CN113219710B - 电光装置以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

提供电光装置以及电子设备，能够进行用于构成多个透镜的膜的薄化、多个透镜的位置精度的提高。在电光装置的第2基板(20)中设置有第1曲面(510)。第1透镜层(61)覆盖第1曲面(510)，并在电光层侧的面设置有第2曲面(520)。第2透镜层(62)覆盖第2曲面(520)，在电光层侧具备平面。第3透镜层(63)在电光层侧具有第3曲面(530)。第4透镜层(64)覆盖第3曲面(530)，并在电光层侧的面设置有第4曲面(540)。第5透镜层(65)覆盖第4曲面(540)。在第2透镜层(62)和第3透镜层(63)之间，设置有包括边界饰件(27a)及对准用的遮光部件(27b)的遮光部件(27)。

Description

电光装置以及电子设备
技术领域
本发明涉及电光装置以及电子设备。
背景技术
在用作投射型显示装置的光阀等的透射型的电光装置中，在形成有像素电极及开关元件的元件基板和形成有公共电极的对置基板之间配置有电光层。在该电光装置中，在元件基板的由石英基板构成的基板主体与像素电极之间设置有由布线等构成的格子状的遮光部件，仅到达被遮光部件所包围的透光区域(像素开口区域)的光有助于显示。因此，提出了对于来自光源的光所入射的一侧的基板重叠2个透镜，将要向遮光部件行进的光导向透光区域的结构(专利文献1)。在专利文献1中，公开了通过在2个透镜之间设置作为光路长度调整层的透光层，使光路长度适当化的结构。另外，在专利文献1中，公开了由4层来构成设置于基板主体侧的透镜层，使4层的折射率从基板主体侧朝向像素电极依次减小的结构。
专利文献1：日本特开2016-75796号公报
在专利文献1所记载的结构中，为了利用透镜层与光路长度调整层的界面处的折射，光路长度调整层是必需的。此外，在透镜层和光路长度调整层之间的界面处的折射中，不能使光束大幅偏转。因此，需要增加光路长度调整层的厚度以增加光路长度。因此，光程长度调整层的成膜需要较长的时间，因此存在生产率低的问题。而且，为了重叠设置两个透镜，需要高精度地重叠两个透镜，但在专利文献1中，完全没有记载用于高精度地重叠两个透镜的结构。
因此，在专利文献1记载的结构中，存在无法实现在形成透镜的基板上形成的膜的薄化、透镜之间的位置精度的提高的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的电光装置的一个方式具有：一对基板；以及配置在所述一对基板之间的电光层，所述一对基板中的一个基板具有：基板主体，其具有向与所述电光层相反的一侧凹陷的第1曲面；第1透镜层，其覆盖所述第1曲面，并在所述电光层侧的面具有向与所述电光层相反的一侧凹陷的第2曲面；第2透镜层，其覆盖所述第2曲面，并在所述电光层侧具有平面；第3透镜层，其相对于所述第2透镜层设置于所述电光层侧，在所述电光层侧的面具备第3曲面；第4透镜层，其从所述电光层侧覆盖所述第3曲面；以及遮光部件，其设置在所述第2透镜层与所述第3透镜层之间，所述基板主体和所述第1透镜层的折射率不同，所述第1透镜层和所述第2透镜层的折射率不同，所述第3透镜层和所述第4透镜层的折射率不同。
本发明的电光装置能够用于各种电子设备。在电子设备是投射型显示装置的情况下，在电子设备中设置有：光源部，其射出向所述电光装置入射的照明光；以及投射光学***，其对从所述电光装置射出的调制光进行投射。
附图说明
图1是表示应用了本发明的电光装置的一个方式的俯视图。
图2是示意地表示本发明的实施方式1的电光装置的剖面的说明图。
图3是放大表示图2所示的剖面的一部分的说明图。
图4是在图1所示的电光面板中相邻的多个像素的俯视图。
图5是图4所示的电光面板的F-F’剖面图。
图6是本发明的实施方式2的电光装置的说明图。
图7是本发明的实施方式3的电光学装置的说明图。
图8是本发明的实施方式4的电光学装置的说明图。
图9是本发明的实施方式5的电光学装置的说明图。
图10是本发明的实施方式6的电光学装置的说明图。
图11是使用了应用本发明的电光装置的投射型显示装置的概略构成图。
标号说明
1：电光装置；1(R)：红色用光阀；1(G)：绿色用光阀；1(B)：蓝色用光阀；3a：扫描线；5a：电容线；6a：数据线；7a：遮光层；8a：遮光层；8b、7d、27b：对准用的遮光部件；9a：像素电极；10：第1基板；10a：显示区域；18、27：遮光部件；19、29：基板主体；20：第2基板；21：公共电极；27a：边界饰件；30：开关元件；31a：半导体层；80：电光层；51、52、53、54：透镜面；61：第1透镜层；62：第2透镜层；63：第3透镜层；64：第4透镜层；65：第5透镜层；100：电光面板；180：透光区域；210：投射型显示装置；212：光源部；218：投射光学***；510：第1曲面；520：第2曲面；530：第3曲面；540：第4曲面。
具体实施方式
参照附图说明本发明的实施方式。另外，在以下的说明所参照的附图中，为了使各层、各部件在附图上成为可以识别的程度的大小，按各层、各部件使比例尺不同。另外，在以下的说明中，在对形成于第1基板10的层进行说明时，所谓上层侧或正面侧是指与基板主体19所处的一侧相反的一侧(第2基板20所处的一侧)，所谓下层侧是指基板主体19所处的一侧。
[实施方式1]
1.整体结构
图1是表示应用了本发明的电光装置1的一个方式的俯视图，表示从第2基板20侧观察电光装置1的状况。图2是示意地表示本发明的实施方式1的电光装置1的剖面的说明图。图3是放大表示图2所示的剖面的一部分的说明图。
