JP2015049468A - マイクロレンズアレイ基板の製造方法、電気光学装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ層のクラックとアライメントマークの除去を抑止できるマイクロレンズアレイ基板の製造方法、および電気光学装置の製造方法を提供する。
【解決手段】マイクロレンズアレイ基板１０の製造方法は、基板１１の上面１１ａにアライメントマーク１７を形成する工程と、基板１１の上面１１ａに複数の凹部１２を形成する工程と、基板１１の上面１１ａにアライメントマーク１７と複数の凹部１２とを覆うように、複数の凹部１２の形状が反映された複数の凹部１４を有する透光材料層１３ａを形成する工程と、透光材料層１３ａを覆い複数の凹部１４を埋め込むように透光材料層１３ａとは異なる屈折率を有する透光材料層１５ａを形成する工程と、隣り合う複数の凹部１４の境界部分で透光材料層１３ａが露出し、かつ、アライメントマーク１７が露出しないように、透光材料層１５ａに対して平坦化処理を施す工程とを備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、マイクロレンズアレイ基板の製造方法、電気光学装置の製造方法に関する。

素子基板と対向基板との間に電気光学物質（例えば、液晶など）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などを挙げることができる。このような液晶装置においては、高い光利用効率を実現することが求められている。そこで、液晶装置にマイクロレンズアレイ基板を備えることにより、液晶装置に入射した光を集光して遮光層で遮光される光も利用することにより、液晶装置の実質的な開口率の向上を図る構成が知られている。

マイクロレンズアレイ基板は、表面に複数の凹部が形成された石英などからなる基板と、凹部を埋め込むように形成され基板と異なる屈折率を有するレンズ層とを備えている。ところで、素子基板にマイクロレンズアレイ基板を備える場合、マイクロレンズアレイ基板を形成した後にＴＦＴ素子を形成すると、ＴＦＴ素子を形成する工程における高温加熱処理時にマイクロレンズアレイ基板が高温加熱や冷却などの温度変化に晒される。そうすると、基板とレンズ層との熱膨張係数の違いなどに起因して、レンズ層に応力がかかりクラックが入ってしまうという課題があった。

これに対して、マイクロレンズアレイ基板のレンズ層（高屈折率膜）をレンズ同士の間で分断することにより、レンズ層にかかる応力を分散して緩和する液晶装置（液晶表示素子）の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の実施形態によれば、基板に複数の凹部を形成し、基板を覆い複数の凹部を埋め込むようにレンズ層を形成した後、レンズ層の表面を研磨して平坦化する工程で、レンズ層のうちのレンズ同士の間の部分を除去することで、レンズ層がレンズ同士の間で分断される。

また、マイクロレンズアレイ基板を備えた液晶装置において、マイクロレンズと遮光層との位置関係がずれると、利用されるはずの光の一部が遮光されてしまうこととなり光の利用効率が低下する。これに対して、特許文献１には、マイクロレンズアレイ基板に位置合わせのためのアライメントマークを設ける方法も開示されている。特許文献１に記載の変形例によれば、複数の凹部を形成した基板にアライメントマークとなる金属膜を形成し、レンズ層を分断する柱状分断部を形成する。そして、金属膜のうちアライメントマークとなる部分をマスクで覆って他の部分を除去した後、柱状分断部で区画された領域にレンズ材を充填し、柱状分断部とレンズ材とを研磨して表面を平坦化することで、アライメントマークを備えたマイクロレンズアレイ基板が製造される。

特開２０１１−１１８３２４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の変形例の方法では、柱状分断部とレンズ材とを研磨する工程において、アライメントマークも研磨されてしまうおそれがあるという課題がある。特許文献１の実施形態にはアライメントマークに関する記載はないが、変形例と同様に、レンズ層の表面を研磨して平坦化する工程においてアライメントマークも研磨されてしまうおそれがあるという課題がある。

位置決めの基準となるアライメントマークが研磨されて消失すると、位置ズレを招くおそれがある。また、アライメントマークが金属材料で形成されている場合、アライメントマークが研磨されて少なくとも一部が除去されると、除去された金属材料が付着することで基板や製造設備が汚染されてしまい、品質の低下や生産性の低下を招くおそれがある。したがって、レンズ層のクラックを抑止でき、かつ、アライメントマークの除去を抑止できるマイクロレンズアレイ基板の製造方法が求められている。

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。

［適用例１］本適用例に係るマイクロレンズアレイ基板の製造方法は、複数のマイクロレンズが配置された第１領域と、前記第１領域の外側に位置する第２領域と、を有するマイクロレンズアレイ基板の製造方法であって、光透過性を有する基板の第１面の前記第２領域にマークを形成するマーク形成工程と、前記基板の前記第１面の前記第１領域に複数の第１凹部を形成する凹部形成工程と、前記基板の前記第１面の前記第１領域および前記第２領域に前記マークと前記複数の第１凹部とを覆うように透光性材料を所定の膜厚で配置して、前記複数の第１凹部の形状が反映された複数の第２凹部を有する第１透光材料層を形成する第１透光材料層形成工程と、前記第１透光材料層を覆い前記複数の第２凹部を埋め込むように、光透過性を有し前記第１透光材料層とは異なる屈折率を有する第２透光材料層を形成する工程と、隣り合う前記複数の第２凹部の境界部分で前記第１透光材料層の少なくとも一部が露出し、かつ、前記マークが露出しないように、前記第２透光材料層に対して平坦化処理を施す平坦化工程と、を備えていることを特徴とする。

本適用例の方法によれば、基板の第１面に形成された複数の第１凹部の形状が反映された第１透光材料層の複数の第２凹部を、第１透光材料層とは異なる屈折率を有する第２透光材料層で埋め込むので、第１透光材料層と第２透光材料層との界面で光が屈折するマイクロレンズを複数備えたマイクロレンズアレイ基板を製造できる。第１透光材料層は、基板の第１面に形成されたマークと複数の第１凹部と隣り合う第１凹部同士の境界部分とを覆って形成され、第２透光材料層は第１透光材料層を覆って形成される。その第２透光材料層に対して、平坦化工程で隣り合う複数の第２凹部同士の境界部分で第１透光材料層の少なくとも一部が露出するまで平坦化処理を施すので、隣り合う第２凹部同士の境界部分で、第２透光材料層に不連続部分が形成される。そのため、不連続部分が形成されたことにより第２透光材料層にかかる応力が分散されるとともに、不連続部分が形成された分だけ第２透光材料層全体の体積が小さくなることにより第２透光材料層にかかる応力が緩和されるので、応力により生じる第２透光材料層のクラックを抑止できる。一方、平坦化工程でマークが露出しないように、すなわち、マーク上に第１透光材料層が残るように平坦化処理を施すので、マークの除去を抑止できる。これにより、第２透光材料層のクラックを抑止でき、かつ、マークの除去を抑止できるマイクロレンズアレイ基板の製造方法を提供することができる。

［適用例２］上記適用例に係るマイクロレンズアレイ基板の製造方法であって、前記複数のマイクロレンズは、第１方向、前記第１方向と交差する第２方向、前記第１方向および前記第２方向と交差する第３方向に配列され、前記平坦化工程では、前記第１方向、前記第２方向、および前記第３方向において隣り合う前記複数の第２凹部の境界部分で前記第１透光材料層が露出するように平坦化処理を施すことが好ましい。

