專利名稱：空間光調(diào)制裝置及圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明，涉及空間光調(diào)制裝置及圖像顯示裝置，尤其，液晶型的空間光調(diào)制裝置。
背景技術(shù)：
在空間光調(diào)制裝置，尤其液晶型的空間光調(diào)制裝置中，在圖像顯示區(qū)域內(nèi)，形成數(shù)據(jù)線、掃描線、電容線等各種布線，或薄膜晶體管(以下適當?shù)胤Q為TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶體管))、薄膜二極管等各種電子元件。因此，在各像素中，實際透射或者反射參與顯示的光的區(qū)域，由各種布線或電子元件等的存在而被限定。在此，各像素的孔徑率，是關(guān)于各像素，對于全區(qū)域，實際透射或者反射參與顯示的光的區(qū)域(即，各像素的孔徑區(qū)域)的比率。而且，各像素的孔徑率，為例如70％的程度。假如，入射到空間光調(diào)制裝置上的來自光源部的光，為大致平行光。那么，入射到空間光調(diào)制裝置上的全光量之中，有效地調(diào)制的光，就是按照各像素的孔徑率的光量。
另外現(xiàn)有技術(shù)，進行在對向基板上形成具有對應于各像素的多個微透鏡的微透鏡陣列。微透鏡，具有在各像素中，將向孔徑區(qū)域的周邊的存在上述的布線等的非孔徑區(qū)域行進的光，在各像素單元聚光的功能。被微透鏡聚光的光，透射空間光調(diào)制裝置的液晶層時，引導到各像素的孔徑區(qū)域內(nèi)。在空間光調(diào)制裝置中利用微透鏡陣列，例如，在專利文獻1中已經(jīng)提出。
專利文獻1特開2004-70282號公報向微透鏡入射的光的大部分，由于微透鏡的聚光作用，以光線和光軸所成的光線角度大的狀態(tài)而出射?？臻g光調(diào)制裝置的液晶層是入射越小的光線角度的光就可以以越高的對比度顯示。因此，光線角度大的光一多，圖像的對比度就降低。并且，投影光學系統(tǒng)，僅讓按照其數(shù)值孔徑(Numerical Aperture。數(shù)值孔徑。以下，稱為「NA」。)的入射角度的光透射。如上述那樣地，在現(xiàn)有的采用微透鏡陣列的空間光調(diào)制裝置中，由微透鏡以預定的NA將光聚光到孔徑區(qū)域上。入射到孔徑區(qū)域上的光，例如相應于圖像信號以液晶部調(diào)制后，作為與入射時大致相同的預定的NA的光而射出。
來自空間光調(diào)制裝置的光，由微透鏡的聚光作用而偏折的光線和光軸所成的光線角度變大。比投影光學系統(tǒng)的NA大的光線角度的光，被投影光學系統(tǒng)拒絕。因為比投影光學系統(tǒng)的NA大的光線角度的光一多，被投影光學系統(tǒng)拒絕的光就增多，所以光的利用效率就降低。如這樣地，在采用微透鏡陣列的空間光調(diào)制裝置中，即使將來自光源部的光有效地引導到孔徑區(qū)域上的情況下，也因光線角度大的光增加，引起對比度的降低或光利用效率的降低等所以是問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明，目的在于為了解決上述的問題點，提供以高對比度、并且能有效地使用入射光的空間光調(diào)制裝置，以及，以高對比度可以顯示明亮的圖像的圖像顯示裝置。
為了解決上述的問題，達到目的，依照本發(fā)明，能提供的空間光調(diào)制裝置的特征在于具有相應于圖像信號調(diào)制入射光的調(diào)制部，和設(shè)置在調(diào)制部的附近，向調(diào)制部的方向反射入射光的光路偏向部；調(diào)制部，具備排列成矩陣狀的多個像素部，和設(shè)置在像素部之間的遮光部；光路偏向部，是具備向像素部的方向反射入射光的反射部的棱鏡元件；棱鏡元件，設(shè)置在基準面上對應于遮光部的位置，并且，沿大致垂直于基準面的方向的長度，為大致平行于基準面的方向的長度的15～250倍。
對于本發(fā)明的空間光調(diào)制裝置的調(diào)制部，假如，從供給光的光源部入射各種的入射角度的光。直接向調(diào)制部入射的光，向原來的行進方向行進，被調(diào)制部調(diào)制。與此相對，向設(shè)置在調(diào)制部的周邊的非調(diào)制區(qū)域的方向入射的光，入射到設(shè)置在調(diào)制部的周邊的棱鏡元件上，入射到棱鏡元件上的光，被反射向調(diào)制部的方向。通過設(shè)置棱鏡元件，能使向與調(diào)制部不相同的方向行進的光向調(diào)制部入射。
在現(xiàn)有技術(shù)的構(gòu)成中，向調(diào)制部入射的光，全部透射微透鏡。因此，向調(diào)制部入射的光，除了光軸上的光全部受到微透鏡引起的折射作用。其結(jié)果，在現(xiàn)有技術(shù)的構(gòu)成中，射出空間光調(diào)制裝置的光，全部具有按照因微透鏡的聚焦光的NA的光線角度。比投影光學系統(tǒng)的NA大的光線角度的光，被投影光學系統(tǒng)拒絕。與此相對，在本發(fā)明的構(gòu)成中，不經(jīng)由棱鏡元件地入射到調(diào)制部上的光，直接入射到調(diào)制部上。因此，例如，在入射大致平行于調(diào)制部的光的情況下，調(diào)制后的光也以大致平行的狀態(tài)射出。因為棱鏡元件不具有折射引起的聚光功能，所以經(jīng)由了棱鏡元件的光和光軸所成的光線角度幾乎不增大。
而且，如采用沿大致垂直于基準面的方向的長度，為沿大致平行于基準面的方向的長度的15～250倍的棱鏡元件，則通過以反射部反射光，就可以一邊降低光線角度的增大一邊使入射光偏向。因此，即使因棱鏡元件而受到了光路偏向的光，也能降低光線角度的增大?？臻g光調(diào)制裝置，通過降低大的光線角度的光的發(fā)生，能減低對比度的下降。并且，例如，能減少被投影光學系統(tǒng)拒絕的光，可以有效地利用入射光。由此，得到以高對比度，并且可以有效地使用入射光的空間光調(diào)制裝置。
并且，依照本發(fā)明的理想的形態(tài)，優(yōu)選棱鏡元件，沿大致垂直于基準面的方向的長度，為沿大致平行于基準面的方向的長度的20～200倍。一采用沿大致垂直于基準面的方向的長度，為沿大致平行于基準面的方向的長度的20～200倍的棱鏡元件，則通過以反射部反射光，就可以一邊降低光線角度的增大一邊使入射光偏向。由此，因棱鏡元件而受到了光路偏向的光，能更加降低光線角度的增大。
