(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素をマトリクス状に配列してなる電気光学装置であって、
溝状のプリズム素子を透明基板にアレイ状に形成してなる集光基板を具備し、
前記プリズム素子は、前記画素の境界領域に沿って配置されており、
前記プリズム素子の側壁に、前記集光基板の厚さ方向に並設された複数の斜面部が形成され、
前記プリズム素子の開口端側に形成される前記斜面部の、前記集光基板の前記プリズム素子が形成される面の法線に対する傾斜角が、他の前記斜面部の前記法線に対する傾斜角より小さいことを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記プリズム素子の開口端側に配置された前記斜面部が、前記集光基板の前記法線に平行となるよう形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記集光基板表面の前記プリズム素子の開口端を覆う位置に遮光手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記プリズム素子の開口端側に樹脂層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電気光学装置。
【請求項５】
複数の画素をマトリクス状に配列してなる電気光学装置であって、
溝状のプリズム素子を透明基板にアレイ状に形成してなる集光基板を具備し、
前記プリズム素子は、前記画素の境界領域に沿って配置されており、
前記プリズム素子の側壁に、前記集光基板の厚さ方向に並設された複数の斜面部が形成され、
前記斜面部に前記複数の画素と反対側から入射する光のうち、同じ入射角で入射する光が、前記プリズム素子の開口端側に形成される前記斜面部で反射される光を第１の反射光とし、前記光が他の前記斜面部で反射される光を第２の反射光とし、前記第１の反射光が前記集光基板の前記プリズム素子が形成される面の法線となす角を第１の角とし、前記第２の反射光が前記法線となす角を第２の角とした場合、前記第１の角の角度が前記第２の角の角度より小さいことを特徴とする電気光学装置。
【請求項６】
電気光学装置の画素に対する集光手段として適用できる電気光学装置用基板であって、
溝状のプリズム素子を透明基板にアレイ状に形成してなる集光基板を具備し、
前記プリズム素子は、前記画素の境界領域に沿って配置されており、
前記プリズム素子の側壁に、前記集光基板の厚さ方向に並設された複数の斜面部が形成され、
前記プリズム素子の開口端側に形成される前記斜面部の、前記集光基板の前記プリズム素子が形成される面の法線に対する傾斜角が、他の前記斜面部の前記法線に対する傾斜角より小さいことを特徴とする電気光学装置用基板。
【請求項７】
複数のプリズム素子が形成された第１の主面と前記第１の主面に対向する第２の主面とを備えた集光基板であって、
前記複数のプリズム素子の各々は溝状の形状を有しており、
前記複数のプリズム素子の各々の側壁は、第１部分と第２部分とを含み、
前記第１の部分は、前記第２の部分より平面部に近接しており、
前記第１の主面のうち前記複数のプリズム素子が形成されてない部分である平面部の法線と前記第１の部分のなす第１の角は、前記第２の部分と前記法線とがなす第２の角より小であること、
を特徴とする集光基板。
【請求項８】
請求項７に記載の集光基板と、複数の画素電極とを備えた電気光学パネルと、を含み、
前記複数のプリズム素子の各々は、前記複数の画素電極のうち互いに隣接する２つの画素電極の間の領域と重なって設けられていること、
を特徴とする電気光学装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項５、及び請求項８のいずれか１項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項５、及び請求項８のいずれか１項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集光基板、電気光学装置、電気光学装置用基板、プロジェクタ、及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気光学装置では、画像表示領域内に画素を駆動するための回路が形成されており、特に液晶装置では各種配線のほか、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のスイッチング素子が形成されている。そのため、画素領域のうち実際に光が射出される領域（表示に寄与する領域）の比率（開口率）は、例えば７０％程度であり、この開口率に応じた光量のみが表示に利用されている。そこで、液晶装置の各画素に対応したマイクロレンズを設け、光源から供給される光を画素の開口領域に向けて集光することで光の利用効率を向上させることが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−７０２８２号公報
【特許文献２】特開平３−１７０９１１号公報
【特許文献３】特開２０００−３３０１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
マイクロレンズアレイを備えた液晶装置をプロジェクタに用いることで、画素の開口領域に光を集光させることができ、光変調手段である液晶装置における光利用効率を高めることが可能である。しかしながら、マイクロレンズによって入射光を屈折させるため、液晶層に入射する光の光線角度が大きくなってコントラストが低下するという問題が生じる。また、投射光学系の開口数（Numerical Aperture:NA）を超える光線角度の光は、表示に利用されないため、投射光学系における光利用効率が低下するという問題も生じる。更に、レンズによる集光手段であるため集光による光線集中が起こり、画素内輝度分布の発生、更に集光による耐光性の劣化を引き起こす原因となっていた。
【０００４】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、高コントラストの表示が得られ、光利用効率にも優れた電気光学装置を提供することを目的としている。また本発明は、高コントラストの表示が得られ、光利用効率にも優れる電気光学装置の製造に好適な電気光学装置用基板を提供することを他の目的としている。また本発明は、高輝度、高コントラストの投射表示が得られ、且つ光線集中による画素内輝度分布の発生、更に集光による耐光性の劣化を防止できるプロジェクタを提供することを他の目的としている。
【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、本発明の電気光学装置は、複数の画素をマトリクス状に配列してなる電気光学装置であって、溝状のプリズム素子を透明基板にアレイ状に形成してなる集光基板を具備し、前記プリズム素子は、前記画素の境界領域に沿って配置されており、前記プリズム素子の側壁に、前記集光基板の厚さ方向に並設された複数の斜面部が形成され、前記プリズム素子の開口端側には、前記集光基板の法線方向に対する傾斜角が他の前記斜面部より小さい斜面部が配置されていることを特徴とする。
このように前記プリズム素子の側壁に傾斜角度の異なる複数の斜面部を配置し、かつ傾斜角度の小さい斜面部をプリズム素子の開口端側に形成した構成の集光基板を具備した構成とすることで、プリズム素子の先端側に向かう先窄まり状を成しつつ、プリズム素子の開口端側では前記法線方向に対して平行に近い斜面部を備えたものとなる。傾斜角の小さい斜面部を設けることで、当該斜面部で反射させた光の画素に対する入射角が過度に大きくなるのを防ぐことができ、表示コントラストを高めることができる。また、開口端側の斜面部の法線に対する角度が小さくなることで、斜面部での反射光が画素境界付近に進むようになるので、画素に入射する光の分布を均一化して光照射による電気光学装置の劣化を防止することができる。さらに、プリズム素子の先端側には傾斜角の大きい斜面部が形成されているので、画素の境界領域に入射する光を効率よく画素に導くことができ、明るい表示を得ることができる。
【０００６】
本発明の電気光学装置では、前記プリズム素子の開口端側に配置された前記斜面部が、前記集光基板の前記法線に平行となるよう形成されていることが好ましい。このような構成とすることで、開口端側に配置された斜面部で反射された光の画素への入射角度を小さくすることができ、コントラストの向上を図ることができる。
【０００７】
本発明の電気光学装置では、前記集光基板表面の前記プリズム素子の開口端を覆う位置に遮光手段が設けられていることが好ましい。このような構成とすることで、プリズム素子で反射された光が遮光手段に入射しにくくなり、集光基板から射出されて画素に入射する光量を多くすることができる。また、他の部材を介さず集光基板表面に直接遮光手段を形成しているので、電気光学装置を簡便な工程で安価に製造することができる。
【０００８】
本発明の電気光学装置では、前記プリズム素子の開口端側に、樹脂層が形成されている構成とすることもできる。このような構成とすれば、前記プリズム素子に起因する透明基板表面の凹凸を前記樹脂層によって平坦化することができるので、当該集光基板を電気光学装置の構成基板として用いる際に都合がよい。
【０００９】
また本発明の電気光学装置としては、複数の画素をマトリクス状に配列してなる電気光学装置であって、溝状のプリズム素子を透明基板にアレイ状に形成してなる集光基板を具備し、前記プリズム素子は、前記画素の境界領域に沿って配置されており、前記プリズム素子の側壁に、前記集光基板の厚さ方向に並設された複数の斜面部が形成され、前記斜面部に前記複数の画素と反対側から入射する光のうち、同じ入射角で入射する光が、前記プリズム素子の開口端側に形成される前記斜面部で反射される光を第１の反射光とし、前記光が他の前記斜面部で反射される光を第２の反射光とし、前記第１の反射光が前記集光基板の前記プリズム素子が形成される面の法線となす角を第１の角とし、前記第２の反射光が前記法線となす角を第２の角とした場合、前記第１の角の角度が前記第２の角の角度より小さいことを特徴とする構成も適用できる。
【００１０】
