(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一条件下で加熱した場合に互いに熱膨張量が異なる一対の基板間にシール部材によって封止された電気光学材料を有し、前記シール部材の内側領域には前記一対の基板の間隔を保持するためのスペーサ部材が存在しない電気光学装置であって、
前記一対の基板のうち一方の基板に対して他方の基板が反っており、
前記一対の基板間の間隔が均一になるように、前記一方の基板の前記電気光学材料側の面が前記一方の基板の前記電気光学材料側とは反対側の面に対して湾曲していることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気光学装置であって、
前記一対の基板は互いに異なる材質からなることを特徴とする電気光学装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電気光学装置であって、
前記一対の基板は互いに同じ材質からなり、それぞれの前記基板は互いにその厚みが異なることを特徴とする電気光学装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電気光学装置であって、
前記一方の基板には反射性の電極が形成されており、前記電極の表面が湾曲していることを特徴とする電気光学装置。
【請求項５】
同一条件下で加熱した場合に互いに熱膨張量が異なる一対の基板間に介在させたシール部材に光又は熱を加えることによって前記シール部材を硬化させる電気光学装置の製造方法であって、
前記一対の基板のうち一方の基板に対して他方の基板が反っており、前記一対の基板間の間隔が均一になるように、前記一方の基板の内面側を前記一方の基板の外面側の面に対して湾曲形状にする工程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６】
請求項５に記載の電気光学装置の製造方法であって、
前記一方の基板の内面側に反射性電極を形成する工程を更に備え、
前記反射性電極表面を湾曲形状とすることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の電気光学装置の製造方法であって、
前記一方の基板の内面側であって前記反射性電極の下となる位置に凹凸を有する絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の表面をＣＭＰ法によって研磨する工程を更に備えており、
前記絶縁膜上に前記反射性電極を形成することによって、前記反射性電極の表面を湾曲形状と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】
請求項５に記載の電気光学装置の製造方法であって、
前記一方の基板はガラス基板であり、前記一方の基板の内面側を湾曲形状にする工程は、化学エッチングにより行われることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項９】
照明装置からの光を電気光学装置によって変調し、その変調された光を拡大投射する投射型表示装置であって、
前記電気光学装置は、同一条件下で加熱した場合に互いに熱膨張量が異なる一対の基板間にシール部材によって封止された電気光学材料を有し、前記シール部材の内側領域には前記一対の基板の間隔を保持するためのスペーサ部材が存在せず、
前記一対の基板のうち一方の基板に対して他方の基板が反っており、
前記一対の基板間の間隔が均一になるように、前記一方の基板の前記電気光学材料側の面が前記一方の基板の前記電気光学材料側とは反対側の面に対して湾曲していることを特徴とする投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の基板間に電気光学材料として液晶を封入した電気光学装置に関するものである。特に、プロジェクター等の光変調手段として用いられる液晶パネルに関する。また、その電気光学装置を製造するための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に液晶装置は、２枚の基板の一方の周縁部に沿って熱硬化樹脂もしくは紫外線硬化樹脂からなるシール部材を塗布して基板同士を位置決めして接合し、所定の間隔を保った状態でシール部材を熱又は紫外線などにより硬化させ、その間隔内に液晶を注入して液晶装置としている。
【０００３】
より詳細に説明すると、例えば、アクティブマトリクス型液晶装置の製造プロセスにおいては、一方の基板上にマトリックス状の画素電極と該画素電極に電圧を印加するスイッチング素子（例えばＴＦＴ：Thin Film Transistor）を配設し、対向基板には前記画素電極に対応してカラーフィルタ層および対向電極を形成して接合して液晶装置を構成しており、各画素電極とカラーフィルタ層との位置がずれると開口率が低下したり表示画質が低下する。そのため、２枚の基板を精度良く位置合わせして、基板に圧力を加えながら加熱もしくは紫外線を照射してシール材を硬化させて固定している。