并且，依照本發(fā)明的理想的形態(tài)，優(yōu)選反射部，具有第1區(qū)域，和設(shè)置在距像素部的距離比第1區(qū)域短的位置上的第2區(qū)域；第1區(qū)域及第2區(qū)域，設(shè)置為基準面的法線和第2區(qū)域所成的角度，比基準面的法線和第1區(qū)域所成的角度大。如第1區(qū)域的傾斜度和第2區(qū)域的傾斜度相同，則以第2區(qū)域反射的光，就入射到比以第1區(qū)域反射的光更離開孔徑部的中心部的位置上。由于設(shè)置在相鄰的像素部上的電極的影響，液晶的取向狀態(tài)，與孔徑部的中心部相比較，在孔徑部的周邊部中為不穩(wěn)定的情況多。因此，由于向孔徑部的周邊部入射的光，難于得到高的對比度。在本形態(tài)中，通過使基準面的法線和第2區(qū)域所成的角度，比基準面的法線和第1區(qū)域所成的角度大，能使以第2區(qū)域反射的光，向與以第1區(qū)域反射的光同樣地接近孔徑部的中心部的位置入射。由此，能更加提高對比度。
并且，作為本發(fā)明的理想的形態(tài)，優(yōu)選反射部，包括與基準面的法線所成的角度小于等于3度的有效反射區(qū)域。由形成有效反射區(qū)域，可以使以反射部反射的光，一邊降低光線角度的增大一邊偏向。并且，由形成有效反射區(qū)域，能將入射光，例如，變換成可以用光圈數(shù)為2.5的投影光學系統(tǒng)充分取進的光線角度的光。由此，能提高對比度，且有效地使用入射光。
并且，作為本發(fā)明的理想的形態(tài)，優(yōu)選反射部，有效反射區(qū)域，占反射部的全部區(qū)域之中的大于等于百分之70。通過使反射部的全部區(qū)域之中的大于等于百分之70作為有效反射區(qū)域，能實現(xiàn)高的對比度，和入射光的有效使用。
并且，作為本發(fā)明的理想的形態(tài)，優(yōu)選遮光部，具有在大致平行于基準面的第1方向上具有長度方向的第1遮光部，和在大致平行于基準面且大致正交于第1方向的第2方向上具有長度方向的第2遮光部；第1遮光部及第2遮光部，由交叉部互相交叉那樣地配置，并且，交叉部比交叉部之外的部分，對于長度方向大致正交的方向上的寬度變大那樣地形成。通過與交叉部之外的部分相比在交叉部上的寬度變大那樣地形成第1遮光部和第2遮光部，能將現(xiàn)有配置在交叉部之外的部分的下側(cè)的電子部件，配置在交叉部之下。如將電子部件從交叉部之外的部分向交叉部移動，則第1遮光部及第2遮光部，與現(xiàn)有相比較，能減小交叉部之外的部分的寬度。因此，可以一邊確保電子部件的收置空間，一邊形成大的孔徑部。與現(xiàn)有的空間光調(diào)制裝置相比如果可以設(shè)置大的孔徑部，則與現(xiàn)有相比可以使更多的光入射到孔徑部上。并且，通過設(shè)置大的孔徑部，可以使沿光軸直進的光更多地入射到孔徑部上。而且，還可以使更多的光入射到孔徑部之中，接近液晶的取向狀態(tài)穩(wěn)定的中心部的位置上。由此，能提高對比度，且有效地使用入射光。
而且，依照本發(fā)明，能提供的圖像顯示裝置的特征在于具有供給光的光源部，相應于圖像信號調(diào)制來自光源部的光的空間光調(diào)制裝置，和投影由空間光調(diào)制裝置所調(diào)制的光的投影光學系統(tǒng)；空間光調(diào)制裝置，具有相應于圖像信號調(diào)制入射光的調(diào)制部，和設(shè)置在調(diào)制部的附近，向調(diào)制部的方向反射入射光的光路偏向部；調(diào)制部，具備排列成矩陣狀的多個像素部，和設(shè)置在像素部之間的遮光部；光路偏向部，是向像素部的方向反射入射光的反射部的棱鏡元件；棱鏡元件，設(shè)置在基準面上對應于遮光部的位置，并且，沿大致垂直于基準面的方向的長度，為沿大致平行于基準面的方向的長度的15～250倍。本發(fā)明的圖像顯示裝置，具有上述的空間光調(diào)制裝置。通過采用上述的空間光調(diào)制裝置，能以高的對比度，且有效地使用入射光。由此，得到可以用高的對比度顯示明亮的圖像的圖像顯示裝置。
并且，作為本發(fā)明的理想的形態(tài)，優(yōu)選如設(shè)投影光學系統(tǒng)的光圈數(shù)為F，則空間光調(diào)制裝置，將與基準面的法線成預定的角度的入射光，變換成滿足(1)式的角度θo而射出。
0≤θo≤arctan{1/(2F)} (1)光圈數(shù)為F的投影光學系統(tǒng)，能取進滿足(1)式的角度θo的光。譬如，通過將入射光之中的出現(xiàn)概率最高的預定角度的光，變換成滿足(1)式的角度θo，能高效地投影由空間光調(diào)制裝置所調(diào)制的光。由此，能高效地投影入射光，顯示明亮的圖像。


圖1是本發(fā)明的實施例1的投影機的概略構(gòu)成圖。
圖2是液晶面板的立體構(gòu)成圖。
圖3是液晶面板的要部剖面構(gòu)成圖。
圖4是黑矩陣部及孔徑部的要部平面構(gòu)成圖。
圖5是說明黑矩陣部的形狀的圖。
圖6是說明入射到液晶面板上的光的動作的圖。
圖7是說明關(guān)于在棱鏡元件上的光的全反射的圖。
圖8是說明照明光的光線角度分布的例的圖。
圖9是說明入射光的光線角度和對比度的關(guān)系的圖。
圖10是說明斜面的角度和光利用效率的關(guān)系的圖。
圖11是說明投影透鏡的光圈數(shù)和棱鏡元件的長度的關(guān)系的圖。
圖12是說明棱鏡元件的形狀的圖。
圖13是說明棱鏡元件的形狀的圖。
圖14是說明實施例1的變形例的棱鏡元件的圖。
圖15是說明孔徑部中的光的入射位置和對比度的關(guān)系的圖。
圖16是說明采用圖14中所示的棱鏡元件的情況下的光的動作的圖。
圖17是說明棱鏡元件的變形例的圖。
圖18是說明棱鏡元件的變形例的圖。
圖19是說明本發(fā)明的實施例2的空間光調(diào)制裝置的制造方法的圖。
圖20-1是說明通過干蝕刻形成棱鏡元件的步驟的圖。
圖20-2是說明通過干蝕刻形成棱鏡元件的步驟的圖。
圖21-1是說明通過干蝕刻形成棱鏡元件的步驟的圖。
圖21-2是說明通過干蝕刻形成棱鏡元件的步驟的圖。
符號說明100投影機，101光源部，104積分器，105偏振變換元件，106R R光透射分色鏡，106G B光透射分色鏡，107反射鏡，108中繼透鏡，110R第1色光用空間光調(diào)制裝置，110G第2色光用空間光調(diào)制裝置，110B第3色光用空間光調(diào)制裝置，112十字分色棱鏡，112a分色膜，112b分色膜，114投影光學系統(tǒng)，116屏幕，120R、120G、120B液晶面板，121R、121G、121B第1偏振板，122R、122G、122B第2偏振板，123R、123Bλ/2相位差板，124R、124B玻璃板，200b基準面，200入射側(cè)防塵玻璃，200a入射面，201粘接層，202蓋片玻璃，203a黑矩陣部，203b孔徑部，204對向電極，205液晶層，206a像素電極，206TFT基板，206a透明電極，206c取向膜，207粘接層，208射出側(cè)防塵玻璃，210棱鏡組，211棱鏡元件，211a斜面，C1頂點，C2中心位置，N2法線，401第1黑矩陣部，402第2黑矩陣部，403交叉部，503a黑矩陣部，503b孔徑部，1211棱鏡元件，1211a斜面，1401第1斜面，1402第2斜面，1411棱鏡元件，1801曲面，1811棱鏡元件，1901基板，1902樹脂抗蝕劑層，1903槽，2002金屬層，2003抗蝕劑層，2102抗蝕劑層，2103金屬層具體實施方式