如图1、图2及图3所示，在电光装置1中，第1基板10和第2基板20隔着预定的间隙通过密封材料107相贴合，第1基板10和第2基板20对置。密封材料107沿着第2基板20的外缘设置成框状，在第1基板10和第2基板20之间由密封材料107包围的区域配置有由液晶层构成的电光层80。密封材料107是具有光固化性的粘接剂，或具有光固化性及热固化性的粘接剂，配合有用于使两基板间的距离成为规定值的玻璃纤维或玻璃珠等间隙材料。第1基板10及第2基板20都是四边形，在电光装置1的大致中央，显示区域10a被设置为四边形的区域。对应于该形状，密封件107也设置为大致四边形。
第1基板10具有由石英基板或玻璃基板等构成的基板主体19作为基板主体。在基板主体19的第2基板20侧的一面19s侧，在显示区域10a的外侧，沿第1基板10的一边形成有数据线驱动电路101及多个端子102，沿与该一边相邻的其他边形成有扫描线驱动电路104。在端子102处连接有柔性布线基板105，通过柔性布线基板向第1基板10输入各种电位、各种信号。并且，在基板主体19的一面19s，在显示区域10a呈矩阵状地形成有由ITO(Indium TinOxide，氧化铟锡)膜等构成的透光性的多个像素电极9a以及与多个像素电极9a各自电连接的开关元件(在图2中未图示)。相对于像素电极9a在第2基板20侧形成有第1取向膜16，像素电极9a被第1取向膜16覆盖。因此，从基板主体19到第1取向膜16相当于第1基板10。在第1基板10，在俯视时与边界饰件(日语：見切り)27a重叠的区域形成有与像素电极9a同时形成的虚设像素电极9b。
第2基板20具有由石英基板或玻璃基板等构成的基板主体29作为基板主体。在基板主体29中与第1基板10对置的一面29s侧，形成有由ITO膜等构成的透光性的公共电极21，相对于公共电极21在第1基板10侧形成有第2取向膜26。公共电极21形成于基板主体29的大致整面，被第2取向膜26覆盖。因此，从基板主体29到第2取向膜26相当于第2基板20。
在基板主体29与公共电极21之间，形成有由树脂、金属或金属化合物构成的遮光部件27。在本方式中，遮光部件27例如包括沿显示区域10a的外周缘延伸的框缘状的边界饰件27a。但是，在第2基板20中，在显示区域10a未形成遮光部件27。
在第1基板10的比密封材料107靠外侧的与第2基板20的角部分重叠的区域，形成有用于在第1基板10与第2基板20之间电导通的基板间导通用电极109。在基板间导通用电极109处配置有包括导电粒子的基板间导通件109a，第2基板20的公共电极21经由基板间导通件109a及基板间导通用电极109与第1基板10侧电连接。因此，公共电极21从第1基板10侧被施加公共电位。
第1取向膜16和第2取向膜26是由SiOx(x≤2)、TiO2、MgO、Al2O3等斜向蒸镀膜构成的无机取向膜。因此，第1取向膜16和第2取向膜26由被称为柱(column)的柱状体相对于第1基板10和第2基板20倾斜地形成而成的柱状结构体层构成。因此，第1取向膜16和第2取向膜26使电光层80中使用的具有负的介电常数各向异性的液晶分子80a相对于第1基板10和第2基板20倾斜取向，对液晶分子80a赋予预倾斜。在像素电极9a和公共电极21之间未施加电压的状态下，与第1基板10及第2基板20垂直的方向和液晶分子80a的长轴方向(取向方向)所成的角度是预倾角。在本方式中，预倾角例如为5°。
这样，电光装置1构成为VA(Vertical Alignment：垂直取向)模式的电光装置。在该电光装置1中，当在像素电极9a与公共电极21之间施加电压时，液晶分子80a在预倾斜的方向上向相对于第1基板10及第2基板20的倾斜角变小的方向发生位移。该位移的方向是所谓的明视方向。在本方式中，如图1所示，在将连接有柔性布线基板的一侧设为钟表的6点方向时，液晶分子80a的取向方向P(明视方向)在俯视时是从钟表的4点30分的方向朝向10点30分的方向。
在本方式的电光装置1中，像素电极9a及公共电极21通过ITO膜等透光性导电膜形成，电光装置1构成为透射型电光装置。在透射型的电光装置1中，从第1基板10及第2基板20中的一方的基板侧入射到电光层80的光在透过另一方的基板侧而射出的期间被调制而显示图像。在本实施方式中，如箭头L所示，从第2基板20侧入射到电光层80的光在透过第1基板10而射出的期间被调制而显示图像。因此，第2基板20设置在光的入射侧，第1基板10在光的射出侧与第2基板20对置。
2.像素的具体结构例
图4是在图1所示的电光面板100中相邻的多个像素的俯视图。图5是图4所示的电光面板100的F-F’剖面图。另外，在图4中，用以下的线表示各层。另外，在图4中，对于彼此的端部在俯视时重合的层，为了容易理解层的形状等，将端部的位置错开。另外，在图5中，错开地示出接触孔43a的位置。
遮光层8a＝细而长的虚线
半导体层31a＝细且短的虚线
扫描线3a＝粗实线
漏极4a＝细实线
数据线6a及中继电极6b＝细点划线
电容线5a＝粗点划线
遮光层7a及中继电极7b＝细的双点划线
像素电极9a＝粗虚线
如图4所示，在第1基板10的与第2基板20对置的面，在多个像素的各个像素处形成有像素电极9a，沿相邻的像素电极9a所夹着的像素间区域形成有数据线6a及扫描线3a。像素间区域纵横延伸，扫描线3a沿着像素间区域中的沿X方向延伸的第1像素间区域直线延伸，数据线6a沿着沿Y方向延伸的第2像素间区域直线延伸。与数据线6a和扫描线3a的交叉对应地形成开关元件30，在本方式中，开关元件30是利用数据线6a与扫描线3a的交叉区域17及其附近而形成的。在第1基板10形成有电容线5a，对该电容线5a施加公共电位。电容线5a以与扫描线3a及数据线6a重叠的方式延伸而形成为格子状。在开关元件30的下层侧形成有遮光层8a，该遮光层8a以与扫描线3a及数据线6a重叠的方式延伸成格子状。在开关元件30的上层侧形成有遮光层7a，遮光层7a以与数据线6a重叠的方式延伸。