【０００４】
ところで、ノートパソコン又は小型情報機器の表示部に用いられるいわゆる直視型の液晶表示装置にあっては、基板間にスペーサ部材を介在させることによって基板間に間隔を面内で均一にしている。ところが、スクリーンに画像を拡大投射する投射型表示装置等に用いる液晶装置にあっては、このスペーサ部材の使用はあまり好ましくない。なぜならば、画像を拡大投射することによってスペーサ部材の影も拡大投射されてしまうので画像の品質低下につながるからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した投射型表示装置にライトバルブとして用いられる液晶表示装置には主として反射型ライトバルブと透過型ライトバルブがある。
【０００６】
このうち、反射型のライトバルブにおいては反射性の画素電極を形成したシリコン基板を一方の基板として用い、他方の基板としてガラス基板等が使用する場合がある。このような場合にあっては、２枚の基板の熱膨張係数が異なるため、加熱もしくは紫外線を照射してシール材を硬化させる際に、熱膨張係数の大きな基板の方が膨張量が多いため、膨張量が異なる状態でシール材が硬化して反射側基板と入射側基板とが接合される。そして、シール材が硬化して接合された各基板はその温度が下がったときに収縮するので、２枚の基板間で収縮量に差が生じる。そして、そのとき基板の剛性に差があると一方の基板が湾曲してしまうこととなる。そしてこの基板の湾曲に起因して２枚の基板間の間隔が面内で不均一になってまい、その結果画像品質の低下をもたらす場合がある。
【０００７】
スペーサ部材を基板間に介在させた直視型の液晶装置にあっては、基板間の間隔がスペーサ部材によって保持されるので、この問題はそれほど深刻ではないが、投射型表示装置のライトバルブにあっては、上記したようにスペーサ部材を基板間に介在させないので、この基板の湾曲に起因する画像品質の低下は極めて深刻である。
【０００８】
また、この課題は２枚の基板の熱膨張係数が等しい場合であっても２枚の基板の熱膨張量が異なれば起こりうる。例えば、２枚の基板が同一材質でその厚みが異なる場合がそれである。つまり、この課題は反射型のライトバルブに限ったものではなく、透過型のライトバルブにおいても起こりうる課題である。
【０００９】
なお、熱硬化型シール材を用いた場合には基板温度が上昇して特性が劣化したり、樹脂が硬化するまでの時間が長いという不具合があるため、近年においては紫外線硬化型シール材を用いる方式が多くなってきている。
【００１０】
一方、紫外線硬化型シール材を使用した場合には熱硬化型シール材を使用した場合に比べて基板温度は低くて済むが、生産性および接着強度を上げるためには紫外線の照度を高くする必要があり、それによって基板は７０〜８０℃近くまで上昇するため、紫外線硬化型シール材を使用した場合においても２つの基板の収縮量の差異による基板の湾曲が無視できない程度になってしまうという課題がある。
【００１１】
本発明の第１の目的は、基板間の間隔が均一である電気光学装置を実現することにあり、第２の目的はその電気光学装置の製造を実現することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために本発明の電気光学装置は、同一条件下で加熱した場合に互いに熱膨張量が異なる一対の基板間にシール部材によって封止された電気光学材料を有し、前記シール部材の内側領域には前記一対の基板の間隔を保持するためのスペーサ部材が存在しない電気光学装置であって、前記一対の基板のうち一方の基板に対して他方の基板が反っており、前記一対の基板間の間隔が均一になるように、前記一方の基板の前記電気光学材料側の面が前記一方の基板の前記電気光学材料側とは反対側の面に対して湾曲していることを特徴とする。
【００１３】
本発明の電気光学装置によれば、基板の熱膨張量の違いに起因してその製造工程中に基板が反ってしまったとしても、一方の基板表面が湾曲しているので、基板間の間隔すなわち電気光学材料層の厚みが均一に保てるという効果がある。
【００１４】
本発明の電気光学装置に用いる電気光学材料としては、例えば、液晶材料を好適に利用することができる。また、シール部材としては、熱硬化性の樹脂や、紫外線硬化性の樹脂中に基板間隔保持ようのスペーサ部材を混入させたシール部材を好適に利用できる。
【００１５】
尚、本発明の電気光学装置の好ましい形態としては、少なくとも他方の前記基板は所定量反っており、前記電気光学材料側の面の湾曲の程度は、前記基板間の間隔が均一になるように、前記他方の基板の反りの量に応じて設定されているとよい。
【００１６】
また、本発明の電気光学装置の一の態様にあっては、前記一対の基板は互いに異なる材質からなることを特徴とする。
【００１７】
その場合の一例としては、一方の基板にシリコン基板に代表される半導体基板を用い、他方の基板としてガラス基板を用いることができる。本態様にあっては、材質の違いに起因して両基板の熱膨張係数が異なるが、その熱膨張係数の違いによる製造工程中における基板の反りに対応するように、一方の基板に湾曲を設けることにより、両基板の間隔を均一に保つことが可能となる。
