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[Technisches Gebiet]
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die technischen Gebiete elektrooptischer
Vorrichtungen, die in Anzeigeeinheiten für Fernsehgeräte, Videokameras und
tragbare, abgesetzte Endgeräte
oder Lichtmodulatoren für
Projektionsanzeigevorrichtungen oder dergleichen verwendet werden.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung das technische Gebiet
einer elektrooptischen Vorrichtung, die eine Konstruktion aufweist,
in der eine oder mehrere leitende Schichten zur Verdrahtung zwischen
einer Dichtungseinheit, die ein elektrooptisches Material, wie einen
Flüssigkristall,
umschließt,
und einem Substrat laminiert sind.
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[Stand der Technik]
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Eine
typische elektrooptische Vorrichtung hat eine Konstruktion, in der
ein elektrooptisches Material, wie ein Flüssigkristall, in einem Bereich
gehalten wird, der von einer Dichtungseinheit zwischen Substraten
umschlossen ist.
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Zur
Aufrechterhaltung eines Spaltes zwischen den Substraten in einem
vorbestimmten Abstand, werden kugelförmige oder faserige Partikel, die
Kügelchen,
Glasfasern und dergleichen umfassen, sogenannte "Abstandshalter" in die Dichtungseinheit eingemischt.
Pixelelektroden sind an der inneren Oberfläche eines Substrates eines
Paares von Substraten bereitgestellt, um das elektrooptische Material
anzusteuern, und sind an einen Anschluss, der in einem externen
Bereich der Dichtungseinheit (d.h., außerhalb des abgedichteten Bereichs)
bereitgestellt ist, durch Verdrahtungen angeschlossen. Das heißt, in der
obengenannten elektrooptischen Vorrichtung enthält eine leitende Schicht eine
einzige Verdrahtungsschicht zwischen der Dichtungseinheit und dem
Substrat.
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Da
eine Verschlechterung der Bildqualität aufgrund eines Leckstroms
eintritt, der durch das Licht verursacht wird, muss zusätzlich in
einer elektrooptischen Vorrichtung mit Halbleiter-Schaltelementvorrichtungen
auf einem Substrat, eine lichtabschirmende Schicht, die Metall enthält, zwischen dem
Substrat und der Dichtungseinheit bereitgestellt sein, um einfallendes
Licht an einer Fortpflanzung in eine Halbleiterschicht zu hindern.
Daher werden eine Verdrahtung, die auf dem Substrat ausgebildet
ist, eine Isolierschicht und die lichtabschirmende Schicht in dieser
Reihenfolge laminiert, was zu einer leitenden Schicht führt, die
zwei Schichten enthält:
die Verdrahtungsschicht und die lichtabschirmende Schicht zwischen
der Dichtungseinheit und dem Substrat.
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Ferner
können
in einer elektrooptischen Vorrichtung, in der jedes Pixel ein Halbleiter-Schaltelement
hat und eine Treiberschaltung zum Antreiben des Halbleiter-Schaltelements
in einem inneren Bereich der Dichtungseinheit (d.h., innerhalb des
abgedichteten Bereichs) bereitgestellt ist, die durch eine Steuerschaltung
gesteuert wird, eine oder zwei Schichten zur Verdrahtung und eine
Schicht zur Lichtabschirmung, d.h., drei leitende Schichten, durch
Isolierschichten zwischen der Dichtungseinheit und dem Substrat
laminiert werden.
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Wenn
die Treiberschaltungen außerhalb
des abgedichteten Bereichs in einer elektrooptischen Vorrichtung
bereitgestellt sind, gibt es zusätzlich
Fälle,
in welchen verschiedene Arten von Verdrahtung (d.h., Abtastleitungen,
Datenleitungen, Kapazitätsleitungen
und dergleichen) zwischen der Dichtungseinheit und dem Substrat
unter Verwendung einer oder mehrerer leitender Schichten ausgebildet
sind. Wie zuvor beschrieben, gibt es elektrooptische Vorrichtungen
mit verschiedenen Konstruktionen entsprechend dem Antriebsverfahren
und der Stelle der Treiberschaltung und ferner entsprechend der
Anzahl leitender Schichten, die für die Verdrahtung, Lichtabschirmung,
Elektroden oder dergleichen verwendet werden. In jedem Fall muss
eine Vielzahl von Leitungen von außerhalb des abgedichteten Bereichs
zu der Innenseite des abgedichteten Bereichs durch die leitenden
Verdrahtungen zwischen der Dichtungseinheit und dem Substrat gebildet
werden.
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Insbesondere
jedoch, wenn in einer elektrooptischen Vorrichtung mit mehreren
leitenden Schichten zwischen der Dichtungseinheit und dem Substrat,
beide Substrate an die Dichtungseinheit gebunden sind und beide
Substrate zusammengepresst werden, werden einige Abschnitte der
leitenden Schichten einem starken Druck von den Abstandshalterelementen
ausgesetzt, die in der Dichtungseinheit enthalten sind. Somit entstehen
Probleme, wie Verformungen in der Verdrahtung und der lichtabschirmenden
Schicht, Kurzschlüsse
zwischen der Verdrahtung und der lichtabschirmenden Schicht aufgrund
eines Bruchs, Kurzschlüsse
unter den Verdrahtungen, die übereinander
durch eine Isolierschicht laminiert sind, was letztendlich zum Brechen von
Verdrahtungen führt.
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Die
vorangehenden Probleme können
auch nicht nur spezifisch in der elektrooptischen Vorrichtung mit
den Halbleiter-Schaltelementen
auf dem Substrat vollkommen vorausgesehen werden, sondern auch in
einer elektrooptischen Vorrichtung der Innenreflexionsart mit einer
Konstruktion, in welche r eine Isolierschicht und Pixelelektroden
auf einer reflektiven Schicht, die aus Al (Aluminium) und dergleichen
besteht, angeordnet sind, die an der inneren Oberfläche eines
Glassubstrates eines Paares von Glassubstraten angeordnet ist.
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Selbst
wenn verschiedene Arten von Verdrahtung von der Außenseite
des abgedichteten Bereichs zu der Innenseite des abgedichteten Bereichs nur
auf der einzigen leitenden Schicht augebildet sind, und die Substrate
zusammengepresst werden, besteht ferner die Möglichkeit, dass die Verdrahtung teilweise
bricht, da die leitende Schicht einem örtlichen Druck von den Abstandshalterelementen
ausgesetzt ist. Kurz gesagt, bei einer elektrooptischen Vorrichtung,
die eine der Konstruktionen aufweist, die verschiedene Arten von
Verdrahtung von außerhalb des
abgedichteten Bereichs zu der Innenseite des abgedichteten Bereichs
unter Verwendung der einzelnen Schicht oder mehrerer Schichten zwischen der
Dichtungseinheit und den Substraten bilden, kommt es zu einem Bruch
der Verdrahtungen und zu Kurzschlussproblemen, die durch solche
Abstandshalterelemente verursacht werden.
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Die
Japanische Patentanmeldung WO98/16876, veröffentlicht am 23. April 1998,
und ihr Familienmitglied, US Patent 5,973,763, erteilt am 26. Oktober
1999, offenbaren eine Flüssigkristallvorrichtung,
in der eine rechteckige Einfassung aus Dichtungsmaterial zwischen
zwei Substraten bereitgestellt ist, und eine Öffnung in der Einfassung an
einer Seite gegenüber
einer Reihe von Signaleingangsanschlussstellen bereitgestellt ist.
Die Öffnung ist
mit einem Dichtungsmaterial gefüllt,
so dass der Flüssigkristallfüllraum im
Inneren der rechteckigen Einfassung vollständig gefüllt ist: Vertikale, elektrisch leitende
Elemente sind an dreieckigen geschnittenen Abschnitten der Dichtungsmitteleinfassung
ausgebildet, um eine elektrische Leitung zwischen den Signaleingangsanschlussstellen
auf einem Substrat und einer transparenten Elektrode auf dem anderen
Substrat zu ermöglichen.
Die vertikalen Elemente ermöglichen,
dass eine gleichmäßige Zelldicke
während der
Herstellung der Vorrichtung erreicht wird.
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Die
Japanische Patentanmeldung
JP
50 148097 , veröffentlicht
am 27. November 1975, beschreibt eine Flüssigkristallvorrichtung, die
eine Einfassung aus Dichtungsmaterial zwischen zwei Substraten umfasst.
Eine Reihe von Signalan schlussstellen ist auf einem Substrat bereitgestellt,
wobei eine Verdrahtung zwischen diesen Anschlussstellen und einem
Metallisierungsmuster auf dem Substrat und in einer Flüssigkristallfläche im Inneren
der Dichtungsmaterialeinfassung verläuft. Eine Fläche des
Dichtungsmaterials über
den Signalanschlussstellen enthält
Abstandshalter, die das Erreichen einer gleichmäßigen Beabstandung der zwei
Substrate in dieser Fläche
ermöglichen.
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der obengenannten Probleme
gemacht. Es ist eine ihrer Aufgaben, eine elektrooptische Vorrichtung,
ein Verfahren zu deren Herstellung und eine Projektionsanzeigevorrichtung
und eine elektrische Vorrichtung mit dieser elektrooptischen Vorrichtung
bereitzustellen, so dass eine Beschädigung der Verdrahtung, die auf
einem der Substrate gebildet ist, die ein elektrooptisches Material
halten, durch Abstandshalterelemente verhindert werden kann.
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[Offenbarung der Erfindung]
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Zur
Lösung
der obengenannten Probleme stellt die vorliegende Erfindung eine
elektrooptische Vorrichtung mit einem elektrooptischen Material
bereit, das in einem Bereich, der von einer Dichtungseinheit umgeben
ist, zwischen einem Paar von Substraten bereitgestellt ist, wobei
eine leitende Schicht auf eines der zwei Substrate laminiert ist,
wobei die Dichtungseinheit einen Teil mit einem Abstandshalterelement
und einen Teil ohne Abstandshalterelement umfasst, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Teil der Dichtungseinheit ohne Abstandshalterelement in einem
Bereich bereitgestellt ist, in dem die Verdrahtung, die aus der
leitenden Schicht besteht, an dem einen der Substrate der Dichtungseinheit
zugewandt ist.
