JP2012088418A

JP2012088418A - 液晶装置、投射型表示装置および液晶装置の製造方法

Info

Publication number: JP2012088418A
Application number: JP2010233337A
Authority: JP
Inventors: Yohei Ono; 洋平小野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2010-10-18
Filing date: 2010-10-18
Publication date: 2012-05-10

Abstract

【課題】多大な手間をかけて集光レンズとシール材とをアライメントしなくても、シール材を効率よく硬化させることのできる液晶装置、投射型表示装置、および液晶装置の製造方法を提供すること。
【課題手段】本形態の液晶装置１００においては、対向基板２０の側には、画素電極９ａと重なる第１集光レンズ８１が形成され、シール材１０７と重なる領域に第２集光レンズ８２が形成されている。このため、シール材１０７を硬化させる際、対向基板２０から光を照射すれば、かかる光は、第２集光レンズ８２によってシール材１０７に集光される。第１集光レンズ８１と第２集光レンズ８２とは、集光する対象や集光する光の波長に合わせて、形状、サイズ、およびレンズ面の曲率等が相違している。
【選択図】図２

Description

本発明は、一対の基板間に液晶が保持された液晶装置、当該液晶装置をライトバルブとして用いた投射型表示装置、および当該液晶装置の製造方法に関するものである。

液晶装置は、一方面側に複数の画素電極が設けられた素子基板と、共通電位が印加される共通電極が設けられた対向基板とがシール材によって貼り合わされ、素子基板と対向基板との間においてシール材で囲まれた領域内には液晶層が保持されている。かかる液晶装置は、直視型表示装置や投射型表示装置のライトバルブとして用いられている。なお、画素電極および共通電極の双方が素子基板に形成されることがある。

シール材としては、一般的に光硬化性接着剤が用いられており、対向基板あるいは素子基板の側から光（紫外光）を照射することにより、シール材を硬化させる。かかる光照射の際、配向膜を構成するポリイミド膜等が光照射によって劣化することを防止することを目的に、対向基板に対向配置された遮光マスクを介して光照射するとともに、遮光マスクにシール材の内端縁に向けて光を集光する集光レンズを設けた技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００３−５７６６１号公報

しかしながら、集光レンズを介してシール材に光を照射する構成を採用するにあたって、特許文献１に記載の技術のように、対向基板に対向配置された遮光マスクに集光レンズを設けた構成では、光照射時、シール材と遮光マスクの集光レンズとのアライメントに多大な手間がかかるという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、多大な手間をかけて集光レンズとシール材とをアライメントしなくても、シール材を効率よく硬化させることのできる液晶装置、当該液晶装置をライトバルブとして用いた投射型表示装置、および液晶装置の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る液晶装置は、一方面側に複数の透光性の画素電極が配列された透光性の素子基板と、該素子基板の前記一方面側に対向する透光性の対向基板と、前記複数の画素電極が配列している領域より外側領域で前記素子基板と前記対向基板とを貼り合わせた光硬化性のシール材と、前記素子基板と前記対向基板との間において前記シール材により囲まれた領域に保持された液晶層と、前記対向基板および前記素子基板のうちの一方の基板において前記画素電極と重なる位置に形成された第１集光レンズと、前記一方の基板において前記シール材と重なる位置に形成された第２集光レンズと、を有していることを特徴とする。

また、本発明は、透光性の素子基板において複数の透光性の画素電極が配列された一方面側に、当該複数の画素電極が配列する領域の外側領域に設けられた光硬化性のシール材を介して透光性の対向基板を重ねる重ね合わせ工程と、前記シール材を硬化させるシール材硬化工程と、を有する液晶装置の製造方法であって、前記素子基板および前記対向基板のうちの一方の基板に、前記画素電極と重なる第１集光レンズ、および前記シール材と重なる第２集光レンズを形成しておき、前記シール材硬化工程では、前記一方の基板の側から光を照射する光照射工程を行うことを特徴とする。

本発明に係る液晶装置では、対向基板および素子基板のうちの一方の基板には、画素電極と重なる位置に第１集光レンズが形成されているため、入射した光を画素電極に集光できるので、表示の際、光の利用効率を高めることができ、品位の高い画像を表示することができる。また、本発明では、対向基板および素子基板のうち、第１集光レンズが形成されている一方の基板には、シール材と重なる領域に第２集光レンズが形成されている。このため、シール材を硬化させる際、対向基板および素子基板のうち、第１集光レンズおよび第２集光レンズが形成されている一方の基板の側から光を照射すれば、かかる光は、第２集光レンズによってシール材に集光される。従って、シール材を効率よく硬化させることができる。また、第２集光レンズは、対向基板および素子基板のうち、第１集光レンズが形成されている一方の基板に形成されているため、素子基板と対向基板とを重ね合わせる際、第２集光レンズとシール材とが自動的にアライメントされる。それ故、多大な手間をかけて第２集光レンズをシール材にアライメントしなくてもシール材を効率よく硬化させることができる。

本発明に係る液晶装置の製造方法において、前記シール材硬化工程では、前記一方の基板の側から光を照射して前記シール材を部分的に硬化させて前記素子基板と前記対向基板とを仮固定する仮固定工程と、該仮固定工程の後、光照射あるいは加熱により前記シール材を本硬化させる本硬化工程と、を行うことが好ましい。かかる構成によれば、シール材を硬化させるための光が第２集光レンズによってシール材に集光されるので、シール材を短時間で硬化させることができ、素子基板と対向基板とを短時間に仮固定することができる。

本発明において、前記第１集光レンズと前記第２集光レンズとは、形状、サイズ、およびレンズ面の曲率のうちの少なくとも１つが異なることが好ましい。第１集光レンズは、一辺が１０μｍ前後の画素電極に集光する機能を果たし、第２集光レンズは、幅寸法が数百μｍのシール材に集光する機能を果たすことから、第１集光レンズと第２集光レンズとでは、集光する対象のサイズが大きく相違する。また、第１集光レンズは、波長が４５０〜８００ｎｍ程度の可視光を画素電極に集光する機能を果たし、第２集光レンズは、波長が１００〜４００ｎｍの紫外光をシール材に集光する機能を果たすことから、第１集光レンズと第２集光レンズとでは、対象となる光の波長が大きく相違する。従って、第１集光レンズと第２集光レンズとについては、集光する対象や集光する光の波長に合わせて、形状、サイズ、およびレンズ面の曲率を相違させれば、第１集光レンズおよび第２集光レンズは各々、所望の状態に光を集光することができる。

本発明において、前記第２集光レンズは、前記第１集光レンズに比してレンズ面の曲率が大であることが好ましい。第１集光レンズは、波長が４５０〜８００ｎｍ程度の可視光を画素電極に集光する機能を果たし、第２集光レンズは、波長が１００〜４００ｎｍの紫外光をシール材に集光する機能を果たすことから、第１集光レンズと第２集光レンズとでは、対象となる光の波長が大きく相違する。従って、第１集光レンズと第２集光レンズとについては、レンズ面の曲率を最適化すれば、第１集光レンズおよび第２集光レンズは各々、所望の状態に光を集光することができる。

