JP2002341268A

JP2002341268A - 表示装置

Info

Publication number: JP2002341268A
Application number: JP2001142026A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Ishikawa; 博一石川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-05-11
Filing date: 2001-05-11
Publication date: 2002-11-27

Abstract

(57)【要約】【課題】光学多層構造体の簡易な構造であるという本
来の特質をさらに生かして、光学多層構造体を用いた表
示装置の外形寸法の小型化、構造の簡易化を達成する。【解決手段】表示領域内に光学多層構造体１がマトリ
ックスアレイ状に配設され、その個々の光学多層構造体
１がそれぞれ画素として機能する光学多層構造体アレイ
１０と、その個々の光学多層構造体１の有する下部電極
２には走査電圧を印加し上部電極３には信号電圧を印加
する駆動回路系２０とを、同じ一つの絶縁性基板に形成
することで、それらの間の接続構造を簡易化し、またボ
ンディング構造を省略する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入射光を反射また
は透過させる機能を有する光学多層構造体を用いた表示
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信、光記憶装置、光プリンタなどに
用いられる素子として、高速動作が可能な光スイッチン
グ素子（ライトバルブ）の研究・開発が行われている。
また、近年は映像情報を表示するための表示装置の重要
性が益々高まっているが、そのなかでも光スイッチング
素子を用いることが注目されている。

【０００３】そのような光スイッチング素子としては、
液晶素子を用いたものや、マイクロミラーを用いたもの
（ＤＭＤ；Digtal Micro Miror Device 、ディジタルマ
イクロミラーデバイス（テキサスインスツルメンツ社の
光スイッチング素子の登録商標）、回折格子を用いたも
の（ＧＬＶ：Grating Light Valve,グレーティングライ
トバルブ（ＳＬＭ（シリコンライトマシン）社の商品
名）などがある。

【０００４】上記の光スイッチング素子のうち、ＧＬＶ
は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems) 構
造による回折格子を備えたデバイスであり、静電力によ
って１０［ｎｓ］程度の高速な動作を行うことが可能で
ある。また、ＤＭＤは、ＧＬＶと同じくＭＥＭＳ構造で
ミラーを動かすことによりスイッチングを行うものであ
る。これらの光スイッチング素子を用いた表示装置は、
個々の光スイッチング素子を各画素として２次元的に、
いわゆるマトリックス状に配置して、投射型や直視型の
表示装置に適用することができる。

【０００５】このＭＥＭＳのような光スイッチング素子
を各画素に用いた表示装置は、複数の走査配線（スキャ
ンライン）と複数の信号配線（データライン）とを直交
するようにそれぞれ配列形成し、その交差部分ごとに、
画素を形成する上部電極と下部電極とを、間隙を設けて
対向配置して、画面内に多数の画素が単純マトリクス状
に２次元的に配列された極めて簡易な構造とすることが
できる。液晶表示装置の場合のような液晶の劣化を防ぐ
ための交流駆動等の必要がなく、またプラズマディスプ
レイデバイスのような高電圧・大電流を必要とせず、低
消費電力化を達成できるなど、多くの利点がある。

【０００６】このような光学多層構造体を光スイッチン
グ素子として用いた表示装置は、電極を有する光学膜が
間隙を有して対向配置された構造を備えており、その対
向配置された両電極にそれぞれ駆動電圧を印加してそれ
ら両電極どうしの間の電位差を制御し、その電位差に対
応して両電極間に生じる静電力によって両電極どうしの
間隔を変化させ、その間隙を含む光学多層構造体に入射
した光を変調して所望の表示を行うというものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような光学多層構
造体を用いた表示装置は、その構造上の特質から、液晶
表示パネルやプラズマディスプレイパネルあるいは陰極
線管などの表示デバイスと比較して、本来は簡易な構造
とすることが可能である。

