JP2018163190A - 電気光学装置、電子機器および電気光学装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】対向基板側から入射した光を画素電極に効率よく導くことができるとともに、電気光学層での光の収束を抑制することができる電気光学装置、電子機器、および電気光学装置の製造方法を提供すること。【解決手段】電気光学装置１００に用いた素子基板１０では、隣り合う画素電極９ａによって挟まれた境界部１５ｂおよび複数の画素電極９ａを電気光学層８０側から覆う透光層１２が形成されており、透光層１２の電気光学層８０側の面１２０には、境界部１５ｂと平面視で重なる領域に沿って、負のパワーを有するシリンドリカルレンズ１１が設けられている。シリンドリカルレンズ１１は、透光層１２の表面（面１２０）で境界部１５ｂと平面視で重なる領域に沿って形成された凹曲面１２１と、凹曲面１２１を電気光学層８０側から覆うレンズ層１３とによって構成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、入射した光を変調して出射する電気光学装置、電気光学装置を備えた電子機器、および電気光学装置の製造方法に関するものである。

プロジェクターの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、表示領域に複数の画素がマトリクス状に配置されており、かかる画素では、素子基板において画素電極に到達した光のみが表示に寄与し、隣り合う画素電極に挟まれた境界部に到達した光は表示に寄与しない。そこで、対向基板において素子基板の画素電極と平面視で重なる領域に正のパワーを有するレンズを形成して、入射した光を画素電極に導く構成が提案されている（特許文献１参照）。なお、特許文献１に記載の電気光学装置では、素子基板において画素電極より電気光学層とは反対側にも、画素電極と平面視で重なる領域にもレンズを設けられている。かかる素子基板側のレンズは、変調した光を平行光化する役目を担っており、入射した光を画素電極に導く機能を担っていない。

特開２０１１−１１８３２４号公報

特許文献１に記載の電気光学装置のように、対向基板に形成した正のパワーを有するレンズによって、入射した光を画素電極に導く構成では、素子基板と対向基板とを貼り合わせた際の対向基板側のレンズと素子基板側の画素電極との位置ずれが原因で、入射した光を画素電極に導く効率が低下することがある。また、対向基板に正のパワーを有するレンズを形成した場合、電気光学層に光が収束し、電気光学層が劣化するおそれがある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、対向基板側から入射した光を画素電極に効率よく導くことができるとともに、電気光学層での光の収束を抑制することができる電気光学装置、電子機器、および電気光学装置の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る電気光学装置は、素子基板と、前記素子基板に対向する対向基板と、前記素子基板と前記対向基板との間に設けられた電気光学層と、を有し、前記素子基板は、基板本体と、前記基板本体に対して前記電気光学層側に設けられた複数の画素スイッチング素子と、前記複数の画素スイッチング素子に対して前記電気光学層側に設けられ、前記複数の画素スイッチング素子の各々に電気的に接続された複数の画素電極と、前記複数の画素電極のうち、隣り合う画素電極によって挟まれた境界部および前記複数の画素電極を前記電気光学層側から覆う透光層と、前記透光層の前記電気光学層側の面で前記境界部と平面視で重なる領域に沿って設けられ、負のパワーを有するシリンドリカルレンズと、を有することを特徴とする。

本発明に係る電気光学装置において、素子基板では、隣り合う画素電極によって挟まれた境界部および複数の画素電極を電気光学層側から覆う透光層が形成されており、透光層の電気光学層側の面には、境界部と平面視で重なる領域に沿って、負のパワーを有するシリンドリカルレンズが設けられている。このため、対向基板の側から入射した光のうち、境界部に向けて進行しようとする光の一部をシリンドリカルレンズによって画素電極に導くことができる。従って、光の利用効率を向上することができる。また、シリンドリカルレンズは、素子基板の側に設けられているため、素子基板と対向基板とを貼り合わせた際に位置ずれが発生しても入射した光を画素電極に効率よく導くことができるとともに、電気光学層での光の収束を抑制することができる。

