JP4116775B2 - 電気光学装置及びプロジェクタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の基板間に液晶等の電気光学物質が挟持されてなる電気光学装置の技術分野に属する。
【０００２】
【背景技術】
この種の電気光学装置は一般に、例えばＴＦＴアレイ基板等の素子基板及び対向基板といった一対の基板間に液晶等の電気光学物質を挟持してなる。これら一対の基板間の間隙（即ち、基板間ギャップ）は、電気光学物質が正常に動作するためには高精度で制御される必要がある。このため、例えば粒径２〜３μｍ程度の微粒子であって粒径誤差が０．１μｍ未満程度である球状や円柱状の微粒子たるギャップ材が、基板間ギャップの制御用に用いられている。このようなギャップ材は、例えば対角１０ｃｍ以上の液晶モニタ等のように大型の電気光学装置であれば、電気光学物質中に散布される。即ち、ギャップ材は微粒子であるため、大型の電気光学装置であれば、画像表示領域内に散布しても表示品位に悪影響を及ぼさない。逆に、例えば対角１０ｃｍ程度或いはそれ以下のプロジェクタのライトバルブ用の小型の電気光学装置であれば、一対の基板を貼り合せるシール材中にギャップ材が散布される。即ち、拡大投影される画像中にギャップ材の影が写らないようにするために、小型の電気光学装置の場合には、画像表示領域を避けてギャップ材の散布が行われる。
【０００３】
他方、この種の電気光学装置では、各種の配線、電極、スイッチング素子、外部回路接続端子等が形成された素子基板と、対向電極等が形成された対向基板との間では、所定種類の電気経路を構築することが必要となる。このため一般には、素子基板側及び対向基板側に相対向する上下導通端子を設け、両者間を導電性の微粒子を含む上下導通材で電気的に接続する技術が採用されている。
【０００４】
この種の電気光学装置の場合、上下導通端子は、シール領域の外側の周辺領域において、導電膜上の層間絶縁膜を取り除いて形成していた。従って、画像表示領域やシール領域における一対の基板間ギャップは、上下導通端子が形成される領域における一対の基板間ギャップよりも小さい。この結果、上下導通材に含まれる導電性の粒子の粒径は、画像表示領域やシール領域に配置されるギャップ材の粒径よりも大きい。さもなくば間隙が相対的に広い上下導通端子間で上下導通端子材により良好な導通をとることが困難或いは不可能となるからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種の電気光学装置の製造中におけるシール材を用いた両基板を貼り合せる工程では、両基板を相互に強く押しつけるので、ペースト状の上下導通材やシール材は押し潰されて広がる。しかるに、上述の如くギャップ材よりも大きい粒径を持つ粒子を含む上下導通材が、このように押し付けられてギャップ材が存在するシール領域や画像表示領域内に流れ込むと、当該上下導通材に含まれる粒子が、ギャップ材に先んじて両方の基板間に挟まれることになる。すると、ギャップ材ではなく上下導通材中の粒子により基板間ギャップが規定されてしまうので、基板間ギャップ制御を正確に行うことが困難或いは不可能となる。この結果、電気光学装置における表示画像の品位が低下するという問題点がある。
【０００６】
更に、シール材を用いての貼り合せ工程では、ギャップ材の粒径を基準として両基板を押し付けるため、これより大きい粒径の粒子を含む上下導通材がシール領域や画像表示領域内に流れ込んでしまうと、この粒子が当接する個所の下方に位置している各種配線、電極、スイッチング素子等に対しては、局所的な圧力がかかってしまう。この結果、配線の断線や短絡等を引き起こし、電気光学装置の表示不良が発生してしまうという大きな問題点がある。
【０００７】
本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであり、一対の基板間に液晶等の電気光学物質が挟持されてなる電気光学装置において、基板間の上下導通を良好にとりつつ基板間ギャップを精度良く制御可能であり、高品位の画像表示が可能で装置信頼性が高い電気光学装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電気光学装置は、第１基板と、第２基板と、前記第１基板上に設けられた画素電極と、前記画素電極に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続された第１の配線と、前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された電気光学物質と、前記電気光学物質を包囲するシール材と、前記シール材に散布されたギャップ材と、前記第１基板上の前記第２基板に対面する側に設けられた第１上下導通端子と、前記第２基板上の前記第１基板に対面する側に設けられた第２上下導通端子と、前記第１上下導通端子と前記第２上下導通端子との間に配置された上下導通材と、前記第１上下導通端子と前記第１基板との間に設けられ、第２の配線として機能する導電膜又は半導体層と、を含み、前記上下導通材は、前記シール材の周囲に配置されており、前記上下導通材は導電性の粒子を含んでおり、該導電性の粒子の粒径は前記第１上下導通端子と前記第２上下導通端子とを直接接続する大きさであり、前記ギャップ材の粒径は、前記導電性の粒子の粒径よりも大であることを特徴とする。
上記の電気光学装置において、さらに、前記導電膜又は前記半導体層は、前記画素電極、前記スイッチング素子及び前記第１の配線を構成する導電膜及び半導体層のうち少なくとも１つと同一膜からパターニングされて形成されていてもよい。
上記の電気光学装置において、第２の配線として機能する前記導電膜及び前記半導体層のうちの少なくとも一つにより、前記第１上下導通端子の下地面は盛り上げられていてもよい。