以下，參照附圖，詳細地說明本發(fā)明的實施例。
實施例1圖1，表示本發(fā)明的實施例1的為圖像顯示裝置的投影機100的概略構(gòu)成。光源部101，是供給包括為第1色光的紅色光(以下，稱為「R光」。)，為第2色光的綠色光(以下，稱為「G光」。)，及為第3色光的藍色光(以下，稱為「B光」。)的光的超高壓水銀燈。積分器104，使來自光源部101的光的照度分布均勻化。使照度分布均勻化了的光，由偏振變換元件105變換成具有特定的振動方向的偏振光，例如s偏振光。變換成s偏振光的光，入射到構(gòu)成色分離光學系統(tǒng)的R光透射分色鏡106R上。
R光透射分色鏡106R，透射R光，反射G光，B光。透射了R光透射分色鏡106R的R光，入射到反射鏡107上。反射鏡107，使R光的光路90度彎曲。彎曲了光路的R光，入射到相應于圖像信號調(diào)制為第1色光的R光的第1色光用空間光調(diào)制裝置110R上，第1色光用空間光調(diào)制裝置110R，是相應于圖像信號調(diào)制R光的透射型的液晶顯示裝置。還有，因為即使透射分色鏡，光的偏振方向也不變化，所以入射到第1色光用空間光調(diào)制裝置110R上的R光，為s偏振光的原來狀態(tài)。
第1色光用空間光調(diào)制裝置110R，具有λ/2相位差板123R，玻璃板124R，第1偏振板121R，液晶面板120R，及第2偏振板122R。關(guān)于液晶面板120R的詳細的構(gòu)成后述。λ/2相位差板123R及第1偏振板121R，以連接到不讓偏振方向變換的透光性的玻璃板124R上的狀態(tài)配置。由此，能避免第1偏振板121R及λ/2相位差板123R，因發(fā)熱而變形的問題。還有，在圖1中，雖然獨立設(shè)置第2偏振板122R，但是也可以由連接到液晶面板120R的射出面，或十字分色棱鏡112的入射面上的狀態(tài)而配置。
入射到第1色光用空間光調(diào)制裝置110R上的s偏振光，由λ/2相位差板123R變換成p偏振光。變換成p偏振光后的R光，直接透射玻璃板124R及第1偏振板121R，入射到液晶面板120R上。入射到液晶面板120R上的p偏振光，通過相應于圖像信號的調(diào)制，R光變換成s偏振光。通過液晶面板120R的調(diào)制，變換成s偏振光的R光，從第2偏振板122R射出。這樣一來，由第1色光用空間光調(diào)制裝置110R調(diào)制的R光，入射到為色合成光學系統(tǒng)的十字分色棱鏡112上。
由R光透射分色鏡106R反射的G光及B光，90度彎曲光路。彎曲了光路的G光及B光，入射到B光透射分色鏡106G上。B光透射分色鏡106G，反射G光，透射B光。由B光透射分色鏡106G反射的G光，入射到相應于圖像信號調(diào)制為第2色光的G光的第2色光用空間光調(diào)制裝置110G上。第2色光用空間光調(diào)制裝置110G是相應于圖像信號調(diào)制G光的透射型的液晶顯示裝置。第2色光用空間光調(diào)制裝置110G，具有液晶面板120G，第1偏振板121G及第2偏振板122G。液晶面板120G后述。
入射到第2色光用空間光調(diào)制裝置110G上的G光，變換成s偏振光。入射到第2色光用空間光調(diào)制裝置110G上的s偏振光，直接透射第1偏振板121G，入射到液晶面板120G上。入射到液晶面板120G上的s偏振光，通過相應于圖像信號的調(diào)制，G光變換成p偏振光。通過液晶面板120G的調(diào)制，變換成p偏振光的G光，從第2偏振板122G射出。這樣一來，由第2色光用空間光調(diào)制裝置110G調(diào)制的G光，入射到為色合成光學系統(tǒng)的十字分色棱鏡112上。
透射了B光透射分色鏡106G的B光，經(jīng)由2片中繼透鏡108、和2片反射鏡107，入射到相應于圖像信號調(diào)制為第3色光的B光的第3色光用空間光調(diào)制裝置110B上。第3色光用空間光調(diào)制裝置110B是相應于圖像信號調(diào)制B光的透射型的液晶顯示裝置。還有，讓B光經(jīng)由中繼透鏡108，是因為B光的光路的長度比R光及G光的光路的長度長的緣故。通過采用中繼透鏡108，能將透射了B光透射分色鏡106G的B光，直接引導到第3色光用空間光調(diào)制裝置110B上。第3色光用空間光調(diào)制裝置110B，具有λ/2相位差板123B，玻璃板124B，第1偏振板121B，液晶面板120B，及第2偏振板122B。第3色光用空間光調(diào)制裝置110B的構(gòu)成，因為與上述的第1色光用空間光調(diào)制裝置110R的構(gòu)成相同，所以省略詳細的說明。
入射到第3色光用空間光調(diào)制裝置110B上的B光，變換成s偏振光。入射到第3色光用空間光調(diào)制裝置110B上的s偏振光，由λ/2相位差板123B變換成p偏振光。變換成p偏振光后的B光，直接透射玻璃板124B及第1偏振板121B，入射到液晶面板120B上。入射到液晶面板120B上的p偏振光，通過相應于圖像信號的調(diào)制，B光變換成s偏振光。通過液晶面板120B的調(diào)制，變換成s偏振光的B光，從第2偏振板122B射出。由第3色光用空間光調(diào)制裝置110B調(diào)制的B光，入射到為色合成光學系統(tǒng)的十字分色棱鏡112上。如這樣地，構(gòu)成色分離光學系統(tǒng)的R光透射分色鏡106R和B光透射分色鏡106G，將從光源部101供給的光，分離成為第1色光的R光、為第2色光的G光、和為第3色光的B光。
為色合成光學系統(tǒng)的十字分色棱鏡112，使2片分色膜112a、112b正交成X字型地配置而構(gòu)成。分色膜112a，反射B光，透射G光。分色膜112b，反射R光，透射G光。如這樣地，十字分色棱鏡112，合成由第1色光用空間光調(diào)制裝置110R、第2色光用空間光調(diào)制裝置110G、及第3色光用空間光調(diào)制裝置110B分別調(diào)制的R光、G光及B光。投影光學系統(tǒng)114，在屏幕116上投影由十字分色棱鏡112合成的光。由此，能在屏幕116上得到全彩色圖像。