本発明に係る電気光学装置において、前記シリンドリカルレンズは、前記透光層の前記電気光学層側の面で前記境界部と平面視で重なる領域に沿って形成された凹曲面と、前記凹曲面を前記電気光学層側から覆い、前記透光層より屈折率が小さいレンズ層と、によって構成されている態様を採用することができる。かかる態様では、複数の画素電極、および透光層を順に形成した際に、境界部の凹形状が透光層の電気光学層側の面に反映されることにより形成された凹曲面を利用することができる。このため、フォトリソグラフィ技術やエッチング処理を利用しなくても、シリンドリカルレンズを形成することができる。また、シリンドリカルレンズが境界部に対して自己整合的に形成されるという利点がある。

本発明において、前記レンズ層の前記電気光学層側の面と前記凹曲面の外側に形成されている前記透光層の前記電気光学層側の面とが連続した平面を構成している態様を採用することができる。かかる態様によれば、画素電極と電気光学層との間に介在する膜を薄くすることができる。また、シリンドリカルレンズの外側でのレンズ層と透光層との界面での反射を防止することができる。

本発明に係る電気光学装置において、前記シリンドリカルレンズの幅は、前記境界部の幅より広い態様を採用することができる。かかる態様によれば、対向基板の側から入射した光のうち、境界部に向けて斜めに進行しようとする光の一部をシリンドリカルレンズによって画素電極に導くことができる。従って、光の利用効率を向上することができる。

本発明に係る電気光学装置において、前記対向基板には、前記境界部と平面視で重なる領域に沿って遮光層が設けられ、前記遮光層の幅は、前記シリンドリカルレンズの幅より狭い態様を採用することができる。かかる態様によれば、対向基板に対して境界部と平面視で重なる領域に沿って遮光層を設けた場合でも、境界部に向けて進行しようとする光の一部をシリンドリカルレンズによって画素電極に導くことができる。従って、光の利用効率を向上することができる。

本発明に係る電気光学装置において、前記画素電極は、透過性を有している態様を採用することができる。本発明に係る電気光学装置において、前記画素電極は、反射性を有している態様を採用してもよい。

本発明を適用した電気光学装置は各種電子機器に用いることができる。電子機器が投射型表示装置である場合、投射型表示装置には、電気光学装置に供給される光を出射する光源部と、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、が設けられる。

本発明は、素子基板と、前記素子基板に対向する対向基板と、前記素子基板と前記対向基板との間に設けられた電気光学層と、を有する電気光学装置の製造方法において、前記素子基板の製造工程では、前記素子基板の基板本体に対して前記電気光学層側に、複数の画素スイッチング素子、前記複数の画素スイッチング素子の各々に電気的に接続された複数の画素電極、および透光層を順に形成した後、前記透光層の前記電気光学層側の面に対して、前記複数の画素電極のうち、隣り合う画素電極によって挟まれた境界部と平面視で重なる領域に沿って負のパワーを有するシリンドリカルレンズを形成するレンズ形成工程を行うことを特徴とする。本発明に係る電気光学装置の製造方法によれば、素子基板では、隣り合う画素電極によって挟まれた境界部および複数の画素電極を電気光学層側から覆う透光層が形成され、透光層の電気光学層側の面には、境界部と平面視で重なる領域に沿って、負のパワーを有するシリンドリカルレンズが設けられる。このため、対向基板の側から入射した光のうち、境界部に向けて進行しようとする光の一部をシリンドリカルレンズによって画素電極に導くことができる。従って、光の利用効率を向上することができる。また、シリンドリカルレンズは、素子基板の側に設けられているため、素子基板と対向基板とを貼り合わせた際に位置ずれが発生しても入射した光を画素電極に効率よく導くことができるとともに、電気光学層での光の収束を抑制することができる。

本発明に係る電気光学装置の製造方法において、前記レンズ形成工程では、前記透光層を形成した際に前記透光層の前記電気光学層側の面に前記境界部と平面視で重なる領域に沿って形成される凹曲面を覆うように、前記透光層より屈折率が小さいレンズ層を形成する態様を採用することができる。かかる態様では、複数の画素電極、および透光層を順に形成した際に、境界部の凹形状が透光層の電気光学層側の面に反映されることにより形成された凹曲面を利用する。このため、フォトリソグラフィ技術やエッチング処理を利用しなくても、シリンドリカルレンズを形成することができる。また、シリンドリカルレンズが境界部に対して自己整合的に形成されるという利点がある。