【００１８】
また、本発明の電気光学装置の他の態様にあっては、前記一対の基板は互いに同じ材質からなり、それぞれの前記基板は互いにその厚みが異なることを特徴とする。
【００１９】
その場合の一例としては、基板としてガラス基板等に代表される透明基板を用いることができる。本態様にあっては、厚みの違いに起因して両基板の熱膨張量が異なるが、その熱膨張量の違いによる製造工程中における基板の反りに対応するように、一方の基板に湾曲を設けることにより、両基板の間隔を均一に保つことが可能となる。
【００２０】
また、本発明の電気光学装置の他の形態にあっては、前記一方の基板には反射性の電極が形成されており、前記電極の表面が湾曲していることを特徴とする。
【００２１】
反射性の電極としては、主としてアルミニウムを主成分とする反射性の電極が好適に用いられる。尚、アルミニウムの他にもクロム、銀でも代用可能である。反射性の電極の下側には絶縁膜を形成してもよく、その場合にあっては、その絶縁膜の表面を湾曲形状にしその上に反射性の電極を設ければ反射性の電極表面は湾曲状に形成できる。反射性電極の表面が鏡面状態である場合にあっては、その表面を鏡面とするための研磨工程において湾曲を形成できるので製造工程におけるメリットもある。
【００２２】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、同一条件下で加熱した場合に互いに熱膨張量が異なる一対の基板間に介在させたシール部材に光又は熱を加えることによって前記シール部材を硬化させる電気光学装置の製造方法であって、前記一対の基板のうち一方の基板に対して他方の基板が反っており、前記一対の基板間の間隔が均一になるように、前記一方の基板の内面側を前記一方の基板の外面側の面に対して湾曲形状にする工程を有することを特徴とする。
【００２３】
本発明の電気光学装置の製造方法によれば、 一方の基板の内面側を、その対向面に対して湾曲形状にする工程を有するので、シール部材に光又は熱を加えることによってシール部材を硬化させる工程において、基板に反りが生じたとしても一方の基板表面が湾曲しているので、基板間の間隔すなわち電気光学材料層の厚みが均一に保てるという効果がある。
【００２４】
本発明の電気光学装置の製造方法に用いる同一条件下で加熱した場合に互いに熱膨張量が異なる一対の基板の一例としては、互いに熱膨張係数の異なる基板、例えば半導体基板とガラス基板があげられ、他例としては互いに熱膨張係数は等しいが熱膨張量は異なる基板、例えば厚みがそれぞれ異なる２枚のガラス基板が好適を好適に用いることができる。
【００２５】
本発明の電気光学装置の製造方法の一の態様としては、前記一方の基板の内面側に反射性電極を形成する工程を更に備え、 前記反射性電極表面を湾曲形状とすることを特徴とする。
【００２６】
反射性電極を湾曲形状とする手段の一例としては、反射性電極の表面を直接研磨する方法があげられる。特に、反射性電極の表面を鏡面状にする電気光学装置にあっては、鏡面とするために電極表面を研磨するので、その鏡面研磨と同工程で湾曲形状を造り込めば工程上のメリットが大きいので、この反射性電極を直接研磨する方法が有効である。
【００２７】
また、本発明の電気光学装置の製造方法の他の態様にあっては、前記一方の基板の内面側であって前記反射性電極の下となる位置に凹凸を有する絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の表面をＣＭＰ法によって研磨する工程を更に備えており、前記絶縁膜上に前記反射性電極を形成することによって、前記反射性電極の表面を湾曲形状とすることを特徴とする。
【００２８】
本態様は酸化シリコン膜に代表される絶縁膜を研磨することによって湾曲を得るための具体例である。本形態においては、絶縁膜に形成する凹凸の密度を適宜変えることによって反射性電極表面の湾曲の曲率を変化させることが可能である。つまり、表面が平坦なパフあるいは研磨板を用いて絶縁膜の研磨を行う場合において、凹凸の密度が高い部分の研磨量と密度の低い部分の研磨量との違いによって湾曲の曲率を調整することが可能となる。
【００２９】
また、本発明の電気光学装置の製造方法の他の態様にあっては、前記一方の基板はガラス基板であり、前記一方の基板の内面側を湾曲形状にする工程は、化学エッチングにより行われることを特徴とする。
【００３０】
本態様は、ガラス基板を湾曲形状とする手段の一例である。つまり、フッ酸等を用いた化学エッチングによりガラス自体の面を湾曲させるので、その上に形成される電極なども湾曲形状となるので結果として基板表面が湾曲形状となる。
【００３１】
本発明の投射型表示装置は、照明装置からの光を電気光学装置によって変調し、その変調された光を拡大投射する投射型表示装置であって、前記電気光学装置は、同一条件下で加熱した場合に互いに熱膨張量が異なる一対の基板間にシール部材によって封止された電気光学材料を有し、前記シール部材の内側領域には前記一対の基板の間隔を保持するためのスペーサ部材が存在せず、前記一対の基板のうち一方の基板に対して他方の基板が反っており、 前記一対の基板間の間隔が均一になるように、前記一方の基板の前記電気光学材料側の面が前記一方の基板の前記電気光学材料側とは反対側の面に対して湾曲していることを特徴とする。
