JP2013113954A - Liquid crystal device, manufacturing method for liquid crystal device, and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶装置、液晶装置の製造方法及びプロジェクターに関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal device, a method for manufacturing the liquid crystal device, and a projector.
プロジェクターのライトバルブとして用いられる液晶装置の画像表示領域には、光を射出する画素部と、当該画素部に電気信号を供給する配線が形成された画素間領域とが設けられている。例えば、液晶装置においては、当該画素間領域は遮光部によって覆われ、遮光部において光が透過しないようになっている。 An image display area of a liquid crystal device used as a light valve of a projector is provided with a pixel portion that emits light and an inter-pixel region in which wiring for supplying an electric signal to the pixel portion is formed. For example, in the liquid crystal device, the inter-pixel region is covered with a light shielding part, and light is not transmitted through the light shielding part.
このような液晶装置においては、画素部から射出される光の光量はできるだけ多く、明るい光であることが望まれており、高い光利用効率を実現することが求められている。これに対して、例えば液晶装置の対向基板などにマイクロレンズを形成することにより、液晶パネルの表示に寄与しない部分に入射した光を、液晶パネルの画素部に収束し、液晶パネルの実質的な開口率の向上を図る構成が知られている。一方、マイクロレンズによっては、集光力が大きくなりすぎ、光のエネルギーが狭い範囲に集中するため、当該集光部に配置された部材が劣化するおそれがあった。また、集光により液晶層への入射光線の角度成分が大きくなり、マイクロレンズがない場合に比べてコントラスト低下を招くという問題もある。 In such a liquid crystal device, the amount of light emitted from the pixel portion is as large as possible and is desired to be bright light, and high light utilization efficiency is required. On the other hand, for example, by forming a microlens on the counter substrate of the liquid crystal device, the light incident on the portion that does not contribute to the display of the liquid crystal panel is converged on the pixel portion of the liquid crystal panel, and the liquid crystal panel substantially A configuration for improving the aperture ratio is known. On the other hand, depending on the microlens, the light condensing power becomes too large, and the light energy is concentrated in a narrow range, so that there is a possibility that the member arranged in the light condensing part is deteriorated. Further, there is a problem that the angle component of incident light to the liquid crystal layer is increased by the light collection, and the contrast is lowered as compared with the case where there is no microlens.
このため、例えば特許文献１の液晶装置は、液晶パネルの対向基板にマイクロレンズ層が２層形成された構成となっている。この構成によれば、第一層のマイクロレンズによって集光された光が、第二層のマイクロレンズにより画素全体に拡散されるため、劣化が生じない程度に光を適度に集光させることができるようになっている。また前記第二層のマイクロレンズにより液晶層への入射光線の角度成分が小さくなる方向へ光が曲げられるため、コントラストの低下を抑制することができる。
For this reason, for example, the liquid crystal device of
しかしながら、特許文献１に記載の構成においては、２層のマイクロレンズを形成する際に、レンズの形状を制御するための工程が２回分必要になる。このため、マイクロレンズ基板の製造に際して手間やコストが掛かってしまう。
However, in the configuration described in
以上のような事情に鑑み、本発明は、光の利用効率に優れると共に、容易に製造可能な液晶装置、液晶装置の製造方法及びプロジェクターを提供することを目的とする。 In view of the circumstances as described above, it is an object of the present invention to provide a liquid crystal device, a liquid crystal device manufacturing method, and a projector that are excellent in light utilization efficiency and can be easily manufactured.
本発明に係る液晶装置は、対向配置され、複数の画素領域が設けられた一対の基板と、前記一対の基板に挟持された液晶層と、前記一対の基板のうち第一基板において複数の前記画素領域のそれぞれに対応して設けられたスイッチング素子と、前記一対の基板のうち前記第一基板において前記スイッチング素子よりも前記液晶層側に設けられ、前記画素領域ごとに配置された複数の第一光屈折部と、前記一対の基板のうち前記第一基板とは異なる第二基板に設けられ、前記画素領域ごとに配置された複数の第二光屈折部とを備え、前記第一光屈折部及び前記第二光屈折部のうち、一方は曲面状に形成されており、他方は平面視で前記画素領域の中央部へ向けて傾斜する複数の平面によって形成されている。 A liquid crystal device according to the present invention includes a pair of substrates that are arranged opposite to each other and provided with a plurality of pixel regions, a liquid crystal layer that is sandwiched between the pair of substrates, and a plurality of the first substrate among the pair of substrates. A switching element provided corresponding to each of the pixel regions, and a plurality of second elements provided for each of the pixel regions provided on the liquid crystal layer side of the first substrate of the pair of substrates than the switching element. A first light refracting portion, and a plurality of second light refracting portions provided on a second substrate different from the first substrate of the pair of substrates, and arranged for each of the pixel regions. One of the part and the second light refracting part is formed in a curved shape, and the other is formed by a plurality of planes inclined toward the central part of the pixel region in plan view.
本発明によれば、液晶層を挟持する一対の基板のうち第一基板には第一光屈折部が設けられ、第二基板には第二光屈折部が設けられているので、これら第一光屈折部及び第二光屈折部により光を屈折させて集光することができる。これにより、光の利用効率に優れた液晶装置を得ることができる。しかも、一対の基板のうち一方の基板には曲面状に形成された光屈折部が設けられと共に、他方の基板には平面視で画素領域の中央部へ向けて傾斜する複数の平面によって形成された光屈折部が設けられるので、第一光屈折部及び第二光屈折部の両方が曲面状に形成された場合に比べて、容易に製造することができる。これにより、光の利用効率に優れると共に、容易に製造可能な液晶装置を提供することができる。 According to the present invention, the first substrate is provided with the first light refracting portion and the second substrate is provided with the second light refracting portion among the pair of substrates sandwiching the liquid crystal layer. Light can be refracted and condensed by the light refraction part and the second light refraction part. Thereby, a liquid crystal device excellent in light utilization efficiency can be obtained. In addition, one of the pair of substrates is provided with a light refracting portion formed in a curved shape, and the other substrate is formed by a plurality of planes inclined toward the central portion of the pixel region in plan view. Since the light refracting portion is provided, the first light refracting portion and the second light refracting portion can be easily manufactured as compared with the case where both the first light refracting portion and the second light refracting portion are formed in a curved shape. Accordingly, it is possible to provide a liquid crystal device that is excellent in light utilization efficiency and can be easily manufactured.
上記の液晶装置において、前記第二基板は、複数の前記画素領域のそれぞれに対応する画素電極を有し、前記画素電極は、前記スイッチング素子よりも前記液晶層側に配置されており、前記第二光屈折部は、前記画素電極と前記スイッチング素子との間に設けられていることが好ましい。
本発明によれば、第二基板が複数の画素領域のそれぞれに対応する画素電極を有し、これら複数の画素電極がスイッチング素子よりも液晶層側に配置されており、第二光屈折部が画素電極とスイッチング素子との間に設けられているので、液晶層側からスイッチング素子へ向かう光を屈折させ、スイッチング素子に光が照射されるのを防ぐことができる。これにより、スイッチング素子の誤作動を防ぐことができるので、信頼性の高い液晶装置を提供することができる。
In the above liquid crystal device, the second substrate has pixel electrodes corresponding to the plurality of pixel regions, and the pixel electrodes are disposed on the liquid crystal layer side with respect to the switching element. The two-light refracting part is preferably provided between the pixel electrode and the switching element.
