WO2018074219A1 - 液晶表示装置および投射型表示装置 - Google Patents

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display device
light
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卓 坂入
浩一 甘利
前田　圭一
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ソニー株式会社
ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • G02F1/133626—Illuminating devices providing two modes of illumination, e.g. day-night
    • G02F1/133627—Projection-direct viewing

Definitions

  • the present disclosure relates to a liquid crystal display device and a projection display device used for a projection type liquid crystal projector.
  • liquid crystal display used for a projection type liquid crystal projector there is a so-called reflection type liquid crystal display in which pixel electrodes that serve both as light reflection and liquid crystal control are arranged.
  • a display in which driving transistors, wirings, and the like are formed using a silicon substrate is called LCOS (liquid Crystal On Silicon).
  • LCOS liquid Crystal On Silicon
  • the projected light is transmitted through a glass substrate, a liquid crystal layer, an alignment film and a dielectric film provided with a transparent electrode provided on a silicon substrate.
  • the light is sequentially transmitted and reflected by the pixel electrode.
  • the intensity of the light of the projected image is easily influenced by the structure described above, and in particular, the distance (gap length) between the transparent electrode and the pixel electrode on the glass substrate can be kept constant. Desired.
  • the gap length changes as the length of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer changes. For example, since the liquid crystal molecules expand due to a temperature rise or the like, the thickness of the liquid crystal layer increases due to heat generated during driving, and the gap length is likely to change. For this reason, in a direct-view type liquid crystal display, a gap length is generally kept constant by providing a spacer in the display area. On the other hand, in the projection type liquid crystal display, since the size of the pixel electrode is small, for example, 10 ⁇ m or less on one side, the influence on the projected light generated by providing the spacer becomes large. For this reason, the device which keeps a gap length constant without using a spacer is made. For example, Patent Document 1 discloses a liquid crystal display device in which a gap length is adjusted by forming a recess having an edge around a pixel region on the silicon substrate side.
  • a smaller LCOS has a more variable gap length than a general projection type liquid crystal display. For this reason, a configuration capable of making the light quantity uniform in the pixel region is required.
  • a liquid crystal display device includes a liquid crystal panel having a pixel region including a plurality of pixels, and the liquid crystal panel includes a first pixel electrode provided with a plurality of pixel electrodes having light reflectivity for each pixel.
  • the interlayer film has a plurality of inclined portions that are at least partially opposed to the plurality of pixel electrodes and that have different inclination widths facing the pixel electrodes.
  • a projection display device includes a light source, a liquid crystal panel according to the embodiment, and a pixel area that emits light corresponding to an image by modulating light from the light source. And a projection lens that projects an image based on the incident light.
  • the interlayer film between the first substrate and the liquid crystal layer is opposed to the plurality of pixel electrodes, respectively.
  • a plurality of inclined portions having different inclination widths opposed to the pixel electrodes are provided. Thereby, it is possible to change the light reflectance in the pixel region.
  • the plurality of inclined portions having different inclination widths facing each pixel electrode are provided in the interlayer film. It becomes possible to change the light reflectance of a predetermined area. Therefore, it is possible to make the amount of light in the pixel region uniform.
  • FIG. 6B It is sectional drawing showing the process of following FIG. 6B. It is sectional drawing showing the process of following FIG. 6C. It is sectional drawing showing the process of following FIG. 7A. It is sectional drawing showing the process of following FIG. 7B. It is sectional drawing showing the other example of a structure of the liquid crystal panel which concerns on one embodiment of this indication. It is a figure showing an example of the whole structure of the projection type display apparatus provided with the liquid crystal panel of this indication. It is a figure showing the other example of the whole structure of the projection type display apparatus provided with the liquid crystal panel of this indication. It is sectional drawing showing the structure of the liquid crystal panel as a comparative example. It is sectional drawing showing the change of the shape at the time of use of the liquid crystal panel shown in FIG. FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view for describing a method for manufacturing a liquid crystal panel in Modification 1 of the present disclosure. It is sectional drawing showing the process of following FIG. 13A.
  • FIG. 13C is a cross-sectional diagram illustrating a process following the process in FIG. 13B. It is sectional drawing showing the process of following FIG. 13C. It is sectional drawing showing the process of following FIG. 14A.
  • FIG. 14B is a cross-sectional diagram illustrating a process following the process in FIG. 14B.
  • FIG. 14D is a cross-sectional diagram illustrating a process following the process in FIG. 14C. It is sectional drawing showing the process of following FIG. 15A. It is a top view showing the shape of the pixel electrode in the modification 2 of this indication.
  • FIG. 16B is a schematic diagram illustrating an example of a cross-sectional shape of the pixel electrode illustrated in FIG. 16A. It is a schematic diagram showing the other example of the cross-sectional shape of the pixel electrode shown to FIG. 16A. It is a top view showing the shape of the pixel electrode in the modification 3 of this indication.
  • FIG. 17B is a schematic diagram illustrating an example of a cross-sectional shape of the pixel electrode illustrated in FIG. 17A. It is a schematic diagram showing the other example of the cross-sectional shape of the pixel electrode shown to FIG. 17A. It is a figure showing the external appearance of the electronic device (head up display) using the projection type display apparatus shown in FIG. It is a figure showing the external appearance of the electronic device (head mounted display) using the projection type display apparatus shown in FIG.
  • Embodiment (Example in which a plurality of uneven structures having different steps are formed in a pixel region of a dielectric layer) 1-1.
  • Modified example 1 (an example of another manufacturing method of the uneven structure of the dielectric layer) 2-2.
  • Modification 2 (Example in which a notch is formed in a part of the end face of the pixel electrode) 2-3.
  • Modification 3 (example in which a concave portion or a convex portion is formed in the plane of the pixel electrode)
  • FIG. 1 illustrates an example of a cross-sectional configuration of a liquid crystal display device (liquid crystal panel 10A) according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 illustrates another example of a cross-sectional configuration of a liquid crystal display device (liquid crystal panel 10B) according to an embodiment of the present disclosure.
  • the liquid crystal panel 10A and the liquid crystal panel 10B include, for example, pixels in order from the pixel circuit substrate 11 side between the pixel circuit substrate 11 (first substrate) and the counter substrate 31 (second substrate) arranged to face each other.
  • the electrode 16, the dielectric layer 17 (interlayer film), and the liquid crystal layer 21 are stacked.
  • the liquid crystal layer 21 is provided with alignment films 22 and 23 on the pixel circuit substrate 11 side and the counter substrate 31 side, respectively, and the periphery of the liquid crystal layer 21 is sealed with a sealing material 24.
  • the counter substrate 31 is provided with a counter electrode 32 on the pixel circuit substrate 11 side, and a polarizing plate 33 is bonded to a surface S 1 opposite to the pixel electrode 16.
  • the liquid crystal panel 10A and the liquid crystal panel 10B according to the present embodiment have a pixel region 110 including a plurality of pixels P in the plane, and a plurality of inclined portions 41 are provided in the dielectric layer 17 in the pixel region 110. It is a thing.
  • the plurality of inclined portions 41 are provided such that at least a part of the inclined surface S2 of the inclined portion 41 faces each of the plurality of pixel electrodes 16, and the inclined width W (X in FIG. 1) faces the pixel electrodes 16.
  • the width in the axial direction is different in the pixel region 110.
  • the inclination width W changes, for example, stepwise from the center portion to the peripheral portion of the pixel region 110, for example.
  • the pixel circuit substrate 11 includes a substrate 12 and a pixel circuit 13 provided on the substrate 12.
  • the pixel circuit 13 includes an insulating layer 14 provided on the substrate 12 and a plurality of wirings provided in the insulating layer 14 and electrically connected to each other through, for example, vias V15A, V15B, V15C, and V15D. 15A, 15B, and 15C.
  • the pixel circuit 13 is formed for each pixel P.
  • a plurality of light-reflective pixel electrodes 16 are provided on the pixel circuit substrate 11, and the pixel electrodes 16 are electrically connected to, for example, wirings 15C constituting the pixel circuit 13 via vias V15D. Yes.
  • a dielectric layer 17 is provided on the pixel electrode 16, and the plurality of inclined portions 41 are provided on the surface (the liquid crystal layer 21 side) of the dielectric layer 17.
  • the dielectric layer 17 has, for example, a two-layer structure in which a dielectric layer 17B is stacked on the dielectric layer 17A.
  • 1 and 2 show an example in which the concavo-convex structure constituting the inclined portion 41 is formed only in the upper dielectric layer 17B.
  • FIG. 3, FIG. 4 and FIG. As described above, an uneven structure may be formed in the lower dielectric layer 17A, and the inclined portion 41 may be formed on the surface of the dielectric layer 17B reflecting this.
  • an alignment film 22 is provided along the unevenness of the surface of the dielectric layer 17 formed by the inclined portion 41.
  • the counter substrate 31 is provided with a common counter electrode 32 across all the pixels P on the surface facing the liquid crystal layer 21.
  • the counter electrode 32 seals the planar direction of the liquid crystal layer 21 together with the alignment film 22.
  • the alignment film 23 to be bonded is bonded.
  • a polarizing plate 33 is bonded to the surface S1 side that becomes the light incident surface and the light emitting surface of the counter substrate 31.
  • a liquid crystal layer 21 is provided between the alignment film 22 and the alignment film 23.
  • the liquid crystal layer 21 is sealed in the planar direction by the alignment film 22 and the alignment film 23, and the periphery of the liquid crystal layer 21 is sealed by the sealing material 24 at the ends of the liquid crystal panel 10 ⁇ / b> A and the liquid crystal panel 10 ⁇ / b> B. .
  • a peripheral circuit for driving each pixel P is formed in the periphery (peripheral region (not shown)) of the pixel region 110 of the pixel circuit substrate 11.
  • the substrate 12 is constituted by a silicon substrate, for example.
  • the insulating layer 14 is made of, for example, a silicon oxide film by a plasma CVD method.
  • the wirings 15A, 15B, and 15C and the vias V15A, V15B, V15C, and V15D that electrically connect the wirings 15A, 15B, and 15C are, for example, vias V15A, V15B, and V15C when the wirings 15A, 15B, and 15C are formed using Al.
  • V15D are formed by, for example, CVD-W or the like.
  • the vias V15A, V15B, V15C, and V15D are formed by, for example, a dual damascene method.
  • the pixel electrode 16 is preferably made of a material mainly made of Al.
  • the via V15D that connects the pixel electrode 16 and the wiring 15C is preferably formed by CVD-W.
  • the pixel electrode 16 is preferably formed of a material mainly composed of Al as described above.
  • the pixel electrode 16 is formed of a light-reflective conductive film such as aluminum (Al), AlCu, and AlSi.
  • the dielectric layer 17 (dielectric layer 17A and dielectric layer 17B) is made of a dielectric material.
  • the dielectric layer 17A is made of silicon oxide (SiO x )
  • the dielectric layer 17B is made of silicon nitride (SiN x ), for example.
  • the counter substrate 31 is made of a transparent substrate having optical transparency such as quartz, glass, silicon, and the like.
  • the counter electrode 32 is made of a transparent conductive film such as ITO (indium tin oxide).
  • the polarizing plate 33 is made of, for example, polyvinyl alcohol (PVA) in which iodine (I) compound molecules are adsorbed and oriented.
  • the liquid crystal layer 21 is composed of various liquid crystals such as a VA (Vertical Alignment) type, a TN (Twisted Nematic) type, or an IPS (In-Place-Switching) type, for example, a normally black mode or a normally white (NW). ⁇ Displayed by mode.
  • VA Vertical Alignment
  • TN Transmission Nematic
  • IPS IP-Place-Switching
  • the alignment films 22 and 23 are made of an insulating film such as polyimide.
  • the liquid crystal panel 10 (the liquid crystal panels 10A and 10B) is provided with the plurality of inclined portions 41 on the surface (surface S1 side) of the dielectric layer 17 in the pixel region 110 as described above. Yes.