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Gemäß der elektrooptischen
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist eine Dichtungseinheit,
die aus einem Dich tungsmittel, wie einem fotohärtbaren oder wärmehärtbaren
Harzhaftmittel hergestellt ist, in einen Teil mit Abstandshalterelementen
vorbestimmter Größe, zum
Beispiel in Form von Kügelchen
oder Fasern, und einen Teil ohne Abstandshalterelemente unterteilt.
Die Verdrahtung, die aus der lei tenden Schicht besteht, ist in
dem Bereich laminiert, der dem Teil ohne Abstandshalterelemente
auf dem Substrat zugewandt ist. Das heißt, da kein Abstandshalterelement
in dem Teil der Dichtungseinheit vorhanden ist, ist dem die Verdrahtungen,
die aus der leitenden Schicht bestehen, einander schneiden, werden
die Verdrahtungen, obwohl die Substrate zusammengepresst werden,
keinem örtlichen
Druck von den Abstandshalterelementen ausgesetzt. Daher ist es möglich, einen
Bruch aufgrund der Abstandshalterelemente zu verhindern. Da der
Spalt zwischen den Substraten äußerst genau
durch die Abstandshalterelemente kontrolliert wird, die in der Dichtungseinheit enthalten
sind, ist dies daher im Falle einer tragbaren elektrooptischen Vorrichtung
oder dergleichen sehr nützlich,
wo eine Mischung von Abstandshalterelementen in einem elektrooptischen
Material eine Verschlechterung der Bildqualität verursacht.
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Gemäß einem
Aspekt einer elektrooptischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung
enthält
die leitende Schicht mehrere leitende Schichten, die auf das Substrat
durch eine Isolierschicht laminiert sind.
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Wenn
gemäß diesem
Aspekt mehrere Verdrahtungen unter Verwendung mehrerer leitender Schichten
gebildet werden, die voneinander durch Isolierschichten isoliert
sind, kann nicht nur der obengenannte Bruch vermieden werden, der
durch Abstandshalterelemente verursacht wird, sondern auch der Kurzschluss
der laminierten Verdrahtung, der auf einen örtlichen Druck zurückzuführen ist,
der durch Abstandshalterelemente verursacht wird.
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Zusätzlich kann
durch die Verwendung einer dreidimensionalen Struktur von zum Beispiel
einer Pixelelektrode, wie einer reflektiven Elektrode, Leitungen,
wie Abtastleitungen oder Datenleitungen, einer lichtabschirmenden
Schicht für
ein Element, wie einen TFT ("Thin
Film Transistor" – Dünnschichttransistor)
zum Ein- und Ausschalten einer Pixelelektrode oder dergleichen,
eine effektive Nutzung für
die Anordnung im begrenzten Raum des Substrates durch mehrere leitenden
Schichten erreicht werden. Es ist vorteilhaft, dass durch die Ausbildung
einer dreidimensionalen Verdrahtungsstruktur die erforderlichen
Breiten der Fläche,
die die Verdrahtung einnimmt, verringert werden kann, insbesondere
an Stellen, wo die Verdrahtung und die Dichtungseinheit einander
schneiden.
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In
einem anderen Aspekt einer elektrooptischen Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung ist ein Teil der Dichtungseinheit ohne Abstandshalterelemente
eine Abschirmeinheit zum Abschirmen einer Öffnung, durch welche das elektrooptische
Material eingespritzt wird.
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Da
gemäß diesem
Aspekt der Teil ohne darin eingemischte Abstandshalterelemente die
Abschirmeinheit zum Abschirmen der Öffnung zum Einspritzen des
elektrooptischen Materials ist, kann durch Entwerfen eines Verdrahtungsmusters
die elektrooptische Vorrichtung mit einer einzigen Art von Dichtungsmaterial
erhalten werden, was einem herkömmlichen
Herstellungsverfahren entspricht. Insbesondere, wenn die Konstruktion
verwendet wird, in der das elektrooptische Material ein Flüssigkristall
ist und die Abschirmeinheit die Öffnung
zum Einspritzen des Flüssigkristalls
abschirmt, ist dies in der Praxis angenehm, da die Breite der Öffnung zum
Einspritzen des Flüssigkristalls
für. verschiedene
Arten von Verdrahtungen geeignet ist, die zum Hindurchführen eines Flüssigkristalls
erforderlich ist.
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Zusätzlich kann
eines der Substrate so konstruiert sein, dass es eine Vielzahl von
Abtastleitungen und eine Vielzahl von Datenleitungen gemeinsam mit
einem Schaltelement an einer Pixelstelle enthält, die jedem Schnittpunkt
dieser Leitungen entspricht, wie auch Pixelelektroden, die daran
angeschlossen sind, und die mehreren leitenden Schichten eine erste
leitende Schicht enthalten, die die Verdrahtung für eine Abtastleitungstreiberschaltung
darstellt, die den Abtastleitungen Abtastsignale zuführt, sowie
eine zweite leitende Schicht, die die Verdrahtung für die Datenleitungstreiberschaltung
darstellt, die den Datenleitungen Datensignale zuführt.
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Da
bei dieser Konstruktion kein Abstandshalterelement in einem Teil
vorhanden ist, in dem die Verdrahtung, die aus der ersten leitenden
Schicht besteht, die zu der Abtastleitungstreiberschaltung führt, und
die Verdrahtung, die aus der zweiten leitenden Schicht besteht,
die zu der Datenleitungstreiberschaltung führt, laminiert sind, kann ein
Bruch oder Kurzschluss in diesen Leitungen verhindert werden.
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Insbesondere,
wenn mindestens eine von der Datenleitungstreiberschaltung und der
Abtastleitungstreiberschaltung im Inneren des abgedichteten Bereichs
ausgebildet ist, sind die Strukturen gemäß der vorliegenden Erfindung
nützlich,
da es viele Fälle gibt,
in welchen sowohl die erste leitende Schicht als auch die zweite
leitende Schicht laminierte Schichtstrukturen haben.
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In
einem anderen Aspekt der elektrooptischen Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung ist die leitende Schicht zum Teil oder vollständig eine
lichtabschirmende Schicht.
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Gemäß diesem
Aspekt kann die leitende Schicht nicht nur für die Verdrahtung verwendet
werden, sondern auch für
die Verdrahtung und Lichtabschirmung, oder vorwiegend zur Lichtabschirmung für einen
Teil (das heißt,
mindestens einen Teil einer leitenden Schicht von einer oder mehreren
leitenden Schichten). Hier ist die lichtabschirmende Schicht spezifisch
eine Metallschicht die aus Al oder dergleichen besteht. Die leitende
Schicht kann wie verschiedene Arten von lichtabschirmenden Schichten
funktionieren, wie zum Beispiel eine lichtabschirmende Schicht,
die, horizontal betrachtet, in dem abgedichteten Bereich im Inneren
des Dichtungsmittels bereitgestellt ist und die Umrandungen eines
Bildanzeigebereichs für
die Anzeige eines tatsächlichen
Bildes definiert, wie eine lichtabschirmende Schicht (schwarze Maske
der Farbfilter schwarze Matrix oder dergleichen), die den Spalt
zwischen zahlreichen Pixelelektroden vor Licht abschirmt, die in
dem Bildanzeigebereich angeordnet sind, oder einen Öffnungsbereich
für jedes
Pixel definiert, oder wie eine lichtabschirmende Schicht, die eine
Verschlechterung der Bildqualität
aufgrund eines Leckstroms verhindert, der durch Licht in einem Halbleiterelement,
wie TFT, verhindert, das zur UmschalSteuerung der Pixelelektroden
bereitgestellt ist. Da die lichtabschirmende Schicht und die Verdrahtung
aus derselben leitenden Schicht gebildet sein können, kann eine Vereinfachung
der Konstruktion der Vorrichtung und deren Herstellung erreicht
werden.
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Gemäß einem
anderen Aspekt einer elektrooptischen Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung ist des Weiteren eine planarisierte Isolierschicht auf
der Verdrahtung bereitgestellt.
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Gemäß diesem
Aspekt, da die Vorrichtung zum Beispiel nicht vom Direktsicht-Typ
ist, ist es auf dieselbe Weise wie für ein reflektives Lichtventil
oder einen Flüssigkristallprojektor
im Falle einer Flüssigkristallvorrichtung,
in der der Schwerpunkt nicht auf einer Vergrößerung des Streuungsfaktors
des Lichts liegt, sondern auf einer Vergrößerung seines Reflexionsfaktors,
vorteilhaft, dass der zu verbessernde Reflexionsfaktor durch einen
Planarisierungsprozess erreicht wird. Ferner wird in einem Bereich
des Substrates, der der Dichtungseinheit zugewandt ist, normalerweise
eine gleichmäßige Höhe zwischen
den Substraten entlang der Dichtungseinheit erreicht, indem eine
Blindverdrahtung eingesetzt wird, und die Spaltkontrolle zwischen
den Substraten durch die Abstandshalterelemente ausgeführt wird.
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Wenn
der Planarisierungsprozess durch eine CMP- ("Chemical Machine Polish" – chemisches Maschinenpolieren)
Bearbeitung ausgeführt
wird, nachdem die Blindverdrahtung derart eingesetzt wurde, wird
eine CMP-Bearbeitung bevorzugt ausgeführt und eine Verbesserung in
der Flachheit erreicht.
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In
einem anderen Aspekt der elektrooptischen Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung sind des Weiteren eine Vielzahl von Pixelelektroden, die in
einem inneren Bereich der Dichtungseinheit angeordnet sind, und
eine Treiberschaltung, die an die Verdrahtung angeschlossen ist
und die Pixelelektroden antreibt, bereitgestellt.
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Gemäß diesem
Aspekt kann im Vergleich zu einem Fall, in dem eine solche Treiberschaltung
in einem externen Bereich der Dichtungseinheit (außerhalb
des abgedichteten Bereichs) bereitgestellt ist, die Gesamtanzahl
von Verdrahtungen, die die Dichtungseinheit schneiden, verringert
werden. Zum Beispiel ist im Allgemeinen die Gesamtanzahl von Verdrahtungen,
die die Dichtungseinheit schneiden, deutlich geringer als die Gesamtanzahl
von Abtastleitungen und Datenleitungen, die von den Treiberschaltungen
zu jedem Pixel führen.
