(57)【要約】【課題】  プロジェクタの小型化を図りつつ、光の利用効率を向上させるライトバルブを実現する。【解決手段】  一対の素子基板及び対向基板間に電気光学物質が挟持されてなり、素子基板に設けられた複数の画素電極と、対向基板に画素電極に対応して設けられたマイクロレンズと、素子基板及び対向基板の少なくとも一方におけるマイクロレンズの光出射側に設けられたマイクロフレネルレンズとを備える。【選択図】      図７
2005215122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板及び第２の基板間に電気光学物質が挟持されてなり、
前記第１の基板及び第２の基板のうちいずれか一方に設けられた複数の画素電極と、
前記第１の基板及び第２の基板のうち光の入射側に前記画素電極に対応して設けられたマイクロレンズと、
前記第１の基板及び第２の基板の少なくとも一方における前記マイクロレンズの光出射側に設けられたマイクロフレネルレンズと
を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記第１の基板及び前記第２の基板として一対の素子基板及び対向基板間に前記電気光学物質が挟持されてなり、
前記素子基板及び前記対向基板の少なくとも一方に設けられ、前記画素電極毎に開口領域を規定する遮光膜を更に備えると共に、
前記複数の画素電極は夫々前記開口領域に配置されて前記素子基板に設けられると共に、前記対向基板には前記マイクロレンズ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】
前記マイクロフレネルレンズは、前記素子基板に内蔵されていること
を特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記マイクロフレネルレンズは、前記素子基板に貼り付けられていること
を特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記素子基板に設けられた、前記画素電極を駆動するための配線及び機能素子を更に備えており、
前記マイクロフレネルレンズは、前記素子基板上において、前記画素電極よりも下層側であって、前記機能素子と前記配線の間又は前記機能素子及び前記配線の上層側に配置されていること
を特徴とする請求項３又は４に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記素子基板に設けられた、前記画素電極を駆動するための配線及び機能素子を更に備えており、
前記マイクロフレネルレンズは、前記素子基板上において、前記画素電極、前記機能素子及び前記配線の下層側に配置されていること
を特徴とする請求項３又は４に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記マイクロフレネルレンズは、前記素子基板において、前記画素電極が設けられる面とは反対側の面に設けられていること
を特徴とする請求項３又は４に記載の電気光学装置。
【請求項８】
前記マイクロフレネルレンズは、前記対向基板に内蔵されていること
を特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
【請求項９】
前記マイクロフレネルレンズは、シリコン化合物を用いて構成されていること
を特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項１０】
前記マイクロフレネルレンズは、酸素の原子数と窒素及び酸素の原子数との比が２０［％］以上６０［％］以下の窒化酸化シリコン膜を用いて構成されていること
を特徴とする請求項９に記載の電気光学装置。
【請求項１１】
前記マイクロフレネルレンズは、階段状の凸レンズ部を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項１２】
前記マイクロフレネルレンズにおける前記階段状の凸レンズ部は、該凸レンズ部の表面を覆う材料より屈折率の高い材料を用いることを特徴とする請求項１１に記載の電気光学装置。
【請求項１３】
前記マイクロレンズは、両凸レンズを用いて形成されていることを特徴とする請求項１から１２いずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備してなることを特徴とする電子機器。
【請求項１５】
第１の基板及び第２の基板間に電気光学物質が挟持されてなる電気光学装置の製造方法であって、
前記第１の基板及び第２の基板のうちいずれか一方に、画素毎に画素電極を形成する工程と、
前記第１の基板及び第２の基板のうちいずれか一方に、前記画素毎にマイクロレンズを形成する工程と、
前記第１の基板及び第２の基板の少なくとも一方に、前記マイクロレンズと対応してマイクロフレネルレンズを形成する工程と
を備えることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項１６】
前記第１の基板及び前記第２の基板として一対の素子基板及び対向基板間に前記電気光学物質が挟持されてなる電気光学装置の製造方法であって、
前記素子基板に、画素毎にマイクロフレネルレンズを内蔵して形成する工程と、
前記素子基板に、前記画素毎に画素電極を形成する工程と、
前記対向基板に、前記画素毎にマイクロレンズを形成する工程と、
前記素子基板及び前記対向基板とを一対に貼り合わせる工程と
を備えることを特徴とする請求項１５に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項１７】
前記第１の基板及び前記第２の基板として一対の素子基板及び対向基板間に前記電気光学物質が挟持されてなる電気光学装置の製造方法であって、
前記素子基板に、画素毎に画素電極を形成する工程と、
前記画素毎にマイクロフレネルレンズを含むマイクロフレネルレンズアレイを形成する工程と、
前記マイクロフレネルレンズアレイを前記素子基板に貼り付ける工程と、
前記対向基板に、前記画素毎にマイクロレンズを形成する工程と、
前記素子基板及び前記対向基板とを一対に貼り合わせる工程と
を備えることを特徴とする請求項１５に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項１８】
前記第１の基板及び前記第２の基板として一対の素子基板及び対向基板間に前記電気光学物質が挟持されてなる電気光学装置の製造方法であって、
前記素子基板に、画素毎に画素電極を形成する工程と、
前記対向基板に、前記画素毎にマイクロフレネルレンズを内蔵して形成する工程と、
前記対向基板に、前記画素毎にマイクロレンズを形成する工程と、
前記素子基板及び前記対向基板とを一対に貼り合わせる工程と
を備えることを特徴とする請求項１５に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項１９】
前記素子基板及び前記対向基板の少なくとも一方に、前記画素毎に開口領域を規定する遮光膜を形成する工程を更に備えることを特徴とする請求項１５から１８のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項２０】
前記マイクロフレネルレンズを形成する工程は、パターニング及びエッチングを複数回繰り返すことにより階段形状の凸レンズ部を形成する工程を含むこと
を特徴とする請求項１５から１９のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置及びその製造方法、並びに該電気光学装置を備えてなる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、対向基板及び素子基板間に、電気光学物質として液晶が挟持される。また、対向基板又は素子基板において、画素毎に開口領域が規定されており、該開口領域に画素電極が配置される。更に、対向基板には、画素電極に対応するマイクロレンズが内蔵されて設けられている（例えば特許文献１及び２参照）。
【０００３】
このような液晶装置において、対向基板から入射された光は、各マイクロレンズによって集光されて、開口領域に入射される。開口領域に入射された光は、画素電極に照射され、素子基板を介して当該液晶装置より出射される。該出射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。上述した液晶装置を用いることにより、各画素における光透過率及びコントラストを向上させることが可能となる。
【０００４】
また、特許文献２には、液晶プロジェクタにおいて、光源から照射された光を集光して液晶装置に照射させるコンデンサレンズの代わりに、対向基板内にフレネルレンズを内蔵する構成が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１４２０５号公報