本適用例の方法によれば、平坦化工程で第１方向、第２方向、および第３方向の三方向において隣り合う第２凹部同士の境界部分で第１透光材料層が露出するまで平坦化処理を施すので、第２透光材料層は三方向において隣り合う第２凹部同士の境界部分で離間される。すなわち、第２透光材料層は第２凹部毎に分断される。そのため、第２透光材料層にかかる応力がより分散されるとともに、第２透光材料層全体の体積がより小さくなることにより第２透光材料層にかかる応力がより緩和されるので、応力により生じる第２透光材料層のクラックをより効果的に抑止できる。

［適用例３］上記適用例に係るマイクロレンズアレイ基板の製造方法であって、前記第１透光材料層形成工程では、前記所定の膜厚として、前記第１方向、前記第２方向、および前記第３方向において隣り合う前記複数の第２凹部の境界部分における前記第１透光材料層の上面が前記マークの上面よりも高くなる膜厚で前記第１透光材料層を形成することが好ましい。

本適用例の方法によれば、第１方向、第２方向、および第３方向の三方向において隣り合う第２凹部同士の境界部分における第１透光材料層の上面がマークの上面よりも高くなる膜厚で第１透光材料層を形成する。そのため、三方向において隣り合う第２凹部同士の境界部分で第１透光材料層が露出して第２透光材料層が第２凹部毎に離間されるまで平坦化処理を施しても、マーク上に第１透光材料層を残してマークの除去を抑止することができる。

［適用例４］上記適用例に係るマイクロレンズアレイ基板の製造方法であって、前記基板と前記第１透光材料層とは、略同一の熱膨張係数を有する無機材料からなることが好ましい。

本適用例の方法によれば、基板と第１透光材料層とが略同一の熱膨張係数を有する無機材料からなるので、樹脂材料からなる場合と比べて耐熱性に優れるとともに、温度変化などに起因して生じる応力を抑えることができる。

［適用例５］上記適用例に係るマイクロレンズアレイ基板の製造方法であって、前記凹部形成工程は、前記基板の前記第１面の前記第１領域と前記第２領域とにマスク層を形成する工程と、前記マスク層の前記第１領域に前記基板が露出する複数の開口部を形成する工程と、前記マスク層の前記開口部を介して前記基板にエッチングを施すことにより前記複数の第１凹部を形成する工程と、前記マスク層を除去する工程と、を含み、前記マーク形成工程と前記凹部形成工程との間に、前記マークを覆う第３の透光材料層を形成する工程を有することが好ましい。

本適用例の方法によれば、基板の第１面にマスク層を形成する前に、マークを覆う第３の透光材料層を形成する。そのため、マスク層を除去する際に用いる溶剤でマークも除去されてしまうおそれがある場合に、マークを第３の透光材料層で保護して、マークが除去されることを抑止できる。

［適用例６］上記適用例に係るマイクロレンズアレイ基板の製造方法であって、前記マーク形成工程で形成するマークは、アライメントマークを含んでいてもよい。

本適用例の方法によれば、マイクロレンズアレイ基板に位置合わせの基準となるアライメントマークを形成するので、マイクロレンズアレイ基板を用いて液晶装置の素子基板や対向基板を形成する工程において、マイクロレンズに対する遮光層の位置決めを容易に行うことができ、マイクロレンズに対する遮光層の位置ズレを抑えることができる。

［適用例７］上記適用例に係るマイクロレンズアレイ基板の製造方法であって、前記マーク形成工程で形成するマークは、前記平坦化工程における前記第１透光材料層の層厚測定用のマークを含んでいてもよい。

本適用例の方法によれば、マイクロレンズアレイ基板に第１透光材料層の層厚測定用のマークを形成するので、平坦化工程における第１透光材料層の層厚の制御を容易に行うことができ、アライメントマーク上の第１透光材料層の残厚をより確実に確保することができる。

［適用例８］本適用例に係る電気光学装置の製造方法は、第１基板と、前記第１基板に対向配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された電気光学層と、を備えた電気光学装置の製造方法であって、上記適用例のマイクロレンズアレイ基板を前記第１基板に備え、前記マイクロレンズアレイ基板の前記第２透光材料層の上層にスイッチング素子を形成する工程を有することを特徴とする。

本適用例の構成によれば、マイクロレンズアレイ基板の第２透光材料層の上層にスイッチング素子を形成する工程における高温加熱処理時に高温加熱や冷却などの温度変化に晒されても、第２透光材料層のクラックを抑止できるマイクロレンズアレイ基板を備えているので、品質が高く明るい電気光学装置を製造することができる。

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。 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。 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。 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概略図。 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。 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。 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。 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概略図。 電子機器としてのプロジェクターの構成を示す概略図。 変形例１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。 変形例２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。 変形例３に係るマイクロレンズアレイ基板の構成を示す概略図。

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。

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。

（第１の実施形態）
＜電気光学装置＞
ここでは、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、後述する投射型表示装置（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。

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。

図１および図３に示すように、第１の実施形態に係る電気光学装置としての液晶装置１は、第１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基板としての対向基板３０と、素子基板２０と対向基板３０との間に配置された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。

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。

額縁状に配置されたシール材４２の内側には、額縁状の周縁部を有する遮光層２２（２６、３２）が設けられている。遮光層２２（２６、３２）は、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなる。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。

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。遮光層２２（２６、３２）は、表示領域Ｅにおいて、隣り合う画素Ｐ同士の境界に沿って、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の外側（外周端部側）に、表示領域Ｅの周囲を囲むように設けられダミー領域を備えていてもよい。

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。

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。

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。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を対向基板３０の外側の面の法線方向（Ｚ方向）から見ることを「平面視」という。

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。

ＴＦＴ２４のソース電極は、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のドレイン電極は、画素電極２８に電気的に接続されている。

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に設けられた第２の電極としての共通電極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。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。

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、蓄積容量５が液晶容量と並列に配置されている。蓄積容量５を構成するため、走査線２に沿って容量線４が形成されている。容量線４は共通電位線（ＣＯＭ）に接続され、所定の電位に保持されている。

図３に示すように、本実施形態に係る素子基板２０は、マイクロレンズアレイ基板１０と、光路長調整層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。本明細書では、図３における液晶装置１の対向基板３０側（＋Ｚ方向）を「上方」といい、素子基板２０側（−Ｚ方向）を「下方」という。

マイクロレンズアレイ基板１０は、基板１１と、透光層１３と、透光層１５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面としての上面１１ａとする。基板１１は、上面１１ａ側に形成された複数の第１凹部としての凹部１２を有している。各凹部１２は、画素Ｐに対応して設けられている。凹部１２は、その底部に向かって先細りとなる形状、例えば曲面状に形成されている。

透光層１３は、基板１１の上面１１ａ側を覆うように設けられている。透光層１３は、複数の凹部１２と、隣り合う凹部１２同士の境界部分とを覆うように形成されている。透光層１３は、複数の凹部１２の形状が反映された複数の凹部１４を有している。透光層１３は、光透過性を有し、基板１１と略同一の熱膨張係数を有する無機材料からなる。透光層１３は、例えば、基板１１の屈折率と略同一の屈折率を有するＳｉＯ₂からなる。

