JP2016018094A - Method for manufacturing substrate for electro-optic device, substrate for electro-optic device, electro-optic device, and electronic equipment - Google Patents
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Description
本発明は、電気光学装置用基板の製造方法、電気光学装置用基板、該電気光学装置用基板が用いられた電気光学装置及び電子機器に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an electro-optical device substrate, an electro-optical device substrate, an electro-optical device using the electro-optical device substrate, and an electronic apparatus.
電気光学装置として、画素電極に与えられる電位を制御可能なスイッチング素子を備えたアクティブ駆動型の液晶装置が知られている。画素電極は、基板に形成されたスイッチング素子を覆う絶縁膜上に導電膜を成膜し、この導電膜を例えばフォトリソグラフィ法でパターニングして画素ごとに形成される。
フォトリソグラフィ法は、感光性レジストの成膜工程及び露光・現像工程、導電膜のエッチング工程、感光性レジストの剥離工程を含んでいる。それゆえに、製造工程が複雑になったり、露光用マスクが必要であったりするなど、生産性や製造コストの観点などから課題があり、より簡便な方法で、画素電極を形成する方法が検討されている。
As an electro-optical device, an active drive type liquid crystal device including a switching element capable of controlling a potential applied to a pixel electrode is known. The pixel electrode is formed for each pixel by forming a conductive film on an insulating film covering the switching element formed on the substrate and patterning the conductive film by, for example, a photolithography method.
The photolithography method includes a photosensitive resist film forming process, an exposure / development process, a conductive film etching process, and a photosensitive resist peeling process. Therefore, there are problems from the viewpoint of productivity and manufacturing cost, such as complicated manufacturing processes and the necessity of exposure masks, and methods for forming pixel electrodes by simpler methods have been studied. ing.
例えば、特許文献1や特許文献2には、スイッチング素子を覆う絶縁膜を形成する工程において、画素電極を画素ごとに分離するための溝や凹部を該絶縁膜にあらかじめ形成し、その後に該絶縁膜上に導電膜を成膜する方法が開示されている。該導電膜は、溝や凹部の内側を覆うことができないため、溝や凹部によって分離される。このような方法によれば、該導電膜をパターニングするための工程が不要となる。
For example, in Patent Document 1 and
しかしながら、上記特許文献1や特許文献2によれば、該導電膜を溝や凹部で確実に分離しようとして、溝や凹部の該絶縁膜の表面側にオーバーハング部を設けている。このようなオーバーハング構造の溝や凹部を形成することは必ずしも容易ではないという課題があった。
However, according to Patent Document 1 and
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]本適用例に係る電気光学装置用基板の製造方法は、透明基板の上方にスイッチング素子を形成する工程と、前記スイッチング素子の上方に第1絶縁膜を形成する工程と、前記第1絶縁膜の表面において、画素の境界に開口した溝部を形成する工程と、前記第1絶縁膜の表面に透光性の導電膜を成膜する工程と、を備え、を特徴とする。 [Application Example] A method for manufacturing a substrate for an electro-optical device according to this application example includes a step of forming a switching element above a transparent substrate, a step of forming a first insulating film above the switching element, And a step of forming a groove opening at the boundary of the pixel on the surface of one insulating film, and a step of forming a light-transmitting conductive film on the surface of the first insulating film.
本適用例によれば、透光性の導電膜を溝部が形成された第1絶縁膜の表面に成膜すると、溝部の内側を該導電膜で被覆することが困難なため、画素の境界に開口した溝部によって、画素を単位として該導電膜を分離することができる。つまり、透光性の導電膜を分離して例えば電極とするために、わざわざ導電膜をフォトリソグラフィ法でパターニングしなくてもよい。したがって、電気光学装置用基板の製造方法を簡略化することができる。ゆえに、透光性の導電膜のパターニングが不要となり、高い生産性を有する電気光学装置用基板の製造方法を提供することができる。 According to this application example, when the light-transmitting conductive film is formed on the surface of the first insulating film in which the groove is formed, it is difficult to cover the inside of the groove with the conductive film. The conductive film can be separated in units of pixels by the opened groove. In other words, in order to separate the light-transmitting conductive film into, for example, an electrode, the conductive film need not be patterned by photolithography. Therefore, the method for manufacturing the electro-optical device substrate can be simplified. Therefore, patterning of the light-transmitting conductive film is unnecessary, and a method for manufacturing a substrate for an electro-optical device having high productivity can be provided.
上記適用例に記載の電気光学装置用基板の製造方法において、前記溝部の前記第1絶縁膜の表面からの深さが、前記画素の配置ピッチの3倍以上となるように前記溝部を形成することを特徴とする。
この方法によれば、溝部は画素の境界に開口しており、溝部の深さが画素の配置ピッチの3倍以上となることから、透明基板側から画素に入射する光の一部を溝部の側壁で反射させて画素に導くことができる。すなわち、プリズムとして機能する溝部が形成された第1絶縁膜の表面に導電膜を成膜することで、導電膜を溝部によって自己整合的に分離できる。つまり、画素に入射する光を効率的に利用可能であると共に、高い生産性を有する電気光学装置用基板の製造方法を提供することができる。
In the method for manufacturing an electro-optical device substrate according to the application example, the groove is formed so that the depth of the groove from the surface of the first insulating film is three times or more the arrangement pitch of the pixels. It is characterized by that.
According to this method, since the groove portion is opened at the boundary of the pixel, and the depth of the groove portion is three times or more of the pixel arrangement pitch, a part of the light incident on the pixel from the transparent substrate side is part of the groove portion. The light can be reflected from the side wall and led to the pixel. That is, by forming a conductive film on the surface of the first insulating film in which the groove functioning as a prism is formed, the conductive film can be separated in a self-aligned manner by the groove. That is, it is possible to provide a method for manufacturing a substrate for an electro-optical device that can efficiently use light incident on a pixel and has high productivity.
上記適用例に記載の電気光学装置用基板の製造方法において、前記スイッチング素子と前記導電膜とを電気的に接続させるコンタクト部を前記第1絶縁膜に形成する工程で前記溝部を形成することを特徴とする。
この方法によれば、コンタクト部を形成する工程で溝部を形成するため、溝部を形成するための専用の工程が不要となり、高い生産性を実現できる。
In the method for manufacturing a substrate for an electro-optical device according to the application example, the groove may be formed in the step of forming a contact portion in the first insulating film that electrically connects the switching element and the conductive film. Features.
According to this method, since the groove portion is formed in the step of forming the contact portion, a dedicated step for forming the groove portion is unnecessary, and high productivity can be realized.
上記適用例に記載の電気光学装置用基板の製造方法において、前記コンタクト部は、前記スイッチング素子と前記導電膜との間に配置された中継層に達するように形成され、前記溝部の深さは、前記導電膜と前記中継層との間の距離よりも大きいことを特徴とする。
この方法によれば、コンタクト部を形成する工程で、溝部を形成しても、中継層がコンタクト部の形成におけるストッパーとして機能するので、溝部を所望の深さで形成することができる。その一方で、中継層とコンタクト部とを介して、スイッチング素子と導電膜とを電気的に接続させることができる。
In the method for manufacturing the substrate for an electro-optical device according to the application example, the contact portion is formed to reach a relay layer disposed between the switching element and the conductive film, and the depth of the groove portion is The distance between the conductive film and the relay layer is larger.
According to this method, even if the groove portion is formed in the step of forming the contact portion, the relay layer functions as a stopper in forming the contact portion, so that the groove portion can be formed at a desired depth. On the other hand, the switching element and the conductive film can be electrically connected through the relay layer and the contact portion.
[適用例]本適用例に記載の他の電気光学装置用基板の製造方法は、透明基板の上方にスイッチング素子を形成する工程と、前記スイッチング素子の上方にマイクロレンズを形成する工程と、前記マイクロレンズの上方に第1絶縁膜を形成する工程と、前記第1絶縁膜の表面を平坦化する工程と、平坦化された前記第1絶縁膜の表面に透光性の導電膜を成膜する工程と、を備え、前記第1絶縁膜を形成する工程では、前記マイクロレンズが配置された画素の境界に開口した溝部を生ずるように前記第1絶縁膜を形成することを特徴とする。 [Application Example] Another electro-optical device substrate manufacturing method described in this application example includes a step of forming a switching element above a transparent substrate, a step of forming a microlens above the switching element, Forming a first insulating film above the microlens; flattening a surface of the first insulating film; and forming a light-transmitting conductive film on the flattened surface of the first insulating film. And the step of forming the first insulating film is characterized in that the first insulating film is formed so as to form a groove that opens at a boundary of the pixel in which the microlens is disposed.
本適用例によれば、溝部が生じた第1絶縁膜の表面を平坦化すると、溝部の開口の形状は平坦化処理を施す前よりも際立つこと(明確)になる。平坦化処理が施された第1絶縁膜の表面に導電膜を成膜すると、溝部の内側を導電膜で被覆することが困難になるため、画素の境界に開口した溝部によって、画素を単位として導電膜を分離することができる。つまり、導電膜を分離して例えば電極とするために、わざわざ導電膜をフォトリソグラフィ法でパターニングしなくてもよい。したがって、電気光学装置用基板の製造方法を簡略化することができる。加えて、溝部は画素の境界に開口しているので、透明基板側から画素に入射する光の一部を溝部の側壁で反射させて画素に導くことができる。また、マイクロレンズによって画素に入射する光を集光させることができる。すなわち、プリズムとして機能する溝部が生じた第1絶縁膜の平坦化された表面に導電膜を成膜することで、導電膜を溝部によって自己整合的に分離できる。ゆえに、溝部とマイクロレンズとにより入射光を効率的に利用可能であると共に、導電膜のパターニングが不要となり、高い生産性を有する電気光学装置用基板の製造方法を提供することができる。 According to this application example, when the surface of the first insulating film in which the groove portion is formed is flattened, the shape of the opening of the groove portion becomes more conspicuous than before the flattening process is performed. When a conductive film is formed on the surface of the planarized first insulating film, it is difficult to cover the inside of the groove with the conductive film. The conductive film can be separated. That is, in order to separate the conductive film into, for example, an electrode, the conductive film does not have to be patterned by photolithography. Therefore, the method for manufacturing the electro-optical device substrate can be simplified. In addition, since the groove portion opens at the boundary of the pixel, a part of light incident on the pixel from the transparent substrate side can be reflected by the side wall of the groove portion and guided to the pixel. Further, the light incident on the pixel can be collected by the microlens. That is, by forming a conductive film on the planarized surface of the first insulating film in which the groove functioning as a prism is generated, the conductive film can be separated by the groove in a self-aligned manner. Therefore, it is possible to provide a method for manufacturing a substrate for an electro-optical device having high productivity because incident light can be efficiently used by the groove portion and the microlens, and patterning of the conductive film is unnecessary.
