JP2014126574A - Method for manufacturing substrate for electrooptical device, electro optical device and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気光学装置用基板の製造方法、電気光学装置、および電子機器に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a substrate for an electro-optical device, an electro-optical device, and an electronic apparatus.
複数の画素およびスイッチング素子が設けられた素子基板と、素子基板に対向配置された対向基板と、の間に電気光学物質(例えば、液晶など)を備えた電気光学装置が知られている。電気光学装置として、例えば、プロジェクターの液晶ライトバルブとして用いられる液晶装置などを挙げることができる。このような液晶装置においては、高い光利用効率を実現することが求められている。 There is known an electro-optical device including an electro-optical material (for example, liquid crystal) between an element substrate provided with a plurality of pixels and switching elements, and a counter substrate disposed opposite to the element substrate. Examples of the electro-optical device include a liquid crystal device used as a liquid crystal light valve of a projector. Such a liquid crystal device is required to realize high light utilization efficiency.
そこで、素子基板にプリズム(反射部)を設け、液晶装置に入射した光を画素領域に効率よく導くことにより、液晶装置の実質的な開口率の向上を図る構成が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のプリズムは、基板における画素同士の間の非開口領域に形成された断面V字状の溝で構成され、溝の開口部を塞ぐことによって内部が中空となった溝の側面を反射面として、入射した光を画素領域に向けて反射する。溝が形成された基板上には、絶縁層などを介して複数の画素電極の各々に対応するスイッチング素子が形成される。
In view of this, a configuration has been proposed in which a prism (reflecting portion) is provided on the element substrate and light incident on the liquid crystal device is efficiently guided to the pixel region, thereby improving the substantial aperture ratio of the liquid crystal device (for example, Patent Document 1). The prism described in
しかしながら、スイッチング素子を形成する工程では、基板が高温加熱や冷却などの温度変化に晒される。そのため、基板と基板上に形成された絶縁層などとの線膨張係数の違いに起因して、基板の一方の側に生じる応力と他方の側に生じる応力との差異により基板に反りが発生する場合がある。そうすると、基板に形成された溝の内部は中空となっているため、応力が集中しやすい溝上の位置において、基板上に形成された絶縁層などにクラックが入ってしまい、素子基板の製造における歩留りと品質の低下を招くおそれがあるという課題がある。 However, in the process of forming the switching element, the substrate is exposed to temperature changes such as high temperature heating and cooling. Therefore, due to the difference in linear expansion coefficient between the substrate and the insulating layer formed on the substrate, the substrate warps due to the difference between the stress generated on one side of the substrate and the stress generated on the other side. There is a case. Then, since the inside of the groove formed in the substrate is hollow, the insulating layer formed on the substrate cracks at a position on the groove where stress is likely to concentrate, and the yield in manufacturing the element substrate There is a problem that there is a risk of quality degradation.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]本適用例に係る電気光学装置用基板の製造方法は、画素電極と、前記画素電極に電気信号を供給するスイッチング素子と、溝を含む反射部と、を備えた電気光学装置用基板の製造方法であって、光透過性を有する基板の第1面に前記溝を形成する工程と、前記基板の前記第1面を覆って前記溝の開口部を塞ぐように、光透過性を有する第1の層を形成する工程と、前記第1の層上に前記スイッチング素子を形成する工程と、を含み、前記スイッチング素子を形成する工程よりも前に、前記基板の前記第1面とは反対側の第2面に光透過性を有する第2の層を形成する工程を有することを特徴とする。 Application Example 1 A method for manufacturing an electro-optical device substrate according to this application example includes a pixel electrode, a switching element that supplies an electric signal to the pixel electrode, and a reflecting portion including a groove. And a step of forming the groove on the first surface of the light-transmitting substrate, and covering the first surface of the substrate and closing the opening of the groove. And forming the switching element on the first layer. Before the step of forming the switching element, the first layer of the substrate is formed. It has the process of forming the 2nd layer which has a light transmittance on the 2nd surface on the opposite side to a surface, It is characterized by the above-mentioned.
本適用例の方法によれば、スイッチング素子を形成する工程よりも前に、第1の層が形成された基板の第1面とは反対側の第2面に第2の層を形成する。そのため、スイッチング素子を形成する工程において高温加熱や冷却などの温度変化に晒されることにより、基板と第1の層との線膨張係数の違いに起因して基板の第1面側に生じる応力が、基板と第2の層との線膨張係数の違いに起因して第2面側に生じる応力によって緩和される。これにより、第2の層が形成されていない場合に比べて、スイッチング素子を形成する工程における基板の反りが抑えられるので、基板の第1面を覆って溝の開口部を塞ぐ第1の層にクラックが入ることを抑止できる。この結果、電気光学装置用基板の製造における歩留りと品質の向上を図ることができる。 According to the method of this application example, before the step of forming the switching element, the second layer is formed on the second surface opposite to the first surface of the substrate on which the first layer is formed. Therefore, the stress generated on the first surface side of the substrate due to the difference in linear expansion coefficient between the substrate and the first layer due to exposure to temperature changes such as high temperature heating and cooling in the process of forming the switching element. The stress is relieved by the stress generated on the second surface side due to the difference in linear expansion coefficient between the substrate and the second layer. Accordingly, the warpage of the substrate in the step of forming the switching element is suppressed as compared with the case where the second layer is not formed, and thus the first layer that covers the first surface of the substrate and closes the opening of the groove. Can prevent cracks from entering. As a result, it is possible to improve the yield and quality in manufacturing the substrate for the electro-optical device.
[適用例2]上記適用例に係る電気光学装置用基板の製造方法であって、前記第2の層の線膨張係数は、前記第1の層の線膨張係数と略同一であることが好ましい。 Application Example 2 In the method for manufacturing an electro-optical device substrate according to the application example, it is preferable that the linear expansion coefficient of the second layer is substantially the same as the linear expansion coefficient of the first layer. .
本適用例の方法によれば、第2の層の線膨張係数を第1の層の線膨張係数と略同一とすることで、基板が高温加熱や冷却などの温度変化に晒された場合において第1の層が膨張または収縮する度合いは、第2の層が膨張または収縮する度合いに近いものとなる。これにより、基板の第1面側に生じる応力と基板の第2面側に生じる応力との差異が小さくなるので、基板の反りを効果的に抑えることができる。 According to the method of this application example, when the linear expansion coefficient of the second layer is substantially the same as the linear expansion coefficient of the first layer, the substrate is exposed to a temperature change such as high temperature heating or cooling. The degree of expansion or contraction of the first layer is close to the degree of expansion or contraction of the second layer. Thereby, since the difference between the stress generated on the first surface side of the substrate and the stress generated on the second surface side of the substrate is reduced, the warpage of the substrate can be effectively suppressed.
[適用例3]上記適用例に係る電気光学装置用基板の製造方法であって、前記第2の層の層厚は、前記第1の層の層厚と略同一であることが好ましい。 Application Example 3 In the method for manufacturing the substrate for an electro-optical device according to the application example described above, it is preferable that the layer thickness of the second layer is substantially the same as the layer thickness of the first layer.
本適用例の方法によれば、第2の層の層厚を第1の層の層厚と略同一とすることで、基板が高温加熱や冷却などの温度変化に晒された場合における第1の層が膨張または収縮する度合いは、第2の層が膨張または収縮する度合いにより近いものとなる。これにより、基板の第1面側に生じる応力と基板の第2面側に生じる応力との差異がより小さくなるので、基板の反りをより効果的に抑えることができる。 According to the method of this application example, the first layer in the case where the substrate is exposed to a temperature change such as high-temperature heating or cooling by making the thickness of the second layer substantially the same as the thickness of the first layer. The degree of expansion or contraction of this layer is closer to the degree of expansion or contraction of the second layer. Thereby, since the difference between the stress generated on the first surface side of the substrate and the stress generated on the second surface side of the substrate becomes smaller, the warpage of the substrate can be more effectively suppressed.
