JP2005062447A - Liquid crystal device, method for manufacturing liquid crystal device, and projection display device - Google Patents

Liquid crystal device, method for manufacturing liquid crystal device, and projection display device Download PDF

Info

Publication number
JP2005062447A
JP2005062447A JP2003292138A JP2003292138A JP2005062447A JP 2005062447 A JP2005062447 A JP 2005062447A JP 2003292138 A JP2003292138 A JP 2003292138A JP 2003292138 A JP2003292138 A JP 2003292138A JP 2005062447 A JP2005062447 A JP 2005062447A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal device
light
partition wall
substrates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2003292138A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Yasuda
博史 保田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2003292138A priority Critical patent/JP2005062447A/en
Publication of JP2005062447A publication Critical patent/JP2005062447A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal device in which no discharge trace of a liquid crystal material is produced, no heat is produced even when exposed to intense incident light and no active element is adversely affected by light reflection or by return light and of which the display quality is stable, an easy method for manufacturing the liquid crystal device and a projection display device provided with the liquid crystal device. <P>SOLUTION: The liquid crystal device has a liquid crystal material interposed between a pair of substrates and a pixel region provided with a plurality of active elements formed in a matrix on one substrate out of the pair of substrates, and is characterized in that the liquid crystal device is provided with a partition wall disposed between the pair of substrates and formed on a boundary region of the pixel region, a light shielding film composed of a metal film and disposed between the partition wall and the other substrate out of the pair of substrates on a position corresponding to the partition wall, and a liquid crystal material layer disposed in a recessed part formed of the partition wall. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、液晶装置、液晶装置の製造方法および投射型表示装置に関するものである。   The present invention relates to a liquid crystal device, a method for manufacturing the liquid crystal device, and a projection display device.

液晶プロジェクタなどの投射型表示装置に用いられる液晶装置として、下記の特許文献1に記載されているような液晶装置が知られている。
特許文献1では、透明基板に画素電極および画素スイッチング用の薄膜トランジスタが複数形成されたTFTアレイ基板と、画素電極に対向する対向電極および画素領域間に遮光膜が形成された対向基板を有し、前記遮光膜が光の高反射層と低反射層の2層構造である液晶装置が開示されている。
As a liquid crystal device used for a projection display device such as a liquid crystal projector, a liquid crystal device described in Patent Document 1 below is known.
Patent Document 1 has a TFT array substrate in which a plurality of pixel electrodes and pixel switching thin film transistors are formed on a transparent substrate, a counter electrode facing the pixel electrode, and a counter substrate in which a light shielding film is formed between the pixel regions, A liquid crystal device is disclosed in which the light-shielding film has a two-layer structure of a light high-reflection layer and a low-reflection layer.

この液晶装置によって、対向基板に配置された高反射層の遮光膜により光源からの強い光を反射し発熱が小さく、またTFTアレイ基板側からの戻り光は低反射層により反射されることなく迷光の発生を防止できることが記載されている。
特開2003−131591号公報
With this liquid crystal device, strong light from the light source is reflected by the light-shielding film of the high reflection layer disposed on the counter substrate, and heat generation is small, and return light from the TFT array substrate side is not reflected by the low reflection layer, but stray light It is described that generation | occurrence | production of can be prevented.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-131590

しかしながら、特許文献1記載の液晶装置では、TFTアレイ基板に対向基板を張り合わせ、液晶材料が封入されて液晶装置が形成されることになるが、一対の基板を張り合わせた後、基板を貼り合せるシール材の一部などに設けられた注入口から液晶材料を注入する方法では、注入口から基板内部に液晶材料が広がっていく円弧状の吐出痕が残ってしまう可能性がある。また、基板を張り合わせる前に、基板を貼り合せるシール材の内側に液晶材料を吐出する方法で、ディスペンサー法などにより基板の中央に吐出して基板全面に広げる場合であっても、吐出した後、円弧状に液晶材料が広がる吐出痕が残ってしまう。さらに、インクジェット装置などの液滴吐出装置で液晶材料を注入する場合においては、ライン状にインクジェットヘッドを移動させながら液晶材料を吐出することになり、その後、ライン状に吐出された液晶がライン間で移動して表面が均一な高さとなって液晶材料層を形成するが、この場合でもライン状の吐出痕が残ってしまう。その結果、吐出痕により液晶装置の表示画質を低下させてしまうことになる。特に拡大表示される投射型表示装置では、この吐出痕が表示画質低下の大きな課題となる。   However, in the liquid crystal device described in Patent Document 1, a counter substrate is bonded to a TFT array substrate, and a liquid crystal material is sealed to form a liquid crystal device. However, after a pair of substrates are bonded together, a seal that bonds the substrates together In a method of injecting a liquid crystal material from an injection port provided in a part of the material, there is a possibility that an arc-shaped ejection trace in which the liquid crystal material spreads from the injection port to the inside of the substrate may remain. In addition, before the substrates are pasted together, the liquid crystal material is ejected inside the sealing material for pasting the substrates. In this case, a discharge mark that the liquid crystal material spreads in an arc shape remains. Further, in the case of injecting liquid crystal material with a droplet discharge device such as an ink jet device, the liquid crystal material is discharged while moving the ink jet head in a line shape. The liquid crystal material layer is formed with a uniform height on the surface, but even in this case, the line-shaped ejection trace remains. As a result, the display quality of the liquid crystal device is deteriorated due to the ejection trace. In particular, in a projection type display device that is displayed in an enlarged manner, this ejection trace is a major problem in reducing the display image quality.

一方、特許文献1記載の液晶装置では、遮光膜が形成される領域の戻り光の反射を防止するものの、その他の例えば屈曲した入射光、あるいは対向基板で反射する光などに対しては防止することができず、その光はアクティブ素子に入射されることになる。アクティブ素子内においてもデータ線で遮光する構成となっているが、これらの光の一部がアクティブ素子のチャネルやドレイン領域のリーク電流を増加させてしまうことになり、表示画質を低下させる原因となり得る。   On the other hand, the liquid crystal device described in Patent Document 1 prevents reflection of return light in a region where a light-shielding film is formed, but prevents other incident light such as bent incident light or light reflected by a counter substrate. And the light will be incident on the active device. The active element is also shielded by the data line, but part of this light will increase the leakage current of the channel and drain region of the active element, causing the display image quality to deteriorate. obtain.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、極めて簡便な方法により、液晶材料の吐出痕が発生せず、強い入射光に対して発熱することなく、光の反射や戻り光に対してもアクティブ素子に影響を与えることなく、表示画質の安定した液晶装置と、容易な液晶装置の製造方法および該液晶装置を備えた投射型表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and by a very simple method, there is no discharge trace of the liquid crystal material, no heat is generated with respect to strong incident light, light reflection and return light. Therefore, it is an object of the present invention to provide a liquid crystal device with stable display image quality without affecting active elements, an easy method for manufacturing a liquid crystal device, and a projection display device including the liquid crystal device.

上記課題を解決するために本発明の液晶装置は、一対の基板間に液晶材料を挟持し、前記一対の基板の一方の基板にマトリックス状に形成された複数のアクティブ素子を備えた画素領域を有する液晶装置であって、前記一対の基板間に配置され前記画素領域の境界領域に形成された隔壁と、前記隔壁に対応する位置で、前記隔壁と前記一対の基板の他方の基板との間に配置された金属膜からなる遮光膜と、前記隔壁で形成される凹部内に配置された液晶材料層と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a liquid crystal device according to the present invention includes a pixel region including a plurality of active elements formed in a matrix on one of the pair of substrates, with a liquid crystal material sandwiched between the pair of substrates. A liquid crystal device having a partition wall disposed between the pair of substrates and formed in a boundary region of the pixel region, and a position corresponding to the partition wall between the partition wall and the other substrate of the pair of substrates. A light-shielding film made of a metal film, and a liquid crystal material layer disposed in a recess formed by the partition wall.

ここで、本発明の液晶装置は、データ線と走査線で構成されその交点である画素領域のスイッチング素子、例えばトランジスタで形成されるTFT(Thin Film Transistor)素子やTFD(Thin Film Diode)素子などによって選択的、タイミング的に画素電極にデータ線が接続されるアクティブマトリクス基板を有し、他方の基板(対向基板)に共通電極(対向電極)が形成されるアクティブ型の液晶装置である。特に本発明では液晶プロジェクタなどの投射型表示装置に好適に用いられるTFT素子で構成されるアクティブ型の液晶装置に適している。   Here, the liquid crystal device of the present invention includes a switching element in a pixel region which is composed of a data line and a scanning line and is an intersection thereof, such as a TFT (Thin Film Transistor) element or a TFD (Thin Film Diode) element formed by a transistor. The active liquid crystal device has an active matrix substrate in which data lines are connected to pixel electrodes selectively and timingly, and a common electrode (counter electrode) is formed on the other substrate (counter substrate). In particular, the present invention is suitable for an active liquid crystal device composed of TFT elements that are preferably used in a projection display device such as a liquid crystal projector.

