JP3423593B2

JP3423593B2 - 液晶表示装置及びその製造方法及び表示装置用基板及び投射型液晶表示装置

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Publication number: JP3423593B2
Application number: JP29446597A
Authority: JP
Inventors: 嘉彦福元; 榑松　　克巳; 理小山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-10-27
Filing date: 1997-10-27
Publication date: 2003-07-07
Anticipated expiration: 2017-10-27
Also published as: JPH11133458A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置用基板、
及び液晶表示装置、及び製造方法、及び投射型液晶表示
装置に関し、特に反射型液晶表示装置とその製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、反射型液晶表示装置については、
既に特開平６−３４７８２８号公報に開示されている。
その従来例を図８に示す。画素電極４０４と画素電極の
間隙４０５ａに充填された充填材はＣＭＰ（Chemical M
echanical Polish）により同時に研磨、平坦化され、ベ
ース基板４０７全面にわたって面一となり、かつ画素電
極４０４の表面も鏡面化される構成となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では画素電極とそれらの間隙が面一であるため、画
素電極上の液晶の配向と、間隙上の液晶の配向とがそろ
っている構成となる。この場合、画素電極配置の規則性
に判う回折光や、画素電極のエッジで散乱された散乱
光、あるいは入射光の散乱成分等は何のさまたげもなく
隣接画素に入り込み、所望の画像信号以外の成分が出力
画像に混入することになり、その結果、表示画像の色再
現性、鮮明さが劣下するという問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る表示装置用基板は、複数の画素電極
と、該複数の画素電極における隣接する画素電極の間隙
に少なくとも該画素電極の側面の一部に接する状態で配
された絶縁性部材と、を有する表示装置用基板におい
て、前記画素電極の上面は、前記画素電極と前記絶縁性
部材との境界部近傍で、入射光が画素中心部方向に反射
する曲率を持つ面を有し、前記絶縁性部材の上面が、前
記境界部における前記画素電極の上面より高く形成され
ていることを特徴とする。

【０００５】また、本発明に係る表示装置用基板におい
て、前記全画素電極の間隙に配されたそれぞれの絶縁性
部材の上面が、同一の高さを持つ平面をなしていてもよ
い。

【０００６】また、本発明に係る液晶表示装置は、上記
に記載の表示装置用基板と、該表示装置用基板に対向し
て配される対向電極基板と、前記表示装置用基板と前記
対向電極基板の間に挟持される液晶と、を具備してな
る。

【０００７】また、本発明に係る投写型液晶表示装置
は、上記に記載の液晶表示装置を用いたことを特徴とす
る。

【０００８】また、本発明に係る表示装置用基板の製造
方法は、複数の画素電極を有する表示装置用基板の製造
方法において、基板の表面上に形成された絶縁層を選択
的に除去して、画素電極形成領域と、画素電極分離領域
となる絶縁性部材とを形成する工程と、前記画素電極形
成領域及び前記絶縁性部材上に画素電極材料を形成する
工程と、前記画素電極材料を研磨して前記絶縁性部材上
の該画素電極材料を除去し、前記画素電極形成領域に、
前記画素電極材料からなり、かつ、前記画素電極と前記
絶縁性部材との境界部近傍で入射光が画素中心部方向に
反射する曲率を持つ面を有する前記複数の画素電極を形
成すると共に、該複数の画素電極における隣接する画素
電極の間隙に、前記絶縁性部材からなり、かつ、該絶縁
性部材の上面が前記境界部における前記画素電極の上面
より高く形成された前記画素電極分離領域を形成する工
程と、を有することを特徴とする。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】［作用］本発明によれば、画素電極と画素
電極の間隙の直上の液晶の形態を画素電極直上の液晶と
異なる形態とし、画素間に不連続な液晶層を形成するこ
とにより、隣接画素からの不要な光の入射を防ぐ。

【００１７】また、画素電極は研磨により平坦化、鏡面
化され、高反射率の反射電極となる。

【００１８】また、画素電極上面と、画素を分離する絶
縁性部材上面の境界部における高さレベルを異ならせる
ことにより、画素間の分離度を向上させることができ
る。

【００１９】

【実施例】

（第１の実施例）図１の図（１−１）に本発明に係る液
晶表示装置の画像表示部の断面を示す。本発明の液晶駆
動素子は単結晶半導体基板上に形成され、本実施例では
単結晶Ｓｉ基板１に形成されたＮＭＯＳスイッチングト
ランジスタからなる構成となっている。ＮＭＯＳスイッ
チングトランジスタは単結晶Ｓｉ基板１上に形成された
Ｐ型の低濃度拡散層Ｐウェル２と、フィールド酸化膜３
と、ゲート酸化膜４、ゲート電極５、Ｎ型低濃度拡散層
ＮＬＤ６、ソース電極あるいはドレイン電極として機能
するＮ型高濃度拡散層ＮＳＤ７から構成される。ＮＭＯ
Ｓスイッチングトランジスタを保護するＢＰＳＧ８に開
けたコンタクトホール９を介してＮＳＤ７と映像信号を
伝達する第１ＡＬ１０が接続されている。プラズマＳｉ
Ｏ₂１１からなる層間膜上に遮光膜１２が配置される
が、この遮光膜１２は、スイッチングトランジスタへの
外光の入射をさえぎると同時に、任意の電位に固定さ
れ、プラズマＳｉＮ１３と画素電極１５とで構成される
画素容量のコンデンサの一方の電極としても機能する。

【００２０】画素電極１５は、スルーホール１４を介し
て第１ＡＬ１０に接続されている。画素電極分離領域１
６はプラズマＳｉＯから形成され、その上面の表面１
６′は画素電極１５の上面の表面１５′よりも、対向基
板１７側へ数十Å以上高く形成されている。ガラス等の
透明材料よりなる対向基板１７のＳｉ基板１側の表面に
はＩＴＯ等からなる透明電極１８が設けられており、液
晶１９をＳｉ基板１と、対向基板１７とで挟持して液晶
表示装置を構成する。

【００２１】以下に、図２の図（１−２）〜図３の図
（１−６）を用いて上記液晶表示装置の製造方法を説明
する。

【００２２】ここでは、画像表示部の製造方法を中心に
説明するが、画像表示部の形成工程と同時に、表示部の
スイッチングトランジスタを駆動するためのシフトレジ
スタ等周辺駆動回路も同一基板上に形成することができ
る。

【００２３】図（１−２）：まず不純物濃度が１０¹⁵ｃ
ｍ^-3以下のＮ型単結晶Ｓｉ基板１に、ボロンをイオン注
入し、不純物濃度が１０¹⁶ｃｍ^-3程度のＰ型不純物領域
であるＰウェル２を形成する。Ｓｉ基板１を部分熱酸化
することによりフィールド酸化膜３を形成する。このフ
ィールド酸化膜３として、リセス方式およびトレンチ方
式はＳｉ基板１表面を平坦にでき、後の工程のパターニ
ングが容易になる点で有利な方法である。Ｓｉ基板１を
全面熱酸化して、ゲート酸化膜４を形成後、リンを１０
²⁰ｃｍ^-3程度ドープしたＮ型ポリシリコンからなるゲー
ト電極５を形成し、Ｓｉ基板１全面にリンをイオン注入
し、不純物濃度１０¹⁶ｃｍ^-3程度のＮ型拡散層ＮＬＤ６
を形成し、引き続きパターニングされたホトレジストを
マスクとしてリンをイオン注入し、不純物濃度１０¹⁹ｃ
ｍ^-3程度のＮ型拡散層ＮＳＤ７を形成する。

