JP4345729B2 - マイクロレンズ基板、液晶パネルおよび投射型表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、マイクロレンズ基板、液晶パネルおよび投射型表示装置に関するものである。

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、通常、その画像形成に液晶パネル（液晶光シャッター）が用いられている。
この液晶パネルは、例えば、各画素を制御する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と画素電極とを有する液晶駆動基板（ＴＦＴ基板）と、ブラックマトリックスや共通電極等が設けられた液晶パネル用対向基板とが、液晶層を介して接合された構成となっている。

このような構成の液晶パネル（ＴＦＴ液晶パネル）では、透過光の光エネルギーによるＴＦＴ素子の劣化を防ぐ目的、また、画像のコントラストを向上させる目的で、液晶パネル用対向基板の画素となる部分以外のところにブラックマトリックスが形成されているため、液晶パネルを透過する光の領域は制限される。このため、光の透過率が下がる。
かかる光の透過率を高めるべく、液晶パネル用対向基板としては、各画素に対応する位置に多数の微小なマイクロレンズが設けられたマイクロレンズ基板に、ブラックマトリックスや共通電極等を設けたものが知られている。これにより、液晶パネル用対向基板を透過する光は、ブラックマトリックスに形成された開口に集光され、光の透過率が高まる。

このようなマイクロレンズ基板を形成する方法として、例えば、複数のマイクロレンズ形成用凹部を有する凹部付き基板に、未硬化の光硬化性樹脂を供給し、平滑な透明基板（カバーガラス）を接合し、押圧・密着させ、その後、光硬化性樹脂を硬化させる方法、いわゆる２Ｐ法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、かかる技術では、十分な耐久性を有する液晶パネル用対向基板を得るのが困難であった。これは以下のような理由によるものであると考えられる。すなわち、従来の方法では、一般に、マイクロレンズ基板の形成に光硬化性樹脂を用いるが、この光硬化性樹脂は、光の照射により容易に硬化する反面、硬化後においても、光に対する感受性（反応性）が高く、光、特に、短波長の光の影響を受け易い。このため、使用時に光が照射される液晶パネル（特に、高強度の光が照射される投射型表示装置に用いられる液晶パネル）においては、経時的な劣化を生じ易い。

また、光硬化性樹脂は、一般に、無機材料に比べて耐熱性に劣っている。したがって、光硬化性樹脂で構成されたマイクロレンズ基板上に、ブラックマトリックス、共通電極等を形成（被覆）する際、特に、気相成膜法により形成する際に、マイクロレンズ基板の構成材料が劣化することがある。また、光硬化性樹脂は、一般に、硬化後においても、無機材料に比べて、硬度（形状の安定性）が低く、圧力による変形等を生じ易い。したがって、液晶パネルの構成部材として用いた際に、変形等を生じる可能性がある。

上記のような光硬化性樹脂の耐熱性、硬度の低さを補う目的で、通常、光硬化性樹脂で構成された基板（基部）の表面に、ガラス材料で構成されたカバーガラスを被覆する処理が施される。このようなカバーガラスは、その厚さが厚すぎると、マイクロレンズによって焦点がカバーガラス内で結んでしまう為に光の取り出し効率（透過率）が落ちてしまう。また、カバーガラスの厚さが厚すぎると、ＴＦＴ素子にも光が照射され悪影響を及ぼすという問題を生じ易いため、その厚さは、比較的薄いもの（例えば、１５〜５０μｍ）とされる。しかしながら、比較的薄いカバーガラスはその取扱いが極めて困難であるため、通常、光硬化性樹脂で構成された基板（基部）の表面に、十分な厚さ（例えば、１ｍｍ程度）を有するガラス板を被覆した後、当該ガラス板を研磨することにより、適度な厚さのカバーガラスとする。

このような研磨には、多大な労力、時間を要するため、液晶パネルの製造コストの増大に大きな影響を与える。また、このような研磨では、多量の削りかす（パーティクル）が発生するため、研磨時、研磨後に、基板の洗浄を行わなければならない。このような洗浄には、大量の水等を必要とし、省資源、環境への負荷の観点等からも好ましくない。また、上記のような洗浄により、光硬化性樹脂の劣化等が生じる可能性があった。その結果、液晶パネル用対向基板の品質を低下する可能性があった。また、上記のような洗浄を十分に行ったとしても、得られるマイクロレンズ基板（液晶パネル用対向基板）上にパーティクルが残存する可能性もあり、歩留りの低下を引き起こす。

特開２００１−９２３６５号公報

本発明の目的は、光学特性および耐久性に優れ、液晶パネルの製造に好適に適用することができる対向基板用のマイクロレンズ基板を提供すること、また、当該マイクロレンズ基板を備えた液晶パネル、投射型表示装置を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のマイクロレンズ基板は、液晶パネルの製造に用いる対向基板用のマイクロレンズ基板であって、
ガラス材料で構成され、一方の面にマイクロレンズに対応する形状の凹部を有する凹部付き基板と、
前記凹部付き基板の前記凹部を有する面側に設けられ、前記凹部に対応する形状の凸部を有する凸レンズ基板とを有し、
前記凸レンズ基板の前記凹部付き基板と対向する面とは反対の面側には、カバーガラスが配されておらず、
前記凸レンズ基板が、主として、鉛筆硬度が３Ｈ以上であり、有機成分と無機成分とが共有結合により結合した化学構造を有する分子からなる有機−無機複合材料で構成されたものであり、
前記有機−無機複合材料は、その分子内に、前記ガラス材料と同様の化学構造を有するエポキシ樹脂−シリカ複合材料であり、
前記有機−無機複合材料中における前記シリカの含有率は、３５ｗｔ％であり、
前記ガラス材料についての波長５５０ｎｍの光の屈折率と、前記凸レンズ基板の構成材料についての波長５５０ｎｍの光の屈折率との差の絶対値が０．０１以上であり、
前記凸レンズ基板についての波長４００〜８００ｎｍの光の透過率が９５％以上であることを特徴とする。
これにより、光学特性および耐久性に優れ、液晶パネルの製造に好適に適用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。また、本発明のマイクロレンズ基板においては、カバーレンズが配されていなくても、マイクロレンズ基板の耐熱性、硬度（基板の安定性）を優れたものとすることができる。また、液晶パネルの製造の際にマイクロレンズ基板が変形するのを防止することができ、得られる液晶パネルの信頼性を優れたものとすることができる。
また、凹部付き基板の構成材料と凸レンズ基板の構成材料との親和性を特に優れたものとすることができ、凹部付き基板と凸レンズ基板との密着性を特に優れたものとすることができる。また、マイクロレンズ基板の製造時における有機−無機複合材料（組成物）の取扱い易さ（取扱い性）が特に優れたものとなり、凹部付き基板が有する凹部と、凸レンズ基板が有する凸部との間に空隙が生じること等をより確実に防止することができ、凹部付き基板と凸レンズ基板との密着性を特に優れたものとすることができる。その結果、マイクロレンズ基板の光学特性、耐久性等を特に優れたものとすることができる。

本発明のマイクロレンズ基板は、液晶パネルの製造に用いる対向基板用のマイクロレンズ基板であって、
ガラス材料で構成され、一方の面にマイクロレンズに対応する形状の凹部を有する凹部付き基板と、
前記凹部付き基板の前記凹部を有する面側に設けられ、前記凹部に対応する形状の凸部を有する凸レンズ基板とを有し、
前記凸レンズ基板の前記凹部付き基板と対向する面とは反対の面側には、カバーガラスが配されておらず、
前記凸レンズ基板が、主として、鉛筆硬度が３Ｈ以上であり、有機成分と無機成分とが共有結合により結合した化学構造を有する分子からなる有機−無機複合材料で構成されたものであり、
前記有機−無機複合材料は、その分子内に、前記ガラス材料と同様の化学構造を有するアクリル系樹脂−シリカ複合材料であり、
前記有機−無機複合材料中における前記シリカの含有率は、１５ｗｔ％であり、
前記ガラス材料についての波長５５０ｎｍの光の屈折率と、前記凸レンズ基板の構成材料についての波長５５０ｎｍの光の屈折率との差の絶対値が０．０１以上であり、
前記凸レンズ基板についての波長４００〜８００ｎｍの光の透過率が９８％以上であることを特徴とする。
これにより、光学特性および耐久性に優れ、液晶パネルの製造に好適に適用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。また、本発明のマイクロレンズ基板においては、カバーレンズが配されていなくても、マイクロレンズ基板の耐熱性、硬度（基板の安定性）を優れたものとすることができる。また、液晶パネルの製造の際にマイクロレンズ基板が変形するのを防止することができ、得られる液晶パネルの信頼性を優れたものとすることができる。
また、凹部付き基板の構成材料と凸レンズ基板の構成材料との親和性を特に優れたものとすることができ、凹部付き基板と凸レンズ基板との密着性を特に優れたものとすることができる。また、マイクロレンズ基板の製造時における有機−無機複合材料（組成物）の取扱い易さ（取扱い性）が特に優れたものとなり、凹部付き基板が有する凹部と、凸レンズ基板が有する凸部との間に空隙が生じること等をより確実に防止することができ、凹部付き基板と凸レンズ基板との密着性を特に優れたものとすることができる。その結果、マイクロレンズ基板の光学特性、耐久性等を特に優れたものとすることができる。

