説明

電気光学装置、及びこれを備えた電子機器

【課題】液晶装置等の電気光学装置において、光の利用効率を向上させる。
【解決手段】電気光学装置は、基板(10)と、該基板上の表示領域(10a)に配列され、入射する光を反射する反射面(9as)を夫々有する複数の反射型の画素電極(9a)とを備える。複数の反射面によって規定され、表示領域に対応する全体反射面(9aa)は、光が入射する側から見て、表示領域の中央領域において表示領域の縁領域の少なくとも一部よりも窪んだ凹面をなす。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば反射型の液晶装置等の電気光学装置、及び該電気光学装置を備えた、例えば液晶プロジェクタ等の電子機器の技術分野に関する。
【背景技術】
【0002】
この種の電気光学装置の一例として、投射型の液晶プロジェクタにおいて、ライトバルブとして用いられる反射型の液晶装置がある。この液晶装置は、例えば次のような構成となっている。即ち、この液晶装置は、多数の反射型の画素電極及びこれをスイッチング制御するトランジスタなどが設けられた素子基板と、画素電極に対向配置される対向電極などが設けられた対向基板との間に、電気光学物質として液晶が挟持される(例えば特許文献1参照)。このような液晶装置において、対向基板側から入射された光は、反射型の画素電極によって反射され、対向基板側から表示光として出射される。該表示光が投射レンズを介してスクリーン上に投射されることにより、画像表示が行われる。
【0003】
【特許文献1】特開2003−279953号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上述のように液晶装置がライトバルブとして用いられる場合において、当該液晶装置に入射される光は、必ずしも平行光ではなく、多少の広がりを有する光である。このため、例えば特許文献1に開示されているように複数の画素電極が平坦な反射面を構成する場合には、入射される光は平坦な反射面における反射によって拡散され、ライトバルブから出射される表示光もまた広がりを有する光となる。従って、光の利用効率を向上させるためには、投射レンズを大きいレンズとする必要がある。その結果、液晶プロジェクタを構成する光学系も比較的サイズの大きいものとなり、該液晶プロジェクタを小型化することが困難になってしまうという技術的問題点が生じる。更に、該液晶プロジェクタを製造するための製造コストが増大してしまうという問題点が生じる。
【0005】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、表示光の拡散を低減でき、光の利用効率を向上可能な電気光学装置、及びこのような電気光学装置を具備してなる電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、基板と、該基板上の表示領域に配列され、入射する光を反射する反射面を夫々有する複数の反射型の画素電極とを備え、前記反射面によって規定され、前記表示領域に対応する全体反射面は、前記光が入射する側から見て、前記表示領域の中央領域において前記表示領域の縁領域の少なくとも一部よりも窪んだ凹面をなす。
【0007】
本発明の電気光学装置によれば、例えばガラス基板、石英基板、或いはシリコン基板等である基板上に、複数の反射型の画素電極が例えばマトリクス状に配列される。各画素電極は、例えばAl(アルミニウム)膜等の反射膜単独からなったり、或いは、例えばITO(Indium Tin Oxide:インジウム・ティン・オキサイド)等の透明導電膜にAl膜等の反射膜が積層されてなったりする。尚、画素電極は、ストライプ状電極或いはセグメント状電極でもよい。電気光学装置の動作時には、画像信号が画素電極へ選択的に供給されることで、複数の画素電極が配列された表示領域における画像表示が行われる。この際、電気光学装置に対して入射される光は、各画素電極の反射面によって反射され、当該電気光学装置から表示光として出射される。
【0008】
尚、本発明に係る「複数の反射型の画素電極」は、複数の反射ミラーであってもよい。即ち、本発明は、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD:Digital Micromirror Device)或いはティルトミラーMEMS(Micro Electrical Mechanical System)にも適用可能である。
【0009】
本発明では特に、表示領域に対応する全体反射面は、光が入射する側から見て、表示領域の中央領域において表示領域の縁領域の少なくとも一部よりも窪んだ凹面をなす。ここで、全体反射面は、複数の反射型の画素電極の反射面によって規定される面であり、各反射面を含む面を意味する。全体反射面は、典型的には球面の一部である、中央領域が縁領域よりも窪んだ凹面をなす。よって、当該電気光学装置の表示領域に入射された光のうち、中央領域よりも縁領域に近い領域に向かって斜めに進む光が反射面によって反射されることで、表示光が拡散されてしまうことを抑制できる。言い換えれば、凹面をなす全体反射面を構成する各反射面によって、表示光を殆ど或いは完全な平行光として出射することができる。従って、本発明の電気光学装置によれば、表示光が拡散されてしまうことによる光の損失を低減或いは防止できる。即ち、本発明の電気光学装置によれば、光の利用効率を向上させることが可能となる。その結果、高品質な画像表示を行うことができる。