本発明の電気光学装置用基板は、電気光学装置の画素に対する集光手段として適用できる電気光学装置用基板であって、溝状のプリズム素子を透明基板にアレイ状に形成してなる集光基板を具備し、前記プリズム素子は、前記画素の境界領域に沿って配置されており、前記プリズム素子の側壁に、前記集光基板の厚さ方向に並設された複数の斜面部が形成され、前記プリズム素子の開口端側に形成される前記斜面部の、前記集光基板の前記プリズム素子が形成される面の法線に対する傾斜角が、他の前記斜面部の前記法線に対する傾斜角より小さいことを特徴とする。かかる電気光学装置用基板によれば、光源から供給される光の利用効率が高く、明るさ及びコントラストに優れた表示が可能な電気光学装置を構成し得る。
【００１１】
本発明に係る他の電気光学装置は、上記課題を解決するために、光源と、複数の画素をマトリクス状に配列してなる電気光学パネルとを具備した電気光学装置であって、溝状のプリズム素子を透明基板にアレイ状に形成してなる集光基板を備え、前記プリズム素子は、前記電気光学パネルの前記画素の境界領域に沿って配置されるとともに、前記プリズム素子間の開口部に臨む斜面部を有しており、前記プリズム素子の開口部の幅Ｂと、前記プリズム素子の深さＨと、前記光源から射出されて前記プリズム素子の先端側から前記斜面部に入射して反射される光の入射角度θＬと、前記プリズム素子間の開口部の幅Ｗとが、下記の数式を満たしていることを特徴とする。
【００１２】
（式）  Ｈ×tan(２×atan（Ｂ／２Ｈ）＋θＬ)−Ｂ／２＜Ｗ
【００１３】
上記数式を満たすように上記各パラメータを設定してなる本発明の電気光学装置によれば、光源から集光基板に入射し、プリズム素子の先端側からプリズム素子の斜面部に入射して当該斜面部で反射される光を、前記開口部に向けて入射させることができるので、光源から供給される光をきわめて効率よく画素に入射させることができ、明るく高コントラストの表示を得られる電気光学装置を実現することができる。
【００１４】
更に望ましくは、前記プリズム素子の深さＨは、前記プリズム素子間の開口部の幅Ｗと前記プリズム素子の開口部の幅Ｂの関係とが以下の数式を満たしていることが好ましい。
（式）Ｈ＞Ｂ＋Ｗ
このような構成とすることで、斜面部での反射光が広がってしまい光線利用効率の劣化を防ぐことができる。従って光利用効率の向上、特にプロジェクタへの利用に有効である。
【００１５】
本発明の電気光学装置では、前記プリズム素子の側断面形状が三角形状であることが好ましい。断面三角形状のプリズム素子では、その斜面部の傾斜角がプリズム素子の開口端から先端に至るまでほぼ一定であることから上式を適用した設計を正確に適用することができ、光利用効率の向上について意図した効果を容易に得ることができる。
【００１６】
また、本発明に係る他の電気光学装置は、光源と、複数の画素をマトリクス状に配列してなる電気光学パネルとを具備した電気光学装置であって、溝状のプリズム素子を透明基板にアレイ状に形成してなる集光基板を備え、前記プリズム素子は、前記電気光学パネルの前記画素の境界領域に沿って配置されるとともに、前記プリズム素子間の開口部に臨む斜面部を有しており、前記プリズム素子の側断面形状が台形状を成し、前記プリズム素子の開口部の幅Ｂと、前記プリズム素子の平坦面の幅Ａと、前記プリズム素子の深さＨと、前記光源から射出されて前記プリズム素子の先端側から前記斜面部に入射して反射される光の入射角度θＬと、前記プリズム素子間の開口部の幅Ｗとが、下記の数式を満たしていることを特徴とする。
（式）Ｈ×tan(２×atan((Ｂ−Ａ)／２Ｈ)＋θＬ)−(Ｂ−Ａ)／２＜Ｗ
【００１７】
本発明の電気光学装置では、前記プリズム素子の側断面形状が台形状であってもよい。このような構成とした場合にも上式を適用したプリズム素子設計が可能であり、光利用効率に優れた電気光学装置を実現することができる。
【００１８】
本発明に係る他の電気光学装置用基板は、電気光学装置の画素に対する集光手段として適用できる電気光学装置用基板であって、透明基板の一面側に溝状のプリズム素子をアレイ状に配列形成してなり、前記プリズム素子は、前記プリズム素子間の開口部に臨む斜面部を有しており、前記プリズム素子の開口部の幅Ｂと、前記プリズム素子の深さＨと、前記光源から射出されて前記プリズム素子の先端側から前記斜面部に入射して反射される光の入射角度θＬと、前記プリズム素子間の開口部の幅Ｗとが、下記の数式を満たしていることを特徴とする。
【００１９】
（式）  Ｈ×tan(２×atan（Ｂ／２Ｈ）＋θＬ)−Ｂ／２＜Ｗ
【００２０】
上記数式を満たすように上記各パラメータを設定してなる本発明の電気光学装置用基板によれば、明るく高コントラストの表示を得られる電気光学装置基板を実現することができる。
【００２１】
更に望ましくは、前記プリズム素子の深さＨと、前記プリズム素子間の開口部の幅Ｗと、前記プリズム素子の幅Ｂとが、下記の数式を満たしていることを特徴とする。
（式）Ｈ＞Ｂ＋Ｗ
このような構成とすることで、前記斜面部での反射光が広がってしまい光線利用効率の劣化することを防ぐことができる。従って光利用効率の向上、特にプロジェクタへの利用に有効な電気光学素子基板を実現できる。
【００２２】
また本発明に係る他の電気光学装置用基板は、電気光学装置の画素に対する集光手段として適用できる電気光学装置用基板であって、透明基板の一面側に溝状のプリズム素子をアレイ状に配列形成してなり、前記プリズム素子は、前記プリズム素子間の開口部に臨む斜面部を有しており、前記プリズム素子の側断面形状が台形状を成し、前記プリズム素子の開口部の幅Ｂと、前記プリズム素子の平坦面の幅Ａと、前記プリズム素子の深さＨと、前記光源から射出されて前記プリズム素子の先端側から前記斜面部に入射して反射される光の入射角度θＬと、前記プリズム素子間の開口部の幅Ｗとが、下記の数式を満たしていることを特徴とする。
（式）Ｈ×tan(２×atan((Ｂ−Ａ)／２Ｈ)＋θＬ)−(Ｂ−Ａ)／２＜Ｗ
【００２３】
本発明に係る集光基板は、複数のプリズム素子が形成された第１の主面と前記第１の主面に対向する第２の主面とを備えた集光基板であって、前記複数のプリズム素子の各々は溝状の形状を有しており、前記複数のプリズム素子の各々の側壁は、第１部分と第２部分とを含み、前記第１の主面のうち前記複数のプリズム素子が形成されてない部分である平面部の法線と前記第１の部分のなす第１の角と前記第２の部分と前記法線とがなす第２の角とは互いに異なることを特徴とする。
上記の集光基板において、前記第１の部分及び前記第２の部分のうち前記第１の部分は、前記第２の部分より前記平面部に近接していてもよい。
上記の集光基板において、前記第１の角は、前記第２の角より小であってもよい。
本発明に係る他の複数のプリズム素子が形成された第１の主面と前記第１の主面に対向する第２の主面とを備えた集光基板であって、前記複数のプリズム素子のうちの第１のプリズム素子の開口部の幅Ｂと、前記第１のプリズム素子の深さＨと、光源から射出されて前記第２の主面側から前記第１のプリズム素子の側壁に入射して反射される光の入射角度θＬと、前記第１のプリズム素子と前記複数のプリズム素子のうち前記第１のプリズム素子に隣接する第２のプリズム素子との間の幅Ｗとが、下記の数式を満たしていることを特徴とする。
（式）  Ｈ×tan(２×atan（Ｂ／２Ｈ）＋θＬ)−Ｂ／２＜Ｗ
上記の集光基板において、前記第１のプリズム素子の側壁は、前記第１の主面のうち前記複数のプリズム素子が形成されていない部分である平面部と連結していてもよい。
本発明に係る他の電気光学装置は、上記の集光基板と、複数の画素電極とを備えた電気光学パネルと、を含み、前記複数のプリズム素子の各々は、前記複数の画素電極のうち互いに隣接する２つの画素電極の間の領域と重なって設けられていることを特徴とする。
【００２４】
本発明のプロジェクタは、先に記載の本発明の電気光学装置を備えたことを特徴とする。この構成によれば、明るく、高コントラストで、信頼性にも優れたプロジェクタを提供することができる。
【００２５】
本発明の電子機器は、先に記載の本発明の電気光学装置を備えたことを特徴とする。この構成によれば、明るく、高コントラストの表示部を具備した電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（プロジェクタ）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るプロジェクタの概略構成図である。図１に示すように、光源部である超高圧水銀ランプ１０１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。）、及び第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。インテグレータ１０４は、超高圧水銀ランプ１０１から供給される光の照度分布を均一化する。インテグレータ１０４により照度分布を均一化された光は、偏光変換素子１０５にて特定の振動方向を有する直線偏光、例えばｓ偏光に変換される。ｓ偏光に変換された光は、色分離光学系を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒに入射する。
【００２７】
Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒは、Ｒ光を選択的に透過し、Ｇ光、Ｂ光を反射する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒを透過したＲ光は、反射ミラー１０７に入射する。反射ミラー１０７は、Ｒ光を反射させて第１色光用空間光変調装置１１０Ｒに導く。第１色光であるＲ光を画像信号に応じて変調する第１色光用空間光変調装置１１０Ｒ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。
なお、ダイクロイックミラーを透過しても偏光の振動方向は変化しないので、第１色光用空間光変調装置１１０Ｒに入射するＲ光はｓ偏光である。
【００２８】
第１色光用空間光変調装置１１０Ｒは、第１偏光板１２１Ｒ、液晶パネル（電気光学装置）１２０Ｒ、及び第２偏光板１２２Ｒを有しており、さらに第１偏光板１２１Ｒの光入射側に図示略のλ／２位相差板を有している。液晶パネル１２０Ｒの詳細な構成については後述する。第１色光用空間光変調装置１１０Ｒの光入射側に配設されるλ／２位相差板及び第１偏光板１２１Ｒは、透明なガラス板に支持した状態で配置することが好ましい。これにより、第１偏光板１２１Ｒ及びλ／２位相差板が、発熱により歪んでしまうという問題を回避できる。
