特許 7484222 光学基板、電気光学装置、電子機器、及び光学基板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-08

(45)【発行日】2024-05-16

(54)【発明の名称】光学基板、電気光学装置、電子機器、及び光学基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G09F 9/30 20060101AFI20240509BHJP

   G02B 3/00 20060101ALI20240509BHJP

   G02F 1/1335 20060101ALI20240509BHJP

   G02F 1/1368 20060101ALI20240509BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20240509BHJP

   G09F 9/35 20060101ALI20240509BHJP

【ＦＩ】

G09F9/30 349Z

G02B3/00 A

G02F1/1335

G02F1/1368

G03B21/00 E

G09F9/35

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020034757

(22)【出願日】2020-03-02

(65)【公開番号】P2021139928

(43)【公開日】2021-09-16

【審査請求日】2023-02-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 智

【審査官】新井 重雄

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－０４３７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０３０３０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０６３３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２４０３９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３２５５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０７８６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３３４６３２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０９Ｆ ９／３０

Ｇ０２Ｂ ３／００

Ｇ０２Ｆ １／１３３５

Ｇ０２Ｆ １／１３６８

Ｇ０３Ｂ ２１／００

Ｇ０９Ｆ ９／３５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基材と、
前記基材側から順に配置された第１透光層及び第２透光層と、
前記基材と前記第１透光層との間に配置されたレンズを含むレンズ層と、
前記基材と前記レンズ層との間に配置された第１空気層と、
前記レンズ層と前記第１透光層との間に配置された第２空気層と、を備え、
前記レンズ層は、第１貫通孔を有し、
前記第１透光層は、前記第１貫通孔と平面視で重なる第２貫通孔と、前記第２貫通孔と平面視で重ならない第３貫通孔と、を有し、
前記第２透光層は、前記第１貫通孔と、前記第２貫通孔と、前記第３貫通孔と、を塞いで配置されていることを特徴とする光学基板。

【請求項2】

請求項１に記載の光学基板であって、
前記第２透光層は、前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔を通じて前記基材に接続される第１接続部と、前記第３貫通孔を通じて前記レンズ層に接続される第２接続部と、を備えることを特徴とする光学基板。

【請求項3】

基材と、
透光層と、
前記基材と前記透光層との間に配置されたレンズを含む第１レンズ層と、
前記基材と前記第１レンズ層との間に配置された第１空気層と、
前記第１レンズ層と前記透光層との間に配置された第２空気層と、
画素電極と、
前記画素電極と前記透光層との間に配置されたトランジスターと、
前記画素電極と前記トランジスターとの間に配置された第２レンズ層と、を備えることを特徴とする光学基板。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光学基板と、
前記光学基板と対向配置された対向基板と、
前記光学基板と前記対向基板との間に配置された電気光学層と、
を備えることを特徴とする電気光学装置。

【請求項5】

透光性を有する基材を形成する工程と、
前記基材上に、第１空気層と、レンズ層と、第２空気層と、第１透光層と、第２透光層と、を順に形成する工程と、を有し、
前記レンズ層を形成する工程は、前記レンズ層を厚さ方向に貫通する第１貫通孔を形成し、
前記第１透光層を形成する工程は、前記第１透光層を厚さ方向に貫通する、前記第１貫通孔と平面視で重なる第２貫通孔を形成するとともに、前記第２貫通孔と平面視で重ならない第３貫通孔を形成し、
前記第１透光層を形成する工程と前記第２透光層を形成する工程との間に、前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔を用いてエッチングすることにより前記レンズ層と前記基材との間に前記第１空気層を形成し、前記第３貫通孔を用いてエッチングすることにより前記レンズ層と前記第１透光層との間に前記第２空気層を形成し、
前記第２透光層を形成する工程は、前記第２透光層により前記第１貫通孔と、前記第２貫通孔と、前記第３貫通孔と、を塞ぐことを特徴とする光学基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学基板、電気光学装置、電子機器、及び光学基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電気光学装置として、画素にスイッチング素子を備えたアクティブ駆動型の液晶装置が知られている。このような液晶装置は、例えば、電子機器としてのプロジェクターのライトバルブとして用いられる。

【0003】

液晶装置には、光量ロスを抑制するために、複数のマイクロレンズを備える光学基板が用いられる。例えば、特許文献１には、凹部を有する基板と、基板の屈折率よりも高い屈折率のレンズ材料を凹部に埋めることで得られたマイクロレンズを含むレンズ層と、が密着した構成の電気光学装置用基板が開示されている。このように、基板に対してレンズ層の屈折率を大きくすることにより、レンズ性能を高めることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－１１０９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、レンズ層の屈折率を大きくするほど光の透過率が低下する傾向があり、光の透過率の低下を抑制しつつ、レンズの性能を向上させることが難しいという課題がある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

光学基板は、基材と、前記基材側から順に配置された第１透光層及び第２透光層と、前記基材と前記第１透光層との間に配置されたレンズを含むレンズ層と、前記基材と前記レンズ層との間に配置された第１空気層と、前記レンズ層と前記第１透光層との間に配置された第２空気層と、を備え、前記レンズ層は、第１貫通孔を有し、前記第１透光層は、前記第１貫通孔と平面視で重なる第２貫通孔と、前記第２貫通孔と平面視で重ならない第３貫通孔と、を有し、前記第２透光層は、前記第１貫通孔と、前記第２貫通孔と、前記第３貫通孔と、を塞いで配置されている。

【0007】

本件の参考発明に係る電気光学装置は、基材と、透光層と、前記基材と前記透光層との間に配置されたレンズを含むレンズ層と、前記基材と前記レンズ層との間に配置された第１空気層と、前記レンズ層と前記透光層との間に配置された第２空気層と、を有する光学基板と、前記光学基板と対向配置され、表示領域に遮光膜が配置されていない対向基板と、前記光学基板と前記対向基板との間に配置された電気光学層と、を備える。

【0008】

電子機器は、上記に記載の電気光学装置を備える。

【0009】

光学基板の製造方法は、透光性を有する基材を形成する工程と、前記基材上に、第１空気層と、レンズ層と、第２空気層と、第１透光層と、第２透光層と、を順に形成する工程と、を有し、前記レンズ層を形成する工程は、前記レンズ層を厚さ方向に貫通する第１貫通孔を形成し、前記第１透光層を形成する工程は、前記第１透光層を厚さ方向に貫通する、前記第１貫通孔と平面視で重なる第２貫通孔を形成するとともに、前記第２貫通孔と平面視で重ならない第３貫通孔を形成し、前記第１透光層を形成する工程と前記第２透光層を形成する工程との間に、前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔を用いてエッチングすることにより前記レンズ層と前記基材との間に前記第１空気層を形成し、前記第３貫通孔を用いてエッチングすることにより前記レンズ層と前記第１透光層との間に前記第２空気層を形成し、前記第２透光層を形成する工程は、前記第２透光層により前記第１貫通孔と、前記第２貫通孔と、前記第３貫通孔と、を塞ぐ。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態の電気光学装置としての液晶装置の構成を示す概略平面図。

