JP2009008832A - マイクロレンズ基板、液晶表示装置、及び、映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 充分な光学補償を行い高輝度化、高画質化を図ることができるとともに、小型化を実現することができるマイクロレンズ基板を提供する。
【解決手段】 マイクロレンズ基板３５は、複数のレンズ面４０ａが形成されたベースガラス４０と、ベースガラス４０のレンズ面４０ａと対向して配設される光学異方性を有する位相差手段４１と、ベースガラス４０と位相差手段４１との間に樹脂が充填される樹脂層４３と、位相差手段４１と対向して配設されるカバーガラス４２とを備え、ベースガラス４０と樹脂層４３とによってマイクロレンズ層を形成してなることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、マイクロレンズ基板、このマイクロレンズ基板が実装された液晶パネル等の液晶表示装置、この液晶表示装置を用いて画像を投写表示するプロジェクタ等の映像表示装置に関する。

現在、液晶ライトバルブに液晶パネルを用いた液晶プロジェクタ装置の開発が盛んに行われている。液晶プロジェクタ装置には、機能、形態からパーソナルコンピュータ用途などのデータプロジェクタ、ホームシアター用途などのフロントプロジェクタ、リアプロジェクタテレビジョン用途などのリアプロジェクタ等がある。

液晶プロジェクタ装置は、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）３色のカラーフィルタ付きの液晶ライトバルブ（いわゆる液晶パネル）を１枚使った単板式と、モノクロの液晶パネルをＲ、Ｇ、Ｂの光路ごとに３枚使った３板式とに大別される。また、液晶プロジェクタ装置は、その中枢となる液晶パネルが透過型か反射型かに応じて、透過型プロジェクタ装置と反射型プロジェクタ装置とに分けられる。

このような液晶プロジェクタ装置には、高輝度化、高画質化、高精細化、低価格化等に対する要求が高まっている。特に、明るさ特性を向上させる要求が高く、その実現のための手段の１つに、マイクロレンズを備えた液晶パネルが多用されている。

ところで、液晶プロジェクタ装置において投射すべき光の偏光状態は、液晶パネル内に封入されている液晶分子の配向状態に対する光の入射角に支配される。すなわち、液晶パネル内に斜めに入射する直線偏光は、液晶の屈折率異方性（複屈折性）により、楕円偏光として出射されるため、本来遮蔽されるべき光の一部が出射され、コントラストを低下させてしまう。特に、マイクロレンズを備えた液晶プロジェクタ装置においては、液晶層への入射光発散角が大きくなるため、コントラストを極度に低下させてしまう問題が生じる。

このような液晶プロジェクタ装置におけるコントラストを向上させる方法として、光学補償技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この光学補償技術は、コントラストの視野角依存性を抑えることによって、コントラストを向上させる光学特性を有する光学補償板を配設する技術である。

この光学補償板が用いられる液晶プロジェクタ装置としては、図４に示すような、３板式の透過型液晶プロジェクタ装置１００が挙げられる。図４に示すように、液晶プロジェクタ装置１００は、光源１０１と、光源１０１から出射された光の光路順に、液晶層の有効面積内を均一に照明するためのマルチレンズアレイ１０２、入射光を所定方向に偏向させるＰＳ合成素子１０３、光を集光するコンデンサレンズ１０４からなるレンズ群１０５と、光を波長帯域に応じて分離し、各液晶パネル１０６に分離された光を入射させるミラー群１０７と、ミラー群１０７により分離された各光がそれぞれ入射される液晶パネル１０６と、各液晶パネル１０６を透過した光の位相差を調整する光学補償板１０８と、分離された光を合成する合成プリズム１０９と、合成された光を拡大してスクリーン等に投写する投写レンズ１１０とから構成されている。