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In
einem Aspekt der Erfindung mit diesen Treiberschaltungen kann sie
so konstruiert sein, dass eine Vielzahl von Abtastleitungen und
eine Vielzahl von Datenleitungen, die an die Pixelelektroden angeschlossen
sind, des Weiteren in dem inneren Bereich des abgedichteten Bereichs
bereitgestellt sind, wobei die Treiberschaltung eine Abtastleitungstrei berschaltung
und eine Datenleitungstreiberschaltung zum Antreiben der Abtastleitungen
beziehungsweise Datenleitungen enthält, und die Datenleitungstreiberschaltung
näher bei
einem Teil bereitgestellt ist, wo die Verdrahtungen die Dichtungseinheit
schneiden, als bei jenem, WO die Abtastleitungstreiberschaltung bereitgestellt
ist.
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Mit
einer solchen Konstruktion kann durch eine Verdrahtung, die auf
einem Bereich des Substrates bereitgestellt ist, der einem Teil
der Dichtungseinheit zugewandt ist, der keine Abstandshalterelemente
enthält,
ein Signal von einer Steuerschaltung oder einer Signalquelle sowohl
zu der Abtastleitungstreiberschaltung wie auch der Datenleitungstreiberschaltung
geleitet werden, die außerhalb
des abgedichteten Bereichs bereitgestellt sind. Insbesondere wird
in diesem Fall die Streukapazität
und Verzögerung
wegen der Länge
der Verdrahtung, die aus einer leitenden Schicht, wie Al, besteht,
die auf dem Substrat verläuft,
größer. Durch
relative Verlängerung
der Verdrahtung für
die Abtastleitungstreiberschaltung, die bei geringer Frequenz angetrie
ben wird, bei gleichzeitiger relativer Verkürzung der Verdrahtung für die Datenleitungstreiberschaltung,
die bei einer hohen Frequenz angetrieben wird, werden nachteilige
Wirkungen, wie die Streukapazität
und Verzögerung
der Verdrahtung kaum oder im Wesentlichen nicht erzeugt, was von
Vorteil ist.
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Als
Alternative kann in dem Aspekt mit dieser Treiberschaltung die Konstruktion
derart sein, dass des Weiteren eine Steuerschaltung im inneren Bereich
des abgedichteten Bereichs zur Steuerung der Treiberschaltungen
bereitgestellt ist.
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Bei
einer solchen Konstruktion kann durch eine Verdrahtung, die auf
einem Bereich des Substrates bereitgestellt ist, der einem Teil
der Dichtungseinheit zugewandt ist, der keine Abstandshalterelemente
enthält,
ein Signal von der Signalquelle außerhalb des abgedichteten Bereichs
zu der Steuerschaltung geleitet werden. Da die Anzahl von Verdrahtungen
von der Signalquelle zu der Steuerschaltung so konstruiert sein
kann, dass sie geringer als die Anzahl von Verdrahtungen von der
Steuerschaltung zu den Treiber schaltungen
ist, ist es insbesondere in diesem Fall möglich, dass die Verdrahtung
selbst in einem kleinen Teil der Dichtungseinheit ausgeführt wird,
der keine Abstandshalterelemente enthält.
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Ein
Herstellungsverfahren für
eine elektrooptische Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist
dadurch gekennzeichnet, dass ein Substrat, auf das eine leitende
laminiert ist, und das andere Substrat mit einer Dichtungseinheit
verbunden sind, die einen Teil mit einem Abstandshalterelement und
einen Teil ohne Abstandshalterelement umfasst, wobei das Verfahren
zur Herstellung der elektrooptischen Vorrichtung einen Dichtungseinheitsbildungsprozess zum
Bilden einer Dichtungseinheit umfasst, die so bereitgestellt ist,
dass ein Teil der Dichtungseinheit ohne Abstandshalterelement in
einem Bereich auf dem Substrat bereitgestellt ist, in dem die Verdrahtung,
die aus der leitenden Schicht besteht, der Dichtungseinheit zugewandt
ist.
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Gemäß dem Verfahren
zur Herstellung der elektrooptischen Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung ist die Dichtungseinheit in einen Teil mit Abstandshalterelementen
und einen Teil ohne Abstandshalterelemente unterteilt. Die Dichtungseinheit ist.
so gebildet, dass der Teil der Dichtungseinheit, der keine Abstandshalterelemente
enthält,
auf dem Bereich des Substrates bereitgestellt ist, in dem die Verdrahtung,
die aus der leitenden Schicht besteht, der Dichtungseinheit zugewandt
ist. Das heißt,
da kein Abstandshalterelement vorhanden ist, in dem Leitungen, die
aus der leitenden Schicht bestehen, die Dichtungseinheit schneiden,
wird die Verdrahtung keinem örtlichen
Druck von den Abstandshalterelementen ausgesetzt, wenn ein Paar
von Substraten durch die Dichtungseinheit verbunden wird, selbst wenn
diese zusammengepresst werden. Daher kann ein Bruch, der durch Abstandshalterelemente
verursacht wird, verhindert werden.
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In
einem Aspekt des Verfahrens zur Herstellung der elektrooptischen
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung enthält der Dichtungseinheitsbildungsprozess
einen Prozess zum Auftragen des Dichtungsmittels, so dass eine Öffnung zum
Einspritzen des elektrooptischen Materials in dem Bereich bereitgestellt
ist, in dem die Verdrahtung, die aus der leitenden Schicht besteht,
der Dichtungseinheit zugewandt ist.
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Dieser
Aspekt bewirkt, dass die gebildete Position des Öffnungsteils (Öffnung zum
Einspritzendes elektrooptischen Materials) jener der Verdrahtung
entspricht, die der Dichtungseinheit zugewandt ist, und die elektrooptische
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer einzigen
Art von Material als Dichtungsmittel nur durch die Gestaltung des
Musters der Verdrahtung erhalten werden kann. Natürlich wird
die Öffnungseinheit
nach dem Einspritzen des elektrooptischen Materials mit dem Dichtungsmittel
verschlossen.
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In
einem Aspekt eines Verfahrens zur Herstellung einer elektrooptischen
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung werden in einem Verdrahtungsbildungsprozess
zum Bilden der Verdrahtung mehrere leitende Schichten durch Isolierschichten
vor dem Dichtungseinheitsbildungsprozess auf das Substrat laminiert.
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Wenn
gemäß diesem
Aspekt zwei Substrate durch die Dichtungseinheit verbunden werden,
nachdem eine Vielzahl von Verdrahtungen unter Verwendung mehrerer
leitender Schichten durch den Verdrahtungsbildungsprozess gebildet
wurde, kann nicht nur der obengenannte Bruch, der durch ein Abstands halterelement
verursacht wird, verhindert werden, selbst wenn diese zusammengepresst
werden, sondern auch der Kurzschluss der laminierten Verdrahtung
aufgrund eines örtlichen
Drucks, der durch die Abstandshalterelemente verursacht wird, verhindert
werden.
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Zur
Lösung
der obengenannten Probleme ist eine elektronische Vorrichtung der
vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische
Vorrichtung als Anzeigeeinheit eine elektrooptische Vorrichtung
der zuvor be- schriebenen vorliegenden Erfindung enthält.
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Gemäß der elektronischen
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung werden Leitungen, selbst wenn
die Substrate zusammengepresst werden, keinem örtlichen Druck von den Abstandshalterelementen
ausgesetzt, da sie mit der elektrooptischen Vorrichtung der zuvor
beschriebenen, vorliegenden Erfindung versehen ist, und somit können Defekte
an der Verdrahtung, die durch Abstandshalterelemente verursacht
werden, verhindert werden und eine Verbesserung in der Bildanzeigequalität, eine
Verbesserung in der Zuverlässigkeit
der Vorrichtung und eine Verbesserung in der Herstellungsausbeute
erreicht werden.
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In
einem Aspekt einer elektronischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung
enthält
die leitende Schicht mehrere leitenden Schichten, die durch Isolierschichten
auf dem Substrat laminiert sind.
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Gemäß diesem
Aspekt kann nicht nur der obengenannte Bruch, der durch ein Abstandshalterelement
verursacht wird, verhindert werden, sondern auch der Kurzschluss
der laminierten Verdrahtung aufgrund eines örtlichen Drucks, der durch
ein Abstandshalterelement verursacht wird, verhindert werden.
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Zur
Lösung
der obengenannten Probleme ist eine Projektionsanzeigevorrichtung
der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsanzeigevorrichtung
Licht moduliert, das von einer Lichtquelle durch eine elektrooptische
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ausgestrahlt wird, und das
modulierte Licht auf einen Schirm projiziert.
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Da
gemäß der Projektionsanzeigevorrichtung
der vorliegenden Erfindung eine Lichtmodulation durch die zuvor
beschriebene elektrooptische Vorrichtung der vorliegenden Erfindung
ausgeführt
werden kann, wird die Verdrahtung keinem örtlichen Druck durch die Abstandshalterelemente
ausgesetzt, selbst wenn die Substrate zusammengepresst werden, und
somit können
Defekte der Verdrahtung, die durch Abstandshalterelemente verursacht
werden, verhindert werden, und eine Verbesserung in der Zuverlässigkeit
der Vorrichtung und eine Verbesserung in der Herstellungsausbeute
erreicht werden.
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In
einem Aspekt einer Projektionsanzeigevorrichtung der vorliegenden
Erfindung enthält
die leitende Schicht mehrere leitenden Schichten, die durch Isolierschichten
auf das Substrat laminiert sind.
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Gemäß diesem
Aspekt kann nicht nur der obengenannte Bruch, der durch ein Abstandshalterelement
verursacht wird, verhindert werden, sondern auch der Kurzschluss
der laminierten Verdrahtung aufgrund eines örtlichen Drucks, der durch
Abstandshalterelemente verursacht wird, verhindert werden.
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Diese
Funktionen und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen
aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen hervor.
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[Kurze Beschreibung der
Zeichnungen]
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1 ist
eine Draufsicht, die eine Konstruktion der elektrooptischen Vorrichtung
gemäß einer ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
eine Querschnittsansicht, entlang der Linie A-A' von 1.
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3 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
der Verdrahtung, die durch eine Dichtungseinheit der ersten Ausführungsform
geht.
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4 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A' in einer Variation der ersten Ausführungsform.
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5 zeigt
eine äquivalente
Schaltung für verschiedene
Arten von Vorrichtungen, Verdrahtungen und dergleichen in einer
Vielzahl von Pixeln, die in einer Matrix gebildet sind, die einen
Bildanzeigebereich der ersten Ausführungsform darstellt.
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6 ist
eine Querschnittsansicht, die eine Laminierungsstruktur unter eine
Pixelelektrode zeigt, die auf einem Vorrichtungssubstrat der ersten
Ausführungsform
gebildet ist.