【図2】図１に示す液晶装置のＨ－Ｈ’線に沿う概略断面図。

【図3】液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図。

【図4】液晶装置の画素の構造を示す拡大断面図。

【図5】液晶装置を構成する光学基板としての素子基板の構造を示す断面図。

【図6】素子基板の一部の構造を示す平面図。

【図7】素子基板の一部の構造を示す平面図。

【図8】光学基板としての素子基板の製造方法を示すフローチャート。

【図9】素子基板の製造方法のうち一部の工程を説明するための断面図。

【図10】素子基板の製造方法のうち一部の工程を説明するための平面図。

【図11】素子基板の製造方法のうち一部の工程を説明するための断面図。

【図12】素子基板の製造方法のうち一部の工程を説明するための断面図。

【図13】素子基板の製造方法のうち一部の工程を説明するための断面図。

【図14】素子基板の製造方法のうち一部の工程を説明するための平面図。

【図15】素子基板の製造方法のうち一部の工程を説明するための断面図。

【図16】素子基板の製造方法のうち一部の工程を説明するための断面図。

【図17】素子基板の製造方法のうち一部の工程を説明するための断面図。

【図18】素子基板の製造方法のうち一部の工程を説明するための断面図。

【図19】素子基板の製造方法のうち一部の工程を説明するための断面図。

【図20】素子基板の製造方法のうち一部の工程を説明するための断面図。

【図21】素子基板の製造方法のうち一部の工程を説明するための平面図。

【図22】素子基板の製造方法のうち一部の工程を説明するための断面図。

【図23】素子基板の製造方法のうち一部の工程を説明するための断面図。

【図24】電子機器としてのプロジェクターの構成を示す概略図。

【図25】第２実施形態の液晶装置の画素の構造を示す断面図。

【図26】第３実施形態の液晶装置の画素の構造を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

第１実施形態
図１及び図２に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、対向配置された素子基板１０及び対向基板２０と、これら一対の基板によって挟持された電気光学層としての液晶層１５とを有する。素子基板１０を構成する基材としての第１基材１０ａ、及び対向基板２０を構成する第２基材２０ａは、例えば、ガラス又は石英などである。

【0012】

素子基板１０は対向基板２０よりも大きく、両基板は、対向基板２０の外周に沿って配置されたシール材１４を介して接合されている。その隙間に、正または負の誘電異方性を有する液晶が封入されて液晶層１５を構成している。

【0013】

シール材１４は、例えば、熱硬化性又は紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用されている。シール材１４には、例えば、一対の基板の間隔を一定に保持するためのスペーサーが混入されている。

【0014】

シール材１４の内側には、表示に寄与する複数の画素Ｐを配列した表示領域Ｅが設けられている。表示領域Ｅの周囲には、表示に寄与しない周辺回路などが設けられた周辺領域Ｅ１が配置されている。

【0015】

素子基板１０の１辺部に沿ったシール材１４と１辺部との間には、データ線駆動回路２２が設けられている。また、１辺部に対向する他の１辺部に沿ったシール材１４と表示領域Ｅとの間には、検査回路２５が設けられている。さらに、１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部に沿ったシール材１４と表示領域Ｅとの間には、走査線駆動回路２４が設けられている。１辺部と対向する他の１辺部に沿ったシール材１４と検査回路２５との間には、２つの走査線駆動回路２４を繋ぐ複数の配線２９が設けられている。

【0016】

対向基板２０側における額縁状に配置されたシール材１４の内側には、同じく額縁状に遮光膜１８が設けられている。遮光膜１８は、例えば、光反射性を有する金属あるいは金属酸化物などからなり、遮光膜１８の内側が複数の画素Ｐを有する表示領域Ｅとなっている。遮光膜１８としては、例えば、タングステンシリサイド（ＷＳｉ）を用いることができる。

【0017】

これらデータ線駆動回路２２、走査線駆動回路２４に繋がる配線は、１辺部に沿って配列した複数の外部接続用端子７０に接続されている。以降、１辺部に沿った方向をＸ方向とし、１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部に沿った方向をＹ方向として説明する。また、Ｚ方向から見ることを平面視という。

【0018】

図２に示すように、第１基材１０ａの液晶層１５側の表面には、画素Ｐごとに設けられた光反射性を有する画素電極２７と、スイッチング素子である薄膜トランジスター（以降、「トランジスター３０」と呼称する）と、データ線（図示せず）と、これらを覆う第１配向膜２８とが形成されている。

【0019】

画素電極２７は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜で形成されている。本発明における素子基板１０は、少なくとも画素電極２７、トランジスター３０、第１配向膜２８を含むものである。

【0020】

対向基板２０の液晶層１５側の表面には、遮光膜１８と、これを覆うように成膜された絶縁層３３と、絶縁層３３を覆うように設けられた対向電極３１と、対向電極３１を覆う第２配向膜３２とが設けられている。本発明における対向基板２０は、少なくとも遮光膜１８、対向電極３１、第２配向膜３２を含むものである。

【0021】

遮光膜１８は、図１に示すように表示領域Ｅを取り囲むと共に、平面的に走査線駆動回路２４、検査回路２５と重なる位置に設けられている。これにより対向基板２０側からこれらの駆動回路を含む周辺回路に入射する光を遮光して、周辺回路が光によって誤動作することを防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が表示領域Ｅに入射しないように遮光して、表示領域Ｅの表示における高いコントラストを確保している。

【0022】

絶縁層３３は、例えば、酸化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して遮光膜１８を覆うように設けられている。このような絶縁層３３の形成方法としては、例えばプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などを用いて成膜する方法が挙げられる。

【0023】

対向電極３１は、例えば、ＩＴＯなどの透明導電膜からなり、絶縁層３３を覆うと共に、図１に示すように対向基板２０の四隅に設けられた上下導通部２６により素子基板１０側の配線に電気的に接続されている。

【0024】

画素電極２７を覆う第１配向膜２８および対向電極３１を覆う第２配向膜３２は、液晶装置１００の光学設計に基づいて選定される。第１配向膜２８及び第２配向膜３２としては、気相成長法を用いてＳｉＯｘ（酸化シリコン）などの無機材料を成膜して、負の誘電異方性を有する液晶分子に対して略垂直配向させた無機配向膜が挙げられる。