なお、図１において、第２偏光板１２２Ｒは独立して設けられているが、液晶パネル１２０Ｒの光射出面、又はクロスダイクロイックプリズム１１２の入射面に接する状態で配置してもよい。
【００２９】
第１色光用空間光変調装置１１０Ｒに入射したｓ偏光は、λ／２位相差板によりｐ偏光（ｓ偏光と直交する振動方向を有する直線偏光）に変換された後、第１偏光板１２１Ｒを透過して液晶パネル１２０Ｒに入射する。液晶パネル１２０Ｒに入射したｐ偏光は、画像信号に応じた変調により所定の楕円偏光ないしｓ偏光に変換される。そして、液晶パネル１２０Ｒにより変調されたＲ光のうち、第２偏光板１２２Ｒの透過軸と平行な偏光成分（ｓ偏光）が第２偏光板１２２Ｒから射出される。このようにして、第１色光用空間光変調装置１１０Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１１２に入射する。
【００３０】
次に、Ｇ光について説明する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒで反射されてＲ光と分離されたＧ光及びＢ光は、Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇに入射する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇ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１０６Ｇで反射されたＧ光は、第２色光であるＧ光を画像信号に応じて変調する第２色光用空間光変調装置１１０Ｇに入射する。第２色光用空間光変調装置１１０Ｇ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。第２色光用空間光変調装置１１０Ｇは、液晶パネル（電気光学装置）１２０Ｇ、第１偏光板１２１Ｇ及び第２偏光板１２２Ｇを有する。液晶パネル１２０Ｇの詳細に関しては後述する。
【００３１】
第２色光用空間光変調装置１１０Ｇに入射するＧ光（ｓ偏光）は、第１偏光板１２１Ｇをそのまま透過して液晶パネル１２０Ｇに入射する。液晶パネル１２０Ｇに入射したｓ偏光は、画像信号に応じた変調により所定の楕円偏光ないしｐ偏光に変換される。そして、液晶パネル１２０Ｇにより変調されたＧ光のうち、第２偏光板１２２Ｇの透過軸と平行な偏光成分（ｐ偏光）が第２偏光板１２２Ｇから射出される。このようにして、第２色光用空間光変調装置１１０Ｇで変調されたＧ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１１２に入射する。
【００３２】
次に、Ｂ光について説明する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇを透過したＢ光は、２枚のリレーレンズ１０８と、２枚の反射ミラー１０７とを経由して、第３色光であるＢ光を画像信号に応じて変調する第３色光用空間光変調装置１１０Ｂに入射する。第３色光用空間光変調装置１１０Ｂ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光にリレーレンズ１０８を経由させるのは、Ｂ光の光路がＲ光及びＧ光の光路よりも長いためである。リレーレンズ１０８を用いることにより、Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇを透過したＢ光を、そのまま第３色光用空間光変調装置１１０Ｂに導くことができる。
第３色光用空間光変調装置１１０Ｂは、第１偏光板１２１Ｂ、液晶パネル（電気光学装置）１２０Ｂ、及び第２偏光板１２２Ｂを有しており、第１偏光板１２１Ｂの光入射側にさらに図示略のλ／２位相差板を備えている。このように、第３色光用空間光変調装置１１０Ｂの構成は上述した第１色光用空間光変調装置１１０Ｒの構成と同様であるから、詳細な説明は省略する。
【００３３】
第３色光用空間光変調装置１１０Ｂに入射するＢ光（ｓ偏光）は、第１偏光板１２１Ｂの光入射側側に配設されたλ／２位相差板によりｐ偏光に変換される。ｐ偏光に変換されたＢ光は第１偏光板１２１Ｂを透過して液晶パネル１２０Ｂに入射する。液晶パネル１２０Ｂに入射したＢ光（ｐ偏光）は、画像信号に応じた変調によって楕円偏光ないしｓ偏光に変換される。そして、液晶パネル１２０Ｂにより変調されたＢ光のうち、第２偏光板１２２Ｂの透過軸と平行な偏光成分（ｓ偏光）が第２偏光板１２２Ｂから射出される。このようにして第３色光用空間光変調装置１１０Ｂで変調されたＢ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１１２に入射する。上述したように、色分離光学系を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー１０６ＲとＢ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇとは、超高圧水銀ランプ１０１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。
【００３４】
色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１１２は、２つのダイクロイックフィルムをＸ字型に直交配置して構成されている。一方のダイクロイックフィルムは、Ｂ光を反射し、Ｇ光を透過するように構成されており、他方のダイクロイックフィルムは、Ｒ光を反射し、Ｇ光を透過するように構成されている。これにより、クロスダイクロイックプリズム１１２は、第１色光用空間光変調装置１１０Ｒ、第２色光用空間光変調装置１１０Ｇ、及び第３色光用空間光変調装置１１０Ｂでそれぞれ変調されたＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成して投射レンズ１１４側へ射出するようになっている。
【００３５】
投射レンズ１１４は、クロスダイクロイックプリズム１１２で合成された光をスクリーン１１６に投射する。これにより、スクリーン１１６上でフルカラー画像を得ることができる。本実施形態では、投射レンズ１１４のＦ値が１．４になっている。ここで、Ｆ値とは、画素からの光のうち投射部に入射する光の角度（飲み込み角）をθとすると、θ＝Ａｔａｎ（１／２Ｆ）で表されたＦの値をいう。本実施形態ではＦ値が１．４であるため、当該投射レンズ１１４の飲み込み角θは約１９．７°である。
【００３６】
また、上述したように、３つの空間光変調装置のうち、第１色光用空間光変調装置１１０Ｒ及び第３色光用空間光変調装置１１０Ｂからクロスダイクロイックプリズム１１２に入射される光はｓ偏光となるように設定され、残る第２色光用空間光変調装置１１０Ｇからクロスダイクロイックプリズム１１２に入射される光はｐ偏光となるように設定されている。このようにクロスダイクロイックプリズム１１２に入射される光の偏光方向を異ならせることで、クロスダイクロイックプリズム１１２において各色光用空間光変調装置から射出される光を有効に合成することができる。これは、２枚のダイクロイックフィルムは、通常ｓ偏光の反射特性に優れたものであるため、各ダイクロイックフィルムで反射されるＲ光及びＢ光をｓ偏光とし、ダイクロイックフィルムを透過するＧ光をｐ偏光とすることで、ダイクロイックプリズムでの光損失を抑えることができるからである。
【００３７】
（液晶パネル）
次に、図２及び図３を参照して液晶パネル（電気光学装置）の詳細について説明する。図１で説明したプロジェクタ１００は、３枚の液晶パネル１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂを備えている。これら３枚の液晶パネル１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂは変調する光の波長領域が異なるだけであり、基本構成は同一である。このため、液晶パネル１２０Ｒを例に挙げて以下に説明する。図２は、液晶パネル１２０Ｒの全体構成図であり、図３は、液晶パネル１２０Ｒの部分断面構成図である。
【００３８】
図２に示すように、液晶パネル１２０Ｒは、ＴＦＴアレイ基板２０８Ａと対向基板２００Ａとを重ね合わせるとともに、両者の間に設けられたシール材５２により貼り合わせた構成を有する。シール材５２によって区画された領域内には液晶層２０５が封入されている（図３参照。）。シール材５２の形成領域の内側には、遮光性材料からなる遮光膜（周辺見切り）５３が形成されている。シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路３０１および外部回路実装端子３０２がＴＦＴアレイ基板２０８Ａの一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路３０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板２０８Ａの残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路３０４の間を接続するための複数の配線３０５が設けられている。また、対向基板２００Ａの角部においては、ＴＦＴアレイ基板２０８Ａと対向基板２００Ａとの間で電気的導通をとるための基板間導通材３０６が配設されている。
なお、データ線駆動回路３０１および走査線駆動回路３０４をＴＦＴアレイ基板２０８Ａの上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（Tape Automated Bonding）基板とＴＦＴアレイ基板２０８Ａの周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的および機械的に接続するようにしてもよい。
【００３９】
図３に示す液晶パネル１２０Ｒの部分断面構成図をみると、対向基板２００Ａの基体を成す入射側防塵ガラス２００の内側表面（液晶層２０５側の表面）には、遮光手段であるブラックマトリックス部２０３ａと、対向電極２０４とが形成されている。対向電極２０４上には、液晶層２０５の初期配向制御を行う図示略の配向膜が設けられている。
ブラックマトリックス部２０３ａはカバーガラス２０２上に格子状に形成されており、当該ブラックマトリックス部２０３ａに囲まれている矩形状の領域が開口部２０３ｂになっている。開口部２０３ｂに対応する領域が、超高圧水銀ランプ１０１からのＲ光が通過する液晶パネル１２０Ｒの画素となっている。