本発明において、前記第２集光レンズは、前記第１集光レンズに比してサイズが大であることが好ましい。第１集光レンズは、一辺が１０μｍ前後の画素電極に集光する機能を果たし、第２集光レンズは、幅寸法が数百μｍのシール材に集光する機能を果たすことから、第１集光レンズと第２集光レンズとでは、集光する対象のサイズが大きく相違する。従って、第１集光レンズと第２集光レンズとについては、サイズを最適化すれば、第１集光レンズおよび第２集光レンズは各々、所望の状態に光を集光することができる。

本発明において、前記第１集光レンズは、球面レンズ形状または非球面レンズ形状を有し、前記第２集光レンズは、前記シール材に沿って延在するシリンドリカルレンズ形状を有している構成を採用することができる。かかる構成によれば、第２集光レンズによってシール材の広い範囲にわたって光を集光させることができる。

本発明において、前記第１集光レンズおよび前記第２集光レンズは、球面レンズ形状または非球面レンズ形状を有している構成を採用してもよい。

本発明において、前記一方の基板は、一方面側に前記第１集光レンズおよび前記第２集光レンズに対応する形状の複数の凹部が形成された透光性の第１基板と、該第１基板より大きな屈折率をもって前記凹部内に充填された透光性接着剤層と、該透光性接着剤層を介して前記第１基板の一方面側に接着された透光性の第２基板と、を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、第１集光レンズおよび第２集光レンズを一部の工程あるいは全ての工程を共通化して形成することができる。

本発明に係る液晶装置は、例えば、投射型表示装置のライトバルブや直視型表示装置として用いられる。本発明に係る液晶装置を投射型表示装置に用いる場合、投射型表示装置には、前記液晶装置に供給される光を出射する光源部と、前記液晶装置によって変調された光を投射する投射光学系と、が設けられる。

本発明を適用した液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１に係る液晶装置に用いた液晶パネルの説明図である。本発明の実施の形態１に係る液晶装置に用いた各基板の構成を示す説明図である。本発明の実施の形態１に係る液晶装置の画素の説明図である。本発明の実施の形態１に係る液晶装置の端部の断面構造を示す断面図である。本発明の実施の形態１に係る液晶装置の製造工程を示す説明図である。本発明の実施の形態１に係る液晶装置の製造工程においてシール材を硬化させるシール材硬化工程の様子を示す説明図である。本発明の実施の形態１に係る液晶装置の製造工程で用いられる基板の説明図である。本発明の実施の形態２に係る液晶装置に用いた各基板の構成を示す説明図である。本発明の実施の形態３に係る液晶装置に用いた各基板の構成を示す説明図である。本発明の実施の形態１〜３の変形例に係る液晶装置の断面図である。本発明を適用した液晶装置を用いた投射型表示装置の概略構成図である。

図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。

［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明を適用した液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。図１において、液晶装置１００は、ＴＮ（Twisted Nematic）モードやＶＡ（Vertical Alignment）モードの液晶パネル１００ｐを有しており、液晶パネル１００ｐは、その中央領域に複数の画素１００ａがマトリクス状に配列された画素領域１０ａ（画像表示領域）を備えている。液晶パネル１００ｐにおいて、後述する素子基板１０（図２等を参照）では、画素領域１０ａの内側で複数本のデータ線６ａおよび複数本の走査線３ａが縦横に延びており、それらの交点に対応する位置に画素１００ａが構成されている。複数の画素１００ａの各々には、電界効果型トランジスターからなる画素トランジスター３０、および後述する画素電極９ａが形成されている。画素トランジスター３０のソースにはデータ線６ａが電気的に接続され、画素トランジスター３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続され、画素トランジスター３０のドレインには、画素電極９ａが電気的に接続されている。

素子基板１０において、画素領域１０ａより外周側には走査線駆動回路１０４やデータ線駆動回路１０１が設けられている。データ線駆動回路１０１は各データ線６ａに電気的に接続しており、画像処理回路から供給される画像信号を各データ線６ａに順次供給する。走査線駆動回路１０４は、各走査線３ａに電気的に接続しており、走査信号を各走査線３ａに順次供給する。

各画素１００ａにおいて、画素電極９ａは、後述する対向基板２０（図２等を参照）に形成された共通電極と液晶層を介して対向し、液晶容量５０ａを構成している。また、各画素１００ａには、液晶容量５０ａで保持される画像信号の変動を防ぐために、液晶容量５０ａと並列に保持容量５５が付加されている。本形態では、保持容量５５を構成するために、複数の画素１００ａに跨って走査線３ａと並行して延びた容量線５ｂが形成されている。本形態において、容量線５ｂは、共通電位Ｖcomが印加された共通電位線５ｃに導通している。

（液晶パネル１００ｐの構成）
図２は、本発明の実施の形態１に係る液晶装置１００に用いた液晶パネル１００ｐの説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した液晶装置１００の液晶パネル１００ｐを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＨ−Ｈ′断面図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る液晶装置１００に用いた各基板の構成を示す説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）は、素子基板の平面構成を示す説明図、および対向基板の平面構成を示す説明図である。なお、図３（ａ）において、シール材が配置される領域については一点鎖線で示してあり、第１集光レンズについては、矩形領域として模式的に示してある。

図２（ａ）、（ｂ）および図３（ａ）、（ｂ）に示すように、液晶パネル１００ｐでは、透光性の素子基板１０と透光性の対向基板２０とが所定の隙間を介してシール材１０７によって貼り合わされており、シール材１０７は対向基板２０の外縁に沿うように枠状に設けられている。シール材１０７は、光硬化性を備えた接着剤、あるいは光硬化性および熱硬化性を備えた接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー、あるいはガラスビーズ等のギャップ材が配合されている。かかるシール材１０７としては、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系、アクリル変性樹脂系、エポキシ変性樹脂系等の光硬化性接着剤（紫外光硬化型接着剤／ＵＶ硬化型接着剤）を用いることができる。

素子基板１０および対向基板２０はいずれも四角形であり、液晶パネル１００ｐの略中央には、図１を参照して説明した画素領域１０ａが四角形の領域として設けられている。かかる形状に対応して、シール材１０７も略四角形に設けられ、シール材１０７の内周縁と画素領域１０ａの外周縁との間には、略四角形の周辺領域１０ｂが額縁状に設けられている。素子基板１０において、画素領域１０ａの外側では、素子基板１０の一辺に沿ってデータ線駆動回路１０１および複数の端子１０２が形成されており、この一辺に隣接する他の辺に沿って走査線駆動回路１０４が形成されている。なお、端子１０２には、フレキシブル配線基板（図示せず）が接続されており、素子基板１０には、フレキシブル配線基板を介して各種電位や各種信号が入力される。

詳しくは後述するが、素子基板１０の一方側の基板面において、画素領域１０ａには、図１を参照して説明した画素トランジスター３０、および画素トランジスター３０に電気的に接続する透光性の画素電極９ａがマトリクス状に形成されており、かかる画素電極９ａの上層側には配向膜１６が形成されている。