【００２４】Ｓｉ基板全面に層間膜のＢＰＳＧ８を成膜
後、ＮＳＤ７の直上にコンタクトホール９を開ける。こ
のコンタクトホールは、ＴｉＮとＷの積層物により完全
に埋め込まれ、第１ＡＬ１０とＮＳＤ７を電気的に接続
する。第１ＡＬ１０はＡＬＳｉ，ＡＬＣｕ，ＡＬＳｉＣ
ｕ等のＡＬベースあるいはＣｕベースの低抵抗導電材料
を用いる。プラズマＳｉＯ１１をＳｉ基板１全面に成膜
後、遮光膜１２を形成する。この遮光膜１２は、ＡＬ，
Ｔｉ等の可視光に対し遮光特性に優れた導電性材料から
構成され、画像表示部全体を覆い、後の工程でスルーホ
ールを開ける部分のみパターニングにより開口部２０を
設ける。つづいて、プラズマＳｉＮ１３を４０００Å程
度、プラズマＳｉＯ２１を１００００Å程度積層する。

【００２５】図２の図（１−３）：パターニングされた
ホトレジストをマスクとし、プラズマＳｉＮ１３をエッ
チングストッパーとして、プラズマＳｉＯ２１をドライ
エッチングにてパターニングし、画素電極形成領域２２
を形成する。

【００２６】この画素電極形成領域２２と同じ寸法、形
状のパターンをチップ内の画像表示領域以外の部分にも
配置することにより、後の工程で行なわれるＣＭＰにて
生ずる画像表示領域のシニングを抑え、チップ全体の平
坦性を確保することができる。

【００２７】図３の図（１−４）：プラズマＳｉＮ１３
と、プラズマＳｉＯ１１にスルーホール１４を開け、Ｔ
ｉＮとＷの積層物でスルーホール１４を完全に埋め込
む。

【００２８】図３の図（１−５）：Ｓｉ基板１全面に膜
厚１００００Å以上の画素電極材料２３を成膜する。こ
の画素電極材料は、最終的に反射画素電極となるため、
導電性かつ可視光領域において高反射率を有する材料が
望ましく、ＡＬ，Ａｇ，ＰＴ等の金属材料やそれらをベ
ースとした化合物材料が適している。ここではＡＬ単一
材料を用いた。

【００２９】図３の図（１−６）：ＣＭＰにより画素電
極材料２３を研磨することにより、画素電極１５を平坦
化、鏡面化すると同時に画素電極分離領域１６上の画素
電極材料を除去し、各々の画素電極１５を電気的に分離
形成する。

【００３０】ＣＭＰは、Ｓｉ基板１表面の凹凸を完全平
坦化する手段であるが、異なる材料を同時に研磨する場
合、研磨条件を適当に調整することにより、各々の材料
の研磨レートを異なるものとすることができ、その結
果、両者の境界部に段差を形成することができる。例え
ば研磨クロスにスエードタイプの（株）ロデール製Ｓｕ
ｐｒｅｍｅＲＮ−Ｈ，スラリーにＡｌ₂Ｏ₃を砥粒と
し、Ｈ₂Ｏ₂等の酸化剤を含む（株）ロデール・ニッタ
製ＸＪＦＷ８０９９を用い、ＣＭＰ装置に（株）荏原製
作所製ＥＰＯ−１１４を用い、研磨条件として、ウェハ
押しつけ荷重１００ｇｆ／ｃｍ²、ウェハ回転数３１ｒ
ｐｍ、研磨テーブル回転数３０ｒｐｍにて図（１−５）
の構造体を研磨したところ、画素電極材料２３であるＡ
Ｌの研磨レートが約１０００Å／ｍｉｎであるのに対
し、画素分離領域１６であるプラズマＳｉＯの研磨レー
トは約５０Å／ｍｉｎとなり、その結果、図（１−６）
における画素電極上面１５′と画素電極分離領域上面表
面１６′の間に後者の方が高い約５００Åの階段状の段
差が形成された。

【００３１】さらに、上記スラリーＸＪＦＷ８０９９の
ケミカル成分として、ＡＬをエッチングし、ＳｉＯ₂に
対するエッチング性の小さいリン酸、あるいは硫酸、塩
酸等を数ｗｔ％以下添加し、同条件で研磨したところ、
プラズマＳｉＯの研磨レートは約５０Å／ｍｉｎと変化
しないのに対し、ＡＬの研磨レートは約２０００Å／ｍ
ｉｎと大きくなり、その結果、境界部に約８００Åの段
差が形成された。

【００３２】また、上記２例のＣＭＰ研磨において、画
素電極と画素分離領域との境界から、画素電極の内側へ
数μｍの範囲にわたる画素電極表面上に、任意の曲率を
もつ領域が形成される。この領域は、この領域に入射し
た光を画素中心部方向に反射し、曲率半径が数百ｍｍ程
度であるため、この反射光は、表示画像の隣接画素に侵
入せず、表示画像光として有効に利用される。

【００３３】このように形成したアクティブマトリクス
基板と、透明電極１８を設けた対向基板１７との間に液
晶１９を挟持して液晶パネルを形成する。液晶材料とし
ては、ポリマー・ネットワーク液晶ＰＮＬＣを用いた。
ただし、ポリマー・ネットワーク液晶としてＰＤＬＣな
どを用いてもよい。本実施例では画素スイッチングトラ
ンジスタとしてＮＭＯＳを用いた例を示したが、ＰＭＯ
Ｓ、あるいはＣＭＯＳ構成にできることは言うまてもな
い。ＣＭＰの条件も上記に限ったものではなく、スラリ
ーにおいてもＭｎＯ₂等の砥粒からなるスラリーを使用
することも可能である。

【００３４】以上、本実施例による液晶表示装置の特徴
は、画素電極表面１５′が平坦かつ鏡面であると同時に
画素電極分離領域表面１６′が画素電極表面１５′より
も高く形成され、両者の境界部に段差が形成されている
点である。この高低差および段差により、ＰＮＬＣある
いはＰＤＬＣ等よりなる液晶材料中の高分子材料のネッ
トワークが画素電極１５上と画素電極分離領域１６上で
異なる形態となる。これにより両者の光散乱特性が異な
るようになり、画像を表示した際画素の境界が明確とな
り、クリアな画像が得られるようになる。

【００３５】次に、シール構造と、パネル構造との関係
について、図９を用いて説明する。図９において、３５
１はシール部、３５２は電極パッド、３５３はクロック
バッファー回路である。不図示のアンプ部は、パネル電
気検査時の出力アンプとして使用するものである。ま
た、対向基板の電位をとる不図示のＡｇペースト部があ
り、また３５６は液晶素子による表示部、３５７は水平
・垂直シフトレジスタ（ＳＲ）等の周辺回路部である。
シール部３５１は表示部３５６の四方周辺に半導体基板
３０１上に画素電極３１２を設けたものと共通電極３１
５を備えたガラス基板との張り合わせのための圧着材や
接着剤の接触領域を示し、シール部３５１で張り合わせ
た後に、表示部３５６とシフトレジスタ部３５７に液晶
を封入する。

【００３６】図９に示すように、本実施形態では、シー
ルの内部にも、外部にも、ｔｏｔａｌｃｈｉｐｓｉ
ｚｅが小さくなるように、回路が設けられている。本実
施形態では、バッドの引き出しをパネルの片辺側の１つ
に集中させているが、長辺側の両辺でも又、一辺でなく
多辺からのとり出しも可能で、高速クロックをとり扱う
ときに有効である。

【００３７】さらに、本発明のパネルは、Ｓｉ基板等の
半導体基板を用いているため、プロジェクタのように強
力な光が照射され、基板の側壁にも光があたると、基板
電位が変動し、パネルの誤動作を引き起こす可能性があ
る。したがって、パネルの側壁及び、パネル上面の表示
領域の周辺回路部は、遮光できる基板ホルダーとなって
おり、又、Ｓｉ基板の裏面は、熱伝導率の高い接着剤を
介して熱伝導率の高いＣｕ等のメタルが接続されたホル
ダー構造となっている。