【特許文献２】特開平１０−２５３８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した液晶装置では、各開口領域から出射される光は平行光ではなく広がった光である。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、該光学系を製造するためのコストが増大するという問題点が生じる。さらに、一旦各開口領域で焦点が合った光が、出射側に進むにつれて広がってしまい、焦点ボケになってしまうことからコントラスト低下につながる。
【０００７】
特許文献２には、素子基板にも画素電極に対応するマイクロレンズを更に内蔵することにより、各開口領域から出射される光を平行光にする構成が開示されている。しかしながら、この構成によれば、素子基板が厚くなってしまい、液晶装置を薄型化することは困難である。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、例えば、プロジェクタのライトバルブとして用いる場合も、該プロジェクタの小型化を図りつつ、薄型化を実現し且つ光の利用効率を向上させることが可能な電気光学装置、並びに、該電気光学装置を備えてなる各種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】
【０００９】
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、第１の基板及び第２の基板間に電気光学物質が挟持されてなり、前記第１の基板及び第２の基板のうちいずれか一方に設けられた複数の画素電極と、前記第１の基板及び第２の基板のうち光の入射側に前記画素電極に対応して設けられたマイクロレンズと、前記第１の基板及び第２の基板の少なくとも一方における前記マイクロレンズの光出射側に設けられたマイクロフレネルレンズとを備える。
【００１０】
本発明の電気光学装置によれば、第１の基板及び第２の基板のいずれか一方に、各画素毎に画素電極が開口領域に配置されて設けられる。また、第１の基板及び第２の基板のうち光の入射側に、複数の画素電極と対応する複数のマイクロレンズが内蔵されて、或いは貼り付けられて設けられている。尚、各マイクロレンズは、平凸レンズとして設けられてもよいし、両凸レンズとして設けられてもよい。
【００１１】
更に、各マイクロレンズの光出射側にマイクロフレネルレンズが設けられる。ここで、複数のマイクロフレネルレンズは、第１の基板及び第２の基板の少なくとも一方に内蔵されて設けられてもよいし、或いは貼り付けられて設けられてもよい。
【００１２】
当該電気光学装置において、第１の基板及び第２の基板のいずれか一方に、例えば投射光が入射される。該入射光は各マイクロレンズによって集光されて、各開口領域に入射される。従って、当該電気光学装置に入射された光のうち、各開口領域の周辺に位置する非開口領域に向かって進む光もマイクロレンズによって集光され、各開口領域に向かって進むことになる。その結果、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。
【００１３】
また、マイクロレンズによって集光された光は、マイクロフレネルレンズに入射される。よって、マイクロフレネルレンズによって、該マイクロフレネルレンズの光軸に平行な光（以下、単に平行光と称することもある）を表示光として出射することが可能となる。
【００１４】
このように、本発明の電気光学装置では、焦点を開口領域近傍に合わせたマイクロレンズによって、開口領域の中心に光束を集め、その後、光束が広がらないうちにマイクロフレネルレンズによって平行光に戻すことにより、光透過効率を向上させることが可能となり、且つコントラストの良好な光として表示光を出射させることができる。従って、本発明の電気光学装置によれば、高品質な画像表示を行うことができる。
【００１５】
また、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、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。また、マイクロフレネルレンズの代わりに、マイクロレンズを用いる場合と比較して、当該レンズ自体を薄くすることができる。よって、本発明の電気光学装置をプロジェクタのライトバルブとして用いる場合も、当該電気光学装置を薄型化しつつ、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。
【００１６】
本発明の電気光学装置の一態様では、前記第１の基板及び前記第２の基板として一対の素子基板及び対向基板間に前記電気光学物質が挟持されてなり、前記素子基板及び前記対向基板の少なくとも一方に設けられ、前記画素電極毎に開口領域を規定する遮光膜を更に備えると共に、前記複数の画素電極は夫々前記開口領域に配置されて前記素子基板に設けられると共に、前記対向基板には前記マイクロレンズが設けられている。
【００１７】
この態様によれば、各開口領域は、素子基板及び対向基板の少なくとも一方に、例えば格子状に設けられた遮光膜によって規定される。或いは、素子基板及び対向基板の双方に形成された遮光膜によって、各開口領域が規定されるようにしてもよい。
【００１８】
また、この態様では、素子基板には、画素電極が開口領域に配置されて設けられ、対向基板には、複数の画素電極と対応する複数のマイクロレンズが設けられている。従って、対向基板より入射した光を、各マイクロレンズによって集光して各開口領域に入射させると共に、マイクロレンズによって集光された光を画素電極を介して表示光として素子基板より出射させることが可能となる。この際、各マイクロレンズによって集光された光は、マイクロフレネルレンズを介して平行光として出射される。該出射光は、画素電極を介して表示光として出射される。若しくは、各マイクロレンズによって集光された光は、画素電極を介してマイクロフレネルレンズに入射され、該マイクロフレネルレンズより平行光が表示光として出射される。
【００１９】
この、一対の素子基板及び対向基板間に電気光学物質が挟持される態様では、前記マイクロフレネルレンズは、前記素子基板に内蔵されているように構成してもよい。
【００２０】
このように構成すれば、各マイクロレンズによって集光された光は、開口領域を透過して、素子基板に作り込まれたマイクロフレネルレンズに入射される。よって、マイクロフレネルレンズより表示光を平行光として出射させることが可能となる。
【００２１】
この、一対の素子基板及び対向基板間に電気光学物質が挟持される態様では、前記マイクロフレネルレンズは、前記素子基板に貼り付けられているように構成してもよい。
【００２２】
このように構成すれば、各マイクロレンズによって集光された光は、開口領域を透過して、素子基板に貼り付けられたマイクロフレネルレンズに入射される。よって、マイクロフレネルレンズより表示光を平行光として出射させることが可能となる。
【００２３】
この、マイクロフレネルレンズが素子基板に内蔵又は貼り付けられる態様では、前記素子基板に設けられた、前記画素電極を駆動するための配線及び機能素子を更に備えており、前記マイクロフレネルレンズは、前記素子基板上において、前記画素電極よりも下層側であって、前記機能素子と前記配線の間又は前記機能素子及び前記配線の上層側に配置されているように構成してもよい。
【００２４】
このように構成すれば、データ線等の配線や、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；以下適宜、”ＴＦＴ”と称する）又は薄膜ダイオード（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ；以下適宜、”ＴＦＤ”と称する）等の機能素子、並びに画素電極の少なくとも一部を構成する導電膜や半導体膜等の各種の膜を積層して素子基板に作り込む場合も、新たな層を設けることなく、マイクロフレネルレンズを形成することができる。
【００２５】
また、各マイクロレンズによって集光され、開口領域を透過した光は、画素電極を介してマイクロフレネルレンズに入射される。よって、該入射光をマイクロフレネルレンズより平行光として出射させることが可能となる。
【００２６】
或いはこの、マイクロフレネルレンズが素子基板に内蔵又は貼り付けられる態様では、前記素子基板に設けられた、前記画素電極を駆動するための配線及び機能素子を更に備えており、前記マイクロフレネルレンズは、前記素子基板上において、前記画素電極、前記機能素子及び前記配線の下層側に配置さ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、各マイクロレンズによって集光され、開口領域を透過した光は、画素電極を介してマイクロフレネルレンズに入射される。よって、該入射光をマイクロフレネルレンズより平行光として出射させることが可能となる。
【００２８】
