(57)【要約】【課題】表示画像の外周領域を黒に落とすことにより、画像を高コントラストで拡大投影させることができる反射型液晶表示素子を提供する。【解決手段】反射型液晶表示素子１は、半導体基板２と透明基板３とシール材４と液晶５と偏光部材６とを備える。半導体基板２は第１の偏光を第２の偏光に光変調して反射させる表示画素領域２１を有する。透明基板３は半導体基板２に対向して配置されている。シール材４は表示画素領域２１の周囲に形成され、半導体基板２と透明基板３とを所定の間隙ＣＧを有して固定している。液晶５は間隙ＣＧ内に充填されている。偏光部材６は透明基板３の表示画素領域２１の外周領域に対応する領域に形成され、第１の偏光を反射させ、第２の偏光を透過させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の偏光を第２の偏光に光変調して反射させる表示画素領域を有する半導体基板と、
前記半導体基板に対向して配置されている透明基板と、
前記表示画素領域の周囲に形成され、前記半導体基板と前記透明基板とを所定の間隙を有して固定するシール材と、
前記間隙内に充填されている液晶と、
前記透明基板の前記表示画素領域の外周領域に対応する領域に形成され、前記第１の偏光を反射させ、前記第２の偏光を透過させる偏光部材と
を備えることを特徴とする反射型液晶表示素子。
【請求項２】
前記偏光部材は、無機材料膜にスリットが縞状に形成されたワイヤグリッドであることを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示素子。
【請求項３】
前記シール材は、紫外線硬化型の接着剤であることを特徴とする請求項１または２に記載の反射型液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、小型の反射型液晶表示素子を用いて、画像を高コントラストで拡大投影するプロジェクタが注目されている。光源から照射された照明光を反射型液晶表示素子で光変調して反射させることにより、スクリーン等に画像を拡大投影させることができる。
【０００３】
画像を高コントラストで拡大投影させるためには、表示画像の外周領域の黒レベルを下げることが重要である。特許文献１には、反射型液晶表示素子の表示画素領域の外周領域を遮光板で遮光することが記載されている。特許文献２には、表示画素領域の外周領域に対応する透明基板の領域に遮光膜を形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−４３４４２号公報
【特許文献２】特開２０１３−６４９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
遮光板を用いて表示画素領域の外周領域を遮光する場合、通常、位置決めピン等を用いて遮光板と表示画素領域の外周領域とを位置合わせする。高解像度の反射型液晶表示素子では画素サイズが１０μｍ以下と非常に小さいため、遮光板と表示画素領域の外周領域とを高い精度で位置合わせすることは困難である。
【０００６】
例えば、フルカラーを表示するための赤色画像用、緑色画像用、及び青色画像用の３つの反射型液晶表示素子を備える３板方式のプロジェクタでは、遮光板と表示画素領域の外周領域との位置がずれると、表示画像の外周領域に色がついてしまうため、画質を悪化させる要因となる。
【０００７】
小型の反射型液晶表示素子を用いて画像を高コントラストで拡大投影するためには、反射型液晶表示素子に強力な光を照射しなければならない。しかしながら、表示画素領域の外周領域に対応する透明基板の領域に黒インク等を用いて遮光膜を形成する場合、反射型液晶表示素子に照射された強力な光は遮光膜に吸収され、熱が発生する。発生した熱は透明基板を介して表示画素領域の外周領域に伝わる。表示画素領域の外周領域の温度が上昇することにより複屈折が発生する。複屈折は表示画像の画質を悪化させる要因となる。
【０００８】
通常、液晶を封入するためのシール材として紫外線硬化型の接着剤が用いられる。表示画素領域の外周領域に対応する透明基板の領域に黒インク等を用いて遮光膜を形成する場合、シール材を硬化させるために紫外線を照射すると、紫外線は遮光膜に吸収されてしまう。そのため、シール材として紫外線硬化型の接着剤を用いる場合には、シール材を紫外線で硬化させた後に、透明基板に遮光膜を形成しなければならない。シール材を硬化させた後に、遮光膜を表示画素領域の外周領域に対して高い精度で位置合わせして形成することは困難である。