【００３２】
本発明の投射型表示装置によれば、照明装置から出射した光はライトバルブによって変調され、スクリーン等に投射される。本発明の投射型表示装置にあっては、そのライトバルブの基板間隔が均一であるため、照明光の変調がライトバルブ面内で均一に行われるので、表示ムラのないコントラスト特性が良好な投射画像が得られる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
【００３４】
図１は、本発明を反射型の液晶装置に適用する場合の態様を示す。図１において、１１はガラス基板からなる入射側基板、１２はシリコン基板等からなる反射側基板、１３は反射側基板の内側の面に設けられた反射性電極である。また、１４は２枚の基板１１と１２を所定の間隔をおいて接合する熱硬化性樹脂もしくは紫外線硬化樹脂からなるシール部材である。上記２枚の基板１１、１２は、そのうち一方の基板の周縁部にシール材を塗布し、他方の基板を対向接近させて光もしくは熱線を照射して前記シール材を硬化させることで、接合される。そして、このシール材１３で囲まれた基板１１と１２の隙間に液晶が注入され封止されて液晶装置が構成される。
【００３５】
上記反射型の液晶装置のように２枚の基板１１、１２の材質が異なると、熱膨張係数が異なるためシール部を硬化させるために紫外線もしくは熱線を照射したときに、それぞれの基板が異なる膨張量だけ膨張した状態で互いに接合され、紫外線もしくは熱線の照射が終了して基板の温度が下がると少なくともどちらか一方の基板が湾曲することとなる。このときの湾曲の状態は、それぞれの基板の熱膨張量と剛性に応じて図１（Ａ）〜（Ｄ）のいずれかに示す状態となる。
【００３６】
このうち、図１（Ａ），（Ｂ）は基板１２の方が基板１１よりも熱膨張量が大きくかつ剛性が高い場合であり、図１（Ｃ），（Ｄ）は基板１１の方が基板１２よりも熱膨張量が大きくかつ剛性が高い場合である。また、基板１１または１２が（Ａ）または（Ｃ）のように下向きに湾曲するか、（Ｂ）または（Ｄ）のように上向きに湾曲するかは、基板１１または１２の表面状態等に依存し、本発明者らの経験によるとパネルの構造と紫外線もしくは熱線の照射の仕方が同じであれば同じ向きに湾曲する。
【００３７】
なお、基板１１としてアルカリガラスを使用し、基板１２としてシリコン基板を使用した場合には、アルカリガラスの熱膨張係数が３．５×１０-6であるのに対し、シリコンの熱膨張係数は２．６×１０-6であるので、一見すると基板１１の方が、膨張量が大きいようにも考えられる。しかし、紫外線もしくは熱線の照射の仕方や基板の厚みによっては基板１２の膨張量の方が大きくなり、図１（Ａ）または（Ｂ）のように湾曲することがある。また、上記以外にも両方の基板が湾曲する場合も当然考えられるが、２枚の基板の相対的な湾曲状態を考え、湾曲の少ない方を平坦な基板とみなすと、図１（Ａ）〜（Ｄ）の４つの態様に分類することができる。
【００３８】
本発明の第１の実施形態では、図１（Ａ）のように上側の基板１１が下向きに湾曲または（Ｄ）のように下側基板１２が上向きに湾曲したときは、基板１２側に設けられる反射電極を、予め図２（Ａ）のように、凹状に湾曲させておく。一方、図１（Ｂ）のように上側の基板１１が上向きに湾曲または（Ｃ）のように下側基板１２が下向きに湾曲したときは、基板１２側に設けられる反射電極を、予め図２（Ｂ）のように、凸状に湾曲させておく。
【００３９】
これによって、シール部材１４が硬化され２枚の基板が接合された後の状態では、基板１２側に設けられる反射性電極の表面と対向基板である基板１１の内側の面との間隔がパネル全体に亘りほぼ均一となる。つまり、基板１１と１２との間に注入される液晶の厚みが均一となる。その結果、反射性電極を有する直視型液晶表示装置もしくはライトバルブとして用いた投射型表示装置では、コントラストや明るさのむらがなくなり、画質が向上する。
【００４０】
なお、反射側基板に形成される反射性電極を湾曲させる方法としては、アルミニウムなどの金属層からなる反射電極の表面を直接研磨する方法と、反射性電極を形成する前にその下方の層間絶縁膜の表面を研磨により湾曲させてから、ほぼ均一な厚みに反射電極となる金属層を形成する方法とがある。また、反射性電極がアルミニウム等の金属で形成されている場合には、アルミナ粒子を混入した研磨液を用いて研磨すればよい。また、酸化シリコン膜のような絶縁膜を研磨する場合には、研磨液としてアルカリ溶液を使用したＣＭＰにより研磨すると良い。
【００４１】