また、データ線等の配線や、ＴＦＴ又はＴＦＤ等の機能素子、並びに画素電極の少なくとも一部を構成する導電膜や半導体膜等の各種の膜を、複数のマイクロフレネルレンズ上に積層して素子基板に作り込むことにより、アクティブマトリクス駆動型の電気光学装置を実現することができる。特に、ＴＦＴと共に各種配線や各種機能素子が非開口領域に形成されるのが好ましい。このようにすれば、当該電気光学装置における画素開口率を比較的大きく維持することが可能となる。
【００２９】
或いはこの、マイクロフレネルレンズが素子基板に内蔵又は貼り付けられる態様では、前記マイクロフレネルレンズは、前記素子基板において、前記画素電極が設けられる面とは反対側の面に設けられているように構成してもよい。
【００３０】
このように構成すれば、各マイクロレンズによって集光され、開口領域を透過した光は、素子基板を介してマイクロフレネルレンズに入射される。よって、該入射光をマイクロフレネルレンズより平行光として出射させることが可能となる。
【００３１】
この、一対の素子基板及び対向基板間に電気光学物質が挟持される態様では、前記マイクロフレネルレンズは、前記対向基板に内蔵されているように構成してもよい。
【００３２】
このように構成すれば、各マイクロレンズによって集光された光は、マイクロフレネルレンズによって平行光として開口領域に入射される。よって、各開口領域では、平行光を透過させて、表示光として出射させることが可能となる。素子基板については構成に変更を加えることなく、このような作用が得られるので実用上有利である。
【００３３】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記マイクロフレネルレンズは、シリコン化合物を用いて構成されている。
【００３４】
この態様によれば、シリコン化合物を材料として用いることにより、マイクロフレネルレンズを形成することが可能となる。
【００３５】
この、マイクロフレネルレンズをシリコン化合物を用いて構成する態様では、前記マイクロフレネルレンズは、酸素の原子数と窒素及び酸素の原子数との比が２０［％］以上６０［％］以下の窒化酸化シリコン膜を用いて構成されてもよい。
【００３６】
このように構成すれば、窒化酸化シリコン膜を用いてマイクロフレネルレンズを構成する場合、該膜がフレネルレンズとして機能し得る屈折率及び光透過率を確保することが可能となる。
【００３７】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記マイクロフレネルレンズは、階段状の凸レンズ部を有する。
【００３８】
この態様によれば、シリコン化合物等の透明材料を用いて形成された透明な膜を、階段状にパターニングすることにより、容易にマイクロフレネルレンズを形成することが可能となる。尚、凸レンズ部の階段形状の段数を多くすることにより、該凸レンズ部の形状を曲面に近づけることができる。よって、マイクロフレネルレンズを高精度のレンズとすることが可能となる。
【００３９】
この、マイクロフレネルレンズが階段状の凸レンズ部を有する態様では、前記マイクロフレネルレンズにおける前記階段状の凸レンズ部は、該凸レンズ部の表面を覆う材料より屈折率の高い材料を用いるように構成してもよい。
【００４０】
このように構成すれば、凸レンズ部によりマイクロフレネルレンズを形成することが可能となる。
【００４１】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記マイクロレンズは、両凸レンズを用いて形成されている。
【００４２】
この態様によれば、各マイクロレンズの球面収差を低減して、光の利用効率を向上させることができる。
【００４３】
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）を具備してなる。
【００４４】
本発明の電子機器は、上述した本発明の電気光学装置を具備してなるので、高品質の画像表示を行うと供に、低コスト化及び小型化させることが可能な、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）等を実現することも可能である。
【００４５】
本発明の電気光学装置の製造方法は上記課題を解決するために、第１の基板及び第２の基板間に電気光学物質が挟持されてなる電気光学装置の製造方法であって、前記第１の基板及び第２の基板のうちいずれか一方に、画素毎に画素電極を形成する工程と、前記第１の基板及び第２の基板のうちいずれか一方に、前記画素毎にマイクロレンズを形成する工程と、前記第１の基板及び第２の基板の少なくとも一方に、前記マイクロレンズと対応してマイクロフレネルレンズを形成する工程とを備える。
【００４６】
本発明の電気光学装置の製造方法によれば、表示光を平行光として出射することにより、投射レンズを比較的小さいレンズを用いて構成することが可能なプロジェクタのライトバルブを、薄型化させて製造することが可能となる。
【００４７】
本発明の電気光学装置の製造方法の一態様では、前記第１の基板及び前記第２の基板として一対の素子基板及び対向基板間に前記電気光学物質が挟持されてなる電気光学装置の製造方法であって、前記素子基板に、画素毎にマイクロフレネルレンズを内蔵して形成する工程と、前記素子基板に、前記画素毎に画素電極を形成する工程と、前記対向基板に、前記画素毎にマイクロレンズを形成する工程と、前記素子基板及び前記対向基板とを一対に貼り合わせる工程とを備える。
【００４８】
この態様によれば、各マイクロレンズによって集光された光を、開口領域に透過させて、素子基板に作り込まれたマイクロフレネルレンズによって、平行光として出射させることが可能な電気光学装置を実現できる。
【００４９】
本発明の電気光学装置の製造方法の他の態様では、前記第１の基板及び前記第２の基板として一対の素子基板及び対向基板間に前記電気光学物質が挟持されてなる電気光学装置の製造方法であって、前記素子基板に、画素毎に画素電極を形成する工程と、前記画素毎にマイクロフレネルレンズを含むマイクロフレネルレンズアレイを形成する工程と、前記マイクロフレネルレンズアレイを前記素子基板に貼り付ける工程と、前記対向基板に、前記画素毎にマイクロレンズを形成する工程と、前記素子基板及び前記対向基板とを一対に貼り合わせる工程とを備える。
【００５０】
この態様によれば、各マイクロレンズによって集光された光を、開口領域を透過させて、素子基板に貼り付けられたマイクロフレネルレンズによって、平行光として出射させることが可能な電気光学装置を実現できる。
【００５１】
本発明の電気光学装置の製造方法の他の態様では、前記第１の基板及び前記第２の基板として一対の素子基板及び対向基板間に前記電気光学物質が挟持されてなる電気光学装置の製造方法であって、前記素子基板に、画素毎に画素電極を形成する工程と、前記対向基板に、前記画素毎にマイクロフレネルレンズを内蔵して形成する工程と、前記対向基板に、前記画素毎にマイクロレンズを形成する工程と、前記素子基板及び前記対向基板とを一対に貼り合わせる工程とを備える。
【００５２】
この態様によれば、各マイクロレンズによって集光された光を、マイクロフレネルレンズによって平行光として開口領域に入射させて、各開口領域を透過した平行光を表示光として出射させることが可能な電気光学装置を実現できる。
【００５３】
本発明の電気光学装置の製造方法の他の態様では、前記素子基板及び前記対向基板の少なくとも一方に、前記画素毎に開口領域を規定する遮光膜を形成する工程を更に備える。
【００５４】
この態様によれば、素子基板及び対向基板の少なくとも一方に、例えば格子状に遮光膜を形成することによって、素子基板及び対向基板の少なくとも一方において各開口領域を規定することが可能となる。或いは、素子基板及び対向基板の双方に遮光膜を形成することによって、素子基板及び対向基板の双方において遮光膜が協働して各開口領域を規定することも可能である。
【００５５】
本発明の電気光学装置の製造方法の他の態様では、前記マイクロフレネルレンズを形成する工程は、パターニング及びエッチングを複数回繰り返すことにより階段形状の凸レンズ部を形成する工程を含む。
【００５６】
この態様によれば、より容易にマイクロフレネルレンズを形成することが可能となる。
【００５７】
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】
【００５８】
以下では、本発明の実施の形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態は、本発明の電気光学装置を液晶装置に適用したものである。
【００５９】
＜１：電気光学装置の全体構成＞
まず、本発明の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。ここに、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電気光学装置の平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ’断面図である。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。