また、入射側防塵ガラス２００の内部には、複数のプリズム素子２１１からなるプリズム群２１０が形成されている。すなわち、本実施形態に係る入射側防塵ガラス２００は、本発明に係る電気光学装置用基板を用いたものである。
【００４０】
プリズム素子２１１は、斜面部２１１ａと斜面部２１１ｂとからなる反射面を具備した光路偏向部であり、入射側防塵ガラス２００の内部から入射する光を斜面部２１１ａ及び斜面部２１１ｂにより反射させて開口部２０３ｂに向かわせるようになっている。図２に示したように、画素を取り囲むようにして配置され、ブラックマトリクス部２０３ａの形成位置に対応して設けられているので、液晶パネル１２０Ｒに入射する光のうち、ブラックマトリクス部２０３ａに向かう光を反射して開口部２０３ｂに向かわせ、光利用効率を向上させる集光手段として機能する。
【００４１】
なお、本実施形態では、入射側防塵ガラス２００の内面側に直接ブラックマトリクス部２０３ａが形成されている構成について示しているが、入射側防塵ガラス２００の内面側に透明な接着層を介してカバーガラスを固着し、かかるカバーガラス上にブラックマトリクス部２０３ａを形成してもよい。このようなカバーガラスとしては、例えば石英ガラス、青板ガラス、白板ガラス等を用いることが好ましい。
【００４２】
ＴＦＴアレイ基板２０８Ａの基体を構成する射出側防塵ガラス２０８の内側表面には、透明な接着層２０７を介してＴＦＴ基板２０６が固着されている。ＴＦＴ基板２０６上には、画素電極２０６ａと、当該画素電極２０６ａを駆動する図示略のＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）とが形成されている。画素電極２０６ａは、上述の開口部２０３ｂと平面視で重なる領域に形成されている。ＴＦＴや当該ＴＦＴに電気信号を供給する配線（図示略）などは、ブラックマトリックス部２０３ａと平面視で重なる領域に設けられている。また、画素電極２０６ａ、ＴＦＴ、配線等を覆って図示略の配向膜が形成されている。
【００４３】
ＴＦＴアレイ基板２０８Ａと対向基板２００Ａとの間には、透過光を変調する液晶層２０５が封入されている。液晶層２０５の液晶モードとしては、ＴＮ（Twisted Nematic）モードのほか、ＶＡＮ（Vertical Aligned Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モード、ＯＣＢ（Optical Compensated Bend）モード等を採用することができる。
超高圧水銀ランプ１０１からのＲ光は、図２の上側から液晶パネル１２０Ｒに入射し、開口部２０３ｂ、対向電極２０４、液晶層２０５、画素電極２０６ａ、ＴＦＴ基板２０６と順に透過して、射出側防塵ガラス２０８側からクロスダイクロイックプリズム１１２の方向へ射出される。このとき、Ｒ光が液晶層２０５において変調されることで、第２偏光板１２２Ｒを透過する光量が画素ごとに制御されるようになっている。
【００４４】
なお、図１で示した構成では、第１偏光板１２１Ｒ、第２偏光板１２２Ｒを、液晶パネル１２０Ｒに対して別体に設けているが、これに代えて入射側防塵ガラス２００と対向電極２０４との間、あるいは射出側防塵ガラス２０８とＴＦＴ基板２０６との間等にも偏光板を設けることができる。
【００４５】
次に、図４は、液晶パネル１２０Ｒの部分断面構成図である。プリズム素子２１１は、入射側防塵ガラス２００の液晶層２０５側面から内部にかけて溝状に形成された光路偏向部であり、その内部は中空になっている。また、プリズム素子２１１の断面は、図４に示すようにロケット形（鉛筆形）の先窄まり形状であり、当該プリズム素子２１１の深さ方向において、開口端側（液晶層２０５側）から順に２つの斜面部２１１ｂ、２１１ａが形成されたものとなっている。図示のように、斜面部２１１ａ、２１１ｂは入射側防塵ガラス２００の法線方向（図示上下方向）に対する傾斜角が互いに異なっており、斜面部２１１ｂは前記法線方向とほぼ平行であり、斜面部２１１ａは前記法線方向に対して所定角度を成して傾斜している。そして、傾斜角がより小さい（前記法線方向と平行に近い）斜面部２１１ｂがプリズム素子２１１の開口端側に配置され、前記図示左右方向で２つの斜面部２１１ａ、２１１ａが対向してプリズム素子２１１の深さ方向でその幅が漸次狭くなるように溝状部を構成している。前記斜面部２１１ａ、２１１ｂを備えたプリズム素子２１１の内部は中空で屈折率が空気とほぼ等しく、入射側防塵ガラス２００の屈折率よりも低くなっているため、斜面部２１１ａ、２１１ｂでは、入射側防塵ガラス２００内を通過してきた光を反射することができるようになっている。
【００４６】
プリズム素子２１１の開口端を覆うようにして、ブラックマトリックス部２０３ａが設けられている。具体的には、プリズム素子２１１の先端Ｃ１は、ブラックマトリックス部２０３ａの幅方向（図示左右方向）のほぼ中心に位置しており、ブラックマトリクス部２０３ａのプリズム素子２１１の開口端幅Ｗ１と、少なくともブラックマトリックス部２０３ａの幅Ｗ２とは略一致しているため、プリズム素子２１１に入射する光は、開口部２０３ｂに向かって反射されるようになっている。また、表示に寄与しないブラックマトリックス部２０３ａ近傍の領域を有効に使用することができるようになっている。
【００４７】
本実施形態では、ブラックマトリクス部２０３ａをプリズム素子２１１の開口端と略一致する幅に形成する一方、プリズム素子２１１の内部を中空としているが、かかる構造は入射側防塵ガラス２００上にブラックマトリクス部２０３ａを形成することで容易に実現可能である。すなわち、プリズム素子２１１の開口端幅Ｗ１は数μｍ程度であるため、ブラックマトリクス部２０３ａを構成するＣｒ膜等を入射側防塵ガラス２００の表面に成膜した際には、Ｃｒ膜はプリズム素子２１１の内部に充填されることなく開口端近傍に堆積してプリズム素子２１１を閉塞するため、かかるＣｒ膜をフォトリソグラフィ工程によりパターニングすれば、図４に示すような構造を容易に得ることができる。
【００４８】
また、ブラックマトリクス部２０３ａがプリズム素子２１１の内部に進入するのをより確実に防止するべく、ブラックマトリクス部２０３ａの形成に先立って、プリズム素子２１１の開口端部に樹脂材料を配しておくこともできる。この場合、前記樹脂材料としては、入射側防塵ガラス２００よりも屈折率の小さい材料を用いることが好ましい。このような構成とすれば、樹脂材料が配された部位においても入射側防塵ガラス２００内を進行する光を反射させることができ、光利用効率が低下するのを防止できるからである。
【００４９】
次に、図５を参照してプリズム素子２１１の作用について説明する。図５はプリズム素子２１１の作用を説明するための１画素における液晶パネル１２０Ｒの部分断面構成図である、図５に概略光路を示すように、液晶パネル１２０Ｒへ入射する光線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、屈折率差のある界面で反射又は屈折しつつ射出側防塵ガラス２０８に向かって進行する。
なお、図５の説明においては、説明の簡単のため、屈折率差が微小な界面では光線を直進させて光路を示している。
【００５０】
まず、プリズム素子２１１を経由しないで、開口部２０３ｂへ直接入射する光線Ｌ１について説明する。空気中を進行してきた光線Ｌ１は、例えば石英ガラスからなる入射側防塵ガラス２００へ入射面２００ａから入射する。この光線Ｌ１は、入射側防塵ガラス２００、対向電極２０４を透過して液晶層２０５に入射し、液晶層２０５の液晶の配向状態に応じて変調される。画像信号に応じて変調された光線Ｌ１は、接着層２０７を透過して射出側防塵ガラス２０８から射出される。光線Ｌ１の射出角度θｏ１は、投射レンズ１１４のＮＡで定まる最大角度θｍよりも小さいため、光線Ｌ１は投射レンズ１１４を介して不図示のスクリーン１１６へ投射される。
【００５１】
次に、光線Ｌ１とは異なる位置に入射する光線Ｌ２について説明する。光線Ｌ２は、入射側防塵ガラス２００へ入射面２００ａにおいて入射する。入射側防塵ガラス２００内を進行する光線Ｌ２は、プリズム素子２１１の斜面部２１１ａに入射する。プリズム素子２１１は、内部が中空で入射側防塵ガラス２００よりも屈折率が小さいため、かかる斜面部２１１ａで反射され、開口部２０３ｂに入射する。開口部２０３ｂに入射した光線Ｌ２は、上述の光線Ｌ１と同様に進行して射出側防塵ガラス２０８から射出される。
【００５２】
ここで、光線Ｌ２の入射角度、反射角度、射出角度の関係について説明する。
入射側防塵ガラス２００は、入射面２００ａと入射面２００ａに平行な射出面とを有する平行平板である。入射面２００ａの法線と光線Ｌ２の光軸とが成す角度を入射角度θ２とし、入射面２００ａの法線に対する斜面部２１１ａの傾斜角度をαとする。さらに、液晶パネル１２０Ｒ内を進行し、射出側防塵ガラス２０８から射出される光線Ｌ２の角度を射出角度θｏ２とする。
なお実際は、光線Ｌ２は、対向電極２０４と配向膜２０４ｃとの界面、配向膜２０４ｃと液晶層２０５との界面、液晶層２０５と配向膜２０６ｃとの界面、及び配向膜２０６ｃと画素電極２０６ａとの界面における屈折率差のために光が屈折するが、プリズム素子２１１の作用説明の簡単のために、これらの界面で光線Ｌ２はほぼ直進するものとして扱う。そして、この扱いの下では、以下の式（１）が成立する。
【００５３】
α＝（１／２）・（θｏ２−θ２）・・・・（１）
【００５４】
上式（１）から明らかなように、斜面部２１１ａの傾斜角度αを適宜設定することにより、光線Ｌ２の入射角度θ２を、射出角度θｏ２へ変換して射出することができる。そして、光線Ｌ２の射出角度θｏ２を、投射レンズ１１４のＮＡで定まる最大角度θｍよりも小さくすることにより、光線Ｌ２が不図示のスクリーン１１６へ投射されるようにすることができる。
【００５５】
次に、プリズム素子２１１の斜面部２１１ｂに入射する光線Ｌ３について説明する。光線Ｌ３は入射面２００ａから入射して入射側防塵ガラス２００内を進行し、斜面部２１１ｂにより反射されて開口部２０３ｂに入射する。開口部２０３ｂに入射した光線Ｌ３は、上述の光線Ｌ１と同様に進行して射出側防塵ガラス２０８から射出される。この光線Ｌ３の射出角度をθｏ３とすると、斜面部２１１ｂは入射面２００ａにほぼ垂直に形成されているから、入射面２００ａと斜面部２１１ｂの成す角度は、前記斜面部２１１ａにおける角度αより小さく、斜面部２１１ｂで正反射された光線Ｌ３は斜面部２１１ｂに対する入射角度とほぼ同じ角度で射出されて開口部２０３ｂに入射する。そして、上記光線Ｌ２と同様の条件設定のもとでは、光線Ｌ３の射出角度θｏ３は斜面部２１１ｂに対する前記入射角と一致し、光線Ｌ２の射出角度θｏ２よりも小さくなる。