また、素子基板１０の一方側の基板面において、周辺領域１０ｂには、画素電極９ａと同時形成されたダミー画素電極９ｂ（図２（ｂ）参照）が形成されている。ダミー画素電極９ｂについては、ダミーの画素トランジスターと電気的に接続された構成、ダミーの画素トランジスターが設けられずに配線に直接、電気的に接続された構成、あるいは電位が印加されていないフロート状態にある構成が採用される。かかるダミー画素電極９ｂは、素子基板１０において配向膜１６が形成される面を研磨により平坦化する際、画素領域１０ａと周辺領域１０ｂとの高さ位置を圧縮し、配向膜１６が形成される面を平坦面にするのに寄与する。また、ダミー画素電極９ｂを所定の電位に設定すれば、画素領域１０ａの外周側端部での液晶分子の配向の乱れを防止することができる。

対向基板２０において素子基板１０と対向する一方面側には透光性の共通電極２１が形成されており、共通電極２１の上層には配向膜２６が形成されている。共通電極２１は、対向基板２０の略全面あるいは複数の帯状電極として複数の画素１００ａに跨って形成されている。また、対向基板２０において素子基板１０と対向する一方面側には、共通電極２１の下層側に遮光層１０８ａが形成されている。本形態において、遮光層１０８ａは、画素領域１０ａの外周縁に沿って延在する額縁状に形成されており、見切りとして機能する。遮光層１０８ａの外周縁は、シール材１０７の内周縁との間に隙間を隔てた位置にあり、遮光層１０８ａとシール材１０７とは重なっていない。また、対向基板２０において、隣り合う画素電極９ａにより挟まれた領域と重なる領域等には、遮光層１０８ａと同時形成された遮光層１０８ｂも形成されている。かかる遮光層１０８ａ、１０８ｂとしては、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｐｄ（パラジウム）等の金属膜やそれらの金属化合物を例示することができる。また、遮光層１０８ａ、１０８ｂを構成する遮光膜としては、樹脂ブラックと称せられるカーボン含有樹脂を用いることができる。

このように構成した液晶パネル１００ｐにおいて、素子基板１０には、シール材１０７より外側において対向基板２０の角部分と重なる領域に、素子基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための基板間導通用電極１０９が形成されている。かかる基板間導通用電極１０９には、導電粒子を含んだ基板間導通材１０９ａが配置されており、対向基板２０の共通電極２１は、基板間導通材１０９ａおよび基板間導通用電極１０９を介して、素子基板１０側に電気的に接続されている。このため、共通電極２１は、素子基板１０の側から共通電位Ｖcomが印加されている。

シール材１０７は、略同一の幅寸法をもって対向基板２０の外周縁に沿って設けられている。このため、シール材１０７は、略四角形である。但し、シール材１０７は、対向基板２０の角部分と重なる領域では基板間導通用電極１０９を避けて内側を通るように設けられており、シール材１０７の角部分は略円弧状である。なお、シール材１０７の幅寸法は、数百μｍである。

かかる構成の液晶装置１００において、本形態では、画素電極９ａおよび共通電極２１が透光性導電膜により形成されているため、液晶装置１００は透過型である。かかる透過型の液晶装置１００の場合、素子基板１０および対向基板２０のうち、一方側の基板から入射した光が他方側の基板を透過して出射される間に変調されて画像を表示する。本形態では、対向基板２０から入射した光が素子基板１０を透過して出射される構成になっており、対向基板２０の側には、図２（ｂ）に示すように、画素領域１０ａと対向する領域が開口部２１０になっている遮光性のフレーム２００が配置されており、周辺領域１０ｂの外周領域やシール材１０７は、フレーム２００によって覆われている。

液晶装置１００は、モバイルコンピューター、携帯電話機等といった電子機器のカラー表示装置として用いることができ、この場合、対向基板２０には、カラーフィルター（図示せず）や保護膜が形成される。また、液晶装置１００では、使用する液晶層５０の種類や、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板等が液晶パネル１００ｐに対して所定の向きに配置される。さらに、液晶装置１００は、後述する投射型表示装置（液晶プロジェクター）において、ＲＧＢ用のライトバルブとして用いることができる。この場合、ＲＧＢ用の各液晶装置１００の各々には、ＲＧＢ色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が投射光として各々入射されることになるので、カラーフィルターは形成されない。

本形態において、液晶装置１００が、後述する投射型表示装置においてＲＧＢ用のライトバルブとして用いられる透過型の液晶装置であって、液晶層５０として、誘電異方性が負のネマチック液晶化合物を用いたＶＡモードの液晶パネル１００ｐを備えている場合を中心に説明する。

（素子基板１０および画素１００ａの具体的構成）
図４は、本発明の実施の形態１に係る液晶装置１００の画素の説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した液晶装置１００に用いた素子基板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液晶装置１００を切断したときの断面図である。なお、図４（ａ）では、半導体層１ａは細くて短い点線で示し、走査線３ａは太い実線で示し、データ線６ａおよびそれと同時形成された薄膜は一点鎖線で示し、容量線５ｂは二点鎖線で示し、画素電極９ａは太くて長い破線で示し、下電極層４ａは細い実線で示してある。

図４（ａ）に示すように、素子基板１０上には、複数の画素１００ａの各々に矩形状の画素電極９ａが形成されており、各画素電極９ａの縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａおよび走査線３ａが形成されている。画素電極９ａの一辺の長さは１０μｍ前後である。データ線６ａおよび走査線３ａは各々、直線的に延びており、データ線６ａと走査線３ａとが交差する領域に画素トランジスター３０が形成されている。素子基板１０上には、走査線３ａと重なるように容量線５ｂが形成されている。本形態において、容量線５ｂは、走査線３ａと重なるように直線的に延びた主線部分と、データ線６ａと走査線３ａとの交差部分でデータ線６ａに重なるように延びた副線部分とを備えている。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、素子基板１０は、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体１０ｗの液晶層５０側の表面（一方面側）に形成された画素電極９ａ、画素スイッチング用の画素トランジスター３０、および配向膜１６を主体として構成されており、対向基板２０は、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体２０ｗ、その液晶層５０側の表面（素子基板１０と対向する一方面側）に形成された共通電極２１、および配向膜２６を主体として構成されている。

素子基板１０において、複数の画素１００ａの各々には、半導体層１ａを備えた画素トランジスター３０が形成されている。半導体層１ａは、走査線３ａの一部からなるゲート電極３ｃに対してゲート絶縁層２を介して対向するチャネル領域１ｇと、ソース領域１ｂと、ドレイン領域１ｃとを備えており、ソース領域１ｂおよびドレイン領域１ｃは各々、低濃度領域および高濃度領域を備えている。半導体層１ａは、例えば、基板本体１０ｗ上に、シリコン酸化膜等からなる透光性の下地絶縁膜１２上に形成された多結晶シリコン膜等によって構成され、ゲート絶縁層２は、ＣＶＤ法等により形成されたシリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなる。また、ゲート絶縁層２は、半導体層１ａを熱酸化してなるシリコン酸化膜と、ＣＶＤ法等により形成されたシリコン酸化膜やシリコン窒化膜との２層構造を有する場合もある。走査線３ａには、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、あるいは金属膜が用いられる。

走査線３ａの上層側にはシリコン酸化膜等からなる透光性の第１層間絶縁膜４１が形成されており、第１層間絶縁膜４１の上層には下電極層４ａが形成されている。下電極層４ａは、走査線３ａとデータ線６ａとの交差する位置を基点として走査線３ａおよびデータ線６ａに沿って延出する略Ｌ字型に形成されている。下電極層４ａは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、あるいは金属膜等からなり、コンタクトホール７ｃを介してドレイン領域１ｃに電気的に接続されている。