透光層１５は、複数の凹部１４を埋め込むように設けられている。透光層１５は、光透過性を有し、透光層１３とは異なる屈折率を有する無機材料からなる。本実施形態では、透光層１５は、透光層１３の屈折率よりも高い屈折率を有している。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。透光層１５は、レンズ層としての機能を有する。

なお、本実施形態のように透光層１５の屈折率が透光層１３の屈折率よりも高い場合、透光層１３の屈折率は基板１１の屈折率以上であることが好ましい。

レンズ層である透光層１５で凹部１４を埋め込むことにより、凸状のマイクロレンズＭＬが構成される。したがって、各マイクロレンズＭＬは、画素Ｐに対応して設けられている。また、複数のマイクロレンズＭＬによりマイクロレンズアレイＭＬＡが構成される。マイクロレンズアレイ基板１０の上面は、平坦化処理により平坦化されている。すなわち、透光層１３の上面と、複数の凹部１４を埋め込む透光層１５の上面とは略平坦な面となっている。

光路長調整層２１は、マイクロレンズアレイ基板１０を覆うように設けられている。光路長調整層２１は、例えば、基板１１とほぼ同じ屈折率を有する無機材料からなる。光路長調整層２１は、マイクロレンズＭＬから遮光層２２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２１の層厚は、光の波長に応じた素子基板２０のマイクロレンズＭＬの焦点距離および対向基板３０のマイクロレンズＭＬの焦点距離などの光学条件に基づいて適宜設定される。

遮光層２２は、光路長調整層２１上に設けられている。遮光層２２は、例えば、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｔｉ（チタン）、ＴｉＮ（窒化チタン）、Ｃｒ（クロム）などの遮光性を有する材料で構成されている。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、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。

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。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、画素Ｐにおいて光が透過する領域となる。なお、遮光層２２は、複数の遮光膜からなり、互いに補完するようにして格子状に形成されていてもよい。

絶縁層２３は、光路長調整層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。

ＴＦＴ２４は、絶縁層２３上に設けられている。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。

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。

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によって生ず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。

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。

なお、ＴＦＴ２４と、ＴＦＴ２４に電気信号を供給する電極や配線など（図示しない）とは、平面視で遮光層２２および遮光層２６に重なる領域に設けられている。これらの電極や配線などが遮光層２２および遮光層２６を兼ねる構成であってもよい。

対向基板３０は、マイクロレンズアレイ基板３１と、光路長調整層３９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。マイクロレンズアレイ基板３１は、基板３６と、透光層３８とを備えている。基板３６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３６は、複数の凹部３７を有している。各凹部３７は、画素Ｐに対応して設けられている。凹部３７は、その底部に向かって先細りとなる形状、例えば曲面状に形成されている。

透光層３８は、複数の凹部３７を埋め込むように設けられている。透光層３８は、光透過性を有し、基板３６とは異なる屈折率を有する無機材料からなる。本実施形態では、透光層３８は、例えばＳｉＯＮ、Ａｌ₂Ｏ₃などの基板３６の屈折率よりも高い屈折率を有している。透光層３８は、レンズ層としての機能を有する。

レンズ層である透光層３８で凹部３７を埋め込むことにより、凸状のマイクロレンズＭＬが構成される。したがって、各マイクロレンズＭＬは、画素Ｐに対応して設けられている。また、複数のマイクロレンズＭＬによりマイクロレンズアレイＭＬＡが構成される。マイクロレンズアレイ基板３１の上面は、平坦化処理により平坦化されている。

光路長調整層３９は、マイクロレンズアレイ基板３１を覆うように設けられている。光路長調整層３９は、素子基板２０の光路長調整層２１と同様の構成および役割を有している。遮光層３２は、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格子状に形成されている。遮光層３２に囲まれた領域（開口部３２ａ内）は、光が透過する領域となる。

保護層３３は光路長調整層３９と遮光層３２とを覆うように設けられている。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。配向膜３５は、共通電極３４を覆うように設けられている。

なお、保護層３３は共通電極３４の液晶層４０に面する表面が平坦となるように、遮光層３２を覆うものであって、必須な構成要素ではなく、例えば、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。

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。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持つ光が射出される。

第１の実施形態に係る液晶装置１では、光は、対向基板３０（基板３６）側から入射し、マイクロレンズアレイ基板３１のマイクロレンズＭＬによって集光される。例えば、基板３６側から凸状のマイクロレンズＭＬに入射する光のうち、画素Ｐの平面的な中心を通過する光軸に沿って入射した入射光Ｌ１は、マイクロレンズＭＬをそのまま直進し、液晶層４０を通過して素子基板２０側に射出される。

入射光Ｌ１よりも外側の平面視で遮光層３２と重なる領域からマイクロレンズＭＬの周縁部に入射した入射光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３２で遮光されてしまうが、基板３６と透光層３８との間の光屈折率の差により、画素Ｐの平面的な中心側へ屈折され、遮光層３２で遮光されることなく開口部３２ａ内に入射する。

液晶装置１では、このように直進した場合に遮光層３２で遮光されてしまう入射光Ｌ２を、マイクロレンズアレイ基板３１のマイクロレンズＭＬの集光作用により遮光層３２の開口部３２ａ内に入射させて液晶層４０を通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して光の利用効率を高めることができる。

そして、入射光Ｌ２は、液晶層４０を通過した後、放射状に広がって素子基板２０（マイクロレンズアレイ基板１０）のマイクロレンズＭＬに入射する。放射状に広がって入射する入射光Ｌ２は、仮にそのまま直進した場合、さらに放射状に広がってしまうが、透光層１５と透光層１３との間の光屈折率の差により、画素Ｐの平面的な中心側へ再び屈折する。これにより、入射光Ｌ２の広がりを抑えて素子基板２０から射出させることができる。

なお、本実施形態のマイクロレンズアレイ基板１０のように基板１１の屈折率と透光層１３の屈折率とが略同一である場合、入射光Ｌ２は基板１１と透光層１３との界面で屈折しない。基板１１の屈折率と透光層１３の屈折率が異なる場合は、入射光Ｌ２は基板１１と透光層１３との界面で屈折する。

＜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について、図４を参照して説明する。図４は、第１の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板の構成を示す概略図である。詳しくは、図４（ａ）はマイクロレンズアレイ基板の概略平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った概略断面図である。

なお、図４（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面は、図１のＡ−Ａ’線に沿った断面に相当する。図４（ａ）において、Ｂ−Ｂ’線は、マイクロレンズアレイ基板１０の対角同士を結ぶ線である。Ｂ−Ｂ’線に沿った方向を、第３方向としてのＷ方向とする。Ｗ方向は、Ｘ方向およびＹ方向と交差する方向である。

図４（ａ）に示すように、マイクロレンズアレイ基板１０は、平面視で略矩形状である。マイクロレンズＭＬ（凹部１４）は、画素Ｐの配列に対応してＸ方向およびＹ方向にマトリックス状に配列されている。基板１１上のマイクロレンズＭＬが配列された略矩形状の領域を第１領域としての領域Ｄ１という。領域Ｄ１に配列されたマイクロレンズＭＬにより、マイクロレンズアレイＭＬＡが構成される。なお、遮光層２２、２６、３２（図３参照）は、平面視で隣り合うマイクロレンズＭＬ同士の境界部分と重なるように配置される。

