CN1818769A - 空间光调制装置及图像显示装置 - Google Patents

空间光调制装置及图像显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1818769A
CN1818769A CN200510115615.XA CN200510115615A CN1818769A CN 1818769 A CN1818769 A CN 1818769A CN 200510115615 A CN200510115615 A CN 200510115615A CN 1818769 A CN1818769 A CN 1818769A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
mentioned
prism element
modulating apparatus
length
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200510115615.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN100401177C (zh
Inventor
上岛俊司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Publication of CN1818769A publication Critical patent/CN1818769A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100401177C publication Critical patent/CN100401177C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133504—Diffusing, scattering, diffracting elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0018—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for preventing ghost images
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133524—Light-guides, e.g. fibre-optic bundles, louvered or jalousie light-guides
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
    • H04N9/3105—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133512—Light shielding layers, e.g. black matrix
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133553—Reflecting elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/12—Function characteristic spatial light modulator

Abstract

本发明提供能以高的对比度，并且能有效地使用入射光的空间光调制装置等。具有相应于图像信号调制入射光的调制部，和设置在调制部的附近，向调制部的方向反射入射光的光路偏向部；调制部，具备为排列成矩阵状的多个像素部的孔径部(203b)，和设置在多个孔径部(203b)之间的为遮光部的黑矩阵部(203a)；光路偏向部，是具备向孔径部(203b)的方向反射入射光的为反射部的斜面(211a)的棱镜元件(211)；棱镜元件(211)，设置在为基准面(200)上对应于黑矩阵部(203a)的位置，并且，沿大致垂直于基准面(200b)的方向的长度(H)，大于等于15倍且小于等于250倍的沿大致平行于上述基准面(200b)的方向的长度(W1)。

Description

空间光调制装置及图像显示装置
技术领域
本发明，涉及空间光调制装置及图像显示装置，尤其，液晶型的空间光调制装置。
背景技术
在空间光调制装置，尤其液晶型的空间光调制装置中，在图像显示区域内，形成数据线、扫描线、电容线等各种布线，或薄膜晶体管(以下适当地称为TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管))、薄膜二极管等各种电子元件。因此，在各像素中，实际透射或者反射参与显示的光的区域，由各种布线或电子元件等的存在而被限定。在此，各像素的孔径率，是关于各像素，对于全区域，实际透射或者反射参与显示的光的区域(即，各像素的孔径区域)的比率。而且，各像素的孔径率，为例如70％的程度。假如，入射到空间光调制装置上的来自光源部的光，为大致平行光。那么，入射到空间光调制装置上的全光量之中，有效地调制的光，就是按照各像素的孔径率的光量。
另外现有技术，进行在对向基板上形成具有对应于各像素的多个微透镜的微透镜阵列。微透镜，具有在各像素中，将向孔径区域的周边的存在上述的布线等的非孔径区域行进的光，在各像素单元聚光的功能。被微透镜聚光的光，透射空间光调制装置的液晶层时，引导到各像素的孔径区域内。在空间光调制装置中利用微透镜阵列，例如，在专利文献1中已经提出。
【专利文献1】特开2004-70282号公报
向微透镜入射的光的大部分，由于微透镜的聚光作用，以光线和光轴所成的光线角度大的状态而出射。空间光调制装置的液晶层是入射越小的光线角度的光就可以以越高的对比度显示。因此，光线角度大的光一多，图像的对比度就降低。并且，投影光学系统，仅让按照其数值孔径(Numerical Aperture。数值孔径。以下，称为「NA」。)的入射角度的光透射。如上述那样地，在现有的采用微透镜阵列的空间光调制装置中，由微透镜以预定的NA将光聚光到孔径区域上。入射到孔径区域上的光，例如相应于图像信号以液晶部调制后，作为与入射时大致相同的预定的NA的光而射出。
来自空间光调制装置的光，由微透镜的聚光作用而偏折的光线和光轴所成的光线角度变大。比投影光学系统的NA大的光线角度的光，被投影光学系统拒绝。因为比投影光学系统的NA大的光线角度的光一多，被投影光学系统拒绝的光就增多，所以光的利用效率就降低。如这样地，在采用微透镜阵列的空间光调制装置中，即使将来自光源部的光有效地引导到孔径区域上的情况下，也因光线角度大的光增加，引起对比度的降低或光利用效率的降低等所以是问题。
发明内容
本发明，目的在于为了解决上述的问题点，提供以高对比度、并且能有效地使用入射光的空间光调制装置，以及，以高对比度可以显示明亮的图像的图像显示装置。
为了解决上述的问题，达到目的，依照本发明，能提供的空间光调制装置的特征在于：具有相应于图像信号调制入射光的调制部，和设置在调制部的附近，向调制部的方向反射入射光的光路偏向部；调制部，具备排列成矩阵状的多个像素部，和设置在像素部之间的遮光部；光路偏向部，是具备向像素部的方向反射入射光的反射部的棱镜元件；棱镜元件，设置在基准面上对应于遮光部的位置，并且，沿大致垂直于基准面的方向的长度，为大致平行于基准面的方向的长度的15～250倍。
对于本发明的空间光调制装置的调制部，假如，从供给光的光源部入射各种的入射角度的光。直接向调制部入射的光，向原来的行进方向行进，被调制部调制。与此相对，向设置在调制部的周边的非调制区域的方向入射的光，入射到设置在调制部的周边的棱镜元件上，入射到棱镜元件上的光，被反射向调制部的方向。通过设置棱镜元件，能使向与调制部不相同的方向行进的光向调制部入射。
在现有技术的构成中，向调制部入射的光，全部透射微透镜。因此，向调制部入射的光，除了光轴上的光全部受到微透镜引起的折射作用。其结果，在现有技术的构成中，射出空间光调制装置的光，全部具有按照因微透镜的聚焦光的NA的光线角度。比投影光学系统的NA大的光线角度的光，被投影光学系统拒绝。与此相对，在本发明的构成中，不经由棱镜元件地入射到调制部上的光，直接入射到调制部上。因此，例如，在入射大致平行于调制部的光的情况下，调制后的光也以大致平行的状态射出。因为棱镜元件不具有折射引起的聚光功能，所以经由了棱镜元件的光和光轴所成的光线角度几乎不增大。