[適用例4]上記適用例に係る電気光学装置用基板の製造方法であって、前記第1の層は第1封止層と第2封止層と第3封止層とを含み、前記第1の層を形成する工程は、前記溝の内部を埋めて前記開口部を塞ぐ犠牲層を形成する工程と、前記第1面および前記犠牲層を覆う前記第1封止層を形成する工程と、前記第1封止層の前記犠牲層と重なる位置に前記開口部より小さな開口部を有する貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔を介して前記犠牲層を除去する工程と、前記第1封止層を覆って前記貫通孔を塞ぐ前記第2封止層を形成する工程と、前記第2封止層を覆う前記第3封止層を形成する工程と、を有することが好ましい。 Application Example 4 In the method for manufacturing an electro-optical device substrate according to the application example, the first layer includes a first sealing layer, a second sealing layer, and a third sealing layer, The step of forming the first layer includes a step of forming a sacrificial layer that fills the inside of the groove and closes the opening, and a step of forming the first sealing layer that covers the first surface and the sacrificial layer. Forming a through hole having an opening smaller than the opening at a position overlapping the sacrificial layer of the first sealing layer, removing the sacrificial layer through the through hole, It is preferable to have a step of forming the second sealing layer covering the first sealing layer and closing the through hole, and a step of forming the third sealing layer covering the second sealing layer.
本適用例の方法によれば、基板の第1面に形成した溝の内部を埋める犠牲層を形成した後、第1面および犠牲層を第1封止層で覆うので、溝の内部への第1封止層の入り込みが抑えられる。そして、第1封止層の貫通孔を介して犠牲層を除去した後、第1封止層を覆って形成する第2封止層で溝の開口部よりも小さな開口部を有する貫通孔を塞ぐので、容易に貫通孔を第2封止層で塞ぐことができる。これにより、溝の開口部をより確実に塞ぎながら溝の内部を中空とすることができるので、プリズムの反射面として機能する部分をより大きくできる。さらに、第2封止層を覆って形成する第3封止層により、第1の層の表面を平坦化できる。 According to the method of this application example, after the sacrificial layer filling the inside of the groove formed on the first surface of the substrate is formed, the first surface and the sacrificial layer are covered with the first sealing layer. Intrusion of the first sealing layer is suppressed. And after removing a sacrificial layer through the through-hole of a 1st sealing layer, the through-hole which has an opening part smaller than the opening part of a groove | channel by the 2nd sealing layer formed covering the 1st sealing layer Since it is closed, the through hole can be easily closed with the second sealing layer. Thereby, the inside of the groove can be made hollow while more reliably closing the opening of the groove, so that the portion functioning as the reflecting surface of the prism can be made larger. Furthermore, the surface of the first layer can be planarized by the third sealing layer formed so as to cover the second sealing layer.
[適用例5]本適用例に係る電気光学装置は、画素電極と、前記画素電極に電気信号を供給するスイッチング素子と、を備えた第1基板と、前記第1基板に対向配置された第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に配置された電気光学物質層と、を備え、前記第1基板が、上記適用例の電気光学装置用基板の製造方法で製造されていることを特徴とする。 Application Example 5 An electro-optical device according to this application example includes a first substrate that includes a pixel electrode and a switching element that supplies an electric signal to the pixel electrode, and a first substrate that is disposed to face the first substrate. Two substrates, and an electro-optical material layer disposed between the first substrate and the second substrate, and the first substrate is manufactured by the method for manufacturing a substrate for an electro-optical device according to the application example. It is characterized by.
本適用例の構成によれば、電気光学装置が備える第1基板が、上記適用例の電気光学装置用基板の製造方法で製造され歩留りと品質の向上が図られた電気光学装置用基板を備えている。したがって、高品質の電気光学装置を提供できる。 According to the configuration of this application example, the first substrate included in the electro-optical device includes the electro-optical device substrate manufactured by the method for manufacturing the electro-optical device substrate according to the application example and improved in yield and quality. ing. Therefore, a high quality electro-optical device can be provided.
[適用例6]本適用例に係る電子機器は、上記適用例の電気光学装置を備えていることを特徴とする。 Application Example 6 An electronic apparatus according to this application example includes the electro-optical device according to the application example described above.
本適用例の構成によれば、高品質の電気光学装置を備えた電子機器を提供することができる。 According to the configuration of this application example, it is possible to provide an electronic apparatus including a high-quality electro-optical device.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大、縮小、あるいは誇張して表示している。また、説明に必要な構成要素以外は図示を省略する場合がある。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. The drawings to be used are appropriately enlarged, reduced or exaggerated so that the part to be described can be recognized. In addition, illustrations of components other than those necessary for the description may be omitted.
なお、以下の形態において、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構成物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。 In the following embodiments, for example, when “on the substrate” is described, the substrate is disposed so as to be in contact with the substrate, or is disposed on the substrate via another component, or the substrate. It is assumed that a part is arranged so as to be in contact with each other and a part is arranged via another component.
(第1の実施形態)
<電気光学装置>
ここでは、電気光学装置として、薄膜トランジスター(Thin Film Transistor:TFT)を画素のスイッチング素子として備えたアクティブマトリックス型の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、例えば、後述する投射型表示装置(プロジェクター)の光変調素子(液晶ライトバルブ)として好適に用いることができるものである。
(First embodiment)
<Electro-optical device>
Here, an active matrix liquid crystal device including a thin film transistor (TFT) as a pixel switching element will be described as an example of the electro-optical device. This liquid crystal device can be suitably used, for example, as a light modulation element (liquid crystal light valve) of a projection display device (projector) described later.
まず、第1の実施形態に係る電気光学装置としての液晶装置について、図1および図2を参照して説明する。図1は、第1の実施形態に係る液晶装置の構成を示す概略図である。詳しくは、図1(a)は液晶装置の構成を示す概略平面図であり、図1(b)は図1(a)のH−H’線に沿った概略断面図である。また、図2は、第1の実施形態に係る液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。 First, a liquid crystal device as an electro-optical device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the configuration of the liquid crystal device according to the first embodiment. Specifically, FIG. 1A is a schematic plan view showing the configuration of the liquid crystal device, and FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along the line H-H ′ of FIG. FIG. 2 is an equivalent circuit diagram showing an electrical configuration of the liquid crystal device according to the first embodiment.
