JP5845679B2 - 電気光学装置、電気光学装置の製造方法および投射型表示装置 - Google Patents
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Description
(投射型表示装置の構成)
図1を参照して、本発明の実施の形態1に係る電気光学装置をライトバルブとして用いた投射型表示装置を説明する。図1は、本発明を適用した投射型表示装置の概略構成図である。
図2は、図1に示した投射型表示装置において液晶ライトバルブ(電気光学装置100/液晶装置)に用いた液晶パネルの基本構成を示す説明図であり、図2(a)、(b)は、液晶パネルの基本的な構造を模式的に示す説明図、および電気光学装置100の電気的構成を示すブロック図である。なお、図1に示す液晶ライトバルブ115〜117および液晶パネル115c〜117cは、変調する光の波長領域が異なるだけであり、基本的構成が共通するので、液晶ライトバルブ115〜117を電気光学装置100とし、液晶パネル115c〜117cを液晶パネル100pとして説明する。
図3は、本発明の実施の形態1に係る電気光学装置100に用いた液晶パネル100pの具体的構成例を示す説明図であり、図3(a)、(b)は各々、液晶パネル100pを各構成要素と共に第2基板の側から見た平面図、およびそのH−H′断面図である。なお、図3(b)には、後述する反射部26の図示を省略してある。
図4は、本発明の実施の形態1に係る電気光学装置100の画素の説明図であり、図4(a)、(b)は各々、第1基板10において隣り合う画素の平面図、および図4(a)のF−F′線に相当する位置で電気光学装置100を切断したときの断面図である。なお、図4(a)では、各領域を以下の線で表してある。
走査線3a=太い実線
半導体層1a=細くて短い点線
データ線6aおよびドレイン電極6b=一点鎖線
第1電極層5aおよび中継電極5b=細くて長い破線
第2電極層7a=二点鎖線
画素電極9a=太くて短い破線
図5は、本発明の実施の形態1に係る電気光学装置100の第2基板20に形成した反射部の説明図であり、図5(a)、(b)は、第2基板20の断面図、および反射部の平面構成を示す説明図である。なお、図5(a)では、第1基板10側の配向膜19等の図示を省略してある。また、図5(a)は、図5(b)のA−A′断面に相当する。
溝260内部の屈折率<基板本体20wの屈折率
にある。このため、溝260の側面261、262は反射面として機能する。また、基板本体20wの屈折率をn11とし、溝260内部の屈折率をn12とし、側面261、262の法線に対する光の入射角度をθ1とした場合、n11>n12であって、かつ、n11、n12、θ1が以下の式
sinθ1>n12/n11
を満たせば、側面261、262では全反射が起こる。ここで、溝260の内部は真空状態であるため、n12が極めて小さい。それ故、側面261、262では広い角度範囲にわたって全反射が起こる。また、第1封止膜27および第2封止膜28は、溝260の外部に形成されているので、溝260の側面261、262の全体が、広い角度範囲で全反射が起こる反射面になっている。
このように構成した電気光学装置100では、図1を参照して説明した光源部130からは様々な入射角度の光が入射し、かかる入射光のうち、画素電極9aに向かう光は、矢印L1で示すように、そのまま進行する。また、矢印L2で示すように、画素電極9aから外れた方向(画素間領域10fに向かう方向)に向かう光については、矢印L3で示すように、溝260の側面261、262で反射させ、画素電極9aに向かわせる。
図6および図7を参照して、電気光学装置100の製造工程のうち、反射部26を製造する工程を説明する。図6および図7は、本発明の実施の形態1に係る電気光学装置100の製造方法を示す説明図である。なお、図6および図7では、図5とは反対に第2基板20の一方面20sを上向きに表してある。また、以下に説明する工程以外の工程、例えば、第1基板10の製造工程や第1基板10と第2基板20との貼り合わせ工程等については周知の方法を採用することができるので、それらの説明を省略する。
以上説明したように、本形態の電気光学装置100では、第2基板20において、溝260が開口する面(基板本体20wの一方面20s)には、第1封止膜27と第2封止膜28とが設けられており、溝260は中空状態にある。このため、中空の溝260の側面261、262は、溝260内の媒質(空気や真空)と第2基板20の媒質との屈折率の差に起因する反射面となる。従って、第2基板20では、画素電極9aの間(画素間領域10f)に向かおうとする光を溝260の側面261、262で反射し、画素電極9aに向かわせることができるので、表示等に寄与する光の比率が高い。
上記実施の形態では、犠牲膜24として樹脂材料を用いたが、シリコン膜や金属膜等の無機材料によって犠牲膜24を形成してもよい。
(反射部26等の構成)
図8は、本発明の実施の形態2に係る電気光学装置100の第2基板20に形成した反射部の説明図であり、図8(a)、(b)は、第2基板20の断面図、および反射部の平面構成を示す説明図である。なお、図8(a)は、図8(b)のB−B′断面に相当する。また、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
図9および図10を参照して、電気光学装置100の製造工程のうち、反射部26を製造する工程を説明する。図9および図10は、本発明の実施の形態2に係る電気光学装置100の製造方法を示す説明図である。なお、図9および図10では、図8とは反対に第2基板20の一方面20sを上向きに表してある。また、以下に説明する工程以外の工程、例えば、第1基板10の製造工程や第1基板10と第2基板20との貼り合わせ工程等については周知の方法を採用することができるので、それらの説明を省略する。