【0010】
また、例えば、本発明の電気光学装置をライトバルブとして用いてプロジェクタを構成する場合には、当該電気光学装置から表示光を平行光として出射することが可能なため、投射レンズを比較的小さいレンズとすることができる。よって、本発明の電気光学装置を、例えばプロジェクタのライトバルブとして用いる場合には、プロジェクタを小型化及び低コスト化することができる。
【0011】
本発明の電気光学装置の一態様では、前記基板上に前記複数の画素電極を駆動するための配線又は駆動素子と、前記基板上における前記複数の画素電極よりも下層側に積層されると共に、前記光が入射する側から見て、前記中央領域において前記縁領域の少なくとも一部よりも窪んだ凹状の表面を有し、前記複数の画素電極と前記配線又は駆動素子との間を層間絶縁するための層間絶縁膜とを備える。
【0012】
この態様によれば、層間絶縁膜の凹状の表面に沿って、複数の画素電極が配列されるので、全体反射面が凹面をなすように確実に形成できる。よって、光の利用効率を確実に向上させることができる。
【0013】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記基板上における前記表示領域の周囲を囲む周囲領域の少なくとも一部に、前記光が入射する側に向かって凸状に突き出た凸部を備え、前記層間絶縁膜は、前記凸部よりも上層側に積層されると共にCMP(化学的機械研磨)処理が施される。
【0014】
この態様によれば、周囲領域に、例えば絶縁膜或いは導電膜からなる凸部が、例えば表示領域を囲むように形成される。層間絶縁膜は、該凸部及び表示領域を覆うように形成される。その後、層間絶縁膜に対して、凹状の表面を有するようにCMP(Chemical Mechanical Polishing)処理が施される。よって、複数の画素電極を、全体反射面が凹面をなすように確実に形成できる。よって、光の利用効率を確実に向上させることができる。
【0015】
尚、CMP処理を行う際の、例えば研磨時間、研磨荷重、研磨パッドの貼り付けられた回転定盤の回転速度等の処理条件を適宜変更することにより、層間絶縁膜を所望の凹状の表面を有するように形成することができる。また、凸部の突き出る高さ或いは基板上における平面形状は、所望の凹状の表面に応じて適宜変更すればよい。
【0016】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記凸部は、前記配線の一部として形成される。
【0017】
この態様によれば、配線の一部が、例えば表示領域を部分的に囲むように形成され、凸部として機能する。即ち、配線の一部が凸部として兼用される。よって、配線と別個に凸部を形成する必要がないので、基板上の積層構造を殆ど複雑化することなく、層間絶縁膜を凹状の表面を有するように形成することが可能となる。
【0018】
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置(但し、その各種態様も含む)を具備する。
【0019】
本発明の電子機器によれば、上述した本発明の電気光学装置を具備してなるので、高品質な画像表示を行うことが可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明の電子機器として、例えば、電子ペーパなどの電気泳動装置、電子放出装置(Field Emission Display及びConduction Electron-Emitter Display)、これら電気泳動装置、電子放出装置を用いた表示装置を実現することも可能である。
【0020】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。
<第1実施形態>
第1実施形態では、本発明の電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。
【0022】
本実施形態に係る液晶装置について、図1から図7を参照して説明する。
【0023】
先ず、本実施形態に係る液晶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。ここに図1は、本実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す平面図であり、図2は、図1のH−H´線断面図である。
【0024】
図1及び図2において、本実施形態に係る液晶装置100では、素子基板10と対向基板20とが対向配置されている。素子基板10及び対向基板20はそれぞれ、例えばガラス基板、石英基板等の透明基板からなる。尚、素子基板10は、例えばシリコン基板等の不透明な基板からなるようにしてもよい。
【0025】
素子基板10と対向基板20との間に液晶層50が封入されており、素子基板10と対向基板20とは、本発明に係る「表示領域」の一例としての画像表示領域10aの周囲に位置するシール領域52aに設けられたシール材52により相互に接着されている。