【0025】

このような液晶装置１００は、透過型であって、電圧が印加されない時の画素Ｐの透過率が電圧印加時の透過率よりも大きいノーマリーホワイトや、電圧が印加されない時の画素Ｐの透過率が電圧印加時の透過率よりも小さいノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子が光学設計に応じて配置されて用いられる。

【0026】

図３に示すように、液晶装置１００は、少なくとも表示領域Ｅにおいて互いに絶縁されて直交する複数の走査線３ａおよび複数のデータ線６ａと、容量線３ｂとを有する。例えば、走査線３ａが延在する方向がＸ方向であり、データ線６ａが延在する方向がＹ方向である。

【0027】

走査線３ａとデータ線６ａならびに容量線３ｂと、これらの信号線類により区分された領域に、画素電極２７と、トランジスター３０と、容量素子１６とが設けられ、これらが画素Ｐの画素回路を構成している。

【0028】

走査線３ａはトランジスター３０のゲートに電気的に接続され、データ線６ａはトランジスター３０のソース領域に電気的に接続されている。画素電極２７は、トランジスター３０のドレイン領域に電気的に接続されている。

【0029】

データ線６ａは、データ線駆動回路２２（図１参照）に接続されており、データ線駆動回路２２から供給される画像信号Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎを画素Ｐに供給する。走査線３ａは、走査線駆動回路２４（図１参照）に接続されており、走査線駆動回路２４から供給される走査信号ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｍを各画素Ｐに供給する。

【0030】

データ線駆動回路２２からデータ線６ａに供給される画像信号Ｄ１～Ｄｎは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣り合う複数のデータ線６ａ同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路２４は、走査線３ａに対して、走査信号ＳＣ１～ＳＣｍを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。

【0031】

液晶装置１００は、スイッチング素子であるトランジスター３０が走査信号ＳＣ１～ＳＣｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線６ａから供給される画像信号Ｄ１～Ｄｎが所定のタイミングで画素電極２７に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極２７を介して液晶層１５に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｄ１～Ｄｎは、画素電極２７と液晶層１５を介して対向配置された対向電極３１との間で一定期間保持される。

【0032】

保持された画像信号Ｄ１～Ｄｎがリークするのを防止するため、画素電極２７と対向電極３１との間に形成される液晶容量と並列に容量素子１６が接続されている。容量素子１６は、２つの容量電極の間に容量膜としての誘電体層を有するものである。

【0033】

図４に示すように、液晶装置１００の画素Ｐは、素子基板１０と、これに対向配置される対向基板２０と、を備えている。図４は、図２に示す液晶装置１００のＡ部を拡大して示す図である。素子基板１０は、複数のマイクロレンズを有するレンズ体４０と、配線層５０と、画素電極２７と、第１配向膜２８と、を備えている。素子基板１０を構成する第１基材１０ａは、例えば、石英である。

【0034】

レンズ体４０は、第１基材１０ａとの間に介在する第１空気層Ｓ１と、複数の第１レンズ４２ａ及び第２レンズ４２ｂを有するレンズ集合体４３を含むレンズ層４１と、レンズ層４１と第１透光層４５との間に介在する第２空気層Ｓ２と、第１透光層４５と、第２透光層４６と、第３透光層４８と、を有する。

【0035】

第１レンズ４２ａは、レンズ層４１において第１空気層Ｓ１側に突出するように形成されている。第２レンズ４２ｂは、レンズ層４１において第２空気層Ｓ２側に突出するように形成されている。第１レンズ４２ａ及び第２レンズ４２ｂは、凸曲面を有する凸レンズで構成されている。また、第１レンズ４２ａ及び第２レンズ４２ｂは、それぞれ半球状をなしている。また、第１レンズ４２ａ及び第２レンズ４２ｂを含むレンズ４２は、隣り合うレンズ４２と互いに密接して配置される。

【0036】

第１レンズ４２ａ及び第２レンズ４２ｂを含むレンズ４２は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）で構成されている。言い換えれば、レンズ層４１は、例えば、酸化シリコンで構成されている。なお、酸化シリコンに限定されることなく、例えば、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）で構成されていてもよい。酸化シリコンの屈折率は、例えば、１．６１である。酸窒化シリコンの屈折率は、例えば、１．４６である。第１空気層Ｓ１及び第２空気層Ｓ２の屈折率は、例えば、１．０である。

【0037】

このように、第１基材１０ａ側から第１空気層Ｓ１、第１レンズ４２ａ、第２レンズ４２ｂ、第２空気層Ｓ２が配置されていることにより、第１基材１０ａ側から入射した光Ｌを、効率的に収束させるように屈折させることが可能となり、光の利用効率を向上させることができる。

【0038】

第１透光層４５、第２透光層４６、及び第３透光層４８は、レンズ４２を透過する光Ｌの光路長を調整する。第１透光層４５、第２透光層４６、及び第３透光層４８は、例えば、酸化シリコンで構成される。

【0039】

第３透光層４８の上には、配線層５０が配置される。配線層５０は、遮光層５１と、トランジスター３０と、走査線３ａと、容量線３ｂと、データ線６ａ等の各種配線と、絶縁層５６と、を有する。

【0040】

絶縁層５６は、例えば、酸化シリコンで構成されており、第１絶縁層５６ａと、第２絶縁層５６ｂと、第３絶縁層５６ｃと、第４絶縁層５６ｄと、第５絶縁層５６ｅと、を有する。例えば、第１絶縁層５６ａには、遮光層５１が配置されている。第２絶縁層５６ｂには、トランジスター３０が配置されている。第３絶縁層５６ｃには、走査線３ａが配置されている。第４絶縁層５６ｄには、容量線３ｂが配置されている。第５絶縁層５６ｅには、データ線６ａが配置されている。

【0041】

上記した配線層５０は、光Ｌが透過する透光領域Ａ１１と、各種配線が配置され光Ｌを遮断する遮光領域Ａ１２と、を有する。透光領域Ａ１１は、平面視で略四角形状となっており、行列状に配置される。遮光領域Ａ１２は、平面視で格子状となっている。すなわち、遮光領域Ａ１２は、平面視で透光領域Ａ１１を囲むように配置されている。

【0042】

配線層５０上には、画素電極２７が配置されている。１つの画素電極２７と１つの透光領域Ａ１１とは、平面視で重なっている。

【0043】

画素電極２７及び絶縁層５６の上には、酸化シリコンなどの無機材料を斜方蒸着した第１配向膜２８が設けられている。第１配向膜２８の上には、シール材１４により囲まれた空間に液晶等が封入された液晶層１５が配置されている。

【0044】

一方、対向基板２０の絶縁層３３上（液晶層１５側）には、例えば、その全面に渡って対向電極３１が設けられている。対向電極３１上には、酸化シリコンなどの無機材料を斜方蒸着した第２配向膜３２が設けられている。対向電極３１は、例えばＩＴＯ膜等の透明導電性膜からなる。

