KR20070082037A - 전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법, 프로젝터 및전자 기기 - Google Patents

전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법, 프로젝터 및전자 기기 Download PDF

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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

광 이용 효율이 우수하고, 비용이 저렴한 박형 전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법, 프로젝터 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 프리즘 소자(211)를 구성하는 홈(63)을 메우도록 충전물(212)이 마련되기 때문에, 프리즘 소자(211)가 마련된 대향 기판(200)의 표면상에 차광부(203a)를 배치했을 때에, 충전물(212)이 마치 토대처럼 차광부(203A)를 유지하게 된다. 충전물(212)이 차광부(203a)를 유지하기 때문에, 대향 기판(200)의 표면에 커버 유리를 붙이지 않는 구성으로 할 수 있다. 이에 따라, 광 이용 효율이 우수하고, 비용이 저렴한 박형의 액정 패널(120R)을 얻을 수 있다.

Description

전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법, 프로젝터 및 전자 기기{ELECTRO-OPTIC DEVICE, METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRO-OPTIC DEVICE, PROJECTOR, AND ELECTRONIC APPARATUS}
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 프로젝터의 전체 구성을 나타내는 도면,
도 2는 본 실시예에 따른 액정 패널의 전체 구성도,
도 3은 본 실시예에 따른 액정 패널의 사시 구성도,
도 4는 본 실시예에 따른 액정 패널의 부분 단면 구성도,
도 5는 프리즘 소자의 작용 설명도,
도 6은 프리즘 소자의 작용 설명도,
도 7은 액정 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단면 공정도,
도 8은 액정 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단면 공정도,
도 9는 액정 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단면 공정도,
도 10은 액정 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단면 공정도,
도 11은 액정 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단면 공정도,
도 12는 본 발명의 실시예 2에 따른 액정 패널의 부분 단면 구성도,
도 13은 액정 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단면 공정도,
도 14는 액정 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단면 공정도,
도 15는 액정 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단면 공정도,
도 16은 본 발명의 실시예 3에 따른 액정 패널의 부분 단면 구성도,
도 17은 본 발명의 실시예 4에 따른 액정 패널의 단면 공정도,
도 18은 본 실시예에 따른 액정 패널의 단면 공정도,
도 19는 본 실시예에 따른 액정 패널의 단면 공정도,
도 20은 본 발명의 실시예 5에 따른 액정 패널의 부분 단면 구성도,
도 21은 본 실시예에 따른 액정 패널의 단면 공정도,
도 22는 본 실시예에 따른 액정 패널의 단면 공정도,
도 23은 본 실시예에 따른 액정 패널의 단면 공정도,
도 24는 본 실시예에 따른 액정 패널의 단면 공정도,
도 25는 본 발명의 실시예 6에 따른 액정 패널의 부분 단면 구성도,
도 26은 본 실시예에 따른 액정 패널의 단면 공정도,
도 27은 본 실시예에 따른 액정 패널의 단면 공정도,
도 28은 본 실시예에 따른 액정 패널의 단면 공정도,
도 29는 본 발명의 실시예 7에 따른 액정 패널의 부분 단면 구성도,
도 30은 프리즘 소자의 작용 설명도,
도 31은 본 발명의 실시예 8에 따른 액정 패널의 부분 단면 구성도,
도 32는 본 발명의 실시예 9에 따른 전자 기기의 부분 단면 구성도,
도 33은 본 발명에 따른 프리즘 소자의 다른 구성을 나타내는 부분 단면 구성도이다.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 프로젝터 110R, 110G, 110B : 공간 광 변조 장치(액정 장치)
120R, 120G, 120B : 액정 패널(전기 광학 장치)
200 : 대향 기판(기판) 203a : 차광부(기능층)
205 : 액정층 211 : 프리즘 소자
211a : 사면
본 발명은 전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법, 프로젝터 및 전자 기기에 관한 것이다.
프로젝터의 광 밸브로서 이용되는 전기 광학 장치의 화상 표시 영역에는, 광을 사출하는 화소부와, 이 화소부에 전기 신호를 공급하는 배선이 형성된 화소간 영역이 마련된다. 예컨대, 액정 장치에 있어서는, 이 화소간 영역은 통상 차광부에 의해 덮어져 있고, 이 부분에서 광이 투과하지 않게 되어 있다.
이러한 전기 광학 장치에 있어서는, 화소부로부터 사출되는 광의 광량은 가능한한 많고, 밝은 광인 것이 바람직하며, 높은 광 이용 효율을 실현할 것이 요구되고 있다. 예컨대, 특허문헌 1에는, 화소간 영역에 V자형 홈을 갖는 광학 소자를 이용한 액정 장치가 개시되어 있다. 이 광학 소자는 액정 장치의 대향하는 한 쌍 의 기판 중 한쪽 기판 쪽에 마련되어 있고, 화소간 영역을 통과하는 광이 상기 홈에 의해 화소부내로 반사된다. 즉, 이 홈은 프리즘의 역할을 하도록 되어 있다. 이에 따라, 광 이용 효율을 높일 수 있게 되어 있다.
한편, 이 홈은 기판 표면의 화소간 영역에 마련되기 때문에, 차광부를 형성하는 영역과 겹치게 된다. 기판 표면에 홈이 형성되어 있으면, 차광부가 이 홈에 함몰하여, 변형하거나 파손하거나 해 버릴 우려가 있다. 이 때문에, 홈이 형성된 기판 표면에 커버 유리를 부착하고, 이 커버 유리 상에 차광부를 형성하도록 하고 있다.
(특허문헌 1) 일본 공개 특허 공보 평3-170911호
그러나, 커버 유리를 붙이면 그 커버 유리의 두께만큼 액정 장치가 두꺼워지는데다, 특허문헌 1의 도 5에 나타내는 구성에서는, 반사 광선이 커버 유리 중을 진행하여 차광부에 조사되어 광 이용 효율의 저하를 초래한다. 또한, 커버 유리를 붙이는데 따른 비용 증대가 예상된다.
이러한 사정에 비추어, 본 발명의 적어도 한가지 태양의 목적은, 광 이용 효율이 우수하고, 비용이 저렴한 박형의 전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법, 프로젝터 및 전자 기기를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 전기 광학 장치는, 한 쌍의 기판을 갖고, 이 한 쌍의 기판 사이에 전기 광학 물질을 유지하여 이루어지는 전기 광학 장치로서, 상기 한 쌍의 기판 중 한쪽 기판은, 그 기판의 상기 전기 광학 물질 쪽 표면에, 그 기판의 입사광을 집광하는 집광 수단이 형성되어 이루어지고, 적어도 상기 집광 수단과 평면에서 보아 겹치도록 마련된 상기 전기 광학 장치를 구성하는 기능층을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다른 전기 광학 장치는 한 쌍의 기판을 갖고, 이 한 쌍의 기판 사이에 전기 광학 물질을 유지하여 이루어지는 전기 광학 장치로서, 상기 한 쌍의 기판 중 한쪽 기판은, 그 기판의 상기 전기 광학 물질 쪽 표면에, 그 기판의 입사광을 집광하는 프리즘 소자가 형성되어 이루어지고, 상기 프리즘 소자는 상기 표면에 홈을 형성하여 이루어지며, 상기 홈내에는 그 홈내를 메우도록 하여 충전된 충전물이 배치되고, 적어도 상기 충전물의 표면에 평면에서 보아 겹치도록 마련된 상기 전기 광학 장치를 구성하는 기능층을 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 「전기 광학 장치」란, 전계에 의해 물질의 굴절률이 변화되어 광의 투과율을 변화시키는 전기 광학 효과를 갖는 것 외에, 전기 에너지를 광학 에너지로 변환하는 것 등도 포함하여 총칭하고 있다. 구체적으로는, 전기 광학 물질로서 액정을 이용하는 액정 표시 장치, 유기 EL(Electro-Luminescence)을 이용하는 유기 EL 장치, 무기 EL을 이용하는 무기 EL 장치, 전기 광학 물질로서 플라즈마용 가스를 이용하는 플라즈마 디스플레이 장치 등이 있다. 또한, 전기 영동 디스플레이 장치(EPD : Electrophoretic Display), 전계 방출 표시 장치(FED : Field Emission Display) 등이 있다. 또한, 「기능층」이란, 전기 광학 장치를 구성하는 기판 상 등에 마련된 차광부나 전극층 등, 전기 광학 장치를 기능시키기 위해 마련된 층을 말하는 것으로 한다.
본 발명에 의하면, 프리즘 소자를 구성하는 홈을 메우도록 유동성 재료인, 수지 재료 혹은 졸겔 유리, 미소 고형(분말) 재료 등의 충전물이 마련되어 있기 때문에, 충전물 상에 전기 광학 장치에 이용되는 기능층을 배치했을 때에, 그 충전물이 마치 토대처럼 기능층을 유지하게 된다. 충전물이 기능층을 유지하기 때문에, 기판 표면에 커버 유리를 붙이지 않는 구성으로 할 수 있다. 이에 따라, 광 이용 효율이 우수하고, 비용이 저렴한 박형의 전기 광학 장치를 얻을 수 있다.
또한, 상기 기능층은 차광부인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 예컨대, 프리즘 소자가 전기 광학 장치의 화소 영역 사이에 마련되는 경우, 프리즘 소자에 겹치도록 차광부를 마련할 수 있다. 종래와 같이, 커버 유리를 마련하여 커버 유리 상에 차광부를 마련한 구성에서는 프리즘과 차광부가 기판면으로부터의 높이 방향으로 떨어져 있기 때문에, 프리즘 소자가 마련된 기판을 투과한 광이, 이 커버 유리 상의 차광부에 의해 흡수되는 경우가 있었다. 이에 대하여, 본 발명에서는, 차광부를 충전물 상에 직접 형성함으로써, 차광부에 의해 흡수되는 광의 광량을 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 충전물은 유동성 재료인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 충전물을 구성하는 재료로서 유동성 재료를 이용하는 것 으로, 홈내로의 충전을 용이하게 할 수 있음과 아울러, 충전 재료 표면을 평탄화하는 것이 용이해진다. 또한, 충전물의 표면이 상기 기판의 표면과 1면 상태로 되는 것이 바람직하다. 충전물의 표면이 기판의 표면과 1면 상태로 되어 있기 때문에, 예컨대, 해당 충전물 상과 기판 표면 상에 걸쳐 기능층을 마련하는 경우에는, 평탄한 면 위에 마련하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 충전물의 광 굴절률은 상기 기판의 광 굴절률과 다른 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 충전물의 광굴절률이 기판의 광 굴절률과 다른 경우, 기판의 내측으로부터 홈으로 입사한 광을 전반사시킬 수 있다. 이에 따라, 광을 효율적으로 이용할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 충전물은 상기 기판의 광 굴절률보다 낮은 광 굴절률을 갖는 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 충전물은 기판의 광 굴절률보다 낮은 광 굴절률을 갖는 재료로 이루어지기 때문에, 기판의 내측으로부터 홈에 입사한 광을 전반사시키는 것이 보다 넓은 입사 각도에서 용이하게 할 수 있다. 이에 따라, 광을 한층 효율적으로 이용할 수 있다.
또한, 상기 충전물은 금속 재료 또는 금속 재료 이외의 불투명 재료를 포함하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 충전물이 금속 재료를 포함하고 있기 때문에, 기판의 내측으로부터 홈에 입사한 광을 반사시킬 수 있다. 또한, 금속 재료를 포함한 충전 물 또는 불투명 재료인 세라믹, 카본, 광물 등의 불투명 재료를 포함한 충전물은, 전기 광학 장치를 구성하는 차광부의 기능을 겸비하게 된다. 이에 따라, 별도의 차광부를 마련할 필요가 없고, 비용의 절감을 도모할 수 있다.
또한, 상기 충전물의 열 팽창률은 상기 기판의 열 팽창률과 거의 같은 것이 바람직하다.
충전물의 열 팽창률과 기판의 열 팽창률의 차가 크면, 기판이 변형하여 전기 광학 장치에 마련되는 각 기능 소자의 기능이 저하되게 된다. 이에 대하여, 본 발명에 의하면, 충전물의 열 팽창률과 기판의 열 팽창률이 거의 같기 때문에, 이러한 기능의 저하를 회피할 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 전기 광학 장치가 프로젝터 등의 고온하에서 사용되는 기기에 탑재되는 경우에는, 기판과 충전물과의 사이에 열팽창에 의한 왜곡이 발생하는 일이 없다.