上記の電気光学装置において、前記第２上下導通端子の下地面は盛り上げられていてもよい。
上記の電気光学装置において、前記スイッチング素子を遮光する遮光膜をさらに含み、前記遮光膜と同一膜からパターニングされて形成されたダミー層が、前記第１上下導通端子と前記第１基板との間に配置されていてもよい。
上記の電気光学装置において、前記導電膜又は前記半導体層を層間絶縁し、前記第１上下導通端子が存在しない領域にも存在する層間絶縁膜をさらに含み、前記第１上下導通端子の高さは、前記層間絶縁膜の高さより高いことが好ましい。
上記の電気光学装置において、対向電極をさらに備え、前記第２上下導通端子は、前記対向電極の一部からなっていてもよい。
上記の電気光学装置において、前記第２上下導通端子は、前記対向電極のコーナー部に設けられていてもよい。
上記の電気光学装置において、前記第２上下導通端子は、前記第２基板のコーナー部の少なくとも１箇所に設けられていてもよい。
上記の電気光学装置において、前記第１上下導通端子と第２の配線として機能する前記導電膜又は前記半導体層とは接続されていてもよい。
上記の電気光学装置はプロジェクタのライトバルブとして用いることが可能となる。
本発明に係る他の電気光学装置は上記課題を解決するために、一対の第１及び第２基板間に電気光学物質が挟持されてなり、前記第１及び第２基板間の間隙を規定するギャップ材と、前記第１基板上の前記第２基板に対面する側に設けられた第１上下導通端子と、前記第２基板上の前記第１基板に対面する側における前記第１上下導通端子に対向する個所に設けられた第２上下導通端子と、前記第１及び第２上下導通端子間に配置されており導電性の粒子を含む上下導通材とを備えており、前記第１及び第２上下導通端子間の間隔は、前記ギャップ材が配置された領域における前記第１及び第２基板間の間隙よりも短く、前記ギャップ材の粒径は、前記上下導通材に含まれる粒子の粒径よりも大きい。
【０００９】
本発明の電気光学装置によれば、第１及び第２基板間の間隙は、例えばシール領域や画像表示領域などで両者間に挟持されたギャップ材により規定することが可能である。他方、第１基板上の第１上下導通端子と第２基板上の第２上下導通端子との間における導通は、両者間に配置されており導電性の粒子を含む上下導通材により良好にとることが可能である。ここで特に、第１及び第２上下導通端子間の間隔はギャップ材が配置された領域における第１及び第２基板間の間隙よりも短く、ギャップ材の粒径は上下導通材に含まれる粒子の粒径よりも大きいので、両基板の貼り合わせの際に、仮に上下導通材がギャップ材が配置された領域（例えばシール領域や画像表示領域）に流れ込んだ場合にも、流れ込んだ上下導通材に含まれる粒子が、ギャップ材に先んじて基板間で強く挟まれる可能性は殆ど又は全くない。この結果、上下導通材が流れ込んだか否かに関係なく、ギャップ材による基板間ギャップの制御を精度良く行うことが出来る。しかも、流れ込んだ上下導通材に含まれる微粒子が基板表面に当接して局所的に圧力を発生させることにより、その個所の下方に位置する各種配線、電極、素子等における断線や短絡等を引き起こす可能性も殆ど又は全く無くなる。この結果、電気光学装置の表示不良を低減することが可能となり、製造歩留まりの向上と共に装置信頼性を顕著に高めることが可能となる。
【００１０】
本発明の電気光学装置の一態様では、前記第１及び第２基板間で前記電気光学物質を包囲すると共に前記第１及び第２基板を相接着するシール材を更に備えており、前記ギャップ材は、前記シール材中に散布されており、前記第１及び第２上下導通端子は、第１及び第２基板上で夫々前記シール材の周囲に配置されている。
【００１１】
この態様によれば、第１及び第２基板間の間隙は、電気光学物質を包囲するシール材中に散布されたギャップ材により良好に規定できる。他方、シール材の周囲において、第１及び第２上下導通端子間における導通は、導電性の粒子を含む上下導通材により良好にとれる。ここで特に、当該シール材を用いての両基板の貼り合わせの際に、シール材が配置されたシール領域に上下導通材が流れ込んだ場合にも、流れ込んだ上下導通材に含まれる粒子が、ギャップ材に先んじて基板間で強く挟まれる可能性は殆ど又は全くない。
【００１２】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記ギャップ材は、前記電気光学物質中に散布されている。
【００１３】
この態様によれば、第１及び第２基板間の間隙は、電気光学物質中に散布されたギャップ材により良好に規定できる。ここで特に、両基板の貼り合わせの際に、画像表示領域に上下導通材が流れ込んだ場合にも、流れ込んだ上下導通材に含まれる粒子が、ギャップ材に先んじて基板間で強く挟まれる可能性は殆ど又は全くない。
【００１４】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第１基板上における前記第１上下導通端子の下地面は、前記第１上下導通端子が存在する領域で盛り上げられている。
【００１５】
この態様によれば、第１上下導通端子の下地面を盛り上げることにより、比較的簡単に、第１及び第２上下導通端子間の間隔が、ギャップ材が配置された領域における第１及び第２基板間の間隙よりも狭い構成が得られる。例えば、高さ調整膜を局所的に追加形成したり、層間絶縁膜等を局所的に凹凸状に形成しても良い。
【００１６】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第２基板上における前記第２上下導通端子の下地面は、前記第２上下導通端子が存在する領域で盛り上げられている。
【００１７】
