(57)【要約】【課題】光の利用効率に優れた素子基板を容易に製造可能な電気光学装置用基板の製造方法、電気光学装置用基板、電気光学装置及び電子機器を提供すること。【解決手段】平面視で少なくとも画素電極と重なる領域であって、画素電極側から、第二遮光層、第二絶縁層、第一絶縁層および第一遮光層を貫通する凹部を形成すると共に、凹部の底部を曲面状に形成することとしたので、当該凹部の底部をマイクロレンズとして用いることができる。また、凹部形成工程を、スイッチング素子の半導体層を形成した後に行うこととしたので、スイッチング素子の半導体層を形成する環境に影響されること無く容易に凹部（マイクロレンズ）を形成することができる。これにより、光の利用効率に優れた素子基板を容易に製造することができる。【選択図】図２
2013073181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、画素電極とを有する電気光学装置用基板の製造方法であって、
前記基板と前記画素電極との間に、前記画素電極に対応して、半導体層を有するスイッチング素子を形成するスイッチング素子形成工程と、
前記スイッチング素子と前記基板との間であって、平面視で前記スイッチング素子の前記半導体層のチャネル領域と重なる領域に第一遮光層を形成する第一遮光層形成工程と、
前記第一遮光層と前記スイッチング素子との間であって、平面視で少なくとも前記スイッチング素子と重なる領域に第一絶縁層を形成する第一絶縁層形成工程と、
前記スイッチング素子と前記画素電極との間であって、平面視で少なくとも前記スイッチング素子と重なる領域に第二絶縁層を形成する第二絶縁層形成工程と、
前記第二絶縁層と前記画素電極との間であって、平面視で前記チャネル領域と重なる領域に、第二遮光層を形成する第二遮光層形成工程と、
平面視で少なくとも前記画素電極と重なる領域であって、前記画素電極側から、前記第二遮光層、前記第二絶縁層、前記第一絶縁層および前記第一遮光層を貫通する凹部を形成すると共に、前記凹部の底部を曲面状に形成する凹部形成工程と
を含む電気光学装置用基板の製造方法。
【請求項２】
前記凹部形成工程は、前記凹部の内周面のうち前記第一遮光層から前記底部までの少なくとも一部分を、前記基板の表面に垂直に形成することを含む
請求項１に記載の電気光学装置用基板の製造方法。
【請求項３】
前記凹部形成工程は、少なくとも前記凹部の底部の形状と同一の形状が形成されたエッチングマスクを用いてエッチングを行うことを含む
請求項１又は請求項２に記載の電気光学装置用基板の製造方法。
【請求項４】
前記凹部形成工程は、前記第二遮光層の少なくとも一部をマスクとして用いてエッチングを行うことを含む
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の電気光学装置用基板の製造方法。
【請求項５】
前記第二遮光層形成工程は、平面視において前記第二遮光層の外周が前記第一遮光層の外周に対して張り出すように前記第二遮光層を形成することを含む
請求項４に記載の電気光学装置用基板の製造方法。
【請求項６】
基板と、
画素電極と、
前記基板と前記画素電極との間に、前記画素電極に対応して設けられたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子と前記基板との間に設けられ、平面視で前記スイッチング素子の半導体層のチャネル領域と重なる領域に設けられた第一遮光層と、
前記第一遮光層と前記スイッチング素子との間に設けられ、平面視で少なくとも前記スイッチング素子と重なる領域に設けられた第一絶縁層と、
前記スイッチング素子と前記画素電極との間に設けられ、平面視で少なくとも前記スイッチング素子と重なる領域に設けられた第二絶縁層と、
前記第二絶縁層と前記画素電極との間に設けられ、平面視で前記チャネル領域と重なる領域に設けられた第二遮光層と、
平面視で少なくとも前記画素電極と重なる領域に設けられ、前記画素電極側から、前記第二遮光層、前記第二絶縁層、前記第一絶縁層および前記第一遮光層を貫通する凹部と
を備え、
前記凹部の側面は、前記基板の主面に略垂直であり、前記第一遮光層よりも前記基板側まで設けられ、
前記凹部の底部は曲面状である
電気光学装置用基板。
【請求項７】