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7 ist
eine Draufsicht, die eine Konstruktion dieser elektrooptischen Vorrichtung
gemäß einer zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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8 ist
eine Draufsicht, die eine Konstruktion dieser elektrooptischen Vorrichtung
gemäß einer dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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9 zeigt
eine Konstruktion eines Mobiltelefons, bei dem elektrooptische Vorrichtungen
jeder Ausführungsform
angewendet werden.
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10 zeigt
eine Konstruktion eines tragbaren Informationsendgeräts, bei
dem elektrooptische Vorrichtungen jeder Ausführungsform angewendet werden.
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11 zeigt
eine Kostruktion einer Videokamera, bei der elektrooptische Vorrichtungen
jeder Ausführungsform
anggewendet werden.
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12 zeigt
eine Konstruktion einer Projektionsanzeigevorrichtung, bei der elektrooptische
Vorrichtungen jeder Auführungsform
angewendet werden.
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[Beste Ausführungsform
der Erfindung]
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In
der Folge werden Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben.
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1. Erste Ausführungsform
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Zunächst wird
eine elektrooptische Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 6 erklärt. 1 ist
eine Draufsicht, die eine Konstruktion dieser elektrooptischen Vorrichtung
zeigt. 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A' in der elektrooptischen
Vorrichtung von 1, 3 ist eine
vergrößerte Querschnittsansicht
in deren Verdrahtungsabschnitt und 4 ist, eine
Querschnittsansicht entlang der Linie A-A' in einer Variation derselben.
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5 zeigt
eine äquivalente
Schaltung für verschiedene
Arten von Vorrichtungen, Verdrahtungen und dergleichen in einer
Vielzahl von Pixeln, die einen Bildanzeigebereich dieser elektrooptischen Vorrichtung
darstellen, die als Matrix ausgebildet ist. 6 ist eine
Querschnittsansicht, die eine Laminierungsstruktur unter einer Pixelelektrode
zeigt, die auf einem Vorrichtungssubstrat für jedes Pixel gebildet ist.
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Wie
in 1 und 2 dargestellt, wird eine Vielzahl
von Abtastleitungen 51 beziehungsweise Datenleitungen 41 auf
dem Siliziumsubstrat 1 von den zwei Substraten, die die
elektrooptische Vorrichtung bilden, ausgebildet, auf dem die Halbleiter-Schaltelemente
gebildet sind, während
ein Schaltelement, das in der Folge beschrieben wird (siehe 5 und 6),
an einer Pixelstelle, die jedem Schnittpunkt dieser Leitungen entspricht,
und eine daran angeschlossene Pixelelektrode 63a gebildet werden.
Diese Abtastleitungen 51, Datenleitungen 41, Schaltelemente
und Pixelelektroden 63a bilden den Bildanzeigebereich 11.
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Von
diesen sind die Abtastleitungen 51 an eine Abtastleitungstreiberschaltung 12 angeschlossen,
die im Inneren des abgedichteten Bereichs gebildet ist, der einem
inneren Bereich einer Dichtungseinheit 3 auf dem Substrat 1 entspricht,
während
die Abtastleitungstreiberschaltung 12 durch die Verdrahtung 81 an
eine Steuerschaltung 14 angeschlossen ist, die außerhalb
des abgedichteten Bereichs gebildet ist, der einem externen Bereich
der Dichtungseinheit 3 entspricht. Andererseits sind die
Datenleitungen 41 an eine Datenleitungstreiberschaltung 13 angeschlossen,
die im Inneren des abgedichteten Bereichs ausgebildet ist, während die
Datenleitungstreiberschaltung 13 an die Steuerschaltung 14 durch
die Verdrahtung 82 angeschlossen ist.
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Hier
treibt die Steuerschaltung 14 sowohl die Abtastleitungstreiberschaltung 12 als
auch die Datenleitungstreiberschaltung 13 aufgrund eines
Signals an, das von einem Elektrodenanschluss 15 für eine externe
Verbindung zugeleitet wird. Zusätzlich bestehen
das Schaltelement zur Ausführung
der Umschaltsteuerung an jeder Pixelelektrode 63a, die
Abtastleitungstreiberschaltung 12, die Datenleitungstreiberschaltung 13 und
die Steuerschaltung 14 zum Beispiel aus MOS-Transistoren
vom massiven Silizium-Typ.
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Die
Dichtungseinheit 3 enthält
ein Dichtungsmittel 31, das aus fotohärtbaren oder wärmehärtbaren
Harzhaftmitteln hergestellt ist, welches ein elektrooptisches Material,
wie einen Flüssigkristall,
umgibt, mit beiden Substraten, sowie Abstandshalterelement 32,
die Partikel bestimmter Größe in Form
von Kügelchen,
Fasern oder dergleichen sind, die in das Dichtungsmittel 31 eingemischt
sind, und ein Abschirmelement 34, das keine Abstandshalterelemente 32 darin
eingemischt enthält
und das aus fotohärtbaren
oder wärmehärtbaren
Harzhaftmitteln oder dergleichen hergestellt ist, welches dasselbe
oder ein anderes als jenes des Dichtungsmittels 31 ist,
mit dem ein Öffnungsteil 33 (eine Öffnung zum
Einspritzen) nach dem Einspritzen des Flüssigkristalls verschlossen
wird.
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Wie
in 2 dargestellt, ist jede der zwei leitenden Schichten 62b und 63b,
die aus einer leitenden und reflektiven Metallschicht, wie Al, bestehen, auf
dem Substrat 1 zwischen dem Abschirmelement 34 der
Dichtungseinheit 3 und dem Substrat 1 angeordnet.
Diese leitenden Schichten 62b und 63b sind durch
Isolierschichten 72, 73, und 74 laminiert.
Wie in 1 dargestellt, bildet die untere leitende Schicht 62b Verdrahtungen 81 und 82,
während.
die obere leitende Schicht 63b eine lichtabschirmende Schicht bildet,
die die Umrandungen des Bildanzeigebereichs 11 entlang
der Dichtungseinheit 3 bildet. Ferner sind die Verdrahtung
für die
MOS-Transistoren, die innere Verdrahtung der Abtastleitungstreiberschaltung 12,
die innere Verdrahtung der Datenleitungstreiberschaltung 13 und
die innere Verdrahtung der Steuerschaltung 14, die Verdrahtung
zu deren Verbindung, die Stromverdrahtung zum Zuleiten von Strom
zu diesen Treiberschaltungen und dergleichen auf derselben Schicht
wie die leitende Schicht 62b ausgebildet.
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Ebenso
sind die oben beschriebenen Pixelelektroden 63a aus derselben
Schicht wie die leitende Schicht 63b gebildet.
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Wenn
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
in dem Herstellungsverfahren für
die elektrooptische Vorrichtung mit der in 2 dargestellten Querschnittsstruktur,
beide Substrate mit dem an ihrem Umfang aufgetragenen Dichtungsmittel 31 verbunden
werden, während
die beiden Substrate zusammengepresst werden, werden hier anschließend elektrooptische
Materialien, die aus einem Flüssigkristall
und dergleichen bestehen, von der Öffnung 33 eingespritzt
und dann wird die Öffnung 33 mit
dem Abschirmelement 34 verschlossen. Daher hat das elektrooptische
Material eine Anordnung, in der es durch die Dichtungseinheit 3,
die aus dem Dichtungsmittel 31 besteht, und durch das Abschirmelement 34 zwischen
den Substraten 1 und 2 abgeschirmt ist. Da jedoch
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
die Abstandshalterelemente 32 in das Dichtungsmittel 31 eingemischt
sind, nicht aber in das Abschirmelement 34 eingemischt
sind, werden jene Fälle,
die unter "Stand
der Technik" beschrieben
sind, vermieden, wobei Verdrahtungen durch einen Bruch oder Kurzschluss
mit der leitenden Schicht 63b an den Teilen der Verdrahtungen 81 und 82 beschädigt werden,
wo die Abstandshalterelemente 32 einem örtlichen Druck auf die leitende
Schicht 62b ausgesetzt sind, welche die Verdrahtungen 81 und 82 bildet,
die die Dichtungseinheit 3 schneiden.
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Wie
in 3(a) dargestellt, kann ein Planarisierungsverfahren
nicht insbesondere auf den Isolierschichten 72, 73 und 74 ausgeführt werden,
die gemeinsam mit den leitenden Schichten 62b und 63b zwischen
dem Abschirmelement 34 und dem Substrat 1 laminiert
sind. Dies bedeutet, dass, wenn die leitende Schicht 62b,
die die Verdrahtungen 81 und 82 bildet, vorhanden
ist, deren unebene Teile an der oberen Oberfläche im Allgemeinen einem örtlichen Druck
von Abstandshalterelementen 32 ausgesetzt sind und insbesondere.
ein Bruch oder Kurzschluss leicht aufgrund der konzentrierten Belastungen
um konvexe Teile eintritt. Da gemäß der vorliegenden. Ausführungsform
das Abschirmelement 34, das keine Abstandshalterelemente 32 enthält, auf
den Verdrahtungen 81 und 82 durch die Isolierschicht 74 liegt,
tritt weder ein Bruch noch ein Kurzschluss auf, der durch die Abstandshalterelemente 32 verursacht wird.
Da zusätzlich
die Verdrahtungen 81 und 82 teilweise auf einem
Teil der Dichtungseinheit 3 (nur auf einem Teil einer Seite)
angeordnet sind, wie in der vorliegenden Ausführungsform, ist es im Allgemeinen
schwierig oder unmöglich,
eine gleichförmige Spaltkontrolle
unter Verwendung von Abstandshalterelementen zwischen den Substraten 1 und 2 auszuführen. In
dieser Ausführungsform
jedoch ist eine unebene Oberfläche
mit derartigen Verdrahtungen 81 und 82 nicht Ziel
der Spaltkontrolle zwischen den Substraten durch die Abstandshalterelemente 32. Daher
gibt es ohne Planarisieren der Unebenheit, die durch die Verdrahtungen 81 und 82 verursacht
wird, kein Hindernis für
eine Spaltsteuerung zwischen den Substraten.