而且，如采用沿大致垂直于基准面的方向的长度，为沿大致平行于基准面的方向的长度的15～250倍的棱镜元件，则通过以反射部反射光，就可以一边降低光线角度的增大一边使入射光偏向。因此，即使因棱镜元件而受到了光路偏向的光，也能降低光线角度的增大。空间光调制装置，通过降低大的光线角度的光的发生，能减低对比度的下降。并且，例如，能减少被投影光学系统拒绝的光，可以有效地利用入射光。由此，得到以高对比度，并且可以有效地使用入射光的空间光调制装置。
并且，依照本发明的理想的形态，优选：棱镜元件，沿大致垂直于基准面的方向的长度，为沿大致平行于基准面的方向的长度的20～200倍。一采用沿大致垂直于基准面的方向的长度，为沿大致平行于基准面的方向的长度的20～200倍的棱镜元件，则通过以反射部反射光，就可以一边降低光线角度的增大一边使入射光偏向。由此，因棱镜元件而受到了光路偏向的光，能更加降低光线角度的增大。
并且，依照本发明的理想的形态，优选：反射部，具有第1区域，和设置在距像素部的距离比第1区域短的位置上的第2区域；第1区域及第2区域，设置为基准面的法线和第2区域所成的角度，比基准面的法线和第1区域所成的角度大。如第1区域的倾斜度和第2区域的倾斜度相同，则以第2区域反射的光，就入射到比以第1区域反射的光更离开孔径部的中心部的位置上。由于设置在相邻的像素部上的电极的影响，液晶的取向状态，与孔径部的中心部相比较，在孔径部的周边部中为不稳定的情况多。因此，由于向孔径部的周边部入射的光，难于得到高的对比度。在本形态中，通过使基准面的法线和第2区域所成的角度，比基准面的法线和第1区域所成的角度大，能使以第2区域反射的光，向与以第1区域反射的光同样地接近孔径部的中心部的位置入射。由此，能更加提高对比度。
并且，作为本发明的理想的形态，优选：反射部，包括与基准面的法线所成的角度小于等于3度的有效反射区域。由形成有效反射区域，可以使以反射部反射的光，一边降低光线角度的增大一边偏向。并且，由形成有效反射区域，能将入射光，例如，变换成可以用光圈数为2.5的投影光学系统充分取进的光线角度的光。由此，能提高对比度，且有效地使用入射光。
并且，作为本发明的理想的形态，优选：反射部，有效反射区域，占反射部的全部区域之中的大于等于百分之70。通过使反射部的全部区域之中的大于等于百分之70作为有效反射区域，能实现高的对比度，和入射光的有效使用。
并且，作为本发明的理想的形态，优选：遮光部，具有在大致平行于基准面的第1方向上具有长度方向的第1遮光部，和在大致平行于基准面且大致正交于第1方向的第2方向上具有长度方向的第2遮光部；第1遮光部及第2遮光部，由交叉部互相交叉那样地配置，并且，交叉部比交叉部之外的部分，对于长度方向大致正交的方向上的宽度变大那样地形成。通过与交叉部之外的部分相比在交叉部上的宽度变大那样地形成第1遮光部和第2遮光部，能将现有配置在交叉部之外的部分的下侧的电子部件，配置在交叉部之下。如将电子部件从交叉部之外的部分向交叉部移动，则第1遮光部及第2遮光部，与现有相比较，能减小交叉部之外的部分的宽度。因此，可以一边确保电子部件的收置空间，一边形成大的孔径部。与现有的空间光调制装置相比如果可以设置大的孔径部，则与现有相比可以使更多的光入射到孔径部上。并且，通过设置大的孔径部，可以使沿光轴直进的光更多地入射到孔径部上。而且，还可以使更多的光入射到孔径部之中，接近液晶的取向状态稳定的中心部的位置上。由此，能提高对比度，且有效地使用入射光。
而且，依照本发明，能提供的图像显示装置的特征在于：具有供给光的光源部，相应于图像信号调制来自光源部的光的空间光调制装置，和投影由空间光调制装置所调制的光的投影光学系统；空间光调制装置，具有相应于图像信号调制入射光的调制部，和设置在调制部的附近，向调制部的方向反射入射光的光路偏向部；调制部，具备排列成矩阵状的多个像素部，和设置在像素部之间的遮光部；光路偏向部，是向像素部的方向反射入射光的反射部的棱镜元件；棱镜元件，设置在基准面上对应于遮光部的位置，并且，沿大致垂直于基准面的方向的长度，为沿大致平行于基准面的方向的长度的15～250倍。本发明的图像显示装置，具有上述的空间光调制装置。通过采用上述的空间光调制装置，能以高的对比度，且有效地使用入射光。由此，得到可以用高的对比度显示明亮的图像的图像显示装置。
并且，作为本发明的理想的形态，优选：如设投影光学系统的光圈数为F，则空间光调制装置，将与基准面的法线成预定的角度的入射光，变换成满足(1)式的角度θo而射出。
0≤θo≤arctan{1/(2F)}              (1)
光圈数为F的投影光学系统，能取进满足(1)式的角度θo的光。譬如，通过将入射光之中的出现概率最高的预定角度的光，变换成满足(1)式的角度θo，能高效地投影由空间光调制装置所调制的光。由此，能高效地投影入射光，显示明亮的图像。
附图说明
图1是本发明的实施例1的投影机的概略构成图。
图2是液晶面板的立体构成图。
图3是液晶面板的要部剖面构成图。
图4是黑矩阵部及孔径部的要部平面构成图。
图5是说明黑矩阵部的形状的图。
图6是说明入射到液晶面板上的光的动作的图。
图7是说明关于在棱镜元件上的光的全反射的图。
图8是说明照明光的光线角度分布的例的图。
图9是说明入射光的光线角度和对比度的关系的图。
图10是说明斜面的角度和光利用效率的关系的图。
图11是说明投影透镜的光圈数和棱镜元件的长度的关系的图。
图12是说明棱镜元件的形状的图。
图13是说明棱镜元件的形状的图。
图14是说明实施例1的变形例的棱镜元件的图。
图15是说明孔径部中的光的入射位置和对比度的关系的图。
图16是说明采用图14中所示的棱镜元件的情况下的光的动作的图。
图17是说明棱镜元件的变形例的图。
图18是说明棱镜元件的变形例的图。
图19是说明本发明的实施例2的空间光调制装置的制造方法的图。
图20-1是说明通过干蚀刻形成棱镜元件的步骤的图。
图20-2是说明通过干蚀刻形成棱镜元件的步骤的图。
图21-1是说明通过干蚀刻形成棱镜元件的步骤的图。
图21-2是说明通过干蚀刻形成棱镜元件的步骤的图。
符号说明
100投影机，101光源部，104积分器，105偏振变换元件，106R R光透射分色镜，106G B光透射分色镜，107反射镜，108中继透镜，110R第1色光用空间光调制装置，110G第2色光用空间光调制装置，110B第3色光用空间光调制装置，112十字分色棱镜，112a分色膜，112b分色膜，114投影光学系统，116屏幕，120R、120G、120B液晶面板，121R、121G、121B第1偏振板，122R、122G、122B第2偏振板，123R、123Bλ/2相位差板，124R、124B玻璃板，200b基准面，200入射侧防尘玻璃，200a入射面，201粘接层，202盖片玻璃，203a黑矩阵部，203b孔径部，204对向电极，205液晶层，206a像素电极，206TFT基板，206a透明电极，206c取向膜，207粘接层，208射出侧防尘玻璃，210棱镜组，211棱镜元件，211a斜面，C1顶点，C2中心位置，N2法线，401第1黑矩阵部，402第2黑矩阵部，403交叉部，503a黑矩阵部，503b孔径部，1211棱镜元件，1211a斜面，1401第1斜面，1402第2斜面，1411棱镜元件，1801曲面，1811棱镜元件，1901基板，1902树脂抗蚀剂层，1903槽，2002金属层，2003抗蚀剂层，2102抗蚀剂层，2103金属层
具体实施方式
以下，参照附图，详细地说明本发明的实施例。
实施例1
图1，表示本发明的实施例1的为图像显示装置的投影机100的概略构成。光源部101，是供给包括为第1色光的红色光(以下，称为「R光」。)，为第2色光的绿色光(以下，称为「G光」。)，及为第3色光的蓝色光(以下，称为「B光」。)的光的超高压水银灯。积分器104，使来自光源部101的光的照度分布均匀化。使照度分布均匀化了的光，由偏振变换元件105变换成具有特定的振动方向的偏振光，例如s偏振光。变换成s偏振光的光，入射到构成色分离光学系统的R光透射分色镜106R上。
