(57)【要約】  ガラス基板(208)上に成長するカーボンナノチューブ(CNT)柱(216)を有する、ナノ-液晶・オン・シリコン（ナノ-LCoS）チップ(200)。高さを均一にするため、CNT柱(216)は、ナノLSoSチップ(200)のガラス基板(208)とシリコンチップ(220)との間に係るセル間ギャップを均一にするスペーサとして機能して良い。また当該チップを優れた導体にするため、CNT柱(216)は、外部電源とガラス基板(208)上に形成されるインジウムスズ酸化物(ITO)層との間の電気的接続の一部を形成して良い。ナノ-LCoSチップ(200)は、ナノLCoS位置合わせキー(606)を有する。ナノLCoS位置合わせキー(606)は、シリコンチップ(220)中に形成され、かつCNT柱(216)と接続する。ITO層(210)及びキー(606)に同一の電圧を印加することによって、キーによって活性化する液晶の一部は、ナノ-LCoSチップの光学的位置合わせ用の透明な参照用マークとなる。
2008516286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナノ-液晶・オン・シリコン(LCoS)チップであって：
第1基板部分；
一般的には閉じた環状形状を有し、かつ前記第1基板部分上に存在するリムシールであって、当該リムシール及び前記第1基板部分によって囲まれた空間が形成される、リムシール；
前記第1基板部分に対してほぼ平行に位置合わせされていて、かつ前記リムシール上に設けられることで前記空間を密閉する、第2基板部分；及び
所定の高さを有し、前記第2基板部分上で成長し、かつ前記第1基板部分と前記第2基板部分との間に設けられることで、前記第1基板部分と前記第2基板部分との間に均一な間隔を供する、複数のカーボンナノチューブ(CNT)柱；
を有し、
液晶が前記空間内に満たされている、
ナノ-LCoSチップ。
【請求項２】
前記第2基板部分が、石英、溶融シリカ、高温ガラス、及びコーニングガラスからなる群から選択される1種類の材料で作られるガラス基板を有する、請求項1に記載のナノ-LCoSチップ。
【請求項３】
前記第2基板部分が前記ガラス基板の下側表面上に形成される金属シード層をさらに有し、
前記CNT柱は前記金属シード層上で成長する、
請求項2に記載のナノ-LCoSチップ。
【請求項４】
前記第2基板部分が前記ガラス基板の上側表面上に形成される反射防止層をさらに有する、請求項2に記載のナノ-LCoSチップ。
【請求項５】
前記第2基板部分が導電層をさらに有し、
前記導電層は、前記CNT柱と電気的に接続し、かつ前記ガラス基板の前記下側表面上に形成される、
請求項2に記載のナノ-LCoSチップ。
【請求項６】
前記第2基板部分が第1無機配向層をさらに有し、
前記第1無機配向層は、前記導電層上に形成され、かつ前記導電層と前記液晶との間での化学反応を防止する、
請求項5に記載のナノ-LCoSチップ。
【請求項７】
前記第2基板部分が前記導電層上に形成される金属シード層をさらに有し、
前記CNT柱は前記金属シード層上で成長する、
請求項5に記載のナノ-LCoSチップ。
【請求項８】
前記導電層が、インジウムスズ酸化物及びカーボンナノチューブからなる群から選択される1種類の材料で作られる、請求項5に記載のナノ-LCoSチップ。
【請求項９】
前記第2基板部分が、ガラス切断マーカーを少なくとも1つ有する、請求項1に記載のナノ-LCoSチップ。
【請求項１０】
前記CNT柱が前記第2基板部分の周囲に沿って設けられる、請求項1に記載のナノ-LCoSチップ。
【請求項１１】
前記第1基板部分がシリコンチップを有する、請求項1に記載のナノ-LCoSチップ。
【請求項１２】
前記第1基板部分が：
前記第1シリコンチップ上に形成される保護層；
前記保護層上に形成され、かつ前記保護層と前記液晶との間での化学反応を防止する、第2無機配向層；
を有し、
前記保護層及び前記第2無機配向層が複数のCNTを受ける穴を有することで、前記CNT柱ははめ込まれる、
請求項11に記載のナノ-LCoSチップ。
【請求項１３】
前記シリコンチップが接続線を介して互いに電気的に接続する複数の金属素子を有し、
前記金属素子の各々は前記CNT柱のうちの対応する1つと接する、
請求項11に記載のナノ-LCoSチップ。
【請求項１４】
前記第2基板部分がガラス基板及び導電層を有し、
前記導電層は、前記CNT柱と電気的に接続し、かつ前記ガラス基板の下側表面上に形成される、