【０００８】しかしながら、電極に印加するための走査
電圧や信号電圧を出力する駆動回路を半導体チップある
いは専用基板に作り込み、それを上記のような光学多層
構造体がマトリックスアレイ状に形成された基板に後付
けて接続しているが、このような構造では、光学多層構
造体のマトリックスアレイと駆動回路との接続配線やボ
ンディングが煩雑なものとなる。また、そのような接続
配線やボンディングのための面積が基板上に必要となる
ので、スペース効率が低下し、基板の外形寸法を小型化
についての妨げとなってしまう。このため、本来の簡易
な構造であるという特質が生かされないこととなるとい
う問題があった。

【０００９】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、光学多層構造体の簡易な構造である
という本来の特質を生かして、光学多層構造体を用いた
表示装置における外形寸法の小型化、構造の簡易化を達
成することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による表示装置
は、少なくとも一方が入射光の反射または透過を制御す
る光学層を有する２つの電極が電位差のない状態で間隙
を有して画素を形成するように対向配置されており、そ
の各画素の２つの電極のうち一方の電極には走査電圧を
印加する走査配線が接続され、他方の電極には信号電圧
を印加する信号配線が接続され、少なくとも信号電圧に
よって２つの電極間に生じる電位差でその電極間の間隙
の状態が分離状態または接触状態またはその中間の状態
に制御されて、その間隙の状態に対応して光学層に入射
される光の反射、透過、吸収、回折のうち少なくともい
ずれか一つの状態が制御されるように設定された光学多
層構造体と、走査配線には走査電圧を出力し信号配線に
は信号電圧を出力する駆動回路とを備えた表示装置であ
って、上記の駆動回路が光学多層構造体と共に同一基板
に設けられている。

【００１１】本発明による表示装置では、光学多層構造
体とそれに対して走査電圧や信号電圧を印加するための
駆動回路とを同一基板に設けて、それらの間の接続構造
を簡易化し、またボンディング構造を省略する。また、
光学多層構造体と駆動回路とを同一基板に設けて、その
製造プロセスについても簡易化する。

【００１２】なお、走査電圧に基づいて光学多層構造体
の電極に対する信号電圧の印加を制御するスイッチング
素子を、個々の光学多層構造体の各々に付設してもよ
い。また、電極間に一旦書き込まれた電位差を継続的に
保持するための補助容量を、光学多層構造体の各々に付
設してもよい。さらに、基板をシリコンウェハーからな
るものとし、そのシリコンウェハーに前述のスイッチン
グ素子や補助容量を作り込むことや、さらに駆動回路を
作り込むなどしてもよい。また、それらスイッチング素
子、補助容量、あるいはさらに駆動回路は、基板上に半
導体プロセスによって薄膜を積層して形成してもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１４】［実施の形態１］図１は、本発明の実施の
形態１に係る表示装置の主要部の構成を模式的に表した
ものである。この表示装置は、表示領域内に光学多層構
造体１がマトリックスアレイ状に配設され、その個々の
光学多層構造体１がそれぞれ画素として機能する光学多
層構造体アレイ１０と、その個々の光学多層構造体１の
有する下部電極２には走査電圧を印加し上部電極３には
信号電圧を印加する駆動回路系２０とを備えた、パッシ
ブマトリックス型の表示装置である。

【００１５】個々の光学多層構造体１は、図２に示した
ように、絶縁性基板４の上に、下部電極２と、上部電極
３と、その上部電極３の上下両面のうち下部電極２と対
面する側の面に設けられた光学薄膜５とを、その主要な
構造として備えている。

【００１６】絶縁性基板４としては、この光学多層構造
体１が透過型の表示装置に用いられる場合には、透明ガ
ラスや透明プラスチックなどの非金属の透明絶縁性材料
からなる基板などを好適に用いることが可能である。あ
るいは、この光学多層構造体１が反射型の表示装置に用
いられる場合には、カーボン系材料のような不透明な絶
縁性の材質からなる絶縁性基板４を用いることなどが可
能である。

【００１７】下部電極２は、走査配線６に接続されて走
査電圧が印加される電極として機能するものである。こ
の下部電極２の材料としては、例えば、チタン（Ｔ
ｉ）、タンタル（Ｔａ）などの金属材料か窒化チタン、
窒化タンタルなどの窒化物を用いて、その薄膜を絶縁性
基板４の上に成膜し、それをエッチング法などにより加
工して所定の電極状に形成することなどが可能である。