  • the plurality of inclined portions 41 are provided, for example, at positions facing each pixel electrode 16, specifically, at positions shifted from the center of the pixel electrode 16 to the peripheral portion, and constitute the inclined portion 41. At least a part of the inclined surface S ⁇ b> 2 is formed on the pixel electrode 16.
  • the inclined surface S2 of the inclined portion 41 may be inclined, for example, in the direction in which the thickness of the dielectric layer 17 becomes thin, that is, toward the pixel circuit substrate 11 with respect to the surface of the dielectric layer 17.
  • the surface of the dielectric layer 17 may be inclined with respect to the direction in which the thickness of the dielectric layer 17 increases, that is, the counter substrate 31 side.
  • Each of the inclined portions 41 is provided on a part or all of the peripheral portion of the pixel electrode 16 having a rectangular shape, for example.
  • the inclined surface S ⁇ b> 2 formed on each pixel electrode 16 faces the adjacent pixel electrode 16. It is like that. That is, a concave portion 42 or a convex portion 43 (see, for example, FIG. 7C) having the inclined surface S ⁇ b> 2 of the inclined portion 41 as a side surface is formed between adjacent pixel electrodes 16.
  • the width (inclination width W) of the inclined surface S2 facing the pixel electrode 16 is different in the pixel region 110.
  • 3 and 4 are schematic diagrams for explaining the position of the pixel electrode 16 and the inclined surface S2 facing the pixel electrode 16, the shape of the inclined surface S2, and the reflection direction of light (L) thereby.
  • FIG. 3C shows the reflection direction of light (L) when the inclined portion 41 is not formed in the dielectric layer 17 and the surface of the dielectric layer 17 is flat.
  • the light (L) emitted from the light source 131 of the projection display device 1 to be described later and irradiated from the front direction (Z-axis direction) of the liquid crystal panel 10A is, as shown in FIG.
  • the dielectric layer 17 on 16 is flat, it is reflected by the pixel electrode 16 and all of it is reflected in the Z-axis direction.
  • the slope having the inclined surface S2 (S2a, S2b) where the thickness of the dielectric layer 17 gradually decreases between the pixels P as shown in FIGS.
  • the portion 41 (41a, 41b) is provided on the pixel electrode 16
  • the light (L) irradiated to the inclined portion 41 is caused by the inclined surface S2 in a direction other than the Z-axis direction, for example, the X-axis direction. Reflected. Thereby, the light reflectance in the pixel electrode 16 is lowered. This decrease in light reflectance is proportional to the proportion of light (L) reflected in directions other than the Z-axis. That is, the light reflectance at the pixel electrode 16 decreases as the inclination width W of the inclined portion 41 facing the pixel electrode 16 increases.
  • an inclined portion 41a having the same inclination width W1 as the width (Wx) of the region 160X is provided for the region 160X from a certain position to the end of the pixel electrode 16.
  • the light (L) irradiated to the region 160X is all reflected by the inclined surface S2a of the inclined portion 41a, for example, in the X-axis direction.
  • the inclined portion 41b having the inclination width W2 (Wx> W2) narrower than the width (Wx) of the region 160X is provided, the region 160X is irradiated.
  • the light (L) applied to the inclined portion 41b is reflected by the inclined surface S2b of the inclined portion 41b, for example, in the X-axis direction, and is applied to a region other than the inclined portion 41b (L2). ) Is reflected by the pixel electrode 16 in the Z-axis direction. Therefore, the light reflectance at the pixel electrode 16 in FIG. 3A is lower than the light reflectance at the pixel electrode 16 in FIG.
  • the fall of the light reflectivity by the inclined part 41 is not limited to the shape of the inclined surface S2 of the inclined part 41. That is, as shown in FIGS. 4A to 4C, the inclined portion 41 (having the inclined surface S2 (S2c, S2d, S2e) in which the thickness of the dielectric layer 17 gradually increases between the pixels P ( 41c, 41d, and 41e), as described above, the light reflectance at the pixel electrode 16 decreases as the inclination width W of the inclined portion 41 provided on the pixel electrode 16 increases.
  • the entire length of the inclined surface S ⁇ b> 2 constituting the inclined portion 41 i.e., the entire width (inclined width W ⁇ b> 0) of the inclined portion 41 is the same, but the inclined portions 41 are located at different positions with respect to the pixel electrode 16.
  • the provided examples ((A) to (C)) are shown.
  • the light reflectance of each pixel electrode 16 varies depending on the size of the non-light reflecting region formed on the pixel electrode 16.
  • the non-light reflection region is, for example, a region where light irradiated from the front surface of the liquid crystal panel 10A is reflected in directions other than the front direction.
  • the angle of the inclined surface S that forms the inclined portion 41 that forms this non-light reflecting region, the distance (l) between the adjacent inclined portions 41, and the total length of the inclined surface S2 that forms each inclined portion 41 that is, If any one element of the entire inclination width (W0) of the inclined portion 41 is different, the light reflectances of the plurality of pixel electrodes 16 each having the inclined portion 41 are different.
  • the other elements may be the same as or different from each other.
  • the inclination width W formed on the pixel electrode 16 is equal to the pixel even with the same inclination angle and the same inclination width W. Varies within region 110.
  • W is formed so as to gradually widen.
  • the inclination width W0 of the entire inclined portion 41 is changed from the central portion of the pixel region 110 to the periphery as shown in FIG. Make it gradually wider toward the part.
  • the step (D) of the concave portion 42 formed by the adjacent inclined portions 41 is gradually increased from the central portion of the pixel region 110 toward the peripheral portion.
  • the slope width W facing the pixel electrode 16 gradually increases toward the peripheral edge, and the amount of light at the peripheral edge decreases.
  • the slope width W of the slope portion 41 facing the pixel electrode 16 is gradually increased from the peripheral portion to the center portion of the pixel region 110. It is preferable to form it so as to be wide.
  • the inclination width W0 of the entire inclined portion 41 is centered from the peripheral portion of the pixel region 110 as shown in FIG. Make it gradually wider toward the part.
  • the step (D) of the recess 42 formed by the adjacent inclined portions 41 is gradually increased from the peripheral portion of the pixel region 110 toward the center portion.
  • the inclination width W facing the pixel electrode 16 gradually increases toward the center, and the light amount at the center decreases.
  • the amount of light in that region can be reduced.
  • the liquid crystal panel 10 of the present embodiment can be manufactured as follows, for example.
  • FIG. 5A to 7C show a method for manufacturing the liquid crystal panel 10 in the order of steps.
  • a pixel circuit 13 is formed on a substrate 12 made of, for example, silicon.
  • a barrier film (not shown), for example, a pixel electrode 16 made of Al, and SiN, for example, are separately formed for each pixel P on the pixel circuit substrate 11 thus formed by, for example, sputtering and photolithography.
  • a sacrificial layer 51 is formed in this order.
  • FIG. 5B for example, a SiO 2 film 17 a is formed on the pixel circuit substrate 11.
  • a resist film 52 is formed as a mask in a predetermined region on the SiO 2 film 17a (here, the central portion of the pixel region 110).
  • the SiO 2 film 17a outside the central portion of the pixel region 110 is etched by photolithography.
  • the SiO 2 film 17a at the center of the pixel region 110 is polished by using a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method.
  • the sacrificial layer 51 functions as a stopper layer.
  • the SiO 2 film 17a is removed to a desired thickness by etch back.
  • the sacrificial layer 51 is removed by etch back.
  • a desired convex shape or concave shape is formed in the SiO 2 film 17a between the pixel electrodes 16 depending on the selection ratio at the time of etch back.
  • a high density plasma chemical vapor deposition (HDP-CVD) method forming a further SiO 2 film on the SiO 2 film 17a between the pixel electrode 16 and on the pixel electrode 16 using Film.
  • This SiO 2 film formation method using the HDP-CVD method is characterized in that the embeddability is good because an oxide film (SiO 2 film) is formed while sputtering. Thereby, the dielectric layer 17A reflecting the concave shape or the convex shape on the surface is formed.
  • a dielectric layer 17B made of, for example, SiN is formed on the dielectric layer 17A.
  • an inclined portion 41 having an inclined width W opposite to the pixel electrode 16 in the pixel region 110 is formed.
  • an alignment film 22, a liquid crystal layer 21 and an alignment film 23 are formed on the dielectric layer 17, and then a counter substrate 31 including a counter electrode 32 is bonded to the alignment film 23.
  • a polarizing plate 33 is bonded to the surface S1 side of the counter substrate 31.
  • the thickness of the SiO 2 film 17a in a desired region is thinned in advance by dry etching, for example, immediately before planarization.
  • the uneven structure on the surface of the dielectric layer 17 ⁇ / b> A changes between the central portion and the peripheral portion of the pixel region 110.
  • the orientation of the convex portion or the concave portion formed on the dielectric layer 17 can be changed between the central portion and the peripheral portion of the pixel region 110. it can.
  • an uneven structure is provided on the lower dielectric layer 17A of the two-layered dielectric layer 17, and the surface of the dielectric layer 17 is uneven to reflect this.
  • a structure is formed is shown, the present invention is not limited to this.
  • a concavo-convex structure may be formed only in the upper dielectric layer 17B of the two-layer dielectric layer 17 as in the liquid crystal panel 10C shown in FIG.
  • FIG. 9 illustrates an example of a configuration of a projection display device (projection display device 1) including the liquid crystal panel 10 of the present embodiment.
  • the projection display device 1 generates image light from a light source (light source 131), and projects an image on a screen unit 220 of a head-up display described later, for example.
  • the projection display device 1 is a so-called single-plate reflection type projector that performs color image display using one reflection type light modulation element (liquid crystal panel 154).
  • the projection display device 1 includes light sources 131 that emit white light, and an RGB division filter 151, a half mirror 152, a polarizing plate 153, a liquid crystal panel 154, an aperture 155, and an optical axis 130 of the emitted light.
  • a projection lens 156 is provided.
  • the light source 131 is composed of, for example, a halogen lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, or the like. Further, a solid light source such as a semiconductor laser (LD) or a light emitting diode (LED) may be used.
  • LD semiconductor laser
  • LED light emitting diode
  • white light (W) emitted from the light source 131 ⁇ / b> R is RGB that time-divides white light (W) into red light (R), green light (G), and blue light (B).
  • the light passes through the division filter 151 and enters the half mirror 152, and part of the light is reflected and enters the liquid crystal panel 154 through the polarizing plate 153.
  • a condenser lens, a relay lens, etc. are provided on the optical path of the emitted light from the light source 131, if necessary.
  • the light incident on the liquid crystal panel 154 is reflected by the reflecting surface in the liquid crystal panel 154, passes through the polarizing plate 153 again, enters the half mirror 152, and part of the light is transmitted. Unnecessary light is cut from the light transmitted through the half mirror 152 by the aperture 155, and enlarged and projected onto a screen (not shown) by the projection lens 156.
  • FIG. 10 shows another example of the configuration of the projection display device (projection display device 2) provided with the liquid crystal panel 10 of the present embodiment.
  • the projection display device 2 generates image light by modulating and synthesizing light (illumination light) output from a light source for each color of RGB based on an image signal. An image is projected onto the screen unit 220.
  • the projection display device 2 is a so-called three-plate reflection projector that performs color image display using three reflection-type light modulation elements 141R, 141G, and 141B for red, blue, and green.
  • the projection display device 2 includes a light source 131, an integrator 132, and a dichroic mirror 133 (wavelength selection element) along the optical axis 130.
  • the light source 131 emits white light including red light (R), blue light (B), and green light (G) required for color image display.
  • a halogen lamp, a metal halide lamp, or a xenon lamp is used. Etc.
  • a solid light source such as a semiconductor laser (LD) or a light emitting diode (LED) may be used.
  • the light source 131 is not limited to one light source (white light source unit) that emits white light as described above.