【0045】

液晶層１５は、画素電極２７と対向電極３１との間で電界が生じていない状態で配向膜２８，３２によって所定の配向状態をとる。後述するプロジェクター１０００の光Ｌは、素子基板１０側から入射する。

【0046】

図５は、光学基板としての素子基板１０の全体の構造を示す模式断面図である。図５に示すように、第１基材１０ａには、表示領域Ｅ及びその外側に相当する部分に亘って凹部１０ａ１が設けられている。

【0047】

素子基板１０のレンズ層４１には、第１空気層Ｓ１に連通する第１貫通孔４０ａが設けられている。第１透光層４５には、第１貫通孔４０ａと平面視で重なる位置に第２貫通孔４０ｂが設けられている。更に、第１透光層４５には、第２貫通孔４０ｂと平面視で重ならない位置に第３貫通孔４０ｃが設けられている。第１貫通孔４０ａ、第２貫通孔４０ｂ、及び第３貫通孔４０ｃは、第１透光層４５の上に配置された第２透光層４６の一部によって塞がれている。

【0048】

具体的には、第２透光層４６は、第１貫通孔４０ａ及び第２貫通孔４０ｂを通じて第１基材１０ａの凹部１０ａ１に接続される第１接続部４６ａを備えている。また、第２透光層４６は、第３貫通孔４０ｃを通じてレンズ層４１に接続される第２接続部４６ｂを備えている。第１接続部４６ａ及び第２接続部４６ｂを備えていることで、第１基材１０ａとレンズ層４１との間の第１空気層Ｓ１の状態、及びレンズ層４１と第１透光層４５との間の第２空気層Ｓ２の状態を良好に維持することができる。

【0049】

第１空気層Ｓ１及び第２空気層Ｓ２は、空気などの気体で構成されている。なお、第１空気層Ｓ１及び第２空気層Ｓ２は、真空で構成されていてもよい。また、第１空気層Ｓ１及び第２空気層Ｓ２は、気密空間でもよいし、気密空間でなくてもよい。

【0050】

レンズ層４１と第１基材１０ａとの間に第１空気層Ｓ１が設けられていることにより、レンズ層４１のレンズ集合体４３は、第１基材１０ａの凹部１０ａ１の底面と離間して配置されている。レンズ層４１は、平面視でレンズ集合体４３よりも外側の部分が第１基材１０ａに接触している。

【0051】

一方、レンズ層４１と第１透光層４５との間に第２空気層Ｓ２が設けられていることにより、レンズ集合体４３は、第１透光層４５と離間して配置されている。

【0052】

第２透光層４６と第３透光層４８との間には、遮光性を有する遮光膜４７が配置されている。遮光膜４７は、平面視で四角形の枠状に形成されている（図７参照）。

【0053】

図６は、素子基板１０のうち第１基材１０ａから第１透光層４５までの構造を示す概略平面図である。図７は、素子基板１０のうち第１基材１０ａから第３透光層４８までの構造を示す概略平面図である。なお、図６及び図７に示す方向から見ることを平面視という。

【0054】

図６に示すように、第１基材１０ａには、平面視で四角形状の凹部１０ａ１が設けられている。レンズ集合体４３は、凹部１０ａ１の中に包含されるように配置されている。レンズ集合体４３を構成する複数のレンズ４２は、例えば、Ｘ方向及びＹ方向に行列状に配置されている。

【0055】

第１透光層４５のレンズ集合体４３の周囲には、第１貫通孔４０ａ及び第２貫通孔４０ｂと、第３貫通孔４０ｃと、が形成されている。具体的には、第１貫通孔４０ａ及び第２貫通孔４０ｂは、凹部１０ａ１の中に包含されるように、凹部１０ａ１のＸ方向の両端側にそれぞれ形成されている。第３貫通孔４０ｃは、凹部１０ａ１の中に包含されるように、凹部１０ａ１のＹ方向の両端側にそれぞれ形成されている。

【0056】

言い換えれば、レンズ集合体４３を囲むように、第１接続部４６ａ及び第２接続部４６ｂが配置されている。例えば、第１貫通孔４０ａ及び第２貫通孔４０ｂのＹ方向の長さと、レンズ集合体４３のＹ方向の長さとは、ほぼ同じ長さである。また、例えば、第３貫通孔４０ｃのＸ方向の長さと、レンズ集合体４３のＸ方向の長さとは、ほぼ同じ長さである。

【0057】

図７に示すように、遮光膜４７は、例えば、レンズ集合体４３を囲むように形成されている。言い換えれば、遮光膜４７は、第１接続部４６ａ及び第２接続部４６ｂと重なるように形成されている。次に、光学基板としての素子基板１０の製造方法を、図８～図２３を参照しながら説明する。

【0058】

図８～図１０に示すように、ステップＳ１１では、第１基材１０ａに凹部１０ａ１を形成する（図９及び図１０参照）。凹部１０ａ１を形成する方法としては、例えば、石英である第１基材１０ａに、エッチング処理を施すことにより形成する。図１０に示すように、凹部１０ａ１は、例えば、平面視で四角形状である。

【0059】

次に、ステップＳ１２では、犠牲層６１，６２，６３を形成する。具体的には、まず、図１１に示すように、第１基材１０ａの表面に、例えば、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）法等の蒸着法により第１犠牲層６１を形成する。第１犠牲層６１は、例えば、シリコンである。

【0060】

次に、図１２に示すように、第１犠牲層６１の上に、例えば、ＣＶＤ法などの蒸着法を用いて第２犠牲層６２を形成する。その後、第１犠牲層６１及び第２犠牲層６２を含む第１基材１０ａ上を、ＣＭＰ（chemical mechanical polishing）法等の研磨処理を行って平坦化する。第２犠牲層６２は、例えば、酸化シリコンである。なお、第２犠牲層６２は、第１犠牲層６１とは異なる材料であることが好ましい。

【0061】

次に、図１３に示すように、第２犠牲層６２に、半球状のレンズ用凹部６２ａを、例えば、エッチング処理により形成する。その後、第２犠牲層６２の表面から第１基材１０ａの一部に亘って、例えば、ＣＶＤ法やエッチング法を用いて第３犠牲層６３を形成する。レンズ用凹部６２ａは、図１４に示すように、平面視で行列状に形成される。第３犠牲層６３は、例えば、シリコンであり、第１犠牲層６１と同一材料であることが好ましい。