この態様によれば、第２上下導通端子の下地面を盛り上げることにより、比較的簡単に、第１及び第２上下導通端子間の間隔が、ギャップ材が配置された領域における第１及び第２基板間の間隙よりも狭い構成が得られる。例えば、高さ調整膜を局所的に追加形成したり、層間絶縁膜等を局所的に凹凸状に形成しても良い。
【００１８】
上述の第１基板側の下地面を盛り上げる態様では、前記第１基板上に、画素電極、該画素電極に接続されたスイッチング素子及び該スイッチング素子に接続された配線を更に備えており、前記画素電極、前記スイッチング素子及び前記配線を構成する導電膜及び半導体層のうち少なくとも一つと同一膜が、前記第１基板上における前記第１上下導通端子の下側に形成されているように構成してもよい。
【００１９】
このように構成すれば、データ線、走査線等の配線と、薄膜トランジスタ（以下適宜、ＴＦＴと称す）、薄膜ダイオード（以下適宜、ＴＦＤと称す）等のスイッチング素子とを用いたアクティブマトリクス駆動方式の電気光学装置を構築しつつ、このような配線や素子を構成する導電膜や半導体層と同一膜を利用して、第１上下導通端子が形成される領域において、第１基板側の下地面を盛り上げることが可能となる。即ち、盛り上げるためのみに専用膜を形成する必要がないので製造工程上大変有利である。そして、第１上下導通端子の下方にある導電膜や半導体層を、単純にダミー層として用いてもよいし、或いはこのように第１上下導通端子の下方にある導電膜や半導体層に対して、更に配線としての機能を与えることも可能である。
【００２０】
この画素電極、配線及びスイッチング素子を備えた場合には更に、前記第１基板上に、少なくとも前記スイッチング素子を遮光する遮光膜を更に備えており、前記遮光膜と同一膜が、前記第１上下導通端子の下側に形成されているように構成してもよい。
【００２１】
このように構成すれば、ＴＦＴ、ＴＦＤ等のスイッチング素子を構成する半導体層等に、入射光や、裏面反射による反射光や、複数の電気光学装置を組み合わせて用いる場合に他の電気光学装置から合成光学系を突き抜けてくる投射光が入射することにより、スイッチング素子の特性が変化する事態を、遮光膜により防ぐことが可能となる。しかも、このように遮光機能を有する遮光膜と同一膜を利用して、第１上下導通端子が形成される領域において第１基板側の下地面を盛り上げることが可能となる。そして、第１上下導通端子の下方にある遮光膜を、単純にダミー層として用いてもよいし、或いはこのように第１上下導通端子の下方にある遮光膜に対して、更に配線としての機能を与えることも可能である。
【００２２】
或いはこの画素電極、配線及びスイッチング素子を備えた場合には更に、前記第１基板上で、前記導電膜及び前記半導体層のうち少なくとも一つを層間絶縁する層間絶縁膜を更に備えており、前記第１上下導通端子が形成される導電膜の高さは、前記第１上下導通端子が存在しない領域において形成される層間絶縁膜の高さよりも高くなるように構成してもよい。
【００２３】
このように構成すれば、製造工程中において、第１上下導通端子形成後の第１基板の全面に層間絶縁膜を形成した後に、第１上下導通端子上の層間絶縁膜をエッチング等により局所的に除去すれば、第１上下導通端子が存在しない領域における層間絶縁膜よりも、第１上下導通端子が高くなる構成が比較的容易に得られる。
【００２４】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第２基板上に、対向電極を更に備えており、前記第２上下導通端子は、前記対向電極の一部からなる。
【００２５】
この態様によれば、第２基板上で対向電極の一部からなる第２上下導通端子と第１基板上の第１上下導通端子との間における導通は、上下導通材により良好にとることができる。従って、対向電極に対して所定電圧等を良好に供給可能となる。
【００２６】
この態様では、前記第２上下導通端子は、前記対向電極のコーナー部に設けられているように構成してもよい。
【００２７】
このように構成すれば、対向電極のコーナー部に設けられた第２上下導通端子を介して、対向電極に対して所定電圧等を良好に供給可能となる。
【００２８】
この態様では、前記第２上下導通端子は、前記第２基板のコーナー部の少なくとも１箇所に設けられているように構成してもよい。
【００２９】
このように構成すれば、第２基板のコーナー部の少なくとも１箇所に設けられた第２上下導通端子を介して、対向電極に対して所定電圧等を良好に供給可能となる。第２上下導通端子は、第２基板のコーナー部の２，３，４隅に設けても良い事は言うまでもない。特に、第２基板のコーナー４隅に第２上下導通端子を設けることにより、第１及び第２基板間の間隙を安定して制御する事が可能になり、有利である。
【００３０】
この態様では、前記第２上下導通端子は、前記第２基板上の遮光膜と同一膜で形成されるように構成してもよい。
【００３１】
このように構成すれば、第２基板上の遮光膜で第２上下導通端子部を盛り上げる事が可能になるため、比較的簡単に、第１及び第２上下導通端子間の間隔が、ギャップ材が配置された領域における第１及び第２基板間の間隙よりも狭い構成が得られる。また、第２基板上の遮光膜と同一工程で第２上下導通端子を形成することができる。
【００３２】
この態様では、前記第２上下導通端子は、前記遮光膜と前記対向電極の２層で形成されるように構成してもよい。
【００３３】
このように構成すれば、第２基板上の遮光膜の膜厚と対向電極の膜厚を足したものが第２上下導通端子部の高さになるため、更に容易に第２上下導通端子部を盛り上げる事ができる。
【００３４】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３６】
先ず、本発明の実施形態における電気光学装置の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。ここでは、電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。