このように、所定の傾斜角度で傾斜した斜面部２１１ａのプリズム素子開口端側に、入射面２００ａにほぼ垂直な斜面部２１１ｂを備えたプリズム素子２１１としたことで、入射面２００ａから入射するあらゆる進行方向の光を開口部２０３ｂ側に導くことができ、さらに開口部２０３ｂに導光された光が画素中央に偏って入射するのを防止することができる。
【００５６】
従って、斜面部２１１ｂで反射されて開口部２０３ｂに入射する光線Ｌ３については、投射レンズ１１４のＦ値から決定される最大角度θｍに対する制限が緩和されることとなり、投射レンズ１１４からスクリーン１１６に投射される成分が多くなる。そのため、プリズム素子の側壁を構成する斜面部が一様な傾斜角度である場合と同等の入射光量であっても投射される光量は多くなり明るい表示を得ることができる。
【００５７】
上述したように、開口部２０３ｂに対しては、例えば光源部である超高圧水銀ランプ１０１から様々な入射角度の光線Ｌ１、Ｌ２が進行してくる。開口部２０３ｂへプリズム素子２１１を介さずに入射する光線Ｌ１は、そのまま画像信号に応じて変調されて射出側防塵ガラス２０８から射出する。これに対して、開口部２０３ｂの周辺の非変調領域であるブラックマトリックス部２０３ａの方向へ入射する光線Ｌ２は、開口部２０３ｂの周辺に設けられている光路偏向部であるプリズム素子２１１に入射する。プリズム素子２１１に入射した光線Ｌ２は、開口部２０３ｂの方向へ反射される。これにより、本来は開口部２０３ｂへ入射しない光線Ｌ２の光路を反射により偏向させることで、効率良く開口部２０３ｂへ導くことができる。
【００５８】
さらに、光線Ｌ１は、光路を大きく変換されることなく液晶パネル１２０Ｒから射出する。また、プリズム素子２１１は、マイクロレンズとは異なり集光機能を有していない。このため、プリズム素子２１１の斜面部２１１ａで反射した光線Ｌ２も、その射出角度θｏ２は入射角度θ２に比較して著しく異なることはない。さらにまた、プリズム素子２１１の斜面部２１１ｂで反射した光線Ｌ３については、上記光線Ｌ２に比しても射出角度θｏ３が小さい平行光に近い光となる。このため、液晶パネル１２０Ｒへ入射した光は、変調された後も略平行光として液晶パネル１２０Ｒから射出され、投射レンズ１１４でけられること無くスクリーン１１６に投射される。このように、本実施形態では、開口部２０３ｂへ効率良く光線Ｌ１〜Ｌ３を導くことができることに加えて、第１色光用空間光変調装置１１０Ｒを射出する光線Ｌ１〜Ｌ３の光線角度が大きくなるのを抑えることができる。従って、液晶パネル１２０Ｒを射出した光は投射レンズ１１４でけられることがなく投射され、明るい投射像を得ることができるという効果を奏する。
【００５９】
また、液晶層２０５へ入射光が集光するとエネルギー集中により配向膜や液晶分子が劣化してしまうおそれがある。基板に刻設された溝状のプリズム素子はマイクロレンズのようなレンズ成分を有していないが、プリズム素子で反射された光は画素の中央へ偏って入射する傾向となる。これに対して本実施形態では、傾斜角度の小さい斜面部２１１ｂをプリズム素子２１１の開口端側に配置することで、画素中央に偏って光が入射するのを防止することができ、画素内における光量分布を均一化することができる。従って、光変調素子を構成する配向膜や液晶層の一部部分へ入射光が集光されないで略均一なため、上述のようなエネルギー集中を避けることができる。これにより、配向膜や液晶層の長寿命化を図ることができ、さらには液晶パネル１２０Ｒの長寿命化を図れる。
【００６０】
なお、プリズム素子２１１の内部は中空でなくてもよいが、反射における光量損失を低減するために、プリズム素子２１１は、入射する光線Ｌ２が画素に対応する開口部２０３ｂの方向へ全反射するような屈折率を有することが望ましい。斜面部２１１ａないし斜面部２１１ｂにおいて入射光を全反射させるためには、次の式（２）の条件を満足することが必要である。
【００６１】
ｓｉｎθｉｎ＝ｎ２／ｎ１ （ｎ１＞ｎ２）・・・・（２）
【００６２】
ここで、θｉｎは斜面部の法線に対する光の入射角度、ｎ１は入射側防塵ガラス２００の屈折率、ｎ２はプリズム素子２１１の屈折率をそれぞれ示す。例えば、図５に示した光線Ｌ２の入射角度θ２＝１２°の場合、全反射させるための屈折率ｎ１＝１．４６（石英）、ｎ２＝１．４３となる。
【００６３】
（製造方法）
次に、上記のように構成された液晶パネル１２０Ｒのうち、入射側防塵ガラス２００にプリズム素子２１１とブラックマトリクス部２０３ａとを形成する手順について説明する。図６はプリズム素子２１１を形成する手順、図７はブラックマトリクス部２０３ａを形成する手順をそれぞれ示している。
【００６４】
プリズム素子２１１は、レーザアプリケーションによる方法や、ドライエッチングプロセスを用いた方法によって形成することができる。図６（ａ）〜図６（ｄ）に示す手順は、厚膜レジストを用いるドライエッチングプロセスにより、上記のプリズム素子２１１を形成するものである。
【００６５】
まず、図６（ａ）に示すように、基板１９０１に樹脂レジスト層１９０２を形成する。基板１９０１は、ガラス基板や透明樹脂基板を用いることができ、本実施形態に係る液晶パネル１２０Ｒでは、防塵ガラスである。樹脂レジスト層１９０２はマスク層であって、例えば５０μｍ〜２００μｍの厚さで塗布する。樹脂レジスト層１９０２には、例えばＳＵ−８、ＫＭＰＲ（いずれもマイクロケム社の登録商標）を用いることができる。
次に、図６（ｂ）に示すように、プリズム素子２１１を形成する箇所の樹脂レジスト層１９０２を取り除くように、露光、現像処理を施す。その後、約６０分間、約１００℃の温度でベークを行う。
【００６６】
次に、パターニングされた樹脂レジスト層１９０２をマスクとして、ドライエッチングを行う。ドライエッチングには、例えば高密度プラズマを形成可能なＩＣＰドライエッチング装置を用いる。ドライエッチングにより、図６（ｃ）に示すように、基板１９０１に断面ロケット形の溝１９０３が形成される。エッチングエリアに高密度プラズマを均一に形成できるエッチングガスとして、例えばＣ４Ｆ８やＣＨＦ３などのフッ化物系ガスを用いることが好ましい。
【００６７】
上記ドライエッチング工程において、基板１９０１の材料と樹脂レジスト層１９０２の材料とのエッチング選択比を例えば４対１とすることにより、樹脂レジスト層１９０２の厚みに対して略４倍の深さを有する溝１９０３を基板１９０１に形成することができる。また、プリズム素子２１１の傾斜角の異なる２つの斜面部２１１ａ、２１１ｂは、エッチングガスの組成、エッチング時の基板温度、圧力等による制御を行うことで形成することができる。
またエッチング工程においては、エッチング環境によるレジストの炭化を防止するために、チラーによって基板１９０１を冷却するほか、エッチングサイクル間に冷却時間を設けることとしてもよい。ＳＵ−８を用いるドライエッチングプロセスは、例えば、Takayuki Fukasawaらの「Deep Dry Etching of Quartz Plate Over 100μm in Depth Employing Ultra-Thick Photoresist(SU-8)」(Japanese Journal of Applied Physics.Vol.42(2003)pp3702-3706、The Japan Society of Applied Physics)に掲載されている。上記溝１９０３を形成した後、基板１９０１上に残った樹脂レジスト層１９０２は除去する。
【００６８】
このようにして形成された溝１９０３の壁面が、図６（ｄ）に示すように、プリズム素子２１１の斜面部２１１ａ、２１１ｂとなっている。そして、溝１９０３に空気や他の透明物質を封止することで、プリズム素子２１１を形成することができる。プリズム素子２１１に空気を封入する場合には、プリズム素子２１１内部を減圧することが好ましい。プリズム素子２１１の内部を減圧することで、温度上昇によるプリズム素子２１１内部の空気の熱膨張を低減し、プリズム素子２１１の近傍の部品の剥離等を防ぐことができる。
【００６９】
次に、図７（ａ）、図７（ｂ）を参照して、プリズム素子２１１が形成された入射側防塵ガラス２００にブラックマトリクス部２０３ａを形成する工程を説明する。
図７（ａ）に示すように、プリズム素子２１１が形成された入射側防塵ガラス２００に、例えばＣｒ、Ａｌ等の金属材料や黒色樹脂等からなる遮光膜２０３を形成する。遮光膜２０３の成膜法としては、スパッタ法やＣＶＤ法等、公知の成膜方法を用いることができ、遮光膜２０３の膜厚は例えば１μｍ程度である。このとき、幅が数μｍ程度であるプリズム素子２１１の開口端部は遮光膜２０３により閉塞されるため、遮光膜２０３がプリズム素子２１１の奥まで成膜されることはない。
【００７０】
その後、フォトリソグラフィ法を用いて遮光膜２０３をパターニングすることで、図７（ｂ）に示すように、プリズム素子２１１のパターンを平面視で覆うようにブラックマトリクス部２０３ａを形成することができる。その後、対向電極２０４や配向膜２０４ｃなどを形成することで、対向基板２００Ａを作製することができる。そして、別途作製したＴＦＴアレイ基板２０８Ａと貼り合わせ、基板間に液晶層２０５を封止することで、液晶パネル１２０Ｒを製造することができる。
【００７１】
（他の実施形態）
上記実施形態では、プリズム素子２１１の断面形状がロケット形（鉛筆形）である場合について説明したが、本発明の技術範囲はかかる実施の形態に限定されるものではない。図８に示す複数の構成例を参照してプリズム素子の断面形状について説明する。図８（ａ）〜図８（ｈ）は、プリズム素子の他の構成例を示す断面構成図である。
【００７２】
本発明に係る電気光学装置に備えられるプリズム素子は、その深さ方向に複数の斜面部を具備し、かつ複数の斜面部のうち傾斜角度の小さいものがプリズム素子の開口端側に配置されているものである。そして、３つ以上の前記斜面部をプリズム素子の深さ方向に並設した構造であってもよく、各斜面部が平面形状ではなく曲面形状を成しているものであってもよい。さらに、プリズム素子の先端部（溝状部底部）側に向かって先窄まり状でなく、一部が断面視で外側に向かってふくらんだ形状であってもよい。