본 발명에 따른 전기 광학 장치의 제조 방법은, 한 쌍의 기판을 갖고, 이 한 쌍의 기판 사이에 전기 광학 물질을 유지하여 이루어지는 전기 광학 장치의 제조 방법으로서, 상기 한 쌍의 기판 중 한쪽 기판의 상기 전기 광학 물질 쪽 표면에, 그 기판의 입사광을 집광하는 프리즘 소자로 되는 홈을 형성하는 공정과, 상기 홈의 내부에 중공 부분이 마련되도록 충전물을 충전하는 공정과, 적어도 상기 충전물의 표면에 평면에서 보아 겹치도록, 상기 전기 광학 장치를 구성하는 기능층을 배치하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다른 전기 광학 장치의 제조 방법은, 한 쌍의 기판을 갖고, 이 한 쌍의 기판 사이에 전기 광학 물질을 유지하여 이루어지는 전기 광학 장치의 제조 방법으로서, 상기 한 쌍의 기판 중 한쪽 기판의 상기 전기 광학 물질 쪽 표면에, 그 기판의 입사광을 집광하는 프리즘 소자로 되는 홈을 형성하는 공정과, 상기 홈의 내부에 유동성 재료를 유입시키는 공정과, 상기 홈의 내부에 유입된 상기 유동성 재료를 경화시키는 공정과, 적어도 경화시켜진 상기 유동성 재료에 겹치도록, 상기 전기 광학 장치를 구성하는 기능층을 배치하는 공정을 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 프리즘 소자를 구성하는 홈내에 유동성 재료를 유입시키고, 그 후 그 유동성 재료를 경화시킴으로써 홈내에 충전물을 용이하게 충전시킬 수 있음과 아울러, 유동성 재료의 표면을 평탄화하는 것이 용이해진다.
본 발명에 따른 집광 기판은, 홈이 형성된 기재와, 상기 홈내에 배치된 제 1 재료를 포함하며, 상기 제 1 재료의 굴절률은 상기 기재의 굴절률과 다른 것을 특징으로 한다.
상기의 집광 기판에 있어서, 또한 상기 홈에 대응하여 제 2 재료가 마련되더라도 좋다. 상기 제 2 재료는 차광성을 구비하고 있더라도 좋다. 이 경우, 상기 차광부는 상기 제 1 재료와 겹쳐 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기의 집광 기판은 전기 광학 장치에 이용하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 다른 전기 광학 장치는 홈이 형성된 기재와, 상기 홈내에 배치된 제 1 재료와, 복수의 화소 전극을 구비한 전기 광학 패널을 포함하며, 상기 홈은 상기 복수의 화소 전극 중 서로 인접하는 2개의 화소 전극 사이의 영역과 겹쳐 마련되는 것을 특징으로 한다.
상기의 전기 광학 장치에 있어서, 상기 제 1 재료의 굴절률은 상기 기재의 굴절률과는 달라도 좋다.
상기의 전기 광학 장치에 있어서, 상기 홈에 대응하여 배치된 제 2 재료를 포함하도록 하여도 좋다.
상기의 전기 광학 장치에 있어서, 상기 제 2 재료는 차광성을 갖고 있더라도 좋다.
본 발명에 따른 프로젝터는, 상기의 전기 광학 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 밝은 표시가 가능하고 박형이고 저렴한 전기 광학 장치를 구비하고 있기 때문에, 콘트라스트·표시 특성이 높은 양질의 프로젝터를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 전자 기기는, 상기의 전기 광학 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 밝은 표시가 가능하고, 박형이고 저렴한 전기 광학 장치를 구비하고 있기 때문에, 콘트라스트·표시 특성이 높은 양질의 표시부를 갖는 전자 기기를 얻을 수 있다.
(실시예 1)
(프로젝터)
우선, 본 발명의 실시예 1에 따른 프로젝터의 개략 구성을 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 광원부인 초고압 수은 램프(101)는, 제 1 색광인 적색광(이하, 「R 광」이라고 한다.), 제 2 색광인 녹색광(이하, 「G 광」이라고 한다.), 및 제 3 색광인 청색광(이하, 「B 광」이라고 한다.)을 포함하는 광을 공급한다. 인티그레이터(104)는, 초고압 수은 램프(101)로부터의 광의 조도 분포를 균일화한다. 조도 분포가 균일화된 광은, 편광 변환 소자(105)에 의해 특정한 진동 방향을 갖는 편광 광, 예컨대, s편광 광으로 변환된다. s편광 광으로 변환된 광은, 색분리 광학계를 구성하는 R광 투과 다이클로익 미러(106R)에 입사한다. 이하, R광에 대하여 설명한다. R광 투과 다이클로익 미러(106R)는 R광을 투과하고, G광, B광을 반사한다. R광 투과 다이클로익 미러(106R)를 투과한 R광은 반사 미러(107)에 입사한다. 반사 미러(107)는 R광의 광로를 90°구부린다. 광로가 구부려진 R광은 제 1 색광인 R광을 화상 신호에 따라 변조하는 제 1 색광용 공간 광 변조 장치(110R)에 입사한다. 제 1 색광용 공간 광 변조 장치(110R)는 R광을 화상 신호에 따라 변조하는 투과형 액정 표시 장치이다. 또, 다이클로익 미러를 투과하더라도, 광의 편광 방향은 변화하지 않기 때문에, 제 1 색광용 공간 광 변조 장치(110R)에 입사하는 R광은 s편광 광 그대로의 상태이다.
제 1 색광용 공간 광 변조 장치(110R)는 λ/2 위상차판(123R), 유리판(124R), 제 1 편광판(121R), 액정 패널(120R), 및 제 2 편광판(122R)을 갖는다. 액정 패널(120R)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다. λ/2 위상차판(123R) 및 제 1 편광판(121R)은 편광 방향을 변환시키지 않는 투광성 유리판(124R)에 접하는 상태로 배치된다. 이에 따라, 제 1 편광판(121R) 및 λ/2 위상차판(123R)이 발열에 의해 비뚤어져 버린다고 하는 문제를 회피할 수 있다. 또, 도 1에 있어서, 제 2 편광판(122R)은 독립하여 마련되지만, 액정 패널(120R)의 사출면이나, 크로스 다이클로익 프리즘(112)의 입사면에 접하는 상태로 배치하더라도 좋다.
제 1 색광용 공간 광 변조 장치(110R)에 입사한 s편광 광은 λ/2 위상차판(123R)에 의해 p편광 광으로 변환된다. p편광 광으로 변환된 R광은, 유리판(124R) 및 제 1 편광판(121R)을 그대로 투과하여, 액정 패널(120R)에 입사한다. 액정 패널(120R)에 입사한 p편광 광은 화상 신호에 따른 변조에 의해, R광이 s편광 광으로 변환된다. 액정 패널(120R)의 변조에 의해, s편광 광으로 변환된 R광이, 제 2 편광판(122R)에서 사출된다. 이렇게 하여, 제 1 색광용 공간 광 변조 장치(110R)에서 변조된 R광은, 색합성 광학계인 크로스 다이클로익 프리즘(112)에 입사한다.
다음에, G광에 대하여 설명한다. R광 투과 다이클로익 미러(106R)에서 반사된, G광과 B광은 광로가 90°구부려진다. 광로가 구부려진 G광과 B광은 B광 투과 다이클로익 미러(106G)에 입사한다. B광 투과 다이클로익 미러(106G)는 G광을 반사하고 B광을 투과한다. B광 투과 다이클로익 미러(106G)에서 반사된 G광은 제 2 색광인 G광을 화상 신호에 따라 변조하는 제 2 색광용 공간 광 변조 장치(110G)에 입사한다. 제 2 색광용 공간 광 변조 장치(110G)는 G광을 화상 신호에 따라 변조하는 투과형 액정 표시 장치이다. 제 2 색광용 공간 광 변조 장치(110G)는 액정 패널(120G), 제 1 편광판(121G) 및 제 2 편광판(122G)을 갖는다. 액정 패널(120G)의 상세에 관해서는 후술한다.
제 2 색광용 공간 광 변조 장치(110G)에 입사하는 G광은 s편광 광으로 변환된다. 제 2 색광용 공간 광 변조 장치(110G)에 입사한 s편광 광은 제 1 편광판(121G)을 그대로 투과하여, 액정 패널(120G)에 입사한다. 액정 패널(120G)에 입사한 s편광 광은 화상 신호에 따른 변조에 의해, G광이 p편광 광으로 변환된다. 액정 패널(120G)의 변조에 의해 p편광 광으로 변환된 G광이 제 2 편광판(122G)에서 사출된다. 이렇게 하여, 제 2 색광용 공간 광 변조 장치(110G)에서 변조된 G광은 색합성 광학계인 크로스 다이클로익 프리즘(112)에 입사한다.
다음으로, B광에 대하여 설명한다. B광 투과 다이클로익 미러(106G)를 투과한 B광은, 2장의 릴레이 렌즈(108)와, 2장의 반사 미러(107)를 경유하여, 제 3 색광인 B광을 화상 신호에 따라 변조하는 제 3 색광용 공간 광 변조 장치(11OB)에 입사한다. 제 3 색광용 공간 광 변조 장치(110B)는 B광을 화상 신호에 따라 변조하는 투과형 액정 표시 장치이다.
또, B광에 릴레이 렌즈(108)를 경유시키는 것은, B광의 광로의 길이가 R광 및 G광의 광로의 길이보다도 길기 때문이다. 릴레이 렌즈(108)를 이용하는 것에 의해, B광 투과 다이클로익 미러(106G)를 투과한 B광을 그대로 제 3 색광용 공간 광 변조 장치(110B)로 인도할 수 있다. 제 3 색광용 공간 광 변조 장치(110B)는 λ/2 위상차판(123B), 유리판(124B), 제 1 편광판(121B), 액정 패널(120B), 및 제 2 편광판(122B)을 갖는다. 또, 제 3 색광용 공간 광 변조 장치(110B)의 구성은 상술한 제 1 색광용 공간 광 변조 장치(110R)의 구성과 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
제 3 색광용 공간 광 변조 장치(110B)에 입사하는 B광은 s편광 광으로 변환된다. 제 3 색광용 공간 광 변조 장치(110B)에 입사한 s편광 광은 λ/2 위상차판(123B)에 의해 p편광 광으로 변환된다. p편광 광으로 변환된 B광은 유리판(124B) 및 제 1 편광판(121B)을 그대로 투과하여, 액정 패널(120B)에 입사한다. 액정 패널(120B)에 입사한 p편광 광은 화상 신호에 따른 변조에 의해 B광이 s편광 광으로 변환된다. 액정 패널(120B)의 변조에 의해 s편광 광으로 변환된 B 광이 제 2 편광판(122B)으로부터 사출된다. 제 3 색광용 공간 광 변조 장치(110B)에서 변조된 B광은 색합성 광학계인 크로스 다이클로익 프리즘(112)에 입사한다. 이와 같이, 색분리 광학계를 구성하는 R광 투과 다이클로익 미러(106R)와 B광 투과 다이클로익 미러(106G)는 초고압 수은 램프(101)로부터 공급되는 광을 제 1 색광인 R광과, 제 2 색광인 G광과, 제 3 색광인 B광으로 분리한다.
색합성 광학계인 크로스 다이클로익 프리즘(112)은 2개의 다이클로익막(112a, 112b)을 X자형으로 직교, 배치하여 구성되어 있다. 다이클로익막(112a)은 B광을 반사하고, G광을 투과한다. 다이클로익막(112b)은 R광을 반사하고 G광을 투과한다. 이와 같이, 크로스 다이클로익 프리즘(112)은 제 1 색광용 공간 광 변조 장치(110R), 제 2 색광용 공간 광 변조 장치(110G), 및 제 3 색광용 공간 광 변조 장치(110B)에서 각각 변조된 R광, G광 및 B광을 합성한다.