本発明の液晶装置は、前記画素領域の境界領域(画素領域間)に隔壁が形成されているが、液晶装置の画素領域の大きさは50〜500μm平方程度であり、1辺の長さが1〜100μm程度、好ましくは10〜50μm程度の大きさとなっている。この画素領域間に隔壁が形成されていることになるが、この隔壁で形成される凹部の大きさは、液晶装置の表示領域全体からすると非常に小さい領域に区画されていることになる。ここで、この凹部内に液晶材料を注入する場合、例えば液滴吐出装置などによって非常に小さい隔壁の凹部内の全面にわたるよう、凹部体積と同じ体積の液晶材料を注入することは容易に可能である。   In the liquid crystal device of the present invention, a partition is formed in the boundary region (between pixel regions) of the pixel region. The size of the pixel region of the liquid crystal device is about 50 to 500 μm square, and the length of one side is The size is about 1 to 100 μm, preferably about 10 to 50 μm. A partition wall is formed between the pixel regions, and the size of the recess formed by the partition wall is partitioned into a very small region from the entire display region of the liquid crystal device. Here, when the liquid crystal material is injected into the recess, it is possible to easily inject the liquid crystal material having the same volume as the recess volume so as to cover the entire surface of the recess of the very small partition wall, for example, by a droplet discharge device or the like. is there.

また、金属膜からなる高反射膜は、隔壁に対応する位置で、隔壁と前記一対の基板の他方の基板との間に配置される構成であり、例えば隔壁の他方の基板(対向基板)側の上面に形成する場合は、隔壁と高反射膜が2層の構成となり同一マスクによるフォトリソグラフィ法で形成が可能であり、工程を増加することなく形成することができる。また、対向基板の隔壁に対応する位置に高反射膜を形成することも可能である。いずれも対向基板とアクティブマトリクス基板を張り合わせることで隔壁と対向基板との間に高反射膜が形成されることになる。
また、隔壁はアクティブマトリクス基板に形成した後に対向基板と張り合わせても、対向基板に隔壁を形成した後にアクティブマトリクス基板と張り合わせても可能である。
Further, the highly reflective film made of a metal film is configured to be disposed between the partition and the other substrate of the pair of substrates at a position corresponding to the partition, for example, on the other substrate (counter substrate) side of the partition In the case of forming on the upper surface, the barrier rib and the highly reflective film have a two-layer structure and can be formed by a photolithography method using the same mask, and can be formed without increasing the number of steps. It is also possible to form a highly reflective film at a position corresponding to the partition wall of the counter substrate. In either case, a highly reflective film is formed between the partition wall and the counter substrate by bonding the counter substrate and the active matrix substrate together.
In addition, the partition wall can be bonded to the counter substrate after being formed on the active matrix substrate, or can be bonded to the active matrix substrate after the partition wall is formed on the counter substrate.

本発明の構成では、隔壁で形成される凹部内に液晶材料層を形成することにより、液晶材料が注入されてから広がる事がなく吐出痕を発生させることがない。また、吐出痕が発生したとしても隔壁との境界であり、表示状態では隔壁に隠れてしまい、液晶装置の表示画質を低下させることがない。
加えて、液晶装置が完成した後においても、隔壁で形成される凹部内に液晶材料層が形成されているため、液晶装置に加えられた圧力などによって液晶材料が移動することがなく、その結果、液晶材料の移動による液晶材料の配向が変化することなく、表示画質の良い、信頼性の高い投射型表示装置に適した液晶装置が得られる。
In the configuration of the present invention, the liquid crystal material layer is formed in the recess formed by the partition wall, so that it does not spread after the liquid crystal material is injected and no discharge trace is generated. In addition, even if an ejection mark is generated, it is a boundary with the partition wall and is hidden by the partition wall in the display state, so that the display image quality of the liquid crystal device is not deteriorated.
In addition, even after the liquid crystal device is completed, the liquid crystal material layer is formed in the recess formed by the partition wall, so that the liquid crystal material does not move due to the pressure applied to the liquid crystal device. Thus, a liquid crystal device suitable for a projection display device with good display image quality and high reliability can be obtained without changing the orientation of the liquid crystal material due to the movement of the liquid crystal material.

本発明における液晶装置では、液晶材料層を区画する隔壁が遮光性材料を含むことがより好ましい。この構成によれば、画素単位の領域間に遮光性を有する隔壁が形成され、その隔壁で形成される凹部内に液晶材料層が区画されて形成されることになる。その結果、画素単位で光や電界に対して区画された構成となり、液晶装置内部において、光の反射や他画素からの電界の影響の受けにくい、表示画質の安定した液晶装置を得ることができる。   In the liquid crystal device according to the present invention, it is more preferable that the partition walls that partition the liquid crystal material layer include a light shielding material. According to this configuration, the light-shielding partition is formed between the pixel unit regions, and the liquid crystal material layer is partitioned and formed in the recess formed by the partition. As a result, the pixel unit is divided with respect to light and electric field, and a liquid crystal device with stable display image quality that is less susceptible to light reflection and electric fields from other pixels can be obtained inside the liquid crystal device. .

本発明の隔壁の高さは、前記一対の基板間隔と等しく設定されており、別途シール材を配置したり、あるいはスペーサ材を液晶材料層に分散させることなく基板間隔(セルギャップ)を形成し、液晶材料を封入することが可能であり、製造工程の短縮、材料の削減によって製造コストを安くすることができる。この場合、隔壁による一対の基板の貼り合わせは、表示領域の最外周の隔壁だけ接着材を塗布する方法でも可能であり、他方の基板と隔壁が密着することによって同様の効果が期待できる。さらに、隔壁全体に接着材を塗布し、一対の基板を貼り合せることで、液晶装置の強度を向上することができる。その結果、基板の厚さを薄くすることができ、軽量かつ薄型の液晶装置を得ることができる。   The height of the partition wall of the present invention is set to be equal to the distance between the pair of substrates, and the substrate distance (cell gap) is formed without disposing a sealing material separately or dispersing the spacer material in the liquid crystal material layer. The liquid crystal material can be sealed, and the manufacturing cost can be reduced by shortening the manufacturing process and reducing the material. In this case, the pair of substrates can be bonded to each other by the partition wall by a method in which an adhesive is applied only to the partition wall at the outermost periphery of the display region, and a similar effect can be expected by bringing the other substrate into contact with the partition wall. Furthermore, the strength of the liquid crystal device can be improved by applying an adhesive to the entire partition wall and bonding the pair of substrates. As a result, the thickness of the substrate can be reduced, and a lightweight and thin liquid crystal device can be obtained.

次に、本発明の液晶装置の製造方法は、一対の基板間に液晶材料を挟持し、前記一対の基板の一方の基板にマトリックス状に形成された複数のアクティブ素子を備えた画素領域を有する液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板のいずれかの基板上の前記画素領域の境界領域に対応する位置に隔壁を形成する工程と、前記隔壁に対応する位置で、前記隔壁と前記一対の基板の他方の基板との間に金属膜からなる遮光膜を形成する工程と、前記隔壁で形成される凹部内に液晶材料層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
このような液晶装置の製造方法によると、新たな製造工程や材料を用いることなく、前述のように製造工程、材料の削減を達成した表示画質の優れた信頼性の高い液晶装置を製造することができる。
Next, a method for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention includes a pixel region having a plurality of active elements formed in a matrix on one of the pair of substrates, with a liquid crystal material sandwiched between the pair of substrates. A method for manufacturing a liquid crystal device, the step of forming a partition at a position corresponding to a boundary region of the pixel region on one of the pair of substrates, and the partition and the position at a position corresponding to the partition And a step of forming a light-shielding film made of a metal film between the other substrate of the pair of substrates and a step of forming a liquid crystal material layer in a recess formed by the partition.
According to such a method of manufacturing a liquid crystal device, a highly reliable liquid crystal device with excellent display image quality that achieves the reduction of manufacturing processes and materials as described above can be manufactured without using new manufacturing processes and materials. Can do.

本発明では、液晶材料層が液滴吐出装置により材料液を吐出することによって形成されることが含まれている。この場合、液晶材料を隔壁内に吐出することで、前述のように液晶材料の吐出痕が発生せず、また液晶材料層の層厚が均一に形成され、層厚均一化の時間が不要であり、連続して一対の基板の貼り合わせ工程が可能となる。   In the present invention, it is included that the liquid crystal material layer is formed by discharging a material liquid with a droplet discharge device. In this case, by discharging the liquid crystal material into the partition wall, the liquid crystal material discharge trace does not occur as described above, and the liquid crystal material layer has a uniform thickness, so that no time is required for uniform layer thickness. In addition, the bonding process of a pair of substrates can be continuously performed.

