図面 (/)

技術 レンズアレイ基板、電気光学装置、および電子機器

出願人 セイコーエプソン株式会社
発明者 江口芳和
出願日 2019年3月5日 (1年11ヶ月経過) 出願番号 2019-039254
公開日 2020年9月10日 (5ヶ月経過) 公開番号 2020-144180
状態 未査定
技術分野 光学要素・レンズ 要素組合せによる可変情報用表示装置2
主要キーワード 底部中心 単品サイズ 表示光量 透光膜 透光層 透光領域 プラズマCVD 投射レンズ群
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年9月10日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (19)

課題

レンズの端部から出射された光の進行方向を制御して、表示光量の増大を図ることができるレンズアレイ基板電気光学装置、および電子機器を提供すること。

解決手段

電気光学装置100の第2基板20は、レンズ部材51aを備えたレンズアレイ基板51として構成されている。レンズ部材51aでは、凹曲面201とレンズ層28とによって複数のレンズ24が構成されている。複数のレンズ24のうち、隣り合うレンズ24の間には空洞245が設けられており、空洞245は、レンズ24と接するように設けられた透光層29によって封止されている。このため、レンズ24の端部に入射した光の進行方向を空洞245と透光層29との界面によって適正な方向に制御することができる。

概要

背景

投射型表示装置ライトバルブ等として用いられる電気光学装置液晶装置)では、電気光学装置を介して対向する対向基板および素子基板のうちの一方側から入射した光を電気光学層変調して画像を表示する。その際、光が基板に設けられている遮光層に入射すると、表示に寄与しなくなるため、表示光量が低下する。そこで、光が入射する対向基板を、複数のレンズが形成されたレンズ基板とすることが提案されている(特許文献1参照)。また、特許文献1には、素子基板に設けられている半導体層側方に空洞を設け、空洞と透光膜との界面での反射によって、光を半導体層に到達しにくくさせる構成が採用されている。

概要

レンズの端部から出射された光の進行方向を制御して、表示光量の増大をることができるレンズアレイ基板、電気光学装置、および電子機器を提供すること。電気光学装置100の第2基板20は、レンズ部材51aを備えたレンズアレイ基板51として構成されている。レンズ部材51aでは、凹曲面201とレンズ層28とによって複数のレンズ24が構成されている。複数のレンズ24のうち、隣り合うレンズ24の間には空洞245が設けられており、空洞245は、レンズ24と接するように設けられた透光層29によって封止されている。このため、レンズ24の端部に入射した光の進行方向を空洞245と透光層29との界面によって適正な方向に制御することができる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

複数の第1レンズ、および前記複数の第1レンズのうち、隣り合う第1レンズの間に第1空洞が設けられたレンズ部材と、前記第1レンズと接するように設けられ、前記第1空洞を封止する第1透光層と、を有することを特徴とするレンズアレイ基板

請求項2

請求項1に記載のレンズアレイ基板において、前記第1空洞は、隣り合う前記第1レンズの境界をなす4辺の各々に沿って延在していることを特徴とするレンズアレイ基板。

請求項3

請求項2に記載のレンズアレイ基板において、前記第1空洞は、前記4辺の各々において辺全体に沿って延在していることを特徴とするレンズアレイ基板。

請求項4

請求項2に記載のレンズアレイ基板において、前記第1空洞は、前記4辺の各々において辺の一部に沿って延在していることを特徴とするレンズアレイ基板。

請求項5

請求項4に記載のレンズアレイ基板において、前記第1空洞は、前記4辺のうちの隣接する2辺がなす角から離間する範囲で延在していることを特徴とするレンズアレイ基板。

請求項6

請求項4に記載のレンズアレイ基板において、前記第1空洞は、前記4辺のうちの隣接する2辺がなす角から辺の途中位置まで延在していることを特徴とするレンズアレイ基板。

請求項7

請求項1から6までの何れか一項に記載のレンズアレイ基板において、前記第1空洞は、互いに対向する側壁が斜面になっていることを特徴とするレンズアレイ基板。

請求項8

請求項1から7までの何れか一項に記載のレンズアレイ基板において、前記第1空洞は、前記第1レンズのレンズ面から離間するように設けられていることを特徴とするレンズアレイ基板。

請求項9

請求項1から7までの何れか一項に記載のレンズアレイ基板において、前記第1空洞は、前記第1レンズのレンズ面と接するように設けられていることを特徴とするレンズアレイ基板。