本発明に係る電気光学装置において、前記素子基板は、前記基板本体と前記複数の画素電極との間に、前記複数の画素電極が前記電気光学層側の面に形成された層間絶縁膜を有し、前記層間絶縁膜の前記電気光学層側の面には、前記境界部に沿って凹部が形成されている態様を採用してもよい。かかる態様によれば、透光層の電気光学層側の面では、画素電極の厚さと凹部の深さとを加算した深さの凹部の形状が反映される。従って、凹曲面は大きく凹んだ形状となるので、凹部の深さによってシリンドリカルレンズのパワーを調整することができる。この場合、電気光学装置の製造方法では、前記画素電極の形成工程において、前記画素電極をエッチングによりパターニングした際に前記境界部で露出する層間絶縁膜の表面をエッチングして前記層間絶縁膜に凹部を形成する。従って、シリンドリカルレンズを境界部に対して自己整合的に形成することができ、かつ、新たな工程を追加する必要がない。

本発明の実施の形態１に係る電気光学装置の説明図である。 図１に示す電気光学装置の断面図である。 図１に示す電気光学装置の一部を拡大して示す断面図である。 図１に示す素子基板の一部を拡大して示す平面図である。 図３に示す素子基板にシリンドリカルレンズを形成する方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態２に係る電気光学装置の一部を拡大して示す断面図である。 本発明の実施の形態３に係る電気光学装置の一部を拡大して示す断面図である。 図７に示す素子基板の一部を拡大して示す平面図である。 本発明の実施の形態４に係る電気光学装置の一部を拡大して示す断面図である。 本発明を適用した透過型の電気光学装置を用いた投射型表示装置（電子機器）の説明図である。 本発明を適用した反射型の電気光学装置を用いた投射型表示装置（電子機器）の説明図である。

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

［実施の形態１］
（電気光学装置の基本構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置１００の説明図であり、電気光学装置１００を各構成要素と共に対向基板２０の側から見た平面図である。図２は、図１に示す電気光学装置１００の断面図である。

図１に示すように、電気光学装置１００は、素子基板１０と対向基板２０とが所定の隙間を介してシール材１０７によって貼り合わされており、素子基板１０と対向基板２０とが対向している。シール材１０７は対向基板２０の外縁に沿うように枠状に設けられており、素子基板１０と対向基板２０との間でシール材１０７によって囲まれた領域には、液晶層からなる電気光学層８０が配置されている。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。

素子基板１０および対向基板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、シール材１０７の内周縁と表示領域１０ａの外周縁との間には、矩形枠状の周辺領域１０ｂが設けられている。本形態では、シール材１０７の一部が注入口１０５として途切れており、注入口１０５は、電気光学材料を注入した後、封止材１０３によって封止される。なお、素子基板１０および対向基板２０の一方に電気光学材料を滴下した後、他方を重ねることによって、素子基板１０と対向基板２０との間に電気光学材料を設ける場合があり、この場合、シール材１０７に注入口１０５および封止材１０３を設ける必要はない。

素子基板１０は、基板本体１９として石英基板等の透光性基板を有している。基板本体１９において、電気光学層８０側（対向基板２０側）には、表示領域１０ａの外側に、素子基板１０の一辺に沿ってデータ線駆動回路１０１および複数の端子１０２が形成されており、この一辺に隣接する他の辺に沿って走査線駆動回路１０４が形成されている。端子１０２には、フレキシブル配線基板（図示せず）が接続されており、素子基板１０には、フレキシブル配線基板を介して各種電位や各種信号が入力される。

図１および図２に示すように、基板本体１９の電気光学層８０側において、表示領域１０ａには、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜等からなる透光性の画素電極９ａ、および画素電極９ａに電気的に接続する画素スイッチング素子（図示せず）がマトリクス状に形成されており、画素電極９ａに対して対向基板２０側には配向膜１６が形成されている。素子基板１０において、画素電極９ａは周辺領域１０ｂにも形成されており、複数の画素電極９ａのうち、周辺領域１０ｂに形成された画素電極９ａは、画像の表示に直接寄与しないダミー画素電極９ｂである。

対向基板２０は、基板本体２９として石英基板等の透光性基板を有している。基板本体２９において、電気光学層８０側（素子基板１０側）には、ＩＴＯ膜等からなる透光性の共通電極２１が形成されており、共通電極２１に対して電気光学層８０側には配向膜２６が形成されている。本形態において、共通電極２１は、対向基板２０の略全面に形成されている。