本発明のマイクロレンズ基板では、前記凸レンズ基板は、前記凹部付き基板の凹部が設けられた面側に流動性を有する組成物を付与する組成物付与工程と、減圧雰囲気下で前記組成物に脱気処理を施す脱気工程と、脱気処理後の前記組成物を硬化させる硬化工程とを経ることにより形成されたものであることが好ましい。
これにより、凹部付き基板と凸レンズ基板との間に、気泡等が侵入することを効果的に防止することができ、凹部付き基板と凸レンズ基板との密着性を特に優れたものとすることができるとともに、マイクロレンズ基板の信頼性、光学特性を特に優れたものとすることができる。

本発明の液晶パネルは、本発明のマイクロレンズ基板を備えたことを特徴とする。
これにより、光学特性および耐久性に優れた液晶パネルを提供することができる。
本発明の投射型表示装置は、本発明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。
これにより、光学特性および耐久性に優れ、優れた画像を長期間にわたって安定的に表示することができる投射型表示装置を提供することができる。

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。
図１は、本発明のマイクロレンズ基板を備えた液晶パネル用対向基板を示す模式的な縦断面図、図２は、本発明のマイクロレンズ基板を構成する凹部付き基板の製造方法を示す模式的な縦断面図、図３は、本発明のマイクロレンズ基板の製造方法を示す模式的な縦断面図である。

［マイクロレンズ基板および液晶パネル用対向基板］
まず、本発明のマイクロレンズ基板および当該マイクロレンズ基板を備えた液晶パネル用対向基板について説明する。
図１に示すように、マイクロレンズ基板１は、図１に示すように、凹部付き基板１１と、凸レンズ基板１２とで構成されている。
また、凹部付き基板１１は、ガラス材料で構成されたものであり、その表面に複数の凹部（マイクロレンズ用凹部）３を有している。
凹部付き基板１１を構成するガラス材料についての波長５５０ｎｍの光の屈折率は、特に限定されないが、１．４０〜１．５５であるのが好ましく、１．４６〜１．５０であるのがより好ましい。これにより、マイクロレンズ基板１の光学特性をより好適なものとすることができる。

凹部付き基板１１を構成するガラス材料としては、例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等が挙げられるが、中でも、石英ガラスが好ましい。石英ガラスは、機械的強度、耐熱性が高く、また、線膨張係数が非常に低く、熱による形状の変化が少ない。また、短波長領域の透過率も高く光エネルギーによる劣化もほとんどないという利点もある。

凹部１１１の平面視したときの直径は、特に限定されないが、５〜１００μｍであるのが好ましく、１０〜５０μｍであるのがより好ましい。凹部１１１の直径が前記範囲内の値であると、マイクロレンズ基板１を備えた液晶パネルにより投影される画像の解像度を十分に優れたものとすることができるとともに、後述する製造方法において、凸レンズ基板１２のマイクロレンズ１２１を、凹部付き基板１１の凹部１１１において隙間無く形成することができ、凹部付き基板１１と凸レンズ基板１２との密着性を十分に優れたものとすることができる。

また、凹部１１１の平均曲率半径は、２．５〜５０μｍであるのが好ましく、５〜２５μｍであるのがより好ましい。凹部１１１の平均曲率半径が前記範囲内の値であると、マイクロレンズ基板１の光学特性を特に優れたものとすることができる。
また、凹部１１１の深さは、５〜１００μｍであるのが好ましく、１０〜５０μｍであるのがより好ましい。凹部１１１の深さが前記範囲内の値であると、マイクロレンズ基板１の光学特性を特に優れたものとすることができるとともに、凹部付き基板１１と凸レンズ基板１２との密着性を特に優れたものとすることができる。

凸レンズ基板１２は、主として有機−無機複合材料で構成されたものである。本発明において、「有機−無機複合材料」とは、有機成分と無機成分とが共有結合により結合したもののことを指し、単に、有機材料と無機材料とを混合したものとは全く異なるものである。凸レンズ基板１２は、凹部付き基板１１の凹部１１１に対応する形状の凸レンズとしてのマイクロレンズ１２１を複数有している。そして、マイクロレンズ１２１は、凹部付き基板１１の凹部１１１内に充填されるように形成されている。このように、凹部付き基板１１と凸レンズ基板１２とは密着している。

本発明では、凸レンズ基板が、以下に述べるような優れた性質を有する有機−無機複合材料で構成されたものであることにより、マイクロレンズ基板を、液晶パネル（特に、投射型表示装置に用いられる液晶パネル）に好適に適用することができるものとすることができる。以下、有機−無機複合材料について詳細に説明する。
従来用いられてきた光硬化性樹脂が硬化後においてもに光に対する影響を受け易かったのに対し、本発明で用いる有機−無機複合材料は、光に対して優れた安定性を有している。特に、従来の光硬化性樹脂では劣化等の大きな要因となっていた短波長の光に対しても優れた安定性を有している。このため、有機−無機複合材料で構成された凸レンズ基板を備えたマイクロレンズ基板は、使用時に光が照射される液晶パネル（特に、高強度の光が照射される投射型表示装置に用いられる液晶パネル）においても、経時的な劣化を生じ難く、好適に適用することができる。

有機−無機複合材料は、光の透過率に優れているのが好ましい。これにより、上記のような光による劣化がより生じ難くなり、マイクロレンズ基板の耐久性はさらに優れたものとなる。特に、短波長領域の光の透過率が高い場合、このような傾向はより顕著なものとなる。また、可視光領域の光（例えば、波長が４００〜８００ｎｍの光）の透過率が高い場合、凸レンズ基板についての光の透過率（画像形成用の光の透過率）が優れたものとなり、より明るい画像（高コントラストの画像）を表示することができる。より具体的には、有機−無機複合材料は、凸レンズ基板についての光の透過率が以下のような条件を満足するようなものであるのが好ましい。
凸レンズ基板についての波長４００〜８００ｎｍの光の透過率は、９０％以上であるのが好ましく、９５％以上であるのがより好ましい。

また、凸レンズ基板を構成する有機−無機複合材料は、耐熱性にも優れている。このため、マイクロレンズ基板上に、ブラックマトリックス、共通電極等を形成する際における、マイクロレンズ基板の構成材料の劣化が生じ難い。また、液晶パネル、特に、後述する投射型表示装置に用いられる液晶パネルにおいては、使用時に、液晶パネル自体が高温になる。このため、液晶パネルを構成するマイクロレンズ基板にも優れた耐熱性が求められるが、本発明によれば、このような要求にも十分に応えることができる。したがって、凸レンズ基板が有機−無機複合材料で構成されたものであることにより、マイクロレンズ基板の信頼性、耐久性は、特に優れたものとなる。

また、凸レンズ基板を構成する有機−無機複合材料は、高硬度を有している。液晶パネルに用いられるマイクロレンズ基板の硬度が不十分であると、圧力による変形等を生じ易く、例えば、液晶パネルの製造に用いた際に、対向基板（マイクロレンズ基板）とＴＦＴ基板とのギャップを一定に保つことが困難となり、投影される画像に色ムラなどの不都合が生じる可能性がある。より具体的には、凸レンズ基板を構成する有機−無機複合材料の鉛筆硬度は、３Ｈ以上であるのが好ましい。
また、凸レンズ基板を構成する有機−無機複合材料は、吸水率が低く、化学的安定性にも優れている。これにより、凸レンズ基板の経時的な劣化や、膨潤による体積変化等が生じ難い。有機−無機複合材料の吸水率は、例えば、０．４％以下であるのが好ましく、０．１％以下であるのがより好ましい。

凸レンズ基板を構成する有機−無機複合材料は、上記のような優れた性質を有している。このため、従来のマイクロレンズ基板では必須であったカバーガラスを用いる必要がない。このため、製造工程において必然的に発生するパーティクルによる悪影響の可能性を排除することができ、マイクロレンズ基板の信頼性を特に優れたものとすることができる。また、凸レンズ基板を有機−無機複合材料で構成されたものとすることにより、ガラス板の研磨工程を省略することができるため、歩留り向上の観点から有利であるとともに、省資源、環境負荷の軽減の観点からも有利である。