請求項10

請求項1から9までの何れか一項に記載のレンズアレイ基板において、前記複数の第1レンズに平面視で各々重なる複数の第2レンズを備えていることを特徴とするレンズアレイ基板。

請求項11

請求項10に記載のレンズアレイ基板において、前記複数の第2レンズのうち、隣り合う第2レンズの間に第2空洞が設けられ、前記第2空洞は、前記第2レンズと接するように設けられた第2透光層によって封止されていることを特徴とするレンズアレイ基板。

請求項12

請求項1から11までの何れか一項に記載のレンズアレイ基板を備えた電気光学装置において、画素電極、および前記画素電極に対応して設けられたトランジスターが設けられた第1基板と、前記第1基板と対向する第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層と、を有し、前記第1基板および前記第2基板の少なくとも一方が前記レンズアレイ基板の基板本体を構成していることを特徴とする電気光学装置。

請求項13

請求項12に記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器

技術分野

0001

本発明は、複数のレンズを備えたレンズアレイ基板電気光学装置、および電子機器に関するものである。

背景技術

0002

投射型表示装置ライトバルブ等として用いられる電気光学装置(液晶装置)では、電気光学装置を介して対向する対向基板および素子基板のうちの一方側から入射した光を電気光学層変調して画像を表示する。その際、光が基板に設けられている遮光層に入射すると、表示に寄与しなくなるため、表示光量が低下する。そこで、光が入射する対向基板を、複数のレンズが形成されたレンズ基板とすることが提案されている(特許文献1参照)。また、特許文献1には、素子基板に設けられている半導体層側方に空洞を設け、空洞と透光膜との界面での反射によって、光を半導体層に到達しにくくさせる構成が採用されている。

先行技術

0003

特開2012−208449号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1に記載の構成では、対向基板にレンズを設ける一方、素子基板に空洞を設けるため、レンズと空洞とが離間している。従って、レンズから出射された光が大きく拡散した位置で空洞によって光の進行方向を制御するため、特許文献1に記載の構成では、半導体層に向かう光の進行方向のみを制御することができるだけである。それ故、レンズの端部から出射された光の進行方向を適正に制御できず、表示光量の増大を図ることが困難であるという課題がある。

課題を解決するための手段

0005

上記課題を解決するために、本発明を適用したレンズアレイ基板の一態様は、複数の第1レンズ、および前記複数の第1レンズのうち、隣り合う第1レンズの間に第1空洞が設けられたレンズ部材と、前記第1レンズと接するように設けられ、前記第1空洞を封止する第1透光層と、を有することを特徴とする。

0006

また、本発明の電気光学装置の一態様は、画素電極、および前記画素電極に対応して設けられたトランジスターが設けられた第1基板と、前記第1基板と対向する第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層と、を有し、前記第1基板および前記第2基板の少なくとも一方が前記レンズアレイ基板の基板本体を構成していることを特徴とする。

0007

本発明を適用した電気光学装置は、投射型表示装置や直視型表示装置等の各種電子機器に用いることができる。

図面の簡単な説明

0008

本発明の実施形態1に係る電気光学装置の平面図。
図1に示す電気光学装置の断面図。
図2に示すレンズ等の断面構成を模式的に示す説明図。
図3に示す複数のレンズの平面的な位置関係を示す説明図。
図4に示す空洞を変形させた具体例2の説明図。
図4に示す空洞を変形させた具体例3の説明図。
図3に示す空洞を変形させた具体例4の説明図。
図3に示す空洞を変形させた具体例5の説明図。
図3に示す空洞を変形させた具体例6の説明図。
図3に示す空洞を変形させた具体例7の説明図。
図3に示す空洞を変形させた具体例8の説明図。
図3に示すレンズアレイ基板の製造方法を示す工程断面図。
図3に示す空洞の具体的構成例を示す説明図。
本発明の実施形態2に係る電気光学装置の説明図。
本発明の実施形態3に係る電気光学装置の説明図。
本発明の実施形態4に係る電気光学装置の説明図。
本発明の実施形態5に係る電気光学装置の説明図。
本発明を適用した電気光学装置を用いた投射型表示装置(電子機器)の概略構成図。