从而，在显示区域10a，在第1基板10的基板主体19与像素电极9a之间，通过遮光层8a、扫描线3a、电容线5a、数据线6a及遮光层7a而设置格子状的遮光部件18，在俯视时，遮光部件18沿相邻的像素电极9a之间延伸。因此，只有通过由遮光部件18包围的透光区域180的光有助于图像的显示。
如图5所示，在基板主体19的位于电光层80侧的一面19s形成有层间绝缘膜41，在基板主体19和层间绝缘膜41之间形成有遮光层8a。遮光层8a由金属硅化物膜、金属膜或金属化合物膜等遮光性导电膜构成。遮光层8a在基板主体19与开关元件30之间沿着扫描线3a及数据线6a延伸，俯视时与像素电极9a重叠的区域成为开口部。遮光层8a由钨硅化物(WSi)、钨、氮化钛等构成，防止入射到第1基板10的光入射到后述的半导体层31a而在开关元件30中产生由光电流引起的误动作。也有将遮光层8a构成为扫描线的情况，在该情况下，成为使后述的栅极3b和遮光层8a导通的结构。
在层间绝缘膜41的上层侧，形成有具备半导体层31a的开关元件30。开关元件30具备：半导体层31a，其长边方向朝向数据线6a的延伸方向；以及栅极3b，其沿与半导体层31a的长度方向正交的方向延伸，与半导体层31a的长度方向的中央部分重叠。在本方式中，栅极3b由扫描线3a的一部分构成。开关元件30在半导体层31a和栅极3b之间具有透光性的栅极绝缘膜32。半导体层31a具备相对于栅极3b隔着栅极绝缘膜32对置的沟道区域31g，并且在沟道区域31g的两侧具备源极区域31b及漏极区域31c。在本方式中，开关元件30具有LDD结构。因此，源极区域31b及漏极区域31c分别在沟道区域31g的两侧具备低浓度区域，在相对于低浓度区域在与沟道区域31g相反侧相邻的区域具备高浓度区域。
半导体层31a由多晶硅膜等构成。栅极绝缘膜32由第1栅极绝缘膜32a和第2栅极绝缘膜32b的2层构造构成，该第1栅极绝缘膜32a由将半导体层31a热氧化而成的硅氧化膜构成，该第2栅极绝缘膜32b由通过减压CVD法等形成的硅氧化膜构成。栅极3b及扫描线3a由包括金属硅化物膜、金属膜或金属化合物膜等的遮光性的导电膜构成。
在栅极3b的上层侧形成有由氧化硅膜等构成的透光性的层间绝缘膜42，在层间绝缘膜42的上层形成有漏极4a。漏极4a由包括金属硅化物膜、金属膜或金属化合物膜等的遮光性导电膜构成。漏极4a形成为一部分与半导体层31a的漏极区域31c重叠，通过贯通层间绝缘膜41及栅极绝缘膜32的接触孔42a与漏极区域31c导通。
在漏极4a的上层侧，形成有由硅氧化膜等构成的透光性的蚀刻阻止层49及透光性的电介质膜48，在该电介质膜48的上层侧形成有电容线5a。作为电介质膜48，可以使用氧化硅膜或氮化硅膜等硅化合物。电容线5a由包括金属硅化物膜、金属膜或者金属化合物膜等的遮光性的导电膜构成。电容线5a隔着电介质膜48与漏极4a重叠，构成保持电容5c。
在电容线5a的上层侧形成有由氧化硅膜等构成的透光性的层间绝缘膜43，在层间绝缘膜43的上层侧，由同一导电膜形成数据线6a和中继电极6b。数据线6a及中继电极6b由包括金属硅化物膜、金属膜或金属化合物膜等的遮光性的导电膜构成。数据线6a经由贯通层间绝缘膜43、蚀刻阻止层49、层间绝缘膜42及栅极绝缘膜32的接触孔43a与源极区域31b导通。中继电极6b通过贯通层间绝缘膜43的接触孔43b与漏极4a导通。
在数据线6a及中继电极6b的上层侧形成有由氧化硅膜等构成的透光性的层间绝缘膜44，在该层间绝缘膜44的上层侧形成有遮光层7a及中继电极7b。遮光层7a和中继电极7b由包括金属硅化物膜、金属膜或金属化合物膜等的遮光性导电膜构成。中继电极7b经由贯通层间绝缘膜44的接触孔44a与中继电极6b导通。遮光层7a被施加公共电位，也作为屏蔽层发挥作用。另外，有时也将遮光层7a构成为电容线。层间绝缘膜44的表面通过针对层间绝缘膜44的CMP(Chemical Mechanical Polishing：化学机械研磨)等被平坦化。
在遮光层7a及中继电极7b的上层侧形成有由氧化硅膜等构成的透光性的层间绝缘膜45，在层间绝缘膜45的上层侧形成有由ITO膜等构成的像素电极9a。在层间绝缘膜45形成有到达中继电极7b的接触孔45a，像素电极9a通过接触孔45a与中继电极7b电连接。其结果，像素电极9a通过中继电极7b、中继电极6b及漏极4a与开关元件30的漏极区域31c电连接。层间绝缘膜45的表面通过针对层间绝缘膜45的CMP等被平坦化。在像素电极9a的正面侧，形成有由聚酰亚胺、无机取向膜构成的透光性的第1取向膜16。
此外，在层间绝缘膜45与像素电极9a之间形成有由硼硅酸盐玻璃(BSG膜)构成的保护层。此外，虽然在接触孔45a的内部，像素电极9a在接触孔45a的底部与中继电极7b电连接，但是也可以采用在接触孔45a的内部将钨等的金属膜作为插塞进行填充，像素电极9a通过接触孔45a内部的插塞与中继电极7b电连接的结构。
3.第2基板20的透镜的结构
在本方式的电光装置1中，在第1基板10及第2基板20中的一方的基板处构成透镜。在本方式及后述的实施方式2、3中，在第2基板20处构成透镜，在后述的实施方式4、5、6中，在第1基板10处构成透镜。在本方式中，如图3所示，在显示区域10a，4个透镜面51、52、53、54在俯视时重叠地形成于第2基板20，4个透镜面51、52、53、54各自在俯视时与像素电极9a重叠。