凹部１２および凹部１４は、平面視で略円形であり、画素Ｐの平面的な中心位置を中心とする同心円状に形成されている。凹部１４の径は、凹部１２の径よりも小さい。凹部１４の径が、マイクロレンズＭＬのレンズ径となる。本実施形態では、Ｘ方向およびＹ方向において、隣り合う凹部１２同士、および隣り合う凹部１４同士が互いに接している。一方、Ｗ方向においては、隣り合う凹部１２同士、および隣り合う凹部１４同士は互いに離間されている。

図４（ａ）に斜線を付して示すように、透光層１５は、凹部１４を埋め込むように配置されているので、平面視で複数の凹部１４と重なる領域に配置されている。透光層１５は、Ｘ方向およびＹ方向において連続しており、Ｗ方向において隣り合う凹部１４同士の間に不連続部分１６を有している。この不連続部分１６には、透光層１３が露出している。

基板１１上の領域Ｄ１の外側に位置する領域、すなわち、マイクロレンズアレイＭＬＡの周囲を囲む領域を第２領域としての領域Ｄ２という。領域Ｄ２の４隅には、マークとしてのアライメントマーク１７が設けられている。アライメントマーク１７は、マイクロレンズアレイ基板１０を備えた素子基板２０を形成する工程において、マイクロレンズＭＬに対して遮光層２２、２６、３２の位置ズレが生じないように、位置合わせの基準とするためのものである。

アライメントマーク１７は、例えば、マイクロレンズアレイ基板１０の角部に設けられている。アライメントマーク１７の平面形状は、例えば、プラス（＋）形状である。アライメントマーク１７の平面形状は、円形状や、矩形状や、シャープ（＃）形状であってもよい。アライメントマーク１７の平面的な大きさ（Ｘ方向およびＹ方向における長さ）は、例えば、１０μｍ〜数１００ｎｍ程度である。

アライメントマーク１７は、例えば、非晶質シリコン（アモルファスシリコン）、多結晶シリコン（ポリシリコン）、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｐｔ／Ｃｒ、Ｐｔ／Ｔｉ、ＳｉＣなどの金属材料や、窒化シリコンなどで形成される。本実施形態では、アライメントマーク１７は、例えば、非晶質シリコンで形成されている。

なお、アライメントマーク１７が設けられる位置や数は、図４（ａ）に示す形態に限定されるものではなく、領域Ｄ２における他の位置に設けられていてもよいし、２箇所または３箇所に設けられていてもよい。

図４（ｂ）に示すように、アライメントマーク１７は、基板１１の上面１１ａに設けられている。アライメントマーク１７の膜厚は、アライメントマーク１７が非晶質シリコンで形成されている場合には、例えば１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度である。アライメントマーク１７は、透光層１３に覆われている。基板１１の上面１１ａに対する透光層１３の膜厚は、アライメントマーク１７の膜厚よりも厚く、例えば０．５μｍ〜１μｍ程度である。

上述したように、本実施形態では透光層１５がＷ方向において隣り合う凹部１４同士の間に不連続部分１６を有しているが、その理由を説明する。本実施形態のように、マイクロレンズアレイ基板１０を備える素子基板２０では、マイクロレンズアレイ基板１０を形成した後に、ＴＦＴ２４を形成することとなる。そのため、ＴＦＴ２４を形成する工程における高温加熱処理時に、マイクロレンズアレイ基板１０が高温加熱や冷却などの温度変化に晒される。

基板１１と透光層１３とは略同一の熱膨張係数を有するが、基板１１および透光層１３と透光層１５とで熱膨張係数が異なる場合、マイクロレンズアレイ基板１０が温度変化に晒されることにより透光層１５に応力がかかることとなる。ここで、透光層１５がマイクロレンズアレイ基板１０の全面に不連続部分１６がなく形成されていたとすると、応力が透光層１５の一部に集中することなどにより、透光層１５にクラックが入ってしまうおそれがある。

本実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板１０では、透光層１５がＷ方向において隣り合う凹部１４同士の間に不連続部分１６を有しているので、上層にＴＦＴ２４を形成する工程などにおいて、マイクロレンズアレイ基板１０が高温加熱や冷却などの温度変化に晒されても、透光層１５にかかる応力が分散される。また、不連続部分１６を有している分だけ透光層１５全体の体積が小さくなるので、透光層１５にかかる応力が緩和される。これにより、透光層１５のクラックを抑えることができる。

ここで、マイクロレンズアレイ基板１０に透光層１３が設けられておらず、透光層１５がアライメントマーク１７を覆い、かつ基板１１の凹部１２を埋め込むように設けられていた場合を想定する。この場合、透光層１５の表面を平坦化する工程において、隣り合う凹部１２同士の間で透光層１５に不連続部分１６が形成されるまで、すなわち基板１１が露出するまで透光層１５を平坦化すると、基板１１の上面１１ａに設けられたアライメントマーク１７が除去されてしまうこととなる。

位置決めの基準となるアライメントマーク１７が除去されて消失すると、位置ズレを招くおそれがある。また、アライメントマーク１７が金属材料で形成されている場合には、アライメントマーク１７が除去され、除去された金属材料が付着することで基板や製造設備が汚染されてしまい、品質の低下や生産性の低下を招くおそれがある。

本実施形態では、マイクロレンズアレイ基板１０に透光層１３を設けることで、透光層１５に不連続部分１６が形成されても、透光層１３でアライメントマーク１７を覆うことで、アライメントマーク１７が除去されることを抑止している。

＜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の製造方法について、図５および図６を参照して説明する。図５および図６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。なお、図５および図６の各図は、図４（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿ったＷ方向における断面図に相当する。

なお、図示しないが、マイクロレンズアレイ基板１０の製造工程では、マイクロレンズアレイ基板１０を複数枚取りできる大型の基板（マザー基板）で加工が行われ、最終的にそのマザー基板を切断して個片化することにより、複数のマイクロレンズアレイ基板１０が得られる。したがって、以下に説明する各工程では個片化する前のマザー基板の状態で加工が行われるが、ここでは、マザー基板の中の個別のマイクロレンズアレイ基板１０に対する加工について説明する。

まず、図５（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の上面１１ａの領域Ｄ１および領域Ｄ２を覆うように、例えば非晶質シリコンからなる膜１７ａを形成する。膜１７ａは、例えば、化学気相成長法（ＣＶＤ法：Chemical Vapor Deposition法）などを用いて、１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度の膜厚で成膜する。続いて、図５（ｂ）に示すように、例えばフォトリソグラフィ法により膜１７ａをパターニングして、領域Ｄ２の所定の位置（図４（ａ）参照）にアライメントマーク１７を形成する（マーク形成工程）。

次に図５（ｃ）に示すように、基板１１の上面１１ａとアライメントマーク１７とを覆って、例えば多結晶シリコンからなるマスク層６０を形成する。マスク層６０は、例えば、化学気相成長法（ＣＶＤ法）などを用いて成膜できる。