【００６０】
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、本発明に係る「素子基板」の一例である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１１０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。
【００６１】
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、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（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として小型で拡大表示を行うのに適している。
【００６２】
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１１０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。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。
【００６３】
画像表示領域１１０の周辺に位置する周辺領域のうち、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ＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。また、走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿い、且つ、前記額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域１０ａの両側に設けられた二つの走査線駆動回路１０４間をつなぐため、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺に沿い、且つ、前記額縁遮光膜５３に覆われるようにして複数の配線１０５が設けられている。
【００６４】
また、対向基板２０の４つのコーナー部には、両基板間の上下導通端子として機能する上下導通材１０６が配置されている。他方、ＴＦＴアレイ基板１０にはこれらのコーナー部に対向する領域において上下導通端子が設けられている。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。
【００６５】
図２において、ＴＦＴアレイ基板１０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、配向膜が形成されている。他方、対向基板２０には、対向電極２１や、格子状又はストライプ状の遮光膜２３が作り込まれており、更には最上層部分に配向膜が形成されている。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、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。
【００６６】
なお、図１及び図２に示したＴＦＴアレイ基板１０には、これらのデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４等に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
【００６７】
＜２：画素部の回路構成＞
上述した電気光学装置の画素部における構成について、図３を参照して説明する。図３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。
【００６８】
図３において、本実施形態におけ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には、それぞれ、画素電極９ａと当該画素電極９ａをスイッチング制御するためのＴＦＴ３０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よい。
【００６９】
また、ＴＦＴ３０のゲートにゲート電極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１１ａ及びゲート電極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。
【００７０】
画素電極９ａを介して電気光学物質の一例としての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入射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入射光に対する透過率が増加され、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もつ光が出射する。
【００７１】
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。この蓄積容量７０は、走査線１１ａに並んで設けられ、固定電位側容量電極を含むとともに定電位に固定された容量電極３００を含んでいる。
【００７２】
＜３：画素部の具体的構成＞
次に、上記データ線６ａ、走査線１１ａ及びゲート電極３ａ、ＴＦＴ３０等による、上述のような回路動作が実現される電気光学装置の、具体的な構成について、図４から図６を参照して説明する。ここに図４及び図５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る。なお、図４及び図５は、それぞれ、後述する積層構造のうち下層部分（図４）と上層部分（図５）とを分かって図示している。また、図６は、図４及び図５を重ね合わせた場合のＡ−Ａ´断面図である。なお、図６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。
【００７３】
まず、図４及び図５のＡ−Ａ´線断面図たる図６に示すように、例えば、ＴＦＴアレイ基板１０にはマイクロフレネルレンズアレイ板１０ａが内蔵されており、該マイクロフレネルレンズアレイ板１０ａ上に以下に説明するように、画素電極９ａ、並びに該画素電極９ａを駆動するためのデータ線６ａや走査線１１ａ等の各種配線及びＴＦＴ３０等の機能素子が形成されている。他方、対向基板２０はマイクロレンズアレイ板２０ａが内蔵されており、該マイクロレンズアレイ板２０ａにおけるＴＦＴアレイ基板１０と対向する一面上に、対向電極２１、遮光膜２３、及び配向膜２２等が形成されている。尚、対向基板２０において、マイクロレンズアレイ板２０ａの代わりに単純にガラス基板等の透明基板を用い、該透明基板にマイクロレンズアレイ板２０を貼り付けるようにしてもよい。マイクロフレネルレンズアレイ板１０ａ及びマイクロレンズアレイ板２０ａの詳細な構成については図７を参照して説明する。
【００７４】
図５において、画素電極９ａは、マイクロフレネルレンズアレイ板１０ａ上に、マトリクス状に複数設けられており（点線部により輪郭が示されている）、また、図４及び図５に示すように、画素電極９ａの縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ及び走査線１１ａが設けられている。データ線６ａは、後述するようにアルミニウム膜等を含む積層構造からなり、走査線１１ａは、例えば導電性のポリシリコン膜等からなる。また、走査線１１ａは、半導体層１ａのうち図４中右上がりの斜線領域で示したチャネル領域１ａ´に対向するゲート電極３ａにコンタクトホール１２ｃｖを介して電気的に接続されており、該ゲート電極３ａは該走査線１１ａに含まれる形となっている。すなわち、ゲート電極３ａとデータ線６ａとの交差する箇所にはそれぞれ、チャネル領域１ａ´に、走査線１１ａに含まれるゲート電極３ａが対向配置された画素スイッチング用のＴＦＴ３０が設けられている。これによりＴＦＴ３０（ゲート電極を除く。）は、ゲート電極３ａと走査線１１ａとの間に存在するような形態となっている。
【００７５】
ＴＦＴアレイ基板１０の側には、図６に示すように、前記の画素電極９ａが設けられており、その上側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜１６が設けられている。画素電極９ａは、例えばＩＴＯ（Indium tin oxide）膜等の透明導電性膜からなる。他方、対向基板２０の側には、マイクロレンズアレイ板２０ａにおけるＴＦＴアレイ基板１０と対向する面の全面に渡って対向電極２１が設けられている。図６中、該対向電極２１の下側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜２２が設けられている。対向電極２１は、上述の画素電極９ａと同様に、例えばＩＴＯ膜等の透明導電性膜からなる。
【００７６】