上記適用例に記載の電気光学装置用基板の製造方法において、前記導電膜を分離する前記溝部の開口の幅は、前記導電膜の膜厚の5倍以上であることが好ましい。
この方法によれば、導電膜によって溝部の内部を被覆することがより困難となり、画素を単位として導電膜を確実に分離することができる。
In the method for manufacturing a substrate for an electro-optical device according to the application example described above, it is preferable that the width of the opening of the groove portion that separates the conductive film is five times or more the film thickness of the conductive film.
According to this method, it becomes more difficult to cover the inside of the groove with the conductive film, and the conductive film can be reliably separated in units of pixels.
上記適用例に記載の電気光学装置用基板の製造方法において、前記導電膜が成膜された前記第1絶縁膜の表面に第2絶縁膜を成膜して、前記溝部の開口を塞ぐ工程をさらに備えることが好ましい。
この方法によれば、溝部の開口が第2絶縁膜で塞がれるので、溝部の内側を第1絶縁膜よりも屈折率が小さい空間とすることができる。また、製造工程中に溝部の内側が他の物質によって埋められるおそれがなくなるので、側壁面で効率よく光を反射させるプリズムとしての溝部を実現できる。
In the method for manufacturing a substrate for an electro-optical device according to the application example described above, a step of forming a second insulating film on a surface of the first insulating film on which the conductive film is formed and closing the opening of the groove portion. It is preferable to further provide.
According to this method, since the opening of the groove is closed by the second insulating film, the inside of the groove can be made a space having a smaller refractive index than that of the first insulating film. In addition, since there is no possibility that the inside of the groove is filled with another substance during the manufacturing process, it is possible to realize a groove as a prism that efficiently reflects light on the side wall surface.
上記適用例に記載の電気光学装置用基板の製造方法において、前記第2絶縁膜は、液晶分子を所定の配向方向に配向させる配向膜であるとしてもよい。
この方法によれば、新たな製造工程を用いずに、配向膜の形成工程を利用して溝部の開口を塞ぐことができる。
In the method for manufacturing a substrate for an electro-optical device according to the application example, the second insulating film may be an alignment film that aligns liquid crystal molecules in a predetermined alignment direction.
According to this method, it is possible to close the opening of the groove using the alignment film forming process without using a new manufacturing process.
[適用例]本適用例に係る電気光学装置用基板は、スイッチング素子と、前記スイッチング素子に電気的に接続される電極とが透明基板に配置された電気光学装置用基板であって、前記スイッチング素子と前記電極との間に配置された第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜の前記電極側の表面において、画素の境界に開口した溝部と、を含み、前記溝部の前記第1絶縁膜の表面からの深さが、前記画素の配置ピッチの3倍以上であり、前記電極は、前記溝部によって外形が規定されていることを特徴とする。 [Application Example] The electro-optical device substrate according to this application example is an electro-optical device substrate in which a switching element and an electrode electrically connected to the switching element are arranged on a transparent substrate, and the switching A first insulating film disposed between an element and the electrode; and a groove opening at a boundary of a pixel on a surface of the first insulating film on the electrode side, the first insulating film in the groove The depth from the surface of the electrode is three times or more the arrangement pitch of the pixels, and the outer shape of the electrode is defined by the groove.
本適用例によれば、溝部によって画素を単位として電極が分離され、且つ溝部が透明基板に入射する光の一部を画素に導くことが可能なプリズムとして機能する電気光学装置用基板を提供することができる。 According to this application example, there is provided an electro-optical device substrate that functions as a prism in which electrodes are separated in units of pixels by a groove portion and the groove portion can guide part of light incident on a transparent substrate to the pixel. be able to.
[適用例]本適用例に係る他の電気光学装置用基板は、スイッチング素子と、前記スイッチング素子に電気的に接続される電極とが透明基板に配置された電気光学装置用基板であって、前記スイッチング素子と前記電極との間に配置されたマイクロレンズと、前記マイクロレンズと前記電極との間に配置された第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜の前記電極側の表面において、画素の境界に開口した溝部と、を含み、前記電極は、前記溝部によって外形が規定されていることを特徴とする。 [Application Example] Another electro-optical device substrate according to this application example is a substrate for an electro-optical device in which a switching element and an electrode electrically connected to the switching element are arranged on a transparent substrate, On the surface of the first insulating film on the electrode side of the microlens disposed between the switching element and the electrode, the first insulating film disposed between the microlens and the electrode, a pixel And an outer shape of the electrode is defined by the groove.
本適用例によれば、溝部によって画素を単位として電極が分離され、透明基板に入射する光がプリズムとして機能する溝部とマイクロレンズとによって画素に導かれる電気光学装置用基板を提供することができる。 According to this application example, it is possible to provide an electro-optical device substrate in which electrodes are separated in units of pixels by the groove portions, and light incident on the transparent substrate is guided to the pixels by the groove portions functioning as prisms and the microlenses. .
上記適用例に記載の電気光学装置用基板において、前記電極の外形を規定する前記溝部の開口の幅は、前記電極の膜厚の5倍以上であることが好ましい。
この構成によれば、溝部によって画素を単位として電極を確実に分離することができる。
In the electro-optical device substrate according to the application example described above, it is preferable that the width of the opening of the groove that defines the outer shape of the electrode is not less than five times the film thickness of the electrode.
According to this configuration, the electrodes can be reliably separated in units of pixels by the groove.
上記適用例に記載の電気光学装置用基板において、前記電極が設けられた前記第1絶縁膜の表面に、前記溝部の開口を塞ぐ第2絶縁膜が設けられていることが好ましい。
この構成によれば、溝部の内側が第1絶縁膜よりも屈折率が小さい空間となる。したがって、第1絶縁膜との境界である側壁で効率よく光を反射させるプリズムとして機能する溝部を実現できる。
In the electro-optical device substrate according to the application example described above, it is preferable that a second insulating film that blocks an opening of the groove is provided on a surface of the first insulating film provided with the electrode.
According to this configuration, the inside of the groove is a space having a smaller refractive index than the first insulating film. Therefore, it is possible to realize a groove that functions as a prism that efficiently reflects light at the side wall that is a boundary with the first insulating film.
上記適用例に記載の電気光学装置用基板において、前記第2絶縁膜は、液晶分子を所定の配向方向に配向させる配向膜であるとしてもよい。
この構成によれば、配向膜を利用して溝部の開口を塞ぐことができる。
In the electro-optical device substrate according to the application example described above, the second insulating film may be an alignment film that aligns liquid crystal molecules in a predetermined alignment direction.
According to this configuration, the opening of the groove can be blocked using the alignment film.
上記適用例に記載の電気光学装置用基板において、前記スイッチング素子が電気的に接続される外部接続端子を有し、前記外部接続端子と複数の前記画素を含む表示領域の外縁との間にも前記溝部が設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、外部接続端子が設けられている領域と、表示領域とを電気的に分離してノイズなどが表示に及ぼす影響を低減できる。
In the electro-optical device substrate according to the application example described above, the switching element has an external connection terminal to which the switching element is electrically connected, and also between the external connection terminal and an outer edge of the display region including the plurality of pixels. The groove is provided.
According to this configuration, the area where the external connection terminals are provided and the display area can be electrically separated to reduce the influence of noise or the like on the display.
上記適用例に記載の電気光学装置用基板において、前記外部接続用端子を囲む位置にも前記溝部が設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、外部接続端子を構成する部材の一部として電極を構成する導電膜を利用できると共に、外部接続端子を電気的に分離することができる。
In the electro-optical device substrate according to the application example, the groove portion is also provided at a position surrounding the external connection terminal.
According to this configuration, the conductive film constituting the electrode can be used as a part of the member constituting the external connection terminal, and the external connection terminal can be electrically separated.
[適用例]本適用例に係る電気光学装置は、上記適用例に記載の電気光学装置用基板の製造方法を用いて製造された電気光学装置用基板を備えたことを特徴とする。 [Application Example] An electro-optical device according to this application example includes the electro-optical device substrate manufactured by using the electro-optical device substrate manufacturing method described in the application example.
[適用例]本適用例に係る他の電気光学装置は、上記適用例に記載の電気光学装置用基板を備えたことを特徴とする。
これらの適用例によれば、画素に入射する光を効率的に利用して明るい表示が可能であると共に、高い生産性を有する電気光学装置を提供できる。
[Application Example] Another electro-optical device according to this application example includes the electro-optical device substrate described in the above application example.
According to these application examples, it is possible to provide an electro-optical device that can display brightly by efficiently using light incident on the pixels and has high productivity.
[適用例]本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
本適用例によれば、画素に入射する光を効率的に利用して明るい表示が可能であると共に、高い生産性を有する電子機器を提供できる。
[Application Example] An electronic apparatus according to this application example includes the electro-optical device according to the application example described above.
According to this application example, it is possible to provide an electronic apparatus that can display brightly by efficiently using light incident on a pixel and has high productivity.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、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、適宜拡大または縮小して表示している。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. Note that the drawings to be used are appropriately enlarged or reduced so that the part to be described can be recognized.
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実施形態)
<電気光学装置>
本実施形態の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、後述する投写型表示装置(液晶プロジェクター)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>
As an electro-optical device of this embodiment, an active matrix type liquid crystal device including a thin film transistor (TFT) as a pixel switching element will be described as an example. This liquid crystal device can be suitably used, for example, as a light modulation element (liquid crystal light valve) of a projection display device (liquid crystal projector) described later.
