JP2012185422A - Liquid crystal device, method for manufacturing liquid crystal device and projection type display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶を保持する一対の基板が導電粒子によって導通する液晶装置、液晶装置の製造方法、および当該液晶装置をライトバルブとして用いた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 in which a pair of substrates that hold liquid crystal are conducted by conductive particles, a method for manufacturing the liquid crystal device, and a projection display device using the liquid crystal device as a light valve.
液晶装置は、一方面側に画素電極が配列する素子基板と、共通電位が印加される共通電極が設けられた対向基板とがシール材によって貼り合わされ、素子基板と対向基板との間においてシール材で囲まれた領域内には液晶層が保持されている。かかる液晶装置において、共通電極に素子基板から共通電位を供給するにあたっては、いわゆる基板間導通が行われる。基板間導通では、素子基板および対向基板の各々に基板間導通用電極部を設けておき、素子基板と対向基板との間に介在させた導電粒子によって、素子基板および対向基板の基板間導通用電極部同士を導通させる。ここで、素子基板や対向基板にはシリコン酸化膜等の無機配向膜が形成されており、かかる無機配向膜が基板間導通用電極部の表面を覆っていると、基板間導通の妨げとなる。 In a liquid crystal device, an element substrate in which pixel electrodes are arranged on one side and a counter substrate provided with a common electrode to which a common potential is applied are bonded together by a seal material, and the seal material is interposed between the element substrate and the counter substrate. A liquid crystal layer is held in a region surrounded by. In such a liquid crystal device, when a common potential is supplied to the common electrode from the element substrate, so-called inter-substrate conduction is performed. In the inter-substrate conduction, an inter-substrate conduction electrode portion is provided on each of the element substrate and the counter substrate, and the inter-substrate conduction between the element substrate and the counter substrate is performed by conductive particles interposed between the element substrate and the counter substrate. Conduction between electrode parts. Here, an inorganic alignment film such as a silicon oxide film is formed on the element substrate or the counter substrate. If the inorganic alignment film covers the surface of the inter-substrate conduction electrode portion, inter-substrate conduction is hindered. .
一方、基板表面の一部をマスクで覆った状態で蒸着を行うマスク蒸着法により、無機配向膜を形成する方法が提案されており、かかる方法によれば、無機配向膜を基板表面の任意の領域に選択的に形成することができる(特許文献1参照)。 On the other hand, a method of forming an inorganic alignment film by a mask vapor deposition method in which vapor deposition is performed in a state where a part of the substrate surface is covered with a mask has been proposed. It can be selectively formed in a region (see Patent Document 1).
また、基板間導通用電極部において無機配向膜の下層側に多孔層を設けておき、導電粒子によって多孔層を変形させて、基板間導通を行う方法が提案されている(特許文献2参照)。 In addition, a method has been proposed in which a porous layer is provided on the lower layer side of the inorganic alignment film in the inter-substrate conducting electrode part, and the porous layer is deformed by conductive particles to conduct the inter-substrate conduction (see Patent Document 2). .
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、蒸着マスクの管理や、基板への蒸着マスクの位置合わせ等に多大な手間がかかる。また、マスク精度の影響で基板間導通用電極部の表面にも配向膜が形成されてしまうことがあり、その場合、基板間導通部分の信頼性が低下するという問題点がある。また、特許文献2に記載の技術では、多孔層の形成に多大な工程数が必要となるという問題点がある。
However, with the technique described in Patent Document 1, it takes a lot of time and effort to manage the vapor deposition mask and align the vapor deposition mask with the substrate. In addition, an alignment film may be formed on the surface of the inter-substrate conduction electrode part due to the influence of the mask accuracy. In this case, there is a problem that the reliability of the inter-substrate conduction part is lowered. Further, the technique described in
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、無機配向膜が基板間導通用電極部の表面を覆っている場合でも、簡素な構成で、基板間導通用電極部と導電粒子とを導通させることのできる液晶装置、液晶装置の製造方法、および当該液晶装置をライトバルブとして用いた投射型表示装置を提供することにある。 In view of the above problems, the problem of the present invention is that the inter-substrate conduction electrode portion and the conductive particles are conducted with a simple configuration even when the inorganic alignment film covers the surface of the inter-substrate conduction electrode portion. An object of the present invention is to provide a liquid crystal device, a method for manufacturing the liquid crystal device, and a projection display device using the liquid crystal device as a light valve.
上記課題を解決するために、本発明は、液晶駆動用電極、基板間導通用電極部、および前記液晶駆動用電極を覆う配向膜を、対向するそれぞれの基板面に備える一対の基板と、前記一対の基板の間に介在して前記基板間導通用電極部同士を導通させるとともに前記基板間導通用電極部の1箇所に対して1個の球形状の導電粒子と、を有する液晶装置において、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板では、前記基板間導通用電極が前記球形状の導電粒子より低硬度の金属膜層から形成され、無機配向膜よりなる前記配向膜が、前記基板間導通用電極部を覆って形成され、前記球形状の導電粒子が前記無機配向膜を突き破って前記金属膜層に接触していることを特徴とする。本発明において、「基板間導通用電極部が導電粒子より低硬度の金属膜層から形成され」とは、基板間導通用電極部が導電粒子より低硬度の金属膜層からなる場合の他、基板間導通用電極部が導電粒子より低硬度の金属膜層と他の層との多層である場合を含む意味である。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a pair of substrates each provided with a liquid crystal driving electrode, an inter-substrate conduction electrode portion, and an alignment film covering the liquid crystal driving electrode on each opposing substrate surface, In a liquid crystal device having a spherical conductive particle with respect to one location of the inter-substrate conduction electrode portion while interposing the inter-substrate conduction electrode portion interposed between a pair of substrates, In at least one of the pair of substrates, the inter-substrate conduction electrode is formed from a metal film layer having a hardness lower than that of the spherical conductive particles, and the alignment film made of an inorganic alignment film is formed between the substrates. The conductive electrode portion is formed so as to cover the conductive film, and the spherical conductive particles break through the inorganic alignment film and are in contact with the metal film layer. In the present invention, "the interelectrode conductive electrode portion is formed from a metal film layer having a hardness lower than that of the conductive particles" means that the intersubstrate conductive electrode portion is formed of a metal film layer having a hardness lower than that of the conductive particles, This includes the case where the inter-substrate conducting electrode portion is a multilayer of a metal film layer having a lower hardness than the conductive particles and another layer.
また、本発明は、液晶駆動用電極、基板間導通用電極部、および前記液晶駆動用電極の表面に積層された配向膜が形成されている一方の基板面同士が対向する一対の基板と、該一対の基板間に保持された液晶層と、前記一対の基板の間に介在して前記基板間導通用電極部同士を導通させるとともに前記基板間導通用電極部の1箇所に対して1個の球形状の導電粒子と、を有する液晶装置の製造方法において、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板を形成する基板形成工程では、前記基板間導通用電極部を覆う無機配向膜によって前記配向膜を形成するとともに、当該基板間導通用電極部に前記球形状の導電粒子より低硬度の金属膜層を設けておき、前記一対の基板の間に前記球形状の導電粒子を配置した状態で当該一対の基板を貼り合わせる貼り合わせ工程において、前記球形状の導電粒子が前記無機配向膜を突き破って前記金属膜層と導通している状態とすることを特徴とする。 The present invention also includes a pair of substrates facing each other on which one of the liquid crystal driving electrodes, the inter-substrate conduction electrode portion, and the alignment film laminated on the surface of the liquid crystal driving electrode are formed, The liquid crystal layer held between the pair of substrates and the inter-substrate conduction electrode portion interposed between the pair of substrates and one for one portion of the inter-substrate conduction electrode portion. In the manufacturing method of the liquid crystal device having the spherical conductive particles, in the substrate forming step of forming at least one of the pair of substrates, the inorganic alignment film that covers the interelectrode conductive electrode portion A state in which an alignment film is formed, a metal film layer having a hardness lower than that of the spherical conductive particles is provided in the inter-substrate conduction electrode portion, and the spherical conductive particles are disposed between the pair of substrates. Attach the pair of substrates with In the bonding step to I, characterized by a state of the conductive particles of the spherical shape is in conduction with the metal film layer breaks through the inorganic alignment layer.