また、凸レンズ基板の構成材料としての有機−無機複合材料は、十分に高い屈折率を有するものである。これにより、マイクロレンズ基板の光学特性を十分に優れたものとすることができる。より具体的には、凸レンズ基板の構成材料についての波長５５０ｎｍの光の屈折率は、１．４７〜１．７０であるのが好ましく、１．５０〜１．７０であるのがより好ましく、１．５５〜１．７０であるのがさらに好ましい。以下、本明細書において「屈折率」とは、特に断りのない限り、５５０ｎｍの光の屈折率のことを指す。

また、有機−無機複合材料は、その分子内に、ガラス材料と同様の化学構造を有している。このため、有機−無機複合材料とガラス材料との親和性は高い。したがって、凸レンズ基板が有機−無機複合材料で構成されたものとすることにより、凸レンズ基板と、ガラス材料で構成された凹部付き基板との密着性を優れたものとすることができる。その結果、マイクロレンズ基板の耐久性、信頼性は特に優れたものとなる。

前述したように、有機−無機複合材料は、有機成分と無機成分とが共有結合により結合した構造を有するものであり、単に、有機材料と無機材料とを混合したものとは全く異なるものである。
有機−無機複合材料を構成する有機成分は、特に限定されないが、熱硬化性を有するものであるのが好ましい。これにより、凸レンズ基板１２の耐光性を特に優れたものとすることができる。

有機−無機複合材料を構成する有機成分としては、例えば、エポキシ樹脂（エポキシ成分）、アクリル系樹脂（アクリル系成分）、フェノール系樹脂（フェノール系成分）、ウレタン系樹脂（ウレタン系成分）、ポリイミド系樹脂（ポリイミド成分）等が挙げられるが、中でも、エポキシ樹脂（エポキシ成分）、アクリル系樹脂（アクリル系成分）が好ましい。有機−無機複合材料を構成する有機成分がエポキシ樹脂（エポキシ成分）、アクリル系樹脂（アクリル系成分）であると、凹部付き基板１１の構成材料と凸レンズ基板１２の構成材料との親和性を特に優れたものとすることができ、凹部付き基板１１と凸レンズ基板１２との密着性を特に優れたものとすることができる。また、マイクロレンズ基板１の製造時における有機−無機複合材料（有機−無機複合材料の前駆物質としての組成物１２２）の取扱い易さ（取扱い性）が特に優れたものとなり、凹部付き基板１１が有する凹部１１１と、凸レンズ基板１２が有するマイクロレンズ１２１との間に空隙が生じること等をより確実に防止することができ、凹部付き基板１１と凸レンズ基板１２との密着性を特に優れたものとすることができる。その結果、マイクロレンズ基板１の光学特性、耐久性等を特に優れたものとすることができる。また、有機−無機複合材料を構成する有機成分がエポキシ樹脂（エポキシ成分）である場合、硬化プロセスで任意の形状、特に本実施形態では、平坦面の作り込みが非常に容易である。また、有機−無機複合材料を構成する有機成分がアクリル系樹脂（アクリル系成分）である場合、光の透過率を特に高いものとすることができる。

有機−無機複合材料を構成する無機成分としては、例えば、オルガノポリシロキサン、シリカ等が挙げられるが、中でも、シリカが好ましい。有機−無機複合材料を構成する無機成分がシリカであると、凸レンズ基板１２の耐久性（耐熱性、耐光性等）を特に優れたものとすることができるとともに、ガラス材料で構成された凹部付き基板１１との密着性を特に優れたものとすることができる。

凸レンズ基板１２を構成する有機−無機複合材料がエポキシ樹脂−シリカ複合材料である場合、有機−無機複合材料中におけるシリカの含有率は、２０〜５０ｗｔ％であるのが好ましく、２５〜４５ｗｔ％であるのがより好ましい。シリカの含有率が前記範囲内の値であると、凸レンズ基板１２の耐久性（耐熱性、対向性等）を特に優れたものとしつつ、凸レンズ基板１２を、好適な形状のマイクロレンズ１２１を有し凹部付き基板１１との密着性に優れたものとすることができる。

また、凸レンズ基板１２を構成する有機−無機複合材料がエポキシ樹脂−シリカ複合材料である場合、有機−無機複合材料中におけるエポキシ樹脂の含有率は、５０〜８０ｗｔ％であるのが好ましく、５５〜７５ｗｔ％であるのがより好ましい。エポキシ樹脂の含有率が前記範囲内の値であると、凸レンズ基板１２の耐久性（耐熱性、対向性等）を特に優れたものとしつつ、凸レンズ基板１２を、好適な形状のマイクロレンズ１２１を有し凹部付き基板１１との密着性に優れたものとすることができる。

また、凸レンズ基板１２を構成する有機−無機複合材料がアクリル系樹脂−シリカ複合材料である場合、有機−無機複合材料中におけるシリカの含有率は、１０〜２０ｗｔ％であるのが好ましく、１２〜１８ｗｔ％であるのがより好ましい。シリカの含有率が前記範囲内の値であると、凸レンズ基板１２の耐久性（耐熱性、対向性等）を特に優れたものとしつつ、凸レンズ基板１２を、好適な形状のマイクロレンズ１２１を有し凹部付き基板１１との密着性に優れたものとすることができる。

また、凸レンズ基板１２を構成する有機−無機複合材料がアクリル系樹脂−シリカ複合材料である場合、有機−無機複合材料中におけるアクリル系樹脂の含有率は、８０〜９０ｗｔ％であるのが好ましく、８２〜８８ｗｔ％であるのがより好ましい。アクリル系樹脂の含有率が前記範囲内の値であると、凸レンズ基板１２の耐久性（耐熱性、対向性等）を特に優れたものとしつつ、凸レンズ基板１２を、好適な形状のマイクロレンズ１２１を有し凹部付き基板１１との密着性に優れたものとすることができる。

凸レンズ基板１２が有するマイクロレンズ１２１と、凹部付き基板１１が有する凹部１１１とは、凸部と凹部の関係である以外は、同様の形状を有している。
したがって、マイクロレンズ１２１の平面視したときの直径は、特に限定されないが、５〜１００μｍであるのが好ましく、１０〜５０μｍであるのがより好ましい。マイクロレンズ１２１の直径が前記範囲内の値であると、マイクロレンズ基板１を備えた液晶パネルにより投影される画像の解像度を十分に優れたものとすることができるとともに、凹部付き基板１１と凸レンズ基板１２との密着性を十分に優れたものとすることができる。

また、マイクロレンズ１２１の平均曲率半径は、２．５〜５０μｍであるのが好ましく、５〜２５μｍであるのがより好ましい。マイクロレンズ１２１の平均曲率半径が前記範囲内の値であると、マイクロレンズ基板１の光学特性を特に優れたものとすることができる。
また、マイクロレンズ１２１の高さは、５〜１００μｍであるのが好ましく、１０〜５０μｍであるのがより好ましい。マイクロレンズ１２１の高さが前記範囲内の値であると、マイクロレンズ基板１の光学特性を特に優れたものとすることができるとともに、凹部付き基板１１と凸レンズ基板１２との密着性を特に優れたものとすることができる。

なお、凸レンズ基板１２は、上述したような有機−無機複合材料以外の構成成分を含むものであってもよい。例えば、凸レンズ基板１２は、その構成成分として、有機−無機複合材料以外に、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム等の金属酸化物を含むものであってもよい。これにより、凸レンズ基板１２の屈折率をより高いものとすることができ、マイクロレンズ基板１の光学特性をより優れたものとすることができる。凸レンズ基板１２が金属酸化物を含む材料で構成されたものである場合、凸レンズ基板の構成材料中に占める前記金属酸化物の含有率は、１〜４０ｗｔ％であるのが好ましい。金属酸化物の含有率が前記範囲内の値であると、凸レンズ基板の光の透過率（透明性）、耐久性等を十分に優れたものとしつつ、凸レンズ基板の構成材料の屈折率をより高いものとすることができる。

凹部付き基板１１を構成するガラス材料についての波長５５０ｎｍの光の屈折率と、凸レンズ基板１２の構成材料についての波長５５０ｎｍの光の屈折率との差の絶対値は、０．０１以上であるのが好ましく、０．１０以上であるのがより好ましい。これにより、マイクロレンズ１２１の光学特性をより好適なものとすることができる。
液晶パネル用対向基板１０は、上記のようなマイクロレンズ基板１と、かかるマイクロレンズ基板１上に形成され、複数（多数）の開口２１を有するブラックマトリックス２と、かかるマイクロレンズ基板１上にブラックマトリックス２を覆うように形成された透明導電膜（共通電極）３とを有している（図１参照）。

