(57)【要約】【課題】液晶表示装置等において開口領域外側まで配置されたレンズを用いて光利用効率を向上させる。【解決手段】電気光学装置は、平面視で遮光体と重なる第１絶縁体、開口領域に設けられ第１絶縁体と接し第１絶縁体より高屈折率の第２絶縁体、平面視で遮光体と重なる反射部材、開口領域に設けられ反射部材と接し反射部材より高屈折率の第３絶縁体、平面視で開口領域の外側まで配置された凹部を持つ基材、凹部を覆い基材に設けられ基材より高屈折率のレンズ部材、を有し、第２絶縁体は光を第１絶縁体との第１界面で反射させて伝搬させ、第３絶縁体は光を反射部材との第２界面で反射させて伝搬させ、反射部材は第２界面がレンズ部材側から第２絶縁体側に向かうにつれ開口領域内側に傾斜して形成され、レンズ部材は第２絶縁体側から基材に入射する光または基材側から第２絶縁体に入射する光を凹部との界面で屈折させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素電極と、
前記画素電極に対して垂直な方向である厚さ方向から見た平面視において、前記画素電極の縁に沿って設けられた遮光体と、
前記平面視において、少なくとも前記遮光体と重なる領域に設けられた第１の絶縁体と、
前記平面視において、前記遮光体に囲まれた開口領域に設けられ、前記第１の絶縁体と接し、前記第１の絶縁体を形成する材料よりも屈折率が高い透光性の材料で形成された第２の絶縁体と、
前記平面視において、少なくとも前記遮光体と重なる領域に設けられた反射部材と、
前記平面視において、少なくとも前記開口領域に設けられ、前記反射部材と接し、前記反射部材を形成する材料よりも屈折率が高い透光性の材料で形成された第３の絶縁体と、
前記平面視において、前記開口領域と重なり当該開口領域の外側まで配置された凹部が設けられ、透光性の材料で形成された基材と、
前記凹部を覆って前記基材に設けられ、前記基材を形成する材料よりも屈折率が高い透光性の材料で形成されたレンズ部材と、
を有し、
前記第２の絶縁体は、当該第２の絶縁体に入射した入射光を、当該第２の絶縁体と前記第１の絶縁体との第１の界面で反射させて、当該第２の絶縁体の内部で伝搬させる第１の導波路として機能し、
前記第３の絶縁体は、前記厚さ方向において前記第２の絶縁体と前記レンズ部材との間に配置され、当該第３の絶縁体に入射した入射光を、当該第３の絶縁体と前記反射部材との第２の界面で反射させて、当該第３の絶縁体の内部で伝搬させる第２の導波路として機能し、
前記反射部材は、前記第２の界面が、前記厚さ方向において前記レンズ部材側から前記第２の絶縁体側に向かうにつれて、前記開口領域の内側に向かう傾斜を有するように、形成されており、
前記レンズ部材は、前記厚さ方向において前記第３の絶縁体と前記基材との間に配置され、前記第２の絶縁体側から当該第３の絶縁体および当該レンズ部材を透過して当該基材に入射する前記入射光、または、当該基材側から当該レンズ部材および当該第３の絶縁体を透過して当該第２の絶縁体に入射する前記入射光を、前記凹部との界面で屈折させる、
電気光学装置。
【請求項２】
前記反射部材は、空気層または真空層を含む、
請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記遮光体は、第１の遮光層と、前記第１の遮光層とは前記厚さ方向の異なる位置に配置され、前記平面視において前記第１の遮光層と重なりを有する第２の遮光層とを含み、
前記電気光学装置は、
前記平面視において、前記第１の遮光層と前記第２の遮光層とが重なる位置に設けられ、前記厚さ方向について、前記第１の遮光層と前記第２の遮光層との間に設けられた半導体素子、
をさらに有し、
前記第２の絶縁体が前記厚さ方向に配置された範囲は、前記第１の遮光層の前記半導体素子側に向いた面から前記第２の遮光層の前記半導体素子側に向いた面までの厚さ方向の範囲を含む、
請求項１または２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の電気光学装置を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の画素電極およびスイッチング素子が設けられた素子基板と、素子基板に対向配置された対向基板との間に液晶層を備えた液晶表示装置が知られている。各画素電極に対応して、光が透過する領域である開口領域が設けられている。液晶表示装置においては、入射した光が開口領域から外れることを抑制して、光利用効率を向上させることが求められている。
【０００３】
特許文献１は、素子基板の開口領域内にレンズ（マイクロレンズ）を設ける技術を開示する。特許文献１では、開口領域を画定する遮光層をマスクとしたドライエッチングにより、開口領域内に、レンズに対応する形状の底を有する凹部を形成している。そして、当該凹部にガラスや樹脂を充填することで、レンズを形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−７３１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載された技術では、レンズの配置領域が、開口領域の内側に制限される。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、液晶表示装置等の電気光学装置や、これを備えた電子機器において、開口領域の外側まで配置されたレンズを用いて光利用効率を向上させることができる新規な技術を提供することを、解決課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するため、本発明に係る電気光学装置の一態様は、画素電極と、前記画素電極に対して垂直な方向である厚さ方向から見た平面視において、前記画素電極の縁に沿って設けられた遮光体と、前記平面視において、少なくとも前記遮光体と重なる領域に設けられた第１の絶縁体と、前記平面視において、前記遮光体に囲まれた開口領域に設けられ、前記第１の絶縁体と接し、前記第１の絶縁体を形成する材料よりも屈折率が高い透光性の材料で形成された第２の絶縁体と、前記平面視において、少なくとも前記遮光体と重なる領域に設けられた反射部材と、前記平面視において、少なくとも前記開口領域に設けられ、前記反射部材と接し、前記反射部材を形成する材料よりも屈折率が高い透光性の材料で形成された第３の絶縁体と、前記平面視において、前記開口領域と重なり当該開口領域の外側まで配置された凹部が設けられ、透光性の材料で形成された基材と、前記凹部を覆って前記基材に設けられ、前記基材を形成する材料よりも屈折率が高い透光性の材料で形成されたレンズ部材と、を有し、前記第２の絶縁体は、当該第２の絶縁体に入射した入射光を、当該第２の絶縁体と前記第１の絶縁体との第１の界面で反射させて、当該第２の絶縁体の内部で伝搬させる第１の導波路として機能し、前記第３の絶縁体は、前記厚さ方向において前記第２の絶縁体と前記レンズ部材との間に配置され、当該第３の絶縁体に入射した入射光を、当該第３の絶縁体と前記反射部材との第２の界面で反射させて、当該第３の絶縁体の内部で伝搬させる第２の導波路として機能し、前記反射部材は、前記第２の界面が、前記厚さ方向において前記レンズ部材側から前記第２の絶縁体側に向かうにつれて、前記開口領域の内側に向かう傾斜を有するように、形成されており、前記レンズ部材は、前記厚さ方向において前記第３の絶縁体と前記基材との間に配置され、前記第２の絶縁体側から当該第３の絶縁体および当該レンズ部材を透過して当該基材に入射する前記入射光、または、当該基材側から当該レンズ部材および当該第３の絶縁体を透過して当該第２の絶縁体に入射する前記入射光を、前記凹部との界面で屈折させる。
【０００８】
前記態様によれば、第２の絶縁体が第１の導波路として設けられ、第３の絶縁体が第２の導波路として設けられていることで、入射光が開口領域から外れることを抑制できるため、光利用効率の向上が図られる。また、反射部材が、レンズ部材側に対し第２の絶縁体側で開口領域の内側に向かう傾斜を有することにより、第２の絶縁体とレンズ部材との間での、第３の絶縁体を介した入射光の伝搬を、効率的に行うことができる。さらに、平面視において開口領域の外側まで配置された凹部を覆って設けられたレンズ部材により、開口領域の外側を通る入射光も開口領域の内側に屈折させることができるため、光利用効率をより向上させることができる。