【００１８】上部電極３は、下部電極２と対向する側の
面に別の光学薄膜５を備えており、その光学薄膜５の表
面と下部電極２の表面との間には、所定の電位差が与え
られない状態では所定の間隙７を保つように設定されて
いる。この上部電極３は、信号配線８に接続されて信号
電圧が印加され、その信号電圧と下部電極２に印加され
る走査電圧とが重畳して得られる電位差に応じて間隙７
に生じる電界の静電的吸引力により、光学薄膜５と共に
弾性変形する。電位差の大きさが所定のしきい値以上に
なると下部電極２に対して接触した状態となり、しきい
値未満になると弾性力が静電的吸引力よりも勝って分離
した状態となるように設定されている。この上部電極３
の形成材料としては、例えばＩＴＯ（Indium-Tin Oxid
e；インジウムとスズの酸化物混合膜）のような透明性
および導電性の高いものなどが好適である。あるいは、
この光学多層構造体１が反射型の表示装置に用いられる
場合には、アルミニウムのような透明でない材質の導電
性の薄膜を用いることなども可能である。

【００１９】光学薄膜５は、上述のように上部電極３の
状態が変化すると、その上部電極３と共に変位して状態
が変化し、その状態に対応して光の干渉状態が変化す
る。この光学薄膜５の材料としては、例えば窒化珪素
（Ｓｉ₃ Ｎ₄ ；ｎ1 ＝２．０）、酸化珪素（ＳｉＯ₂；
ｎ2 ＝１．４６）、酸化ビスマス（Ｂｉ₂ Ｏ₃ ；ｎ2 ＝
１．９１）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2 ；ｎ2 ＝
１．３８）、アルミナ（Ａｌ ₂Ｏ₃ ；ｎ2 ＝１．６
７）、酸化チタン（ＴｉＯ₂ ｎ＝２．４）などを好適
に用いることができる。なお、この光学薄膜５および上
部電極３は、それぞれ単層でもよいが、それぞれが光学
的特性の互いに異なる２つ以上の膜を積層してなるもの
としてもよい。

【００２０】間隙７は、上部電極３および光学薄膜５の
積層膜が上記のように動作することができるように、そ
の寸法が設定されている。この間隙７に充填される媒体
は、透明であれば気体でも液体でもよい。気体として
は、例えば、空気（ナトリウムＤ線（５８９．３ｎｍ）
に対する屈折率ｎD ＝１．０）、窒素（Ｎ2 ；ｎD ＝
１．０）などを用いることが可能である。あるいは、液
体としては、例えば、水（ｎD ＝１．３３３）、シリコ
ーンオイル（ｎD ＝１．４〜１．７）、エチルアルコー
ル（ｎD ＝１．３６１８）、グリセリン（ｎD ＝１．４
７３０）、ジョードメタン（ｎD ＝１．７３７）などを
用いることが可能である。あるいは、この間隙７を真空
または低圧状態に保つようにしてもよい。

【００２１】上記のような上部電極３および光学薄膜５
における可動部分の平面的な形状としては、例えば矩形
とすることができる。その立体的な形状は、例えば矩形
の４辺における各側壁が支持部として絶縁性基板４の表
面から図２で上方に立ち上がるような形状にしてもよ
く、あるいは、その矩形の四隅に例えば柱状に立ち上が
った形状の支持部を設けて、その４本の支持部によって
可動部分が吊り上げられて、所定の電圧が印加されてい
ない状態では下部電極２に対して所定の間隙に保たれる
ようにしてもよい。

【００２２】走査配線６および信号配線８は、例えば図
３の斜視図に該当部分のみを抜き出して模式的に示した
ように、信号配線８を上部電極３と同じ材料膜をエッチ
ング加工するなどして上部電極３と連続した（一体の）
構造に形成し、走査配線６を下部電極２と同じ材料膜を
エッチング加工するなどして下部電極２と連続した構造
に形成するようにしてもよい。あるいは、本実施の形態
とは異なり、信号配線８が下部電極２と接続され、走査
配線６が上部電極３と接続される構造の場合には、本実
施の形態とは逆に、走査配線６を上部電極３と連続した
ものとし、信号配線８を下部電極２と連続したものとし
てもよい。いずれの場合も、このような構造とすること
により、走査配線６および信号配線８ならびに光学多層
構造体１の形成プロセスのさらなる簡易化を達成するこ
とができる。なお、図３では、走査配線６および信号配
線８等の構造を明確に理解できるようにするために、信
号配線８を図の横方向とし、走査配線６を図の縦方向と
して描いてある。