【００３７】
図１は、ＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ’断面図である。
【００３８】
図１及び図２において、本実施形態に係る電気光学装置では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。
【００３９】
シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。また、シール材５２中には、両基板間の間隔（基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。即ち、本実施形態の電気光学装置は、プロジェクタのライトバルブ用に適している。但し、当該電気光学装置が液晶ディスプレイや液晶テレビのように大型で等倍表示を行う液晶装置であれば、このようなギャップ材は、液晶層５０中に含まれてもよい。
【００４０】
シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａを規定する遮光性の額縁５３が対向基板２０側に設けられている。額縁５３はＴＦＴアレイ基板１０側に設けても良いことは言うまでもない。シール材５２が配置されたシール領域の外側の周辺領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられており、走査線駆動回路１０４が、この一辺に隣接する２辺に沿って設けられている。更にＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域１０ａの両側に設けられた走査線駆動回路１０４間をつなぐための複数の配線１０５が設けられている。また図２に示すように、対向基板２０のほぼ全面に形成された対向電極２１の４つのコーナー部が夫々、第２上下導通端子として機能しており、これらのコーナーに対向する領域においてＴＦＴアレイ基板１０には第１上下導通端子が少なくとも１箇所は設けられている。そして、第１及び第２上下導通端子間には夫々、上下導通材１０６が配置されている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。
【００４１】
図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極９ａ上に、ポリイミド系材料からなる配向膜が形成されている。他方、対向基板２０上には、対向電極２１の他、各画素毎に非開口領域を規定する遮光膜２３等が形成された最上層部分に、ポリイミド系材料からなる配向膜が形成されている。これら一対の配向膜は夫々、ポリイミド系材料を塗布し、焼成した後、液晶層５０中の液晶を所定方向に配向させると共に液晶に所定のプレチルト角を付与するように配向処理が施されている。尚、遮光膜２３は、表示画像におけるコントラストの向上、カラーフィルタを形成した場合の色材の混色防止などの機能を有する。このような遮光膜２３を対向基板２０の側ではなく、ＴＦＴアレイ基板１０上に形成してもよい。また、液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。
【００４２】
次に以上の如く構成された電気光学装置における上下導通材１０６及びその付近の構成について、図３から図６を参照して説明する。ここに図３は、図１に示した上下導通材１０６及びその付近を拡大して示す部分平面図であり、図４はそのＢ−Ｂ’断面図である。尚、図３及び図４では、各構成要素が同時に視認可能なように各構成要素の縮尺を要素毎に夫々適宜変えて示したものである。図５は、図４に示したＢ−Ｂ’断面図に示した上下導通材１０６及びギャップ材５４における実際の様子をより忠実に図式的に表現したものである。また、図６は、変形形態における図３のＢ−Ｂ’断面に対応する個所を示す断面図である。
【００４３】
図３及び図４に示すように、シール領域５２ａにおける基板間ギャップＧは、シール材５２中に散布されており粒径ｄ１のギャップ材５４により規定されている（即ち、Ｇ≒ｄ１）。ＴＦＴアレイ基板１０上に、後述するデータ線と同一のＡｌ（アルミニウム）膜等から構成された第１上下導通端子２０１が形成されている。対向基板２０上では、第１上下導通端子２０１に対向する個所に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜等から構成された対向電極２１のコーナー部が第２上下導通端子２０２とされている。これらの第１上下導通端子２０１及び第２上下導通端子２０２間には、粒径ｄ２の導電性微粒子１０６ａを含む上下導通材１０６が配置されている。そして、第１上下導通端子２０１及び第２上下導通端子２０２間の間隔Ｄは、ギャップ材５４が配置されたシール領域５２ａにおける基板間ギャップＧよりも狭く（即ち、Ｄ＜Ｇ）、導電性微粒子１０６ａの粒径ｄ２は、ギャップ材５４の粒径ｄ１よりも小さい（即ち、ｄ２＜ｄ１）。
【００４４】
図３及び図４では、上下導通材１０６に含まれる導電性微粒子１０６ａの粒径ｄ２及びギャップ材５４の粒径ｄ１並びに、基板間ギャップＧ及び上下導通端子間の間隔Ｄを視覚的に理解しやすいように図示しているが、実際にこれらの様子は、図５に示した断面図の如くである。
【００４５】
即ち、図５に示すように、上下導通材１０６は、例えば粉末状の銀をモールド剤に混ぜて銀ペースト１０６ｂとし、この中に更に、主に導通を担うシリカ等の剛性球体をＡｕ（金）、Ａｇ（銀）等の導電性の金属でメッキした導電性微粒子１０６ａを混ぜることにより製造されている。そして、１箇所の上下導通端子間に配置される上下導通材１０６内には、例えば数百から数千個といったオーダの導電性微粒子１０６ａが含まれているのである。他方、ギャップ材５４についても、シール材５２中に多数のギャップ材５４が含まれている。