투사 렌즈(114)는 크로스 다이클로익 프리즘(112)에서 합성된 광을 스크린(116)에 투사한다. 이에 따라, 스크린(116)상에서 풀컬러 화상을 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이, 제 1 색광용 공간 광 변조 장치(110R) 및 제 3 색광용 공 간 광 변조 장치(110B)에서 크로스 다이클로익 프리즘(112)으로 입사되는 광은, s편광 광이 되도록 설정된다. 또한, 제 2 색광용 공간 광 변조 장치(110G)에서 크로스 다이클로익 프리즘(112)에 입사되는 광은 p편광 광이 되도록 설정된다. 이와 같이 크로스 다이클로익 프리즘(112)에 입사되는 광의 편광 방향을 다르게 함으로써 크로스 다이클로익 프리즘(112)에 있어서 각 색광용 공간 광 변조 장치로부터 사출되는 광을 유효하게 합성할 수 있다. 다이클로익막(112a, 112b)은 통상, s편광 광의 반사 특성이 우수하다. 이 때문에, 다이클로익막(112a, 112b)에서 반사되는 R광 및 B광을 s편광 광으로 하고, 다이클로익막(112a, 112b)을 투과하는 G광을 p편광 광으로 하고 있다.
(액정 패널)
다음으로, 도 2 및 도 3을 참조하여 액정 패널(전기 광학 장치)의 상세에 대하여 설명한다. 도 1에서 설명한 프로젝터(100)는 3장의 액정 패널(120R, 120G, 120B)을 구비하고 있다. 이들 3장의 액정 패널(120R, 120G, 120B)은 변조하는 광의 파장 영역이 다를 뿐이며, 기본 구성은 동일하다. 이 때문에, 액정 패널(120R)을 예로 들어 이하에 설명한다. 도 2는 액정 패널(120R)의 구성을 나타내는 평면도이며, 도 3은 액정 패널(120R)의 사시 단면도이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 액정 패널(120R)은 TFT 어레이 기판(208)과 대향 기판(200)을 중첩시킴과 아울러, 양자간에 마련된 밀봉(seal)재(52)에 의해 접합한 구성을 갖는다. 밀봉재(52)에 의해 구획된 영역내에는 액정층(205)이 봉입되 어 있다. 밀봉재(52)의 형성 영역의 안쪽에는, 차광성 재료로 이루어지는 주변 영역(53)이 형성되어 있다.
밀봉재(52)의 바깥쪽 영역에는 데이터선 구동 회로(41) 및 외부 회로 실장 단자(42)가 TFT 어레이 기판(208)의 한 변을 따라 형성되어 있고, 이 한 변에 인접하는 두 변을 따라 주사선 구동 회로(54)가 형성되어 있다. TFT 어레이 기판(208)의 나머지 한 변에는 화상 표시 영역의 양쪽에 마련된 주사선 구동 회로(54) 간을 접속하기 위한 복수의 배선(55)이 마련된다. 또한, 대향 기판(200)의 코너에서는, TFT 어레이 기판(208)과 대향 기판(200)과의 사이에서 전기적 도통을 취하기 위한 기판간 도통재(56)가 배치되어 있다.
또, 데이터선 구동 회로(41) 및 주사선 구동 회로(54)를 TFT 어레이 기판(208)의 위에 형성하는 대신에, 예컨대, 구동용 LSI가 실장된 TAB(Tape Automated Bonding) 기판과 TFT 어레이 기판(208)의 주변부에 형성된 단자군을 이방성 도전막을 거쳐서 전기적 및 기계적으로 접속하도록 하더라도 좋다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 대향 기판(200)의 안쪽 표면으로부터 내부에 걸쳐, 홈 형상으로 형성된 프리즘 소자(211)가 마련된다. 대향 기판(200)의 안쪽 표면에는 차광을 위한 차광부(203a)와 공통 전극(204)이 형성되어 있고, 공통 전극(204)의 표면 상에는 배향막(204c)이 형성되어 있다.
차광부(203a)는 프리즘 소자(211) 상에 격자 형상으로 형성되어 있고, 이 차광부(203a)로 둘러싸여 있는 직사각형 형상의 영역이 개구부(203b)로 되어 있다. 개구부(203b)는 초고압 수은 램프(101)로부터의 R광이 통과하는 화소부이다. 또 한, 대향 기판(200)의 내부에는, 복수의 프리즘 소자(211)로 이루어지는 프리즘군(210)이 형성되어 있다.
TFT 어레이 기판(208)의 안쪽 표면에는, 투명한 접착층(207)을 거쳐서 TFT 기판(206)이 고착되어 있다. TFT 기판(206)상에는, 화소 전극(206a)과, 그 화소 전극(206a)을 구동하는 TFT(Thin Film Transistor : 박막 트랜지스터, 도 4 참조)(206b)와, 배향막(206c)이 형성되어 있다.
화소 전극(206a)은 상술한 개구부(203b)에 평면에서 보아 겹치는 영역에 마련된다. 또는, 프리즘 소자(211)에 대응하는 홈 및 차광부(203a)는 서로 인접하는 두개의 화소 전극(206a)간의 영역에 겹쳐 배치되어 있다. TFT(206b)나 이 TFT에 전기 신호를 공급하는 배선(도시하지 않음) 등은 차광부(203a)에 평면에서 보아 겹치는 영역에 마련된다. 또한, 배향막(206c)은 화소 전극(206a), TFT(206b)의 표면상에 형성되어 있다(도 4 참조).
이 배향막(206c)과 상술한 배향막(204c)의 사이에는, 화상 표시를 위한 액정층(205)이 봉입되어 있다. 초고압 수은 램프(101)로부터의 R광은, 도 3의 위쪽으로부터 액정 패널(120R)로 입사하여, 개구부(203b), 공통 전극(204), 배향막(204c), 액정층(205), 배향막(206c), 화소 전극(206a), TFT 기판(206)의 순서로 투과하며, TFT 어레이 기판(208)쪽으로부터 스크린(116)의 방향으로 사출되게 되어 있다. 이 때, R광은 액정층(205)에 있어서 편광 성분이 변조되게 되어 있다(광변조 소자).
또, 도 1에 나타낸 구성에서는, 제 1 편광판(121R)과 제 2 편광판(122R)을 액정 패널(120R)에 대하여 별개로 마련하고 있다. 그러나, 이 대신에, 대향 기판(200)과 공통 전극(204) 사이, TFT 어레이 기판(208)과 TFT 기판(206) 사이 등에도 편광판을 마련하는 것으로도 할 수 있다. 또한, 프리즘군(210)은 제 1 편광판(121R)에 형성하더라도 좋다.
(프리즘 소자)
도 4(a)는 액정 패널(120R)의 단면 구성도이다.
프리즘 소자(211)는 대향 기판(200)의 안쪽 표면으로부터 내부에 걸쳐 형성된 홈(63)을 갖는 광로 편향부이며, 이 홈(63)내를 메우도록, 예컨대, 아크릴계 수지를 원료로 하는 충전물(212)이 마련된다. 프리즘 소자(211)의 단면은 이등변 삼각형으로 되어 있다.
충전물(212)을 구성하는 아크릴계 수지 재료의 굴절률(1.40)은 대향 기판(200)의 굴절률(1.46)보다 낮게 되어 있다. 따라서, 이 이등변 삼각형의 사변을 구성하는 사면(211a)에서는 대향 기판(200)내를 통과해 온 광을 전반사할 수 있게 되어 있다.
충전물(212)에 있어서는, 아크릴계 수지 외에, 예컨대, 에폭시계 수지, 멜라민계 수지, 폴리이미드계 수지 등의 투명한 수지 재료로 구성되어 있어도 좋다. 아크릴계 수지는, 전구체나 감광제(광중합 개시제)를 이용하는 것에 의해, 광의 조사에 의해 단시간에 용이하게 경화하기 때문에 적합하게 이용된다. 또한, 자외선 경화계 수지는 경화 수축이 적고, 프리즘 소자(211)의 신뢰성 확보, 형상 안정성 확보에 유효하다. 아크릴계 수지의 기본 구성의 구체예로서는, 프리폴리머 또는 올리고머, 모노머, 광중합 개시제를 들 수 있다.
프리폴리머 또는 올리고머로서는, 예컨대, 에폭시 아크릴레이트류, 우레탄 아크릴레이트류, 폴리에스테르 아크릴레이트류, 폴리에테르 아크릴레이트류, 스피로아세탈계 아크릴레이트류 등의 아크릴레이트류, 에폭시 메타크릴레이트류, 우레탄 메타크릴레이트류, 폴리에스테르 메타크릴레이트류, 폴리에테르 메타크릴레이트류 등의 메타크릴레이트류 등을 이용할 수 있다.
모노머로서는, 예컨대, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 2-히드록시메틸 메타크릴레이트, N-비닐-2-피롤리돈, 카르비톨 아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트, 이소보닐 아크릴레이트, 디시클로펜테닐 아크릴레이트, 1,3-부탄디올 아크릴레이트 등의 단관능성 모노머, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 펜타에리스리톨 디아크릴레이트 등의 2관능성 모노머, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리메타크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트 등의 다관능성 모노머 등을 이용할 수 있다.
광중합 개시제로서는, 예컨대, 2,2-디메톡시-2-페닐 아세토페논과 같은 아세토페논류, α-히드록시이소부틸페논, p-이소프로필-α-히드록시이소부틸페논과 같은 부틸페논류, p-tert-부틸디클로로아세토페논, p-tert-부틸트리클로로아세토페논, 및 α,α-디클로로-4-페녹시아세토페논과 같은 할로겐화 아세토페논류, 벤조페 논, N,N-테트라에틸-4,4-디아미노벤조페논과 같은 벤조페논류, 벤질, 벤질메틸메틸케탈과 같은 벤질류, 벤조인, 벤조인알킬에테르와 같은 벤조인류, 1-페닐-1,2-프로판디올-2-(o-에톡시카르보닐)옥심과 같은 옥심류, 2-메틸티오크산톤 및 2-클로로티오크산톤과 같은 크산톤류, 미힐러 케톤, 벤질메틸케탈과 같은 라디칼 발생 화합물 등을 이용할 수 있다.
또, 필요에 따라서, 산소에 의한 경화 저하를 방지할 목적으로 아민류 등의 화합물을 첨가하거나, 도포를 쉽게 할 목적으로 용제 성분을 첨가하더라도 좋다. 용제 성분으로서, 특별히 한정되지 않고, 여러 가지의 유기 용제, 예컨대, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 메톡시메틸 프로피오네이트, 에톡시에틸 프로피오네이트, 에틸 락테이트, 에틸 피루베이트, 메틸 아밀 케톤 등을 이용할 수 있다. 또한, 유동성 재료로서 졸겔 유리 재료를 이용하는 방법이나, 미소 수지 분말, 미소 금속 분말, 미소 유리 재료 분말, 미소 세라믹 분말이나, 미소 광물, 이들의 분말 재료를 수지 재료에 첨가한 것이 동일한 작성 방법 내에서 사용 가능하다.
프리즘 소자(211)의 충전물(212) 상에는 차광부(203a)가 마련된다. 즉, 차광부(203a)는 충전물(212)에 유지된 구성으로 되어 있다. 이 차광부(203a)는 충전물(212)에 평면에서 보아 겹치도록 마련된다. 구체적으로는, 이등변 삼각형의 정점 C1은 차광부(203a)의 중심 위치 C2에 대략 대응하고, 이등변 삼각형의 저변의 길이 W1(2차원적으로는 바닥 면적)과, 적어도 차광부(203a)의 길이 W2(2차원적으로는 면적)은 대략 동일 길이(크기)이기 때문에, 입사광이 개구부(203b)의 방향으로 전반사되게 되어 있다. 또한, 입사광의 변조에 기여하지 않는 차광부(203a) 근방의 영역을 유효하게 사용할 수 있게 되어 있다.
또, 예컨대, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 이 이등변 삼각형의 저변의 길이 W1(면적)을 차광부(203a)의 길이 W2(면적)보다 크게 함으로써, 액정 패널(120R)에 경사 방향으로부터 입사하는 광선이 차광부(203a)에 입사하는 것을 방지하기 위한 마진 영역을 확보할 수 있는 구성으로 해도 좋다. 또한, 사면(211a)의 방향 또는 각도를 적절히 설정하더라도 좋다.