【００２３】本実施の形態に係る個々の光学多層構造体
１は、下部電極２と上部電極３とに所定の電位差を与え
ることによって両電極間に生じる電界により、静電的な
吸引力が働いて下部電極２の表面と上部電極３の表面
（より正確には光学薄膜５の表面）とを接触した状態に
することができる。あるいは両電極間の電位差を所定の
大きさ未満にすることにより、上部電極３および光学薄
膜５の材料力学的な弾性による引張応力で両電極を分離
した状態にすることができる。すなわち、光学多層構造
体１に駆動電圧を印加して、上部電極３と下部電極２と
の状態を変化させ、接触状態にした場合と分離状態にし
た場合とでは、図４に示したように光の反射率が明確に
異なったものとなる。この図４では、反射型の表示装置
に用いられる光学多層構造体１の場合について、グラフ
中の点線の曲線が分離状態における反射率を、実線が接
触状態における反射率を、それぞれ示している。図３の
横軸に示すような４００［ｎｍ］〜７００［ｎｍ］の間
のいわゆる可視光領域では、分離状態における反射率は
約７０％〜約８０％と極めて高い値を示し、接触状態に
おける反射率は約０％〜約１０％と極めて低い値を示し
ており、このように反射率が明確に変化する特性を、適
切な駆動方法によって活用すれば、コントラスト特性の
極めて良好な表示装置を実現することが可能である。

【００２４】このような光学多層構造体１は、例えば次
に述べるような製造プロセスによって作製することがで
きる。まず、例えばガラスからなる透明な絶縁性基板４
の上に、例えばスパッタリング法によりＴｉあるいは
Ｔａなどの材料からなる導電膜を形成し、これをパター
ニングして、下部電極２を形成する。続いて、例えばＣ
ＶＤ（Chemical Vapor Deposition:化学的気相成長）
法により犠牲層としての非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）膜
を成膜する。続いて、フォトレジスト膜を形成し、この
フォトレジスト膜を露光・現像し、可動部としての所定
の平面形状のパターンを形成する。そしてこのフォトレ
ジスト膜をマスクとして用いて、例えばＲＩＥ（Reacti
ve Ion Etching）により非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）
膜を選択的に除去する。続いて、前述のフォトレジスト
膜を除去した後、例えばスパッタリング法によりＢｉ₂
Ｏ₃あるいはＳｉ₃ Ｎ₄からなる光学薄膜５を形成す
る。次いで、例えばＣＦ₄ ガスを用いたドライエッチン
グ法により、光学薄膜５を所定の形状に加工すると共に
開口部を設ける。そして、例えばＸｅＦ₂ドライエッチ
ング法により、開口部を通じて非晶質シリコン（ａ−Ｓ
ｉ）膜を除去する。これにより、上記のような内部に所
定の寸法の間隙７を有して下部電極２と上部電極３とが
対向配置された構造の光学多層構造体１が作製される。

【００２５】本実施の形態では、走査回路２１および信
号回路２２は、上記のような光学多層構造体１と共に一
つの絶縁性基板４の上に形成されており、ボンディング
パッドや接続用配線等は省略することができる。さらに
詳細には、光学多層構造体１がマトリックスアレイ状に
形成されている表示領域の外周における、縦方向の１辺
には走査回路２１が設けられており、横方向の１辺には
信号回路２２が設けられている。走査回路２１は、走査
配線６を線順次に選択状態にする走査電圧波形を出力す
る。信号回路２２は、走査電圧波形と同期して、所望の
画素に所望の状態を書き込むための信号電圧波形を出力
する。この走査電圧波形および信号電圧波形について
は、光学多層構造体を各画素として用いたパッシブマト
リックス型の表示装置に適用される一般的なもので構わ
ない。また、そのような駆動電圧波形を出力する走査回
路２１および信号回路２２の電気的な回路構成について
も、出力する駆動電圧波形に対応したものであればよ
い。