【００４６】
このように本実施形態の電気光学装置によれば、基板間ギャップＧを、シール領域５２ａで両基板間に挟持されたギャップ材５４により規定できる。他方、ＴＦＴアレイ基板１０上の第１上下導通端子２０１と対向基板２０上の第２上下導通端子２０２との間における導通を、両基板間に配置された上下導通材１０６により良好にとれる。そして特に、両基板の貼り合わせの際に、仮に上下導通材１０６がシール領域５２ａに流れ込んだ場合にも、流れ込んだ上下導通材１０６に含まれる導電性微粒子１０６ａが、ギャップ材５４に先んじて基板間で強く挟まれることはない。この結果、ギャップ材５４による基板間ギャップＧの制御を精度良く行える。しかも、流れ込んだ上下導通材１０６に含まれる導電性微粒子１０６ａがＴＦＴアレイ基板１０表面に当接して局所的に圧力を発生させることにより、その個所の下方に位置するデータ線、走査線等或いはそれらの引き出し配線などの各種配線、ＴＦＴなどのスイッチング素子等における断線や短絡等を引き起こす可能性も殆ど又は全く無くなる。この結果、電気光学装置の表示不良を低減することが可能となり、製造歩留まりの向上と共に装置信頼性を顕著に高めることが可能となる。例えば、シール領域５２ａに、サンプリング回路、プリチャージ回路等の当該電気光学装置を駆動するための駆動回路の一部を作り込んでも、電気光学装置の表示不良が発生する可能性を従来の場合と比較して顕著に低減できる。
【００４７】
更に本実施形態によれば、ＴＦＴアレイ基板１０上における第１上下導通端子２０１の下地面を盛り上げることにより、第１上下導通端子２０１及び第２上下導通端子２０２間の間隔Ｄがシール領域５２ａにおける基板間ギャップＧよりも狭くなる構成が比較的簡単に得られる。本実施形態では、後述のように画像表示領域１０ａに設けられるデータ線と同一膜から第１上下導通端子２０１を形成し、画像表示領域１０ａに設けられる走査線と同一膜から第１上下導通端子２０１を盛り上げるためのダミー層２０３を形成し、各画素電極９ａに設けられる画素スイッチング用のＴＦＴを遮光するための遮光膜と同一膜から第１上下導通端子２０１を盛り上げるためのダミー層２０４を形成することにより、第１上下導通端子２０１の下地面を盛り上げることができる。ここで、ダミー層２０３及びダミー層２０４は、第１上下導通端子２０１接続することにより、配線として機能させても良い。
【００４８】
本実施形態では特に、図４に示したように、ＴＦＴアレイ基板１０上で、第１上下導通端子２０１及びダミー層２０３、２０４を合わせた積層膜厚は、第２層間絶縁膜７の膜厚よりも高くなるように各層が積層形成されている。従って、当該電気光学装置の製造工程中において、第１上下導通端子２０１を形成し更に第２層間絶縁膜７を形成した後に、第１上下導通端子２０１が存在する領域における第２層間絶縁膜７をエッチングにより除去すれば、第２層間絶縁膜７の膜厚よりも、第１上下導通端子２０１が形成される領域が高くなる構成が簡単に得られる。
【００４９】
或いは、図６に変形形態として示すように、ＴＦＴアレイ基板１０側ではなく、対向基板２０側で、第２上下導通端子２０２の下地面を盛り上げるように構成してもよい。この際図６に示したように、第２上下導通端子２０２に対向する個所に高さ調整膜２１０を設ければ簡単に盛り上げることができる。高さ調整膜２１０は、図２における対向基板２０上に設けられた遮光膜２３や遮光性の額縁５３と同一膜で形成すると良い。これにより、工程数を増やすことなく、上下導通部分を容易に盛り上げる事ができるからである。ところで、第２上下導通端子２０２は、上下導通部分を遮光膜単独で形成しても良い。この場合、遮光膜は対向電極２１よりも膜厚を厚くする必要がある。尚、図６に示した変形形態におけるその他の部分は、図５に示したものと同様である。
【００５０】
更に例えば、ダミー層２０３やダミー層２０４（図４参照）或いは高さ調整膜２１０（図６参照）を局所的に追加形成するのに代えて又は加えて、層間絶縁膜等を局所的に凹凸状に形成することにより、相対的に第１上下導通端子２０１や第２上下導通端子２０２の下地面を盛り上げることも可能である。
【００５１】
また、液晶ディスプレイや液晶テレビのように大型で等倍表示を行う電気光学装置であれば、ギャップ材を液晶層５０中に散布してもよい。これにより、基板間ギャップを液晶層５０中に散布されたギャップ材により良好に規定できる。そして、両基板の貼り合わせの際に、画像表示領域１０ａに上下導通材１０６が流れ込んだ場合にも、導電性微粒子１０６ａが、ギャップ材に先んじて基板間で強く挟まれる事態をやはり阻止し得る。
【００５２】
次に、本発明による電気光学装置の画素部について、図７から図９を参照して説明する。
【００５３】
図７は、電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。図８は、データ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図であり、図９は、図８のＡ−Ａ’断面図である。尚、図９においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
【００５４】
