JP5737037B2 - 電気光学装置および投射型表示装置 - Google Patents
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Description
(投射型表示装置の構成)
図1を参照して、本発明の実施の形態1に係る電気光学装置をライトバルブとして用いた投射型表示装置を説明する。図1は、本発明を適用した投射型表示装置の概略構成図である。
図2は、図1に示した投射型表示装置において液晶ライトバルブ(電気光学装置100/液晶装置)に用いた液晶パネルの基本構成を示す説明図であり、図2(a)、(b)は、液晶パネルの基本的な構造を模式的に示す説明図、および電気光学装置100の電気的構成を示すブロック図である。なお、図1に示す液晶ライトバルブ115〜117および液晶パネル115c〜117cは、変調する光の波長領域が異なるだけであり、基本的構成が共通するので、液晶ライトバルブ115〜117を電気光学装置100とし、液晶パネル115c〜117cを液晶パネル100pとして説明する。
図3は、本発明の実施の形態1に係る電気光学装置100に用いた液晶パネル100pの具体的構成例を示す説明図であり、図3(a)、(b)は各々、液晶パネル100pを各構成要素と共に第2基板の側から見た平面図、およびそのH−H′断面図である。なお、図3(b)には、後述する反射部26の図示を省略してある。
図4は、本発明の実施の形態1に係る電気光学装置100の画素の説明図であり、図4(a)、(b)は各々、第1基板10において隣り合う画素の平面図、および図4(a)のF−F′線に相当する位置で電気光学装置100を切断したときの断面図である。なお、図4(a)では、各領域を以下の線で表してある。
走査線3a=太い実線
半導体層1a=細くて短い点線
データ線6aおよびドレイン電極6b=一点鎖線
第1電極層5aおよび中継電極5b=細くて長い破線
第2電極層7a=二点鎖線
画素電極9a=太くて短い破線
図5は、本発明の実施の形態1に係る電気光学装置100の第2基板20に形成した反射部26の説明図であり、図5(a)、(b)は、第2基板20の断面図、および反射部26の平面構成を示す説明図である。なお、図5(a)では、第1基板10側の配向膜19等の図示を省略してある。
第2溝265内部の屈折率<透光膜25の屈折率
にある。このため、第2溝265の側面266、267は反射面として機能する。また、透光膜25の屈折率をn11とし、第2溝265内部の屈折率をn12とし、側面266、267の法線に対する光の入射角度をθ0とした場合、n11>n12であって、かつ、n11、n12、θ0が以下の式
sinθ0>n12/n11
を満たせば、側面266、267では全反射が起こる。
このように構成した電気光学装置100では、図1を参照して説明した光源部130からは様々な入射角度の光が入射し、かかる入射光のうち、画素電極9aに向かう光は、矢印L1で示すように、そのまま進行する。また、矢印L2で示すように、画素電極9aから外れた方向(画素間領域10fに向かう方向)に向かう光については、矢印L3で示すように、第2溝265の側面266、267で反射させ、画素電極9aに向かわせる。
図6を参照して、電気光学装置100の製造工程のうち、反射部26を製造する工程を説明する。図6は、本発明の実施の形態1に係る電気光学装置100の製造方法を示す説明図である。なお、図6では、図5とは反対に第2基板20の一方面20sを上向きに表してある。また、以下に説明する工程以外の工程、例えば、第1基板10の製造工程や第1基板10と第2基板20との貼り合わせ工程等については周知の方法を採用することができるので、それらの説明を省略する。
以上説明したように、本形態の電気光学装置100では、第1基板10および第2基板20のうち、第2基板20の基板本体20w(透光性基板)には、隣り合う画素電極9aの間(画素間領域10f)に向けて開口する第1溝260が形成されている。また、基板本体20wの一方面20sおよび第1溝260の側面261、262には透光膜25が形成されており、かかる透光膜25によって、第1溝260と平面視で重なる領域には、第1溝260より深くて第1溝260より幅が狭い第2溝265が形成されている。このため、第2溝265の側面266、267を反射面として利用して、画素間領域10fに向かおうとする光を画素電極9aに向かわせることができる。また、第2溝265の側面266、267は、画素間領域10fに向けて傾いた斜面になっているため、画素間領域10fに向かおうとする光を第2溝265の側面266、267で反射し、画素電極9aに効率よく向かわせることができる。