実施例

0009

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。本発明は、以下に説明する第1基板10および第2基板20のいずれに適用してもよいが、以下、第2基板20に第1レンズを構成した場合を実施形態1〜4で説明し、第1基板10に第2レンズを構成した場合を実施形態4で説明する。

0010

また、第1基板10および第2基板20の一方に1種類のレンズを構成した実施形態については、本発明における「第1レンズ」「第1空洞」と記載せずに、「レンズ」「空洞」と記載し、実施形態3のように、第1基板10および第2基板20の一方に2種類のレンズを構成した実施形態においては、本発明における「第1レンズ」「第1空洞」、および「第2レンズ2」「第2空洞」と記載する。

0011

[実施形態1]
(電気光学装置の構成)
図1は、本発明の実施形態1に係る電気光学装置100の平面図である。図2は、図1に示す電気光学装置100の断面図である。図1および図2に示すように、電気光学装置100では、第1基板10と第2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、第1基板10と第2基板20とが対向している。シール材107は第2基板20の外縁に沿うように枠状に設けられており、第1基板10と第2基板20との間でシール材107によって囲まれた領域に液晶層等の電気光学層80が配置されている。従って、電気光学装置100は液晶装置として構成されている。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。第1基板10および第2基板20はいずれも四角形であり、電気光学装置100の略中央には、表示領域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ている。

0012

第1基板10の第2基板20側の面(一方面10s)側には、表示領域10aの外側の周辺領域10bに、第1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。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、第1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。

0013

第1基板10の一方面10sにおいて、表示領域10aには、第1電極としての複数の画素電極9a、および複数の画素電極9aの各々に対応するトランジスター(図示せず)がマトリクス状に形成されており、トランジスターは、画素電極9aに電気的に接続されている。第1基板10において、画素電極9aに対して第2基板20側には第1配向膜16が形成されており、画素電極9aは、第1配向膜16によって覆われている。

0014

第2基板20において第1基板10と対向する面(一方面20s)側には、第2電極としての共通電極21が形成されており、共通電極21に対して第1基板10側には第2配向膜26が形成されている。共通電極21は、第2基板20の略全面に形成されており、第2配向膜26によって覆われている。

0015

第2基板20一方面20s側には、遮光層209が形成されている。遮光層209は、表示領域10aの外周縁に沿って延在して表示領域10aの周りを囲む見切りとして形成されている。遮光層209は、共通電極21に対して第1基板10の側、あるいは共通電極21に対して第1基板10とは反対側のいずれに形成されていてもよく、本形態において、遮光層209は、共通電極21に対して第1基板10とは反対側に形成されている。また、遮光層209は、後述するように、隣り合う画素電極9aにより挟まれた領域と平面視で重なる領域にブラックマトリクスとして形成されることもある。

0016

本実施形態において、第1基板10の表示領域10aを囲む周辺領域10bのうち、第1遮光層209aと平面視で重なる領域には、画素電極9aと同時形成されたダミー画素電極9bが形成されている。第1配向膜16および第2配向膜26は、SiOx(x<2)、SiO2、TiO2、MgO、Al2O3等の斜方蒸着膜からなる無機配向膜垂直配向膜)であり、電気光学層80に用いた負の誘電率異方性を備えた液晶分子傾斜配向させている。このため、液晶分子は、第1基板10および第2基板20に対して所定の角度を成している。このようにして、電気光学装置100は、VA(Vertical Alignment)モードの液晶装置として構成されている。

0017

第1基板10には、シール材107より外側において第2基板20の角部分と重なる領域に、第1基板10と第2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。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、第2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、第1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、第1基板10の側から共通電位印加されている。

0018

本実施形態の電気光学装置100において、画素電極9aおよび共通電極21がITO(Indium Tin Oxide)膜やIZO(Indium Zinc Oxide)膜等の透光性導電膜により形成されており、電気光学装置100は、透過型液晶装置として構成されている。かかる電気光学装置100では、第1基板10および第2基板20のうち、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。本実施形態では、図2に矢印Lで示すように、第2基板20から入射した光が第1基板10を透過して出射される間に電気光学層80によって画素毎に変調され、画像を表示する。

0019

(第2基板20側のレンズ24の構成)
図3は、図2に示すレンズ24等の断面構成を模式的に示す説明図である。図4は、図3に示す複数のレンズ24の平面的な位置関係を示す説明図である。なお、図3は、レンズ24が配列している方向に沿って切断したときの断面を模式的に示してある。