【０００９】
上述した電気光学装置の一態様において、前記反射部材は、空気層または真空層を含む。この態様によれば、反射部材が空気層または真空層を含むことで、反射部材と第３の絶縁体との屈折率差を大きくしやすく、反射部材と第３の絶縁体と界面における全反射を生じさせやすい。
【００１０】
上述した電気光学装置の一態様において、前記遮光体は、第１の遮光層と、前記第１の遮光層とは前記厚さ方向の異なる位置に配置され、前記平面視において前記第１の遮光層と重なりを有する第２の遮光層とを含み、前記電気光学装置は、前記平面視において、前記第１の遮光層と前記第２の遮光層とが重なる位置に設けられ、前記厚さ方向について、前記第１の遮光層と前記第２の遮光層との間に設けられた半導体素子、をさらに有し、前記第２の絶縁体が前記厚さ方向に配置された範囲は、前記第１の遮光層の前記半導体素子側に向いた面から前記第２の遮光層の前記半導体素子側に向いた面までの厚さ方向の範囲を含む。この態様によれば、入射光の半導体素子への照射を抑制することができる。
【００１１】
以上の課題を解決するため、本発明に係る電子機器の一態様は、上述した電気光学装置を備える。
【００１２】
前記態様によれば、電気光学装置が有する第２の絶縁体、第３の絶縁体、およびレンズ部材により、電子機器における光利用効率の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態による液晶表示装置の構成を示す概略平面図である。
【図２】実施形態による液晶表示装置の電気的な構成を示す等価回路図である。
【図３】実施形態による液晶表示装置の構成を示す概略断面図である。
【図４】画素電極近傍の構成を示す概略平面図である。
【図５】実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図６】実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図７】実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図８】実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図９】実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図１０】実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図１１】実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図１２】実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図１３】実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図１４】変形例による液晶表示装置の構成を示す概略断面図である。
【図１５】第２実施形態による液晶表示装置の構成を示す概略断面図である。
【図１６】第２実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図１７】第２実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図１８】第２実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図１９】第２実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図２０】第２実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図２１】第２実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図２２】第２実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図２３】応用例によるプロジェクターの光学系を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の好適な実施の形態を、添付図面等を参照しながら詳細に説明する。ただし、各図において、各部の寸法および縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００１５】
＜第１実施形態＞
本発明の一実施形態として、薄膜トランジスター（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）を画素のスイッチング素子として備えたアクティブマトリックス型の液晶表示装置１００を例示する。
【００１６】
図１は、液晶表示装置１００の全体的な構成を例示する概略平面図である。液晶表示装置１００は、素子基板２００と、素子基板２００に対向配置された対向基板３００と、素子基板２００と対向基板３００との間に配置された液晶層４００とを備える。
【００１７】
素子基板２００と対向基板３００とは、額縁状に配置されたシール材４１０を介して接合されている。液晶層４００は、素子基板２００と対向基板３００とシール材４１０とによって囲まれた空間に封入された、正または負の誘電異方性を有する液晶で形成されている。
【００１８】
シール材４１０は、例えば、熱硬化性または紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤からなる。シール材４１０には、素子基板２００と対向基板３００との間隔を一定に保持するためのスペーサーが混入されている。シール材４１０の形成領域の内側には、遮光性材料からなる周辺見切り４２０が形成されている。周辺見切り４２０の内側は、複数の画素が配列された表示領域１０１となっている。
【００１９】
シール材４１０の外側の領域には、データ線駆動回路１１０および外部回路実装端子１２０が素子基板２００の一辺に沿って設けられており、この一辺に隣接する二辺に沿って走査線駆動回路１３０が設けられている。素子基板２００の残る一辺には、両側の走査線駆動回路１３０の間を接続するための複数の配線１４０が設けられている。対向基板３００の角部には、素子基板２００と対向基板３００との間で電気的導通をとるための基板間導通材１５０が設けられている。
【００２０】
液晶表示装置１００は、例えば、ＴＮ（Twisted Nematic）モードやＶＡ（Vertical Alignment）モードで動作する。液晶表示装置１００は、例えば、対向基板３００側から入射した光を変調して素子基板２００側に射出する透過型の表示装置として用いられる。
【００２１】
図２は、液晶表示装置１００の電気的な構成を例示する等価回路図である。表示領域１０１に、複数の画素１０２が行列状に配置されている。各画素１０２に、画素電極２７０とＴＦＴ２６０とが設けられている。ＴＦＴ２６０のソース電極は、データ線駆動回路１１０（図１参照）から延在するデータ線２６２と電気的に接続されている。データ線２６２には、データ線駆動回路１１０から画像信号（データ信号）Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが線順次で供給される。ＴＦＴ２６０のゲート電極は、走査線駆動回路１３０（図１参照）から延在する走査線２６１と電気的に接続されている。走査線２６１には、走査線駆動回路１３０から走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｎが線順次で供給される。ＴＦＴ２６０のドレイン電極は、画素電極２７０と電気的に接続されている。
【００２２】
画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、ＴＦＴ２６０を一定期間だけオン状態とすることにより、データ線２６２を介して画素電極２７０に所定のタイミングで書き込まれる。このようにして画素電極２７０を介して液晶層４００に書き込まれた所定レベルの画像信号は、対向基板３００に設けられた共通電極３７０（図３参照）との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。
【００２３】