還有，如上述那樣地，從第1色光用空間光調(diào)制裝置110R及第3色光用空間光調(diào)制裝置110B入射到十字分色棱鏡112上的光，設(shè)定為s偏振光。并且，從第2色光用空間光調(diào)制裝置110G入射到十字分色棱鏡112上的光，設(shè)定為p偏振光。通過如這樣地使入射到十字分色棱鏡112上的光的偏振方向不同，能在十字分色棱鏡112中有效地合成從各色光用空間光調(diào)制裝置射出的光。分色膜112a、112b，通常，s偏振光的反射特性優(yōu)越。因此，以由分色膜112a、112b反射的R光及B光作為s偏振光，以透射分色膜112a、112b的G光作為p偏振光。
圖2，表示液晶面板120R的要部立體構(gòu)成。在圖1中說明的投影機100，具備3個液晶面板120R、120G、120B。這3個液晶面板120R、120G、120B只是所調(diào)制的光的波長范圍不同，基本的構(gòu)成相同。因此，以液晶面板120R作為代表例進行以后的說明。
來自光源部101的R光，從圖2的上側(cè)入射到液晶面板120R上，從下側(cè)向屏幕116的方向射出。在為防塵玻璃的入射側(cè)防塵玻璃200的內(nèi)側(cè)，通過粘接層201粘合蓋片玻璃202。在蓋片玻璃202的射出側(cè)上，形成黑矩陣部203a及對向電極204。
并且，在射出側(cè)防塵玻璃208的內(nèi)側(cè)，通過粘接層207形成具有為了使液晶取向的取向膜206c及TFT(薄膜晶體管)及透明電極206a的TFT基板206。然后，入射側(cè)防塵玻璃200及射出側(cè)防塵玻璃208，粘合以使得對向電極204和TFT基板206對向。在對向電極204和TFT基板206之間，密封為了顯示圖像的液晶層205。并且，在液晶層205的入射側(cè)，具有為遮光部的黑矩陣部203a。
在入射側(cè)防塵玻璃200上，形成由多個棱鏡元件211構(gòu)成的棱鏡組210。關(guān)于棱鏡元件211的構(gòu)成及作用后述。液晶面板120R，配置為使得配置棱鏡元件211的基準面200b，和來自光源部101的光的光軸大致正交。還有，在圖1中所示的構(gòu)成中，使第1偏振板121R、第2偏振板122R，對于液晶面板120R設(shè)置成分體。但是，代替此，也能將偏振板設(shè)置在入射側(cè)防塵玻璃200和對向電極204之間，射出側(cè)防塵玻璃208和TFT基板206之間等。而且，棱鏡組210，也可以在第1偏振板121R上形成。
圖3，表示液晶面板120R的要部剖面構(gòu)成。圍住黑矩陣部203a的矩形狀的區(qū)域，形成孔徑部203b?？讖讲?03b，讓來自光源部101的R光通過。透射了孔徑部203b的R光，如圖3中所示那樣地透射對向電極204，液晶層205，和TFT基板206。R光，通過液晶層205中的按照圖像信號的調(diào)制，變換偏振狀態(tài)。如這樣地，形成投影的圖像中的像素的透射孔徑部203b、液晶層205、和TFT基板206受到調(diào)制的光?？讖讲?03b、液晶層205、和TFT基板206，構(gòu)成相應于圖像信號調(diào)制入射光的調(diào)制部。并且，孔徑部203b，構(gòu)成像素部。調(diào)制部，具備多個像素部，和設(shè)置在像素部之間的遮光部。
圖4，表示從圖3的上側(cè)所看到的黑矩陣部203a及孔徑部203b的要部平面構(gòu)成。在圖4中所示的平面構(gòu)成，大致平行于在圖3中所示的基準面200b。多個孔徑部203b，在大致平行于基準面200b的第1方向、和大致平行于基準面200b且大致正交于第1方向的第2方向的2個方向上，排列成矩陣狀。所謂第1方向，是在圖4中大致平行于紙面的上下方向。所謂第2方向，是在圖4中大致平行于紙面的左右方向。黑矩陣部203a，由在第2方向上具有長度方向的為第1遮光部的第1黑矩陣部401，和在第1方向上具有長度方向的為第2遮光部的第2黑矩陣部402而構(gòu)成。
第1黑矩陣部401及第2黑矩陣部402，在交叉部403互相交叉那樣地配置。并且，第1黑矩陣部401及第2黑矩陣部402，任何一個，在交叉部403中的寬度d1，比交叉部403之外的部分中的寬度d2為大那樣地形成。寬度d1、d2，是在對于長度方向大致正交的方向上，第1黑矩陣部401及第2黑矩陣部402的寬度。
在此，與將寬度大致一定的第1、第2黑矩陣部配置成格子狀的現(xiàn)有的構(gòu)成相比較，說明本實施例的構(gòu)成的優(yōu)點。在第1、第2黑矩陣部401、402的下側(cè)，配置晶體管或電容器等電子部件。由于在交叉部403中比交叉部403之外的部分寬度為大那樣地形成第1、第2黑矩陣部401、402，能將現(xiàn)有的配置在交叉部403之外的部分的下側(cè)的電子部件，配置在交叉部403之下。
如將電子部件從交叉部403之外的部分向交叉部403挪移，則第1、及第2黑矩陣部401、402，與現(xiàn)有相比較，能減小交叉部403之外的部分的寬度d2。因此，與現(xiàn)有的空間光調(diào)制裝置相比能設(shè)置寬度d4大的孔徑部203b。由于采用大的孔徑部203b，與現(xiàn)有相比可以調(diào)制更多的光。并且，由于設(shè)置大的孔徑部203b，可以使沿光軸直進的光更多地入射到孔徑部203b上。而且，還可以使更多的光入射到孔徑部203b之中，接近液晶的取向狀態(tài)穩(wěn)定的中心部的位置上。由此，能提高對比度，且有效地使用入射光。
在圖4中所示的交叉部403，具有以寬度d1作為對角線的正方形形狀?？讖讲?03b，具有從正方形形狀去掉了四角那樣的多邊形形狀。譬如，孔徑部203b若以15微米間距形成，則交叉部403，能為一條邊為9微米的四邊形形狀。該情況下，第1、第2黑矩陣部401、402，交叉部403之外的部分的寬度d2能為3微米那樣地形成。還有，黑矩陣部及孔徑部的構(gòu)成，不限于圖4中所示。例如，也可以如在圖5中所示那樣地，設(shè)置由在圖4中所示的構(gòu)成而使各構(gòu)成的角圓鈍那樣的形狀的黑矩陣部503a和孔徑部503b。
返回到圖3中，為光路偏向部的棱鏡元件211，使入射光向孔徑部203b的方向反射。棱鏡元件211的斜面211a，是將入射光向為像素部的孔徑部203b的方向反射的反射部。斜面211a，以預定的傾斜度設(shè)置。關(guān)于斜面211a的傾斜度后述。棱鏡元件211，位于調(diào)制部的附近，對應于黑矩陣部203a的位置而設(shè)置。由此，能減少向黑矩陣部203a入射的光量。
棱鏡元件211，在圖3中所示的剖面構(gòu)成中，形成以斜面211a作為一條邊的大致等腰三角形形狀。通過適當?shù)卦O(shè)定斜面211a的方向或者角度，能容易地控制使入射光的光路偏向的方向或者偏向量。三角形形狀的頂點C1，大致對應于黑矩陣部203a的中心位置C2。而且，三角形形狀的底邊的長度W1(在平面中底面積)，至少為與黑矩陣部203a的長度W2(在平面中底面積)大致相同長度(大小)。由此，能有效地使用不參與對入射光的調(diào)制的黑矩陣部203a附近的區(qū)域。