다음으로, 도 5를 참조하여 프리즘 소자(211)의 작용에 대하여 설명한다. 도 5는 액정 패널(120R)로 입사하는 광선 L1, L2의 개략 광로도이다. 광선은 굴절률차가 있는 계면에서 반사 또는 굴절한다. 도 5의 설명에 있어서는, 설명을 간단히 하기 위해, 굴절률차가 미소한 계면에서는 광선을 직진시켜 광로를 나타내고 있다.
우선, 프리즘 소자(211)를 경유하지 않고, 개구부(203b)로 직접 입사하는 광선 L1에 대하여 설명한다. 공기중을 진행하여 온 광선 L1은, 예컨대, 석영 유리로 이루어지는 대향 기판(200)에 입사면(200)으로부터 입사한다. 그리고, 광선 L1은 대향 기판(200)을 투과하여, 개구부(203b)에서 공통 전극(204), 액정층(205), TFT 기판(206)을 투과한다. 화상 신호에 따라 변조된 광선 L1은 접착층(207)을 투과하여 TFT 어레이 기판(208)으로부터 사출한다. 광선 L1의 사출 각도 θ3은 투사 렌즈(114)의 NA에 의해 정해지는 최대 각도 θ4보다 작기 때문에, 광선 L1은 도시하지 않은 스크린(116)으로 투사된다.
다음으로, 광선 L1과는 다른 위치로 입사하는 광선 L2에 대해 설명한다. 광선 L2는 대향 기판(200)으로 입사면(200a)에서 입사한다. 대향 기판(200)내를 진행하는 광선 L2는 프리즘 소자(211)의 사면(211a)의 위치 P1에 입사한다. 프리즘 소자(211)는 대향 기판(200)보다 굴절률이 작은 부재로 구성되어 있다. 반사에 의한 광량 손실을 감소시키기 위해, 프리즘 소자(211)는, 입사하는 광선 L2가 화소부에 대응하는 개구부(203b)의 방향으로 전반사하도록 하는 굴절률을 갖는 것이 바람직하다. 또, 프리즘 소자(211)에 있어서의 반사 작용, 및 그 구성 부재의 상세에 관해서는 도 6을 이용하여 후술한다.
광선 L2는 프리즘 소자(211)에서 전반사되는 것에 의해, 개구부(203b)의 방향으로 광로가 편향된다. 사면(211a)에서 반사된 광선 L2는 개구부(203b)로 입사한다. 개구부(203b)로 입사한 광선 L2는 상술한 광선 L1과 같이 진행하여 TFT 어레이 기판(208)으로부터 사출한다.
(반사 각도, 사출 각도)
다음으로, 광선 L2의 입사 각도, 반사 각도, 사출 각도의 관계에 관해, 도 5를 계속해서 참조하여 설명한다. 대향 기판(200)은 입사면(200a)과 사출면(200b)으로 이루어지는 평행 평판이다. 위치 P1을 지나고, 또한 입사면(220a) 또는 사출면(200b)에 수직인 법선 N1과, 광선 L2가 이루는 각도를 입사 각도 θ1이라 한다. 또한, 프리즘 소자(211)의 사면(211a)은 대향 기판(200)의 사출면(200b)과 경사 각도 α를 이루도록 형성되어 있다. 또한, 액정 패널(120R)내를 진행하여, TFT 어레 이 기판(208)으로부터 사출하는 광선 L2의 각도를 사출 각도 θ2라고 한다.
여기서, 도 5에 있어서 광선 L2는 액정층(205) 상의 위치 P2, 및 화소 전극(206a) 상의 위치 P3에서 계면에 있어서의 굴절률차 때문에 굴절하도록 기재되어 있다. 광선 L2의 입사 각도 θ1, 및 사출 각도 θ2를 설명하는데 있어서, 간단하게 하기 위해, 이들 위치 P2, P3에 있어서는, 광선 L2는 거의 굴절하지 않고 그대로 직진하는 것으로 하여 취급한다. 이 취급하에서는 이하의 수학식 1이 성립한다.
Figure 112007013221808-PAT00001
위의 수학식 1로부터 명백한 바와 같이, 사면(211a)의 경사 각도 α를 적절히 설정함으로써 광선 L2의 입사 각도 θ1을 사출 각도 θ2로 변환하여 사출할 수 있다. 그리고, 광선 L2의 사출 각도 θ2를, 투사 렌즈(114)의 NA로 정해지는 최대 각도 θ4보다 작게 함으로써, 광선 L2는 도시하지 않은 스크린(116)으로 투사된다.
상술한 바와 같이, 개구부(203b)에 대해서는, 예컨대, 광원부인 초고압 수은램프(101)로부터 여러 가지 입사 각도의 광선 L1, L2가 진행해 간다. 개구부(203b) 로 프리즘 소자(211)를 거치지 않고 입사하는 광선 L1은 그대로 화상 신호에 따라 변조되어 TFT 어레이 기판(208)으로부터 사출한다.
이에 대하여, 개구부(203b) 주변의 비변조 영역인 차광부(203a)의 방향으로 입사하는 광선 L2는 개구부(203b)의 주변에 마련되어 있는 광로 편향부인 프리즘 소자(211)에 입사한다. 프리즘 소자(211)에 입사한 광선 L2는 개구부(203b)의 방 향으로 반사된다. 이에 따라, 본래는 개구부(203b)로 입사하지 않는 광선 L2의 광로를 반사에 의해 편향시킴으로써 효율 좋게 개구부(203b)로 이끌 수 있다.
또한, 광선 L1은 광로가 크게 변환되는 일 없이 액정 패널(120R)에서 사출된다. 덧붙여, 프리즘 소자(211)는 마이크로 렌즈와는 달리 집광 기능을 갖고 있지 않다. 이 때문에, 프리즘 소자(211)에서 반사한 광선 L2도, 그 사출 각도 θ2는 입사 각도 θ1에 비해 현저히 다른 것이 없다. 이 때문에, 예컨대, 대략 평행광이 액정 패널(120R)로 입사하는 경우, 변조된 광도 대략 평행광으로 사출된다.
그리고, 대략 평행광으로 사출된 광은 투사 렌즈(114)에서 반사되지 않고 스크린(116)에 투사된다. 이와 같이, 본 실시예에서는, 개구부(203b)에 효율 좋게 광선 L1, L2를 인도할 수 있는 것에 덧붙여, 제 1 색광용 공간 광 변조 장치(110R)로부터 사출되는 광선 L1, L2의 광축에 대한 광선 각도를 크게 하는 것을 저감할 수 있다. 따라서, 액정 패널(120R)로부터 사출된 광은 투사 렌즈(114)에 의해 반사되지 않기 때문에, 밝은 투사 화상을 얻을 수 있는 효과를 나타낸다.
또한, 액정층(205)에 입사광이 집광하면, 에너지 집중에 의해 액정 분자가 열화해 버릴 우려가 있다. 본 실시예는, 마이크로 렌즈와 같은 렌즈 성분을 갖고 있지 않다. 이 때문에, 배향막(206c)으로 입사하는 광을 집광시키는 일이 없다. 따라서, 광변조 소자를 구성하는 배향막(206c)의 일부분에서는 입사광이 집광되지 않고 대략 균일하기 때문에, 상술한 바와 같이 에너지 집중을 피할 수 있다. 이 결과, 배향막(206c)의 수명 장기화를 도모할 수 있고, 따라서, 액정 패널(120R)의 수명의 장기화를 도모할 수 있다.
다음으로, 도 6을 참조하여, 프리즘 소자(211)의 구성 및 반사 작용에 대하여 설명한다. 상술한 바와 같이, 사면(211a)에서는 대향 기판(200)의 굴절률 n2와 프리즘 소자(211)의 굴절률 사이에 굴절률차가 있음에 의해 프레넬 반사에 의해 L2의 방향으로 반사 광선을 진행시킬 수 있다. 또한, 반사에 의한 광량 손실을 감소시키기 위해, 광선 L2를 전반사시키는 것이 바람직하다. 전반사하기 위해서는, 다음 수학식 2의 조건을 만족시켜야 한다.
또한, 입사각 θin과 θ1의 관계에 대하여 설명하면, 사면(211a)과, 사출면(200b)에 수직인 법선 N1 사이의 각도 α의 경우 다음 수학식의 관계가 있고, θin=90°-θ1-α, 각각의 파라미터가, 입사 각도 θ1=12°, 사면 각도 α=0.5°인 경우 θin=77.5°가 된다. 이상의 파라미터를 수학식 2에 대입하면,
Figure 112007013221808-PAT00002
여기서, θin은 위치 P1에 있어서의 법선 N2에 대한 입사 각도, n1은 대향 기판(200)의 굴절률, n2는 프리즘 소자(211)의 굴절률을 각각 나타낸다. 예컨대, 도 4로 정의하는 입사 각도 θin=12°, 즉, θ1=77.5°의 경우, 전반사시키기 위한 굴절률 n1=1.46(석영), n2=1.42가 된다.
(제조 방법)
다음으로, 상기한 바와 같이 구성된 액정 패널(120R) 중, 대향 기판(200)에 프리즘 소자(211)를 형성하여, 차광부(203a)를 형성하는 수순에 대하여 설명한다. 도 7(a)∼도 7(c)는 프리즘 소자(211)의 홈을 형성하는 수순, 도 8∼도 11은 프리즘 소자(211)의 홈에 충전물(212)을 충전하는 수순을 각각 나타내고 있다.
이 프리즘 소자(211)는 레이저 애플리케이션에 의한 방법이나, 드라이 에칭 프로세스를 이용한 방법에 의해 형성할 수 있다. 레이저 애플리케이션에 의한 방법에서는, 미리 설정한 데이터에 근거하여 투명 기판에 CO2 레이저를 조사함으로써 프리즘 소자를 형성할 수 있다. 도 7(a)∼도 7(c)에 나타내는 수순은 두꺼운 레지스트막을 이용하는 드라이 에칭 프로세스에 의해, 상기한 프리즘 소자(211)를 형성하는 것이다.
우선, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 기판(61)에 수지 레지스트층(62)을 형성한다. 기판(61)은 유리 기판이나 투명 수지 기판을 이용할 수 있다. 수지 레지스트층(62)은 마스크층으로서, 예컨대, 50㎛∼200㎛의 두께로 도포한다. 수지 레지스트층(62)에는, 예컨대, SU-8, KMPR(모두 마이크로켐사의 등록 상표)을 이용할 수 있다. 다음에, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 프리즘 소자(211)를 형성하는 개소의 수지 레지스트층(62)을 제거하도록 패터닝을 행한다. 패터닝 후, 약 60분간, 약 100℃의 온도에서 베이크한다.
다음으로, 패터닝된 수지 레지스트층(62)을 하드마스크로 해서 드라이 에칭을 행한다. 드라이 에칭에는, 예컨대, 고밀도 플라즈마를 형성가능한 ICP 드라이 에칭 장치를 이용한다. 드라이 에칭에 의해, 도 7(c)에 나타내는 바와 같이, 기판(61)에 단면 이등변 삼각형의 홈(63)이 형성된다. 에칭 영역에 고밀도 플라즈마 를 균일하게 형성할 수 있는 에칭 가스로서, 예컨대, C4F8이나 CHF3 등의 불화물계 가스를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 예컨대, 에칭시에 대향 기판(200)의 온도를 설정함으로써 홈(63)의 경사각을 소망하는 각도로 설정할 수 있다.
기판(61)의 재료와 수지 레지스트층(62)의 재료의 에칭 선택비를, 예컨대, 4대 1로 하는 것에 의해, 수지 레지스트층(62)의 두께에 비해 약 4배의 깊이를 갖는 홈(63)을 기판(61)에 형성할 수 있다. 에칭 환경에 의한 레지스트의 탄화를 방지하기 위해서, 칠러(chiller)에 의해 기판(61)을 냉각하는 것 외에, 에칭 사이클 중에 냉각 시간을 마련하는 것으로 해도 좋다. SU-8을 이용하는 드라이 에칭 프로세스는, 예컨대, 다카유키 후카사와(Takayuki Fukasawa) 등의 「Deep Dry Etching of Quartz Plate Over 1OO㎛ in Depth Emp1oying Ultra-Thick Photoresist(SU-8)」(Japanese Journal of Applied Physics. Vol.42(2003) pp 3702-3706, The Japan Society of Applied Physics)에 게재되어 있다. 이렇게 하여 형성된 홈(63)의 벽면이 프리즘 소자(211)의 사면(211a)이다.