液晶プロジェクタ装置１００に用いられる液晶パネル１０６は、画素電極を有するマイクロレンズ基板と、液晶層と、対向基板とが順に積層された構成を有しており、この液晶パネル１０６を透過する光は、液晶層に電圧を加えると液晶が配向変化し、所望とする映像を表示する。

ところで、このようなマイクロレンズ付きの液晶パネル１０６においては、光学補償板１０８が液晶パネル１０６の後段に配設される。これは、液晶パネル１０６に色々な角度で光が入射した場合、角度によってそのリタデーションが異なり、光学補償板１０８は、それぞれの角度のリタデーションを打ち消すように最適設計されているからである。

一般に、マイクロレンズは、画素の周辺部の光を集光する働きがあるので、画素中央付近と周辺では液晶層を通過する光の角度が異なる。したがって、マイクロレンズの手前に光学補償板を配設した場合、予めある補償を与えられた光が、マイクロレンズにより屈折を受け液晶層を通過し、マイクロレンズの位置により液晶層を通過する光の角度が異なるので、発生するリタデーションは場所によって異なるという問題が発生してしまう。このことより、位相差を調整する光学補償板１０８は、マイクロレンズより後段である液晶パネル１０６の出射側に配設される。

しかし、光学補償板１０８を液晶パネル１０６の出射側に設けると、その後段におけるバックフォーカスが大きくなり、必然的に投写レンズ１１０の口径が大きくなり、小型化の妨げとなっていた。

特開２００１−１７４７７６号公報

本発明は、上述のような従来の実情に鑑みてなされたものであり、充分な光学補償を行い高輝度化、高画質化を図ることができるとともに、小型化を実現することができる、マイクロレンズ基板、このマイクロレンズ基板が実装された液晶表示装置、この液晶表示装置を用いて画像を投写表示する映像表示装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明に係るマイクロレンズ基板は、複数のレンズ面が形成されたベースガラスと、ベースガラスのレンズ面と対向して配設される光学異方性を有する位相差手段と、ベースガラスと位相差手段との間に樹脂が充填される樹脂層と、位相差手段と対向して配設されるカバーガラスとを備える。そして、ベースガラスと樹脂層とによってマイクロレンズ層を形成してなることを特徴とする。

また、本発明に係る液晶表示装置は、マイクロレンズ基板と画素電極が形成された画素電極基板との間に液晶層を備える液晶表示装置であり、マイクロレンズ基板は、複数のレンズ面が形成されたベースガラスと、ベースガラスのレンズ面と対向して配設される光学異方性を有する位相差手段と、ベースガラスと位相差手段との間に樹脂が充填される樹脂層と、位相差手段と対向して配設されるカバーガラスとを備える。そして、ベースガラスと樹脂層とによってマイクロレンズ層を形成してなることを特徴とする。

また、本発明に係る映像表示装置は、光源と、この光源から出射された光束を所定の光路に収束させる照明光学系と、照明光学系によって集光された光束を光変調する液晶表示素子と、この液晶表示素子によって光変調された光束を拡大投影する投影レンズとを備えた映像表示装置であり、液晶表示素子は、マイクロレンズ基板と画素電極が形成された画素電極基板との間に液晶層を有し、このマイクロレンズ基板は、複数のレンズ面が形成されたベースガラスと、ベースガラスのレンズ面と対向して配設される光学異方性を有する位相差手段と、ベースガラスと位相差手段との間に樹脂が充填される樹脂層と、位相差手段と対向して配設されるカバーガラスとを備える。そして、ベースガラスと樹脂層とによってマイクロレンズ層を形成してなることを特徴とする。

本発明によれば、マイクロレンズ基板内に位相差手段を備えることから、充分な光学補償を行い高輝度化、高画質化を図ることができるとともに、小型化を実現することができる。さらに、位相差手段は、ベースガラスとカバーガラスとの間に配設されることから、この位相差手段が液晶層と直接接することがなく、位相差手段と液晶層との接触によるシミ、ムラ等の画質劣化の発生を防止することができる。