しかも、上記の場合、研磨の際に発泡ポリウレタン等からなる平坦なバフもしくは研磨盤を使用しても、中央部と周辺部との研磨レートの差を利用してその研磨時間を制御することで容易に所望の湾曲を反射電極に形成することができる。すなわち、本発明者らの経験によると、中央にはアルミニウム層からなる画素電極としての反射電極が所定の間隔をおいて形成され、周辺のシール部には平坦なアルミニウム層が形成されているような液晶パネルの場合には、平坦なバフもしくは研磨盤で研磨を行なってもアルミニウム層の密度の高い周辺に比べて密度の低い中央部の方がたくさん研磨されるため中央部が凹状になるように研磨面が形成される。
【００４２】
そこで、この実施例では、上記のような研磨の特性を積極的に利用して、基板中央部を凹状にしたいときは周辺のシール部に平坦なアルミニウム層を形成して密度を高くしておく。一方、基板中央部を凸状にしたいときは周辺の画素電極よりも密度の低いアルミニウムパターン層を形成しておく。また、湾曲の程度すなわち曲率は、研磨時間を制御することで行なう。具体的には、湾曲の程度を大きくしたいときつまり曲率半径を小さくしたいときは長時間研磨を行ない、湾曲の程度を小さくしたいときは研磨時間を短くすれば良い。
【００４３】
一方、ＣＭＰにより反射性電極下方の酸化シリコン膜のような層間絶縁膜を研磨してその表面を湾曲させておく場合には、層間絶縁膜に生じる凹凸の密度を変える。つまり、基板中央部を凹状にしたいときは周辺部の層間絶縁膜の凹凸の密度を中央部の層間絶縁膜の凹凸の密度よりも低くしておく。逆に、基板中央部を凸状にしたいときは周辺部の層間絶縁膜の凹凸の密度を中央部の層間絶縁膜の凹凸の密度よりも高くしておく。本来の素子や電極の形成によって層間絶縁膜に生じる凹凸の密度では不充分な場合には、ダミーの凹凸を設けて調整してやればよい。
【００４４】
前記実施例を適用することにより、例えば反射性電極側の基板として熱膨張係数が２．６×１０-6のシリコン基板を、また対向基板として熱膨張係数が３．５×１０-6の無アルカリガラスを使用し液晶パネルのサイズを２０ｍｍ、厚みを１．７ｍｍとした場合に、従来の方法ではパネルの中心部が周辺部に比べて１〜２μｍたわんでしまうものを、中心部のたわみを０．３μｍ以下に抑えることができることが分かった。
【００４５】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施形態では、図１（Ａ）のように上側の基板１１が下向きに湾曲または（Ｄ）のように下側基板１２が上向きに湾曲したときは、ガラス基板１１の液晶側の面を、予め図３（Ａ）のように、凹状に湾曲させておく。一方、図１（Ｂ）のように上側の基板１１が上向きに湾曲または（Ｃ）のように下側基板１２が下向きに湾曲したときは、ガラス基板１１の液晶側の面を、予め図３（Ｂ）のように、凸状に湾曲させておく。
【００４６】
なお、この実施形態は、一方の基板１１がガラス基板で他方の基板１２がシリコン基板である反射型の液晶装置に限定されず、２枚の基板が共にガラス基板である液晶装置にも適用することができる。しかも、その場合には、上側の基板１１の液晶側の面に湾曲を形成する代わりに、下上側の基板１２の液晶側の面に湾曲を形成するようにしてもよい。
【００４７】
これによって、第１の実施形態と同様な効果が得られる。なお、予めガラス基板の表面に湾曲を形成する方法としては、基板の表面を例えばフッ酸を用いた化学エッチングによりエッチングして形成する方法がある。
【００４８】
図４は、本発明を適用して特に有効な反射型液晶パネルの反射電極側基板の断面構成例を示す。なお、図４はマトリックス状に配置されている画素のうち一画素部分の１つのＦＥＴと１つの保持容量の断面を示す。  図４において、１０１は単結晶シリコンのようなＰ型半導体基板（Ｎ型半導体基板（Ｎ--）でもよい）、１０２はこの半導体基板１０１の表面に形成されたＰ型ウェル領域、１０３は半導体基板１０１の表面に形成された素子分離用のフィールド酸化膜（いわゆるＬＯＣＯＳ）である。前記ウェル領域１０２は、特に限定されないが、マトリックス状に画素が配置されてなる画素領域の共通ウェル領域として形成され、サンプリング回路やシフトレジスタ、タイミング制御回路等の周辺回路を構成する素子が形成される部分のウェル領域とは分離して形成されている。前記フィールド酸化膜１０３は選択熱酸化によって５０００〜７０００オングストロームのような厚さに形成される。
【００４９】
前記フィールド酸化膜１０３には一画素ごとに６つの開口部が形成され、そのうち３つの開口部の内側中央にはゲート酸化膜（絶縁膜）１０４ｂを介してポリシリコンあるいはメタルシリサイド等からなるゲート電極１０４ａが形成され、このゲート電極１０４ａの両側の基板表面には高不純物濃度のＮ型不純物導入層（以下、ドーピング層という）からなるソース、ドレイン領域１０５ａ，１０５ｂが形成され、ＭＯＳＦＥＴが構成されている。ゲート電極１０４ａは走査線方向（画素行方向）に延在されて、走査線を構成する。
【００５０】
また、前記フィールド酸化膜１０３に形成された他の開口部の内側の基板表面にはＰ型ドーピング領域１０８が形成されているとともに、このＰ型ドーピング領域１０８の表面には絶縁膜１０９ｂを介してポリシリコンあるいはメタルシリサイド等からなる電極１０９ａが形成され、この電極１０９ａと前記Ｐ型ドーピング領域１０８との間に絶縁膜容量からなる保持容量が構成されている。前記電極１０９ａは前記ＭＯＳＦＥＴのゲート電極１０４ａとなるポリシリコンあるいはメタルシリサイド層と同一工程にて、また電極１０９ａの下の絶縁膜１０９ｂはゲート絶縁膜１０４ｂとなる絶縁膜と同一工程にてそれぞれ形成することができる。