0020

図3に示すように、第1基板10の一方面10s側には、データ線走査線等の遮光層17、トランジスター30、およびトランジスター30と第1基板10との間の遮光層8が形成されており、遮光層8、17、およびトランジスター30は光を透過しない。このため、第1基板10では、画素電極9aと平面視で重なる領域のうち、遮光層8、17やトランジスター30と平面視で重なる領域や、隣り合う画素電極9aに挟まれた領域と平面視で重なる領域は、光を透過しない遮光領域15bになっている。これに対して、画素電極9aと平面視で重なる領域のうち、遮光層8、17やトランジスター30と平面視で重ならない領域は光を透過する開口領域15a(透光領域)になっている。従って、開口領域15aを透過した光のみが画像の表示に寄与し、遮光領域15bに向かう光は、画像の表示に寄与しない。

0021

そこで、本実施形態では、図2および図3に示すように、第2基板20には、複数の画素電極9aの各々に対して平面視(第2基板20に対して垂直な方向からみた状態)で1対1の関係をもって重なる複数のレンズ24が形成されており、レンズ24は、第1基板10の開口領域15aに光を導く役割を果たしている。

0022

レンズ24は、図4に示すように、隣り合うレンズ24の少なくとも一部が接するように配列されている。本実施形態において、レンズ24は、全周にわたって、隣りのレンズ24と接している。図3に示すように、レンズ24を構成するにあたって、第2基板20の一方面20sには、複数の画素電極9aの各々と一対一で重なる位置に凹曲面201が形成されている。また、第2基板20には、複数の凹曲面201の各々の内部を埋めるレンズ層28が設けられており、レンズ層28の第2基板20とは反対側の面280は平面になっている。レンズ層28の第2基板20とは反対側の面280には、光路長調整用の透光層29が形成されており、透光層29の第2基板20とは反対側の面290に共通電極21が形成されている。

0023

レンズ層28は、第2基板20と屈折率相違している。このため、凹曲面201によって、レンズ24のレンズ面240が構成されている。本実施形態において、レンズ層28は、第2基板20より屈折率が大きい。このため、レンズ24は、正のパワーを有している。本実施形態において、第2基板20はガラス基板石英基板波長550nm付近の屈折率=1.48)からなり、レンズ層28は酸窒化シリコン(波長550nm付近の屈折率=1.58〜1.68)からなる。透光層29は酸化シリコン(波長550nm付近の屈折率=1.48)からなる。

0024

本形態では、第2基板20からレンズ24のレンズ層28までがレンズ部材51aに相当し、第2基板20から第2配向膜26までがレンズアレイ基板51に相当する。従って、第2レンズ20がレンズ部材51aおよびレンズアレイ基板51の基板本体を構成している。

0025

(空洞245の構成)
このように構成したレンズアレイ基板51において、複数のレンズ24のうち、隣り合うレンズ24の間には空洞245が設けられており、空洞245は、レンズ24のレンズ層28と接する透光層29によって封止されている。本形態では、透光層29の形成は真空雰囲気中で形成されるため、空洞245は真空状態(屈折率=1)にある。本形態では、「レンズ24および空洞245」が1段のみ形成されているため、「レンズ24」「空洞245」「透光層29」が各々、本発明における「第1レンズ」「第1空洞」「第1透光層」に相当する。

0026

このように構成した電気光学装置100において、第2基板20の側では、レンズ24の側方に空洞245が形成されており、空洞245とレンズ層28との界面では、屈折率の差が大きいので、臨界角が小さい。それ故、第2基板20の側から入射した光のうち、凹曲面201からなるレンズ面240の端部に入射した光であっても、空洞245と透光層29との界面で反射されるため、図3に示す遮光層8、17やトランジスター30に入射せず、開口領域15aに向かって進行する。それ故、表示に寄与する光量を増大させることができるので、光の利用効率を高めることができ、明るい画像を表示することができる。

0027

また、空洞245は、レンズ24の近傍に配置されるので、凹曲面201からなるレンズ面240の端部に入射した光であっても、拡散する前に空洞245と透光層29との界面で反射されるため、光の利用効率を効果的に高めることができる。

0028

ここで、空洞245は、図4に示すように、隣り合うレンズ24の境界を成す仮想の四角形50の4辺501の各々に沿って延在している。本形態において、空洞245は、四角形50の4辺501の各々において辺501全体に沿って延在しており、空洞245は、複数のレンズ24を囲むように、格子状に繋がっている。