次に、図５（ｄ）に示すように、マスク層６０のうちの領域Ｄ１と重なる領域に、基板１１の上面１１ａの一部が露出するように、複数の開口部６１を形成する。開口部６１は、後の工程で形成される複数の凹部１２の平面的な中心位置、すなわち、画素Ｐ（図４（ａ）参照）の平面的な中心位置に対応して設けられる。開口部６１は、例えばフォトリソグラフィ法によりマスク層６０をパターニングすることにより形成できる。

次に、図５（ｅ）に示すように、マスク層６０の開口部６１を介して基板１１に、例えばフッ酸溶液などのエッチング液を用いた、ウエットエッチングなどの等方性エッチング処理を施す。これにより、基板１１が上面１１ａ側から開口部６１を中心として等方的にエッチングされ、基板１１の領域Ｄ１に複数の凹部１２が形成される。複数の凹部１２は、平面視で、開口部６１を中心とする同心円状に形成される。

この工程では、図４（ａ）に示すように、Ｘ方向およびＹ方向において隣り合う凹部１２同士が接続され、Ｗ方向において隣り合う凹部１２同士が離間されている状態でエッチングを停止する。換言すれば、Ｘ方向およびＹ方向において隣り合う凹部１２同士の間では基板１１の上面１１ａが除去され、Ｗ方向において隣り合う凹部１２同士の間では基板１１の上面１１ａが残っている状態でエッチングを停止する。なお、Ｗ方向においても基板１１の上面１１ａが除去されるまでエッチングしてしまうと、マスク層６０の浮きが生じてマスク層６０が剥がれてしまうおそれがある。

次に、図６（ａ）に示すように、基板１１からマスク層６０を除去する。マスク層６０が多結晶シリコンで形成されている場合、マスク層６０の除去には、例えば水酸化テトラメチルアンモニウム（Tetramethylammonium hydroxide；ＴＭＡＨ）を用いることができる。これにより、基板１１の領域Ｄ１に形成された複数の凹部１２と、基板１１の領域Ｄ２に形成されたアライメントマーク１７とが露出する。以上の図５（ｃ）から図６（ａ）に示す工程が、基板１１に複数の凹部１２を形成する凹部形成工程に相当する。

次に、図６（ｂ）に示すように、基板１１の領域Ｄ１と領域Ｄ２とに亘って、透光材料層１３ａを形成する（第１透光材料層形成工程）。透光材料層１３ａは、光透過性を有し、基板１１の屈折率と略同一の屈折率を有するとともに、基板１１の熱膨張係数と略同一の熱膨張係数を有するＳｉＯ₂などの無機材料で形成する。透光材料層１３ａは、例えば、化学気相成長法（ＣＶＤ法）などを用いて成膜できる。

透光材料層１３ａは、所定の膜厚として、Ｗ方向において隣り合う凹部１２の境界部分における透光材料層１３ａの上面がアライメントマーク１７の上面よりも高くなるような膜厚で形成する。これにより、複数の凹部１２と、隣り合う凹部１２同士の境界部分と、アライメントマーク１７とが透光材料層１３ａで覆われ、透光材料層１３ａの表面には基板１１の表面形状が反映される。これにより、透光材料層１３ａには、複数の凹部１２に対応して複数の凹部１４が形成される。

透光材料層１３ａの膜厚は、アライメントマーク１７の膜厚や平坦化工程での研磨量のばらつきなどに応じて、例えば１μｍ〜２μｍ程度の範囲で適宜設定される。透光材料層１３ａの膜厚が厚いほど、凹部１４の径、すなわち凹部１４に透光材料層１５ａを埋め込むことで構成されるマイクロレンズＭＬのレンズ径は小さくなる。したがって、レンズ径をできるだけ大きくするには、透光材料層１３ａの膜厚は、後述する平坦化工程でアライメントマーク１７を確実に保護できる範囲で薄い方が好ましい。

次に、図６（ｃ）に示すように、透光材料層１３ａを覆い凹部１４を埋め込むように、透光材料層１５ａを形成する。透光材料層１５ａは、光透過性を有し、透光材料層１３ａの屈折率よりも高い屈折率を有するＳｉＯＮなどの無機材料で形成する。

透光材料層１５ａは、例えば、化学気相成長法（ＣＶＤ法）などを用いて成膜できる。透光材料層１５ａの膜厚は、透光材料層１５ａの最低部（凹部１４の平面的な中心部）が透光材料層１３ａの最高部（凹部１４同士の境界部分およびアライメントマーク１７上の部分）よりも高くなるような（上方に位置するような）膜厚となるように適宜設定される。これにより、透光材料層１５ａの表面は、複数の凹部１４と凹部１４同士の境界部分との段差が反映された凹凸形状となる。

次に、図６（ｄ）に示すように、透光材料層１５ａに対して平坦化処理を施す（平坦化工程）。平坦化工程では、例えば、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）処理などを用いて、透光材料層１５ａの表面を研磨する。図６（ｄ）に２点鎖線で示すように、透光材料層１５ａの表面側の凸状部分が除去され、Ｗ方向において隣り合う凹部１４同士の境界部分で透光材料層１３ａの少なくとも一部が露出し、かつ、アライメントマーク１７が露出しないところで研磨を停止する。

平坦化工程では、透光材料層１３ａの表面も、Ｗ方向において隣り合う凹部１４同士の境界部分、およびアライメントマーク１７と重なる部分で研磨されてその一部が除去される。このとき、透光材料層１３ａの基板１１の上面１１ａに対する残厚は、アライメントマーク１７の膜厚や平坦化工程での研磨量のばらつきなどに応じて、例えば０．５μｍ〜１μｍ程度の範囲で適宜設定される。

このように、透光材料層１３ａ（透光層１３）がアライメントマーク１７を覆って設けられていることで、平坦化工程において透光材料層１５ａに不連続部分１６が形成されても、アライメントマーク１７が除去されることを防止できる。なお、平坦化工程における平坦化処理の方法としては、ＣＭＰ処理に限定されるものではなく、エッチバック法を用いてもよい。

平坦化工程を行った結果、図６（ｅ）に示すように、領域Ｄ１におけるＷ方向に隣り合う凹部１４同士の境界部分と、領域Ｄ２おけるアライメントマーク１７を覆う部分とが露出する透光層１３が形成される。そして、領域Ｄ１に、Ｗ方向に隣り合う凹部１４同士の境界部分に不連続部分１６を有する透光層１５が形成される。透光層１３の表面と透光層１５の表面とは、段差がほぼない状態に平坦化されている。これにより、マイクロレンズアレイ基板１０が完成する。

この後マイクロレンズアレイ基板１０を備えた素子基板２０を製造する場合は、マイクロレンズアレイ基板１０上に、光路長調整層２１、遮光層２２、絶縁層２３、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とを順に形成する。

ＴＦＴ２４を形成する工程では、マイクロレンズアレイ基板１０が高温加熱や冷却などの温度変化に晒されるが、基板１１、透光層１３、および透光層１５は無機材料で構成されているので、高温加熱に耐えられる。そして、透光層１５が不連続部分１６を有することにより、透光層１５にかかる応力が分散され緩和されるので、透光層１５のクラックを抑えることができる。また、遮光層２２を形成する工程では、アライメントマーク１７を基準として、マイクロレンズＭＬに対して遮光層２２の位置ズレが生じないように位置合わせを行うことができる。