図1(a)および(b)に示すように、第1の実施形態に係る液晶装置1は、第1基板としての素子基板20と、素子基板20に対向配置された第2基板としての対向基板30と、素子基板20と対向基板30との間に配置された電気光学物質層としての液晶層40とを備えている。本実施形態では、素子基板20が本発明の電気光学装置用基板に相当する。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
液晶装置1は、例えば、TN(Twisted Nematic)モードやVA(Vertical Alignment)モードで動作する。液晶装置1は、素子基板20側から入射した光を変調して対向基板30側に射出する透過型の液晶装置である。
The
図1(a)および(b)に示すように、素子基板20は対向基板30よりも一回り大きく、両基板は、額縁状に配置されたシール材42を介して接合されている。液晶層40は、素子基板20と対向基板30とシール材42とによって囲まれた空間に封入された、電気光学物質としての正または負の誘電異方性を有する液晶で構成されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
シール材42は、例えば熱硬化性または紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤からなる。シール材42には、素子基板20と対向基板30との間隔を一定に保持するためのスペーサー(図示省略)が混入されている。額縁状に配置されたシール材42の内側には、対向基板30に設けられた額縁状の遮光層32が配置されている。遮光層32は、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなる。
The sealing
遮光層32の内側は、複数の画素Pが配列された表示領域Eとなっている。表示領域Eは、液晶装置1において実質的に表示に寄与する領域である。なお、図1(a),(b)では図示を省略したが、表示領域E内においても、複数の画素Pを平面的に区画する遮光部(図3に示す非開口領域D2)が、格子状に設けられている。
Inside the
素子基板20の1辺部のシール材42の外側には、1辺部に沿ってデータ線駆動回路51および複数の外部接続端子54が設けられている。また、その1辺部に対向する他の1辺部に沿ったシール材42の内側には、検査回路53が設けられている。さらに、これらの2辺部と直交し互いに対向する他の2辺部に沿ったシール材42の内側には、走査線駆動回路52が設けられている。
A data
検査回路53が設けられた1辺部のシール材42の内側には、2つの走査線駆動回路52を繋ぐ複数の配線55が設けられている。これらデータ線駆動回路51、走査線駆動回路52に繋がる配線は、複数の外部接続端子54に接続されている。また、対向基板30の角部には、素子基板20と対向基板30との間で電気的導通をとるための上下導通部56が設けられている。なお、検査回路53の配置はこれに限定されず、データ線駆動回路51と表示領域Eとの間のシール材42の内側に沿った位置に設けてもよい。
A plurality of
以下の説明では、データ線駆動回路51が設けられた1辺部に沿った方向をX方向とし、この1辺部と直交し互いに対向する他の2辺部に沿った方向をY方向とする。図1(a)のH−H’線の方向は、Y方向に沿った方向である。また、X方向およびY方向と直交し図1(b)における上方に向かう方向をZ方向とする。なお、本明細書では、液晶装置1の対向基板30の表面の法線方向(Z方向)から見ることを「平面視」という。
In the following description, the direction along one side where the data line driving
図1(b)に示すように、素子基板20の液晶層40側には、画素P毎に設けられたスイッチング素子としてのTFT24(図2参照)と、光透過性を有する画素電極28と、信号配線(図示しない)と、画素電極28を覆う配向膜29とが設けられている。画素電極28は、ITO(Indium Tin Oxide)やIZO(Indium Zinc Oxide)などの光透過性を有する導電膜からなる。また、素子基板20には、後述する反射部としてのプリズム15(図4参照)が設けられている。
As shown in FIG. 1B, on the
対向基板30の液晶層40側には、遮光層32と、平坦化層33と、共通電極34と、共通電極34を覆う配向膜35とが設けられている。
A
遮光層32は、図1(a)および(b)に示すように、平面的に走査線駆動回路52、複数の配線55や検査回路53と重なる位置に額縁状に設けられている。遮光層32は、対向基板30側から入射する光を遮蔽して、これらの駆動回路を含む周辺回路の光による誤動作を防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が表示領域Eに入射しないように遮蔽して、表示領域Eの表示における高いコントラストを確保している。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
図1(b)に示す平坦化層33は、遮光層32を覆うように形成されている。平坦化層33は、例えばシリコン酸化膜(SiO2)などの光透過性を有する絶縁膜で形成されている。平坦化層33は、遮光層32などに起因する凹凸を緩和し、共通電極34が形成される液晶層40側の面が平坦となるように設けられている。平坦化層33の形成方法としては、例えば、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法などを用いて成膜する方法が挙げられる。
The
共通電極34は、例えばITO(Indium Tin Oxide)やIZO(Indium Zinc Oxide)などの光透過性を有する導電膜からなり、平坦化層33を覆うとともに、図1(a)に示すように対向基板30の四隅に設けられた上下導通部56により素子基板20側の配線に電気的に接続されている。
The
配向膜29および配向膜35は、液晶装置1の光学設計に基づいて選定される。配向膜29および配向膜35は、例えば、ポリイミドなどの有機材料を成膜して、その表面をラビングすることにより、液晶分子に対して略水平配向処理が施されたものや、SiOx(酸化シリコン)などの無機材料を気相成長法を用いて成膜して、液晶分子に対して略垂直配向させたものが挙げられる。
The
液晶層40を構成する液晶は、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、階調表示を可能とする。例えば、ノーマリーホワイトモードの場合、各画素Pの単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少する。ノーマリーブラックモードの場合、各画素Pの単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加し、全体として液晶装置1からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が射出される。
The liquid crystal constituting the
図2に示すように、表示領域Eには、走査線2とデータ線3とが互いに絶縁され交差するように形成されている。走査線2が延在する方向がX方向であり、データ線3が延在する方向がY方向である。画素Pは、走査線2とデータ線3との交差に対応して設けられている。画素Pのそれぞれには、画素電極28と、スイッチング素子としてのTFT24(Thin Film Transistor:薄膜トランジスター)とが設けられている。
As shown in FIG. 2, in the display area E, the
TFT24のソース電極(図示しない)は、データ線駆動回路51から延在するデータ線3に電気的に接続されている。データ線3には、データ線駆動回路51(図1参照)から画像信号(データ信号)S1、S2、…、Snが線順次で供給される。TFT24のゲート電極(図示しない)は、走査線駆動回路52から延在する走査線2の一部である。走査線2には、走査線駆動回路52から走査信号G1、G2、…、Gmが線順次で供給される。TFT24のドレイン電極(図示しない)は、画素電極28に電気的に接続されている。
A source electrode (not shown) of the
画像信号S1、S2、…、Snは、TFT24を一定期間だけオン状態とすることにより、データ線3を介して画素電極28に所定のタイミングで書き込まれる。このようにして画素電極28を介して液晶層40に書き込まれた所定レベルの画像信号は、対向基板30に設けられた共通電極34(図1(b)参照)との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。
The image signals S1, S2,..., Sn are written to the
なお、保持された画像信号S1、S2、…、Snがリークするのを防止するため、データ線3に沿って平行するように形成された容量線4と画素電極28との間に蓄積容量5が形成され、液晶容量と並列に配置されている。このように、各画素Pの液晶に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルにより液晶の配向状態が変化する。これにより、液晶層40(図4参照)に入射した光が変調されて階調表示が可能となる。
In order to prevent leakage of the held
次に、画素Pの平面的な配置とプリズム15の構造について、図3および図4を参照して説明する。図3は、画素の配置を示す概略平面図である。図4は、画素およびプリズム(反射部)の構造を示す概略断面図である。詳しくは、図4は、図3のA−A’線に沿った概略断面図である。
Next, the planar arrangement of the pixels P and the structure of the
図3に示すように、画素Pは、表示領域Eに、X方向およびY方向にマトリックス状に配置されている。表示領域Eにおいて、遮光部により光が遮蔽された領域を非開口領域D2という。非開口領域D2は、X方向とY方向とに延在する格子状に設けられている。また、非開口領域D2に囲まれた光が透過する領域を、開口領域D1という。非開口領域D2により、平面視で四角形(略正方形)に区画された開口領域D1が、画素Pの領域(画素領域)である。 As shown in FIG. 3, the pixels P are arranged in a matrix in the display area E in the X direction and the Y direction. In the display area E, an area where light is shielded by the light shielding portion is referred to as a non-opening area D2. The non-opening region D2 is provided in a lattice shape extending in the X direction and the Y direction. In addition, a region that transmits light surrounded by the non-opening region D2 is referred to as an opening region D1. An opening area D1 divided into a quadrangle (substantially square) in plan view by the non-opening area D2 is an area (pixel area) of the pixel P.