前記第二遮光層は、平面視において周縁部が前記第一遮光層の外周に対して張り出すように形成されている
請求項６に記載の電気光学装置用基板。
【請求項８】
前記第一遮光層及び前記第二遮光層のうち少なくとも一部は、前記半導体層と前記画素電極とを電気的に接続する配線を兼ねている
請求項６又は請求項７に記載の電気光学装置用基板。
【請求項９】
請求項６から請求項８のうちいずれか一項に記載の電気光学装置用基板を備える電気光学装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電気光学装置を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学装置用基板の製造方法、電気光学装置用基板、電気光学装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターのライトバルブとして用いられる液晶装置の画像表示領域には、光を射出する画素部と、当該画素部に電気信号を供給する配線が形成された画素間領域とが設けられている。例えば、液晶装置においては、当該画素間領域は遮光部によって覆われ、遮光部において光が透過しないようになっている。
【０００３】
このような液晶装置においては、画素部から射出される光の光量はできるだけ多く、明るい光であることが望まれており、高い光利用効率を実現することが求められている。これに対して、例えば液晶装置の対向基板や素子基板などにマイクロレンズを形成することにより、液晶パネルの表示に寄与しない部分に入射した光を、液晶パネルの画素部に収束し、液晶パネルの実質的な開口率の向上を図る構成が知られている。
【０００４】
このうち、素子基板にマイクロレンズを形成した例としては、特許文献１に示すように、無機マイクロレンズを形成した後、平坦化してＴＦＴを形成する素子基板の構成が知られている。また、特許文献２に示すように、基板上にＴＦＴを形成した後、当該基板の裏面を研磨し、マイクロレンズが形成された基板を貼り付けた構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３３０００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の構成においては、マイクロレンズ形成後に例えば１０００℃を超える環境下でＴＦＴを形成するため、マイクロレンズに耐熱性を持たせる必要があるが、レンズ層のクラック耐性から厚いレンズの形成は現実的には困難である。また、特許文献２に記載の構成においては、基板を高精度に研磨する必要がある上、樹脂層を介してマイクロレンズ基板を貼り付けるため、光の利用効率の面で不安がある。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明は、光の利用効率に優れた素子基板を容易に製造可能な電気光学装置用基板の製造方法、電気光学装置用基板、電気光学装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電気光学装置用基板の製造方法は、基板と、画素電極とを有する電気光学装置用基板の製造方法であって、前記基板と前記画素電極との間に、前記画素電極に対応して、半導体層を有するスイッチング素子を形成するスイッチング素子形成工程と、前記スイッチング素子と前記基板との間であって、平面視で前記スイッチング素子の半導体層のチャネル領域と重なる領域に第一遮光層を形成する第一遮光層形成工程と、前記第一遮光層と前記スイッチング素子との間であって、平面視で少なくとも前記スイッチング素子と重なる領域に第一絶縁層を形成する第一絶縁層形成工程と、前記スイッチング素子と前記画素電極との間であって、平面視で少なくとも前記スイッチング素子と重なる領域に第二絶縁層を形成する第二絶縁層形成工程と、前記第二絶縁層と前記画素電極との間であって、平面視で前記チャネル領域と重なる領域に、第二遮光層を形成する第二遮光層形成工程と、平面視で少なくとも前記画素電極と重なる領域であって、前記画素電極側から、前記第二遮光層、前記第二絶縁層、前記第一絶縁層および前記第一遮光層を貫通する凹部を形成すると共に、前記凹部の底部を曲面状に形成する凹部形成工程とを含む。
【０００９】