以上説明したように、本形態の電気光学装置100でも、実施の形態1と同様な構成を有しているので、実施の形態1と同様な効果を奏する。例えば、第2基板20において、溝260が開口する面(基板本体20wの一方面20s)には、第1封止膜27と第2封止膜28とが設けられており、溝260は中空状態にあるため、画素電極9aの間(画素間領域10f)に向かおうとする光を溝260の側面261、262で反射し、画素電極9aに向かわせることができる。また、第1封止膜27には、溝260の開口部265より小さな開口面積をもって溝内に連通する貫通部275が設けられているため、第1封止膜27を形成する前、溝260内に犠牲膜25を形成しておき、第1封止膜27を形成した後、貫通部275を介して犠牲膜25を除去することができる。このため、第1封止膜27を溝260の開口部265を塞ぐように形成することができるとともに、第1封止膜27が溝260の奥まで形成されることを防止することができる。また、犠牲膜25を除去するので、溝260の側面261、262のうち、犠牲膜25と接していた部分も反射面として機能する。それ故、溝260の側面261、262を広い面積にわたって反射面として利用することができる。さらに、第1封止膜27に形成した貫通部275は、溝260の開口部265に比して開口面積が狭いので、第1封止膜27上に第2封止膜28を形成すれば、第1封止膜27の貫通部275を第2封止膜28で塞ぐことができる。このため、膜の形成(第1封止膜27および第2封止膜28の形成)によって溝260の開口部265を塞いで溝260の内部を中空状態とすることができ、かかる構成であれば、カバーガラスを接着して開口部を塞ぐ場合と比較して、生産性が高い。
上記実施の形態では、金属膜除去工程においてエッチングにより溝260の外部の犠牲膜25(金属膜)を除去したが、化学機械研磨等の研磨によって、溝260の外部の犠牲膜25(金属膜)を除去してもよい。
上記実施の形態1、2では、第1基板10および画素電極9aが透光性を有している場合であったが、画素電極9aを反射性金属膜から構成した反射型の電気光学装置100に本発明を適用してもよい。
Claims (10)
- 複数の画素電極および前記複数の画素電極の各々に対応するスイッチング素子が設けられた第1基板と、
該第1基板に対向配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた電気光学物質層と、
を有し、
前記第1基板および前記第2基板のうちの一方の基板は、透光性基板であって、
当該一方の基板には、
前記複数の画素電極において隣り合う画素電極の間に開口部を向ける中空の溝と、
前記溝が開口する面側で前記開口部を塞ぐように形成されているとともに、前記開口部より小さな開口面積をもって前記溝内に連通する貫通部が設けられた第1封止膜と、
該第1封止膜の前記溝とは反対側の面に形成されて前記貫通部を塞ぐ第2封止膜と、
が設けられ、
前記第1封止膜および前記第2封止膜は、透光性絶縁膜からなることを特徴とする電気光学装置。 - 前記第1封止膜は、前記溝に対してオーバーハング状態にあって、当該溝の側面には設けられていないことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
- 前記溝の側面は、前記隣り合う画素電極の間に向けて傾いた斜面になっていることを特徴とする請求項1または2に記載の電気光学装置。
- 前記溝は、内部が真空状態にあることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の電気光学装置。
- 前記溝は、前記第2基板に設けられていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の電気光学装置。
- 前記画素電極および前記第1基板は、透光性を有していることを特徴とする請求項5に記載の電気光学装置。
- 複数の画素電極および前記複数の画素電極の各々に対応するスイッチング素子が設けられた第1基板と、
該第1基板に対向配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた電気光学物質層と、
を有し、
前記第1基板および前記第2基板のうちの一方の基板は、透光性基板であり、
前記一方の基板に前記複数の画素電極において隣り合う画素電極の間に開口部を向ける溝を形成する溝形成工程と、
前記溝内に前記開口部を塞ぐ犠牲膜を形成する犠牲膜形成工程と、
前記溝が開口する面上および前記犠牲膜上に第1封止膜を形成する第1封止膜形成工程と、
前記第1封止膜の前記犠牲膜と重なる位置に前記開口部より小さな開口面積の貫通部を形成する貫通部形成工程と、
前記貫通部を介して前記犠牲膜を除去する犠牲膜除去工程と、
前記第1封止膜上に第2封止膜を形成して前記貫通部を塞ぐ第2封止膜形成工程と、
を有し、
前記第1封止膜および前記第2封止膜は、透光性絶縁膜からなることを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 前記犠牲膜形成工程では、前記犠牲膜として樹脂材料を前記溝内に充填することを特徴とする請求項7に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記犠牲膜形成工程では、前記溝が開口する面上に金属膜を成膜する金属膜成膜工程と、前記金属膜を加熱により溶融させて当該金属膜によって前記溝の開口部を塞ぐ加熱工程と、前記金属膜のうち、前記溝の外部に形成されている部分を除去する一方、前記溝の内部で前記開口部を塞ぐ部分を残す金属膜除去工程と、を行うことを特徴とする請求項7に記載の電気光学装置の製造方法。
- 請求項1乃至6の何れか一項に記載の電気光学装置を用いた投射型表示装置であって、
前記一方の基板の側から前記電気光学装置に入射する光を出射する光源部と、前記電気光学装置によって変調された光を投射する投射光学系と、を有していることを特徴とする投射型表示装置。
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