遮光機能を有するブラックマトリックス２は、マイクロレンズ１２１の位置に対応するように設けられている。具体的には、マイクロレンズ１２１の光軸Ｑがブラックマトリックス２に形成された開口２１を通るように、ブラックマトリックス２は設けられている。したがって、液晶パネル用対向基板１０では、ブラックマトリックス２と対向する面から入射した入射光Ｌは、マイクロレンズ１２１で集光され、ブラックマトリックス２の開口２１を通過する。

ブラックマトリックス２は、例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｔｉ等の金属膜、カーボンやチタン等を分散した樹脂層などで構成されている。その構成材料は特に限定されるものではないが、その中でも、ブラックマトリックス２は、Ｃｒ膜またはＡｌ合金膜で構成されていることが好ましい。ブラックマトリックス２がＣｒ膜で構成されたものであると、ブラックマトリックス２の遮光性を特に優れたものとすることができる。また、ブラックマトリックス２が上記のような材料で構成されたものであると、凸レンズ基板１２とブラックマトリックス２との密着性を特に優れたものとすることができる。
ブラックマトリックス２の厚さは、０．１〜１．０μｍであるのが好ましく、０．１〜０．５μｍであるのがより好ましい。ブラックマトリックス２の厚さが前記範囲内の値であると、液晶パネル用対向基板１０の平坦性を十分に高いものとしつつ、ブラックマトリックス２による遮光性を特に優れたものとすることができる。

透明導電膜３は、透明性を有する電極であり、光を透過する。このため、入射光Ｌは、液晶パネル用対向基板１０を通過する際に、光量の大幅な減衰が防止される。すなわち、液晶パネル用対向基板１０は、高い光透過率を有している。
透明導電膜３の構成材料としては、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（ＳｎＯ_２）等が挙げられる。
また、透明導電膜３の厚さは、特に限定されないが、０．１〜１μｍであるのが好ましく、０．１〜０．５μｍであるのがより好ましい。

上記のような液晶パネル用対向基板１０では、１個のマイクロレンズ１２１と、ブラックマトリックス２の１個の開口２１とが、１画素に対応している。
なお、液晶パネル用対向基板１０は、上記で述べた以外の構成を有するものであってもよい。例えば、凹部付き基板１１の外表面側には、反射防止層が設けられていてもよい。また、透明導電膜３の外表面側には、配向膜が設けられていてもよい。

［マイクロレンズ基板の製造方法］
次に、本発明のマイクロレンズ基板の製造方法の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。なお、マイクロレンズ基板の製造方法がこれに限定されるものではないことは、言うまでもない。

＜凹部付き基板の製造＞
まず、本発明のマイクロレンズ基板を構成する凹部付き基板の製造方法の一例を、添付図面を参照しながら説明する。
まず、ガラス基板８を用意する。
このガラス基板８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。また、ガラス基板８は、洗浄等により、その表面が清浄化されているものが好ましい。
ガラス基板８は、上述した凹部付き基板１１の構成材料として例示したようなガラス材料で構成されたものである。

《１》
図２（ａ）に示すように、用意したガラス基板８の表面に、マスク形成用膜９’を形成する。このマスク形成用膜９’は、後の工程において開口部（初期孔）が形成されることにより、マスクとして機能するものである。
マスク形成用膜９’は、レーザ光の照射等により、後述する初期孔９１を形成することができるとともに、後述するエッチング工程におけるエッチングに対する耐性を有するものが好ましい。換言すれば、マスク形成用膜９’は、エッチングレートが、ガラス基板８と略等しいか、または、ガラス基板８に比べて小さくなるように構成されるのが好ましい。

かかる観点からは、このマスク形成用膜９’（マスク９）を構成する材料としては、例えばＣｒ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ等の金属やこれらから選択される２種以上を含む合金、前記金属の酸化物（金属酸化物）、シリコン、樹脂等が挙げられる。また、マスク９を、Ｃｒ／Ａｕや酸化Ｃｒ／Ｃｒのように異なる材料からなる複数の層の積層構造としてもよい。

マスク形成用膜９’の形成方法は特に限定されないが、マスク形成用膜９’をＣｒ、Ａｕ等の金属材料（合金を含む）や金属酸化物（例えば酸化Ｃｒ）で構成されたものとする場合、マスク形成用膜９’は、例えば、蒸着法やスパッタリング法等により、好適に形成することができる。また、マスク形成用膜９’をシリコンで構成されたものとする場合、マスク形成用膜９’は、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法等により、好適に形成することができる。

マスク形成用膜９’（マスク９）の厚さは、マスク形成用膜９’を構成する材料によっても異なるが、０．０１〜２．０μｍ程度が好ましく、０．０３〜０．２μｍ程度がより好ましい。厚さが前記下限値未満であると、後述する初期孔形成工程において形成される初期孔９１の形状が歪んでしまう可能性がある。また、後述するエッチング工程でウェットエッチングを施す際に、ガラス基板８のマスクした部分を十分に保護できない可能性がある。一方、上限値を超えると、後述する初期孔形成工程において、貫通する初期孔９１を形成するのが困難になるほか、マスク形成用膜９’の構成材料等によっては、マスク形成用膜９’の内部応力によりマスク形成用膜９’が剥がれ易くなる場合がある。

《２》
次に、図２（ｂ）に示すように、マスク形成用膜９’に、後述するエッチングの際のマスク開口となる、複数個の初期孔９１を形成する（初期孔形成工程）。これにより、所定の開口パターンを有するマスク９が得られる。
初期孔９１は、いかなる方法で形成されるものであってもよいが、物理的方法またはレーザ光の照射により形成されるのが好ましい。これにより、例えば、凹部付き基板、マイクロレンズ基板を生産性良く製造することができる。特に、大面積の基板にも簡単に凹部を形成することができる。

初期孔９１を形成する物理的方法としては、例えば、ショットブラスト、サンドブラスト等のブラスト処理、エッチング、プレス、ドットプリンタ、タッピング、ラビング等の方法が挙げられる。ブラスト処理により初期孔９１を形成する場合、比較的大きい面積（マイクロレンズ１２１を形成すべき領域の面積）のガラス基板８でも、より短時間で効率良く、初期孔９１を形成することができる。

また、レーザ光の照射により初期孔９１を形成する場合、使用するレーザ光の種類は、特に限定されないが、ルビーレーザ、半導体レーザ、ＹＡＧレーザ、フェムト秒レーザ、ガラスレーザ、ＹＶＯ_４レーザ、Ｎｅ−Ｈｅレーザ、Ａｒレーザ、ＣＯ_２レーザ、エキシマレーザ等が挙げられる。また、各レーザのＳＨＧ、ＴＨＧ、ＦＨＧ等の波長を使っても良い。レーザ光の照射により初期孔９１を形成する場合、形成される初期孔９１の大きさや、隣接する初期孔９１同士の間隔等を容易かつ精確に制御することができる。
形成された初期孔９１は、マスク９の全面に亘って偏りなく形成されているのが好ましい。

《３》
次に、図２（ｃ）に示すように、初期孔９１が形成されたマスク９を用いてガラス基板８にエッチングを施し、ガラス基板８上に多数の凹部１１１を形成する（エッチング工程）。
エッチングの方法は、特に限定されず、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチング等が挙げられる。以下の説明では、ウェットエッチングを用いる場合を例に挙げて説明する。

初期孔９１が形成されたマスク９で被覆されたガラス基板８に対して、エッチング（ウェットエッチング）を施すことにより、図２（ｃ）に示すように、ガラス基板８は、マスク９が存在しない部分より食刻され、図２（ｄ）に示すように、ガラス基板８上に多数の凹部１１１が形成される。
このようにウェットエッチング法を用いると、凹部１１１を好適に形成することができる。そして、エッチング液として、例えば、フッ酸（フッ化水素）を含むエッチング液（フッ酸系エッチング液）を用いると、ガラス基板８をより選択的に食刻することができ、凹部１１１を好適に形成することができる。

《４》
次に、図２（ｅ）に示すように、マスク９を除去する（マスク除去工程）。
マスク９の除去は、例えば、エッチング等によって除去することができる。
以上により、図２（ｅ）に示すように、多数の凹部１１１を有する凹部付き基板１１が得られる。
なお、必要に応じて、マスク形成用膜９’を形成する際に、凹部１１１を形成する面とは反対側に面（裏面）に、マスク形成用膜９’と同様の材料で構成される裏面保護膜を設けてもよい。これにより、全体がエッチングされないため、ガラス基板８の厚さを保持することができる。