【0062】

ステップＳ１３では、公知の製造方法を用いてレンズ層４１を形成する。具体的には、まず、図１５に示すように、第３犠牲層６３の上に、ＣＶＤ法などの蒸着法を用いてレンズ層前駆体層４１ａを形成する。レンズ層前駆体層４１ａは、上記したように、酸化シリコンや酸窒化シリコンである。その後、レンズ層前駆体層４１ａの上面を、ＣＭＰ法などを用いて平坦化処理する。

【0063】

次に、図１６に示すように、レンズ層前駆体層４１ａの上に、ＣＶＤ法などの蒸着法を用いてレンズ層前駆体層４１ｂを形成する。レンズ層前駆体層４１ｂは、例えば、酸化シリコンである。具体的には、図示しないレジスト層を形成し、第２レンズ４２ｂの位置に対応して、エッチング処理や、リフロー処理などの加熱処理を施して、曲面状のレジスト層を形成する。次に、レジスト層をマスクとして、レンズ層前駆体層４１ｂにドライエッチング法などの異方性エッチングを施す。これにより、レンズ層前駆体層４１ａの上に、レンズ用凹部６２ａの位置に対応して、凸状の第２レンズ４２ｂが形成される。以上により、第１レンズ４２ａ及び第２レンズ４２ｂを有するレンズ層４１が完成する。

【0064】

ステップＳ１４では、残りの犠牲層６４，６５，６６を形成する。まず、図１６に示すように、レンズ層４１の上に、ＣＶＤ法などの蒸着法やエッチング法を用いて、第４犠牲層６４を形成する。第４犠牲層６４は、例えば、シリコンである。

【0065】

次に、図１７に示すように、レンズ層４１及び第４犠牲層６４の上に、ＣＶＤなどの蒸着法を用いて第５犠牲層６５を形成する。その後、第５犠牲層６５の上を、ＣＭＰ法等の研磨処理を行って平坦化する。第５犠牲層６５は、例えば、酸化シリコンである。その後、第５犠牲層６５に成膜用孔６５ａを形成する。成膜用孔６５ａは、レンズ集合体４３の外側における第４犠牲層６４と平面視で重なる位置に形成する。

【0066】

次に、図１８に示すように、第５犠牲層６５の上、及び成膜用孔６５ａの中に、公知の蒸着法及びエッチング法を用いて第６犠牲層６６を形成する。第６犠牲層６６は、例えば、シリコンである。

【0067】

ステップＳ１５では、図１９に示すように、第５犠牲層６５及び第６犠牲層６６の上に、第１透光層４５を形成する。具体的には、ＣＶＤ法などの蒸着法を用いて第１透光層４５を成膜し、その後、第１透光層４５の上面を、ＣＭＰ法などを用いて平坦化処理する。

【0068】

ステップＳ１６では、図２０に示すように、第７犠牲層６７を形成する。具体的には、まず、第１透光層４５に第２貫通孔４０ｂ、第５犠牲層６５に第２貫通孔４０ｂ、及びレンズ層４１に第１貫通孔４０ａを形成する。次に、第１透光層４５に、第３貫通孔４０ｃを形成する。なお、第３貫通孔４０ｃの形成は、第１貫通孔４０ａ及び第２貫通孔４０ｂと同時に形成するようにしてもよい。

【0069】

第１貫通孔４０ａ及び第２貫通孔４０ｂは、例えば、図２１に示すように、レンズ集合体４３を挟んでＸ方向の２か所に形成されている。また、第３貫通孔４０ｃは、例えば、図２１に示すように、レンズ集合体４３を挟んでＹ方向の２か所に形成されている。

【0070】

次に、第１透光層４５の上、及び第１貫通孔４０ａ、第２貫通孔４０ｂ、第３貫通孔４０ｃの内壁に、ＣＶＤなどの蒸着法を用いて第７犠牲層６７を成膜する。第７犠牲層６７は、例えば、シリコンである。

【0071】

ステップＳ１７では、第１空気層Ｓ１及び第２空気層Ｓ２を形成する。具体的には、まず、図２０に示すように、レンズ層４１に第１空気層用孔６３ａを形成し、第１透光層４５に第２空気層用孔６６ａを、例えば、エッチング処理によって形成する。上記したように、第７犠牲層６７、第６犠牲層６６、第３犠牲層６３を同一材料にすることにより、第７犠牲層６７、第６犠牲層６６、及び第３犠牲層６３を同時に除去することができる。

【0072】

なお、図２１に示すように、第１空気層用孔６３ａは、平面視で第１貫通孔４０ａ及び第２貫通孔４０ｂよりも小さい大きさで形成される。同様に、第２空気層用孔６６ａは、平面視で第３貫通孔４０ｃよりも小さい大きさで形成される。

【0073】

次に、第１貫通孔４０ａ、第２貫通孔４０ｂ、第１空気層用孔６３ａ、第３貫通孔４０ｃ、第２空気層用孔６６ａを用いてエッチング処理を行うことにより、図２０に示すように、第２犠牲層６２及び第５犠牲層６５の一部を除去する。第２犠牲層６２及び第５犠牲層６５を除去するため、上記したように、第１犠牲層６１、第３犠牲層６３、第４犠牲層６４、第６犠牲層６６、第７犠牲層６７の材料は、第２犠牲層６２及び第５犠牲層６５の構成材料と異なることが好ましい。

【0074】

具体的には、第２犠牲層６２及び第５犠牲層６５を除去する際に用いられる、エッチングガスに対する第１犠牲層６１、第３犠牲層６３、第４犠牲層６４、第６犠牲層６６、及び第７犠牲層６７のエッチングレートは、エッチングガスに対する第２犠牲層６２及び第５犠牲層６５のエッチングレートよりも遅いことが好ましい。このように、第１犠牲層６１、第３犠牲層６３、第４犠牲層６４、第６犠牲層６６、及び第７犠牲層６７は、第１基材１０ａ、レンズ層４１、第５犠牲層６５の一部、及び第１透光層４５を保護する保護層として機能する。

【0075】

次に、図２２に示すように、第１貫通孔４０ａ、第２貫通孔４０ｂ、第３貫通孔４０ｃを用いて、第１犠牲層６１、第３犠牲層６３、第４犠牲層６４、第６犠牲層６６、及び第７犠牲層６７をエッチング処理により除去する。なお、第１犠牲層６１、第３犠牲層６３、第４犠牲層６４、第６犠牲層６６、及び第７犠牲層６７を同一材料にすることにより、同一のエッチング処理によって除去することができる。これにより、レンズ層４１のレンズ集合体４３と、第１基材１０ａの凹部１０ａ１との間に、第１空気層Ｓ１が形成される。また、レンズ集合体４３と第１透光層４５との間に、第２空気層Ｓ２が形成される。以降、第５犠牲層６５の一部も第１透光層４５として説明する。