このように対向配置されたＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０間には、前述のシール材５２（図１及び図２参照）により囲まれた空間に液晶等の電気光学物質が封入され、液晶層５０が形成される。液晶層５０は、画素電極９ａからの電界が印加されていない状態で配向膜１６及び２２により所定の配向状態をとる。
【００７７】
一方、ＴＦＴアレイ基板１０において、マイクロフレネルレンズアレイ板１０ａ上には、前記の画素電極９ａ及び配向膜１６の他、これらを含む各種の構成が積層構造をなして備えられている。この積層構造は、図６に示すように、下から順に、走査線１１ａを含む第１層、ゲート電極３ａを有するＴＦＴ３０等を含む第２層、蓄積容量７０を含む第３層、データ線６ａ等を含む第４層、容量配線４００等を含む第５層、前記の画素電極９ａ及び配向膜１６等を含む第６層（最上層）からなる。また、第１層及び第２層間には下地絶縁膜１２が、第２層及び第３層間には第１層間絶縁膜４１が、第３層及び第４層間には第２層間絶縁膜４２が、第４層及び第５層間には第３層間絶縁膜４３が、第５層及び第６層間には第４層間絶縁膜４４が、それぞれ設けられており、前述の各要素間が短絡することを防止している。また、これら各種の絶縁膜１２、４１、４２、４３及び４４には、例えば、ＴＦＴ３０の半導体層１ａ中の高濃度ソース領域１ｄとデータ線６ａとを電気的に接続するコンタクトホール等もまた設けられている。以下では、これらの各要素について、下から順に説明を行う。なお、前述のうち第１層から第３層までが、下層部分として図４に図示されており、第４層から第６層までが上層部分として図５に図示されている。
【００７８】
（積層構造・第１層の構成―走査線等―）
まず、第１層には、例えば、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）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、これらを積層したもの、或いは導電性ポリシリコン等からなる走査線１１ａが設けられている。この走査線１１ａは、平面的にみて、図４のＸ方向に沿うように、ストライプ状にパターニングされている。より詳しく見ると、ストライプ状の走査線１１ａは、図４のＸ方向に沿うように延びる本線部と、データ線６ａ或いは容量配線４００が延在する図４のＹ方向に延びる突出部とを備えている。なお、隣接する走査線１１ａから延びる突出部は相互に接続されることはなく、したがって、該走査線１１ａは１本１本分断された形となっている。
【００７９】
（積層構造・第２層の構成―ＴＦＴ等―）
次に、第２層として、ゲート電極３ａを含むＴＦＴ３０が設けられている。ＴＦＴ３０は、図６に示すように、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、その構成要素としては、上述したゲート電極３ａ、例えばポリシリコン膜からなりゲート電極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´、ゲート電極３ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜を含む絶縁膜２、半導体層１ａにおける低濃度ソース領域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を備えている。
【００８０】
また、本実施形態では、この第２層に、上述のゲート電極３ａと同一膜として中継電極７１９が形成されている。この中継電極７１９は、平面的に見て、図４に示すように、各画素電極９ａのＸ方向に延びる一辺の略中央に位置するように、島状に形成されている。中継電極７１９とゲート電極３ａとは同一膜として形成されているから、後者が例えば導電性ポリシリコン膜等からなる場合においては、前者もまた、導電性ポリシリコン膜等からなる。
【００８１】
なお、上述のＴＦＴ３０は、好ましくは図６に示したようにＬＤＤ構造をもつが、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もってよいし、ゲート電極３ａ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領域及び高濃度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。
【００８２】
（積層構造・第１層及び第２層間の構成―下地絶縁膜―）
以上説明した走査線１１ａの上、かつ、ＴＦＴ３０の下には、例えばシリコン酸化膜等からなる下地絶縁膜１２が設けられている。下地絶縁膜１２は、走査線１１ａからＴＦＴ３０を層間絶縁する機能のほか、マイクロフレネルレンズアレイ板１０ａの全面に形成されることにより、マイクロフレネルレンズアレイ板１０ａの表面研磨時における荒れ等で画素スイッチング用のＴＦＴ３０の特性変化を防止する機能を有する。
【００８３】
この下地絶縁膜１２には、平面的にみて半導体層１ａの両脇に、後述するデータ線６ａに沿って延びる半導体層１ａのチャネル長の方向に沿った溝状のコンタクトホール１２ｃｖが掘られており、このコンタクトホール１２ｃｖに対応して、その上方に積層されるゲート電極３ａは下側に凹状に形成された部分を含んでいる。また、このコンタクトホール１２ｃｖ全体を埋めるようにして、ゲート電極３ａが形成されていることにより、該ゲート電極３ａには、これと一体的に形成された側壁部３ｂが延設されるようになっている。これにより、ＴＦＴ３０の半導体層１ａは、図４によく示されているように、平面的にみて側方から覆われるようになっており、少なくともこの部分からの光の入射が抑制されるようになっている。
【００８４】
また、この側壁部３ｂは、前記のコンタクトホール１２ｃｖを埋めるように形成されているとともに、その下端が前記の走査線１１ａと接するようにされている。ここで走査線１１ａは、上述のようにストライプ状に形成されていることから、ある行に存在するゲート電極３ａ及び走査線１１ａは、当該行に着目する限り、常に同電位となる。
【００８５】
（積層構造・第３層の構成―蓄積容量等―）
さて、前述の第２層に続けて第３層には、蓄積容量７０が設けられている。蓄積容量７０は、ＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅ及び画素電極９ａに接続された画素電位側容量電極としての下部電極７１と、固定電位側容量電極としての容量電極３００とが、誘電体膜７５を介して対向配置されることにより形成されている。この蓄積容量７０によれば、画素電極９ａにおける電位保持特性を顕著に高めることが可能となる。また、本実施形態に係る蓄積容量７０は、図４の平面図を見るとわかるように、画素電極９ａの形成領域にほぼ対応する光透過領域には至らないように形成されているため（換言すれば、遮光領域内に収まるように形成されているため）、電気光学装置全体の画素開口率は比較的大きく維持され、これにより、より明るい画像を表示することが可能となる。
【００８６】
より詳細には、下部電極７１は、例えば導電性のポリシリコン膜からなり画素電位側容量電極として機能する。ただし、下部電極７１は、金属又は合金を含む単一層膜又は多層膜から構成してもよい。また、この下部電極７１は、画素電位側容量電極としての機能のほか、画素電極９ａとＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅとを中継接続する機能をもつ。ちなみに、ここにいう中継接続は、前記の中継電極７１９を介して行われている。
【００８７】
容量電極３００は、蓄積容量７０の固定電位側容量電極として機能する。本実施形態において、容量電極３００を固定電位とするためには、固定電位とされた容量配線４００（後述する。）と電気的接続が図られることによりなされている。また、容量電極３００は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、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、これらを積層したもの、或いは好ましくはタングステンシリサイドからなる。これにより、容量電極３００は、ＴＦＴ３０に上側から入射しようとする光を遮る機能を有している。
【００８８】
誘電体膜７５は、図６に示すように、例えば膜厚５〜２００ｎｍ程度の比較的薄いＨＴＯ（High Temperature Oxide）膜、ＬＴＯ（Low Temperature Oxide）膜等の酸化シリコン膜、あるいは窒化シリコン膜等から構成される。
【００８９】
本実施形態において、この誘電体膜７５は、図６に示すように、下層に酸化シリコン膜７５ａ、上層に窒化シリコン膜７５ｂというように二層構造を有するものとなっている。上層の窒化シリコン膜７５ｂは画素電位側容量電極の下部電極７１より少し大きなサイズにパターニングされ、遮光領域（非開口領域）内で収まるように形成されている。
【００９０】