  • a green light source unit that emits green band light and a blue light source that emits blue band light are used. You may make it comprise from three types of light source parts of a red light source part which radiate
  • the integrator 132 includes a PS converter and the like, and is provided to make the light from the light source 131 uniform and efficiently used.
  • the dichroic mirror 133 has a function of separating white light into blue light B and other color lights R and G.
  • the projection display device 2 also includes a pre-PBS (polarized beam splitter) 134, a condensing lens 136, and a dichroic in the order of light traveling on the optical path of red light R and green light G separated by the dichroic mirror 133. And a mirror 138.
  • the projection display device 2 also includes pre-PBSs 134 and 135 and a condensing lens 137 in the order in which light travels on the optical path of the blue light B separated by the dichroic mirror 133.
  • the pre-PBS 135 has a function of selectively reflecting light having a predetermined polarization component in incident light.
  • the dichroic mirror 138 has a function of separating the red light R and the green light G incident through the pre-PBS 134 and the condenser lens 136.
  • pre-PBSs 134 and 135 may be arranged at any position between the condenser lens 136 and the condenser lenses 139R, 139G, and 139B, for example. At that time, mirrors are arranged at the positions of the pre-PBSs 134 and 135 shown in FIG.
  • condenser lenses 139R, 139G, 139B, PBSs 140R, 140G, 140B, 1 / 4 wavelength plates 142R, 142G, 142B and light modulation elements 141R, 141G, 141B are provided.
  • the light modulation elements 141R, 141G, and 141B are configured by the liquid crystal panel 10 of the present embodiment (for example, the liquid crystal panel 10A or the liquid crystal panel 10B).
  • the light modulation elements 141R, 141G, and 141B are configured to receive color light of predetermined polarization components (for example, S polarization components) selected by the polarization selection surfaces of the PBSs 140R, 140G, and 140B, respectively.
  • the light modulation elements 141R, 141G, and 141B modulate the incident light by controlling the polarization state, and reflect the modulated light toward the PBSs 140R, 140G, and 140B.
  • the PBSs 140R, 140G, and 140B each have a polarization selection surface, and on the polarization selection surface, select (reflect) light of a predetermined polarization component (S polarization component) that is incident on the light modulation elements 141R, 141G, and 141B.
  • a predetermined polarization component S polarization component
  • the light having a predetermined polarization component P polarization component is selected (transmitted) as light for image display and emitted.
  • P polarization component a predetermined polarization component
  • the PBSs 140R, 140G, and 140B reflect S-polarized component light to be incident on the light modulation elements 141R, 141G, and 141B, and return light from the light modulation elements 141R, 141G, and 141B.
  • the optical arrangement is such that the light of the P-polarized component is transmitted as the outgoing light.
  • incident light of the P-polarized light is incident from the front side of the light modulation elements 141R, 141G, 141B, and Of the return light, it is possible to arrange such that the light of the S polarization component selected by reflection in the light modulation elements 141R, 141G, and 141B is used as light for image display.
  • the quarter-wave plates 142R, 142G, and 142B are for correcting the polarization state between the PBSs 140R, 140G, and 140B and the light modulation elements 141R, 141G, and 141B. In contrast, a phase difference of almost 1 ⁇ 4 wavelength is generated.
  • the projection display device 2 also includes a cross dichroic prism 144, a projection lens 145, and a screen 146.
  • the cross dichroic prism 144 has a function of combining and emitting each color light of a predetermined polarization component selected by the PBSs 140R, 140G, and 140B.
  • the cross dichroic prism 144 has three entrance surfaces and one exit surface.
  • Spacers 143R, 143G, and 143B are provided between the light incident surface of the cross dichroic prism 144 and the light output surfaces of the PBSs 140R, 140G, and 140B in order to prevent stress distortion due to temperature changes of these optical elements. Is provided.
  • a polarization beam splitter (PBS) or a dichroic prism may be arranged at the positions of the spacers 143R, 143G, and 143B. By placing PBS, polarization leakage is cut. In addition, by arranging the dichroic prism, it is possible to reflect light having an unintended wavelength.
  • the projection lens 145 is disposed on the exit surface side of the cross dichroic prism 144.
  • the projection lens 145 has a function of projecting the combined light emitted from the cross dichroic prism 144 toward the screen 146.
  • the projected light is sequentially applied to a glass substrate having a transparent electrode disposed on the substrate, a liquid crystal layer, an alignment film, and a dielectric film. It has a path that is transmitted and reflected by the pixel electrode. For this reason, the intensity of the light of the projected image is easily influenced by the structure described above, and in particular, the distance (gap length) between the transparent electrode and the pixel electrode on the glass substrate can be kept constant. Desired.
  • the distance between the transparent electrode on the glass substrate and the pixel electrode is that, for example, the length of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer expands, for example, due to a change in environmental temperature. Changes.
  • FIG. 11 shows a cross-sectional configuration of a general liquid crystal panel 1010.
  • the liquid crystal panel 1010 is sandwiched between a pixel electrode 1016 having light reflectivity, a dielectric layer 1017, and alignment films 1022 and 1023 on a pixel circuit substrate 1011, and a sealing material
  • a liquid crystal layer 1021 sealed with 1024 and a counter substrate 1031 provided with a counter electrode 1032 and a polarizing plate 1033 are stacked.
  • the thickness of the liquid crystal layer 1021 is constant during manufacture. However, when the environmental temperature rises to, for example, about 60 ° C. by use, the liquid crystal molecules expand, and as shown in FIG. 12, the thickness of the liquid crystal layer 1021 is less than the thickness D1 of the peripheral portion. It becomes thicker (D2> D1).
  • a gap length is generally kept constant by providing a spacer in the display area.
  • the pixel electrode size is smaller than, for example, 10 ⁇ m or less on a side compared to the direct-view type liquid crystal display. The effect of.
  • the projection type display emits stronger light to project an image, the gap length is more likely to change than the direct view type liquid crystal display. For this reason, as a method not using a spacer, for example, a method of adjusting a gap length by forming a recess having an edge around a pixel region on the substrate side has been developed.
  • the above method is an effective method because it can provide a gap length adjustment margin without being affected by the pixel electrode formation process if there is a certain panel size. It is difficult with a small LCD. This is because, in a liquid crystal display with a small panel size, the rate of change of curvature in the pixel region due to the expansion of liquid crystal molecules increases as the panel size decreases, and in addition, the influence of the pixel electrode formation process increases. . For this reason, there is a demand for a configuration capable of uniformizing the amount of light in the pixel region even in a small liquid crystal display such as LCOS used in a projection type liquid crystal projector.
  • the shape of the dielectric layer 17 between the adjacent pixel electrodes 16 in the pixel region 110 is different from each other, or the shape is the same but the height or depth is the same. They have different shapes.
  • a plurality of inclined portions 41 having inclined surfaces S2 are provided on the dielectric layer 17 on each pixel electrode 16, and further, the pixels The width of the inclined surface S ⁇ b> 2 facing the electrode 16 (inclined width W) is made different in the pixel region 110.
  • the light reflectance in each pixel electrode 16 can be adjusted. Therefore, it is possible to change the light reflectance of a desired region in the pixel region 110 and make the amount of light in the pixel region 110 uniform.
  • FIG. 13A to FIG. 15B show the manufacturing method of the liquid crystal panel 10 in the order of steps, and are cross-sectional views for explaining another manufacturing method of the liquid crystal panel 10 described in the above embodiment.
  • the liquid crystal panel 10 of the present disclosure can also be manufactured by the method of this modification.
  • a barrier film (not shown), for example, a pixel electrode 16 made of Al is formed in this order for each pixel P on the pixel circuit substrate 11 by, for example, sputtering and photolithography.
  • a SiO 2 film 17 a is formed on the pixel circuit substrate 11.
  • the SiO 2 film 17a is polished by, for example, a CMP method to flatten the surface.
  • a resist film 53 is formed at a desired position (here, between the pixel electrodes 16).
  • the SiO 2 film 17a is etched using a photolithography method
  • the resist film 53 is removed.
  • the etching is stopped inside the SiO 2 film 17a.
  • the SiO 2 film 17a is removed to a desired thickness (for example, the pixel electrode 16 is exposed) by, for example, etch back.
  • the SiO 2 film 17a remaining between the pixel electrodes 16 is processed by, for example, reverse sputtering or isotropic etching with low bias during DET etching. .
  • an SiO 2 film 17a film is formed on the pixel electrode 16 by using the HDP-CVD method to form a dielectric layer 17A.
  • a dielectric layer 17B made of, for example, SiN is formed on the dielectric layer 17A by using, for example, a CVD method.
  • a counter substrate 31 having a counter electrode 32 is bonded to the liquid crystal layer 21.
  • a polarizing plate 33 is bonded to the surface S1 side of the counter substrate 31.
  • a step is formed between the central portion and the peripheral portion of the pixel region 110 on the flat pixel circuit substrate 11 with an SiO 2 film or the like, and the pixel region 110 is polished by polishing such as CMP.
  • polishing such as CMP.
  • the surface of the pixel circuit substrate 11 may have, for example, a central portion of the pixel region 110 having a convex shape and a peripheral portion having a concave shape.
  • polishing with higher leveling ability is performed, so that the step is not formed by the SiO 2 film 17a as described above, and the central portion and the periphery of the pixel region 110 are formed.
  • the dielectric layer 17 having a different thickness can be formed between the pixel electrodes 19.
  • the sacrificial layer 51 is formed on the pixel electrode 16 and the concave portion 42 or the convex portion 43 is formed between the adjacent pixel electrodes 16, but the sacrificial layer 51 is formed as in the present modification.
  • the recesses 42 or the protrusions 43 can be formed between the adjacent pixel electrodes 16 without being formed.
  • the SiO 2 film 17a is flattened, the SiO 2 film 17a on the pixel electrode 16 is etched to form the convex portions 43 between the pixel electrodes 16. .
  • the etching width is changed between the central portion and the peripheral portion of the pixel region 110, thereby the dielectric layer 17 formed on the pixel electrode 16.
  • the inclination width W can be changed.
  • FIG. 16A illustrates an example of a planar shape of the plurality of pixel electrodes 16 provided in the liquid crystal panel 10 according to a modification example of the present disclosure.
  • the inclined portion 41 is formed on the surface of the dielectric layer 17 by processing the planar shape of the pixel electrode 16.
  • the amount of light in the pixel region 110 is controlled by changing the thickness of the dielectric layer 17 on the pixel electrode 16 to form the inclined portion 41 on the surface of the dielectric layer 17 as in the above embodiment.
  • the control can also be performed by changing the layout of the pixel electrodes 16 that are two-dimensionally arranged (for example, Bayer array). As one of the methods, for example, changing the area of the pixel electrode 16 can be considered. However, if the pixel electrodes 16 are simply made smaller, the distance between the pixel electrodes 16 becomes wider and the dot feeling increases. If the distance between the pixel electrodes 16 is made constant, the projected image is distorted.
  • the rectangular corners are notched in the region where the amount of light is to be reduced, as shown in FIG. 16A, for example.
  • the pixel electrode 16B having the cutout portion 16X is disposed. Thereby, the inclined portion 41 can be formed on the surface of the dielectric layer 17 without separately processing the dielectric layer 17.
  • the shape of the notch 16X is not limited to the shape in which the four corners are completely cut off as shown in FIG. 16A.
  • the notches 16X1 and 16X2 shown in FIGS. 16B and 16C have four corners.
  • the tapered surface S3 may be formed.
  • the notches 16X1 and 16X2 may be formed not only at the four corners of the pixel electrode 16 but also at the edge of the pixel electrode 16.
  • each pixel electrode 16 can be controlled by changing the size of the notch 16X, the angle of the tapered surface S3, or the width (Wx) of the tapered surface in the pixel region 110.
  • the pixel electrode 16 has a rectangular shape.