下電極層４ａの上層側には、シリコン窒化膜等からなる透光性の誘電体層４２が形成されている。誘電体層４２の上層側には、誘電体層４２を介して下電極層４ａと対向するように容量線５ｂ（上電極層）が形成され、かかる容量線５ｂ、誘電体層４２および下電極層４ａによって、保持容量５５が形成されている。容量線５ｂは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、あるいは金属膜等からなる。ここで、下電極層４ａ、誘電体層４２および容量線５ｂ（上電極層）は、画素トランジスター３０の上層側に形成され、画素トランジスター３０に対して平面視で重なっている。このため、保持容量５５は、画素トランジスター３０の上層側に形成され、少なくとも画素トランジスター３０に対して平面視で重なっている。

容量線５ｂの上層側には、シリコン酸化膜等からなる透光性の第２層間絶縁膜４３が形成され、第２層間絶縁膜４３の上層にはデータ線６ａおよびドレイン電極６ｂが形成されている。データ線６ａはコンタクトホール７ａを介してソース領域１ｂに電気的に接続している。ドレイン電極６ｂはコンタクトホール７ｂを介して下電極層４ａに電気的に接続し、下電極層４ａを介してドレイン領域１ｃに電気的に接続している。データ線６ａおよびドレイン電極６ｂは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、あるいは金属膜等からなる。

データ線６ａおよびドレイン電極６ｂの上層側には、シリコン酸化膜等からなる透光性の第３層間絶縁膜４４が形成されている。第３層間絶縁膜４４には、ドレイン電極６ｂへ通じるコンタクトホール７ｄが形成されている。第３層間絶縁膜４４の上層には、金属酸化物層としてのＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜等の透光性導電膜からなる画素電極９ａが形成されており、画素電極９ａは、コンタクトホール７ｄを介してドレイン電極６ｂに電気的に接続されている。本形態において、第３層間絶縁膜４４の表面は平坦面になっている。

ここで、第３層間絶縁膜４４の表面には、図２（ｂ）および図３（ａ）を参照して説明したダミー画素電極９ｂ（図４には図示せず）が形成されており、かかるダミー画素電極９ｂは、画素電極９ａと同時形成された透光性導電膜からなる。

画素電極９ａの表面には配向膜１６が形成されている。配向膜１６は、ポリイミド等の樹脂膜、あるいはシリコン酸化膜等の斜方蒸着膜からなる。本形態において、配向膜１６は、ＳｉＯ_X（ｘ＜２）、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｉｎ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅等の斜方蒸着膜からなる無機配向膜（垂直配向膜）であり、配向膜１６と画素電極９ａとの層間にはシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の透光性の保護膜１７が形成されている。保護膜１７は、表面が平坦面になっており、画素電極９ａの間に形成された凹部を埋めている。従って、配向膜１６は、保護膜１７の平坦な表面に形成されている。

なお、図１および図２を参照して説明したデータ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４には、Ｎチャネル型の駆動用トランジスターとＰチャネル型の駆動用トランジスターとを備えた相補型トランジスター回路等が構成されている。ここで、駆動用トランジスターは、画素トランジスター３０の製造工程の一部を利用して形成されたものである。このため、素子基板１０においてデータ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４が形成されている領域も、図３（ｂ）に示す断面構成と略同様な断面構成を有している。

（対向基板２０の詳細構成）
図５は、本発明の実施の形態１に係る液晶装置１００の端部の断面構造を示す断面図である。

図２、図３、図４および図５に示すように、対向基板２０では、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体２０ｗの液晶層５０側の表面（素子基板１０に対向する側の面）に、ＩＴＯ膜等の透光性導電膜からなる共通電極２１が形成されており、かかる共通電極２１を覆うように配向膜２６が形成されている。配向膜２６は、配向膜１６と同様、ポリイミド等の樹脂膜、あるいはシリコン酸化膜等の斜方蒸着膜からなる。本形態において、配向膜２６は、ＳｉＯ_X（ｘ＜２）、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｉｎ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅等の斜方蒸着膜からなる無機配向膜（垂直配向膜）であり、配向膜２６と共通電極２１との層間にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の保護膜２７が形成されている。保護膜２７は、表面が平坦面になっており、かかる平坦面上に配向膜２６が形成されている。かかる配向膜１６、２６は、液晶層５０に用いた誘電異方性が負のネマチック液晶化合物を垂直配向させ、液晶パネル１００ｐは、ノーマリブラックのＶＡモードとして動作する。なお、本形態では、共通電極２１の下層側に遮光層１０８ｂが形成されており、共通電極２１の上面には遮光層１０８ｂに起因する凹凸が発生している。但し、保護膜２７は、遮光層１０８ｂに起因する凹凸を埋めて表面を平坦化しているため、配向膜２６は、保護膜２７の平坦な表面に形成されている。

（集光レンズの構成）
本形態の液晶装置１００において、対向基板２０には、画素電極９ａと重なる領域の各々に正のパワーを有する第１集光レンズ８１が形成されており、対向基板２０は、マイクロレンズアレー基板として構成されている。第１集光レンズ８１は、対向基板２０の側から入射した表示用の光Ｌ１（可視光）を集光しながら遮光層１０８ｂを避けて画素電極９ａに導く機能を担っている。また、本形態の液晶装置１００において、対向基板２０には、シール材１０７と重なる領域に正のパワーを有する第２集光レンズ８２が形成されている。第２集光レンズ８２は、後述するように、シール材１０７を光硬化させる際、対向基板２０の側から入射した光Ｌ２（紫外光）を集光しながらシール材１０７に導く機能を担っている。

かかる構成の対向基板２０を構成するにあたって、対向基板２０の基板本体２０ｗは、一方面側に第１集光レンズ８１および第２集光レンズ８２に対応する形状の複数の凹部８１ａ、８２ａが形成された第１基板８６と、凹部８１ａ、８２ａ内に充填された透光性接着剤層８７と、透光性接着剤層８７を介して第１基板８６の一方面側に接着された透光性の第２基板８８とから構成されている。第１基板８６および第２基板８８は、石英基板やガラス基板等の透光性基板である。また、対向基板２０では、第１基板８６が素子基板１０の側に配置されており、第１基板８６において素子基板１０と対向する面側に共通電極２１等が形成されている。ここで、凹部８１ａ、８２ａは、凸曲面を素子基板１０の側に向けており、透光性接着剤層８７は、第１基板８６よりも屈折率が大きい。例えば、第１基板８６の可視光に対する屈折率は１．４６であるため、透光性接着剤層８７としては、可視光に対する屈折率が１．６０程度のエポキシ系樹脂が用いられている。それ故、第１集光レンズ８１および第２集光レンズ８２は凸レンズとして機能する。なお、透光性接着剤層８７には、エポキシ系樹脂以外にも、例えば、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂等の樹脂材料や、これらの樹脂材料とシリコン酸化物等とからなる有機−無機複合材料を用いることができる。