【００５１】
前記絶縁膜１０４ｂ，１０９ｂは熱酸化によって前記開口部の内側半導体基板表面に４００〜８００オングストロームのような厚さに形成される。前記電極１０４ａ，１０９ａは、ポリシリコン層を１０００〜２０００オングストロームのような厚さに形成しその上にＭｏあるいはＷのような高融点金属のシリサイド層を１０００〜３０００オングストロームのような厚さに形成した構造とされている。ソース、ドレイン領域１０５ａ，１０５ｂは、前記ゲート電極１０４ａをマスクとしてその両側の基板表面にＮ型不純物をイオン打ち込みで注入することで自己整合的に形成される。
【００５２】
前記電極１０４ａおよび１０９ａからフィールド酸化膜１０３上にかけては第１の層間絶縁膜１０６が形成され、この絶縁膜１０６上にはアルミニウムを主体とするメタル層からなりＭＯＳＦＥＴのソース領域１０５ａと前記保持容量の電極１０９ａとを接続するソース電極１０７ａおよびＭＯＳＦＥＴのドレイン領域１０５ｂと反射電極としての画素電極１１４とを接続するドレイン電極１０７ｂが設けられており、それぞれ絶縁膜１０６に形成されたコンタクトホールにて接続がなされている。
【００５３】
前記ソース電極１０７ａおよびドレイン電極１０７ｂから層間絶縁膜１０６上にかけては第２の層間絶縁膜１１１が形成され、この第２層間絶縁膜１１１上にはアルミニウムを主体とする二層目のメタル層１１２からなる遮光膜が形成されている。この遮光膜を構成する二層目のメタル層１１２は、画素領域の周囲に形成される駆動回路等の周辺回路において素子間の接続用配線を構成するメタル層と同一のメタル層で形成することができる。従って、この遮光膜（１１２）のみを形成するために工程を追加する必要がなく、プロセスが簡略化される。また、前記遮光膜（１１２）は、前記ドレイン電極１０７ｂに対応する位置に、画素電極１１４と電気的に接続するための柱状の接続プラグ１１５を貫通させるための開口部１１２ａが形成され、それ以外は画素領域全面を覆うように形成される。これによって、基板上方から入射する光をほぼ完全に遮断して画素スイッチング用ＭＯＳＦＥＴのチャネル領域およびウェル領域を光が通過してリーク電流が流れるのを防止することができる。
【００５４】
この実施例においては、前記遮光膜（１１２）の上に第３層間絶縁膜１１３が形成され、この第３層間絶縁膜１１３の上に、ほぼ１画素に対応した矩形状をなす画素電極１１４が形成されている。この実施例においては、このような画素電極１１４の表面が表示領域全体として球面の一部をなすように湾曲形成されている。上記画素電極１１２は、特に限定されないが、例えば低温スパッタ法によりアルミニウム層を３０００〜５０００オングストロームのような厚さに形成し、パターニングによって一辺が１５〜２０μｍ程度の正方形のような形状とした後に、アルカリ液を研磨液とするＣＭＰ法により表面を凹状または凸状に研磨することによって湾曲が形成される。
【００５５】
なお、図４の実施例では、前記遮光膜（１１２）に設けられた開口部１１２ａに対応してその内側に位置するように、前記第３層間絶縁膜１１３および第２層間絶縁膜１１１を貫通するコンタクトホール１１６が設けられており、このコンタクトホール１１６内に前記ドレイン電極１０７ｂと前記画素電極１１４とを電気的に接続するタングステン等の高融点金属からなる柱状の接続プラグ１１５が充填されている。さらに、前記画素電極１１４の上には、パシベーション膜１１７が全面的に形成されている。
【００５６】
図５は前記液晶パネル基板を適用した反射型液晶パネル３００の断面構成を示す。図５において、１３１は前記実施例のように構成された反射側の液晶パネル用基板で、この液晶パネル用基板１３１の上面側には、ＬＣコモン電位が印加される透明導電膜（ＩＴＯ）からなる対向電極１３３を有する入射側のガラス基板１３５が適当な間隔をおいて配置され、周囲をシール材１３６で封止された間隙内に周知のＴＮ（Twisted Nematic）型液晶またはまたは電圧無印加状態で液晶分子がほぼ垂直配向された ＳＨ（Super Homeotropic）型液晶１３７などが充填されて液晶パネル１３０と して構成されている。なお、外部から信号を入力したり、電源電圧を供給するためのパッド領域１２６は前記シール材１３６の外側に来るようにシール材を設ける位置が設定されている。
【００５７】
１２５は周辺回路を覆うように形成される遮光膜で、この遮光膜１２５は液晶１３７を介在して対向基板１３５側の共通電極１３３と対向されるように構成されている。そして、遮光膜１２５にＬＣコモン電位を印加すれば、対向基板の共通電極１３３にはもともとＬＣコモン電位が印加されるので、その間に介在する液晶には直流電圧が印加されなくなる。よってＴＮ型液晶であれば常に液晶分子がほぼ９０°ねじれたままとなり、ＳＨ型液晶であれば常に垂直配向された状態に液晶分子が保たれる。