  • the present invention is not limited to this, and the same applies to, for example, a triangular shape or a hexagonal shape.
  • FIG. 17A illustrates another example of the planar shape of the plurality of pixel electrodes 16 provided in the liquid crystal panel 10 according to the modified example of the present disclosure.
  • a concavo-convex structure serving as the inclined portion 41 is formed on the surface of the dielectric layer 17 by forming the convex portion 16H1 (FIG. 17B) or the concave portion 16H2 (FIG. 17C) in the plane of the pixel electrode 16. It is a thing.
  • the convex portion 16H1 or the concave portion 16H2 in the plane of the pixel electrode 16 is provided by forming a concave-convex structure below the pixel electrode 16.
  • This uneven structure can be formed, for example, by devising processing of the via V15 that electrically connects the pixel circuit 13 and the pixel electrode 16.
  • the via V15 is formed, for example, by burying tungsten (W) in the insulating layer 14 using, for example, etch back or CMP.
  • the via V15 is usually flattened by polishing the last protruding portion from the insulating layer 14 by, for example, a CMP method or the like.
  • the polishing amount in the pixel region 110 can be changed on the surface of the pixel electrode 16. That is, the amount of polishing is reduced, and as shown in FIG. 17B, a part of the via V15 protrudes from the surface of the insulating layer 14, so that a protrusion is formed at a position corresponding to the via V15 of the pixel electrode 16. 16H1 is formed. Further, the polishing amount is increased, and as shown in FIG. 17C, the upper surface of the via V15 is recessed from the surface of the insulating layer 14, so that the recess H2 is formed at a position corresponding to the via V15 of the pixel electrode 16. Is formed.
  • the amount of protrusion of the via V15 from the insulating layer 14 for example, there is a method of changing the diameter of the via V15 between the central portion and the peripheral portion of the pixel region 110.
  • this method it is preferable that the overetching be sufficiently performed because the detachability changes when the via V15 is processed.
  • the projection display devices 1 and 2 including the liquid crystal panel 10 according to the present disclosure are, for example, wearable displays such as a head-up display, portable portable displays, or any type having a projection function such as a smartphone or a tablet as described above. It can be applied to electronic equipment. As an example, schematic configurations of the head-up display 3 (FIG. 18) and the head-mounted display (FIG. 19) will be described.
  • FIG. 18 shows the appearance of the head-up display 3.
  • the head-up display 3 directly displays information in the user's field of view. For example, when the head-up display 3 is mounted on a vehicle or the like, navigation information or the like can be displayed without blocking the front view.
  • the head-up display 3 includes, for example, a light emitting unit 210, a screen unit 220, and a concave half mirror 230.
  • FIG. 19 illustrates an appearance of the head mounted display 4 according to the application example 3.
  • the head mounted display 4 includes a display unit 310, a mounting unit 320, and a projection unit 330.
  • the projection display device 1 (or the projection display device 2) of the present disclosure is mounted on the projection unit 330, for example.
  • the present disclosure has been described with reference to the embodiments and modified examples. However, the present disclosure is not limited to these embodiments and the like, and various modifications are possible.
  • the projection display device of the present disclosure is not limited to the configuration described in the above embodiment, and the type that modulates light from a light source via a liquid crystal display unit and displays an image using a projection lens.
  • the present invention can be applied to various display devices.
  • liquid crystal panel 10 of the present disclosure may have a configuration in which the first and second modifications are combined with the first embodiment and the first and second modifications.
  • a liquid crystal panel having a pixel region composed of a plurality of pixels The liquid crystal panel is A first substrate provided with a plurality of pixel electrodes having light reflectivity for each pixel; A second substrate disposed opposite to the first substrate; A liquid crystal layer disposed between the first substrate and the second substrate; An interlayer film provided between the first substrate and the liquid crystal layer, The liquid crystal display device, wherein the interlayer film has at least a portion facing each of the plurality of pixel electrodes, and a plurality of inclined portions having different inclination widths facing the pixel electrodes.
  • the inclination width of each of the plurality of inclined portions is the liquid crystal display device according to (1), wherein the inclination width changes from a central portion to a peripheral portion of the pixel region.
  • a light source A liquid crystal panel including a pixel region that modulates light from the light source and emits light corresponding to an image;
  • a projection lens that projects the image based on the light emitted from the liquid crystal panel;
  • the liquid crystal panel is A first substrate provided with a plurality of pixel electrodes having light reflectivity for each pixel;
  • a second substrate disposed opposite to the first substrate;
  • a liquid crystal layer disposed between the first substrate and the second substrate;
  • An interlayer film provided between the first substrate and the liquid crystal layer, The projection display device, wherein the interlayer film has a plurality of inclined portions at least partially facing the plurality of pixel electrodes and having different inclination widths facing the pixel electrodes.

Abstract