【0026】
液晶装置100は、素子基板10上において、シール材52に囲まれた領域に、液晶を滴下して液晶層50を形成する、ODF(One Drop Full)方式の製造方法によって形成されている。このため、シール領域52aにおいて、シール材52には液晶を注入するための液晶注入口は形成されず、封止材は配置されていない。即ち、シール材52は、シール領域52aにおいて画像表示領域10aの周囲に途切れることなく連続的に形成されている。
【0027】
図1において、シール材52が配置されたシール領域52aの内側に並行して、画像表示領域10aの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜53が、対向基板20側に設けられている。周辺領域のうち、シール材52が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路101及び外部回路接続端子102が素子基板10の一辺に沿って設けられている。この一辺に沿ったシール領域52aよりも内側に、サンプリング回路7が額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。走査線駆動回路104は、この一辺に隣接する2辺に沿ったシール領域の内側に、額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。素子基板10上には、対向基板20の4つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材107で接続するための上下導通端子106が配置されている。これらにより、素子基板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。
【0028】
素子基板10上には、外部回路接続端子102と、データ線駆動回路101、走査線駆動回路104、上下導通端子106等とを電気的に接続するための引回配線90が形成されている。
【0029】
図2において、素子基板10上には、画素スイッチング用のトランジスタや走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成されている。画像表示領域10aには、画素スイッチング用のトランジスタや走査線、データ線等の配線の上層に、入射光を反射する反射型の画素電極9aがマトリクス状に設けられている。画素電極9a上には、配向膜が形成されている。他方、対向基板20における素子基板10との対向面上に、ITO等の透明材料からなる対向電極21が複数の画素電極9aと対向してほぼ全面に形成されている。対向電極21上には配向膜が形成されている。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、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。
【0030】
尚、ここでは図示しないが、後述するように、素子基板10上のシール領域52aには、上下導通端子106に対向電極電位(或いは共通電位)LCCOMを供給する対向電極電位線91が、素子基板10の各辺に沿って画像表示領域10aを囲むように形成されている。
【0031】
尚、ここでは図示しないが、素子基板10上には、データ線駆動回路101、走査線駆動回路104の他に、製造途中や出荷時の当該液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路、検査用パターン等が形成されていてもよい。
【0032】
次に、本実施形態に係る液晶装置の画素部の電気的な構成について、図3を参照して説明する。ここに図3は、本実施形態に係る液晶装置の画素部の等価回路図である。
【0033】
図3に示すように、液晶装置100の画像表示領域10aを構成するマトリクス状に形成された複数の画素には、それぞれ、画素電極9aと該画素電極9aをスイッチング制御するためのトランジスタ30とが形成されており、画像信号が供給されるデータ線6aがトランジスタ30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VS1、VS2、…、VSn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よい。
【0034】
また、トランジスタ30のゲート3aに走査線11aが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線11a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、トランジスタ30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トランジスタ30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VS1、VS2、…、VSnを所定のタイミングで書き込む。
【0035】