図７において、本実施形態による電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素は、画素電極９aを制御するためのＴＦＴ３０がマトリクス状に複数形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしても良い。また、ＴＦＴ３０のゲートに走査線３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９ａは、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。画素電極９ａを介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。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、階調表示を可能にする。ノーマリーホワイトモードであれば、印加された電圧に応じて入射光が通過不可能とされ、ノーマリーブラックモードであれば、印加された電圧に応じて入射光が通過可能とされ、全体として電気光学装置からは画像信号に応じたコントラストを持つ光が出射する。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９ａと対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０を付加する。
【００５５】
図８において、本実施形態の電気光学装置においては、ＴＦＴアレイ基板上に、マトリクス状に複数の透明な画素電極９ａ（点線部９ａ’により輪郭が示されている）が設けられており、画素電極９ａの縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂが設けられている。データ線６ａは、コンタクトホール５を介してポリシリコン膜等からなる半導体層１ａのうち後述のソース領域に電気的に接続されており、画素電極９ａは、コンタクトホール８を介して半導体層１ａのうち後述のドレイン領域に電気的に接続されている。また、半導体層１ａのうちチャネル領域（図中右下がりの斜線の領域）に対向するように走査線３ａが配置されており、走査線３ａはゲート電極として機能する。容量線３ｂは、走査線３ａに沿ってほぼ直線状に伸びる本線部と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って前段側（図中、上向き）に突出した突出部とを有する。また、図中太線で示した矩形の島状領域には夫々、各ＴＦＴの少なくともチャネル領域をＴＦＴアレイ基板側から見て一画素毎に夫々覆う位置に、島状の下側遮光膜１１ａが設けられている。
【００５６】
次に図９の断面図に示すように、電気光学装置は、透明なＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置される透明な対向基板２０とを備えている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば石英基板からなり、対向基板２０は、例えばガラス基板や石英基板からなる。ＴＦＴアレイ基板１０には、画素電極９ａが設けられており、その上側には、配向膜１６が設けられている。画素電極９ａは例えば、ＩＴＯ膜などの透明導電性薄膜からなる。他方、対向基板２０には、その全面に渡って対向電極２１が設けられており、その下側には、配向膜２２が設けられている。ＴＦＴアレイ基板１０には、図９に示すように、各画素電極９ａに隣接する位置に、各画素電極９ａをスイッチング制御する画素スイッチング用のＴＦＴ３０が設けられている。対向基板２０には、遮光膜２３を設けて画素スイッチング用のＴＦＴ３０を光の入射方向側から遮光しても良い。
【００５７】
図８及び図９において本実施形態では、データ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂ並びにＴＦＴ３０を含む領域において、ＴＦＴアレイ基板１０が凹状に溝１０’を形成している。ＴＦＴアレイ基板１０にこのように溝１０’が形成されているため、データ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂ並びにＴＦＴ３０を形成する領域がその深さに応じて平坦化される。
【００５８】
図９に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０と各画素スイッチング用のＴＦＴ３０との間に設けられた下側遮光膜１１ａは、好ましくは不透明な高融点金属である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）及びＰｂ（鉛）のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド等から構成される。
【００５９】
更に、下側遮光膜１１ａと複数の画素スイッチング用のＴＦＴ３０との間には、下地絶縁膜１２が設けられている。下地絶縁膜１２は、画素スイッチング用のＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａを下側遮光膜１１ａから電気的絶縁するために設けられるものである。更に、下地絶縁膜１２は、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に形成されることにより、画素スイッチング用のＴＦＴ３０の特性変化を防止するための下地膜としての機能をも有する。
【００６０】
本実施形態では、ゲート絶縁膜２を走査線３ａに対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体層１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆとし、更にこれらに対向する容量線３ｂの一部を第２蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量７０が構成されている。
【００６１】