R光透射分色镜106R，透射R光，反射G光，B光。透射了R光透射分色镜106R的R光，入射到反射镜107上。反射镜107，使R光的光路90度弯曲。弯曲了光路的R光，入射到相应于图像信号调制为第1色光的R光的第1色光用空间光调制装置110R上，第1色光用空间光调制装置110R，是相应于图像信号调制R光的透射型的液晶显示装置。还有，因为即使透射分色镜，光的偏振方向也不变化，所以入射到第1色光用空间光调制装置110R上的R光，为s偏振光的原来状态。
第1色光用空间光调制装置110R，具有λ/2相位差板123R，玻璃板124R，第1偏振板121R，液晶面板120R，及第2偏振板122R。关于液晶面板120R的详细的构成后述。λ/2相位差板123R及第1偏振板121R，以连接到不让偏振方向变换的透光性的玻璃板124R上的状态配置。由此，能避免第1偏振板121R及λ/2相位差板123R，因发热而变形的问题。还有，在图1中，虽然独立设置第2偏振板122R，但是也可以由连接到液晶面板120R的射出面，或十字分色棱镜112的入射面上的状态而配置。
入射到第1色光用空间光调制装置110R上的s偏振光，由λ/2相位差板123R变换成p偏振光。变换成p偏振光后的R光，直接透射玻璃板124R及第1偏振板121R，入射到液晶面板120R上。入射到液晶面板120R上的p偏振光，通过相应于图像信号的调制，R光变换成s偏振光。通过液晶面板120R的调制，变换成s偏振光的R光，从第2偏振板122R射出。这样一来，由第1色光用空间光调制装置110R调制的R光，入射到为色合成光学系统的十字分色棱镜112上。
由R光透射分色镜106R反射的G光及B光，90度弯曲光路。弯曲了光路的G光及B光，入射到B光透射分色镜106G上。B光透射分色镜106G，反射G光，透射B光。由B光透射分色镜106G反射的G光，入射到相应于图像信号调制为第2色光的G光的第2色光用空间光调制装置110G上。第2色光用空间光调制装置110G是相应于图像信号调制G光的透射型的液晶显示装置。第2色光用空间光调制装置110G，具有液晶面板120G，第1偏振板121G及第2偏振板122G。液晶面板120G后述。
入射到第2色光用空间光调制装置110G上的G光，变换成s偏振光。入射到第2色光用空间光调制装置110G上的s偏振光，直接透射第1偏振板121G，入射到液晶面板120G上。入射到液晶面板120G上的s偏振光，通过相应于图像信号的调制，G光变换成p偏振光。通过液晶面板120G的调制，变换成p偏振光的G光，从第2偏振板122G射出。这样一来，由第2色光用空间光调制装置110G调制的G光，入射到为色合成光学系统的十字分色棱镜112上。
透射了B光透射分色镜106G的B光，经由2片中继透镜108、和2片反射镜107，入射到相应于图像信号调制为第3色光的B光的第3色光用空间光调制装置110B上。第3色光用空间光调制装置110B是相应于图像信号调制B光的透射型的液晶显示装置。还有，让B光经由中继透镜108，是因为B光的光路的长度比R光及G光的光路的长度长的缘故。通过采用中继透镜108，能将透射了B光透射分色镜106G的B光，直接引导到第3色光用空间光调制装置110B上。第3色光用空间光调制装置110B，具有λ/2相位差板123B，玻璃板124B，第1偏振板121B，液晶面板120B，及第2偏振板122B。第3色光用空间光调制装置110B的构成，因为与上述的第1色光用空间光调制装置110R的构成相同，所以省略详细的说明。
入射到第3色光用空间光调制装置110B上的B光，变换成s偏振光。入射到第3色光用空间光调制装置110B上的s偏振光，由λ/2相位差板123B变换成p偏振光。变换成p偏振光后的B光，直接透射玻璃板124B及第1偏振板121B，入射到液晶面板120B上。入射到液晶面板120B上的p偏振光，通过相应于图像信号的调制，B光变换成s偏振光。通过液晶面板120B的调制，变换成s偏振光的B光，从第2偏振板122B射出。由第3色光用空间光调制装置110B调制的B光，入射到为色合成光学系统的十字分色棱镜112上。如这样地，构成色分离光学系统的R光透射分色镜106R和B光透射分色镜106G，将从光源部101供给的光，分离成为第1色光的R光、为第2色光的G光、和为第3色光的B光。
为色合成光学系统的十字分色棱镜112，使2片分色膜112a、112b正交成X字型地配置而构成。分色膜112a，反射B光，透射G光。分色膜112b，反射R光，透射G光。如这样地，十字分色棱镜112，合成由第1色光用空间光调制装置110R、第2色光用空间光调制装置110G、及第3色光用空间光调制装置110B分别调制的R光、G光及B光。投影光学系统114，在屏幕116上投影由十字分色棱镜112合成的光。由此，能在屏幕116上得到全彩色图像。
还有，如上述那样地，从第1色光用空间光调制装置110R及第3色光用空间光调制装置110B入射到十字分色棱镜112上的光，设定为s偏振光。并且，从第2色光用空间光调制装置110G入射到十字分色棱镜112上的光，设定为p偏振光。通过如这样地使入射到十字分色棱镜112上的光的偏振方向不同，能在十字分色棱镜112中有效地合成从各色光用空间光调制装置射出的光。分色膜112a、112b，通常，s偏振光的反射特性优越。因此，以由分色膜112a、112b反射的R光及B光作为s偏振光，以透射分色膜112a、112b的G光作为p偏振光。
图2，表示液晶面板120R的要部立体构成。在图1中说明的投影机100，具备3个液晶面板120R、120G、120B。这3个液晶面板120R、120G、120B只是所调制的光的波长范围不同，基本的构成相同。因此，以液晶面板120R作为代表例进行以后的说明。
来自光源部101的R光，从图2的上侧入射到液晶面板120R上，从下侧向屏幕116的方向射出。在为防尘玻璃的入射侧防尘玻璃200的内侧，通过粘接层201粘合盖片玻璃202。在盖片玻璃202的射出侧上，形成黑矩阵部203a及对向电极204。
并且，在射出侧防尘玻璃208的内侧，通过粘接层207形成具有为了使液晶取向的取向膜206c及TFT(薄膜晶体管)及透明电极206a的TFT基板206。然后，入射侧防尘玻璃200及射出侧防尘玻璃208，粘合以使得对向电极204和TFT基板206对向。在对向电极204和TFT基板206之间，密封为了显示图像的液晶层205。并且，在液晶层205的入射侧，具有为遮光部的黑矩阵部203a。
在入射侧防尘玻璃200上，形成由多个棱镜元件211构成的棱镜组210。关于棱镜元件211的构成及作用后述。液晶面板120R，配置为使得配置棱镜元件211的基准面200b，和来自光源部101的光的光轴大致正交。还有，在图1中所示的构成中，使第1偏振板121R、第2偏振板122R，对于液晶面板120R设置成分体。但是，代替此，也能将偏振板设置在入射侧防尘玻璃200和对向电极204之间，射出侧防尘玻璃208和TFT基板206之间等。而且，棱镜组210，也可以在第1偏振板121R上形成。
图3，表示液晶面板120R的要部剖面构成。围住黑矩阵部203a的矩形状的区域，形成孔径部203b。孔径部203b，让来自光源部101的R光通过。透射了孔径部203b的R光，如图3中所示那样地透射对向电极204，液晶层205，和TFT基板206。R光，通过液晶层205中的按照图像信号的调制，变换偏振状态。如这样地，形成投影的图像中的像素的透射孔径部203b、液晶层205、和TFT基板206受到调制的光。孔径部203b、液晶层205、和TFT基板206，构成相应于图像信号调制入射光的调制部。并且，孔径部203b，构成像素部。调制部，具备多个像素部，和设置在像素部之间的遮光部。
图4，表示从图3的上侧所看到的黑矩阵部203a及孔径部203b的要部平面构成。在图4中所示的平面构成，大致平行于在图3中所示的基准面200b。多个孔径部203b，在大致平行于基准面200b的第1方向、和大致平行于基准面200b且大致正交于第1方向的第2方向的2个方向上，排列成矩阵状。所谓第1方向，是在图4中大致平行于纸面的上下方向。所谓第2方向，是在图4中大致平行于纸面的左右方向。黑矩阵部203a，由在第2方向上具有长度方向的为第1遮光部的第1黑矩阵部401，和在第1方向上具有长度方向的为第2遮光部的第2黑矩阵部402而构成。