【００７３】
図８（ａ）から図８（ｈ）に示すプリズム素子２１１は、いずれも複数の斜面部２１１ａ、２１１ｂをプリズム素子の深さ方向に配置したものである。
図８（ａ）、（ｃ）、（ｇ）に示された複数の斜面部は、互いの断面の外周部が折れ線を成すように形成されている。一方図８（ｂ）、（e）、（ｆ）、（ｈ）に示された複数の斜面部は、互いの断面の外周部が折れ線を成さず滑らかに連続しており、一方の斜面部はその外周部が曲線となるように形成されている。断面の外周部が曲線をなす斜面部の、前記集光基板のプリズム素子が形成される面の法線に対する傾斜角は、前記曲線の任意の接線が前記法線と成す角度として定義される。斜面部２１１ａ、斜面部２１１ｂの傾斜角は、図９に示す図８（ａ）、（ｃ）、（ｈ）に対応するプリズム素子２１１に図示するように、集光基板の法線（点線で示す）に対する角度θａ、θｂとして定義される。
【００７４】
本発明の電気光学装置では、図８の(ｃ)、（ｄ）、（ｇ）に示す形状のように前記集光基板の法線と、前記開口端側の斜面部は開口端側が細くなる形状、すなわち集光基板の法線に対して時計回りを正の角度としたときに負の角度である斜面部を具備したプリズム素子とすることが好ましい。このような構成とすることで、入射光線角度が前記法線となす角度が大きな角度を持つ光線であっても、開口端側に配置された斜面部で反射された光の画素への入射角度を前記法線と平行に近づけることができ、コントラストの向上を図ることができる。
また開口端側の斜面部の断面の外周部が曲線をなす場合の傾斜角度は、開口端から１μｍ程度入射光側の外周部上の点の接線と法線となす角度と定義できる。係る場合も開口端側の斜面部の傾斜角が、他の斜面部の傾斜角よりも小さいことにより、画素内を一様な光線強度領域とすることが出来る。
また図８（a）、（ｂ）、（e）、（ｆ）、（ｈ）は開口端側に配置された斜面部２１１ｂの傾斜角は、いずれも斜面部２１１ａの傾斜角よりも小さくなっている。
【００７５】
図１０は、図９に示した図８（ａ）、（ｃ）、（ｈ）に対応するプリズム素子２１１に対して入射する光の反射態様を説明するための断面図である。
図１０（ａ）に示すように、集光基板の法線に対し同じ角度θＡで入射する光線ＬＡ、ＬＢは、反射面角度（斜面部２１１ａ、２１１ｂの傾斜角度θａ、θｂ）に応じた反射光線ＬＡ’、ＬＢ’として画素部（開口部２０３ｂ）に導かれることとなる。ここで入射光線ＬＡは、集光基板の法線に対してθＡの角度で入射し、斜面部２１１ａで反射した反射光線ＬＡ’は、角度θＡａとなって画素中央部付近に進む、一方、入射光線ＬＢは傾斜角度θｂ（＜θａ）の斜面部２１１ｂで反射され、反射光線ＬＢ’は入射光線角度θＡ＋θｂ×２の角度であるθＡｂとして、開口部２０３ｂのうちプリズム素子２１１の開口端に近い領域に進行することとなる。このように、本実施形態に係るプリズム素子２１１では、入射光線の角度が一様であっても、反射する部位によって光線が斜面反射によって導かれる方向が異なることとなるため、画素内を一様な光線強度領域とすることができる。
【００７６】
また、図１０（ｃ）に示す例では、開口端側に形成される斜面部２１１ｂが集光基板の法線に対して負の角度で形成されており、かかる斜面部２１１ｂに入射する光線ＬＢの反射光である光線ＬＢ’の角度θＡｂは、入射角度θＡよりも小さくなって平行光に近づくことから、コントラストの向上に有効である。また同様に、前方に導かれる光線も法線と平行に近くなることから、投射レンズのＦ値等で呑み込み角度が規定されるプロジェクタでは光利用効率の向上の観点から特に有効である。
【００７７】
また同様に、図１０（ｈ）に示す例においても、入射光線ＬＡ、ＬＢが法線に対し同じ角度で入射した場合に、反射面角度（斜面部２１１ａ、２１１ｂの傾斜角度）に応じた反射光線ＬＡ’、ＬＢ’として画素部に導かれることとなる。ここで光線ＬＡはθＡの角度で入射し、斜面部２１１ａで反射した光線ＬＡ’は、角度θＡａとなって画素中央部付近に進む、一方、光線ＬＢは、集光基板の法線とほぼ平行（θｂがほぼ０°）である斜面部２１１ｂで反射されるため、反射光線ＬＢ’は入射光線角度θＡとほぼ同一の角度θＡｂ方向に進行して、開口部２０３ｂのうちプリズム素子２１１の開口端に近い領域に進行することとなる。このように、入射する光線角度が一様であっても、反射する部位により光線が斜面反射によって導かれる方向が異なり、画素内を一様な光線強度領域とすることができる。
【００７８】
従って、図８の各図に示すプリズム素子２１１を具備した基板を用いて液晶パネルを構成するならば、画素の開口部に対して効率よく光を導くことができ、さらに開口部に入射する光の均一性をも高めることができるので、明るい表示が可能で、信頼性にも優れた液晶パネルとなる。
【００７９】
本発明のさらに他の実施形態に係るプリズム素子２１１は、図１１に示すように、入射側防塵ガラス２００に刻設された溝の側壁を成す斜面部２１１ａからなる反射面を具備した光路偏向部であり、入射側防塵ガラス２００の内部から入射する光を斜面部２１１ａにより反射させて開口部２０３ｂに向かわせるようになっている。図３に示したように、画素を取り囲むようにして配置されている。つまり、互いに隣接する２つの画素電極２０６ａの間の領域にプリズム素子２１１が重なるように配置されている。ブラックマトリクス部２０３ａの形成位置に対応して設けられているので、液晶パネル１２０Ｒに入射する光のうち、ブラックマトリクス部２０３ａに向かう光を反射して開口部２０３ｂに向かわせ、光利用効率を向上させる集光手段として機能する。
【００８０】
なお、本実施形態では、入射側防塵ガラス２００の内面側に直接ブラックマトリクス部２０３ａが形成されている構成について示しているが、入射側防塵ガラス２００の内面側に透明な接着層を介してカバーガラスを固着し、かかるカバーガラス上にブラックマトリクス部２０３ａを形成してもよい。このようなカバーガラスとしては、例えば石英ガラス、青板ガラス、白板ガラス等を用いることが好ましい。
【００８１】
図３に示したように、ＴＦＴアレイ基板２０８Ａの基体を構成する射出側防塵ガラス２０８の内側表面には、透明な接着層２０７を介してＴＦＴ基板２０６が固着されている。ＴＦＴ基板２０６上には、画素電極２０６ａと、当該画素電極２０６ａを駆動する図示略のＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）とが形成されている。画素電極２０６ａは、上述の開口部２０３ｂと平面視で重なる領域に形成されている。ＴＦＴや当該ＴＦＴに電気信号を供給する配線（図示略）などは、ブラックマトリックス部２０３ａと平面視で重なる領域に設けられている。また、画素電極２０６ａ、ＴＦＴ、配線等を覆っての配向膜２０６ｃが形成されている。
【００８２】
ＴＦＴアレイ基板２０８Ａと対向基板２００Ａとの間には、透過光を変調する液晶層２０５が封入されている。液晶層２０５の液晶モードとしては、ＴＮ（Twisted Nematic）モードのほか、ＶＡＮ（Vertical Aligned Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モード、ＯＣＢ（Optical Compensated Bend）モード等を採用することができる。
超高圧水銀ランプ１０１からのＲ光は、図３の上側から液晶パネル１２０Ｒに入射し、開口部２０３ｂ、対向電極２０４、液晶層２０５、画素電極２０６ａ、ＴＦＴ基板２０６と順に透過して、射出側防塵ガラス２０８側からクロスダイクロイックプリズム１１２の方向へ射出される。このとき、Ｒ光が液晶層２０５において変調されることで、第２偏光板１２２Ｒを透過する光量が画素ごとに制御されるようになっている。
【００８３】
なお、図１で示した構成では、第１偏光板１２１Ｒ、第２偏光板１２２Ｒを、液晶パネル１２０Ｒに対して別体に設けているが、これに代えて入射側防塵ガラス２００と対向電極２０４との間、あるいは射出側防塵ガラス２０８とＴＦＴ基板２０６との間等にも偏光板を設けることができる。
【００８４】
次に、図１１は、液晶パネル１２０Ｒの部分断面構成図である。プリズム素子２１１は、入射側防塵ガラス２００の液晶層２０５側面から内部にかけて溝状に形成された光路偏向部であり、その内部は中空になっている。また、プリズム素子２１１の断面は、三角形状であり、図示左右方向に関して対向する２つの斜面部２１１ａ、２１１ａをその反射面として有している。前記斜面部２１１ａを備えたプリズム素子２１１の内部は中空で屈折率が空気とほぼ等しく、入射側防塵ガラス２００の屈折率よりも低くなっているため、斜面部２１１ａにおいて入射側防塵ガラス２００内を通過してきた光を反射させるようになっている。
【００８５】
プリズム素子２１１の開口端を覆うようにして、ブラックマトリックス部２０３ａが設けられている。具体的には、プリズム素子２１１の先端Ｃ１は、ブラックマトリックス部２０３ａの幅方向（図示左右方向）のほぼ中心に位置しており、ブラックマトリクス部２０３ａのプリズム素子２１１の開口端幅（開口部の幅）Ｂと、少なくともブラックマトリックス部２０３ａの幅ｂとは略一致しているため、プリズム素子２１１に入射する光は、開口部２０３ｂに向かって反射されるようになっている。また、表示に寄与しないブラックマトリックス部２０３ａ近傍の領域を有効に使用することができるようになっている。
【００８６】
本実施形態では、ブラックマトリクス部２０３ａをプリズム素子２１１の開口端と略一致する幅に形成する一方、プリズム素子２１１の内部を中空としているが、かかる構造は入射側防塵ガラス２００上にブラックマトリクス部２０３ａを形成することで容易に実現可能である。すなわち、プリズム素子２１１の開口端幅Ｂは数μｍ程度であるため、ブラックマトリクス部２０３ａを構成するＣｒ膜等を入射側防塵ガラス２００の表面に成膜した際には、Ｃｒ膜はプリズム素子２１１の内部に充填されることなく開口端近傍に堆積してプリズム素子２１１を閉塞するため、かかるＣｒ膜をフォトリソグラフィ工程によりパターニングすれば、図１１に示すような構造を容易に得ることができる。
【００８７】