다음으로, 도 8∼도 11을 참조하여, 프리즘 소자(211)의 홈(63)내에 충전물(212)을 충전하는 수순을 설명한다. 본 실시예에서는, 자외선에 의해 경화하는 수지 재료(예컨대, 아크릴계 수지 등)를 이용한 경우의 충전 수순에 대해 설명한다.
우선, 도 8에 나타내는 바와 같이, 홈(63)이 마련된 대향 기판(200)을 진공 챔버(70)의 기대(pedestal)(71) 상에 배치하고, 이 대향 기판(200) 상에 충전 몰 드(filling mold)(72)를 배치한다. 이 상태에서, 진공 챔버(70)의 통풍구(73)에 마련된 펌프(74)를 구동시켜 밸브(75)를 열어, 진공 챔버(70)내의 압력을 약 18㎩ 이하로 감압한다. 이 때, 밸브(76)는 닫힌 채로 해 둔다.
다음으로, 도 9에 나타내는 바와 같이, 히터(77)를 작동시켜 진공 챔버(70)내를 약 60℃ 정도로 가열하여, 미리 연화점 온도까지 가열하여 연화시켜 둔 아크릴계 수지 등의 수지 재료(78)를 충전 몰드(72)에 쏟아 넣는다. 동시에, 기대(71)내에 마련된 전열선 등의 가열 기구(71a)를 작동시켜, 기대(71)를 거쳐서 대향 기판(200)을 챔버(70)내의 온도와 거의 같게 되도록 약 60℃로 가열한다.
다음으로, 도 10에 나타내는 바와 같이, 밸브(76)를 열어 진공 챔버(70)내의 압력을 600㎩ 정도까지 가압하고, 진공 챔버(70)내를 대기 개방한다. 이 대기 개방에 의해, 수지 재료(78)의 도면 중 위쪽 표면에 대기압이 가해지고, 이 압력에 의해 대향 기판(200) 상에 형성된 홈(63)내로 흘러 들어간다. 홈(63)에 흘러 들어간 후는, 모세관 현상에 의해 홈(63)을 따라 수지 재료(78)가 확산되어 간다. 이와 같이 유동성 재료를 이용함으로써 용이하게 홈부로의 충전이 가능해진다.
다음에, 도 11에 나타내는 바와 같이, 예컨대, 석영 등의 투명한 재료로 형성된 가압판(79)을 충전 몰드(72) 상에 배치하고, 충전 몰드(72)가 대향 기판(200)을 가압시킨다. 충전 몰드(72)가 대향 기판(200)을 가압함으로써, 수지 재료(78)의 표면이 표면 장력에 의해 홈(63)으로부터 밀려나오는 것을 방지할 수 있다. 이 상태에서 자외선 램프(80)를 점등하여 수지 재료(78)를 경화시킨다. 수지 재료(78)가 경화함으로써, 충전물(212)이 형성된다. 그 후, 충전 몰드(72)를 대향 기판(200)으로부터 박리한다.
대향 기판(200)의 홈(63)에 충전물(212)을 충전한 후, 그 충전물(212) 상에, 예컨대, Cr, Al 등의 금속 재료나 흑색 수지 등으로 이루어지는 차광부(203a)를 형성한다. 차광부(203a)의 형성 방법으로서는 스퍼터법이나 CVD 법 등, 공지의 성막 방법을 이용할 수 있다.
그 후, 공통 전극(204)이나 배향막(204c) 등을 형성하는 것으로, 대향 기판(200)을 제작할 수 있다. 그리고, 별도 제작한 TFT 어레이 기판(208A)과 접합하고, 기판 사이에 액정층(205)을 밀봉함으로써, 액정 패널(120R)을 제조할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 프리즘 소자(211)를 구성하는 홈(63)을 메우도록 충전물(212)이 마련되기 때문에, 프리즘 소자(211)가 마련된 대향 기판(200)의 표면 상에 차광부(203a)를 배치했을 때에, 충전물(212)이 마치 토대와 같이 차광부(203a)를 유지하게 된다. 충전물(212)이 차광부(203a)를 유지하기 때문에, 대향 기판(200)의 표면에 커버 유리를 붙이지 않는 구성으로 할 수 있다. 이에 따라, 광 이용 효율이 우수하고, 비용이 저렴한 박형 액정 패널(120R)을 얻을 수 있다.
(실시예 2)
다음으로, 본 발명에 따른 실시예 2를 설명한다. 본 실시예에서는, 프리즘 소자의 홈에 형성되는 충전물의 재료 및 구성, 제조 방법이 실시예 1과 다르기 때문에, 이러한 점을 중심으로 설명한다.
(프리즘 소자)
도 12는 액정 패널(320R)의 단면 구성도이다.
프리즘 소자(311)는 대향 기판(300)의 내측 표면으로부터 내부로 걸쳐 형성된 홈(363)을 갖는 광로 편향부이며, 이 홈(363) 내에는, 예컨대, 졸겔 유리 등, 실리콘을 원료로 하는 무기 재료로 이루어지는 충전물(312)이 마련된다. 프리즘 소자(311)의 단면은 이등변 삼각형으로 되어 있다. 홈 내에는 졸겔 유리 등, 실리콘을 원료로 하는 무기 재료에 의한 충전물(312)이 형성되어 있다. 이 충전물(312)은 프리즘 소자(311)의 홈(363) 내에 형성됨과 아울러, 대향 기판(300)의 내측 표면을 덮고 있다.
충전물(312)을 구성하는 졸겔 유리의 굴절률은 대향 기판(300)의 굴절률보다 낮게 되어 있다. 따라서, 상기 이등변 삼각형의 사변을 구성하는 사면(311a)에서는, 대향 기판(300) 내를 통과해 온 광을 전반사할 수 있게 되어 있다. 다른 구성은 실시예 1과 마찬가지다.
(제조 방법)
다음에, 상기한 바와 같이 구성된 액정 패널(320R) 중, 대향 기판(300)에 프리즘 소자(311)를 형성하는 수순에 대하여, 도 13∼도 15를 바탕으로 하여 설명한다. 도 13∼도 15는 프리즘 소자(311)의 홈에 충전물(312)을 충전하는 수순을 각각 나타내고 있다. 프리즘 소자(311)의 홈을 형성하는 수순은 실시예 1과 마찬가지기 때문에 생략한다.
우선, 도 13에 나타내는 바와 같이, 홈(363)이 마련된 대향 기판(300)을 진공 챔버(370)의 기대(371) 상에 배치하고, 그 대향 기판(300) 상에, 예컨대, 잉크젯법 등에 의해 유동체의 졸겔 유리(378)를 적하한다. 이 때, 진공 챔버(370)의 통풍구(373)에 마련된 펌프(374)를 구동시켜 밸브(375)를 열어, 진공 챔버(370) 내의 압력을 약 60㎩ 이하로 감압해 놓는다. 또한, 밸브(376)는 닫힌 채로 하여 둔다.
다음으로, 도 14에 나타내는 바와 같이, 히터(377)를 작동시켜 진공 챔버(370) 내를 약 60℃ 정도로 가열하는 동시에, 기대(371) 내에 마련된 전열선 등의 가열 기구(371a)를 작동시켜, 기대(371)를 거쳐서 대향 기판(300)을 가열한다. 이 상태에서, 프레스판(372)을 대향 기판(300)의 근방까지 하강시켜, 유동체의 졸겔 유리(378)를 프레스하여 대향 기판(300)의 전면에 확대한다. 이 때, 홈(363)은 퍼지는 유동체의 졸겔 유리(378)에 의해 메워진다.
다음으로, 도 15에 나타내는 바와 같이, 프레스판(372)을 상승시킨다. 이 상태에서 밸브(376)를 열어, 진공 챔버(70) 내의 압력을 600㎩ 정도까지 가압하여, 진공 챔버(370) 내를 대기 개방한다. 이 대기 개방에 의해, 유동체의 졸겔 유리(378)의 도면 중 위쪽의 표면에 대기압이 가해지고, 이 압력에 의해 대향 기판(300) 상에 형성된 홈(363) 내의 선단까지 걸쳐지는 것으로 된다.
다음으로, 대향 기판(300) 상에 형성된 홈(363) 내에 걸친 유동체의 졸겔 유리(378)를 소성하여 고화시킨다. 이 고화된 졸겔 유리(378)가 충전물(312)이 된다. 그 후, 이 충전물(312) 상에, 예컨대, Cr, Al 등의 금속 재료나 흑색 수지 등 으로 이루어지는 차광부(303a)를 형성한다.
차광부를 형성한 후는, 실시예 1과 같이, 공통 전극(304)이나 배향막(304c) 등을 형성함으로써 대향 기판(300)을 제작할 수 있다. 그리고, 별도 제작한 TFT 어레이 기판(308A)과 접합하고, 기판 사이에 액정층을 밀봉함으로써, 액정 패널(320R)을 제조할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 유동체의 졸겔 유리를 가열하여 고화하는 것으로 충전물(312)을 충전할 수 있기 때문에, 대규모의 장치를 이용할 필요 없이, 용이하게 액정 패널(320)을 제조할 수 있다.
(실시예 3)
다음으로, 본 발명에 따른 실시예 3을 설명한다. 본 실시예에서는, 프리즘 소자의 홈에 형성되는 충전물 및 차광부의 구성이 실시예 1과 다르기 때문에, 이 점을 중심으로 설명한다.
도 16은 액정 패널(420R)의 단면 구성도이다.
프리즘 소자(411)는 대향 기판(400)의 내측 표면으로부터 내부에 걸쳐 형성된 홈(463)을 갖는 광로 편향부이며, 이 홈(463) 내에는, 실시예 1과 같이, 예컨대, 아크릴계 수지를 원료로 하는 충전물(412)이 마련된다. 프리즘 소자(411)의 단면은 이등변 삼각형으로 되어 있다. 이 충전물(412)은 프리즘 소자(411)의 홈(463) 내를 메우도록 형성되어 있고, 충전물(412)의 표면(412a)이 대향 기판(400)의 내측 표면보다 깊이 방향으로 깊은 위치에 형성되어 있다.
차광부(403a)는 충전물(412)의 면(412a) 상에 홈(463)의 나머지를 메우도록 형성되어 있다. 즉, 홈(463) 내에는 충전물(412)과 차광부(403a)가 형성되는 것으로 된다. 덧붙여, 차광부(403a)의 표면(403d)과 대향 기판(400)은 접촉되어 있다. 이 차광부(403a)는 충전물(412)이 형성된 대향 기판(400)의 전면에 CVD법 등에 의해 형성하고, 포토리소그래피법에 의해 패터닝하는 것으로 형성되어 있다. 다른 구성은 실시예 1과 마찬가지이다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 차광부(403a)의 표면(403d)과 대향 기판(400)의 내측 표면이 접촉한 상태가 되어 있기 때문에, 차광부(403a)가 대향 기판(400)의 내측 표면으로부터 돌출하는 일은 없다. 따라서, 차광부(403a)가 대향 기판(400)의 내측 표면상에 형성되어 있는 경우에 비교해서, 차광부(403a)에 흡수되는 광의 광량이 적다. 이에 따라, 광을 유효하게 이용할 수 있다.
(실시예 4)
다음으로, 도 17∼도 19를 바탕으로 하여, 본 발명의 실시예 4를 설명한다. 본 실시예에서는, 프리즘 소자의 홈에 충전물을 스핀코트법에 의해 형성하는 점이 실시예 1과 다르기 때문에, 이 점을 중심으로 설명한다. 도 17∼도 19는 프리즘 소자의 홈에 충전물을 충전하는 공정을 나타내는 도면이다.
우선, 도 17에 나타내는 바와 같이, 홈(563)이 형성된 대향 기판(500)을 기대(501) 상에 배치하고, 대향 기판(500)의 표면 상에 유동체의 아크릴 수지 재료(578)를 배치시킨다. 이 상태에서, 회전축(502)을 회전시킴으로써 기대(501)가 회전하고, 이 회전의 원심력에 의해, 대향 기판(500) 상의 아크릴 수지 재료(578)가 대향 기판(500)의 전면에 퍼져 간다.