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VS1、VS2、…、VSnは、対向基板20(図2参照)に形成された対向電極21(図2参照)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、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて光に対する透過率が増加され、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表示光が出射される。
【0036】
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21との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70が付加されている。蓄積容量70の一方の電極は、画素電極9aと並列してトランジスタ30のドレインに接続され、他方の電極は、容量配線400に接続されている。容量配線400は、画像表示領域10aの周辺領域において、対向電極21に上下導通端子106を介して対向電極電位LCCOMを供給する対向電極電位線91と電気的に接続されている。対向電極電位線91は、上述した引回配線90の一部として外部回路接続端子102から上下導通端子106まで引き回されると共に、素子基板10の各辺に沿って画像表示領域10aを囲むように形成され、相隣接する上下導通端子106間を電気的に接続する。
【0037】
次に、上述の動作を実現する画素部の具体的構成について、図4及び図5を参照して説明する。ここに図4は、本実施形態に係る液晶装置の画素部の平面図であり、図5は、図4のA−A´線断面図である。尚、図4及び図5においては、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。
【0038】
図4及び図5では、図3を参照して上述した画素部の各回路要素が、パターン化され、積層された導電膜として素子基板10上に構築されている。各回路要素は、下から順に、トランジスタ30及び容量配線400等を含む第1層、データ線6a及び蓄積容量70等を含む第2層、画素電極9a等を含む第3層からなる。また、第1層−第2層間には層間絶縁膜41、第2層−第3層間には層間絶縁膜42がそれぞれ設けられ、上述した各要素間が短絡することを防止している。
【0039】
(第1層の構成―トランジスタ及び容量配線等―)
図5に示すように、第1層は、トランジスタ30及び容量配線400で構成されている。
【0040】
図4及び図5において、トランジスタ30は、ゲート電極3a、半導体層1a、ゲート電極3aと半導体層1aを絶縁するゲート絶縁膜を含んだ絶縁膜4を備えている。
【0041】
ゲート電極3aは、図4に示すように、X方向に沿って延びる走査線11aのうち半導体層1aにおけるチャネル領域1a´と重なる部分として形成されている。ゲート電極3a(即ち、走査線11a)は、例えば導電性ポリシリコンから形成されている。尚、ゲート電極3aは、導電性ポリシリコンの他に、チタン(Ti)、クロム(Cr)、タングステン(W)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)等の高融点金属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、ポリシリサイド又はこれらの積層体等により形成することができる。
【0042】
半導体層1aは、例えばポリシリコンからなり、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、並びに高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eからなる。尚、トランジスタ30は、LDD構造を有することが好ましいが、低濃度ソース領域1b、低濃度ドレイン領域1cに不純物打ち込みを行わないオフセット構造であってもよいし、ゲート電極3aをマスクとして不純物を高濃度に打ち込んで高濃度ソース領域及び高濃度ドレイン領域を形成する自己整合型であってもよい。
【0043】
尚、本実施形態に係るトランジスタ30は、トップゲート型であるが、ボトムゲート型であってもよい。
【0044】
尚、素子基板10は、例えばシリコン基板からなるようにしてもよい。この場合には、素子基板10上に単結晶シリコン膜からなる半導体層を形成できる。よって、半導体層をポリシリコン膜から形成する場合と比較して、トランジスタ30の動作スピード等の性能を向上させることができる。
【0045】
容量配線400は、走査線11aと同一膜(即ち、ゲート電極3aと同一膜)、即ち、例えば導電性ポリシリコンから形成されている。容量配線400及び走査線11aは、図4に示したように、それぞれが分断され、X方向に沿って形成されている。
【0046】
尚、容量配線400は、シール領域52aまで延びており、後述する層間絶縁膜41に開孔されたコンタクトホールを介して後述する対向電極電位線91と電気的に接続されている。
【0047】
(第2層の構成―データ線及び蓄積容量等―)