第1黑矩阵部401及第2黑矩阵部402，在交叉部403互相交叉那样地配置。并且，第1黑矩阵部401及第2黑矩阵部402，任何一个，在交叉部403中的宽度d1，比交叉部403之外的部分中的宽度d2为大那样地形成。宽度d1、d2，是在对于长度方向大致正交的方向上，第1黑矩阵部401及第2黑矩阵部402的宽度。
在此，与将宽度大致一定的第1、第2黑矩阵部配置成格子状的现有的构成相比较，说明本实施例的构成的优点。在第1、第2黑矩阵部401、402的下侧，配置晶体管或电容器等电子部件。由于在交叉部403中比交叉部403之外的部分宽度为大那样地形成第1、第2黑矩阵部401、402，能将现有的配置在交叉部403之外的部分的下侧的电子部件，配置在交叉部403之下。
如将电子部件从交叉部403之外的部分向交叉部403挪移，则第1、及第2黑矩阵部401、402，与现有相比较，能减小交叉部403之外的部分的宽度d2。因此，与现有的空间光调制装置相比能设置宽度d4大的孔径部203b。由于采用大的孔径部203b，与现有相比可以调制更多的光。并且，由于设置大的孔径部203b，可以使沿光轴直进的光更多地入射到孔径部203b上。而且，还可以使更多的光入射到孔径部203b之中，接近液晶的取向状态稳定的中心部的位置上。由此，能提高对比度，且有效地使用入射光。
在图4中所示的交叉部403，具有以宽度d1作为对角线的正方形形状。孔径部203b，具有从正方形形状去掉了四角那样的多边形形状。譬如，孔径部203b若以15微米间距形成，则交叉部403，能为一条边为9微米的四边形形状。该情况下，第1、第2黑矩阵部401、402，交叉部403之外的部分的宽度d2能为3微米那样地形成。还有，黑矩阵部及孔径部的构成，不限于图4中所示。例如，也可以如在图5中所示那样地，设置由在图4中所示的构成而使各构成的角圆钝那样的形状的黑矩阵部503a和孔径部503b。
返回到图3中，为光路偏向部的棱镜元件211，使入射光向孔径部203b的方向反射。棱镜元件211的斜面211a，是将入射光向为像素部的孔径部203b的方向反射的反射部。斜面211a，以预定的倾斜度设置。关于斜面211a的倾斜度后述。棱镜元件211，位于调制部的附近，对应于黑矩阵部203a的位置而设置。由此，能减少向黑矩阵部203a入射的光量。
棱镜元件211，在图3中所示的剖面构成中，形成以斜面211a作为一条边的大致等腰三角形形状。通过适当地设定斜面211a的方向或者角度，能容易地控制使入射光的光路偏向的方向或者偏向量。三角形形状的顶点C1，大致对应于黑矩阵部203a的中心位置C2。而且，三角形形状的底边的长度W1(在平面中底面积)，至少为与黑矩阵部203a的长度W2(在平面中底面积)大致相同长度(大小)。由此，能有效地使用不参与对入射光的调制的黑矩阵部203a附近的区域。
更理想地，优选：三角形形状的底边的长度W1(面积)，比黑矩阵部203a的长度W2(面积)大。由此，从倾斜方向入射到液晶面板120R上的光线，能确保为了防止入射到黑矩阵部203a上的余量区域。并且，棱镜元件211，向为大致垂直于基准面200b的方向的光轴方向的长度H，为沿大致平行于基准面200b的方向的长度W1的15～250倍那样地形成。以下，关于棱镜元件211，将长度H为长度W1的15～250倍，表达为纵横比大于等于15且小于等于250。关于由使棱镜元件211的纵横比大于等于15且小于等于250所带来的作用及效果，后述。
图6，说明向液晶面板120R入射的光L1、L2的动作。光由具有折射率差的界面反射或者曲折。为了使说明简单，在图4中，在微小的折射率差的界面中光为直进而示出光路。光L1，是不经由棱镜元件211，直接向孔径部203b入射的光。行进通过空气中的光L1入射到例如由石英玻璃构成的入射侧防尘玻璃200的入射面200a上。
入射到入射侧防尘玻璃200上的光L1，依次透射入射侧防尘玻璃200，粘接层201，盖片玻璃202。如上述那样地，调制部，由孔径部203b，对向电极204，液晶层205，TFT基板206构成。相应于图像信号调制的光L1，透射粘接层207从射出侧防尘玻璃208射出。为了高效地投影光L1，优选：光L1的射出角度θo2，比由投影光学系统114的NA决定的最大角度θm小。
从与光L1不同的位置入射到入射侧防尘玻璃200上的光L2，入射到斜面211a上。棱镜元件211，由折射率比入射侧防尘玻璃200小的构件构成。为了减少反射中的光量损失，优选：棱镜元件211，具有入射的光L2向对应于像素部的孔径部203b的方向全反射那样的折射率。如用图7说明，为了由斜面211a全反射光L2，必需满足(2)式。
sinθ1＞n2/n1                          (2)
其中，θ1，是对于斜面211的法线N2的光L2的入射角度，n1，是入射侧防尘玻璃200的折射率，n2，是棱镜元件211的折射率。并且，在n1及n2之间，n1＞n2的关系成立。
返回到图6中，由斜面211a反射的光L2，透射粘接层201，和盖片玻璃202后，向孔径部203b入射。向孔径部203b入射的光L2，与上述的光L1同样地行进而从射出侧防尘玻璃208射出。
图8，表示来自光源部101的照明光的光线角度分布的例。图8中所示的坐标图的纵轴表示光的强度，横轴表示光线角度。来自光源部101的照明光，例如包括百分之97.6光线角度小于等于6度的光。该情况下，设在液晶面板120R中可以调制光线角度小于等于6度的光，则液晶面板120R，能利用来自光源部101的照明光之中的至少百分之97.6的光。
返回到图6中，可以由投影光学系统114取进的光的光线角度的最大值θm，能由(3)式表示。
θm＝arctan{1/(2F)}                 (3)
在此，F，是投影光学系统114的光圈数。譬如，设投影光学系统114的光圈数是1.8，则由(3)式求得的光线角度的最大值θm是15.5度。
设向入射面200a的光L2的入射角度θi，为4度。如图8的光线角度分布中所示那样地，光L2，是入射到液晶面板120R上的来自光源部101的光之中最多地包括的光。并且，为反射部的斜面211a，与基准面200b的法线所成的角度α，例如为3度那样地形成。光L2，通过由角度α为3度的斜面211a反射，例如，改变行进方向使得光线角度成为10度。
其后，设光L2以原来的光线角度行进，则出射侧防尘玻璃208内的光线角度θk就成为10度。而且，从液晶面板120R射出的光，在从行进方向的射出侧防尘玻璃208出射到空气中时以界面折射。从液晶面板120R射出的光的光线角度θo1，能由(4)式求出。
Oo1＝{asin(sinθk*n3)}               (4)
在此，θo1，是从液晶面板120R射出的光的光线角度，是向投影透镜114的入射角度。并且，θk，是射出侧防尘玻璃208内的光线角度，n3，是射出侧防尘玻璃208的折射率。例如，在采用折射率1.46的石英玻璃作为射出侧防尘玻璃208的情况下，射出侧防尘玻璃208内的角度θk是10度的光L2，以14.6度的光线角度θo1入射到投影透镜114上。
在由(3)式求得的光线角度的最大值θm是15.5度的情况下，光线角度θo1是14.6度的光L2，能进入到投影光学系统114中。从而，液晶面板120R，通过使斜面211a的角度α为3度，能使入射角度θi为4度的光，偏向成可以由投影光学系统114投影的光线角度的光而出射。
棱镜元件211，优选：使与基准面200b的法线形成预定的角度、例如6度的入射光，偏向而形成满足(1)式的角度θo。
0≤θo≤arctan{1/(2F)}                (1)
通过使光线角度为6度的入射光，偏向而形成满足(1)式的角度θo，例如，可以投影来自光源部101的照明光之中的至少百分之97.6的光。如以上那样地通过决定斜面211a的角度α，能高效地投影由空间光调制装置110R、110G、110B所调制的光。由此，能高效地投影入射光，显示明亮的图像。还有，棱镜元件211，不限于使与基准面200b的法线形成6度的入射光，形成满足(1)式的角度θo那样地偏向的构成。如图8的光线角度分布中所示那样地，光源部101，供给最多地包括光线角度为4度的光的照明光。从而，棱镜元件211，可以至少，使照明光中最多地包括的光线角度，例如4度的光，形成满足(1)式的角度θo那样地偏向的构成。