なお、保持された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防止するため、画素電極２７０と容量線２６３との間に蓄積容量２７６が形成され、液晶容量と並列に配置されている。このようにして、各画素１０２の液晶に電圧信号が印加され、印加された電圧レベルに応じて液晶の配向状態が変化することで、液晶層４００（図３参照）に入射した光が変調されて、階調表示が可能となる。
【００２４】
図３は、液晶表示装置１００の構成を例示する概略断面図である。画素電極２７０に対して垂直な方向（画素電極２７０の液晶層４００側に向いた面に対して垂直な方向）から液晶表示装置１００を見ることを、平面視と称する。画素電極２７０に対して垂直な方向を、厚さ方向と称することもある。なお、素子基板２００の基材２１０が形成する平面に対して垂直な方向、または、対向基板３００の基材３１０が形成する平面に対して垂直な方向から液晶表示装置１００を見ることを、平面視と称してもよい。
【００２５】
以下、説明の便宜上、素子基板２００に関しては、液晶層４００側を上側と称し、対向基板３００に関しては、液晶層４００側を上側と称することがある。
【００２６】
素子基板２００は、基材２１０、レンズ部材（マイクロレンズ）２２０、反射部材２８０、高屈折率絶縁体２９０、絶縁層２３１、絶縁層２３２、絶縁層２３３、絶縁層２３４、高屈折率絶縁体２４０、遮光層２５１、遮光層２５２、遮光層２５３、ＴＦＴ２６０、画素電極２７０、および、配向膜２７５を有する。基材２１０の上側に（液晶層４００側に）、レンズ部材２２０、反射部材２８０、高屈折率絶縁体２９０、絶縁層２３１等、高屈折率絶縁体２４０、遮光層２５１等、ＴＦＴ２６０、画素電極２７０、および、配向膜２７５が設けられている。
【００２７】
基材２１０は、可視光を透過する透光性の材料、例えば、ガラス、石英等で形成される。基材２１０の上側の面は、凹曲面２１１ａを備えた凹部２１１を有する。
【００２８】
凹部２１１を覆って基材２１０上に、レンズ部材２２０が形成されている。レンズ部材２２０は、透光性の材料、例えば、酸窒化シリコン、窒化シリコン等で形成される。レンズ部材２２０を形成する材料としては、可視光に対する屈折率が、基材２１０を形成する材料の屈折率よりも高い材料が用いられる。
【００２９】
レンズ部材２２０は、凹部２１１が設けられた厚さ方向の範囲に配置されたレンズ層２２１と、厚さ方向においてレンズ層２２１に対し上側に（高屈折率絶縁体２４０側に）配置された透光層２２２とを有する。レンズ層２２１は、凹部２１１を埋めるように形成されて凹部２１１と接し、凹部２１１との界面２２３を形成し、凹部２１１の凹曲面２１１ａに対応する凸曲面２２１ａを備える。凹部２１１の備える凹曲面２１１ａの形状、つまり、レンズ層２２１の備える凸曲面２２１ａの形状は、球面状であっても非球面状であってもよい。透光層２２２は、レンズ部材２２０においてレンズ層２２１の上側の平板状部分である。
【００３０】
レンズ部材２２０上に、反射部材２８０が形成されている。反射部材２８０は、絶縁性であり透光性の材料、例えば酸化シリコン等で形成される。また、レンズ部材２２０上の、反射部材２８０が設けられていない領域に、反射部材２８０の上面までの厚さの範囲に、高屈折率絶縁体２９０（第３の絶縁体）が形成されている。高屈折率絶縁体２９０は、絶縁性であり透光性の材料、例えば、酸窒化シリコン、窒化シリコン等で形成される。高屈折率絶縁体２９０を形成する材料としては、可視光に対する屈折率が、反射部材２８０を形成する材料の屈折率よりも高い材料が用いられる。反射部材２８０と高屈折率絶縁体２９０とは、界面２８１（第２の界面）を形成する。
【００３１】
後述のように（図９、図１０参照）、本実施形態では、レンズ部材２２０および高屈折率絶縁体２９０を形成する高屈折率材料層２２５に設けられた凹部６１１を埋め込むことで、反射部材２８０が形成されている。したがって、レンズ部材２２０と高屈折率絶縁体２９０とは、同一材料で一体的に形成されている。高屈折率材料層２２５のうち、反射部材２８０が配置されていない厚さ方向の範囲を、レンズ部材２２０と称し、反射部材２８０が配置された厚さ方向の範囲を、高屈折率絶縁体２９０と称する。
【００３２】
反射部材２８０上に、遮光層２５１が形成されている。遮光層２５１は、可視光を遮光する遮光性の材料、例えば、ポリシリコン、金属、金属シリサイド、金属化合物等で形成される。なお、遮光層２５２および遮光層２５３も、遮光層２５１と同様な材料で形成することができる。
【００３３】
遮光層２５１を覆って反射部材２８０上に、絶縁層２３１が形成されている。絶縁層２３１は、絶縁性であり透光性の材料、例えば酸化シリコン等で形成される。なお、絶縁層２３２、絶縁層２３３および絶縁層２３４も、絶縁層２３１と同様な材料で形成することができる。
【００３４】
絶縁層２３１上に、ＴＦＴ２６０が形成されている。ＴＦＴ２６０は、半導体層を有し、当該半導体層にトランジスターのソース領域、チャネル領域およびドレイン領域を備える。ＴＦＴ２６０を覆って絶縁層２３１上に、絶縁層２３２が形成されている。絶縁層２３２上に、遮光層２５２が形成されている。遮光層２５２として、例えば走査線２６１（図２参照）を用いることができる。遮光層２５２を覆って絶縁層２３２上に、絶縁層２３３が形成されている。絶縁層２３３上に、遮光層２５３が形成されている。遮光層２５３として、例えばデータ線２６２（図２参照）を用いることができる。遮光層２５３を覆って絶縁層２３３上に、絶縁層２３４が形成されている。
【００３５】
遮光層２５１（第１の遮光層）と、（遮光層２５１とは厚さ方向の異なる位置に配置された）遮光層２５２（第２の遮光層）とは、平面視において重なっている。ＴＦＴ２６０（半導体素子、スイッチング素子）は、平面視において遮光層２５１と遮光層２５２とが重なる位置に設けられ、厚さ方向について遮光層２５１と遮光層２５２との間に設けられている。遮光層２５３は、遮光層２５１および遮光層２５２と、平面視において重なっている。
【００３６】
反射部材２８０は遮光層２５１の下側（液晶層４００と反対側）で遮光層２５１の近傍に設けられ、絶縁層２３１は遮光層２５１を覆って遮光層２５１の近傍に設けられ、絶縁層２３２はＴＦＴ２６０を覆ってＴＦＴ２６０の近傍に設けられ、絶縁層２３３は遮光層２５２を覆って遮光層２５２の近傍に設けられ、絶縁層２３４は遮光層２５３を覆って遮光層２５３の近傍に設けられている。
【００３７】
高屈折率絶縁体２９０上には、絶縁層２３４の上面までの厚さの範囲に、高屈折率絶縁体２４０が形成されている。高屈折率絶縁体２４０は、絶縁性であり透光性の材料、例えば、酸窒化シリコン、窒化シリコン等で形成される。高屈折率絶縁体２４０を形成する材料としては、可視光に対する屈折率が、絶縁層２３１、絶縁層２３２、絶縁層２３３および絶縁層２３４（後述の低屈折率絶縁体２３０）を形成する材料の屈折率よりも高い材料が用いられる。高屈折率絶縁体２４０を形成する材料としては、例えば、レンズ部材２２０および高屈折率絶縁体２８０を形成する材料と同一の屈折率を有する材料を用いることができる。
【００３８】
高屈折率絶縁体２４０（第２の絶縁体）が配置されている厚さ方向の範囲に設けられ、平面視で高屈折率絶縁体２４０と接して設けられている、高屈折率絶縁体２４０よりも低屈折率の絶縁層をまとめて、低屈折率絶縁体２３０（第１の絶縁体）と称する。本例では、絶縁層２３１、絶縁層２３２、絶縁層２３３および絶縁層２３４をまとめた絶縁層が、低屈折率絶縁体２３０を形成する。低屈折率絶縁体２３０と高屈折率絶縁体２４０とは、界面２４１（第１の界面）を形成する。遮光層２５１、遮光層２５２および遮光層２５３をまとめて、遮光体２５０と称する。
【００３９】
絶縁層２３４および高屈折率絶縁体２４０が形成する面上に、画素電極２７０が形成されている。画素電極２７０は、導電性であり透光性の材料、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）等で形成される。画素電極２７０を覆って絶縁層２３４および高屈折率絶縁体２４０上に、配向膜２７５が形成されている。配向膜２７５は、例えば、ポリイミド、酸化シリコン等で形成される。
【００４０】
対向基板３００は、基材３１０、レンズ部材（マイクロレンズ）３２０、絶縁層３３０、共通電極３７０、および、配向膜３７５を有する。基材３１０の上側に（液晶層４００側に）、レンズ部材３２０、絶縁層３３０、共通電極３７０、および、配向膜３７５が設けられている。