0029

(空洞245の平面構成の変形例)
図5は、図4に示す空洞245を変形させた具体例2の説明図であり、図6は、図4に示す空洞245を変形させた具体例3の説明図である。

0030

図4に示す具体例1では、隣り合うレンズ24の境界を成す仮想の四角形50の4辺501の各々において辺501全体に沿って空洞245が延在し、角502で繋がっていたが、図5および図6に示すように、空洞245が、四角形50の4辺501の各々において辺501の一部に沿って延在している態様であってもよい。

0031

例えば、図5に示す具体例2において、空洞245は、4辺501の各々の中間位置のみにおいて延在し、四角形50の隣り合う2辺501がなす角502から離間する範囲で延在している。また、図6に示す具体例3において、空洞245は、4辺501の各々において、四角形50の隣り合う2辺501がなす角502から辺501の途中位置まで延在している。

0032

(空洞245の断面構成の変形例)
図7は、図3に示す空洞245を変形させた具体例4の説明図であり、図8は、図3に示す空洞245を変形させた具体例5の説明図であり、図9は、図3に示す空洞245を変形させた具体例6の説明図であり、図10は、図3に示す空洞245を変形させた具体例7の説明図であり、図11は、図3に示す空洞245を変形させた具体例8の説明図である。なお、図7図11はいずれも、図3と同様、レンズ24が配列している方向に沿って切断したときの断面を模式的に示してある。

0033

図7に示す具体例4において、空洞245は、隣り合う凹曲面201(レンズ面240)の境界である接続部分まで到達しない深さに形成されている。図8に示す具体例5において、空洞245は、隣り合うレンズ面240の境界である接続部分に到達する深さに形成されている。図9に示す具体例6において、空洞245は、隣り合うレンズ面240の境界である接続部分より深い位置まで形成され、空洞245の底部はレンズ面240と接している。図10に示す具体例7において、空洞245は、隣り合うレンズ面240の境界である接続部分より深い位置まで形成され、空洞245の底部はレンズ面240より深い位置にある。図11に示す具体例8において、空洞245は、具体例4〜7より幅が広く、空洞245の底部はレンズ面240より内側に張り出している。

0034

(評価結果1)
図4図5および図6に示す平面構造を有する具体例1、2、3において、図7に示す断面構造を有する空洞245を形成し、透過率を評価した。なお、以下の評価においては、厚さ等を以下のように設定した。
第2基板20の屈折率=1.46
レンズ層28の屈折率=1.596
透光層29の屈折率=1.5
レンズ24の深さ=4.3μm
レンズ24の直径=11.4μm
レンズ24の底部中心部の平坦部の直径=1μm
透光層29の厚さ=7μm
画素ピッチ(レンズ24のピッチ)=8.5μm
空洞245の幅=3μm

0035

従って、図4に示す具体例1では、6μmの辺501の全体に沿って空洞245が6μmの長さで延在し、図5に示す具体例2、および図6に示す具体例3では、6μmの辺501のうち、3μmが空洞245になっている。

0036

その結果、空洞245を設けない従来例では、透過率が91.7%であったのに対し、図4に示す具体例1では、透過率が95.1%であり、図5に示す具体例2では、透過率が93.4%であり、図6に示す具体例3では、透過率が92.8%であった。従って、空洞245の形成によって透過率が増大することが確認された。また、具体例1、2、3のうち、図4に示す具体例1の透過率が最も高かった。それ故、空洞245は、長い範囲で延在していることが好ましいといえる。但し、空洞245は、辺501の1/2以上に相当する範囲で延在していれば、空洞245を設けない従来例より透過率を明らかに増大させることができる。

0037

(評価結果2)
図4に示す具体例1、および図5に示す具体例2において、空洞245の深さを3μmから6μmに変更し、図10に示す具体例7の断面構造の空洞245を形成した場合の透過率を評価した。その結果、図4に示す具体例では、透過率が94.8%であり、図5に示す具体例では、透過率が92.8%であり、空洞245の深さが3μmの場合には、深さが6μmの場合より、透過率が高い結果であった。従って、空洞245は、凹曲面201に到達していないことが好ましいといえる。