更理想地，優(yōu)選三角形形狀的底邊的長度W1(面積)，比黑矩陣部203a的長度W2(面積)大。由此，從傾斜方向入射到液晶面板120R上的光線，能確保為了防止入射到黑矩陣部203a上的余量區(qū)域。并且，棱鏡元件211，向為大致垂直于基準面200b的方向的光軸方向的長度H，為沿大致平行于基準面200b的方向的長度W1的15～250倍那樣地形成。以下，關(guān)于棱鏡元件211，將長度H為長度W1的15～250倍，表達為縱橫比大于等于15且小于等于250。關(guān)于由使棱鏡元件211的縱橫比大于等于15且小于等于250所帶來的作用及效果，后述。
圖6，說明向液晶面板120R入射的光L1、L2的動作。光由具有折射率差的界面反射或者曲折。為了使說明簡單，在圖4中，在微小的折射率差的界面中光為直進而示出光路。光L1，是不經(jīng)由棱鏡元件211，直接向孔徑部203b入射的光。行進通過空氣中的光L1入射到例如由石英玻璃構(gòu)成的入射側(cè)防塵玻璃200的入射面200a上。
入射到入射側(cè)防塵玻璃200上的光L1，依次透射入射側(cè)防塵玻璃200，粘接層201，蓋片玻璃202。如上述那樣地，調(diào)制部，由孔徑部203b，對向電極204，液晶層205，TFT基板206構(gòu)成。相應于圖像信號調(diào)制的光L1，透射粘接層207從射出側(cè)防塵玻璃208射出。為了高效地投影光L1，優(yōu)選光L1的射出角度θo2，比由投影光學系統(tǒng)114的NA決定的最大角度θm小。
從與光L1不同的位置入射到入射側(cè)防塵玻璃200上的光L2，入射到斜面211a上。棱鏡元件211，由折射率比入射側(cè)防塵玻璃200小的構(gòu)件構(gòu)成。為了減少反射中的光量損失，優(yōu)選棱鏡元件211，具有入射的光L2向?qū)谙袼夭康目讖讲?03b的方向全反射那樣的折射率。如用圖7說明，為了由斜面211a全反射光L2，必需滿足(2)式。
sinθ1＞n2/n1 (2)其中，θ1，是對于斜面211的法線N2的光L2的入射角度，n1，是入射側(cè)防塵玻璃200的折射率，n2，是棱鏡元件211的折射率。并且，在n1及n2之間，n1＞n2的關(guān)系成立。
返回到圖6中，由斜面211a反射的光L2，透射粘接層201，和蓋片玻璃202后，向孔徑部203b入射。向孔徑部203b入射的光L2，與上述的光L1同樣地行進而從射出側(cè)防塵玻璃208射出。
圖8，表示來自光源部101的照明光的光線角度分布的例。圖8中所示的坐標圖的縱軸表示光的強度，橫軸表示光線角度。來自光源部101的照明光，例如包括百分之97.6光線角度小于等于6度的光。該情況下，設(shè)在液晶面板120R中可以調(diào)制光線角度小于等于6度的光，則液晶面板120R，能利用來自光源部101的照明光之中的至少百分之97.6的光。
返回到圖6中，可以由投影光學系統(tǒng)114取進的光的光線角度的最大值θm，能由(3)式表示。
θm＝arctan{1/(2F)} (3)在此，F(xiàn)，是投影光學系統(tǒng)114的光圈數(shù)。譬如，設(shè)投影光學系統(tǒng)114的光圈數(shù)是1.8，則由(3)式求得的光線角度的最大值θm是15.5度。
設(shè)向入射面200a的光L2的入射角度θi，為4度。如圖8的光線角度分布中所示那樣地，光L2，是入射到液晶面板120R上的來自光源部101的光之中最多地包括的光。并且，為反射部的斜面211a，與基準面200b的法線所成的角度α，例如為3度那樣地形成。光L2，通過由角度α為3度的斜面211a反射，例如，改變行進方向使得光線角度成為10度。
其后，設(shè)光L2以原來的光線角度行進，則出射側(cè)防塵玻璃208內(nèi)的光線角度θk就成為10度。而且，從液晶面板120R射出的光，在從行進方向的射出側(cè)防塵玻璃208出射到空氣中時以界面折射。從液晶面板120R射出的光的光線角度θo1，能由(4)式求出。
Oo1＝{asin(sinθk*n3)} (4)在此，θo1，是從液晶面板120R射出的光的光線角度，是向投影透鏡114的入射角度。并且，θk，是射出側(cè)防塵玻璃208內(nèi)的光線角度，n3，是射出側(cè)防塵玻璃208的折射率。例如，在采用折射率1.46的石英玻璃作為射出側(cè)防塵玻璃208的情況下，射出側(cè)防塵玻璃208內(nèi)的角度θk是10度的光L2，以14.6度的光線角度θo1入射到投影透鏡114上。
在由(3)式求得的光線角度的最大值θm是15.5度的情況下，光線角度θo1是14.6度的光L2，能進入到投影光學系統(tǒng)114中。從而，液晶面板120R，通過使斜面211a的角度α為3度，能使入射角度θi為4度的光，偏向成可以由投影光學系統(tǒng)114投影的光線角度的光而出射。
棱鏡元件211，優(yōu)選使與基準面200b的法線形成預定的角度、例如6度的入射光，偏向而形成滿足(1)式的角度θo。
0≤θo≤arctan{1/(2F)}(1)通過使光線角度為6度的入射光，偏向而形成滿足(1)式的角度θo，例如，可以投影來自光源部101的照明光之中的至少百分之97.6的光。如以上那樣地通過決定斜面211a的角度α，能高效地投影由空間光調(diào)制裝置110R、110G、110B所調(diào)制的光。由此，能高效地投影入射光，顯示明亮的圖像。還有，棱鏡元件211，不限于使與基準面200b的法線形成6度的入射光，形成滿足(1)式的角度θo那樣地偏向的構(gòu)成。如圖8的光線角度分布中所示那樣地，光源部101，供給最多地包括光線角度為4度的光的照明光。從而，棱鏡元件211，可以至少，使照明光中最多地包括的光線角度，例如4度的光，形成滿足(1)式的角度θo那樣地偏向的構(gòu)成。
斜面211a，不限于與基準面200b的法線所成的角度α為3度的構(gòu)成。斜面211a，能使與基準面200b的法線所成的角度α小于等于3度。譬如，設(shè)使角度α為2度，則棱鏡元件211，例如，能使光線角度6度的光，偏向成光線角度10度。通過使角度α小于等于3度，能使入射光，變換成以投影光學系統(tǒng)114可以充分地取進的光線角度的光。為反射部的斜面211a，具有使入射光，變換成以投影光學系統(tǒng)114可以充分地取進的光線角度的光的有效反射區(qū)域。
圖9，表示入射到液晶層205上的光的光線角度，和對比度的關(guān)系。在圖9中，沿實線的圓而寫的0、90、180、270的各數(shù)值，表示垂直于光軸的面內(nèi)的入射光的方向。并且，指向虛線的圓而寫的10、20的各數(shù)值，表示入射光和光軸所成的光線角度。圖中的陰影線，表示對比度的分布。對比度，由調(diào)制后的光的最大亮度和最小亮度的比率表示。為了以高的對比度顯示圖像，優(yōu)選入射光的光線角度小，例如小于等于10度。