なお、本実施形態では、誘電体膜７５は、二層構造を有するものとなっているが、場合によっては、例えば酸化シリコン膜、窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜等というような三層構造や、あるいはそれ以上の積層構造を有するように構成してもよい。むろん単層構造としてもよい。
【００９１】
（積層構造、第２層及び第３層間の構成―第１層間絶縁膜―）
以上説明したＴＦＴ３０ないしゲート電極３ａ及び中継電極７１９の上、かつ、蓄積容量７０の下には、例えば、ＮＳＧ（ノンシリケートガラス）、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膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等、あるいは好ましくはＮＳＧからなる第１層間絶縁膜４１が形成されている。
【００９２】
そして、この第１層間絶縁膜４１には、ＴＦＴ３０の高濃度ソース領域１ｄと後述するデータ線６ａとを電気的に接続するコンタクトホール８１が、後記第２層間絶縁膜４２を貫通しつつ開孔されている。また、第１層間絶縁膜４１には、ＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅと蓄積容量７０を構成する下部電極７１とを電気的に接続するコンタクトホール８３が開孔されている。さらに、この第１層間絶縁膜４１には、蓄積容量７０を構成する画素電位側容量電極としての下部電極７１と中継電極７１９とを電気的に接続するためのコンタクトホール８８１が開孔されている。更に加えて、第１層間絶縁膜４１には、中継電極７１９と後述する第２中継電極６ａ２とを電気的に接続するためのコンタクトホール８８２が、後記第２層間絶縁膜４２を貫通しつつ開孔されている。
【００９３】
（積層構造・第４層の構成―データ線等―）
さて、前述の第３層に続けて第４層には、データ線６ａが設けられている。このデータ線６ａは、図６に示すように、下層より順に、アルミニウムからなる層（図６における符号４１Ａ参照）、窒化チタンからなる層（図６における符号４１ＴＮ参照）、窒化シリコン膜からなる層(図６における符号４０１参照)の三層構造を有する膜として形成されている。窒化シリコン膜は、その下層のアルミニウム層と窒化チタン層を覆うように少し大きなサイズにパターニングされている。
【００９４】
また、この第４層には、データ線６ａと同一膜として、容量配線用中継層６ａ１及び第２中継電極６ａ２が形成されている。これらは、図５に示すように、平面的に見ると、データ線６ａと連続した平面形状を有するように形成されているのではなく、各者間はパターニング上分断されるように形成されている。
【００９５】
ちなみに、これら容量配線用中継層６ａ１及び第２中継電極６ａ２は、データ線６ａと同一膜として形成されていることから、下層より順に、アルミニウムからなる層、窒化チタンからなる層、プラズマ窒化膜からなる層の三層構造を有する。
【００９６】
（積層構造・第３層及び第４層間の構成―第２層間絶縁膜―）
以上説明した蓄積容量７０の上、かつ、データ線６ａの下には、例えばＮＳＧ、ＰＳＧ，ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等のシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等、あるいは好ましくはＴＥＯＳガスを用いたプラズマＣＶＤ法によって形成された第２層間絶縁膜４２が形成されている。この第２層間絶縁膜４２には、ＴＦＴ３０の高濃度ソース領域１ｄとデータ線６ａとを電気的に接続する、前記のコンタクトホール８１が開孔されているとともに、前記容量配線用中継層６ａ１と蓄積容量７０の上部電極たる容量電極３００とを電気的に接続するコンタクトホール８０１が開孔されている。さらに、第２層間絶縁膜４２には、第２中継電極６ａ２と中継電極７１９とを電気的に接続するための、前記のコンタクトホール８８２が形成されている。
【００９７】
（積層構造・第５層の構成―容量配線等―）
さて、前述の第４層に続けて第５層には、遮光膜としての機能を持つ容量配線４００が形成されている。この容量配線４００は、平面的にみると、図５に示すように、図中Ｘ方向及びＹ方向それぞれに延在するように、格子状に形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０側において、容量配線４００により非開口領域が規定されており、該容量配線４００によって区切られた領域が開口領域となる。
【００９８】
より具体的には、該容量配線４００のうち図中Ｙ方向に延在する部分については特に、データ線６ａを覆うように、且つ、該データ線６ａよりも幅広に形成されている。また、図中Ｘ方向に延在する部分については、後述の第３中継電極４０２を形成する領域を確保するために、各画素電極９ａの一辺の中央付近に切り欠き部を有している。さらには、図５中、ＸＹ方向それぞれに延在する容量配線４００の交差部分の隅部においては、該隅部を埋めるようにして、略三角形状の部分が設けられている。容量配線４００に、この略三角形状の部分が設けられていることにより、ＴＦＴ３０の半導体層１ａに対する光の遮蔽を効果的に行うことができる。すなわち、半導体層１ａに対して、斜め上から進入しようとする光は、この三角形状の部分で反射又は吸収されることになり半導体層１ａには至らないことになる。したがって、光リーク電流の発生を抑制し、フリッカ等のない高品質な画像を表示することが可能となる。この容量配線４００は、画素電極９ａが配置された画像表示領域１１０からその周囲に延設され、定電位源と電気的に接続されることで、固定電位とされている。
【００９９】
また、第４層には、このような容量配線４００と同一膜として、第３中継電極４０２が形成されている。この第３中継電極４０２は、後述のコンタクトホール８０４及び８９を介して、第２中継電極６ａ２及び画素電極９ａ間の電気的接続を中継する機能を有する。なお、これら容量配線４００及び第３中継電極４０２間は、平面形状的に連続して形成されているのではなく、両者間はパターニング上分断されるように形成されている。
【０１００】
他方、上述の容量配線４００及び第３中継電極４０２は、下層にアルミニウムからなる層、上層に窒化チタンからなる層の二層構造を有している。
【０１０１】
（積層構造・第４層及び第５層間の構成―第３層間絶縁膜―）
以上説明した前述のデータ線６ａの上、かつ、容量配線４００の下には、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等のシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等、あるいは好ましくはＴＥＯＳガスを用いたプラズマＣＶＤ法によって形成された第３層間絶縁膜４３が形成されている。この第３層間絶縁膜４３には、前記の容量配線４００と容量配線用中継層６ａ１とを電気的に接続するためのコンタクトホール８０３、及び、第３中継電極４０２と第２中継電極６ａ２とを電気的に接続するためのコンタクトホール８０４がそれぞれ開孔されている。
【０１０２】
（積層構造・第６層並びに第５層及び第６層間の構成―画素電極等―）
最後に、第６層には、上述したように画素電極９ａがマトリクス状に形成され、該画素電極９ａ上に配向膜１６が形成されている。そして、この画素電極９ａ下には、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等のシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等、あるいは好ましくはＮＳＧからなる第４層間絶縁膜４４が形成されている。この第４層間絶縁膜４４には、画素電極９ａ及び前記の第３中継電極４０２間を電気的に接続するためのコンタクトホール８９が開孔されている。画素電極９ａとＴＦＴ３０との間は、このコンタクトホール８９及び第３中継層４０２並びに前述したコンタクトホール８０４、第２中継層６ａ２、コンタクトホール８８２、中継電極７１９、コンタクトホール８８１、下部電極７１及びコンタクトホール８３を介して、電気的に接続されることとなる。
【０１０３】
次に、図７を参照して、ＴＦＴアレイ基板１０に設けられたマイクロフレネルレンズアレイ板１０ａ及び対向基板２０に設けられたマイクロレンズアレイ板２０ａの各々の構成とその機能について説明する。図７は、マイクロレンズアレイ板２０ａ及びマイクロフレネルレンズアレイ板１０ａの構成を示す断面図である。尚、図７は、図５に示す開口領域及び非開口領域を、データ線６ａに沿う方向に切断して得られる断面の構成を概略的に示したものであって、上述したＴＦＴアレイ基板１０における第１層から第６層、及び各種層間絶縁膜の詳細な構成については図示を省略してある。
【０１０４】