本発明に係る液晶装置は、投射型表示装置のライトバルブとして用いられる。この場合、前記対向基板側を光源からの光の入射側とする。本発明の液晶装置を装着することにより、液晶材料の吐出痕がなく、また光の反射などの影響のない表示画質の良好な投射型表示装置が得られる。   The liquid crystal device according to the present invention is used as a light valve of a projection display device. In this case, the counter substrate side is an incident side of light from the light source. By mounting the liquid crystal device of the present invention, it is possible to obtain a projection type display device having no display marks of liquid crystal material and good display image quality without being affected by light reflection.

添付図面を参照しつつ本発明に係る実施形態について説明する。以下の説明では、投射型表示装置のライトバルブとして用いた液晶装置に本発明を適用した例を説明する。
[液晶装置]
以下に示す本実施の形態の液晶装置は、スイッチング素子としてTFT(Thin Film Transistor)素子を用いたアクティブマトリクス型の透過型液晶装置である。図1は本実施形態の透過型液晶装置のマトリクス状に配置された複数の画素におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図である。図2はデータ線、走査線、画素電極等が形成されたアクティブマトリクス基板の相隣接する複数の画素群の構造を示す要部平面図である。図3は図2のA−A’線断面図でアクティブマトリクス基板の構造を示す液晶装置の断面図、図4は図2のB−B’線断面図で隔壁および金属膜からなる遮光膜の配置を示す液晶装置の断面図である。なお、図3および図4においては、図示上側が光入射側、図示下側が光出射側である場合について図示している。また、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせて模式的に示している。
Embodiments according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, an example in which the present invention is applied to a liquid crystal device used as a light valve of a projection display device will be described.
[Liquid Crystal Device]
The liquid crystal device of the present embodiment described below is an active matrix transmissive liquid crystal device using a TFT (Thin Film Transistor) element as a switching element. FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of switching elements, signal lines, etc. in a plurality of pixels arranged in a matrix of the transmissive liquid crystal device of this embodiment. FIG. 2 is a plan view of the main part showing the structure of a plurality of pixel groups adjacent to each other on an active matrix substrate on which data lines, scanning lines, pixel electrodes and the like are formed. 3 is a cross-sectional view of the liquid crystal device showing the structure of the active matrix substrate in the cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. It is sectional drawing of the liquid crystal device which shows arrangement | positioning. 3 and 4, the upper side in the drawing is the light incident side, and the lower side in the drawing is the light emitting side. Moreover, in each figure, in order to make each layer and each member into a size that can be recognized on the drawing, each layer or each member is schematically illustrated with a different scale.

本実施の形態の液晶装置において、図1に示すように、マトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極9と、当該画素電極9への通電制御を行うためのスイッチング素子であるTFT素子30とがそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線6aが当該TFT素子30のソースに電気的に接続されている。データ線6aに書き込む画像信号S1、S2、…、Snは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線6aに対してグループ毎に供給される。   In the liquid crystal device according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, a plurality of pixels arranged in a matrix includes a pixel electrode 9 and a TFT that is a switching element for controlling energization of the pixel electrode 9. Each element 30 is formed, and a data line 6 a to which an image signal is supplied is electrically connected to the source of the TFT element 30. Image signals S1, S2,..., Sn to be written to the data line 6a are supplied line-sequentially in this order, or are supplied for each group to a plurality of adjacent data lines 6a.

また、走査線3aがTFT素子30のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線3aに対して走査信号G1、G2、…、Gmが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極9はTFT素子30のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるTFT素子30を一定期間だけオンすることにより、データ線6aから供給される画像信号S1、S2、…、Snを所定のタイミングで書き込まれる。   In addition, the scanning line 3a is electrically connected to the gate of the TFT element 30, and scanning signals G1, G2,..., Gm are applied to the plurality of scanning lines 3a in a pulse-sequential manner at predetermined timing. The Further, the pixel electrode 9 is electrically connected to the drain of the TFT element 30, and the image signal S1, S2,... Supplied from the data line 6a is turned on by turning on the TFT element 30 as a switching element for a certain period. , Sn is written at a predetermined timing.

画素電極9を介して液晶材料に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、…、Snは、後述する共通電極との間で一定期間保持される。液晶材料は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークすることを防止するために、画素電極9と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70が付加され、蓄積容量70の他端は容量線3bに接続されている。   Image signals S1, S2,..., Sn written at a predetermined level on the liquid crystal material through the pixel electrode 9 are held for a certain period with a common electrode described later. The liquid crystal material modulates light and enables gradation display by changing the orientation and order of the molecular assembly according to the applied voltage level. Here, in order to prevent the held image signal from leaking, a storage capacitor 70 is added in parallel with the liquid crystal capacitor formed between the pixel electrode 9 and the common electrode, and the other end of the storage capacitor 70 is The capacitor line 3b is connected.

次に、図2に基づいて、本実施形態のアクティブマトリクス基板の要部の平面構造について説明する。図2に示すように、アクティブマトリクス基板上に、インジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide, 以下、ITOと略記する)等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極9(点線部9Aにより輪郭を示す)が複数、マトリクス状に設けられており、画素電極9の縦横の境界に各々沿ってデータ線6a、走査線3aおよび容量線3bが設けられている。本実施の形態において、各画素電極9および各画素電極9を囲むように配設されたデータ線6a、走査線3a、容量線3b等が形成された領域が画素領域である。また、データ線6a、走査線3aおよび容量線3bが形成された領域付近が画素領域の境界領域となり、マトリクス状に配置された各画素毎に表示を行うことが可能な構造になっている。   Next, based on FIG. 2, the planar structure of the main part of the active matrix substrate of the present embodiment will be described. As shown in FIG. 2, a rectangular pixel electrode 9 (dotted line portion 9A) made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (hereinafter abbreviated as ITO) is formed on an active matrix substrate. Are provided in a matrix, and data lines 6a, scanning lines 3a, and capacitor lines 3b are provided along the vertical and horizontal boundaries of the pixel electrode 9, respectively. In the present embodiment, each pixel electrode 9 and a region where the data line 6a, the scanning line 3a, the capacitor line 3b, and the like arranged so as to surround each pixel electrode 9 are formed is a pixel region. In addition, the vicinity of the region where the data line 6a, the scanning line 3a, and the capacitor line 3b are formed becomes a boundary region of the pixel region, and the display can be performed for each pixel arranged in a matrix.

データ線6aは、TFT素子30を構成する例えばポリシリコン膜からなる半導体層1aのうち、後述のソース領域にコンタクトホール5を介して電気的に接続されており、画素電極9は、半導体層1aのうち、後述のドレイン領域にコンタクトホール8を介して電気的に接続されている。また、半導体層1aのうち、後述のチャネル領域(図中左上がりの斜線の領域)に対向するように走査線3aが配置されており、走査線3aはチャネル領域に対向する部分でゲート電極として機能する。   The data line 6a is electrically connected to a source region (described later) through a contact hole 5 in the semiconductor layer 1a made of, for example, a polysilicon film constituting the TFT element 30, and the pixel electrode 9 is connected to the semiconductor layer 1a. Among these, it is electrically connected to a drain region described later via a contact hole 8. In addition, the scanning line 3a is disposed so as to face a channel region (a region with a diagonal line rising to the left in the figure), which will be described later, of the semiconductor layer 1a. The scanning line 3a serves as a gate electrode at a portion facing the channel region. Function.

容量線3bは、走査線3aに沿って略直線状に伸びる本線部(すなわち、平面的に見て、走査線3aに沿って形成された第1領域)と、データ線6aと交差する箇所からデータ線6aに沿って前段側(図中上向き)に突出した突出部(すなわち、平面的に見て、データ線6aに沿って延設された第2領域)とを有する。そして、図2中、右上がりの斜線で示した領域には、複数の第1遮光膜11aが設けられている。この第1遮光膜11aはコンタクトホール13により容量線3bに電気的に接続されている。   The capacitor line 3b is formed from a main line portion extending in a substantially straight line along the scanning line 3a (that is, a first region formed along the scanning line 3a in a plan view) and a portion intersecting the data line 6a. And a protruding portion (that is, a second region extending along the data line 6 a when viewed in a plan view) protruding toward the previous stage (upward in the drawing) along the data line 6 a. In FIG. 2, a plurality of first light shielding films 11 a are provided in a region indicated by a diagonal line rising to the right. The first light shielding film 11 a is electrically connected to the capacitor line 3 b through the contact hole 13.