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Als
Alternative, wie in 3(b) dargestellt, kann
ein Planarisierungsprozess der Isolierschichten 72, 73 und 74 unter
Verwendung einer CMP-Bearbeitung oder dergleichen ausgeführt werden,
die gemeinsam mit den leitenden Schichten 62b und 63b zwischen
dem Abschirmelement 34 und dem Substrat 1 laminiert
sind (in dem Beispiel von 3(b) ist die
Isolierschicht 73 planarisiert). Wenn eine CMP-Bearbeitung ausgeführt wird,
können
Blindmuster für
die CMP aus den leitenden Schichten 62b und 63b gebildet
werden, die die Isolierschichten unterlegen, die chemisch polierte
Objekte für
die CMP-Bearbeitung sind, insbesondere um eine bevorzugte CMP-Bearbeitung
auszuführen.
Hier werden die Blindmuster für
CMP, die aus derselben Schicht wie die leitenden Schicht 62b gebildet
werden, durch Ausführung
einer Strukturierung erhalten, so dass im Wesentlichen das gesamte
Substrat 1 bedeckt wird, mit Ausnahme der Verdrahtungen 81 und 82,
die durch die leitende Schicht 62b gebildet werden. Die leitende
Schicht 62b wird aus Al hergestellt und ihre Dicke ist
etwa 500 nm (Nanometer). Anderer seits werden die Blindmuster für CMP, die
aus demselben Film wie die leitende Schicht 63b bestehen,
als Blindmuster wie auch als lichtabschirmende Schicht verwendet,
die das gesamte Substrat 1 in dem Bereich ohne Pixelelektroden 63a bedeckt.
Die leitende Schicht 63b besteht aus Al und ihre Dicke
ist etwa 400 nm. Wenn daher die Blindmuster für CMP gebildet werden, sind,
da Leitungen der Verdrahtungen 81 und 82 nur an
der Öffnung 33 durchgehen,
in derselben Schicht wie die leitenden Schichten 62b und 63b,
die das Dichtungsmittel 31 unterlegen, das die Abstandshalterelemente 32 darin
eingemischt enthält,
nur die Blindmuster für
die CMP vorhanden. Daher wird die Flachheit verbessert, und der
Spalt zwischen den Substraten 1 und 2 ist über das
gesamte Substrat gleichmäßig, wodurch
ein bevorzugter Anzeigeschirm erhalten wird.
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Zusätzlich ist
jede der Isolierschichten 72, 73 und 74,
die aus Siliziumoxid und dergleichen hergestellt sind, mit einer
Dicke von etwa 130 nm bis 1100 nm gebildet. Es ist bevorzugt, einen
Planarisierungsprozess unter Verwendung der CMP-Bearbeitung an mindestens
der Isolierschicht 74 auszuführen, um den Reflexionsgrad
der Pixelelektrode 63a in dem Bildanzeigebereich zu verbessern.
In der Praxis ist es ohne Planarisieren der Isolierschicht 73 an
der Seite des Substrates 1 durch Planarisieren der Isolierschicht 74 möglich, letztendlich
eine wesentliche Flachheit der Ebene zu erreichen, die die Pixelelektrode 63a unterlegt.
Sobald CMP-Blindmuster aus derselben Schicht wie die leitende Schicht 62b und 63b gebildet
sind, wie zuvor beschrieben, kann insbesondere ein hohes Maß an Flachheit
durch CMP-Bearbeitung
erhalten werden.
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Ferner
können
in der vorliegenden Ausführungsform,
wie in 4 dargestellt, drei leitenden Schichten 61b, 62b und 63b auf
dem Substrat 1 bereitgestellt sein. In diesem Fall bilden
zwei untere leitenden Schichten 61b und 62b die
Verdrahtungen 81 und 82, wie in 1 dargestellt.
Ande rerseits bildet die obere leitende Schicht 63b eine
lichtabschirmende Schicht, die die Umrandungen des Bildanzeigebereichs 11 entlang
der Dichtungseinheit 3 definiert.
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Ferner
sind die Verdrahtung für
die MOS-Transistoren, die innere Verdrahtung der Abtastleitungstreiberschaltung 12,
die innere Verdrahtung der Datenleitungstreiberschaltung 13 und
der Steuerschaltung 14, die Verdrahtung zu deren Verbindung,
die Stromverdrahtung zum Zuleiten von Strom zu diesen Treiberschaltungen
und die Blindmuster für
CMP oder dergleichen auf derselben Schicht wie die leitende Schicht 63b ausgebildet.
Die zuvor beschriebenen Pixelelektroden 63a und die Blindmuster
für CMP
sind aus derselben Schicht wie die leitende Schicht 63b gebildet.
Die anderen Komponenten sind gleich den entsprechenden, in 2 und
in 4 dargestellten Komponenten und haben dieselben
Bezugszeichen wie die entsprechenden Komponenten, die in 2 dargestellt
sind.
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In 4 ist
die leitende Schicht 61b auf dieselbe Weise wie die leitenden
Schichten 62b und 63b aus Al und dergleichen hergestellt,
und ihre Dicke ist etwa 500 nm. Ebenso besteht jede der Isolierschichten 71 bis 74 aus
Siliziumoxid und dergleichen, und die Dicke ist etwa 130 nm bis
1100 nm. Jede der Schichten kann durch CMP-Bearbeitung planarisiert werden.
Wenn eine CMP-Bearbeitung derartig durchgeführt wird, werden die Blindmuster
für CMP
ferner vorzugsweise aus den leitenden Schichten 61b, 62b und 63b gebildet.
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Wenn,
wie in 4 dargestellt, in dem Herstellungsverfahren in
jenem Fall, in dem drei Schichten von leitenden Schichten 61b, 62b und 63b enthalten
sind, beide Substrate mit dem an ihrem Umfang aufgetragenen Dichtungsmittel 31 verbunden werden,
während
die beiden Substrate zusammengepresst werden, werden anschließend elektrooptische
Materialien, die aus einem Flüssigkristall
und dergleichen beste hen, durch die Öffnung 33 eingespritzt
und dann wird die Öffnung 33 mit
dem Abschirmelement 34 abgeschirmt. Da ferner das Dichtungsmittel 31 keine
darin eingemischten Abstandshalterelemente 32 aufweist,
kann ein Bruch in den Verdrahtungen 81 und 82,
ein Kurzschluss miteinander oder ein Kurzschluss mit der leitenden
Schicht 63b aufgrund eines örtlichen Drucks durch die Abstandshalterelemente 32 auf
die leitenden Schichten 61b und 62b, die die Verdrahtungen 81 und 82 bilden,
verhindert werden.
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Wie
in 1 bis 4 dargestellt ist, sind in der
elektrooptischen Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform
insbesondere die Abtastleitungstreiberschaltung 12 und
die Datenleitungstreiberschaltung 13 im Inneren des abgedichteten
Bereichs des Substrates 1 angeordnet. Daher kann im Vergleich
zu einem Fall, in dem solche Treiberschaltungen außerhalb
des abgedichteten Bereichs des Substrates 1 angeordnet
sind, die Gesamtanzahl der Verdrahtungen 81 und 82,
die die Dichtungseinheit 3 schneiden, verringert werden.
Insbesondere besteht zum Beispiel die Anzahl von Verdrahtungen,
die die Dichtungseinheit 3 schneiden, aus etwa drei bis
vier Stromleitungen zum Antreiben der Schaltungen, etwa vier Taktleitungen
zum Antreiben der Schaltungen, etwa zwei bis vier Latch-Pulsleitungen
zum Antreiben der Schaltungen, und etwa ein bis vierundzwanzig Bildsignalleitungen,
wobei deren Gesamtanzahl im Allgemeinen weitaus geringer als die
Gesamtanzahl (zum Beispiel, mehrere zehn bis mehrere tausend) der
Abtastleitungen 51 und der Datenleitungen 41 und
dergleichen ist, die von den Treiberschaltungen zu jedem Pixel führen. Daher
ist es im Allgemeinen leichter, eine Verdrahtung durch die begrenzte
Breite der Öffnung 33 hindurchzuführen, und ist
somit vorteilhaft. Selbst wenn jedoch die Abtastleitungstreiberschaltung 12 und/oder
die Datenleitungstreiberschaltung 13 außerhalb des abgedichteten Bereichs
angeordnet sind, solange die Verdrahtung, die von diesen Treiberschaltungen
sowohl zu den Abtastleitungen 51 als auch zu den Datenlei tungen 41 geführt wird,
durch einen Teil der Dichtungseinheit 3 geführt wird,
der keine Abstandshalterelemente 32 enthält, können die
Vorteile der vorliegenden Erfindung erhalten werden, dass Beschädigungen
der Verdrahtung, die durch die Abstandshalterelemente 32 verursacht
werden, verhindert werden.
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Ferner
ist in der ersten Ausführungsform
insbesondere die Datenleitungstreiberschaltung 13 näher zu dem
Teil angeordnet, in dem die Verdrahtungen 81 und 82 die
Dichtungseinheit 3 schneiden, als die Abtastleitungstreiberschaltung 12.
Somit nehmen die Verdrahtungsstreukapazität und die Verzögerung der
Verdrahtungen 81 und 82 entsprechend der Länge der
Verdrahtung zu, die auf dem Substrat 1 geführt wird.
Durch relative Verlängerung
der Verdrahtung 81 für
die Abtastleitungstreiberschaltung 12, die bei geringer
Frequenz angetrieben wird, bei gleichzeitiger relativer Verkürzung der
Verdrahtung 82 für die
Datenleitungstreiberschaltung 13, die bei einer hohen Frequenz
angetrieben wird, werden nachteilige Wirkungen, die durch eine derartige
Verdrahtungsstreukapazität
und Verzögerung
verursacht werden, kaum oder im Wesentlichen nicht erzeugt, was
von Vorteil ist. Wenn die Verdrahtungen aus der leitenden Schicht 62b und
dergleichen hergestellt sind, die aus Al und dergleichen besteht,
ist es zusätzlich
kaum ein Problem, dass der Widerstand der Verdrahtung prinzipiell
unterdrückt
werden kann, auch wenn die Verdrahtung feingebildet ist.
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Anschließend wird
ein Beispiel der Schaltungskonstruktion der elektrooptischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
gemeinsam mit deren Funktionsweisen unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschrieben.
Zusätzlich,
wie in 4 dargestellt, sind in dem Beispiel dieser Konstruktion
die drei leitenden Schichten auf dem Substrat 1 durch die
vier Isolierschichten laminiert.