为了实现这样的构造，在第2基板20中，在基板主体29的一面29s侧从基板主体29侧朝向电光层80侧依次设置有第1透镜层61、第2透镜层62、第3透镜层63、第4透镜层64和第5透镜层65。
在基板主体29的一面29s，在俯视时与像素电极9a重叠的位置设置有向电光层80的相反侧凹陷的第1曲面510。第1透镜层61覆盖第1曲面510，并在电光层80侧的面设置有朝向与电光层80相反侧凹陷的第2曲面520。第2曲面520是当第1透镜层61成膜时反映了第1曲面510的形状的凹部。第2透镜层62覆盖第2曲面520，并在电光层80侧具备平面620。平面620通过针对第2透镜层62的CMP等形成。
第3透镜层63与第2透镜层62直接重叠。从而，第3透镜层63在与电光层80相反侧具备平面630，并在电光层80侧具有俯视时与像素电极9a重叠的第3曲面530。在本方式中，第3曲面530是向电光层80侧突出的凸曲面。第4透镜层64覆盖第3曲面530，并在电光层80侧的面设置有向电光层80侧突出的第4曲面540。第4曲面540是当第4透镜层64成膜时反映了第3曲面530的形状的凸部。第5透镜层65覆盖第4曲面540，并在电光层80侧具备平面650。平面650通过针对第5透镜层65的CMP等形成。
这里，基板主体29和第1透镜层61具有不同的折射率，第1透镜层61和第2透镜层62具有不同的折射率，第3透镜层63和第4透镜层64具有不同的折射率，并且第4透镜层64和第5透镜层65具有不同的折射率。因此，第1曲面510、第2曲面520、第3曲面530、以及第4曲面540分别构成透镜面51、52、53、54。
在本方式中，基板主体29是石英基板，并且第5透镜层65是氧化硅(SiO2)。因此，基板主体29和第5透镜层65的折射率为1.48。第1透镜层61、第2透镜层62、第3透镜层63和第4透镜层64是氮氧化硅(SiON)，氮氧化硅的折射率为1.58～1.68。因此，第1透镜层61、第2透镜层62、第3透镜层63和第4透镜层64的折射率大于基板主体29和第5透镜层65的折射率。另外，氧氮化硅的氮含量越多，折射率越大。因此，在第1透镜层61、第2透镜层62、第3透镜层63和第4透镜层64中，当形成氮氧化硅膜时，通过改变氮含量来改变折射率。
在本方式中，第1透镜层61、第2透镜层62、第3透镜层63和第4透镜层64的折射率满足以下条件。
基板主体29<第1透镜层61
第1透镜层61>第2透镜层62
第3透镜层63>第4透镜层64>第5透镜层65
具体地，第1透镜层61的折射率大于基板主体29的折射率。第1透镜层61的折射率大于第2透镜层62的折射率。第3透镜层63的折射率大于第4透镜层64的折射率。第4透镜层64的折射率大于第5透镜层65的折射率。因此，透镜面51、53、54分别构成使光会聚的具有正的屈光力的透镜，透镜面52构成使光发散的具有负的屈光力的透镜。
关于第2透镜层62及第3透镜层63，可以是折射率相等的方式也可以是折射率不同的方式，在本方式中，第3透镜层63的折射率比第2透镜层62大。
根据这样的结构，从第2基板20侧入射的照明光被三个透镜面51、53、54会聚，在向第1基板10入射时，能够将朝向遮光部件18的光高效地导向透光区域180。因此，因为能够增加来自电光装置1的出射光量，因此能够显示明亮的图像。另外，由于照明光被3个透镜面51、53、54会聚，所以不需要设置用于调整第2基板20中的光路长度的较厚的被称为路径(pass)层的光路长度调整层。从而，能够将第2基板20中的从基板主体29到公共电极21的总厚度设定为例如20μm以下。因此，能够缩短成膜时间，从而能够提高生产率。
并且，因为透镜面52具有负的屈光力，所以能够避免照明光在电光层80聚焦等的情况。
此外，第1透镜层61被设置为遵循基板主体29的第1曲面510的形状，从而在第1透镜层61与第2透镜层62之间形成透镜面52，并且第4透镜层64被设置为遵循第3透镜层63的第3曲面530的形状，从而在第3透镜层63与第4透镜层64之间形成透镜面54。在这点上，也可以减小第1透镜层61和第4透镜层64的膜厚。因此，能够缩短成膜时间，从而能够提高生产率。
4.遮光部件27的结构
在本方式中，第2透镜层62在电光层80侧具备平面620，因此在第2透镜层62与第3透镜层63之间设置有遮光部件27。更具体地，遮光部件27设置在第2透镜层62的电光层80侧的平面620，与平面620接触。在本方式中，遮光部件27包括边界饰件27a并且包括设置于显示区域10a的外侧的对准用的遮光部件27b。因此，在形成第3曲面530的工序中，在使用光刻技术对光致抗蚀剂进行曝光时，能够以对准用的遮光部件27b为基准来对准曝光掩模的位置。此外，由于在第2透镜层62和第3透镜层63之间设置了边界饰件27a，因此不需要执行在第5透镜层65和公共电极21之间设置边界饰件的步骤。
5.第2基板20的制造方法
在图3所示的第2基板20的制造工序中，首先，在基板主体29形成具有开口部的抗蚀剂掩模后，从开口部进行各向同性蚀刻，形成第1曲面510。
接下来，在依次形成第1透镜层61和第2透镜层62之后，通过CMP等使第2透镜层62的表面平坦化，从而形成平面620。接着，在第2透镜层62的平面620上形成遮光部件27。
接下来，在形成第3透镜层63之后，在具有预定形状的抗蚀剂掩模形成在第3透镜层63的表面上的状态下执行干蚀刻，并且抗蚀剂掩模的形状被转印到第3透镜层63的表面。
接下来，在形成第4透镜层64和第5透镜层65之后，通过CMP等使第5透镜层65的表面平坦化，从而形成平面650。接着，形成公共电极21及第2取向膜26。
[实施方式1的变形例1]