斜面211a，不限于与基准面200b的法线所成的角度α为3度的构成。斜面211a，能使与基准面200b的法线所成的角度α小于等于3度。譬如，设使角度α为2度，则棱镜元件211，例如，能使光线角度6度的光，偏向成光线角度10度。通过使角度α小于等于3度，能使入射光，变换成以投影光学系统114可以充分地取进的光线角度的光。为反射部的斜面211a，具有使入射光，变换成以投影光学系统114可以充分地取进的光线角度的光的有效反射区域。
图9，表示入射到液晶层205上的光的光线角度，和对比度的关系。在图9中，沿实线的圆而写的0、90、180、270的各数值，表示垂直于光轴的面内的入射光的方向。并且，指向虚线的圆而写的10、20的各数值，表示入射光和光轴所成的光线角度。图中的阴影线，表示对比度的分布。对比度，由调制后的光的最大亮度和最小亮度的比率表示。为了以高的对比度显示图像，优选入射光的光线角度小，例如小于等于10度。
棱镜元件211，通过设置与基准面200b的法线所成的角度α小于等于3度的斜面211a，可以一边减少光线角度的增大一边使入射光偏向。因此，通过设置棱镜元件211，不仅变换成以投影光学系统114可以充分地取进的光线角度的光，还可以显示高的对比度的图像。
如上述那样地，棱镜元件211，纵横比大于等于15且小于等于250那样地构成。例如，三角形形状的底边的长度W1为0.8微米，沿光轴方向的长度H为12微米(参照图3)的，纵横比15的棱镜元件211，具有与基准面200b的法线所成的角度α为1.9度的斜面211a。并且，三角形形状的底边的长度W1为0.8微米，沿光轴方向的长度H为200微米的，纵横比250的棱镜元件211，具有与基准面200b的法线所成的角度α约为0.11度的斜面211a。如这样地，采用纵横比大于等于15且小于等于250的棱镜元件211，就可以光线角度变小那样地使入射光偏向。由此，起到能以高的对比度，且有效地使用入射光的效果。并且，由投影机100，能以高的对比度显示明亮的图像。
更理想地，优选：棱镜元件211，纵横比大于等于20且小于等于200地构成。由此，更加能以高的对比度，且有效地使用入射光。例如，三角形形状的底边的长度W1为2微米，沿光轴方向的长度H为40微米的，纵横比20的棱镜元件211，具有与基准面200b的法线所成的角度α约为1.43度的斜面211a。纵横比20的棱镜元件211，例如，能使光线角度为5度的入射光，偏向成11.5度的光线角度。
并且，三角形形状的底边的长度W1为2微米，沿光轴方向的长度H为400微米的，纵横比200的棱镜元件211，具有与基准面200b的法线所成的角度α约为0.14度的斜面211a。纵横比200的棱镜元件211，例如，能使光线角度为5度的入射光，偏向成7.7度的光线角度。在例如采用光圈数F是2的投影光学系统114的情况下，角度θo为11.5度、7.7度的任何一种情况都满足(1)式。因此，光圈数F是2的投影光学系统114，吸收角度为14度，能取进来自纵横比大于等于20且小于等于200的棱镜元件211的光。并且，由使入射光，光线角度变小那样地偏向，能提高对比度。还有，由棱镜元件211偏向后的光线角度不限于以上说明所示，相应于液晶面板120R的各构成而变化。
图10，表示斜面211a的角度α，和来自光源部101的光的光利用效率的关系。所谓来自光源部101的光的光利用效率，指对于来自光源部101的光，可以进入到投影光学系统114中的光的比例。通过采用斜面211a的角度α小于等于3度的棱镜元件211，可以使光利用效率为大于等于百分之90。
图11，表示为了确保光利用效率百分之98的，投影光学系统114的光圈数F，和向棱镜元件211的光轴方向的长度H的关系。图11中所示的坐标图的纵轴表示长度H(微米)，横轴表示光圈数F。并且，图11的坐标图，表示每沿大致平行于基准面200b的方向的棱镜元件211的长度W1，光圈数F和长度H的关系。通过以图11中所示的条件形成棱镜元件211，可以确保光利用效率百分之98。
还有，因为如使棱镜元件211的纵横比为比15小的值，光线角度大的光就增加，所以认为不能由投影光学系统114取进的光就增加。并且，认为因为光线角度大的光增加，所以对比度下降。因此，棱镜元件211，优选使纵横比大于等于15那样地形成。并且，如使棱镜元件211的纵横比为大于等于250的值，例如300，则使斜面211a的角度α成为0.0095度。如这样地，认为越使棱镜元件211的纵横比为大的值，就越得到更好的效果。
关于沿大致平行于基准面200b的方向的长度W1为2微米的棱镜元件211使纵横比为300的情况下，沿棱镜元件211的光轴方向的长度H必需为600微米的程度。若形成如这样地长度H大的棱镜元件211，则入射侧防尘玻璃200的强度就变得不够，因入射侧防尘玻璃200的龟裂或断坏而引起成品率降低。从而，通过使棱镜元件211的纵横比大于等于15且小于等于250，能得到高的对比度或高的光利用效率，且得到足够的强度。
棱镜元件，不限于在剖面构成中形成三角形形状的构成。例如，如图12中所示那样地，也可以采用在剖面构成中，在矩形形状之上设置有三角形形状那样的构成的棱镜元件1211。棱镜元件1211，光轴方向的长度H之中，光入射的侧的长度D的部分形成三角形形状。棱镜元件1211的斜面1211a，是与基准面200b的法线所成的角度小于等于3度的有效反射区域。
若在剖面构成中形成矩形形状的部分和斜面1211a是反射部，反射部，优选：为有效反射区域的斜面1211a，占反射部的全部区域之中的大于等于百分之70。通过使反射部的全部区域之中的大于等于百分之70作为有效反射区域，得到高的对比度，和高的光利用效率。还有，在图13中所示的上述的棱镜元件211，反射部的全部区域的百分之100以有效反射区域构成。
图14，表示本实施例的变形例的棱镜元件1411及其周边部分的要部剖面构成。本变形例的棱镜元件1411，能适用于上述的液晶面板120R中。棱镜元件1411，具有互相不同的倾斜度的第1斜面1401，和第2斜面1402。第1斜面1401，是形成在棱镜元件1411的光轴方向的长度H之中，光入射侧的长度D的部分的第1区域。
第2斜面1402，形成在棱镜元件1411的光轴方向的长度H之中，光出射的侧的部分。第2斜面1402，是设置在离开像素部的距离比第1斜面1401短的位置上的第2区域。并且，第1斜面1401及第2斜面1402，基准面200b的法线和第2斜面1402所成的角度，比基准面200b的法线和第1斜面1401所成的角度大那样地设置。第1斜面1401，是与基准面200b的法线所成的角度小于等于3度的有效反射区域。
图15，表示孔径部203b中的光的入射位置，和对比度的关系的例。在图15中所示的坐标图的纵轴表示对比度，横轴以离开孔径部203b的中心部的距离表示光入射的位置。在图15中所示的关系，是关于孔径部203b为16微米四方的正方形形状的情况下的例。可知：液晶面板120R，入射光到越接近于孔径部203b的中心部的位置，得到越高的对比度。
在孔径部203b的周边部，因相邻的电极、晶体管、布线等的影响液晶的取向状态变得不稳定。由于液晶的取向状态变得不稳定，在使光入射到孔径部203b的周边部的情况下，对比度下降。与此相对，在孔径部203b的中心部液晶的取向状态稳定。为此，为了得到高的对比度，优选：尽量使光入射到接近于孔径部203b的中心部的位置上。例如，为了得到大于等于800的高的对比度，优选：使光入射到距离孔径部203b的中心部6微米之内的区域上。
若第1斜面1401的倾斜度和第2斜面1402的倾斜度为相同，则由第2斜面1402反射的光，入射到比由第1斜面1401反射的光更离开孔径部203b的中心部的位置上。在由第2斜面1402反射的光向孔径部203b的周边部入射的情况下，难于因以第2斜面1402反射的光得到高的对比度。
图16，说明采用棱镜元件1411的情况下的光的动作。在本变形例中，，基准面200b的法线和第2斜面1402所成的角度，比基准面200b的法线和第1斜面1401所成的角度大。因此，能使由第2斜面1402反射的光L4，与由第1斜面1401反射的光L3同样地向接近孔径部203b的中心部的位置入射。由于不仅使由第1斜面1401反射的光，还使由第2斜面1402反射的光入射到接近孔径部203b的中心部的位置上，能更加提高对比度。并且，由对于第1斜面1401及第2斜面1402的全部区域，为有效反射区域的第1斜面1401占大于等于百分之70的构成，得到高的对比度，和高的光利用效率。