本発明では、一対の基板の少なくとも一方の基板において、表面が無機配向膜で覆われた基板間導通用電極部には、球形状の導電粒子より低硬度の金属膜が無機配向膜の下層側に設けられているので、一対の基板を貼り合せた際、無機配向膜は球形状の導電粒子に押されて破られる。従って、球形状の導電粒子は、無機配向膜を突き破って金属膜層に食い込み、金属膜層と導通することになる。従って、本発明によれば、基板間導通用電極部に、球形状の導電粒子より低硬度の金属膜層を設けるという簡素な構成を採用するだけで、無機配向膜が基板間導通用電極部の表面を覆っている場合でも、基板間導通用電極部と導電粒子とを導通させることができる。 In the present invention, in at least one of the pair of substrates, a metal film having a hardness lower than that of the spherical conductive particles is provided on the lower layer side of the inorganic alignment film in the interelectrode conductive electrode portion whose surface is covered with the inorganic alignment film. Therefore, when the pair of substrates are bonded together, the inorganic alignment film is pushed and broken by the spherical conductive particles. Accordingly, the spherical conductive particles break through the inorganic alignment film and bite into the metal film layer, and become conductive with the metal film layer. Therefore, according to the present invention, the inorganic alignment film can be formed between the inter-substrate conduction electrode portions only by adopting a simple configuration in which the metal film layer having a hardness lower than that of the spherical conductive particles is provided on the inter-substrate conduction electrode portion. Even when the surface is covered, the inter-substrate conducting electrode part and the conductive particles can be conducted.
本発明において、前記一対の基板は、前記液晶駆動用電極としての画素電極、前記配向膜としての素子基板側配向膜、および前記基板間導通用電極部としての素子基板側基板間導通用電極部が形成された素子基板と、前記液晶駆動用電極としての共通電極、前記配向膜としての対向基板側配向膜、および前記基板間導通用電極部としての対向基板側基板間導通用電極部が形成された対向基板とからなり、少なくとも前記対向基板において、前記対向基板側配向膜が前記対向基板側基板間導通用電極部を覆う無機配向膜であって、当該対向基板側基板間導通用電極部が前記球形状の導電粒子より低硬度の金属膜層から形成され、前記球形状の導電粒子が前記無機配向膜を突き破って前記金属膜層と導通している構成を採用することができる。 In the present invention, the pair of substrates includes a pixel electrode as the liquid crystal driving electrode, an element substrate side alignment film as the alignment film, and an element substrate side inter-substrate conduction electrode section as the inter-substrate conduction electrode section. And a common electrode as the liquid crystal driving electrode, a counter substrate side alignment film as the alignment film, and a counter substrate side inter-substrate conduction electrode portion as the inter-substrate conduction electrode portion. The counter substrate-side alignment film is an inorganic alignment film that covers the counter substrate-side inter-substrate conduction electrode portion, at least in the counter substrate, and the counter-substrate-side inter-substrate conduction electrode portion Is formed from a metal film layer having a lower hardness than the spherical conductive particles, and the spherical conductive particles penetrate the inorganic alignment film and are electrically connected to the metal film layer.
この場合、前記対向基板では、全面に前記配向膜が形成されていることが好ましい。素子基板および対向基板のうち、対向基板側には端子等が形成されていないので、本発明によれば、無機配向膜を対向基板の全面に形成することができ、マスク蒸着を行う必要がない。 In this case, it is preferable that the alignment film is formed on the entire surface of the counter substrate. Since no terminal or the like is formed on the counter substrate side of the element substrate and the counter substrate, according to the present invention, the inorganic alignment film can be formed on the entire surface of the counter substrate, and there is no need to perform mask vapor deposition. .
本発明において、さらに前記素子基板において、前記素子基板側配向膜が前記素子基板側基板間導通用電極部の表面を覆う無機配向膜であって、当該素子基板側基板間導通用電極部が前記球形状の導電粒子より低硬度の金属膜層から形成され、前記球形状の導電粒子が前記無機配向膜を突き破って前記金属膜層と導通していることが好ましい。かかる構成によれば、無機配向膜をマスク蒸着により形成する際、素子基板側基板間導通用電極部についてはマスクで覆っておく必要がない。それ故、素子基板側配向膜を蒸着する際に用いるマスクは、端子のみを覆っておけばよいので、マスクの構成を簡素化することができる。 In the present invention, in the element substrate, the element substrate-side alignment film is an inorganic alignment film that covers a surface of the element substrate-side inter-substrate conduction electrode part, and the element substrate-side inter-substrate conduction electrode part is Preferably, the spherical conductive particles are formed from a metal film layer having a hardness lower than that of the spherical conductive particles, and the spherical conductive particles penetrate the inorganic alignment film and are electrically connected to the metal film layer. According to such a configuration, when the inorganic alignment film is formed by mask vapor deposition, it is not necessary to cover the element substrate side inter-substrate conduction electrode portion with the mask. Therefore, the mask used for depositing the element substrate-side alignment film only needs to cover the terminals, so that the mask configuration can be simplified.
本発明において、前記対向基板では、前記共通電極に対して前記素子基板が位置する側とは反対側に、前記金属膜層からなる遮光層が形成されており、前記対向基板側基板間導通用電極部は、前記共通電極の非形成領域になっていることが好ましい。かかる構成によれば、遮光層の形成工程を利用して、対向基板側基板間導通用電極部に金属膜層を設けることができる。 In the present invention, in the counter substrate, a light-shielding layer made of the metal film layer is formed on a side opposite to the side where the element substrate is located with respect to the common electrode. The electrode portion is preferably a non-formation region of the common electrode. According to this configuration, the metal film layer can be provided on the counter substrate side inter-substrate conduction electrode portion by using the light shielding layer forming step.
本発明において、前記金属膜層はアルミニウム系金属膜であることが好ましい。アルミニウム系金属膜は、モース硬度が2.9程度と柔らかいので、導電粒子が食い込みやすい。 In the present invention, the metal film layer is preferably an aluminum-based metal film. The aluminum-based metal film has a soft Mohs hardness of about 2.9, so that the conductive particles tend to bite into it.
本発明において、前記金属膜層では、前記アルミニウム系金属膜の表面にバリア層が積層されている構成を採用することができる。本発明におけるアルミニウム系金属膜とは、アルミニウム単体膜およびアルミニウム合金膜を含む意味である。かかる構成によれば、フォトリソグラフィ技術を用いて遮光層をパターニング形成するにあたって、レジストマスクを剥離する際、アルミニウム系金属層が腐食する等の問題の発生を回避することができる。また、アルミニウム系金属膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて共通電極等をパターニング形成する際、アルミニウム系金属層が腐食しないという効果を有する。 In the present invention, the metal film layer may employ a configuration in which a barrier layer is laminated on the surface of the aluminum-based metal film. The aluminum-based metal film in the present invention is meant to include a single aluminum film and an aluminum alloy film. According to such a configuration, it is possible to avoid the occurrence of problems such as corrosion of the aluminum-based metal layer when the resist mask is peeled when patterning the light shielding layer using photolithography technology. In addition, when the common electrode or the like is formed by patterning using an photolithography technique after the aluminum metal film is formed, the aluminum metal layer is not corroded.
本発明において、前記球形状の導電粒子は、球形状のグラスファイバー(ガラスビーズ)の表面に金属を被覆してなることが好ましい。ガラスのモース硬度は約5であり、高いので、導電粒子の硬度が高いことになる。このため、導電粒子は、無機配向膜を突き破りやすくなる。また、導電粒子の硬度を高くすると、金属膜として利用可能な金属の種類を広げることができる。 In the present invention, the spherical conductive particles are preferably formed by coating the surface of spherical glass fibers (glass beads) with a metal. Since the Mohs hardness of glass is about 5, which is high, the hardness of the conductive particles is high. For this reason, the conductive particles easily break through the inorganic alignment film. Further, when the hardness of the conductive particles is increased, the types of metals that can be used as the metal film can be expanded.
本発明において、前記無機配向膜は、例えば、シリコン酸化物の斜方蒸着膜である。 In the present invention, the inorganic alignment film is, for example, an oblique deposition film of silicon oxide.
本発明に係る液晶装置は、例えば、投射型表示装置のライトバルブや直視型表示装置として用いられる。本発明に係る液晶装置を投射型表示装置に用いる場合、投射型表示装置には、前記液晶装置に供給される光を出射する光源部と、前記液晶装置によって変調された光を投射する投射光学系と、が設けられる。 The liquid crystal device according to the present invention is used as, for example, a light valve of a projection display device or a direct view display device. When the liquid crystal device according to the present invention is used in a projection display device, the projection display device includes a light source unit that emits light supplied to the liquid crystal device, and projection optics that projects light modulated by the liquid crystal device. A system is provided.