例如，第1透镜层61、第2透镜层62、第3透镜层63、第4透镜层64和第5透镜层65也可以是满足以下条件的方式。此时，第3曲面530构成具有负屈光力的透镜。
基板主体29<第1透镜层61
第1透镜层61>第2透镜层62>第3透镜层63
第3透镜层63<第4透镜层64
第4透镜层64>第5透镜层65
[实施方式2]
图6是本发明的实施方式2的电光装置1的说明图。另外，本实施方式以及后述的实施方式的基本结构与实施方式1相同，所以对共同的部分赋予相同的标号并省略它们的说明。
在实施方式1中，由5个透镜层构成4级透镜面，但在本方式中，如以下说明的那样，由4个透镜层构成3级透镜面。具体地，如图6所示，在第2基板20中，在基板主体29的一面29s侧从基板主体29侧朝向电光层80侧依次配置有第1透镜层61、第2透镜层62、第3透镜层63和第4透镜层64。
在基板主体29的一面29s，设置有向与电光层80相反侧凹陷的第1曲面510。第1透镜层61覆盖第1曲面510，并在电光层80侧的面设置有朝向与电光层80相反侧凹陷的第2曲面520。第2透镜层62覆盖第2曲面520，在电光层80侧具备平面620。第3透镜层63与第2透镜层62重叠。第3透镜层63在电光层80侧具有第3曲面530。在本方式中，第3曲面530是向电光层80侧突出的凸曲面。第4透镜层64覆盖第3曲面530，在电光层80侧具备平面640。平面620通过针对第2透镜层62的CMP等形成，平面640通过针对第4透镜层64的CMP等形成。在本方式中，在第2透镜层62的电光层80侧的平面620，设置有包括边界饰件27a及对准用的遮光部件27b的遮光部件27，遮光部件27与平面620接触。从而，在第2透镜层62和第3透镜层63之间，设置有包括边界饰件27a及对准用的遮光部件27b的遮光部件27。
这里，基板主体29、第1透镜层61、第2透镜层62、第3透镜层63和第4透镜层64的折射率满足以下条件。
基板主体29<第1透镜层61
第1透镜层61>第2透镜层62
第3透镜层63>第4透镜层64
具体地，第1透镜层61的折射率大于基板主体29的折射率。第1透镜层61的折射率大于第2透镜层62的折射率。第3透镜层63的折射率大于第4透镜层64的折射率。因此，透镜面51、53分别构成使光会聚的具有正屈光力的透镜，透镜面52构成使光发散的具有负屈光力的透镜。
关于第2透镜层62及第3透镜层63，可以是折射率相等的方式，也可以是折射率不同的方式，在本方式中，第3透镜层63的折射率比第2透镜层62大。
根据这样的结构，从第2基板20侧入射的照明光被两个透镜面51、53会聚，在向第1基板10入射时，能够将朝向遮光部件18的光高效地导向透光区域180。因此，能够增加来自电光装置1的出射光量，所以能够显示明亮的图像。另外，由于照明光被两个透镜面51、53会聚，所以不需要设置用于调整第2基板20中的光路长度的较厚的被称为路径层的光路长度调整层。从而，能够将第2基板20中的从基板主体29到公共电极21的总厚度设定为例如20μm以下。因此，能够缩短成膜时间，所以能够起到提高生产率等与实施方式1同样的效果。
[实施方式3]
图7是本发明的实施方式3的电光装置1的说明图。在实施方式2中，第3曲面530是朝向电光层80突出的凸曲面，但在本方式中，如图7所示，第3曲面530是朝向基板主体29凹陷的凹曲面。更具体地，如图7所示，在第2基板20中，在基板主体的一面29s侧从基板主体29侧朝着电光层80侧依次配置有第1透镜层61、第2透镜层62、第3透镜层63和第4透镜层64。
在基板主体29的一面29s，设置有向与电光层80相反侧凹陷的第1曲面510。第1透镜层61覆盖第1曲面510，并在电光层80侧的面设置有朝向与电光层80相反侧凹陷的第2曲面520。第2透镜层62覆盖第2曲面520，在电光层80侧具备平面620。第3透镜层63与第2透镜层62重叠。第3透镜层63在电光层80侧具有第3曲面530。在本方式中，第3曲面530是朝向基板主体29凹陷的凹曲面。第4透镜层64覆盖第3曲面530，在电光层80侧具备平面640。在本方式中，在第2透镜层62与第3透镜层63之间，设置包括边界饰件27a及对准用的遮光部件27b的遮光部件27。
这里，基板主体29、第1透镜层61、第2透镜层62、第3透镜层63和第4透镜层64的折射率满足以下条件。
基板主体29<第1透镜层61
第1透镜层61>第2透镜层62
第3透镜层63<第4透镜层64
具体地，第1透镜层61的折射率大于基板主体29的折射率。第1透镜层61的折射率大于第2透镜层62的折射率。第4透镜层64的折射率大于第3透镜层63的折射率。因此，透镜面51、53分别构成使光会聚的具有正的屈光力的透镜，透镜面52构成使光发散的具有负的屈光力的透镜。
关于第2透镜层62及第3透镜层63，可以是折射率相等的方式也可以是折射率不同的方式，在本方式中，第3透镜层63的折射率比第2透镜层62大。
根据这样的结构，从第2基板20侧入射的照明光被两个透镜面51、53会聚，在向第1基板10入射时，能够将朝向遮光部件18的光高效地导向透光区域180等，起到与实施方式2同样的效果。此外，在第3曲面530是向基板主体29侧凹陷的凹曲面的情况下，当使第4透镜层64的表面平坦化时，即使过度研磨，透镜面53也不容易被损伤，能够使第4透镜层64薄。另外，如实施方式1那样，在设置了第5透镜层65的情况下，如果将第3曲面530形成为向基板主体29侧凹陷的凹曲面，则在使第5透镜层65的表面平坦化时，即使过度研磨，透镜面54也不易损伤，所以能够使第5透镜层65薄。
[实施方式4]