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In 5 sind
die Vielzahl von Pixeln, die in einer Matrix angeordnet sind, die
die elektrooptische Vorrichtung dieser Ausführungsform bildet, und eine Vielzahl
von FETs 30 in einer Matrix ausgebildet, um die Pixelelektroden 63a zu
steuern, während
jede der Datenleitungen 41 zum Zuleiten eines Bildsignals elektrisch
an die Source des FET 30 angeschlossen ist. Bildsignale
S1, S2, ... Sn, die zu den Datenleitungen 41 geschrieben
werden, können
der Reihe nach in dieser Reihenfolge zugeleitet werden, oder können zu
benachbarten Datenleitungen 41 in Einheiten von Gruppen
geleitet werden. Ebenso sind die Abtastleitungen 51 elektrisch
an die Gates der FETs 30 angeschlossen, die so konstruiert
sind, dass Abtastsignale G1, G2, ..., Gm in Impulsen in dieser Reihenfolge nacheinander
mit einer vorbestimmten Zeitsteuerung zu den Abtastleitungen 51 geleitet
werden. Die Pixelelektroden 63a sind elektrisch an die
Drains der FETs 30 angeschlossen. Durch Schließen der
Schalter der FETs 30, die Schaltelemente sind, in der konstanten Periode
werden Bildsignale 51, S2, ..., Sn, die von den Datenleitungen 41 zugeleitet
werden, zu den Pixelelektroden 63a geschrieben. Bildsignale
S1, S2, ..., Sn, bei vorbestimmten Pegeln zu den Flüssigkristallen
durch die Pixelelektroden 63a geschrieben werden, werden
für eine
bestimmte Periode zwischen Pixelelektroden und Gegenelektroden,
die auf dem gegenüberliegenden
Substrat ausgebildet sind, in der Konstante gehalten. Da sich die
molekulare Orientierung in Übereinstimmung
mit den angelegten Spannungswerten in Flüssigkristallen ändert, kann eine
Grautonanzeige durch Lichtmodulation erhalten werden. Es ist unmöglich, dass
einfallendes Licht durch diese Flüssigkristallteile im permanenten
hellen ("normally-white") Modus entsprechend
der angelegten Spannung geht, während
es möglich
ist, dass einfallendes Licht durch diese Flüssigkristallteile im permanent
dunklen ("normally-black") Modus entsprechend
der angelegten Spannung geht. Insgesamt wird Licht mit Kontrast
entsprechend einem Bildsignal von der elektrooptischen Vorrichtung
reflektiert. Um einen Streu ungsverlust von gehaltenen Bildsignalen
zu verhindern, wird hier ein Speicherkondensator 70 parallel
zu einer Flüssigkristallkapazität hinzugefügt, die
zwischen der Pixelelektrode 63a und der Gegenelektrode
(der Gegenelektrode 22, die in 2 dargestellt
ist) gebildet. Insbesondere wird der Speicherkondensator 70 erhalten,
indem eine erste Speicherkondensatorelektrode angeordnet wird, die
sich von der Drain-Elektrode des FET 30 erstreckt, sowie
eine zweite Speicherkondensatorelektrode, die aus einem Teil der
kapazitiven Leitungen 52 besteht (oder einem Teil der Abtastleitungen 51 einer
vorangehenden Einheit), so dass sie einander durch die Isolierschicht
zugewandt sind. Mit dieser Konstruktion hält zum Beispiel die Spannung
der Pixelelektrode 63a drei Größenordnungen in dem Speicherkondensator 70 länger als
der Zeitraum, in dem die Source-Spannung
angelegt wird. Somit werden die Datenhalteeigenschaften weiter verbessert, wodurch
eine elektrooptische Vorrichtung mit hohem Kontrastverhältnis erreicht
wird.
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In 6 ist
unterhalb jeder Pixelelektrode 63a, die aus Al besteht,
eine zweite leitende Schicht 62a ausgebildet, die aus derselben
Al lichtabschirmenden Schicht gebildet ist. Obwohl die zweite leitende
Schicht 62a aus derselben Schicht besteht wie die leitende
Schicht 62b, die die zuvor beschriebenen Verdrahtungen 81 und 82 bildet,
hat sie eine lichtabschirmende Funktion für den Spalt zwischen den angrenzenden
Pixelelektroden 63a im Bildanzeigebereich.
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In 6 sind
in einem Halbleitersubstrat 1 vom p-Typ (oder n-Typ) als
Beispiel für
ein Substrat, die FETs 30 auf einem Trogbereich 7 vom
n-Typ (oder p-Typ) gebildet, und jeder FET 30 ist von dem anderen
durch einen Feldoxidfilm 4 zur Elementtrennung getrennt.
Unter Verwendung eines Halbleitersubstrates, das aus einem Einkristallsilizium
besteht, das allgemein als "Wafer" bezeichnet wird,
als Halbleitersubstrat 1, können die FETs 30 somit
direkt auf dem Substrat 1 gebildet werden. Als solches
Substrat kann ein Siliziumsubstrat, ein Quarzsubstrat, ein Glassubstrat
oder dergleichen verwendet werden, mit dem der FET 30 oder
ein TFT durch Ausbilden der Halbleiterschicht darauf gebildet werden
kann. Insbesondere kann, wie in dieser Ausfühform, im Falle einer Flüssigkristallvorrichtung
vom reflektiven Typ, wo ein Pixelelektrode 63a aus einer
reflektiven Schicht besteht, ein lichtundurchlässiges Halbleitersubstrat verwendet
werden, da Licht nicht durch das Substrat 1 gehen muss.
Wenn eine kleine Flüssigkristallvorrichtung
konstruiert wird, ist ein Element, wie der FET 30, leicht
herzustellen, was von Vorteil ist. Ebenso wird der Trogbereich 7 durch
Störstellendiffusion
gebildet und der Feldoxidfilm 4 wird durch selektive Wärmeoxidation
gebildet.
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In
jedem FET 30 werden eine Source-Region 6a und
eine Drain-Region 6b gebildet, indem eine H-Pegel-Dotierung
auf den Trogbereich 7 durch die Öffnung des Feldoxidfilms 4 konzentriert
wird, und eine Gate-Elektrode 5 wird so gebildet, dass
sie durch eine Gate-Isolierschicht 5a einem Kanalbereich
zugewandt ist, der zwischen diesen Bereichen bereitgestellt ist.
Eine erste Isolierschicht 71 wird auf der Gate-Elektrode 5 und
der Feldoxidschicht 4 ausgebildet.
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Die
erste leitende Schicht 61a wird auf der Isolierschicht 71 gebildet,
und die Source-Elektrode und die Drain-Elektrode des FET 30 werden
durch Verbindender ersten leitenden Schicht 61a mit der Source-Region 6a beziehungsweise
der Drain-Region 6b durch Kontaktlöcher CH 1 und CH 2 konstruiert,
die in der ersten Isolierschicht 71 gebohrt sind.
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Zum
Beispiel wird leitendes Polysilizium mit H-Pegel dotiertem oder
leitendem Metallsilicid als Gate-Elektrode 5 verwendet,
die durch ein CVD-Verfahren oder dergleichen gebildet wird. Zum
Beispiel wird hochisolierendes Glas, wie NSG (undotiertes Silicatglas),
PSG (Phosphorsilicatglas), BSG (Borsilicatglas) und BPSG (Borphosphorsilicatglas), eine
Siliziumoxidschicht, eine Siliziumnitridschicht oder dergleichen
als erste Isolierschicht 71 verwendet, die durch ein Sputter-Verfahren,
ein Plasma-CVD-Verfahren unter Verwendung von TEOS (Tetraethylorthosilicat)
oder dergleichen gebildet wird. Zusätzlich wird Al als erste leitende
Schicht 61a verwendet, die durch ein Sputter-Verfahren
zu einer Dünnschicht
mit einer Dicke von zum Beispiel etwa 500 nm gebildet wird.
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Ferner
wird die zweite Isolierschicht 72 auf einem derart konstruierten
FET 30 gebildet. Eine zweite leitende. Schicht 62a wird
auf der zweiten leitenden Schicht 72 gebildet und an die
Drain-Elektrode durch ein Kontaktloch CH 3 angeschlossen, das in der
zweiten Isolierschicht 72 gebohrt ist. Ebenso dient die
zweite leitende Schicht 62a, wie zuvor beschrieben, als
lichtabschirmende Schicht zum Abschirmen des Lichts von dem Spalt
zwischen angrenzenden Pixelelektroden 63a. Die dritte Isolierschicht 73 wird
auf der zweiten leitenden Schicht 62a gebildet. Ebenso
wie die erste Isolierschicht 71 bestehen die zweite Isolierschicht 72 und
die dritte Isolierschicht 73 aus hochisolierendem Glas,
wie NSG, PSG, BSG oder BPSG, einer Siliziumoxid-Schicht, Siliziumnitridschicht oder
dergleichen. In Bezug auf die Filmdicke zum Beispiel hat die zweite
Isolierschicht 72 eine Filmdicke von etwa 1000 nm und die dritte
Isolierschicht 73 hat eine Filmdicke von etwa 1000 nm.
Ferner besteht die zweite leitende Schicht 62a aus Al,
ebenso wie die erste leitende Schicht 61a, und hat eine
Filmdicke von zum Beispiel 500 nm bis 800 nm. Die dritte Isolierschicht 73 wird
gebildet und dann werden die Pixelelektroden 63a auf deren Oberfläche gebildet.
Hier werden. säulenförmige Verbindungsstöpsel, die
aus feuerfestem Material wie Wolfram bestehen, in das Kontaktloch
CH 4 gefüllt, das
in der dritten Isolierschicht 73 gebohrt ist, wodurch die
Pixelelektroden 63a an die zweite leitende Schicht 62a angeschlossen
werden. Ebenso wie die erste leitende Schicht 61a und die
zweite leitende Schicht 62a bestehen die Pixelelektroden 63a aus
Al und haben eine Filmdicke von jeweils zum Beispiel etwa 400 nm.
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Zusätzlich werden
anstelle des FET 30, der in 6 dargestellt
ist, unter Verwendung eines Halbleiterfilms, wie eines Polysiliziumfilms,
eines amorphen Siliziumfilms oder eines Einkristallsiliziumfilms
TFTs auf einem Substrat konstruiert (einem transparenten Substrat,
wie einem Quarzsubstrat oder einem Glassubstrat). In diesem Fall
können
parallel zu einem Verfahren zur Bildung des TFT Schaltvorrichtungen,
die Treiberschaltungen oder dergleichen darstellen, unter Verwendung
von TFTs gebildet werden, was in der Praxis von Vorteil ist.