【０００９】
本発明は、表示画像の外周領域の黒レベルを下げることにより、画像を高コントラストで拡大投影させることができる反射型液晶表示素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、第１の偏光を第２の偏光に光変調して反射させる表示画素領域を有する半導体基板と、前記半導体基板に対向して配置されている透明基板と、前記表示画素領域の周囲に形成され、前記半導体基板と前記透明基板とを所定の間隙を有して固定するシール材と、前記間隙内に充填されている液晶と、前記透明基板の前記表示画素領域の外周領域に対応する領域に形成され、前記第１の偏光を反射させ、前記第２の偏光を透過させる偏光部材とを備えることを特徴とする反射型液晶表示素子を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の反射型液晶表示素子によれば、表示画像の外周領域の黒レベルを下げることができるので、画像を高コントラストで拡大投影させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態の反射型液晶表示素子を示す構成図である。
【図２】一実施形態の反射型液晶表示素子の偏光部材を示す側面図である。
【図３】一実施形態の反射型液晶表示素子に照明光が照射されている状態を説明するための模式図である。
【図４】一実施形態の反射型液晶表示素子の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を用いて、一実施形態の反射型液晶表示素子１の構成例を説明する。図１（ａ）は反射型液晶表示素子１を透明基板３側から見た状態を示している。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａで切断した反射型液晶表示素子１の断面を示している。
【００１４】
反射型液晶表示素子１は、半導体基板２と、透明基板３と、シール材４と、液晶５と、偏光部材６とを備える。
【００１５】
半導体基板２は表示画素領域２１を有する。半導体基板としてＳｉ（シリコン）ウエハを用いてもよい。表示画素領域２１には反射電極２２を有する画素がマトリクス状に配置されている。表示画素領域２１は半導体プロセスを用いて形成することができる。反射電極２２の材料としてＡｌ（アルミニウム）を用いてもよい。
【００１６】
透明基板３は、半導体基板２に対向して配置されている。透明基板３は、反射電極２２に対向して配置された透明電極３１を有する。透明電極３１は全画素共通に形成されている。透明基板３としてガラス基板を用いてもよい。透明電極３１の材料としてＩＴＯ（酸化インジウムスズ）を用いてもよい。透明電極３１は半導体プロセスを用いて形成することができる。
【００１７】
半導体基板２と透明基板３とは、シール材４により所定の間隙（以下、セルギャップと称す）ＣＧを有して固定されている。シール材４は、表示画素領域２１の周囲に形成されている。シール材４として紫外線硬化型の接着剤を用いてもよい。
【００１８】
半導体基板２と透明基板３とシール材４とにより形成されたセルギャップＣＧ内には、液晶５が充填されている。液晶５は、反射電極２２に印加させる駆動電圧に応じて駆動される。
【００１９】
偏光部材６は、透明基板３の入射面３ａの表示画素領域２１の外周領域に対応する領域に形成されている。偏光部材６は所定の偏光（第１の偏光）を反射させ、他の偏光（第２の偏光）を透過させる。例えば、偏光部材６は、第１の偏光であるｓ偏光を反射させ、第２の偏光であるｐ偏光を透過させる。偏光部材６としてワイヤグリッドまたは偏光フィルムを用いてもよい。
【００２０】
一般的に、ＳｉＯ２等の無機材料またはＡｌ等の金属材料で形成されたワイヤグリッドは、有機材料で形成されたワイヤグリッド及び偏光フィルムと比較して、光透過率が高く、紫外線に対する耐久性が高いので好適である。
【００２１】