【0076】

ステップＳ１８では、第２透光層４６を形成する。具体的には、図２３に示すように、第１透光層４５の上に、例えば、ＣＶＤ法などの蒸着法を用いて第２透光層４６を形成する。これにより、第１透光層４５における第２貫通孔４０ｂ及び第３貫通孔４０ｃ、レンズ層４１における第１貫通孔４０ａの中に第２透光層４６の一部が埋め込まれるとともに、第１接続部４６ａ及び第２接続部４６ｂが形成される。

【0077】

言い換えれば、第１接続部４６ａは、第１貫通孔４０ａ及び第２貫通孔４０ｂを通じて第１基材１０ａの凹部１０ａ１に接触する。一方、第２接続部４６ｂは、第３貫通孔４０ｃを通じてレンズ層４１に接触する。第２透光層４６は、例えば、酸化シリコンである。その後、第２透光層４６の上面を平坦化処理することにより完成する。

【0078】

ステップＳ１９では、遮光膜４７を形成する。具体的には、図５に示すように、第２透光層４６の上に、例えば、ＣＶＤ法などの蒸着法、及びエッチング処理によって遮光膜４７を形成する。

【0079】

ステップＳ２０では、第３透光層４８を形成する。具体的には、第２透光層４６及び遮光膜４７を覆うように、例えば、ＣＶＤ法などの蒸着法を用いて第３透光層４８を形成する。その後、第３透光層４８の上面を平坦化することにより完成する。第３透光層４８は、例えば、酸化シリコンである。

【0080】

ステップＳ２１では、各種配線を含む配線層５０、及び絶縁層５６を、公知の成膜法やパターニング法などを用いて形成する。続いて、ステップＳ２２では、絶縁層５６の上にＩＴＯなどからなる画素電極２７を形成する。続いて、ステップＳ２３では、例えば、斜方蒸着法などを用いて第１配向膜２８を形成する。以上により、素子基板１０が完成する。

【0081】

図２４に示すように、本実施形態のプロジェクター１０００は、システム光軸Ｌに沿って配置された偏光照明装置１１００と、光分離素子としての２つのダイクロイックミラー１１０４，１１０５と、３つの反射ミラー１１０６，１１０７，１１０８と、５つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５と、３つの光変調手段としての透過型の液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム１２０６と、投写レンズ１２０７とを備えている。

【0082】

偏光照明装置１１００は、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１１０１と、インテグレーターレンズ１１０２と、偏光変換素子１１０３とから概略構成されている。

【0083】

ダイクロイックミラー１１０４は、偏光照明装置１１００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１１０５は、ダイクロイックミラー１１０４を透過した緑色光（Ｇ）を反射させ、青色光（Ｂ）を透過させる。

【0084】

ダイクロイックミラー１１０４で反射した赤色光（Ｒ）は、反射ミラー１１０６で反射した後にリレーレンズ１２０５を経由して液晶ライトバルブ１２１０に入射する。ダイクロイックミラー１１０５で反射した緑色光（Ｇ）は、リレーレンズ１２０４を経由して液晶ライトバルブ１２２０に入射する。ダイクロイックミラー１１０５を透過した青色光（Ｂ）は、３つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３と２つの反射ミラー１１０７，１１０８とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ１２３０に入射する。

【0085】

液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０は、クロスダイクロイックプリズム１２０６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１２１０，１２２０，１２３０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１２０６に向けて射出される。

【0086】

このプリズムは、４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が合成される。合成された光は、投写光学系である投写レンズ１２０７によってスクリーン１３００上に投写され、画像が拡大されて表示される。

【0087】

液晶ライトバルブ１２１０は、上述した液晶装置１００が適用されたものである。液晶装置１００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１２２０，１２３０も同様である。

【0088】

なお、液晶装置１００が搭載される電子機器としては、プロジェクター１０００の他、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）、スマートフォン、ＥＶＦ（Electrical View Finder）、モバイルミニプロジェクター、電子ブック、携帯電話、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ディスプレイ、車載機器、オーディオ機器、露光装置や照明機器など各種電子機器に用いることができる。

【0089】

以上述べたように、第１実施形態の光学基板としての素子基板１０は、第１基材１０ａと、第１透光層４５と、の間に、レンズ４２を含むレンズ層４１を備え、第１基材１０ａとレンズ層４１との間に、第１空気層Ｓ１が設けられ、レンズ層４１と第１透光層４５との間に、第２空気層Ｓ２が設けられている。

【0090】

この構成によれば、空気層Ｓ１，Ｓ２が無く、第１基材１０ａとレンズ層４１とが密着した場合の屈折率の差よりも、屈折率１の第１空気層Ｓ１とレンズ層４１との間における屈折率の差の方が大きくなる。同様に、レンズ層４１と第１透光層４５とが密着した場合の屈折率の差よりも、レンズ層４１と屈折率１の第２空気層Ｓ２との間における屈折率の差の方が大きくなる。よって、従来のように、レンズ層４１の屈折率を高くしなくても、第１空気層Ｓ１及び第２空気層Ｓ２を利用することにより屈折率を高められるので、レンズ層４１における光Ｌの透過率の低下を抑制しつつ、レンズ性能を高めることができる。加えて、レンズ層４１を挟んで第１空気層Ｓ１と第２空気層Ｓ２とを有するので、光Ｌを効率的に曲げることが可能となり、光Ｌの利用効率を向上させることができる。

【0091】

また、素子基板１０は、第１基材１０ａ側から第１透光層４５と、第２透光層４６と、を備え、レンズ層４１は、第１貫通孔４０ａを有し、第１透光層４５は、第１貫通孔４０ａと平面視で重なる第２貫通孔４０ｂと、第２貫通孔４０ｂと平面視で重ならない第３貫通孔４０ｃと、を有し、第２透光層４６は、第１貫通孔４０ａと、第２貫通孔４０ｂと、第３貫通孔４０ｃと、を塞いで配置されている。

【0092】

この構成によれば、例えば、製造時において、第１貫通孔４０ａ、第２貫通孔４０ｂ、第３貫通孔４０ｃを用いてエッチング処理を行うことが可能となり、第１基材１０ａとレンズ層４１との間、及びレンズ層４１と第１透光層４５との間に容易に第１空気層Ｓ１及び第２空気層Ｓ２をつくることができる。

【0093】

また、第２透光層４６は、第１貫通孔４０ａ及び第２貫通孔４０ｂを通じて第１基材１０ａに接続される第１接続部４６ａと、第３貫通孔４０ｃを通じてレンズ層４１に接続される第２接続部４６ｂと、を備える。

【0094】

この構成によれば、第１基材１０ａに接続される第１接続部４６ａと、レンズ層４１に接続される第２接続部４６ｂと、を備えるので、第１基材１０ａとレンズ層４１との間の第１空気層Ｓ１、レンズ層４１と第１透光層４５との間の第２空気層Ｓ２がある場合でも、それぞれに接触する面積を増やすことが可能となり、レンズ層４１が撓むことを抑えることができる。