本実施形態の液晶装置の基本的な構成と構造について、図1〜図4を参照して説明する。図1は第1実施形態に係る液晶装置の構成を示す概略平面図、図2は第1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、図3は第1実施形態の液晶装置における画素の構成を示す概略平面図、図4は図1のH−H’線に沿った液晶装置の構造を示す概略断面図である。 A basic configuration and structure of the liquid crystal device of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 is a schematic plan view showing a configuration of a liquid crystal device according to the first embodiment, FIG. 2 is an equivalent circuit diagram showing an electrical configuration of the liquid crystal device according to the first embodiment, and FIG. 3 is a liquid crystal according to the first embodiment. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the liquid crystal device along the line HH ′ of FIG. 1.
図1及び図4に示すように、本実施形態の液晶装置100は、対向配置された素子基板10及び対向基板30と、素子基板10と対向基板30との間に配置された液晶層40とを有している。素子基板10は対向基板30よりも一回り大きい。素子基板10と対向基板30とが所定の間隔を置いて対向配置され、対向基板30の外縁に沿って額縁状に配置されたシール材42により貼り合わされて液晶パネル110が構成されている。なお、素子基板10が本発明の電気光学装置用基板の一例である。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
液晶層40は、素子基板10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、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。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10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。
The
額縁状に配置されたシール材42の内側には、マトリックス状に配列した複数の画素Pを含む表示領域Eが設けられている。また、シール材42と表示領域Eとの間に表示領域Eを取り囲んで見切り部が設けられている。見切り部は、遮光性の金属あるいは金属化合物などからなる遮光膜32によって規定されている。なお、表示領域Eは、表示に寄与する複数の画素Pに加えて、複数の画素Pを囲むように配置されたダミー画素を含むとしてもよい。また、詳しくは後述するが、素子基板10は、表示領域Eにおける複数の画素Pのそれぞれに対応して形成され、画素電極18を電気的に分離する溝部21を含むものである(図4参照)。
A display region E including a plurality of pixels P arranged in a matrix is provided inside the sealing
素子基板10には、複数の外部接続端子54が配列した端子部が設けられている。素子基板10の該端子部に沿った第1の辺部とシール材42との間にデータ線駆動回路51が設けられている。また、第1の辺部に対向する第2の辺部に沿ったシール材42と表示領域Eとの間に検査回路53が設けられている。さらに、第1の辺部と直交し互いに対向する第3及び第4の辺部に沿ったシール材42と表示領域Eとの間に走査線駆動回路52が設けられている。第2の辺部のシール材42と検査回路53との間に、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。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。
The
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、第1の辺部に沿って配列した複数の外部接続端子54に接続されている。以降、第1の辺部に沿った方向をX方向とし、第3の辺部に沿った方向をY方向として説明する。図1のH−H’線に沿った方向はY方向である。また、X方向及びY方向と直交し、素子基板10から対向基板30に向かう方向をZ方向とする。本明細書では、Z方向に沿って対向基板30側から見ることを「平面視」という。
Wirings connected to the data line driving
次に図2を参照して、液晶装置100の電気的な構成について説明する。液晶装置100は、少なくとも表示領域Eにおいて互いに絶縁されて直交する信号配線としての複数の走査線2及び複数のデータ線3と、走査線2に沿って平行に配置された容量線4とを有する。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。
Next, the electrical configuration of the
走査線2、データ線3及び容量線4と、これらの信号線類により区分された領域に、画素電極18と、TFT14と、蓄積容量5とが設けられ、これらが画素Pの画素回路を構成している。
A
走査線2はTFT14のゲートに電気的に接続され、データ線3はTFT14のソースに電気的に接続されている。画素電極18はTFT14のドレインに電気的に接続されている。
The
データ線3はデータ線駆動回路51(図1参照)に接続されており、データ線駆動回路51から供給される画像信号D1,D2,…,Dnを画素Pに供給する。走査線2は走査線駆動回路52(図1参照)に接続されており、走査線駆動回路52から供給される走査信号G1,G2,…,Gmを画素Pに供給する。
The
データ線駆動回路51からデータ線3に供給される画像信号D1〜Dnは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣り合う複数のデータ線3同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路52は、走査線2に対して、走査信号G1〜Gmを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。
The image signals D1 to Dn supplied from the data line driving
液晶装置100は、スイッチング素子であるTFT14が走査信号G1〜Gmの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線3から供給される画像信号D1〜Dnが所定のタイミングで画素電極18に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極18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D1〜Dnは、画素電極18と液晶層40を介して対向配置された共通電極34(図4参照)との間で一定期間保持される。画像信号D1〜Dnの周波数は例えば60Hzである。
In the
保持された画像信号D1〜Dnがリークするのを防止するため、画素電極18と共通電極34との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量5が接続されている。蓄積容量5は、TFT14のドレインと容量線4との間に設けられている。
In order to prevent the retained image signals D1 to Dn from leaking, the
なお、図1に示した検査回路53には、データ線3が接続されており、液晶装置100の製造過程において、上記画像信号を検出することで液晶装置100の動作欠陥などを確認できる構成となっているが、図2の等価回路では図示を省略している。
The
本実施形態における画素回路を駆動制御する周辺回路は、データ線駆動回路51、走査線駆動回路52、検査回路53を含んでいる。また、周辺回路は、上記画像信号をサンプリングしてデータ線3に供給するサンプリング回路、データ線3に所定電圧レベルのプリチャージ信号を上記画像信号に先行して供給するプリチャージ回路を含むものとしてもよい。
The peripheral circuit for driving and controlling the pixel circuit in the present embodiment includes a data
次に、図3を参照して画素Pの平面的な構成について説明する。図3に示すように、表示領域Eには、X方向に延在する部分と、Y方向に延在する部分とを有する遮光領域が設けられている。遮光領域は、後述するように、素子基板10において、第1遮光層12と第2遮光層16とにより構成されていることから(図4参照)、符号12,16を付与して遮光領域12,16と呼ぶこととする。
複数本のX方向に延在する部分と、複数本のY方向に延在する部分とが互いに交差して格子状の遮光領域12,16を構成している。格子状の遮光領域12,16によって表示領域Eに入射する光が画素Pごとに通過する開口領域12a,16a、すなわち画素開口部が規定されている。
Next, a planar configuration of the pixel P will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the display region E is provided with a light shielding region having a portion extending in the X direction and a portion extending in the Y direction. As will be described later, since the light shielding region is configured by the first
A plurality of portions extending in the X direction and a plurality of portions extending in the Y direction intersect with each other to form lattice-shaped
遮光領域12,16のX方向に延在する部分と、Y方向に延在する部分とは、同じ大きさの幅になっている。X方向に延在する部分と、Y方向に延在する部分とが交差した交差部12c,16cは、他の部分に比べて幅が拡張されている。したがって、交差部12c,16cだけを取り出してみると、その平面形状は、正方形(四角形)となっている。
The portions extending in the X direction of the
液晶装置100の画素Pにおける詳しい構造については後述するが、画素スイッチング素子としてのTFT14は、遮光領域12,16の交差部12c,16cと重なる位置において素子基板10側に配置されている。
Although a detailed structure of the pixel P of the
画素電極18は、平面視で正方形であり、画素Pごとに電気的に分離して設けられ、画素電極18の外縁が平面視で遮光領域12,16と重なるように配置されている。言い換えれば、画素電極18は、X方向とY方向とに所定の間隔をおいて配置され、当該所定の間隔の部分は平面視で遮光領域12,16と重なり合っている。
The
遮光領域12,16のX方向に延在する部分から画素開口部側に張り出すように中継層6が配置されている。中継層6には、中継層6と画素電極18とを電気的に接続させるコンタクト部CNT1が設けられている。画素電極18は、コンタクト部CNT1と中継層6とを介してTFT14に電気的に接続されている。
The
次に、図4を参照して、液晶装置100の構造について説明する。なお、図4は図1のH−H’線に沿った液晶装置100の構造を示す概略断面図であるが、表示領域EにおいてY方向に配置されたすべての画素Pの構造を示すものではなく、視認可能な程度に拡大表示している。また、溝部21は実際にはμm(マイクロメートル)単位の大きさであるが、図4では視認可能な程度に拡大して表示している。