【００３８】次に本発明の反射型液晶パネルを組み込む
光学システムについて図１０を用いて説明する。図１０
において、３７１はハロゲンランプ等の光源、３７２は
光源像をしぼり込む集光レンズ、３７３，３７５は平面
状の凸型フレネルレンズ、３７４はＲ，Ｇ，Ｂに分解す
る色分解光学素子で、ダイクロイックミラー、回折格子
等が有効である。

【００３９】また、３７６はＲ，Ｇ，Ｂ光に分離された
それぞれの光をＲ，Ｇ，Ｂ３パネルに導くそれぞれのミ
ラー、３７７は集光ビームを反射型液晶パネルに平行光
で照明するための視野レンズ、３７８は上述の反射型液
晶素子、３７９の位置にしぼりがある。また、３８０は
複数のレンズを組み合わせて拡大する投射レンズ、３８
１はスクリーンで、通常、投射光を平行光へ変換するフ
レネルレンズと上下、左右に広視野角として表示するレ
ンチキュラレンズの２板より構成されると明瞭な高コン
トラストで明るい画像を得ることができる。図１０の構
成では、１色のパネルのみ記載されているが、色分解光
学素子３７４からしぼり部３７９の間は３色それぞれに
分離されており、３板パネルが配置されている。又、反
射型液晶装置パネル表面にマイクロレンズアレーを設
け、異なる入射光を異なる画素領域に照射させる配置を
とることにより、３板のみならず、単板構成でも可能で
あることは言うまでもない。液晶素子の液晶層に電圧が
印加され、各画素で正反射した光は、３７９に示すしぼ
り部を透過しスクリーン上に投射される。

【００４０】一方、電圧が印加されずに、液晶層が散乱
体となっている時、反射型液晶素子へ入射した光は、等
方的に散乱し、３７９に示す絞り部の開口を見込む角度
の中の散乱光以外は、投射レンズにはいらない。これに
より黒を表示する。以上の光学系からわかるように、偏
光板が不要で、しかも画素電極の全面が信号光が高反射
率で投射レンズにはいるため、従来よりも２−３倍明る
い表示が実現できた。上述の実施形態でも述べたよう
に、対向基板表面、界面には、反射防止対策が施されて
おり、ノイズ光成分も極めて少なく、高コントラスト表
示が実現できた。又、パネルサイズが小さくできるた
め、すべての光学素子（レンズ、ミラーｅｔｃ．）が小
型化され、低コスト、軽量化が達成された。

【００４１】又、光源の色ムラ、輝度ムラ、変動は、光
源と光学系との間にインテグレタ（はえの目レンズ型ロ
ッド型）を挿入することにより、スクリーン上での色ム
ラ、輝度ムラは、解決できた。

【００４２】上記液晶パネル以外の周辺電気回路につい
て、図１１を用いて説明する。図において、３８５は電
源で、主にランプ用電源とパネルや信号処理回路駆動用
システム電源に分離される。３８６はプラグ、３８７は
ランプ温度検出器で、ランプの温度の異常があれば、制
御ボード３８８によりランプを停止させる等の制御を行
う。これは、ランプに限らず、３８９のフィルタ安全ス
イッチでも同様に制御される。たとえば、高温ランプハ
ウスボックスを開けようとした場合、ボックスが開かな
くなるような安全上の対策が施されている。３９０はス
ピーカー、３９１は音声ボードで、要求に応じて３Ｄサ
ウンド、サラウンドサウンド等のプロセッサも内蔵でき
る。３９２は拡張ボード１で、ビデオ信号用Ｓ端子、ビ
デオ信号用コンポジット映像、音声等の外部装置３９６
からの入力端子及びどの信号を選択するかの選択スイッ
チ３９５、チューナ３９４からなり、デコーダ３９３を
介して拡張ボード２へ信号が送られる。一方、拡張ボー
ド２は、おもに、別系列からのビデオやコンピュータの
Ｄｓｕｂ１５ピン端子を有し、デコーダ３９３からのビ
デオ信号と切り換えるスイッチ４５０を介して、Ａ／Ｄ
コンバータ４５１でディジタル信号に変換される。

【００４３】また、４５３は主にビデオＲＡＭ等のメモ
リとＣＰＵとからなるメインボードである。Ａ／Ｄコン
バータ４５１でＡ／Ｄ変換したＮＴＳＣ信号は、一端メ
モリに蓄積され、高画素数へうまく割りあてるために、
液晶素子数にマッチしていない空き素子の不足の信号を
補間して作成したり、液晶表示素子に適したγ変換エッ
ジ階調、プライト調整バイアス調整等の信号処理を行
う。ＮＴＳＣ信号でなく、コンピュータ信号も、たとえ
ばＶＧＡの信号がくれば、高解像度のＸＧＡパネルの場
合、その解像度変換処理も行う。一画像データだけでな
く、複数の画像データのＮＴＳＣ信号にコンピュータ信
号を合成させる等の処理もこのメインボード４５３で行
う。メインボード４５３の出力はシリアル・パラレル変
換され、ノイズの影響を受けにくい形態でヘッドボード
４５４に充られる。このヘッドボード４５４で、再度パ
ラレル／シリアル変換後、Ｄ／Ａ変換し、パネルのビデ
オ線数に応じて分割され、ドライブアンプを介して、
Ｂ，Ｇ，Ｒ色の液晶パネル４５５，４５６，４５７へ信
号を書き込む。４５２はリモコン操作パネルで、コンピ
ュータ画面も、ＴＶと同様の感覚で、簡単操作可能とな
っている。また、液晶パネル４５５，４５６，４５７の
夫々は、各色の色フィルタを備えた同一の液晶装置構成
となっている。

【００４４】（第２の実施例）第２の実施例に係る液晶
表示装置の製造方法を、図４の図（２−１）〜図５の図
（２−５）にて説明する。

【００４５】図（２−１）：遮光膜１２を形成する工程
までは第１実施例と同じである。膜厚１００００Å程度
のプラズマＳｉＯ３１をＳｉ基板１全面に成膜する。

【００４６】図（２−２）：プラズマＳｉＯ３１をパタ
ーニングし、画素電極分離領域３２を形成する。ここで
エッチングのストッパーはＴｉからなる遮光膜１２であ
る。ＳｉＯ₂系のエッチングにおける生成物であるポリ
マーがＴｉ表面に堆積するのを防ぐ目的でＣＦ₄のみに
よるエッチングとし、レジストに近いパターンと遠いパ
ターンでのエッチングによる寸法の違い（ローディング
効果）を抑えるため、エッチング時の圧力を１ｔｏｒｒ
以下とした。Ｓｉ基板１全面に画素容量の絶縁物となる
プラズマＳｉＮ３３を膜厚４０００Å程度成膜する。

【００４７】図５の図（２−３）：プラズマＳｉＮ３３
とプラズマＳｉＯ１１にスルーホール１４を開け、Ｔｉ
ＮとＷの積層物でスルーホール１４を埋め込む。

【００４８】図（２−４）：画素電極材料２３をＳｉ基
板１全面に成膜する。材料として、ここではＡＬを用い
るが、第１実施例の中で述べた材料を用いることもでき
る。

【００４９】図（２−５）：第１実施例で説明したＣＭ
Ｐ条件で図（２−４）の構造体を研磨し、画素電極１５
を形成、平坦化、鏡面化する。

【００５０】本実施例では画素分離領域３２はプラズマ
ＳｉＮ３３で覆われており、研磨はこのプラズマＳｉＮ
３３と、画素電極であるＡＬを同時に研磨することにな
る。第１実施例におけるＣＭＰ条件で、スラリーにＸＪ
ＦＷ８０９９を用いた場合、プラズマＳｉＮはプラズマ
ＳｉＯよりも機械的硬度が大きいためプラズマＳｉＮの
研磨レートはプラズマＳｉＯのそれよりも小さくなり、
約２５Å／ｍｉｎとなり、その結果画素分離領域上面表
面３４と画素電極上面表面１５′の間に前者の方が約８
００Å高い階段状の段差が形成された。