【0095】

また、液晶装置１００は、上記に記載の光学基板としての素子基板１０と、素子基板１０と対向配置された対向基板２０と、素子基板１０と対向基板２０との間に配置された液晶層１５と、を備える。

【0096】

この構成によれば、表示品質を向上させることが可能な液晶装置１００を提供することができる。

【0097】

また、プロジェクター１０００は、上記に記載の液晶装置１００を備えるので、表示品質を向上させることが可能なプロジェクター１０００を提供することができる。

【0098】

また、光学基板としての素子基板１０の製造方法は、透光性を有する第１基材１０ａを形成する工程と、第１基材１０ａ上に、第１空気層Ｓ１と、レンズ層４１と、第２空気層Ｓ２と、第１透光層４５と、第２透光層４６と、を順に形成する工程と、を有し、レンズ層４１を形成する工程は、レンズ層４１を厚さ方向に貫通する第１貫通孔４０ａを形成し、第１透光層４５を形成する工程は、第１透光層４５を厚さ方向に貫通する、第１貫通孔４０ａと平面視で重なる第２貫通孔４０ｂを形成するとともに、第２貫通孔４０ｂと平面視で重ならない第３貫通孔４０ｃを形成し、第１透光層４５を形成する工程と第２透光層４６を形成する工程との間に、第１貫通孔４０ａ及び第２貫通孔４０ｂを用いてエッチングすることによりレンズ層４１と第１基材１０ａとの間に第１空気層Ｓ１を形成し、第３貫通孔４０ｃを用いてエッチングすることによりレンズ層４１と第１透光層４５との間に第２空気層Ｓ２を形成し、第２透光層４６を形成する工程は、第２透光層４６により第１貫通孔４０ａ、第２貫通孔４０ｂ、第３貫通孔４０ｃを塞ぐ。

【0099】

この方法によれば、第１基材１０ａとレンズ層４１との間に第１空気層Ｓ１を形成し、レンズ層４１と第１透光層４５との間に第２空気層Ｓ２を形成する。よって、空気層Ｓ１，Ｓ２が無く、第１基材１０ａとレンズ層４１とが密着した場合の屈折率の差よりも、屈折率１の第１空気層Ｓ１とレンズ層４１との間における屈折率の差の方が大きくなる。同様に、レンズ層４１と第１透光層４５とが密着した場合の屈折率の差よりも、レンズ層４１と屈折率１の第２空気層Ｓ２との間における屈折率の差の方が大きくなる。よって、従来のように、レンズ層４１の屈折率を高くしなくても、第１空気層Ｓ１及び第２空気層Ｓ２を利用することにより屈折率を高められるので、レンズ層４１における光Ｌの透過率の低下を抑制しつつ、レンズ性能を高めることができる。加えて、レンズ層４１を挟んで第１空気層Ｓ１と第２空気層Ｓ２とを有するので、光Ｌを効率的に曲げることが可能となり、光Ｌの利用効率を向上させることができる。

【0100】

第２実施形態
第２実施形態の液晶装置２００は、図２５に示すように、配線層５０と画素電極２７との間に第２レンズ体２４０を備えている部分が、第１実施形態の液晶装置１００と異なっている。その他の構成については概ね同様である。このため第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略する。

【0101】

第２実施形態の液晶装置２００は、第１実施形態と同様に、第１基材１０ａから絶縁層５６まで形成されている。第１実施形態と異なる部分として、絶縁層５６の上に第２レンズ体２４０が形成されている。第２レンズ体２４０の上には、保護膜２５０が形成されており、保護膜２５０の上には、画素電極２７及び第１配向膜２８が形成されている。

【0102】

第２レンズ体２４０は、第２レンズ基材２１０ａと、第２レンズ層２４１と、を備えており、例えば、画素Ｐごとに光Ｌの広がり角度を調整するレンズとして機能する。第２レンズ基材２１０ａは、例えば、酸化シリコンで構成されている。第２レンズ基材２１０ａには、凹部が形成されており、凹部を覆うように第２レンズ層２４１が配置されている。

【0103】

第２レンズ層２４１は、例えば、第２レンズ基材２１０ａの屈折率よりも大きい材料であり、例えば、酸窒化シリコンで構成されている。第２レンズ層２４１のレンズ２４２は、第２レンズ基材２１０ａに向かって突出する凸レンズで構成されている。また、レンズ２４２は、半球状に形成されている。第２レンズ層２４１の各レンズ２４２は、配線層５０の下側に配置されたレンズ層４１の各レンズ４２に対応して配置されている。

【0104】

保護膜２５０は、例えば、素子基板１１０の製造時における第２レンズ体２４０のクラックなどの発生を低減するために用いられており、酸化シリコンなどで構成されている。

【0105】

このように、対向基板２０は、表示領域Ｅに遮光膜を有していない。すなわち、対向基板２０は、平面視で素子基板１１０の画素電極２７と画素電極２７との間に対応する位置に、遮光膜であるブラックマトリクスを有していない。よって、対向基板２０から出射する光Ｌは、対向基板２０を透過する際に、ブラックマトリクスによる回析により位相差が生じて、偏光状態に乱れを生じさせることがない。したがって、コントラストの低下を抑制することができる。また、対向基板２０と素子基板１１０とを組み合わせた際に、対向基板２０のブラックマトリクスと素子基板１１０の遮光体との位置がずれてしまう、所謂、組ずれが生じないため、画素Ｐの開口率が低下して、明るさが低下することがない。

【0106】

また、素子基板１１０は、画素電極２７と、画素電極２７と第２透光層４６との間に配置されたトランジスター３０と、画素電極２７とトランジスター３０との間に配置された第２レンズ層２４１と、を備える。

【0107】

この構成によれば、第２レンズ層２４１を有する第２レンズ体２４０と、画素電極２７やトランジスター３０を備える素子基板１１０と、を一体化にして使用することができる。

【0108】

第３実施形態
第３実施形態の液晶装置３００は、図２６に示すように、配線層５０と画素電極２７との間に第３レンズ体３４０を備えている部分が、第１実施形態の液晶装置１００と異なっている。その他の構成については概ね同様である。このため第３実施形態では、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略する。

【0109】

第３実施形態の液晶装置３００は、第１実施形態と同様に、第１基材１０ａから絶縁層５６まで形成されている。第１実施形態と異なる部分として、絶縁層５６の上に第３レンズ体３４０が形成されている。第３レンズ体３４０の上には、保護膜２５０が形成されており、保護膜２５０の上には、画素電極２７及び第１配向膜２８が形成されている。