上記実施の形態1では、封止膜27を形成するにあたって、カバレッジ性が低い成膜条件を採用することにより、第2溝265の側面266、267のうち、封止膜27と透光膜25とが接する面積を狭くして、第2溝265の中空部分に位置する側面266、267(反射面)の面積を広く確保した。但し、封止膜27として、透光膜25より屈折率が低い材料を用いれば、第2溝265の側面266、267のうち、封止膜27と透光膜25とが接する部分についても、全反射が発生する角度範囲が広い反射面として利用することができる。かかる封止膜27としては、フッ化マグネシウム膜(MgF2/屈折率=1.37)を利用でき、フッ化マグネシウム膜であれば、透光膜25(シリコン酸化膜/屈折率=1.45)に比して屈折率が低い。なお、封止膜27としては、硼珪酸ガラス膜、燐珪酸ガラス膜、硼燐珪酸ガラス膜を用いてもよく、かかる封止膜27は、硼素や燐の含有量を調整することによって屈折率を低い値に設定することができる。
上記実施の形態1では、封止膜27としてシリコン酸化膜を利用したが、金属や金属化合物等の遮光性金属材料を用いてもよい。
図7は、本発明の実施の形態2に係る電気光学装置100の第2基板20に形成した反射部26の説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して、それらの説明を省略する。
図8は、本発明の実施の形態3に係る電気光学装置100の第2基板20に形成した反射部26の説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して、それらの説明を省略する。
上記実施の形態1〜3では、第2溝265内の屈折率を透光膜25の屈折率より小さい状態とするにあたって、第2溝265の開口部268を封止層(封止膜27および透光性の基板24)により塞いで第2溝265の内部を中空状態としたが、第2溝265の内部を透光膜25の屈折率より低い低屈折率材料を充填し、かかる低屈折率材料を封止層としてもよい。かかる低屈折率材料としては、フッ化マグネシウム等の無機材料や、フッ素系樹脂等の有機材料を挙げることができる。
Claims (10)
- 複数の画素電極および該複数の画素電極の各々に対応するスイッチング素子が設けられた第1基板と、
該第1基板に対向配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた電気光学物質層と、
を有し、
前記第1基板および前記第2基板のうちの一方の基板は、透光性基板であって、前記複数の画素電極において隣り合う画素電極の間に向けて開口する第1溝と、前記透光性基板の前記第1溝が開口する基板面および前記第1溝の側面に前記基板面と重なる部分の膜厚が前記第1溝の側面に重なる部分の膜厚より厚くなるように積層され、前記第1溝と平面視で重なる領域に前記第1溝より深くて当該第1溝より幅が狭い第2溝を形成する透光膜と、前記第2溝の内部の屈折率が前記透光膜の屈折率より小さくなるように前記第2溝を塞ぐ封止層と、が設けられていることを特徴とする電気光学装置。 - 前記第1溝の側面および前記第2溝の側面は、前記隣り合う画素電極の間に向けて傾いた斜面になっていることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
- 前記透光膜の前記第1溝の側面に重なる部分の膜厚は、前記第1溝の開口部側から当該第1溝の底部に向けて薄くなっていることを特徴とする請求項2に記載の電気光学装置。
- 前記第2溝の側面は、底部で側面同士が繋がった断面V字形状を有していることを特徴とする請求項2または3に記載の電気光学装置。
- 前記透光膜は、シリケートガラスであることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の電気光学装置。
- 前記第2溝は、内部が中空であることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の電気光学装置。
- 前記第2溝は、内部が真空状態であることを特徴とする請求項6に記載の電気光学装置。
- 前記第1溝および前記第2溝は、前記第2基板に設けられていることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の電気光学装置。
- 前記画素電極および前記第1基板は、透光性を有していることを特徴とする請求項8に記載の電気光学装置。
- 請求項1乃至9の何れか一項に記載の電気光学装置を用いた投射型表示装置であって、
前記一方の基板から前記電気光学装置に入射する光を出射する光源部と、前記電気光学装置によって変調された光を投射する投射光学系と、を有していることを特徴とする投射型表示装置。
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