Next, the structure of the
<電気光学装置用基板>
図4に示すように、電気光学装置用基板としての素子基板10は、透明基板としての透光性の基材11と、基材11上に設けられた、第1遮光層12と、第1層間絶縁膜13と、TFT14と、第2層間絶縁膜15と、第2遮光層16と、第3層間絶縁膜17と、画素電極18と、配向膜19とを備えている。基材11は、例えばガラスや石英などの透光性を有する材料が用いられている。なお、本実施形態における「透光性」とは、可視光波長領域の光を概ね80%以上、好ましくは90%以上透過させることを言う。
<Electro-optical device substrate>
As shown in FIG. 4, the
第1遮光層12及び第2遮光層16は、例えば、Al(アルミニウム)、Ti(チタン)、Cr(クロム)、W(タングステン)、Ta(タンタル)、Mo(モリブデン)などの金属のうちの少なくとも1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、あるいはこれらが積層されたものを用いることができ、遮光性と導電性とを兼ね備えている。
表示領域Eにおいて、第1遮光層12は、上層の第2遮光層16に平面視で重なって格子状の遮光領域12,16を構成するように配置されており、素子基板10の厚さ方向(Z方向)において、TFT14を間に挟むように配置されている。第1遮光層12及び第2遮光層16により、TFT14への光の入射が抑制される。第1遮光層12及び第2遮光層16に囲まれた領域は、素子基板10に入射した光が素子基板10を透過する開口領域12a,16a(図3参照)となる。
The first
In the display area E, the first
第1層間絶縁膜13は、基材11と第1遮光層12とを覆うように設けられている。第1層間絶縁膜13は、例えば、SiO2などの無機材料からなる。TFT14は、第1層間絶縁膜13上に設けられている。図示を省略するが、TFT14は、半導体層、ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極を有している。
The first
ゲート電極は、素子基板10において平面視で半導体層のチャネル領域と重なる領域に第2層間絶縁膜15の一部(ゲート絶縁膜)を介して対向配置されている。
第1遮光層12は、その一部が走査線2(図2参照)として機能するようにパターニングされている。ゲート電極は、ゲート絶縁膜と第1層間絶縁膜13とを貫通するコンタクトホールを介して下層側に配置された走査線2に電気的に接続されている。
The gate electrode is disposed opposite to a region overlapping the channel region of the semiconductor layer in plan view on the
The first
第2層間絶縁膜15は、第1層間絶縁膜13とTFT14とを覆うように設けられている。第2層間絶縁膜15は、例えば、SiO2などの無機材料からなる。第2層間絶縁膜15は、TFT14の半導体層とゲート電極との間を絶縁するゲート絶縁膜を含む。第2層間絶縁膜15により、TFT14に起因する表面の凹凸が緩和される。
第2層間絶縁膜15上には、第2遮光層16が設けられている。第2遮光層16は、TFT14に電気的に接続される、例えば、データ線3や容量線4、あるいは蓄積容量5の電極のいずれかとして機能するようにパターニングされている。そして、第2層間絶縁膜15と第2遮光層16とを覆うように、無機材料からなる第3層間絶縁膜17が設けられている。なお、第3層間絶縁膜17が、本発明の電気光学装置用基板における第1絶縁膜の一例である。
The second
A second
第3層間絶縁膜17は、第1層間絶縁膜13、第2層間絶縁膜15と同様に、例えば、SiO2などの無機材料からなる。第3層間絶縁膜17は、第1層間絶縁膜13や第2層間絶縁膜15に比べて膜厚が厚く、例えば40μm〜50μm程度となっている。第3層間絶縁膜17には、Z方向において対向基板30側に開口する断面がV字状の溝部21が様々な場所に設けられている。表示領域Eでは、溝部21は画素Pの境界に開口しており、溝部21が設けられた第3層間絶縁膜17上に画素電極18が設けられている。つまり、表示領域Eにおいては、溝部21が実質的に画素電極18を画素Pごとに分離している。画素電極18は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)やIZO(Indium Zinc Oxide)などの透明導電膜からなる。該透明導電膜は、第3層間絶縁膜17上において表示領域Eだけでなく、表示領域Eの外側にも設けられている。
The third
溝部21は、表示領域Eの外縁と外部接続端子54との間にも設けられている。溝部21の少なくとも1つは、シール材42と外部接続端子54との間であってシール材42の際付近に設けられている。また、外部接続端子54の周囲にも溝部21が設けられている。外部接続端子54は、画素電極18と同層に設けられ該透明導電膜からなる電極18tを含んでいる。電極18tは外部接続端子54を囲む位置に開口した溝部21によって実質的に分離されている。外部接続端子54の電極18tは、第3層間絶縁膜17を貫通して設けられたコンタクト部CNT2によって下層に設けられた配線16tに電気的に接続されている。
The
素子基板10は、シール材42と外部接続端子54との間にデータ線駆動回路51を有している。データ線駆動回路51は、第1遮光層12と同層に設けられた配線62、TFT14と同層に設けられたTFT64、第2遮光層16と同層に設けられた配線66を含むものである。Z方向において配線62と配線66との間にTFT64が設けられており、TFT64に入射する光は、配線62と配線66とにより遮光される。なお、図4では図示されないが、走査線駆動回路52もデータ線駆動回路51と同様に、第1遮光層12や第2遮光層16と同層に設けられた配線、TFT14と同層に設けられたTFTを有するものである。
The
画素電極18を覆う配向膜19は、正の誘電異方性を有する液晶(液晶分子)を略水平配向させることが可能な例えばポリイミドなどの有機樹脂材料や、負の誘電異方性を有する液晶(液晶分子)を略垂直配向させることが可能な例えば酸化シリコンなどの無機材料を用いることができる。
The
液晶層40を構成する液晶は、画素電極18と共通電極34との間に印加される電圧レベルにより液晶分子の配向状態が変化することにより、液晶層40に入射する光を変調し、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100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。本実施形態では、素子基板10側から光が入射して液晶層40を透過し、対向基板30側から射出されることを前提に、液晶装置100が構成されている。
The liquid crystal composing the
対向基板30は、透光性の基材31と、見切り部としての遮光膜32と、遮光膜32を覆う平坦化層33と、共通電極34と、配向膜35とを備えている。基材11は、例えばガラスや石英などの透光性を有する材料が用いられている。
The
遮光膜32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)、TiN(窒化チタン)、Cr(クロム)などの遮光性を有する材料、あるいはこれらの材料の中から選ばれた少なくとも2つの材料の積層体で構成することができる。図4では、詳細な図示を省略しているが、本実施形態では、遮光膜32は、基材31の表面から順に積層されたAl(アルミニウム)とTiN(窒化チタン)の二層構造となっている。
The light-shielding
平坦化層33を覆って共通電極34が設けられている。共通電極34は、複数の画素Pに跨って形成され、液晶層40を挟んで画素電極18と対向する対向電極である。共通電極34は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)やIZO(Indium Zinc Oxide)などの透明導電膜が用いられる。共通電極34は、液晶層40を挟んで複数の画素電極18と対向して配置されるので、画素Pごとに所望の光学特性を実現するためには、共通電極34の表面が平坦であることが好ましい。なお、共通電極34は、対向基板30の角部に設けられた上下導通部56を介して、素子基板10の外部接続端子54に繋がる配線と電気的に接続されている(図1参照)。
A
共通電極34を覆って配向膜35が設けられている。配向膜35は、素子基板10側の配向膜19と同様に、例えばポリイミドなどの有機樹脂材料や、酸化シリコンなどの無機材料を用いて形成される。前述したように、配向膜19,35の材料選択や配向処理の方法は、液晶装置100の光学設計に基づく液晶の選定や表示モードによる。
An
次に、図4を参照して画素Pを透過する光について説明する。素子基板10の基材11側から入射する光のうち、例えばZ方向に沿って画素Pの中央部に入射する入射光L1は、素子基板10の開口領域12a,16aを通過し、液晶層40を透過して対向基板30側から射出される。一方で、例えばZ方向に沿って隣り合う画素Pの間に入射する入射光L3は、第1遮光層12によって遮光される。画素Pに入射する光は、Z方向に沿った平行光に限定されず、Z方向に対して交差し、画素Pに斜めに入射する光も存在する。このような斜めに入射する光のうち、断面がV字状の溝部21の側壁に入射する入射光L2は、該側壁において反射され、開口領域12a,16aの内側に導かれて対向基板30側から射出される。つまり、溝部21は入射する光の一部を開口領域12a,16a側に導くプリズムとして機能するものである。
Next, the light transmitted through the pixel P will be described with reference to FIG. Of the light incident from the
<電気光学装置用基板の製造方法>
次に、図5及び図6を参照して、電気光学装置用基板としての素子基板10の製造方法について説明する。図5は第1実施形態の素子基板の製造方法を示すフローチャート、図6(a)〜(e)は第1実施形態の素子基板の製造方法を示す概略断面図である。なお、図6は素子基板10の表示領域Eに対応する部分の製造方法を示すものである。また、基材11にTFT14を含む画素回路やデータ線駆動回路51及び走査線駆動回路52などの周辺回路を形成する方法は、公知の方法を用いることができる。ここでは、発明の特徴部分に関連する工程について説明する。
<Method for Manufacturing Electro-Optical Device Substrate>
Next, a method for manufacturing the
図5に示すように、本実施形態の素子基板10の製造方法は、第1絶縁膜形成工程(ステップS1)と、平坦化処理工程(ステップS2)と、溝部形成工程(ステップS3)と、導電膜形成工程(ステップS4)と、第2絶縁膜形成工程(ステップS5)とを含んで構成されている。
As shown in FIG. 5, the manufacturing method of the
図5のステップS1では、基材11の第2層間絶縁膜15と第2遮光層16とを覆う第1絶縁膜としての第3層間絶縁膜17を形成する。第3層間絶縁膜17の形成方法としては、蒸着法、スパッタ法、CVD法などにより、例えばSiO2膜を成膜する方法が挙げられる。本実施形態では、SiO2膜の膜厚を40μm〜50μmとする観点から効率的に厚膜形成が可能なプラズマCVD法により第3層間絶縁膜17を形成した。第3層間絶縁膜17を厚膜形成しても、下層の第2遮光層16や第2層間絶縁膜15の表面における凹凸の影響を受けて、第3層間絶縁膜17の表面にも凹凸が生ずることがある。このような凹凸がこの後に形成される画素電極18に反映されると液晶層40における液晶分子の配向むらにつながって表示品質を低下させるおそれがあることから、本実施形態では、ステップS2において第3層間絶縁膜17に平坦化処理を施す。平坦化処理の方法としては、例えば研磨剤を用いて第3層間絶縁膜17の表面を研磨するCMP(Chemical Mechanical Polishing;化学的機械的研磨)処理が挙げられる。これにより、図6(a)に示すように、表面17sが平坦な第3層間絶縁膜17ができあがる。なお、成膜後の第3層間絶縁膜17の表面が平坦な状態であれば、平坦化処理工程(ステップS2)を省略してもよい。そして、ステップS3へ進む。