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、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しめてある。なお、電界効果型トランジスターを流れる電流の方向が反転する場合、ソースとドレインとが入れ替わるが、以下の説明では、便宜上、画素電極が接続されている側をドレインとし、データ線が接続されている側をソースとして説明する。また、素子基板に形成される層を説明する際、上層側あるいは表面側とは素子基板の基板本体が位置する側とは反対側(対向基板が位置する側)を意味し、下層側とは素子基板の基板本体が位置する側を意味する。また、対向基板に形成される層を説明する際、上層側あるいは表面側とは対向基板の基板本体が位置する側とは反対側(素子基板が位置する側)を意味し、下層側とは対向基板の基板本体が位置する側を意味する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings to be referred to in the following description, the scales are different for each layer and each member so that each layer and each member have a size that can be recognized on the drawing. Note that when the direction of the current flowing through the field effect transistor is reversed, the source and the drain are interchanged. However, in the following description, for convenience, the side to which the pixel electrode is connected is used as the drain and the data line is connected. The side will be described as a source. Further, when describing the layers formed on the element substrate, the upper layer side or the surface side means the side opposite to the side where the substrate body of the element substrate is located (the side on which the counter substrate is located), and the lower layer side means It means the side where the substrate body of the element substrate is located. In describing the layers formed on the counter substrate, the upper layer side or the surface side means the side opposite to the side where the substrate body of the counter substrate is located (the side where the element substrate is located), and the lower layer side is It means the side where the substrate body of the counter substrate is located.
[実施の形態1]
(全体構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。図1において、液晶装置100は、TN(Twisted Nematic)モードやVA(Vertical Alignment)モードの液晶パネル100pを有しており、液晶パネル100pは、その中央領域に複数の画素100aがマトリクス状に配列された画像表示領域10a(有効画素領域)を備えている。液晶パネル100pにおいて、後述する素子基板10(図2等を参照)では、画像表示領域10aの内側で複数本のデータ線6a(画像信号線)および複数本の走査線3aが縦横に延びており、それらの交差部分に対応する位置に画素100aが構成されている。複数の画素100aの各々には、電界効果型トランジスターからなる画素トランジスター30、および後述する画素電極9aが形成されている。画素トランジスター30のソースにはデータ線6aが電気的に接続され、画素トランジスター30のゲートには走査線3aが電気的に接続され、画素トランジスター30のドレインには、画素電極9aが電気的に接続されている。
[Embodiment 1]
(overall structure)
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of the liquid crystal device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a
素子基板10において、画像表示領域10aより外周側には走査線駆動回路104やデータ線駆動回路101が設けられている。データ線駆動回路101は各データ線6aに電気的に接続しており、画像処理回路から供給される画像信号を各データ線6aに順次供給する。走査線駆動回路104は、各走査線3aに電気的に接続しており、走査信号を各走査線3aに順次供給する。
In the
各画素100aにおいて、画素電極9aは、後述する対向基板20(図2等を参照)に形成された共通電極と液晶層を介して対向し、液晶容量50aを構成している。また、各画素100aには、液晶容量50aで保持される画像信号の変動を防ぐために、液晶容量50aと並列に保持容量55が付加されている。本形態では、保持容量55を構成するために、複数の画素100aに跨って走査線3aと並行して延びた容量線5bが形成されている。本形態において、容量線5bは、共通電位Vcomが印加された定電位配線6tに導通している。
In each
(液晶パネル100pおよび素子基板10の構成)
図2は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100の液晶パネル100pの説明図であり、図2(a)、(b)は各々、液晶パネル100pを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのH−H′断面図である。図3は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100に用いた液晶パネル100pの電極等の構成を示す説明図であり、図3(a)、(b)は、電極等の全体的なレイアウトを示す説明図、および液晶パネル100pの角部分の一つを拡大して示す説明図である。なお、図3において画素電極9aやダミー画素電極9bの数等については少なく示してある。
(Configuration of
FIG. 2 is an explanatory diagram of the
図2および図3に示すように、液晶パネル100pでは、素子基板10と対向基板20とが所定の隙間を介してシール材107によって貼り合わされており、シール材107は対向基板20の外縁に沿うように枠状に設けられている。シール材107は、光硬化樹脂や熱硬化性樹脂等からなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー、あるいはガラスビーズ等のギャップ材107aが配合されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, in the
かかる構成の液晶パネル100pにおいて、素子基板10および対向基板20はいずれも四角形であり、液晶パネル100pの略中央には、図1を参照して説明した画像表示領域10aが四角形の領域として設けられている。かかる形状に対応して、シール材107も略四角形に設けられ、画像表示領域10aの外側は、四角枠状の外周領域10cになっている。
In the
素子基板10において、外周領域10cでは、素子基板10の一辺に沿ってデータ線駆動回路101および複数の端子102が形成されており、この一辺に隣接する他の辺に沿って走査線駆動回路104が形成されている。なお、端子102には、フレキシブル配線基板(図示せず)が接続されており、素子基板10には、フレキシブル配線基板を介して各種電位や各種信号が入力される。
In the
詳しくは後述するが、素子基板10において対向基板20と対向する一方側の基板面において、画像表示領域10aには、図1を参照して説明した画素トランジスター30、および画素トランジスター30に電気的に接続する画素電極9a(液晶駆動用電極)がマトリクス状に形成されており、かかる画素電極9aの上層側には、素子基板側配向膜としての配向膜16が形成されている。
As will be described in detail later, the
素子基板10の一方側の基板面において、外周領域10cのうち、画像表示領域10aとシール材107とに挟まれた四角枠状の周辺領域10bには、画素電極9aと同時形成されたダミー画素電極9bが形成されている。ダミー画素電極9bは、隣り合うダミー画素電極9b同士が細幅の連結部9f(図3(b)参照)で繋がっている。また、ダミー画素電極9bは、共通電位Vcomが印加されており、画像表示領域10aの外周側端部での液晶分子の配向の乱れを防止する。また、ダミー画素電極9bは、素子基板10において配向膜16が形成される面を研磨により平坦化する際、画像表示領域10aと周辺領域10bとの高さ位置の差を圧縮し、配向膜16が形成される面を平坦面にするのに寄与する。なお、ダミー画素電極9bに電位を印加せず、ダミー画素電極9bを電位的にフロート状態とする場合もあり、この場合でも、ダミー画素電極9bは、画像表示領域10aと周辺領域10bとの高さ位置の差を圧縮し、配向膜16が形成される面を平坦面にするのに寄与する。
A dummy pixel formed simultaneously with the
図2(b)に示すように、対向基板20において素子基板10と対向する一方面側には共通電極21(液晶駆動用電極)が形成されている。共通電極21は、対向基板20の略全面あるいは複数の帯状電極として複数の画素100aに跨って形成されている。
As shown in FIG. 2B, a common electrode 21 (liquid crystal driving electrode) is formed on one side of the
また、対向基板20において素子基板10と対向する一方面側には、共通電極21の下層側に遮光層29が形成され、共通電極21の表面には対向基板側配向膜としての配向膜26が積層されている。本形態において、遮光層29は、画像表示領域10aの外周縁に沿って延在する額縁部分29aと、隣り合う画素電極9aにより挟まれた画素間領域10fに重なるブラックマトリクス部29bとからなる。ここで、額縁部分29aはダミー画素電極9bと重なる位置に形成されており、額縁部分29aの外周縁は、シール材107の内周縁との間に隙間を隔てた位置にある。従って、額縁部分29aとシール材107とは重なっていない。
Further, a