다음으로, 도 18에 나타내는 바와 같이, 자외선 램프(503) 등에 의해 대향 기판(500)의 홈(563) 내 및 표면에 형성된 아크릴 수지 재료(578)에 자외선을 조사한다. 이 공정에 의해, 아크릴 수지 재료(578)가 경화한다. 이 경화한 아크릴 수지 재료(578)가 충전물(512)이다.
다음으로, 도 19에 나타내는 바와 같이, 예컨대, Cu 등의 금속 재료(504)를 CVD법이나 스퍼터법에 의해 충전물(512) 상의 전면에 성막하고, 포토리소그래피법에 의해 패터닝하여, 차광부(503a)를 형성한다. 구체적으로는, 이 Cu막(504) 상에 홈(563)을 따라 레지스트층(505)을 형성하고, 이 상태에서 노광하고 현상액을 도포하여 현상함으로써 차광부(503a)가 형성된다.
본 실시예에 의하면, 스핀코트법에 의해서도 프리즘 소자(511)를 구성하는 충전물(512)을 충전할 수 있다. 또, 본 실시예에서는 스핀코트법에 의해 충전물(512)을 충전하는 방법을 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 스프레이코트법, 열프레스법에 의해서 충전물(512)을 충전하는 것도 가능하다.
(실시예 5)
다음으로, 본 발명의 실시예 5를 설명한다. 본 실시예에서는, 프리즘 소자 내에 형성되는 충전물의 구성이 실시예 1과 다르기 때문에, 이러한 점을 중심으로 설명한다.
(프리즘 소자)
도 20은 액정 패널(620R)의 단면 구성도이다.
프리즘 소자(611)는 대향 기판(600)의 내측 표면으로부터 내부로 걸쳐 형성된 홈(663)을 갖는 광로 편향부이며, 이 홈(663) 내에는 실시예 1과 같이, 예컨대, 아크릴계 수지를 원료로 하는 충전물(612)이 마련된다. 본 실시예에서는, 충전물(612)이 대향 기판(600)에 형성된 프리즘 소자(611)의 선단쪽에 중공 부분(612a)을 갖도록 형성되어 있다. 중공 부분(612a)은 홈(663)과 충전물(612)에 의해 밀폐된 상태로 되어 있다. 이 중공 부분(612a)은 진공이더라도 좋고, 공기가 봉입되어 있더라도 좋다. 또한, 질소 가스 등이 봉입되어 있더라도 좋다. 충전물(612)의 표면(612b)과 대향 기판(600)의 내측 표면은 접촉 상태로 되어 있다.
차광부(603a)는 충전물(612) 상에 그 충전물(612)에 따라 격자 형상으로 마련된다, 즉, 평면에서 보아 겹치도록 마련된다. 구체적으로는, 실시예 1과 같이 이등변 삼각형의 정점 C1이, 차광부(603a)의 중심 위치 C2에 대략 대응하고 있고, 이등변 삼각형의 저변의 길이 W1(2차원적으로는 바닥 면적)과, 적어도 차광부(603a)의 길이 W2(2차원적으로는 면적)는 대략 같은 길이(크기)이기 때문에, 입사광이 개구부(603b)의 방향으로 반사되게 되어 있다. 또한, 입사광의 변조에 기여하지 않는 차광부(603a) 근방의 영역을 유효하게 사용할 수 있게 되어 있다. 그 밖의 구성은 실시예 1과 마찬가지이다.
(제조 방법)
다음으로, 상기한 바와 같이 구성된 액정 패널(620R)의 대향 기판(600)에 프리즘 소자(611)를 형성하는 수순에 대하여 설명한다. 프리즘 소자(611)의 홈을 형성하는 수순에 있어서는, 실시예 1과 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다. 도 21∼도 24는 프리즘 소자(611)의 홈에 충전물(612)을 충전하는 수순을 각각 나타내고 있다.
본 실시예에서는, 자외선에 의해 경화하는 수지 재료(예컨대, 아크릴계 수지 등)를 이용한 경우의 충전 수순에 대하여 설명한다.
우선, 도 21에 나타내는 바와 같이, 홈(663)이 마련된 대향 기판(600)을 진공 챔버(670)의 기대(671) 상에 배치하고, 이 대향 기판(600) 상에 충전 몰드(672)를 배치한다. 이 상태에서, 진공 챔버(670)의 통풍구(673)에 마련된 펌프(674)를 구동시켜 밸브(675)를 열어, 진공 챔버(670) 내의 압력을 약 60㎩ 이하로 감압한다. 이 때, 밸브(676)는 닫힌 채로 해 둔다.
다음으로, 도 22에 나타내는 바와 같이, 히터(677)를 작동시켜 진공 챔버(670) 내를 약 50℃ 정도로 가열하고, 미리 연화점 온도까지 가열하여 연화시켜 놓은 아크릴계 수지 등의 수지 재료(678)를 충전 몰드(672)에 쏟아 넣는다. 충전 몰드(672)에 쏟아 넣은 수지 재료(678)의 양은, 실시예 1의 경우와 비교해서 소량으로 한다. 동시에, 기대(671) 내에 마련된 전열선 등의 가열 기구(671a)를 작동시켜, 기대(671)를 거쳐서 대향 기판(600)을 약 50℃ 정도로 가열한다.
다음으로, 도 23에 나타내는 바와 같이, 밸브(676)를 열어, 진공 챔버(670) 내의 압력을 600㎩ 정도까지 가압하여, 진공 챔버(670) 내를 대기 개방한다. 이 대기 개방에 의해, 수지 재료(678)의 도면 중 위쪽의 표면에 대기압이 가해져, 이 압력에 의해 대향 기판(600) 상에 형성된 홈(663) 내로 흘러 들어간다. 홈(663)으로 흘러 들어간 후는, 모세관 현상에 의해 홈(663)을 따라 수지 재료(678)가 퍼져간다. 실시예 1과 비교해서, 감압시의 진공 챔버 내의 압력이 크고, 대기 개방시의 압력과의 차가 작기 때문에, 수지 재료(678)는 홈(663)의 선단까지 퍼지지 않고, 개구부에만 충전된다. 결과적으로, 홈(663)의 선단이 중공 부분(612a)이 되도록 수지 재료(678)에 의해 밀봉되는 것으로 된다.
또, 액정 패널(620R)의 사용시에는 온도가 약 40∼70℃가 되므로, 70℃(최대온도)-20℃(상온)=50℃, 즉, 상온에 대하여 최대로 50℃의 온도차가 발생한다. 이 온도차에 의해 중공 부분(612a)이 고압이 되지 않기 위해서는, 중공 부분(612a)의 압력이, 101.325(㎪)-(50/273)×101.325(㎪)=82.757(㎪), 즉, 82.757㎪ 정도의 압력으로 밀봉하면 된다.
다음으로, 도 24에 나타내는 바와 같이, 예컨대, 석영 등의 투명한 재료로 형성된 가압판(679)을 충전 몰드(672) 상에 배치하고, 충전 몰드(672)에 의해 대향 기판(600)을 가압시킨다. 충전 몰드(672)가 대향 기판(600)을 가압함으로써, 수지 재료(678)의 표면이 표면 장력에 의해 홈(663)으로부터 밀려나오는 것을 방지할 수 있다. 이 상태에서 자외선 램프(680)를 점등하여 수지 재료(678)를 경화시킨다. 수지 재료(678)가 경화함으로써, 홈(663)의 선단부에 중공 부분을 갖도록 충전물(612)이 형성된다. 그 후, 충전 몰드(672)를 대향 기판(600)으로부터 박리한다.
프리즘 소자(611)의 홈(663)에 충전물(612)을 충전한 후, 충전물(612) 상에, 예컨대, Cr, Al 등의 금속 재료나 흑색 수지 등으로 이루어지는 차광부(603a)를 형성한다. 차광부(603a)의 형성 방법으로서는, 스퍼터법이나 CVD법 등, 공지의 성막 방법을 이용할 수 있다.
그 후, 공통 전극(604)이나 배향막(604c) 등을 형성함으로써, 대향 기판을 제작할 수 있다. 그리고, 별도 제작한 TFT 어레이 기판과 접합하여, 기판 사이에 액정층을 밀봉함으로써, 액정 패널(620R)을 제조할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 홈(663) 내를 충전물(612)로 전부 메우는 것이 아니라, 중공 부분(612a)을 마련하는 것으로 했기 때문에, 효율적으로 기능층을 유지할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 홈(663)의 사면쪽에 중공 부분(612a)을 마련하는 것으로 함에 따라, 중공 부분(612a)의 굴절률이 대향 기판(600) 내의 굴절률에 비교해서 매우 작아진다. 이 때문에, 중공 부분(612a)이 마련된 사면(611a)에서, 대향 기판(600) 내를 통과해 온 광을 확실히 전반사시킬 수 있다. 이와 같이, 광을 확실히 전반사시킬 수 있는 영역을 확보함으로써, 광의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 충전물(612)을 충전하는 공정에서, 상술한 진공 챔버(670) 내를 약 60 ㎩로 감압한 상태에서 홈에 수지 재료(678)를 주입해서 경화시키기 때문에, 홈의 중공 부분(612a)의 압력이 감압 상태인 채로 프리즘 소자(611)가 형성되는 것으로 된다. 액정 패널(620R)을 광 밸브로서 사용할 때는 주위의 온도가 약 40∼70℃가 되어, 중공 부분(612a)의 온도도 상승하기 때문에, 중공 부분(612a)을 대기압으로 한 상태이면 온도 상승에 의한 열팽창을 일으켜, 프리즘 소자(611)의 기능을 손상시킬 우려가 있다. 이에 대하여, 본 실시예에서는, 중공 부분(612a)이 감압 상태에 있기 때문에, 이러한 열팽창을 막을 수 있고, 이에 따라 프리즘 소자(611)의 기능 저하를 회피하는 것이 가능해진다.
(실시예 6)
다음으로, 본 발명에 따른 실시예 6을 설명한다. 본 실시예에서는, 실시예 5와 같이 프리즘 소자의 선단이 중공 부분으로 되어 있는 구성이다. 충전물의 구성 및 프리즘 소자의 제조 방법이 실시예 5와 다르기 때문에, 이 점을 중심으로 설명한다.
도 25는 액정 패널(720R)의 단면 구성도이다.
프리즘 소자(711)는 실시예 5와 같이 대향 기판(700)의 내측 표면으로부터 내부로 걸쳐 홈 형상으로 형성된 광로 편향부이며, 프리즘 소자(711)의 단면은 이등변 삼각형으로 되어 있다. 홈 내에는, 예컨대, Cr 등의 금속 재료에 의해 형성된 충전물(712)이 형성되어 있다. 이 충전물(712)의 재료는, Cr 외에, 예컨대, Cr, Ni, Al, Pt, Au, Ag, Ti, Tw, Mo 등의 금속 재료, 또는 세라믹, 광물 등의 무기 재료이더라도 상관없다. 또한, 상기 무기 재료를 미립자화한 것을 충전, 또는, 수지에 첨가하여 충전함으로써, 용이한 평탄화가 가능해지고, 더욱이, 차광 기능을 갖게 할 수 있다. 특히 금속 재료는, 열전도성이 좋고, 패널 내의 온도의 균일화에 의한 패널 수명의 장기화에 효과적이다.
또한, 실시예 5와 같이 충전물(712)이 대향 기판(700)에 형성된 프리즘 소자(711)의 홈의 선단에 중공 부분(712a)을 갖도록 형성되어 있다. 도 25에서는, 홈(763)의 선단이 예각으로 나타내어져 있지만, 실제로는, 이 홈(763)의 선단의 폭(도면 중 좌우 방향의 길이)은 약 1.0㎛로 되어 있다. 충전물(712)의 면(712b)과 대향 기판(700)의 내측 표면은 접촉 상태로 되어 있다. 충전물(712)은 금속 재료에 의해 형성되어 있기 때문에, 표면 전체에서 광을 반사할 수 있게 되어 있다. 즉, 본 실시예에서는, 충전물(712)이 차광부를 겸하고 있다. 그 밖의 구성은 실시예 5와 마찬가지로 되어 있다.
다음으로, 상기한 바와 같이 구성된 액정 패널(720R)에서, 프리즘 소자(711)의 홈에 충전물(712)을 충전하는 공정을 설명한다.