本開示の一実施形態の液晶表示装置は、複数の画素からなる画素領域を有する液晶パネルを有し、液晶パネルは、画素毎に光反射性を有する複数の画素電極が設けられた第１の基板と、第１の基板に対向配置された第２の基板と、第１の基板および第２の基板の間に配置された液晶層と、第１の基板と液晶層との間に設けられた層間膜とを備えたものであり、層間膜は、少なくとも一部が複数の画素電極とそれぞれ対向すると共に、画素電極と対向する傾斜幅が互いに異なる複数の傾斜部を有する。

Description

液晶表示装置および投射型表示装置
　本開示は、投射型の液晶プロジェクタに用いられる液晶表示装置および投射型表示装置に関する。
　投射型の液晶プロジェクタに用いられる液晶ディスプレイには、光反射と液晶制御とを兼ねた画素電極を配置した、所謂反射型の液晶ディスプレイがある。この反射型の液晶ディスプレイのうち、駆動用のトランジスタや配線等をシリコン基板で形成したディスプレイをＬＣＯＳ（liquid Crystal On Silicon）と呼ぶ。反射型の液晶ディスプレイでは、液晶の偏光を利用して、正面から照射された光の画素電極による反射のオン・オフを制御している。
　ＬＣＯＳ等の反射型の液晶ディスプレイを用いた投射型の液晶プロジェクタでは、投射される光は、シリコン基板の上に設けられている透明電極を備えたガラス基板、液晶層、配向膜および誘電膜を順に透過し、画素電極で反射される。このため、投影される映像の光の強弱は、先に述べた構造物によって左右されやすく、特に、ガラス基板上の透明電極と画素電極との間の距離（ギャップ長）を一定に保つことが求められる。
　ギャップ長は、液晶層を構成する液晶分子の長さが変わることによって変化する。例えば、液晶分子は温度上昇等によって膨張するため、駆動時の発熱によって液晶層の厚みが厚くなり、ギャップ長が変化しやすい。このため、直視型の液晶ディスプレイでは、一般に、表示領域内にスペーサを設けることで、ギャップ長を一定に保っている。一方、投射型の液晶ディスプレイは、画素電極のサイズが、例えば一辺１０μｍ以下と小さいため、スペーサを設けることによって生じる投射される光への影響が大きくなる。このため、スペーサを用いずにギャップ長を一定に保つ工夫がなされている。例えば、特許文献１では、シリコン基板側に、画素領域の周辺を縁とする凹部を形成することでギャップ長を調整する液晶表示装置が開示されている。
特開２００３－１６１９３６号公報
　ところで、より小型なＬＣＯＳは、一般的な投射型の液晶ディスプレイよりもギャップ長が変化しやすい。このため、画素領域内における光量の均一化が可能な構成が求められている。
　画素領域内の光量を均一化することが可能な液晶表示装置および投射型表示装置を提供することが望ましい。
　本開示の一実施形態の液晶表示装置は、複数の画素からなる画素領域を有する液晶パネルを有し、液晶パネルは、画素毎に光反射性を有する複数の画素電極が設けられた第１の基板と、第１の基板に対向配置された第２の基板と、第１の基板および第２の基板の間に配置された液晶層と、第１の基板と液晶層との間に設けられた層間膜とを備えたものであり、層間膜は、少なくとも一部が複数の画素電極とそれぞれ対向すると共に、画素電極と対向する傾斜幅が互いに異なる複数の傾斜部を有する。
　本開示の一実施形態の投射型表示装置は、光源と、光源からの光を変調して映像に対応する光を出射する画素領域を含む、上記一実施形態の液晶パネルと、液晶パネルの出射光に基づいて映像を投射する投射レンズとを有するものである。
　本開示の一実施形態の液晶表示装置および一実施形態の投射型表示装置では、第１の基板と液晶層との間の層間膜に、少なくとも一部が複数の画素電極とそれぞれ対向すると共に、画素電極と対向する傾斜幅が互いに異なる複数の傾斜部を設けるようにした。これにより、画素領域内の光反射率を変化させることが可能となる。
　本開示の一実施形態の液晶表示装置および一実施形態の投射型表示装置によれば、各画素電極と対向する傾斜幅が互いに異なる複数の傾斜部を層間膜に設けるようにしたので、画素領域内の所定の領域の光反射率を変化させることが可能となる。よって、画素領域内の光量を均一化することが可能となる。
　なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。
本開示の一実施の形態に係る液晶パネルの構成の一例を表す断面図である。 本開示の一実施の形態に係る液晶パネルの構成の他の例を表す断面図である。 画素電極上に形成される傾斜部による光の反射を説明する模式図である。 画素電極上に形成される傾斜部による光の反射を説明する模式図である。 本開示の液晶パネルの製造方法を説明するための断面図である。 図５Ａに続く工程を表す断面図である。 図５Ｂに続く工程を表す断面図である。 図５Ｃに続く工程を表す断面図である。 図６Ａに続く工程を表す断面図である。 図６Ｂに続く工程を表す断面図である。 図６Ｃに続く工程を表す断面図である。 図７Ａに続く工程を表す断面図である。 図７Ｂに続く工程を表す断面図である。 本開示の一実施の形態に係る液晶パネルの構成の他の例を表す断面図である。 本開示の液晶パネルを備えた投射型表示装置の全体構成の一例を表す図である。 本開示の液晶パネルを備えた投射型表示装置の全体構成の他の例を表す図である。 比較例としての液晶パネルの構成を表す断面図である。 図１１に示した液晶パネルの使用時における形状の変化を表す断面図である。 本開示の変形例１における液晶パネルの製造方法を説明するための断面図である。 図１３Ａに続く工程を表す断面図である。 図１３Ｂに続く工程を表す断面図である。 図１３Ｃに続く工程を表す断面図である。 図１４Ａに続く工程を表す断面図である。 図１４Ｂに続く工程を表す断面図である。 図１４Ｃに続く工程を表す断面図である。 図１５Ａに続く工程を表す断面図である。 本開示の変形例２における画素電極の形状を表す平面図である。 図１６Ａに示した画素電極の断面形状の一例を表す模式図である。 図１６Ａに示した画素電極の断面形状の他の例を表す模式図である。 本開示の変形例３における画素電極の形状を表す平面図である。 図１７Ａに示した画素電極の断面形状の一例を表す模式図である。 図１７Ａに示した画素電極の断面形状の他の例を表す模式図である。 図１０に示した投射型表示装置を用いた電子機器（ヘッドアップディスプレイ）の外観を表す図である。 図１０に示した投射型表示装置を用いた電子機器（ヘッドマウントディスプレイ）の外観を表す図である。
　以下、本開示における実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。また、本開示は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比等についても、それらに限定されるものではない。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．実施の形態（誘電体層の画素領域内に段差の異なる複数の凹凸構造を形成した例）
　　１－１．液晶パネルの構成
　　１－２．液晶パネルの製造方法
　　１－３．投射型表示装置の構成
　　１－４．作用・効果
２．変形例
　　２－１．変形例１（誘電体層の凹凸構造の他の製造方法の例）
　　２－２．変形例２（画素電極の端面の一部に切り欠き部を形成した例）
　　２－３．変形例３（画素電極の面内に凹部または凸部を形成した例）
＜１．実施の形態＞
（１－１．液晶パネルの構成）
　図１は、本開示の一実施の形態に係る液晶表示装置（液晶パネル１０Ａ）の断面構成の一例を表したものである。図２は、本開示の一実施の形態に係る液晶表示装置（液晶パネル１０Ｂ）の断面構成の他の例を表したものである。この液晶パネル１０Ａおよび液晶パネル１０Ｂは、例えば、対向配置された画素回路基板１１（第１の基板）および対向基板３１（第２の基板）との間に、画素回路基板１１側から順に、画素電極１６、誘電体層１７（層間膜）および液晶層２１が積層された構成を有する。液晶層２１には、画素回路基板１１側および対向基板３１側にそれぞれ配向膜２２，２３が設けられており、液晶層２１の周縁は、封止材２４によって封止されている。対向基板３１には、画素回路基板１１側に対向電極３２が設けられており、画素電極１６とは反対側の面Ｓ１には、偏光板３３が貼り合わされている。
　本実施の形態の液晶パネル１０Ａおよび液晶パネル１０Ｂは、面内に複数の画素Ｐを含む画素領域１１０を有し、この画素領域１１０内の誘電体層１７に、複数の傾斜部４１が設けられたものである。この複数の傾斜部４１は、傾斜部４１の傾斜面Ｓ２の少なくとも一部が複数の画素電極１６とそれぞれ対向するように設けられており、画素電極１６と対向する傾斜幅Ｗ（図１におけるＸ軸方向の幅）が、画素領域１１０内においてそれぞれ異なる構成を有する。この傾斜幅Ｗは、例えば、画素領域１１０の中心部から周縁部にかけて、例えば段階的に変化している。
　画素回路基板１１は、基板１２と、この基板１２上に設けられた画素回路１３とから構成されている。画素回路１３は、基板１２上に設けられた絶縁層１４と、この絶縁層１４内に設けられ、互いに、例えばビアＶ１５Ａ，Ｖ１５Ｂ，Ｖ１５Ｃ，Ｖ１５Ｄを介して電気的に接続されている複数の配線１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃとから構成されている。この画素回路１３は、画素Ｐごとに形成されている。画素回路基板１１上には、光反射性を有する複数の画素電極１６が設けられており、画素電極１６は、例えばビアＶ１５Ｄを介して画素回路１３を構成する配線１５Ｃと電気的に接続されている。画素電極１６上には、誘電体層１７が設けられており、この誘電体層１７の表面（液晶層２１側）には、上記複数の傾斜部４１が設けられている。誘電体層１７は、例えば誘電体層１７Ａ上に誘電体層１７Ｂが積層された２層構造を有する。複数の傾斜部４１は、図１および図２では、傾斜部４１を構成する凹凸構造が上層の誘電体層１７Ｂにのみ形成された例を示したが、例えば、図３，図４および図７Ｃ等に示したように、下層の誘電体層１７Ａに凹凸構造を形成し、これを反映して誘電体層１７Ｂの表面に傾斜部４１が形成されていてもよい。誘電体層１７上には、傾斜部４１によって形成される誘電体層１７の表面の凹凸に沿って配向膜２２が設けられている。
　対向基板３１には、液晶層２１との対向面に全ての画素Ｐにわたって共通の対向電極３２が設けられており、この対向電極３２には、液晶層２１の平面方向を配向膜２２と共に封止する配向膜２３が貼り合わされている。対向基板３１の光入射面および光出射面となる面Ｓ１側には、偏光板３３が貼り合わされている。
　配向膜２２と配向膜２３との間には、液晶層２１が設けられている。液晶層２１は、平面方向を配向膜２２および配向膜２３によって封止されており、液晶層２１の周囲は、液晶パネル１０Ａおよび液晶パネル１０Ｂの端部において封止材２４によって封止されている。
　なお、画素回路基板１１の画素領域１１０の周辺（周辺領域（図示せず））には、各画素Ｐを駆動するための周辺回路が形成されている。
　基板１２は、例えばシリコン基板によって構成されている。絶縁層１４は、例えば、プラズマＣＶＤ法によるシリコン酸化膜等によって構成されている。配線１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃおよびこれらを電気的に接続するビアＶ１５Ａ，Ｖ１５Ｂ，Ｖ１５Ｃ，Ｖ１５Ｄは、例えば、配線１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃを、Ａｌを用いて形成する場合には、ビアＶ１５Ａ，Ｖ１５Ｂ，Ｖ１５Ｃ，Ｖ１５Ｄは、例えば、ＣＶＤ－Ｗ等によって形成される。配線１５Ａ，１５Ｂ，１５ＣをＣｕ配線として形成する場合には、ビアＶ１５Ａ，Ｖ１５Ｂ，Ｖ１５Ｃ，Ｖ１５Ｄは、例えば、デュアルダマシン法で形成される。なお、配線１５Ａ，１５Ｂ，１５ＣをＣｕ配線として形成する場合には、画素電極１６はＡｌを主とした材料を用いることが好ましい。この場合、画素電極１６と配線１５Ｃとを接続するビアＶ１５Ｄは、ＣＶＤ－Ｗで形成することが望ましい。画素電極１６は、上記のようにＡｌを主とした材料によって形成することが好ましく、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ＡｌＣｕおよびＡｌＳｉ等の光反射性を有する導電膜により構成されている。誘電体層１７（誘電体層１７Ａおよび誘電体層１７Ｂ）は、それぞれ誘電体材料によって構成されている。例えば、誘電体層１７Ａは、シリコン酸化物（ＳｉＯX）によって構成されており、誘電体層１７Ｂは、例えばシリコン窒化物（ＳｉＮX）によって構成されている。
　対向基板３１は、例えば、石英、ガラス、シリコン等の光透過性を有する透明基板により構成されている。対向電極３２は、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電膜により構成されている。偏光板３３は、例えば、ヨウ素（Ｉ）化合物分子が吸着配向したポリビニルアルコール（ＰＶＡ）によって構成されている。
　液晶層２１は、例えばＶＡ（Vertical Alignment）型、ＴＮ（Twisted Nematic）型あるいはＩＰＳ（In-Place-Switching）型等の各種液晶により構成され、例えばノーマリーブラック・モードあるいはノーマリーホワイト（ＮＷ）・モードにより表示される。配向膜２２，２３は、例えばポリイミド等の絶縁膜により構成されている。
　本実施の形態では、液晶パネル１０（液晶パネル１０Ａ，１０Ｂ）には、上記のように、画素領域１１０内の誘電体層１７の表面（面Ｓ１側）に複数の傾斜部４１が設けられている。この複数の傾斜部４１は、例えば、それぞれ、各画素電極１６と対向する位置、具体的には、画素電極１６の中心から周縁部にシフトした位置に設けられており、傾斜部４１を構成する傾斜面Ｓ２の少なくとも一部が画素電極１６上に形成されている。