图17、图18，表示变形了本变形例的棱镜元件1411的棱镜元件1711、1811的要部剖面构成。图17中所示的棱镜元件1711，与上述的棱镜元件1411同样地，具有为第1区域的第1斜面1701，和为第2区域的第2斜面1702。并且，棱镜元件1711的顶端部1703，具有圆形形状。第1斜面1701，是与基准面200b的法线所成的角度小于等于3度的有效反射区域。
在图18中所示的棱镜元件1811，具有为反射部的曲面1801。棱镜元件1811的光轴方向的长度H之中，光入射的侧的长度D的部分的曲面1801，是与基准面200b的法线所成的角度小于等于3度的有效反射区域。曲面1801之中的长度D的部分，具有作为第1区域的功能。并且，曲面1802之中的长度D的部分之外的部分，是与基准面200b的法线所成的角度比3度大的区域。曲面1801之中的长度D的部分之外的部分，具有作为第2区域的功能。在采用这些棱镜元件1711、1811的情况下，也能提高对比度。
在图14中所示的棱镜元件1411，或在图17中所示的棱镜元件1711，例如，能由后述的干蚀刻法形成。在图18中所示的棱镜元件1811，例如，能由采用激光烧蚀法而形成。根据激光烧蚀法，通过在用为了形成棱镜元件1811的材料构成的靶上聚焦激光束，再将从激光束获得能量的材料粒子输送到基板上，形成棱镜元件1811。还有，棱镜元件的形状不限于图示中的形状，也可以为其他的形状。例如，图17的棱镜元件1711不限于设置圆形形状的顶端部1703的构成，也可以，在顶端部上，形成大致平行于基准面200b的平坦面。
实施例2
图19，说明本发明的实施例2的空间光调制装置的制造方法。在此，主要说明关于形成为空间光调制装置之中的特征的部分的棱镜元件的步骤。棱镜元件，能用根据激光烧蚀的方法，或采用干蚀刻处理的方法形成。在采用激光烧蚀的方法中，通过基于预先设定的数据在透明基板上照射CO2激光，能形成棱镜元件。在图19中所示的步骤，为通过采用厚膜抗蚀剂层的干蚀刻处理，形成上述的棱镜元件211。
首先，在步骤a中所示的基板1901上，形成树脂抗蚀剂层1902。基板1901，能采用玻璃基板或透明树脂基板。树脂抗蚀剂层1902是掩模层，例如以从50微米到200微米的厚度涂敷。树脂抗蚀剂层1902，例如，能使用SU-8、KMPR(全都是MicroChemCorp公司的注册商标)。其次，如在步骤b中所示那样地，进行图案形成，除掉形成棱镜元件211之处的树脂抗蚀剂层1902。图案形成后，进行60分钟、100度的烘焙。
其次，作为对图案形成后的树脂抗蚀剂层1902的硬质掩模，进行干蚀刻。干蚀刻，能使用可以形成高密度等离子体的ICP(Inductively CoupledPlasma，感应耦合等离子体)干蚀刻装置。通过干蚀刻，如在步骤c中所示那样地，在基板1901上形成大致呈三角形形状的剖面的槽1903。作为能在蚀刻区域上均匀地形成高密度等离子体的蚀刻气体。例如，能采用C4F8、CHF3等氟化物系气体。
通过使基板1901的材料和树脂抗蚀剂层1902的材料的蚀刻选择比为例如4比1，能使具有对于树脂抗蚀剂层1902的厚度大致4倍的深度的槽1903，在基板1901上形成。为了防止由蚀刻环境引起的抗蚀剂层的炭化，除了由冷却器冷却基板1901，还可以在蚀刻周期间设置冷却时间。用SU-8的干蚀刻处理，例如，Takayuki Fukasawa等的，已经刊登在，「Deep DryEtching of Quartz Plate Over 100μm in Depth Employing Ultra-ThickPhotoresist(SU-8)」(Japanese Journal of Applied Physics.Vol.42(2003)pp.3702-3706、The Japan Society of Applied Physics)。
如这样地形成的槽1903的壁面，是棱镜元件211的斜面211a。通过粘接层201(参照图3)，通过使空气或其他的透明物质密封在以步骤c形成的槽1903中，形成棱镜元件211。在棱镜元件211中密封空气的情况下，优选使棱镜元件211内部减压。由使棱镜元件211内部减压，能减低由温度上升引起的棱镜元件211内部的空气的热膨胀，防止棱镜元件211的附近的部件的剥离等。采用以上那样地形成的入射侧防尘玻璃200，能形成空间光调制装置110R、110G、110B。
图20-1、图20-2，说明通过采用金属硬质掩模的干蚀刻，形成上述的棱镜元件211的步骤。首先在图20-1中所示的步骤a中，在基板1901上形成金属层2002，作为金属层2002的材料，例如能采用铬或镍。金属层2002，能由CDV金属材料、溅射、电镀等而形成。其次，在步骤b中，在金属层2002之上形成抗蚀剂层2003。在抗蚀剂层2003上，通过步骤c的光刻步骤，实施图案形成。抗蚀剂层2003的图案形成，在形成棱镜元件211的位置上形成槽那样地进行。
其次，在步骤d中，通过蚀刻而使金属层2002形成图案，在金属层2002的蚀刻中，可以采用，例如，采用了氯化铁(FeCl3)的湿蚀刻、干蚀刻、离子研磨法中的任何一种后，其次，在图20-2的步骤e中，用ICP(Inductively Coupled Plasma，感应耦合等离子体)干蚀刻装置而实施干蚀刻。蚀刻气体，能采用C4F8、CHF3等氟化物类气体。
在此，蚀刻选择比，可以在基板1901的材料中的蚀刻率变高那样的条件下而变大。以增大蚀刻选择比，如步骤f中所示那样地，能在基板1901上形成深槽1903。例如，通过在偏置电功率800瓦特、偏置电压800伏特、C4F8气体流量10sccm、CHF3气体流量30sccm的条件下实施蚀刻，能在由石英材料构成的基板1901上形成深槽1903。
这样地形成的槽1903的壁面，是棱镜元件211的斜面211a。斜面211a的倾斜角度，通过在蚀刻中使选择比变化，可以适当调节。蚀刻选择比，例如，通过调节气体的压力、偏置电压、偏置电功率等中至少任何一种，能使其变化。通过以在基板1901之中比近于金属层2002的位置远的位置上使蚀刻选择比变小那样地使蚀刻条件变化，例如，也能形成持有互相不同的倾斜度的斜面的上述的棱镜元件1411(参照图14)或棱镜元件1711(参照图17)。最后，通过在步骤g中去除金属层2002，能形成实施了斜面211a的入射侧防尘玻璃200。在蚀刻步骤中产生的残渣，能通过在步骤间进行由O2的清洁作业，或进行O2、Ar气体的添加而除去。
图21-1、图21-2，说明通过干蚀刻而形成上述的棱镜元件211的另一步骤。在图21-1的步骤a中，在基板1901上形成抗蚀剂层2102，抗蚀剂层2102，例如能由旋转涂层法或喷射涂敷而形成。抗蚀剂层2102，通过步骤b的光刻步骤，实施图案形成。其次在步骤c中，在基板1901及抗蚀剂层2102之上，形成金属层2103。
作为金属层2103的材料，例如能采用铬或镍。金属层2103，能通过用金属材料实施CDV、溅射、电镀等而形成。其次，在步骤d中，通过剥离法，使金属层2103形成图案。然后，通过在从步骤e到步骤g中实施与上述的步骤同样的干蚀刻，能形成实施了斜面211a的入射侧防尘玻璃200。
如以上那样地，本发明中的空间光调制装置，适于用在投影机中的液晶型空间光调制装置。

Claims (8)

1.一种空间光调制装置，其特征在于，具有：
相应于图像信号调制入射光的调制部，和
设置在上述调制部的附近，向上述调制部的方向反射上述入射光的光路偏向部；
上述调制部，具备排列成矩阵状的多个像素部，和设置在上述像素部彼此之间的遮光部；
上述光路偏向部，是具备向上述像素部的方向反射上述入射光的反射部的棱镜元件；
上述棱镜元件，设置在基准面上对应于上述遮光部的位置，并且，沿大致垂直于上述基准面的方向的长度，为沿大致平行于上述基准面的方向的长度的15～250倍。
2.按照权利要求1所述的空间光调制装置，其特征在于，
上述棱镜元件，沿大致垂直于上述基准面的方向的长度，为沿大致平行于上述基准面的方向的长度的20～200倍。
3.按照权利要求1或2所述的空间光调制装置，其特征在于，
上述反射部，具有第1区域，和设置在比上述第1区域距上述像素部近的位置上的第2区域；
上述第1区域及上述第2区域，设置为上述基准面的法线和上述第2区域所成的角度，比上述基准面的法线和上述第1区域所成的角度大。