請求項11に記載のナノ-LCoSチップ。
【請求項１５】
前記シリコンチップが前記CNT柱と電気的に接続するナノ-LCoS位置合わせキーを少なくとも1つ有し、かつ
前記ナノ-LCoS位置合わせキーは、前記導電層及び前記ナノ-LCoS位置合わせキーに所定の電圧が印加されるとき、前記前記液晶の一部を透明にする、
請求項14に記載のナノ-LCoSチップ。
【請求項１６】
前記第1基板部分上及び前記第2基板部分上に形成される、少なくとも1つのCNT位置合わせキーの対をさらに有するナノ-LCoSチップであって、前記CNT位置合わせキーの対は、前記第1基板部分と前記第2基板部分とを1つにする間に、前記第2基板部分に対して前記第1基板部分を位置合わせするのに用いられる、請求項1に記載のナノ-LCoSチップ。
【請求項１７】
前記リムシールが紫外(UV)接着剤で作られる、請求項1に記載のナノ-LCoSチップ。
【請求項１８】
シリコンチップ、該シリコンチップ上に形成される保護層、及び、該保護層上に形成される第1無機配向層、を有するシリコン基板部分；
一般的には閉じた環状形状を有し、かつ前記第1無機配向層上に存在するリムシールであって、当該リムシール及び前記第1無機配向層によって囲まれた空間が形成される、リムシール；
前記第1基板部分に対してほぼ平行に位置合わせされていて、かつ前記リムシール上に設けられるガラス基板部分であって、ガラス基板、該ガラス基板の上側表面上に形成される反射防止層、前記ガラス基板の下側表面上に形成されるインジウムスズ酸化物(ITO)層、及び、該ITO層の下側表面上に形成され、かつ前記リムシールと接することで前記空間を密閉する第2無機配向層、を有するガラス基板部分；並びに
所定の高さを有し、前記ガラス基板部分上で成長し、かつ前記ガラス基板部分と前記シリコン基板部分との間に設けられることで、前記ガラス基板部分と前記シリコン基板部分間に均一な間隔を供する複数のカーボンナノチューブ(CNT)柱；
を有し、
前記保護層及び前記第1無機配向層は複数のCNTを受ける穴を有することで、前記CNT柱ははめ込まれ、
液晶が前記空間内に満たされている、
ナノ-LCoSチップ。
【請求項１９】
前記ガラス基板部分が、前記ITO層上に形成される金属シード層をさらに有し、
前記CNT柱は前記金属シード層上で成長する、
請求項18に記載のナノ-LCoSチップ。
【請求項２０】
前記ガラス基板部分が、前記ガラス基板の下側表面上に形成される金属シード層をさらに有し、
前記CNT柱は前記金属シード層上で成長する、
請求項18に記載のナノ-LCoSチップ。
【請求項２１】
前記シリコンチップが、前記CNT柱と電気的に接続するナノ-LCoS位置合わせキーを少なくとも1つ有し、かつ
前記ナノ-LCoS位置合わせキーは、前記ITO層及び前記ナノ-LCoS位置合わせキーに所定の電圧が印加されるとき、前記前記液晶の一部を透明にする、
請求項18に記載のナノ-LCoSチップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロディスプレイ素子に関し、より詳細にはカーボンナノチューブ(CNT)柱を有する液晶・オン・シリコン(LCoS)に関する。
【背景技術】
【０００２】
LCoS構造を有するマイクロディスプレイ素子（LCoS素子と略記）は、様々な光学投影システムの重要な構成要素である。一般的にはチップの形態であるLCoS素子は、大規模スクリーンTV、PCモニタ、プロジェクタなどのマイクロディスプレイ用途においてますます普及しているので、最終的には様々な画像表示装置において陰極管(CRTs)に取って代わると思われる（以降の記述では、LCoSチップの語とLCoS素子の語を同義的に用いる）。従来のLCoSチップはシリコン基板上に設けられた液晶を有し、そのLCoSチップに入射する光は液晶中で生成された像情報を運ぶ。それに続いてその光は光学系によって拡大されて、人間の目に像が表示される。従来の高精細度(HD)TVスクリーンは、水平方向及び垂直方向に、それぞれ1920及び1080本の走査線を有して良い。
【０００３】
LCoSチップの像品質を決定する重要なパラメータのうちの1つはLCoSチップ中のセルギャップ（ときに“セル間隔”とも呼ばれる）の均一性である。セルギャップは、チップの上側基板と下側基板との間の空間である。液晶はセルギャップ中に含まれる。液晶ディスプレイ(LCDs)では、上側基板及び下側基板は一般にガラス材料で作られる。図1A-1Dに図示されているように、LCoSチップでは、上側基板は一般にガラスで作られ、下側基板はシリコンで作られる。