マイクロレンズアレイ板２０ａには、画素電極９ａに対応してマイクロレンズ５００が形成されている。マイクロレンズアレイ板２０ａは、例えば石英板やガラス板等からなる第１の透明板状部材２１０を備えており、該第１の透明板部材２１０には、マトリクス状に多数の凹状の窪み、即ち凹部が掘られている。この凹部には、例えば感光性樹脂材料からなる接着剤が硬化してなる、第１の透明板部材２１０よりも高屈折率の透明な接着層２３０が充填されている。各凹部中に充填された接着層２３０により、マトリクス状に平面配列された多数のマイクロレンズ５００が構築されている。各マイクロレンズ５００の曲面は、相互に屈折率が異なる第１の透明板部材２１０と接着層２３０とにより概ね規定されている。そして、各マイクロレンズ５００は、図７中で下側に凸状に突出した平凸レンズとして構築されている。更に、第１の透明板状部材２１０は、接着層２３０によって接着されたカバーガラス２００によって、覆われている。
【０１０５】
加えて、図７中、第１の透明板状部材２１０の下側に、対向基板２０側において、上述した容量配線４００と共に非開口領域を規定する遮光膜２３が形成されると共に、該遮光膜２３を覆うように対向電極２１が形成されている。
【０１０６】
他方、マイクロフレネルレンズアレイ板１０ａには、各マイクロレンズ５００の光出射側に配置されてマイクロフレネルレンズ９１２が形成されている。マイクロフレネルレンズアレイ板１０ａは、例えばガラス板を用いて構成される第２の透明板状部材９１４を備えている。該第２の透明板状部材９１４上には、各マイクロレンズ５００に対応させて例えば酸化窒化シリコン膜を用いて構成されるマイクロフレネルレンズ９１２が形成されている。また、第２の透明板状部材９１４上には、マイクロフレネルレンズ９１２を埋め込んで、カバー膜として例えばシリコン酸化膜９１０が形成されている。そして、カバー膜９１０上の非開口領域に走査線１１ａが設けられ、カバー膜９１０上に該走査線１１ａを含む第１層から第６層及び各層を層間絶縁する層間絶縁膜が積層されて形成される。
【０１０７】
ここで、図６に示すように、対向基板２０に入射される投射光等の光は、図７に示すように、各マイクロレンズ５００によって集光される。この際、対向基板２０に入射された光のうち、各開口領域の周辺に位置する非開口領域に向かって進む光もマイクロレンズ５００によって集光されるため、光の利用効率を向上させることが可能となる。尚、図７中、点線によってマイクロレンズ５００によって集光された光のようすを概略的に示してある。また、図７に示す構成では、マイクロレンズ５００及び該マイクロレンズ５００に対応するマイクロフレネルレンズ９１２は互いに光軸（同図中、一点鎖線によって示す）を一致させて配置されている。
【０１０８】
各マイクロレンズ５００によって集光された光は各開口領域に入射され、液晶層５０を透過して各画素電極９ａを介して各マイクロフレネルレンズ９１２に入射される。そして、各マイクロフレネルレンズ９１２より平行光が表示光として第２透明板状部材９１４を介して出射される。
【０１０９】
よって、本実施形態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、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。また、マイクロフレネルレンズ９１２の代わりに、マイクロレンズを用いる場合と比較して、当該レンズ自体を薄くすることができる。
【０１１０】
従って、本実施形態によれば、各画素において、光透過率及びコントラストを向上させることが可能となり、高品質な画像表示を行うことができる。また、本実施形態の電気光学装置をプロジェクタのライトバルブとして用いる場合も、当該電気光学装置を薄型化しつつ、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。
【０１１１】
尚、本実施形態では、上述した電気光学装置においてデータ線駆動回路１０１や走査線駆動回路１０４をＴＦＴアレイ基板１０に設ける代わりに、例えばＴＡＢ（Tape Automated bonding）基板上に実装された駆動用ＬＳＩを、外部回路接続端子１０２に異方性導電フィルムを介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。また、対向基板２０の投射光が入射する側及びＴＦＴアレイ基板１０の出射光が出射する側には各々、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。
【０１１２】
＜４：電気光学装置の製造方法＞
次に、上述した電気光学装置の製造プロセスについて、図８及び図９を参照して説明する。図８は、製造プロセスの各工程におけるマイクロフレネルレンズアレイ板１０ａの断面の構成を、順を追って概略的に示す工程図である。また、マイクロレンズを酸化窒化シリコン膜を用いて構成する場合における、酸素の原子数と窒素及び酸素の原子数との比と光学透過率との関係を表すグラフを図９（ａ）に示してあり、酸素の原子数と窒素及び酸素の原子数との比と屈折率との関係を表すグラフを図９（ｂ）に示してある。
【０１１３】
なお、以下においては、本実施形態において特徴的なマイクロフレネルレンズアレイ板１０ａに係る製造工程についてのみ特に詳しく説明することとし、マイクロフレネルレンズアレイ板１０ａ上に形成される走査線１１ａ、半導体層１ａ、ゲート電極３ａ、蓄積容量７０及びデータ線６ａ等の製造工程の説明に関しては省略することとする。また、対向基板２０についても、マイクロレンズアレイ板２０ａ上に遮光膜２３や対向電極２１等を形成する各製造工程については説明を省略することとする。
【０１１４】
先ず、図８を参照してマイクロフレネルレンズアレイ板１０ａに係る製造工程について説明する。尚、以下に説明する製造工程では酸化窒化シリコン膜からなるマイクロフレネルレンズ９１２が形成されるものとする。
【０１１５】
図８（ａ）に示すように、先ず、例えばプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により、第２の透明板状部材９１４の一面上に、酸化窒化シリコン膜９１２ａを形成する。
【０１１６】
ここで、酸化窒化シリコン膜９１２ａにおける酸素の原子数と窒素及び酸素の原子数との比は、以下のような理由により２０［％］以上６０［％］以下であるのが好ましい。図９（ａ）には、酸素の原子数と窒素及び酸素の原子数との比（Ｏ／（Ｏ＋Ｎ））［％］の値を横軸にとり、光学透過率［％］の値を縦軸にとって表したグラフを示してあり、図９（ｂ）には、酸素の原子数と窒素及び酸素の原子数との比［％］の値を横軸にとり、屈折率の値を縦軸にとって表したグラフを示してある。図９（ａ）に示すように、酸化窒化シリコン膜９１２ａにおいて、酸素濃度が２０［％］より小さくなると透過率が低下し、図９（ｂ）に示すように、酸素濃度を６０［％］より大きくすると、屈折率がカバー膜であるシリコン酸化膜９１０や第２の透明板状部材９１４より低くなってしまう。その結果、後述するパターニングとエッチングにより形成される酸化窒化シリコン膜９１２において、マイクロフレネルレンズとして機能し得る屈折率及び光透過率を確保することが困難となる。
【０１１７】
続いて、図８（ｂ）に示すように、マイクロフレネルレンズ９１２を形成するために、酸化窒化シリコン膜９１２ａに対して、１回目の例えばフォトリソグラフィ技術によるパターニング及びエッチングを行う。図８（ｃ）に示すように、以降同様のパターニング及びエッチングを複数回繰り返すことにより、階段形状の凸レンズ部を有するマイクロフレネルレンズ９１２を、第２の透明板状部材９１４上にアレイ状に形成することができる。尚、マイクロフレネルレンズ９１２の凸レンズ部の階段形状の段数を多くすることにより、該凸レンズ部の形状を曲面に近づけることが出来、その結果当該マイクロフレネルレンズ９１２を高精度のレンズとすることが可能となる。
【０１１８】
その後、図８（ｃ）に示すように、アレイ状に形成されたマイクロフレネルレンズ９１２を埋め込んで、シリコン酸化膜９１０を例えばプラズマＣＶＤにより形成して、その表面を例えば化学的機械研磨（ＣＭＰ）処理により平坦化する。その結果、マイクロフレネルレンズアレイ板１０ａを製造することができる。マイクロフレネルレンズアレイ板１０ａのシリコン酸化膜９１０上に、図４から図６を参照して説明した第１層から第６層及び各種層間絶縁膜が順次積層されて形成され、ＴＦＴアレイ基板１０が製造される。
【０１１９】
他方、マイクロレンズアレイ板２０ａは例えば次のように製造される。第１の透明板状部材２１０上に、複数の開口部が設けられたマスクを形成し、該マスクを介して第１の透明板状部材２１０に例えばウエットエッチングを施すことにより、各開口部に対応する凹部を掘る。該凹部は、マイクロレンズ２３０のレンズ曲面に対応する形状を有する。その後、マスクを除去してから、各凹部内に接着剤を充填し、第１の透明板状部材２１０にカバーガラス２００を接着させ、接着剤を硬化させて接着層２３０を形成する。その後、第１の透明板状部材２１０上に、遮光膜２３や対向電極２１等を形成し、対向基板２０が製造される。
【０１２０】