4.按照权利要求1～3中的任何一项所述的空间光调制装置，其特征在于，
上述反射部，包括与上述基准面的法线所成的角度小于等于3度的有效反射区域。
5.按照权利要求4所述的空间光调制装置，其特征在于，
上述反射部中，上述有效反射区域，占上述反射部的全部区域的70％或70％以上。
6.按照权利要求1～5中的任何一项所述的空间光调制装置，其特征在于，
上述遮光部，具有在大致平行于上述基准面的第1方向上具有长度方向的第1遮光部，和在大致平行于上述基准面且大致正交于上述第1方向的第2方向上具有长度方向的第2遮光部；
上述第1遮光部及上述第2遮光部，由交叉部互相交叉地配置，并且，与上述交叉部之外的部分相比，上述交叉部在对于上述长度方向大致正交的方向上的宽度变大地形成。
7.一种图像显示装置，其特征在于，具有
供给光的光源部，
相应于图像信号调制来自上述光源部的光的空间光调制装置，
和投影由上述空间光调制装置所调制的光的投影光学系统；
上述空间光调制装置，具有相应于图像信号调制入射光的调制部，和设置在上述调制部的附近，向上述调制部的方向反射上述入射光的光路偏向部；
上述调制部，具备排列成矩阵状的多个像素部，和设置在上述像素部彼此之间的遮光部；
上述光路偏向部，是具备向上述像素部的方向反射上述入射光的反射部的棱镜元件；
上述棱镜元件，设置在基准面上对应于上述遮光部的位置，并且，沿大致垂直于上述基准面的方向的长度，为沿大致平行于上述基准面的方向的长度的15～250倍。
8.按照权利要求7所述的图像显示装置，其特征在于，
设上述投影光学系统的光圈数为F，上述棱镜元件，将与上述基准面的法线成预定的角度的上述入射光，偏向成满足以下的条件式的角度θo：
0≤θo≤arctan{1/(2F)}。
CNB200510115615XA 2005-02-07 2005-11-07 空间光调制装置及图像显示装置 Expired - Fee Related CN100401177C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005030118A JP4093240B2 (ja) 2005-02-07 2005-02-07 空間光変調装置及び画像表示装置
JP030118/2005 2005-02-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1818769A true CN1818769A (zh) 2006-08-16
CN100401177C CN100401177C (zh) 2008-07-09

Family

ID=36779623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB200510115615XA Expired - Fee Related CN100401177C (zh) 2005-02-07 2005-11-07 空间光调制装置及图像显示装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7184188B2 (zh)
JP (1) JP4093240B2 (zh)
CN (1) CN100401177C (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102778780A (zh) * 2012-07-25 2012-11-14 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及显示装置
CN101688990B (zh) * 2007-04-06 2012-12-05 爱利亚有限责任公司 反射式显示面板及用于制造这样的显示面板的方法
JP2014170164A (ja) * 2013-03-05 2014-09-18 Seiko Epson Corp 電気光学装置用基板、電気光学装置、電子機器、及び電気光学装置用基板の製造方法
CN108445673A (zh) * 2018-03-02 2018-08-24 张家港康得新光电材料有限公司 一种光学膜结构及背光组件
CN112470061A (zh) * 2018-07-30 2021-03-09 索尼互动娱乐股份有限公司 显示装置和成像装置

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5352956B2 (ja) * 2006-02-14 2013-11-27 セイコーエプソン株式会社 液晶装置、液晶装置の製造方法、プロジェクタ及び電子機器
US20070250445A1 (en) * 2006-04-19 2007-10-25 Napster Llc Real time, on the fly, distribution of pre-selected electronic content
JP4258528B2 (ja) * 2006-05-08 2009-04-30 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置、電気光学装置の製造方法及びプロジェクタ
KR100848287B1 (ko) 2006-08-18 2008-07-25 엘지전자 주식회사 외광 차단 시트 및 그를 이용한 플라즈마 디스플레이 장치
JP5003108B2 (ja) * 2006-11-13 2012-08-15 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び電子機器
US7830592B1 (en) * 2007-11-30 2010-11-09 Sipix Imaging, Inc. Display devices having micro-reflectors
US8237892B1 (en) * 2007-11-30 2012-08-07 Sipix Imaging, Inc. Display device with a brightness enhancement structure
CN101971073A (zh) * 2008-03-11 2011-02-09 矽峰成像股份有限公司 用于反射型显示器的辉度增强结构
US8437069B2 (en) * 2008-03-11 2013-05-07 Sipix Imaging, Inc. Luminance enhancement structure for reflective display devices
US8441414B2 (en) * 2008-12-05 2013-05-14 Sipix Imaging, Inc. Luminance enhancement structure with Moiré reducing design
US20100177396A1 (en) * 2009-01-13 2010-07-15 Craig Lin Asymmetrical luminance enhancement structure for reflective display devices
US9025234B2 (en) * 2009-01-22 2015-05-05 E Ink California, Llc Luminance enhancement structure with varying pitches
US8120836B2 (en) * 2009-03-09 2012-02-21 Sipix Imaging, Inc. Luminance enhancement structure for reflective display devices
US8714780B2 (en) * 2009-04-22 2014-05-06 Sipix Imaging, Inc. Display devices with grooved luminance enhancement film
US8797633B1 (en) 2009-07-23 2014-08-05 Sipix Imaging, Inc. Display device assembly and manufacture thereof