さらに、本発明は、位相差手段が、マイクロレンズ基板内でレンズ面に近接して設けられていることから、別体とすることによる取付部材が不要となるとともに、位相差手段とレンズ面とが離間されることによる装置の大型化を防止することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態として、透過型の液晶パネルを、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応するように３枚用いてフルカラー映像を投写する映像表示装置としての３板式液晶プロジェクタ装置１０について、図面を参照しながら詳細に説明する。

液晶プロジェクタ装置１０は、図１に示すように、外部のスクリーンに対して画像を投写するものであり、光を出射する光源１１と、光源１１からの光を所定の方向（図１においては９０°方向）に全反射させるミラー１２と、ミラー１２から反射された光を偏向し集光させるレンズ群１３と、レンズ群１３からの光を波長帯域に応じて分離し各液晶パネル２０に入射させるミラー群１４と、ミラー群１４において波長帯域に応じた光に分離された光が入射する液晶表示素子としての液晶パネル２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ（以下、個別の場合を除いて、総称して液晶パネル２０ともいう。）と、各液晶パネル２０からの光を合成して出射する合成プリズム１５と、合成プリズム１５からの光を拡大してスクリーン１６に投写する投写レンズ１７とから構成されている。

液晶プロジェクタ装置１０に用いられる光源１１は、カラー画像表示に必要とされる、赤色光、緑色光、青色光を含んだ白色光を出射する。光源１１は、白色光を発する発光体１１ａと、発光体１１ａから発せられた光を反射し、集光するリフレクタ１１ｂとを有する。発光体１１ａとしては、例えば、超高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ又はキセノンランプが使用される。リフレクタ１１ｂは、集光効率がよい凹面形状を有し、例えば、回転楕円面鏡や回転放物面鏡等の回転対称な面形状となっている。

光源１１の後段で、ミラー１２の前段には、さらに、ＵＶ／ＩＲカットフィルタ１８と、第１のフライアイレンズ１９とが設けられている。

ＵＶ／ＩＲカットフィルタ１８は、光源１１からの出射光が入射され、画像形成に不要で発熱の元となるＵＶ（Ultra Violet）光やＩＲ（Infrared）光を遮光する。ＵＶ／ＩＲカットフィルタ１８は、誘電体多層膜から形成される。

第１のフライアイレンズ１９は、ＵＶ／ＩＲカットフィルタ１８を透過する光が入射され、複数のマイクロレンズが２次元的に配列されている。第１のフライアイレンズ１９は、光の照度分布を均一化させるためのものであり、入射した光を複数の小光束に分割する機能を有している。

ミラー１２は、全反射ミラーであり、光源１１からの光を９０°方向に全反射させる。なお、ミラー１２は、光源１１からの光を所望とする方向に全反射させる目的で設けられたものであり、光源１１からの出射光の方向によっては、複数枚必要とする場合や、全く不要とする場合があることは勿論である。

レンズ群１３は、ミラー１２からの後段で光路順に、第２のフライアイレンズ２１、ＰＳ合成素子２２、コンデンサレンズ２３が設けられている。レンズ群１３は、ＵＶ／ＩＲカットフィルタ１８及び第１のフライアイレンズ１９と合わせて、液晶パネル２０に入射される光の照度分布を均一化等の液晶パネル２０における光変調に適した光特性となるようにするものである。

第２のフライアイレンズ２１は、ミラー１２からの反射光が入射され、第１のフライアイレンズ１９と同様、複数のマイクロレンズが２次元的に配列されている。第２のフライアイレンズ２１は、光の照度分布を均一化させるためのものであり、入射した光を複数の小光束に分割する機能を有している。