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Zusätzlich ist
bevorzugt, dass die lichtabschirmende Schicht, die derart aus leitenden
Schichten gebildet wird und im Inneren des abgedichteten Bereichs
angeordnet ist (das heißt,
dem Flüssigkristall
zugewandt) dasselbe elektrische Potenzial hat wie die Gegenelektrode 22.
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2. Zweite Ausführungsform
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Anschließend wird
eine elektrooptische Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. 7 ist
eine Draufsicht, die eine Konstruktion dieser elektrooptischen Vorrichtung
zeigt. Jede Komponente in 7, welche
dieselbe wie die Komponente in 1 ist, hat
dasselbe Bezugszeichen und ihre Erklärung wird unterlassen.
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In
der zweiten Ausführungsform
ist eine Steuerschaltung 14' nicht
außerhalb
des abgedichteten Bereichs angeordnet, sondern gemeinsam mit jeder
Treiberschaltung innerhalb des abgedichteten Bereichs. Die Verdrahtungen
von dem Elektrodenanschluss für
die Verbindung 15 zu der Steuerschaltung 14' sind aus der
leitenden Schicht 62b oder dergleichen gebildet und werden
durch die Öffnung 33 geführt (den
Bereich, der dem Abschirmelement 34 zugewandt ist). Die
Konstruktion der anderen Komponenten ist. dieselbe wie in der ersten
Ausführungsform.
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Wenn
daher die Anzahl von Verdrahtungen, die an die Steuerschaltung 14' angeschlossen
sind, gering ist, ist es möglich,
selbst wenn die Öffnung 33 eng
ist, dass die Verdrahtungen durch die Öffnung 33 zu der Steuerschaltung 14' geführt werden,
ohne Gefahr eines Bruchs oder Kurzschlusses, der durch Abstandshalterelemente 32 verursacht
werden könnte.
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Anders
als in der ersten Ausführungsform und
der zweiten Ausführungsform
ist es zusätzlich möglich, eine
Konstruktion zu verwenden, in der die Steuerschaltung als externe
Schaltung jenseits des Substrates 1 bereitgestellt ist,
Steuersignale durch den Elektrodenanschluss zur Verbindung 15 von
der extern angeschlossenen Steuerschaltung eingegeben werden, und
die Verdrahtungen zu der Abtastleitungstreiberschaltung 12 und
der Datenleitungstreiberschaltung 13 von dem Elektrodenanschluss
zur Verbindung 15 zu der Öffnung 33 geführt werden.
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3. Dritte
Ausführungsform
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Anschließend wird
eine elektrooptische Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. 8 ist eine Draufsicht,
die eine Konstruktion dieser elektrooptischen Vorrichtung zeigt.
Jede Komponente In 8, die der Komponenten von 1 entspricht,
hat dasselbe Bezugszeichen und ihre Erklärung wird unterlassen.
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In
der dritten Ausführungsform
wird eine Dichtungseinheit 3' konstruiert,
in der ein Abschnitt, der Abstandshalterelemente 32 aufweist,
die in ein Dichtungsmittel 31' einge mischt sind, und ein Abschnitt 131,
der zusätzlich
zu der Öffnung 33 zum Einspritzen
des elektrooptischen Materials bereitgestellt ist und keine Abstandshalterelemente 32 darin eingemischt
hat, enthalten sind. Die anderen Komponenten sind dieselben wie
in der ersten Ausführungsform.
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Da
in der vorliegenden Ausführungsform
die Leitungen 81 und 82, die aus der leitenden
Schicht 62b und dergleichen bestehen, durch den Abschnitt 131 beziehungsweise 33 geleitet
werden, in welchen keine Abstandshalterelemente 32 eingemischt
sind, werden diese keinem örtliche.
Druck ausgesetzt, der durch Abstandshalterelemente 32 verursacht
wird. Daher kann eine Beschädigung
der Verdrahtungen aufgrund eines Kurzschlusses oder Bruchs, der durch
Abstandshalterelemente 32 verursacht wird, verhindert werden.
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In
dem Substrat 1 der elektrooptischen Vorrichtungen der Ausführungsformen,
wie zuvor unter Bezugnahme auf 1 bis 8 beschrieben,
können
des Weiteren eine Abtastschaltung zum Abtasten eines Bildsignals
mit einer vorbestimmten Zeitsteuerung, oder eine Vorladeschaltung
zum Schreiben eines Vorladesignals mit einem vorbestimmten elektrischen
Potenzial zu jeder Datenleitung zu einem Zeitpunkt, der dem Bildsignal
vorangeht, um die Last des Schreibens des Bildsignals zu Datenleitungen
zu verringern, ausgebildet sein, oder eine Prüfschaltung oder dergleichen
kann ausgebildet sein, um die Qualität, Defekte und dergleichen
der elektrooptischen Vorrichtung im Zuge einer Wareneingangskontrolle
oder einer In-Prozess-Überprüfung zu
prüfen.
Zusätzlich,
wie in der Ungeprüften
Japanischen Patentanmeldung Nr. 9-127497, der Geprüften Japanischen Patentanmeldung
Nr. 3-62611, der
Ungeprüften
Japanischen Patentanmeldung 3-125123, der
Ungeprüften
Japanischen Patentanmeldung Nr. 8-171101 und dergleichen offenbart ist,
kann eine lichtabschirmende Schicht, die zum Beispiel aus feuerfestem
Metall besteht, ebenso an einer Stelle bereitgestellt sein, wo der
FET 30 oder TFT dieser auf dem Substrat 1 zugewandt
ist (das heißt,
unter des FET 30 oder dergleichen). Wenn daher die lichtabschirmende
Schicht unterhalb des FET 30 oder dergleichen bereitgestellt
ist, insbesondere in einem Fall, in dem die Pixelelektrode 63a eine
elektrooptische Vorrichtung vom Übertragungstyp
ist, die aus einer transparenten Elektrode, wie einem ITO- (Indiumzinnoxid-)
Film oder dergleichen konstruiert ist, kann im Voraus verhindert
werden, das reflektiertes Licht oder dergleichen vom Substrat 1 auf
den FET 30 oder dergleichen scheint.
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In
jeder Ausführungsform,
wie zuvor unter Bezugnahmen auf 1 bis 8 beschrieben,
sind ein Polarisator, ein optischer Verzögerungsfilm und dergleichen
in vorbestimmten Ausrichtungen außerhalb des gegenüberliegenden
Substrats 2 gemäß zum Beispiel
einen Betriebsmodus, wie einem TN-Modus (Twisted Nematic), einem
VA-Modus (Vertically Aligned) oder einem PDLC-Modus (Polymer Dispersed
Liquid Crystal) oder einem permanent hellen Modus/permanent dunklen
Modus.
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Zusätzlich können RGB-Farbfilter
wie auch Schutzfilme davon auf einem vorbestimmten Bereich auf dem
gegenüberliegenden
Substrat 2 ausgebildet sein, der der Pixelelektrode 63a zugewandt
ist. Als Alternative, kann unterhalb der Pixelelektrode 63a, dem
RGB auf dem Substrat 1 zugewandt, eine Farbfilterschicht
durch einen Farbfotolack oder dergleichen ausgebildet sein. Dadurch
kann die Vorrichtung jeder Ausführungsform
bei elektrooptischen Farbvorrichtungen, wie Direktsicht- oder Reflexionssicht-Farbflüssigkristallfernsehgeräten oder
dergleichen angewendet werden. Ferner können Mikrolinsen auf dem gegenüberliegenden
Substrat 2 ausgebildet sein, so dass eine Mikrolinse jedem
Pixel entspricht. Diese Ausgestaltungen ermöglichen die Ausführung einer
luminösen
elektrooptischen Vorrichtung durch Verbesserung der Kondensationseffizienz des
einfallenden Lichts. Ferner kann unter Nutzung der Interferenz des
Lichts durch Abscheiden mehreren Schichten von Interferenzschichten
auf dem gegenüberliegenden
Substrat 2, deren Brechungsindizes unterschiedlich sind,
ein dichroitisches Filter zur Erzeugung von RGB-Farben gebildet
werden. Durch das gegenüberliegende
Substrat mit diesem dichroitischen Filter kann eine elektrooptische
Vorrichtung mit leuchtenderen Farben ausgeführt werden.
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Wenn
in jeder Ausführungsform
eine elektrooptische Direktsicht-Vorrichtung verwendet wird, kann
zusätzlich
anstelle der zuvor beschriebenen CMP-Bearbeitung durch Belassen
verschiedener Ebenen jeder Isolierschicht oder durch Bereitstellen einer
Lichtstreuungsschicht mit zusätzlichen
unebenen Flächen
eine Anzeige durch Streuen reflektiven Lichts, das durch eine Reflexionsplatte
verursacht wird, auf Oberflächen
ausgeführt
werden, die sich auf verschiedenen Ebenen befinden oder uneben sind, wodurch
die Vorrichtung als elektrooptische Direktsicht-Vorrichtung in vorteilhafter
Weise dienen kann.
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4. Anwendungen
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In
der Folge sind einige Anwendungsbeispiele, die die zuvor beschriebenen
elektrooptischen Vorrichtungen enthalten, als Beispiel angeführt. 9 zeigt
ein Mobiltelefon; 10 zeigt ein tragbares Informationsendgerät; und 11 zeigt
eine Videokamera mit einem elektrooptischen Materialsucher.
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Jede
der elektrooptischen Vorrichtungen hat als Anzeigeeinheit die elektrooptische
Vorrichtung 1101 gemäß der ersten,
zweiten oder dritten Ausführungsform.