【００５１】さらにＸＪＦＷ８０９９に硫酸、塩酸のい
ずれかを数ｗｔ％以下添加したスラリーを用いて研磨し
たところ、プラズマＳｉＮの研磨レート約２５Å／ｍｉ
ｎに対してＡＬの研磨レートは約２０００Å／ｍｉｎと
なり、この結果、画素分離領域上面表面３４の方が約１
０００Å高い階段状の段差が形成された。

【００５２】本実施例の特徴の一つは画素容量を形成す
る絶縁物を、成膜により形成したプラズマＳｉＮ３３で
設けた点である。画素容量の容量を決めるプラズマＳｉ
Ｎ３３の膜厚は成膜の精度で規定されるため画素容量の
画素毎のバラツキが抑えられ、ガサつきのない画像が得
られる。もう一つの特徴は、画素分離領域３２がプラズ
マＳｉＮ３３で覆れることにより、画素分離領域表面３
４と画素電極表面１５′の段差が大きくなり、この結果
第１実施例で説明した原理により、さらにクリアな画像
が得られるようになる。

【００５３】（第３の実施例）第３実施例に係る液晶表
示装置の製造方法を図６の図（３−１）〜図（３−２）
で説明する。

【００５４】図（３−１）の説明図は、第１実施例の図
（１−５）と同じものであり、ここまでの形成方法は第
１実施例と同じである。

【００５５】図（３−１）の構造体の表面をＣＭＰによ
り研磨する。ここで、研磨クロスに（株）ロデール製の
スエードタイプＳｕｐｒｅｍｅＲＮ−Ｈを用い、スラリ
ーにコロイダルシリカやヒュームドシリカ等のＳｉＯ₂
を砥粒とし、酸化剤を含まず、ｐＨ１０以上に調整され
たもの例えばＣａｂｏｔ社製ＳＣ−１等を用い、ＣＭＰ
装置に（株）荏原製作所製ＥＰＯ−１１４を用い、研磨
条件としてウェハ押しつけ荷重１００ｇｆ／ｃｍ²ウェ
ハ回転数３１ｒｐｍ、研磨テーブル回転数３０ｒｐｍで
研磨した結果、画素電極材料２３であるＡＬの研磨レー
トが約２００Å／ｍｉｎであるのに対し、画素分離領域
１６であるプラズマＳｉＯの研磨レートは約１０００Å
／ｍｉｎとなり、その結果、図（３−２）に示すように
画素電極上面表面１５′は画素電極分離領域上面表面１
６′よりも約３００Å高くなり、両者の境界部には階段
状の段差が形成された。スラリーのｐＨを更に強アルカ
リに調整し、ＳｉＯ₂研磨に対するケミカル成分を大き
くすることにより、前記境界部の階段状の段差をさらに
大きくすることができる。

【００５６】またスラリーの砥粒材料として、酸化セシ
ウム等のＳｉＯ₂に対する研磨レートの大きなものを選
択することも可能である。

【００５７】上記で述べた段差および高低差は、第１実
施例で説明したＰＮＬＣあるいはＰＤＬＣ等の高分子材
料のネットワークの乱れを生じさせ、その結果画像とし
ては画素間が明確となり、クリアな画像が得られるよう
になる。

【００５８】以上、本実施例の特徴はＡｌ₂Ｏ₃系砥粒
よりも低コストのＳｉＯ₂系砥粒のスラリーを用いるこ
とにより、画像の鮮明さを実現すると同時に製造コスト
を低く抑えられる点である。

【００５９】（第４の実施例）図７の図（４−１）に本
実施例に係る液晶表示装置の断面図を示す。画素電極１
５の形成までは第１実施例の形成方法と同じである。画
素電極１５と画素電極分離領域１６の表面には配向膜４
１が設けられ、対向基板１７表面の透明電極１８の表面
にも配向膜４１が配置され、液晶４２を規定の方向に配
向する。液晶４２は一般的なＴＮ型液晶のほか、強誘電
性液晶、複屈折制御型液晶等を用いることができる。

【００６０】本実施例の特徴は、画素電極１５と画素電
極分離領域１６の段差により段差部の配向膜４１に配向
の乱れが生じ、その結果液晶４２の配向が画素電極上と
分離領域上で異なるようになり、画素間の境界が明確と
なり、画像を表示した際、クリアな画像が得られるよう
になる。なお、本実施例の形態は、第２、第３実施例に
適用できることは言うまでもない。

【００６１】（第５の実施例）図１２に本発明の液晶表
示装置を用いた前面及び背面投写型液晶表示装置光学系
の構成図を示す。本図はその上面図を表す図１２
（ａ）、正面図を表す図１２（ｂ）、側面図を表す図１
２（ｃ）から成っている。同図において、１３０１はス
クリーンに投射する投影レンズ、１３０２はマイクロレ
ンズ付液晶パネル、１３０３は偏光ビームスプリッター
（ＰＢＳ）、１３４０はＲ（赤色光）反射ダイクロイッ
クミラー、１３４１はＢ／Ｇ（青色＆緑色光）反射ダイ
クロイックミラー、１３４２はＢ（青色光）反射ダイク
ロイックミラー、１３４３は全色光を反射する高反射ミ
ラー、１３５０はフレネルレンズ、１３５１は凸レン
ズ、１３０６はロッド型インテグレーター、１３０７は
楕円リフレクター、１３０８はメタルハライド、ＵＨＰ
等のアークランプである。ここで、Ｒ（赤色光）反射ダ
イクロイックミラー１３４０、Ｂ／Ｇ（青色＆緑色光）
反射ダイクロイックミラー１３４１、Ｂ（青色光）反射
ダイクロイックミラー１３４２はそれぞれ図１３に示し
たような分光反射特性を有している。そしてこれらのダ
イクロイックミラーは高反射ミラー１３４３とともに、
図１４の斜視図に示したように３次元的に配置されてお
り、後述するように白色照明光をＲＧＢに色分解すると
ともに、液晶パネル１３０２に対して各原色光が、３次
元的に異なる方向から該液晶パネル１３０２を照明する
ようにしている。