配向膜１６、２６は、ポリイミド等の樹脂膜、あるいはシリコン酸化膜等の斜方蒸着膜からなる。本形態において、配向膜１６、２６は、ＳｉＯ_x（ｘ＜２）、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｉｎ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅等の斜方蒸着膜からなる無機配向膜（垂直配向膜）であり、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を傾斜配向させ、電気光学装置１００をＶＡ（Vertical Alignment）モードの液晶装置として動作させる。

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

本形態の電気光学装置１００において、共通電極２１および画素電極９ａはＩＴＯ膜等の透光性導電膜により形成されている。従って、電気光学装置１００は、透過型電気光学装置（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、対向基板２０の側の入射した光Ｌ２が素子基板１０の画素電極９ａを透過した後、素子基板１０から出射される間に変調されて画像を表示する。

対向基板２０には、共通電極２１に対して素子基板１０とは反対側には、金属または金属化合物からなる遮光層１０８が形成されている。遮光層１０８は、例えば、表示領域１０ａの外周縁に沿って延在する額縁状の見切り１０８ａとして形成されている。遮光層１０８は、図７を参照して後述するように、隣り合う画素電極９ａにより挟まれた境界部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。遮光層１０８は、例えば、素子基板１０と反対側の面が反射性を有するように構成されている。

（素子基板１０の詳細構成）
図３は、図１に示す電気光学装置１００の一部を拡大して示す断面図である。図４は、図１に示す素子基板１０の一部を拡大して示す平面図である。図３に示すように、素子基板１０の基板本体１９において、電気光学層８０側には複数の画素スイッチング素子１４が形成され、画素スイッチング素子１４に対して電気光学層８０側には、複数の画素スイッチング素子１４の各々と電気的に接続された複数の画素電極９ａが形成されている。より具体的には、基板本体１９の電気光学層８０側には複数の層間絶縁膜１８が積層されており、複数の層間絶縁膜１８のうち、最も電気光学層８０に形成された層間絶縁膜１８の電気光学層８０側の面に画素電極９ａが形成されている。また、素子基板１０では、基板本体１９と層間絶縁膜１８との間や、層間絶縁膜１８の間等を利用して、隣り合う画素電極９ａによって挟まれた境界部１５ｂに沿って延在する配線１７や、画素スイッチング素子１４が形成されており、画素スイッチング素子１４と画素電極９ａとは、層間絶縁膜１８に形成されたコンタクトホール（図示せず）を介して画素電極９ａと電気的に接続されている。

ここで、配線１７や画素スイッチング素子１４は光を透過しない。このため、素子基板１０では、隣り合う画素電極９ａによって挟また境界部１５ｂや、配線１７および画素スイッチング素子１４と平面視で重なる領域は、遮光部１５ｃ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、配線１７や画素スイッチング素子１４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を透過した光が画像の表示に寄与し、境界部１５ｂに向かう光は、画像の表示にほぼ寄与しない。

そこで、本形態では、素子基板１０には、画素電極９ａに対して電気光学層８０の側には、境界部１５ｂおよび複数の画素電極９ａを電気光学層８０側から覆う透光層１２と、透光層１２の電気光学層８０側の面１２０において境界部１５ｂと平面視で重なる領域に沿って延在するシリンドリカルレンズ１１とが設けられている。従って、透光層１２に対して電気光学層８０側の面１２０に配向膜１６が形成されている。シリンドリカルレンズ１１は、境界部１５ｂの延在方向に対して直交する方向に負のパワーを有している。

本形態において、シリンドリカルレンズ１１は、透光層１２の電気光学層８０側の面１２０で境界部１５ｂと平面視で重なる領域に沿って形成された凹曲面１２１（レンズ面）と、凹曲面１２１を電気光学層８０側から覆う透光性のレンズ層１３とによって構成されており、レンズ層１３は、透光層１２より屈折率が小さい。例えば、透光層１２は、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ）からなり、屈折率が１．５８〜１．６４である。レンズ層１３は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ_x）からなり、屈折率が１．４８である。なお、透光層１２には、シリコン窒化膜（屈折率＝２．０）等を用いることもできる。