【００４１】
基材３１０は、透光性の材料、例えば、ガラス、石英等で形成される。基材３１０の上側の面は、凹曲面３１１ａを備えた凹部３１１を有する。凹部３１１を覆って基材３１０上に、レンズ部材３２０が形成されている。レンズ部材３２０は、可視光に対する屈折率が、基材３１０を形成する材料の屈折率よりも高い透光性の材料、例えば、酸窒化シリコン、窒化シリコン等で形成される。レンズ部材３２０は、素子基板２００側の対応するレンズ部材２２０と、位置合わせされて配置される。
【００４２】
レンズ部材３２０は、凹部３１１が設けられた厚さ方向の範囲に配置されたレンズ層３２１と、厚さ方向においてレンズ層３２１に対し上側に配置された透光層３２２とを有する。レンズ層３２１は、凹部３１１を埋めるように形成されて凹部３１１と接し、凹部３１１との界面３２３を形成し、凹部３１１の凹曲面３１１ａに対応する凸曲面３２１ａを備える。凹部３１１の備える凹曲面３１１ａの形状、つまり、レンズ層３２１の備える凸曲面３２１ａの形状は、球面状であっても非球面状であってもよい。透光層３２２は、レンズ部材３２０においてレンズ層３２１の上側の平板状部分である。
【００４３】
レンズ部材３２０上に、絶縁層３３０が形成されている。絶縁層３３０は、絶縁性であり透光性の材料、例えば酸化シリコン等で形成される。絶縁層３３０上に、共通電極３７０が形成されている。共通電極３７０は、導電性であり透光性の材料、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ等で形成される。共通電極３７０上に、配向膜３７５が形成されている。配向膜３７５は、例えば、ポリイミド、酸化シリコン等で形成される。
【００４４】
図４は、画素電極２７０の近傍の構成を例示する概略平面図であり、低屈折率絶縁体２３０、高屈折率絶縁体２４０、遮光体２５０、ＴＦＴ２６０、画素電極２７０、反射部材２８０、および、高屈折率絶縁体２９０の平面視における位置関係を示す。なお、図３は、厚さ方向に対して垂直な方向から見た断面視において、基材２１０、レンズ部材２２０、低屈折率絶縁体２３０、高屈折率絶縁体２４０、遮光体２５０、ＴＦＴ２６０、画素電極２７０、反射部材２８０、および、高屈折率絶縁体２９０の概略構成が示されるように、平面視における適当な位置（経路）を選んで示した断面図である。
【００４５】
図４において、画素電極２７０を実線で示す。遮光層２５１を点線で示し、走査線２６１で形成された遮光層２５２を破線で示し、データ線２６２で形成された遮光層２５３を一点鎖線で示す。高屈折率絶縁体２４０を、左上がりの実線と破線とが交互に繰り返されるハッチングを施した領域で示し、低屈折率絶縁体２３０を、ハッチングを施さない（白抜きの）領域で示す。ＴＦＴ２６０を、左上がりの実線のハッチングを施した領域で示す。
【００４６】
ここで、データ線駆動回路１１０（図１参照）が設けられた一辺に沿った方向をＸ方向とし、この一辺と直交し互いに対向する二辺、つまり走査線駆動回路１３０（図１参照）が設けられた二辺に沿った方向をＹ方向とする。なお、Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向をＺ方向とし、Ｚ方向から液晶表示装置１００を見ることを、平面視と称してもよい。
【００４７】
画素電極２７０は、Ｘ方向に延在する一対の辺と、Ｙ方向延在する他の一対の辺とを有する四角形状である。Ｘ方向に延在する行と、Ｙ方向に延在する列とが形成されるように、複数の画素電極２７０が、行列状に配置されている。
【００４８】
遮光層２５１は、画素電極２７０の行間の、Ｘ方向に延在する隙間、および、画素電極２７０の列間の、Ｙ方向に延在する隙間を覆うように、網目状に設けられている。遮光層２５１は、画素電極２７０の縁部まで覆うように設けられており、Ｘ方向に隣接する画素電極２７０間の隙間、および、Ｙ方向に隣接する画素電極２７０間の隙間は、全幅に亘って遮光層２５１で覆われている。
【００４９】
遮光層２５２（走査線２６１）は、画素電極２７０の行間の、Ｘ方向に延在する隙間を覆うように設けられている。遮光層２５２は、画素電極２７０の縁部まで覆うように設けられており、Ｙ方向に隣接する画素電極２７０間の隙間は、全幅に亘って遮光層２５２で覆われている。
【００５０】
遮光層２５３（データ線２６２）は、画素電極２７０の列間の、Ｙ方向に延在する隙間を覆うように設けられている。遮光層２５３は、画素電極２７０の縁部まで覆うように設けられており、Ｘ方向に隣接する画素電極２７０間の隙間は、全幅に亘って遮光層２５３で覆われている。
【００５１】
したがって、遮光層２５１、遮光層２５２および遮光層２５３をまとめた遮光体２５０は、画素電極２７０の行間の、Ｘ方向に延在する隙間、および、画素電極２７０の列間の、Ｙ方向に延在する隙間を覆うように、網目状に設けられている。遮光体２５０は、画素電極２７０の縁部まで覆うように設けられており、Ｘ方向に隣接する画素電極２７０間の隙間、および、Ｙ方向に隣接する画素電極２７０間の隙間は、全幅に亘って遮光体２５０で覆われている。
【００５２】
遮光体２５０は、平面視において画素電極２７０の縁２７１に沿って（縁２７１に重なって）設けられており、遮光体２５０に囲まれた（遮光体２５０の縁２５５に囲まれた）開口領域２７２は、光が遮光体２５０で遮光されずに透過する透光領域となる。開口領域２７２の外側に配置された非開口領域２７３は、遮光体２５０と重なる領域であり、光が遮光される遮光領域となる。
【００５３】
ＴＦＴ２６０は、走査線２６１である遮光層２５２と、データ線２６２である遮光層２５３とが重なる（交差する）位置に配置されており、遮光体２５０と重なる領域に設けられている。
【００５４】
低屈折率絶縁体２３０は、少なくとも遮光体２５０と重なる領域に設けられている。高屈折率絶縁体２４０は、開口領域２７２に設けられ、低屈折率絶縁体２３０と接している。
【００５５】
低屈折率絶縁体２３０は、より好ましくは、遮光体２５０の縁２５５から外側（開口領域２７２の内側）まで拡がって、遮光層２５１および遮光層２５２の端面を覆うように設けられる（図３参照）。これに対応し、高屈折率絶縁体２４０は、より好ましくは、遮光体２５０の縁２５５から開口領域２７２の内側に離間して配置されて、遮光体２５０と接しないように設けられる。このようにして、高屈折率絶縁体２４０は、開口領域２７２の全周に亘って、低屈折率絶縁体２３０と接するように設けられる。
【００５６】
反射部材２８０は、少なくとも遮光体２５０と重なる領域に設けられている。高屈折率絶縁体２９０は、少なくとも開口領域２７２に設けられ、反射部材２８０と接している。反射部材２８０は、平面視で低屈折率絶縁体２３０と重なりを有して配置されており、高屈折率絶縁体２９０は、平面視で高屈折率絶縁体２４０と重なりを有して配置されている。
【００５７】
さらに、図３を参照して、基材２１０の凹部２１１、レンズ部材２２０、高屈折率絶縁体２４０、反射部材２８０、および、高屈折率絶縁体２９０、の配置関係について説明する。
【００５８】
高屈折率絶縁体２４０が配置された領域２４２は、開口領域２７２の内側に配置されている。凹部２１１が配置された領域２１２は、開口領域２７２と重なり開口領域２７２の外側まで配置されており、凹部２１１は、平面視において、高屈折率絶縁体２４０と重なり高屈折率絶縁体２４０の外側まで配置されている。
【００５９】
高屈折率絶縁体２９０は、厚さ方向において高屈折率絶縁体２４０とレンズ部材２２０との間に配置されている。レンズ部材２２０は、厚さ方向において、高屈折率絶縁体２９０と基材２１０との間に配置されている。
【００６０】
高屈折率絶縁体２９０は、レンズ部材２２０側から高屈折率絶縁体２４０側に向かうにつれて、幅が狭まる形状に形成されている。高屈折率絶縁体２９０は、厚さ方向において最もレンズ部材２２０側では、平面視で遮光体２５０と重なる位置まで（開口領域２７２の外側まで）配置されており、厚さ方向において最も高屈折率絶縁体２４０側では、平面視で遮光体２５０から開口領域２７２の内側に離間して配置されている。
【００６１】
高屈折率絶縁体２９０の形状に対応して、反射部材２８０は、高屈折率絶縁体２９０との界面２８１が、厚さ方向においてレンズ部材２２０側から高屈折率絶縁体２４０側に向かうにつれて、開口領域２７２の内側に向かう傾斜を有するように、形成されている。