　傾斜部４１の傾斜面Ｓ２は、例えば、誘電体層１７の表面を基準として、誘電体層１７の厚みが薄くなる方向、即ち、画素回路基板１１側に傾斜していてもよい。あるいは、誘電体層１７の表面を基準として、誘電体層１７の厚みが厚くなる方向、即ち、対向基板３１側に傾斜していてもよい。傾斜部４１は、それぞれ、例えば矩形形状を有する画素電極１６の周縁部の一部あるいは全部に設けられている。傾斜部４１が、各画素電極１６の周縁部の全部に連続して設けられている場合には、隣り合う画素電極１６との間でそれぞれの画素電極１６上に形成された傾斜面Ｓ２が向かい合うようになっている。即ち、隣り合う画素電極１６との間には、傾斜部４１の傾斜面Ｓ２を側面とする凹部４２または凸部４３（例えば、図７Ｃ参照）が形成される。
　本実施の形態では、画素電極１６と対向する傾斜面Ｓ２の幅（傾斜幅Ｗ）は、画素領域１１０内においてそれぞれ異なるように形成されている。図３および図４は、画素電極１６と、画素電極１６と対向する傾斜面Ｓ２との位置および傾斜面Ｓ２の形状ならびにこれによる光（Ｌ）の反射方向を説明するための模式図である。
　図３（Ｃ）は、誘電体層１７に傾斜部４１を作らず、誘電体層１７の表面が平坦な場合の光（Ｌ）の反射方向を表したものである。例えば、後述する投射型表示装置１の光源１３１から出射され、液晶パネル１０Ａの正面方向（Ｚ軸方向）から照射される光（Ｌ）は、図３（Ｃ）に示したように、画素電極１６上の誘電体層１７が平坦な場合には、画素電極１６によって反射され、その全てがＺ軸方向に反射される。
　これに対して、図３（Ａ），図３（Ｂ）に示したように、誘電体層１７の厚みが画素Ｐ間に向かって徐々に減少する傾斜面Ｓ２（Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ）を有する傾斜部４１（４１ａ，４１ｂ）を画素電極１６上に設けた場合には、傾斜部４１に照射された光（Ｌ）は、傾斜面Ｓ２によって、Ｚ軸方向以外の方向、例えば、Ｘ軸方向に反射される。これにより、その画素電極１６における光反射率は低下する。この光反射率の低下は、Ｚ軸以外の方向に反射される光（Ｌ）の割合に比例する。即ち、画素電極１６と対向する傾斜部４１の傾斜幅Ｗが広いほど、その画素電極１６における光反射率は低下する。
　例えば、図３（Ａ）に示したように、画素電極１６のある位置から端部までの領域１６０Ｘに対して、この領域１６０Ｘの幅（Ｗｘ）と同じ傾斜幅Ｗ１を有する傾斜部４１ａを設けた場合には、領域１６０Ｘに照射された光（Ｌ）は、全て傾斜部４１ａの傾斜面Ｓ２ａによって、例えばＸ軸方向に反射される。これに対して、図３（Ｂ）に示したように、領域１６０Ｘの幅（Ｗｘ）よりも狭い傾斜幅Ｗ２（Ｗｘ＞Ｗ２）を有する傾斜部４１ｂを設けた場合には、領域１６０Ｘに照射される光（Ｌ）は、傾斜部４１ｂに照射された光（Ｌ１）は傾斜部４１ｂの傾斜面Ｓ２ｂによって、例えばＸ軸方向に反射され、傾斜部４１ｂ以外の領域に照射された光（Ｌ２）は、画素電極１６によってＺ軸方向に反射される。よって、図３（Ａ）の画素電極１６における光反射率は、図３（Ｂ）の画素電極１６における光反射率よりも低下する。
　なお、傾斜部４１による光反射率の低下は、その傾斜部４１の傾斜面Ｓ２の形状に限定されない。即ち、図４（Ａ）～（Ｃ）に示したように、誘電体層１７の厚みが画素Ｐ間に向かって徐々に増加する傾斜面Ｓ２（Ｓ２ｃ，Ｓ２ｄ，Ｓ２ｅ）を有する傾斜部４１（４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ）を設けた場合も、上記と同様に、画素電極１６上に設けられる傾斜部４１の傾斜幅Ｗが広いほど、その画素電極１６における光反射率は低下する。
　図４では、傾斜部４１を構成する傾斜面Ｓ２の全長、即ち、傾斜部４１の全体の幅（傾斜幅Ｗ０）は同じながらも、画素電極１６に対して、それぞれ異なる位置に傾斜部４１を設けた例（（Ａ）～（Ｃ））を示している。図４（Ａ）では、傾斜部４１ｃを構成する傾斜面Ｓ２ｃ全体が画素電極１６と対向している。即ち、画素電極１６と対向する傾斜部４１ｃの傾斜幅Ｗ３は、傾斜部４１ｃの全体の傾斜幅Ｗ０と等しい（Ｗ３＝Ｗ０）。これに対して、図４（Ｂ）では、傾斜部４１ｄを構成する傾斜面Ｓ２ｄは、一部が画素電極１６上に設けられており、この画素電極１６と対向する傾斜幅Ｗ４は、傾斜部４１ｄの全体の傾斜幅Ｗ０よりも狭い（Ｗ４＜Ｗ０）。また、図４（Ｃ）では、傾斜部４１ｅは、隣り合う画素電極１６の間のみに形成されており、傾斜部４１ｅの傾斜面Ｓ２ｅは、画素電極１６と対向していない。即ち、図４（Ａ）～図４（Ｄ）における画素電極１６と対向する傾斜幅Ｗは、図４（Ｃ），図４（Ｂ），図４（Ａ）の順に広くなる。よって、図４（Ａ）における光反射率が最も低く、図４（Ｂ）が、図４（Ａ）に次いで低くなる。図４（Ｃ）では、傾斜部４１が設けられていない図３（Ｃ）と同様に、光反射率の低下は起こらない。
　このように、各画素電極１６における光反射率は、画素電極１６上に形成される非光反射領域の大きさによって変化する。ここで、非光反射領域とは、例えば、液晶パネル１０Ａの正面から照射された光が、正面方向以外に反射される領域のこととする。このため、この非光反射領域を形成する傾斜部４１を構成する傾斜面Ｓの角度、隣り合う傾斜部４１の間の距離（ｌ）および各傾斜部４１を構成する傾斜面Ｓ２の全長、即ち、傾斜部４１の全体の傾斜幅（Ｗ０）のいずれか１つの要素が異なっていれば、それら傾斜部４１が各々形成された複数の画素電極１６の光反射率は、それぞれ異なるようになる。なお、上記要素のいずれか１つの要素が異なっていれば、他の要素は互いに同じでもよいし、異なっていてもよい。例えば、画素領域１１０内で、隣り合う傾斜部４１の間の距離がそれぞれ異なる場合には、同じ傾斜角および同じ傾斜幅Ｗであっても画素電極１６上に形成される傾斜幅Ｗは、画素領域１１０内で変化する。
　具体的には、例えば、画素領域１１０の面内において、周縁部の光量を低下させたい場合には、画素領域１１０の中心部から周縁部にかけて、画素電極１６と対向する傾斜部４１の傾斜幅Ｗが徐々に広くなるように形成することが好ましい。このとき、例えば、隣り合う画素Ｐ間において隣り合う傾斜部４１の間隔が等しい場合には、図１に示したように、傾斜部４１全体の傾斜幅Ｗ０が、画素領域１１０の中心部から周縁部に向かって徐々に広くなるようにする。換言すると、隣り合う傾斜部４１によって形成される凹部４２の段差（Ｄ）が、画素領域１１０の中心部から周縁部に向かって徐々に大きくなるようにする。これにより、画素電極１６に対向する傾斜幅Ｗが周縁部に向かって徐々に広くなり、周縁部の光量が低下する。
　また、例えば、画素領域１１０の面内において、中央の光量を低下させたい場合には、画素領域１１０の周縁部から中心部にかけて、画素電極１６と対向する傾斜部４１の傾斜幅Ｗが徐々に広くなるように形成することが好ましい。このとき、例えば、隣り合う画素Ｐ間において隣り合う傾斜部４１の間隔が等しい場合には、図２に示したように、傾斜部４１全体の傾斜幅Ｗ０が、画素領域１１０の周縁部から中心部に向かって徐々に広くなるようにする。換言すると、隣り合う傾斜部４１によって形成される凹部４２の段差（Ｄ）が、画素領域１１０の周縁部から中心部に向かって徐々に大きくなるようにする。これにより、画素電極１６に対向する傾斜幅Ｗが中央に向かって徐々に広くなり、中央の光量が低下する。
　このように、光量を低下させたい領域の画素電極１６と対向する傾斜幅Ｗを広くすることで、その領域の光量を低下させることが可能となる。
（１－２．液晶パネルの製造方法）
　本実施の形態の液晶パネル１０は、例えば、次のようにして製造することができる。
　図５Ａ～図７Ｃは、液晶パネル１０の製造方法を工程順に表したものである。まず、図５Ａに示したように、例えばシリコンからなる基板１２上に画素回路１３を形成する。これによって形成された画素回路基板１１上に、例えばスパッタ法およびフォトリソグラフィ法にて、画素Ｐごとに分離形成された、バリア膜（図示せず）、例えばＡｌからなる画素電極１６および、例えばＳｉＮからなる犠牲層５１をこの順に形成する。続いて、図５Ｂに示したように、画素回路基板１１上に、例えばＳｉＯ2膜１７ａを成膜する。次に、図５Ｃに示したように、ＳｉＯ2膜１７ａ上の所定の領域（ここでは、画素領域１１０の中央部）にマスクとしてレジスト膜５２を形成する。
　続いて、図６Ａに示したように、フォトリソグラフィ法を用いて、画素領域１１０の中央部より外側のＳｉＯ2膜１７ａをエッチングする。次に、図６Ｂに示したように、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法を用いて画素領域１１０の中央部のＳｉＯ2膜１７ａを研磨する。このとき、犠牲層５１がストッパ層として機能する。続いて、図６Ｃに示したように、エッチバックによりＳｉＯ2膜１７ａを所望の厚みまで除去する。
　続いて、図７Ａに示したように、エッチバックにより犠牲層５１を除去する。これにより、画素電極１６間のＳｉＯ2膜１７ａには、エッチバック時の選択比によって所望の凸形状や凹形状が形成される。次に、図７Ｂに示したように、高密度プラズマ化学気相成長（ＨＤＰ－ＣＶＤ）法を用いて画素電極１６上および画素電極１６の間のＳｉＯ2膜１７ａ上にさらにＳｉＯ2膜を成膜する。このＨＤＰ－ＣＶＤ法を用いたＳｉＯ2膜の形成方法は、スパッタリングを行いながら酸化膜（ＳｉＯ2膜）の成膜を行うため、埋め込み性がよい等の特徴を有する。これにより、表面に凹形状や凸形状が反映された誘電体層１７Ａが形成される。
　続いて、図７Ｃに示したように、誘電体層１７Ａ上に、例えばＳｉＮからなる誘電体層１７Ｂを成膜する。これにより、画素電極１６と対向する傾斜幅Ｗが画素領域１１０内で異なる傾斜部４１が形成される。この後、誘電体層１７上に配向膜２２、液晶層２１および配向膜２３を形成したのち、配向膜２３に対向電極３２を備えた対向基板３１を貼り合わせる。最後に、対向基板３１の面Ｓ１側に偏光板３３を貼り合わせる。以上により、本実施の形態の液晶パネル１０が完成する。
　なお、本実施の形態のように、画素電極１６間の誘電体層１７の凹凸の方位あるいは深さまたは高さを変える場合には、図５Ｃおよび図６Ａに示したように、エッチバック前の平坦化の直前で、予め、所望の領域（画素領域１１０の周縁部から画素領域１１０の周辺領域）のＳｉＯ2膜１７ａの厚みを、例えばドライエッチングによって薄くしておくことが好ましい。これにより、図７Ｂに示したように、誘電体層１７Ａ表面の凹凸構造が、画素領域１１０の中心部と周縁部とで変化する。更に、ドライエッチングの加工量やＣＭＰの研磨量を調整することで、誘電体層１７上に形成される凸部または凹部の方位を、画素領域１１０の中心部と周縁部とで変化させることができる。
　更に、図１，図２および上記製造方法では、２層構造の誘電体層１７のうち、下層の誘電体層１７Ａに凹凸構造を設け、これを反映して、誘電体層１７の表面に凹凸構造を形成した例を示したがこれに限らない。例えば、図８に示した液晶パネル１０Ｃのように、２層構造の誘電体層１７のうち、上層の誘電体層１７Ｂのみに凹凸構造を形成するようにしてもよい。
（１－３．投射型表示装置の構成）
　図９は、本実施の形態の液晶パネル１０を備えた投射型表示装置（投射型表示装置１）の構成の一例を表したものである。この投射型表示装置１は、光源（光源１３１）から画像光を生成し、例えば、後述するヘッドアップディスプレイのスクリーン部２２０に画像を投影するものである。投射型表示装置１は、反射型の光変調素子（液晶パネル１５４）を１枚用いてカラー画像表示を行う、いわゆる単板方式の反射型プロジェクタである。
　この投射型表示装置１は、白色光をそれぞれ出射する光源１３１を有し、出射光の光軸１３０に沿って、ＲＧＢ分割フィルタ１５１、ハーフミラー１５２、偏光板１５３、液晶パネル１５４、アパーチャ１５５および投射レンズ１５６を備えている。光源１３１は、例えばハロゲンランプ、メタルハライドランプまたはキセノンランプ等により構成されている。また、例えば半導体レーザ（ＬＤ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）等の固体光源を用いてもよい。
　投射型表示装置１では、例えば、光源１３１Ｒから出射される白色光（Ｗ）は、白色光（Ｗ）を赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）および青色光（Ｂ）に時間分割するＲＧＢ分割フィルタ１５１を透過してハーフミラー１５２に入射し、一部が反射され、偏光板１５３を経て液晶パネル１５４に入射するようになっている。なお、光源１３１の出射光の光路上にはコンデンサレンズや、必要に応じてリレーレンズ等が設けられている。
　液晶パネル１５４に入射した光は、液晶パネル１５４内の反射面で反射され、再度、偏光板１５３を通過し、ハーフミラー１５２に入射し、一部が透過するようになっている。ハーフミラー１５２を透過した光は、アパーチャ１５５によって不要光がカットされ、投射レンズ１５６によってスクリーン（図示せず）に拡大投影される。
　図１０は、本実施の形態の液晶パネル１０を備えた投射型表示装置（投射型表示装置２）の構成の他の例を表したものである。この投射型表示装置２は、画像信号に基づき、光源から出力された光（照明光）をＲＧＢの色毎に変調して合成することにより画像光を生成し、例えば、後述するヘッドアップディスプレイのスクリーン部２２０に画像を投影するものである。投射型表示装置２は、赤、青および緑の各色用の反射型の光変調素子１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂを３枚用いてカラー画像表示を行う、いわゆる３板方式の反射型プロジェクタである。