【００６２】ここで、光束の進行過程に従って説明する
と、まず光源のランプ１３０８からの出射光束は白色光
であり、楕円リフレクター１３０７によりその前方のイ
ンテグレーター１３０６の入り口に集光され、このイン
テグレーター１３０６内を反射を繰り返しながら進行す
るにつれて光束の空間的強度分布が均一化される。そし
てインテグレーター１３０６を出射した光束は凸レンズ
１３５１とフレネルレンズ１３５０とにより、ｘ軸−方
向（図１２（ｂ）の正面図基準）に平行光束化され、ま
ずＢ反射ダイクロイックミラー１３４２に至る。このＢ
反射ダイクロイックミラー１３４２ではＢ光（青色光）
のみが反射され、ｚ軸−方向つまり下側（図１２（ｂ）
の正面図基準）にｚ軸に対して所定の角度でＲ反射ダイ
クロイックミラー１３４０に向かう。一方Ｂ光以外の色
光（Ｒ／Ｇ光）はこのＢ反射ダイクロイックミラー１３
４２を通過し、高反射ミラー１３４３により直角にｚ軸
−方向（下側）に反射され、やはりＲ反射ダイクロイッ
クミラー１３４０に向かう。ここで、Ｂ反射ダイクロイ
ックミラー１３４２と高反射ミラー１３４３は共に図１
２（ａ）の正面図を基にして言えば、インテグレーター
１３０６からの光束（ｘ軸−方向）をｚ軸−方向（下
側）に反射するように配置しており、高反射ミラー１３
４３はｙ軸方向を回転軸にｘ−ｙ平面に対して丁度４５
°の傾きとなっている。それに対してＢ反射ダイクロイ
ックミラー１３４２はやはりｙ軸方向を回転軸にｘ−ｙ
平面に対して、この４５°よりも浅い角度に設定されて
いる。従って、高反射ミラー１３４３で反射されたＲ／
Ｇ光はｚ軸−方向に直角に反射されるのに対して、Ｂ反
射ダイクロイックミラー１３４２で反射されたＢ光はｚ
軸に対して所定の角度（ｘ−ｚ面内チルト）で下方向に
向かう。ここで、Ｂ光とＲ／Ｇ光の液晶パネル１３０２
上の照明範囲を一致させるため、各色光の主光線は液晶
パネル１３０２上で交差するように、高反射ミラー１３
４３とＢ反射ダイクロイックミラー１３４２のシフト量
およびチルト量が選択されている。

【００６３】次に、前述のように下方向（ｚ軸−方向）
に向かったＲ／Ｇ／Ｂ光はＲ反射ダイクロイックミラー
１３４０とＢ／Ｇ反射ダイクロイックミラー１３４１に
向かうが、これらはＢ反射ダイクロイックミラー１３４
２と高反射ミラー１３４３の下側に位置し、まず、Ｂ／
Ｇ反射ダイクロイックミラー１３４１はｘ軸を回転軸に
ｘ−ｚ面に対して４５°傾いて配置されており、Ｒ反射
ダイクロイックミラー１３４０はやはりｘ軸方向を回転
軸にｘ−ｚ平面に対してこの４５°よりも浅い角度に設
定されている。従ってこれらに入射するＲ／Ｇ／Ｂ光の
うち、まずＢ／Ｇ光はＲ反射ダイクロイックミラー１３
４０を通過して、Ｂ／Ｇ反射ダイクロイックミラー１３
４１により直角にｙ軸＋方向に反射され、ＰＢＳ１３０
３を通じて偏光化された後、ｘ−ｚ面に水平に配置され
た液晶パネル１３０２を照明する。

【００６４】このうちＢ光は前述したように（図１２
（ａ）、図１２（ｂ）参照）、ｘ軸に対して所定の角度
（ｘ−ｚ面内チルト）で進行しているため、Ｂ／Ｇ反射
ダイクロイックミラー１３４１による反射後は、ｙ軸に
対して所定の角度（ｘ−ｙ面内チルト）を維持し、その
角度を入射角（ｘ−ｙ面方向）として該液晶パネル１３
０２を照明する。

【００６５】Ｇ光についてはＢ／Ｇ反射ダイクロイック
ミラー１３４１により直角に反射し、ｙ軸＋方向に進
み、ＰＢＳ１３０３を通じて偏光化された後、入射角０
°つまり垂直に該液晶パネル１３０２を照明する。また
Ｒ光については、前述のようにＢ／Ｇ反射ダイクロイッ
クミラー１３４１の手前に配置されたＲ反射ダイクロイ
ックミラー１３４０によりＲ反射ダイクロイックミラー
１３４０にてｙ軸＋方向に反射されるが、図１２（ｃ）
（側面図）に示したようにｙ軸に対して所定の角度（ｙ
−ｚ面内チルト）でｙ軸＋方向に進み、ＰＢＳ１３０３
を通じて偏光化された後、該液晶パネル１３０２をこの
ｙ軸に対する角度を入射角（ｙ−ｚ面方向）として照明
する。また、前述と同様にＲＧＢ各色光の液晶パネル１
３０２上の照明範囲を一致させるため、各色光の主光線
は液晶パネル１３０２上で交差するように、Ｂ／Ｇ反射
ダイクロイックミラー１３４１とＲ反射ダイクロイック
ミラー１３４０のシフト量およびチルト量が選択されて
いる。さらに、図１３（ａ）に示したようにＢ反射ダイ
クロイックミラー１３４１のカット波長は４８０ｎｍ、
図１３（ｂ）に示したようにＢ／Ｇ反射ダイクロイック
ミラー１３４１のカット波長は５７０ｎｍ、図１３
（ｃ）に示したようにＲ反射ダイクロイックミラー１３
４０のカット波長は６００ｎｍであるから、不要な橙色
光はＢ／Ｇ反射ダイクロイックミラー１３４１を透過し
て捨てられる。これにより最適な色バランスを得ること
ができる。

【００６６】そして後述するように液晶パネル１３０２
にて各ＲＧＢ光は反射＆偏光変調され、ＰＢＳ１３０３
に戻り、ＰＢＳ１３０３のＰＢＳ面１３０３ａにてｘ軸
＋方向に反射する光束が画像光となり、投影レンズ１３
０１を通じて、スクリーン（不図示）に拡大投影され
る。ところで、該液晶パネル１３０２を照明する各ＲＧ
Ｂ光は入射角が異なるため、そこから反射されてくる各
ＲＧＢ光もその出射角を異にしているが、投影レンズ１
３０１としてはこれらを全て取り込むに十分な大きさの
レンズ径及び開口のものを用いている。ただし、投影レ
ンズ１３０１に入射する光束の傾きは、各色光がマイク
ロレンズを２回通過することにより平行化され、液晶パ
ネル１３０２への入射光の傾きを維持している。ところ
が図２４に示したように従来例の透過型では、液晶パネ
ルを出射した光束はマイクロレンズの集光作用分も加わ
ってより大きく広がってしまうので、この光束を取り込
むための投影レンズはさらに大きな開口数が求められ、
高価なレンズとなっていた。しかし、本例では液晶パネ
ル２からの光束の広がりはこのように比較的小さくなる
ので、より小さな開口数の投影レンズでもスクリーン上
で十分に明るい投影画像を得ることができ、より安価な
投影レンズを用いることが可能になる。また、図２５に
示す縦方向に同一色が並ぶストライプタイプの表示方式
の例を本実施形態に用いることも可能であるが、後述す
るように、マイクロレンズを用いた液晶パネルの場合は
好ましくない。

【００６７】次に、ここで用いる本発明液晶パネル１３
０２について説明する。図１５に該液晶パネル１３０２
の拡大断面模式図（図１４のｙ−ｚ面に対応）を示す。
図において、１３２１はマイクロレンズ基板、１３２２
はマイクロレンズ、１３２３はシートガラス、１３２４
は透明対向電極、１３２５は液晶層、１３２６は画素電
極、１３２７はアクティブマトリックス駆動回路部、１
３２８はシリコン半導体基板である。また、１２５２は
周辺シール部である。ここで、本実施形態では、Ｒ，
Ｇ，Ｂ画素が、１パネルに集約されており、１画素のサ
イズは小さくなる。従って、開口率を上げることの重要
性が大きく、集光された光の範囲には、反射電極が存在
していなければならない。マイクロレンズ１３２２は、
いわゆるイオン交換法によりガラス基板（アルカリ系ガ
ラス）１３２１の表面上に形成されており、画素電極１
３２６のピッチの倍のピッチで２次元的アレイ構造を成
している。

【００６８】液晶層１３２５は反射型に適応したいわゆ
るＤＡＰ，ＨＡＮ等のＥＣＢモードのネマチック液晶を
採用しており、不図示の配向層により所定の配向が維持
されている。他の実施形態と比べると電圧値が低く、画
素電極１３２６の電位の精度はさらに重要になってくる
ため、本発明の回路、構成は有効であり、単板で画素数
も多く、従ってビデオ線の本数も多いため、他の実施形
態のカップリング容量の削減は非常に有効となる。画素
電極１３２６はＡｌから成り、反射鏡を兼ねており、表
面性を良くして反射率を向上させるため、パターニング
後の最終工程でいわゆるＣＭＰ処理を施している（詳し
くは後述する）。