レンズ層１３の電気光学層８０側の面１３０と、凹曲面１２１の外側に形成されている透光層１２の電気光学層８０側の面１２０とは連続した平面を構成している。また、シリンドリカルレンズ１１の幅Ｗａは、境界部１５ｂの幅Ｗｂより広い。また、図４に示すように、シリンドリカルレンズ１１（凹曲面１２１）は、境界部１５ｂのうち、Ｘ方向に延在する部分１５ｂｘ、およびＹ方向に延在する部分１５ｂｙの双方に形成されている。従って、シリンドリカルレンズ１１は、境界部１５ｂに沿って格子状に形成されている。

本形態において、図５を参照して素子基板１０の製造方法を以下に説明するように、画素電極９ａを島状に形成した際に境界部１５ｂが凹部となっており、かかる凹部の深さは、画素電極９ａの厚さに相当する。本形態では、透光層１２を形成した際、透光層１２の電気光学層８０の面１２０に境界部１５ｂ（凹部）の形状が反映される凹曲面１２１を利用してシリンドリカルレンズ１１を形成する。

（電気光学装置１００の製造方法）
図５は、図３に示す素子基板１０にシリンドリカルレンズ１１を形成する方法を示す工程断面図である。なお、素子基板１０を製造するには、単品サイズの基板本体１９より大型の石英基板からなるマザー基板を用い、以下の工程を行った後、マザー基板を切断して複数の素子基板１０を得る。但し、以下の説明では、単品サイズの基板本体１９とマザー基板とを区別せずに「基板本体１９」として説明する。

本形態の素子基板１０の製造工程では、まず、図５に示す工程ＳＴ１のように、基板本体１９の一方面側（電気光学層８０）側に、複数の画素スイッチング素子１４、および複数の画素電極９ａを順に形成する。

次に、図５に示すレンズ形成工程ＳＴ２では、透光層形成工程ＳＴ２１において、プラズマＣＶＤ法等により、画素電極９ａの境界部１５ｂ、および画素電極９ａを覆うシリコン酸窒化膜等からなる透光層１２を形成する。その結果、透光層１２の面１２０には、境界部１５ｂと平面視で重なる領域に沿って、境界部１５ｂの凹形状が反映された凹曲面１２１が形成される。

次に、レンズ層形成工程ＳＴ２２では、プラズマＣＶＤ法等により、凹曲面１２１を覆うようにシリコン酸化膜等からなるレンズ層１３を形成する。その結果、レンズ層１３の面１３０（表面）には、凹曲面１２１に起因する凹部１３１が形成される。従って、図５に示す平坦化工程ＳＴ２３において、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）処理等を行ってレンズ層１３の面１３０を平坦化し、平坦面とする。

その後、配向膜１６を形成し、素子基板１０を得る。このように形成した素子基板１０については、例えば、マザー基板の状態のまま、対向基板２０を貼り合せた後、切断し、電気光学装置１００を得る。

（本形態の作用および効果）
以上説明したように、本形態の電気光学装置１００に用いた素子基板１０では、隣り合う画素電極９ａによって挟まれた境界部１５ｂおよび複数の画素電極９ａを電気光学層８０側から覆う透光層１２が形成されており、透光層１２の電気光学層８０側の面１２０には、境界部１５ｂと平面視で重なる領域に沿って、負のパワーを有するシリンドリカルレンズ１１が設けられている。このため、図３に示すように、対向基板２０の側から入射した光のうち、境界部１５ｂに向けて進行しようとする光の一部Ｌ１２をシリンドリカルレンズ１１によって画素電極９ａに導くことができる。従って、光の利用効率を向上することができる。また、シリンドリカルレンズ１１は、素子基板１０の側に設けられているため、素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせた際に位置ずれが発生しても入射した光を画素電極９ａに効率よく導くことができる。また、電気光学層８０での光の収束を抑制することができるので、電気光学層８０の劣化を抑制することができる。

また、シリンドリカルレンズ１１は、透光層１２の表面（面１２０）で境界部１５ｂと平面視で重なる領域に沿って形成された凹曲面１２１と、凹曲面１２１を電気光学層８０側から覆うレンズ層１３とによって構成されている。このため、複数の画素電極９ａ、および透光層１２を順に形成した際に、境界部１５ｂの凹形状が透光層１２の面１２０に反映されることにより形成された凹曲面１２１を利用することができる。従って、フォトリソグラフィ技術やエッチング処理を利用しなくても、シリンドリカルレンズ１１を形成することができる。また、シリンドリカルレンズ１１を境界部１５ｂに対して自己整合的に形成することができるという利点がある。