＜組成物付与工程＞
まず、図３（ａ）に示すように、凹部付き基板１１の凹部１１１が形成された側の面に、流動性を有する状態の組成物１２２を付与する。この組成物１２２は、後述する工程で硬化し、有機−無機複合材料となるものである。
組成物１２２の室温（２０℃）での粘度は、特に限定されないが、１０〜１００００［ｍＰａ・ｓ］であるのが好ましい。組成物１２２の粘度が前記範囲内の値であると、厚みの比較的大きい凸レンズ基板１２であっても容易かつ確実に形成することができ、光学特性、信頼性に優れたマイクロレンズ基板１を容易かつ確実に製造することができる。また、例えば、凹部付き基板１１と凸レンズ基板１２との間に、気泡等が侵入することを効果的に防止することができ、凹部付き基板１１と凸レンズ基板１２との密着性を特に優れたものとすることができるとともに、マイクロレンズ基板１の信頼性、光学特性を特に優れたものとすることができる。

＜脱気工程＞
次に、凹部付き基板１１上の組成物１２２に対して脱気処理を施す。これにより、後述する押圧工程において、凹部付き基板１１の表面と組成物１２２との間に、雰囲気（空気）が残存するのを効果的に防止することができる。その結果、凹部１１１の形状に対応したマイクロレンズ１２１を確実に形成することができる。また、組成物１２２中、組成物１２２の硬化物である有機−無機複合材料中に気泡等が残存するのをより確実に防止することができ、結果として、マイクロレンズ基板１の光学特性を特に優れたものとすることができる。
脱気処理の方法は、特に限定されないが、例えば、組成物１２２が付与された凹部付き基板１１を減圧雰囲気下に置く方法等が挙げられる。このような方法を採用する場合、組成物１２２が付与された凹部付き基板１１の置かれる雰囲気の圧力は、５０Ｐａ以下であるのが好ましく、５Ｐａ以下であるのがより好ましい。

＜押圧工程＞
次に、図３（ｂ）に示すように、凹部付き基板１１上の組成物１２２を平板（押圧部材）８０で押圧する。特に、本実施形態では、凹部付き基板１１と、平板８０との間に、スペーサー１２３を配した状態で、組成物１２２を押圧する。これにより、形成される凸レンズ基板１２の厚さをより確実に制御することができ、最終的に得られるマイクロレンズ基板１を用いた際における、色ムラ等の不都合の発生をより効果的に防止することができる。

スペーサー１２３は、例えば、凹部付き基板１１上の凹部１１１が設けられた有効領域（マイクロレンズ１２１が形成されるべき有効領域）以外の領域（非有効領域）に配置することができる。スペーサー１２３を凹部付き基板１１の非有効領域に配置することにより、例えば、凹部付き基板１１が１枚の液晶パネル用のマイクロレンズ基板１に対応する領域を複数個有するものである場合（凹部付き基板１１上に、１枚の液晶パネル用のマイクロレンズ基板１に対応する凹部１１１の集合パターンが、複数個配置されたものである場合）において、非有効領域である平坦部に多くのスペーサー１２３を配置することが可能となり、結果として、凹部付き基板１１、平板８０のたわみ等による影響を効果的に排除し、得られるマイクロレンズ基板１の厚さをより確実に制御することができる。

また、以下のようなスペーサー１２３を用いても良い。
スペーサー１２３は、組成物１２２の硬化物（有機−無機複合材料）と同程度の屈折率を有する材料で構成されている。このような材料で構成されたスペーサー１２３を用いることにより、凹部付き基板１１の凹部１１１が形成された部位にスペーサー１２３が配された場合であっても、スペーサー１２３が得られるマイクロレンズ基板１の光学特性に悪影響を及ぼすのを効果的に防止することができる。これにより、凹部付き基板１１の主面（凹部が形成された面側）の有効領域のほぼ全体にわたって、比較的多くのスペーサー１２３を配することが可能となり、結果として、凹部付き基板１１、平板８０のたわみ等による影響を効果的に排除し、得られるマイクロレンズ基板１の厚さをより確実に制御することができる。

上述したように、スペーサー１２３は、組成物１２２の硬化物（有機−無機複合材料）と同程度の屈折率を有する材料で構成されているが、より具体的には、スペーサー１２３の構成材料の絶対屈折率と固化後の組成物１２２の絶対屈折率との差の絶対値が、０．２０以下であるのが好ましく、０．１０以下であるのがより好ましく、０．０２以下であるのがさらに好ましく、スペーサー１２３が、組成物１２２の硬化物と同一の材料（有機−無機複合材料）で構成されたものであるのが最も好ましい。これにより、マイクロレンズ基板１の光学特性を特に優れたものとすることができる。また、スペーサー１２３が、組成物１２２の硬化物と同一の材料で構成されたものであると、上述したような有機−無機複合材料の特性をより効果的に発揮させることができるとともに、組成物１２２の硬化物とスペーサー１２３との密着性を特に優れたものとすることができ、マイクロレンズ基板１の信頼性、耐久性を特に優れたものとすることができる。スペーサー１２３が、組成物１２２の硬化物と同一の材料で構成されたものであると、スペーサー１２３の硬度が特に高いものとなるので、形成される凸レンズ基板１２の厚さをより確実に制御することができる。

スペーサー１２３の形状は、特に限定されないが、略球状、略円柱状であるのが好ましい。スペーサー１２３がこのような形状のものである場合、その直径は、２０〜１００μｍであるのが好ましく、２０〜５０μｍであるのがより好ましい。
なお、上記のようにスペーサー１２３を用いる場合、組成物１２２を固化する際に、凹部付き基板１１と平板８０との間にスペーサー１２３が配されていればよく、スペーサー１２３を供給するタイミングは特に限定されない。例えば、凹部付き基板１１上にスペーサー１２３を配した状態で組成物１２２を付与してもよいし、組成物１２２の供給後にスペーサー１２３を付与してもよい。

また、平板８０は、組成物１２２を押圧する側の面が平坦な部材である。また、平板８０は、組成物１２２を押圧する側の面に、離型処理が施されたものであってもよい。これにより、後述する工程において、平板８０を効率良く凸レンズ基板１２の表面から取り除くことができる。離型処理としては、例えば、メタキシレンヘキサフォロライドを主成分としたフッ素系化合物溶液を用いた被膜の形成、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂等の離型性を有する物質で構成される被膜の形成、ヘキサメチルジシラザン（［（ＣＨ_３）_３Ｓｉ］_２ＮＨ）等のシリル化剤による表面処理、フッ素系ガスによる表面処理等が挙げられる。

また、本工程は、上述したような脱気処理を施しながら行ってもよい。言い換えると、押圧工程と脱気工程とは、同一工程として行ってもよい。これにより、凹部付き基板１１の表面と組成物１２２との間に、雰囲気（空気）が残存するのをより効果的に防止することができ、結果として、凹部１１１の形状に対応したマイクロレンズ１２１をより確実に形成することができる。

＜硬化工程＞
次に、組成物１２２を硬化させ、マイクロレンズ１２１を備えた凸レンズ基板１２を形成する（図３（ｃ）参照）。
組成物１２２の硬化は、加熱により行う。これにより、凸レンズ基板１２の光に対する感受性（反応性）を特に低いものとすることができ、マイクロレンズ基板１の耐久性を特に優れたものとすることができる。
本工程での加熱温度は、特に限定されないが、１００〜２００℃であるのが好ましい。
また、本工程での処理時間（加熱時間）は、特に限定されないが、上記のような加熱温度である場合、３０〜１２０分間であるのが好ましい。
＜押圧部材除去工程＞
その後、図３（ｄ）に示すように、押圧部材としての平板８０を取り除く。これにより、凹部付き基板１１と凸レンズ基板１２とで構成されるマイクロレンズ基板１が得られる。

［液晶パネル用対向基板の製造方法］
次に、上記のようなマイクロレンズ基板１を用いた液晶パネル用対向基板１０の製造方法について説明する。
《１》
図４（ａ）に示すように、上記のようにして得られたマイクロレンズ基板１の凸レンズ基板１２上に、開口２１が形成されたブラックマトリックス２を形成する。
このとき、ブラックマトリックス２は、マイクロレンズ１２１の位置に対応するように、具体的には、マイクロレンズ１２１の光軸Ｑがブラックマトリックス２の開口２１を通るように形成する（図１参照）。

