JP6544448B1 - 電気光学装置、電気光学装置の製造方法、および電子機器 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明を適用した電気光学装置100の平面図である。図2は、図1に示す電気光学装置100の断面図である。図1および図2に示すように、電気光学装置100では、第1基板10と第2基板20とが所定の隙間を介してシール材107によって貼り合わされており、第1基板10と第2基板20とが対向している。シール材107は第2基板20の外縁に沿うように枠状に設けられており、第1基板10と第2基板20との間でシール材107によって囲まれた領域に液晶層等の電気光学層80が配置されている。従って、電気光学装置100は液晶装置として構成されている。シール材107は、光硬化性を備えた接着剤、あるいは光硬化性および熱硬化性を備えた接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー、あるいはガラスビーズ等のギャップ材が配合されている。第1基板10および第2基板20はいずれも四角形であり、電気光学装置100の略中央には、表示領域10aが四角形の領域として設けられている。かかる形状に対応して、シール材107も略四角形に設けられ、シール材107の内周縁と表示領域10aの外周縁との間には、矩形枠状の周辺領域10bが設けられている。
図3は、図1に示す電気光学装置100の電気的構成を示すブロック図である。図3において、電気光学装置100は、VAモードの液晶パネル100pを備えており、液晶パネル100pは、その中央領域に複数の画素100aがマトリクス状に配列された表示領域10aを備えている。液晶パネル100pにおいて、図1および図2等を参照して説明した第1基板10では、表示領域10aの内側には、第1方向Xに延在する複数の走査線3aと、第2方向Yに延在する複数のデータ線6aとが形成されており、複数の走査線3aと複数のデータ線6aとの各交差に対応して複数の画素100aが構成されている。複数の走査線3aは、走査線駆動回路104に電気的に接続され、複数のデータ線6aは、データ線駆動回路101に接続されている。また、複数本のデータ線6aには、第2方向Yにおいてデータ線駆動回路101と反対側で検査回路105が電気的に接続している。
図4は、図1に示す電気光学装置100において隣り合う複数の画素の平面図である。図5は、図1に示す電気光学装置100に用いた第1基板10のF−F′断面図であり、データ線6aに沿って切断したときの断面図である。図6は、図1に示す電気光学装置100に用いた第1基板10のG−G′断面図であり、走査線3aに沿って切断したときの断面図である。なお、図6では、画素電極9aに対する第1コンタクトホール17dを通る位置で切断した様子を示してある。なお、図4および後述する図7〜図13では、各層を以下の線で表してある。また、図4および図7〜図13では、互いの端部が平面視で重なり合う層については、層の形状等が分かりやすいように、端部の位置をずらしてある。
第2走査線33a=太い破線
半導体層1a=細くて短い点線
第1走査線32a=太さが中位の実線
ゲート電極31a=太い実線
第1容量線51a、ソース電極51s、ドレイン電極51d=太い一点鎖線
第1容量電極41a=細い実線
第2容量電極43a=細い二点鎖線
データ線6a、中継電極6b=細い一点鎖線
第2容量線52a=細くて長い破線
第3容量電極71a=中位の太さの実線
第1電極73a=太い二点鎖線
第2電極8a=極太の実線
画素電極9a=太くて短い点線
コンタクトホール=実線
図5および図6を参照するとともに、以下の図7〜図13を適宜、参照して、第1基板10の詳細構成を説明する。図7は、図5および図6に示す走査線3a、半導体層1a、およびゲート電極31a等の平面図である。図8は、図5および図6に示す第1容量線51a、ソース電極51sおよびドレイン電極51d等の平面図である。図9は、図5および図6に示す第1容量電極41aおよび第2容量電極43a等の平面図である。図10は、図5および図6に示すデータ線6aおよび中継電極6b等の平面図である。図11は、図5および図6に示す第2容量線52a、第3容量電極71aおよび第1電極73a等の平面図である。図12は、図5および図6に示す画素電極9aおよび第2電極8aの平面図である。図13は、図5および図6に示す第2走査線33a等の平面図である。なお、図7〜図13には、それらの図に示す電極等の電気的な接続に関連するコンタクトホールを示すとともに、基準となる位置を示すために半導体層1aを示してある。
図14は、図6に示す第1コンタクトホール17d等の平面構成を示す説明図であり、第1コンタクトホール17d内における段部の位置等を示す説明図(a)と、面170に形成される凹部170fの説明図(b)とを示してある。図6、図11および図12に示すように、本形態では、第1コンタクトホール17dを利用して、第1電極73aと画素電極9aとを電気的に接続するにあたって、第1絶縁膜17の第1基板10と反対側の面に第2電極8aが形成されており、第2電極8aは、第1コンタクトホール17dを介して第1電極73aに電気的に接続されている。本形態において、第2電極8aは、厚さが300nm程度の薄い導電膜からなり、本形態において、第2電極8aは窒化チタン膜からなる。
図15は、図6に示す第1コンタクトホール17d等を形成する工程を示す工程断面図である。図16は、図6に示す第1基板10に端子102等を形成する工程を示す工程断面図である。図15には表示領域10aを示し、図16には表示領域10aおよび端子領域10eを示してある。本形態の電気光学装置100の製造工程のうち、第1基板10において、第1電極73aと画素電極9aとを電気的に接続する際は、図16および図17に示す工程を行う。