According to the present invention, the second substrate has a pixel electrode corresponding to each of the plurality of pixel regions, the plurality of pixel electrodes are disposed on the liquid crystal layer side of the switching element, and the second photorefractive portion is Since it is provided between the pixel electrode and the switching element, light traveling from the liquid crystal layer side toward the switching element can be refracted to prevent the switching element from being irradiated with light. Accordingly, malfunction of the switching element can be prevented, so that a highly reliable liquid crystal device can be provided.
上記の液晶装置において、前記第二光屈折部は、平面視において前記スイッチング素子から外れた領域に設けられていることが好ましい。
本発明によれば、第二光屈折部が平面視においてスイッチング素子から外れた領域に設けられているので、容易に形成することができる。
In the liquid crystal device, it is preferable that the second light refracting portion is provided in a region outside the switching element in a plan view.
According to the present invention, the second light refracting portion is provided in a region deviated from the switching element in plan view, and therefore can be easily formed.
上記の液晶装置において、前記第二基板には、前記スイッチング素子に接続された配線が設けられており、前記第二光屈折部は、平面視において前記配線から外れた領域に設けられていることが好ましい。
本発明によれば、第二基板には、スイッチング素子に接続された配線が設けられており、第二光屈折部が平面視において配線から外れた領域に設けられているので、容易に形成することができる。
In the liquid crystal device, the second substrate is provided with a wiring connected to the switching element, and the second light refracting portion is provided in a region outside the wiring in a plan view. Is preferred.
According to the present invention, the second substrate is provided with the wiring connected to the switching element, and the second light refracting portion is provided in a region away from the wiring in a plan view, so that it is easily formed. be able to.
上記の液晶装置において、前記第二基板は、前記スイッチング素子と前記画素電極との間を電気的に接続するコンタクトホールを有し、前記コンタクトホールは、平面視で前記第二光屈折部から外れた位置に配置されていることが好ましい。
本発明によれば、第二基板がスイッチング素子と画素電極との間を電気的に接続するコンタクトホールを有し、コンタクトホールが平面視で第二光屈折部から外れた位置に配置されているので、第二光屈折部において光の屈折を妨げることなく、スイッチング素子と画素電極との間の電気的接続を図ることができる。
In the liquid crystal device, the second substrate has a contact hole that electrically connects the switching element and the pixel electrode, and the contact hole is separated from the second light refraction part in a plan view. It is preferable that they are arranged at different positions.
According to the present invention, the second substrate has a contact hole for electrically connecting the switching element and the pixel electrode, and the contact hole is disposed at a position away from the second light refraction part in plan view. Therefore, it is possible to achieve electrical connection between the switching element and the pixel electrode without hindering light refraction in the second light refraction unit.
上記の液晶装置において、前記第一光屈折部は、曲面状に形成されており、前記第二光屈折部は、平面視で前記画素領域の中央部へ向けて傾斜する複数の平面によって形成されていることが好ましい。
本発明によれば、第一光屈折部が曲面状に形成されており、第二光屈折部が平面視で画素領域の中央部へ向けて傾斜する複数の平面によって形成されているので、スイッチング素子を形成した後に第二光屈折部として形成される形状が複数の平面となる。スイッチング素子など微細な構成要素を形成する第二基板において、製造の容易な複数の平面が形成されることになるので、レイアウト上の負担及び製造上の負担を低減させることができる。
In the above liquid crystal device, the first light refracting portion is formed in a curved surface shape, and the second light refracting portion is formed by a plurality of planes inclined toward the central portion of the pixel region in plan view. It is preferable.
According to the present invention, the first light refracting part is formed in a curved surface, and the second light refracting part is formed by a plurality of planes inclined toward the central part of the pixel region in plan view. The shape formed as the second light refracting portion after the element is formed becomes a plurality of planes. In the second substrate on which fine components such as switching elements are formed, a plurality of planes that are easy to manufacture are formed, so that the burden on layout and the burden on manufacturing can be reduced.
本発明に係る液晶装置の製造方法は、対向配置され複数の画素領域が設けられた一対の基板と、当該一対の基板に挟持された液晶層とを備える液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板のうち第一基板において複数の前記画素領域のそれぞれに対応する位置にスイッチング素子を形成する工程と、前記第一基板のうち前記スイッチング素子よりも前記液晶層側に、前記画素領域ごとに配置されるように複数の第一光屈折部を形成する工程と、前記一対の基板のうち前記第一基板とは異なる第二基板に、前記画素領域ごとに配置されるように複数の第二光屈折部を形成する工程とを含むと共に、前記第一光屈折部及び前記第二光屈折部のうち、一方は曲面状に形成し、他方は平面視で前記画素領域の中央部へ向けて傾斜する複数の平面によって形成する。 A method for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention is a method for manufacturing a liquid crystal device comprising a pair of substrates that are arranged opposite to each other and provided with a plurality of pixel regions, and a liquid crystal layer that is sandwiched between the pair of substrates. Forming a switching element at a position corresponding to each of the plurality of pixel regions in the first substrate of the pair of substrates; and for each pixel region on the liquid crystal layer side of the first substrate relative to the switching element. Forming a plurality of first light refracting portions so as to be disposed in a plurality of first regions so that each pixel region is disposed on a second substrate different from the first substrate among the pair of substrates. Forming a two-light refracting portion, and one of the first light refracting portion and the second light refracting portion is formed in a curved shape, and the other is directed toward the center of the pixel region in plan view. With multiple inclined planes To form Te.
本発明によれば、第一光屈折部及び前記第二光屈折部のうち、一方は曲面状に形成し、他方は平面視で画素領域の中央部へ向けて傾斜する複数の平面によって形成するので、両方を曲面状に形成する場合に比べて、容易に製造することができる。これにより、液晶装置を容易に製造可能な液晶装置の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, one of the first light refracting portion and the second light refracting portion is formed in a curved surface, and the other is formed by a plurality of planes inclined toward the central portion of the pixel region in plan view. Therefore, it can manufacture easily compared with the case where both are formed in a curved surface shape. Thereby, the manufacturing method of the liquid crystal device which can manufacture a liquid crystal device easily can be provided.
本発明に係るプロジェクターは、上記の液晶装置を備える。
本発明によれば、光の利用効率に優れると共に、容易に製造可能な液晶装置を備えるので、表示特性が高く、製造が容易なプロジェクターを提供することができる。
A projector according to the present invention includes the liquid crystal device described above.
According to the present invention, it is possible to provide a projector that is excellent in light utilization efficiency and easy to manufacture because it includes a liquid crystal device that can be easily manufactured.