图8是本发明的实施方式4的电光装置1的说明图。在实施方式1-3中，透镜面设置于第2基板20，但是在本实施方式中，如图8所示，在显示区域10a中，在第1基板10处俯视时重叠地形成有4个透镜面51、52、53、54，4个透镜面51、52、53、54各自在俯视时与像素电极9a重叠。
更具体地，如图8所示，在第1基板10中，在基板主体19与遮光部件18之间，从基板主体19侧朝向遮光部件18侧，依次形成有第1透镜层61及第2透镜层62，在遮光部件18与像素电极9a之间，从遮光部件18侧朝向电光层80侧，依次形成有第3透镜层63、第4透镜层64和第5透镜层65。在本方式中，因为在第2基板20未设置透镜层，所以在边界饰件27a与公共电极21之间设置保护层22。
在基板主体19的一面19s，在俯视时与像素电极9a重叠的位置，设置有向电光层80的相反侧凹陷的第1曲面510。第1透镜层61覆盖第1曲面510，并在电光层80侧的面设置有朝向与电光层80相反侧凹陷的第2曲面520。第2曲面520是当第1透镜层61成膜时反映了第1曲面510的形状的凹部。第2透镜层62覆盖第2曲面520，在电光层80侧具备平面620。平面620通过针对第2透镜层62的CMP等形成。
第3透镜层63相对于第2透镜层62设置在像素电极9a侧。更具体地，第3透镜层63层叠于层间绝缘膜45的电光层80侧的平面450，第3透镜层63的与电光层80相反侧的面成为平面630。第3透镜层63在电光层80侧具有俯视时与像素电极9a重叠的第3曲面530。在本方式中，第3曲面530是向电光层80侧突出的凸曲面。第4透镜层64覆盖第3曲面530，并在电光层80侧的面设置有向电光层80侧突出的第4曲面540。第4曲面540是当第4透镜层64成膜时反映了第3曲面530的形状的凸部。第5透镜层65覆盖第4曲面540，在电光层80侧具备平面650。平面650通过针对第5透镜层65的CMP等形成。
在本方式中，也与实施方式1同样，基板主体19与第1透镜层61具有不同的折射率，第1透镜层61和第2透镜层62具有不同的折射率，第3透镜层63和第4透镜层64具有不同的折射率，并且第4透镜层64和第5透镜层65具有不同的折射率。因此，第1曲面510、第2曲面520、第3曲面530、以及第4曲面540分别构成透镜面51、52、53、54。
在本方式中，基板主体19、第1透镜层61、第2透镜层62、第3透镜层63和第4透镜层64的折射率满足以下条件。
基板主体19<第1透镜层61
第1透镜层61>第2透镜层62
第3透镜层63>第4透镜层64>第5透镜层65
具体地，第1透镜层61的折射率大于基板主体19的折射率。第1透镜层61的折射率大于第2透镜层62的折射率。第3透镜层63的折射率大于第4透镜层64的折射率。第4透镜层64的折射率大于第5透镜层65的折射率。因此，透镜面51、53、54分别构成使光会聚的具有正的屈光力的透镜，透镜面52构成使光发散的具有负的屈光力的透镜。
关于第2透镜层62及第3透镜层63，可以是折射率相等的方式也可以是折射率不同的方式，在本方式中，第3透镜层63的折射率比第2透镜层62大。
根据这样的结构，从第1基板10侧入射的照明光被具有正屈光力的透镜面51会聚，能够将朝向遮光部件18的光高效地导向透光区域180。因此，因为能够增加来自电光装置1的出射光量，所以能够显示明亮的图像。并且，在格子状的遮光部件18与像素电极9a之间设置具有正的屈光力的透镜面52、53。因此，能够通过透镜面52、53使从电光装置1射出的光线的倾斜适当化。从而，在将电光装置1用作后述的投射型显示装置的光阀时，能够抑制由投射光学***引起的图像边缘变暗。因此，能够显示明亮且高质量的图像。另外，由于照明光被透镜面51、53、54会聚，所以不需要设置用于调整第1基板10中的光路长度的较厚的被称为路径层的光路长度调整层。因此，能够将第1基板10中的透镜层的总厚度设定为例如20μm以下。因此，能够缩短成膜时间，从而能够提高生产率。
并且，因为透镜面52具有负的屈光力，所以能够避免照明光在电光层80聚焦等的情况。
此外，第1透镜层61被设置为遵循基板主体19的第1曲面510的形状，从而在第1透镜层61与第2透镜层62之间形成透镜面52，并且第4透镜层64被设置为遵循第3透镜层63的第3曲面530的形状，从而在第3透镜层63与第4透镜层64之间形成透镜面54。在这点上，也可以减小第1透镜层61和第4透镜层64的厚度。因此，能够缩短成膜时间，从而能够提高生产率。
在本方式中，因为第2透镜层62在电光层80侧具备平面620，所以在第2透镜层62与第3透镜层63之间，在显示区域10a的外侧设置对准用的遮光部件7d、8b。更具体地，在第2透镜层62的电光层80侧的平面620，设置由与遮光层8a相同的导电膜构成的遮光部件8b，遮光层8a及遮光部件8b与平面620接触。并且，在层间绝缘膜44的电光层80侧的平面440，设置由与遮光层7a相同的导电膜构成的遮光部件7d，遮光层7a及遮光部件7d与平面440接触。因此，在形成各种布线的工序中，在使用光刻技术对光致抗蚀剂进行曝光时，能够以对准用的遮光部件8b为基准对准曝光掩模的位置。另外，在形成第3曲面530的工序中，在使用光刻技术对光致抗蚀剂进行曝光时，能够以对准用的遮光部件7d为基准对准曝光掩模的位置。
[实施方式4的变形例1]
例如，基板主体19、第1透镜层61、第2透镜层62、第3透镜层63、第4透镜层64和第5透镜层65也可以满足以下条件。此时，第3曲面530构成具有负屈光力的透镜。
衬底主体19<第1透镜层61
第1透镜层61>第2透镜层62
第3透镜层63<第4透镜层64
第4透镜层64>第5透镜层65
[实施方式5]