0038

(電気光学装置100の製造方法)
図12は、図3に示すレンズアレイ基板51の製造方法を示す工程断面図である。図13は、図3に示す空洞245の具体的構成例を示す説明図である。なお、レンズアレイ基板51を製造するには、単品サイズの第2基板20より大型のマザー基板を用いるが、以下の説明では、単品サイズの第2基板20およびマザー基板を区別せずに第2基板20として説明する。

0039

まず、図12に示す第1工程ST1では、第2基板20の一方面20sにエッチングマスク61を形成する。エッチングマスク61では、図3に示すレンズ24を形成すべき領域が開口部610になっている。次に、第2工程ST2では、エッチングマスク61の開口部610から第2基板20の一方面20sをエッチングし、凹曲面201を形成した後、エッチングマスク61を除去する。かかる第2工程ST2では、ウエットエッチングおよびドライエッチングのいずれを利用してもよい。本実施形態では、第2工程ST2において、ふっ酸を含むエッチング液を用いてウエットエッチングを行う。かかるウエットエッチングによれば、第2基板20の一方面20sが開口部610から等方的にエッチングされるため、球面状の凹曲面201が形成される。

0040

次に、第3工程ST3では、第2基板20とは反対側から凹曲面201の内部を埋めるようにレンズ層28を形成した後、レンズ層28を第2基板20とは反対側から平坦化し、レンズ層28の第2基板20とは反対側の面280を連続した平面とする。その結果、レンズ24が形成すされる。平坦化処理として、CMP(Chemical Mechanical Polishing)処理等を利用する。本実施形態において、レンズ層28は、プラズマCVD等により形成された酸窒化シリコンからなる。

0041

次に、第4工程ST4では、レンズ層28の第2基板20とは反対側の面280に対し、隣り合うレンズ24の間と重なる領域が開口部620となったエッチングマスク62を形成する。第5工程ST5では、エッチングマスク62の開口部620からレンズ層28をエッチングし、空洞245を形成した後、エッチングマスク62を除去する。かかる第5工程ST5では、ドライエッチングを行う。かかるドライエッチングによれば、レンズ層28に溝状の空洞245が形成される。

0042

次に、レンズ層28の第2基板20とは反対側の面280に対し、透光層29を形成する。本形態では、CVD法等を利用して、シリコン酸化膜からなる透光層29を形成する。その際、空洞245の内部には透光層29が形成されず、空洞245は、真空状態のまま、透光層29によって開口が塞がれ、封止される。次に、透光層29の第2基板20とは反対側の面290を平坦化する。しかる後には、共通電極21および第2配向膜26を形成する。

0043

このように構成した空洞245は、図4に示すように、互いに対向する側壁245aが第2基板20に略垂直に形成される場合がある他、図13に示すように、空洞245において、互いに対向する側壁245aが第2基板20に斜めに傾いた斜面として構成され、空洞245の断面がV字形状となっている場合もある。

0044

[実施形態2]
図14は、本発明の実施形態2に係る電気光学装置100の説明図であり、図3に示す断面に相当する。なお、本実施形態、および以下に説明する実施形態の基本的な構成は、実施形態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図示し、それらの説明を省略する。

0045

図14に示すように、本実施形態の電気光学装置100では、第2基板20の側に入射側のレンズ24が構成され、レンズ24と平面視で重なる領域に出射側のレンズ25が形成されている。このため、本形態の電気光学装置100では、レンズ24、25によって、光源からの光を開口領域15aに収束させる。

0046

本形態においては、レンズ25を構成するにあたって、透光層29に対して第2基板20とは反対側の面290に透光層22が形成されており、透光層22の第2基板20とは反対側の面220には、レンズ24と平面視で重なる位置に、第2基板20とは反対側に向けて半球状に突出した凸曲面221が形成されている。また、透光層22の第2基板20とは反対側の面220には、レンズ層23が形成されており、レンズ層23の第2基板20とは反対側の面230は、平坦面になっている。

0047

ここで、透光層22とレンズ層23とは屈折率が相違しており、凸曲面221は、レンズ25のレンズ面250を構成している。本形態において、透光層22の屈折率は、レンズ層23の屈折率より大である。例えば、透光層22は、シリコン酸窒化膜からなり、レンズ層23は、シリコン酸化膜からなる。それ故、レンズ25は、光源からの光を収束させるパワーを有している。また、レンズ層23の第2基板20と反対側の面230には、光路長調整用の透光層27が形成されている。本形態において、透光層27は、レンズ層23と同様、シリコン酸化膜からなる。