［第一実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の第一実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係る液晶装置１２０の構成を示す平面図である。図２は、液晶装置１２０のＡ−Ａ断面に沿った構成を示す図である。
[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the
図１に示すように、液晶装置１２０は、ＴＦＴアレイ基板２２０と対向基板２１０とを重ね合わせるとともに、両者の間に設けられたシール材５２により貼り合わせた構成を有する。シール材１５２によって区画された領域内には液晶層２５０が封入されている。シール材１５２の形成領域の内側には、遮光性材料からなる周辺見切り１５３が形成されている。
As shown in FIG. 1, the
シール材１５２の外側の領域には、データ線駆動回路１４１および外部回路実装端子１４２がＴＦＴアレイ基板２２０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路１５４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板２２０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路１５４の間を接続するための複数の配線１５５が設けられている。また、対向基板２１０の角部においては、ＴＦＴアレイ基板２２０と対向基板２１０との間で電気的導通をとるための基板間導通材１５６が配設されている。
A data
なお、データ線駆動回路１４１および走査線駆動回路１５４をＴＦＴアレイ基板２２０の上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（Tape Automated Bonding）基板とＴＦＴアレイ基板２２０の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的および機械的に接続するようにしてもよい。
Instead of forming the data line driving
図２に示すように、対向基板２１０は、基材２００、光屈折層２０１、遮光部２０３、保護層２０４、共通電極２０５及び配向膜２０６を有している。
基材２００は、例えばガラスや石英など、光透過性を有する材料を用いて構成されている。
As shown in FIG. 2, the
The
基材２００は、液晶層２５０側の第一面２００ａに形成された複数の凹部２００ｂを有している。複数の凹部２００ｂは、平面視で複数の画素の各々と重なり合うように配置されている。本実施形態では、複数の凹部２００ｂは、マトリクス状に配列された構成を有している。複数の凹部２００ｂの底部は、それぞれ曲面状に形成されている。
The
光屈折層２０１は、複数の凹部２００ｂの内部を含む基材２００の第一面２００ａの略全面に積層されている。光屈折層２０１は、基材２００よりも光屈折率の高い無機材料を用いて形成されている。このような無機材料としては、例えばＳｉＯＮ、ＡｌＯなどが挙げられる。
The
本実施形態では、凹部２００ｂの底部が曲面状に形成されているため、基材２００に入射して凹部２００ｂに到達した光は、基材２００と光屈折層２０１との間の光屈折率の差により、平面視で凹部２００ｂの中央部側へ屈折する。このように、光屈折層２０１のうち、複数の複数の凹部２００ｂの内部に設けられる部分には、マイクロレンズ（光学素子）が形成されることになる。また、凹部２００ｂは、断面視において底部へ向けて短手方向の寸法が小さくなるように形成されている、すなわち、先細りとなるように形成されている。
In the present embodiment, since the bottom of the
本実施形態では、このようなマイクロレンズＭＬが複数設けられており、マイクロレンズアレイ（光学素子アレイ）ＭＬＡを構成している。各々のマイクロレンズＭＬは、平面視で複数の画素の各々と重なり合うように配置される。本実施形態では、基材２００及び光屈折層２０１により、光学素子基板２０２が構成されている。
In the present embodiment, a plurality of such microlenses ML are provided to constitute a microlens array (optical element array) MLA. Each microlens ML is disposed so as to overlap each of the plurality of pixels in plan view. In the present embodiment, the
遮光部２０３は、光屈折層２０１の第二面２０１ａのうちマイクロレンズＭＬ同士の境界に平面視で重なる領域に形成されている。保護層２０４は、光屈折層２０１の第二面２０１ａ及び遮光部２０３を覆うように形成されている。保護層２０４は、当該第二面２０１ａのほぼ全面に亘って形成されている。共通電極２０５は、保護層２０４のほぼ全面に亘って形成されている。配向膜２０６は、共通電極２０５を覆うように形成されている。
The
次に、ＴＦＴアレイ基板２２０の構成について、図３から図５を参照して説明する。
図３は、相隣接する複数の画素部１５０の平面図である。図４は、図３におけるＢ−Ｂ線断面に沿った構成を示す図である。図５は、図３におけるＣ−Ｃ断面に沿った構成を示す図である。
Next, the configuration of the
FIG. 3 is a plan view of a plurality of
図３から図５においては、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。この点については、後述する各図についても同様である。図３から図５では、説明の便宜上、画素電極９ａより上側に位置する部分の図示を省略している。
In FIG. 3 to FIG. 5, the scales of the respective layers and members are different from each other in order to make each layer and each member recognizable on the drawing. The same applies to each drawing described later. 3 to 5, for convenience of explanation, illustration of a portion located above the
図３において、ＴＦＴアレイ基板２２０は、基材１０を有している。画素電極９ａは、基材１０上に、マトリクス状に複数設けられている。なお、図３中には、任意の一画素に着目して、かかる画素における画素電極９ａの構成を概略的に図示してある。画素電極９ａの縦横の境界にそれぞれ沿って、データ線６ａ及び走査線１１が設けられている。即ち、走査線１１は、Ｘ方向に沿って延びており、データ線６ａは、走査線１１と交差するように、Ｙ方向に沿って延びている。なお、走査線１１は、下側遮光膜を兼ねる第１の走査線１１ａと、ゲート電極３ａと一体的に形成された第２の走査線１１ｂとを含み、Ｘ方向に沿って二重配線されてなる。走査線１１及びデータ線６ａが互いに交差する個所の各々には画素スイッチング用のＴＦＴ３０が設けられている。このように、第１の走査線１１ａ及び第２の走査線１１ｂが二重配線されるため、走査線１１の電気的な抵抗を全体的に低くすることが可能となる。また、第１の走査線１１ａ及び第２の走査線１１ｂの一方に断線等の不具合が生じても、他方を冗長的に機能させることができるため、液晶装置の信頼性を向上させることができる。
In FIG. 3, the
走査線１１、データ線６ａ、蓄積容量７０、ＴＦＴ３０、シールド層４００及び中継層９３及び４０２等は、基材１０上で平面的に見て、画素電極９ａに対応する各画素の開口領域（即ち、各画素において、表示に実際に寄与する光が透過又は反射される領域）を囲む非開口領域内に配置されている。即ち、これらの走査線１１、データ線６ａ、蓄積容量７０、ＴＦＴ３０、シールド層４００及び中継層９３及び４０２等は、表示の妨げとならないように、各画素の開口領域ではなく、非開口領域内に配置されている。なお、画素部１５０の開口領域には、後述するプリズム部ＰＲが設けられている。
The
以下、ＴＦＴアレイ基板２２０上の画素部１５０の積層構造について第１層から順に、説明する。
第１層には、導電性ポリシリコン、高融点金属、高融点金属シリサイド等により、例えば２００ｎｍの膜厚で第１の走査線１１ａが設けられている。第１の走査線１１ａは、図３に示すようにＸ方向に沿って延びる部分と共に、該部分からＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ’と重なるようにＹ方向に沿って延在する部分を有している。