また、レンズ層１３の電気光学層８０側の面１３０と凹曲面１２１の外側に形成されている透光層１２の電気光学層８０側の面１２０とが連続した平面を構成している。すなわち、表示領域１０ａでは、凹曲面１２１の外側にレンズ層１３が形成されていない。このため、画素電極９ａと電気光学層８０との間に介在する膜を薄くすることができるので、画素電極９ａと共通電極２１との間に印加された電圧によって電気光学層８０を適正に駆動することができる。また、シリンドリカルレンズ１１の外側でのレンズ層１３と透光層１２との界面での反射を防止することができる。

また、シリンドリカルレンズ１１の幅Ｗａは、境界部１５ｂの幅Ｗｂより広いため、対向基板２０の側から入射した光のうち、境界部１５ｂに向けて斜めに進行しようとする光の一部をシリンドリカルレンズ１１によって画素電極９ａに導くことができる。従って、光の利用効率を向上することができる。

［実施の形態２］
図６は、本発明の実施の形態２に係る電気光学装置１００の一部を拡大して示す断面図である。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。

実施の形態１において、画素電極９ａは透過性を有していたが、本形態において、画素電極９ａは、アルミニウム等の反射性金属層によって構成されている。このため、図６に示す電気光学装置１００は反射型電気光学装置（反射型液晶装置）として構成されている。かかる電気光学装置１００では、対向基板２０の側の入射した光Ｌ１が素子基板１０の画素電極９ａで反射して、再び対向基板２０の側から出射される間に変調されて画像を表示する。このように構成した電気光学装置１００においても、実施の形態１と同様、透光層１２の電気光学層８０側の面１２０には、境界部１５ｂと平面視で重なる領域に沿って、負のパワーを有するシリンドリカルレンズ１１が設けられている。このため、対向基板２０の側から入射した光のうち、境界部１５ｂに向けて進行しようとする光の一部Ｌ１１をシリンドリカルレンズ１１によって画素電極９ａに導くことができる。従って、光の利用効率を向上することができる等、実施の形態１と同様な効果を奏する。

［実施の形態３］
図７は、本発明の実施の形態３に係る電気光学装置１００の一部を拡大して示す断面図である。図８は、図７に示す素子基板１０の一部を拡大して示す平面図である。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。

実施の形態１では、対向基板２０の遮光層１０８が見切り１０８ａとして形成されており、ブラックマトリクスが形成されていない。これに対して、本形態では、図７および図８に示すように、対向基板２０には、遮光層１０８が、境界部１５ｂと平面視で重なる領域に沿って延在するブラックマトリクス１０８ｂとして形成されている。また、本形態の電気光学装置１００においても、実施の形態１と同様、透光層１２の電気光学層８０側の面１２０には、境界部１５ｂと平面視で重なる領域に沿って、負のパワーを有するシリンドリカルレンズ１１が設けられている。

ここで、ブラックマトリクス１０８ｂ（遮光層１０８）の幅Ｗｃは、シリンドリカルレンズ１１の幅Ｗａより狭い。また、ブラックマトリクス１０８ｂの幅Ｗｃは、境界部１５ｂの幅Ｗｂより狭い。このため、対向基板２０の側から入射した光のうち、境界部１５ｂに向けて進行しようとする光の一部Ｌ１２をシリンドリカルレンズ１１によって画素電極９ａに導くことができる。また、シリンドリカルレンズ１１の幅方向の中央部分に入射した光については、ブラックマトリクス１０８ｂによって遮ることができるので、素子基板１０に余計な光が入射することを抑制することができる。それ故、素子基板１０に入射した余計な光による素子基板１０の発熱や迷光の発生を抑制することができる。

なお、実施の形態３に係る構造は、図６を参照して説明した反射型の電気光学装置１００に適用してもよい。

［実施の形態４］
図９は、本発明の実施の形態４に係る電気光学装置１００の一部を拡大して示す断面図である。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。