【００６９】アクティブマトリックス駆動回路部１３２
７はいわゆるシリコン半導体基板１３２８上に設けられ
た半導体回路であり、上記画素電極１３２６をアクティ
ブマトリックス駆動するものであり、該回路マトリック
スの周辺部には、不図示のゲート線ドライバー（垂直レ
ジスター等）や信号線ドライバー（水平レジスター等）
が設けられている（詳しくは後述する）。これらの周辺
ドライバーおよびアクティブマトリックス駆動回路はＲ
ＧＢの各原色映像信号を所定の各ＲＧＢ画素に書き込む
ように構成されており、該各画素電極１３２６はカラー
フィルターは有さないものの、前記アクティブマトリッ
クス駆動回路にて書き込まれる原色映像信号により各Ｒ
ＧＢ画素として区別され、後述する所定のＲＧＢ画素配
列を形成している。

【００７０】ここで、液晶パネル１３０２に対して照明
するＧ光について見てみると、前述したようにＧ光はＰ
ＢＳ１３０３により偏光化されたのち該液晶パネル１３
０２に対して垂直に入射する。この光線のうち１つのマ
イクロレンズ１３２２ａに入射する光線例を図中の矢印
Ｇ（ｉｎ／ｏｕｔ）に示す。ここに図示されたように該
Ｇ光線はマイクロレンズ１３２２により集光され、Ｇ画
素電極１３２６ｇ上を照明する。そしてＡｌより成る該
画素電極１３２６ｇにより反射され、再び同じマイクロ
レンズ１３２２ａを通じてパネル外に出射していく。こ
のように液晶層１３２５を往復通過する際、該Ｇ光線
（偏光）は画素電極１３２６ｇに印加される信号電圧に
より対向電極１３２４との間に形成される電界による液
晶の動作により変調を受けて、該液晶パネルを出射し、
ＰＢＳ１３０３に戻る。

【００７１】ここで、その変調度合いによりＰＢＳ面１
３０３ａにて反射され、投影レンズ１３０１に向かう光
量が変化し、各画素のいわゆる濃淡階調表示がなされる
ことになる。一方、上述したように図１５中断面（ｙ−
ｚ面）内の斜め方向から入射してくるＲ光については、
やはりＰＢＳ１３０３により偏光されたのち、例えばマ
イクロレンズ１３２２ｂに入射するＲ光線に注目する
と、図中の矢印Ｒ（ｉｎ）で示したように、該マイクロ
レンズ１３２２ｂにより集光され、その真下よりも左側
にシフトした位置にあるＲ画素電極１３２６ｒ上を照明
する。そして該画素電極１３２６ｒにより反射され、図
示したように今度は隣（−ｚ方向）のマイクロレンズ１
３２２ａを通じて、パネル外に出射していく（Ｒ（ｏｕ
ｔ））。

【００７２】この際、該Ｒ光線（偏光）はやはり画素電
極１３２６ｒに印加される信号電圧により対向電極１３
２４との間に形成される画像信号に応じた電界による液
晶の動作により変調を受けて、該液晶パネルを出射し、
ＰＢＳ１３０３に戻る。そして、その後のプロセスは前
述のＧ光の場合と全く同じように、画像光を投影レンズ
１３０１から投影される。ところで、図１５の描写では
画素電極１３２６ｇ上と画素電極１３２６ｒ上の各Ｇ光
とＲ光の色光が１部重なり干渉しているようになってい
るが、これは模式的に液晶層の厚さを拡大誇張して描い
ているためであり、実際には該液晶層の厚さは１〜５μ
であり、シートガラス１３２３の５０〜１００μに比べ
て非常に薄く、画素サイズに関係なくこのような干渉は
起こらない。

【００７３】次に、図１６に本例での色分解・色合成の
原理説明図を示す。ここで、図１６（ａ）は液晶パネル
１３０２の上面模式図、図１６（ｂ）、図１６（ｃ）は
それぞれ該液晶パネル上面模式図に対するＡ−Ａ′（ｘ
方向）断面模式図、Ｂ−Ｂ′（ｚ方向）断面模式図であ
る。ここで、マイクロレンズ１３２２は、図１６（ａ）
の一点鎖線に示すように、Ｇ光を中心として両隣接する
２色画素の半分ずつに対して１個が対応している。この
うち図１６（ｃ）はｙ−ｚ断面を表す上記図１５に対応
するものであり、各マイクロレンズ１３２２に入射する
Ｇ光とＲ光の入出射の様子を表している。これから判る
ように各Ｇ画素電極は各マイクロレンズの中心の真下に
配置され、各Ｒ画素電極は各マイクロレンズ間境界の真
下に配置されている。従ってＲ光の入射角はそのｔａｎ
θが画素ピッチ（Ｂ＆Ｒ画素）とマイクロレンズ・画素
電極間距離の比に等しくなるように設定するのが好まし
い。一方、図１６（ｂ）は該液晶パネル１３０２のｘ−
ｙ断面に対応するものである。このｘ−ｙ断面について
は、Ｂ画素電極とＧ画素電極とが図１６（ｃ）と同様に
交互に配置されており、やはり各Ｇ画素電極は各マイク
ロレンズ中心の真下に配置され、各Ｂ画素電極は各マイ
クロレンズ間境界の真下に配置されている。

【００７４】ところで該液晶パネルを照明するＢ光につ
いては、前述したようにＰＢＳ１３０３による偏光化
後、図１２中断面（ｘ−ｙ面）の斜め方向から入射して
くるため、Ｒ光の場合と全く同様に、各マイクロレンズ
１３２２から入射したＢ光線は、図示したようにＢ画素
電極１３２６ｂにより反射され、入射したマイクロレン
ズ１３２２に対して、ｘ方向に隣り合うマイクロレンズ
１３２２から出射する。Ｂ画素電極１３２６ｂ上の液晶
による変調や液晶パネルからのＢ出射光の投影について
は、前述のＧ光およびＲ光と同様である。

【００７５】また、各Ｂ画素電極１３２６ｂは各マイク
ロレンズ間境界の真下に配置されており、Ｂ光の液晶パ
ネルに対する入射角についても、Ｒ光と同様にそのｔａ
ｎθが画素ピッチ（Ｇ＆Ｂ画素）とマイクロレンズ・画
素電極間距離の比に等しくなるように設定するのが好ま
しい。ところで、本例液晶パネルでは以上述べたように
各ＲＧＢ画素の並びがｚ方向に対してはＲＧＲＧＲＧ…
の並びに、ｘ方向に対してはＢＧＢＧＢＧ…の並びとな
っているが、図１６（ａ）はその平面的な並びを示して
いる。このように各画素サイズは縦横共にマイクロレン
ズの約半分になっており、画素ピッチはｘ−ｚ両方向と
もにマイクロレンズのそれの半分になっている。また、
Ｇ画素は平面的にもマイクロレンズ中心の真下に位置
し、Ｒ画素はｚ方向のＧ画素間かつマイクロレンズ境界
に位置し、Ｂ画素はｘ方向のＧ画素間かつマイクロレン
ズ境界に位置している。また、１つのマイクロレンズ単
位の形状は矩形（画素の２倍サイズ）となっている。