【０００４】
図1Aは100で示された従来のLCoSチップの分解斜視図である。簡明を期すためわずかな部品しか図示していない。図示されているように、LCoSチップは、上側ガラス基板104、インジウムスズ酸化物(ITO)層106、下側シリコン基板108、シリコン基板を機械的に支持するセラミックス基板102、及びITOコネクタ114を有する。ITOコネクタ114は外部電源からITO層106への電気的接続を形成する。液晶112を含むリムシール110が、上側基板104と下側基板108との間に設けられている。シリコン基板108は、液晶112中で像を生成する電気回路を有する。入射光116aはシリコン基板108から反射されて、像情報を運ぶ射出光116bとなる。リムシール110はスペーサ136（図1B）を有し、そのスペーサ136はセルギャップを均一にし、かつ球又は円柱形状を有して良い。
【０００５】
スクリーン上で高品質の光学像を得るために、リムシール110内部で厚さが同一であること、及び/又は液晶112が均一であることが実現されなければならないということは周知である。100で示されたLCoSチップの製造では、ガラス基板104（上にITO層106を有する）とシリコン半導体基板108とを組み合わせるつまり1つにするのに先立ち、リムシール110上にスペーサ136を吹き付けるのが一般的な方法である。“1つにする”という語は、シリコン基板108上にガラス基板104をマウントする工程、予め決められた圧力を適用する工程、及びリムシール110を硬化させる工程を意味する。図1B-図1Dに図示されているように、スペーサ136、156及び176によって画定される高さが均一ではない結果、セルギャップが不均一になる。それによって、意図しない光リング又はカラー画像のシフトが発生する。図1B-図1Dは、A-A（図1A）の方向に沿ってとられた、従来のLCoSチップの断面図である。上側ガラス基板124、144及び164はそれぞれ、スペーサの大きさの不均一さに起因して、曲率を有している（凹凸）か、又はシリコン基板128、148及び168に対して傾いている。
【特許文献１】米国特許第出願公開第2007/0046885号明細書
【特許文献２】米国特許第出願公開第2006/0072063号明細書
【特許文献３】米国特許第60/635541号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
消費者は光リング又はカラー画像のシフトを容易に感知できるため、不均一性は解決されなければならない重要な問題である。この問題を多少なりとも解決するため、たとえば多くの市販されているLCoSチップはスペーサなしで製造される。しかしこの方法では品質又は歩留まりが保証されない。なぜなら、シリコン基板のサイズが大きくばらつくため、又は、セルギャップが狭くなるため、上側基板と下側基板とを1つにするときに一定の間隔を機械的に維持することは難しいからである。実際このことは、もし品質が劣悪なために廃棄なければならないLCoSチップの数が大きくなることで歩留まりが大きく減少するのであれば、深刻な問題になる恐れがある。よって、セルギャップを制御し、かつ均一な液晶の厚さを与える新たな方法が強く求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、CNT柱を有するナノ-LCoSチップについて開示する。そのCNT柱は、ナノ-LCoSのガラス基板上に成長し、かつナノ-LCoSチップのセルギャップに高い均一性を与えるスペーサとして機能する。CNT柱の成長条件を調節することによって、CNT柱の高さを厳密に制御することが可能となる。その結果セルギャップは、ナノ-LCoSチップの各特定用途に合わせて調節可能となる。また当該チップを優れた導体にするため、CNT柱は、外部電源とナノ-LCoSチップのインジウムスズ酸化物(ITO)層との間の電気的接続の一部を形成して良い。それによりLCoSチップの従来のITOコネクタは任意の構成要素となる。ナノ-LCoSチップはまた、ナノLCoS位置合わせキーをも有する。そのナノLCoS位置合わせキーは、シリコンチップ中に形成され、かつCNT柱と接続する。ITO層及びキーに同一の電圧を印加することによって、キーによって活性化する液晶の一部は、ナノ-LCoSチップの光学的位置合わせ用の透明な参照用マークとなる。本発明はまた、ガラス基板上にCNT柱を成長させる方法についても開示する。