次に、図3に基づいて、本実施の形態の液晶装置の断面構造について説明する。図3は、上述した通り図2のA−A’線断面図であり、TFT素子30が形成された領域の構成について示す断面図である。本実施の形態の液晶装置において、アクティブマトリクス基板10と、これに対向配置される対向基板20との間に液晶材料層が挟持されているが、A−A’線断面は画素領域の境界領域にあり、隔壁15が形成されている。また、本実施例では隔壁15は、顔料などの遮光性材料を含むポリイミドなどの樹脂をフォトリソグラフィ法で形成されている。   Next, a cross-sectional structure of the liquid crystal device of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. 2 as described above, and is a cross-sectional view showing a configuration of a region where the TFT element 30 is formed. In the liquid crystal device of the present embodiment, a liquid crystal material layer is sandwiched between the active matrix substrate 10 and the counter substrate 20 disposed to face the active matrix substrate 10, but the cross section along the line AA ′ is the boundary region of the pixel region The partition wall 15 is formed. In this embodiment, the partition wall 15 is made of a resin such as polyimide containing a light shielding material such as a pigment by a photolithography method.

アクティブマトリクス基板10は、石英等の透光性材料からなる基板本体10Aと、その隔壁15側表面に形成されたTFT素子30、画素電極9、配向膜40を主体として構成されている。対向基板20はガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体20Aと、その隔壁15側表面に形成され画素領域間であるTFT素子30に対向する位置に金属膜からなる第2遮光膜23、その隔壁15側表面に形成された共通電極21、配向膜60、を主体として構成されている。そして、各基板10,20は、隔壁15を介して所定の基板間隔で保持されている。   The active matrix substrate 10 is mainly composed of a substrate body 10A made of a translucent material such as quartz, a TFT element 30, a pixel electrode 9, and an alignment film 40 formed on the surface of the partition wall 15 side. The counter substrate 20 includes a substrate body 20A made of a translucent material such as glass and quartz, and a second light shielding film 23 made of a metal film at a position facing the TFT element 30 between the pixel regions formed on the surface of the partition wall 15. The common electrode 21 and the alignment film 60 formed on the surface of the partition wall 15 are mainly used. The substrates 10 and 20 are held at predetermined substrate intervals via the partition walls 15.

アクティブマトリクス基板10において、その隔壁15側表面には画素電極9が設けられ、各画素電極9に隣接する位置に、各画素電極9をスイッチング制御する画素スイッチング用TFT素子30が設けられている。画素スイッチング用TFT素子30は、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有しており、走査線3a、当該走査線3aからの電界によりチャネルが形成される半導体層1aのチャネル領域1a’、走査線3aと半導体層1aとを絶縁するゲート絶縁膜2、データ線6a、半導体層1aの低濃度ソース領域1bおよび低濃度ドレイン領域1c、半導体層1aの高濃度ソース領域1dおよび高濃度ドレイン領域1eを備えている。   In the active matrix substrate 10, pixel electrodes 9 are provided on the surface of the partition wall 15, and pixel switching TFT elements 30 that perform switching control of the pixel electrodes 9 are provided at positions adjacent to the pixel electrodes 9. The pixel switching TFT element 30 has an LDD (Lightly Doped Drain) structure, and includes a scanning line 3a, a channel region 1a ′ of the semiconductor layer 1a in which a channel is formed by an electric field from the scanning line 3a, and the scanning line 3a. A gate insulating film 2 that insulates the semiconductor layer 1a, a data line 6a, a low concentration source region 1b and a low concentration drain region 1c of the semiconductor layer 1a, and a high concentration source region 1d and a high concentration drain region 1e of the semiconductor layer 1a. ing.

上記走査線3a上、容量線3b上、ゲート絶縁膜2上を含む基板本体10A上には、高濃度ソース領域1dへ通じるコンタクトホール5、および高濃度ドレイン領域1eへ通じるコンタクトホール8が開孔した第2層間絶縁膜4が形成されている。つまり、データ線6aは、第2層間絶縁膜4を貫通するコンタクトホール5を介して高濃度ソース領域1dに電気的に接続されている。   A contact hole 5 leading to the high concentration source region 1d and a contact hole 8 leading to the high concentration drain region 1e are opened on the substrate body 10A including the scanning line 3a, the capacitance line 3b, and the gate insulating film 2. The second interlayer insulating film 4 is formed. That is, the data line 6 a is electrically connected to the high concentration source region 1 d through the contact hole 5 that penetrates the second interlayer insulating film 4.

さらに、データ線6a上および第2層間絶縁膜4上には、高濃度ドレイン領域1eへ通じるコンタクトホール8が開孔した第3層間絶縁膜7が形成されている。すなわち、高濃度ドレイン領域1eは、第2層間絶縁膜4および第3層間絶縁膜7を貫通するコンタクトホール8を介して画素電極9に電気的に接続されている。   Further, on the data line 6a and the second interlayer insulating film 4, a third interlayer insulating film 7 having a contact hole 8 leading to the high concentration drain region 1e is formed. That is, the high concentration drain region 1 e is electrically connected to the pixel electrode 9 through the contact hole 8 that penetrates the second interlayer insulating film 4 and the third interlayer insulating film 7.

また、アクティブマトリクス基板10の基板本体10Aの隔壁15側表面において、各画素スイッチング用TFT素子30が形成された領域には、アクティブマトリクス基板10を透過し、アクティブマトリクス基板10の図示下面(アクティブマトリクス基板10と空気との界面)で反射されて、隔壁15側に戻る戻り光が、少なくとも半導体層1aのチャネル領域1a’および低濃度ソース、ドレイン領域1b、1cに入射することを防止するための第1遮光膜11aが設けられている。   In addition, on the surface of the active matrix substrate 10 on the partition wall 15 side of the substrate body 10A, the region where the pixel switching TFT elements 30 are formed is transmitted through the active matrix substrate 10 and the lower surface of the active matrix substrate 10 shown in the drawing (active matrix). The return light reflected by the substrate 10 and the air) and returning to the partition wall 15 side is prevented from entering at least the channel region 1a ′ and the low concentration source / drain regions 1b and 1c of the semiconductor layer 1a. A first light shielding film 11a is provided.

また、第1遮光膜11aと画素スイッチング用TFT素子30との間には、画素スイッチング用TFT素子30を構成する半導体層1aを第1遮光膜11aから電気的に絶縁するための第1層間絶縁膜12が形成されている。さらに、図2に示したように、アクティブマトリクス基板10に第1遮光膜11aを設けるのに加えて、コンタクトホール13を介して第1遮光膜11aは、前段あるいは後段の容量線3bに電気的に接続するように構成されている。   Further, a first interlayer insulation for electrically insulating the semiconductor layer 1a constituting the pixel switching TFT element 30 from the first light shielding film 11a is provided between the first light shielding film 11a and the pixel switching TFT element 30. A film 12 is formed. Further, as shown in FIG. 2, in addition to providing the first light shielding film 11a on the active matrix substrate 10, the first light shielding film 11a is electrically connected to the capacitor line 3b at the preceding stage or the subsequent stage through the contact hole 13. Configured to connect to.

さらに、アクティブマトリクス基板10の隔壁15側最表面、すなわち、画素電極9および第3層間絶縁膜7上には、電圧無印加時における液晶材料層内の液晶分子の配向を制御する配向膜40が形成されている。したがって、このようなTFT素子30を具備する領域においては、アクティブマトリクス基板10の隔壁15側最表面、すなわち隔壁15の形成面には複数の微小な凹凸ないし段差が形成された構成となっている。このような段差を有するアクティブマトリクス基板10上に、隔壁15を液晶材料層の厚さに応じて対向基板20側表面を平坦に形成することは、スピンコート法などで容易に可能である。   Further, on the outermost surface of the active matrix substrate 10 on the partition wall 15 side, that is, on the pixel electrode 9 and the third interlayer insulating film 7, an alignment film 40 for controlling the alignment of liquid crystal molecules in the liquid crystal material layer when no voltage is applied. Is formed. Therefore, in the region having such TFT elements 30, a plurality of minute irregularities or steps are formed on the outermost surface of the active matrix substrate 10 on the partition 15 side, that is, on the surface on which the partition 15 is formed. . On the active matrix substrate 10 having such a step, it is possible to easily form the partition 15 with a flat surface on the counter substrate 20 side according to the thickness of the liquid crystal material layer by a spin coating method or the like.

他方、対向基板20には、基板本体20Aの隔壁15側表面には金属膜、例えばアルミニウム膜などからなる第2遮光膜23が設けられている。この第2遮光膜23は、データ線6a、走査線3a、画素スイッチング用TFT素子30の形成領域に対向する領域、すなわち各画素部の開口領域以外である画素領域間に配置されている。そして、入射光が画素スイッチング用TFT素子30の半導体層1aのチャネル領域1a’や低濃度ソース領域1b、低濃度ドレイン領域1cに侵入することを防止するよう構成されている。加えて、アルミニウム膜などである第2遮光膜23は、入射光である光源からの強い光を反射し、液晶装置の温度上昇を防止する構成となっている。第2遮光膜23が形成された基板本体20Aの隔壁15側には、その略全面にわたって、ITO等からなる共通電極21が形成され、その隔壁15側には、電圧無印加時における液晶材料層内の液晶分子の配向を制御する配向膜60が形成されている。   On the other hand, the counter substrate 20 is provided with a second light shielding film 23 made of a metal film, such as an aluminum film, on the surface of the substrate body 20A on the partition wall 15 side. The second light-shielding film 23 is disposed between the pixel region other than the region where the data line 6a, the scanning line 3a, and the pixel switching TFT element 30 are formed, that is, the opening region of each pixel portion. The incident light is configured to prevent intrusion into the channel region 1a ', the low concentration source region 1b, and the low concentration drain region 1c of the semiconductor layer 1a of the pixel switching TFT element 30. In addition, the second light-shielding film 23 such as an aluminum film is configured to reflect strong light from the light source that is incident light and prevent the temperature of the liquid crystal device from rising. A common electrode 21 made of ITO or the like is formed over substantially the entire surface of the substrate body 20A on which the second light shielding film 23 is formed, and a liquid crystal material layer when no voltage is applied is formed on the partition 15 side. An alignment film 60 for controlling the alignment of the liquid crystal molecules is formed.