【００２６】このような走査回路２１および信号回路２
２は、例えば半導体薄膜や配線用の導電膜を成膜し、そ
れをフォトリソグラフィ法により所定の形状に加工する
などして、いわゆるＴＦＴ（Thin Film Transistor）と
して形成することができる。また、そのようなＴＦＴと
して形成する場合には、上記の光学多層構造体１や走査
配線６あるいは信号配線８等に用いられる配線用の導電
膜等を、この走査回路２１および信号回路２２のＴＦＴ
の配線等を形成するための材料膜として用いて、上記の
光学多層構造体１や走査配線６あるいは信号配線８の形
成プロセスで形成するようにしてもよい。このように光
学多層構造体１と駆動回路２０とを同一基板に設けるこ
とで、それらの間のボンディング構造を省略することが
でき、その接続構造を簡易化することができる。また、
その製造プロセスについても、さらなる簡易化を達成す
ることができる。

【００２７】［実施の形態２］図５は、実施の形態２に
係る表示装置の主要部の構成を模式的に表したものであ
る。この表示装置は、表示領域内にマトリックスアレイ
状に配設された光学多層構造体５０１と、その表示領域
の外周部に設けられた走査回路５２１および信号回路５
２２からなる駆動回路系５２０とを備えている。この表
示装置は、個々の光学多層構造体５０１にスイッチング
素子であるＴＦＴ素子５１１と電極間の電位差を継続的
に保持する補助容量５１２とが付設されて、それぞれの
光学多層構造体５０１が走査選択期間に書き込まれた状
態を１フレームのような所定の時間に亘って保持するよ
うに設定されたアクティブマトリックス型の表示装置で
ある。

【００２８】走査回路５２１は、走査配線５０６に対し
て走査電圧波形を出力する。信号回路５２２は、走査電
圧波形の走査選択期間のタイミングと同期して、該当す
る画素に所望の状態を書き込むための信号電圧波形を出
力する。ＴＦＴ素子５１１は、走査選択期間に走査回路
５２１からの走査パルスを受けると導通状態になり、信
号配線５０８およびＴＦＴ素子５１１を介して光学多層
構造体５０１の下部電極５０２に信号電圧が印加される
と共に、その信号電圧の印加による電荷が補助容量５１
２に蓄積（チャージ）される。そして非選択期間になる
と、走査パルスの印加が終了すると共に、他の画素への
書き込みのための信号電圧波形が信号配線５０８を介し
て供給されて来るが、このときＴＦＴ素子５１１は走査
パルスを受けていないので高抵抗状態（非導通状態）と
なっているから、光学多層構造体５０１および補助容量
５１２は信号配線５０８に対して電気的に切り離された
状態（フローティング）となって、走査選択期間に下部
電極５０２と上部電極５０３との間に書き込まれた電位
差は、次の走査選択期間まで保持される。

【００２９】光学多層構造体５０１およびＴＦＴ素子５
１１ならびに補助容量５１２は、さらに詳細には、図６
に示したような積層構造に形成されている。

【００３０】例えばフラットパネルディスプレイ用のガ
ラス基板のような絶縁性基板５０４の表面上に、ＴＦＴ
素子５１１のゲート電極５１３と一体に形成された走査
配線５０６と、補助容量５１２の下側電極５１４とが形
成されている。その上に、絶縁性基板５０４の表面上ほ
ぼ全面を覆うように、層間絶縁膜５１５が形成されてい
る。この層間絶縁膜５１５は、ＴＦＴ素子５１１が形成
されている部分ではゲート絶縁膜５１６として、また補
助容量５１２が形成されている部分では誘電体層５１７
として、それぞれ兼用される。