【００５８】
図６は、液晶パネルを用いた電子機器の一例であり、前記実施例の反射型液晶パネルをライトバルブとして用いたプロジェクタ（投射型表示装置）の要部を平面的に見た概略構成図である。
【００５９】
本例のプロジェクタは、システム光軸Ｌに沿って配置した光源部４１０、インテグレータレンズ４２０、偏光変換素子４３０から概略構成される偏光照明装置、該偏光照明装置から出射されたＳ偏光光束をＳ偏光光束反射面２０１により反射させる偏光ビームスプリッタ２００、偏光ビームスプリッタ２００のＳ偏光反射面２０１から反射された光のうち、青色光（Ｂ）の成分を分離するダイクロイックミラー４１２、分離された青色光（Ｂ）を青色光を変調する反射型液晶ライトバルブ３００Ｂ、青色光が分離された後の光束のうち赤色光（Ｒ）の成分を反射させて分離するダイクロイックミラー４１３、分離された赤色光（Ｒ）を変調する反射型液晶ライトバルブ３００Ｒ、ダイクロイックミラー４１３を透過した残りの緑色光（Ｇ）を変調する反射型液晶ライトバルブ３００Ｇ、３つの反射型液晶ライトバルブ３００Ｒ、３００Ｇ、３００Ｂにて変調された光をダイクロイックミラー４１２，４１３，偏光ビームスプリッタ２００にて合成し、この合成光をスクリーン６００に投射する投射レンズからなる投射光学系５００から構成されている。前記３つの反射型液晶ライトバルブ３００Ｒ、３００Ｇ、３００Ｂには、それぞれ前述の液晶パネルが用いられている。
【００６０】
光源部４１０から出射されたランダムな偏光光束は、インテグレータレンズ４２０により複数の中間光束に分割された後、第２のインテグレータレンズを光入射側に有する偏光変換素子４３０により偏光方向がほぼ揃った一種類の偏光光束（Ｓ偏光光束）に変換されてから偏光ビームスプリッタ２００に至るようになっている。偏光変換素子４３０から出射されたＳ偏光光束は、偏光ビームスプリッタ２００のＳ偏光光束反射面２０１によって反射され、反射された光束のうち、青色光（Ｂ）の光束がダイクロイックミラー４１２の青色光反射層にて反射され、反射型液晶ライトバルブ３００Ｂによって変調される。また、ダイクロイックミラー４１１の青色光反射層を透過した光束のうち、赤色光（Ｒ）の光束はダイクロイックミラー４１３の赤色光反射層にて反射され、反射型液晶ライトバルブ３００Ｒによって変調される。
【００６１】
一方、ダイクロイックミラー４１３の赤色光反射層を透過した緑色光（Ｇ）の光束は反射型液晶ライトバルブ３００Ｇによって変調される。このようにして、それぞれの反射型液晶ライトバルブ３００Ｒ、３００Ｇ、３００Ｂによって変調されてダイクロイックミラー４１２，４１３，偏光ビームスプリッタ２００にて合成され、スクリーン６００に投射される。反射型液晶ライトバルブ３００Ｒ、３００Ｇ、３００Ｂとなる反射型液晶パネルは、ＴＮ型液晶（液晶分子の長軸が電圧無印加時にパネル基板に略並行に配向された液晶）またはＳＨ型液晶（液晶分子の長軸が電圧無印加時にパネル基板に略垂直に配向された液晶）を採用している。
【００６２】
ＴＮ型液晶を採用した場合には、画素の反射電極と、対向する基板の共通電極との間に挟持された液晶層への印加電圧が液晶のしきい値電圧以下の画素（ＯＦＦ画素）では、入射した色光は液晶層により楕円偏光され、反射電極により反射され、液晶層を介して、入射した色光の偏光軸とほぼ９０度ずれた偏光軸成分の多い楕円偏光に近い状態の光として反射・出射される。一方、液晶層に電圧印加された画素（ＯＮ画素）では、入射した色光のまま反射電極に至り、反射されて、入射時と同一の偏光軸のまま反射・出射される。反射電極に印加された電圧に応じてＴＮ型液晶の液晶分子の配列角度が変化するので、入射光に対する反射光の偏光軸の角度は、画素のトランジスタを介して反射電極に印加する電圧に応じて可変される。
【００６３】
また、ＳＨ型液晶を採用した場合には、液晶層の印加電圧が液晶のしきい値電圧以下の画素（ＯＦＦ画素）では、入射した色光のまま反射電極に至り、反射されて、入射時と同一偏光軸のまま反射・出射される。一方、液晶層に電圧印加された画素（ＯＮ画素）では、入射した色光は液晶層にて楕円偏光され、反射電極により反射され、液晶層を介して、入射光の偏光軸に対して偏光軸がほぼ９０度ずれた偏光軸成分の多い楕円偏光として反射・出射する。ＴＮ型液晶の場合と同様に、反射電極に印加された電圧に応じてＴＮ型液晶の液晶分子の配列角度が変化するので、入射光に対する反射光の偏光軸の角度は、画素のトランジスタを介して反射電極に印加する電圧に応じて可変される。
【００６４】
これらの液晶パネルの画素から反射された色光のうち、Ｓ偏光成分はＳ偏光を反射する偏光ビームスプリッタ２００を透過せず、一方、Ｐ偏光成分は透過する。この偏光ビームスプリッタ２００を透過した光により画像が形成される。従って、投射される画像は、ＴＮ型液晶を液晶パネルに用いた場合はＯＦＦ画素の反射光が投射光学系５００に至りＯＮ画素の反射光はレンズに至らないのでノーマリーホワイト表示となり、ＳＨ液晶を用いた場合はＯＦＦ画素の反射光は投射光学系に至らずＯＮ画素の反射光が投射光学系５００に至るのでノーマリーブラック表示となる。