第２のフライアイレンズ２１の後段に配設されるＰＳ合成素子２２は、第２のフライアイレンズ２１における隣接するマイクロレンズ間に対応する位置に、複数の１／２波長板を有する。ＰＳ合成素子２２は、第２のフライアイレンズ２１からの出射光が入射し、その入射光をＰ偏光成分とＳ偏光成分とに分離する。また、ＰＳ合成素子２２は、分離された２つの偏光のうち、一方の偏光をその偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を保ったまま出射し、他方の偏光（例えば、Ｓ偏光）を１／２波長板の作用により、他の偏光成分（例えば、Ｐ偏光成分）に変換して、後段のコンデンサレンズ２３に出射する。

ＰＳ合成素子２２の後段に配設されるコンデンサレンズ２３は、ＰＳ合成素子２２からの出射光が入射され、第１のフライアイレンズ１９及び第２のフライアイレンズ２１と相俟って、液晶パネル２０に均一な光束が照射される。

ミラー群１４は、コンデンサレンズ２３からの出射光が入射される第１のダイクロイックミラー２４と、第１のダイクロイックミラー２４からの反射光をさらに反射し、液晶パネル２０Ｒに出射する反射ミラー２５と、第１のダイクロイックミラー２４からの透過光が入射される第２のダイクロイックミラー２６と、第２のダイクロイックミラー２６からの透過光を反射し液晶パネル２０Ｂに出射する反射ミラー２７、２８とから構成されている。ミラー群１４は、レンズ群１３からの出射光を所定の波長帯域の光に分離し、分離された光をそれぞれ液晶パネル２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂに入射させる。

第１のダイクロイックミラー２４は、いわゆる色分離手段であり、コンデンサレンズ２３からの出射光を、例えば、赤色光ＬＲとその他の色光（緑色光及び青色光）とに分離する。第１のダイクロイックミラー２４は、入射光のうち、赤色光ＬＲを反射し、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢを透過する。第１のダイクロイックミラー２４によって反射された赤色光ＬＲの光路上には、反射ミラー２５、フィールドレンズ２９Ｒが順に配設されている。

反射ミラー２５は、いわゆる全反射ミラーであり、第１のダイクロイックミラー２４によって反射された赤色光ＬＲの光路上に設けられ、入射する赤色光ＬＲを液晶パネル２０Ｒに向けて反射する。

第２のダイクロイックミラー２６は、第１のダイクロイックミラー２４からの透過光である緑色光ＬＧと青色光ＬＢとが入射され、この緑色光ＬＧと青色光ＬＢとを分離する。第２のダイクロイックミラー２６は、入射光のうち、緑色光ＬＧを液晶パネル２０Ｇに向けて反射し、青色光ＬＢを透過する。

第２のダイクロイックミラー２６によって反射された緑色光ＬＧは、フィールドレンズ２９Ｇを介して液晶パネル２０Ｇに入射する。また、第２のダイクロイックミラー２６によって透過された青色光ＬＢの光路上には、リレーレンズ３０、反射ミラー２７、リレーレンズ３１、反射ミラー２８、フィールドレンズ２９Ｂが順に配設されている。

反射ミラー２７、２８は、いわゆる全反射ミラーであり、第２のダイクロイックミラー２６によって透過された青色光ＬＢを液晶パネル２０Ｂに向けて反射する。

リレーレンズ３０、３１は、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧよりもそれぞれの液晶パネル２０までの光路長が長い青色光ＬＢの光路長を補正する機能を有する。

ミラー群１４によって各液晶パネル２０に入射された光は、各液晶パネル２０によって与えられた画像信号に従って、３色の色光をそれぞれ変調して変調光線を生成し、合成プリズム１５に出射する。液晶パネル２０の詳細な構成については、後述する。

合成プリズム１５は、液晶パネル２０により光変調された各色光が入射され、この入射光を合成し、投写レンズ１７に出射する。合成プリズム１５は、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢがそれぞれ入射する入射面１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂ、及び、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢが合成された光が出射する出射面１５Ｔを各々有する４つの直角プリズムを接合して構成されている。合成プリズム１５は、合成プリズム１５内に入射した緑色光ＬＧを出射面１５Ｔ側に向けて透過し、合成プリズム１５内に入射した赤色光ＬＲ及び青色光ＬＢを出射面１５Ｔ側に向けて反射するように、ダイクロイック膜が各直角プリズムの接合面にコートされている。