【００６２】
図３および図４を参照して、高屈折率絶縁体２４０の導波路としての機能、高屈折率絶縁体２９０の導波路としての機能、および、レンズ部材２２０の機能について説明する。液晶表示装置１００には、進行方向が画素電極２７０に対し概ね垂直な方向に揃えられて、概ね平行光束にされた光が入射されるが、入射光には、垂直な方向からずれて斜めに入射する成分も含まれる。
【００６３】
まず、液晶表示装置１００に素子基板２００側から光を入射させる場合を例として、素子基板２００に斜めに入射した入射光５００の伝搬について説明する。基材２１０に斜めに入射した入射光５００は、基材２１０の凹部２１１とレンズ部材２２０との界面２２３で屈折される。これにより、入射光５００は、界面２２３で屈折されない場合と比べて、開口領域２７２の内側に向かって進行させることができる。なお、例示の入射光５００は、界面２２３で屈折されても、開口領域２７２の外側に向かって進行している。
【００６４】
凹部２１１が開口領域２７２の外側まで配置され、レンズ部材２２０が（レンズ層２２１が）開口領域２７２の外側まで拡がって形成されていることで、レンズ部材２２０が（レンズ層２２１が）開口領域２７２の外側までは形成されていない場合と比べて、広い範囲を通過する入射光５００を、開口領域２７２の内側に向かって屈折させることができる。
【００６５】
界面２２３で屈折された入射光５００は、レンズ部材２２０を透過して、高屈折率絶縁体２９０に入射し、高屈折率絶縁体２９０と反射部材２８０との界面２８１に入射して、界面２８１で反射される。界面２８１は、上述のような傾斜により、レンズ部材２２０側の端部が、遮光体２５０の下側に入り込んで開口領域２７２の外側に配置されている。これにより、開口領域２７２の外側まで達した入射光５００であっても、界面２８１で反射させて、開口領域２７２の内側に進行させる（内側に戻す）ことができる。
【００６６】
比較対象として、界面２８１（反射部材２８０の側面）が傾斜せず、画素電極２７０に対して垂直な場合を考えると、入射光５００は反射部材２８０の底面に入射することとなり、開口領域２７２の内側に反射させることはできない。
【００６７】
例えば、反射部材２８０が酸化シリコンで形成され、高屈折率絶縁体２９０が酸窒化シリコンで形成されている場合、波長５５０ｎｍの可視光について、反射部材２８０の屈折率は１．４６となり、高屈折率絶縁体２９０の屈折率は１．６４となる。スネルの法則より、界面２８１に入射する入射光５００の入射角が６２°以上であると、入射光５００は、界面２８１で全反射される。
【００６８】
界面２８１で反射された入射光５００は、高屈折率絶縁体２９０を透過し、高屈折率絶縁体２４０に入射し、高屈折率絶縁体２４０と低屈折率絶縁体２３０との界面２４１に入射して、反射される。界面２４１での反射により、入射光５００を、開口領域２７２の内側に進行させる（内側に戻す）ことができる。
【００６９】
例えば、低屈折率絶縁体２３０が酸化シリコンで形成され、高屈折率絶縁体２４０が酸窒化シリコンで形成されている場合、界面２４１に入射する入射光５００の入射角が６２°以上であると、入射光５００は、界面２４１で全反射されて、低屈折率絶縁体２３０内には入射しない。
【００７０】
界面２４１で反射された入射光５００は、高屈折率絶縁体２４０を透過し、開口領域２７２において画素電極２７０を透過し、さらに配向膜２７５を透過して、液晶層４００に入射する。
【００７１】
次に、液晶表示装置１００に対向基板３００側から光を入射させる場合を例として、素子基板２００に斜めに入射した入射光５０１の伝搬について説明する。液晶層４００を透過して素子基板２００の配向膜２７５に斜めに入射した入射光５０１は、配向膜２７５および画素電極２７０を透過して、高屈折率絶縁体２４０に入射し、界面２４１に入射して反射される。界面２４１での反射により、入射光５０１を、開口領域２７２の内側に進行させる（内側に戻す）ことができる。入射光５０１は、界面２４１で全反射が生じる場合、低屈折率絶縁体２３０内には入射しない。
【００７２】
界面２４１で反射された入射光５０１は、高屈折率絶縁体２４０を透過して、高屈折率絶縁体２９０に入射し、界面２８１に入射して反射される。界面２８１での反射により、入射光５０１を、開口領域２７２の内側に進行させる（内側に戻す）ことができる。
【００７３】
界面２８１は、高屈折率絶縁体２４０側で開口領域２７２の内側に向かうように、つまり、レンズ部材２２０側で開口領域２７２の外側に向かうように、傾斜している。界面２８１がこのような傾斜を有することにより、高屈折率絶縁体２４０側から界面２８１に入射する入射光５０１の入射角が大きくなり、界面２８１での全反射が生じやすくなる。
【００７４】
界面２８１で反射された入射光５０１は、高屈折率絶縁体２９０を透過して、レンズ部材２２０に入射し、レンズ部材２２０と基材２１０の凹部２１１との界面２２３で屈折される。これにより、入射光５０１は、界面２２３で屈折されない場合と比べて、開口領域２７２の内側に向かって進行させることができる。
【００７５】
凹部２１１が開口領域２７２の外側まで配置され、レンズ部材２２０が（レンズ層２２１が）開口領域２７２の外側まで拡がって形成されていることで、レンズ部材２２０が（レンズ層２２１が）開口領域２７２の外側までは形成されていない場合と比べて、広い範囲を通過する入射光５０１を、開口領域２７２の内側に向かって屈折させることができる。界面２２３で屈折された入射光５０１は、基材２１０を透過して素子基板２００の外部へ出射される。
【００７６】
以上説明したように、高屈折率絶縁体２４０は、高屈折率絶縁体２４０に入射した光を、高屈折率絶縁体２４０と低屈折率絶縁体２３０との界面２４１で反射させて、高屈折率絶縁体２４０の内部で伝搬させる導波路（第１の導波路）として機能する。界面２４１で全反射を生じさせることにより、高屈折率絶縁体２４０の内部で効率的に入射光を伝搬させることができる。なお、界面２４１において全反射でない反射が生じる場合であっても、当該反射により入射光の少なくとも一部を高屈折率絶縁体２４０の内部側、すなわち開口領域２７２の内側に戻すことができる。
【００７７】
高屈折率絶縁体２４０により、入射光が開口領域２７２から外れることを抑制できるため、入射光が表示に寄与しなくなることが抑制されて、光利用効率の向上が図られる。また、低屈折率絶縁体２３０内への光入射が抑制されることで、平面視で遮光体２５０と重なる位置に設けられたＴＦＴ２６０に（特にＴＦＴ２６０の半導体層に）入射光が照射されることを抑制でき、ＴＦＴ２６０の誤作動が抑制される。このように、開口領域２７２に高屈折率絶縁体２４０を設けた簡便な構造で、光利用効率の向上等を図ることができる。
【００７８】
高屈折率絶縁体２９０は、高屈折率絶縁体２９０に入射した光を、高屈折率絶縁体２９０と反射部材２８０との界面２８１で反射させて、高屈折率絶縁体２９０の内部で伝搬させる導波路（第２の導波路）として機能する。界面２８１で全反射を生じさせることにより、高屈折率絶縁体２９０の内部で効率的に入射光を伝搬させることができる。なお、界面２８１において全反射でない反射が生じる場合であっても、当該反射により入射光の少なくとも一部を高屈折率絶縁体２９０の内部側、すなわち開口領域２７２の内側に戻すことができる。高屈折率絶縁体２４０により、入射光が開口領域２７２から外れることを抑制できるため、光利用効率の向上が図られる。
【００７９】
反射部材２８０は、高屈折率絶縁体２９０との界面２８１が、高屈折率絶縁体２４０側で開口領域２７２の内側に向かう傾斜（レンズ部材２２０側で開口領域２７２の外側に向かう傾斜）を有するように、形成されている。界面２８１がこのような傾斜を有することで、例えば、レンズ部材２２０側から界面２８１に入射する光については、開口領域２７２の外側に外れていても開口領域２７２の内側に反射させやすくなり、高屈折率絶縁体２４０まで伝搬させやすくなる。また例えば、高屈折率絶縁体２４０側から界面２８１に入射する光については、界面２８１での全反射を生じさせやすくでき、レンズ部材２２０まで効率的に伝搬させやすくなる。このように、界面２８１が上述のような傾斜を有することで、高屈折率絶縁体２４０とレンズ部材２２０との間での、高屈折率絶縁体２９０を介した入射光の伝搬を、効率的に行うことができる。