かかる構成の対向基板２０は、第１基板８６の表面にエッチングマスクを形成した状態でウエットエッチングあるいはドライエッチングを行って凹部８１ａ、８２ａを順次、形成した後、第１基板８６の表面に透光性接着剤層８７を塗布し、しかる後に、透光性接着剤層８７を介して第１基板８６と第２基板８８とを接着することにより製造することができる。それ故、第１集光レンズ８１および第２集光レンズ８２を一部の工程あるいは全ての工程を共通化して形成することができる。

ここで、第１集光レンズ８１は、一辺が１０μｍ前後の画素電極９ａに集光する機能を果たし、第２集光レンズ８２は、幅寸法が数百μｍのシール材１０７に集光する機能を果たすことから、第１集光レンズ８１と第２集光レンズ８２とでは、集光する対象のサイズが大きく相違する。また、第１集光レンズ８１は、可視光を画素電極９ａに集光する機能を果たし、第２集光レンズ８２は、波長が１００〜４００ｎｍの紫外光をシール材１０７に集光する機能を果たすことから、第１集光レンズ８１と第２集光レンズ８２とでは、対象となる光の波長が大きく相違する。従って、本形態では、第１集光レンズ８１と第２集光レンズ８２とについては、集光する対象や集光する光の波長に合わせて、形状、サイズ、およびレンズ面の曲率を相違させてある。

より具体的には、第１集光レンズ８１は、一辺が１０μｍ前後の画素電極９ａと略重なるサイズの半球状の球面レンズあるいは非球面レンズである。従って、第１集光レンズ８１は、１０μｍ前後の径を有する略円形の平面形状を有している。これに対して、第２集光レンズ８２は、シール材１０７に沿って延在するシリンドリカルレンズ状であり、第１集光レンズ８１に比して平面サイズが大である。かかる第２集光レンズ８２は、幅方向においては正のパワーを有しているが、長さ方向にはパワーを有していない。また、本形態において、第２集光レンズ８２は、幅方向に１本乃至複数本形成されており、その幅寸法は、数十ｎｍ〜１００ｎｍ程度である。なお、図３には、第２集光レンズ８２が、シール材１０７に沿って矩形枠状に形成されており、幅方向に２列形成された形態が例示されている。また、２列の第２集光レンズ８２のうち、内側の第２集光レンズ８２は、シール材１０７の形成領域より内側に張り出しており、内側の第２集光レンズ８２の幅方向の中央部分は、シール材１０７の内周縁に重なっている。また、第２集光レンズ８２のレンズ面の曲率は、第１集光レンズ８１のレンズ面の曲率より大になっている。

（液晶装置１００の製造方法）
図６は、本発明の実施の形態１に係る液晶装置１００の製造工程を示す説明図である。図７は、本発明の実施の形態１に係る液晶装置１００の製造工程においてシール材１０７を硬化させるシール材硬化工程の様子を示す説明図である。図８は、本発明の実施の形態１に係る液晶装置１００の製造工程で用いられる基板の説明図である。

本形態の液晶装置１００を製造するには、図２および図６に示すように、素子基板１０に対して画素電極９ａ等の形成工程Ｓ１を行った後、印刷法やスピンコート等により配向膜１６を形成する配向膜形成工程Ｓ２を行う。次に、配向膜１６がポリイミド樹脂膜からなる場合、配向膜１６に対するラビング工程Ｓ３を行う。

次に、シール材１０７を塗布するシール印刷工程Ｓ４を行う。かかるシール材１０７の塗布は、ノズルからシール材を突出しながら、ノズルと素子基板１０とを相対移動させて、シール材１０７を矩形枠状に描画する。

一方、対向基板２０に対しては、共通電極２１等の形成工程Ｓ１１を行った後、印刷法やスピンコート等により配向膜２６を形成する配向膜形成工程Ｓ１２を行う。次に、配向膜２６がポリイミド樹脂膜からなる場合、配向膜１６に対するラビング工程Ｓ１３を行う。

次に、重ね合わせ工程Ｓ２１においては、図７に示すように、シール材１０７を間に挟んで素子基板１０と対向基板２０とを重ね合わせる。次に、シール材硬化工程Ｓ２２においてシール材１０７を硬化させる。かかるシール材硬化工程Ｓ２２では、対向基板２０側からＵＶ光等の光Ｌ２を照射してシール材１０７を硬化させる。その際、配向膜１６、２６がポリイミド樹脂膜からなる場合、ＵＶ光等によって配向膜１６、２６が劣化しないように、シール材１０７で囲まれた領域については遮光部材で覆った状態でＵＶ光の照射を行ってもよい。

かかるシール材硬化工程Ｓ２２において、本形態では、対向基板２０の側からＵＶ光を照射してシール材１０７を部分的に硬化させて素子基板１０と対向基板２０とを仮固定する仮固定工程Ｓ２２１を行った後、光照射によりシール材１０７を本硬化させる本硬化工程Ｓ２２２を行う。かかる方法によれば、仮固定工程Ｓ２２１において、素子基板１０と対向基板２０との間隔を制御しながら素子基板１０と対向基板２０とを仮固定した後、本硬化工程Ｓ２２２において、シール材１０７を完全硬化させる。

その際、対向基板２０の側から照射されたＵＶ光は、図５に示すように、第２集光レンズ８２によってシール材１０７に効率よく集光するため、シール材１０７に含まれる重合開始剤を効率よく活性化することができ、シール材１０７を効率よく硬化させることができる。特に、仮固定工程Ｓ２２１では、第２集光レンズ８２による集光作用によって、極めて短時間でシール材１０７を部分的に硬化させることができるので、素子基板１０と対向基板２０との仮固定を極めて短時間のうちに行うことができる。さらに、２列の第２集光レンズ８２のうち、内側の第２集光レンズ８２の幅方向の中央部分は、シール材１０７の内周縁に重なっているため、シール材１０７の内周縁を確実に硬化させることができる。

なお、シール材１０７が光硬化性および熱硬化性を有している場合、対向基板２０の側からＵＶ光を照射してシール材１０７を部分的に硬化させて素子基板１０と対向基板２０とを仮固定する仮固定工程を行った後、加熱によりシール材１０７を本硬化させる本硬化工程を行ってもよい。

次に、液晶封入工程Ｓ２３では、シール材１０７の途切れ部分からシール材１０７の内側に液晶を注入した後、途切れ部分を封止材１０５で封止する。なお、素子基板１０にシール材１０７を形成した後、シール材１０７の内側に液晶を滴下し、その後、シール材１０７を間に挟んで素子基板１０と対向基板２０とを重ね合わせた後、シール材１０７を硬化させることもある。かかる方法の場合、シール材１０７に対しては、途切れ部分や封止材１０５を設ける必要がない。

かかる方法により、液晶装置１００を製造する場合、図８（ａ）に示すように、素子基板１０および対向基板２０の一方あるいは双方として、単品サイズの基板１０ｓ（液晶装置用基板）を用い、かかる単品サイズの基板１０ｓの状態で上記の工程を行って液晶パネル１００ｐを形成する場合がある。また、図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、素子基板１０および対向基板２０の一方あるいは双方として、それらを多数取りできる大型の基板１０ｓの状態で上記の工程を行って大型のパネル構造体を形成した後、大型のパネル構造体から単品サイズの液晶パネル１００ｐを複数、切り出すこともある。この場合、大型の基板１０ｓのうち、素子基板１０または対向基板２０が切り出される領域（図８（ｂ）、（ｃ）に一点鎖線で示す領域）が有効領域１０ｙであり、その周りの部分は、基板１０ｓを切断した際に除去される除材領域１０ｚである。なお、図８（ｂ）に示す大型の基板１０ｓは、半導体ウェーハと同様、円盤状の基板にオリエンテーションフラットが形成された形状を有し、図８（ｃ）に示す大型の基板１０ｓは、四角形状を有している。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の液晶装置１００においては、対向基板２０の側には、画素電極９ａと重なる第１集光レンズ８１が形成されているため、入射した光を画素電極９ａに集光できるので、表示の際、光の利用効率を高めることができ、品位の高い画像を表示することができる。