第1層の全面には層間絶縁膜41が形成され、更にその上に、第2層として、データ線6a及び蓄積容量70が形成されている。
【0048】
層間絶縁膜41は、例えばNSG(ノンシリケートガラス)によって形成されている。そのため光を透過することができる。その他、層間絶縁膜41には、PSG(リンシリケートガラス)、BSG(ボロンシリケートガラス)、BPSG(ボロンリンシリケートガラス)等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等を用いることができる。層間絶縁膜41の表面は、CMP処理や研磨処理、スピンコート処理、凹への埋め込み処理等の平坦化処理がなされている。よって、下層側のこれらの要素に起因した凹凸が除去され、層間絶縁層41の表面は平坦化されている。
【0049】
データ線6aは、アルミニウム等の金属膜から形成されている。尚、データ線6aは、例えば下から順にアルミニウム、窒化チタン及び窒化シリコンの3層膜として形成してもよい。データ線6aは、素子基板10上で平面的に見て、図4のY方向に沿って延びるように配線されると共に、このY方向に沿った本線部からトランジスタ30の高濃度ソース領域1dと重なるように延在する延在部6aaを有する。データ線6aは、延在部6aaにおいて、層間絶縁膜41に開孔されたコンタクトホール81を介して、トランジスタ30の高濃度ソース領域1dと電気的に接続されている。
【0050】
図4に示すように、蓄積容量70は、画素毎に、素子基板10上で平面的に見て、画素電極9aと重なるように形成されている。即ち、蓄積容量70は、画素毎に、画素電極9aが形成された領域内に形成されている。
【0051】
図5に示すように、蓄積容量70は、下部電極72、誘電体膜75及び上部電極71がこの順に積層されてなる。
【0052】
下部電極72は、データ線6aと同一膜、即ち、アルミニウム等の金属膜から形成されている。下部電極72は、層間絶縁膜41に開孔されたコンタクトホール83を介して、トランジスタ30の高濃度ドレイン領域1eと電気的に接続されている。更に、下部電極72は、後述する層間絶縁膜42に開孔されたコンタクトホール85を介して、画素電極9aと電気的に接続されている。即ち、画素電極9aとトランジスタ30の高濃度ドレイン領域1eとは、下部電極72を中継して中継接続されている。
【0053】
誘電体膜75は、誘電率が高いシリコン窒化膜等から形成されている。尚、誘電体膜としては、酸化ハフニュウム(HfO2)、アルミナ(Al2O3)、酸化タンタル(Ta2O5)等の単層膜又は多層膜から形成してもよい。
【0054】
上部電極71は、アルミニウム等の金属膜から形成されている。尚、上部電極71は、例えば導電性ポリシリコンから形成してもよい。上部電極71は、誘電体膜75及び層間絶縁膜41を貫通して開孔されたコンタクトホール84を介して、容量配線400と電気的に接続されている。
【0055】
(第3層の構成―画素電極等―)
第2層の全面には層間絶縁膜42が形成され、更にその上に、第3層として画素電極9aが形成されている。層間絶縁膜42は、層間絶縁膜42と同様に、例えばNSGによって形成されている。その他、層間絶縁膜42には、PSG、BSG、BPSG等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等を用いることができる。
【0056】
尚、図5では、説明の便宜上、層間絶縁膜42の表面42sを平坦な表面として図示しているが、図6及び図7を参照して後述するように、本実施形態では特に、層間絶縁膜42の表面42sは、凹状に形成されている。
【0057】
図4に示すように、複数の画素電極9a(図4中、破線9a´で輪郭が示されている)は、相隣接する画素電極9a同士が、互いに電気的にショートしないようにするため、格子状の間隙領域Dを隔てて相互に配置されることで、マトリクス状に配置されている。画素電極9aは、例えばアルミニウム等から形成されており、図5中、上方からの入射光を反射する反射面9asを有する。画素電極9aは、上述したように、下部電極72によって中継され、トランジスタ30の高濃度ドレイン領域1eと電気的に接続されている。
【0058】
画素電極9aの上側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜61が設けられている。
【0059】
以上が、素子基板10側の画素部の構成である。
【0060】
他方、対向基板20には、その対向面の全面に対向電極21が設けられており、更にその上(図5では対向電極21の下側)に配向膜22が設けられている。対向電極21は、例えばITO膜等の透明導電性膜からなる。
【0061】
このように構成された素子基板10と対向基板20の間には、液晶層50が設けられている。液晶層50は、図1及び図2を参照して上述したようにODF方式の製造方法によって形成されている。液晶層50は、画素電極9aと対向電極21との間に電界が印加されていない状態において、ラビング処理等の配向処理が施された配向膜61及び配向膜22によって、所定の配向状態をとるようになっている。
【0062】