【０００８】
本発明の一の態様では、ナノ-液晶・オン・シリコン(LCoS)チップは、シリコン基板部分及びリムシールを有する。そのリムシールは一般に閉じた環状形状を有し、かつシリコン基板部分上に存在する。それにより、リムシール及びシリコン基板部分によって囲まれる空間が形成される。LCoSチップはまたガラス基板部分をも有する。そのガラス基板部分はシリコン基板部分に対してほぼ平行に位置合わせされ、かつリムシール上に設けられることによって、液晶が満たされる前記空間を密閉する。ガラス基板部分とシリコン基板部分との間に設けられているカーボンナノチューブ(CNT)柱は、所定の高さを有し、かつガラス基板部分とシリコン基板部分との間での均一間隔を供するスペーサとして機能する。CNT柱は、従来の化学気相成長法によってガラス基板部分上に成長する。
【０００９】
本発明の別な態様では、ナノ-液晶・オン・シリコン(LCoS)チップはシリコン基板部分を有する。シリコン基板部分は、シリコンチップ、該シリコンチップ上に形成される保護層、及び該保護層上に形成される第1無機配向層を有する。ナノ-LCoSチップはまたリムシールを有する。そのリムシールは、一般に閉じた環状０形状を有し、かつ第1無機配向層上に存在する。それにより、リムシール及び第1無機配向層によって囲まれる空間が生成される。リムシール上に設けられるガラス基板部分は、シリコン基板部分とほぼ平行に位置合わせされ、かつ、ガラス基板、該ガラス基板の上側表面上に形成される反射防止層、前記ガラス基板の下側表面上に形成されるインジウムスズ酸化物(ITO)層、及び該ITO層の下側表面上に形成される第2無機配向層を有する。複数のカーボンナノチューブ(CNT)柱が、ガラス基板部分とシリコン基板部分との間に設けられている。そのCNT柱は、所定の高さを有し、かつ第1無機配向層と第2無機配向層との間で均一な間隔を供するスペーサとして機能する。そのCNT柱はガラス基板上に成長する。保護層及び無機配向層は、CNT柱をはめ込むためのCNTを受ける穴を有する。液晶は、第1無機配向層、第2無機配向層及びリムシールによって密閉された空間中に満たされる。
【００１０】
本発明のこれら及び他の態様は、以降の図、説明及び請求項を参照することによって明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以降の詳細な説明は、本発明を実行するのに現時点で最善と考えられている形態についてされる。その説明は限定の意味と解されてはならず、本発明の一般的原理を単に例示するに過ぎない。その理由は、本発明の技術的範囲は、「特許請求の範囲」の請求項によって定義されるのが最善だからである。
【００１２】
ここで図2Aを参照すると、図2Aは、本発明の好適実施例に従った、200で示されているナノ-LCoSチップの分解斜視図である。図2Bは、図2Aで図示されているナノ-LCoSチップの断面図である。その断面はB-Bの方向に沿ってとられている。図2A-図2Bに図示されているように、ナノ-LCoSチップ200は、ガラス（基板）部分202及びシリコン（基板）部分204を有して良い。ガラス部分202は：シリコン基板の熱膨張係数と同程度の熱膨張係数を有する、石英、溶融シリカ、高温ガラス、又はコーニングガラスで作られることが好ましいガラス（基板）208；機械的損傷からガラス208を保護し、かつガラス208の上側表面からの入射光232aの反射を減少させる反射防止(AR)層つまりコーティング206；インジウムスズ酸化物(ITO)層210；好適には二酸化シリコンで作られ、液晶230と接し、かつITO層210と液晶230との間での化学反応を防止する無機配向層212；及び、金属シード層（CNT触媒）214上に成長するCNT柱216；を有して良い。ITO層210、無機層212、シード層（CNT触媒）214、及びCNT柱をガラス208上に形成する方法は、図3A-図5Lと関連させて説明する。
【００１３】
シリコン部分204は：積層された多結晶/金属層225a-nの形態をとる回路素子を有するシリコン基板すなわちチップ220（積層された多結晶/金属層に関するさらなる詳細については特許文献1で見ることができる。）；CNT柱に対するメスの対応物、すなわちCNT柱を受ける穴222；外部の回路素子（たとえばリードフレーム又はフレックスケーブルのような）とシリコンチップ220中の回路素子とを接続するパッド227a-n（図2B）；パッド227a-nにそれぞれ対応するパッド穴すなわち開口領域226a-n；保護層223；及び、保護層223と液晶230との間での化学反応を防止する無機配向層221；を有する。液晶230は、液晶接着層又はリムシール228、及び2層の無機配向層212及び221によって画定される空間内に含まれている。リムシール228は、たとえばノーランド61、ノーランド65、又はKyoritsu770などのようなUV接着剤で作られていて良い。