【００７６】図１７に本液晶パネルの部分拡大上面図を
示す。ここで図中の破線格子１３２９は１つの絵素を構
成するＲＧＢ画素のまとまりを示している。つまり、図
１５のアクティブマトリックス駆動回路部１３２７によ
り各ＲＧＢ画素が駆動される際、破線格子１３２９で示
されるＲＧＢ画素ユニットは同一画素位置に対応したＲ
ＧＢ映像信号にて駆動される。ここでＲ画素電極１３２
６ｒ、Ｇ画素電極１３２６ｇ、Ｂ画素電極１３２６ｂか
ら成る１つの絵素に注目してみると、まずＲ画素電極１
３２６ｒは矢印ｒ１で示されるようにマイクロレンズ１
３２２ｂから前述したように斜めに入射するＲ光で照明
され、そのＲ反射光は矢印ｒ−２で示すようにマイクロ
レンズ１３２２ａを通じて出射する。Ｂ画素電極１３２
６ｂは矢印ｂ１で示されるようにマイクロレンズ１３２
２ｃから前述したように斜めに入射するＢ光で照明さ
れ、そのＢ反射光は矢印ｂ２で示すようにやはりマイク
ロレンズ１３２２ａを通じて出射する。またＧ画素電極
１３２６ｇは正面後面矢印ｇ１２で示されるように、マ
イクロレンズ１３２２ａから前述したように垂直（紙面
奥へ向かう方向）に入射するＧ光で照明され、そのＧ反
射光は同じマイクロレンズ１３２２ａを通じて垂直に
（紙面手前に出てくる方向）出射する。

【００７７】このように、本液晶パネルにおいては、１
つの絵素を構成するＲＧＢ画素ユニットについて、各原
色照明光の入射照明位置は異なるものの、それらの出射
については、同じマイクロレンズ（この場合は１３２２
ａ）から行われる。そしてこのことはその他の全ての絵
素（ＲＧＢ画素ユニット）についても成り立っている。

【００７８】従って、図１８に示すように本液晶パネル
からの全出射光をＰＢＳ１３０３および投影レンズ１３
０１を通じて、スクリーン１３０９に投写するに際し
て、液晶パネル１３０２内のマイクロレンズ１３２２の
位置がスクリーン１３０９上に結像投影されるように光
学調整すると、その投影画像は図２０に示すようなマイ
クロレンズの格子内に各絵素を構成する該ＲＧＢ画素ユ
ニットからの出射光が混色した状態つまり同画素混色し
た状態の絵素を構成単位としたものとなる。そして、従
来のようないわゆるＲＧＢモザイクが無い、質感の高い
良好なカラー画像表示が可能となる。

【００７９】つぎに、図１５に示すように、アクティブ
マトリックス駆動回路部１３２７は各画素電極１３２６
の下に存在するため、図１５の回路断面図上では絵素を
構成する各ＲＧＢ画素は単純に横並びに描かれている
が、各画素ＦＥＴのドレインは、図１７に示したような
２次元的配列の各ＲＧＢ画素電極１３２６に接続してい
る。

【００８０】ところで、本投写型液晶表示装置の駆動回
路系についてその全体ブロック図を図１９に示す。ここ
で、１３１０はパネルドライバーであり、ＲＧＢ映像信
号を極性反転し、かつ所定の電圧増幅をした液晶駆動信
号を形成するとともに、対向電極１３２４の駆動信号、
各種タイミング信号等を形成している。１３１２はイン
ターフェースであり、各種映像及び制御伝送信号を標準
映像信号等にデコードしている。また、１３１１はデコ
ーダーであり、インターフェース１３１２からの標準映
像信号をＲＧＢ原色映像信号及び同期信号に、即ち液晶
パネル１３０２に対応した画像信号にデコード・変換し
ている。１３１４はバラストであり、楕円リフレクター
１３０７内のアークランプ１３０８を駆動点灯する。１
３１５は電源回路であり、各回路ブロックに対して電源
を供給している。１３１３は不図示の操作部を内在した
コントローラーであり、上記各回路ブロックを総合的に
コントロールするものである。このように本投写型液晶
表示装置は、その駆動回路系は単板式プロジェクターと
しては、ごく一般的なものであり、特に駆動回路系に負
担を掛けることなく、前述したようなＲＧＢモザイクの
無い良好な質感のカラー画像を表示することができるも
のである。

【００８１】ところで図２１に本実施形態における液晶
パネルの別形態の部分拡大上面図を示す。ここではマイ
クロレンズ１３２２の中心真下位置にＢ画素電極１３２
６ｂを配列し、それに対し左右方向にＧ画素１３２６ｇ
が交互に並ぶように、上下方向にＲ画素１３２６ｒが交
互に並ぶように配列している。このように配列しても、
絵素を構成するＲＧＢ画素ユニットからの反射光が１つ
の共通マイクロレンズから出射するように、Ｂ光を垂直
入射、Ｒ／Ｇ光を斜め入射（同角度異方向）とすること
により、前例と全く同様な効果を得ることができる。ま
た、さらにマイクロレンズ１３２２の中心真下位置にＲ
画素を配列しその他の色画素を左右または上下方向にＲ
画素に対してＧ，Ｂ画素を交互に並ぶようにしても良
い。

【００８２】（第６の実施例）図２２に本発明に係わる
液晶パネルの他の実施形態を示す。同図は本液晶パネル
１３２０の部分拡大断面図である。前記他の実施形態と
の相違点を述べると、まず対向ガラス基板としてシート
ガラス１３２３を用いており、マイクロレンズ１２２０
については、シートガラス１３２３上に熱可塑性樹脂を
用いたいわゆるリフロー法により形成している。さら
に、非画素部にスペーサー柱１２５１を感光性樹脂のフ
ォトリソグラフィーにて形成している。該液晶パネル１
３２０の部分上面図を図２３（ａ）に示す。この図から
判るようにスペーサー柱１２５１は所定の画素のピッチ
でマイクロレンズ１２２０の角隅部の非画素領域に形成
されている。このスペーサー柱１２５１を通るＡ−Ａ′
断面図を図２３（ｂ）に示す。このスペーサー柱１２５
１の形成密度については１０〜１００画素ピッチでマト
リックス状に設けるのが好ましく、シートガラス１３２
３の平面性と液晶の注入性というスペーサー柱数に対し
て相反するパラメーターを共に満足するように設定する
必要がある。また本実施形態では金属膜パターンによる
遮光層１２２１を設けており、各マイクロレンズ境界部
分からの漏れ光の進入を防止している。これにより、こ
のような漏れ光による投影画像の彩度低下（各原色画像
光の混色による）やコントラスト低下が防止される。従
って本液晶パネル１３２０を用いて、本実施形態の如き
液晶パネルを備えた投写型表示装置を構成することによ
り、さらにメリハリのある良好な画質が得られるように
なる。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画素電極上面と、画素を分離する絶縁性部材上面の境界
部における高さレベルを異ならせることにより、画素間
の分離度を向上させることができる。

【００８４】また、本発明によれば、画素電極上の液晶
と画素電極上の液晶の間隙に不連続な液晶層を形成し、
隣接画素からのクロストークを防ぎ表示画像の鮮明な液
晶表示装置を得ることができる。

【００８５】また、画素電極は研磨により平坦化、鏡面
化されているため、光利用効率の高い高輝度の液晶表示
装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る液晶表示装置の断面
図である。