このように本発明の液晶装置は、図3の断面図で示されるように画素領域間に画素スイッチング用TFT素子30が形成されている。図3における上側すなわち光入射側の対向基板20には画素領域間の光を反射させる金属膜からなる第2遮光膜23が形成され、アクティブマトリクス基板10と対向基板20の間はその間隔を保持すると共に、この画素領域間への光の入射を防止する隔壁15が形成されている。また、アクティブマトリクス基板10は、データ線6aがTFT素子30への光入射側からの光の入射を防止すべく配置され、さらに光の出射側からの戻り光のTFT素子30への入射を防止すべく第1遮光膜11aが配置されている。この画素領域間ではTFT素子内を含めて対向基板20およびアクティブマトリクス基板10の全断面領域に遮光材料が配置され、TFT素子30への光の入射を防止する構成となっている。   Thus, in the liquid crystal device of the present invention, the pixel switching TFT element 30 is formed between the pixel regions as shown in the cross-sectional view of FIG. A second light-shielding film 23 made of a metal film that reflects light between pixel regions is formed on the counter substrate 20 on the upper side, that is, the light incident side in FIG. 3, and the distance between the active matrix substrate 10 and the counter substrate 20 is maintained. In addition, a partition wall 15 is formed to prevent light from entering between the pixel regions. Further, the active matrix substrate 10 is arranged so that the data line 6a prevents the light from entering the TFT element 30 from the light incident side, and further prevents the return light from the light emitting side from entering the TFT element 30. The first light shielding film 11a is arranged as much as possible. Between the pixel regions, a light shielding material is disposed in the entire cross-sectional region of the counter substrate 20 and the active matrix substrate 10 including the inside of the TFT elements, so that light is not incident on the TFT elements 30.

その結果、光入射側からの強い光は金属からなる第2の遮光膜で反射され、液晶装置内での発熱を小さくすることができる。また、TFT素子30を配置する画素領域間には隔壁15、データ線6a、第1遮光膜11aが配置され、戻り光やその他の反射による光が、TFT素子30のチャネル1a’や低濃度ソース領域1b、低濃度ドレイン領域1cに侵入するのを防止している。その結果、光によるTFT素子30のリーク電流の増加を防止し、良好な画質の液晶装置を得ることができる。   As a result, strong light from the light incident side is reflected by the second light shielding film made of metal, and heat generation in the liquid crystal device can be reduced. Further, the partition wall 15, the data line 6a, and the first light shielding film 11a are disposed between the pixel regions in which the TFT elements 30 are disposed, and return light and other reflected light are transmitted to the channel 1a 'of the TFT element 30 and the low concentration source. Intrusion into the region 1b and the low concentration drain region 1c is prevented. As a result, an increase in leakage current of the TFT element 30 due to light can be prevented, and a liquid crystal device with good image quality can be obtained.

図4は図2のB−B’線断面図であり、画素領域間の隔壁15で区画された画素領域の断面を示している。図4に示すように画素領域間には隔壁15がアクティブマトリクス基板10と対向基板20との間隔を保持するように配置されている。このように構成したアクティブマトリクス基板10と対向基板20とは、画素電極9と対向電極21とが対面するように配置され、かつ、これらの基板間には、前記隔壁15により囲まれた空間内に液晶材料層50が封入され、挟持されている。液晶材料層50は、画素電極9からの電界が印加されていない状態で配向膜40および60のラビング処理などにより所定の配向状態をとるようになされている。液晶材料層50は、例えば一種または数種のネマティック液晶を混合したものなどから構成されている。   FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line B-B ′ of FIG. 2 and shows a cross section of the pixel region partitioned by the partition 15 between the pixel regions. As shown in FIG. 4, partition walls 15 are arranged between the pixel regions so as to maintain a distance between the active matrix substrate 10 and the counter substrate 20. The active matrix substrate 10 and the counter substrate 20 thus configured are arranged so that the pixel electrode 9 and the counter electrode 21 face each other, and the space between these substrates is surrounded by the partition wall 15. The liquid crystal material layer 50 is sealed and sandwiched. The liquid crystal material layer 50 is configured to take a predetermined alignment state by rubbing the alignment films 40 and 60 in a state where an electric field from the pixel electrode 9 is not applied. The liquid crystal material layer 50 is composed of, for example, a mixture of one kind or several kinds of nematic liquid crystals.

図4においても同様に、アクティブマトリクス基板10内の画素領域間においてはTFTのチャネル1a’の下面側(基板本体10A側)は第1遮光膜11aが配置され、上面側(隔壁15側)はデータ線6aが配置されている。さらに、アクティブマトリクス基板10の画素領域間の上には隔壁15が配置され、隔壁15と対向基板20との間には金属膜の第2遮光層23が配置されている。   Similarly, in FIG. 4, between the pixel regions in the active matrix substrate 10, the first light-shielding film 11a is disposed on the lower surface side (substrate body 10A side) of the TFT channel 1a ', and the upper surface side (partition wall 15 side) is A data line 6a is arranged. Further, a partition wall 15 is disposed between the pixel regions of the active matrix substrate 10, and a second light-shielding layer 23 made of a metal film is disposed between the partition wall 15 and the counter substrate 20.

その結果、画素領域である画素電極9と液晶材料層50および対向電極21で形成される領域は、構造的には隔壁15により区画される構造となっている。そして、図4の画素領域間に対する上側の光源からの強い光は金属膜である第2遮光膜23で反射され、反射などにより画素領域間に入射する光に対しては隔壁15により吸収し、TFT素子領域への入射光はデータ線6aおよび第1遮光膜11aで遮蔽された構造となっている。また、画素電極9と対向電極21の電圧印加は、隔壁15に囲まれた画素領域内で印加されるようになっている。すなわち、隣の画素電極9からの電界は隔壁15を介して印加されるようになり、液晶材料層50に他画素電極からの影響を与えにくい構造となっている。   As a result, the region formed by the pixel electrode 9, the liquid crystal material layer 50, and the counter electrode 21, which is a pixel region, is structurally partitioned by the partition wall 15. Then, the strong light from the upper light source between the pixel regions in FIG. 4 is reflected by the second light shielding film 23 which is a metal film, and the light incident between the pixel regions due to reflection or the like is absorbed by the partition wall 15, Light incident on the TFT element region is shielded by the data line 6a and the first light shielding film 11a. The voltage application between the pixel electrode 9 and the counter electrode 21 is applied within a pixel region surrounded by the partition wall 15. In other words, the electric field from the adjacent pixel electrode 9 is applied through the partition wall 15, and the liquid crystal material layer 50 is less likely to be affected by other pixel electrodes.

なお、対向基板20およびアクティブマトリクス基板10の光入射側の面あるいは光出射側には、使用する液晶材料層50の種類、すなわち、TN(ツイステッドネマティック)モード、STN(スーパーTN)モード等々の動作モードや、ノーマリホワイトモード/ノーマリブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の向きに配置される。   Note that the surface of the counter substrate 20 and the active matrix substrate 10 on the light incident side or the light emitting side has a type of the liquid crystal material layer 50 to be used, that is, operations such as a TN (twisted nematic) mode, an STN (super TN) mode, and the like. Depending on the mode and the normally white mode / normally black mode, a polarizing film, a retardation film, a polarizing plate, and the like are arranged in a predetermined direction.

なお、ここに示す液晶装置は、例えば、後述する投射型表示装置(液晶プロジェクタ)において使用される。この場合、3枚の液晶装置がRGB用のライトバルブとして各々使用され、各液晶装置の各々には、RGB色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が投射光として各々入射されることになる。したがって、前述の各実施形態の液晶装置にはカラーフィルタが形成されていない。   The liquid crystal device shown here is used in, for example, a projection display device (liquid crystal projector) described later. In this case, three liquid crystal devices are respectively used as RGB light valves, and light of each color separated through RGB color separation dichroic mirrors is incident on each of the liquid crystal devices as projection light. Will be. Therefore, no color filter is formed in the liquid crystal devices of the above-described embodiments.