ところで、図示はしないが、本実施形態のように透光材料層１３ａ（透光層１３）を設ける代わりに、領域Ｄ２において基板１１の上面１１ａから下方に掘り下げた凹部を形成し、その凹部にアライメントマーク１７を形成する方法も考えられる。そうすれば、基板１１の上面１１ａが露出して不連続部分１６が形成されるまで透光層１５の表面側の部分を除去しても、アライメントマーク１７は基板１１の上面１１ａよりも下方にあるので、アライメントマーク１７が除去されることを抑止できる。

しかしながら、このような方法では、図５（ｂ）に示す工程でフォトリソグラフィ法により膜１７ａをパターニングしてアライメントマーク１７を形成する際に、基板１１の上面１１ａと掘り下げた凹部との段差により、膜１７ａをパターニングするためのレジストを凹部内に均一に塗布することは困難である。例えば、凹部の側面は他の部分と比べてレジストの膜厚が薄くなり易く、そのため、膜１７ａをパターニングするエッチング工程でレジストが剥がれてしまうおそれがある。

また、このような方法では、図５（ｃ）に示す工程でも同様に、マスク層６０を凹部内に塗布すると、凹部の側面でマスク層６０の膜厚が薄くなり、図５（ｅ）に示すエッチング工程でマスク層６０が剥がれてしまうおそれがある。さらに、基板１１に凹部を形成するための、マスク層の形成、露光、エッチング、マスク層の除去などの工程が別途必要となる。そのため、本実施形態の方法と比べて、工程が増加し生産性の低下を招くこととなる。

本実施形態の方法によれば、透光材料層１３ａ（透光層１３）を形成する工程が追加となるだけで、透光材料層１５ａ（透光層１５）に不連続部分１６を形成でき、かつ、アライメントマーク１７が除去されることを防止できる。

なお、対向基板３０が備えるマイクロレンズアレイ基板３１も、マイクロレンズアレイ基板１０と同様の工程で製造できる。ただし、マイクロレンズアレイ基板３１は、マイクロレンズアレイ基板１０の透光層１３に相当する層を有していないので、上述の工程のうち透光層１３を形成する工程は不要となる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、第１の実施形態と比べて、素子基板が備えるマイクロレンズアレイ基板の構成が異なるが他の構成はほぼ同じであるので、素子基板が備えるマイクロレンズアレイ基板の構成および製造方法について、第１の実施形態に対する相違点を説明する。図７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７は、図１のＡ−Ａ’線に沿った概略断面図である。図８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概略図である。詳しくは、図８（ａ）はマイクロレンズアレイ基板の概略平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った概略断面図である。

図７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３０と、液晶層４０とを備えている。第２の実施形態に係る素子基板２０は、マイクロレンズアレイ基板１０Ａと、光路長調整層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。

＜マイクロレンズアレイ基板＞
マイクロレンズアレイ基板１０Ａは、基板１１と、透光層１３Ａと、透光層１５Ａとを備えている。透光層１３Ａは、基板１１に形成された複数の凹部１２の形状が反映された複数の凹部１４Ａを有している。透光層１３Ａは、第１の実施形態に係る透光層１３よりも厚い膜厚で形成されている。そのため、凹部１４Ａの径は、第１の実施形態に係る凹部１４の径よりも小さく形成されている。透光層１５Ａは、複数の凹部１４Ａを埋め込むように設けられている。

図８（ａ）に示すように、第２の実施形態では、Ｗ方向だけでなくＸ方向およびＹ方向においても、隣り合う凹部１４Ａ同士が互いに離間されている。したがって、透光層１５Ａは、Ｗ方向だけでなくＸ方向およびＹ方向においても、隣り合う凹部１４Ａ同士が互いに離間されている。すなわち、透光層１５Ａは凹部１４Ａ毎に分断されており、平面視で略円形の透光層１５Ａ（凹部１４Ａ）を区画するように透光層１３Ａが露出している。

第２の実施形態では、透光層１５Ａが凹部１４Ａ毎に分断されているので、第１の実施形態と比べて、透光層１５Ａにかかる応力は凹部１４Ａ毎に分散されるとともにより小さくなる。したがって、上層にＴＦＴ２４を形成する工程などにおいて、マイクロレンズアレイ基板１０Ａが高温加熱や冷却などの温度変化に晒されても、第１の実施形態よりも効果的に、透光層１５Ａのクラックを抑えることができる。

また、図８（ｂ）に示すように、第２の実施形態でも、透光層１３Ａでアライメントマーク１７を覆うことで、第１の実施形態と同様にアライメントマーク１７が除去されることを防止できる。

＜マイクロレンズアレイ基板の製造方法＞
第２の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板１０Ａの製造方法は、第１の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板１０の製造方法とほぼ同様であるので、図５および図６を参照して説明する。

第２の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板１０Ａの製造方法では、図６（ｂ）に示す第１透光材料層形成工程で、第１の実施形態と比べて、透光材料層１３ａの膜厚をアライメントマーク１７の膜厚に対してより厚く形成する。より具体的には、透光材料層１３ａの所定の膜厚として、図６（ｂ）に示すＷ方向だけでなく、Ｘ方向およびＹ方向（図７に示すＡ−Ａ’線に沿った断面）において隣り合う凹部１４Ａ同士の境界部分における上面も、アライメントマーク１７の上面よりも高くなるような膜厚で透光材料層１３ａを形成すればよい。

そして、図６（ｄ）に示す平坦化工程で、図６（ｄ）に示すＷ方向だけでなく、Ｘ方向およびＹ方向（図７に示すＡ−Ａ’線に沿った断面）においても、隣り合う凹部１４Ａ同士の境界部分で透光材料層１３ａが露出し（透光材料層１５ａが離間され）、かつ、アライメントマーク１７が露出しないところで研磨を停止すればよい。これにより、透光層１３Ａが露出することで、凹部１４Ａ毎に分断された透光層１５Ａを形成することができる。

第２の実施形態では、凹部１２の径が同じであっても、透光材料層１３ａ（透光層１３Ａ）の膜厚と平坦化工程における研磨量とを適宜設定することで、透光層１５Ａを凹部１４Ａ毎に分断することができる。なお、第２の実施形態においても、アライメントマーク１７の膜厚、透光材料層１３ａ（透光層１３Ａ）の膜厚、および透光材料層１３ａ（透光層１３Ａ）の基板１１の上面１１ａに対する残厚は、第１の実施形態と同様の範囲で適宜設定されることが好ましい。

＜電子機器＞
次に、上述した実施形態の電気光学装置を適用可能な電子機器の一例について図９を参照して説明する。図９は、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。

図９に示すように、電子機器としてのプロジェクター（投射型表示装置）１００は、偏光照明装置１１０と、光分離素子としての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、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム１１６と、投射レンズ１１７とを備えている。

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Ｌに沿って配置されている。

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。

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。

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。

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、投射光学系である投射レンズ１１７によってスクリーン１３０上に投射され、画像が拡大されて表示される。

液晶ライトバルブ１２１は、上述した各実施形態の液晶装置１，１Ａのいずれかが適用されたものである。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。

このようなプロジェクター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、入射した色光を効率よく利用可能な液晶装置１，１Ａのいずれかを備えているので、品質が高く明るいプロジェクター１００を提供することができる。

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及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。