X方向に延在する非開口領域D2には、走査線2(図2参照)が設けられている。また、Y方向に延在する非開口領域D2には、データ線3(図2参照)が設けられている。走査線2およびデータ線3は、遮光性の導電材料で形成されており、これらによって液晶装置1の遮光部が構成される。なお、対向基板30の遮光層32を、非開口領域D2に重なるように格子状に設けて、遮光部の一部としてもよい。
A scanning line 2 (see FIG. 2) is provided in the non-opening region D2 extending in the X direction. A data line 3 (see FIG. 2) is provided in the non-opening region D2 extending in the Y direction. The
素子基板20に設けられた画素電極28は、平面視で四角形(略正方形)であり、外縁部が非開口領域D2に平面的に重なるように配置されている。本実施形態では、非開口領域D2の幅は、X方向およびY方向において同じ幅に設定されている。また、非開口領域D2には、素子基板20に設けられた溝12(プリズム15)が配置されている。
The
図3においては図示を省略したが、非開口領域D2の交差部付近には、画素P毎にTFT24が配置されている。TFT24を非開口領域D2に配置することにより、TFT24への光の入射が抑制される。
Although not shown in FIG. 3, a
図4に示すように、素子基板20は、基板11と、溝12で構成される反射部としてのプリズム15と、第1の層としての封止層10と、走査線2と、絶縁層23と、TFT24と、絶縁層25と、データ線3と、絶縁層27と、画素電極28と、配向膜29と、第2の層としての透明層17とを備えている。基板11は、例えばガラスや石英などの光透過性を有する材料からなる。
As shown in FIG. 4, the
プリズム15は、基板11の第1面11a側に形成された溝12を有している。溝12は、液晶層40に向かって開くように、断面視でV字状に形成されている。溝12の断面は、第1面11aに開口する開口部12cを底辺とし、V字状の2つの傾斜面12aを2辺とする略二等辺三角形形状をなしている。溝12の内部は、中空状態の中空部12bとなっている。
The
溝12は、平面視で、非開口領域D2に重なるように形成されている。すなわち、溝12は、平面視で格子状に形成されており、X方向においては走査線2(図2参照)に重なり、Y方向においてはデータ線3(図2参照)に重なるように配置されている。
The
溝12の略二等辺三角形形状の頂点は、非開口領域D2の幅方向の中心に位置している。溝12の幅(略二等辺三角形形状の底辺の長さ)は、非開口領域D2の幅と同じか、あるいはやや幅広に設定されている。本実施形態では、溝12の幅は、例えば、1μm〜2μm程度である。溝12の深さ(Z方向における長さ)は、例えば、20μm〜30μm程度である。
The apex of the substantially isosceles triangle shape of the
封止層10は、第1封止層13と、第2封止層14と、第3封止層16との3層が積層されて構成されている。
The
第1封止層13は、基板11の第1面11aを覆い、溝12の開口部12cを塞ぐように形成されている。第1封止層13は、溝12に対してオーバーハング状態であり、例えば、溝12の開口部12cから内部に入り込まないように形成されている。なお、第1封止層13は、開口部12cから僅かに(例えば、1μm程度まで)溝12の内部に入り込んで形成されていてもよい。
The
第1封止層13には、溝12の開口部12cと重なる位置に、開口部12cよりも小さな開口部を有し中空部12bに連通する貫通孔13aが設けられている。貫通孔13aは、平面視で、格子状の非開口領域D2の交差部に配置されている(図3参照)。貫通孔13aの平面形状は、例えば円形であるが、他の形状であってもよい。
The
第2封止層14は、第1封止層13を覆って形成され、貫通孔13aを塞いでいる。第3封止層16は、第2封止層14を覆って形成されている。第3封止層16は、下層の溝12や貫通孔13aに起因する第2封止層14表面の凹凸を緩和する平坦化層の役割を持つ。第1封止層13、第2封止層14、および第3封止層16は、シリコン酸化膜(SiO2)などの光透過性を有する絶縁膜で形成されている。
The
溝12は封止層10によって封止されており、溝12の内部に中空状態の中空部12bを構成している。中空部12bは、例えば、真空に近い状態となっている。プリズム15は、基板11の第1面11aとは反対側の第2面11bから入射する光を、基板11と溝12との境界面(傾斜面12a)において、液晶層40側に向けて反射する。なお、中空部12bは、空気層となっていてもよい。
The
走査線2は、封止層10上に形成されている。走査線2は、例えば、Al(アルミニウム)、Mo(モリブデン)、W(タングステン)、Ti(チタン)、Ta(タンタル)、Cr(クロム)などの金属材料の少なくとも一つを含む金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、ナイトライド、あるいはこれらを積層したものからなり、遮光性を有している。
The
絶縁層23は、封止層10と走査線2とを覆うように設けられている。絶縁層23は、例えばシリコン酸化膜(SiO2)などの光透過性を有する絶縁膜で形成されている。絶縁層23上には、TFT24の半導体層24aが形成されている。TFT24は、画素電極28を駆動するスイッチング素子である。TFT24は、半導体層24aと、図示しないゲート電極、ソース電極、およびドレイン電極とで構成されている。
The insulating
半導体層24aは、例えば、多結晶シリコン膜からなり、島状に形成されている。半導体層24aには、不純物イオンが注入されて、ソース領域、チャネル領域、およびドレイン領域が形成されている。チャネル領域とソース領域、または、チャネル領域とドレイン領域との間には、LDD(Lightly Doped Drain)領域が形成されていてもよい。
The
ゲート電極は、平面視で半導体層24aのチャネル領域と重なる領域に絶縁層25の一部(ゲート絶縁膜)を介して形成されている。図示を省略するが、ゲート電極は、下層側に配置された走査線2にコンタクトホールを介して電気的に接続されており、走査信号が印加されることによってTFT24をオン/オフ制御している。
The gate electrode is formed through a part (gate insulating film) of the insulating
なお、TFT24の構造としては、このような所謂トップゲート構造に限らず、絶縁層23を介して半導体層のチャネル領域と重なり合った走査線2の部分がゲート電極として機能する、所謂ボトムゲート構造を採用してもよい。
The structure of the
絶縁層25は、絶縁層23とTFT24とを覆うように設けられている。絶縁層25は、例えばシリコン酸化膜(SiO2)などの光透過性を有する絶縁膜で形成されている。絶縁層25は、TFT24の半導体層24aとゲート電極との間を絶縁するゲート絶縁膜を含む。絶縁層25により、TFT24によって生じる表面の凹凸が緩和される。
The insulating
絶縁層25上には、データ線3が設けられている。データ線3は、走査線2と同様の材料で形成され、遮光性を有している。TFT24は、遮光性を有する走査線2およびデータ線3との間に挟まれるように配置されている。これにより、TFT24の半導体層24aに光が入射することによりスイッチング動作が不安定になることを抑制している。なお、遮光部として、走査線2およびデータ線3の他に、遮光性の材料で形成された遮光層を、TFT24の下層および上層の少なくとも一方に別途設ける構成としてもよい。
A
なお、図示を省略するが、絶縁層25上には、データ線3と配線層を異ならせて容量線4が設けられている。絶縁層25とデータ線3と容量線4とを覆うように、絶縁層27が設けられている。絶縁層27は、例えばシリコン酸化膜(SiO2)などの光透過性を有する絶縁膜で形成されている。
Although not shown, the
画素電極28は、絶縁層27上に、画素Pに対応して設けられている。画素電極28は、平面視で開口領域D1に重なるように配置されている。画素電極28は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)やIZO(Indium Zinc Oxide)などの光透過性を有する導電膜からなる。画素電極28は、絶縁層25や絶縁層27に設けられたコンタクトホール(図示しない)を介して、TFT24の半導体層24aにおけるドレイン領域に電気的に接続されている。配向膜29は、画素電極28を覆うように設けられている。
The