【００１４】
任意で、シリコンチップ220は、さらなる機械的強度を供するセラミックス基板218の上にマウントされて良い。セラミックス基板218はまた、ITOコネクタ224を介してITO層210と外部電圧とを接続する電気回路をも有して良い。
【００１５】
図2Aに図示されているように、入射光232aは、ガラス部分202及び液晶230を通り抜けて良い。液晶230は、液晶充填領域243上にわたって設けられて良い（図2B）。液晶充填領域243は、画素アレイを覆う画素領域242（図6）を含んで良い。ITO層210と画素アレイとの間に電圧差を印加することによって、像は画素領域上にわたって存在する液晶230内で生成される。シリコンチップ220の周辺領域240（図2B）は、パッド227a-n、パッド穴226a-n、CNTを受けるための穴222（図2A）、及び、画素領域242（図6）中に存在するたとえば多結晶/金属層225a-nのような回路素子とパッド227a-nとの間を接続する他の回路を有して良い。入射光232aは、液晶230内の像を通り抜け、シリコン基板220の金属層225nから反射され、かつ再度像を通り抜けて良い。よって、像情報を有する光232bは、ガラス部分202を再度通り抜け、ナノ-LCoSチップ200を飛び出して良い。
【００１６】
以降で説明するように、均一な高さ及び優れた機械的強度を有するCNT柱216は、均一性の高いセルギャップとして機能することが可能である。従って、ナノ-LCoSチップ200は、液晶230内で高品質の光学像を生成することができる。また、CNT柱216の成長条件を調節することによって、CNT柱216の高さを厳密に制御することができる。そのように厳密に制御することで、ナノ-LCoSチップの製造歩留まりが高くなる。それに加えて、図2Bで図示されているように、CNT柱216は、パッド227a-nとITO層210とを接続して良い。それによって、従来のITOコネクタ224は任意の接続素子となる。
【００１７】
図2A-図2Bに図示されているように、ガラス部分202は、ガラス208上に形成される複数の層を有して良い。その複数の層とは、反射防止層206、ITO層210、無機配向層212、金属シード層（CNT触媒）214、及びCNT柱216である。図3A-図3Fは、本発明の好適実施例に従った、ガラス上に層を成長する様々な工程でのガラス部分の断面図である。これらの断面はB-Bの方向に沿ってとられている。図3Aに図示されているように、ITO層306は、ガラス304の一の面上に形成されて良い。ガラス304は高融点材料で作られていて良い。なぜならCNT柱がガラス上で成長する必要があるからである（図3E）。ITO層306は、従来のスパッタ法によってガラス304上で形成されて良い。続いて、300で示されたガラス部分を形成するため、フォトレジスト(PR)層すなわちコーティング308がITO層306上にコーティングされて良い。
【００１８】
続いて、図3Bで図示されているように、PRコーティング308はエッチングされることで、CNT柱生成領域用のパターンを形成して良い。続いて図3Cで図示されているように、金属シード層（CNT触媒）322がガラス基板全面に形成されて良い。続いて、残されたPRコーティング308、及び該PRコーティング308上に形成された金属シード層（CNT触媒）322の一部はリフトオフされることで、パターニングされた金属シード層322を形成して良い（図3D）。よって、CNT柱342が、金属シード層（CNT触媒）322上で成長可能となる（図3E）。たとえば化学気相成長(CVD)法のような従来技術が、金属シード層（CNT触媒）322上にCNT柱342を成長させるのに用いられても良い。続いて図3Fに図示されているように、無機配向層352がITO層306上に形成されて良い。最終工程として、反射防止層302が、ガラス304の他の面上に形成されて良い。
【００１９】