開口２１を有するブラックマトリックス２は、例えば、以下のように形成することができる。まず、凸レンズ基板１２上にスパッタリング等の気相成膜法によりブラックマトリックス２となる薄膜を成膜する。次に、かかるブラックマトリックス２となる薄膜上にレジスト膜を形成する。次に、ブラックマトリックス２の開口２１がマイクロレンズ１２１（凹部１１１）に対応する位置に来るように、前記レジスト膜を露光してかかるレジスト膜に開口２１のパターンを形成する。次に、ウェットエッチングを行い、前記薄膜のうちの開口２１となる部分のみを除去する。次に、前記レジスト膜を除去する。なお、ウェットエッチングを行う際の剥離液としては、例えば、ブラックマトリックス２となる薄膜がＡｌ合金等で構成されているときは、リン酸系エッチング液を用いることができる。
なお、開口２１が形成されたブラックマトリックス２は、塩素系ガス等を用いたドライエッチングによっても好適に形成することができる。

《２》
次に、凸レンズ基板１２上に、ブラックマトリックス２を覆うように透明導電膜（共通電極）３を形成する（図４（ｂ）参照）。
この透明導電膜３は、例えば、スパッタリング等の気相成膜法により形成することができる。
その後、必要に応じて、ダイシング装置等を用いて液晶パネル用対向基板１０のウエハーを所定の形状、大きさにカットする。

上記のようにして、図１に示すような液晶パネル用対向基板１０を得ることができる。
なお、上記工程《２》で液晶パネル用対向基板１０が得られた場合等、カットを行う必要がない場合には、本工程は行わなくてもよい。
なお、液晶パネル用対向基板を製造する場合には、例えば、ブラックマトリックス２を形成せずに、凸レンズ基板１２上に直接透明導電膜３を形成してもよい。

［液晶パネル］
次に、図１に示したマイクロレンズ基板１、液晶パネル用対向基板１０を用いた液晶パネル（液晶光シャッター）について、図５を参照しながら説明する。
図５に示すように、本発明の液晶パネル（ＴＦＴ液晶パネル）１００は、ＴＦＴ基板（液晶駆動基板）３０と、ＴＦＴ基板３０に接合された液晶パネル用対向基板１０と、ＴＦＴ基板３０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５０とを有している。
ＴＦＴ基板３０は、液晶層５０の液晶を駆動するための基板であり、ガラス基板４と、かかるガラス基板４上に設けられた多数の画素電極５と、かかる画素電極５の近傍に設けられ、各画素電極５に対応する多数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）６とを有している。

この液晶パネル１００では、液晶パネル用対向基板１０の透明導電膜（共通電極）３と、ＴＦＴ基板３０の画素電極５とが対向するように、ＴＦＴ基板３０と液晶パネル用対向基板１０とが、一定距離離間して接合されている。
ガラス基板４は、石英ガラスで構成されていることが好ましい。これにより、反り、たわみ等の生じにくい、安定性に優れたものとすることができる。
画素電極５は、透明導電膜（共通電極）３との間で充放電を行うことにより、液晶層５０の液晶を駆動する。この画素電極５は、例えば、前述した透明導電膜３と同様の材料で構成されている。

薄膜トランジスタ６は、近傍の対応する画素電極５に接続されている。また、薄膜トランジスタ６は、図示しない制御回路に接続され、画素電極５へ供給する電流を制御する。これにより、画素電極５の充放電が制御される。なお、ＴＦＴ基板３０には、例えば、その内表面側（液晶層５０の対向する面側）に、配向膜が設けられていてもよい。
液晶層５０は液晶分子（図示せず）を含有しており、画素電極５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。
この液晶パネル１００では、通常、１個のマイクロレンズ１２１と、かかるマイクロレンズ１２１の光軸Ｑに対応したブラックマトリックス２の１個の開口２１と、１個の画素電極５と、かかる画素電極５に接続された１個の薄膜トランジスタ６とが、１画素に対応している。

凹部付き基板１１側から入射した入射光Ｌは、ガラス基板８を通り、マイクロレンズ１２１を通過する際に集光されつつ、凸レンズ基板１２、ブラックマトリックス２の開口２１、透明導電膜３、液晶層５０、画素電極５、ガラス基板４を透過する。なお、このとき、凹部付き基板１１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５０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５０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１００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。
なお、偏光板は、例えば、ベース基板と、かかるベース基板に積層された偏光基材とで構成され、かかる偏光基材は、例えば、偏光素子（ヨウ素錯体、二色性染料等）を添加した樹脂よりなる。

この液晶パネル１００は、例えば、公知の方法により製造されたＴＦＴ基板３０と液晶パネル用対向基板１０とに配向処理（例えば、配向膜の被覆処理）を施した後、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）より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１００の入射側や出射側に偏光板を貼り付けてもよい。
なお、上記液晶パネル１００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ＴＦＴ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。

［投射型表示装置］
以下、上記液晶パネル１００を用いた投射型表示装置について説明する。
図６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。
同図に示すように、投射型表示装置１０００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）７４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）７５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）７６と、赤色光のみを反射するダイクロイックミラー面７１１および青色光のみを反射するダイクロイックミラー面７１２が形成されたダイクロイックプリズム（色合成光学系）７１と、投射レンズ（投射光学系）７２とを有している。

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。

液晶ライトバルブ７５は、前述した液晶パネル１００と、液晶パネル１００の入射面側（凹部付き基板１１が位置する面側、すなわちダイクロイックプリズム７１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１００の出射面側（凹部付き基板１１と対向する面側、すなわちダイクロイックプリズム７１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７４および７６も、液晶ライトバルブ７５と同様の構成となっている。これら液晶ライトバルブ７４、７５および７６が備えている液晶パネル１００は、図示しない駆動回路にそれぞれ接続されている。
なお、投射型表示装置１０００では、ダイクロイックプリズム７１と投射レンズ７２とで、光学ブロック７０が構成されている。また、この光学ブロック７０と、ダイクロイックプリズム７１に対して固定的に設置された液晶ライトバルブ７４、７５および７６とで、表示ユニット７３が構成されている。

以下、投射型表示装置１０００の作用を説明する。
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。
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１４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６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。

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６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７４に入射する。
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６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。

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７５に入射する。
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１４中左側に反射し、その反射光は、ミラー３０９で図６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７６に入射する。

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。
この際、液晶ライトバルブ７４が有する液晶パネル１００の各画素（薄膜トランジスタ６とこれに接続された画素電極５）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。

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７５および７６に入射し、それぞれの液晶パネル１００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７５が有する液晶パネル１００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７６が有する液晶パネル１００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。
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７４、７５および７６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。

前記液晶ライトバルブ７４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７４からの赤色光は、面７１３からダイクロイックプリズム７１に入射し、ダイクロイックミラー面７１１で図６中左側に反射し、ダイクロイックミラー面７１２を透過して、出射面７１６から出射する。
また、前記液晶ライトバルブ７５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７５からの緑色光は、面７１４からダイクロイックプリズム７１に入射し、ダイクロイックミラー面７１１および７１２をそれぞれ透過して、出射面７１６から出射する。
また、前記液晶ライトバルブ７６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７６からの青色光は、面７１５からダイクロイックプリズム７１に入射し、ダイクロイックミラー面７１２で図６中左側に反射し、ダイクロイックミラー面７１１を透過して、出射面７１６から出射する。

このように、前記液晶ライトバルブ７４、７５および７６からの各色の光、すなわち液晶ライトバルブ７４、７５および７６により形成された各画像は、ダイクロイックプリズム７１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７２により、所定の位置に設置されているスクリーン３２０上に投影（拡大投射）される。
このとき、液晶ライトバルブ７４、７５および７６は、前述したような液晶パネル１００を備えているので、光源３０１からの光が液晶ライトバルブ７４、７５および７６を通過する際の減衰は抑制され、スクリーン３２０上に明るい画像を投影することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、本発明のマイクロレンズ基板、液晶パネル等は、上述したような方法により製造されたものに限定されない。例えば、本発明のマイクロレンズ基板を構成する凹部付き基板は、いかなる方法により製造されたものであってもよい。例えば、凹部付き基板は、凸部を有する型を用いて製造されたものであってもよい。
また、前述した実施形態では、マスクを施して、エッチングを行う方法について説明したが、マスクを施さずにエッチングを行うものであってもよい。

（実施例１）
以下のように、複数の凹部を備えた凹部付き基板を製造し、この凹部付き基板を用いてマイクロレンズ基板を製造した。
＜凹部付き基板の製造＞
まず、ガラス基板として、厚さ２ｍｍの石英ガラス基板（屈折率：１．４６）を用意した。
この石英ガラス基板を、８５℃に加熱した洗浄液（８０％硫酸＋２０％過酸化水素水）に浸漬して洗浄を行い、その表面を清浄化した。