透明層17は、基板11の第2面11bを覆うように設けられている。透明層17は、シリコン酸化膜(SiO2)などの光透過性を有する絶縁膜で形成されている。
The
対向基板30は、基板31と、遮光層32(図1(b)参照)と、平坦化層33と、共通電極34と、配向膜35とを備えている。基板31は、例えばガラスや石英などの光透過性を有する材料からなる。
The
<プリズムの作用>
続いて、図4を参照して、液晶装置1に入射した光がどのように集光され射出されるかについて説明する。液晶装置1において、素子基板20側から入射した光は、液晶層40によって画素P毎に光変調された後、対向基板30側に射出される。ここで、液晶装置1には、様々な入射角度の光が入射する。例えば、画素Pの領域(開口領域D1)の平面的な中心を通過する光軸に沿って入射した入射光L1は、そのまま画素Pの領域内で直進し、液晶層40を通過して対向基板30側に射出される。
<Operation of prism>
Next, how the light incident on the
一方、入射光L1よりも外側から入射した入射光L2は、そのまま直進した場合、画素Pの領域(開口領域D1)から外れて遮光部(走査線2)で遮光されてしまう。液晶装置1では、このような入射光L2を、プリズム15で反射させることにより画素Pの領域に向かわせる。このように、液晶装置1では、プリズム15により入射光を画素Pの領域に向けて効率よく導くので、入射光の利用効率を高めることができる。
On the other hand, when the incident light L2 incident from the outside of the incident light L1 travels straight as it is, the incident light L2 deviates from the region of the pixel P (opening region D1) and is shielded by the light shielding portion (scanning line 2). In the
プリズム15は、入射光を基板11と溝12との境界面(傾斜面12a)において全反射させる機能を有する。入射光を全反射させるため、プリズム15の光学条件として、基板11の屈折率をR1とし、中空部12bの屈折率をR2とし、傾斜面12aの法線に対する入射光の入射角度をθとした場合、R1>R2、かつ、sinθ>R2/R1を満たす必要がある。
The
例えば、基板11の材料として石英を用いている場合、基板11の屈折率R1は1.46であるので、中空部12bの屈折率R2は、例えば1.4以下であればよい。本実施形態では、中空部12bが真空に近い状態であるので、基板11の屈折率R1に対して中空部12bの屈折率R2は極めて小さくなる。したがって、入射角度θの広い角度範囲にわたって、入射光を傾斜面12aで全反射させることができる。
For example, when quartz is used as the material of the
プリズム15の傾斜面12aが、基板11の第2面11bの法線方向となす角度の設計については、入射光の角度分布や、後述するプロジェクター100の投射レンズ117(図9参照)の取り込み角度(F値)などに基づいて決定される。本実施形態では、傾斜面12aが基板11の第2面11bの法線方向となす角度は、例えば、1°〜3°程度である。
Regarding the design of the angle formed by the
なお、液晶装置1における素子基板20や対向基板30には、屈折率が異なる絶縁膜や導電膜などが存在し、入射光はこれらの絶縁膜や導電膜と液晶層40とを透過する。したがって、プリズム15の光学条件として、液晶装置1の構成において最も光の利用効率が高くなる光学条件を見出すことが望ましい。また、プリズム15における溝12の深さ、開口部12cの幅、および傾斜面12aの角度は、最も光の利用効率が高くなる光学条件に基づいて決定されることが望ましい。
The
<電気光学装置用基板の製造方法>
次に、第1の実施形態に係る電気光学装置用基板としての素子基板20の製造方法について、図5、図6、図7、および図8を参照して説明する。図5、図6、図7、および図8は、第1の実施形態に係る電気光学装置用基板の製造方法を示す概略断面図である。なお、図5、図6、図7、および図8の各図は、図3のA−A’線に沿った概略断面図に相当する。
<Method for Manufacturing Electro-Optical Device Substrate>
Next, a manufacturing method of the
なお、図示しないが、素子基板20の製造工程では、素子基板20を複数枚取りできる大型の基板(マザー基板)で加工が行われ、最終的にそのマザー基板を切断して個片化することにより、複数の素子基板20が得られる。したがって、以下に説明する各工程では個片化する前のマザー基板の状態で加工が行われるが、ここでは、マザー基板の中の個別の素子基板20に対する加工について説明する。
Although not shown, in the manufacturing process of the
まず、図5(a)に示すように、石英などからなる光透過性を有する基板11の第1面11aに、マスク層71を形成する。マスク層71としては、次の工程で形成する溝12を深く形成するため、例えば、W(タングステン)やWSi(タングステンシリサイド)などの金属材料からなるハードマスクを用いることが好ましい。そして、マスク層71に、フォトリソグラフィ技術を用いて開口部71aを形成する。開口部71aは、非開口領域D2に対応して形成される。これにより、基板11の第1面11aのうち非開口領域D2が露出し、開口領域D1はマスク層71で覆われる。
First, as shown in FIG. 5A, a
次に、マスク層71の開口部71aを介して、基板11にエッチング処理を施す。これにより、図5(b)に示すように、基板11の第1面11aに、開口部12cと傾斜面12aとを有する溝12が形成される。溝12は、非開口領域D2に対応して形成される。エッチング処理としては、例えば、高密度プラズマを形成可能なICP(ICP-RIE/Inductive Coupled Plasma-RIE)ドライエッチング装置によるドライエッチングなどを用いる。
Next, the
エッチングガスとしては、例えば、フッ素系ガスに酸素や一酸化炭素等を混合したガスを用いる。例えば、基板11とマスク層71とのエッチング選択比を4以上:1とすると、マスク層71の厚さに対して4倍以上の深さを有する断面V字形状の溝12を形成できる。溝12を形成した後、基板11からマスク層71を除去する。
As an etching gas, for example, a gas in which oxygen, carbon monoxide, or the like is mixed with a fluorine-based gas is used. For example, when the etching selectivity between the
次に、図5(c)に示すように、基板11の第1面11aを覆い、溝12の内部を埋めて開口部12cを塞ぐ犠牲層72を形成する。犠牲層72の材料としては、例えば、シリコンを用いることができる。犠牲層72を形成する方法としては、例えば、CVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いることができる。なお、犠牲層72の材料として樹脂材料を用い、スピンコート法などにより塗布して犠牲層72を形成してもよい。
Next, as shown in FIG. 5C, a
次に、図6(a)に示すように、犠牲層72のうちの溝12の内部よりも外側の部分、すなわち図6(a)における第1面11aよりも上方の部分を除去する。犠牲層72の上方の部分を除去する方法としては、例えば、化学機械研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)処理が挙げられるが、ドライエッチングを用いてもよいし、CMP処理を施した後ドライエッチングを施すこととしてもよい。これにより、犠牲層72のうちの、第1面11aよりも上方の部分が除去され、溝12の内部を埋める部分が残される。
Next, as shown in FIG. 6A, a portion of the
なお、この工程において犠牲層72の上方の部分を除去する際、基板11の第1面11aが僅かに研磨またはエッチングされるまでCMP処理やドライエッチングを施すこととしてもよい。このようにすれば、溝12の開口部12cが傾斜面12aに対してY方向における外側に広がって形成されている場合に、開口部12cの広がった部分を除去して溝12の断面をV字形状とすることができる。
In this step, when the portion above the