図2(a)、および図3(a)、(b)に示すように、液晶パネル100pにおいて、シール材107より外側には、対向基板20の一方面側(素子基板10と対向する面側)の4つの角部分に、対向基板側基板間導通用電極部としての基板間導通用電極部25tが形成されており、素子基板10の一方面側(対向基板20と対向する面側)には、対向基板20の4つの角部分(基板間導通用電極部25t)と対向する位置に素子基板側基板間導通用電極部としての基板間導通用電極部8tが形成されている。基板間導通用電極部8tは、共通電位Vcomが印加された定電位配線6tに導通しており、定電位配線6tは、端子102のうち、共通電位印加用の端子102aに導通している。
As shown in FIGS. 2A, 3A, and 3B, in the
基板間導通用電極部8tと基板間導通用電極部25tとの間には、後述する球形状の導電粒子を含んだ基板間導通材109が配置されており、対向基板20の共通電極21は、基板間導通用電極部8t、基板間導通材109および基板間導通用電極部25tを介して、素子基板10側に電気的に接続されている。このため、共通電極21は、素子基板10の側から共通電位Vcomが印加されている。
Between the inter-substrate conducting
シール材107は、略同一の幅寸法をもって対向基板20の外周縁に沿って設けられている。このため、シール材107は、略四角形である。但し、シール材107は、対向基板20の角部分と重なる領域では基板間導通用電極部8t、25tを避けて内側を通るように設けられており、シール材107の角部分は略円弧状である。
The sealing
かかる構成の液晶装置100において、画素電極9aおよび共通電極21を透光性導電膜により形成すると、透過型の液晶装置を構成することができる。これに対して、画素電極9aおよび共通電極21のうち、例えば、共通電極21を透光性導電膜により形成し、画素電極9a反射性導電膜により形成すると、反射型の液晶装置を構成することができる。液晶装置100が反射型である場合、素子基板10および対向基板20のうち、対向基板20の側から入射した光が素子基板10で反射して出射される間に変調されて画像を表示する。液晶装置100が透過型である場合、素子基板10および対向基板20のうち、例えば、対向基板20の側から入射した光が素子基板10を透過して出射される間に変調されて画像を表示する。
In the
液晶装置100は、モバイルコンピューター、携帯電話機等といった電子機器のカラー表示装置として用いることができ、この場合、対向基板20あるいは素子基板10には、カラーフィルター(図示せず)が形成される。また、液晶装置100では、使用する液晶層50の種類や、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、偏光板等が液晶パネル100pに対して所定の向きに配置される。さらに、液晶装置100は、後述する投射型表示装置(液晶プロジェクター)において、RGB用のライトバルブとして用いることができる。この場合、RGB用の各液晶装置100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ので、カラーフィルターは形成されない。
The
本形態において、液晶装置100が、後述する投射型表示装置においてRGB用のライトバルブとして用いられる透過型の液晶装置であって、対向基板20から入射した光が素子基板10を透過して出射される場合を中心に説明する。また、本形態において、液晶装置100は、液晶層50として、誘電異方性が負のネマチック液晶化合物を用いたVAモードの液晶パネル100pを備えている場合を中心に説明する。
In this embodiment, the
(画素の具体的構成)
図4は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100の画素の説明図であり、図4(a)、(b)は各々、液晶装置100に用いた素子基板10において隣り合う複数の画素の平面図、およびF−F′線に相当する位置で液晶装置100を切断したときの断面図である。なお、図4(a)では、半導体層1aは細くて短い点線で示し、走査線3aは太い実線で示し、データ線6aおよびそれと同時形成された薄膜は一点鎖線で示し、容量線5bは二点鎖線で示し、画素電極9aは長い破線で示し、下電極層4aは細い実線で示してある。なお、素子基板10では、誘電体層42aが形成されているが、誘電体層42aは容量線5bと重なる領域に形成されているため、図4(a)には図示を省略してある。また、下電極層4aの外周縁に沿ってエッチングストッパー層40aの開口縁が存在するが、図4(a)では、かかる開口縁の図示は省略してある。
(Specific pixel configuration)
FIG. 4 is an explanatory diagram of a pixel of the
図4(a)に示すように、素子基板10において対向基板20と対向する一方側の基板面には、複数の画素100aの各々に矩形状の画素電極9aが形成されており、隣り合う画素電極9aにより挟まれた領域と重なる画素間領域10fに沿ってデータ線6aおよび走査線3aが形成されている。本形態において、画素間領域10fは縦横に延在しており、走査線3aおよびデータ線6aは画素間領域10fと重なるように直線的に形成されている。また、データ線6aと走査線3aとの交差に対応して画素トランジスター30が形成されており、本形態において、画素トランジスター30は、データ線6aと走査線3aとが交差する領域に形成されている。素子基板10には、走査線3aと重なるように容量線5bが形成されており、かかる容量線5bには共通電位Vcomが印加されている。本形態において、容量線5bは、走査線3aと重なるように直線的に延びた主線部分と、データ線6aと走査線3aとの交差部分でデータ線6aに重なるように延びた副線部分とを備えている。
As shown in FIG. 4A, a
図4(b)に示すように、素子基板10は、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体10wの液晶層50側の基板面(対向基板20と対向する一方面側)に形成された画素電極9a、画素スイッチング用の画素トランジスター30、および配向膜16を主体として構成されている。対向基板20は、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体20w、その液晶層50側の表面(素子基板10と対向する一方面側)に形成された遮光層29、共通電極21、および配向膜26を主体として構成されている。
As shown in FIG. 4B, the
素子基板10において、複数の画素100aの各々には、半導体層1aを備えた画素トランジスター30が形成されている。半導体層1aは、走査線3aの一部からなるゲート電極3cに対して透光性のゲート絶縁層2を介して対向するチャネル領域1gと、ソース領域1bと、ドレイン領域1cとを備えており、ソース領域1bおよびドレイン領域1cは各々、低濃度領域および高濃度領域を備えている。半導体層1aは、例えば、基板本体10w上に、シリコン酸化膜等からなる透光性の下地絶縁膜12上に形成された多結晶シリコン膜等によって構成され、ゲート絶縁層2は、CVD法等により形成されたシリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなる。また、ゲート絶縁層2は、半導体層1aを熱酸化してなるシリコン酸化膜と、CVD法等により形成されたシリコン酸化膜やシリコン窒化膜との2層構造を有する場合もある。走査線3aには、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、あるいは金属膜が用いられる。なお、基板本体10wと下地絶縁膜12の層間、あるいは2層にした下地絶縁膜12の層間に、走査線3aと重なる遮光層を形成する場合や、かかる遮光層を走査線3aとし、遮光層とゲート電極3cとを導通させた構造を採用することもある。
In the
走査線3aの上層側にはシリコン酸化膜等からなる透光性の第1層間絶縁膜41が形成されており、第1層間絶縁膜41の上層には下電極層4aが形成されている。下電極層4aは、走査線3aとデータ線6aとの交差する位置を基点として走査線3aおよびデータ線6aに沿って延出する略L字型に形成されている。下電極層4aは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、あるいは金属膜等からなり、コンタクトホール7cを介してドレイン領域1cに電気的に接続されている。
A translucent first
下電極層4aの上層側には、アルミニウム酸化膜、チタン酸化膜、タンタル酸化膜、ニオブ酸化膜、ハフニウム酸化膜、ランタン酸化膜、ジルコニウム酸化膜等の高誘電率絶縁膜からなる誘電体層42aが形成されている。誘電体層42aの上層側には、誘電体層42aを介して下電極層4aと対向するように容量線5bが形成され、かかる容量線5b、誘電体層42aおよび下電極層4aによって、保持容量55が形成されている。容量線5bは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、あるいは金属膜等からなる。ここで、下電極層4a、誘電体層42aおよび容量線5bは、画素トランジスター30の上層側に形成され、保持容量55は、画素トランジスター30の上層側のうち、少なくとも画素トランジスター30に対して平面視で重なる領域に形成されている。
On the upper layer side of the
本形態において、誘電体層42aは、容量線5bと略同一形状をもって同一の領域に形成されている。また、誘電体層42aの端縁42eおよび容量線5bの端縁5eは、下電極層4aと重なる位置にある。下電極層4aと誘電体層42aとの層間にはシリコン酸化膜等からなるエッチングストッパー層40aが形成されており、かかるエッチングストッパー層40aには、下電極層4aに対して部分的に重なる領域に開口部40bが形成されている。このため、下電極層4aと容量線5bとは、開口部40bにおいて誘電体層42aを介して対向し、保持容量55を構成している。また、エッチングストッパー層40aは、少なくとも誘電体層42aの端縁42eおよび容量線5bの端縁5eと重なる領域に形成されている。
In this embodiment, the
容量線5bの上層側には、シリコン酸化膜等からなる透光性の第2層間絶縁膜43が形成され、第2層間絶縁膜43の上層にはデータ線6aおよびドレイン電極6bが形成されている。データ線6aはコンタクトホール7aを介してソース領域1bに電気的に接続している。ドレイン電極6bはコンタクトホール7bを介して下電極層4aに電気的に接続し、下電極層4aを介してドレイン領域1cに電気的に接続している。データ線6aおよびドレイン電極6bは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、あるいは金属膜等からなる。
A translucent second
データ線6aおよびドレイン電極6bの上層側には、シリコン酸化膜等からなる透光性の第3層間絶縁膜44が形成されている。第3層間絶縁膜44には、ドレイン電極6bへ通じるコンタクトホール7dが形成されている。第3層間絶縁膜44の上層には、金属酸化物層としてのITO(Indium Tin Oxide)膜等の透光性導電膜からなる画素電極9aが形成されており、画素電極9aは、コンタクトホール7dを介してドレイン電極6bに電気的に接続されている。本形態において、第3層間絶縁膜44の表面は平坦面になっている。第3層間絶縁膜44の表面には、図2(b)等を参照して説明したダミー画素電極9b(図4(a)には図示せず)が形成されており、かかるダミー画素電極9bは、画素電極9aと同時形成された透光性導電膜からなる。