図4A-図4Gは、本発明の代替実施例に従った、ガラス上に層を成長する様々な工程でのガラス部分の断面図である。これらの断面はB-Bの方向に沿ってとられている。図4Aに図示されているように、400で示されたガラス部分は、PRコーティング406を有するガラス404を有して良い。続いて、PRコーティング406はエッチングされることで、CNT柱生成領域用のパターンを形成して良い。続いて、金属シード層（CNT触媒）422がパターン412上に形成されて良く（図4C）、残されたPRコーティング406は、ガラス部分404からリフトオフされて良い（図4D）。次に図4Eに図示されているように、CNT柱442が、金属シード層（CNT触媒）422上で成長可能となる。続いて図4Fに図示されているように、ITO層452がガラス404上の全領域にわたって形成されて良い。次に図4Gで図示されているように、無機配向層462がITO層452上に形成されて良い。ただしCNT柱442が存在する領域は除く。最終工程として、反射防止層402がガラス404の他の面上に形成されて良い。
【００２０】
図5A-図5Fは、本発明の別な代替実施例に従った、ガラス上に層を成長する様々な工程でのガラス部分の断面図である。これらの断面はB-Bの方向に沿ってとられている。図5Fに図示されている構造は図3Fに図示されている構造と非常によく似ている。ただし、金属シード層（CNT触媒）522がガラス504上に直接形成されるように、ITO層506及びPRコーティング508がエッチングされて良いという点は異なる。
【００２１】
図5G-図5Lは、本発明のさらに別な代替実施例に従った、ガラス上に層を成長する様々な工程でのガラス部分の断面図である。これらの断面はB-Bの方向に沿ってとられている。図5Gに図示されているように、ITO層560及び無機配向層562はガラス558の一の面上に形成されて良い。ガラス558は高融点材料で作られていて良い。なぜならCNT柱がガラス上で成長する必要があるからである。ITO層560は、従来のスパッタ法によってガラス558上で形成されて良い。続いて同一の方法によって、無機配向層562がITO層上に形成されて良い。次に、556で示されたガラス部分を形成するため、フォトレジスト(PR)層すなわちコーティング564がITO層560上にコーティングされて良い。
【００２２】
続いて、図5Hで図示されているように、PRコーティング564及び無機配向層562はエッチングされることで、CNT柱生成領域用のパターン566を形成して良い。続いて図5Lで図示されているように、金属シード層（CNT触媒）572がガラス基板全面に形成されて良い。続いて、残されたPRコーティング564、及び該PRコーティング564上に形成された金属シード層（CNT触媒）572の一部はリフトオフされることで、パターニングされた金属シード層572を形成して良い（図5J）。よって、CNT柱580が、金属シード層（CNT触媒）572上で成長可能となる（図5K）。たとえば化学気相成長(CVD)法のような従来技術が、金属シード層（CNT触媒）572上にCNT柱580を成長させるのに用いられても良い。最終工程として、反射防止層584が、ガラス558の他の面上に形成されて良い（図5L）。
【００２３】
図3A-図5Lに図示された処理が、本発明の技術的思想及び技術的範囲から逸脱することなく様々な方法で修正可能であることは、当業者には明らかである。たとえば金属シード層（CNT触媒）322（図3D）は、ITO層306上に設けられたパターニングされたシャドーマスクを用いた従来のスパッタリング法によって生成されて良い。これは図3A-図3Cで図示されている工程に代わって用いられて良い。別な例では、無機配向層352（図3F）は、ガラス304の全表面上に形成されて良い。これは無機配向層352の形成工程を単純化することができる。さらに別な例では、ITO層は、薄い透明カーボンナノチューブ層に置き換えられて良い。
【００２４】
図6は、図2Aに図示されているナノ-LCoSチップの上面図である。同一参照番号は同一部品であることを意味する。上述したように、200で示されているナノ-LCoSチップは、ガラス部分202とシリコン部分204とを1つにすることによって形成されて良い。2つの部分を1つにするのに先立ち、ゲート部分604のないリムシール228がシリコンチップ220上に形成されて良い。続いて液晶がゲート部分604を介して液晶充填領域243を満たす。それに続いて、ゲート部分604が、液晶周辺で密閉構造を形成するシリコンチップ220に加えられて良い。それぞれがガラス部分202とシリコンチップ220の両方の上に1対の印を有するCNT位置合わせキー608は、ガラス部分202とシリコン部分204とを1つにする間、シリコンチップ220に対するガラス部分202の位置合わせを行うのに用いられて良い。