棱鏡元件211，通過設(shè)置與基準面200b的法線所成的角度α小于等于3度的斜面211a，可以一邊減少光線角度的增大一邊使入射光偏向。因此，通過設(shè)置棱鏡元件211，不僅變換成以投影光學系統(tǒng)114可以充分地取進的光線角度的光，還可以顯示高的對比度的圖像。
如上述那樣地，棱鏡元件211，縱橫比大于等于15且小于等于250那樣地構(gòu)成。例如，三角形形狀的底邊的長度W1為0.8微米，沿光軸方向的長度H為12微米(參照圖3)的，縱橫比15的棱鏡元件211，具有與基準面200b的法線所成的角度α為1.9度的斜面211a。并且，三角形形狀的底邊的長度W1為0.8微米，沿光軸方向的長度H為200微米的，縱橫比250的棱鏡元件211，具有與基準面200b的法線所成的角度α約為0.11度的斜面211a。如這樣地，采用縱橫比大于等于15且小于等于250的棱鏡元件211，就可以光線角度變小那樣地使入射光偏向。由此，起到能以高的對比度，且有效地使用入射光的效果。并且，由投影機100，能以高的對比度顯示明亮的圖像。
更理想地，優(yōu)選棱鏡元件211，縱橫比大于等于20且小于等于200地構(gòu)成。由此，更加能以高的對比度，且有效地使用入射光。例如，三角形形狀的底邊的長度W1為2微米，沿光軸方向的長度H為40微米的，縱橫比20的棱鏡元件211，具有與基準面200b的法線所成的角度α約為1.43度的斜面211a。縱橫比20的棱鏡元件211，例如，能使光線角度為5度的入射光，偏向成11.5度的光線角度。
并且，三角形形狀的底邊的長度W1為2微米，沿光軸方向的長度H為400微米的，縱橫比200的棱鏡元件211，具有與基準面200b的法線所成的角度α約為0.14度的斜面211a?？v橫比200的棱鏡元件211，例如，能使光線角度為5度的入射光，偏向成7.7度的光線角度。在例如采用光圈數(shù)F是2的投影光學系統(tǒng)114的情況下，角度θo為11.5度、7.7度的任何一種情況都滿足(1)式。因此，光圈數(shù)F是2的投影光學系統(tǒng)114，吸收角度為14度，能取進來自縱橫比大于等于20且小于等于200的棱鏡元件211的光。并且，由使入射光，光線角度變小那樣地偏向，能提高對比度。還有，由棱鏡元件211偏向后的光線角度不限于以上說明所示，相應于液晶面板120R的各構(gòu)成而變化。
圖10，表示斜面211a的角度α，和來自光源部101的光的光利用效率的關(guān)系。所謂來自光源部101的光的光利用效率，指對于來自光源部101的光，可以進入到投影光學系統(tǒng)114中的光的比例。通過采用斜面211a的角度α小于等于3度的棱鏡元件211，可以使光利用效率為大于等于百分之90。
圖11，表示為了確保光利用效率百分之98的，投影光學系統(tǒng)114的光圈數(shù)F，和向棱鏡元件211的光軸方向的長度H的關(guān)系。圖11中所示的坐標圖的縱軸表示長度H(微米)，橫軸表示光圈數(shù)F。并且，圖11的坐標圖，表示每沿大致平行于基準面200b的方向的棱鏡元件211的長度W1，光圈數(shù)F和長度H的關(guān)系。通過以圖11中所示的條件形成棱鏡元件211，可以確保光利用效率百分之98。
還有，因為如使棱鏡元件211的縱橫比為比15小的值，光線角度大的光就增加，所以認為不能由投影光學系統(tǒng)114取進的光就增加。并且，認為因為光線角度大的光增加，所以對比度下降。因此，棱鏡元件211，優(yōu)選使縱橫比大于等于15那樣地形成。并且，如使棱鏡元件211的縱橫比為大于等于250的值，例如300，則使斜面211a的角度α成為0.0095度。如這樣地，認為越使棱鏡元件211的縱橫比為大的值，就越得到更好的效果。
關(guān)于沿大致平行于基準面200b的方向的長度W1為2微米的棱鏡元件211使縱橫比為300的情況下，沿棱鏡元件211的光軸方向的長度H必需為600微米的程度。若形成如這樣地長度H大的棱鏡元件211，則入射側(cè)防塵玻璃200的強度就變得不夠，因入射側(cè)防塵玻璃200的龜裂或斷壞而引起成品率降低。從而，通過使棱鏡元件211的縱橫比大于等于15且小于等于250，能得到高的對比度或高的光利用效率，且得到足夠的強度。
棱鏡元件，不限于在剖面構(gòu)成中形成三角形形狀的構(gòu)成。例如，如圖12中所示那樣地，也可以采用在剖面構(gòu)成中，在矩形形狀之上設(shè)置有三角形形狀那樣的構(gòu)成的棱鏡元件1211。棱鏡元件1211，光軸方向的長度H之中，光入射的側(cè)的長度D的部分形成三角形形狀。棱鏡元件1211的斜面1211a，是與基準面200b的法線所成的角度小于等于3度的有效反射區(qū)域。
若在剖面構(gòu)成中形成矩形形狀的部分和斜面1211a是反射部，反射部，優(yōu)選為有效反射區(qū)域的斜面1211a，占反射部的全部區(qū)域之中的大于等于百分之70。通過使反射部的全部區(qū)域之中的大于等于百分之70作為有效反射區(qū)域，得到高的對比度，和高的光利用效率。還有，在圖13中所示的上述的棱鏡元件211，反射部的全部區(qū)域的百分之100以有效反射區(qū)域構(gòu)成。
圖14，表示本實施例的變形例的棱鏡元件1411及其周邊部分的要部剖面構(gòu)成。本變形例的棱鏡元件1411，能適用于上述的液晶面板120R中。棱鏡元件1411，具有互相不同的傾斜度的第1斜面1401，和第2斜面1402。第1斜面1401，是形成在棱鏡元件1411的光軸方向的長度H之中，光入射側(cè)的長度D的部分的第1區(qū)域。
第2斜面1402，形成在棱鏡元件1411的光軸方向的長度H之中，光出射的側(cè)的部分。第2斜面1402，是設(shè)置在離開像素部的距離比第1斜面1401短的位置上的第2區(qū)域。并且，第1斜面1401及第2斜面1402，基準面200b的法線和第2斜面1402所成的角度，比基準面200b的法線和第1斜面1401所成的角度大那樣地設(shè)置。第1斜面1401，是與基準面200b的法線所成的角度小于等于3度的有效反射區(qū)域。
圖15，表示孔徑部203b中的光的入射位置，和對比度的關(guān)系的例。在圖15中所示的坐標圖的縱軸表示對比度，橫軸以離開孔徑部203b的中心部的距離表示光入射的位置。在圖15中所示的關(guān)系，是關(guān)于孔徑部203b為16微米四方的正方形形狀的情況下的例?？芍壕姘?20R，入射光到越接近于孔徑部203b的中心部的位置，得到越高的對比度。