次に、図5に示すように対向基板200において、画素電極9と対向する各領域の各々にマイクロレンズ500を形成した実施形態を示す。図5において、マイクロレンズ500が形成された対向基板200は、第1の透明基板200Aと第2の透明基板250とがマイクロレンズ層201で貼り合わされた基板として構成されている。マイクロレンズ500の形成は、第1の透明基板200Aを例えばフォトリソグラフィ法などによりレンズ状にウェットエッチングして形成した凹曲面部を形成する。次に、この凹曲面部に熱硬化もしくは光硬化性で第1の透明基板200Aと屈折率の異なる透明樹脂を塗布し、その上に第2の透明基板250を重ねて熱もしくは光にて硬化してマイクロレンズ層201および対向基板200を形成する。この屈折率の異なるマイクロレンズ層201と第1の透明基板200Aとの境界がマイクロレンズ500として機能することになる。   Next, as shown in FIG. 5, an embodiment in which a microlens 500 is formed in each of the regions facing the pixel electrode 9 in the counter substrate 200 will be described. In FIG. 5, the counter substrate 200 on which the microlens 500 is formed is configured as a substrate in which a first transparent substrate 200 </ b> A and a second transparent substrate 250 are bonded together with a microlens layer 201. The microlens 500 is formed by forming a concave curved surface portion formed by wet etching the first transparent substrate 200A into a lens shape by, for example, photolithography. Next, a transparent resin having a refractive index different from that of the first transparent substrate 200A is applied to the concave curved surface portion by thermosetting or photocuring, and the second transparent substrate 250 is stacked thereon and cured by heat or light. Thus, the microlens layer 201 and the counter substrate 200 are formed. The boundary between the microlens layer 201 having the different refractive index and the first transparent substrate 200A functions as the microlens 500.

図5において、マイクロレンズ500によって、矢印L11で示すように、第2遮光膜23やTFT30などにより遮光されて損失していた入射光を各画素の開口部分に集光させることにより、透過光量を増大させると共に、TFT30のチャネル領域1a′やドレイン端などに強い光が照射されることを防止している。この場合でも、アクティブマトリクス基板10内のデータ線6aおよび第1遮光膜11a、アクティブマトリクス基板10と対向基板200との間に隔壁15、および対向基板200の金属膜からなる第2遮光膜23は同様に形成されている。したがって、画素領域においてはマイクロレンズ500による集光により透過光量を増加し、一方画素領域間では入射光を第2遮光層23で反射すると共に、隔壁15とデータ線6aおよび第1遮光膜11aによりTFT素子への光の入射を防止し、明るくて品位の高い画像を表示できるとともに、信頼性の高い液晶装置を得ることができる。   In FIG. 5, as shown by an arrow L11, the incident light that has been lost by being shielded by the second light shielding film 23, the TFT 30 or the like is condensed by the microlens 500 on the opening of each pixel, thereby reducing the amount of transmitted light. In addition, the channel region 1a ′ of the TFT 30 and the drain end are prevented from being irradiated with strong light. Even in this case, the data lines 6 a and the first light shielding film 11 a in the active matrix substrate 10, the partition wall 15 between the active matrix substrate 10 and the counter substrate 200, and the second light shielding film 23 made of the metal film of the counter substrate 200 are provided. It is formed similarly. Accordingly, in the pixel area, the amount of transmitted light is increased by condensing by the microlens 500, while incident light is reflected by the second light shielding layer 23 between the pixel areas, and by the partition wall 15, the data line 6a, and the first light shielding film 11a. Light can be prevented from entering the TFT element, and a bright and high-quality image can be displayed, and a highly reliable liquid crystal device can be obtained.

[液晶装置の製造方法]
次に、液晶装置の製造方法について図6に基づき説明を行う。
図6のステップS11に示すように、石英などからなる下側の基板本体10A上に第1遮光膜11a、第1層間絶縁膜12、半導体層1、ゲート絶縁膜2、チャネル領域1a、ソース領域1dと1b、ドレイン領域1eと1c、走査線3a、第2層間絶縁膜4、コンタクトホール5、データ線6a、第3層間絶縁膜7、コンタクトホール8、TFT素子30の画素電極9、配向膜40を形成しラビング処理して下基板10(アクティブマトリクス基板)を作成する。
[Method of manufacturing liquid crystal device]
Next, a method for manufacturing a liquid crystal device will be described with reference to FIG.
As shown in step S11 of FIG. 6, the first light shielding film 11a, the first interlayer insulating film 12, the semiconductor layer 1, the gate insulating film 2, the channel region 1a, and the source region are formed on the lower substrate body 10A made of quartz or the like. 1d and 1b, drain regions 1e and 1c, scanning line 3a, second interlayer insulating film 4, contact hole 5, data line 6a, third interlayer insulating film 7, contact hole 8, pixel electrode 9 of TFT element 30, alignment film 40 is formed and a rubbing process is performed to form a lower substrate 10 (active matrix substrate).

次に、図6のステップS12において、上記アクティブマトリクス基板10上に隔壁15を形成する。隔壁15は、例えば、ポリイミドなどの絶縁性の樹脂材料をスピンコート法などにより基板間の間隔、つまり液晶材料層の厚さを決める高さに、アクティブマトリクス基板10に塗布し、フォトリソグラフィ法などによって所定の形状で画素領域間に形成する。アクティブマトリクス基板10はTFT素子30が形成され微小段差があるものの略平面状態にあり、アクティブマトリクス基板10上にスピンコート法などにより平坦に塗布することは容易に可能である。また、隔壁15に遮光性材料を混入させるには、黒色の顔料などを上記樹脂材料と混合して形成することで可能である。   Next, in step S <b> 12 of FIG. 6, the partition wall 15 is formed on the active matrix substrate 10. The partition wall 15 is applied to the active matrix substrate 10 with an insulating resin material such as polyimide, for example, by a spin coat method or the like to a height that determines the distance between the substrates, that is, the thickness of the liquid crystal material layer. Are formed between the pixel regions in a predetermined shape. The active matrix substrate 10 is in a substantially planar state although the TFT elements 30 are formed and there are minute steps, and it can be easily applied on the active matrix substrate 10 by a spin coating method or the like. Further, the light shielding material can be mixed into the partition wall 15 by mixing a black pigment or the like with the resin material.

また、ラビング処理された配向膜40上に隔壁15のポリイミド材料を塗布し、フォトリソグラフィ法にて所定の形状に隔壁15のポリイミド材料層をエッチングする際、配向膜40は熱処理により充分硬化されており、一方、隔壁15のポリイミド材料層は、フォトリソグラフィ法にてエッチングして形成するために、その形状が保持できる程度に熱硬化されている。したがって、隔壁15のポリイミド材料層をエッチングする際に、配向膜40に対して選択的にエッチングが可能であり、隔壁15のポリイミド材料層のみをエッチングし所定の形状に形成することが可能である。   In addition, when the polyimide material of the partition wall 15 is applied on the alignment film 40 that has been rubbed, and the polyimide material layer of the partition wall 15 is etched into a predetermined shape by photolithography, the alignment film 40 is sufficiently cured by heat treatment. On the other hand, since the polyimide material layer of the partition wall 15 is formed by etching by photolithography, it is thermally cured to such an extent that the shape can be maintained. Therefore, when the polyimide material layer of the partition wall 15 is etched, the alignment film 40 can be selectively etched, and only the polyimide material layer of the partition wall 15 can be etched to form a predetermined shape. .

ここで、配向膜40および後述の配向膜60は、使用する液晶材料に応じて必要な場合は、前述のように形成する。また、配向膜40は、図6のステップS12の隔壁15の形成後であっても、液滴吐出装置などで配向膜材料と溶媒の混合液を吐出して形成しても、さらには、SiOあるいはSiOを斜め蒸着するなどの方法で形成することも可能である。 Here, the alignment film 40 and the alignment film 60 to be described later are formed as described above when necessary depending on the liquid crystal material to be used. Further, the alignment film 40 may be formed after the partition wall 15 is formed in step S12 of FIG. 6, or may be formed by discharging a liquid mixture of the alignment film material and the solvent with a droplet discharge device or the like. Alternatively, it can be formed by a method such as oblique deposition of SiO 2 .