A light-transmitting third
画素電極9aの表面には配向膜16が形成されている。本形態において、配向膜16は、SiOX(x<2)、SiO2、TiO2、MgO、Al2O3、In2O3、Sb2O3、Ta2O5等の斜方蒸着膜からなる無機配向膜(垂直配向膜)であり、配向膜16と画素電極9aとの層間にはシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の透光性の保護膜17が形成されている。本形態において、配向膜16は、シリコン酸化膜の斜方蒸着膜からなる。保護膜17は、表面が平坦面になっており、隣り合う画素電極9aの間に形成された凹部を埋めている。従って、配向膜16は、保護膜17の平坦な表面に形成されている。
An
対向基板20では、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体20wの液晶層50側の表面(素子基板10に対向する側の面)に、アルミニウム、チタン、モリブデン、タングステン、クロムやそれらの化合物や合金等からなる導電性の遮光層29が形成されており、かかる遮光層29のうち、画像表示領域10aに形成されているブラックマトリクス部29bは、画素間領域10f(図3等を参照)と重なる位置で縦横に延在している。
In the
本形態において、遮光層29にアルミニウム合金層(アルミニウム系金属層)が用いられている。また、遮光層29の上層(素子基板10に対向する側の面)には共通電極21が形成されており、共通電極21はITO膜からなる。遮光層29の上層(素子基板10に対向する側の面)には配向膜26が形成されており、配向膜26は、配向膜16と同様、SiOX(x<2)、SiO2、TiO2、MgO、Al2O3、In2O3、Sb2O3、Ta2O5等の斜方蒸着膜からなる無機配向膜(垂直配向膜)である。本形態において、配向膜26は、シリコン酸化膜の斜方蒸着膜からなる。
In this embodiment, an aluminum alloy layer (aluminum metal layer) is used for the
このように構成した液晶装置100において、液晶材料として誘電異方性が負のネマチック液晶化合物が用いられており、配向膜16、26は、液晶材料を垂直配向させ、液晶パネル100pは、ノーマリブラックのVAモードとして動作させる。
In the
なお、図1等を参照して説明したデータ線駆動回路101および走査線駆動回路104には、Nチャネル型の駆動用トランジスターとPチャネル型の駆動用トランジスターとを備えた相補型トランジスター回路等が構成されている。ここで、駆動用トランジスターは、画素トランジスター30の製造工程の一部を利用して形成されたものである。このため、素子基板10においてデータ線駆動回路101および走査線駆動回路104が形成されている領域も、図4(b)に示す断面構成と略同様な断面構成を有している。
Note that the data
(基板間導通用電極部8t、25t等の構成)
図5は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100を、基板間導通用電極部8t、25tを通る位置で切断したときの断面図である。本形態では、図5を参照して以下に説明するように、素子基板10および対向基板20からなる一対の基板のうち、少なくとも一方の基板では、配向膜が基板間導通用電極部の表面を覆う無機配向膜である。また、かかる基板において、基板間導通用電極部は、球形状の導電粒子209bより低硬度の金属膜層で形成されており、前記基板間導通用電極部の1箇所毎にそれぞれ1個ずつ配置された球形状の導電粒子109bが無機配向膜を突き破って金属膜層と導通している。このように、基板間導通用電極部を球形状の導電粒子209bより低硬度の金属膜層で形成しているので、通常、基板間導通用として基板間導通用電極部の1箇所に1個ずつ用いられる球形状の導電部材(所謂、銀点と呼ばれている導通部材)でも無機配向膜を突き破って金属膜層に接触して電気的な導通を取ることができる。
(Configuration of inter-substrate
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
より具体的には、図5に示すように、素子基板10において、図2等を参照して説明した端子102は、第3層間絶縁膜44の表面に形成されたアルミニウム合金膜等からなり、端子102のうち、共通電位供給用の端子102aは、第2層間絶縁膜43の表面等で延在する定電位配線6tに対して、第3層間絶縁膜44に形成されたコンタクトホール7tを介して導通している。また、定電位配線6tの一部は、第3層間絶縁膜44に形成された開口部7sで開口しており、かかる定電位配線6tの開口部分によって、基板間導通用電極部8tが形成されている。本形態において、定電位配線6tおよび基板間導通用電極部8tは、データ線6a等と同時形成されたアルミニウム合金膜(アルミニウム系金属膜)からなる。
More specifically, as shown in FIG. 5, in the
かかる素子基板10の最表面には配向膜16が形成されており、本形態において、配向膜16は、端子102や基板間導通用電極部8tをマスクで覆った状態でのマスク蒸着により形成されたシリコン酸化膜の斜方蒸着膜である。このため、配向膜16は、端子102の表面や基板間導通用電極部8tの表面には形成されていない。
An
対向基板20において、角部分では、共通電極21が除去されているとともに、遮光層29を構成するアルミニウム合金膜(アルミニウム系金属膜)が基板間導通用電極部25tとして形成されている。ここで、基板間導通用電極部25tは、他の遮光層29(額縁部分29aやブラックマトリクス部29b)と繋がっておらず、遮光層29はシール材107と重なる領域には形成されていない。このため、シール材107として光硬化性樹脂が用い、対向基板20の側からUV照射を行った際、遮光層29は、シール材107の光硬化を妨げない。但し、基板間導通用電極部25tの端部は、共通電極21と重なっているため、基板間導通用電極部25tと共通電極21とは導通している。
In the
かかる対向基板20の最表面には配向膜26が形成されている。本形態において、配向膜26は、マスクを用いずに形成したシリコン酸化膜の斜方蒸着膜であり、対向基板20の表面全体に形成されている。このため、配向膜26は、基板間導通用電極部25tの表面も覆っている。
An
このように構成した液晶装置100においては、後述するように、素子基板10と対向基板20との間に、球形状の導電粒子109bを含む基板間導通材109を配置した状態で素子基板10と対向基板20とを貼り合せ、その際、球形状の導電粒子109bが基板間導通用電極部8t、25tに接する状態とする。より具体的には、基板間導通材109は、球形状のグラスファイバー等の粒子の表面に金等の金属膜が被覆された導電粒子109bと、導電ペースト109dとからなり、素子基板10と対向基板20とを貼り合せた際、球形状の導電粒子109bが1つ、基板間導通用電極部8tに接する状態となる。その際、アルミニウム合金膜(モース硬度=2.9程度)からなる基板間導通用電極部8tは、球形状の導電粒子109bに用いたグラスファイバー(モース硬度=5程度)より柔らかいため、球形状の導電粒子109bは、基板間導通用電極部8tに食い込み、基板間導通用電極部8tと導通することになる。
In the
また、対向基板20側において、基板間導通用電極部25tの表面は配向膜26で覆われているが、アルミニウム合金膜(モース硬度=2.9程度)からなる基板間導通用電極部25tは、球形状の導電粒子109bに用いた球形状のグラスファイバー(ガラスビーズ/モース硬度=5程度)より柔らかい。このため、素子基板10と対向基板20とを貼り合せた際、配向膜26は球形状の導電粒子209bにより押される。ここで、配向膜26の下層には、球形状の導電粒子109bに用いたグラスファイバーより柔らかい基板間導通用電極部25tが位置する。このため、配向膜26は、球形状の導電粒子109bの押圧力によって一部が破れる。従って、球形状の導電粒子109bは、配向膜26を突き破って基板間導通用電極部25tに食い込み、基板間導通用電極部25tと導通することになる。それ故、導電粒子109bは、端子102aおよび共通電極21の双方に導通することになる。よって、端子102aから供給された共通電位Vcomは、定電位配線6t、基板間導通用電極部8t、導電粒子109b、および基板間導通用電極部8tを介して共通電極21に印加される。
On the
(液晶装置1の製造方法)
図6は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置1の製造工程を示す説明図である。図7は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置1の基板形成工程を示す工程断面図であり、図7(a)、(b)は、画素電極9aや共通電極21を形成し終えた状態の説明図、および配向膜16、26を形成し終えた状態の説明図である。図8は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置1の貼り合わせ工程を示す工程断面図であり、図8(a)、(b)は、シール材107および基板間導通材109を塗布し終えた状態の説明図、および素子基板10と対向基板20とを重ね合わせた状態の説明図である。なお、以下の説明では、素子基板10および対向基板20を多数取りできる大型基板を用いて大型パネルを構成した後、単品サイズに切断する。但し、以下の説明では、素子基板10の形成に用いられる大型基板も素子基板10として説明し、対向基板20の形成に用いられる大型基板も対向基板20として説明する。
(Manufacturing method of the liquid crystal device 1)
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a manufacturing process of the liquid crystal device 1 according to Embodiment 1 of the present invention. FIGS. 7A and 7B are process cross-sectional views illustrating the substrate forming process of the liquid crystal device 1 according to the first embodiment of the present invention. FIGS. 7A and 7B illustrate the formation of the
本形態の液晶装置1を製造するには、図6等に示すように、まず、基板形成工程で素子基板10および対向基板20を形成する。それには、図7(a)に示すように、素子基板10に対して画素電極9a等の形成工程S1を行った後、図7(b)に示すように、斜方蒸着法により配向膜16を形成する配向膜形成工程S2を行う。その際、素子基板10の端子102や基板間導通用電極部8tをマスクで覆った状態でのマスク蒸着によりシリコン酸化膜の斜方蒸着膜(配向膜16)を形成する。このため、配向膜16は、端子102の表面や基板間導通用電極部8tの表面には形成されない。また、対向基板20に対しては、図7(a)に示すように、共通電極21等の形成工程S11を行った後、図7(b)に示すように、斜方蒸着法により配向膜26を形成する配向膜形成工程S12を行う。その際、マスクを用いずに、シリコン酸化膜の斜方蒸着膜(配向膜26)を形成する。このため、配向膜26は、対向基板20の全面に形成され、基板間導通用電極部25tの表面も覆うことになる。