以上に説明した画素部の構成は、各画素部に共通である。上述の画像表示領域10a(図1参照)には、かかる画素部が周期的に形成されている。
【0063】
次に、本実施形態に係る液晶装置の複数の画素電極の反射面によって規定される全体反射面について、図6及び図7を参照して説明する。図6は、図1のB−B´線断面図である。図7は、本実施形態に係る液晶装置の対向電極電位線の配置を示す平面図である。尚、図6では、説明の便宜上、図1、図2、図4及び図5を参照して上述した構成要素のうち、全体反射面に係る構成要素以外の構成要素については、図示を適宜省略している。
【0064】
図6に示すように、本実施形態では特に、画像表示領域10aに対応する全体反射面9aaは、光が入射する側(即ち、図6中、上側))から見て、画像表示領域10aの中央領域において画像表示領域10aの縁領域よりも窪んだ凹面をなしている。全体反射面9aaは、複数の画素電極9aの各々が有する反射面9asによって規定され、各反射面9asを含む面である。全体反射面9aaは、画像表示領域10aにおいて球面の一部である凹状の曲面をなしている。よって、液晶装置100の画像表示領域10aに入射された光のうち、中央領域よりも縁領域に近い領域に向かって斜めに進む光(例えば、図6中、矢印P1で示す光)が反射面9asによって反射されることで、表示光が拡散されてしまうことを抑制できる。言い換えれば、凹面をなす全体反射面9aaを構成する各反射面9asによって、表示光(例えば、図6中、矢印P2で示す光)を殆ど或いは好ましくは完全な平行光として出射することができる。従って、液晶装置100によれば、表示光が拡散されてしまうことによる光の損失を低減或いは防止できる。即ち、液晶装置100によれば、光の利用効率を向上させることが可能となる。その結果、高品質な画像表示を行うことができる。
【0065】
更に、例えば、液晶装置100をライトバルブとして用いてプロジェクタを構成する場合には、当該液晶装置100から表示光を殆ど或いは完全な平行光として出射することが可能なため、投射レンズを比較的小さいレンズとすることができる。よって、液晶装置100を、例えばプロジェクタのライトバルブとして用いる場合には、プロジェクタを小型化及び低コスト化することができる。
【0066】
尚、本実施形態では、全体反射面9aaが、画像表示領域10aにおいて球面の一部である凹状の曲面となるように、複数の画素電極9aを形成したが、全体反射面9aaが、画像表示領域10aにおいて例えば円筒形の側面の一部である凹状の曲面となるように形成してもよい。
【0067】
図6において、層間絶縁膜41上には、対向電極電位線91が、図5を参照して上述した上部電極71と同一膜、即ち、アルミニウム等の金属膜等から形成されている。
【0068】
図6及び図7に示すように、本実施形態では特に、対向電極電位線91は、層間絶縁膜41上におけるシール領域52aに、画像表示領域10aを囲むように形成されている。更に、画素電極9aの下層側に位置する層間絶縁膜42は、対向電極電位線91及び画像表示領域10aを覆うように形成されると共に、CMP処理によって凹状の表面を有するように形成されている。ここで、画像表示領域10aを囲むように形成された対向電極電位線91が、その厚さによって光が入射する側(即ち、図6中、上側)に向かって凸状に突き出た凸部として形成されるので、層間絶縁膜42に対し所定の処理条件下でCMP処理を施すことによって、層間絶縁膜42を凹状の表面を有するように形成できる。尚、CMP処理を行う際の処理条件として、例えば研磨時間、研磨荷重、研磨パッドの貼り付けられた回転定盤の回転速度等を適宜変更することにより、層間絶縁膜42を所望の凹状の表面を有するように形成することができる。また、対向電極電位線91の厚さ(即ち凸部の突き出る高さ)或いは対向電極電位線91の平面形状は、所望の凹状の表面に応じて適宜変更すればよい。
【0069】
尚、対向電極電位線91に加えて或いは代えて、画像表示領域10aの周囲を囲む周囲領域の少なくとも一部に、例えばデータ線駆動回路101、走査線駆動回路104等に電源を供給する電源線や接地電位を供給する接地電位線を上述した凸部として形成してもよい。或いは、対向電極電位線91等の配線とは別個に、導電膜又は絶縁膜からなる凸部を形成してもよい。いずれの場合にも、凸部によって、層間絶縁膜42におけるシール領域52aに対応する部分は、光が入射する側(即ち、図6中、上側)に向かって突き出すことになり、このような層間絶縁膜42に対してCMP処理を所定の処理条件下で施すことにより、層間絶縁膜42を所望の凹状の表面を有するように形成することができる。
【0070】
尚、素子基板10上の積層構造の複雑化を防止する観点からは、本実施形態の如く対向電極電位線91等の配線を凸部として形成することが好ましい。この場合、更に、例えば凸部の突き出る高さを大きくするために配線の厚さを大きくすることは、配線の低抵抗化の観点から好ましい。
【0071】
よって、層間絶縁膜42の凹状の表面に沿って、複数の画素電極9aが配列されているので、全体反射面9aaが凹面をなすように確実に形成できる。よって、光の利用効率を確実に向上させることができる。
【0072】