また、ブラックマトリクス部２０３ａがプリズム素子２１１の内部に進入するのをより確実に防止するべく、ブラックマトリクス部２０３ａの形成に先立って、プリズム素子２１１の開口端部に樹脂材料を配しておくこともできる。この場合、前記樹脂材料としては、入射側防塵ガラス２００よりも屈折率の小さい材料を用いることが好ましい。このような構成とすれば、樹脂材料が配された部位においても入射側防塵ガラス２００内を進行する光を反射させることができ、光利用効率が低下するのを防止できるからである。
なお、ブラックマトリクス部２０３ａとしてＡｌ膜等の光反射性を有する金属膜を用いる場合には、かかるＡｌ膜がプリズム素子２１１の内面に成膜されていてもよい。この場合には斜面部２１１ａに入射した光はＡｌ膜表面で反射されるため、プリズム素子２１１の光反射機能を損なうことはないからである。
【００８８】
次に、図１２を参照してプリズム素子２１１の作用について説明する。図１２はプリズム素子２１１の作用を説明するための１画素における液晶パネル１２０Ｒの部分断面構成図である、図１２に概略光路を示すように、液晶パネル１２０Ｒへ入射する光線Ｌ１、Ｌ２は、屈折率差のある界面で反射又は屈折しつつ射出側防塵ガラス２０８に向かって進行する。なお、図１２の説明においては、説明の簡単のため、屈折率差が微小な界面では光線を直進させて光路を示している。
【００８９】
まず、プリズム素子２１１を経由しないで、開口部２０３ｂへ直接入射する光線Ｌ１について説明する。空気中を進行してきた光線Ｌ１は、例えば石英ガラスからなる入射側防塵ガラス２００へ入射面２００ａから入射する。この光線Ｌ１は、入射側防塵ガラス２００、対向電極２０４を透過して液晶層２０５に入射し、液晶層２０５の液晶の配向状態に応じて変調される。画像信号に応じて変調された光線Ｌ１は、接着層２０７を透過して射出側防塵ガラス２０８から射出される。光線Ｌ１の射出角度θｏ１は、投射レンズ１１４のＮＡで定まる最大角度θｍよりも小さいため、光線Ｌ１は投射レンズ１１４を介して不図示のスクリーン１１６へ投射される。
【００９０】
次に、光線Ｌ１とは異なる位置に入射する光線Ｌ２について説明する。光線Ｌ２は、入射側防塵ガラス２００へ入射面２００ａにおいて入射する。入射側防塵ガラス２００内を進行する光線Ｌ２は、プリズム素子２１１の斜面部２１１ａに入射する。プリズム素子２１１は、内部が中空で入射側防塵ガラス２００よりも屈折率が小さいため、かかる斜面部２１１ａで反射された後、開口部２０３ｂに入射する。開口部２０３ｂに入射した光線Ｌ２は、上述の光線Ｌ１と同様に進行して射出側防塵ガラス２０８から射出される。
【００９１】
ここで、光線Ｌ２の入射角度、反射角度、射出角度の関係について説明する。
入射側防塵ガラス２００は、入射面２００ａと入射面２００ａに平行な射出面とを有する平行平板である。入射面２００ａの法線方向と光線Ｌ２の進行方向とが成す角度を入射角度θ２とし、入射面２００ａの法線方向に対する斜面部２１１ａの傾斜角度をαとする。さらに、液晶パネル１２０Ｒ内を進行し、射出側防塵ガラス２０８から射出される光線Ｌ２の角度を射出角度θｏ２とする。
なお実際は、光線Ｌ２は、対向電極２０４と配向膜２０４ｃとの界面、配向膜２０４ｃと液晶層２０５との界面、液晶層２０５と配向膜２０６ｃとの界面、及び配向膜２０６ｃと画素電極２０６ａとの界面における屈折率差のために屈折するが、プリズム素子２１１の作用説明の簡単のために、これらの界面で光線Ｌ２はほぼ直進するものとして扱う。そして、この扱いの下では、以下の（式１）が成立する。
【００９２】
α＝(１／２)・(θｏ２−θ２)  …（式１）
【００９３】
（式１）から明らかなように、斜面部２１１ａの傾斜角度αを適宜設定することにより、光線Ｌ２の入射角度θ２を、射出角度θｏ２へ変換して射出することができる。そして、光線Ｌ２の射出角度θｏ２を、投射レンズ１１４のＮＡで定まる最大角度θｍよりも小さくすることにより、光線Ｌ２が不図示のスクリーン１１６へ投射されるようにすることができる。
【００９４】
図１３は、プリズム素子２１１の詳細な構成について説明するためのプリズム素子２１１を含む入射側防塵ガラス２００の部分断面構成図である。本実施形態に係るプリズム素子２１１については、その幅Ｂ、深さＨが、入射光Ｌの入射角度θＬ、開口部２０３ｂの幅（開口部幅）Ｗに対して、下記（式２）を満たすように設定されている。
【００９５】
Ｈ×tan(２×atan(Ｂ／２Ｈ)＋θＬ)−Ｂ／２＜Ｗ  …（式２）
【００９６】
上記（式２）において、入射角度θＬの最大値は、光源及び液晶パネルに至る光学系により決定される角度であり、開口部幅Ｗは、液晶パネルの解像度や画素の設計に応じて決定される幅である。本発明では、これらのパラメータθＬ、Ｗに対して、光利用効率を最大化することができるプリズム素子２１１の幅Ｂ及び深さＨを決定するものである。すなわち上記（式２）を満たすように形成されたプリズム素子２１１によれば、入射面２００ａから入射側防塵ガラス２００に入射し、斜面部２１１ａで反射される光の進行方向を開口部２０３ｂに向けることができ、その結果、明るく高コントラストの表示を得ることができる。
【００９７】
更に望ましくは、前記プリズム素子の深さＨと、前記プリズム素子間の開口部の幅Ｗと、前記プリズム素子の開口部の幅Ｂとが、以下の数式を満たしているとよい。
（式）Ｈ＞Ｂ＋Ｗ
このような構成とすることで、斜面部での反射光が広がってしまい光線利用効率が低下するのを防ぐことができる。従って光利用効率の向上、特にプロジェクタへの利用に有効である。
【００９８】
なお、図１３に示す断面三角形状のプリズム素子２１１では、その深さ方向において斜面部２１１ａは一様な反射特性を備えているのでそのまま適用することができるが、斜面部の反射特性が一様でない場合には、（式２）を適宜修正することで適用することができる。以下、図１４を参照して説明する。
【００９９】
図１４（ａ）から図１４（ｃ）は、プリズム素子の断面形状が異なる場合における深さＨ、幅Ｂの設定について説明するためのプリズム素子の断面構成図である。図１４（ａ）は、図１３と同様の断面三角形状のプリズム素子２１１の断面構成図であり、図１４（ｂ）は、断面台形状のプリズム素子２１１ｘの断面構成図であり、図１４（ｃ）は、曲面形状の斜面部２１１ａを具備したプリズム素子２１１ｙの断面構成図である。図１４（ａ）に示す断面三角形状のプリズム素子２１１では、先に記載のように、深さＨはプリズム素子の開口端Ｃ０から先端Ｃ１までの入射側防塵ガラス２００の法線方向の長さにより規定される。
【０１００】
次に、図１４（ｂ）に示す断面台形状のプリズム素子２１１ｘの場合には、深さＨは、図１４（ａ）のプリズム素子２１１と同様、プリズム素子の開口端Ｃ０から先端Ｃ１までの入射側防塵ガラス２００の法線方向の長さである。しかし、当該プリズム素子２１１ｘの先端Ｃ１の位置に平坦面２１１ｂが形成されており、この平坦面２１１ｂに対して図示上方から入射した光線Ｌを開口部２０３ｂに導くことはできない。そこで（式２）の幅Ｂに代えて、図１４（ｂ）に示す開口端幅Ｂと平坦面の幅Ａとの差（Ｂ−Ａ）を用いることで、入射角度θＬの光線Ｌに対するプリズム素子２１１ｘの寸法を適切に設定することが可能である。（式２）を修正した（式３）は以下の通りである。
【０１０１】
Ｈ×tan(２×atan((Ｂ−Ａ)／２Ｈ)＋θＬ)−(Ｂ−Ａ)／２＜Ｗ  …（式３）
【０１０２】
次に、図１４（ｃ）に示す曲面形状の斜面部２１１ａを備えたプリズム素子２１１ｙの場合には、開口端幅Ｂは図１４（ａ）のプリズム素子２１１と同様であるが、図１４（ｃ）に示すプリズム素子２１１ｙは、その先端側における斜面部２１１ａの傾斜角度（入射側防塵ガラス２００の法線方向に対する斜面部２１１ａの傾斜角度）が大きくなっており、先端Ｃ１の位置では傾斜角度がほぼ９０°であるため、かかるプリズム素子２１１ｙの先端側に入射した光は、斜面部２１１ａで全反射されずにプリズム素子２１１内に進行するか、あるいは開口部２０３ｂ側へ進行しない光となる。この場合には、（式２）について当該斜面部２１１ａの先端側部分を斜面部から差し引く修正を施すことで、図１４（ｃ）に示す断面形状のプリズム素子２１１ｙにも上式の適用が可能になる。具体的には、（式２）におけるプリズム素子２１１ｙの深さＨに代えて、図１４（ｃ）に示す深さＨ’を用いることで、入射角度θＬの光線Ｌに対するプリズム素子２１１ｘの寸法を適切に設定することが可能である。（式２）を修正した（式４）は以下の通りである。
【０１０３】
Ｈ’×tan(２×atan(（Ｂ−Ａ）／２Ｈ’)＋θＬ)−(Ｂ−Ａ)／２＜Ｗ  …（式４）
【０１０４】
（式４）における深さＨ’は、プリズム素子２１１ｙの開口端Ｃ０と先端Ｃ１とを結ぶ直線Ｓ１を規定し、この直線Ｓ１に平行な直線を斜面部２１１ａの接線としたときの接点Ｃ２までのプリズム素子２１１ｙの深さとして設定することができる。また（式４）におけるＡは、前記先端Ｃ１を通る集光基板の法線を仮定して、前記Ｃ２の前記法線に対する線対称の位置の斜面部にＣ２’なる点を設定した時に、前記Ｃ２とＣ２’間の距離と定義する。このように接点Ｃ２までの深さＨ’を用いれば、開口端Ｃ０から接点Ｃ２までの斜面部２１１ａの傾斜角度はほぼ確実に直線Ｓ１の傾斜角度以下となるので、（式４）を適用した設計による効果を確実に得ることができる。
【０１０５】
上述したように、開口部２０３ｂに対しては、例えば光源部である超高圧水銀ランプ１０１から様々な入射角度の光線Ｌ１、Ｌ２が進行してくる。開口部２０３ｂへプリズム素子２１１を介さずに入射する光線Ｌ１は、そのまま画像信号に応じて変調されて射出側防塵ガラス２０８から射出する。これに対して、開口部２０３ｂの周辺の非変調領域であるブラックマトリックス部２０３ａの方向へ入射する光線Ｌ２は、開口部２０３ｂの周辺に設けられている光路偏向部であるプリズム素子２１１に入射する。プリズム素子２１１に入射した光線Ｌ２は、上述した式を満たすよう構成されたプリズム素子２１１によって確実に開口部２０３ｂの方向へ反射される。これにより、本来は開口部２０３ｂへ入射しない光線Ｌ２の光路を反射により偏向させることで、効率良く開口部２０３ｂへ導くことができる。
【０１０６】
さらに、光線Ｌ１は、光路を大きく変換されることなく液晶パネル１２０Ｒから射出する。また、プリズム素子２１１は、マイクロレンズとは異なり集光機能を有していない。このため、プリズム素子２１１の斜面部２１１ａで反射した光線Ｌ２も、その射出角度θｏ２は入射角度θ２に比較して著しく異なることはない。このため、液晶パネル１２０Ｒへ入射した光は、変調された後も略平行光として液晶パネル１２０Ｒから射出され、投射レンズ１１４でけられること無くスクリーン１１６に投射される。このように、本実施形態では、開口部２０３ｂへ効率良く光線Ｌ１、Ｌ２を導くことができることに加えて、第１色光用空間光変調装置１１０Ｒを射出する光線Ｌ１、Ｌ２の光線角度が大きくなるのを抑えることができる。従って、液晶パネル１２０Ｒを射出した光は投射レンズ１１４でけられることがなく投射され、明るい投射像を得ることができるという効果を奏する。