また、本形態では、対向基板２０および素子基板１０のうち、第１集光レンズ８１が形成されている対向基板２０（一方の基板）には、シール材１０７と重なる領域に第２集光レンズ８２が形成されている。このため、シール材１０７を硬化させる際、対向基板２０から光を照射すれば、かかる光は、第２集光レンズ８２によってシール材１０７に集光される。従って、シール材１０７を効率よく硬化させることができる。また、第２集光レンズ８２は、対向基板２０および素子基板１０のうち、第１集光レンズ８１が形成されている対向基板２０に形成されているため、素子基板１０と対向基板２０とを重ね合わせる際、第２集光レンズ８２とシール材１０７とが自動的にアライメントされる。それ故、多大な手間をかけて第２集光レンズ８２をシール材１０７にアライメントしなくてもシール材１０７を効率よく硬化させることができる。特に、対向基板２０の側からＵＶ光を照射してシール材１０７を部分的に硬化させて素子基板１０と対向基板２０とを仮固定する仮固定工程Ｓ２２１では、第２集光レンズ８２による集光作用によって、極めて短時間でシール材１０７を部分的に硬化させることができる。それ故、素子基板１０と対向基板２０との仮固定を極めて短時間のうちに行うことができる。さらに、２列の第２集光レンズ８２のうち、内側の第２集光レンズ８２の幅方向の中央部分は、シール材１０７の内周縁に重なっているため、液晶層５０と接するシール材１０７の内周縁を確実に硬化させることができる。それ故、シール材１０７から未硬化成分が液晶層５０に溶出することを確実に防止することができる。

また、本形態において、第１集光レンズ８１と第２集光レンズ８２とは、集光する対象や集光する光の波長に合わせて、形状、サイズ、およびレンズ面の曲率等が相違しているため、第１集光レンズ８１および第２集光レンズ８２は各々、所望の状態に光を集光することができる。特に本形態では、第２集光レンズ８２がシリンドリカルレンズ形状を有しているため、第２集光レンズ８２によってシール材１０７の広い範囲にわたって光を集光させることができる。それ故、シール材１０７を効率よく硬化させることができる。

［実施の形態２］
図９は、本発明の実施の形態２に係る液晶装置１００に用いた各基板の構成を示す説明図であり、図９（ａ）、（ｂ）は、素子基板１０の平面構成を示す説明図、および対向基板２０の平面構成を示す説明図である。なお、図９（ａ）において、シール材１０７が配置される領域については一点鎖線で示してあり、第１集光レンズ８１については、矩形領域として模式的に示してある。また、本形態の基本的な構成は実施の形態１と略同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

図９（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態の液晶装置１００においても、実施の形態１と同様、対向基板２０には、画素電極９ａと重なる領域の各々に正のパワーを有する第１集光レンズ８１が形成されており、シール材１０７と重なる領域には正のパワーを有する第２集光レンズ８２が形成されている。本形態では、第１集光レンズ８１と第２集光レンズ８２とについては、光を集光する対象や集光する光の波長に合わせて、形状、サイズ、およびレンズ面の曲率を相違させてある。

より具体的には、第１集光レンズ８１は、一辺が１０μｍ前後の画素電極９ａと略重なるサイズの半球状の球面レンズあるいは非球面レンズである。従って、第１集光レンズ８１は、１０μｍ前後の径を有する略円形の平面形状を有している。これに対して、第２集光レンズ８２は、シール材１０７と重なる領域に複数形成されており、かかる複数の第２集光レンズ８２は、半球状の球面レンズあるいは非球面レンズであって、第１集光レンズ８１よりも平面サイズが大きい。なお、複数の第２集光レンズ８２のうち、内周側に形成された第２集光レンズ８２は、シール材１０７の内周縁に重なっている。また、第２集光レンズ８２のレンズ面の曲率は、第１集光レンズ８１のレンズ面の曲率より大になっている。その他の構成は実施の形態１と略同様であるため、それらの説明を省略する。

このような構成の液晶装置１００においても、実施の形態１と同様、対向基板２０および素子基板１０のうち、第１集光レンズ８１が形成されている対向基板２０（一方の基板）には、シール材１０７と重なる領域に第２集光レンズ８２が形成されている。このため、シール材１０７を硬化させる際、対向基板２０から光を照射すれば、かかる光は、第２集光レンズ８２によってシール材１０７に集光されるので、シール材１０７を効率よく硬化させることができる。また、第２集光レンズ８２は、対向基板２０および素子基板１０のうち、第１集光レンズ８１が形成されている対向基板２０に形成されているため、素子基板１０と対向基板２０とを重ね合わせる際、第２集光レンズ８２とシール材１０７とが自動的にアライメントされる。それ故、多大な手間をかけて第２集光レンズ８２をシール材１０７にアライメントしなくてもシール材１０７を効率よく硬化させることができる。特に、対向基板２０の側からＵＶ光を照射してシール材１０７を部分的に硬化させる際、第２集光レンズ８２による集光作用によって、極めて短時間でシール材１０７を部分的に硬化させることができる。それ故、素子基板１０と対向基板２０との仮固定を極めて短時間のうちに行うことができる。

さらに、第２集光レンズ８２の一部は、シール材１０７の内周縁に重なっているため、シール材１０７の内周縁において重合開始剤の活性化を確実に行うことができる。それ故、液晶層５０と接するシール材１０７の内周縁を確実に硬化させることができるので、シール材１０７から未硬化成分が液晶層５０に溶出することを確実に防止することができる。

［実施の形態３］
図１０は、本発明の実施の形態３に係る液晶装置１００に用いた各基板の構成を示す説明図であり、図１０（ａ）、（ｂ）は、素子基板１０の平面構成を示す説明図、および対向基板２０の平面構成を示す説明図である。なお、図１０（ａ）において、シール材１０７が配置される領域については一点鎖線で示してあり、第１集光レンズ８１については、矩形領域として模式的に示してある。また、本形態の基本的な構成は実施の形態１と略同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態の液晶装置１００においても、実施の形態１と同様、対向基板２０には、画素電極９ａと重なる領域の各々に正のパワーを有する第１集光レンズ８１が形成されており、シール材１０７と重なる領域には正のパワーを有する第２集光レンズ８２が形成されている。第１集光レンズ８１と第２集光レンズ８２とについては、光を集光する対象や集光する光の波長に合わせて、形状、サイズ、およびレンズ面の曲率を相違させてある。