また、基板11の第1面11aが僅かにエッチングされるまでドライエッチングを施す場合、図6(a)に2点鎖線で示すように、溝12の内部を埋める犠牲層72の上面が第1面11aよりも僅かに低く窪んで、第1面11aと犠牲層72との間に段差が生じてもよい。このようにすれば、第1面11aと犠牲層72との僅かな段差により、平面視で溝12を視認しやすくなるので、例えば、素子基板20と対向基板30とを貼り合わせる工程などで、溝12を位置合わせの基準とすることができる。
Further, when dry etching is performed until the
次に、図6(b)に示すように、基板11の第1面11aおよび犠牲層72(溝12)を覆うように第1封止層13を形成する。第1封止層13は、例えば、TEOS(テトラエトキシシラン:Si(OC2H5)4)を用いた減圧CVD法や、テトラエトキシシランと酸素ガスとを用いたプラズマCVD法などにより形成したSiO2などのシリコン酸化膜で構成される。このとき、図6(a)に2点鎖線で示すように、第1面11aと犠牲層72との間に段差があると、溝12の開口部12cにおける基板11と第1封止層13との接触面積を大きくできる。
Next, as shown in FIG. 6B, the
次に、図6(c)に示すように、第1封止層13の犠牲層72(溝12)と重なる位置に、犠牲層72に到達する貫通孔13aを形成する。貫通孔13aは、フォトリソグラフィ法などにより、その開口部の径が溝12の開口部12cのY方向における幅よりも小さくなるように形成する。これにより、貫通孔13a内に、犠牲層72が露出する。
Next, as illustrated in FIG. 6C, a through
次に、図7(a)に示すように、溝12の内部に埋め込まれた犠牲層72を除去する。この工程では、第1封止層13の貫通孔13aを介して、例えば、三フッ化塩素(ClF3)や二フッ化キセノン(XeF2)などのフッ素系ガスをエッチングガスとするドライエッチング処理を施す。これにより、犠牲層72が選択的にエッチングされて溝12の内部から除去される。
Next, as shown in FIG. 7A, the
次に、図7(b)に示すように、第1封止層13を覆うとともに貫通孔13aを塞ぐ第2封止層14を形成する。第2封止層14は、例えば、第1封止層形成工程と同様に減圧CVD法などを用いてSiO2などのシリコン酸化膜で形成する。これにより、第1封止層13の貫通孔13aが塞がれ、溝12の内部が中空状態で封止されて中空部12bが形成される。これにより、基板11にプリズム15が形成される。
Next, as shown in FIG. 7B, a
本実施形態では、第2封止層14の形成が真空に近い状態に減圧された雰囲気中で行われるため、貫通孔13aを覆って第2封止層14が形成されると、プリズム15(溝12)の中空部12bは真空に近い状態で封止される。このように、プリズム15の中空部12bは第2封止層14を形成する雰囲気と同じ状態となるため、第2封止層14を空気中で形成すれば、中空部12bは空気層となる。
In the present embodiment, since the
次に、図7(c)に示すように、第2封止層14を覆う第3封止層16を形成する。第3封止層16は、例えば、第1封止層形成工程と同様に減圧CVD法などを用いてSiO2などのシリコン酸化膜で形成する。そして、例えば、CMP処理を施すことなどにより、第3封止層16の表面を平坦化する。これにより、第1封止層13と、第2封止層14と、第3封止層16とで封止層10が構成される。封止層10の層厚は、例えば、3μm〜4μm程度である。
Next, as shown in FIG. 7C, a
次に、図8(a)に示すように、基板11の上下(Z方向)を反転させて、基板11の第2面11bを覆うように、透明層17を形成する。透明層17は、例えば、封止層10と同じ材料で同じ方法により形成する。
Next, as illustrated in FIG. 8A, the
透明層17は、後述するTFT24を形成する工程において、基板11と封止層10との線膨張係数の違いに起因して基板11の第1面11a側に生じる応力を緩和し、基板11の反りを抑えるためのものである。また、透明層17を形成する工程以前に、基板11が設備や治具に接触することなどにより第2面11bに傷ができてしまった場合、第2面11bを覆う透明層17によりその傷を埋めることができる。
The
なお、透明層17の線膨張係数は、封止層10の線膨張係数と略同一であることが好ましい。本実施形態では、透明層17を封止層10と同じ材料で同じ方法により形成するので、透明層17の線膨張係数は封止層10の線膨張係数と略同一となる。また、透明層17は、封止層10と略同一の層厚で形成することが好ましい。
The linear expansion coefficient of the
次に、図8(b)に示すように、基板11の上下(Z方向)を再度反転させて、封止層10上に、TFT24を公知の半導体プロセスにより形成する。より具体的には、まず、走査線2を、非開口領域D2におけるX方向(図3参照)に沿って、封止層10(第3封止層16)上に形成する。続いて、封止層10と走査線2とを覆うように絶縁層23を形成する。
Next, as shown in FIG. 8B, the
続いて、絶縁層23上にTFT24の半導体層24aを、非開口領域D2において平面視で走査線2の一部に重なるように形成する。そして、平面視で半導体層24aのチャネル領域と重なる領域に、ゲート絶縁膜(絶縁層25の一部)を介して、TFT24のゲート電極を形成し、TFT24と絶縁層23とを覆うように絶縁層25を形成する。続いて、非開口領域D2におけるY方向(図3参照)に沿って、絶縁層25上にデータ線3を形成する。
Subsequently, the
この結果、TFT24が、基板11上に平面視でプリズム15(溝12)と重なるように形成される。これにより、基板11の第2面11b側からTFT24に向かう光をプリズム15によって遮ることができるので、TFT24に対する遮光性を高めることができる。
As a result, the
多結晶シリコン膜からなる半導体層24aを有するTFT24を形成する半導体プロセスにおいては、プリズム15が形成された基板11が、例えば900℃を超えるような高温加熱や冷却などの温度変化に晒される。そのため、基板11と封止層10との線膨張係数の違いに起因して、基板11の第1面11a側に引張り応力や収縮応力が生じる。
In a semiconductor process for forming the
ここで、基板11の第2面11bに透明層17が形成されていない場合は、第1面11a側に生じる応力と第2面11b側に生じる応力との差異により、基板11に反りが発生することとなる。プリズム15が形成された基板11に反りが発生すると、溝12の内部が中空となっているため、応力が集中しやすい溝12上の位置において、第1面11a上に溝12を塞ぐように形成された封止層10にクラックが入ってしまうおそれがある。
Here, when the
本実施形態では、基板11の第2面11bに透明層17が形成されているので、基板11の第1面11a側に引張り応力や収縮応力が生じると、第2面11b側にも第1面11a側と同様の応力が生じる。そのため、透明層17が形成されていない場合に比べて、第1面11a側に生じる応力と第2面11b側に生じる応力との差異が小さくなるので、基板11の反りが抑えられる。これにより、封止層10にクラックが入ることを抑止できる。
In the present embodiment, since the
また、透明層17を封止層10と同じ材料で形成するので、透明層17の線膨張係数と封止層10の線膨張係数とが略同一となる。そのため、基板11の第1面11a側に生じる応力と基板11の第2面11b側に生じる応力との差異がより小さくなるので、基板11の反りを効果的に抑えることができる。さらに、透明層17を封止層10と略同一の層厚で形成すれば、基板11の第1面11a側に生じる応力と基板11の第2面11b側に生じる応力との差異がさらに小さくなるので、基板11の反りをより一層効果的に抑えることができる。
Further, since the
なお、透明層17は、TFT24を形成する工程の後も除去せず、素子基板20完成後も基板11の第2面11b上に残すものとする。例えば、基板11の材料を石英とし透明層17をSiO2で形成すれば、透明層17は、半導体プロセスにおいて高温に晒されることにより組成が変化して、基板11とほぼ同質のものとなる。
The
次に、図8(b)に示すように、絶縁層27上に画素電極28を形成する。そして、絶縁層27と画素電極28とを覆うように配向膜29(図4参照)を形成することにより、素子基板20を製造することができる。
Next, as shown in FIG. 8B, the