実施の形態１では、層間絶縁膜１８のうち、最も電気光学層８０側に位置する層間絶縁膜１８の電気光学層８０側の面が平面になっていたが、本形態では、図９に示すように、層間絶縁膜１８のうち、最も電気光学層８０側に位置する層間絶縁膜１８１の電気光学層８０側の面１８２では、画素電極９ａの間（境界部１５ｂ）と平面視で重なる部分が凹部１８３になっている。このため、透光層１２の電気光学層８０側の面１２０では、画素電極９ａの厚さと凹部１８３の深さとを加算した深さの凹部の形状が反映される。従って、透光層１２の電気光学層８０側の面１２０に形成される凹曲面１２１は、実施の形態１よりも電気光学層８０とは反対側に大きく凹んだ形状となる。このため、凹部１８３の深さによってシリンドリカルレンズ１１のパワーを調整することができる。

このような構成のシリンドリカルレンズ１１を形成する場合には、画素電極９ａをエッチングによりパターニングする際、層間絶縁膜１８１の面１８２（表面）をオーバーエッチングして層間絶縁膜１８１に凹部１８３を形成する。このため、凹部１８３を形成するために新たな工程を追加する必要がない。また、凹部１８３を画素電極９ａおよび境界部１５ｂに対して自己整合的に形成することができるので、シリンドリカルレンズ１１（凹曲面１２１）を境界部１５ｂに自己整合的に形成することができる。

なお、実施の形態４に係る構造は、図６を参照して説明した反射型の電気光学装置１００や、実施の形態３に記載の電気光学装置１００に適用してもよい。

［他の実施の形態］
上記実施の形態では、透光層１２としてシリコン酸窒化膜を用い、レンズ層１３としてシリコン酸化膜を用いたが、透光層１２がレンズ層１３より屈折率が大きければ、他の材料を用いてもよい。また、上記実施の形態では、透光層１２に凹曲面１２１を形成したが、凸曲面（レンズ面）を形成してもよく、この場合、透光層１２がレンズ層１３より屈折率が小さい態様とする。また、上記実施の形態では、電気光学装置として液晶装置を例示したが、電気泳動表示パネル等に用いる素子基板１０に本発明を適用してもよい。

［電子機器への搭載例］
上述した実施形態に係る電気光学装置１００を用いた電子機器について説明する。ここでは、本発明に係る電子機器として、投射型表示装置（液晶プロジェクター）を例に説明する。図１０は、本発明を適用した透過型の電気光学装置１００を用いた投射型表示装置（電子機器）の説明図である。図１１は、本発明を適用した反射型の電気光学装置１００を用いた投射型表示装置（電子機器）の説明図である。

図１０に示す投射型表示装置２１００においては、上述した透過型の電気光学装置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から出射された投射光は、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Ｒ（赤）色、Ｇ（緑）色、Ｂ（青）色の３原色に分離される。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および１００Ｂに各々導かれる。なお、Ｂ色の光は、他のＲ色やＧ色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。

投射型表示装置２１００において、電気光学装置１００を含む液晶装置がＲ色、Ｇ色、Ｂ色の各々に対応して３組設けられている。ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂの構成は、上述した透過型の電気光学装置１００と同様である。ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂによって変調された光は各々、ダイクロイックプリズム２１１２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、Ｒ色およびＢ色の光は９０度に反射し、Ｇ色の光は透過する。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が投射される。

図１１に示す投射型表示装置１１００は、ＲＧＢ用のライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂの３枚を用いた複板式カラープロジェクタとして構築されている。ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂの各々は、上述した反射型の電気光学装置１００が使用されている。投射型表示装置１１００では、メタルハライドランプ等の白色光源のランプユニット１１０２（光源部）から投射光が発せられると、２枚のミラー１１０６、２枚のダイクロイックミラー１１０８、および３つの偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１１１３によって、ＲＧＢの３原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂに分けられ、各色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂに各々導かれる。そして、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂにより各々変調された３原色に対応する光成分は、クロスプリズム１１１２により合成された後、投射レンズ群１１１４（投射光学系）を介してスクリーン１１２０にカラー映像として投射される。

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

（他の電子機器）
本発明を適用した電気光学装置１００を備えた電子機器は、上記実施形態の投射型表示装置１１００、２１００に限定されない。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。