【００８０】
さらに、平面視において開口領域２７２の外側まで配置された凹部２１１を覆って設けられたレンズ部材２２０により、開口領域２７２の外側を通る入射光も開口領域２７２の内側に屈折させる（内側に戻す）ことができるため、光利用効率をより向上させることができる。
【００８１】
レンズ部材２２０は、レンズ層２２１に加えて透光層２２２を有する。レンズ部材２２０の透光層２２２の厚さを調整することで、開口領域２７２を透過する光の光路長を調整することができる。
【００８２】
高屈折率絶縁体２４０が厚さ方向に配置された範囲は、ＴＦＴ２６０（特にＴＦＴ２６０の半導体層）が配置されている厚さ方向の範囲を含むことが好ましい。より具体的には、当該範囲は、遮光層２５１のＴＦＴ２６０側に向いた面２５１ａから遮光層２５２のＴＦＴ２６０側に向いた面２５２ａまでの厚さ方向の範囲を含むことが好ましい。高屈折率絶縁体２４０をこのように設けることで、ＴＦＴ２６０への入射光の照射を抑制することができる。
【００８３】
なお、高屈折率絶縁体２４０が厚さ方向に配置された範囲は、遮光層２５１のＴＦＴ２６０側に向いた面２５１ａと反対側の面２５１ｂから、遮光層２５２のＴＦＴ２６０側に向いた面２５２ａと反対側の面２５２ｂまでの厚さ方向の範囲を含むことが、より好ましい。これにより、入射光のＴＦＴ２６０への照射が抑制される効果を、より高めることができる。
【００８４】
高屈折率絶縁体２４０は、平面視において、遮光体２５０の縁２５５に対して開口領域２７２の内側に離間して配置されて、低屈折率絶縁体２３０と接するように設けられていることが好ましい。これは、以下のような理由による。
【００８５】
高屈折率絶縁体２４０が遮光体２５０から離間していることで、遮光体２５０は高屈折率絶縁体２４０と接することがなく、高屈折率絶縁体２４０内に露出しない。遮光体２５０は、例えば金属で形成されており、金属光沢を有する。遮光体２５０が高屈折率絶縁体２４０内に露出していると、高屈折率絶縁体２４０を伝搬する光が、遮光体２５０を形成する遮光層２５１等の端部の縁で反射される。
【００８６】
界面２４１に入射する入射光の進行方向は、界面２４１と平行に近いほど（界面２４１への入射角が９０°に近いほど）、界面２４１での全反射を生じさせやすいが、遮光体２５０の端部の縁で反射された光は、反射方向が一定しないため、界面２４１への入射角が小さい反射光（進行方向が界面２４１に対し垂直に近い反射光）が生じるおそれがある。このような反射光は、低屈折率絶縁体２３０内に入り込んで、開口領域２７２を外れて伝搬することとなり、また、ＴＦＴ２６０に照射されやすくなる。
【００８７】
高屈折率絶縁体２４０が遮光体２５０から離間した態様とすることで、遮光体２５０の縁による入射光５００の反射を抑制することができる。なお、高屈折率絶縁体２４０が遮光体２５０と接する態様であっても、高屈折率絶縁体２４０が設けられることで、高屈折率絶縁体２４０が設けられない場合と比べて、上述のような、光利用効率向上やＴＦＴ２６０への光照射抑制の効果を得ることはできる。
【００８８】
次に、液晶表示装置１００の製造方法について説明する。図５〜図１３は、液晶表示装置１００の製造工程を示す概略断面図である。図５を参照する。基材２１０を準備する。基材２１０の、レンズ部材２２０が形成される領域に開口を有するマスクを形成し、当該領域の基材２１０を、エッチングにより一部の厚さ除去する。当該エッチングには、例えば、フッ酸を含むエッチング液を用いたウエットエッチングが用いられる。その後、当該マスクを除去する。
【００８９】
図６を参照する。基材２１０に形成されるべき凹部２１１の最も深い部分上に開口を有するマスク６００を形成する。図７を参照する。例えば、フッ酸を含むエッチング液を用いたウエットエッチングを行って、凹部２１１を形成する。凹部２１１を形成した後、マスク６００を除去する。
【００９０】
図８を参照する。凹部２１１を埋め込むように、例えば、プラズマ化学気相堆積（ＣＶＤ）により酸窒化シリコンを堆積し、化学機械研磨（ＣＭＰ）により不要部を除去し上面を平坦化する。このようにして、レンズ部材２２０および高屈折率絶縁体２９０が形成される層として、高屈折率材料層２２５が形成される。
【００９１】
図９を参照する。高屈折率材料層２２５上に、反射部材２８０の形成領域に開口を有するマスク６１０を形成する。マスク６１０の開口内の高屈折率材料層２２５を、例えば、フッ素系ガスに酸素や一酸化炭素等を混合したエッチングガスを用いてドライエッチングにより除去することで、高屈折率材料層２２５に、断面Ｖ字形状の凹部６１１を形成する。凹部６１１を形成した後、マスク６１０を除去する。
【００９２】
図１０を参照する。凹部６１１を埋め込むように、例えば、酸化シリコンを堆積し、ＣＭＰにより不要部を除去し上面を平坦化する。このようにして、凹部６１１に埋め込まれた反射部材２８０が形成される。
【００９３】
図１１を参照する。反射部材２８０および高屈折率絶縁体２９０が形成する面の、反射部材２８０上に、遮光層２５１を形成する。遮光層２５１を覆って反射部材２８０および高屈折率絶縁体２９０上に、絶縁層２３１を形成する。絶縁層２３１上に、ＴＦＴ２６０を形成し、ＴＦＴ２６０を覆って絶縁層２３１上に、絶縁層２３２を形成する。絶縁層２３２上に、遮光層２５２を形成し、遮光層２５２を覆って絶縁層２３２上に、絶縁層２３３を形成する。絶縁層２３３上に、遮光層２５３を形成し、遮光層２５３を覆って絶縁層２３３上に、絶縁層２３４を形成する。絶縁層２３１、絶縁層２３２、絶縁層２３３および絶縁層２３４、遮光層２５１、遮光層２５２および遮光層２５３、ＴＦＴ２６０の形成方法としては、公知の方法を適宜用いることができる。
【００９４】
図１２を参照する。絶縁層２３４上に、高屈折率絶縁体２４０の形成領域に開口を有するマスク６２０を形成する。絶縁層２３４、絶縁層２３３、絶縁層２３２および絶縁層２３１は、例えば酸化シリコンで形成されている。マスク６２０の開口内の絶縁層２３４、絶縁層２３３、絶縁層２３２および絶縁層２３１を、例えば、フッ素系等のハロゲン系のエッチングガスを用いてドライエッチングにより除去することで、絶縁層２３４、絶縁層２３３、絶縁層２３２および絶縁層２３１に、凹部６２１を形成する。凹部６２１を形成した後、マスク６２０を除去する。
【００９５】
図１３を参照する。凹部６２１を埋め込むように、例えば、プラズマＣＶＤにより酸窒化シリコンを堆積し、ＣＭＰにより不要部を除去し上面を平坦化する。このようにして、凹部６２１に埋め込まれた高屈折率絶縁体２４０が形成される。本実施形態による高屈折率絶縁体２４０は、凹部６２１を埋め込むことで、簡便に製造することができる。
【００９６】
その後、絶縁層２３４および高屈折率絶縁体２４０よりも上側（液晶層４００側）の構造を、公知の方法を適宜用いて形成することで、素子基板２００が形成される。さらに、公知の技術を適宜用いて、対向基板３００を形成し、液晶層４００を形成することで、液晶表示装置１００が製造される。
【００９７】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下に述べるような他の実施形態への適用や、各種の変形が可能である。また、以下に述べる他の実施形態や変形の態様は、任意に選択された一または複数を、適宜に組み合わせることもできる。
【００９８】
＜第１実施形態の変形例＞
図１４は、第１実施形態の変形例による液晶表示装置１００の構成を例示する概略断面図である。液晶表示装置１００は、本変形例のように、対向基板３００側にレンズ部材３２０を有さない構造であってもよい。なお、対向基板３００がレンズ部材３２０を有さないことで、レンズ部材３２０を素子基板２００側の対応するレンズ部材２２０と位置合わせする必要がなくなり、対向基板３００側のレンズ部材３２０と、素子基板２００側のレンズ部材２２０との位置ずれが生じることがなくなる。
【００９９】
＜第２実施形態＞
図１５は、第２実施形態による液晶表示装置１００の構成を例示する概略断面図である。以下主に、上述の第１実施形態との相違点について説明する。第１実施形態では、反射部材２８０を、固体層（例えば酸化シリコン層）により形成したのに対し、第２実施形態では、反射部材２８０を、気体層（例えば空気層）または真空層により形成し、中空の部分として設けている。