In step S <b> 1 of FIG. 5, a third
図5のステップS3では、図6(b)に示すように、第3層間絶縁膜17に溝部21を形成する。溝部21の形成方法としては、第3層間絶縁膜17の表面17sに溝部21の形成位置に開口した開口部を有するマスク層を形成する。マスク層を介して第3層間絶縁膜17を例えばフッ素系処理ガスを用いてドライエッチング(異方性エッチング)することで、断面がV字状の溝部21をエッチング形成する。マスク層は第3層間絶縁膜17のドライエッチングに対して選択比が取れる材料を用いる。マスク層の材料としては、例えばシリコンやタングステン、あるいはタングステンシリサイドなどが挙げられる。また、第3層間絶縁膜17をドライエッチングして溝部21を形成したときに、マスク層も同時にドライエッチングされてステップS3の終了時に無くなるように、あらかじめマスク層の厚みを調整しておく。
In step S <b> 3 of FIG. 5, the
本実施形態の液晶装置100は、後述する投写型表示装置の光変調素子として用いられるものであり、画素Pの配置ピッチはおよそ5μm〜10μm程度である。溝部21をプリズムとして十分な機能を発揮させるには、溝部21の深さd1は、画素Pの配置ピッチつまりX方向及びY方向における溝部21の形成間隔d2の長さの3倍以上であることが好ましい。本実施形態では、溝部21の深さd1がおよそ30μm程度となるように、ドライエッチングを行った。なお、溝部21の断面形状はV字形状であることに限定されるものではなく、溝部21の開口と反対側が鋭角になっていない例えば断面が逆台形状であってもよい。そして、ステップS4へ進む。
The
図5のステップS4では、図6(c)に示すように、第3層間絶縁膜17上に画素電極18を形成する。具体的には、ITOなどの透明導電膜を第3層間絶縁膜17上に成膜する。透明導電膜の成膜方法としては、蒸着法、スパッタ法などが挙げられる。本実施形態では、膜厚が100nm〜200nmとなるようにスパッタ法により透明導電膜を成膜した。第3層間絶縁膜17の表面に開口した溝部21のX方向及びY方向の幅d3は、透明導電膜の膜厚の5倍以上であることが好ましい。本実施形態では、幅d3がおよそ1μmとなるように、溝部21がエッチング形成されている。これにより、図6(d)に示すように、透明導電膜を成膜しても、透明導電膜は溝部21の開口付近には付きまわるものの、溝部21の内部をすべて被覆することができない。したがって、透明導電膜は溝部21によって分離されることになる。すなわち、外形が溝部21によって自己整合的に規定された画素電極18が形成される。そして、ステップS5へ進む。
In step S4 of FIG. 5, the
図5のステップS5では、図6(e)に示すように、画素電極18の表面を覆うように第2絶縁膜としての配向膜19を形成する。配向膜19は前述したように液晶装置100の光学設計によって、有機配向膜や無機配向膜が選択される。本実施形態では、ポリイミドなどの有機絶縁材料を含む溶液を塗布あるいは転写して乾燥・焼成することで、膜厚がおよそ100nm〜500nmの配向膜19を形成した。これにより、溝部21の開口は、配向膜19で塞がれ、溝部21には、断面がV字状の側壁21bで囲まれた空間21aが形成される。なお、溝部21の開口を塞ぐ第2絶縁膜は配向膜19に限定されるものではない、配向膜19以外の絶縁膜で少なくとも溝部21の開口を塞いだ後に、配向膜19を形成してもよい。なお、表示領域E以外における溝部21も、表示領域Eにおける溝部21の形成と同様に形成される。以上の工程を経て、素子基板10ができあがる。
In step S5 of FIG. 5, as shown in FIG. 6E, an
上記第1実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)素子基板10の製造方法によれば、第3層間絶縁膜17に画素Pの境界に開口する溝部21を形成する。溝部21は、その深さd1が画素Pの配置ピッチに対して3倍以上であるおよそ30μm程度となるように形成され、且つ溝部21の開口の幅d3が後に形成される透明導電膜の膜厚の5倍以上であるおよそ1μmとなるように形成される。したがって、第3層間絶縁膜17の表面17sに透明導電膜を成膜すれば、透明導電膜は溝部21の内部をすべて被覆することができず、溝部21により透明導電膜が分離されて画素電極18が自己整合的に形成される。すなわち、平面視における外形が溝部21により規定された画素電極18が形成される。ゆえに、画素電極18を形成するために透明導電膜をフォトリソグラフィ法でパターニングする必要がなく、高い生産性を実現可能であると共に、プリズムとして機能する溝部21によって入射光を効率的に利用可能な素子基板10の製造方法及び素子基板10を提供することができる。
(2)第3層間絶縁膜17に形成された溝部21の開口、すなわち実質的には隣り合う画素電極18の隙間は、配向膜19によって塞がれる。言い換えれば、隣り合う画素電極18の隙間を塞ぐように第2絶縁膜としての配向膜19を形成する。したがって、溝部21には、側壁21bにより囲まれた空間21aができあがる。空間21aは第3層間絶縁膜17よりも屈折率が小さくなるので、屈折率が異なる第3層間絶縁膜17と空間21aとの境界面である側壁21bに入射した光は、側壁21bで反射する。溝部21は断面がV字状に形成されるので、側壁21bで反射した光は画素開口部に導かれ、基材11側から入射した光を効率的に画素開口部に入射させることができる。また、液晶装置100の製造工程で、溝部21の内部に他の部材が侵入しなくなり、溝部21をプリズムとして十分に機能させることができる。
(3)溝部21によって画素電極18が自己整合的に形成されることから、プリズムとして機能する溝部21と画素電極18との相対的な位置がずれることがないので、溝部21による入射光の利用効率改善を光学設計上で理想的な状態に近い状態で実現できる。
(4)液晶装置100(液晶パネル110)は、素子基板10側から入射する入射光を効率的に利用して明るい表示を実現可能であると共に、高い生産性を有する素子基板10を備えているので、優れたコストパフォーマンスを有する液晶装置100(液晶パネル110)を製造あるいは提供することができる。
According to the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) According to the method for manufacturing the
(2) The opening of the
(3) Since the
(4) The liquid crystal device 100 (the liquid crystal panel 110) includes the
(第2実施形態)
<電気光学装置>
次に、第2実施形態の電気光学装置について、図7を参照して説明する。図7は、第2実施形態の電気光学装置としての液晶装置の構造を示す概略断面図である。第2実施形態の電気光学装置は、上記第1実施形態の液晶装置100に対して、素子基板における第1絶縁膜としての第3層間絶縁膜17の構成を異ならせると共に、溝部21の形成工程を特定したものである。したがって、上記第1実施形態の液晶装置100と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。また、図7は、上記第1実施形態での説明に用いた、図1のH−H’線に沿った断面構造を示すものである。
(Second Embodiment)
<Electro-optical device>
Next, an electro-optical device according to a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a structure of a liquid crystal device as an electro-optical device according to the second embodiment. The electro-optical device of the second embodiment differs from the
図7に示すように、本実施形態の電気光学装置としての液晶装置200は、素子基板10Bと、対向基板30と、両基板の間に挟持された液晶層40とを有する。素子基板10Bと対向基板30とが所定の間隔を置いて対向配置され、シール材42により貼り合わされて液晶パネル210が構成されている。
As shown in FIG. 7, a
素子基板10Bは、透光性の基材11と、基材11上に順に設けられた、第1遮光層12、第1層間絶縁膜13、TFT14、第2層間絶縁膜15、第2遮光層16、第3層間絶縁膜17、画素電極18、配向膜19、を含んでいる。
また、本実施形態では、第3層間絶縁膜17は、第2層間絶縁膜15側に設けられた層間絶縁膜17aと、画素電極18側に設けられた層間絶縁膜17bとを含む少なくとも二層構造となっている。表示領域Eにおいて、層間絶縁膜17a上に中継層6が画素Pごとに設けられている。中継層6と画素電極18との間には、層間絶縁膜17bを貫通して中継層6と画素電極18とを電気的に接続させるコンタクト部CNT1が設けられている。
The
In the present embodiment, the third
このような第3層間絶縁膜17において、表示領域Eには、画素Pの境界に開口する断面がV字状の溝部21が設けられている。溝部21は、画素電極18の外形を実質的に規定し、画素電極18を分離している。溝部21は、画素電極18側に開口し、第3層間絶縁膜17のうち下層の層間絶縁膜17aに達するように形成されている。つまり、溝部21の深さは、コンタクト部CNT1の深さ(中継層6と画素電極18との間の距離)よりも大きい。
In such a third
溝部21は、表示領域Eだけでなく、上記第1実施形態と同様に、表示領域Eの外縁と外部接続端子54との間、及び外部接続端子54の周囲にも設けられている。外部接続端子54は、溝部21によって外形が規定され、周囲と分離された電極18tを含んでいる。電極18tは画素電極18と同じ透明導電膜からなる。第3層間絶縁膜17のうち、層間絶縁膜17a上には、外部接続端子54に対応した位置に中継層6が設けられている。また、層間絶縁膜17bには、当該中継層6と電極18tとを電気的に接続させるコンタクト部CNT2が設けられている。さらに、層間絶縁膜17aには、第2層間絶縁膜15上に設けられた配線16tと中継層6とを電気的に接続させるコンタクト部CNT3が設けられている。つまり、外部接続端子54の電極18tは、コンタクト部CNT2と、中継層6と、コンタクト部CNT3とにより下層に設けられた配線16tに電気的に接続されている。
The
このような電気光学装置用基板としての素子基板10Bの詳しい製造方法については後述するが、溝部21は、第3層間絶縁膜17にコンタクト部CNT1,CNT2を形成する工程において、同時に形成されている。したがって、溝部21を形成するための専用の工程を必要としない点が、上記第1実施形態と異なっている。
Although a detailed manufacturing method of the
<電気光学装置用基板の製造方法>
次に、図8及び図9を参照して、電気光学装置用基板としての素子基板10Bの製造方法について説明する。図8は第2実施形態の素子基板の製造方法を示すフローチャート、図9(a)〜(e)は第2実施形態の素子基板の製造方法を示す概略断面図である。なお、図9は表示領域Eにおける画素電極18、溝部21、コンタクト部CNT1の製造方法を示すものである。
<Method for Manufacturing Electro-Optical Device Substrate>
Next, a method for manufacturing the
図8に示すように、本実施形態の素子基板10Bの製造方法は、中継層形成工程(ステップS11)と、第1絶縁膜形成工程(ステップS12)と、平坦化処理工程(ステップS13)と、コンタクト部形成工程(ステップS14)と、導電膜形成工程(ステップS15)と、第2絶縁膜形成工程(ステップS16)とを含んで構成されている。
As shown in FIG. 8, the manufacturing method of the