本発明によれば、平面視で少なくとも画素電極と重なる領域であって、画素電極側から、第二遮光層、第二絶縁層、第一絶縁層および第一遮光層を貫通する凹部を形成すると共に、凹部の底部を曲面状に形成することとしたので、当該凹部の底部をマイクロレンズとして用いることができる。また、凹部形成工程を、スイッチング素子の半導体層を形成した後に行うこととしたので、スイッチング素子の半導体層を形成する環境に影響されること無く容易に凹部（マイクロレンズ）を形成することができる。これにより、光の利用効率に優れた素子基板を容易に製造することができる。
【００１０】
上記の電気光学装置用基板の製造方法において、前記凹部形成工程は、前記凹部の内周面のうち前記第一遮光層から前記底部までの少なくとも一部分を、前記基板の表面に垂直に形成することを含むことが好ましい。  
本発明によれば、凹部の内周面のうち第一遮光層から底部までの少なくとも一部分を、基板の表面に垂直に形成することとしたので、当該垂直に形成した一部分において光を平面視で凹部の中央部側に反射することができる。これにより、光の利用効率に優れた素子基板を製造することができる。
【００１１】
上記の電気光学装置用基板の製造方法において、前記凹部形成工程は、少なくとも前記凹部の底部の形状と同一の形状が形成されたエッチングマスクを用いてエッチングを行うことを含むことが好ましい。  
本発明によれば、凹部形成工程において、少なくとも凹部の底部の形状と同一の形状が形成されたエッチングマスクを用いてエッチングを行うこととしたので、当該エッチングマスクに形成された形状を転写するように凹部を形成することができる。これにより、容易に凹部を形成することができる。
【００１２】
上記の電気光学装置用基板の製造方法において、前記凹部形成工程は、前記第二遮光層の少なくとも一部をマスクとして用いてエッチングを行うことを含むことが好ましい。  
本発明によれば、凹部形成工程において、第二遮光層の少なくとも一部をマスクとしてエッチングを行うこととしたので、別途エッチングマスクを配置する手間を省くことができる。これにより、製造工程の煩雑化を回避することができる。
【００１３】
上記の電気光学装置用基板の製造方法において、前記第二遮光層形成工程は、平面視において前記第二遮光層の外周が前記第一遮光層の外周に対して張り出すように前記第二遮光層を形成することを含むことが好ましい。  
本発明によれば、平面視において第二遮光層の外周が第一遮光層の外周に対して張り出すように第二遮光層を形成することとしたので、第二遮光層を用いてエッチングを行う際に、半導体層の周囲にマージンを確保することができる。これにより、半導体層が露出するのを防ぐことができるので、信頼性の高い素子基板を製造することができる。
【００１４】
本発明に係る電気光学装置用基板は、基板と、画素電極と、前記基板と前記画素電極との間に、前記画素電極に対応して設けられたスイッチング素子と、前記スイッチング素子と前記基板との間に設けられ、平面視で前記スイッチング素子の半導体層のチャネル領域と重なる領域に設けられた第一遮光層と、前記第一遮光層と前記スイッチング素子との間に設けられ、平面視で少なくとも前記スイッチング素子と重なる領域に設けられた第一絶縁層と、前記スイッチング素子と前記画素電極との間に設けられ、平面視で少なくとも前記スイッチング素子と重なる領域に設けられた第二絶縁層と、前記第二絶縁層と前記画素電極との間に設けられ、平面視で前記チャネル領域と重なる領域に設けられた第二遮光層と、平面視で少なくとも前記画素電極と重なる領域に設けられ、前記画素電極側から、前記第二遮光層、前記第二絶縁層、前記第一絶縁層および前記第一遮光層を貫通する凹部とを備え、前記凹部の側面は、前記基板の主面に略垂直であり、前記第一遮光層よりも前記基板側まで設けられ、前記凹部の底部は曲面状である。
【００１５】
本発明によれば、平面視で少なくとも画素電極と重なる領域に設けられ、画素電極側から、第二遮光層、第二絶縁層、第一絶縁層および第一遮光層を貫通する凹部であって底部が曲面状の凹部を備えることとしたので、当該凹部の底部をマイクロレンズとして用いることができる。また、凹部の側面が基板の主面に略垂直であるので、この凹部の側面において光を平面視で凹部の中央部側に反射することができる。これにより、光の利用効率に優れた素子基板を得ることができる。
【００１６】