図6において、本実施形態に係る液晶装置100は、図1を参照して上述したように、シール材52に囲まれた領域に、液晶を滴下して液晶層50を形成する、ODF方式の製造方法によって形成されている。よって、対向基板20を、全体反射面9aa(或いは層間絶縁膜42の表面42s)に対応した凹状の表面(即ち、凹状とされた、素子基板10に対向する面)を有するように形成することができる。即ち、ODF方式の製造方法を採用し、滴下する液晶の量を制御することにより、液晶層50の厚さ、言い換えれば、素子基板10(ここでは、素子基板10上における積層構造を含む)及び対向基板20間の間隔(即ちギャップ)を殆ど或いは完全に均一にすることができる。従って、画像表示領域10aから表示光を殆ど或いは完全に均一に出射することができる。この結果、高品質な画像表示が可能となる。
【0073】
以上説明したように、本実施形態に係る液晶装置100によれば、全体反射面9aaが凹面をなすので、表示光が拡散されてしまうことによる光の損失を低減或いは防止できる。即ち、光の利用効率を向上させることが可能となる。
<第2実施形態>
第2実施形態では、本発明の電気光学装置の一例であるデジタルマイクロミラーデバイス(以下、適宜「DMD」と呼ぶ)を例にとる。
【0074】
本実施形態に係るDMDについて、図8及び図9を参照して説明する。図8は、本実施形態に係るDMDの平面図であり、図9は、図8のC−C´線断面図である。尚、以下では、本発明に特徴的な構成を主に説明し、例えば特開平8−227043号公報、特開平8−62518号公報等に開示されている従来のDMDに係る構成については適宜説明を省略する。
【0075】
図8及び図9において、本実施形態に係るDMD200は、素子基板210上に、ミラー220、ミラー支柱230及びヒンジ部240を備えている。
【0076】
素子基板210は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)基板等であって、ヒンジ部240にアドレス信号等の各種制御信号を供給することで、ミラー220の傾きの切り替えを制御する制御回路等が作り込まれている。
【0077】
ミラー220は、素子基板210上にマトリクス状に配列されている。ミラー220は、入射する光(例えば、図9中、矢印P3で示す光)を反射する反射面220sを有する反射ミラーであり、その中央部においてミラー支柱230によって支えられている。ミラー220は、オン時には、入射される光が当該ミラー220によって反射された光が表示光学系を通って投射レンズへ向かうように、オフ時には、該反射された光が投射レンズから外れるように、その傾きが切り替えられる。
【0078】
ミラー支柱230は、ミラー220及びヒンジ部240間に設けられており、ヒンジ部240の制御下でミラー220の傾きが切り替えられることを可能とする。
【0079】
ヒンジ部240は、例えば捩れヒンジ等を含み、素子基板210からのアドレス信号等の各種制御信号に応じてミラー220の傾きを切り替え可能に構成されている。
【0080】
本実施形態では特に、素子基板210の表面210aは、光が入射する側から見て、素子基板210の中央領域において素子基板210の縁領域よりも窪んだ凹状の表面を有しており、複数のミラー220のオン時の傾きにおける反射面220sによって規定される全体反射面220aは、光が入射する側から見て、中央領域において縁領域よりも窪んだ凹面をなしている。よって、DMD200に入射された光のうち、中央領域よりも縁領域に近い領域に向かって斜めに進む光が反射面220sによって反射されることで、表示光が拡散されてしまうことを抑制できる。言い換えれば、凹面をなす全体反射面220aを構成する各反射面220sによって、表示光を殆ど或いは完全な平行光として出射することができる。従って、DMD200によれば、表示光が拡散されてしまうことによる光の損失を低減或いは防止できる。即ち、DMD200によれば、光の利用効率を向上させることが可能となる。その結果、高品質な画像表示を行うことができる。
<電子機器>
次に、上述した電気光学装置である反射型の液晶装置を電子機器に適用する場合について説明する。ここでは、本発明に係る電子機器として、投射型液晶プロジェクタを例にとる。ここに、図10は、本実施形態に係る投射型液晶プロジェクタの図式的断面図である。
【0081】
図10において、液晶プロジェクタ1100は、夫々RGB用の液晶ライトバルブ100R、100G及び100Bの3枚を用いた複板式カラープロジェクタとして構築されている。液晶ライトバルブ100R、100G及び100Bの各々は、上述した反射型の液晶装置が使用されている。
【0082】
図10に示すように、液晶プロジェクタ1100では、メタルハライドランプ等の白色光源のランプユニット1102から投射光が発せられると、2枚のミラー1106、2枚のダイクロイックミラー1108及び3つの偏光ビームスプリッター(PBS)1113によって、RGBの3原色に対応する光成分R、G及びBに分けられ、各色に対応する液晶ライトバルブ100R、100G及び100Bに夫々導かれる。尚、この際、光路における光損失を防ぐために、光路の途中にレンズを適宜設けてもよい。そして、液晶ライトバルブ100R、100G及び100Bにより夫々変調された3原色に対応する光成分は、クロスプリズム1112により合成された後、投射レンズ1114を介してスクリーン1120にカラー映像として投射される。