【００２５】
ナノ-LCoSチップは、1つの色で像を生成するように動作して良い。一般的には、人間の目にフルカラー画像を表示するのに3つのナノ-LCoSチップが必要になるものと考えられる。3つのナノ-LCoSチップを互いに位置合わせするため、ナノ-LCoS位置合わせキー606が利用されて良い。ここでキー606は接続線612を介して、VITOパッドつまり227a及び227n並びにCNT柱216と電気的に接続する（以降、VITOの語は、動作中にITO層210に印加される電圧を意味する。）。シリコンチップ220内で形成されるナノ-LCoS位置合わせキー606は画素領域242の近くに設けられて良い（図7）。VITOをナノ-LCoS位置合わせキー606及びITO層210に印加することによって、位置合わせキー606に対応する液晶の一部は、ナノ-LCoSチップの位置合わせをするための透明な基準印となる。ナノ-LCoS位置合わせキーに関するより詳細な説明は、特許文献2及び特許文献3で見ることができる。シリコンチップ220は、接続線612を有するように製造されて良い。接続線612は、VITOパッド227a及び227nをナノ-LCoS位置合わせキー606へ接続して良い。
【００２６】
図7は、図6に図示されたシリコン部分及び液晶の断面図である。その断面は、C-Cの方向にとられている。図示されているように、シリコンチップ220は、たとえば複数の層225a-nのような回路素子を有して良い。上部層225nは金属で作られ、かつ入射光232aを反射して良い（図2A）。シリコンチップ220中の当該層及び他の回路素子に関するより詳細な説明は特許文献1で見つけることができる。パッド227a-n及び金属素子720は、それぞれパッド穴226a-n及びCNTを受けるための穴222の底部に設けられる。パッド227a-nは、シリコンチップ220の回路素子を外部回路素子と接続して良い。パッド227のうちの1つ、つまり227a及び227nのうちの1つは、電気的接続を介してITO層210へ電圧VITOを供するのに用いられて良い。その電気的接続は、VITOパッド227a、VITOパッド227n、接続線612、金属素子720、及びCNT柱216を有する。
【００２７】
ナノ-LCoS位置合わせキー606は、接続線612及び金属素子720を介してVITOパッド227a及びVITOパッド227nと接続して良い。金属素子720はCNT柱216と接続するので、ITO層210とも接続して良い。キー606とITO層210の両方に同一の電圧を印加することによって、液晶230の一部724は、ナノ-LCoSチップを相互に位置合わせするための透明な基準印となって良い。ナノ-LCoS位置合わせキー606は、金属のような導電性材料で作られて良い。
【００２８】
図8A-図8Bは、本発明の好適実施例に従った、シリコンチップ上に保護層及び無機配向層を形成する様々な工程でのシリコン部分の断面図である。その断面はC-Cの方向に沿ってとられている。図8Aに図示されているように、保護層806、無機配向層804及びフォトレジスト(PR)コーティング802が、シリコンチップ220上に形成されて良い。続いてPRコーティング802は、最初にエッチングされることで、パッド穴226及びCNTを受けるための穴222のパターンを形成して良い。それに続いて図8Bに図示されているように、保護層806及び無機配向層804が、パッド穴226及びCNTを受けるための穴222のパターンに従ってエッチングされて良い。次に、残ったPRコーティング822が剥離されて良い。
【００２９】
図9A-図9Bは、図2Aに図示されたナノ-LCoSチップの代替実施例の上面図である。このナノ-LCoSチップの代替実施例は、様々な幾何学的形状及び配置を有するCNT柱を有する。図9A-図9Bの各々は、図6の円で囲まれた領域610に対応する部分に係る拡大概略図である。図9Aに図示されているように、CNT柱908は2列に配置されて良く、その2列に配置されたCNT柱908は、電圧VITOを伝えることのできる接続線911を介することによって相互に電気的接続をし、かつナノ-LCoS位置合わせキーとも電気的に接続して良い。図6の場合のように、ナノ-LCoS位置合わせキー910及びナノ-LCoS位置合わせキー930はそれぞれ、画素領域902及び画素領域926の外部に設けられて良い。また、キーは、接続線911及び接続線923によって、CNT柱908及びCNT柱928とそれぞれ電気的に接続して良い。