In order to manufacture the liquid crystal device 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 6 and the like, first, the
次に、素子基板10と対向基板20とを貼り合わせる貼り合わせ工程を行う。それには、まず、図8(a)に示すように、素子基板10にシール材107および基板間導通材109を塗布するシール材・基板間導通材塗布工程S3を行う。シール材107の塗布は、ノズルからシール材107を吐出しながら、ノズルと素子基板10とを相対移動させて、シール材107を矩形枠状に描画する。基板間導通材109の塗布は、ノズルから基板間導通材109を吐出しながら、ノズルと素子基板10とを相対移動させて、基板間導通材109を基板間導通用電極8t上に点状に配置する。なお、シール材107および基板間導通材109の塗布は、対向基板20の側に行ってもよい。次に、図8(b)に示すように、シール材107および基板間導通材109を間に挟んで素子基板10と対向基板20とを重ね合わせる。次に、素子基板10と対向基板20とを押圧して、図4に示すように、素子基板10および対向基板20の双方にシール材107のギャップ材107aが当接するまで、素子基板10と対向基板20との隙間を狭め、しかる後に、シール材・基板間導通材硬化工程S22を行う。
Next, a bonding process for bonding the
シール材・基板間導通材硬化工程S22では、対向基板20側からUV光等を照射してシール材107を硬化させる。また、適度の加熱により、基板間導通材109を硬化させる。その際、導電粒子109bは、ギャップ材107aより大径であるため、素子基板10および対向基板20の双方にシール材107のギャップ材107aが当接するまで、素子基板10と対向基板20との隙間を狭めると、素子基板10側では、導電粒子109bが基板間導通用電極部8tに食い込み、基板間導通用電極部8tと導通することになる。また、素子基板10側では、導電粒子109bは、配向膜26を突き破って基板間導通用電極部25tに食い込み、基板間導通用電極部25tと導通することになる。
In the sealing material / inter-substrate conducting material curing step S22, the sealing
しかる後には、大型の素子基板10および大型の対向基板20とを貼り合せたパネルを単品サイズに切断するパネル切断工程S23を行い、その後、液晶封入工程S24を行う。液晶封入工程S24では、減圧雰囲気中でシール材107の途切れ部分に液晶を供給した後、減圧状態を解除する。その結果、シール材107の内側に液晶が注入される。かかる液晶の注入を終えた後は、シール材107の途切れ部分を封止材107c(図2(a)参照)で封止する。
Thereafter, a panel cutting step S23 for cutting the panel on which the
なお、シール・基板間導通材塗布工程S3において、図1に示すシール材107を、途切れ部分を設けずに形成した後、シール材107で囲まれた領域内に液晶を滴下し、その後、貼り合わせ工程S20において、対向基板20を重ね、シール材107で貼り合わせることもある。かかる方法の場合、貼り合わせ工程S20と液晶封入工程S24が同時に行われるので、液晶封入工程S24の後にパネル切断工程S23が行われることになる。
In addition, in the sealing / substrate conducting material application step S3, after forming the sealing
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態の液晶装置100において、素子基板10および対向基板20からなる一対の基板のうち、対向基板20では、配向膜26が基板間導通用電極部25tの表面を覆う無機配向膜であって、基板間導通用電極部25tが導電粒子209bより低硬度のアルミニウム合金膜により形成されている。このため、導電粒子109bは、配向膜26を突き破って基板間導通用電極部25tに食い込み、基板間導通用電極部25tと導通する。従って、対向基板20では、全面に配向膜26を形成することができ、マスク蒸着を行う必要がない。
(Main effects of this form)
As described above, in the
また、本形態において、対向基板20では、共通電極21に対して素子基板10が位置する側とは反対側(下層側)に、アルミニウム合金膜からなる遮光層29が形成されており、基板間導通用電極部25tは、共通電極21の非形成領域になっている。このため、遮光層29に用いるアルミニウム合金膜の形成工程を利用して、基板間導通用電極部25tにアルミニウム合金膜を設けることができる。
Further, in the present embodiment, in the
また、本形態では、素子基板10の基板間導通用電極部8tの表面は配向膜16で覆われていないが、基板間導通用電極部25tが導電粒子209bより低硬度のアルミニウム合金膜により形成されていることから、導電粒子109bが基板間導通用電極部8tに食い込み、基板間導通用電極部8tと導通している。このため、配向膜16をマスク蒸着する際の蒸着マスクの精度が低くいこと等が原因で、基板間導通用電極部8tの表面に配向膜16が形成された場合でも、導電粒子109bは基板間導通用電極部8tと確実に導通する。このため、基板間導通部分の信頼性が高い。
In this embodiment, the surface of the inter-substrate
また、本形態では、基板間導通用電極部8t、25tに金属膜としてアルミニウム合金膜を用いたため、基板間導通部分の信頼性が高い。すなわち、アルミニウム合金膜は、モース硬度が2.9程度と柔らかいため、導電粒子109bが食い込みやすいので、導電粒子109bは基板間導通用電極部8t、25tと確実に導通する。一方、導電粒子109b、グラスファイバーの表面に金属を被覆してなるため、基板間導通部分の信頼性が高い。すなわち、グラスファイバーは、モース硬度が5程度と硬いため、基板間導通用電極部8t、25tに食い込みやすいので、導電粒子109bは基板間導通用電極部8t、25tと確実に導通する。
In this embodiment, since the aluminum alloy film is used as the metal film for the inter-substrate
[実施の形態2]
図9は、本発明の実施の形態2に係る液晶装置100を、基板間導通用電極部8t、25tを通る位置で切断したときの断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
[Embodiment 2]
FIG. 9 is a cross-sectional view when the
上記実施の形態1では、対向基板20の一方面側に遮光層29、共通電極21、および配向膜26がこの順に形成されていたが、本形態では、図9に示すように、対向基板20の一方面側に遮光層29、シリコン酸化膜等からなる絶縁膜27、共通電極21、および配向膜26がこの順に形成されている。ここで、絶縁膜27は、共通電極21と重なる領域のみに形成され、基板間導通用電極部25tが形成されている領域には形成されていない。その他の構成は実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
In the first embodiment, the
かかる構成によれば、遮光層29のブラックマトリクス部29b(図4(b)等を参照)に起因する段差が絶縁膜27によって緩和されている。従って、共通電極21の段差切れを防止することができるとともに、斜方蒸着膜からなる配向膜26を比較的、平坦な領域に形成できることになる。
According to such a configuration, the step caused by the black matrix portion 29 b (see FIG. 4B and the like) of the
[実施の形態3]
図10は、本発明の実施の形態3に係る液晶装置100を、基板間導通用電極部8t、25tを通る位置で切断したときの断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
[Embodiment 3]
FIG. 10 is a cross-sectional view of the
上記実施の形態1では、対向基板20の側のみで、導電粒子109bが配向膜26を突き破って基板間導通用電極部25tに食い込み、基板間導通用電極部25tと導通している構成になっていた。これに対して、本形態では、図10に示すように、素子基板10の側でも、対向基板20と同様、配向膜16が基板間導通用電極部8tの表面を覆う無機配向膜であって、基板間導通用電極部8tが導電粒子109bより低硬度のアルミニウム合金膜により形成されている。このため、導電粒子109bが配向膜16を突き破って基板間導通用電極部8tに食い込み、基板間導通用電極部8tと導通している。その他の構成は実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
In the first embodiment, only on the
かかる構成によれば、配向膜16を蒸着する際、基板間導通用電極部8tについてはマスクで覆っておく必要がない。それ故、配向膜16を蒸着する際に用いるマスクは、端子102のみを覆っておけばよいので、マスクの構成を簡素化することができる。なお、図10に示す形態は、実施の形態1を基本としたが、実施の形態2のように、遮光層29と共通電極21との間に絶縁膜27が形成されている構成において、実施の形態3で説明した構成を適用してもよい。
According to such a configuration, when the
[他の実施の形態]
上記実施の形態では、遮光層29として、アルミニウム合金層(アルミニウム系金属層)の単層の膜が用いられていたが、遮光層29では、アルミニウム合金層に対して上層側(表面側)にチタン窒化膜等のバリア層が形成されている構成を採用してもよい。かかる構成によれば、フォトリソグラフィ技術により遮光層29をパターニング形成するにあたって、レジストマスクを剥離する際、アルミニウム系金属層が腐食する等の問題の発生を回避することができる。また、フォトリソグラフィ技術により共通電極21等をパターニング形成する際、アルミニウム系金属層からなる遮光層29が腐食しないという効果を有する。なお、遮光層29としては、チタン窒化膜、アルミニウム合金層、チタン窒化膜からなる三層構造が採用される場合もある。かかる構成の場合、遮光層29での反射を防止することができるので、迷光の発生を防止することができる。
[Other embodiments]
In the above embodiment, a single-layer film of an aluminum alloy layer (aluminum-based metal layer) is used as the
上記実施の形態では、導電粒子109bより柔らかい金属層として、アルミニウム合金層(アルミニウム系金属層)を例示したが、導電粒子109bより柔らかい金属層として、銅系金属層(モース硬度=3程度)や、銀系金属層(モース硬度=2.7程度)を用いてもよい。
In the above embodiment, the aluminum alloy layer (aluminum-based metal layer) is exemplified as the metal layer softer than the