（変形例１）
上記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では、基板１１に凹部１２を形成する凹部形成工程の後にアライメントマーク１７を透光材料層１３ａで覆う構成であったが、本発明はこのような形態に限定されない。例えば、凹部形成工程の前にアライメントマーク１７を別の透光材料層で覆う構成としてもよい。図１０は、変形例１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。なお、図１０の各図は、図４（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿ったＷ方向における断面図に相当する。図１０（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示す工程は、第１の実施形態における図５（ｃ），（ｄ），（ｅ），図６（ａ）に示す工程にそれぞれ相当する。

変形例１に係るマイクロレンズアレイ基板の製造方法は、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におけるマーク形成工程と凹部形成工程との間に、基板１１とアライメントマーク１７とを覆う第３の透光材料層としての透光材料層１９ａを形成する工程を有している。

図５（ｂ）に示すマーク形成工程の後に、図１０（ａ）に示すように、基板１１の上面１１ａとアライメントマーク１７とを覆うように透光材料層１９ａを形成する。透光材料層１９ａは、光透過性を有し、基板１１の屈折率と略同一の屈折率を有するとともに、基板１１の熱膨張係数と略同一の熱膨張係数を有するＳｉＯ₂などの無機材料で形成する。

次に、図１０（ｂ）に示すように透光材料層１９ａを覆うようにマスク層６０を形成し、図１０（ｃ）に示すようにマスク層６０に複数の開口部６１を形成する。続いて、図１０（ｄ）に示すように、マスク層６０の開口部６１を介して透光材料層１９ａおよび基板１１に等方性エッチング処理を施す。これにより、開口部６１を中心として透光材料層１９ａと基板１１とが等方的にエッチングされ、基板１１の領域Ｄ１に複数の凹部１２が形成される。透光材料層１９ａは、平面視で、隣り合う凹部１２同士の境界部分とアライメントマーク１７を覆う部分とが残留する。

次に、図１０（ｅ）に示すように、基板１１からマスク層６０を除去する。このとき、アライメントマーク１７は透光材料層１９ａにより保護される。アライメントマーク１７が非晶質シリコンで形成され、マスク層６０が多結晶シリコンで形成されている場合、第１の実施形態の方法では、アライメントマーク１７を覆ってマスク層６０が形成されるため、ＴＭＡＨなどを用いてマスク層６０を除去する際にアライメントマーク１７も除去されてしまうおそれがある。

また、アライメントマーク１７が除去されないようにアライメントマーク１７を金属材料で形成すると、製造設備が不純物で汚染されるおそれがある。これに対して、変形例１に係る方法では、アライメントマーク１７を透光材料層１９ａで覆って保護するので、上述のリスクを回避することができる。

なお、透光材料層１９ａは、図１０（ｅ）に示す工程の後に、図６（ｂ）に示す第１透光材料層形成工程で形成する透光材料層１３ａと同様の材料で構成されているので、透光材料層１３ａの機能を阻害することはない。

（変形例２）
また、凹部形成工程の前にアライメントマーク１７のみを別の透光材料層で覆う構成としてもよい。図１１は、変形例２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。なお、図１１の各図は、図４（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿ったＷ方向における断面図に相当する。また、図１１（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示す工程は、第１の実施形態における図５（ｃ），（ｄ），（ｅ），図６（ａ）に示す工程にそれぞれ相当する。

変形例２に係るマイクロレンズアレイ基板の製造方法は、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におけるマーク形成工程と凹部形成工程との間に、アライメントマーク１７を覆う第３の透光材料層としての透光材料層１９ｂを形成する工程を有している。すなわち、変形例１では透光材料層１９ａで基板１１とアライメントマーク１７とを覆う構成であるのに対して、変形例２では、透光材料層１９ｂでアライメントマーク１７のみを覆う構成となっている。

図５（ｂ）に示すマーク形成工程の後に、図１１（ａ）に示すように、アライメントマーク１７のみを覆うように透光材料層１９ｂを形成する。透光材料層１９ｂは、例えばアライメントマーク１７が非晶質シリコンで形成されている場合、アライメントマーク１７を高温で酸化させることで、アライメントマーク１７の表面にＳｉＯ₂膜からなる透光材料層１９ｂを形成することができる。

図１１（ｅ）に示す基板１１からマスク層６０を除去する工程において、アライメントマーク１７は透光材料層１９ｂにより保護されるので、変形例１と同様に、アライメントマーク１７が除去されるリスクを回避できる。

（変形例３）
上記の実施形態および変形例に係るマイクロレンズアレイ基板の製造方法では、マークとしてアライメントマーク１７を設ける構成であったが、本発明はこのような形態に限定されない。マークとして、平坦化工程における透光層１３，１３Ａの膜厚測定用マークを設ける構成としてもよい。図１２は、変形例３に係るマイクロレンズアレイ基板の構成を示す概略図である。詳しくは、図１２（ａ）はマイクロレンズアレイ基板の概略平面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った概略断面図である。

図１２（ａ）に示すように、変形例３に係るマイクロレンズアレイ基板１０Ｃは、マークとして、アライメントマーク１７の他に、平坦化工程における透光層１３，１３Ａの層厚測定用マーク１８を備えている。層厚測定用マーク１８は、例えば、Ａｌなどの光反射性を有する金属材料で、平面視で矩形状に形成される。アライメントマーク１７と層厚測定用マーク１８とは、例えば、それぞれ領域Ｄ２における対角位置に設けられる。図１２（ｂ）に示すように、層厚測定用マーク１８も、アライメントマーク１７と同様に、透光層１３，１３Ａに覆われている。

変形例３では、層厚測定用マーク１８を設けることにより、図６（ｄ）に示す平坦化工程において透光層１３，１３Ａの層厚の制御を容易に行うことができる。したがって、平坦化工程において、アライメントマーク１７上の透光層１３，１３Ａの残厚をより確実に確保することができる。なお、アライメントマーク１７および層厚測定用マーク１８の配置は、図１２（ａ）に示す配置に限定されるものではない。また、層厚測定用マーク１８の平面形状は矩形状以外の形状であってもよい。さらに、領域Ｄ２に形成するマークは、アライメントマーク１７および層厚測定用マーク１８以外のマークであってもよい。

（変形例４）
上記の実施形態および変形例では、アライメントマーク１７を非晶質シリコン、多結晶シリコン、金属材料で形成する構成であったが、本発明はこのような形態に限定されない。アライメントマーク１７を、基板１１に掘り込んで形成する構成としてもよい。基板１１に掘り込んでアライメントマーク１７を形成する場合でも、透光層１３，１３Ａが設けられていないと、平坦化工程で隣り合う凹部１４同士の間で基板１１が露出して透光層１５が離間されるまで平坦化処理を施すと、アライメントマーク１７が消失してしまうおそれがある。上記の実施形態および変形例のように、透光層１３，１３Ａを設けることで、アライメントマーク１７の消失を抑止することができる。

（変形例５）
上記の実施形態および変形例では、素子基板２０（マイクロレンズアレイ基板１０）と対向基板３０（マイクロレンズアレイ基板３１）との双方にマイクロレンズＭＬを備えていたが、本発明はこのような形態に限定されない。素子基板２０のみにマイクロレンズＭＬを備え、対向基板３０にはマイクロレンズＭＬを備えていない構成としてもよい。また、この場合、素子基板２０側から光が入射することとしてもよい。