合成プリズム１５から出射された合成光は、スクリーン１６に向けて投写するための投写レンズ１７に出射される。投写レンズ１７は、複数のレンズからなり、スクリーン１６に投写する画像の大きさを調整するズーム機能や、ピント合わせ機能を有する。なお、投写レンズ１７としては、テレセントリックレンズを用いることができる。

次に、液晶パネル２０について説明する。なお、各色光ＬＲ、ＬＧ、ＬＢが入射される液晶パネル２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂは、それぞれ同一の機能を有するものであるので、便宜上、液晶パネル２０として説明する。また、液晶パネル２０は、入射側及び出射側において、第１の偏光板３２１（３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂ）と第２の偏光板３２２（３２２Ｒ、３２２Ｇ、３２２Ｂ）とが設けられており、この第１及び第２の偏光板３２１、３２２により、液晶パネル２０を挟むように配設されている。

第１の偏光板３２１は、液晶パネル２０の入射側に設けられ、レンズ群１３、ミラー群１４等により出射された直線偏光光の偏光度を高める機能を有している。第２の偏光板３２２は、液晶パネル２０からの出射側に設けられ、第１の偏光板３２１と同様に、液晶パネル２０からの変調光の偏光度を高める機能を有している。

液晶パネル２０は、入射した光を画像信号に応じて変調する変調装置であり、図示しない電源から電源が供給され駆動する。液晶パネル２０は、図２に示すように、いわゆる透過型の液晶パネルであり、画像データに応じた信号電圧が印加される画素電極が形成された画素電極基板３３と、液晶層３４を挟んで画素電極基板３３と対向して配置され、２次元的に複数配列されたマイクロレンズを有する対向電極を含む、マイクロレンズ基板としての対向基板３５とを備える。液晶表示素子としての液晶パネル２０は、例えば、フレーム毎に各画素電極に印加する電圧を対向電極電圧に対して反転させるフレーム反転駆動を行うアクティブマトリクス型液晶表示素子として構成される。

液晶パネル２０の液晶層３４は、画素電極基板３３と、対向基板３５と、画素電極基板３３と対向基板３５との間において周囲を枠状に囲うシール材（不図示）とにより形成される空間に液晶３６が封入される。

画素電極基板３３は、石英、ガラス、プラスチック等の透明材料からなる基板３７を有し、この基板３７の表面で対向基板３５と対向する内面側には、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）（不図示）と、このＴＦＴに接続された画素電極３８とが画素毎に設けられている。画素電極３８は、ＩＴＯ膜（インジウム・ティン・オキサイド膜）等の透明導電膜により形成されている。また、画素電極基板３３には、ＴＦＴ上に遮光層３９が設けられ、さらに、画素電極３８を覆うように、例えば、無機材料により形成された配向膜（不図示）が設けられている。なお、本実施の形態においては、透過型の液晶パネルについて説明するが、反射型の液晶パネルの場合には、基板３７は、透明材料である必要はなく、シリコン基板等を用いるようにしてもよい。

対向基板３５は、いわゆるマイクロレンズを備えるマイクロレンズ基板であり、複数のレンズ面４０ａが形成されたベースガラス４０と、ベースガラス４０のレンズ面４０ａと対向して配設される光学異方性を有する位相差手段としての光学補償板４１と、ベースガラス４０と光学補償板４１との間に樹脂が充填される樹脂層４３と、光学補償板４１と対向して配設されるカバーガラス４２とから構成され、ベースガラス４０と樹脂層４３とによってマイクロレンズ層が形成されている。さらに、対向基板３５には、画素電極基板３３と対向する内面側であるカバーガラス４２上に、ＩＴＯ膜等の透明導電膜により形成された共通電極４４が形成されており、この共通電極４４を覆うように、例えば無機材料により形成された配向膜（不図示）が形成されている。