次に、この石英ガラス基板上に、スパッタリング法にて、厚さ０．０３μｍのＣｒ膜を形成した。すなわち、石英ガラス基板の表面に、Ｃｒ膜のマスク形成用膜および裏面保護膜を形成した。
次に、マスク形成用膜に対してレーザ加工を行い、多数の初期孔を形成し、マスクとした（図２（ｂ）参照）。
なお、レーザ加工は、ＹＡＧレーザを用いて、エネルギー強度１ｍＷ、ビーム径３μｍ、照射時間６０×１０^−９秒という条件で行った。
形成された初期孔の平均径は、５μｍであった。

次に、石英ガラス基板にウェットエッチングを施し、石英ガラス基板上に多数の凹部を形成した（図２（ｄ）参照）。
このウェットエッチングのエッチング時間は、７２分に設定し、エッチング液には、フッ酸系のエッチング液を用いた。
次に、ＣＦガスによるドライエッチングを行い、マスクおよび裏面保護層を除去した。
これにより、石英ガラス基板上に、多数の凹部が規則的に配列した凹部付き基板を得た。なお、形成された凹部の平均径は１５μｍ、曲率半径は７．５μｍであった。また、隣接するマイクロレンズ用凹部同士の間隔（凹部同士の中心間平均距離）は１５μｍであった。

＜組成物付与工程＞
次に、上記のようにして製造した凹部付き基板の凹部が形成された側の面に、流動性を有する状態の組成物を付与した。この組成物としては、有機成分としてビスフェノールエポキシ成分を含み、無機成分としてシリカを含む有機−無機複合材料（エポキシ樹脂−シリカ複合材料）と、溶媒としてのメチルエチルケトンとを含むものを用いた。この組成物の室温（２０℃）での粘度は、１０００［ｍＰａ・ｓ］であった。
また、この際、組成物とともに、有機−無機複合材料（組成物の硬化物としての有機−無機複合材料と同一の有機−無機複合材料）で構成されたスペーサーを凹部付き基板上に付与した。スペーサーとしては、直径：３０μｍの略球状をなすものを用いた。

＜脱気工程＞
次に、組成物が付与された凹部付き基板を減圧雰囲気下に置くことにより、脱気処理を施した。脱気処理時における雰囲気の圧力は、５Ｐａであった。
＜押圧工程＞
次に、雰囲気圧が５Ｐａの減圧雰囲気下で、凹部付き基板上の組成物を平板（押圧部材）で押圧した。平板としては、平板ガラスで構成され、組成物を押圧する側の面が平坦であり、かつ、組成物を押圧する側の面に離型処理（メタキシレンヘキサフォロライドを主成分としたフッ素系化合物溶液を用いた表面処理）が施されたものを用いた。

＜硬化工程＞
その後、平板で押圧しつつ、１００℃×６０分間の加熱処理を施すことにより、組成物を硬化させ、多数のマイクロレンズを備えた凸レンズ基板を形成した。このようにして形成された凸レンズ基板は、凹部付き基板と密着したものであり、凸レンズ基板と凹部付き基板との間には、空隙は認められなかった。また、形成された凸レンズ基板中にも気泡等の存在は認められなかった。

＜押圧部材除去工程＞
その後、押圧部材を取り除くことにより、凹部付き基板と凸レンズ基板とで構成されたマイクロレンズ基板を得た。凸レンズ基板の構成材料の屈折率は、１．５７であった。また、マイクロレンズ基板を構成する凸レンズ基板についての波長４００〜８００ｎｍの光の透過率は、９５％であった。また、凸レンズ基板の構成材料の鉛筆硬度は、５Ｈ以上であった。また、凸レンズ基板を構成する有機−無機複合材料（エポキシ樹脂−シリカ複合材料）の吸水率は０．２％以下であった。凸レンズ基板を構成する有機−無機複合材料（エポキシ樹脂−シリカ複合材料）材料中におけるエポキシ樹脂の含有率は６５ｗｔ％、シリカの含有率は３５ｗｔ％であった。
上記のような方法を用いて、計１００枚のマイクロレンズ基板を製造した。

（実施例２、３）
凹部付き基板の製造時におけるマスク形成用膜に対する初期孔の形成条件、エッチング条件を変更するとともに、組成物の組成を変更することにより、凸レンズ基板を構成する有機−無機複合材料（エポキシ樹脂−シリカ複合材料）の組成、特性を変更した以外は、前記実施例１と同様にしてマイクロレンズ基板（計１００枚）を製造した。なお、実施例２、３の各実施例について、それぞれ、スペーサーとしては、組成物の硬化物と同一の材料で構成されたものを用いた。

（実施例４）
＜凹部付き基板の製造＞
まず、前記実施例１と同様にして凹部付き基板を製造した。
＜組成物付与工程＞
次に、凹部付き基板の凹部が形成された側の面に、流動性を有する状態の組成物を付与した。この組成物としては、有機成分としてポリメタクリル酸メチルを含み、無機成分としてシリカを含む有機−無機複合材料（アクリル系樹脂−シリカ複合材料）と、溶媒としてのメタノールとを含むものを用いた。この組成物の室温（２０℃）での粘度は、１０００［ｍＰａ・ｓ］であった。
また、この際、組成物とともに、有機−無機複合材料（組成物の硬化物としての有機−無機複合材料と同一の有機−無機複合材料）で構成されたスペーサーを凹部付き基板上に付与した。スペーサーとしては、直径：３０μｍの略球状をなすものを用いた。

＜脱気工程＞
次に、組成物が付与された凹部付き基板を減圧雰囲気下に置くことにより、脱気処理を施した。脱気処理時における雰囲気の圧力は、５Ｐａであった。
＜押圧工程＞
次に、雰囲気圧が５Ｐａの減圧雰囲気下で、凹部付き基板上の組成物を平板（押圧部材）で押圧した。平板としては、平板ガラスで構成され、組成物を押圧する側の面が平坦であり、かつ、組成物を押圧する側の面に離型処理（メタキシレンヘキサフォロライドを主成分としたフッ素系化合物溶液を用いた表面処理）が施されたものを用いた。

＜硬化工程＞
その後、平板で押圧しつつ、１００℃×６０分間の加熱処理を施すことにより、組成物を硬化させ、多数のマイクロレンズを備えた凸レンズ基板を形成した。このようにして形成された凸レンズ基板は、凹部付き基板と密着したものであり、凸レンズ基板と凹部付き基板との間には、空隙は認められなかった。また、形成された凸レンズ基板中にも気泡等の存在は認められなかった。

＜押圧部材除去工程＞
その後、押圧部材を取り除くことにより、凹部付き基板と凸レンズ基板とで構成されたマイクロレンズ基板を得た。凸レンズ基板の構成材料の屈折率は、１．５８であった。また、マイクロレンズ基板を構成する凸レンズ基板についての波長４００〜８００ｎｍの光の透過率は、９８％であった。また、凸レンズ基板の構成材料の鉛筆硬度は、５Ｈ以上であった。また、凸レンズ基板を構成する有機−無機複合材料（アクリル系樹脂−シリカ複合材料）の吸水率は０．２％以下であった。凸レンズ基板を構成する有機−無機複合材料（アクリル系樹脂−シリカ複合材料）材料中におけるアクリル系樹脂の含有率は８５ｗｔ％、シリカの含有率は１５ｗｔ％であった。
上記のような方法を用いて、計１００枚のマイクロレンズ基板を製造した。

（実施例５、６）
凹部付き基板の製造時におけるマスク形成用膜に対する初期孔の形成条件、エッチング条件を変更するとともに、組成物の組成を変更することにより、凸レンズ基板を構成する有機−無機複合材料（アクリル系樹脂−シリカ複合材料）の組成、特性を変更した以外は、前記実施例４と同様にしてマイクロレンズ基板（計１００枚）を製造した。なお、実施例５、６の各実施例について、それぞれ、スペーサーとしては、組成物の硬化物と同一の材料で構成されたものを用いた。
（実施例７）
組成物として、フェノール系樹脂−シリカ複合材料と、溶媒としてのメチルイソブチルケトンとで構成されたものを用いた以外は、前記実施例４と同様にしてマイクロレンズ基板（計１００枚）を製造した。

（比較例１）
前記実施例１と同様にして形成された凹部付き基板の凹部が形成された面に、未重合（未硬化）の紫外線（ＵＶ）硬化型エポキシ樹脂（屈折率１．５９）を付与した。
次に、石英ガラスで構成されたガラス板（厚さ１ｍｍ）で、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂を押圧した。この際、ガラス板とＵＶ硬化型エポキシ樹脂との間に、空気が侵入しないようにした。