より具体的には、第１集光レンズ８１は、一辺が１０μｍ前後の画素電極９ａと略重なるサイズの半球状の球面レンズあるいは非球面レンズである。従って、第１集光レンズ８１は、１０μｍ前後の径を有する略円形の平面形状を有している。これに対して、第２集光レンズ８２は、シール材１０７と重なる領域に複数形成されたシリンドリカルレンズ形状を有しており、第１集光レンズ８１に比して平面サイズが大である。かかる第２集光レンズ８２は、幅方向においては正のパワーを有しているが、長さ方向にはパワーを有していない。ここで、第２集光レンズ８２は、シール材１０７の幅方向においては２列に形成されている。これら２列の第２集光レンズ８２のうち、内周側の第２集光レンズ８２は、外周側の第２集光レンズ８２の途切れ部分に対応する位置に形成され、外周側の第２集光レンズ８２は、内周側の第２集光レンズ８２の途切れ部分に対応する位置に形成されている。また、複数の第２集光レンズ８２のうち、内周側に形成された第２集光レンズ８２は、シール材１０７の内周縁に重なっている。また、第２集光レンズ８２のレンズ面の曲率は、第１集光レンズ８１のレンズ面の曲率より大になっている。その他の構成は実施の形態１と略同様であるため、それらの説明を省略する。

［実施の形態１〜３の変形例］
図１１は、本発明の実施の形態１〜３の変形例に係る液晶装置１００の断面図である。図１１に示すように、本形態の液晶装置１００においても、実施の形態１〜３と同様、対向基板２０には、画素電極９ａと重なる領域の各々に正のパワーを有する第１集光レンズ８１が形成されており、シール材１０７と重なる領域には正のパワーを有する第２集光レンズ８２が形成されている。かかる第１集光レンズ８１と第２集光レンズ８２を構成するにあたって、実施の形態１では、第１集光レンズ８１および第２集光レンズ８２の凸曲面（レンズ面）が、素子基板１０が位置する側に向いている。

これに対して、本形態では、図１１に示すように、第１集光レンズ８１および第２集光レンズ８２の凸曲面（レンズ面）が、素子基板１０が位置する側とは反対側に向いている構成を採用してもよい。かかる構成の対向基板２０は、実施の形態１に対して、第１基板８６が位置する側と第２基板８８が位置する側を反転させることによって実現することができる。

［他の実施の形態］
上記実施の形態１〜３およびその変形例では、対向基板２０の側から光が入射するため、対向基板２０の側に第１集光レンズ８１および第２集光レンズ８２を設けたが、素子基板１０の側から光が入射する場合、素子基板１０の側に第１集光レンズ８１および第２集光レンズ８２を設ければよい。上記実施の形態１〜３およびその変形例では、第１集光レンズ８１と第２集光レンズ８２とにおいて、形状、サイズ、およびレンズ面の曲率を相違させたが、それらの１つのみが異なる構成を採用してもよい。また、第１集光レンズ８１と第２集光レンズ８２とにおいて、形状、サイズ、およびレンズ面の曲率が全て同一である構成を採用してもよい。

［電子機器への搭載例］
上述した実施形態に係る液晶装置１００を適用した電子機器について説明する。図１２は、本発明を適用した液晶装置１００を用いた投射型表示装置の概略構成図である。

（投射型表示装置の構成）
図１２に示す投射型表示装置１１０は、観察者側に設けられたスクリーン１１１に光を照射し、このスクリーン１１１で反射した光を観察する、いわゆる投影型の投射型表示装置である。投射型表示装置１１０は、光源１１２を備えた光源部１３０と、ダイクロイックミラー１１３、１１４と、液晶ライトバルブ１１５〜１１７（液晶装置１００）と、投射光学系１１８と、クロスダイクロイックプリズム１１９と、リレー系１２０とを備えている。

光源１１２は、赤色光、緑色光及び青色光を含む光を供給する超高圧水銀ランプで構成されている。ダイクロイックミラー１１３は、光源１１２からの赤色光を透過させると共に緑色光及び青色光を反射する構成となっている。また、ダイクロイックミラー１１４は、ダイクロイックミラー１１３で反射された緑色光及び青色光のうち青色光を透過させると共に緑色光を反射する構成となっている。このように、ダイクロイックミラー１１３、１１４は、光源１１２から出射した光を赤色光と緑色光と青色光とに分離する色分離光学系を構成する。

ここで、ダイクロイックミラー１１３と光源１１２との間には、インテグレーター１２１及び偏光変換素子１２２が光源１１２から順に配置されている。インテグレーター１２１は、光源１１２から照射された光の照度分布を均一化する構成となっている。また、偏光変換素子１２２は、光源１１２からの光を例えばｓ偏光のような特定の振動方向を有する偏光にする構成となっている。

液晶ライトバルブ１１５は、ダイクロイックミラー１１３を透過して反射ミラー１２３で反射した赤色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置１００である。液晶ライトバルブ１１５は、λ／２位相差板１１５ａ、第１偏光板１１５ｂ、液晶パネル１１５ｃ及び第２偏光板１１５ｄを備えている。ここで、液晶ライトバルブ１１５に入射する赤色光は、ダイクロイックミラー１１３を透過しても光の偏光は変化しないことから、ｓ偏光のままである。

λ／２位相差板１１５ａは、液晶ライトバルブ１１５に入射したｓ偏光をｐ偏光に変換する光学素子である。また、第１偏光板１１５ｂは、ｓ偏光を遮断してｐ偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル１１５ｃは、ｐ偏光を画像信号に応じた変調によってｓ偏光（中間調であれば円偏光又は楕円偏光）に変換する構成となっている。さらに、第２偏光板１１５ｄは、ｐ偏光を遮断してｓ偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ１１５は、画像信号に応じて赤色光を変調し、変調した赤色光をクロスダイクロイックプリズム１１９に向けて射出する構成となっている。

なお、λ／２位相差板１１５ａ及び第１偏光板１１５ｂは、偏光を変換させない透光性のガラス板１１５ｅに接した状態で配置されており、λ／２位相差板１１５ａ及び第１偏光板１１５ｂが発熱によって歪むのを回避することができる。

液晶ライトバルブ１１６は、ダイクロイックミラー１１３で反射した後にダイクロイックミラー１１４で反射した緑色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置１００である。そして、液晶ライトバルブ１１６は、液晶ライトバルブ１１５と同様に、第１偏光板１１６ｂ、液晶パネル１１６ｃ及び第２偏光板１１６ｄを備えている。液晶ライトバルブ１１６に入射する緑色光は、ダイクロイックミラー１１３、１１４で反射されて入射するｓ偏光である。第１偏光板１１６ｂは、ｐ偏光を遮断してｓ偏光を透過させる偏光板である。また、液晶パネル１１６ｃは、ｓ偏光を画像信号に応じた変調によってｐ偏光（中間調であれば円偏光又は楕円偏光）に変換する構成となっている。そして、第２偏光板１１６ｄは、ｓ偏光を遮断してｐ偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ１１６は、画像信号に応じて緑色光を変調し、変調した緑色光をクロスダイクロイックプリズム１１９に向けて射出する構成となっている。