また、上記実施の形態では、透過型の液晶装置100を例示したが、反射型の液晶装置100に本発明を適用してもよい。
In the above embodiment, the transmissive
[電子機器への搭載例]
上述した実施形態に係る液晶装置100を適用した電子機器について説明する。図11は、本発明を適用した液晶装置を用いた投射型表示装置の概略構成図であり、図11(a)、(b)は各々、透過型の液晶装置100を用いた投射型表示装置の説明図、および反射型の液晶装置100を用いた投射型表示装置の説明図である。
[Example of mounting on electronic devices]
An electronic apparatus to which the
(投射型表示装置の第1例)
図11(a)に示す投射型表示装置110は、観察者側に設けられたスクリーン111に光を照射し、このスクリーン111で反射した光を観察する、いわゆる投影型の投射型表示装置である。投射型表示装置110は、光源112を備えた光源部130と、ダイクロイックミラー113、114と、液晶ライトバルブ115〜117(液晶装置100)と、投射光学系118と、クロスダイクロイックプリズム119と、リレー系120とを備えている。
(First example of projection display device)
A
光源112は、赤色光、緑色光及び青色光を含む光を供給する超高圧水銀ランプで構成されている。ダイクロイックミラー113は、光源112からの赤色光を透過させると共に緑色光及び青色光を反射する構成となっている。また、ダイクロイックミラー114は、ダイクロイックミラー113で反射された緑色光及び青色光のうち青色光を透過させると共に緑色光を反射する構成となっている。このように、ダイクロイックミラー113、114は、光源112から出射した光を赤色光と緑色光と青色光とに分離する色分離光学系を構成する。
The
ここで、ダイクロイックミラー113と光源112との間には、インテグレーター121及び偏光変換素子122が光源112から順に配置されている。インテグレーター121は、光源112から照射された光の照度分布を均一化する構成となっている。また、偏光変換素子122は、光源112からの光を例えばs偏光のような特定の振動方向を有する偏光にする構成となっている。
Here, between the
液晶ライトバルブ115は、ダイクロイックミラー113を透過して反射ミラー123で反射した赤色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置100である。液晶ライトバルブ115は、λ/2位相差板115a、第1偏光板115b、液晶パネル115c及び第2偏光板115dを備えている。ここで、液晶ライトバルブ115に入射する赤色光は、ダイクロイックミラー113を透過しても光の偏光は変化しないことから、s偏光のままである。
The liquid crystal
λ/2位相差板115aは、液晶ライトバルブ115に入射したs偏光をp偏光に変換する光学素子である。また、第1偏光板115bは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル115cは、p偏光を画像信号に応じた変調によってs偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する構成となっている。さらに、第2偏光板115dは、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ115は、画像信号に応じて赤色光を変調し、変調した赤色光をクロスダイクロイックプリズム119に向けて射出する構成となっている。
The λ / 2
なお、λ/2位相差板115a及び第1偏光板115bは、偏光を変換させない透光性のガラス板115eに接した状態で配置されており、λ/2位相差板115a及び第1偏光板115bが発熱によって歪むのを回避することができる。
Note that the λ / 2
液晶ライトバルブ116は、ダイクロイックミラー113で反射した後にダイクロイックミラー114で反射した緑色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置100である。そして、液晶ライトバルブ116は、液晶ライトバルブ115と同様に、第1偏光板116b、液晶パネル116c及び第2偏光板116dを備えている。液晶ライトバルブ116に入射する緑色光は、ダイクロイックミラー113、114で反射されて入射するs偏光である。第1偏光板116bは、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。また、液晶パネル116cは、s偏光を画像信号に応じた変調によってp偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する構成となっている。そして、第2偏光板116dは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ116は、画像信号に応じて緑色光を変調し、変調した緑色光をクロスダイクロイックプリズム119に向けて射出する構成となっている。
The liquid crystal light valve 116 is a transmissive
液晶ライトバルブ117は、ダイクロイックミラー113で反射し、ダイクロイックミラー114を透過した後でリレー系120を経た青色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置100である。そして、液晶ライトバルブ117は、液晶ライトバルブ115、116と同様に、λ/2位相差板117a、第1偏光板117b、液晶パネル117c及び第2偏光板117dを備えている。ここで、液晶ライトバルブ117に入射する青色光は、ダイクロイックミラー113で反射してダイクロイックミラー114を透過した後にリレー系120の後述する2つの反射ミラー125a、125bで反射することから、s偏光となっている。
The liquid crystal
λ/2位相差板117aは、液晶ライトバルブ117に入射したs偏光をp偏光に変換する光学素子である。また、第1偏光板117bは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル117cは、p偏光を画像信号に応じた変調によってs偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する構成となっている。さらに、第2偏光板117dは、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ117は、画像信号に応じて青色光を変調し、変調した青色光をクロスダイクロイックプリズム119に向けて射出する構成となっている。なお、λ/2位相差板117a及び第1偏光板117bは、ガラス板117eに接した状態で配置されている。
The λ / 2
リレー系120は、リレーレンズ124a、124bと反射ミラー125a、125bとを備えている。リレーレンズ124a、124bは、青色光の光路が長いことによる光損失を防止するために設けられている。ここで、リレーレンズ124aは、ダイクロイックミラー114と反射ミラー125aとの間に配置されている。また、リレーレンズ124bは、反射ミラー125a、125bの間に配置されている。反射ミラー125aは、ダイクロイックミラー114を透過してリレーレンズ124aから出射した青色光をリレーレンズ124bに向けて反射するように配置されている。また、反射ミラー125bは、リレーレンズ124bから出射した青色光を液晶ライトバルブ117に向けて反射するように配置されている。
The
クロスダイクロイックプリズム119は、2つのダイクロイック膜119a、119bをX字型に直交配置した色合成光学系である。ダイクロイック膜119aは青色光を反射して緑色光を透過する膜であり、ダイクロイック膜119bは赤色光を反射して緑色光を透過する膜である。したがって、クロスダイクロイックプリズム119は、液晶ライトバルブ115〜117のそれぞれで変調された赤色光と緑色光と青色光とを合成し、投射光学系118に向けて射出するように構成されている。
The cross
なお、液晶ライトバルブ115、117からクロスダイクロイックプリズム119に入射する光はs偏光であり、液晶ライトバルブ116からクロスダイクロイックプリズム119に入射する光はp偏光である。このようにクロスダイクロイックプリズム119に入射する光を異なる種類の偏光としていることで、クロスダイクロイックプリズム119において各液晶ライトバルブ115〜117から入射する光を有効に合成できる。ここで、一般に、ダイクロイック膜119a、119bはs偏光の反射特性に優れている。このため、ダイクロイック膜119a、119bで反射される赤色光及び青色光をs偏光とし、ダイクロイック膜119a、119bを透過する緑色光をp偏光としている。投射光学系118は、投影レンズ(図示略)を有しており、クロスダイクロイックプリズム119で合成された光をスクリーン111に投射するように構成されている。
Note that light incident on the cross
(投射型表示装置の第2例)
図11(b)に示す投射型表示装置1000において、光源部890は、システム光軸Lに沿って光源810、インテグレーターレンズ820および偏光変換素子830が配置された偏光照明装置800を有している。また、投射型表示装置1000は、システム光軸Lに沿って、偏光照明装置800から出射されたS偏光光束をS偏光光束反射面841により反射させる偏光ビームスプリッター840と、偏光ビームスプリッター840のS偏光光束反射面841から反射された光のうち、青色光(B)の成分を分離するダイクロイックミラー842と、青色光が分離された後の光束のうち、赤色光(R)の成分を反射させて分離するダイクロイックミラー843とを有している。
(Second example of projection display device)
In the
また、投射型表示装置1000は、各色光が入射する3つの反射型の液晶装置100(液晶装置100R、100G、100B)を備えており、光源部890は、3つの液晶装置100(液晶装置100R、100G、100B)に所定の色光を供給する。
The
かかる投射型表示装置1000においては、3つの液晶装置100R、100G、100Bにて変調された光をダイクロイックミラー842、843、および偏光ビームスプリッター840にて合成した後、この合成光を投射光学系850によってスクリーン860等の被投射部材に投射する。
In the
(他の投射型表示装置)
なお、投射型表示装置については、光源部として、各色の光を出射するLED光源等を用い、かかるLED光源から出射された色光を各々、別の液晶装置に供給するように構成してもよい。
(Other projection display devices)
In addition, about a projection type display apparatus, you may comprise the LED light source etc. which radiate | emit the light of each color as a light source part, and supply each color light radiate | emitted from this LED light source to another liquid crystal device. .