対向基板３５のベースガラス４０は、石英などのガラス基板からなり、液晶層３４と対向する側に凹状のマイクロレンズとなるレンズ面４０ａが形成される。

光学補償板４１は、屈折率が互いに異なる複数の層を規則的な順序で積層されることにより形成される。光学補償板４１は、例えば、入射光の光軸と垂直な方向に一軸の負の屈折異方性を有するネガティブＣプレート、一軸の正の屈折異方性を有するＡプレート、補償板の厚み方向で変化するハイブリット型プレート等により形成される。なお、光学補償板４１は、ベースガラス４０のレンズ面４０ａから出射される光束の位相差を調整する光学異方性を有するものであればよく、例えば、上述のネガティブＣプレートとＡプレートを組み合わせて形成されるものであってもよい。

カバーガラス４２は、石英、バイコール（Corning社製）、ネオセラム（日本電子硝子社製）、ホウケイ酸ガラスなどから形成されている。

樹脂層４３は、ベースガラス４０と光学補償板４１との間で、凹状のレンズ面４０ａにより形成される空間に充填される樹脂からなる。樹脂層としては、例えば、アクリル樹脂やエポキシ樹脂等の屈折率がベースガラス４０よりも高い材料が用いられる。

対向基板３５は、ベースガラス４０、光学補償板４１、カバーガラス４２が順に積層され、ベースガラス４０と光学補償板４１との間に樹脂層４３を充填される構成を有する。

このような構成を有する液晶パネル２０は、対向基板３５にマイクロレンズが設けられ、さらに、光学補償板４１を有することから、充分な光学補償を行い高輝度化、高画質化を図ることができるとともに、小型化を実現することができる。すなわち、マイクロレンズを備えることによるコントラストの低下を位相差手段としての光学補償板４１が補償することができ、さらに、光学補償板４１が対向基板３５に一体化されているので、このような液晶パネル２０を備える液晶プロジェクタ装置１０全体の小型化を図ることができる。

以上のように、本発明に係る液晶プロジェクタ装置１０は、液晶パネル２０が光学補償板４１を備えることから、充分な光学補償を行い高輝度化、高画質化を図ることができるとともに、小型化を実現することができる。さらに、液晶プロジェクタ装置１０は、液晶パネル２０において、光学補償板４１が、ベースガラス４０とカバーガラス４２との間に配設されることから、この光学補償板４１が液晶層３４の液晶３６と直接接することがなく、光学補償板４１と液晶３６との接触によるシミ、ムラ等の画質劣化の発生を防止することができる。

さらに、液晶プロジェクタ装置１０は、光学補償板が液晶パネルから独立して配設されている液晶プロジェクタ装置と比較した場合に、光学補償板を配設するためのブラケット等の取付部材を要することや、液晶パネルと光学補償板が離間されることによるバックフォーカスの拡大を防ぐことができ、ひいては投写レンズ１７の小型化を図ることができ、小型化、省スペース化を実現することができる。

続いて、上述の構成を有する対向基板３５の製造方法について説明する。まず、ベースガラス４０の製造方法について説明をする。

ベースガラス４０は、図３（Ａ）に示すように、ベースガラス４０となる膜厚Ｔ１＝１．２ｍｍ程度のガラス基板（例えば、バイコール、屈折率ｎ＝１．４６）を用意し、このガラス基板上にベースガラス４０をエッチングする際のマスクとなるマスキング材５１を形成する。マスキング材５１は、例えば、クロムからなり、スパッタ法を用いてマスキングする。