【００３０】
図9Bに図示されているように、CNT柱928は多角形の断面形状を有して良い。本発明が、他の適切な形状及び配置を有するCNT柱によって実施可能であることは、当業者にとっては明らかである。同様に、CNT位置合わせキー909及びCNT位置合わせキー929が他の幾何学的形状を有しても良い。
【００３１】
当然のことだが、以上の説明は本発明の典型的実施異例に関しており、請求項によって記載される本発明の技術的思想及び技術的範囲から逸脱することなく修正することが可能であることに留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来技術のLCoSチップである。Aは分解した斜視図を表している。B-DはA-Aの方向に沿った断面図であり、不均一なセルのギャップを図示している。
【図２】本発明の好適実施例に従ったナノ-LCoSチップである。Aは分解した斜視図で、BはB-Bの方向に沿った断面図である。
【図３】A-Fは、本発明の好適実施例に従った、図2Aに図示されたナノ-LCoSチップのガラス部分を形成する工程を図示している。
【図４】A-Gは、本発明の代替実施例に従った、図2Aに図示されたナノ-LCoSチップのガラス部分を形成する工程を図示している。
【図５】A-Fは、本発明の別な代替実施例に従った、図2Aに図示されたナノ-LCoSチップのガラス部分を形成する工程を図示している。G-Lは、本発明のさらに別な代替実施例に従った、図2Aに図示されたナノ-LCoSチップのガラス部分を形成する工程を図示している。
【図６】図2Aに図示されたナノ-LCoSチップの上面図である。
【図７】図6に図示されたナノ-LCoSチップのシリコン部分のC-Cの方向に沿った断面図である。
【図８】A-Bは、本発明の好適実施例に従った、図2Aに図示されたナノ-LCoSチップの保護層及び無機配向層を形成する工程を図示している。
【図９】図2A及び図6に図示されたナノ-LCoSチップに係る代替実施例の上面図である。
【図１】
2008516286.tif 000003
【図２Ａ】
2008516286.tif 000004
【図２Ｂ】
2008516286.tif 000005
【図３Ａ】
2008516286.tif 000006
【図３Ｂ】
2008516286.tif 000007
【図３Ｃ】
2008516286.tif 000008
【図３Ｄ】
2008516286.tif 000009
【図３Ｅ】
2008516286.tif 000010
【図３Ｆ】
2008516286.tif 000011
【図４Ａ】
2008516286.tif 000012
【図４Ｂ】
2008516286.tif 000013
【図４Ｃ】
2008516286.tif 000014
【図４Ｄ】
2008516286.tif 000015
【図４Ｅ】
2008516286.tif 000016
【図４Ｆ】
2008516286.tif 000017
【図４Ｇ】
2008516286.tif 000018
【図５Ａ】
2008516286.tif 000019
【図５Ｂ】
2008516286.tif 000020
【図５Ｃ】
2008516286.tif 000021
【図５Ｄ】
2008516286.tif 000022
【図５Ｅ】
2008516286.tif 000023
【図５Ｆ】
2008516286.tif 000024
【図５Ｇ】
2008516286.tif 000025
【図５Ｈ】
2008516286.tif 000026
【図５Ｉ】
2008516286.tif 000027
【図５Ｊ】
2008516286.tif 000028
【図５Ｋ】
2008516286.tif 000029
【図５Ｌ】
2008516286.tif 000030
【図６】
2008516286.tif 000031
【図７】
2008516286.tif 000032
【図８Ａ】
2008516286.tif 000033
【図８Ｂ】
2008516286.tif 000034
【図９Ａ】
2008516286.tif 000035
【図９Ｂ】
2008516286.tif 000036
【国際調査報告】
2008516286.tif 000037
2008516286.tif 000038
2008516286.tif 000039