【００３１】その層間絶縁膜５１５の上に、光学多層構
造体５０１の部分には、例えばＴａ（タンタル）のよう
な材料からなる下部電極５０２が形成されており、ＴＦ
Ｔ素子５１１の部分には、例えばａ−Ｓｉ（アモルファ
スシリコン）のような半導体膜からなる活性層５１７が
形成されている。また、ＴＦＴ素子５１１の近隣には、
例えばアルミニウムのような導電性材料からなる信号配
線５０８が形成されている。

【００３２】ＴＦＴ素子５１１においては、活性層５１
７のチャネル領域の上を覆うようにチャネル保護膜５１
９が形成されている。さらに、例えば正イオンをドープ
してなるオーミックコンタクト層５２３を介してドレイ
ン電極５１８が、またオーミックコンタクト層５２４を
介してソース電極５２５が、それぞれ活性層５１７に接
続されるように形成されている。ドレイン電極５１８は
信号配線５０８と同じ導電性材料からなる膜を加工し
て、信号配線５０８と一体に（一繋りに）形成されてい
る。そしてこのＴＦＴ素子５１１の上を覆うように、例
えばＳｉＮ_X（窒化シリコン）からなる保護膜５２６が
形成されている。

【００３３】光学多層構造体５０１においては、下部電
極５０２の上に、所定の間隙５０７を隔てて、例えばＳ
ｉＮ_X （窒化シリコン）からなる光学薄膜５０５が形成
されており、さらに光学薄膜５０５の上にはＩＴＯから
なる上部電極５０３が形成されている。この上部電極５
０３は、接地されて電位が常に基準電位として０［Ｖ］
に保たれるように設定されている。ただし、上部電極５
０３に与える電位はこれのみには限定されず、例えば何
らかのオフセット電圧などをこの上部電極５０３に印加
するようにしてもよい。下部電極５０２は、上記のＴＦ
Ｔ素子５１１のソース電極５２５に接続されて、信号回
路５２２から出力される信号電圧が信号配線５０８およ
びＴＦＴ素子５１１を介して印加され、その信号電圧と
上部電極５０３の電圧とを重畳してなる電位差を間隙５
０７に生じさせて、その電位差によって間隙５０７の状
態を変化させるように設定されている。また、この下部
電極５０２は、補助容量５１２の上側電極としても兼用
される。

【００３４】補助容量５１２は、下側電極５１２と、誘
電体層５１７と、上側電極としての下部電極５０２とか
ら、その主要部が構成されている。下側電極５１２は、
例えば光学多層構造体５０１の上部電極５０３と同様
に、コモン電極として接地されている。ただし、この下
側電極５１２に与える電位はこれのみには限定されず、
例えば何らかのオフセット電圧などを印加するようにし
てもよい。

【００３５】表示領域の外周部に設けられる走査回路５
２１および信号回路５２２は、上記の光学多層構造体５
０１と共に、同じ一つの絶縁性基板５０４の表面上に、
ＴＦＴ素子５１１と同様の製造プロセスによって同様の
積層構造に形成されている。ただし、この駆動回路５２
０に用いられるＴＦＴ素子（図示省略）の半導体素子と
しての寸法や電子移動度や動作特性等の各種仕様につい
ては、駆動回路５２０として要請される種々の条件に適
合したものとなるように、例えばその活性層にドープす
る不純物の濃度や活性層の厚さなどが設定されている。

【００３６】このように光学多層構造体５０１と駆動回
路５２０とを同一基板上に形成することにより、それら
の間のボンディング構造を省略することができ、その接
続構造を簡易化することができる。また、光学多層構造
体５０１と駆動回路５２０とを、同一または同様の半導
体薄膜を形成する製造プロセスによって、同様の積層構
造に形成することにより、繁雑になりがちなアクティブ
マトリックス型の表示装置の構造およびその製造プロセ
スを簡易なものとすることができる。