図９において、画素スイッチング用のＴＦＴ３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、走査線３ａ、当該走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜２、データ線６ａ、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄ並びに高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。高濃度ドレイン領域１ｅには、複数の画素電極９ａのうちの対応する一つが接続されている。本実施の形態では特にデータ線６ａは、Ａｌ等の低抵抗な金属膜や金属シリサイド等の合金膜などの遮光性の薄膜から構成されている。また、走査線３ａ、ゲート絶縁膜２及び下地絶縁膜１２の上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール５及び高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が各々形成された第１層間絶縁膜４が形成されている。更に、データ線６ａ及び第１層間絶縁膜４の上には、高濃度ドレイン領域１ｅへのコンタクトホール８が形成された第２層間絶縁膜７が形成されている。
【００６２】
画素スイッチング用のＴＦＴ３０は、好ましくは上述のようにＬＤＤ構造を持つが、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃに不純物の打ち込みを行わないオフセット構造を持ってよいし、走査線３ａの一部であるゲート電極をマスクとして高濃度で不純物を打ち込み、自己整合的に高濃度ソース及びドレイン領域を形成するセルフアライン型のＴＦＴであってもよい。また本実施の形態では、画素スイッチング用のＴＦＴ３０のゲート電極をソース及びドレイン領域間に１個のみ配置したシングルゲート構造としたが、これらの間に２個以上のゲート電極を配置してもよい。この際、各々のゲート電極には同一の信号が印加されるようにする。
【００６３】
ここで、一般には、半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ等のポリシリコン層は、光が入射すると光励起による電流が発生してしまい画素スイッチング用のＴＦＴ３０のトランジスタ特性が変化するが、本実施形態では、走査線３ａを上側から覆うようにデータ線６ａがＡｌ等の遮光性の金属薄膜から形成されているので、少なくとも半導体層１ａのチャネル領域１ａ’及び低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃへの入射光の入射を効果的に防ぐことが出来る。また、前述のように、画素スイッチング用のＴＦＴ３０の下側には、下側遮光膜１１ａが設けられているので、少なくとも半導体層１ａのチャネル領域１ａ’及び低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃへの戻り光の入射を効果的に防ぐことが出来る。このような下側遮光膜１１ａは、複数の島状部分に分断されているが、ストライプ状、あるいはマトリクス状に形成してもよい。
【００６４】
尚、下側遮光膜１１ａの複数の島状部分は、定電位源又は容量部分に電気的に接続されてもよい。例えば、下側遮光膜１１ａは、定電位とされた容量線３ｂに夫々電気的に接続されてもよい。この場合、定電位源としては、当該電気光学装置を駆動するための周辺回路（例えば、走査線駆動回路、データ線駆動回路等）に供給される負電源、正電源等の定電位源、接地電源、対向電極２１に供給される定電位源等が挙げられる。
【００６５】
以上図１から図９を参照して詳細に説明したように、本実施形態の電気光学装置によれば、低抵抗のＡｌ膜等からなるデータ線６ａと同一膜から第１上下導通端子２０１を形成し、導電性ポリシリコン膜等からなる走査線３ａと同一膜から第１上下導通端子２０１を盛り上げるためのダミー層２０３を形成し、ＴＦＴ３０を遮光するための下側遮光膜１１ａと同一膜から第１上下導通端子２０１を盛り上げるためのダミー層２０４を形成する（図４参照）。従って、第１上下導通端子２０１を盛り上げるために専用の膜や専用成膜工程が不要となるので、製造工程上大変有利である。
【００６６】
また、図３のシール領域５２ａに形成される走査線３ａやデータ線６ａから延設された引き出し配線を形成する領域に、図８及び図９に示した溝１０’を形成するのと同時工程で溝を形成し、引き出し配線を埋め込んで平坦化することにより、本実施形態の効果を更に高めることができる。
【００６７】
以上説明した実施形態における電気光学装置では、対向基板２０の外面及びＴＦＴアレイ基板１０の外面には各々、例えば、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＶＡ(Vertically Aligned)モード、ＰＤＬＣ(Polymer Dispersed Liquid Crystal)モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード／ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。また、対向基板２０上に、何層もの屈折率の相違する干渉層を堆積することで、光の干渉を利用して、ＲＧＢ色を作り出すダイクロイックフィルタを形成してもよい。このダイクロイックフィルタ付き対向基板によれば、より明るいカラー電気光学装置が実現できる。更に、各画素毎にマイクロレンズを設けることにより、より明るい画像表示も可能となる。