在孔徑部203b的周邊部，因相鄰的電極、晶體管、布線等的影響液晶的取向狀態(tài)變得不穩(wěn)定。由于液晶的取向狀態(tài)變得不穩(wěn)定，在使光入射到孔徑部203b的周邊部的情況下，對比度下降。與此相對，在孔徑部203b的中心部液晶的取向狀態(tài)穩(wěn)定。為此，為了得到高的對比度，優(yōu)選盡量使光入射到接近于孔徑部203b的中心部的位置上。例如，為了得到大于等于800的高的對比度，優(yōu)選使光入射到距離孔徑部203b的中心部6微米之內(nèi)的區(qū)域上。
若第1斜面1401的傾斜度和第2斜面1402的傾斜度為相同，則由第2斜面1402反射的光，入射到比由第1斜面1401反射的光更離開孔徑部203b的中心部的位置上。在由第2斜面1402反射的光向孔徑部203b的周邊部入射的情況下，難于因以第2斜面1402反射的光得到高的對比度。
圖16，說明采用棱鏡元件1411的情況下的光的動作。在本變形例中，，基準面200b的法線和第2斜面1402所成的角度，比基準面200b的法線和第1斜面1401所成的角度大。因此，能使由第2斜面1402反射的光L4，與由第1斜面1401反射的光L3同樣地向接近孔徑部203b的中心部的位置入射。由于不僅使由第1斜面1401反射的光，還使由第2斜面1402反射的光入射到接近孔徑部203b的中心部的位置上，能更加提高對比度。并且，由對于第1斜面1401及第2斜面1402的全部區(qū)域，為有效反射區(qū)域的第1斜面1401占大于等于百分之70的構(gòu)成，得到高的對比度，和高的光利用效率。
圖17、圖18，表示變形了本變形例的棱鏡元件1411的棱鏡元件1711、1811的要部剖面構(gòu)成。圖17中所示的棱鏡元件1711，與上述的棱鏡元件1411同樣地，具有為第1區(qū)域的第1斜面1701，和為第2區(qū)域的第2斜面1702。并且，棱鏡元件1711的頂端部1703，具有圓形形狀。第1斜面1701，是與基準面200b的法線所成的角度小于等于3度的有效反射區(qū)域。
在圖18中所示的棱鏡元件1811，具有為反射部的曲面1801。棱鏡元件1811的光軸方向的長度H之中，光入射的側(cè)的長度D的部分的曲面1801，是與基準面200b的法線所成的角度小于等于3度的有效反射區(qū)域。曲面1801之中的長度D的部分，具有作為第1區(qū)域的功能。并且，曲面1802之中的長度D的部分之外的部分，是與基準面200b的法線所成的角度比3度大的區(qū)域。曲面1801之中的長度D的部分之外的部分，具有作為第2區(qū)域的功能。在采用這些棱鏡元件1711、1811的情況下，也能提高對比度。
在圖14中所示的棱鏡元件1411，或在圖17中所示的棱鏡元件1711，例如，能由后述的干蝕刻法形成。在圖18中所示的棱鏡元件1811，例如，能由采用激光燒蝕法而形成。根據(jù)激光燒蝕法，通過在用為了形成棱鏡元件1811的材料構(gòu)成的靶上聚焦激光束，再將從激光束獲得能量的材料粒子輸送到基板上，形成棱鏡元件1811。還有，棱鏡元件的形狀不限于圖示中的形狀，也可以為其他的形狀。例如，圖17的棱鏡元件1711不限于設(shè)置圓形形狀的頂端部1703的構(gòu)成，也可以，在頂端部上，形成大致平行于基準面200b的平坦面。
實施例2
圖19，說明本發(fā)明的實施例2的空間光調(diào)制裝置的制造方法。在此，主要說明關(guān)于形成為空間光調(diào)制裝置之中的特征的部分的棱鏡元件的步驟。棱鏡元件，能用根據(jù)激光燒蝕的方法，或采用干蝕刻處理的方法形成。在采用激光燒蝕的方法中，通過基于預先設(shè)定的數(shù)據(jù)在透明基板上照射CO2激光，能形成棱鏡元件。在圖19中所示的步驟，為通過采用厚膜抗蝕劑層的干蝕刻處理，形成上述的棱鏡元件211。
首先，在步驟a中所示的基板1901上，形成樹脂抗蝕劑層1902?；?901，能采用玻璃基板或透明樹脂基板。樹脂抗蝕劑層1902是掩模層，例如以從50微米到200微米的厚度涂敷。樹脂抗蝕劑層1902，例如，能使用SU-8、KMPR(全都是MicroChemCorp公司的注冊商標)。其次，如在步驟b中所示那樣地，進行圖案形成，除掉形成棱鏡元件211之處的樹脂抗蝕劑層1902。圖案形成后，進行60分鐘、100度的烘焙。
其次，作為對圖案形成后的樹脂抗蝕劑層1902的硬質(zhì)掩模，進行干蝕刻。干蝕刻，能使用可以形成高密度等離子體的ICP(Inductively CoupledPlasma，感應耦合等離子體)干蝕刻裝置。通過干蝕刻，如在步驟c中所示那樣地，在基板1901上形成大致呈三角形形狀的剖面的槽1903。作為能在蝕刻區(qū)域上均勻地形成高密度等離子體的蝕刻氣體。例如，能采用C4F8、CHF3等氟化物系氣體。
通過使基板1901的材料和樹脂抗蝕劑層1902的材料的蝕刻選擇比為例如4比1，能使具有對于樹脂抗蝕劑層1902的厚度大致4倍的深度的槽1903，在基板1901上形成。為了防止由蝕刻環(huán)境引起的抗蝕劑層的炭化，除了由冷卻器冷卻基板1901，還可以在蝕刻周期間設(shè)置冷卻時間。用SU-8的干蝕刻處理，例如，Takayuki Fukasawa等的，已經(jīng)刊登在，「Deep DryEtching of Quartz Plate Over 100μm in Depth Employing Ultra-ThickPhotoresist(SU-8)」(Japanese Journal of Applied Physics.Vol.42(2003)pp.3702-3706、The Japan Society of Applied Physics)。
如這樣地形成的槽1903的壁面，是棱鏡元件211的斜面211a。通過粘接層201(參照圖3)，通過使空氣或其他的透明物質(zhì)密封在以步驟c形成的槽1903中，形成棱鏡元件211。在棱鏡元件211中密封空氣的情況下，優(yōu)選使棱鏡元件211內(nèi)部減壓。由使棱鏡元件211內(nèi)部減壓，能減低由溫度上升引起的棱鏡元件211內(nèi)部的空氣的熱膨脹，防止棱鏡元件211的附近的部件的剝離等。采用以上那樣地形成的入射側(cè)防塵玻璃200，能形成空間光調(diào)制裝置110R、110G、110B。
圖20-1、圖20-2，說明通過采用金屬硬質(zhì)掩模的干蝕刻，形成上述的棱鏡元件211的步驟。首先在圖20-1中所示的步驟a中，在基板1901上形成金屬層2002，作為金屬層2002的材料，例如能采用鉻或鎳。金屬層2002，能由CDV金屬材料、濺射、電鍍等而形成。其次，在步驟b中，在金屬層2002之上形成抗蝕劑層2003。在抗蝕劑層2003上，通過步驟c的光刻步驟，實施圖案形成?？刮g劑層2003的圖案形成，在形成棱鏡元件211的位置上形成槽那樣地進行。
其次，在步驟d中，通過蝕刻而使金屬層2002形成圖案，在金屬層2002的蝕刻中，可以采用，例如，采用了氯化鐵(FeCl3)的濕蝕刻、干蝕刻、離子研磨法中的任何一種后，其次，在圖20-2的步驟e中，用ICP(Inductively Coupled Plasma，感應耦合等離子體)干蝕刻裝置而實施干蝕刻。蝕刻氣體，能采用C4F8、CHF3等氟化物類氣體。