対向基板30は、図4に示すように、基板31上に遮光層32(図1参照)を形成し、基板31と遮光層32とを覆う平坦化層33を形成し、平坦化層33上に共通電極34と配向膜35とを順次形成することで得られる。
As shown in FIG. 4, the
その後、素子基板20と対向基板30とを、液晶層40を間に挟んで画素電極28と共通電極34とが対向するように配置し、例えばシール材42(図1参照)によって貼り合わせることにより、液晶装置1が完成する。
Thereafter, the
以上説明したように、第1の実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。 As described above, according to the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1)TFT24を形成する工程よりも前に、封止層10が形成された基板11の第1面11aとは反対側の第2面11bに透明層17を形成する。そのため、TFT24を形成する工程において高温加熱や冷却などの温度変化に晒されることにより、基板11と封止層10との線膨張係数の違いに起因して基板11の第1面11a側に生じる応力が、基板11と透明層17との線膨張係数の違いに起因して第2面11b側に生じる応力によって緩和される。これにより、透明層17が形成されていない場合に比べて、TFT24を形成する工程における基板11の反りが抑えられるので、基板11の第1面11aを覆って溝12の開口部12cを塞ぐ封止層10にクラックが入ることを抑止できる。この結果、素子基板20の製造における歩留りと品質の向上を図ることができる。
(1) Before the step of forming the
(2)透明層17の線膨張係数を封止層10の線膨張係数と略同一とすることで、基板11が高温加熱や冷却などの温度変化に晒された場合における封止層10が膨張または収縮する度合いは、透明層17が膨張または収縮する度合いに近いものとなる。これにより、基板11の第1面11a側に生じる応力と基板11の第2面11b側に生じる応力との差異が小さくなるので、基板11の反りを効果的に抑えることができる。
(2) By making the linear expansion coefficient of the
(3)透明層17の層厚を封止層10の層厚と略同一とすることで、基板11が高温加熱や冷却などの温度変化に晒された場合における封止層10が膨張または収縮する度合いは、透明層17が膨張または収縮する度合いにより近いものとなる。これにより、基板11の第1面11a側に生じる応力と基板11の第2面11b側に生じる応力との差異がより小さくなるので、基板11の反りをより効果的に抑えることができる。
(3) By making the layer thickness of the
(4)基板11の第1面11aに形成した溝12の内部を埋める犠牲層72を形成した後、第1面11aおよび犠牲層72を第1封止層13で覆うので、溝12の内部への第1封止層13の入り込みが抑えられる。そして、第1封止層13の貫通孔13aを介して犠牲層72を除去した後、第1封止層13を覆って形成する第2封止層14で溝12の開口部12cよりも小さな開口部を有する貫通孔13aを塞ぐので、容易に貫通孔13aを第2封止層14で塞ぐことができる。これにより、溝12の開口部12cをより確実に塞ぎながら溝12の内部を中空とすることができるので、プリズム15の反射面として機能する部分である傾斜面12aをより大きくできる。さらに、第2封止層14を覆って形成する第3封止層16により、封止層10の表面を平坦化できる。
(4) Since the
(第2の実施形態)
<電子機器>
次に、第2の実施形態に係る電子機器について図9を参照して説明する。図9は、第2の実施形態に係る電子機器としてのプロジェクターの構成を示す概略図である。
(Second Embodiment)
<Electronic equipment>
Next, an electronic apparatus according to a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a configuration of a projector as an electronic apparatus according to the second embodiment.
図9に示すように、第2の実施形態に係る電子機器としてのプロジェクター(投射型表示装置)100は、偏光照明装置110と、光分離素子としての2つのダイクロイックミラー104,105と、3つの反射ミラー106,107,108と、5つのリレーレンズ111,112,113,114,115と、3つの液晶ライトバルブ121,122,123と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム116と、投射レンズ117とを備えている。
As shown in FIG. 9, a projector (projection display device) 100 as an electronic apparatus according to the second embodiment includes a
偏光照明装置110は、例えば超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源からなる光源としてのランプユニット101と、インテグレーターレンズ102と、偏光変換素子103とを備えている。ランプユニット101と、インテグレーターレンズ102と、偏光変換素子103とは、システム光軸Lに沿って配置されている。
The
ダイクロイックミラー104は、偏光照明装置110から射出された偏光光束のうち、赤色光(R)を反射させ、緑色光(G)と青色光(B)とを透過させる。もう1つのダイクロイックミラー105は、ダイクロイックミラー104を透過した緑色光(G)を反射させ、青色光(B)を透過させる。
The
ダイクロイックミラー104で反射した赤色光(R)は、反射ミラー106で反射した後にリレーレンズ115を経由して液晶ライトバルブ121に入射する。ダイクロイックミラー105で反射した緑色光(G)は、リレーレンズ114を経由して液晶ライトバルブ122に入射する。ダイクロイックミラー105を透過した青色光(B)は、3つのリレーレンズ111,112,113と2つの反射ミラー107,108とで構成される導光系を経由して液晶ライトバルブ123に入射する。
The red light (R) reflected by the
光変調素子としての透過型の液晶ライトバルブ121,122,123は、クロスダイクロイックプリズム116の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ121,122,123に入射した色光は、映像情報(映像信号)に基づいて変調され、クロスダイクロイックプリズム116に向けて射出される。
The transmissive liquid crystal
クロスダイクロイックプリズム116は、4つの直角プリズムが貼り合わされて構成されており、その内面には赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が合成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ117によってスクリーン130上に投射され、画像が拡大されて表示される。
The cross
液晶ライトバルブ121は、第1の実施形態に係る電気光学装置用基板の製造方法で製造された素子基板20を有する液晶装置1が適用されたものである。液晶ライトバルブ121は、色光の入射側と射出側とにおいてクロスニコルに配置された一対の偏光素子の間に隙間を置いて配置されている。他の液晶ライトバルブ122,123も同様である。
The liquid crystal
第2の実施形態に係るプロジェクター100の構成によれば、複数の画素Pが高精細に配置されていても、入射光の利用効率が向上するプリズム15が設けられた素子基板20を有する液晶装置1を備えているので、品質が高く明るいプロジェクター100を提供することができる。
According to the configuration of the
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。変形例としては、例えば、以下のようなものが考えられる。 The above-described embodiments merely show one aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied within the scope of the present invention. As modifications, for example, the following can be considered.