우선, 도 26에 나타내는 바와 같이, 대향 기판(700)의 표면에 홈(763)을 형성한다. 이 홈(763)이 형성된 대향 기판(700)의 표면 상에는, 예컨대 Cr, Ni, Al, Pt, Au, Ag, Ti, Tw, Mo 등의 금속 재료을 이용하여 CVD법 또는 스퍼터링법에 의해 금속막(701)을 형성한다. 홈(763)의 선단의 폭은 약 1.0㎛로 좁고, CVD법 또는 스퍼터링법에 의할 경우, 홈(763)의 선단에 금속 분자가 도달하지 않기 때문에, 금속막(701)을 형성한 상태에서는 중공 부분(712a)이 형성되는 것으로 된다.
다음으로, 도 27에 나타내는 바와 같이, 대향 기판(700)의 표면과 금속막(701)의 표면을 접촉 상태로 하기 위해서, 금속막(701)의 표면을 에칭에 의해 제거한다. 그리고, 도 28에 나타내는 바와 같이, 대향 기판(700)의 표면 및 충전물(712)의 표면(712b) 상에 공통 전극(704)을 형성하고, 이 공통 전극(704) 상에 배향막(704c)을 형성한다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 충전물(712)을 금속 재료로 이루어지는 것으로 했기 때문에, 대향 기판(700)의 홈을 메우는 충전물(712)이 차광부의 기능을 겸하는 것으로 된다. 이에 따라, 차광부를 홈 내에 마련할 수 있기 때문에, 차광 부가 대향 기판(700)의 표면으로 돌출하는 일은 없다. 이 때문에, 대향 기판(700)을 투과하는 광의 광량이 감소하는 일은 없고, 광의 유효 이용을 도모할 수 있다. 또한, 금속 재료와 같이 내광성이 높은 무기 재료를 이용하고 있기 때문에, 재료의 파괴, 변형이 적고, 신뢰성이 높은 액정 패널(720R)을 얻을 수 있다.
(실시예 7)
다음으로, 본 발명에 따른 실시예 7을 설명한다. 본 실시예에서는, 실시예 5와 같이 프리즘 소자의 선단이 중공 부분으로 되어 있는 구성이다. 프리즘 소자의 홈의 형상이 실시예 5와 다르기 때문에, 이러한 점을 중심으로 설명한다.
도 29는 액정 패널(820R)의 단면 구성도이다.
프리즘 소자(811)는 대향 기판(800)의 내측 표면으로부터 내부로 걸쳐 형성된 홈(863)을 갖는 광로 편향부이며, 이 홈(863) 내에는, 실시예 1과 같이, 예컨대, 아크릴계 수지를 원료로 하는 충전물(812)이 마련된다.
도 29에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에서는, 대향 기판(800)에 형성된 프리즘 소자(811)의 홈(863)의 사면의 경사가 2단계로 되어 있다. 즉, 홈(863)의 단면 형상에 있어서, 홈(863)의 선단(863a)에서 중간 부분(863b)까지의 사면(811a)의 경사각을, 대향 기판(800) 표면의 법선 방향에 대하여 θt로 하고, 그 중간 부분(863b)에서 홈(863)의 개구부(863c)까지의 사면(811b)의 경사각을, 대향 기판(800) 표면의 법선 방향에 대하여 θb라고 하면, θt<θb의 관계를 만족시키게 되어 있다.
이와 같이, 사면(811b)은 중간 부분(863b)을 경계로 해서 대향 기판(800) 표면의 법선 방향에 대한 경사가 사면(811a)보다 커지고 있다. 따라서, 홈(863) 전체로 보면, 사면(811a)으로 둘러싸여진 선단(863a) 쪽은 상대적으로 폭이 좁게 되어 있고, 사면(811b)으로 둘러싸인 개구부(863c) 쪽은 상대적으로 폭이 넓게 되어 있다. 또한, 충전물(812)은 홈(863)의 양쪽 사면(811b)으로 유지되도록 마련된다. 즉, 홈(863)의 폭이 상대적으로 넓은 부분에 마련된다. 사면(811b) 쪽에는 충전물(812)이 마련되지 않는다. 이러한 형상으로 함으로써 필요 부분으로의 유동성 재료의 충전을 간편하게 함과 아울러, 사면(811b)에 유동성 재료가 충전되지 않고, 저굴절 공간을 용이하게 실현할 수 있어, 광범위한 입사 각도의 전반사를 용이하게 할 수 있고, 재료 사용량의 저감에도 기여한다. 그 밖의 구성은 실시예 5와 같이 되어 있다.
상기한 바와 같이 프리즘 소자의 홈(863)의 사면은, 예컨대 CHF3 가스를 이용하여 드라이 에칭함으로써 형성할 수 있다. 이 때, 예컨대 에칭시 대향 기판(800)의 온도를 변경함으로써, 사면의 경사를 2단계로 형성할 수 있다. 예컨대, 개구부(863c) 쪽의 사면(811b)을 형성할 때는 대향 기판(800)의 온도를 약 9℃ 로 하여 에칭하고, 선단(863a) 쪽의 사면(811a)을 형성할 때는 대향 기판(800)의 온도를 약 156℃로 하여 에칭한다.
(반사 각도, 사출 각도)
다음으로, 도 30을 참조하여 프리즘 소자(811)의 작용에 대하여 설명한다. 도 30은 액정 패널(820R)로 입사하는 광선 L3, L4의 개략 광로도이다. 도 30의 설명에 있어서는, 설명을 간단하게 하기 위해, 광선을 직진시켜 광로를 나타내고 있다.
우선, 광선 L3에 대하여 설명한다. 대향 기판(800)으로 입사한 광선 L3은 그 대향 기판(800) 내를 진행하여 프리즘 소자(811)의 선단(863a) 쪽의 사면(811a)의 위치 P3에 입사하여, 위치 P3로 전반사된다. 전반사된 광선 L3은 개구부(803b)의 방향으로 광로가 편향되어 개구부(803b)로 입사한다. 개구부(803b)로 입사한 광선 L3은 액정층(805), 화소 전극(806), TFT 어레이 기판(808)을 통과하여, TFT 어레이 기판(808)으로부터 사출된다.
다음으로, 광선 L4에 대하여 설명한다. 대향 기판(800)으로 입사한 광선 L4는 대향 기판(800) 내를 진행하여, 프리즘 소자(811)의 개구부(863c) 쪽의 사면(811b)의 위치 P4에 입사하여, 위치 P4로 전반사된다. 전반사된 광선 L4는 광선 L3과 같이 개구부(803b)의 방향으로 광로가 편향되어 개구부(803b)로 입사하며, 액정층(805), 화소 전극(806), TFT 어레이 기판(808)을 통과하여, TFT 어레이 기판(808)으로부터 사출된다.
여기서, 사면(811b)의 경사각 θb가 사면(811a)의 경사각 θt보다 크기 때문에, 광선 L3보다 광선 L4 쪽이, 전반사되었을 때 개구부(803b) 쪽(도면 중 오른쪽 방향)으로의 이동이 커진다. 이 때문에, 사면(811b)에서 반사된 광선 L4는 광선 L3보다 화소 영역의 중앙부 쪽으로 진행하는 것이 된다. 이와 같이 광선 L3, L4가 전반사되는 것에 따라, 반사광이 액정층(805)의 불배향 영역(805a)을 피하도록 진행한다.
본 실시예에 의하면, 사면(811a)보다 사면(811b) 쪽이 대향 기판(800)의 표면의 법선 방향에 대한 경사가 커지고 있기 때문에, 홈(863)의 개구부(863c) 쪽의 폭이 넓게 되고, 선단(863a) 쪽의 폭이 좁게 된다. 따라서, 예컨대, 유동성이 높은 재료에 의해 충전물(812)을 충전하는 경우, 재료가 선단(863a) 쪽에 도달하기 어렵게 된다. 이에 따라, 선단(863a) 쪽을 공중을 형성하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 대향 기판(800) 표면의 법선에 대한 경사가 큰 사면(811b) 상에 충전물(812)이 배치되는 것으로 했기 때문에, 사면(811a)에 충전물(812)을 배치시키는 경우보다 안정하게 충전물(812)을 배치시킬 수 있다.
또한, 대향 기판(800)에 입사한 광이 사면(811a, 811b)에 의해 전반사되는 것에 의해 반사광이 화소 영역의 중앙부에 모이기 쉽게 된다. 이에 따라, 반사광이 액정층(805)의 불배향 영역(805a)을 회피하는 것으로 되기 때문에, 광의 손실을 감소할 수 있어, 광의 효과적 이용이 가능해진다.
또, 본 실시예에서는, 홈(863)의 선단(863a)으로부터 개구부(863c)까지를 2단계의 사면(811a, 811b)으로 형성했지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대, 중간 부 분(863b)을 마련하지 않고, 홈(863)의 중앙부로 향해 만곡하는 곡면에 의해 형성하더라도 물론 상관없다.
(실시예 8)
다음으로, 도 31을 참조하여 본 발명에 따른 실시예 8을 설명한다. 본 실시예에서는, 프리즘 소자의 사면의 구성이 실시예 1과 다르기 때문에, 이러한 점을 중심으로 설명한다.
도 31은 액정 패널(920R)의 단면 구성도이다.
프리즘 소자(911)는 대향 기판(900)의 내측 표면으로부터 내부로 걸쳐 형성된 홈(963)을 갖는 광로 편향부이며, 이 홈(963) 내에는, 예컨대, 아크릴계 수지를 원료로 하는 충전물(912)이 마련된다.
도 31에 나타내어지는 바와 같이, 홈(963)의 측면이 곡면(911a)으로 되어 있다. 단면 형상으로서는, 이 곡면(911a)이 홈(963)의 선단(963a)과 개구부(963b)의 단부를 연결하는 직선(도면 중 파선)보다도 외측(도면 중 홈(963)의 개구부의 중심으로부터 단부로 향하는 방향)에 마련되어 있고, 본 실시예에서는, 홈(963)의 폭 방향의 도면 중 외측으로 만곡하여 형성되어 있다. 즉, 홈(963)의 측부에 곡면(911a)이 형성되어 있고, 이 곡면(911a)이 선단(963a)과 개구부(963b)의 양단부를 연결하는 가상선(도면 중 파선)보다 폭 방향으로 넓게 만곡하도록 형성되어 있다. 여기서, 선단(963a)은 각 홈(963) 상의 점(point)에 대응하고, 이 점은 도 31에 나타내어지는 개구부(963b)의 양단부 사이의 중간에 제공된다.
또한, 동시에, 홈(963)의 곡면(911a)이 단면 형상에서 개구부(963b)의 단부를 지나는 대향 기판(900)의 기판면에 수직인 가상선(도면 중 일점 쇄선)보다 내측(도면 중 홈(963)의 개구부의 단부로부터 중심으로 향하는 방향)에 마련된다. 본 실시예에서는, 이 가상선(일점 쇄선)보다 폭 방향의 내측으로 만곡하도록 형성되어 있다. 또한, 본 실시예에서는, 곡면(911a)의 곡률이 일정하게 되도록 만곡하여 있다. 홈(963) 내에는, 실시예 1과 마찬가지로, 예컨대, 아크릴계 수지로 이루어지는 충전물(912)이 선단(963a)에서 개구부(963b)까지 형성되어 있다.
또한, 곡면(911a)은 개구부(963b)의 단부에서 대향 기판(900) 표면의 법선 방향으로 돌출하지 않도록 형성되고, 홈(963)의 선단(963a) 쪽이 부푼 형상으로 형성되어 있다. 충전물(912)의 면(912b)과 대향 기판(900)의 내면은 접촉 상태가 되고 있다. 또한, 블랙 매트릭스(903a)는 충전물(912) 상에 홈(963)에 평면에서 보아 겹치는 위치에 배치되어 있다.
상기한 바와 같이 구성된 프리즘 소자(911)의 홈(963)의 곡면(911a)은, 예컨대, CHF3 가스를 이용하여 드라이 에칭함으로써 형성할 수 있다. 이 때, 예컨대, 에칭시의 대향 기판(900)의 온도를 단계적으로 변경해 감에 따라, 만곡을 형성할 수 있다. 예컨대, 개구부(963c)를 형성할 때는 대향 기판(800)의 온도를 약 156℃로 하여 에칭하고, 홈(963)의 깊이가 깊어짐에 따라서 대향 기판(800)의 온도를 서서히 내려가서, 선단(963a)를 형성할 때는 대향 기판(800)의 온도를 약 9℃까지 내려 에칭한다.