图9是本发明的实施方式5的电光装置1的说明图。在实施方式1中，由5个透镜层构成4级透镜面，但在本方式中，如以下说明的那样，由4个透镜层构成3级透镜面。具体而言，如图9所示，在第1基板10处，在基板主体19的一面19s侧，从基板主体19侧朝向电光学层80侧依次形成有第1透镜层61、第2透镜层62、第3透镜层63、第4透镜层64。
另外，在基板主体19的一面19s设置有向电光层80的相反侧凹陷的第1曲面510。第1透镜层61覆盖第1曲面510，并在电光层80侧的面设置有朝向与电光层80相反侧凹陷的第2曲面520。第2透镜层62覆盖第2曲面520，在电光层80侧具备平面620。第3透镜层63在电光层80侧具有第3曲面530。在本方式中，第3曲面530是向电光层80侧突出的凸曲面。第4透镜层64覆盖第3曲面530，在电光层80侧具备平面640。平面620通过针对第2透镜层62的CMP等形成，平面640通过针对第4透镜层64的CMP等形成。在本方式中，在第2透镜层62的电光层80侧的平面620处设置有遮光部件8b。并且，在层间绝缘膜44的电光层80侧的平面440处设置遮光部件7d。因此，遮光部件18、7d和8b设置在第2透镜层62和第3透镜层63之间。
这里，基板主体19、第1透镜层61、第2透镜层62、第3透镜层63和第4透镜层64的折射率满足以下条件。
基板主体19<第1透镜层61
第1透镜层61>第2透镜层62
第3透镜层63>第4透镜层64
具体地，第1透镜层61的折射率大于基板主体19的折射率。第1透镜层61的折射率大于第2透镜层62的折射率。第3透镜层63的折射率大于第4透镜层64的折射率。因此，透镜面51、53分别构成使光会聚的具有正的屈光力的透镜，透镜面52构成使光发散的具有负的屈光力的透镜。
关于第2透镜层62及第3透镜层63，可以是折射率相等的方式也可以是折射率不同的方式，在本方式中，第3透镜层63的折射率比第2透镜层62大。
根据这样的结构，从第1基板10侧入射的照明光被具有正屈光力的透镜面51会聚，能够将朝向遮光部件18的光高效地导向透光区域180。因此，因为能够增加来自电光装置1的出射光量，所以能够显示明亮的图像。并且，在格子状的遮光部件18与像素电极9a之间设置具有正的屈光力的透镜面53。因此，起到能够通过透镜面53使从电光装置1出射的光线的倾斜适当化等与实施方式4同样的效果。
[实施方式6]
图10是本发明的实施方式6的电光装置1的说明图。在实施方式5中，第3曲面530是朝向电光层80突出的凸曲面，但在本方式中，如图10所示，第3曲面530是朝向基板主体19凹陷的凹曲面。更具体地，如图10所示，在第1基板10处，在基板主体19的一面19s侧从基板主体19侧朝向电光层80侧依次配置有第1透镜层61、第2透镜层62、第3透镜层63和第4透镜层64。
另外，在基板主体19的一面19s设置有向电光层80的相反侧凹陷的第1曲面510。第1透镜层61覆盖第1曲面510，并在电光层80侧的面设置有朝向与电光层80相反侧凹陷的第2曲面520。第2透镜层62覆盖第2曲面520，在电光层80侧具备平面620。第3透镜层63在电光层80侧具有第3曲面530。在本方式中，第3曲面530是朝向基板主体19凹陷的凹曲面。第4透镜层64覆盖第3曲面530，在电光层80侧具备平面640。在本方式中，遮光部件18、7d和8b设置在第2透镜层62和第3透镜层63之间。
这里，基板主体19、第1透镜层61、第2透镜层62、第3透镜层63和第4透镜层64的折射率满足以下条件。
基板主体19<第1透镜层61
第1透镜层61>第2透镜层62
第3透镜层63<第4透镜层64
具体地，第1透镜层61的折射率大于基板主体19的折射率。第1透镜层61的折射率大于第2透镜层62的折射率。第4透镜层64的折射率大于第3透镜层63的折射率。因此，透镜面51、53分别构成使光会聚的具有正的屈光力的透镜，透镜面52构成使光发散的具有负的屈光力的透镜。
关于第2透镜层62及第3透镜层63，可以是折射率相等的方式也可以是折射率不同的方式，在本方式中，第3透镜层63的折射率比第2透镜层62大。
根据这样的结构，从第1基板10侧入射的照明光被具有正屈光力的透镜面51会聚，能够将朝向遮光部件18的光高效地导向透光区域180。因此，因为能够增加来自电光装置1的出射光量，所以能够显示明亮的图像。并且，在格子状的遮光部件18与像素电极9a之间设置有具有正的屈光力的透镜面53。因此，起到能够通过透镜面53使从电光装置1出射的光线的倾斜适当化等与实施方式4同样的效果。此外，由于第3曲面530形成为向基板主体19侧凹陷的凹曲面，所以在使第4透镜层64的表面平坦化时，即使过度研磨，透镜面53也不易损伤，因此能够使第4透镜层64薄。因此，容易使像素电极9a通过接触孔与下层侧电连接。另外，如实施方式4那样，在设置了第5透镜层65的情况下，如果将第3曲面530形成为向基板主体19侧凹陷的凹曲面，则在使第5透镜层65的表面平坦化时，即使过度研磨，透镜面54也不易损伤，所以能够使第5透镜层65薄。因此，容易使像素电极9a通过接触孔与下层侧电连接。
[其他实施方式]
在上述实施方式中，虽然在VA模式的电光装置中应用了本发明，但是也可以在TN模式、IPS模式、FFS模式、OCB模式的电光装置中应用本发明。[向电子设备的搭载例]
图11是使用了应用本发明的电光装置1的投射型显示装置的概略结构图。此外，在以下的说明中，采用了被提供互不相同的波段的光的多个光阀(红色用光阀1(R)、绿色用光阀1(G)及蓝色用光阀1(B))，在任一个光阀中，都采用应用了本发明的电光装置1。此时，相对于电光装置1，第1偏振板141及第2偏振板142配置为正交偏光镜。