次に、図6のステップS13において、隔壁15の凹部内に液晶材料の注入を行う。
ここで、図7により、液晶材料の注入状態を説明する。図7は液滴吐出装置、例えばインクジェット装置にて液晶材料を注入した例であり、隔壁15の凹部内に液晶材料の液滴の着弾想定形状51が2点鎖線で示している。ここで、液晶材料の注入は、隔壁15の各凹部の体積と同じ体積の液晶材料を、隔壁15の形状に応じて吐出する。具体的には、隔壁15の凹部の一辺の大きさが、液滴吐出装置から吐出直後の液滴の大きさと、着弾想定形状51の大きさとの間の大きさとなるよう、液滴量や吐出条件を設定する。図7では、隔壁15の凹部の一辺の大きさと液晶材料の液滴の着弾想定形状51が同じ大きさである状態の例を示している。また、図7は、2滴が吐出された状態であり、隔壁15との間に隙間が発生しており、さらに追加して隔壁15の凹部内に液晶材料が充満するよう、すなわち凹部の体積と同じ体積の液晶材料になるよう、重ねて吐出することになる。このように液滴を吐出することによって、隔壁15の凹部内に液晶材料が充満するよう形成できることになる。
Next, in step S <b> 13 of FIG. 6, a liquid crystal material is injected into the recess of the partition wall 15.
Here, the injection state of the liquid crystal material will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows an example in which a liquid crystal material is injected by a droplet discharge device, for example, an ink jet device, and an expected landing shape 51 of the liquid crystal material droplet is shown by a two-dot chain line in the recess of the partition wall 15. Here, the liquid crystal material is injected by discharging a liquid crystal material having the same volume as that of each recess of the partition wall 15 in accordance with the shape of the partition wall 15. Specifically, the amount of droplets and the discharge amount are set so that the size of one side of the recess of the partition wall 15 is between the size of the droplet immediately after being discharged from the droplet discharge device and the size of the assumed landing shape 51. Set conditions. FIG. 7 shows an example in which the size of one side of the recess of the partition wall 15 and the assumed landing shape 51 of the liquid crystal material droplet are the same size. Further, FIG. 7 shows a state in which two drops are ejected, and a gap is generated between the partition wall 15 and the liquid crystal material is further filled in the recess of the partition wall 15, that is, the volume of the recess. The liquid crystal material having the same volume as the liquid crystal material is discharged in an overlapping manner. By discharging droplets in this way, the liquid crystal material can be filled in the recesses of the partition walls 15.

この時、液晶材料の吐出は一滴で隔壁15の凹部内に充満させても、また数滴にて充満させても、隔壁15の凹部内で液晶材料が移動することは発生しない。これは、液晶材料の粘度が高く、通常のインクジェット法での吐出では、液晶材料が移動する前に吐出が終了してしまうことによる。その結果、液晶材料層の吐出痕を発生させることなく、隔壁15内に液晶材料層を形成することが可能である。   At this time, even if the liquid crystal material is discharged with a single drop to fill the concave portion of the partition wall 15 or with a few drops, the liquid crystal material does not move within the concave portion of the partition wall 15. This is because the viscosity of the liquid crystal material is high, and in the discharge by the normal ink jet method, the discharge ends before the liquid crystal material moves. As a result, it is possible to form a liquid crystal material layer in the partition wall 15 without generating a discharge trace of the liquid crystal material layer.

一方、上基板20(対向基板)は図6に示すように、下基板10の形成工程であるステップS11〜ステップS13と平行して上基板20の形成工程であるステップS21およびステップS22が行われる。図6のステップS21に示すように、上側の基板本体20A上に例えばアルミニウムのような金属膜を蒸着法やスパッタリング法を用いて形成し、フォトリソグラフィ法により所定の形状(画素領域間)に第2遮光膜23を形成する。   On the other hand, as shown in FIG. 6, the upper substrate 20 (counter substrate) is subjected to steps S <b> 21 and S <b> 22 which are steps of forming the upper substrate 20 in parallel with steps S <b> 11 to S <b> 13 which are steps of forming the lower substrate 10. . As shown in step S21 in FIG. 6, a metal film such as aluminum is formed on the upper substrate body 20A by using a vapor deposition method or a sputtering method, and is formed into a predetermined shape (between pixel regions) by a photolithography method. 2 The light shielding film 23 is formed.

次に、図6のステップS22において、上側の基板本体20Aに対向電極21を形成する。対向電極21は、ITOなどの透明導電性膜をスパッタ法などによって上側の基板本体20Aに形成し、フォトリソグラフィ法などにより所定の形状に形成し、その後、配向膜60を形成しラビング処理して上基板20を作成する。   Next, in step S22 of FIG. 6, the counter electrode 21 is formed on the upper substrate body 20A. The counter electrode 21 is formed by forming a transparent conductive film such as ITO on the upper substrate body 20A by sputtering or the like, forming it in a predetermined shape by photolithography or the like, and then forming an alignment film 60 and rubbing it. The upper substrate 20 is created.

下基板10の隔壁15の凹部内に液晶材料を注入した後、図6のステップS4にて隔壁15の上部に接着材を塗布し、下基板10と上基板20を貼り合わせ、液晶材料を封入する。
本実施の形態では、図7に示したように、液晶材料の液滴形状51は吐出後、移動することなく形成されるために、吐出痕の発生がない。吐出痕が発生したとしても、その大きさは画素領域の大きさである50〜500μm平方であり、また、発生個所は隔壁15との境目付近の可能性が高く、隔壁15が遮光層材料を含む場合は全く表示画質に影響を与えないことになる。また、液晶材料層が移動しないことから、液晶材料層の吐出後、表面が均一になるのを待つ必要がなく、連続して下基板10と上基板20の貼り合わせが可能であり、製造時間の短縮ができる。
また、本実施形態の液晶装置の製造方法では、隔壁15の上部に接着材を塗布し、下基板10と上基板20を接着封入して製造され、一般的に封入に用いられるシール材やスペーサ材などの必要がなく、製造工程の短縮と製造材料を削減することができる。
After injecting the liquid crystal material into the recess of the partition wall 15 of the lower substrate 10, an adhesive is applied to the upper portion of the partition wall 15 in step S4 of FIG. 6, the lower substrate 10 and the upper substrate 20 are bonded together, and the liquid crystal material is sealed. To do.
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the droplet shape 51 of the liquid crystal material is formed without moving after ejection, so that no ejection trace is generated. Even if a discharge mark is generated, the size is 50 to 500 μm square which is the size of the pixel region, and the generated portion is highly likely to be near the boundary with the partition wall 15. If it is included, the display image quality is not affected at all. In addition, since the liquid crystal material layer does not move, it is not necessary to wait for the surface to become uniform after the liquid crystal material layer is discharged, and the lower substrate 10 and the upper substrate 20 can be continuously bonded, and the manufacturing time can be increased. Can be shortened.
In the liquid crystal device manufacturing method of the present embodiment, an adhesive is applied to the upper part of the partition wall 15, and the lower substrate 10 and the upper substrate 20 are bonded and sealed. Generally, sealing materials and spacers used for sealing are used. There is no need for materials and the like, and the manufacturing process can be shortened and manufacturing materials can be reduced.

また、本実施形態では対向基板20に金属膜からなる第2遮光膜23を形成する例を示したが、アクティブマトリクス基板10に隔壁15を形成し、その上に金属膜を形成した後、フォトリソグラフィ法などにより金属膜および隔壁材料層を連続してエッチングして第2遮光膜23および隔壁15を形成することで、製造工程を増加することなく形成可能である。また、対向基板20に金属膜および隔壁材料層を形成しても同様に可能である。   In the present embodiment, the second light shielding film 23 made of a metal film is formed on the counter substrate 20. However, after the partition 15 is formed on the active matrix substrate 10 and the metal film is formed thereon, photo By forming the second light-shielding film 23 and the partition wall 15 by continuously etching the metal film and the partition wall material layer by lithography or the like, it can be formed without increasing the number of manufacturing steps. Further, a metal film and a partition wall material layer are formed on the counter substrate 20 in the same manner.

[投射型表示装置の構成]
図8は、本発明を適用した液晶装置1をライトバルブとして用いた投射型表示装置(プロジェクタ)の光学系を示す概略構成図である。
[Configuration of Projection Display Device]
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an optical system of a projection display device (projector) using the liquid crystal device 1 to which the present invention is applied as a light valve.

図8に示されるように、プロジェクタ1100の内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット1102が設けられている。このランプユニット1102から射出された投射光は、内部に配置された3枚のミラー1106および2枚のダイクロイックミラー1108によってRGBの3原色に分離されて、各原色に対応するライトバルブ100R、100Gおよび100Bにそれぞれ導かれる。ここで、ライトバルブ100R、100Gおよび100Bの構成は上述した液晶装置と同様であり、画像信号処理回路(図示省略)から供給されるR、G、Bの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。また、B色の光は他のR色やG色と比較すると、光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ1122、リレーレンズ1123および出射レンズ1124からなるリレーレンズ系1121を介して導かれる。   As shown in FIG. 8, a lamp unit 1102 including a white light source such as a halogen lamp is provided inside the projector 1100. The projection light emitted from the lamp unit 1102 is separated into three primary colors of RGB by three mirrors 1106 and two dichroic mirrors 1108 disposed therein, and light valves 100R, 100G corresponding to the primary colors and 100B, respectively. Here, the configuration of the light valves 100R, 100G, and 100B is the same as that of the liquid crystal device described above, and is driven by R, G, and B primary color signals supplied from an image signal processing circuit (not shown). . In addition, B light has a longer optical path than other R and G colors, so that light is guided through a relay lens system 1121 including an entrance lens 1122, a relay lens 1123, and an exit lens 1124 to prevent loss. It is burned.