上記の素子基板において、前記第二遮光層は、平面視において周縁部が前記第一遮光層の外周に対して張り出すように形成されていることが好ましい。  
本発明によれば、平面視において第二遮光層の周縁部が第一遮光層の外周に対して張り出すように形成されているので、半導体層に光が入射されるのをより確実に防ぐことができる。これにより、信頼性の高い素子基板を得ることができる。
【００１７】
上記の素子基板において、前記第一遮光層及び前記第二遮光層のうち少なくとも一部は、前記半導体層と前記画素電極とを電気的に接続する配線を兼ねていることが好ましい。  
本発明によれば、第一遮光層及び第二遮光層のうち少なくとも一部が、半導体層と画素電極とを電気的に接続する配線を兼ねているので、それぞれ別個に第一遮光層、第二遮光層及び配線を配置させる場合に比べて、スペースを節約することができる。
【００１８】
本発明に係る電気光学装置は、上記の素子基板を備える。  
本発明によれば、光の利用効率に優れ容易に製造可能な素子基板を備えるので、所期の品質を備えた安価な電気光学装置を得ることができる。
【００１９】
本発明に係る電子機器は、上記の電気光学装置を備える。  
本発明によれば、所期の品質を備えた安価な電気光学装置を備えるので、所期の表示品質を備えた安価な電子機器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第一実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図。
【図２】本実施形態に係る液晶装置の断面構成を示す図。
【図３】本実施形態に係る液晶装置の電気的構成を示す配線図。
【図４】本実施形態に係る素子基板の製造過程を示す図。
【図５】本実施形態に係る素子基板の製造過程を示す図。
【図６】本実施形態に係る素子基板の製造過程を示す図。
【図７】本実施形態に係る素子基板の製造過程を示す図。
【図８】本実施形態に係る素子基板の製造過程を示す図。
【図９】本発明の第二実施形態に係る素子基板の製造過程を示す図。
【図１０】本実施形態に係る素子基板の製造過程を示す図。
【図１１】本実施形態に係る素子基板の製造過程を示す図。
【図１２】本実施形態に係る素子基板の製造過程を示す図。
【図１３】本実施形態に係る素子基板の製造過程を示す図。
【図１４】本発明の第三実施形態に係るプロジェクターの構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［第一実施形態］  
以下、図面を参照して、本発明の第一実施形態を説明する。  
図１は、本実施形態に係る液晶装置１２０の構成を示す平面図である。図２は、液晶装置１２０のＡ−Ａ断面に沿った構成を示す図である。
【００２２】
図１に示すように、液晶装置１２０は、ＴＦＴアレイ基板２３０と対向基板２１０とを重ね合わせるとともに、両者の間に設けられたシール材５２により貼り合わせた構成を有する。シール材５２によって区画された領域内には液晶層２５０が封入されている。シール材５２の形成領域の内側には、遮光性材料からなる周辺見切り５３が形成されている。
【００２３】
シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路４１および外部回路実装端子４２がＴＦＴアレイ基板２３０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路５４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板２３０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路５４の間を接続するための複数の配線５５が設けられている。また、対向基板２１０の角部においては、ＴＦＴアレイ基板２３０と対向基板２１０との間で電気的導通をとるための基板間導通材５６が配設されている。
【００２４】
なお、データ線駆動回路４１および走査線駆動回路５４をＴＦＴアレイ基板２３０の上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（Tape Automated Bonding）基板とＴＦＴアレイ基板２３０の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的および機械的に接続するようにしてもよい。