　この投射型表示装置２は、光軸１３０に沿って、光源１３１と、インテグレータ１３２と、ダイクロイックミラー１３３（波長選択素子）とを備えている。光源１３１は、カラー画像表示に必要とされる、赤色光（Ｒ）、青色光（Ｂ）および緑色光（Ｇ）を含んだ白色光を発するものであり、例えばハロゲンランプ、メタルハライドランプまたはキセノンランプ等により構成されている。また、例えば半導体レーザ（ＬＤ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）等の固体光源を用いてもよい。更に、光源１３１は、上記のように白色光を出射する１つの光源（白色光源部）に限定されず、例えば、緑色帯域の光を出射する緑色光源部、青色帯域の光を出射する青色光源部及び赤色帯域の光を出射する赤色光源部の３種の光源部から構成するようにしてもよい。インテグレータ１３２は、ＰＳコンバータ等を含み、光源１３１からの光の均一化や効率的な利用を図るために設けられている。ダイクロイックミラー１３３は、白色光を、青色光Ｂとその他の色光Ｒ，Ｇとに分離する機能を有している。
　投射型表示装置２は、また、ダイクロイックミラー１３３によって分離された赤色光Ｒおよび緑色光Ｇの光路上において、光の進む順に、プリＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）１３４と、集光レンズ１３６と、ダイクロイックミラー１３８とを備えている。投射型表示装置２は、また、ダイクロイックミラー１３３によって分離された青色光Ｂの光路上において、光の進む順に、プリＰＢＳ１３４，１３５と、集光レンズ１３７とを備えている。プリＰＢＳ１３５は、入射光のうち所定偏光成分の光を選択的に反射する機能を有している。ダイクロイックミラー１３８は、プリＰＢＳ１３４および集光レンズ１３６を経て入射された赤色光Ｒと緑色光Ｇとを分離する機能を有している。
　なお、プリＰＢＳ１３４，１３５は、例えば、集光レンズ１３６～集光レンズ１３９Ｒ，１３９Ｇ，１３９Ｂの間のいずれかの位置に配置するようにしてもよい。その際には、図１０に示したプリＰＢＳ１３４，１３５の位置には、ミラーが配置される。
　投射型表示装置２において、赤色光Ｒ、緑色光Ｇおよび青色光Ｂの各光路上には、光の入射側から順に、集光レンズ１３９Ｒ，１３９Ｇ，１３９Ｂと、ＰＢＳ１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂと、１／４波長板１４２Ｒ，１４２Ｇ，１４２Ｂと、光変調素子１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂとが設けられている。
　光変調素子１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂは、本実施の形態の液晶パネル１０（例えば、液晶パネル１０Ａや液晶パネル１０Ｂ）により構成されている。この光変調素子１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂには、それぞれＰＢＳ１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂの偏光選択面によって選択された所定の偏光成分（例えばＳ偏光成分）の色光が入射されるようになっている。光変調素子１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂは、偏光状態の制御により入射光に変調を施し、その変調光をＰＢＳ１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂに向けて反射するようになっている。
　ＰＢＳ１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂは、それぞれ偏光選択面を有し、その偏光選択面において、光変調素子１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂに入射させる所定偏光成分（Ｓ偏光成分）の光を選択（反射）すると共に、光変調素子１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂによって反射された光のうち、所定偏光成分（Ｐ偏光成分）の光を、画像表示用の光として選択（透過）して出射する機能を有している。なお、図１０の例では、ＰＢＳ１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂにおいて、Ｓ偏光成分の光を反射して光変調素子１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂへの入射光とし、光変調素子１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂからの戻り光のうち、Ｐ偏光成分の光を出射光として透過するような光学配置としてあるが、これとは逆に、Ｐ偏光の入射光を光変調素子１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの正面側から入射させ、その戻り光のうち、光変調素子１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂにおいて反射により選択されたＳ偏光成分の光線を、画像表示用の光とするような配置とすることも可能である。
　１／４波長板１４２Ｒ，１４２Ｇ，１４２Ｂは、ＰＢＳ１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂと光変調素子１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂとの間で、偏光状態の補正を行うためのものであり、互いに直交する偏光成分の光に対してほぼ１／４波長の位相差を発生させるようになっている。
　投射型表示装置２は、また、クロスダイクロイックプリズム１４４と、投影レンズ１４５と、スクリーン１４６とを備えている。クロスダイクロイックプリズム１４４は、ＰＢＳ１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂによって選択された所定偏光成分の各色光を合成して出射する機能を有している。このクロスダイクロイックプリズム１４４は、３つの入射面と１つの出射面とを有している。
　クロスダイクロイックプリズム１４４における光の入射面と、ＰＢＳ１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂにおける光の出射面との間には、それらの光学素子の温度変化等による応力歪みを防止するために、スペーサ１４３Ｒ，１４３Ｇ，１４３Ｂが設けられている。なお、スペーサ１４３Ｒ，１４３Ｇ，１４３Ｂの位置には、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）あるいは、ダイクロイックプリズムを配置するようにしてもよい。ＰＢＳを配置することで、偏光漏れがカットされる。また、ダイクロイックプリズムを配置することで、意図しない波長の光を反射させることが可能となる。
　投影レンズ１４５は、クロスダイクロイックプリズム１４４の出射面側に配置されている。この投影レンズ１４５は、クロスダイクロイックプリズム１４４から出射された合成光を、スクリーン１４６に向けて投射する機能を有している。
（１－４．作用・効果）
　前述したように、反射型の液晶ディスプレイを備えた投射型の液晶プロジェクタでは、投射される光は、基板上に配置された透明電極を備えたガラス基板、液晶層、配向膜および誘電膜を順に透過し、画素電極で反射される経路を有する。このため、投影される映像の光の強弱は、先に述べた構造物によって左右されやすく、特に、ガラス基板上の透明電極と画素電極との間の距離（ギャップ長）を一定に保つことが求められる。
　このガラス基板上の透明電極と画素電極との間の距離は、前述したように、主に液晶層を構成する液晶分子の長さが、環境温度の変化によって、例えば膨張し、これによってギャップ長が変化する。
　例えば、図１１は、一般的な液晶パネル１０１０の断面構成を表したものである。この液晶パネル１０１０は、本実施の形態の液晶パネルと同様に、画素回路基板１０１１上に、光反射性を有する画素電極１０１６、誘電体層１０１７、配向膜１０２２，１０２３に挟まれ、封止材１０２４によって封止された液晶層１０２１および、対向電極１０３２と偏光板１０３３とが配設された対向基板１０３１が積層された構成を有する。このような液晶パネル１０１０では、製造時には、図１１に示したように、液晶層１０２１の厚みは一定である。しかし、使用によって環境温度が例えば６０℃程度に上昇すると、液晶分子が膨張し、図１２に示したように、液晶層１０２１の厚みは、周縁部分の厚みＤ１に比べて中央部分の厚みＤ２が厚くなる（Ｄ２＞Ｄ１）。
　直視型の液晶ディスプレイでは、一般に、表示領域内にスペーサを設けることで、ギャップ長を一定に保っている。これに対して、投射型の液晶ディスプレイは、画素電極のサイズが直視型の液晶ディスプレイと比較して画素電極のサイズが、例えば一辺１０μｍ以下と小さいため、スペーサを設けることによる投射される光への影響が大きくなる。更に、投射型のディスプレイでは、映像を投影するためにより強い光が照射されるため、直視型の液晶ディスプレイよりもギャップ長が変化しやすい。このため、スペーサを用いない方法として、例えば、基板側に、画素領域の周辺を縁とする凹部を形成することでギャップ長を調整する方法等が開発されている。
　上記方法は、ある程度のパネルサイズがあれば、画素電極の形成工程による影響を受けることなく、ギャプ長の調整代を設けることができるため、有効な方法であるが、ＬＣＯＳのようにパネルサイズが小さい液晶ディスプレイでは難しい。これは、パネルサイズが小さい液晶ディスプレイでは、パネルサイズが小さい分、液晶分子の膨張による画素領域内の湾曲の変化率が大きくなるからであり、加えて、画素電極の形成工程による影響が大きくなる。このため、投射型の液晶プロジェクタに用いられるＬＣＯＳ等の小型な液晶ディスプレイでも画素領域内における光量の均一化が可能な構成が求められている。
　これに対して、本実施の形態の液晶パネル１０では、画素領域１１０内で、隣り合う画素電極１６間の誘電体層１７の形状が互いに異なる、もしくは、形状は同一でも高さあるいは深さが互いに異なる形状を有するようにした。具体的には、図１や図２等に示した液晶パネル１０Ａ，１０Ｂのように、各画素電極１６上に傾斜面Ｓ２を有する複数の傾斜部４１を誘電体層１７に設け、さらに、画素電極１６と対向する傾斜面Ｓ２の幅（傾斜幅Ｗ）が、画素領域１１０内に異なるようにした。これにより、各画素電極１６における光反射率を調整することが可能となる。よって、画素領域１１０内の所望の領域の光反射率を変化させ、画素領域１１０内の光量を均一化することが可能となる。
＜２．変形例＞
　次に、上記実施の形態の液晶パネル１０の変形例（変形例１～３）について説明する。なお、上記実施の形態における液晶パネル１０の構成要素と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
（２－１．変形例１）
　図１３Ａ～図１５Ｂは、液晶パネル１０の製造方法を工程順に表したものであり、上記実施の形態で説明した液晶パネル１０の他の製造方法を説明するための断面図である。本開示の液晶パネル１０は、本変形例の方法によっても製造することができる。
　まず、図１３Ａに示したように、画素回路基板１１上に、例えばスパッタ法およびフォトリソグラフィ法にて、画素Ｐごとにバリア膜（図示せず）、例えばＡｌからなる画素電極１６をこの順に形成したのち、画素回路基板１１上に、例えばＳｉＯ2膜１７ａを成膜する。続いて、図１３Ｂに示したように、例えばＣＭＰ法にてＳｉＯ2膜１７ａを研磨し、表面を平坦化する。次に、図１３Ｃに示したように、所望の位置（ここでは、画素電極１６の間）にレジスト膜５３を形成する。
　続いて、図１４Ａに示したように、フォトリソグラフィ法を用いてＳｉＯ2膜１７ａをエッチングしたのち、レジスト膜５３を除去する。このとき、ＳｉＯ2膜１７ａの内部でエッチングを止める。次に、図１４Ｂに示したように、例えばエッチバックによりＳｉＯ2膜１７ａを所望の厚み（例えば、画素電極１６が露出する）まで除去する。続いて、図１４Ｃに示したように、例えば逆スパッタ法や、ＤＥＴエッチング時に低バイアスでエッチングして等方的にエッチングすることにより、画素電極１６の間に残ったＳｉＯ2膜１７ａを加工する。
　次に、図１５Ａに示したように、ＨＤＰ－ＣＶＤ法を用いて画素電極１６上にＳｉＯ2膜１７ａ膜を成膜し、誘電体層１７Ａを形成する。続いて、図１５Ｂに示したように、誘電体層１７Ａ上に例えばＣＶＤ法を用いて、例えばＳｉＮからなる誘電体層１７Ｂを成膜する。この後、誘電体層１７上に配向膜２２、液晶層２１および配向膜２３を形成したのち、液晶層２１に対向電極３２を備えた対向基板３１を貼り合わせる。最後に、対向基板３１の面Ｓ１側に偏光板３３を貼り合わせる。以上により、本開示の液晶パネル１０が完成する。
　なお、上記実施の形態および変形例では、平坦な画素回路基板１１上に、ＳｉＯ2膜等によって画素領域１１０の中央部と周辺部とで段差を形成し、ＣＭＰ等の研磨によって画素領域１１０の中央部と周辺部とでとの誘電体層１７の膜厚差を形成する例を示したが、これに限らない。実際のデバイスでは、画素回路基板１１には多数の配線層が積層されており、各層配線層の間には絶縁膜（配線層間膜）が形成されているため、その表面には凹凸が形成されている。一般には、この凹凸を平坦化するために研磨等が行われるが、このとき、配線密度によって研磨量が変化する。このように、画素回路基板１１の表面が、例えば、画素領域１１０の中央部が凸状に、周辺部が凹状となっていてもよい。画素回路基板１１の表面に段差がある場合には、より平坦化能力の高い研磨を行うことで、上記のようにＳｉＯ2膜１７ａによって段差を形成することなく、画素領域１１０の中央部と周辺部とで、画素電極１９間において厚みの異なる誘電体層１７を形成することができる。