Hereinafter, the stacked structure of the
The first layer is provided with the
第１の走査線１１ａは、図３に示すように、ＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ’、データ線側ＬＤＤ領域１ｂ及び画素電極側ＬＤＤ領域１ｃ、並びにデータ線側ソースドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソースドレイン領域１ｅに対向する領域を含むように、好ましくは形成される。よって、第１の走査線１１ａによって、基材１０における裏面反射や、複板式のプロジェクター等で他の液晶装置から発せられ合成光学系を突き抜けてくる光などの、戻り光に対してＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ’を殆ど或いは完全に遮光できる。即ち、第１の走査線１１ａは、走査信号を供給する配線として機能すると共に戻り光に対するＴＦＴ３０の下側遮光膜として機能することが可能である。
As shown in FIG. 3, the
図４において、第１層の走査線１１ａ及び第２層のＴＦＴ３０間は、下地絶縁膜１２によって絶縁されている。下地絶縁膜１２は、第１の走査線１１ａからＴＦＴ３０を絶縁する機能の他、基材１０の全面に形成されることにより、基材１０の表面の研磨時における荒れや、洗浄後に残る汚れ等で画素スイッチング用のＴＦＴ３０の特性の劣化を防止する機能を有する。なお、下地絶縁膜１２は、例えばＴＥＯＳ（珪酸エチル）膜を膜厚３００ｎｍ及びＨＴＯ（High Temperature Oxide）膜を膜厚５０ｎｍで積層してなる２層構造を有する。
In FIG. 4, the first-
第２層には、半導体膜１ａ及びゲート電極３ａを含むＴＦＴ３０が設けられている。
図３及び図４に示すように、半導体膜１ａは、例えばポリシリコンから膜厚が５５ｎｍとして形成され、Ｙ方向に沿ったチャネル長を有するチャネル領域１ａ’、データ線側ＬＤＤ領域１ｂ及び画素電極側ＬＤＤ領域１ｃ、並びにデータ線側ソースドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソースドレイン領域１ｅからなる。即ち、ＴＦＴ３０はＬＤＤ構造を有している。尚、データ線側ＬＤＤ領域１ｂは、本発明に係る「第１の接合領域」の一例であり、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃは、本発明に係る「第２の接合領域」の一例である。データ線側ソースドレイン領域１ｄは、本発明に係る「第１のソースドレイン領域」の一例であり、画素電極側ソースドレイン領域１ｅは、本発明に係る「第２のソースドレイン領域」の一例である。
In the second layer, a
As shown in FIGS. 3 and 4, the
データ線側ソースドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソースドレイン領域１ｅは、チャネル領域１ａ’を基準として、Ｙ方向に沿ってほぼミラー対称に形成されている。データ線側ＬＤＤ領域１ｂは、チャネル領域１ａ’及びデータ線側ソースドレイン領域１ｄ間に形成されている。画素電極側ＬＤＤ領域１ｃは、チャネル領域１ａ’及び画素電極側ソースドレイン領域１ｅ間に形成されている。データ線側ＬＤＤ領域１ｂ、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃ、データ線側ソースドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソースドレイン領域１ｅは、例えばイオンプランテーション法等の不純物打ち込みによって半導体膜１ａに不純物を打ち込んでなる不純物領域である。データ線側ＬＤＤ領域１ｂ及び画素電極側ＬＤＤ領域１ｃはそれぞれ、データ線側ソースドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソースドレイン領域１ｅよりも不純物の少ない低濃度な不純物領域として形成される。このような不純物領域によれば、ＴＦＴ３０の非動作時において、データ線側ソースドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソースドレイン領域１ｅに流れるオフ電流を低減し、且つＴＦＴ３０の動作時に流れるオン電流の低下を抑制できる。尚、ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ構造を有することが好ましいが、データ線側ＬＤＤ領域１ｂ、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃに不純物打ち込みを行わないオフセット構造であってもよい。
The data line side source /
図３及び図４において、ゲート電極３ａと一体的に第２の走査線１１ｂが、例えば導電性ポリシリコンとタングステンシリサイド（ＷＳｉ）とを夫々膜厚が６０ｎｍとして積層することにより形成される。第２の走査線１１ｂは、図３に示すように、平面的に見てチャネル領域１ａ’に重なってＹ方向に沿って延在する部分がゲート電極３ａとして機能すると共に、Ｙ方向に沿って延在する部分から第１の走査線１１ａに並走してＸ方向に延在する部分を有している。
3 and 4, the
第２の走査線１１ｂにおいて、これと一体的に形成されたゲート電極３ａは半導体膜１ａとゲート絶縁膜２によって絶縁されている。本実施形態では、図３及び図４に示すように、下地絶縁膜１２において、半導体膜１ａの脇にはコンタクトホール８１０が開口される。ゲート電極３ａは、コンタクトホール８１０内にまで連続的に形成されて第１の走査線１１ａと電気的に接続される。
In the
図４において、ＴＦＴ３０より上層側には、第２層及び第３層間を層間絶縁する、層間絶縁膜４１が設けられる。層間絶縁膜４１は、例えば膜厚３００ｎｍのＴＥＯＳ膜により形成される。層間絶縁膜４１には、画素電極側ソースドレイン領域１ｅと蓄積容量７０の下部容量電極７１とを電気的に接続するためのコンタクトホール８３が開口される。また、データ線側ソースドレイン領域１ｄとデータ線６ａとを電気的に接続するためのコンタクトホール８１も、開口される。
In FIG. 4, an
層間絶縁膜４１より上層側の第３層には、下部容量電極７１、及び誘電体膜７５を介して下部容量電極７１と対向する上部容量電極３００を有する蓄積容量７０が形成される。
In the third layer above the
上部容量電極は、容量線３００と一体的に形成される。容量線３００は、例えば、膜厚が５０ｎｍ及び１００ｎｍの各々の窒化チタン（ＴｉＮ）膜に、膜厚が１５０ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）膜を挟持してなる３層構造を有する。容量線３００は、その詳細な構成については図示を省略してあるが、画素電極９ａが配置された画像表示領域１０ａからその周囲に延設され、定電位源と電気的に接続され、固定電位に維持される。容量線３００は、図３において、半導体膜１ａ上において、データ線側ＬＤＤ領域１ｂ及び画素電極側ＬＤＤ領域１ｃと、画素電極側ソースドレイン領域１ｅとに重なるように、Ｙ方向に沿って延在する部分と、該部分からＸ方向に沿って延在する部分を有する。容量線３００において、Ｙ方向に沿って延在する部分と、下部容量電極７１と重なる、Ｘ方向に沿って延在する一部が上部容量電極として機能する。よって、上部容量電極は固定電位に維持される、固定電位側容量電極として機能する。
The upper capacitor electrode is formed integrally with the
下部容量電極７１は、例えば膜厚が１００ｎｍとして導電性ポリシリコンより形成される。下部容量電極７１は、図３において、Ｙ方向及びＸ方向の各々に、上部容量電極３００と重なるように延在する部分を有する。そして、Ｙ方向に延在する部分において、画素電極側ソースドレイン領域１ｅと重なると共に、コンタクトホール８３を介して電気的に接続される。また、Ｘ方向に延在する部分において、容量線３００の配置を避けて露出する部分において、コンタクトホール８４を介して第４層目の中継層９３と電気的に接続される。中継層９３はコンタクトホール８５を介して第５層目の中継層４０２と電気的に接続される。更に、中継層４０２は、コンタクトホール８６を介して画素電極９ａと電気的に接続される。従って、下部容量電極７１は、画素電位に維持される、画素電位側容量電極として機能する。
The
誘電体膜７５は、例えば膜厚が４ｎｍのＨＴＯ膜及び膜厚が１５ｎｍ窒化シリコン（ＳｉＮ）膜を積層してなる２層構造を有している。