図8のステップS11では、まず、基材11上における第2層間絶縁膜15と第2遮光層16とを覆う層間絶縁膜17aを形成する。層間絶縁膜17aを形成する方法としては、蒸着法、スパッタ法、CVD法により例えばSiO2膜を成膜する方法が挙げられる。本実施形態では、プラズマCVD法によりSiO2膜を成膜した。次に、図9(a)に示すように、層間絶縁膜17a上に中継層6を画素Pごとに形成する。中継層6の形成方法としては、Al(アルミニウム)やAlを含む合金などの低抵抗金属膜を例えばスパッタ法などにより成膜した後に、フォトリソグラフィ法によりパターニングする方法が挙げられる。そして、ステップS12へ進む。
In step S <b> 11 of FIG. 8, first, an
図8のステップS12では、図9(b)に示すように、中継層6と層間絶縁膜17aとを覆う第1絶縁膜としての層間絶縁膜17bを形成する。層間絶縁膜17bの形成方法は、ステップS11の層間絶縁膜17aの形成方法と同様である。層間絶縁膜17aと層間絶縁膜17bとは同じ材料で構成されていることが、この後に溝部21をドライエッチング(異方性エッチング)で形成することから好ましい。そして、ステップS13へ進む。
In step S12 of FIG. 8, as shown in FIG. 9B, an
図8のステップS13では、形成された層間絶縁膜17bの表面に中継層6の影響で凹凸が生ずるので、これを解消すべく平坦化処理を施す。本実施形態では、層間絶縁膜17bに対して平坦化処理としてCMP処理を施した。平坦化処理後の層間絶縁膜17bとその下層の層間絶縁膜17aとを加えた第3層間絶縁膜17の膜厚は、上記第1実施形態と同様に40μm〜50μmである。なお、この場合、層間絶縁膜17aの膜厚と、層間絶縁膜17bとの膜厚はほぼ同じであるが、必ずしも同じである必要はない。例えば、層間絶縁膜17bの膜厚が下層の層間絶縁膜17aの膜厚と比べて薄くてもよい。そして、ステップS14へ進む。
In step S13 of FIG. 8, unevenness is generated on the surface of the formed
図8のステップS14では、図9(c)に示すように、平坦化処理が施された層間絶縁膜17bの表面17sに溝部21と、中継層6に至るコンタクトホール24とを形成する。具体的には、上記第1実施形態のステップS3で説明したように、第3層間絶縁膜17にドライエッチング(異方性エッチング)を施して、画素Pの境界に開口し、深さがおよそ30μm程度の溝部21を形成する。溝部21は層間絶縁膜17bを貫通し下層の層間絶縁膜17aに達する。また、ドライエッチングする際のマスク層において、中継層6と重なる位置に開口部を形成しておく。そうすると、中継層6を覆う層間絶縁膜17bの部分では、ドライエッチングによって形成された溝部が中継層6に達すると共に、それ以上に深くエッチングが進まなくなり、画素Pの境界で開口する断面がV字状の溝部21が形成された段階では、底面に中継層6が露出するコンタクトホール24が形成される。つまり、コンタクトホール24の深さよりも深い溝部21が形成される。
続いて、溝部21を除いてコンタクトホール24だけが露出するように例えば感光性レジストをパターニング形成してから、例えばCVD法により導電膜を成膜する。感光性レジストを除去してから、層間絶縁膜17の表面17sからはみ出た導電膜の部分をエッチング除去する。そうすると、図9(d)に示すように、コンタクトホール24に導電部材25が充填されて、導電部材25の露出部分が平坦なコンタクト部CNT1ができあがる。なお、外部接続端子54の電気的な接続に係るコンタクト部CNT2の形成方法もコンタクト部CNT1と同様な方法で形成される。そして、ステップS15へ進む。
In step S14 of FIG. 8, as shown in FIG. 9C, a
Subsequently, after patterning and forming, for example, a photosensitive resist so that only the
図8のステップS15では、溝部21やコンタクト部CNT1が形成された層間絶縁膜17bの表面にITOなどの透明導電膜を成膜する。透明導電膜の膜厚は、上記第1実施形態と同様に、100nm〜200nmである。表示領域Eにおける透明導電膜は溝部21によって画素Pを単位として分離され、図9(e)に示すように画素電極18が形成される。そして、ステップS16に進んで、配向膜19を形成することにより、溝部21の開口が配向膜19で塞がれる。
以上の工程を経て素子基板10Bができあがる。なお、ステップS14において、溝部21とコンタクトホール24とを同時にエッチング形成する場合、コンタクトホール24の断面形状は断面が逆台形状でなくてもよく、例えば断面が矩形状であってもよい。
In step S15 of FIG. 8, a transparent conductive film such as ITO is formed on the surface of the
The
上記第2実施形態によれば、上記第1実施形態の効果(1)〜(3)に加えて、以下の効果が得られる。
(5)溝部21は、中継層6と画素電極18とを電気的に接続させるコンタクト部CNT1を形成する工程において、コンタクトホール24を形成すると同時に形成される。したがって、溝部21を形成するための専用の工程を設ける必要がないので、高い生産性を有する素子基板10Bの製造方法を実現できる。
According to the second embodiment, in addition to the effects (1) to (3) of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(5) The
(第3実施形態)
<電気光学装置>
次に、第3実施形態の電気光学装置について、図10及び図11を参照して説明する。図10は第3実施形態の電気光学装置としての液晶装置の構造を示す概略断面図、図11は第3実施形態の電気光学装置としての液晶装置における素子基板の構造を示す拡大断面図である。第3実施形態の電気光学装置は、上記第1実施形態の液晶装置100(あるいは上記第2実施形態の液晶装置200)に対して、素子基板における溝部の形成工程を異ならせたものである。したがって、上記第1実施形態の液晶装置100と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。また、図10は図1のH−H’線に沿った断面構造を示すものであり、図11は図3のA−A’線に沿った素子基板の断面構造を示すものである。
(Third embodiment)
<Electro-optical device>
Next, an electro-optical device according to a third embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a liquid crystal device as an electro-optical device of the third embodiment, and FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view showing the structure of an element substrate in the liquid crystal device as the electro-optical device of the third embodiment. . The electro-optical device according to the third embodiment is different from the
図10に示すように、本実施形態の電気光学装置としての液晶装置300は、素子基板10Cと、対向基板30と、両基板の間に挟持された液晶層40とを有する。素子基板10Cと対向基板30とが所定の間隔を置いて対向配置され、シール材42により貼り合わされて液晶パネル310が構成されている。
As shown in FIG. 10, a
素子基板10Cは、透光性の基材11と、基材11上に順に設けられた、第1遮光層12、第1層間絶縁膜13、TFT14、第2層間絶縁膜15、第2遮光層16、第3層間絶縁膜17、マイクロレンズ28、光路長調整層29、画素電極18、配向膜19、を含んでいる。
本実施形態では、表示領域Eの第3層間絶縁膜17上に、画素Pごとに入射した光を集光させるマイクロレンズ28が設けられている。マイクロレンズ28と画素電極18との間には、光路長調整層29が設けられており、光路長調整層29が本発明における第1絶縁膜の一例である。
The
In the present embodiment, on the third
このような光路長調整層29において、表示領域Eには、画素Pの境界に溝部29bが開口している。溝部29bは、画素電極18の外形を実質的に規定し、画素電極18を分離している。溝部29bは、画素電極18側に開口し、下層において隣り合うマイクロレンズ28の境界に達するように形成されている。
In such an optical path
溝部29bは、表示領域Eだけでなく、上記第1実施形態と同様に、表示領域Eの外縁と外部接続端子54との間、及び外部接続端子54の周囲にも設けられている。外部接続端子54は、溝部29bによって外形が規定され、周囲と分離された電極18tを含んでいる。電極18tは画素電極18と同じ透明導電膜からなる。また、マイクロレンズ28を構成する第1レンズ層26の上に中継層6が設けられており、光路長調整層29を貫通して該中継層6と電極18tとを電気的に接続させるコンタクト部CNT2が設けられている。また、第1レンズ層26と第3層間絶縁膜17とを貫通して、第2層間絶縁膜15上に設けられた配線16tと中継層6とを電気的に接続させるコンタクト部CNT3が設けられている。つまり、外部接続端子54の電極18tは、コンタクト部CNT2と、中継層6と、コンタクト部CNT3とにより下層に設けられた配線16tに電気的に接続されている。
The
次に、図11を参照して、画素Pごとに設けられるスイッチング素子としてのTFT14と、画素電極18との電気的な接続に係る構造について説明する。
図11に示すように、素子基板10Cにおいて、基材11上に第1遮光層12が形成されている。第1遮光層12は走査線2として機能するようにパターニングされている。第1遮光層12を覆って第1層間絶縁膜13が形成されている。第1層間絶縁膜13上にTFT14の半導体層14aが形成されている。半導体層14aは例えば高温ポリシリコンからなり、P型あるいはN型の不純物の導入量を調整することによって、チャネル領域14cと、ドレイン領域14dと、ソース領域14sとが形成されている。また、チャネル領域14cとドレイン領域14dとの間に低濃度の不純物領域である接合領域14fが形成され、チャネル領域14cとソース領域14sとの間に同じく低濃度の不純物領域である接合領域14eが形成されている。つまり、半導体層14aはLDD(Lightly Doped Drain)構造が採用されている。
このような半導体層14aを覆ってゲート絶縁膜15aが形成されている。ゲート絶縁膜15aの半導体層14aのチャネル領域14cと対向する位置にゲート電極14gが形成されている。また、ゲート電極14gは、ゲート絶縁膜15aと第1層間絶縁膜13とを介して第1遮光層12の一部と重なるようにパターニングされており、ゲート絶縁膜15aと第1層間絶縁膜13とを貫通するコンタクト部CNT7によってゲート電極14gと第1遮光層12つまり走査線2とが電気的に接続されている。
Next, referring to FIG. 11, a structure relating to the electrical connection between the
As shown in FIG. 11, the first
A
ゲート電極14gと、ゲート絶縁膜15aとを覆う層間絶縁膜15bが形成されている。つまり、第2層間絶縁膜15は、ゲート絶縁膜15aと層間絶縁膜15bとを含むものである。第2層間絶縁膜15上に導電膜を成膜してパターニングすることにより、配線層5aと、配線層5dとが形成されている。配線層5aは、第2層間絶縁膜15を貫通するコンタクト部CNT5によって半導体層14aのドレイン領域14dと電気的に接続されている。配線層5aは蓄積容量5の一方の電極として機能するものである。したがって、以降、下電極5aと呼ぶこともある。配線層5dは、第2層間絶縁膜15を貫通するコンタクト部CNT6によって半導体層14aのソース領域14sと電気的に接続されている。配線層5dはデータ線3として機能するようにパターニングされている。これらの配線層5a,5dを覆うように誘電体膜5eが形成されている。誘電体膜5eの下電極5aと対向する部分に配線層5bが形成されている。配線層5bは蓄積容量5の他方の電極として機能するものであり、且つ容量線4として機能するようにパターニングされている。したがって、配線層5bを、以降、上電極5bと呼ぶこともある。蓄積容量5は、誘電体膜5eを介して対向配置された下電極5aと上電極5bとを含んで構成されている。