このように構成した投射型表示装置において、ライトバルブ100R、100G、100Bによってそれぞれ変調された光は、ダイクロイックプリズム1112に3方向から入射される。このダイクロイックプリズム1112において、R色およびB色の光は90度に屈折する一方、G色の光は直進する。したがって、各色の画像が合成される結果、投射レンズ1114を介して、スクリーン1120にカラー画像が投射されることとなる。   In the projection display device configured as described above, light modulated by the light valves 100R, 100G, and 100B is incident on the dichroic prism 1112 from three directions. In the dichroic prism 1112, the R and B light beams are refracted at 90 degrees, while the G light beam goes straight. Therefore, as a result of the synthesis of the images of the respective colors, a color image is projected onto the screen 1120 via the projection lens 1114.

なお、ライトバルブ100R、100Gおよび100Bには、ダイクロイックミラー1108によって、R、G、Bの各原色に対応する光が入射するので、上述したようにカラーフィルタを設ける必要はない。   Since light corresponding to the primary colors R, G, and B is incident on the light valves 100R, 100G, and 100B by the dichroic mirror 1108, it is not necessary to provide a color filter as described above.

本発明の一実施形態の液晶装置を示す等価回路図。1 is an equivalent circuit diagram illustrating a liquid crystal device according to an embodiment of the present invention. 図1の液晶装置について画素群の構造を示す平面図。FIG. 2 is a plan view illustrating a structure of a pixel group in the liquid crystal device of FIG. 1. 図1の液晶装置のアクティブ素子の要部を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of an active element of the liquid crystal device of FIG. 1. 図1の液晶装置の要部を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a main part of the liquid crystal device of FIG. 1. 図1の他の実施形態の液晶装置の要部を示す断面図。Sectional drawing which shows the principal part of the liquid crystal device of other embodiment of FIG. 図1の液晶装置の製造方法について一例を示す工程説明図。Process explanatory drawing which shows an example about the manufacturing method of the liquid crystal device of FIG. 滴下した液晶材料の具体的態様を示す説明図。Explanatory drawing which shows the specific aspect of the dripped liquid crystal material. 本発明の液晶装置をライトバルブとして用いた投射型表示装置の概略構成図。The schematic block diagram of the projection type display apparatus which used the liquid crystal device of this invention as a light valve.

符号の説明Explanation of symbols

3a…走査線、6a…データ線、9…画素電極、10…TFTアレイ基板、15…隔壁、20…対向基板、30…スイッチング用TFT素子、50…液晶材料層。   3 a scanning line 6 a data line 9 pixel electrode 10 TFT array substrate 15 partition wall 20 counter substrate 30 switching TFT element 50 liquid crystal material layer

Claims (6)

一対の基板間に液晶材料を挟持し、前記一対の基板の一方の基板にマトリックス状に形成された複数のアクティブ素子を備えた画素領域を有する液晶装置であって、
前記一対の基板間に配置され前記画素領域の境界領域に形成された隔壁と、
前記隔壁に対応する位置で、前記隔壁と前記一対の基板の他方の基板との間に配置された金属膜からなる遮光膜と、
前記隔壁で形成される凹部内に配置された液晶材料層と、
を備えることを特徴とする液晶装置。
A liquid crystal device having a pixel region having a plurality of active elements formed in a matrix on one of the pair of substrates, with a liquid crystal material sandwiched between the pair of substrates,
A partition wall disposed between the pair of substrates and formed in a boundary region of the pixel region;
A light shielding film made of a metal film disposed between the partition and the other of the pair of substrates at a position corresponding to the partition;
A liquid crystal material layer disposed in a recess formed by the partition;
A liquid crystal device comprising:
前記隔壁が遮光性材料を含むことを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。   The liquid crystal device according to claim 1, wherein the partition includes a light shielding material. 前記隔壁の高さが前記一対の基板間隔と等しく設定されていることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶装置。   The liquid crystal device according to claim 1, wherein a height of the partition wall is set to be equal to a distance between the pair of substrates. 一対の基板間に液晶材料を挟持し、前記一対の基板の一方の基板にマトリックス状に形成された複数のアクティブ素子を備えた画素領域を有する液晶装置の製造方法であって、
前記一対の基板のいずれかの基板上の前記画素領域の境界領域に対応する位置に隔壁を形成する工程と、
前記隔壁に対応する位置で、前記隔壁と前記一対の基板の他方の基板との間に金属膜からなる遮光膜を形成する工程と、
前記隔壁で形成される凹部内に液晶材料層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする液晶装置の製造方法。
A method of manufacturing a liquid crystal device having a pixel region having a plurality of active elements formed in a matrix on one of the pair of substrates, with a liquid crystal material sandwiched between the pair of substrates,
Forming a partition wall at a position corresponding to a boundary region of the pixel region on any one of the pair of substrates;
Forming a light shielding film made of a metal film between the partition and the other substrate of the pair of substrates at a position corresponding to the partition;
Forming a liquid crystal material layer in the recess formed by the partition;
A method for manufacturing a liquid crystal device, comprising:
前記液晶材料層を液滴吐出装置により形成することを特徴とする請求項4に記載の液晶装置の製造方法。   The method of manufacturing a liquid crystal device according to claim 4, wherein the liquid crystal material layer is formed by a droplet discharge device. 請求項1ない3のいずれかに記載する液晶装置をライトバルブとして用いるとともに、前記一対の基板の前記他方の基板側を光源からの光の入射側としたことを特徴とする投射型表示装置。

5. A projection type display device, wherein the liquid crystal device according to claim 1 is used as a light valve, and the other substrate side of the pair of substrates is an incident side of light from a light source.

JP2003292138A 2003-08-12 2003-08-12 Liquid crystal device, method for manufacturing liquid crystal device, and projection display device Withdrawn JP2005062447A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003292138A JP2005062447A (en) 2003-08-12 2003-08-12 Liquid crystal device, method for manufacturing liquid crystal device, and projection display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003292138A JP2005062447A (en) 2003-08-12 2003-08-12 Liquid crystal device, method for manufacturing liquid crystal device, and projection display device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005062447A true JP2005062447A (en) 2005-03-10

Family

ID=34369583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003292138A Withdrawn JP2005062447A (en) 2003-08-12 2003-08-12 Liquid crystal device, method for manufacturing liquid crystal device, and projection display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005062447A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101244662B1 (en) 2006-06-19 2013-03-18 엘지디스플레이 주식회사 Liquid Crystal Display Device and Method of manufacturing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101244662B1 (en) 2006-06-19 2013-03-18 엘지디스플레이 주식회사 Liquid Crystal Display Device and Method of manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6636192B1 (en) Electrooptic panel, projection display, and method for manufacturing electrooptic panel
JP4142064B2 (en) Liquid crystal device, electro-optical device, projector, and microdevice
US20050200799A1 (en) Electro-optical device, method of manufacturing the same, and electronic apparatus
US20070165147A1 (en) Electrooptical device, electronic apparatus, and projector
JP2009133948A (en) Liquid crystal device, method for producing the liquid crystal device, and electronic apparatus
JP5145635B2 (en) Liquid crystal device and projection display device
JP2008197672A (en) Liquid crystal device
US7248312B2 (en) Liquid crystal display panel and fabricating method thereof
JP2004077687A (en) Liquid crystal device and electronic appliance
JP4069580B2 (en) Substrate with microlens array, electro-optical device, manufacturing method thereof, and projection display device
JP7314782B2 (en) Liquid crystal devices and electronic equipment
US11119376B2 (en) Electro-optical device and electronic apparatus
JP2005062447A (en) Liquid crystal device, method for manufacturing liquid crystal device, and projection display device
JP2007052262A (en) Liquid crystal display device and method for manufacturing the same
JP4147762B2 (en) Manufacturing method of microlens substrate
JP2007072114A (en) Liquid crystal display element and its manufacturing method, and projection type display device
JP2001222026A (en) Electrooptical device and projection type display device
JP6003214B2 (en) Microlens array substrate, electro-optical device, and electronic device
US11526057B2 (en) Liquid crystal device comprising a wall portion extending along a third end and a fourth end of a pixel electrode and covered with the pixel electrode
JP4910830B2 (en) Liquid crystal module and liquid crystal display device
JP2003302637A (en) Substrate for liquid crystal device, method for manufacturing substrate for liquid crystal device, liquid crystal device, and projection type display device
JP2002268069A (en) Liquid crystal shutter
JP2016200748A (en) Liquid crystal device and manufacturing method of the same, and electronic apparatus
JP2010032849A (en) Manufacturing method of electrooptical device
JP2005070530A (en) Liquid crystal display element and method for manufacturing the same, and projection display device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20061107