【００３７】なお、この実施の形態２のような光学多層
構造体にＴＦＴ素子のようなスイッチング素子を付設し
てなるアクティブマトリックス型の表示装置は、ガラス
基板の上にＴＦＴ素子を形成すること以外にも、Ｓｉウ
ェハーを用いて、その表面にスイッチング素子および光
学多層構造体ならびに駆動回路系を形成するようにして
もよい。この場合、表示領域の外形寸法が、Ｓｉ（シリ
コン）ウェハーの大きさや、ダイシングして得られる１
チップの大きさに制約されることとなるが、しかしその
構造および製造プロセスのさらなる簡易化を達成するこ
とができるという利点がある。また、表示領域の外形寸
法が比較的小さくなるという点については、そのような
比較的小さな外形寸法であることが要請される用途に適
用することで、むしろ利点とすることが可能である。そ
のような用途としては、例えばビデオカメラや電子カメ
ラのビューファインダー用の表示装置や携帯電話用の表
示装置、ユーザーの頭部に装着されるゴーグル状の表示
装置、あるいは小型の表示画面を光学系などで拡大して
投射する投射型表示装置などがある。このような用途に
おいては、表示装置の外形寸法が小型であることの方が
むしろ望ましいので、Ｓｉウェハー上に光学多層構造体
や駆動回路系を作り込む構造は、小型の表示装置が用い
られる分野に特に好適なものである。

【００３８】また、反射型の表示装置の場合には、例え
ば図７に模式的に示したように、駆動回路系５２０を表
示領域の下に作り込むようにすることも可能である。す
なわち、例えば絶縁性基板５０４と層間絶縁膜５１５と
の間に、例えばＴＦＴ構造として駆動回路系５２０を形
成し、その上ほぼ全面を覆って、その駆動回路系５２０
の上下方向の凹凸を均して表面が平坦になるように第２
の層間絶縁膜７１５を厚く形成し（層間絶縁膜７１５を
平坦化膜として兼用できるように形成し）、その層間絶
縁膜７１５の上に、上記のような（第１の）層間絶縁膜
５１５、光学多層構造体５０１、ＴＦＴ素子５１１、補
助容量５１２、走査配線５０６、信号配線５０８等を形
成し、層間絶縁膜７１５に導電体を充填してなるコンタ
クトホール７０１，７０２を設けるなどして、そのコン
タクトホール７０１，７０２を通して駆動回路系５２０
と走査配線５０６や信号配線５０８との接続を取るよう
にしてもよい。このようにすることにより、駆動回路系
５２０を形成していた表示領域の周囲の面積をさらに省
略することができ、表示装置の外形寸法のさらなる小型
化および構造の簡易化を達成することができる。また、
その製造プロセスの簡易化も達成することができる。

【００３９】あるいは、例えば図８に模式的に示したよ
うに、絶縁性基板５０４として孔あけ加工が可能な材質
のものを用いて、その絶縁性基板５０４の表面（おもて
面）には光学多層構造体５０１、ＴＦＴ素子５１１、補
助容量５１２、走査配線５０６、信号配線５０８等を形
成し、裏面には駆動回路系５２０を形成して、走査配線
５０６や信号配線５０８と駆動回路系５２０とを、その
絶縁性基板５０４に設けられたスルーホール（表面と裏
面との間を貫通する孔）８０１，８０２を通して接続す
るようにしてもよい。このようにすることによっても、
駆動回路系５２０を形成していた表示領域の周囲の面積
をさらに省略することができ、表示装置の外形寸法のさ
らなる小型化および構造の簡易化を達成することができ
る。また、その製造プロセスの簡易化も達成することが
できる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし９
のいずれかに記載の表示装置によれば、光学多層構造体
とそれに対して走査電圧や信号電圧を印加するための駆
動回路とを同一基板に設けて、それらの間の接続構造を
簡易化し、またボンディング構造を省略するようにした
ので、光学多層構造体の簡易な構造であるという本来の
特質をさらに生かして、光学多層構造体を用いた表示装
置における外形寸法の小型化、構造の簡易化を達成する
ことができる。また、その製造プロセスについても簡易
なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る表示装置の主要部
の構成を模式的に表した図である。