　以上、上記実施の形態では、画素電極１６上に犠牲層５１を形成して隣り合う画素電極１６の間に凹部４２または凸部４３を形成したが、本変形例のように、犠牲層５１を形成することなく、隣り合う画素電極１６の間に凹部４２または凸部４３を形成することができる。具体的には、本変形例では、ＳｉＯ2膜１７ａの平坦化を行ったのち、画素電極１６上のＳｉＯ2膜１７ａをエッチングして画素電極１６の間に凸部４３を形成するようにした。なお、この方法では、画素電極１６上のＳｉＯ2膜１７ａのエッチングに際して、エッチング幅を画素領域１１０の中心部と周縁部とで変化させることで、画素電極１６上に形成される誘電体層１７の傾斜幅Ｗを変化させることができる。
（２－２．変形例２）
　図１６Ａは、本開示の変形例に係る液晶パネル１０に設けられている複数の画素電極１６の平面形状の一例を表したものである。本変形例では、画素電極１６の平面形状を加工することで、誘電体層１７の表面に傾斜部４１を形成したものである。
　画素領域１１０内の光量の制御は、上記実施の形態のように、画素電極１６上の誘電体層１７の厚みを変化させて、誘電体層１７の表面に傾斜部４１を形成し、画素電極１６の光反射率を変化させる方法の他に、２次元配列（例えばベイヤー配列）されている画素電極１６のレイアウトを変えることでも制御することができる。その方法の１つとして、例えば、画素電極１６の面積を変化させることが考えられる。しかしながら、単純に画素電極１６を小さくしてしまうと、画素電極１６間の距離が広くなり、ドット感が増してしまう。また、画素電極１６間の距離を一定にしようとすると、投影される映像に歪み等が生じる。
　これに対して、本変形例では、複数の画素電極１６Ａが配列している画素領域１１０内で、光量を低下させたい領域に、例えば図１６Ａに示したように、矩形形状の四隅が切り欠かれた切り欠き部１６Ｘを有する画素電極１６Ｂを配置するようにした。これにより、誘電体層１７を別途加工することなく、誘電体層１７の表面に、傾斜部４１を形成することができる。
　なお、切り欠き部１６Ｘの形状は、図１６Ａのように、四隅が完全に切り落とされた形状に限定されず、例えば、図１６Ｂおよび図１６Ｃに示した切り欠き部１６Ｘ１，１６Ｘ２のように、四隅にテーパ面Ｓ３を形成するようにしてもよい。また、この切り欠き部１６Ｘ１，１６Ｘ２は、画素電極１６の四隅だけでなく、画素電極１６の縁に連続して形成するようにしてもよい。
　なお、画素領域１１０内で切り欠き部１６Ｘの大きさや、テーパ面Ｓ３の角度あるいは、テーパ面の幅（Ｗｘ）を変えることによって、各画素電極１６の光反射率を制御することができる。また、本変形例では、画素電極１６を矩形形状としたが、これに限らず、例えば、三角形状や六角形状等とした場合でも同様である。
（２－３．変形例３）
　図１７Ａは、本開示の変形例に係る液晶パネル１０に設けられている複数の画素電極１６の平面形状の他の例を表したものである。本変形例では、画素電極１６の面内に、凸部１６Ｈ１（図１７Ｂ）または凹部１６Ｈ２（図１７Ｃ）を形成することで、誘電体層１７の表面に、傾斜部４１となる凹凸構造を形成したものである。
　画素電極１６の面内の凸部１６Ｈ１または凹部１６Ｈ２は、画素電極１６の下部に凹凸構造を形成することで設けられる。この凹凸構造は、例えば、画素回路１３と画素電極１６とを電気的に接続するビアＶ１５の加工を工夫することによって形成できる。ビアＶ１５は、例えばタングステン（Ｗ）を、例えばエッチバックやＣＭＰ法を用いて絶縁層１４に埋め込むことで形成される。このビアＶ１５は、通常、最後に絶縁層１４から突出した部分を、例えばＣＭＰ法等によって研磨して平坦化する。そのため、この研磨量を画素領域１１０内で変化させることで、画素電極１６の表面に、凸部１６Ｈ１または凹部１６Ｈ２を形成することができる。即ち、研磨量を少なくし、図１７Ｂに示したように、ビアＶ１５の一部が絶縁層１４の表面から突出した状態とすることで、画素電極１６のビアＶ１５に対応する位置には凸部１６Ｈ１が形成される。また、研磨量を多くし、図１７Ｃに示したように、ビアＶ１５の上面が絶縁層１４の表面よりも窪んだ状態とすることで、画素電極１６のビアＶ１５に対応する位置には凹部Ｈ２が形成される。
　なお、ビアＶ１５の絶縁層１４からの突出量を変化させる方法としては、例えば、ビアＶ１５の径を画素領域１１０の中心部と周縁部とで変える方法がある。この方法を用いる場合には、ビアＶ１５の加工の際に抜け性が変化してしまうため、オーバーエッチングを十分に掛けることが好ましい。
　以上のように、液晶パネル１０に設けられている複数の画素電極１６の平面形状および断面形状を画素領域１１０内で変化させることでも、誘電体層１７の表面に、画素領域１１０内で互いに異なる傾斜部４１を形成することができる。これにより、上記実施の形態と同様の効果が得られる。
＜３．適用例＞
　本開示の液晶パネル１０を備えた投射型表示装置１，２は、例えばヘッドアップディスプレイ等のウェアラブルディスプレイや持ち運び可能なポータブルディスプレイ、あるいは上記のようにスマートフォンやタブレット等の投射機能を有するあらゆるタイプの電子機器に適用することができる。一例として、ヘッドアップディスプレイ３（図１８）およびヘッドマウントディスプレイ（図１９）の概略構成を説明する。
（適用例１）
　図１８は、ヘッドアップディスプレイ３の外観を表したものである。このヘッドアップディスプレイ３は、利用者の視野に直接情報を映し出すものであり、例えば車両等に搭載することによって、前方の視界を遮ることなくナビゲーション情報等を表示することができる。このヘッドアップディスプレイ３は、例えば、光出射部２１０と、スクリーン部２２０と、凹面ハーフミラー２３０とを有する。
（適用例２）
　図１９は、適用例３に係るヘッドマウントディスプレイ４の外観を表している。このヘッドマウントディスプレイ４は、表示部３１０と、装着部３２０と、投射部３３０とを備えている。本開示の投射型表示装置１（あるいは、投射型表示装置２）は、例えば投射部３３０に搭載されている。
　以上、実施の形態および変形例を挙げて本開示を説明したが、本開示はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、本開示の投射型表示装置は、上記実施の形態において説明した構成のものに限定されず、光源からの光を、液晶表示ユニットを介して変調し、投射レンズを用いて映像表示するタイプの様々な表示装置に適用可能である。
　また、本開示の液晶パネル１０は、上記実施の形態に上記変形例１または変形例２をそれぞれ組み合わせるだけでなく、変形例１および変形例２を組み合わせた構成としてもよい。
　なお、本開示内容は以下のような構成であってもよい。
（１）
　複数の画素からなる画素領域を有する液晶パネルを有し、
　前記液晶パネルは、
　前記画素毎に光反射性を有する複数の画素電極が設けられた第１の基板と、
　前記第１の基板に対向配置された第２の基板と、
　前記第１の基板および前記第２の基板の間に配置された液晶層と、
　前記第１の基板と前記液晶層との間に設けられた層間膜とを備え、
　前記層間膜は、少なくとも一部が前記複数の画素電極とそれぞれ対向すると共に、前記画素電極と対向する傾斜幅が互いに異なる複数の傾斜部を有する
　液晶表示装置。
（２）
　前記複数の傾斜部のそれぞれの前記傾斜幅は、前記画素領域の中心部から周縁部にかけて変化する、前記（１）に記載の液晶表示装置。
（３）
　前記複数の傾斜部の形状は、前記画素領域の中心部から周縁部にかけて変化する、前記（１）または（２）に記載の液晶表示装置。
（４）
　前記複数の傾斜部はそれぞれ傾斜面を有し、前記それぞれの傾斜面の全長は、それぞれ異なる、前記（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載の液晶表示装置。
（５）
　前記複数の傾斜部はそれぞれ傾斜面を有し、前記それぞれの傾斜面の傾斜角は、それぞれ異なる、前記（１）乃至（４）のうちのいずれかに記載の液晶表示装置。
（６）
　前記層間膜は、隣り合う前記複数の画素電極との間にそれぞれ凸部または凹部を有する、前記（１）乃至（５）のうちのいずれかに記載の液晶表示装置。
（７）
　前記凸部および前記凹部は、隣り合う前記複数の傾斜部の傾斜面を側面として形成されている、前記（６）に記載の液晶表示装置。
（８）
　前記複数の画素電極は、それぞれ異なる平面形状または断面形状を有する、前記（１）乃至（７）のうちのいずれかに記載の液晶表示装置。
（９）
　前記複数の画素電極のうち、少なくとも１つの画素電極は、端部の少なくとも一部に切り欠き部を有する、前記（１）乃至（８）のうちのいずれかに記載の液晶表示装置。
（１０）
　前記複数の画素電極のうち、少なくとも１つの画素電極は、端部の少なくとも一部にテーパ面を有する、前記（１）乃至（９）のうちのいずれかに記載の液晶表示装置。
（１１）
　前記画素電極は、面内に凹部または凸部を有する、前記（１）乃至（１０）のうちのいずれかに記載の液晶表示装置。
（１２）
　光源と、
　前記光源からの光を変調して映像に対応する光を出射する画素領域を含む液晶パネルと、
　前記液晶パネルの出射光に基づいて前記映像を投射する投射レンズとを有し、
　前記液晶パネルは、
　前記画素毎に光反射性を有する複数の画素電極が設けられた第１の基板と、
　前記第１の基板に対向配置された第２の基板と、
　前記第１の基板および前記第２の基板の間に配置された液晶層と、
　前記第１の基板と前記液晶層との間に設けられた層間膜とを備え、
　前記層間膜は、少なくとも一部が前記複数の画素電極とそれぞれ対向すると共に、前記画素電極と対向する傾斜幅が互いに異なる複数の傾斜部を有する
　投射型表示装置。
　本出願は、日本国特許庁において２０１６年１０月１９日に出願された日本特許出願番号２０１６－２０５２１８号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。
　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (12)

  1. 　複数の画素からなる画素領域を有する液晶パネルを有し、
    　前記液晶パネルは、
    　前記画素毎に光反射性を有する複数の画素電極が設けられた第１の基板と、
    　前記第１の基板に対向配置された第２の基板と、
    　前記第１の基板および前記第２の基板の間に配置された液晶層と、
    　前記第１の基板と前記液晶層との間に設けられた層間膜とを備え、
    　前記層間膜は、少なくとも一部が前記複数の画素電極とそれぞれ対向すると共に、前記画素電極と対向する傾斜幅が互いに異なる複数の傾斜部を有する
    　液晶表示装置。
  2. 　前記複数の傾斜部のそれぞれの前記傾斜幅は、前記画素領域の中心部から周縁部にかけて変化する、請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 　前記複数の傾斜部の形状は、前記画素領域の中心部から周縁部にかけて変化する、請求項１に記載の液晶表示装置。
  4. 　前記複数の傾斜部はそれぞれ傾斜面を有し、前記それぞれの傾斜面の全長は、それぞれ異なる、請求項１に記載の液晶表示装置。
  5. 　前記複数の傾斜部はそれぞれ傾斜面を有し、前記それぞれの傾斜面の傾斜角は、それぞれ異なる、請求項１に記載の液晶表示装置。
  6. 　前記層間膜は、隣り合う前記複数の画素電極との間にそれぞれ凸部または凹部を有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
  7. 　前記凸部および前記凹部は、隣り合う前記複数の傾斜部の傾斜面を側面として形成されている、請求項６に記載の液晶表示装置。
  8. 　前記複数の画素電極は、それぞれ異なる平面形状または断面形状を有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
  9. 　前記複数の画素電極のうち、少なくとも１つの画素電極は、端部の少なくとも一部に切り欠き部を有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
  10. 　前記複数の画素電極のうち、少なくとも１つの画素電極は、端部の少なくとも一部にテーパ面を有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
  11. 　前記画素電極は、面内に凹部または凸部を有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
  12. 　光源と、
    　前記光源からの光を変調して映像に対応する光を出射する画素領域を含む液晶パネルと、
    　前記液晶パネルの出射光に基づいて前記映像を投射する投射レンズとを有し、
    　前記液晶パネルは、
    　前記画素毎に光反射性を有する複数の画素電極が設けられた第１の基板と、
    　前記第１の基板に対向配置された第２の基板と、
    　前記第１の基板および前記第２の基板の間に配置された液晶層と、
    　前記第１の基板と前記液晶層との間に設けられた層間膜とを備え、
    　前記層間膜は、少なくとも一部が前記複数の画素電極とそれぞれ対向すると共に、前記画素電極と対向する傾斜幅が互いに異なる複数の傾斜部を有する
    　投射型表示装置。
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