図４において、蓄積容量７０より上層側には、第３層及び第４層間を層間絶縁する層間絶縁膜４２が、例えば膜厚が４００ｎｍのＴＥＯＳ膜により形成される。コンタクトホール８４は層間絶縁膜４２を貫通して、下部容量電極７１の表面に達するように開口され、コンタクトホール８１は、層間絶縁膜４２及び４１、更にはゲート絶縁膜２を貫通して開口され、半導体膜１ａの表面に達する。
The
In FIG. 4, on the upper layer side of the
図３及び図４において、第４層には、データ線６ａ及び中継層９３が設けられる。図４において、データ線６ａは、コンタクトホール８１を介して、半導体膜１ａのデータ線側ソースドレイン領域１ｄと電気的に接続される。また、中継層９３は、コンタクトホール８４を介して下部容量電極７１と電気的に接続される。データ線６ａ及び中継層９３は、例えば金属膜等の導電材料で構成される薄膜を層間絶縁膜４２上に薄膜形成法を用いて形成しておき、当該薄膜を部分的に除去、即ちパターニングすることによって相互に離間させた状態で形成される。従って、データ線６ａ及び中継層９３を同一工程で形成できるため、装置の製造プロセスを簡便にできる。なお、例えばデータ線６ａ及び中継層９３は夫々、膜厚が２０ｎｍのチタン（Ｔｉ）膜、膜厚が５０ｎｍのＴｉＮ膜、膜厚が３５０ｎｍのＡｌ膜、膜厚が１５０ｎｍのＴｉＮ膜をこの順に積層してなる４層構造を有する。
3 and 4, the
図４において、データ線６ａ及び中継層９３より上層側には、第４層及び第５層間を層間絶縁する層間絶縁膜４３が、例えば膜厚が６００ｎｍのＴＥＯＳ膜により形成される。コンタクトホール８５は、層間絶縁膜４３を貫通して開口され、中継層９３の表面に達する。なお、好ましくは、層間絶縁膜４３の表面に対して、例えばＣＭＰ（化学的機械研磨）法等による平坦化処理が行われる。
In FIG. 4, an
第５層には、シールド層４００及び中継層４０２が設けられる。図３において、シールド層４００は、データ線６ａと同方向即ちＹ方向に沿って延設される。半導体膜１ａにおいてチャネル領域１ａ’、データ線側ＬＤＤ領域１ｂ及び画素電極側ＬＤＤ領域１ｃ、並びにデータ線側ソースドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソースドレイン領域１ｅに対向する領域に、データ線６ａ及びシールド層４００が配線されている。よって、半導体膜１ａにおける、これらの各領域に対して上層側から進行する光を、データ線６ａ及びシールド層４００によって遮光することが可能となる。
In the fifth layer, a
また、図４において、中継層４０２は好ましくはシールド層４００と同一膜により形成される。中継層４０２は、既に説明したように、画素電極９ａと電気的に接続され、画素電極９ａ及び中継層９３間の電気的接続を中継する。なお、シールド層４００及び中継層４０２は夫々、例えば、膜厚が３５０ｎｍのＡｌ膜及び膜厚が１５０ｎｍのＴｉＮ膜を積層してなる２層構造を有する。
In FIG. 4, the
図４において、シールド層４００及び中継層４０２より上層側には、第５層及び第６層間を層間絶縁する光屈折層４４が例えばＳｉＯＮなどの材料を用いて形成されている。コンタクトホール８６は、光屈折層４４を貫通して開口され、中継層４０２の表面に達する。なお、好ましくは、光屈折層４４の表面に対して平坦化処理が行われる。
In FIG. 4, on the upper layer side of the
図３及び図４において、第６層には、画素電極９ａが形成される。図４に示すように、画素電極９ａは、中継層４０２及び９３と、下部容量電極７１とによって、コンタクトホール８６、８５、８４及び８３を介して中継されつつ、半導体膜１ａの画素電極側ソースドレイン領域１ｅに電気的に接続されている。図２を参照して既に説明したように、画素電極９ａの上側表面には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜４５が設けられている。
3 and 4, the
また、図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板２２０には、プリズムアレイＰＲＡが形成されている。プリズムアレイＰＲＡは、光屈折層４４の一部に形成されている。プリズムアレイＰＲＡは、ＴＦＴ３０が形成された層よりも液晶層２５０側に配置されている。プリズムアレイＰＲＡは、画素部１５０ごとに形成された複数のプリズム部ＰＲを有している。
As shown in FIG. 2, the
図３及び図５に示すように、プリズム部ＰＲは、平面視において画素部１５０のほぼ中央部に形成されている。プリズム部ＰＲは、画素部１５０に形成されたデータ線６ａや走査線１１、容量線３００などの配線、ＴＦＴ３０や蓄積容量７０などの素子、コンタクトホール８６などの各構成要素に対して、平面視で外れた領域に形成されている。図３においては、プリズム部ＰＲの形状が正方形に形成された構成が示されているが、これに限られることは無く、例えば画素部１５０の構成に応じて、図中Ｘ方向又はＹ方向の比が異なる矩形であっても構わない。
As shown in FIGS. 3 and 5, the prism portion PR is formed at a substantially central portion of the
プリズム部ＰＲは、断面視において画素電極９ａとＴＦＴ３０（ゲート電極３ａ）との間の層に配置されている。プリズム部ＰＲは、光屈折層４４の一部がＴＦＴ３０側に突出するように形成されている。プリズム部ＰＲは、層間絶縁膜４３を貫通すると共に、層間絶縁膜４２の一部にくい込むように形成されている。なお、本実施形態では、光屈折層４４の光屈折率よりも層間絶縁膜４３及び層間絶縁膜４２の光屈折率の方が低くなるように材料が選択されている。例えば、光屈折層４４の光屈折率として、１．４６〜２．００程度に設定する場合、層間絶縁膜４３及び層間絶縁膜４２の光屈折率が１．４６以下となるように設定することが好ましい。
The prism portion PR is disposed in a layer between the
プリズム部ＰＲは、ＴＦＴアレイ基板２２０の基板面（ＸＹ平面に平行な面）に平行に形成された底面５０１と、当該底面５０１の四辺のそれぞれに接続された側面５０２とを有している。底面５０１及び側面５０２は、それぞれ平面をなすように形成されている。プリズム部ＰＲは、断面視において、液晶層２５０側が長くＴＦＴ３０側が短い台形をなしている。４つの側面５０２は、ＴＦＴ３０側から液晶層２５０側へ向けて、画素部１５０の外側に広がるように傾いて形成されている。
The prism portion PR has a
図２に示すように、対向基板２１０の基材２００に入射した光Ｌは、マイクロレンズＭＬによって開口部２０３ｂの中央部側へ屈折される。その後、液晶層２５０を通過した光Ｌは、液晶装置１２０の垂直方向に対して傾いた方向に進行する。この光Ｌは、ＴＦＴアレイ基板２２０のプリズム部ＰＲに入射し、当該プリズム部ＰＲによって平面視で画素部１５０の内側へ屈折される。この光屈折により、光Ｌの進行方向は、液晶装置１２０の垂直方向に沿った方向に近づけられることになる。
As shown in FIG. 2, the light L incident on the
このように、対向基板２１０側のマイクロレンズＭＬと、ＴＦＴアレイ基板２２０側のプリズム部ＰＲとにより、対向基板２１０からＴＦＴアレイ基板２２０へと液晶装置１２０を透過する光は、液晶装置１２０の垂直方向に近い方向に射出されることになる。このため、光の利用効率が高められることになる。また、例えばプリズム部ＰＲにより、液晶層２５０からＴＦＴ３０側へ進行する光を当該ＴＦＴ３０から外れた方向に屈折させるため、ＴＦＴ３０に光が入射されないことになる。
Thus, the light transmitted through the
次に、本実施形態に係る液晶装置の画素部の電気的な構成について、図３を参照して説明する。
図６は、本実施形態に係る液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。
Next, an electrical configuration of the pixel portion of the liquid crystal device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of various elements, wirings, and the like in a plurality of pixels formed in a matrix that forms the image display region of the liquid crystal device according to the present embodiment.