US8456589B1 (en) 2009-07-27 2013-06-04 Sipix Imaging, Inc. Display device assembly
US20120257292A1 (en) * 2011-04-08 2012-10-11 Himax Technologies Limited Wafer Level Lens Module and Method for Manufacturing the Wafer Level Lens Module
JP5845679B2 (ja) 2011-07-21 2016-01-20 セイコーエプソン株式会社 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
JP5737037B2 (ja) * 2011-07-22 2015-06-17 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置および投射型表示装置
DE102011056166A1 (de) * 2011-12-08 2013-06-13 Universität Stuttgart Elektrooptischer Phasenmodulator
JP6028915B2 (ja) * 2012-12-18 2016-11-24 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置用基板の製造方法、電気光学装置、および電子機器
JP6098309B2 (ja) * 2013-04-09 2017-03-22 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置、電子機器、及び電気光学装置の製造方法
JP2015087498A (ja) 2013-10-30 2015-05-07 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置および電子機器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03170911A (ja) 1989-11-30 1991-07-24 Pioneer Electron Corp 液晶表示装置
US6700554B2 (en) * 1999-12-04 2004-03-02 Lg. Philips Lcd Co., Ltd. Transmissive display device using micro light modulator
JP3938099B2 (ja) 2002-06-12 2007-06-27 セイコーエプソン株式会社 マイクロレンズの製造方法、マイクロレンズ、マイクロレンズアレイ板、電気光学装置及び電子機器
KR100744892B1 (ko) * 2003-03-28 2007-08-01 세이코 엡슨 가부시키가이샤 공간 광 변조 장치와 이 공간 광 변조 장치를 갖는 프로젝터
JP2004347692A (ja) 2003-05-20 2004-12-09 Seiko Epson Corp 空間光変調装置及びプロジェクタ
JP2005037503A (ja) * 2003-07-16 2005-02-10 Seiko Epson Corp 空間光変調装置及びプロジェクタ

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101688990B (zh) * 2007-04-06 2012-12-05 爱利亚有限责任公司 反射式显示面板及用于制造这样的显示面板的方法
CN102778780A (zh) * 2012-07-25 2012-11-14 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及显示装置
CN102778780B (zh) * 2012-07-25 2015-06-10 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及显示装置
JP2014170164A (ja) * 2013-03-05 2014-09-18 Seiko Epson Corp 電気光学装置用基板、電気光学装置、電子機器、及び電気光学装置用基板の製造方法
CN105027186A (zh) * 2013-03-05 2015-11-04 精工爱普生株式会社 电光装置用基板、电光装置、电子设备及电光装置用基板的制造方法
CN108445673A (zh) * 2018-03-02 2018-08-24 张家港康得新光电材料有限公司 一种光学膜结构及背光组件
CN112470061A (zh) * 2018-07-30 2021-03-09 索尼互动娱乐股份有限公司 显示装置和成像装置
CN112470061B (zh) * 2018-07-30 2022-04-26 索尼互动娱乐股份有限公司 显示装置和成像装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP4093240B2 (ja) 2008-06-04
US7184188B2 (en) 2007-02-27
JP2006215427A (ja) 2006-08-17
CN100401177C (zh) 2008-07-09
US20060176540A1 (en) 2006-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1818769A (zh) 空间光调制装置及图像显示装置
US7321349B2 (en) Display element, display device, and microlens array
CN1303439C (zh) 微透镜阵列基板及其制造方法以及使用该基板的投影液晶显示装置
CN1221842C (zh) 图像显示装置和图像投影设备
CN1153988C (zh) 偏光分离装置及其制造方法、偏光转换装置和投射型显示装置
TWI277771B (en) Method of manufacturing microlens, microlens, microlens array, electro-optical device, and electronic apparatus
CN1894624A (zh) 二维图像显示装置
US20170343859A1 (en) Photoluminescent display device and method for manufacturing the same
CN1826557A (zh) 二维成像装置
CN1266524C (zh) 液晶显示装置和投影型液晶显示设备
JP6890470B2 (ja) フォトルミネセンス表示装置およびその製造方法
KR20090115167A (ko) 렌티큘러 스크린을 위한 개구 보정
CN101042472A (zh) 电光装置及投影机
CN101076754A (zh) 显示板的制造方法和显示板的制造装置
CN1729420A (zh) 光学基板、使用其的显示器件及其制造方法
CN1624571A (zh) 投影机
JP2005099592A (ja) 光屈折素子アレイ基板、画像表示素子および画像表示装置
CN109143663A (zh) 一种液晶面板及3d打印机
CN1786769A (zh) 投影机
CN101216659A (zh) 投射型显示装置和光学单元
CN101017275B (zh) 聚光基板、电光装置、电光装置用基板、投影机以及电子设备
CN1652015A (zh) 空间光调制装置以及投影机
CN1214277C (zh) 反射型显示装置、信息设备以及液晶显示方法
JP2008097032A (ja) マイクロレンズアレイ、液晶表示素子および投影型液晶表示装置
CN1735832A (zh) 照明光学装置及投影机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080709

Termination date: 20211107