(他の電子機器)
本発明を適用した液晶装置100については、上記の電子機器の他にも、携帯電話機、情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistants)、デジタルカメラ、液晶テレビ、カーナビゲーション装置、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等の電子機器において直視型表示装置として用いてもよい。
(Other electronic devices)
As for the
9a・・画素電極(液晶駆動用電極)、8t・・基板間導通用電極(素子基板側基板間導通用電極)、10・・素子基板、10a・・画像表示領域、16・・配向膜(素子基板側配向膜)、20・・対向基板、21・・共通電極(液晶駆動用電極)、25t・・基板間導通用電極(対向基板側基板間導通用電極)、26・・配向膜(対向基板側配向膜)、27・・絶縁層、29・・遮光層、29a・・額縁部分、29b・・ブラックマトリクス部分、50・・液晶層、109・・基板間導通材、109b・・球形状の導電粒子、110、1000・・投射型表示装置。 9a ··· Pixel electrode (liquid crystal driving electrode), 8t · · Inter-substrate conduction electrode (element substrate side inter-substrate conduction electrode), 10 · · Element substrate, 10a · · Image display area, 16 · · Orientation film ( Element substrate side alignment film), 20 .. counter substrate, 21 .. common electrode (liquid crystal drive electrode), 25 t .. inter-substrate conduction electrode (counter substrate side substrate conduction electrode), 26. Opposite substrate side alignment film), 27..Insulating layer, 29..Light shielding layer, 29a..Frame portion, 29b..Black matrix portion, 50..Liquid crystal layer, 109..Conductor between substrates, 109b..Sphere Shaped conductive particles, 110, 1000 ... projection type display device.
Claims (11)
前記一対の基板の間に介在して前記基板間導通用電極部同士を導通させるとともに前記基板間導通用電極部の1箇所に対して1個の球形状の導電粒子と、
を有する液晶装置において、
前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板では、
前記基板間導通用電極部が前記球形状の導電粒子より低硬度の金属膜層から形成され、
無機配向膜よりなる前記配向膜が、前記基板間導通用電極部を覆って形成され、
前記球形状の導電粒子が前記無機配向膜を突き破って前記金属膜層に接触していることを特徴とする液晶装置。 A pair of substrates each provided with a liquid crystal driving electrode, an inter-substrate conduction electrode portion, and an alignment film covering the liquid crystal driving electrode on each opposing substrate surface;
One spherical conductive particle with respect to one location of the inter-substrate conduction electrode portion and the inter-substrate conduction electrode portion interposed between the pair of substrates,
In a liquid crystal device having
In at least one of the pair of substrates,
The inter-substrate conduction electrode part is formed from a metal film layer having a hardness lower than that of the spherical conductive particles,
The alignment film made of an inorganic alignment film is formed to cover the inter-substrate conduction electrode part,
The liquid crystal device, wherein the spherical conductive particles break through the inorganic alignment film and are in contact with the metal film layer.
前記液晶駆動用電極としての画素電極、前記配向膜としての素子基板側配向膜、および前記基板間導通用電極部としての素子基板側基板間導通用電極部が形成された素子基板と、
前記液晶駆動用電極としての共通電極、前記配向膜としての対向基板側配向膜、および前記基板間導通用電極部としての対向基板側基板間導通用電極部が形成された対向基板と
からなり、
少なくとも前記対向基板において、前記対向基板側配向膜が前記対向基板側基板間導通用電極部を覆う無機配向膜であって、当該対向基板側基板間導通用電極部が前記球形状の導電粒子より低硬度の金属膜層から形成され、前記球形状の導電粒子が前記無機配向膜を突き破って前記金属膜層と導通していることを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。 The pair of substrates is
An element substrate on which a pixel electrode as the liquid crystal driving electrode, an element substrate side alignment film as the alignment film, and an element substrate side inter-substrate conduction electrode part as the inter-substrate conduction electrode part are formed;
The common substrate as the liquid crystal driving electrode, the counter substrate side alignment film as the alignment film, and the counter substrate on which the counter substrate side inter-substrate conduction electrode part as the inter-substrate conduction electrode part is formed,
At least in the counter substrate, the counter substrate side alignment film is an inorganic alignment film that covers the counter substrate side inter-substrate conduction electrode part, and the counter substrate side inter-substrate conduction electrode part is formed from the spherical conductive particles. 2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal device is formed of a metal film layer having a low hardness, and the spherical conductive particles penetrate through the inorganic alignment film and are electrically connected to the metal film layer.
前記対向基板側基板間導通用電極部は、前記共通電極の非形成領域になっていることを特徴とする請求項2乃至4の何れか一項に記載の液晶装置。 In the counter substrate, a light shielding layer made of the metal film layer is formed on the side opposite to the side where the element substrate is located with respect to the common electrode,
5. The liquid crystal device according to claim 2, wherein the counter substrate side inter-substrate conduction electrode portion is a non-formation region of the common electrode. 6.
前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板を形成する基板形成工程では、前記基板間導通用電極部を覆う無機配向膜によって前記配向膜を形成するとともに、当該基板間導通用電極部に前記球形状の導電粒子より低硬度の金属膜層を設けておき、
前記一対の基板の間に前記球形状の導電粒子を配置した状態で当該一対の基板を貼り合わせる貼り合わせ工程において、前記球形状の導電粒子が前記無機配向膜を突き破って前記金属膜層と導通している状態とすることを特徴とする液晶装置の製造方法。 A pair of substrates on which one surface of the liquid crystal driving electrode, an inter-substrate conduction electrode portion, and an alignment film laminated on the surface of the liquid crystal driving electrode are opposed to each other, and between the pair of substrates Between the held liquid crystal layer and the pair of substrates, the inter-substrate conduction electrode portions are electrically connected to each other, and one spherical conductive particle is provided for one portion of the inter-substrate conduction electrode portion. In a manufacturing method of a liquid crystal device having
In the substrate forming step of forming at least one of the pair of substrates, the alignment film is formed by an inorganic alignment film that covers the inter-substrate conduction electrode portion, and the sphere is formed on the inter-substrate conduction electrode portion. A metal film layer having a lower hardness than the conductive particles in the shape is provided,
In the bonding step of bonding the pair of substrates in a state where the spherical conductive particles are disposed between the pair of substrates, the spherical conductive particles break through the inorganic alignment film and are electrically connected to the metal film layer. A manufacturing method of a liquid crystal device, wherein
前記液晶装置に供給される光を出射する光源部と、
前記液晶装置によって変調された光を投射する投射光学系と、
を有していることを特徴とする投射型表示装置。 A projection type display device comprising the liquid crystal device according to any one of claims 1 to 9,
A light source unit for emitting light supplied to the liquid crystal device;
A projection optical system for projecting light modulated by the liquid crystal device;
A projection display device characterized by comprising:
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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: 20140513 |