0048

このように構成した電気光学装置100において、レンズ24およびレンズ25の一方には、隣り合うレンズの間に空洞が形成されている。本形態では、実施形態1と同様、隣り合うレンズ24の間に空洞245が形成され、空洞245は、透光層29によって封止されている。従って、「レンズ24」「空洞245」「透光層29」が各々、本発明における「第1レンズ」「第1空洞」「第1レンズ層」「第1透光層」に相当する。また、第2基板20からレンズ24のレンズ層28までが「レンズ部材51a」に相当し、第2基板20から第2配向膜26まで「レンズアレイ基板51」に相当する。従って、第2基板20がレンズ部材51aおよびレンズアレイ基板51の基板本体を構成している。

0049

[実施形態3]
図15は、本発明の実施形態3に係る電気光学装置100の説明図であり、図3に示す断面に相当する。図15に示すように、本実施形態の電気光学装置100では、第2基板20の側に入射側のレンズ24が構成され、レンズ24と平面視で重なる領域に出射側のレンズ25が形成されている。本形態では、隣り合うレンズ25の間に空洞255が形成されており、空洞255は、透光層27によって封止されている。従って、レンズ25の端部に入射した光の進行方向を適正な方向に制御することができる。

0050

なお、本形態では、第2基板20からレンズ25のレンズ層23までが「レンズ部材51a」に相当し、第2基板20から第2配向膜26まで「レンズアレイ基板51」に相当する。また、「レンズ25」「空洞255」「透光層27」が各々、本発明における「第1レンズ」「第1空洞」「第1透光層」に相当する。

0051

[実施形態4]
図16は、本発明の実施形態4に係る電気光学装置100の説明図であり、図3に示す断面に相当する。図16に示すように、本実施形態の電気光学装置100では、第2基板20の側に入射側のレンズ24が構成され、レンズ24と平面視で重なる領域に出射側のレンズ25が形成されている。

0052

本形態では、実施形態1と同様、隣り合うレンズ24の間に空洞245が形成されている。従って、「レンズ24」「空洞245」「透光層29」が各々、本発明における「第1レンズ」「第1空洞」「第1レンズ層」「第1透光層」に相当する。また、本形態では、実施形態3と同様、隣り合うレンズ25の間に空洞255が形成されており、空洞255は、透光層27によって封止されている。従って、「レンズ25」「空洞255」「透光層27」が各々、本発明における「第2レンズ」「第2空洞」「第2透光層」に相当する。

0053

また、本形態では、第2基板20からレンズ24のレンズ層28までが「レンズ部材51a」に相当し、第2基板20から第2配向膜26までが「レンズアレイ基板51」に相当する。従って、第2基板20がレンズ部材51aおよびレンズアレイ基板51の基板本体を構成している。

0054

[実施形態5]
図17は、本発明の実施形態5に係る電気光学装置100の説明図であり、図3に示す断面に相当する。図17に示すように、本実施形態の電気光学装置100では、第1基板10の側にレンズ24が構成されている。本形態では、第1基板10において、レンズ24と平面視で重なる領域にレンズ13が形成されている。

0055

より具体的には、第1基板10の一方面10sには、複数の画素電極9aの各々と一対一で重なる位置に凹曲面103が形成されている。また、第1基板10には、複数の凹曲面103の各々の内部を埋めるレンズ層11が設けられており、レンズ層11の第2基板20とは反対側の面110は平面になっている。レンズ層11の第1基板10とは反対側の面110には、光路長調整用の透光層12が形成されており、透光層12の第1基板10とは反対側の面110側にトランジスター30や画素電極9aが形成されている。

0056

レンズ層11は、第1基板10と屈折率が相違している。このため、凹曲面103によって、レンズ13のレンズ面130が構成されている。本実施形態において、レンズ層11は、第1基板10より屈折率が大きい。このため、レンズ13は、正のパワーを有している。

0057

本形態では、隣り合うレンズ13の間に空洞135が形成され、空洞135は透光層12によって封止されている。従って、「レンズ13」「空洞135」「透光層12」が各々、本発明における「第1レンズ」「第1空洞」「第1透光層」に相当する。また、本形態では、第1基板10からレンズ13のレンズ層11までが「レンズ部材51a」に相当し、第1基板10から第1配向膜16までが「レンズアレイ基板51」に相当する。従って、第1基板10がレンズ部材51aおよびレンズアレイ基板51の基板本体を構成している。なお、本形態と実施形態1〜4とを組み合わせてよく、この場合、第1基板10および第2基板20が各々、レンズ部材51aおよびレンズアレイ基板51の基板本体を構成していることになる。