【００２５】
図２に示すように、対向基板２１０は、基材２００、光屈折層２０１、遮光部２０３、保護層２０４、共通電極２０５及び配向膜２０６を有している。
【００２６】
基材２００は、例えばガラスや石英など、光透過性を有する材料を用いて構成されている。基材２００は、液晶層２５０側の第一面２００ａに形成された複数の第一凹部２００ｂを有している。複数の第一凹部２００ｂは、平面視で複数の画素の各々と重なり合うように配置されている。本実施形態では、複数の第一凹部２００ｂは、マトリクス状に配列された構成を有している。複数の第一凹部２００ｂの底部は、それぞれ曲面状に形成されている。
【００２７】
光屈折層２０１は、複数の第一凹部２００ｂを含む基材２００の第一面２００ａの略全面に積層されている。光屈折層２０１は、例えば基材２００よりも光屈折率の高い材料（第一材料）を用いて形成されている。このような第一材料としては、例えばプラズマＣＶＤ法に適用可能な材料（例えば、無機材料）などが挙げられる。
【００２８】
本実施形態では、第一凹部２００ｂの底部が曲面状に形成されているため、基材２００に入射して第一凹部２００ｂに到達した光は、基材２００と光屈折層２０１との間の光屈折率の差により、平面視で第一凹部２００ｂの中央部側へ屈折する。このように、光屈折層２０１のうち、複数の複数の第一凹部２００ｂの内部に設けられる部分は、光を集光する第一マイクロレンズＭＬ１を構成している。各々の第一マイクロレンズＭＬ１は、平面視で複数の画素の各々と重なり合うように配置される。
【００２９】
遮光部２０３は、光屈折層２０１の第二面２０１ａのうち第一マイクロレンズＭＬ１同士の境界に平面視で重なる領域に形成されている。保護層２０４は、光屈折層２０１の第二面２０１ａ及び遮光部２０３を覆うように形成されている。保護層２０４は、当該第二面２０１ａのほぼ全面に亘って形成されている。共通電極２０５は、保護層２０４のほぼ全面に亘って形成されている。配向膜２０６は、共通電極２０５を覆うように形成されている。
【００３０】
ＴＦＴアレイ基板２３０は、基材２２０、下地層２２１、第一遮光層２２２、第一絶縁層２２３、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスター）２２４、第二絶縁層２２５、第二遮光層２２６、第三絶縁層２２７、画素電極２２８及び配向膜２２９を有している。ＴＦＴアレイ基板２３０は、平面視で画素電極２２８に重なる画素領域２３５と、当該画素領域２３５から外れた画素間領域２３６とが設けられている。
【００３１】
基材２２０は、基材２００と同様、例えばガラスや石英など、光透過性を有する材料を用いて形成されている。下地層２２１は、基材２００の表面に形成されている。第一遮光層２２２は、下地層２２１の液晶層２５０側の表面２２１ａに設けられている。第一絶縁層２２３は、第一遮光層２２２を含む下地層２２１の表面２２１ａを覆うように形成されている。
【００３２】
ＴＦＴ２２４は、画素電極２２８を駆動するスイッチング素子である。当該ＴＦＴ２２４は、半導体層２２４ａ及び不図示のゲート電極を有して構成されている。半導体層２２４ａには、ソース領域、チャネル領域及びドレイン領域が形成されている。チャネル領域とソース領域、又は、チャネル領域とドレイン領域との界面には、例えばＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）領域が形成されていてもよい。
【００３３】
ゲート電極は、ＴＦＴアレイ基板２３０上において平面視で半導体層のチャネル領域と重なる領域に第二絶縁層２２５の一部（ゲート絶縁膜）を介して形成されている。図示を省略しているが、ゲート電極は、下層側に配置された走査線２４２（図３参照）にコンタクトホールを介して電気的に接続されており、走査信号が印加されることによってＴＦＴ２２４をオン／オフ制御している。
【００３４】
第一遮光層２２２及び第二遮光層２２６は、上記対向基板２１０の遮光部２０３に平面視で重なるように格子状に形成されている。第一遮光層２２２及び第二遮光層２２６は、ＴＦＴアレイ基板２３０の厚さ方向において、ＴＦＴ２２４を挟むように配置されている。第一遮光層２２２及び第二遮光層２２６が設けられていることにより、ＴＦＴ２２４への光の入射が抑制されている。第一遮光層２２２に囲まれている矩形状の領域（開口部２２２ａ）、及び、第二遮光層２２６に囲まれている矩形状の領域（開口部２２６ａ）は、光が透過する領域となる。