【図２】実施の形態１の表示装置に用いられる個々の光
学多層構造体の構造を表した図である。

【図３】走査配線および信号配線の構造を抜き出して模
式的に表した図である。

【図４】上部電極と下部電極とを接触状態にした場合と
分離状態にした場合との反射率の変化を表した図であ
る。

【図５】実施の形態２に係る表示装置の主要部の構成を
模式的に表した図である。

【図６】実施の形態２の表示装置に用いられる個々の光
学多層構造体、ＴＦＴ素子、補助容量の構造を表した図
である。

【図７】反射型の表示装置において駆動回路系を表示領
域の層間絶縁膜の下に形成した構造の一例を表した図で
ある。

【図８】反射型の表示装置において駆動回路系を絶縁性
基板の裏面に形成した構造の一例を表した図である。

【符号の説明】

１…光学多層構造体、２…下部電極、３…上部電極、４
…絶縁性基板、５…光学薄膜、６…走査配線、７…間
隙、８…信号配線、２０…駆動回路系、２１…走査回
路、２２…信号回路、５０１…光学多層構造体、５０２
…下部電極、５０３…上部電極、５０４…絶縁性基板、
５０５…光学薄膜、５０６…走査配線、５０７…間隙、
５０８…信号配線、５１１…ＴＦＴ素子、５１２…補助
容量、５１５…層間絶縁膜、５２０…駆動回路系、５２
１…走査回路、５２２…信号回路、７０１，７０２…コ
ンタクトホール、８０１，８０２…スルーホール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H041 AA16 AB38 AC06 AZ02 AZ08 2H049 AA44 AA50 AA59 5C094 AA15 AA43 BA03 BA66 BA84 BA92 CA19 DA09 DA14 DA15 EA04 EA07 EB02 FB12 FB15 FB16 5G435 AA17 AA18 EE33 EE37 GG21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方が入射光の反射または透
過を制御する光学層を有する２つの電極が、電位差のな
い状態で間隙を有して画素を形成するように対向配置さ
れており、前記各画素の２つの電極のうち一方の電極に
は走査電圧を印加する走査配線が接続され、他方の電極
には信号電圧を印加する信号配線が接続され、少なくと
も前記信号電圧によって前記２つの電極間に生じる電位
差で前記間隙の状態が分離状態または接触状態またはそ
の中間の状態に制御されて、その間隙の状態に対応して
前記光学層に入射される光の反射、透過、吸収、回折の
うち少なくともいずれか一つの状態が制御されるように
設定された光学多層構造体と、前記走査配線には前記走
査電圧を出力し前記信号配線には前記信号電圧を出力す
る駆動回路とを備えた表示装置であって、前記駆動回路が、前記光学多層構造体と共に同一基板に
設けられていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】複数個の前記光学多層構造体が、前記基
板上の表示領域にマトリックスアレイ状に配設されてお
り、前記駆動回路が、前記表示領域の外側に設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】複数個の前記光学多層構造体が前記基板
上にマトリックスアレイ状に配設されており、前記走査電圧に基づいて前記電極に対する前記信号電圧
の印加を制御するスイッチング素子が、前記光学多層構
造体の各々に付設されていることを特徴とする請求項１
記載の表示装置。
【請求項４】複数個の前記光学多層構造体が前記基板
上にマトリックスアレイ状に配設されており、前記電位差の保持の継続を補助する補助容量が、前記光
学多層構造体の各々に付設されていることを特徴とする
請求項１記載の表示装置。
【請求項５】前記スイッチング素子が、前記光学多層
構造体の上層または下層に形成されていることを特徴と
する請求項３記載の表示装置。
【請求項６】前記補助容量が、前記光学多層構造体の
上層または下層に形成されていることを特徴とする請求
項４記載の表示装置。
【請求項７】前記基板がシリコンウェハーであり、少
なくとも光学多層構造体および前記スイッチング素子
が、そのシリコンウェハーに形成されていることを特徴
とする請求項３記載の表示装置。
【請求項８】前記光学多層構造体および前記駆動回路
が、前記基板上に半導体プロセスによって薄膜を積層し
て形成されていることを特徴とする請求項１記載の表示
装置。
【請求項９】前記光学多層構造体および前記スイッチ
ング素子が、前記基板上に半導体プロセスによって薄膜
を積層して形成されていることを特徴とする請求項３記
載の表示装置。