또한, 예컨대, 홈(963) 내에 충전물(912)을 충전하는 경우, 예컨대, 충전물(912)의 재료인 아크릴계 수지를 유동시켜 충전시키는 경우에는, 홈(963)의 선단(963a) 쪽이 부푼 형상으로 되어 있기 때문에, 유동화된 수지 재료가 홈(963)의 선단(963a)까지 단시간에 널리 퍼진다.
본 실시예에서는, 홈(963)의 곡면(911a)이 개구부(963b)의 단부와 선단(963a)을 연결하는 가상선의 외측으로 형성되어 있기 때문에, 홈(963) 내에 충전물(912)을 충전하는 경우, 충전물(912)의 재료인 아크릴계 수지를 유동시켜 충전시킬 때 등에, 수지 재료가 홈(963)의 선단(963a)까지 진행하기 쉽게 이루어진다. 이에 따라, 충전물(912)을 용이하게 충전할 수 있다. 또, 본 실시예에 있어서, 충전물(912)의 재료가 금속 그 밖의 재료이더라도, 그 재료가 홈(963)의 선단(963a)까지 진행하기 쉬워진다는 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 홈(963)의 곡면(911a)이 개구부(963b)의 단부를 지나 대향 기판(900)의 표면에 수직인 가상선보다 내측에 형성되어 있기 때문에, 대향 기판(900)을 투과한 광을 곡면(911a)에서 확실히 개구부(903b) 쪽으로 반사시킬 수 있어, 집광을 용이하게 할 수 있다.
(실시예 9)
본 발명에 따른 전기 광학 장치를 전자 기기에 탑재한 실시예 9에 관하여 도 32를 참조하여 설명한다. 본 실시예에서는, 전자 기기로서 상술한 프리즘 소자(211∼911)를 탑재한 영상 수광 소자에 대하여 설명한다.
영상 수광 소자(1000)는, 예컨대, CCD나 C-MOS 센서이다. 외부에서 진행하여 오는 광선 L5는, 평행 평판으로 이루어지는 방진 유리(1001)를 투과하여, 반도체 수광 소자(1003)에 입사한다. 반도체 수광 소자(1003)는, 라인 센서의 경우는 라인 형상으로 마련된다.
또한, 2차원적인 센서의 경우, 반도체 수광 소자(1003)는, 예컨대, 직사각형 등의 소정 영역 내에 마련된다. 또한, 방진 유리(1001) 내에는 상술한 것과 동일한 구성을 갖는 프리즘 소자(1002)가 형성되어 있다. 프리즘 소자(1002)의 사면(1002a)에 입사하는 광선 L6은, 사면(1002a)에서 반도체 수광 소자(1003)의 방향으로 전반사된다. 이에 따라, 입사하는 광선 L5, L6을 효율 좋게 반도체 수광 소자(1003)로 이끌 수 있다. 이 결과, 고감도의 영상 수광 소자(1000)를 얻을 수 있다.
본 발명의 기술 범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경을 가할 수 있다.
예컨대, 프리즘 소자의 홈의 단면 형상을 도 33(a)∼도 33(g)에 나타내는 바와 같이 목적에 따라 여러 가지의 형상으로 할 수 있다.
예컨대, 단면 형상에 있어서, 홈(150)의 곡면(151)의 곡률이 일정하지 않도록 형성하더라도 좋다(도 33(a)). 또한, 홈(150)의 선단(152)을 수평으로 한, 즉, 선단(152)이 저면이 되도록 형성하더라도 좋다(도 33(b)). 또한, 홈(150)의 선단(152)으로부터 개구부(153)까지를 2단계, 혹은 3단계 이상의 사면으로 형성하더라도 좋다(도 33(c), 도 33(d)).
또한, 홈(150)의 선단(152)으로부터 개구부(153)까지의 측면을, 사면과 곡면을 조합한 구성으로 해도 좋고, 예컨대, 홈(150)의 선단(152)이 곡면이 되도록 형성하더라도 좋다(도 33(e)). 이와 같이 형성함으로써, 홈(150)의 선단(152)까지 충전물을 널리 퍼지게 하는 것이 용이하게 된다.
또한, 홈(150)의 곡면(151)의 일부가 내측으로 잘록하도록 구성하더라도 좋다(도 33(f)). 또한, 홈(150)의 선단(152)이 개구부(153) 쪽으로 돌출하고 있는 구성이더라도 좋다(도 33(g)). 이와 같이 형성함으로써, 대향 기판에 홈(150)을 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 홈(150)의 선단(152)으로부터 개구부(153)까지를 2단계로 형성하여, 선단(152)으로부터 중간 부분(154)까지를 경사각 일정한 사면으로 형성하고, 중간 부분(154)으로부터 개구부(153)까지를 개구부(153)쪽으로 넓어지는 곡면으로 형성하더라도 좋다(도 33(h)). 또, 도 33(h)에서는, 곡면 중 중간 부분(154)이 부푼 형상으로 되어 있다. 이와 같이 형성함으로써, 그 부푼 중간 부분(154) 쪽에 충전물을 용이하게 유지시킬 수 있다.
또, 예컨대, 도 33(b), 도 33(e), 도 33(g), 도 33(h)에 있어서는, 광의 입사각에 따라서는 홈(150)의 선단(152)으로 전반사하지 않고 투과하는 경우가 있기 때문에, 홈(150)의 내면에 반사막을 형성하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 광의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 각 실시예에 있어서, 충전물(212∼912)의 재료로서 Cr, Ni, Al, Pt, Au, Ag, Ti, Tw, Mo 등의 금속 재료를 이용하여도 좋다. 이에 따라, 충전 물(212∼912)에 있어서 직접 광을 반사시킬 수 있다. 또한, 수지 재료에 상기한 금속 입자를 혼입시킨 재료를 이용하여도 물론 상관없다. 이에 따라, 수지 재료를 유동화시킴으로써, 잉크젯 법 등의 간이한 방법으로 홈 내에 충전물(212∼912)을 충전할 수 있다.
또한, 수지 재료에 실리카 미립자를 첨가하더라도 상관없다. 이 경우, 실라놀기의 소수화율과 알킬기의 총 탄소수의 곱으로 나타내는 개질 계수가 0.45∼8이 되도록, 실리카가 개질되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이, 개질된 실리카를 수지 재료에 첨가함으로써, 투명성과 강성이 우수한 조성물을 얻을 수 있다.
또한, 이 조성물을 이용한 경우, 충전물의 열 팽창률과 기판의 열 팽창률의 차가 크면, 기판이 변형하여 액정 장치에 마련되는 각 기능 소자의 기능이 저하하게 되기 때문에, 조성물의 열 팽창률을 대향 기판의 열 팽창률과 거의 같도록 맞추는 것이 바람직하다. 이러한 재료를 이용하여 충전물을 충전하는 경우, 이 수지 재료는 챔버 내에서 소정 온도로 가열함으로써 경화된다. 이렇게 함으로써, 조성물과 대향 기판의 열 팽창률이 거의 같기 때문에, 충전물의 형상이 비뚤어지거나 하는 일은 없다.
본 발명에 의하면, 광 이용 효율이 우수하고, 비용이 저렴한 박형의 전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법, 프로젝터 및 전자 기기가 제공된다.

Claims (20)

  1. 한 쌍의 기판을 갖고, 이들 한 쌍의 기판 사이에 전기 광학 물질을 유지하여 이루어지는 전기 광학 장치로서,
    상기 한 쌍의 기판의 한쪽 기판은, 그 기판의 상기 전기 광학 물질 쪽 표면에 그 기판의 입사광을 집광하는 집광 수단이 형성되어 이루어지고,
    적어도 상기 집광 수단과 평면에서 보아 겹치도록 마련된 상기 전기 광학 장치를 구성하는 기능층을 구비하는 것
    을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  2. 한 쌍의 기판을 갖고, 이들 한 쌍의 기판 사이에 전기 광학 물질을 유지하여 이루어지는 전기 광학 장치로서,
    상기 한 쌍의 기판의 한쪽 기판은, 그 기판의 상기 전기 광학 물질 쪽 표면에 그 기판의 입사광을 집광하는 프리즘 소자가 형성되어 이루어지고,
    상기 프리즘 소자는 상기 표면에 홈을 형성하여 이루어지며,
    상기 홈 내에는 그 홈 내를 메우도록 충전된 충전물이 배치되고,
    적어도 상기 충전물의 표면에 평면에서 보아 겹치도록 마련된 상기 전기 광학 장치를 구성하는 기능층을 구비하는 것
    을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 집광 수단은 프리즘 소자이고, 이 프리즘 소자는 상기 한 쌍의 기판의 한쪽 기판의 상기 전기 광학 물질 쪽 표면에 홈을 형성하여 이루어지고,
    상기 홈 내에는 이 홈 내에 중공 부분이 마련되도록 하여 충전된 충전물이 배치되며,
    적어도 상기 충전물의 표면에 평면에서 보아 겹치도록 마련된 상기 전기 광학 장치를 구성하는 기능층을 구비하는 것
    을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기능층은 차광부인 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 홈의 선단 쪽에 마련되고, 상기 기판 표면의 법선에 대하여 제 1 각도로 경사진 제 1 사면과, 상기 홈의 개구부 쪽에 마련되고, 상기 기판 표면의 법선에 대하여 상기 제 1 각도보다 큰 제 2 각도로 경사진 제 2 사면을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 충전물은 상기 제 2 사면 상에 배치되도록 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  7. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 충전물의 굴절률과 상기 기판의 굴절률이 다른 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 충전물의 굴절률은 상기 기판의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  9. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 충전물은 금속 재료 또는 금속 재료 이외의 불투명 재료를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  10. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 충전물의 열 팽창률은 상기 기판의 열 팽창률과 대략 같은 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  11. 한 쌍의 기판을 갖고, 이들 한 쌍의 기판 사이에 전기 광학 물질을 유지하여 이루어지는 전기 광학 장치의 제조 방법으로서,
    상기 한 쌍의 기판의 한쪽 기판의 상기 전기 광학 물질 쪽 표면에, 이 기판의 입사광을 집광하는 프리즘 소자로 되는 홈을 형성하는 공정과,
    상기 홈의 내부에 중공 부분이 마련되도록 충전물을 충전하는 공정과,
    적어도 상기 충전물의 표면에 평면에서 보아 겹치도록, 상기 전기 광학 장치를 구성하는 기능층을 배치하는 공정
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
  12. 한 쌍의 기판을 갖고, 이들 한 쌍의 기판 사이에 전기 광학 물질을 유지하여 이루어지는 전기 광학 장치의 제조 방법으로서,
    상기 한 쌍의 기판의 한쪽 기판의 상기 전기 광학 물질 쪽 표면에, 이 기판의 입사광을 집광하는 프리즘 소자로 되는 홈을 형성하는 공정과,
    상기 홈의 내부에 유동성 재료를 유입시키는 공정과,
    상기 홈의 내부에 유입된 상기 유동성 재료를 경화시키는 공정과,
    적어도 경화시켜진 상기 유동성 재료에 겹치도록, 상기 전기 광학 장치를 구성하는 기능층을 배치하는 공정
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
  13. 홈이 형성된 기재와,
    상기 홈 내에 배치된 제 1 재료
    를 포함하며,
    상기 제 1 재료의 굴절률은 상기 기재의 굴절률과 다른 것을 특징으로 하는 집광 기판.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 홈에 대응하여 배치된 제 2 재료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집광 기판.
  15. 홈이 형성된 기재와,
    상기 홈 내에 배치된 제 1 재료와,
    복수의 화소 전극을 구비한 전기 광학 패널
    을 포함하며,
    상기 홈은 상기 복수의 화소 전극 중 서로 인접하는 2개의 화소 전극 사이의 영역과 겹쳐 마련되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 재료의 굴절률은 상기 기재의 굴절률과는 다른 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 홈에 대응하여 배치된 제 2 재료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  18. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 재료는 차광성을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  19. 청구항 1, 청구항 2, 청구항 15 중 어느 한 항에 기재된 전기 광학 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  20. 청구항 1, 청구항 2, 청구항 15 중 어느 한 항에 기재된 전기 광학 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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