An interlayer insulating
上電極5bと誘電体膜5eとを覆って第3層間絶縁膜17が形成されている。また、第3層間絶縁膜17は、下層の配線層やTFT14などの影響を受けて、その表面に凹凸が生ずるので、平坦化処理(CMP処理など)が施されている。
第3層間絶縁膜17上には、第1レンズ層26が形成されている。第1レンズ層26は、画素Pごとに対応して形成されたレンズ部26aと、隣り合うレンズ部26aの間の平坦部26bとを含んでいる。このような第1レンズ層26を覆って第2レンズ層27が形成されている。レンズ部26aと、レンズ部26aを覆った第2レンズ層27の部分とによりマイクロレンズ28が構成されている。また、隣り合うマイクロレンズ28は、平坦部26bを覆う第2レンズ層27の部分において互いに重なり合っており、重なり合った部分に隣り合うマイクロレンズの境界が存在する。
光路長調整層29は、このようなマイクロレンズ28を覆って形成されている。また、光路長調整層29において、隣り合うマイクロレンズ28の境界に相当する部分に溝部29bが形成されている。光路長調整層29はマイクロレンズ28を覆うことで表面に凹凸が生ずることから、やはり平坦化処理(CMP処理など)が施されている。画素電極18は平坦化処理が施された光路長調整層29の表面に形成されている。また、隣り合う画素電極18は実質的に溝部29bによって分離されている。
A third
A
The optical path
第1レンズ層26の平坦部26bには中継層6が形成されている。平面視で中継層6と下電極5aとが重なり合う部分に、第1レンズ層26の平坦部26bと第3層間絶縁膜17及び誘電体膜5eを貫通するコンタクト部CNT4が形成されている。また、平面視で画素電極18と中継層6とが重なり合う部分に、光路長調整層29と第2レンズ層27とを貫通するコンタクト部CNT1が形成されている。つまり、画素電極18は、コンタクト部CNT1、中継層6、コンタクト部CNT4、配線層(下電極)5a、コンタクト部CNT5を介して電気的にTFT14のドレイン領域14dと接続されている。なお、本実施形態では、中継層6を第1レンズ層26の平坦部26b上に形成したが、これに限定されず、第3層間絶縁膜17上に形成してもよいし、上記第2実施形態で示したように、第3層間絶縁膜17を層間絶縁膜17aと層間絶縁膜17bの二層構造として、下層側の層間絶縁膜17a上に中継層6を形成してもよい。
The
このような電気光学装置用基板としての素子基板10Cの詳しい製造方法については後述するが、溝部29bは、光路長調整層29を形成する工程において、同時に形成されている。したがって、溝部29bを形成するための専用の工程を必要としない点が、上記第1実施形態と異なる点の一つである。
Although a detailed manufacturing method of the
<電気光学装置用基板の製造方法>
次に、図12〜図14を参照して、電気光学装置用基板としての素子基板10Cの製造方法について説明する。図12は第3実施形態の素子基板の製造方法を示すフローチャート、図13(a)〜(d)及び図14(e)〜(i)は第3実施形態の素子基板の製造方法を示す概略断面図である。上述したように、本実施形態の素子基板10Cの製造方法は、光路長調整層29に溝部29bが形成されることが主な特徴点であることから、光路長調整層29を形成する工程を含む前後工程について、図12〜図14を参照して説明する。
<Method for Manufacturing Electro-Optical Device Substrate>
Next, a manufacturing method of the
図12に示すように、本実施形態の素子基板10Cの製造方法は、マイクロレンズ形成工程(ステップS21)と、第1絶縁膜形成工程(ステップS22)と、平坦化処理工程(ステップS23)と、導電膜形成工程(ステップS24)と、第2絶縁膜形成工程(ステップS25)とを含んで構成されている。
As shown in FIG. 12, the manufacturing method of the
図12のステップS21では、まず、図13(a)に示すように、第3層間絶縁膜17上にレンズ層前駆体26Pを形成する。具体的には、蒸着法、スパッタ法、CVD法などを用いて、第3層間絶縁膜17よりも屈折率が大きい無機材料を成膜する。第3層間絶縁膜17が例えばSiO2(屈折率がおよそ1.46)からなるとき、上記無機材料としては例えばSiON(屈折率がおよそ1.50〜1.70)が挙げられる。本実施形態では、プラズマCVD法により膜厚がおよそ2μm〜5μmのSiON膜を成膜して、レンズ層前駆体26Pとした。
次に、レンズ層前駆体26P上に感光性レジストを塗布して乾燥することにより感光性レジスト層を形成し、これをパターニングして、図13(b)に示すように画素Pごとに島状に独立したレジストパターン70を形成する。次に、このレジストパターン70を加熱して、図13(c)に示すように形状が略半球状となるように変形させる。続いて、変形したレジストパターン71を介してレンズ層前駆体26Pを例えばフッ素系処理ガスを用いてドライエッチングする。ドライエッチングを行うと、レジストパターン71で覆われた部分は、レジストパターン71で覆われていない部分に比べて遅れてエッチングが進行することから、レンズ層前駆体26Pには、レジストパターン71の形状がエッチング転写される。これにより、図13(d)に示すように、第3層間絶縁膜17上にレジストパターン71と相似形状のレンズ部26aと平坦部26bとを有する第1レンズ層26が形成される。
次に、図14(e)に示すように第1レンズ層26を覆う第2レンズ層27を形成する。第2レンズ層27の形成方法としては、レンズ層前駆体26の形成方法と同様に例えばプラズマCVD法により、膜厚がおよそ2μm〜4μmとなるようにSiONを成膜する。これにより、レンズ部26aと第2レンズ層27とによりマイクロレンズ28が形成される。第2レンズ層27の形成工程では、隣り合うマイクロレンズ28の一部が重なって接する部分が境界線をなすように、SiON膜を堆積させる。そして、ステップS22へ進む。
In step S21 of FIG. 12, first, a
Next, a photosensitive resist layer is formed by applying a photosensitive resist on the
Next, as shown in FIG. 14E, a
図12のステップS22では、図14(f)に示すように、マイクロレンズ28を覆う第1絶縁膜としての光路長調整層29を形成する。マイクロレンズ28よりも屈折率が小さい光路長調整層29の形成方法としては、マイクロレンズ28が形成された基材11の表面を覆うべく、例えばプラズマCVD法により、膜厚がおよそ40μm〜50μmのSiO2膜を成膜する。より具体的には、図14(g)に示すように、1μm〜3μm程度の膜厚でSiO2膜を積層させてゆく。マイクロレンズ28が形成される画素Pの配置ピッチが5μm〜10μmであることから、隣り合うマイクロレンズ28の境界部分をSiO2膜で完全に埋めることが難しく、該境界部分にボイド(空隙)が生ずる。SiO2膜を積層してゆくと、ボイドも連続して成長してゆき、所定の膜厚のSiO2膜が成膜された後には、連続したボイドからなる溝部29bが形成される。そして、ステップS23へ進む。
In step S22 of FIG. 12, as shown in FIG. 14F, an optical path
図12のステップS23では、図14(g)に示すように、マイクロレンズ28の影響を受けて生じた光路長調整層29の表面の凹凸を解消すべく平坦化処理(CMP処理)を施す。これにより、図14(h)に示すように、平坦化処理が施された表面29aに、画素Pの境界に開口する溝部29bを有する光路長調整層29が形成される。溝部29bの深さはおよそ30μmである。光路長調整層29に平坦化処理を施すことで、平坦化処置を施す前に比べて溝部29bの開口の縁が際立つことになる。平坦化処理後の溝部29bの幅はおよそ1μm程度である。そして、ステップS24へ進む。
In step S23 of FIG. 12, as shown in FIG. 14G, a flattening process (CMP process) is performed to eliminate irregularities on the surface of the optical path
図12のステップS24では、光路長調整層29の表面29aに例えばITOなどの透明導電膜を成膜する。透明導電膜の膜厚は100nm〜200nmである。透明導電膜は溝部29bの内部をすべて被覆することができないため、溝部29bによって分離され表面29a上に画素電極18が形成される。そして、ステップS25に進んで、第2絶縁膜としての配向膜19を形成する。配向膜19の膜厚は200nm〜500nmであることから、画素電極18を分離した溝部29bの開口は配向膜19によって塞がれる。これによって、図14(i)に示すように、基材11上において画素Pごとに形成されたマイクロレンズ28と、画素Pの境界に開口した溝部29bを有する光路長調整層29と、画素電極18と、配向膜19とを含む素子基板10Cができあがる。
In step S24 of FIG. 12, a transparent conductive film such as ITO is formed on the
なお、図13(a)〜(d)及び図14(e)〜(i)では、表示領域Eにおける素子基板10Cの製造過程を説明したが、前述したように、基材11上の光路長調整層29において、表示領域Eの外縁と外部接続端子54との間や外部接続端子54の周囲にも溝部29bが形成される。
13 (a) to 13 (d) and FIGS. 14 (e) to (i), the manufacturing process of the
上記第3実施形態の効果は、以下の通りである。
(1)素子基板10Cの製造方法によれば、マイクロレンズ28を覆う光路長調整層29を形成する過程で画素Pの境界に開口する溝部29bが形成される。溝部29bは、その深さが画素Pの配置ピッチに対して3倍以上であるおよそ30μm程度となるように形成され、且つ溝部29bの開口の幅は、後に形成される透明導電膜の膜厚の5倍以上のおよそ1μmである。したがって、光路長調整層29の平坦化された表面29aに透明導電膜を成膜すれば、透明導電膜は溝部29bの内部をすべて被覆することができず、溝部29bにより透明導電膜が分離されて画素電極18が自己整合的に形成される。すなわち、平面視における外形が溝部29bにより規定された画素電極18が形成される。ゆえに、画素電極18を形成するために透明導電膜をフォトリソグラフィ法でパターニングする必要がなく、高い生産性を実現可能であると共に、プリズムとして機能する溝部29bに加えてマイクロレンズ28によって入射光を効率的に利用可能な素子基板10Cの製造方法及び素子基板10Cを提供することができる。
(2)光路長調整層29に形成された溝部29bの開口、すなわち実質的には隣り合う画素電極18の隙間は、配向膜19によって塞がれる。言い換えれば、隣り合う画素電極18の隙間を塞ぐように第2絶縁膜としての配向膜19を形成する。したがって、溝部29bは、光路長調整層29を形成する際に生じたボイド(空隙)の連続であるため、ボイド(空隙)は光路長調整層29よりも屈折率が小さくなる。屈折率が異なる光路長調整層29とボイド(空隙)との境界面に入射した光は、境界面で反射する。該境界面で反射した光の一部は画素開口部に導かれ、基材11側から入射した光を効率的に画素開口部に入射させることができる。また、液晶装置300の製造工程で、溝部29bの内部に他の部材が侵入しなくなり、溝部29bをプリズムとして十分に機能させることができる。
(3)溝部29bによって画素電極18が自己整合的に形成されることから、プリズムとして機能する溝部29bと画素電極18との相対的な位置がずれることがないので、溝部29bによる入射光の利用効率改善を光学設計上で理想的な状態に近い状態で実現できる。
(4)液晶装置300(液晶パネル310)は、素子基板10C側から入射する入射光を効率的に利用して明るい表示を実現可能であると共に、高い生産性を有する素子基板10Cを備えているので、優れたコストパフォーマンスを有する液晶装置300(液晶パネル310)を製造あるいは提供することができる。
The effects of the third embodiment are as follows.