【０１０７】
なお、プリズム素子２１１の内部は中空でなくてもよいが、反射における光量損失を低減するために、プリズム素子２１１は、入射する光線Ｌ２が画素に対応する開口部２０３ｂの方向へ全反射するような屈折率を有することが望ましい。斜面部２１１ａにおいて入射光を全反射させるためには、次の（式５）の条件を満足することが必要である。ここで、θｉｎは斜面部の法線に対する光の入射角度、ｎ１は入射側防塵ガラス２００の屈折率、ｎ２はプリズム素子２１１の屈折率をそれぞれ示す。例えば、図１２に示した光線Ｌ２の入射角度θ２＝１２°の場合、全反射させるための屈折率ｎ１＝１．４６（石英）、ｎ２＝１．４３となる。
【０１０８】
ｓｉｎθｉｎ＝ｎ２／ｎ１ （ｎ１＞ｎ２）  …（式５）
【０１０９】
（製造方法）
次に、上記のように構成された液晶パネル１２０Ｒのうち、入射側防塵ガラス２００にプリズム素子２１１とブラックマトリクス部２０３ａとを形成する手順について説明する。図１５はプリズム素子２１１を形成する手順、図１６はブラックマトリクス部２０３ａを形成する手順をそれぞれ示している。
【０１１０】
プリズム素子２１１は、レーザアプリケーションによる方法や、ドライエッチングプロセスを用いた方法によって形成することができる。図１５（ａ）〜図１５（ｄ）に示す手順は、厚膜レジストを用いるドライエッチングプロセスにより、上記のプリズム素子２１１を形成するものである。
【０１１１】
まず、図１５（ａ）に示すように、基板１９０１に樹脂レジスト層１９０２を形成する。基板１９０１は、ガラス基板や透明樹脂基板を用いることができ、本実施形態に係る液晶パネル１２０Ｒでは、防塵ガラスである。樹脂レジスト層１９０２はマスク層であって、例えば５０μｍ〜２００μｍの厚さで塗布する。樹脂レジスト層１９０２には、例えばＳＵ−８、ＫＭＰＲ（いずれもマイクロケム社の登録商標）を用いることができる。次に、図１５（ｂ）に示すように、プリズム素子２１１を形成する箇所の樹脂レジスト層１９０２を取り除くように、露光、現像処理を施す。その後、約６０分間、約１００℃の温度でベークを行う。
【０１１２】
次に、パターニングされた樹脂レジスト層１９０２をマスクとして、ドライエッチングを行う。ドライエッチングには、例えば高密度プラズマを形成可能なＩＣＰドライエッチング装置を用いる。ドライエッチングにより、図１５（ｃ）に示すように、基板１９０１に断面ロケット形の溝１９０３が形成される。エッチングエリアに高密度プラズマを均一に形成できるエッチングガスとして、例えばＣ４Ｆ８やＣＨＦ３などのフッ化物系ガスを用いることが好ましい。
【０１１３】
上記ドライエッチング工程において、基板１９０１の材料と樹脂レジスト層１９０２の材料とのエッチング選択比を例えば４対１とすることにより、樹脂レジスト層１９０２の厚みに対して略４倍の深さを有する溝１９０３を基板１９０１に形成することができる。また、溝１９０３の側壁部（プリズム素子２１１を構成する斜面部）の傾斜角は、エッチングガスの組成、エッチング時の基板温度、圧力等によって制御することができる。
またエッチング工程においては、エッチング環境によるレジストの炭化を防止するために、チラーによって基板１９０１を冷却するほか、エッチングサイクル間に冷却時間を設けることとしてもよい。ＳＵ−８を用いるドライエッチングプロセスは、例えば、Takayuki Fukasawaらの「Deep Dry Etching of Quartz Plate Over 100μm in Depth Employing Ultra-Thick Photoresist(SU-8)」(Japanese Journal of Applied Physics.Vol.42(2003)pp3702-3706、The Japan Society of Applied Physics)に掲載されている。上記溝１９０３を形成した後、基板１９０１上に残った樹脂レジスト層１９０２は除去する。
【０１１４】
このようにして形成した溝１９０３に空気や他の透明物質を封止することで、図１５（ｄ）に示すように、対向する斜面部２１１ａを具備した断面三角形状のプリズム素子２１１を形成することができる。プリズム素子２１１に空気を封入する場合には、プリズム素子２１１内部を減圧することが好ましい。プリズム素子２１１の内部を減圧することで、温度上昇によるプリズム素子２１１内部の空気の熱膨張を低減し、プリズム素子２１１の近傍の部品の剥離等を防ぐことができる。
【０１１５】
次に、図１６（ａ）、図１６（ｂ）を参照して、プリズム素子２１１が形成された入射側防塵ガラス２００にブラックマトリクス部２０３ａを形成する工程を説明する。
図１６（ａ）に示すように、プリズム素子２１１が形成された入射側防塵ガラス２００に、例えばＣｒ、Ａｌ等の金属材料や黒色樹脂等からなる遮光膜２０３を形成する。遮光膜２０３の成膜法としては、スパッタ法やＣＶＤ法等、公知の成膜方法を用いることができ、遮光膜２０３の膜厚は例えば１μｍ程度である。このとき、幅が数μｍ程度であるプリズム素子２１１の開口端部は遮光膜２０３により閉塞されるため、遮光膜２０３がプリズム素子２１１の奥まで成膜されることはない。
【０１１６】
その後、フォトリソグラフィ法を用いて遮光膜２０３をパターニングすることで、図１６（ｂ）に示すように、プリズム素子２１１のパターンを平面視で覆うようにブラックマトリクス部２０３ａを形成することができる。その後、対向電極２０４や配向膜２０４ｃなどを形成することで、対向基板２００Ａを作製することができる。そして、別途作製したＴＦＴアレイ基板２０８Ａと貼り合わせ、基板間に液晶層２０５を封止することで、液晶パネル１２０Ｒを製造することができる。
【０１１７】
上記実施形態では、プリズム素子２１１の断面形状が三角形状である場合について説明したが、本発明の技術範囲はかかる実施の形態に限定されるものではない。例えば、図１７（ａ）〜図１７（ｊ）、及び図１８（ａ）〜図１８（ｊ）に示す断面形状を具備したプリズム素子２１１についても、その形状に応じて先の（式２）〜（式４）を適用することで、本発明に係る電気光学装置の作用効果を得ることができる。従って、図１７、図１８の各図に示すプリズム素子２１１を具備した基板を用いて液晶パネルを構成するならば、画素の開口部に対して効率よく光を導くことができ、明るく高コントラストの表示が可能な液晶パネルとなる。
【０１１８】
（電子機器）
次に、本発明の電子機器について説明する。
電子機器は、本発明に係る電気光学装置を表示部として有したものであり、具体的には図１９に示すものが挙げられる。
図１９（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１９（ａ）において、携帯電話１０００は、本発明に係る電気光学装置を用いた表示部１００１を備える。
図１９（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１９（ｂ）において、時計１１００は、本発明に係る電気光学装置を用いた表示部１１０１を備える。
図１９（ｃ）は、ワープロ、パソコンなどの情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１９（ｃ）において、情報処理装置１２００は、キーボードなどの入力部１２０１、本発明に係る電気光学装置を用いた表示部１２０２、情報処理装置本体（筐体）１２０３を備える。
図１９（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、いずれも本発明に係る電気光学装置を有した表示部１００１，１１０１，１２０２を備えているので、高コントラストの表示が得られ、また優れた信頼性を実現したものとなる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】実施形態に係るプロジェクタの全体構成を示す図。
【図２】実施形態に係る液晶パネルの全体構成図。
【図３】実施形態に係る液晶パネルの斜視構成図。
【図４】実施形態に係る液晶パネルの部分断面構成図。
【図５】プリズム素子の作用説明図。
【図６】液晶パネルの製造方法を説明するための断面工程図。
【図７】液晶パネルの製造方法を説明するための断面工程図。
【図８】プリズム素子の他の構成例を示す部分断面構成図。
【図９】プリズム素子の各斜面部における傾斜角度の説明図。
【図１０】プリズム素子の各斜面部における反射態様の説明図。
【図１１】実施形態に係る液晶パネルの部分断面構成図。
【図１２】プリズム素子の作用説明図。
【図１３】プリズム素子の作用説明図。
【図１４】他の断面形状のプリズム素子における作用説明図。
【図１５】液晶パネルの製造方法を説明するための断面工程図。
【図１６】液晶パネルの製造方法を説明するための断面工程図。
【図１７】プリズム素子の他の構成例を示す部分断面構成図。
【図１８】プリズム素子の他の構成例を示す部分断面構成図。
【図１９】電子機器を例示する斜視構成図。
【符号の説明】
【０１２０】
１００  プロジェクタ、１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂ  空間光変調装置（液晶装置）、１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂ  液晶パネル（電気光学装置）、２００  入射側防塵ガラス（透明基板）、２０３ａ  ブラックマトリクス部（遮光手段）、２０３ｂ  開口部、２０５  液晶層、２１１  プリズム素子、２１１ａ  斜面部、２１１ｂ  斜面部
【図１】
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【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】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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