【0110】

第３レンズ体３４０は、第３レンズ基材３１０ａと、第３レンズ層３４１と、透光層３４５と、を備えており、例えば、画素Ｐごとに光Ｌの広がり角度を調整するレンズとして機能する。第３レンズ基材３１０ａは、例えば、酸化シリコンで構成されている。第３レンズ基材３１０ａには、凹部が形成されており、空気層Ｓ３を挟んで第３レンズ集合体３４３が配置されている。

【0111】

第３レンズ層３４１は、例えば、酸化シリコンや酸窒化シリコンなどで構成されている。第３レンズ層３４１のレンズ３４２は、第３レンズ基材３１０ａに向かって突出する凸レンズで構成されている。また、レンズ３４２は、半球状に形成されている。第３レンズ層３４１の各レンズ３４２は、配線層５０の下側に配置されたレンズ層４１の各レンズ４２に対応して配置されている。この構成によれば、光Ｌの透過する方向を調整することが可能となり、更に光の利用効率を向上させることができる。

【0112】

なお、上記実施形態に記載したレンズ４２は、凸曲面を有する凸レンズ２つで構成されるが、凹曲面を有する凹レンズ２つであってもよい。また、レンズ４２は、凸レンズと凹レンズの組み合わせでもよい。同様に、第２実施形態のレンズ２４２は、凸曲面を有する凸レンズで構成されるが、凹曲面を有する凹レンズであってもよい。また、第３実施形態のレンズ３４２は、凸レンズでなく凹レンズであってもよい。

【0113】

上記実施形態に記載した第１レンズ４２ａ及び第２レンズ４２ｂを有するレンズ層４１を含むレンズ体４０は、素子基板１０に配置されることに限定されず、対向基板２０に配置されるようにしてもよい。また、素子基板１０と対向基板２０との両方にレンズ体４０が配置されるようにしてもよい。

【0114】

上記実施形態に記載したレンズ体４０は、第１基材１０ａに凹部１０ａ１を設けることにより、第１基材１０ａとレンズ集合体４３との間に第１空気層Ｓ１を形成しているが、この構造に限定されず、例えば、第１基材１０ａに凹部１０ａ１を設けず、レンズ層４１に凹部を設けることにより、第１基材１０ａとレンズ集合体４３との間に第１空気層Ｓ１を形成するようにしてもよい。なお、第２空気層Ｓ２の製造方法も、上記した製造方法に限定されない。

【0115】

上記実施形態に記載した第１貫通孔４０ａ及び第２貫通孔４０ｂは、図２１に示すように、素子基板１０のＸ方向、具体的には、表示領域Ｅを挟んでＸ方向の両側に配置することに限定されず、例えば、素子基板１０のＹ方向に配置するようにしてもよい。一方、第３貫通孔４０ｃは、表示領域Ｅを挟んでＹ方向に配置することに限定されず、Ｘ方向に配置するようにしてもよい。また、第１貫通孔４０ａ、第２貫通孔４０ｂ、第３貫通孔４０ｃ全てをＸ方向に配置したり、Ｙ方向に配置したりしてもよい。更に、第１貫通孔４０ａ及び第２貫通孔４０ｂは、２個所に形成することに限定されず、２個所以上に配置するようにしてもよい。第３貫通孔４０ｃについても同様である。

【0116】

上記実施形態に記載したレンズ体４０の製造方法は、上記製造方法に限定されず、例えば、空気層Ｓ１，Ｓ２が形成されるように、第１基材１０ａとレンズ層４１と第１透光層４５とを貼り合わせるようにしてもよい。また、レンズ体４０として第１接続部４６ａ及び第２接続部４６ｂを設けたが、第１接続部４６ａ及び第２接続部４６ｂを設けない構成でもよい。

【0117】

上記した第２実施形態や第３実施形態の液晶装置２００，３００は、保護膜２５０を配置しているが、第１実施形態の液晶装置１００のように、保護膜２５０が無く、絶縁層５６の上に画素電極２７が配置されるようにしてもよい。

【0118】

また、電気光学装置として上記したような液晶装置１００を適用することに限定されず、例えば、有機ＥＬ装置、プラズマディスプレイ、電子ペーパー（ＥＰＤ）等に適用するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0119】

３ａ…走査線、３ｂ…容量線、６ａ…データ線、１０，１１０…光学基板としての素子基板、１０ａ１…凹部、１０ａ…基材としての第１基材、１４…シール材、１５…電気光学層としての液晶層、１６…容量素子、１８…遮光膜、２０…対向基板、２０ａ…第２基材、２２…データ線駆動回路、２４…走査線駆動回路、２５…検査回路、２６…上下導通部、２７…画素電極、２８…第１配向膜、２９…配線、３０…トランジスター、３１…対向電極、３２…第２配向膜、３３…絶縁層、４０…レンズ体、４０ａ…第１貫通孔、４０ｂ…第２貫通孔、４０ｃ…第３貫通孔、４１…レンズ層、４１ａ，４１ｂ…レンズ層前駆体層、４２…レンズ、４２ａ…第１レンズ、４２ｂ…第２レンズ、４３…レンズ集合体、４５…第１透光層、４６…第２透光層、４６ａ…第１接続部、４６ｂ…第２接続部、４７…遮光膜、４８…第３透光層、５０…配線層、５１…遮光層、５６…絶縁層、５６ａ…第１絶縁層、５６ｂ…第２絶縁層、５６ｃ…第３絶縁層、５６ｄ…第４絶縁層、５６ｅ…第５絶縁層、６１…第１犠牲層、６２…第２犠牲層、６２ａ…レンズ用凹部、６３…第３犠牲層、６３ａ…第１空気層用孔、６４…第４犠牲層、６５…第５犠牲層、６５ａ…成膜用孔、６６…第６犠牲層、６６ａ…第２空気層用孔、６７…第７犠牲層、７０…外部接続用端子、１００，２００，３００…電気光学装置としての液晶装置、２１０ａ…第２レンズ基材、２４０…第２レンズ体、２４１…第２レンズ層、２４２…レンズ、２５０…保護膜、３１０ａ…第３レンズ基材、３４０…第３レンズ体、３４１…第３レンズ層、３４２…レンズ、３４３…第３レンズ集合体、３４５…透光層、１０００…電子機器としてのプロジェクター、１１００…偏光照明装置、１１０１…ランプユニット、１１０２…インテグレーターレンズ、１１０３…偏光変換素子、１１０４，１１０５…ダイクロイックミラー、１１０６，１１０７，１１０８…反射ミラー、１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５…リレーレンズ、１２０６…クロスダイクロイックプリズム、１２０７…投写レンズ、１２１０，１２２０，１２３０…液晶ライトバルブ、１３００…スクリーン。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】