(変形例1)
上記実施形態に係る電気光学装置用基板の製造方法は、透明層17を封止層10と同じ材料で形成する構成であったが、本発明はこのような形態に限定されない。透明層17は、光透過性を有しており、基板11の第1面11a側に生じる応力と基板11の第2面11b側に生じる応力との差異を小さくできるものであれば、封止層10と異なる材料で形成したものであってもよい。例えば、形成された透明層17の線膨張係数が封止層10の線膨張係数とは異なる場合であっても、基板11の第1面11a側に生じる応力と第2面11b側に生じる応力との差異が小さくなるように透明層17の層厚を適宜設定すればよい。また、形成された透明層17の屈折率が基板11の屈折率よりも低くなる構成であると、透明層17が形成された第2面11b側に入射する光の反射を低減することができる。
(Modification 1)
The method for manufacturing the substrate for an electro-optical device according to the above embodiment has a configuration in which the
(変形例2)
上記実施形態に係る電気光学装置用基板の製造方法は、透明層17を形成する工程を個別に有していたが、本発明はこのような形態に限定されない。電気光学装置用基板の製造方法は、第1封止層13を形成する工程、第2封止層14を形成する工程、および第3封止層16を形成する工程の少なくとも一つの工程において、透明層17も一緒に形成する構成であってもよい。例えば、第1封止層13を形成する工程、第2封止層14を形成する工程、および第3封止層16を形成する工程のそれぞれにおいて基板11の第2面11b側にも略同一の層厚を有する層を形成し、それらの3つの層で透明層17を構成してもよい。このような構成にすれば、容易に、透明層17の線膨張係数を封止層10の線膨張係数と略同一とし、透明層17の層厚を封止層10の層厚と略同一とすることができる。
(Modification 2)
Although the method for manufacturing the substrate for an electro-optical device according to the above embodiment has the step of forming the
(変形例3)
上記実施形態に係る電気光学装置用基板の製造方法は、第3封止層16を形成する工程とTFT24を形成する工程との間に透明層17を形成する工程を有していたが、本発明はこのような形態に限定されない。透明層17を形成する工程は、TFT24を形成する工程よりも前であればよいので、第3封止層16を形成する工程よりも前に行う構成としてもよい。
(Modification 3)
The method for manufacturing the substrate for an electro-optical device according to the above-described embodiment includes the step of forming the
(変形例4)
上記実施形態に係る液晶装置1の素子基板20は、封止層10が第1封止層13と第2封止層14と第3封止層16との3層からなる構成を有していたが、本発明はこのような形態に限定されない。素子基板20は、封止層10が第1封止層13と第2封止層14との2層からなる構成を有していてもよい。また、封止層10が第1封止層13と第2封止層14と第3封止層16とを含む4層以上の層からなる構成を有していてもよい。
(Modification 4)
The
(変形例5)
上記実施形態に係る液晶装置1は、画素電極28および共通電極34が光透過性を有する導電膜で形成された透過型の液晶装置であったが、本発明はこのような形態に限定されない。液晶装置1の共通電極34をアルミニウムなどの光反射性を有する導電膜で形成して、反射型の液晶装置としてもよい。共通電極34を光反射性導電膜で形成すれば、素子基板20側から入射した光が、対向基板30側(共通電極34)で反射して素子基板20側から射出される間に光変調される。
(Modification 5)
The
(変形例6)
上記の実施形態の電子機器(プロジェクター100)では、液晶装置1が適用された3枚の液晶ライトバルブ121,122,123を備えていたが、本発明はこのような形態に限定されない。電子機器は、2枚以下の液晶ライトバルブ(液晶装置1)を備えた構成であってもよいし、4枚以上の液晶ライトバルブ(液晶装置1)を備えた構成であってもよい。
(Modification 6)
The electronic apparatus (projector 100) of the above embodiment includes the three liquid crystal
(変形例7)
上記実施形態に係る液晶装置1を適用可能な電子機器は、プロジェクター100に限定されない。液晶装置1は、例えば、投射型のHUD(ヘッドアップディスプレイ)や直視型のHMD(ヘッドマウントディスプレイ)、または電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、電子手帳、POSなどの情報端末機器の表示部として好適に用いることができる。
(Modification 7)
An electronic apparatus to which the
(変形例8)
上記実施形態では、プリズム15が設けられた電気光学装置用基板を備えた電気光学装置として、液晶装置を例に説明したが、本発明はこのような形態に限定されない。例えば、電気泳動型表示装置において、表示光量の増大を図ることを目的にプリズム15が設けられた電気光学装置用基板を備える構成としてもよい。また、有機エレクトロルミネッセンス装置のように自発光素子有する電気光学装置において、混色等を防止することなどを目的にプリズム15が設けられた電気光学装置用基板を備える構成としてもよい。
(Modification 8)
In the above embodiment, the liquid crystal device has been described as an example of the electro-optical device including the substrate for the electro-optical device provided with the
1…液晶装置(電気光学装置)、10…封止層(第1の層)、11…基板、11a…第1面、11b…第2面、12…溝、12c…開口部、13…第1封止層、13a…貫通孔、14…第2封止層、15…プリズム、16…第3封止層、17…透明層(第2の層)、20…素子基板(電気光学装置用基板、第1基板)、24…TFT(スイッチング素子)、28…画素電極、30…対向基板(第2基板)、40…液晶層(電気光学物質層)、100…プロジェクター(電子機器)。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
光透過性を有する基板の第1面に前記溝を形成する工程と、
前記基板の前記第1面を覆って前記溝の開口部を塞ぐように、光透過性を有する第1の層を形成する工程と、
前記第1の層上に前記スイッチング素子を形成する工程と、を含み、
前記スイッチング素子を形成する工程よりも前に、前記基板の前記第1面とは反対側の第2面に光透過性を有する第2の層を形成する工程を有することを特徴とする電気光学装置用基板の製造方法。 A method for manufacturing a substrate for an electro-optical device, comprising: a pixel electrode; a switching element that supplies an electrical signal to the pixel electrode; and a reflective portion including a groove.
Forming the groove on the first surface of the substrate having optical transparency;
Forming a light transmissive first layer so as to cover the first surface of the substrate and close the opening of the groove;
Forming the switching element on the first layer,
Before the step of forming the switching element, the method further includes a step of forming a second layer having optical transparency on the second surface opposite to the first surface of the substrate. A method of manufacturing a device substrate.
前記第2の層の線膨張係数は、前記第1の層の線膨張係数と略同一であることを特徴とする電気光学装置用基板の製造方法。 A method for manufacturing a substrate for an electro-optical device according to claim 1,
The method of manufacturing a substrate for an electro-optical device, wherein the linear expansion coefficient of the second layer is substantially the same as the linear expansion coefficient of the first layer.
前記第2の層の層厚は、前記第1の層の層厚と略同一であることを特徴とする電気光学装置用基板の製造方法。 A method for manufacturing a substrate for an electro-optical device according to claim 1 or 2,
The method of manufacturing a substrate for an electro-optical device, wherein the thickness of the second layer is substantially the same as the thickness of the first layer.
前記第1の層は第1封止層と第2封止層と第3封止層とを含み、
前記第1の層を形成する工程は、
前記溝の内部を埋めて前記開口部を塞ぐ犠牲層を形成する工程と、
前記第1面および前記犠牲層を覆う前記第1封止層を形成する工程と、
前記第1封止層の前記犠牲層と重なる位置に前記開口部より小さな開口部を有する貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔を介して前記犠牲層を除去する工程と、
前記第1封止層を覆って前記貫通孔を塞ぐ前記第2封止層を形成する工程と、
前記第2封止層を覆う前記第3封止層を形成する工程と、を有することを特徴とする電気光学装置用基板の製造方法。 A method for manufacturing a substrate for an electro-optical device according to any one of claims 1 to 3,
The first layer includes a first sealing layer, a second sealing layer, and a third sealing layer,
The step of forming the first layer includes:
Forming a sacrificial layer that fills the inside of the groove and closes the opening;
Forming the first sealing layer covering the first surface and the sacrificial layer;
Forming a through hole having an opening smaller than the opening at a position overlapping the sacrificial layer of the first sealing layer;
Removing the sacrificial layer through the through hole;
Forming the second sealing layer covering the first sealing layer and closing the through hole;
Forming the third sealing layer covering the second sealing layer. A method for manufacturing a substrate for an electro-optical device, comprising:
前記第1基板に対向配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に配置された電気光学物質層と、を備え、
前記第1基板が、請求項1から4のいずれか一項に記載の電気光学装置用基板の製造方法で製造されていることを特徴とする電気光学装置。 A first substrate comprising: a pixel electrode; and a switching element that supplies an electric signal to the pixel electrode;
A second substrate disposed opposite the first substrate;
An electro-optic material layer disposed between the first substrate and the second substrate,
An electro-optical device, wherein the first substrate is manufactured by the method for manufacturing a substrate for an electro-optical device according to any one of claims 1 to 4.
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