次に、図３（Ｂ）に示すように、リソグラフィ法によって、マスキング材５１上にレジストパターン５２を形成する。このレジストパターン５２は、マイクロレンズとなるレンズ面４０ａを形成する位置に対応させた複数の開口を備えた形状である。次いで、このレジストパターン５２をマスクにしたエッチングによって、マスキング材５１に複数の開口を形成する。しかる後、マスキング材上のレジストパターン５２を除去する。

次に、図３（Ｃ）に示すように、マスキング材５１上からベースガラス４０をウェットエッチング、又は等方的にドライエッチングすることによって、ベースガラス４０の表面に複数の凹状のレンズ面４０ａを形成する。ベースガラス４０のウェットエッチングには、フッ酸（ＨＦ）系の水溶液を用いる。しかる後、ベースガラス４０上からマスキング材５１を除去する。このようにしてマイクロレンズ基板となるベースガラス４０を完成させる。

次に、カバーガラス４２及び光学補償板４１の製造方法について説明をする。カバーガラス４２としては、例えば、膜厚がｔ１＝０．８ｍｍの石英、バイコール（Corning社製）、ネオセラム（日本電子硝子社製）、ホウケイ酸ガラス等を用いることができる。

このカバーガラス４２を用いて、この表面に、光学補償板４１として、屈折率が互いに異なる複数の層を規則的な順序で積層し、繰返し構造を有する周期構造積層体を形成する。各層の厚みは、可視光領域の光の波長より短いものであれば良く、特に制限はないが、カバーガラス４２の１／１０以下が好ましい。また、繰返しの層数は、使用する材料の屈折率、各単位層の厚み、補償すべき液晶パネルの特性に合わせて、最適値が決定されることが好ましい。このようにして、カバーガラス４２上に、光学補償板４１を形成する。

なお、光学補償板４１としての積層物の材料は、目的に応じて適宜選択されるが、所望の位相差量を得るために、屈折率の大きなものと屈折率の小さなものを組み合わせて選ぶことが望ましい。光学補償板４１としての積層物は、例えば、屈折率の高い材料として、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５などの透明材料からなる膜をスパッタリング等で形成し、次に屈折率の低い材料、ＳｉＯ_２、ＭｇＦ_２などの透明材料からなる膜を同様にスパッタリング等で形成する。また、カバーガラス４２の表面に、ポリイミド等の配向膜を形成し、ラビング処理等の配向処理を施した後に、光硬化型のネマティック液晶、ディスティック液晶等の液晶材料（ポリマー）を、スピンコート法、転写印刷法、スリットダイコート法等により塗布し、光学補償板４１を形成するようにしてもよい。

そして、この積層物の形成工程を複数回繰返し、負の屈折率異方性を持つＣプレート型の光学補償板４１を完成させる。

次に、図３（Ｄ）に示すように、ベースガラス４０のレンズ面４０ａ上に、レンズ面４０ａを埋め込む状態で樹脂層４３となる樹脂を塗布する。その後、樹脂層４３上に、光学補償板４１が形成されたカバーガラス４２を、光学補償板４１が樹脂層４３と対向するように貼り合わせ、一体化する。

次に、図３（Ｅ）に示すように、カバーガラス４２の表面をある程度の膜厚、すなわちカバーガラス４２に損傷が入ることのない程度の膜厚にまで研削する。カバーガラス４２は、例えば、膜厚０．８ｍｍのカバーガラス４２を、膜厚ｔ２＝０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ程度にまで薄膜化する。最後に、カバーガラス４２上に透明導電膜を形成し、対向基板３５を完成させる。

以上のような構成を有する本発明に係る液晶プロジェクタ装置１０は、液晶パネル２０が光学補償板４１を備えることから、充分な光学補償を行い高輝度化、高画質化を図ることができるとともに、小型化を実現することができる。さらに、液晶プロジェクタ装置１０は、液晶パネル２０において、光学補償板４１が、ベースガラス４０とカバーガラス４２との間に配設されることから、この光学補償板４１が液晶層３４の液晶３６と直接接することがなく、光学補償板４１と液晶３６との接触によるシミ、ムラ等の画質劣化の発生を防止することができる。