図６において、画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状に形成された複数の画素の夫々には、画素電極９ａ及び本発明に係る「トランジスタ」の一例としてのＴＦＴ３０が形成されている。ＴＦＴ３０は、画素電極９ａに電気的に接続されており、液晶装置の動作時に画素電極９ａをスイッチング制御する。画像信号が供給されるデータ線６ａは、ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
In FIG. 6, a
ＴＦＴ３０のゲートに走査線１１が電気的に接続されており、本実施形態に係る液晶装置は、所定のタイミングで、走査線１１にパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９ａは、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが所定のタイミングで書き込まれる。画素電極９ａを介して電気光学物質の一例としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。
The
液晶層２５０（図２参照）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。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素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し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素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され、全体として液晶装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射される。 The liquid crystal composing the liquid crystal layer 250 (see FIG. 2) modulates light and allows gradation display by changing the orientation and order of the molecular assembly depending on the applied voltage level. In the normally white mode, the transmittance for incident light is reduced according to the voltage applied in units of each pixel, and in the normally black mode, the light is incident according to the voltage applied in units of each pixel. The transmittance for light is increased, and light having a contrast corresponding to an image signal is emitted from the liquid crystal device as a whole.
ここで保持された画像信号がリークすることを防ぐために、画素電極９ａと対向電極２１（図２参照）との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。蓄積容量７０は、画像信号の供給に応じて各画素電極９ａの電位を一時的に保持する保持容量として機能する蓄積容量である。蓄積容量７０の一方の電極は、画素電極９ａと並列してＴＦＴ３０のドレインに接続され、他方の電極は、定電位となるように、電位固定の容量線３００に接続されている。蓄積容量７０によれば、画素電極９ａにおける電位保持特性が向上し、コントラスト向上やフリッカの低減といった表示特性の向上が可能となる。尚、蓄積容量７０は、後述するように、ＴＦＴ３０へ入射する光を遮る内蔵遮光膜としても機能する。
In order to prevent the image signal held here from leaking, a
以上に説明した画素部１５０の構成は、図２に示すように、各画素部１５０に共通である。画像表示領域１０ａ（図１参照）には、かかる画素部１５０が周期的に形成されている。
The configuration of the
次に、液晶装置１２０の製造方法を説明する。
まず、対向基板２１０の製造過程を説明する。対向基板２１０の製造に際して、ガラスや石英などを用いて形成された基材２００を用意する。次に、当該基材２００に対してウエットエッチング処理を行うことにより、基材２００の第一面２００ａに曲面状の底部を有する複数の凹部２００ｂを形成する。当該凹部２００ｂは、平面視でマトリクス状に配置されるようにする。
Next, a method for manufacturing the
First, the manufacturing process of the
次に、基材２００のうち複数の凹部２００ｂを含む第一面２００ａのほぼ全面に対して、プラズマＣＶＤ法や蒸着法などの手法により、例えば基材２００よりも光屈折率の高い無機材料の層（無機材料層）を形成し、当該無機材料層の表面を平坦に加工する。これにより、凹部２００ｂの内部にそれぞれマイクロレンズＭＬが配置されることになり、マイクロレンズアレイＭＬＡが形成される。
Next, an inorganic material having a higher refractive index than that of the
その後、マイクロレンズアレイＭＬＡに対して、各マイクロレンズＭＬを囲う領域に遮光部２０３を形成し、マイクロレンズアレイＭＬＡの第二面２０１ａ及び遮光部２０３を覆うように保護層２０４を形成する。その後、当該保護層２０４に対して共通電極２０５及び配向膜２０６を積層させることで、対向基板２１０が形成される。
Thereafter, with respect to the microlens array MLA, a
次に、ＴＦＴアレイ基板２２０の製造過程を説明する。
まず、基材１０に対して公知の手法を施し、ＴＦＴ３０を含め、上記画素部１５０の第５層（シールド層４００及び中継層４０２）まで形成する。その後、図７に示すように、例えばスピンコート法などの手法により、シールド層４００、中継層４０２及び層間絶縁膜４３の表面を覆うようにレジスト膜Ｒ１を形成する。次に、図８に示すように、フォトリソグラフィ法などの手法により、レジスト膜Ｒ１の平面視中央部に開口部Ｒａをパターニングする。
Next, the manufacturing process of the
First, a known method is applied to the
その後、図９に示すように、例えばＣＨＦ３、ＣＦ４、Ａｒなどのエッチングガスを用いて、レジスト膜Ｒ１及び層間絶縁膜４３の表面側からドライエッチングする。これにより、レジスト膜Ｒ１及び層間絶縁膜４３が表面側から除去され、層間絶縁膜４３に凹部４３ａが形成される。
Then, as shown in FIG. 9, dry etching is performed from the surface side of the resist film R1 and the
当該ドライエッチング処理を進めていくと、図１０に示すように、レジスト膜Ｒ１が除去されて次第に薄くなっていくと共に層間絶縁膜４３が貫通されて貫通孔４３ｂが形成される。また、当該層間絶縁膜４３の下層側の層間絶縁膜４２が除去され、凹部４２ａが形成される。
As the dry etching process proceeds, as shown in FIG. 10, the resist film R1 is removed and gradually becomes thinner, and the
この工程では、貫通孔４３ｂの傾斜、及び、凹部４２ａの側部４２ｂの傾斜が所望の角度に形成されるようにドライエッチング処理を行う。このような形状を形成するには、例えば処理時間などのエッチング条件を予め調整しておき、ドライエッチング処理の終了のタイミングを設定するようにする。
In this step, the dry etching process is performed so that the inclination of the through
なお、図１０に示すように、レジスト膜Ｒ１が残った状態でドライエッチング処理を終了させる。このように、レジスト膜Ｒ１をエッチングマスクとして機能させることで、層間絶縁膜４３に貫通孔４３ｂを形成し、層間絶縁膜４２に凹部４２ａを形成する。その後、図１１に示すように、例えば有機溶剤などを用いて、残ったレジスト膜Ｒ１を除去し、シールド層４００、中継層４０２、層間絶縁膜４３及び４２を露出させる。
As shown in FIG. 10, the dry etching process is terminated with the resist film R1 remaining. In this way, by making the resist film R1 function as an etching mask, the through
レジスト膜Ｒ１を除去した後、図１２に示すように、露出させたシールド層４００、中継層４０２、層間絶縁膜４３及び層間絶縁膜４２の上に光屈折層４４を形成する。この工程では、例えばスパッタリング法や蒸着法などにより光屈折層４４を形成する。この場合、先の工程で形成された凹部４２ａ及び貫通孔４３ｂの内部にも光屈折材料を配置させると共に、シールド層４００、中継層４０２、層間絶縁膜４３及び層間絶縁膜４２上に所定の厚さとなるように光屈折材料を配置させる必要があるため、実際の層厚よりも厚くなるように光屈折層４４を形成する。
After removing the resist film R1, a
光屈折層４４を形成した後、図１３に示すように、例えば化学機械研磨（ＣＭＰ）法などの手法により、当該光屈折層４４が所望の厚さに形成されるように、かつ、光屈折層４４の表面４４ａが平坦になるように研磨する。これにより、凹部４２ａ及び貫通孔４３ｂの内部にプリズム部ＰＲを有する光屈折層４４が形成される。なお、プリズム部ＰＲの底面５０１は、凹部４２ａの底面の形状に対応して形成される。また、プリズム部ＰＲの側面５０２は、凹部４２ａの側部４２ｂの形状及び貫通孔４３ｂの形状に対応して形成される。このため、当該製造方法では、ドライエッチングの条件を調整することで凹部４２ａ及び貫通孔４３ｂの形状（傾斜角度）を調整可能であり、これにより、プリズム部ＰＲの側面５０２の傾斜角度を所望の角度に調整することができる。
After the
光屈折層４４の表面４４ａを研磨した後、図１４に示すように、当該表面４４ａ上にレジスト層Ｒ２を形成する。この工程では、例えばフォトリソグラフィ法などにより、レジスト層Ｒ２のうち中継層４０２に重なる位置に開口部Ｒｂが形成されるようにパターニングする。
After polishing the
その後、レジスト層Ｒ２をマスクとしてエッチング処理を行うことで、図１５に示すように、光屈折層４４に開口部８６ａが形成される。ここでは、例えばエッチング溶液を用いたウエットエッチングを行う。開口部８６ａを形成した後、有機溶剤などを用いてレジスト層Ｒ２を除去する。その後、図１６に示すように、開口部８６ａの内部及び光屈折層の４４の表面４４ａ上に例えば蒸着法などによってコンタクトホール８６及び画素電極９ａを形成する。このようにして、ＴＦＴアレイ基板２２０が形成される。