(1) According to the method for manufacturing the
(2) The opening of the
(3) Since the
(4) The liquid crystal device 300 (liquid crystal panel 310) includes the
(第4実施形態)
<電子機器>
次に、第4実施形態である電子機器として投写型表示装置を例に挙げて、図15を参照して説明する。図15は電子機器としての投写型表示装置の構成を示す概略図である。
(Fourth embodiment)
<Electronic equipment>
Next, a projection display apparatus will be described as an example of the electronic apparatus according to the fourth embodiment with reference to FIG. FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a configuration of a projection display device as an electronic apparatus.
図15に示すように、本実施形態の電子機器としての投写型表示装置1000は、システム光軸L0に沿って配置された偏光照明装置1100と、光分離素子としての2つのダイクロイックミラー1104,1105と、3つの反射ミラー1106,1107,1108と、5つのリレーレンズ1201,1202,1203,1204,1205と、3つの光変調素子としての透過型の液晶ライトバルブ1210,1220,1230と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム1206と、投写レンズ1207とを備えている。
As shown in FIG. 15, a
偏光照明装置1100は、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1101と、インテグレーターレンズ1102と、偏光変換素子1103とから概略構成されている。
The polarized
ダイクロイックミラー1104は、偏光照明装置1100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1105は、ダイクロイックミラー1104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1104で反射した赤色光(R)は、反射ミラー1106で反射した後にリレーレンズ1205を経由して液晶ライトバルブ1210に入射する。
ダイクロイックミラー1105で反射した緑色光(G)は、リレーレンズ1204を経由して液晶ライトバルブ1220に入射する。
ダイクロイックミラー1105を透過した青色光(B)は、3つのリレーレンズ1201,1202,1203と2つの反射ミラー1107,1108とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ1230に入射する。
The red light (R) reflected by the
Green light (G) reflected by the
The blue light (B) transmitted through the
液晶ライトバルブ1210,1220,1230は、クロスダイクロイックプリズム1206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1210,1220,1230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1206に向けて射出される。このプリズムは、4つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に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、投写光学系である投写レンズ1207によってスクリーン1300上に投写され、画像が拡大されて表示される。
The liquid
The color light incident on the liquid
液晶ライトバルブ1210は、上述した第1実施形態の液晶装置100が適用されたものである。液晶装置100の色光の入射側と射出側とにクロスニコルに配置された一対の偏光素子が隙間を置いて配置されている。他の液晶ライトバルブ1220,1230も同様である。
The liquid
このような投写型表示装置1000によれば、液晶ライトバルブ1210,1220,1230として、上記液晶装置100が用いられているので、画素Pに入射する光が効率的に利用され明るい画像を投写可能であると共に、優れたコストパフォーマンスを有する投写型表示装置1000を提供することができる。
According to such a
なお、液晶ライトバルブ1210,1220,1230として上記第2実施形態の液晶装置200や上記第3実施形態の液晶装置300を用いてもよい。また、上記第1実施形態の液晶装置100または上記第2実施形態の液晶装置200あるいは上記第3実施形態の液晶装置300が適用可能な電子機器は、上記投写型表示装置1000に限定されない。例えば、投写型のHUD(ヘッドアップディスプレイ)や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。
As the liquid
本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置用基板の製造方法ならびに該電気光学装置用基板を適用する電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit or idea of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and for an electro-optical device with such a change. A substrate manufacturing method and an electronic apparatus to which the substrate for an electro-optical device is applied are also included in the technical scope of the present invention. Various modifications other than the above embodiment are conceivable. Hereinafter, a modification will be described.
(変形例1)上記第1実施形態の液晶装置100及び上記第2実施形態の液晶装置200において、平面視における画素電極18の形状を正方形としたが、正方形に限定されるものではない。例えば、画素電極18の形状が長方形であってもよい。また、長方形の画素電極18に対向する位置において、対向基板30側にカラーフィルターを備えて、カラー表示が可能な直視型の表示装置としてもよい。
(Modification 1) In the
(変形例2)上記第3実施形態の液晶装置300において、素子基板10Cに形成されるマイクロレンズ28の断面形状は、略半円状であることに限定されない。例えば、画素Pの中央部に相当する部分が平坦な状態のマイクロレンズ28であってもよい。
(Modification 2) In the
6…中継層、10,10B,10C…電気光学装置用基板としての素子基板、11…透明基板としての基材、14…スイッチング素子としてのTFT、17…第1絶縁膜としての第3層間絶縁膜、18…画素電極、19…第2絶縁膜としての配向膜、21…溝部、28…マイクロレンズ、29…第1絶縁膜としての光路長調整層、29b…溝部、54…外部接続端子、100,200,300…電気光学装置としての液晶装置、1000…電子機器としての投写型表示装置、d1…溝部の深さ、d2…画素の配置ピッチに相当する溝部の形成間隔、d3…溝部の幅、E…表示領域、P…画素。
6 ...
Claims (18)
前記スイッチング素子の上方に第1絶縁膜を形成する工程と、
前記第1絶縁膜の表面において、画素の境界に開口した溝部を形成する工程と、
前記第1絶縁膜の表面に透光性の導電膜を成膜する工程と、
を備えたことを特徴とする電気光学装置用基板の製造方法。 Forming a switching element above the transparent substrate;
Forming a first insulating film above the switching element;
Forming a groove opening at the boundary of the pixel on the surface of the first insulating film;
Forming a translucent conductive film on the surface of the first insulating film;
A method for manufacturing a substrate for an electro-optical device, comprising:
前記スイッチング素子の上方にマイクロレンズを形成する工程と、
前記マイクロレンズの上方に第1絶縁膜を形成する工程と、
前記第1絶縁膜の表面を平坦化する工程と、
平坦化された前記第1絶縁膜の表面に透光性の導電膜を成膜する工程と、を備え
前記第1絶縁膜を形成する工程では、前記マイクロレンズが配置された画素の境界に開口した溝部を生ずるように前記第1絶縁膜を形成することを特徴とする電気光学装置用基板の製造方法。 Forming a switching element above the transparent substrate;
Forming a microlens above the switching element;
Forming a first insulating film above the microlens;
Planarizing the surface of the first insulating film;
Forming a light-transmitting conductive film on the planarized surface of the first insulating film, and in the step of forming the first insulating film, an opening is formed at a boundary of the pixel where the microlens is disposed. A method of manufacturing a substrate for an electro-optical device, wherein the first insulating film is formed so as to form a groove portion.
前記スイッチング素子と前記電極との間に配置された第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜の前記電極側の表面において、画素の境界に開口した溝部と、を含み、
前記溝部の前記第1絶縁膜の表面からの深さが、前記画素の配置ピッチの3倍以上であって、
前記電極は、前記溝部によって外形が規定されていることを特徴とする電気光学装置用基板。 An electro-optical device substrate in which a switching element and an electrode electrically connected to the switching element are disposed on a transparent substrate,
A first insulating film disposed between the switching element and the electrode;
A groove opening at a boundary of a pixel on the surface of the first insulating film on the electrode side,
The depth of the groove from the surface of the first insulating film is three times or more the arrangement pitch of the pixels,
The substrate for an electro-optical device, wherein an outer shape of the electrode is defined by the groove.
前記スイッチング素子と前記電極との間に配置されたマイクロレンズと、
前記マイクロレンズと前記電極との間に配置された第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜の前記電極側の表面において、画素の境界に開口した溝部と、を含み、
前記電極は、前記溝部によって外形が規定されていることを特徴とする電気光学装置用基板。 An electro-optical device substrate in which a switching element and an electrode electrically connected to the switching element are disposed on a transparent substrate,
A microlens disposed between the switching element and the electrode;
A first insulating film disposed between the microlens and the electrode;
A groove opening at a boundary of a pixel on the surface of the first insulating film on the electrode side,
The substrate for an electro-optical device, wherein an outer shape of the electrode is defined by the groove.
前記外部接続端子と複数の前記画素を含む表示領域の外縁との間にも前記溝部が設けられていることを特徴とする請求項9乃至13のいずれか一項に記載の電気光学装置用基板。 An external connection terminal to which the switching element is electrically connected;
14. The electro-optical device substrate according to claim 9, wherein the groove portion is also provided between the external connection terminal and an outer edge of a display region including the plurality of pixels. .
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