0058

[他の実施の形態]
上記実施の形態では、第2基板20の側から光源からの光が入射する電気光学装置100に本発明を適用した場合を例示したが、第1基板10の側から光源からの光が入射する電気光学装置100に本発明を適用してもよい。

0059

[電子機器への搭載例]
上述した実施形態に係る電気光学装置100を用いた電子機器について説明する。図18は、本発明を適用した電気光学装置100を用いた投射型表示装置(電子機器)の概略構成図である。図18には、偏光板等の光学素子の図示を省略してある。図18に示す投射型表示装置2100において、本発明を適用した電気光学装置100がライトバルブとして用いられている。投射型表示装置2100の内部には、ハロゲンランプ等の白色光源を有するランプユニット2102(光源部)が設けられている。ランプユニット2102から射出された投射光は、内部に配置された3枚のミラー2106および2枚のダイクロイックミラー2108によって赤色光R、緑色光G、青色光Bの3原色色光に分離される。分離された投射光は、各原色に対応するライトバルブ100R、100G、100Bにそれぞれ導かれ、変調される。なお、青色光Bは、赤色光Rおよび緑色光と比較すると光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ2122、リレーレンズ2123および出射レンズ2124を有するリレーレンズ系2121を介して導かれる。

0060

ライトバルブ100R、100G、100Bによってそれぞれ変調された光は、ダイクロイックプリズム2112(色合成光学系)に3方向から入射する。そして、ダイクロイックプリズム2112において、赤色光Rおよび青色光Bは90度に反射し、緑色光Gは透過する。したがって、各原色の画像が合成された後、スクリーン2120には、投射レンズ群2114(投射光学系)によってカラー画像投射される。

0061

(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。

0062

(他の電子機器)
本発明を適用した電気光学装置100を備えた電子機器は、上記実施形態の投射型表示装置2100に限定されない。本発明を適用した電気光学装置100は、例えば、投射型のHUD(ヘッドアップディスプレイ)や直視型のHMD(ヘッドマウントディスプレイ)、パーソナルコンピューターデジタルスチルカメラ液晶テレビ等の電子機器に用いてもよい。

0063

9a…画素電極、10…第1基板、11、23、28…レンズ層、12、27、29…透光層、13、24、25…レンズ、15a…開口領域、15b…遮光領域、20…第2基板、21…共通電極、26…第2配向膜、30…トランジスター、50…四角形、51…レンズアレイ基板、51a…レンズ部材、80…電気光学層、100…電気光学装置、103、201…凹曲面、130、240、250…レンズ面、135、245、255…空洞、221…凸曲面、245a…側壁、2100…投射型表示装置、2102…ランプユニット(光源部)、2108…ダイクロイックミラー、2112…ダイクロイックプリズム(色合成光学系)、2114…投射レンズ群(投射光学系)。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 三井化学株式会社の「 レンズユニット」が 公開されました。( 2020/12/17)

    【課題・解決手段】本発明のレンズユニットは、液晶レンズを有するレンズと、レンズの周縁部を覆うリム部と、液晶レンズの制御を行う制御部と、周縁部に露出した液晶レンズの電極端部と制御部とを電気的に接続し、リ... 詳細

  • 株式会社ニコンの「 回折光学素子、光学系、光学機器及び回折光学素子の製造方法」が 公開されました。( 2020/12/17)

    【課題・解決手段】回折効率の低下を最小限に抑えながら、フレアの色づきが小さく、光学性能に影響のない優れた回折光学素子、この回折光学素子を用いた光学系及び光学機器を提供する。光学機器であるカメラ1の光学... 詳細

  • 深▲せん▼市華星光電半導体顕示技術有限公司の「 TFT基板及びその製造方法」が 公開されました。( 2020/12/17)

    【課題・解決手段】本発明によれば、TFT基板及びその製造方法が提供される。当該TFT基板の製造方法は、まず、TFT(10)上に金属薄膜(2)及び透明導電薄膜(3)を連続的に積層する。次に、透明導電薄膜... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