Thereafter, an etching process is performed using the resist layer R2 as a mask, thereby forming an
以上のように、本実施形態によれば、液晶層２５０を挟持する一対の基板のうち対向基板２１０には第一光屈折部としてマイクロレンズＭＬが設けられ、ＴＦＴアレイ基板２２０には第二光屈折部としてプリズム部ＰＲが設けられているので、これらマイクロレンズＭＬ及びプリズム部ＰＲにより光を屈折させて画素部１５０の中央部に集光することができる。これにより、光の利用効率に優れた液晶装置１２０を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
しかも、本実施形態では、対向基板２１０には曲面状に形成されたマイクロレンズＭＬが設けられると共に、平面視で画素部１５０の中央部へ向けて傾斜する複数の側面５０２によって形成されたプリズム部ＰＲが設けられるので、マイクロレンズＭＬ及びプリズム部ＰＲの両方が曲面状に形成された場合に比べて、容易に製造することができる。これにより、光の利用効率に優れると共に、容易に製造可能な液晶装置１２０を提供することができる。
In addition, in the present embodiment, the
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態を説明する。
図１７は、本実施形態に係るプロジェクター１００の光学系を示す模式図である。
図１７に示すように、プロジェクター１００は、光源装置１０１と、インテグレーター１０４と、偏光変換素子１０５と、色分離導光光学系１０２と、光変調装置としての液晶光変調装置１１０Ｒ，液晶光変調装置１１０Ｇ， 液晶光変調装置１１０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１１２及び投写光学系１１４と、を具備して構成されている。液晶光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ及び１１０Ｂには、後述するように、液晶装置１２０Ｒ、１２０Ｇ及び１２０Ｂが設けられている。この液晶装置１２０Ｒ、１２０Ｇ及び１２０Ｂとして、例えば上記各実施形態において説明した液晶装置１２０を用いることができる。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 17 is a schematic diagram illustrating an optical system of the
As illustrated in FIG. 17, the
光源装置１０１は、第１色光である赤色光（以下、「Ｒ光」という。）、第２色光である緑色光（以下、「Ｇ光」という。）、及び第３色光である青色光（以下、「Ｂ光」という。）を含む光を供給する。光源装置１０１としては、例えば超高圧水銀ランプを用いることができる。
The
インテグレーター１０４は、光源装置１０１からの光の照度分布を均一化する。照度分布を均一化された光は、偏光変換素子１０５にて特定の振動方向を有する偏光光、例えば色分離導光光学系１０２の反射面に対してｓ偏光したｓ偏光光に変換される。ｓ偏光光に変換された光は、色分離導光光学系１０２を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒに入射する。
The
色分離導光光学系１０２は、Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒと、Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇと、３枚の反射ミラー１０７と、２枚のリレーレンズ１０８と、を具備して構成されている。
The color separation light guide
Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒは、Ｒ光を透過し、Ｇ光、Ｂ光を反射する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒを透過したＲ光は、反射ミラー１０７に入射する。
The R light transmitting
反射ミラー１０７は、Ｒ光の光路を９０度折り曲げる。光路を折り曲げられたＲ光は、Ｒ光用液晶光変調装置１１０Ｒに入射する。Ｒ光用液晶光変調装置１１０Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。
The
Ｒ光用液晶光変調装置１１０Ｒは、λ／２位相差板１２３Ｒ、ガラス板１２４Ｒ、第１偏光板１２１Ｒ、液晶装置１２０Ｒ、及び第２偏光板１２２Ｒを有する。λ／２位相差板１２３Ｒ及び第１偏光板１２１Ｒは、偏光方向を変換させない透光性のガラス板１２４Ｒに接する状態で配置される。なお、図１において、第２偏光板１２２Ｒは独立して設けられているが、液晶装置１２０Ｒの射出面や、クロスダイクロイックプリズム１１２の入射面に接する状態で配置しても良い。
The liquid crystal
Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒで反射された、Ｇ光とＢ光とは光路を９０度折り曲げられる。光路を折り曲げられたＧ光とＢ光とは、Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇに入射する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇは、Ｇ光を反射し、Ｂ光を透過する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇで反射されたＧ光は、Ｇ光用液晶光変調装置１１０Ｇに入射する。Ｇ光用液晶光変調装置１１０ＧはＧ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。Ｇ光用液晶光変調装置１１０Ｇは、液晶装置１２０Ｇ、第１偏光板１２１Ｇ及び第２偏光板１２２Ｇを有する。
The light paths of the G light and the B light reflected by the R light transmitting
Ｇ光用液晶光変調装置１１０Ｇに入射するＧ光は、ｓ偏光光に変換されている。Ｇ光用液晶光変調装置１１０Ｇに入射したｓ偏光光は、第１偏光板１２１Ｇをそのまま透過し、液晶装置１２０Ｇに入射する。液晶装置１２０Ｇに入射したｓ偏光光は、画像信号に応じた変調により、Ｇ光がｐ偏光光に変換される。液晶装置１２０Ｇの変調により、ｐ偏光光に変換されたＧ光が、第２偏光板１２２Ｇから射出される。このようにして、Ｇ光用液晶光変調装置１１０Ｇで変調されたＧ光は、クロスダイクロイックプリズム１１２に入射する。
The G light incident on the G light liquid
Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇを透過したＢ光は、２枚のリレーレンズ１０８と、２枚の反射ミラー１０７とを経由して、Ｂ光用液晶光変調装置１１０Ｂに入射する。
The B light transmitted through the B light transmitting
Ｂ光用液晶光変調装置１１０Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。Ｂ光用液晶光変調装置１１０Ｂは、λ／２位相差板１２３Ｂ、ガラス板１２４Ｂ、第１偏光板１２１Ｂ、液晶装置１２０Ｂ、及び第２偏光板１２２Ｂを有する。
The B light liquid crystal
Ｂ光用液晶光変調装置１１０Ｂに入射するＢ光は、ｓ偏光光に変換されている。Ｂ光用液晶光変調装置１１０Ｂに入射したｓ偏光光は、λ／２位相差板１２３Ｂによりｐ偏光光に変換される。ｐ偏光光に変換されたＢ光は、ガラス板１２４Ｂ及び第１偏光板１２１Ｂをそのまま透過し、液晶装置１２０Ｂに入射する。液晶装置１２０Ｂに入射したｐ偏光光は、画像信号に応じた変調により、Ｂ光がｓ偏光光に変換される。液晶装置１２０Ｂの変調により、ｓ偏光光に変換されたＢ光が、第２偏光板１２２Ｂから射出される。Ｂ光用液晶光変調装置１１０Ｂで変調されたＢ光は、クロスダイクロイックプリズム１１２に入射する。
The B light incident on the B light liquid
このように、色分離導光光学系１０２を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー１０６ＲとＢ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇとは、光源装置１０１から供給される光を、第１色光であるＲ光と、第２色光であるＧ光と、第３色光であるＢ光とに分離する。
As described above, the R light transmitting
色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１１２は、２つのダイクロイック膜１１２ａ、１１２ｂをＸ字型に直交して配置して構成されている。ダイクロイック膜１１２ａは、Ｂ光を反射し、Ｇ光を透過する。ダイクロイック膜１１２ｂは、Ｒ光を反射し、Ｇ光を透過する。このように、クロスダイクロイックプリズム１１２は、Ｒ光用液晶光変調装置１１０Ｒ、Ｇ光用液晶光変調装置１１０Ｇ、及びＢ光用液晶光変調装置１１０Ｂでそれぞれ変調されたＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成する。
The cross
投写光学系１１４は、クロスダイクロイックプリズム１１２で合成された光をスクリーン１１６に投射する。これにより、スクリーン１１６上でフルカラー画像を得ることができる。
The projection
以上のように、本実施形態によれば、光の利用効率に優れると共に、容易に製造可能な液晶装置１２０Ｒ、１２０Ｇ及び１２０Ｂ（液晶装置１２０）を備えるので、表示特性が高く、製造が容易なプロジェクター１００を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態においては、図３に示すようにプリズム部ＰＲが画素部１５０の開口部の中心に配置されているが、これに限られることは無い。例えば、ＴＦＴアレイ基板２２０から射出される光の進行方向上にレンズなどの光学系を配置させる場合、当該光学系の光軸と開口部の中心とが一致しないときには、プリズム部ＰＲの位置を光学系の光軸に合わせたり、当該光軸や側面５０２の角度を調整したりしても良い。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, the prism portion PR is disposed at the center of the opening portion of the
また、上記実施形態においては、プリズム部ＰＲは、図３に示すように平面視においてＸ方向及びＹ方向について対称となるように形成されているが、これに限られることは無く、例えばＸ方向及びＹ方向について非対称となるように形成された構成であっても構わない。この場合、多段露光などを行ってパターンを形成することにより、側面５０２の傾斜角度をＸ方向とＹ方向とで異ならせるようにすることができる。