【図２】本発明の第１実施例に係る液晶表示装置の製造
工程の説明図である。

【図３】本発明の第１実施例に係る液晶表示装置の製造
工程の説明図である。

【図４】本発明の第２実施例に係る液晶表示装置の製造
工程の説明図である。

【図５】本発明の第２実施例に係る液晶表示装置の製造
工程の説明図である。

【図６】本発明の第３実施例に係る液晶表示装置の製造
工程の説明図である。

【図７】本発明の第４実施例に係る液晶表示装置の断面
図である。

【図８】従来例による液晶表示装置の断面図である。

【図９】本発明による液晶装置の液晶パネルの概念図で
ある。

【図１０】本発明による液晶装置を用いた液晶プロジェ
クターの概念図である。

【図１１】本発明による液晶プロジェクターの内部を示
す回路ブロック図である。

【図１２】本発明による投写型液晶表示装置の光学系の
実施形態を示す全体構成図である。

【図１３】本発明による投写型液晶表示装置の光学系に
用いたダイクロイックミラーの分光反射特性図である。

【図１４】本発明による投写型液晶表示装置の光学系の
色分解照明部の斜視図である。

【図１５】本発明による液晶パネルの一実施形態の断面
図である。

【図１６】本発明による液晶パネルの色分解・色合成の
原理説明図である。

【図１７】本発明による一実施形態の液晶パネルの部分
拡大上面図である。

【図１８】本発明による投写型液晶表示装置の投影光学
系を示す部分構成図である。

【図１９】本発明による投写型液晶表示装置の駆動回路
系を示すブロック図である。

【図２０】本発明による投写型液晶表示装置のスクリー
ン上投影像の部分拡大図である。

【図２１】本発明による一実施形態の液晶パネルの部分
断面図である。

【図２２】本発明による一実施形態の液晶パネルの部分
拡大断面図である。

【図２３】本発明による一実施形態の液晶パネルの部分
拡大上面図と断面図である。

【図２４】液晶装置の液晶パネルの光束進行方向を示す
概念図である。

【図２５】液晶装置の液晶パネルのカラー画素構成図で
ある。

【符号の説明】

１単結晶Ｓｉ基板２ｐウェル３フィールド酸化膜４ゲート酸化膜５ゲート電極６ＮＬＤ７ＮＳＤ８ＢＰＳＧ９コンタクトホール１０第１ＡＬ１１プラズマＳｉＯ１２遮光膜１３プラズマＳｉＮ１４スルーホール１５画素電極１５′ 画素電極上面表面１６画素電極分離領域１６′ 画素電極分離領域上面表面１７対向基板１８透明電極１９液晶２０開口部２１プラズマＳｉＯ２２画素電極形成領域２３画素電極材料３１プラズマＳｉＯ３２画素電極分離領域３３プラズマＳｉＮ３４画素電極分離領域上面表面４１配向膜４２液晶４０１ガラス基板４０２対向電極４０３液晶材４０５保護膜４０５ａ間隙４０５ｂ開口部４０６フィールドシリコン酸化膜４０６ａ，ｂ貫通孔４０７ベース基板４０８ソース領域４０９ドレイン領域４１０ゲート電極４１１ゲート絶縁膜２０１，５０１半導体基板２０２，５０２スクライブ領域２０３，５０３選択酸化膜５０４ウェル２０５，５０５，７０５，８０５第１の絶縁膜２０７，５０７，７０７，８０８コンタクト２０９，５０９，７０９，８０９金属層６０２，６０３金属層６０１有効領域５１１スルーホール７０１，８０２絶縁基板８１０透明絶縁膜３０１半導体基板３０２，３０２’ ｐ型及びｎ型ウェル３０３，３０３’ ソース領域３０４ゲート領域３０５，３０５’ ドレイン領域３０６ＬＯＣＯＳ絶縁層３０７遮光層３０８ＰＳＧ３０９プラズマＳｉＮ３１０ソース電極３１１連結電極３１２反射電極＆画素電極３１３反射防止膜３１４液晶層３１５共通透明電極３１６対向電極３１７，３１７’ 高濃度不純物領域３１９表示領域３２０反射防止膜３２１，３２２シフトレジスタ３２３ｎＭＯＳ３２４ｐＭＯＳ３２５保持容量３２７信号転送スイッチ３２８リセットスイッチ３２９リセットパルス入力端子３３０リセット電源端子３３１映像信号入力端子３３２昇圧レベルシフター３４２パルスｄｅｌａｙ用インバータ３４３スイッチ３４４出力３４５容量３４６保護回路３５１シール部３５２電極パッド３５３クロックバッファー３７１光源３７２集光レンズ３７３，３７５フレネルレンズ３７４色分解光学素子３７６ミラー３７７視野レンズ３７８液晶装置３７９絞り部３８０投影レンズ３８１スクリーン３８５電源３８６プラグ３８７ランプ温度検出３８８制御ボード３８９フィルタ安全スイッチ４５３メインボード４５４液晶パネルドライブヘッドボード４５５，４５６，４５７液晶装置１２２０マイクロレンズ（リフロー熱ダレ式）１２５１スペーサー柱１２５２周辺シール部１３０１投影レンズ１３０２マイクロレンズ付液晶パネル１３０３偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）１３０６ロッド型インテグレータ１３０７楕円リフレクター１３０８アークランプ１３０９スクリーン１３１０パネルドライバー１３１１デコーダー１３１２インターフェース回路１３１４バラスト（アークランプ点灯回路）１３２０マイクロレンズ付液晶パネル１３２１マイクロレンズガラス基板１３２２マイクロレンズ（インデックス分布式）１３２３シートガラス１３２４対向透明電極１３２５液晶１３２６画素電極１３２７アクティブマトリックス駆動回路部１３２８シリコン半導体基板１３２９基本絵素単位１３４０Ｒ反射ダイクロイックミラー１３４１Ｂ／Ｇ反射ダイクロイックミラー１３４２Ｂ反射ダイクロイックミラー１３４３高反射ミラー１３５０フレネルレンズ（第２コンデンサーレンズ）１３５１第１コンデンサーレンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平11−64890（ＪＰ，Ａ) 特開平10−325964（ＪＰ，Ａ) 特開平10−31228（ＪＰ，Ａ) 特開平８−122761（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1368 G02F 1/13 505 G02F 1/13357 G09F 9/30 338

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の画素電極と、該複数の画素電極に
おける隣接する画素電極の間隙に少なくとも該画素電極
の側面の一部に接する状態で配された絶縁性部材と、を
有する表示装置用基板において、前記画素電極の上面は、前記画素電極と前記絶縁性部材
との境界部近傍で、入射光が画素中心部方向に反射する
曲率を持つ面を有し、前記絶縁性部材の上面が、前記境界部における前記画素
電極の上面より高く形成されていることを特徴とする表
示装置用基板。
【請求項２】前記全画素電極の間隙に配されたそれぞ
れの絶縁性部材の上面が、同一の高さを持つ平面をなし
ていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置用基
板。
【請求項３】請求項１又は２に記載の表示装置用基板
と、前記表示装置用基板に対向して配される対向電極基
板と、前記表示装置用基板と前記対向電極基板の間に挟
持される液晶と、を具備してなる液晶表示装置。
【請求項４】請求項３に記載の液晶表示装置を用いた
ことを特徴とする投写型液晶表示装置。
【請求項５】複数の画素電極を有する表示装置用基板
の製造方法において、基板の表面上に形成された絶縁層を選択的に除去して、
画素電極形成領域と、画素電極分離領域となる絶縁性部
材とを形成する工程と、前記画素電極形成領域及び前記絶縁性部材上に画素電極
材料を形成する工程と、前記画素電極材料を研磨して前記絶縁性部材上の該画素
電極材料を除去し、前記画素電極形成領域に、前記画素
電極材料からなり、かつ、前記画素電極と前記絶縁性部
材との境界部近傍で入射光が画素中心部方向に反射する
曲率を持つ面を有する前記複数の画素電極を形成すると
共に、該複数の画素電極における隣接する画素電極の間
隙に、前記絶縁性部材からなり、かつ、該絶縁性部材の
上面が前記境界部における前記画素電極の上面より高く
形成された前記画素電極分離領域を形成する工程と、を有することを特徴とする表示装置用基板の製造方法。