【０１００】
高屈折率絶縁体２９０は、レンズ部材２２０とは別の材料を、レンズ部材２２０上に堆積することで形成されている。高屈折率絶縁体２９０は、反射部材２８０を形成する気体層または真空層よりも高い屈折率を有する透光性の材料、例えば酸化シリコンで形成される。
【０１０１】
反射部材２８０を覆って高屈折率絶縁体２９０上に、絶縁層２９５が形成されている。絶縁層２９５は、絶縁性であり透光性の材料、例えば酸化シリコン等で形成される。第２実施形態では、反射部材２８０が中空であるため、反射部材２８０の蓋となる部材として、絶縁層２９５が形成されている。
【０１０２】
絶縁層２９５上の、反射部材２８０上方の領域に、遮光層２５１、絶縁層２３１、ＴＦＴ２６０、絶縁層２３２、遮光層２５２、絶縁層２３３、遮光層２５３、および、絶縁層２３４が形成されている。絶縁層２９５上の、高屈折率絶縁体２９０上方の領域に、高屈折率絶縁体２４０が形成されている。高屈折率絶縁体２４０は、その下面が絶縁層２９５の途中の厚さに達し、遮光体２５０に対して（遮光体２５０のうち最も下側に配置された遮光層２５１に対して）レンズ部材２２０側まで形成されている。
【０１０３】
素子基板２００について、レンズ部材２２０から下側の構造と、絶縁層２３４および高屈折率絶縁体２４０から上側の構造は、第１実施形態と同様である。また、対向基板３００および液晶層４００は、第１実施形態と同様である。
【０１０４】
第２実施形態においても、高屈折率絶縁体２４０の導波路としての機能、高屈折率絶縁体２９０の導波路としての機能、および、レンズ部材２２０の機能は、第１実施形態と同様である。第２実施形態において、反射部材２８０は、気体層または真空層を含むことで、屈折率がほぼ１である。このため、第２実施形態では、反射部材２８０と高屈折率絶縁体２９０との屈折率差を大きくしやすく、界面２８１における全反射を生じさせやすい。
【０１０５】
次に、第２実施形態による液晶表示装置１００の製造方法について説明する。図１６〜図２２は、第２実施形態による液晶表示装置１００の製造工程を示す概略断面図である。まず、第１実施形態において図７を参照して説明した工程までと同様にして、基材２１０に凹部２１１を形成する。
【０１０６】
図１６を参照する。基材２１０の凹部２１１を埋め込むようにレンズ部材２２０を形成した後、レンズ部材２２０上に、例えば、ＣＶＤにより酸化シリコンを堆積して、高屈折率材料層２２６を形成する。
【０１０７】
図１７を参照する。第１実施形態において図９を参照して説明した工程と同様にして、高屈折率材料層２２６に、反射部材２８０を形成するための断面Ｖ字形状の凹部を形成する。そして、当該凹部を埋め込むように、例えば、ＣＶＤによりシリコンを堆積し、ＣＭＰにより不要部を除去し上面を平坦化する。このようにして、犠牲層２８２が形成される。
【０１０８】
犠牲層２８２を覆って高屈折率材料層２２６上に、例えば、ＣＶＤにより酸化シリコンを堆積して、絶縁層２９５ａを形成する。そして、絶縁層２９５ａに、犠牲層２８２を露出させる微小な穴を形成する。犠牲層２８２は、絶縁層２９５ａの材料に対し高いエッチング選択比が得られる材料で形成される。
【０１０９】
図１８を参照する。例えば、三フッ化塩素や二フッ化キセノンなどのフッ素系ガスをエッチングガスとするドライエッチングにより、犠牲層２８２を選択的に除去する。図１９を参照する。絶縁層２９５ａ上に、例えば、ＣＶＤにより酸化シリコンを堆積して、絶縁層２９５ｂを形成する。絶縁層２９５ｂにより、絶縁層２９５ａに形成された穴が塞がれる。絶縁層２９５ａおよび絶縁層２９５ｂの積層により、絶縁層２９５が形成される。絶縁層２９５により封止されることで、中空の反射部材２８０が形成される。
【０１１０】
図２０を参照する。第１実施形態で図１１を参照して説明した工程と同様にして、絶縁層２９５上に、遮光層２５１、絶縁層２３１、ＴＦＴ２６０、絶縁層２３２、遮光層２５２、絶縁層２３３、遮光層２５３、および、絶縁層２３４を形成する。
【０１１１】
図２１を参照する。第１実施形態で図１２を参照して説明した工程と同様にして、絶縁層２３４上に、高屈折率絶縁体２４０の形成領域に開口を有するマスク６３０を形成し、マスク６３０の開口内の絶縁層２３４、絶縁層２３３、絶縁層２３２、絶縁層２３１、および、絶縁層２９５を、エッチングにより除去することで、凹部６３１を形成する。絶縁層２９５は、その厚さの途中までが除去される。凹部６３１を形成した後、マスク６３０を除去する。
【０１１２】
図２２を参照する。第１実施形態で図１３を参照して説明した工程と同様にして、凹部６３１に埋め込まれた高屈折率絶縁体２４０を形成する。その後、絶縁層２３４および高屈折率絶縁体２４０よりも上側（液晶層４００側）の構造を、公知の方法を適宜用いて形成することで、素子基板２００が形成される。さらに、公知の技術を適宜用いて、対向基板３００を形成し、液晶層４００を形成することで、第２実施形態による液晶表示装置１００が製造される。
【０１１３】
上述の実施形態による液晶表示装置１００において、さらに、以下のような変形を行ってもよい。例えば、素子基板２００における絶縁層（層間絶縁膜）の数や、遮光体２５０を形成する遮光層の数は、必要に応じて変更してもよい。また例えば、高屈折率絶縁体２４０が設けられる厚さ方向の範囲は、必要に応じて変更してもよい。また例えば、開口領域２７２内で高屈折率絶縁体２４０が設けられる平面視上の範囲は、必要に応じて変更してもよい。また例えば、反射部材２８０および高屈折率絶縁体２９０が設けられる厚さ方向の範囲や、界面２８１の傾斜の角度は、必要に応じて変更してもよい。
【０１１４】
＜応用例＞
次に、上述の実施形態の応用例として、投射型表示装置（プロジェクター）について説明する。図２３は、応用例によるプロジェクター７００の光学系を例示する模式図である。プロジェクター７００は、光源装置７０１と、インテグレーター７０４と、偏光変換素子７０５と、色分離導光光学系７０２と、光変調装置としての液晶光変調装置７１０Ｒ、液晶光変調装置７１０Ｇ、 液晶光変調装置７１０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム７１２および投写光学系７１４と、を具備して構成されている。液晶光変調装置７１０Ｒ、７１０Ｇおよび７１０Ｂには、後述するように、液晶表示装置７２０Ｒ、７２０Ｇおよび７２０Ｂが設けられている。これらの液晶表示装置７２０Ｒ、７２０Ｇおよび７２０Ｂとして、例えば上述の液晶表示装置１００を用いることができる。
【０１１５】
光源装置７０１は、第１色光である赤色光（以下「Ｒ光」という）、第２色光である緑色光（以下「Ｇ光」という）、および第３色光である青色光（以下「Ｂ光」という）を含む光を供給する。光源装置７０１としては、例えば超高圧水銀ランプを用いることができる。
【０１１６】
インテグレーター７０４は、光源装置７０１から出射された光の照度分布を均一化する。照度分布を均一化された光は、偏光変換素子７０５にて特定の振動方向を有する偏光光、例えば色分離導光光学系７０２の反射面に対してｓ偏光したｓ偏光光に変換される。ｓ偏光光に変換された光は、色分離導光光学系７０２を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー７０６Ｒに入射する。
【０１１７】
色分離導光光学系７０２は、Ｒ光透過ダイクロイックミラー７０６Ｒと、Ｂ光透過ダイクロイックミラー７０６Ｇと、３枚の反射ミラー７０７と、２枚のリレーレンズ７０８と、を具備して構成されている。
【０１１８】
Ｒ光透過ダイクロイックミラー７０６Ｒは、Ｒ光を透過し、Ｇ光、Ｂ光を反射する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー７０６Ｒを透過したＲ光は、反射ミラー７０７に入射する。
【０１１９】
反射ミラー７０７は、Ｒ光の光路を９０度折り曲げる。光路を折り曲げられたＲ光は、Ｒ光用液晶光変調装置７１０Ｒに入射する。Ｒ光用液晶光変調装置７１０Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。
【０１２０】