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Ferner
zeigt 12 ein Beispiel einer elektronischen
Vorrichtung unter Verwendung einer elektrooptischen Vorrichtung
der vorliegenden Erfindung, und eine diagrammatische Draufsicht
auf einen kritischen Abschnitt eines Projektors (einer Projektionsanzeigevorrichtung)
unter Verwendung einer elektrooptischen Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung als reflektives Lichtventil. So zeigt 12 eine
Querschnittsansicht in der XZ-Ebene, die durch die Mitte eines Polarisationsumwandlungselements 130 geht. Der
Projektor dieses Beispiels enthält
eine Beleuchtungsvorrichtung mit polarisiertem Licht 100,
die im Allgemeinen aus einer Lichtquelleneinheit 110, die entlang
der optischen Systemachse L angeordnet ist, einer Integratorlinse 120 und
einem Polarisationsumwandlungselement 130 konstruiert ist,
einen Strahlteiler für
polarisiertes Licht 200, der eine Lichtstrom-Reflexionsplatte
für S-polarisierendes
Licht 201 veranlasst, einen Lichtstrom von S-polarisiertem Licht,
der von der Beleuchtungsvorrichtung mit polarisiertem Licht 100 ausgestrahlt
wird, zu reflektieren, einen dichroitischen Spiegel 412 zum
Abtrennen der blauen Lichtkomponenten (B) aus dem reflektiven Licht
von der Lichtstrom-Reflexionsplatte für S-polarisierendes Licht 201 des
Strahlteilers für
polarisiertes Licht 200, ein reflektives Lichtventil 300B zum Modulieren
des abgetrennten blauen Lichts (B), einen dichroitischen Spiegel 413 zum
Abtrennen der roten Lichtkomponente (R) aus dem folgenden Lichtstrom
mit dem abgetrennten blauen Licht, ein reflektives Lichtventil 300R zum
Modulieren des abgetrennten roten Lichts (R), ein reflektives Lichtventil 300G zum
Modulieren des grünen
Lichts (G), das durch den dichroitischen Spiegel 413 durchgeht,
und ein optisches Projektionssystem 500, das eine Projektionslinse
enthält,
die Licht, das von den drei reflektiven Lichtventilen 300R, 300G und 300B moduliert
wird, an den dichroitischen Spiegeln 412 und 413 kombiniert,
und den Strahlteiler für
polarisiertes. Licht 200, wonach dieses kombinierte Licht
auf einen Schirm 600 projiziert wird. Jedes der zuvor beschriebenen
drei reflektiven Lichtventilen 300R, 300G und 300B verwendet
eine von der ersten, zweiten oder dritten Ausführungsform der zuvor beschrieben
elektrooptischen Vorrichtungen.
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Nachdem
ein wahllos polarisierter Lichtstrom, der von der Lichtquelleneinheit 110 ausgestrahlt
wird, durch die Integratorlinse 120 in mehrere Zwischenlichtströme unterteilt wurde,
werden die mehrfachen Zwischenlichtströme in eine einzige Art von
Lichtstrom aus polarisiertem Licht (Lichtstrom aus S-polarisiertem
Licht) umgewandelt, wobei die polarisierte Richtung im Allgemeinen
durch das Polarisationsumwandlungselement 130 bestimmt
wird, wobei eine zweite Integratorlinse auf der Seite des einfallenden
Lichts bereitgestellt ist, und in den Strahlteiler für polarisiertes
Licht 200 geleitet. Der Lichtstrom aus S-polarisiertem
Licht, der von dem Polarisationsumwandlungselement 130 ausgestrahlt wird,
wird von der Lichtstrom-Reflexionsplatte für S-polarisierendes Licht 201 des
Strahlteilers für
polarisiertes Licht 200 reflektiert, und ein Lichtstrom
aus blauem Licht (B) von den reflektierten Lichtströmen wird
an der Reflexionsschicht für
blaues Licht des dichroitischen Spiegels 412 reflektiert
und von dem reflektiven Lichtventil 300B moduliert. Ferner
wird der Lichtstrom aus rotem Licht (R) von den Lichtströmen, die
durch die Reflexionsschicht für
blaues Licht des dichroitischen Spiegels 412 hindurchgelassen
werden, an der Reflexionsschicht für rotes Licht des dichroitischen
Spiegels 413 reflektiert und von dem. reflektiven Lichtventil 300R moduliert.
Andererseits wird der Lichtstrom aus grünem Licht (G), der durch die
Reflexionsschicht für
rotes Licht des dichroitischen Spiegels 413 hindurchgelassen
wird, von dem reflektiven Lichtventil 300G moduliert. Somit
werden Farblichtstrahlen einzeln durch die reflektiven Lichtventile 300, 300G und 300B moduliert.
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Wenn
eine elektrooptische Vorrichtung, die die reflektiven Lichtventile 300, 300G, 300B bildet, eine
Flüssigkristallvorrichtung
ist, wird ein Flüssigkristall
vom TN-Typ (die Längsachsen
der Flüssigkristallmoleküle sind
im Allgemeinen parallel zu dem Plattensubstrat ausgerichtet, wenn
keine Spannung angelegt wird) oder ein Flüssigkristall vom SH-Typ (die
Längsachsen
der Flüssigkristallmoleküle sind
im Allgemeinen senkrecht zu dem Substrat ausgerichtet, wenn keine
Spannung angelegt wird) verwendet.
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Wenn
der Flüssigkristall
vom TN-Typ verwendet wird, wird in einem Pixel (OFF-Pixel), in dem die
angelegte Spannung an der Flüssigkristallschicht,
die zwischen der reflektiven Elektrode des Pixels und der gemeinsamen
Elektrode des gegenüberliegenden
Substrates gehalten wird, gleich oder kleiner als die Schwellwertspannung
des Flüssigkristalls
ist, ein einfallender Farblichtstrahl durch die Flüssigkristallschicht
elliptisch polarisiert, von der reflektiven Elektrode reflektiert
und so reflektiert, dass er durch die Flüssigkristallschicht als Licht
in einem im Allgemeinen elliptischen Polarisationszustand ausgestrahlt
wird, in dem viele Achsenkomponenten des polarisierten Lichts, etwa
neunzig Grad aus der Phase mit der polarisierten Achse des einfallenden Farblichtstrahls,
enthalten sind. Andererseits wird in einem Pixel (ON-Pixel), in
dem die Spannung an der Flüssigkristallschicht
angelegt wird, der unmodifizierte Farblichtstrahl zu der reflektiven
Elektrode durchgelassen, reflektiert, und so reflektiert, dass er
mit derselben polarisierten Lichtachse wie jene beim Eintritt des
Farblichtstrahls ausgestrahlt wird. Da der Ausrichtungswinkel der
Flüssigkristallmoleküle des Flüssigkristalls
vom TN-Typ entsprechend der angelegten Spannung an der reflektiven
Elektrode schwankt, ändert
sich der Winkel der polarisierten Lichtachse des reflektiven Lichts
zu dem einfallenden Licht entsprechend der angelegten Spannung an
der reflektiven Elektrode durch den Transistor des Pixels.
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Wenn
der Flüssigkristall
vom SH-Typ verwendet wird, wird zusätzlich in einem Pixel (OFF-Pixel),
in dem die angelegte Spannung an der Flüssigkristallschicht gleich
oder kleiner als die Schwellenwertspannung des Flüssigkristalls
ist, ein unmodifizierter einfallender Farblichtstrahl zu der reflektiven Elektrode
durchgelassen, reflektiert und wird so reflektiert, dass er mit
derselben polarisierten Lichtachse ausgestrahlt wird wie jene beim
Eintritt des Farblichtstrahls. Während
in einem Pixel (ON-Pixel) mit der angeleg ten Spannung an der Flüssigkristallschicht
der einfallende Farblichtstrahl durch die Flüssigkristallschicht elliptisch
polarisiert wird, von der reflektiven Elektrode reflektiert wird
und so reflektiert wird, dass er durch die Flüssigkristallschicht als elliptisch
polarisiertes Licht reflektiert wird, in dem viele Achsenkomponenten
des polarisierten Lichts, etwa neunzig Grad aus der Phase mit der
polarisierten Achse des einfallenden Farblichtstrahls, enthalten sind.
Da sich der Anordnungswinkel der Flüssigkristallmoleküle des Flüssigkristalls
vom TN-Typ gemäß der an
der reflektiven Elektrode angelegten Spannung ändert, ändert sich auf dieselbe Weise
beim Flüssigkristall
vom TN-Typ der Winkel der polarisierten Lichtachse des reflektiven
Lichts zu dem einfallenden Licht entsprechend der an der reflektiven Elektrode
angelegten Spannung durch den Transistor des Pixels.
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Von
den Farblichtstrahlen, die von den Pixeln dieser elektrooptischen
Vorrichtungen reflektiert werden, werden S-polarisierte Lichtkomponenten nicht durch
den Strahlteiler für
polarisiertes Licht 200 durchgelassen, der S-polarisiertes
Licht reflektiert, während
P-polarisierte Lichtkomponenten durchgelassen werden. Ein Bild wird
durch das Licht gebildet, das durch diesen Strahlteiler für polarisiertes
Licht 200 durchgeht. Wenn daher die elektrooptische Vorrichtung
den Flüssigkristall
vom TN-Typ verwendet, wird das projizierte Bild als permanent hell
angezeigt, da das reflektive Licht eines OFF-Pixels in das optische
Projektionssystem 500 eindringt, während das reflektive Licht
eines ON-Pixels nicht in die Linse eindringt. Wenn die elektrooptische
Vorrichtung den Flüssigkristall
vom SH-Typ verwendet, wird das projizierte Bild als permanent dunkel
angezeigt, da das reflektive Licht eines OFF-Pixels nicht in das
optische Projektionssystem 500 eindringt, während das
reflektive Licht eines ON-Pixels in das optische Projektionssystem 500 eindringt.
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Im
Vergleich zu einer elektrooptischen Vorrichtung mit aktiver Matrix,
die durch Bildung von TFT-Anordnungen auf einem Glassubstrat erhalten wird,
können
in einer reflektiven elektrooptischen Vorrichtung Pixel in größerer Anzahl
gebildet werden und die Größe der Platte
kann verringert werden, da die Pixel unter Nutzung der Halbleitertechnologie
gebildet werden, wodurch ein Bild mit hoher Definition projiziert
werden kann und der Projektor miniaturisiert werden kann.
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Außer der
elektronischen Vorrichtungen, die in 9 bis 12 dargestellt
sind, wie zuvor beschrieben, können
die elektrooptischen Vorrichtungen gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform bei
elektronischen Vorrichtungen, wie Flüssigkristallfernsehgeräten, Videorecordern
vom Bildsuchertyp oder Monitor-Direktsicht-Typ, Fahrzeugnavigationssystemen,
persönlichen
digitalen Assistenten, Tischrechnern, Textverarbeitungssystemen,
Engineering-Workstations (EWS), Videophonen, POS-Terminals und Vorrichtungen
mit einem Berührungsbildschirm
angewendet werden.
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Zusätzlich ist
die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt.
Modifizierungen der Ausführungsformen können im
Umfang der beiliegenden Ansprüche
ausgeführt
werden.