图11所示的投射型显示装置210是向设置在前方的屏幕211投射影像的前方投射型的投影仪。投射型显示装置210具备：光源部212、分色镜213、214、3个光阀(红色用光阀1(R)、绿色用光阀1(G)以及蓝色用光阀1(B))、投射光学***218、十字分色棱镜219(颜色合成光学***)以及中继***230。
光源部212例如由提供包括红色光、绿色光及蓝色光的光源光的超高压水银灯构成。分色镜213构成为使来自光源部212的红色光LR透过并反射绿色光LG及蓝色光LB。另外，分色镜214构成为使由分色镜213反射的绿色光LG以及蓝色光LB中的蓝色光LB透过并且反射绿色光LG。这样，分色镜213、214构成将从光源部212射出的光分离为红色光LR、绿色光LG和蓝色光LB的颜色分离光学***。在分色镜213与光源部212之间，从光源部212起依次配置有积分器221以及偏振转换元件222。积分器221使从光源部212照射的光的照度分布均匀化。偏振转换元件222将来自光源部212的光转换为例如s偏振光那样的具有特定振动方向的线偏振光。
红色用光阀1(R)根据图像信号对透过分色镜213并由反射镜223反射的红色光LR(照明光)进行调制，并将调制后的红色光LR(调制光)向十字分色棱镜219射出。
绿色用光阀1(G)根据图像信号对由分色镜213反射后由分色镜214反射的绿色光LG(照明光)进行调制，并将调制后的绿色光LG(调制光)向十字分色棱镜219射出。
蓝色用光阀1(B)根据图像信号对由分色镜213反射并透过分色镜214后经过了中继***230的蓝色光LB(照明光)进行调制，将调制后的蓝色光LB(调制光)向十字分色棱镜219射出。
中继***230具备中继微透镜224a、224b和反射镜225a、225b。设置中继微透镜224a、224b是为了防止因蓝色光LB的光路较长而引起的光损失。中继微透镜224a配置在分色镜214和反射镜225a之间。
中继微透镜224b配置在反射镜225a、225b之间。反射镜225a配置成使透过分色镜214从中继微透镜224a射出的蓝色光LB朝向中继微透镜224b反射。反射镜225b配置成使从中继微透镜224b射出的蓝色光LB朝向蓝色用光阀1(B)反射。
十字分色棱镜219是将两个分色膜219a、219b正交配置成X字型的颜色合成光学***。分色膜219a对蓝色光LB进行反射而使绿色光LG透过。分色膜219b对红色光LR进行反射而使绿色光LG透过。
因此，十字分色棱镜219构成为将分别由红色用光阀1(R)、绿色用光阀1(G)和蓝色用光阀1(B)调制后的红色光LR、绿色光LG和蓝色光LB合成，向投射光学***218射出。投射光学***218具有投射微透镜(省略图示)，构成为将由十字分色棱镜219合成的光投射到屏幕211。
[电子设备]
应用了本发明的电光装置1也可以构成为：在投射型显示装置中，作为光源部，采用射出各色的光的LED光源、激光光源等，将从该光源所射出的色光分别提供给不同的电光装置。
另外，电光装置1不限于从观察投射图像的一侧进行投射的前方投射型投影仪，也可以用于从与观察投射图像的一侧相反的一侧进行投射的后方投射型投影仪。
另外，可应用电光装置1的电子设备不限于投射型显示装置210。电光装置1例如也可以用作投射型的HUD(平视显示器)、直视型的HMD(头戴显示器)或者电子书、个人计算机、数字静态照相机、液晶电视、取景器型或者监视器直视型的录像机、汽车导航***、电子记事本、POS等信息终端设备的显示部。

Claims (8)

1.一种电光装置，其具有：
一对基板；以及
配置在所述一对基板之间的电光层，
所述一对基板中的一个基板具有：基板主体，其具有向与所述电光层相反的一侧凹陷的第1曲面；第1透镜层，其覆盖所述第1曲面，并在所述电光层侧的面具有向与所述电光层相反的一侧凹陷的第2曲面；第2透镜层，其覆盖所述第2曲面，并在所述电光层侧具有平面；第3透镜层，其相对于所述第2透镜层设置于所述电光层侧，在所述电光层侧的面具备第3曲面；第4透镜层，其从所述电光层侧覆盖所述第3曲面；以及遮光部件，其设置在所述第2透镜层与所述第3透镜层之间，
所述第2透镜层与所述第3透镜层直接接触，
所述基板主体和所述第1透镜层的折射率不同，
所述第1透镜层和所述第2透镜层的折射率不同，
所述第3透镜层和所述第4透镜层的折射率不同。
2.根据权利要求1所述的电光装置，其特征在于，
所述第1曲面和所述第3曲面各自构成具有正的屈光力的透镜。
3.根据权利要求1或2所述的电光装置，其特征在于，
所述第4透镜层在所述电光层侧的面具备第4曲面，
相对于所述第4透镜层在所述电光层侧，设置有覆盖所述第4曲面并在所述电光层侧具备平面的第5透镜层，
所述第3曲面及所述第4曲面都是向所述电光层侧突出的凸曲面或向所述基板主体侧凹陷的凹曲面。
4.根据权利要求1或2所述的电光装置，其特征在于，
所述第3曲面是向所述基板主体侧凹陷的凹曲面。
5.根据权利要求1或2所述的电光装置，其特征在于，
在所述一对基板中的另一个基板处设置有像素电极，
在所述一个基板处设置有公共电极。
6.根据权利要求1或2所述的电光装置，其特征在于，
在所述一个基板处设置有像素电极，
在所述一对基板中的另一个基板处设置有公共电极。
7.一种电子设备，其特征在于，具备权利要求1～6中的任一项所述的电光装置。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，
所述电子设备具有：
射出向所述电光装置入射的照明光的光源部；以及
对从所述电光装置射出的调制光进行投射的投射光学***。
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