図２は、偏光部材６の構成例を示している。例えば、偏光部材６は、透明基板３の入射面３ａに成膜された無機材料膜６１であるＳｉＯ２膜にスリット６２が縞状に形成されたワイヤグリッドである。入射する偏光の波長に応じてスリット６２のピッチを最適化することが好ましい。
【００２２】
図３を用いて、反射型液晶表示素子１に照明光Ｌａが照射されている状態を説明する。光源７から射出された照明光Ｌａは、コリメートレンズ８により平行光とされ、偏光板９により反射されて、反射型液晶表示素子１に照射される。照明光Ｌａは例えばｓ偏光である。偏光板９は、ｓ偏光を反射させ、ｐ偏光を透過させる。
【００２３】
表示画素領域２１に照射された照明光Ｌａは、表示画素領域２１でｐ偏光の画像光Ｌｂに光変調され、反射電極２２により反射される。画像光Ｌｂは、偏光板９を透過して投射レンズ１０に入射する。画像光Ｌｂは、投射レンズ１０によりスクリーン等に拡大投影される。
【００２４】
一方、偏光部材６に照射された照明光Ｌａは、偏光部材６により反射される。反射された照明光Ｌａは、偏光板９でさらに反射されて光源７へ戻る。
【００２５】
従って、本実施形態の反射型液晶表示素子１によれば、表示画素領域２１の外周領域に照射される照明光Ｌａは、外周領域に到達する前に、偏光部材６によって反射される。照明光Ｌａは偏光部材６に吸収されずに反射されるので、表示画素領域２１の外周領域の温度上昇を抑制し、表示画像の外周領域の黒レベルを下げることができる。これにより、画像を高コントラストで拡大投影させることができる。
【００２６】
図４を用いて、反射型液晶表示素子１の製造方法の実施例を説明する。作業者は、ステップＳ１にて、透明基板３の入射面３ａとなる面にスパッタ等の半導体プロセスを用いて無機材料膜であるＳｉＯ２膜を成膜する。作業者は、フォトリソグラフィによりＳｉＯ２膜をパターニングする。これにより、透明基板３の入射面３ａとなる面の表示画素領域２１の外周領域に対応する領域に偏光部材６が形成される。
【００２７】
作業者は、ステップＳ２にて、半導体基板２の表示画素領域２１の周囲に、シール材４として紫外線硬化型の接着剤を塗布する。作業者は、液晶５を注入するための開口部が形成されるように接着剤を塗布する。
【００２８】
作業者は、ステップＳ３にて、偏光部材６と表示画素領域２１とを画像認識により位置合わせする。偏光部材６と表示画素領域２１とを高精度で位置合わせするためには、透明基板３及び半導体基板２に画像認識パターンを形成しておくことが好ましい。作業者は、偏光部材６と表示画素領域２１とが位置合わせされた状態で、透明基板３を、所定のセルギャップＣＧとなるように、シール材４を介して半導体基板２に押し当てる。
【００２９】
作業者は、ステップＳ４にて、透明基板３側から偏光特性を有さない紫外線をシール材４に照射する。紫外線は、偏光部材６を透過してシール材４に照射される。シール材４が紫外線によって硬化することにより、透明基板３と半導体基板２とはシール材４によってセルギャップＣＧを有して固定される。
【００３０】
作業者は、ステップＳ５にて、液晶５をシール材４の開口部から、半導体基板２と透明基板３とシール材４とにより形成されたセルギャップＣＧ内に注入する。作業者は、開口部をシール材４で塞ぐ。これにより、液晶５はセルギャップＣＧ内に充填される。
【００３１】
なお、作業者の代わりに製造装置がステップＳ１〜ステップＳ５をそれぞれ実行してもよい。作業者による手作業と製造装置による機械作業（自動作業）とが混在してもよい。
【００３２】
上述した反射型液晶表示素子の製造方法によれば、偏光部材６は紫外線を透過させるため、透明基板３と半導体基板２とが固定される前に、偏光部材６を透明基板３に予め形成しておくことができる。これにより、偏光部材６と表示画素領域２１とを画像認識により高精度で位置合わせすることができる。
【００３３】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１  反射型液晶表示素子
２  半導体基板２
３  透明基板
４  シール材
５  液晶
６  偏光部材
２１  表示画素領域
ＣＧ  間隙（セルギャップ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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