Ｒ光用液晶光変調装置７１０Ｒは、λ／２位相差板７２３Ｒ、ガラス板７２４Ｒ、第１偏光板７２１Ｒ、液晶表示装置７２０Ｒ、および第２偏光板７２２Ｒを有する。λ／２位相差板７２３Ｒおよび第１偏光板７２１Ｒは、偏光方向を変換させない透光性のガラス板７２４Ｒに接する状態で配置される。なお、図１０において、第２偏光板７２２Ｒは独立して設けられているが、液晶表示装置７２０Ｒの射出面や、クロスダイクロイックプリズム７１２の入射表面に接する状態で配置しても良い。
【０１２１】
Ｒ光透過ダイクロイックミラー７０６Ｒで反射された、Ｇ光とＢ光とは光路を９０度折り曲げられる。光路を折り曲げられたＧ光とＢ光とは、Ｂ光透過ダイクロイックミラー７０６Ｇに入射する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー７０６Ｇは、Ｇ光を反射し、Ｂ光を透過する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー７０６Ｇで反射されたＧ光は、Ｇ光用液晶光変調装置７１０Ｇに入射する。Ｇ光用液晶光変調装置７１０ＧはＧ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。Ｇ光用液晶光変調装置７１０Ｇは、液晶表示装置７２０Ｇ、第１偏光板７２１Ｇおよび第２偏光板７２２Ｇを有する。
【０１２２】
Ｇ光用液晶光変調装置７１０Ｇに入射するＧ光は、ｓ偏光光に変換されている。Ｇ光用液晶光変調装置７１０Ｇに入射したｓ偏光光は、第１偏光板７２１Ｇをそのまま透過し、液晶表示装置７２０Ｇに入射する。液晶表示装置７２０Ｇに入射したｓ偏光光は、画像信号に応じた変調により、Ｇ光がｐ偏光光に変換される。液晶表示装置７２０Ｇの変調により、ｐ偏光光に変換されたＧ光が、第２偏光板７２２Ｇから射出される。このようにして、Ｇ光用液晶光変調装置７１０Ｇで変調されたＧ光は、クロスダイクロイックプリズム７１２に入射する。
【０１２３】
Ｂ光透過ダイクロイックミラー７０６Ｇを透過したＢ光は、２枚のリレーレンズ７０８と、２枚の反射ミラー７０７とを経由して、Ｂ光用液晶光変調装置７１０Ｂに入射する。
【０１２４】
Ｂ光用液晶光変調装置７１０Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。Ｂ光用液晶光変調装置７１０Ｂは、λ／２位相差板７２３Ｂ、ガラス板７２４Ｂ、第１偏光板７２１Ｂ、液晶表示装置７２０Ｂ、および第２偏光板７２２Ｂを有する。
【０１２５】
Ｂ光用液晶光変調装置７１０Ｂに入射するＢ光は、ｓ偏光光に変換されている。Ｂ光用液晶光変調装置７１０Ｂに入射したｓ偏光光は、λ／２位相差板７２３Ｂによりｐ偏光光に変換される。ｐ偏光光に変換されたＢ光は、ガラス板７２４Ｂおよび第１偏光板７２１Ｂをそのまま透過し、液晶表示装置７２０Ｂに入射する。液晶表示装置７２０Ｂに入射したｐ偏光光は、画像信号に応じた変調により、Ｂ光がｓ偏光光に変換される。液晶表示装置７２０Ｂの変調により、ｓ偏光光に変換されたＢ光が、第２偏光板７２２Ｂから射出される。Ｂ光用液晶光変調装置７１０Ｂで変調されたＢ光は、クロスダイクロイックプリズム７１２に入射する。
【０１２６】
このように、色分離導光光学系７０２を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー７０６ＲとＢ光透過ダイクロイックミラー７０６Ｇとは、光源装置７０１から供給される光を、第１色光であるＲ光と、第２色光であるＧ光と、第３色光であるＢ光とに分離する。
【０１２７】
色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム７１２は、２つのダイクロイック膜７１２ａ、７１２ｂをＸ字型に直交して配置して構成されている。ダイクロイック膜７１２ａは、Ｂ光を反射し、Ｇ光を透過する。ダイクロイック膜７１２ｂは、Ｒ光を反射し、Ｇ光を透過する。このように、クロスダイクロイックプリズム７１２は、Ｒ光用液晶光変調装置７１０Ｒ、Ｇ光用液晶光変調装置７１０Ｇ、およびＢ光用液晶光変調装置７１０Ｂでそれぞれ変調されたＲ光、Ｇ光およびＢ光を合成する。
【０１２８】
投写光学系７１４は、クロスダイクロイックプリズム７１２で合成された光をスクリーン７１６に投射する。これにより、スクリーン７１６上でフルカラー画像を得ることができる。このように、上述の液晶表示装置１００は、一例としてプロジェクター７００に用いることができる。
【０１２９】
なお、上述の液晶表示装置１００は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクターに用いることも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクターに用いることもできる。
【０１３０】
なお、液晶表示装置１００を適用可能な電子機器は、プロジェクターに限定されない。液晶表示装置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）、または電子ブック、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、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、電子手帳、ＰＯＳなどの情報端末機器の表示部として用いてもよい。
【０１３１】
なお、上記の説明では、導波路として機能する高屈折率絶縁体２４０、導波路として機能する高屈折率絶縁体２９０、および、レンズ部材２２０を有する素子基板２００（電気光学装置用基板）を備えた電気光学装置（または表示装置）として、液晶表示装置１００を例示したが、本発明はこのような態様に限定されない。導波路として機能する高屈折率絶縁体２４０、導波路として機能する高屈折率絶縁体２９０、および、レンズ部材２２０は、例えば、光利用効率の向上を図ること等のために、電気泳動型表示装置、有機エレクトロルミネッセンス装置等の他の電気光学装置（または表示装置）に適用してもよい。
【符号の説明】
【０１３２】
１００…液晶表示装置、１０１…表示領域、１０２…画素、１１０…データ線駆動回路、１２０…外部回路実装端子、１３０…走査線駆動回路、１４０…配線、１５０…基板間導通材、２００…素子基板、２１０…基材、２１１…凹部、２１１ａ…凹曲面、２１２…凹部の配置領域、２１３…縁、２２０…レンズ部材（マイクロレンズ）、２２１…レンズ層、２２１ａ…凸曲面、２２２…透光層、２２３…界面、２２５…高屈折率材料層、２２６…高屈折率材料層、２３０…低屈折率絶縁体、２３１…絶縁層、２３２…絶縁層、２３３…絶縁層、２３４…絶縁層、２３５…絶縁層、２４０…高屈折率絶縁体、２４１…界面、２４２…高屈折率絶縁体の配置領域、２５０…遮光体、２５１…遮光層、２５１ａ…ＴＦＴ側の面、２５１ｂ…ＴＦＴと反対側の面、２５２…遮光層、２５２ａ…ＴＦＴ側の面、２５２ｂ…ＴＦＴと反対側の面、２５３…遮光層、２５５…縁、２６０…ＴＦＴ、２６１…走査線、２６２…データ線、２６３…容量線、２７０…画素電極、２７１…縁、２７２…開口領域、２７３…非開口領域、２７５…配向膜、２７６…蓄積容量、２８０…反射部材、２８１…界面、２８２…犠牲層、２９０…高屈折率絶縁体、２９５ａ…絶縁層、２９５ｂ…絶縁層、２９５…絶縁層、３００…対向基板、３１０…基材、３１１…凹部、３１１ａ…凹曲面、３２０…マイクロレンズ（マイクロレンズ）、３２１…レンズ層、３２１ａ…凸曲面、３２２…透光層、３２３…界面、３３０…絶縁層、３７０…共通電極、３７５…配向膜、４００…液晶層、４１０…シール材、４２０…周辺見切り、５００…入射光、５０１…入射光、６００…マスク、６１０…マスク、６１１…凹部、６２０…マスク、６２１…凹部、６３０…マスク、６３１…凹部、７００…プロジェクター、７０１…光源装置、７０２…色分離導光光学系、７０４…インテグレーター、７０５…偏光変換素子、７１０Ｒ…液晶光変調装置、７１０Ｇ…液晶光変調装置、７１０Ｂ…液晶光変調装置、７１２…クロスダイクロイックプリズム、７１４…投写光学系、７１６…スクリーン。
【図１】
2018185417.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2018185417.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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