液晶ライトバルブ１１７は、ダイクロイックミラー１１３で反射し、ダイクロイックミラー１１４を透過した後でリレー系１２０を経た青色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置１００である。そして、液晶ライトバルブ１１７は、液晶ライトバルブ１１５、１１６と同様に、λ／２位相差板１１７ａ、第１偏光板１１７ｂ、液晶パネル１１７ｃ及び第２偏光板１１７ｄを備えている。ここで、液晶ライトバルブ１１７に入射する青色光は、ダイクロイックミラー１１３で反射してダイクロイックミラー１１４を透過した後にリレー系１２０の後述する２つの反射ミラー１２５ａ、１２５ｂで反射することから、ｓ偏光となっている。

λ／２位相差板１１７ａは、液晶ライトバルブ１１７に入射したｓ偏光をｐ偏光に変換する光学素子である。また、第１偏光板１１７ｂは、ｓ偏光を遮断してｐ偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル１１７ｃは、ｐ偏光を画像信号に応じた変調によってｓ偏光（中間調であれば円偏光又は楕円偏光）に変換する構成となっている。さらに、第２偏光板１１７ｄは、ｐ偏光を遮断してｓ偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ１１７は、画像信号に応じて青色光を変調し、変調した青色光をクロスダイクロイックプリズム１１９に向けて射出する構成となっている。なお、λ／２位相差板１１７ａ及び第１偏光板１１７ｂは、ガラス板１１７ｅに接した状態で配置されている。

リレー系１２０は、リレーレンズ１２４ａ、１２４ｂと反射ミラー１２５ａ、１２５ｂとを備えている。リレーレンズ１２４ａ、１２４ｂは、青色光の光路が長いことによる光損失を防止するために設けられている。ここで、リレーレンズ１２４ａは、ダイクロイックミラー１１４と反射ミラー１２５ａとの間に配置されている。また、リレーレンズ１２４ｂは、反射ミラー１２５ａ、１２５ｂの間に配置されている。反射ミラー１２５ａは、ダイクロイックミラー１１４を透過してリレーレンズ１２４ａから出射した青色光をリレーレンズ１２４ｂに向けて反射するように配置されている。また、反射ミラー１２５ｂは、リレーレンズ１２４ｂから出射した青色光を液晶ライトバルブ１１７に向けて反射するように配置されている。

クロスダイクロイックプリズム１１９は、２つのダイクロイック膜１１９ａ、１１９ｂをＸ字型に直交配置した色合成光学系である。ダイクロイック膜１１９ａは青色光を反射して緑色光を透過する膜であり、ダイクロイック膜１１９ｂは赤色光を反射して緑色光を透過する膜である。したがって、クロスダイクロイックプリズム１１９は、液晶ライトバルブ１１５〜１１７のそれぞれで変調された赤色光と緑色光と青色光とを合成し、投射光学系１１８に向けて射出するように構成されている。

なお、液晶ライトバルブ１１５、１１７からクロスダイクロイックプリズム１１９に入射する光はｓ偏光であり、液晶ライトバルブ１１６からクロスダイクロイックプリズム１１９に入射する光はｐ偏光である。このようにクロスダイクロイックプリズム１１９に入射する光を異なる種類の偏光としていることで、クロスダイクロイックプリズム１１９において各液晶ライトバルブ１１５〜１１７から入射する光を合成できる。ここで、一般に、ダイクロイック膜１１９ａ、１１９ｂはｓ偏光の反射特性に優れている。このため、ダイクロイック膜１１９ａ、１１９ｂで反射される赤色光及び青色光をｓ偏光とし、ダイクロイック膜１１９ａ、１１９ｂを透過する緑色光をｐ偏光としている。投射光学系１１８は、投影レンズ（図示略）を有しており、クロスダイクロイックプリズム１１９で合成された光をスクリーン１１１に投射するように構成されている。

（他の投射型表示装置）
なお、投射型表示装置については、光源部として、各色の光を出射するＬＥＤ光源等を用い、かかるＬＥＤ光源から出射された色光を各々、別の液晶装置に供給するように構成してもよい。

（他の電子機器）
本発明を適用した液晶装置１００については、上記の電子機器の他にも、携帯電話機、情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）、デジタルカメラ、液晶テレビ、カーナビゲーション装置、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等の電子機器において直視型表示装置として用いてもよい。

９ａ・・画素電極、１０・・素子基板、１０ａ・・画素領域、２０・・対向基板、２１・・共通電極、５０・・液晶層、８１・・第１集光レンズ、８２・・第２集光レンズ、８６・・第１基板、８７・・透光性接着剤層、８８・・第２基板、１０７・・シール材、１１０・・投射型表示装置

Claims

一方面側に複数の透光性の画素電極が配列された透光性の素子基板と、
該素子基板の前記一方面側に対向する透光性の対向基板と、
前記複数の画素電極が配列している領域より外側領域で前記素子基板と前記対向基板とを貼り合わせた光硬化性のシール材と、
前記素子基板と前記対向基板との間において前記シール材により囲まれた領域に保持された液晶層と、
前記対向基板および前記素子基板のうちの一方の基板において前記画素電極と重なる位置に形成された第１集光レンズと、
前記一方の基板において前記シール材と重なる位置に形成された第２集光レンズと、
を有していることを特徴とする液晶装置。
前記第１集光レンズと前記第２集光レンズとは、形状、サイズ、およびレンズ面の曲率のうちの少なくとも１つが異なることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
前記第２集光レンズは、前記第１集光レンズに比してレンズ面の曲率が大であることを特徴とする請求項２に記載の液晶装置。
前記第２集光レンズは、前記第１集光レンズに比してサイズが大であることを特徴とする請求項２または３に記載の液晶装置。
前記第１集光レンズは、球面レンズ形状または非球面レンズ形状を有し、
前記第２集光レンズは、前記シール材に沿って延在するシリンドリカルレンズ形状を有していることを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載の液晶装置。
前記第２集光レンズは、球面レンズ形状または非球面レンズ形状を有し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液晶装置。
前記一方の基板は、一方面側に前記第１集光レンズおよび前記第２集光レンズに対応する形状の複数の凹部が形成された透光性の第１基板と、該第１基板より大きな屈折率をもって前記凹部内に充填された透光性接着剤層と、該透光性接着剤層を介して前記第１基板の一方面側に接着された透光性の第２基板と、を備えていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の液晶装置。
請求項１乃至７の何れか一項に記載の液晶装置を備えた投射型表示装置であって、
前記液晶装置に供給される光を出射する光源部と、
前記液晶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。
透光性の素子基板において複数の透光性の画素電極が配列された一方面側に、当該複数の画素電極が配列する領域の外側領域に設けられた光硬化性のシール材を介して透光性の対向基板を重ねる重ね合わせ工程と、
前記シール材を硬化させるシール材硬化工程と、
を有する液晶装置の製造方法であって、
前記素子基板および前記対向基板のうちの一方の基板に、前記画素電極と重なる第１集光レンズ、および前記シール材と重なる第２集光レンズを形成しておき、
前記シール材硬化工程では、前記一方の基板の側から光を照射する光照射工程を行うことを特徴とする液晶装置の製造方法。
前記シール材硬化工程では、前記一方の基板の側から光を照射して前記シール材を部分的に硬化させて前記素子基板と前記対向基板とを仮固定する仮固定工程と、該仮固定工程の後、光照射あるいは加熱により前記シール材を本硬化させる本硬化工程と、を行うことを特徴とする請求項９に記載の液晶装置の製造方法。