次に、ガラス板上から、１００００ｍＪ/ｃｍ^２の紫外線を照射することにより、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂を硬化させ、ガラス板および凹部付き基板とを接合した。
次に、この接合したガラス板を、研削、研磨して、厚さ５０μｍのカバーガラスとした。
その後、スクラブ洗浄装置を用いてカバーガラスの研磨面を洗浄した。
これにより、マイクロレンズ基板を得た。
上記のような方法を用いて、計１００枚のマイクロレンズ基板を製造した。

（比較例２）
ガラス板の代わりに前記実施例１で用いた板状部材を用いて、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂をし、カバーガラスを設けなかった以外は、前記比較例１と同様にしてマイクロレンズ基板（計１００枚）を製造した。
上記各実施例および各比較例のマイクロレンズ基板についての各種条件を表１に示す。

［評価］
上記各実施例（本発明）では、比較例１に比べ、容易にマイクロレンズ基板を製造することができた。
また、上記各実施例では、安定した品質のマイクロレンズ基板を生産性良く製造することができたのに対し、比較例１では、不良品の発生比率が極めて高く、歩留に劣っていた。

そして、各実施例および比較例で得られたマイクロレンズ基板を用いて、図１に示すような液晶パネル用対向基板を製造した。液晶パネル用対向基板の製造は、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、配向膜をこの順で形成することにより行った。ブラックマトリックスの形成は、気相成膜法による薄膜の成形、フォトリソグラフィ法によるレジストパターンの形成、ウェットエッチングによる薄膜への開口部の形成、レジストの除去の各処理を行うことにより行った。また、透明導電膜の形成は、気相成膜法により行った。また、配向膜の形成は、気相成膜法（斜方蒸着法）により行った。
当該液晶パネル用対向基板を用いて図５に示すような液晶パネルを作製し、当該液晶パネルを用いて図６に示すような投射型表示装置を作製した。

＜画質評価＞
得られた投射型表示装置を用いて、スクリーン上にサンプルパターンを表示させた。表示された画像について、以下の項目の評価を行った。
（明るさ（輝度））
表示された画像の明るさ（輝度）を以下の４段階の基準に従い評価した。
◎：極めて明るい画像を表示することができた。
○：十分に明るい画像を表示することができた。
△：表示された画像は、明るさにやや劣るものであった。
×：表示された画像は、明るさに劣るものであった。

（色ムラ）
表示された画像について、色ムラの発生状況を以下の３段階の基準に従い評価した。
◎：色ムラが全く認められなかった。
△：色ムラがわずかに認められた。
×：色ムラがはっきりと認められる。

（鮮明度）
表示された画像の鮮明度を以下の４段階の基準に従い評価した。
◎：極めて鮮明な画像を表示することができた。
○：十分に鮮明な画像を表示することができた。
△：表示された画像は、鮮明度にやや劣るものであった。
×：表示された画像は、鮮明度に劣るものであった。

＜耐久性評価＞
上記の各投射型表示装置を５０００時間連続駆動させ、駆動後５０００時間の投射画像とを観察し、上記と同様の項目について、前記と同様の基準に基づいて評価を行った。
これらの結果を表２にまとめて示す。

表２から明らかなように、本発明では、いずれも、優れた画質の画像を表示することができた。また、本発明のマイクロレンズ基板、液晶パネル、投射型表示装置は、耐久性にも優れており、長時間駆動させた後においても優れた画像を安定的に表示することができた。
これに対し、比較例では、満足な結果が得られなかった。特に、ガラスカバーを設けなかった比較例２では、表示される画像の画質は、初期の段階から非常に劣ったものであった。これは、以下のような理由によるものであると考えられる。すなわち、液晶パネル用対向基板の製造工程において、マイクロレンズ基板上に、気相成膜法時（ブラックマトリックス、透明導電膜、配向膜の形成時）の熱により、凸レンズ基板の構成材料が劣化したこと、また、液晶パネル組み立て時における凸レンズ基板が顕著に変形したこと等によるものであると考えられる。また、ガラス板の研磨によりカバーガラスを被覆した比較例１では、表示される画像の鮮明度は、初期の段階から劣ったものであった。これは、十分な洗浄を行ったにも関わらず、ガラス板の研磨によるパーティクルが残存していたためであると考えられる。また、各比較例のマイクロレンズ、液晶パネル、投射型表示装置は、耐久性にも劣っていた。

本発明のマイクロレンズ基板を備えた液晶パネル用対向基板を示す模式的な縦断面図である。 本発明のマイクロレンズ基板を構成する凹部付き基板の製造方法を示す模式的な縦断面図である。 本発明のマイクロレンズ基板の製造方法の好適な第１実施形態を示す模式的な縦断面図である。 本発明の液晶パネル用対向基板の製造方法を示す模式的な縦断面図である。 本発明の液晶パネルを示す模式的な縦断面図である。 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。

符号の説明

１…マイクロレンズ基板 １１…凹部付き基板 １１１…凹部 １１２…平坦部 １２…凸レンズ基板 １２１…マイクロレンズ １２２…組成物 １２３…スペーサー １２５…基材 ２…ブラックマトリックス ２１…開口 ３…透明導電膜（共通電極） ４…ガラス基板 ５…画素電極 ６…薄膜トランジスタ ８…ガラス基板 ９…マスク ９’…マスク形成用膜 ９１…初期孔 １０…液晶パネル用対向基板 ３０…ＴＦＴ基板 ５０…液晶層 ８０…平板（押圧部材） １００…液晶パネル １０００…投射型表示装置 ７０…光学ブロック ７１…ダイクロイックプリズム ７１１、７１２…ダイクロイックミラー面 ７１３〜７１５…面 ７１６…出射面 ７２…投射レンズ ７３…表示ユニット ７４〜７６…液晶ライトバルブ 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

Claims (5)

1. 液晶パネルの製造に用いる対向基板用のマイクロレンズ基板であって、
   ガラス材料で構成され、一方の面にマイクロレンズに対応する形状の凹部を有する凹部付き基板と、
   前記凹部付き基板の前記凹部を有する面側に設けられ、前記凹部に対応する形状の凸部を有する凸レンズ基板とを有し、
   前記凸レンズ基板の前記凹部付き基板と対向する面とは反対の面側には、カバーガラスが配されておらず、
   前記凸レンズ基板が、主として、鉛筆硬度が３Ｈ以上であり、有機成分と無機成分とが共有結合により結合した化学構造を有する分子からなる有機−無機複合材料で構成されたものであり、
   前記有機−無機複合材料は、その分子内に、前記ガラス材料と同様の化学構造を有するエポキシ樹脂−シリカ複合材料であり、
   前記有機−無機複合材料中における前記シリカの含有率は、３５ｗｔ％であり、
   前記ガラス材料についての波長５５０ｎｍの光の屈折率と、前記凸レンズ基板の構成材料についての波長５５０ｎｍの光の屈折率との差の絶対値が０．０１以上であり、
   前記凸レンズ基板についての波長４００〜８００ｎｍの光の透過率が９５％以上であることを特徴とするマイクロレンズ基板。
2. 液晶パネルの製造に用いる対向基板用のマイクロレンズ基板であって、
   ガラス材料で構成され、一方の面にマイクロレンズに対応する形状の凹部を有する凹部付き基板と、
   前記凹部付き基板の前記凹部を有する面側に設けられ、前記凹部に対応する形状の凸部を有する凸レンズ基板とを有し、
   前記凸レンズ基板の前記凹部付き基板と対向する面とは反対の面側には、カバーガラスが配されておらず、
   前記凸レンズ基板が、主として、鉛筆硬度が３Ｈ以上であり、有機成分と無機成分とが共有結合により結合した化学構造を有する分子からなる有機−無機複合材料で構成されたものであり、
   前記有機−無機複合材料は、その分子内に、前記ガラス材料と同様の化学構造を有するアクリル系樹脂−シリカ複合材料であり、
   前記有機−無機複合材料中における前記シリカの含有率は、１５ｗｔ％であり、
   前記ガラス材料についての波長５５０ｎｍの光の屈折率と、前記凸レンズ基板の構成材料についての波長５５０ｎｍの光の屈折率との差の絶対値が０．０１以上であり、
   前記凸レンズ基板についての波長４００〜８００ｎｍの光の透過率が９８％以上であることを特徴とするマイクロレンズ基板。
3. 前記凸レンズ基板は、前記凹部付き基板の凹部が設けられた面側に流動性を有する組成物を付与する組成物付与工程と、減圧雰囲気下で前記組成物に脱気処理を施す脱気工程と、脱気処理後の前記組成物を硬化させる硬化工程とを経ることにより形成されたものである請求項１または２に記載のマイクロレンズ基板。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のマイクロレンズ基板を備えたことを特徴とする液晶パネル。
5. 請求項４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。

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