In the above embodiment, the prism portion PR is formed so as to be symmetric with respect to the X direction and the Y direction in plan view as shown in FIG. 3. However, the present invention is not limited to this. And it may be configured to be asymmetric with respect to the Y direction. In this case, the inclination angle of the
ＭＬ…マイクロレンズ ＭＬＡ…マイクロレンズアレイ ＰＲ…プリズム部 ＰＲＡ…プリズムアレイ ９ａ…画素電極 １０ａ…画像表示領域 ３０…ＴＦＴ ８６…コンタクトホール １００…プロジェクター １２０…液晶装置 ２２０…ＴＦＴアレイ基板 ２５０…液晶層 ３００…容量線 ５０１…底面 ５０２…側面
ML ... Microlens MLA ... Microlens array PR ... Prism part PRA ...
Claims (8)
前記一対の基板に挟持された液晶層と、
前記一対の基板のうち第一基板において複数の前記画素領域のそれぞれに対応して設けられたスイッチング素子と、
前記一対の基板のうち前記第一基板において前記スイッチング素子よりも前記液晶層側に設けられ、前記画素領域ごとに配置された複数の第一光屈折部と、
前記一対の基板のうち前記第一基板とは異なる第二基板に設けられ、前記画素領域ごとに配置された複数の第二光屈折部と
を備え、
前記第一光屈折部及び前記第二光屈折部のうち、一方は曲面状に形成されており、他方は平面視で前記画素領域の中央部へ向けて傾斜する複数の平面によって形成されている
液晶装置。 A pair of substrates disposed opposite to each other and provided with a plurality of pixel regions;
A liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates;
A switching element provided corresponding to each of the plurality of pixel regions in the first substrate of the pair of substrates;
Among the pair of substrates, the first substrate is provided on the liquid crystal layer side of the switching element, and a plurality of first light refracting portions arranged for each of the pixel regions;
Provided on a second substrate different from the first substrate among the pair of substrates, and a plurality of second light refracting portions arranged for each of the pixel regions,
One of the first light refracting portion and the second light refracting portion is formed in a curved shape, and the other is formed by a plurality of planes inclined toward the central portion of the pixel region in plan view. Liquid crystal device.
前記画素電極は、前記スイッチング素子よりも前記液晶層側に配置されており、
前記第二光屈折部は、前記画素電極と前記スイッチング素子との間に設けられている
請求項１に記載の液晶装置。 The second substrate has a pixel electrode corresponding to each of the plurality of pixel regions,
The pixel electrode is disposed closer to the liquid crystal layer than the switching element,
The liquid crystal device according to claim 1, wherein the second light refraction unit is provided between the pixel electrode and the switching element.
請求項１又は請求項２に記載の液晶装置。 The liquid crystal device according to claim 1, wherein the second light refraction unit is provided in a region that is out of the switching element in a plan view.
前記第二光屈折部は、平面視において前記配線から外れた領域に設けられている
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の液晶装置。 The second substrate is provided with wiring connected to the switching element,
The liquid crystal device according to any one of claims 1 to 3, wherein the second light refraction unit is provided in a region that is out of the wiring in a plan view.
前記コンタクトホールは、平面視で前記第二光屈折部から外れた位置に配置されている
請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の液晶装置。 The second substrate has a contact hole for electrically connecting the switching element and the pixel electrode,
5. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the contact hole is disposed at a position deviated from the second light refraction part in a plan view.
前記第二光屈折部は、平面視で前記画素領域の中央部へ向けて傾斜する複数の平面によって形成されている
請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の液晶装置。 The first light refraction part is formed in a curved surface shape,
6. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the second light refracting portion is formed by a plurality of planes that are inclined toward a central portion of the pixel region in plan view.
前記一対の基板のうち第一基板において複数の前記画素領域のそれぞれに対応する位置にスイッチング素子を形成する工程と、
前記第一基板のうち前記スイッチング素子よりも前記液晶層側に、前記画素領域ごとに配置されるように複数の第一光屈折部を形成する工程と、
前記一対の基板のうち前記第一基板とは異なる第二基板に、前記画素領域ごとに配置されるように複数の第二光屈折部を形成する工程と
を含むと共に、
前記第一光屈折部及び前記第二光屈折部のうち、一方は曲面状に形成し、他方は平面視で前記画素領域の中央部へ向けて傾斜する複数の平面によって形成する
液晶装置の製造方法。 A method for manufacturing a liquid crystal device, comprising: a pair of substrates that are opposed to each other and provided with a plurality of pixel regions; and a liquid crystal layer that is sandwiched between the pair of substrates,
Forming a switching element at a position corresponding to each of the plurality of pixel regions in the first substrate of the pair of substrates;
Forming a plurality of first light refraction portions so as to be arranged for each of the pixel regions on the liquid crystal layer side of the first substrate with respect to the switching element;
Forming a plurality of second light refracting portions so as to be arranged for each of the pixel regions on a second substrate different from the first substrate among the pair of substrates,
One of the first light refracting portion and the second light refracting portion is formed in a curved shape, and the other is formed by a plurality of planes inclined toward the central portion of the pixel region in plan view. Method.
プロジェクター。 A projector comprising the liquid crystal device according to any one of claims 1 to 6.
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