（変形例６）
上記の実施形態および変形例では、マイクロレンズＭＬ（凹部１４）が断面視で曲面状に形成されていたが、本発明はこのような形態に限定されない。マイクロレンズＭＬ（凹部１４）が断面視で、例えば、底部に平坦面を有する曲面状、斜面を有する曲面状、Ｖ字状など他の形状を有していてもよい。

（変形例７）
上記の実施形態および変形例では、透光層１５，１５Ａを基板１１よりも光屈折率の高い材料で形成していたが、本発明はこのような形態に限定されない。透光層１５，１５Ａを、基板１１よりも光屈折率の低い材料で形成してもよい。

（変形例８）
上記の実施形態および変形例では、マイクロレンズアレイ基板１０，１０Ａ，１０Ｃを素子基板２０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１０，１０Ａ，１０Ｃを対向基板３０に備えた構成としてもよい。また、マイクロレンズアレイ基板１０，１０Ａ，１０Ｃを素子基板２０および対向基板３０の双方に備えた構成としてもよい。

（変形例９）
上記の実施形態および変形例では、マイクロレンズアレイ基板１０，１０Ａ，１０Ｃにおいて、マイクロレンズＭＬ（凹部１４）がマトリックス状に配列された構成であったが、本発明はこのような形態に限定されない。マイクロレンズＭＬの配列は、画素Ｐの配列に対応して、例えば、ハニカム状の配列など異なる配列であってもよい。

（変形例１０）
上述した実施形態および変形例では、マイクロレンズアレイ基板１０，１０Ａ，１０Ｃにおいて、一つのマイクロレンズＭＬが一つの画素Ｐに対応して設けられた構成であったが、本発明はこのような形態に限定されない。例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３つの画素Ｐが画像を形成する際の一つの単位となる場合などに、一つのマイクロレンズＭＬが赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３つの画素Ｐに対応して設けられた構成としてもよい。

（変形例１１）
上述した実施形態および変形例のマイクロレンズアレイ基板１０，１０Ａ，１０Ｃを適用可能な電気光学装置は、液晶装置１に限定されない。マイクロレンズアレイ基板１０，１０Ａ，１０Ｃは、液晶装置以外の電気光学装置にも応用することができ、例えば、撮像素子（イメージセンサー）を有する撮像装置に応用することができる。マイクロレンズアレイ基板１０，１０Ａ，１０Ｃを備えた撮像装置では、撮像素子に入射する光をマイクロレンズＭＬによって集光することができる。撮像素子としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型が挙げられる。

（変形例１２）
上述した実施形態の液晶装置１，１Ａを適用可能な電子機器は、プロジェクター１００に限定されない。液晶装置１，１Ａは、例えば、投射型の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あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、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。

１，１Ａ…液晶装置（電気光学装置）、１０，１０Ａ，１０Ｃ…マイクロレンズアレイ基板、１１…基板、１１ａ…上面（第１面）、１２…凹部（第１凹部）、１３ａ…透光材料層（第１透光材料層）、１４…凹部（第２凹部）、１５ａ…透光材料層（第２透光材料層）、１７…アライメントマーク（マーク）、１８…層厚測定用マーク（マーク）、１９ａ…透光材料層（第３透光材料層）、１９ｂ…透光材料層（第３透光材料層）、２０…素子基板（第１基板）、３０…対向基板（第２基板）、４０…液晶層（電気光学層）、２４…ＴＦＴ（スイッチング素子）、６０…マスク層、６１…開口部、１００…プロジェクター（電子機器）、ＭＬ…マイクロレンズ、ＭＬＡ…マイクロレンズアレイ。

Claims (8)

1. 複数のマイクロレンズが配置された第１領域と、前記第１領域の外側に位置する第２領域と、を有するマイクロレンズアレイ基板の製造方法であって、
   光透過性を有する基板の第１面の前記第２領域にマークを形成するマーク形成工程と、
   前記基板の前記第１面の前記第１領域に複数の第１凹部を形成する凹部形成工程と、
   前記基板の前記第１面の前記第１領域および前記第２領域に前記マークと前記複数の第１凹部とを覆うように透光性材料を所定の膜厚で配置して、前記複数の第１凹部の形状が反映された複数の第２凹部を有する第１透光材料層を形成する第１透光材料層形成工程と、
   前記第１透光材料層を覆い前記複数の第２凹部を埋め込むように、光透過性を有し前記第１透光材料層とは異なる屈折率を有する第２透光材料層を形成する工程と、
   隣り合う前記複数の第２凹部の境界部分で前記第１透光材料層の少なくとも一部が露出し、かつ、前記マークが露出しないように、前記第２透光材料層に対して平坦化処理を施す平坦化工程と、を備えていることを特徴とするマイクロレンズアレイ基板の製造方法。
2. 請求項１に記載のマイクロレンズアレイ基板の製造方法であって、
   前記複数のマイクロレンズは、第１方向、前記第１方向と交差する第２方向、前記第１方向および前記第２方向と交差する第３方向に配列され、
   前記平坦化工程では、前記第１方向、前記第２方向、および前記第３方向において隣り合う前記複数の第２凹部の境界部分で前記第１透光材料層が露出するように平坦化処理を施すことを特徴とするマイクロレンズアレイ基板の製造方法。
3. 請求項２に記載のマイクロレンズアレイ基板の製造方法であって、
   前記第１透光材料層形成工程では、前記所定の膜厚として、前記第１方向、前記第２方向、および前記第３方向において隣り合う前記複数の第２凹部の境界部分における前記第１透光材料層の上面が前記マークの上面よりも高くなる膜厚で前記第１透光材料層を形成することを特徴とするマイクロレンズアレイ基板の製造方法。
4. 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の製造方法であって、
   前記基板と前記第１透光材料層とは、略同一の熱膨張係数を有する無機材料からなることを特徴とするマイクロレンズアレイ基板の製造方法。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のマイクロレンズアレイ基板の製造方法であって、
   前記凹部形成工程は、
   前記基板の前記第１面の前記第１領域と前記第２領域とにマスク層を形成する工程と、
   前記マスク層の前記第１領域に前記基板が露出する複数の開口部を形成する工程と、
   前記マスク層の前記開口部を介して前記基板にエッチングを施すことにより前記複数の第１凹部を形成する工程と、
   前記マスク層を除去する工程と、を含み、
   前記マーク形成工程と前記凹部形成工程との間に、前記マークを覆う第３の透光材料層を形成する工程を有することを特徴とするマイクロレンズアレイ基板の製造方法。
6. 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の製造方法であって、
   前記マーク形成工程で形成するマークは、アライメントマークを含むことを特徴とするマイクロレンズアレイ基板の製造方法。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載のマイクロレンズアレイ基板の製造方法であって、
   前記マーク形成工程で形成するマークは、前記平坦化工程における前記第１透光材料層の層厚測定用のマークを含むことを特徴とするマイクロレンズアレイ基板の製造方法。
8. 第１基板と、前記第１基板に対向配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された電気光学層と、を備えた電気光学装置の製造方法であって、
   請求項１から７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１基板に備え、
   前記マイクロレンズアレイ基板の前記第２透光材料層の上層にスイッチング素子を形成する工程を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。

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