図17は、本発明の実施形態2に係る電気光学装置100に用いた第1基板10の説明図であり、図4のG−G′断面図に相当する。なお、本形態の基本的な構成は実施形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。実施形態1では、第2電極8aの第1部分8a1が第1穴17d6および第2穴17d7の双方に設けられていた。本形態では、図17に示すように、第1部分8a1は、第1コンタクトホール17dの第1縁部17d1側では、第1穴17d6および第2穴17d7の双方に設けられているが、第2縁部17d2側では、第1穴17d6のみに設けられ、第2穴17d7に設けられていない。その他の構成は、実施形態1と同様であるため、説明を省略する。
図18は、本発明の実施形態3に係る電気光学装置100に用いた第1基板10の説明図であり、図4のG−G′断面図に相当する。なお、本形態の基本的な構成は実施形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。実施形態1では、第1コンタクトホール17dが第1穴17d6と、第1穴17d6よりわずかに大きな第2穴17d7とを備えていた。これに対して、本形態では、図18に示すように、第2穴17d7に相当する部分が第1穴17d6と平面視で重なる領域に加えて、第1コンタクトホール17dに対する一方側で広い範囲にわたって形成されている。
図19は、本発明の実施形態4に係る電気光学装置100に用いた第1基板10の説明図であり、図4のG−G′断面図に相当する。図20は、図19に示す第1基板10に端子102等を形成する工程を示す工程断面図である。図20には表示領域10aおよび端子領域10eを示してある。なお、本形態の基本的な構成は実施形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図21は、本発明の実施形態5に係る電気光学装置100に用いた第1基板10の説明図であり、図4のG−G′断面図に相当する。図22は、図21に示す第1コンタクトホール17d等を形成する工程を示す工程断面図である。図23は、図21に示す第1基板10に端子102等を形成する工程を示す工程断面図である。図22には表示領域10aを示し、図23には表示領域10aおよび端子領域10eを示してある。なお、本形態の基本的な構成は実施形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
上記実施形態1〜4では、第1コンタクトホール17dが第1穴17d6と第2穴17d7とによって構成されていたが、実施形態5のように、第1コンタクトホール17dが1つの穴によって構成されていてもよい。上記実施形態5では、第1コンタクトホール17dが1つの穴によって構成されていたが、実施形態1〜4のように、第1コンタクトホール17dが第1穴17d6と第2穴17d7とによって構成されていてもよい。
上述した実施形態に係る電気光学装置100を用いた電子機器について説明する。図24は、本発明を適用した電気光学装置100を用いた投射型表示装置(電子機器)の概略構成図である。図24では、位相差板や偏光板等の図示を省略してある。図24に示す投射型表示装置2100は、電気光学装置100を用いた電子機器の一例である。投射型表示装置2100において、電気光学装置100がライトバルブとして用いられ、装置を大きくすることなく高精細で明るい表示が可能である。この図に示されるように、投射型表示装置2100の内部には、ハロゲンランプ等の白色光源を有するランプユニット2102(光源部)が設けられている。ランプユニット2102から射出された投射光は、内部に配置された3枚のミラー2106および2枚のダイクロイックミラー2108によってR(赤)色、G(緑)色、B(青)色の3原色に分離される。分離された投射光は、各原色に対応するライトバルブ100R、100Gおよび100Bにそれぞれ導かれ、変調される。なお、B色の光は、他のR色やG色と比較すると光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ2122、リレーレンズ2123および出射レンズ2124を有するリレーレンズ系2121を介して導かれる。
なお、投射型表示装置については、光源部として、各色の光を出射するLED光源等を用い、かかるLED光源から出射された色光を各々、別の液晶装置に供給するように構成してもよい。
本発明を適用した電気光学装置100を備えた電子機器は、上記実施形態の投射型表示装置2100に限定されない。例えば、投射型のHUD(ヘッドアップディスプレイ)や直視型のHMD(ヘッドマウントディスプレイ)、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ等の電子機器に用いてもよい。
Claims (11)
- 基板と、
前記基板の一方面側に設けられた第1電極と、
前記第1電極の前記基板と反対側の面に設けられた第1絶縁膜と、
前記第1電極に平面視で重なる位置で前記第1絶縁膜を貫通する第1コンタクトホールと、
前記第1絶縁膜の前記基板と反対側の面に設けられ、前記第1コンタクトホールを介して前記第1電極に電気的に接続された第2電極と、
前記第2電極の前記基板と反対側の面と連続した平面を構成する面が設けられた第2絶縁膜と、
前記第2絶縁膜の前記基板と反対側の面に設けられた画素電極と、
を有し、
前記第2電極の前記基板と反対側の面と前記第1絶縁膜の前記第2電極から露出している面とによって形成された面は、前記第1コンタクトホールの開口縁の一部である第1縁部と平面視で重なる位置から前記第1コンタクトホールの外側に向けて延在して前記画素電極に接する第1面と、前記第1面より前記基板側で、前記開口縁の前記第1縁部とは異なる第2縁部と平面視で重なり、前記第1コンタクトホールの内側から外側に向けて延在する第2面と、を有し、