そして、対向基板２０における対向電極２１の形成面及びＴＦＴアレイ基板１０における画素電極９ａの形成面を対向させ、各マイクロレンズアレイ２０ａの光出射側にマイクロフレネルレンズ９１２を配置することにより位置合わせを行って、シール材５２によって貼り合わせた後、対向基板２０及びＴＦＴアレイ基板１０間に液晶を注入して封入する。
【０１２１】
＜５：変形例＞
以上説明した本実施形態の変形例について説明する。対向基板２０に設けられるマイクロレンズアレイ板２０ａにおいて、各マイクロレンズ５００は両凸レンズとして構築されてもよい。このように構成すれば、各マイクロレンズ５００を平凸レンズとする場合と比較して、球面収差を低減して、光の利用効率を向上させることができる。
【０１２２】
また、ＴＦＴアレイ基板１０には、次のようにしてマイクロフレネルレンズアレイ板１０ａが設けられてもよい。
【０１２３】
即ち、図１０に示すように、新たな層を設けることなく、図４から図６を参照して説明した第１層から第５層のいずれか一層にマイクロフレネルレンズ９１２を形成することも可能である。図１０には、第２層から第５層のいずれか一層にマイクロフレネルレンズ９１２を設ける場合における、図７に対応する断面の構成を示してある。ガラス基板等の透明基板１０ｂ上に、図４から図６を参照して説明した第１層から第６層及び各種層間絶縁膜が順次積層されて形成され、ＴＦＴアレイ基板１０が製造される。そして、下地絶縁膜１２、第１層間絶縁膜４１、第２層間絶縁膜４２、若しくは第３層間絶縁膜４３上に、マイクロレンズ５００の光出射側に配置されてマイクロフレネルレンズ９１２が形成される。尚、第１層にマイクロフレネルレンズ９１２を形成する場合は、該マイクロフレネルレンズ９１２は非開口領域に配置された走査線１１ａ等と共に透明基板１０ｂ上に設けられる。
【０１２４】
また、図１１に示すように、透明基板１０ｂにおける一面上に、図４から図６を参照して説明した第１層から第６層及び各種層間絶縁膜が順次積層されてＴＦＴアレイ基板１０が形成され、前記一面の裏側の面にマイクロフレネルレンズアレイ板１０ａを貼り付けて設けてもよい。図１１には、この場合における図７に対応する断面の構成を示してある。マイクロフレネルレンズアレイ板１０ａにおいて、カバー膜として、例えば感光性樹脂材料からなる接着剤が硬化してなる接着層９１０ａが形成され、該接着層９１０ａによって透明基板１０ｂにおける前記裏側の面がマイクロフレネルレンズアレイ板１０ａに接着される。
【０１２５】
図１１中、点線によってマイクロレンズ５００によって集光された光のようすを概略的に示してある。この場合、各マイクロレンズ５００によって集光されて各開口領域に入射された光は、ＴＦＴアレイ基板１０を介して各マイクロフレネルレンズ９１２に入射され、各マイクロフレネルレンズ９１２より平行光が表示光として出射される。
【０１２６】
加えて、ＴＦＴアレイ基板１０にマイクロフレネルレンズアレイ板１０ａを設ける代わりに、対向基板２０に内蔵されてマイクロフレネルレンズ９１２が設けられてもよい。例えば、対向基板２０において、マイクロレンズアレイ板２０ａにマイクロフレネルレンズ９１２が作り込まれて設けられる。図１２は、マイクロフレネルレンズ９１２を内蔵して形成されたマイクロレンズアレイ板２０ａの構成を概略的に示す断面図である。
【０１２７】
図１２に示すように、マイクロレンズアレイ板２０ａにおける接着層２３０には、図７に示すカバーガラス２００の代わりに、マイクロフレネルレンズアレイ板１０ａが接着される。より具体的には、各マイクロレンズ５００の光出射側にマイクロフレネルレンズ９１２が配置され、カバー膜９１０が接着層２３０に接着される。そして、図１２において、第２の透明板状部材９１４における、マイクロフレネルレンズ９１２が形成された面と反対側の面の下側に、同図中には図示しない遮光膜２３や対向電極２１等を形成し、対向基板２０が製造される。尚、ＴＦＴアレイ基板１０は、ガラス基板等の透明基板上に、図４から図６を参照して説明した第１層から第６層及び各種層間絶縁膜が順次積層されて形成され、製造される。
【０１２８】
この場合、対向基板２０に入射される光は、各マイクロレンズ５００によって集光され、マイクロフレネルレンズ９１２によって平行光として開口領域に入射される。よって、各開口領域より表示光を平行光として出射させることが可能となる。
【０１２９】
＜４：電子機器＞
次に、上述した電気光学装置をライトバルブとして用いた電子機器の一例たる投射型カラー表示装置の実施形態について、その全体構成、特に光学的な構成について説明する。ここに、図１３は、投射型カラー表示装置の図式的断面図である。
【０１３０】
図１３において、投射型カラー表示装置の一例たる液晶プロジェクタ１１００は、駆動回路がＴＦＴアレイ基板上に搭載された液晶装置を含む液晶モジュールを３個用意し、それぞれＲＧＢ用のライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂとして用いたプロジェクタとして構成されている。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、３枚のミラー１１０６及び２枚のダイクロックミラー１１０８によって、ＲＧＢの三原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ及びＢに分けられ、各色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂにそれぞれ導かれる。この際特に、Ｂ光は、長い光路による光損失を防ぐために、入射レンズ１１２２、リレーレンズ１１２３及び出射レンズ１１２４からなるリレーレンズ系１１２１を介して導かれる。そして、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂによりそれぞれ変調された三原色に対応する光成分は、ダイクロックプリズム１１１２により再度合成された後、投射レンズ１１１４を介してスクリーンにカラー画像として投射される。
【０１３１】
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、ある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その製造方法、並びに該電気光学装置を具備し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】
【０１３２】
【図１】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】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部における各種素子、配線等の等価回路である。
【図４】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って、下層部分（図６における符号７０（蓄積容量）までの下層の部分）に係る構成のみを示すものである。
【図５】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って、上層部分（図６における符号７０（蓄積容量）を超えて上層の部分）に係る構成のみを示すものである。
【図６】図４及び図５を重ね合わせた場合のＡ−Ａ’断面図である。
【図７】マイクロレンズアレイ板及びマイクロフレネルレンズアレイ板の構成を示す断面図である。
【図８】マイクロフレネルレンズアレイ板に係る製造工程を、順を追って概略的に示す製造工程図である。
【図９】図９（ａ）は、酸素の原子数と窒素及び酸素の原子数との比と光学透過率との関係を表すグラフを示す図であって、図９（ｂ）は、酸素の原子数と窒素及び酸素の原子数との比と屈折率との関係を表すグラフを示す図である。
【図１０】本変形例に係るマイクロフレネルレンズの一の構成を概略的に示す断面図である。
【図１１】本変形例に係るマイクロフレネルレンズの他の構成を概略的に示す断面図である。
【図１２】本変形例に係るマイクロフレネルレンズの他の構成を概略的に示す断面図である。
【図１３】本発明の電子機器の実施形態である投射型カラー表示装置の一例たるカラー液晶プロジェクタを示す図式的断面図である。
【符号の説明】
【０１３３】
９ａ…画素電極
１０…ＴＦＴアレイ基板
１０ａ…マイクロフレネルレンズアレイ板
２０…対向基板
２０ａ…マイクロレンズアレイ板
５０…液晶層
５００…マイクロレンズ
９１２…マイクロフレネルレンズ
【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】
2005215122.tif 000009
【図８】
2005215122.tif 000010
【図９】
2005215122.tif 000011
【図１０】
2005215122.tif 000012
【図１１】
2005215122.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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