在此，蝕刻選擇比，可以在基板1901的材料中的蝕刻率變高那樣的條件下而變大。以增大蝕刻選擇比，如步驟f中所示那樣地，能在基板1901上形成深槽1903。例如，通過在偏置電功率800瓦特、偏置電壓800伏特、C4F8氣體流量10sccm、CHF3氣體流量30sccm的條件下實施蝕刻，能在由石英材料構(gòu)成的基板1901上形成深槽1903。
這樣地形成的槽1903的壁面，是棱鏡元件211的斜面211a。斜面211a的傾斜角度，通過在蝕刻中使選擇比變化，可以適當調(diào)節(jié)。蝕刻選擇比，例如，通過調(diào)節(jié)氣體的壓力、偏置電壓、偏置電功率等中至少任何一種，能使其變化。通過以在基板1901之中比近于金屬層2002的位置遠的位置上使蝕刻選擇比變小那樣地使蝕刻條件變化，例如，也能形成持有互相不同的傾斜度的斜面的上述的棱鏡元件1411(參照圖14)或棱鏡元件1711(參照圖17)。最后，通過在步驟g中去除金屬層2002，能形成實施了斜面211a的入射側(cè)防塵玻璃200。在蝕刻步驟中產(chǎn)生的殘渣，能通過在步驟間進行由O2的清潔作業(yè)，或進行O2、Ar氣體的添加而除去。
圖21-1、圖21-2，說明通過干蝕刻而形成上述的棱鏡元件211的另一步驟。在圖21-1的步驟a中，在基板1901上形成抗蝕劑層2102，抗蝕劑層2102，例如能由旋轉(zhuǎn)涂層法或噴射涂敷而形成?？刮g劑層2102，通過步驟b的光刻步驟，實施圖案形成。其次在步驟c中，在基板1901及抗蝕劑層2102之上，形成金屬層2103。
作為金屬層2103的材料，例如能采用鉻或鎳。金屬層2103，能通過用金屬材料實施CDV、濺射、電鍍等而形成。其次，在步驟d中，通過剝離法，使金屬層2103形成圖案。然后，通過在從步驟e到步驟g中實施與上述的步驟同樣的干蝕刻，能形成實施了斜面211a的入射側(cè)防塵玻璃200。
如以上那樣地，本發(fā)明中的空間光調(diào)制裝置，適于用在投影機中的液晶型空間光調(diào)制裝置。
權(quán)利要求
1.一種空間光調(diào)制裝置，其特征在于，具有相應于圖像信號調(diào)制入射光的調(diào)制部，和設(shè)置在上述調(diào)制部的附近，向上述調(diào)制部的方向反射上述入射光的光路偏向部；上述調(diào)制部，具備排列成矩陣狀的多個像素部，和設(shè)置在上述像素部彼此之間的遮光部；上述光路偏向部，是具備向上述像素部的方向反射上述入射光的反射部的棱鏡元件；上述棱鏡元件，設(shè)置在基準面上對應于上述遮光部的位置，并且，沿大致垂直于上述基準面的方向的長度，為沿大致平行于上述基準面的方向的長度的15～250倍。
2.按照權(quán)利要求1所述的空間光調(diào)制裝置，其特征在于，上述棱鏡元件，沿大致垂直于上述基準面的方向的長度，為沿大致平行于上述基準面的方向的長度的20～200倍。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的空間光調(diào)制裝置，其特征在于，上述反射部，具有第1區(qū)域，和設(shè)置在比上述第1區(qū)域距上述像素部近的位置上的第2區(qū)域；上述第1區(qū)域及上述第2區(qū)域，設(shè)置為上述基準面的法線和上述第2區(qū)域所成的角度，比上述基準面的法線和上述第1區(qū)域所成的角度大。
4.按照權(quán)利要求1～3中的任何一項所述的空間光調(diào)制裝置，其特征在于，上述反射部，包括與上述基準面的法線所成的角度小于等于3度的有效反射區(qū)域。
5.按照權(quán)利要求4所述的空間光調(diào)制裝置，其特征在于，上述反射部中，上述有效反射區(qū)域，占上述反射部的全部區(qū)域的70％或70％以上。
6.按照權(quán)利要求1～5中的任何一項所述的空間光調(diào)制裝置，其特征在于，上述遮光部，具有在大致平行于上述基準面的第1方向上具有長度方向的第1遮光部，和在大致平行于上述基準面且大致正交于上述第1方向的第2方向上具有長度方向的第2遮光部；上述第1遮光部及上述第2遮光部，由交叉部互相交叉地配置，并且，與上述交叉部之外的部分相比，上述交叉部在對于上述長度方向大致正交的方向上的寬度變大地形成。
7.一種圖像顯示裝置，其特征在于，具有供給光的光源部，相應于圖像信號調(diào)制來自上述光源部的光的空間光調(diào)制裝置，和投影由上述空間光調(diào)制裝置所調(diào)制的光的投影光學系統(tǒng)；上述空間光調(diào)制裝置，具有相應于圖像信號調(diào)制入射光的調(diào)制部，和設(shè)置在上述調(diào)制部的附近，向上述調(diào)制部的方向反射上述入射光的光路偏向部；上述調(diào)制部，具備排列成矩陣狀的多個像素部，和設(shè)置在上述像素部彼此之間的遮光部；上述光路偏向部，是具備向上述像素部的方向反射上述入射光的反射部的棱鏡元件；上述棱鏡元件，設(shè)置在基準面上對應于上述遮光部的位置，并且，沿大致垂直于上述基準面的方向的長度，為沿大致平行于上述基準面的方向的長度的15～250倍。
8.按照權(quán)利要求7所述的圖像顯示裝置，其特征在于，設(shè)上述投影光學系統(tǒng)的光圈數(shù)為F，上述棱鏡元件，將與上述基準面的法線成預定的角度的上述入射光，偏向成滿足以下的條件式的角度θo0≤θo≤arctan{1/(2F)}。
全文摘要
本發(fā)明提供能以高的對比度，并且能有效地使用入射光的空間光調(diào)制裝置等。具有相應于圖像信號調(diào)制入射光的調(diào)制部，和設(shè)置在調(diào)制部的附近，向調(diào)制部的方向反射入射光的光路偏向部；調(diào)制部，具備為排列成矩陣狀的多個像素部的孔徑部(203b)，和設(shè)置在多個孔徑部(203b)之間的為遮光部的黑矩陣部(203a)；光路偏向部，是具備向孔徑部(203b)的方向反射入射光的為反射部的斜面(211a)的棱鏡元件(211)；棱鏡元件(211)，設(shè)置在為基準面(200)上對應于黑矩陣部(203a)的位置，并且，沿大致垂直于基準面(200b)的方向的長度(H)，大于等于15倍且小于等于250倍的沿大致平行于上述基準面(200b)的方向的長度(W1)。
文檔編號G03B21/00GK1818769SQ20051011561
公開日2006年8月16日 申請日期2005年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月7日
發(fā)明者上島俊司 申請人:精工愛普生株式會社