前記第2絶縁膜は、前記第1コンタクトホールと平面視で重なる凹部内に位置する内側部分と、前記凹部の外側で前記第2面に設けられた外側部分と、が繋がっていることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1に記載の電気光学装置において、
前記第2電極は、前記第1コンタクトホール内に位置する第1部分と、前記第1縁部および前記第2縁部のうち、前記第1縁部のみに重なって前記第1部分から前記第1コンタクトホールの外側まで延在する第2部分と、を有していることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1または2に記載の電気光学装置において、
前記第1コンタクトホールには、前記第1絶縁膜の前記基板側の部分を構成する第1穴と、前記第1穴よりサイズが大きく、前記第1穴に前記基板と反対側で連通する第2穴と、が設けられていることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項3に記載の電気光学装置において、
前記第1穴の前記基板と反対側の端部と、前記第2穴の前記基板側の端部との距離は、前記第1コンタクトホールの全周にわたって等しいことを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1から4までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記基板の端子領域に、
前記第1電極と同一層である第3電極と、
前記第3電極と平面視で重なる位置で前記第1絶縁膜および前記第2絶縁膜を貫通する第2コンタクトホールと、
前記第2絶縁膜の前記基板と反対側の面に設けられ、前記第2コンタクトホールを介して前記第3電極と電気的に接続された端子と、
を有し、
前記画素電極は、第1導電膜と、前記第1導電膜の前記基板と反対側の面に設けられた第2導電膜と、を有し、
前記端子は、前記第2導電膜と同一層である導電膜によって構成されていることを特徴とする請求項1から4までの何れか一項に記載の電気光学装置。 - 基板と、
前記基板の一方面側に設けられた第1電極と、
前記第1電極の前記基板と反対側の面に設けられた第1絶縁膜と、
前記第1電極に平面視で重なる位置で前記第1絶縁膜を貫通する第1コンタクトホールと、
前記第1絶縁膜の前記基板と反対側の面に設けられ、前記第1コンタクトホールを介して前記第1電極に電気的に接続された第2電極と、
前記第2電極の前記基板と反対側の面と連続した平面を構成する面が設けられた第2絶縁膜と、
前記第2絶縁膜の前記基板と反対側の面に設けられた画素電極と、
を有し、
前記基板の端子領域に、
前記第1電極と同一層である第3電極と、
前記第3電極と平面視で重なる位置で前記第1絶縁膜および前記第2絶縁膜を貫通する第2コンタクトホールと、
前記第2絶縁膜の前記基板と反対側の面に設けられ、前記第2コンタクトホールを介して前記第3電極と電気的に接続された端子と、
を有し、
前記第2絶縁膜は、前記第1コンタクトホールと平面視で重なる凹部内に位置する内側部分と、前記凹部の外側に設けられた外側部分と、が分離されており、
前記画素電極は、第1導電膜と、前記第1導電膜の前記基板と反対側の面に設けられた第2導電膜と、を有し、
前記端子は、前記第2導電膜と同一層である導電膜によって構成されていることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1から6までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記基板と反対側の面に前記第1電極が設けられた第3絶縁膜を有し、
前記第3絶縁膜は、前記第1コンタクトホールと平面視で重なる位置に前記基板と反対側に突出した凸部を有していることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項3または4に記載の電気光学装置の製造方法において、
前記第1電極および前記第1絶縁膜を形成した後、
前記第1絶縁膜の前記基板と反対側の面に第1開口部を備えたエッチングマスクを設けた状態で前記第1開口部から前記第1絶縁膜をエッチングして前記第1穴を形成する第1エッチング工程と、
前記第1開口部を拡大して前記第1開口部よりサイズの大きな第2開口部とするサイズ調整工程と、
前記第2開口部から前記第1絶縁膜をエッチングして前記第2穴を形成する第2エッチング工程と、
を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 請求項8に記載の電気光学装置の製造方法において、
前記サイズ調整工程では、前記エッチングマスクの縁部全体を一定量、除去することにより、前記第1開口部を拡大させて前記第2開口部を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 請求項5または6に記載の電気光学装置の製造方法において、
前記第2絶縁膜の成膜工程、および前記第2絶縁膜に対する平坦化工程を行って、前記第2電極および前記第2絶縁膜の前記基板と反対側の面を連続した平面とした後、
前記画素電極が設けられた表示領域に第1導電膜を形成する第1工程と、
前記第2コンタクトホールを形成する第2工程と、
前記表示領域および前記端子領域に前記第2導電膜を形成する第3工程と、
前記第1導電膜および前記第2導電膜をパターニングして前記画素電極および前記端子を形成する第4工程と、
を行うことを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 請求項1から7までの何れか一項に記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。
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