９ａ…画素電極、１０…素子基板、１０ａ…表示領域、１０ｂ…周辺領域、１１…シリンドリカルレンズ、１２…透光層、１３…レンズ層、１４…画素スイッチング素子、１５ａ…開口領域、１５ｂ…境界部、１５ｃ…遮光部、１７…配線、１８…層間絶縁膜、１９、２９…基板本体、２０…対向基板、２１…共通電極、８０…電気光学層、１００…電気光学装置、１００Ｂ、１００Ｇ、１００Ｒ…ライトバルブ、１８１…層間絶縁膜、１８３…凹部、１１００、２１００…投射型表示装置、１１０２、２１０２…ランプユニット（光源部）、１１１４、２１１４…投射レンズ群（投射光学系）Ｌ１、Ｌ２…光、ＳＴ２…レンズ形成工程、ＳＴ２１…透光層形成工程、ＳＴ２２…レンズ層形成工程、ＳＴ２３…平坦化工程。

Claims (12)

1. 素子基板と、
   前記素子基板に対向する対向基板と、
   前記素子基板と前記対向基板との間に設けられた電気光学層と、
   を有し、
   前記素子基板は、
   基板本体と、
   前記基板本体に対して前記電気光学層側に設けられた複数の画素スイッチング素子と、
   前記複数の画素スイッチング素子に対して前記電気光学層側に設けられ、前記複数の画素スイッチング素子の各々に電気的に接続された複数の画素電極と、
   前記複数の画素電極のうち、隣り合う画素電極によって挟まれた境界部および前記複数の画素電極を前記電気光学層側から覆う透光層と、
   前記透光層の前記電気光学層側の面で前記境界部と平面視で重なる領域に沿って設けられ、負のパワーを有するシリンドリカルレンズと、
   を有することを特徴とする電気光学装置。
2. 請求項１に記載の電気光学装置において、
   前記シリンドリカルレンズは、前記透光層の前記電気光学層側の面で前記境界部と平面視で重なる領域に沿って形成された凹曲面と、前記凹曲面を前記電気光学層側から覆い、前記透光層より屈折率が小さいレンズ層と、によって構成されていることを特徴とする電気光学装置。
3. 請求項２に記載の電気光学装置において、
   前記レンズ層の前記電気光学層側の面と前記凹曲面の外側に形成されている前記透光層の前記電気光学層側の面とが連続した平面を構成していることを特徴とする電気光学装置。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
   前記シリンドリカルレンズの幅は、前記境界部の幅より広いことを特徴とする電気光学装置。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
   前記対向基板には、前記境界部と平面視で重なる領域に沿って遮光層が設けられ、
   前記遮光層の幅は、前記シリンドリカルレンズの幅より狭いことを特徴とする電気光学装置。
6. 請求項１から５までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
   前記素子基板は、前記基板本体と前記複数の画素電極との間に、前記複数の画素電極が前記電気光学層側の面に形成された層間絶縁膜を有し、
   前記層間絶縁膜の前記電気光学層側の面には、前記境界部に沿って凹部が形成されていることを特徴とする電気光学装置。
7. 請求項１から６までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
   前記画素電極は、透過性を有していることを特徴とする電気光学装置。
8. 請求項１から６までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
   前記画素電極は、反射性を有していることを特徴とする電気光学装置。
9. 請求項１から８までの何れか一項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。
10. 素子基板と、前記素子基板に対向する対向基板と、前記素子基板と前記対向基板との間に設けられた電気光学層と、を有する電気光学装置の製造方法において、
    前記素子基板の製造工程では、
    前記素子基板の基板本体に対して前記電気光学層側に、複数の画素スイッチング素子、前記複数の画素スイッチング素子の各々に電気的に接続された複数の画素電極、および透光層を順に形成した後、
    前記透光層の前記電気光学層側の面に対して、前記複数の画素電極のうち、隣り合う画素電極によって挟まれた境界部と平面視で重なる領域に沿って負のパワーを有するシリンドリカルレンズを形成するレンズ形成工程を行うことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
11. 請求項１０に記載の電気光学装置の製造方法において、
    前記レンズ形成工程では、前記透光層を形成した際に前記透光層の前記電気光学層側の面に前記境界部と平面視で重なる領域に沿って形成される凹曲面を覆うように、前記透光層より屈折率が小さいレンズ層を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
12. 請求項１１に記載の電気光学装置の製造方法において、
    前記画素電極の形成工程では、前記画素電極をエッチングによりパターニングした際に前記境界部で露出する層間絶縁膜の表面をエッチングして前記層間絶縁膜に凹部を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。