さらに、液晶プロジェクタ装置１０は、光学補償板が液晶パネルから独立して配設されている液晶プロジェクタ装置と比較した場合に、光学補償板を配設するためのブラケット等の取付部材が不要となることや、液晶パネルと光学補償板が離間されることによるバックフォーカスの拡大を防ぐことができ、ひいては投写レンズ１７の小型化を図ることができ、小型化、省スペース化を実現することができる。

なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。

本発明が適用されたマイクロレンズ基板が実装された液晶表示装置を用いた映像表示装置の概略図である。 本発明が適用された液晶表示装置の断面図である。 液晶パネルの対向基板の製造方法について説明するための図である。 従来の映像表示装置を示した概略図である。

符号の説明

１０、１００ 液晶プロジェクタ装置、１１ 光源、１１ａ 発光体、１１ｂ リフレクタ、１２ ミラー、１３ レンズ群、１４ ミラー群、１５ 合成プリズム、１６ スクリーン、１７ 投写レンズ、２０ 液晶パネル、２２ 合成素子、３３ 画素電極基板、３４ 液晶層、３５ 対向基板、３６ 液晶、３７ 基板、３８ 画素電極、４０ ベースガラス、４０ａ レンズ面、４１ 光学補償板、４２ カバーガラス、４３ 樹脂層、４４ 共通電極、５１ マスキング材、５２ レジストパターン

Claims (5)

1. 複数のレンズ面が形成されたベースガラスと、
   上記ベースガラスのレンズ面と対向して配設される光学異方性を有する位相差手段と、
   上記ベースガラスと位相差手段との間に樹脂が充填される樹脂層と、
   上記位相差手段と対向して配設されるカバーガラスとを備え、
   上記ベースガラスと樹脂層とによってマイクロレンズ層を形成してなる
   ことを特徴とするマイクロレンズ基板。
2. 上記位相差手段は、上記ベースガラスのレンズ面と樹脂とによって構成されるマイクロレンズから射出される光の位相差を調整することを特徴とする請求項１記載のマイクロレンズ基板。
3. 上記位相差手段は、正又は負の屈折率を有する液晶材料を少なくとも１層以上積層することにより形成されることを特徴とする請求項１記載のマイクロレンズ基板。
4. マイクロレンズ基板と画素電極が形成された画素電極基板との間に液晶層を備える液晶表示装置において、
   上記マイクロレンズ基板は、
   複数のレンズ面が形成されたベースガラスと、
   上記ベースガラスのレンズ面と対向して配設される光学異方性を有する位相差手段と、
   上記ベースガラスと位相差手段との間に樹脂が充填される樹脂層と、
   上記位相差手段と対向して配設されるカバーガラスとを備え、
   上記ベースガラスと樹脂層とによってマイクロレンズ層を形成してなる
   ことを特徴とする液晶表示装置。
5. 光源と、該光源から出射された光束を所定の光路に収束させる照明光学系と、該照明光学系によって集光された光束を光変調する液晶表示素子と、該液晶表示素子によって光変調された光束を拡大投影する投影レンズとを備えた映像表示装置において、
   上記液晶表示素子は、
   マイクロレンズ基板と画素電極が形成された画素電極基板との間に液晶層を有し、
   上記マイクロレンズ基板は、
   複数のレンズ面が形成されたベースガラスと、
   上記ベースガラスのレンズ面と対向して配設される光学異方性を有する位相差手段と、
   上記ベースガラスと位相差手段との間に樹脂が充填される樹脂層と、
   上記位相差手段と対向して配設されるカバーガラスとを備え、
   上記ベースガラスと樹脂層とによってマイクロレンズ層を形成してなる
   ことを特徴とする映像表示装置。

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