【0083】
尚、液晶パネル1110R、1110B及び1110Gには、ダイクロイックミラー1108及び偏光ビームスプリッター1113によって、R、G、Bの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。
【0084】
尚、図10を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型のパーソナルコンピュータや、携帯電話、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた装置等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。
【0085】
また本発明は、上述の実施形態で説明した液晶装置以外にも、プラズマディスプレイ(PDP)、電界放出型ディスプレイ(FED、SED)、有機ELディスプレイ、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、電気泳動装置等にも適用可能である。
【0086】
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う電気光学装置、及び該電気光学装置を備えてな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。
【図面の簡単な説明】
【0087】
【図1】第1実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す平面図である。
【図2】図1のH−H´線断面図である。
【図3】第1実施形態に係る液晶装置の画素部の等価回路図である。
【図4】第1実施形態に係る液晶装置の画素部の平面図である。
【図5】図4のA−A´線断面図である。
【図6】図1のB−B´線断面図である。
【図7】第1実施形態に係る液晶装置の対向電極電位線の配置を示す平面図である。
【図8】第2実施形態に係るDMDの平面図である。
【図9】図8のC−C´線断面図である。
【図10】電気光学装置を適用した電子機器の一例たる液晶プロジェクタの図式的断面図である。
【符号の説明】
【0088】
6a…データ線、9a…画素電極、9as…反射面、9aa…全体反射面、10…素子基板、10a…画像表示領域、11a…走査線、20…対向基板、21…対向電極、30…トランジスタ、41、42…層間絶縁膜、42s…表面、50…液晶層、52…シール材、52a…シール領域、53…額縁遮光膜、70…蓄積容量、71…上部電極、72…下部電極、75…誘電体膜、90…引回配線、91…対向電極電位線、101…データ線駆動回路、102…外部回路接続端子、104…走査線駆動回路、106…上下導通端子、400…容量配線

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、
該基板上の表示領域に配列され、入射する光を反射する反射面を夫々有する複数の反射型の画素電極と
を備え、
前記反射面によって規定され、前記表示領域に対応する全体反射面は、前記光が入射する側から見て、前記表示領域の中央領域において前記表示領域の縁領域の少なくとも一部よりも窪んだ凹面をなす
ことを特徴とする電気光学装置。
【請求項2】
前記基板上に前記複数の画素電極を駆動するための配線又は駆動素子と、
前記基板上における前記複数の画素電極よりも下層側に積層されると共に、前記光が入射する側から見て、前記中央領域において前記縁領域の少なくとも一部よりも窪んだ凹状の表面を有し、前記複数の画素電極と前記配線又は駆動素子との間を層間絶縁するための層間絶縁膜と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
【請求項3】
前記基板上における前記表示領域の周囲を囲む周囲領域の少なくとも一部に、前記光が入射する側に向かって凸状に突き出た凸部を備え、
前記層間絶縁膜は、前記凸部よりも上層側に積層されると共にCMP(化学的機械研磨)処理が施される
ことを特徴とする請求項2に記載の電気光学装置。
【請求項4】
前記凸部は、前記配線の一部として形成されることを特徴とする請求項3に記載の電気光学装置。
【請求項5】
請求項1から4のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備してなる電子機器。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2008−107595(P2008−107595A)
【公開日】平成20年5月8日(2008.5.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−290827(P2006−290827)
【出願日】平成18年10月26日(2006.10.26)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】