【００６８】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或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なう電気光学装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の電気光学装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ’断面図である。
【図３】図１に示した上下導通材及びその付近を拡大して示す部分平面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ’断面図である。
【図５】図４にＢ−Ｂ’断面図で示した上下導通材及びギャップ材における実際の様子をより忠実に図式的に表現したものである。
【図６】変形形態における図３のＢ−Ｂ’断面に対応する個所を示す断面図である。
【図７】実施形態の電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状の複数の画素に設けられた各種素子、配線等の等価回路である。
【図８】図１６の電気光学装置におけるデータ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。
【図９】図８のＡ−Ａ’断面図である。
【符号の説明】
１ａ…半導体層
２…ゲート絶縁膜
３ａ…走査線
３ｂ…容量線
４…第１層間絶縁膜
５…コンタクトホール
６ａ…データ線
７…第２層間絶縁膜
８…コンタクトホール
９ａ…画素電極
１０…ＴＦＴアレイ基板
１０ａ…画像表示領域
１１ａ…下側遮光膜
１２…下地絶縁膜
１６…配向膜
２０…対向基板
２１…対向電極
２２…配向膜
２３…遮光膜
３０…ＴＦＴ
５０…液晶層
５２…シール材
５４…ギャップ材
１０１…データ線駆動回路
１０４…走査線駆動回路
１０６…上下導通材
１０６ａ…導電性微粒子
１０６ｂ…銀ペースト
２０１…第１上下導通端子
２０２…第２上下導通端子

Claims (11)

1. 第１基板と、
   第２基板と、
   前記第１基板上に設けられた画素電極と、
   前記画素電極に接続されたスイッチング素子と、
   前記スイッチング素子に接続された第１の配線と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された電気光学物質と、
   前記電気光学物質を包囲するシール材と、
   前記シール材に散布されたギャップ材と、
   前記第１基板上の前記第２基板に対面する側に設けられた第１上下導通端子と、
   前記第２基板上の前記第１基板に対面する側に設けられた第２上下導通端子と、
   前記第１上下導通端子と前記第２上下導通端子との間に配置された上下導通材と、
   前記第１上下導通端子と前記第１基板との間に設けられ、第２の配線として機能する導電膜又は半導体層と、を含み、
   前記上下導通材は、前記シール材の周囲に配置されており、
   前記上下導通材は導電性の粒子を含んでおり、該導電性の粒子の粒径は前記第１上下導通端子と前記第２上下導通端子とを直接接続する大きさであり、
   前記ギャップ材の粒径は、前記導電性の粒子の粒径よりも大であること、
   を特徴とする電気光学装置。
2. 請求項１に記載の電気光学装置において、
   前記導電膜又は前記半導体層は、前記画素電極、前記スイッチング素子及び前記第１の配線を構成する導電膜及び半導体層のうち少なくとも１つと同一膜からパターニングされて形成されること、
   を特徴とする電気光学装置。
3. 請求項１又は２に記載の電気光学装置において、
   第２の配線として機能する前記導電膜及び前記半導体層のうちの少なくとも一つにより、前記第１上下導通端子の下地面は盛り上げられていること、
   を特徴とする電気光学装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の電気光学装置において、
   前記第２上下導通端子の下地面は盛り上げられていること、
   を特徴とする電気光学装置。
5. 請求項１に記載の電気光学装置において、
   前記スイッチング素子を遮光する遮光膜をさらに含み、
   前記遮光膜と同一膜からパターニングされて形成されたダミー層が、前記第１上下導通端子と前記第１基板との間に配置されていること、
   を特徴とする電気光学装置。
6. 請求項１に記載の電気光学装置において、
   前記導電膜又は前記半導体層を層間絶縁し、前記第１上下導通端子が存在しない領域にも存在する層間絶縁膜をさらに含み、
   前記第１上下導通端子の高さは、前記層間絶縁膜の高さより高いこと、
   を特徴とする電気光学装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の電気光学装置において、
   対向電極をさらに備え、
   前記第２上下導通端子は、前記対向電極の一部からなること、
   を特徴とする電気光学装置。
8. 請求項７に記載の電気光学装置において、
   前記第２上下導通端子は、前記対向電極のコーナー部に設けられていること、
   を特徴とする電気光学装置。
9. 請求項７又は８に記載の電気光学装置において、
   前記第２上下導通端子は、前記第２基板のコーナー部の少なくとも１箇所に設けられていること、
   を特徴とする電気光学装置。
10. 請求項１に記載の電気光学装置において、
    前記第１上下導通端子と第２の配線として機能する前記導電膜又は前記半導体層とは接続されていること、
    を特徴とする電気光学装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれかに記載の電気光学装置をライトバルブとして用いることを特徴とするプロジェクタ。

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