【００６５】
反射型液晶パネルは、ガラス基板にＴＦＴアレーを形成したアクティブマトリクス型液晶パネルに比べ、半導体技術を利用して画素が形成されるので画素数をより多く形成でき、且つパネルサイズも小さくできるので、高精細な画像を投射できると共に、プロジェクタを小型化できる。
【００６６】
なお、ライトバルブとして使用される反射型液晶装置は、使用中は光源からの光照射を受けて温度が上昇するので、使用中の温度での相対的な反りの量を考慮して予め基板に形成しておく湾曲の曲率を決定するようにしても良い。これにより、実使用状態での反射側基板と入射側基板との間隔を一定にし、表示画質をさらに向上させることができる。
【００６７】
以上、一例として投射型表示装置のライトバルブとして使用される反射型液晶装置を例にとって説明したが、本発明は、熱膨張係数の異なる基板あるいは同一材料でも厚みすなわち熱容量が異なる基板を使用する液晶装置一般、さらに液晶装置のみでなく２枚の基板を接合し一方の側から紫外線を照射もしくは加熱してシール材を硬化させて結合する場合に広く利用することができる。
【００６８】
例えば直視型液晶表示装置では、入射側の基板（実施例では上側基板）の上面（外面）に偏光板が接合されるとともに、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding：テープ自動化実装）方式にて駆動用ＩＣが実装された駆動回路基板が、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film：異方性導電接着フィルム）を介して一方またはそれぞれの基板に接続される。また、ＣＯＧ（Chip On Glass）方式により、駆動用ＩＣが各基板の端子電極上に直接載置され実装される構造であってもよい。そして、必要な電源回路や制御回路、光源などを含んで液晶表示装置として構成される。直視型液晶表示装置では、下側基板もガラス基板で構成されることが多い。ただし、上側基板と下側基板が共にガラス基板である場合においても、シール材部材硬化の際の両基板の熱膨張量が異なることは充分にあり得るので本発明を適用することが有効である。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、同一条件下で加熱した場合に互いに熱膨張量の異なる２枚の基板のうち一方の基板の周縁部にシール材を塗布し、他方の基板を対向接近させて光もしくは熱線を照射して前記シール材を硬化させて前記２枚の基板を適宜間隔を保って接合させる液晶装置の製造方法において、前記接合される２枚の基板のうちいずれか一方の基板の液晶側の面を、予め２枚の基板の相対的な反りの量に応じて湾曲させておくようにしたので、接合される基板の間隔が基板全体に亘って均一になるため、表示装置においては表示画質が低下するのを防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明を反射型液晶装置に適用する場合の態様を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における反射側基板の反射電極の形状を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態における入射側基板の形状を示す断面図である。
【図４】本発明を適用して特に有効な反射型液晶パネルの反射電極側基板の断面構成例を示す断面図である。
【図５】図４の液晶パネル基板を適用した反射型液晶パネルの構成例を示す断面図である。
【図６】実施例の反射型液晶パネルをライトバルブとして用いたプロジェクタ（投射型表示装置）の要部を平面的に見た概略構成図である。
【符号の説明】
１０  液晶パネル
１１  入射側基板（ガラス基板）
１２  反射側基板（シリコン基板）
１３  反射電極
１４  シール材
１０１    半導体基板
１０２    ウェル領域
１０３    フィールド酸化膜
１０４    ゲート線
１０４ａ  ゲート電極
１０５ａ，１０５ｂ  ソース・ドレイン領域
１０６    第１層間絶縁膜
１０７    データ線
１０７ａ  ソース電極
１０８    Ｐ型ドーピング領域
１０９ａ  保持容量の電極（導電層）
１１１  第２層間絶縁膜
１１２  遮光膜
１１３  第３層間絶縁膜
１１４  画素電極（反射電極）
１１５  接続プラグ
１１６  コンタクトホール
１１７  パシベーション膜
１３１  液晶パネル用基板
１３２  支持基板
１３３  共通電極
１３５  入射側のガラス基板
１３６  シール材
１３７  液晶
２００  偏光ビームスプリッタ
３００  ライトバルブ（反射型液晶パネル）
４１０  光源部
４１２，４１３  ダイクロイックミラー
５００  投射光学系
６００  スクリーン
【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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