【００３５】
画素電極２２８は、開口部２２２ａ及び開口２２６ａに平面視で重なる領域に設けられている。ＴＦＴ２２４や当該ＴＦＴ２２４に電気信号を供給する不図示の電極や配線５５（図１等参照）等は、第一遮光層２２２及び第二遮光層２２６に平面視で重なる領域に設けられている。なお、これらの電極や配線５５等が第一遮光層２２２及び第二遮光層２２６を兼ねた構成であっても構わない。また、配向膜２２９は、画素電極２２８を覆うように形成されている。
【００３６】
平面視で画素電極２２８が形成された領域には、凹部２３１が形成されている。凹部２３１は、第二絶縁層２２５、第一絶縁層２２３及び下地層２２１をＴＦＴアレイ基板２３０の積層方向に貫通すると共に、基材２２０の一部に到達するように形成されている。凹部２３１の底部２３１ａは、曲面状に形成されている。なお、第一絶縁層２２３及び第二絶縁層２２５は、同一の材料を用いて形成されている。
【００３７】
凹部２３１の内部には、基材２２０よりも低い光屈折率を有する材料が充填されており、レンズ層２３３が形成されている。レンズ層２３３を構成する材料としては、例えばガラスや樹脂などを幅広く採用することができる。レンズ層２３３のうち液晶層２５０側の端面は、第二遮光層２２６の表面と面一に形成されている。
【００３８】
このように凹部２３１の底部２３１ａが曲面状に形成されているため、画素電極２２８を透過してレンズ層２３３に入射した光は、レンズ層２３３と基材２２０との間の光屈折率の差により、平面視でレンズ層２３３の中央部側へ屈折する。このように、凹部２３１（レンズ層２３３）の底部２３１ａは、光を集光する第二マイクロレンズＭＬ２を構成している。
【００３９】
また、凹部２３１の内周面２３１ｂのうち、第一遮光層２２２から底部２３１ａまでの一部分は、基材２２０の表面２２０ａにほぼ垂直に形成されている。この一部分（垂直領域）２３１ｃは、凹部２３１の内部に入射した光を底部２３１ａへ向けて反射する。なお、垂直領域２３１ｃが基材２２０の表面に対してほぼ垂直な状態とは、垂直領域２３１ｃと基材２２０の表面との間でなす角度が９０°±２°の範囲である場合を含むものとする。
【００４０】
液晶層２５０は、対向基板２１０側の配向膜２０６と、ＴＦＴアレイ基板２３０側の配向膜２２９との間に封入されている。
【００４１】
図３は、液晶装置１２０の電気的な構成を示す回路図である。  
図３に示すように、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の各々には、画素電極２２８、及びＴＦＴ２２４が形成されている。ＴＦＴ２２４は、画素電極２２８に電気的に接続されており、液晶装置１２０の動作時において、画素電極２２８に対する画像信号の供給及び非供給を相互に切り替えるように、画素電極２２８をスイッチング制御する。画像信号が供給されるデータ線２４１は、ＴＦＴ２２４のソース領域に電気的に接続されている。
【００４２】
ＴＦＴ２２４のゲートには走査線２４２が電気的に接続されている。液晶装置１２０は、所定のタイミングで、走査線２４２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２２８は、ＴＦＴ２２４のドレインに電気的に接続されている。画素電極２２８には、スイッチング素子であるＴＦＴ２２４を一定期間だけ閉じることにより、データ線２４１から供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが、各画素の液晶に所定のタイミングで書き込まれる。
【００４３】
液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極２２８と対向基板２１０に形成された共通電極２０５との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。なお、保持された画像信号がリークするのを防止するため、画素電極２２８と容量線２４３との間に蓄積容量２７０が形成され、液晶容量と並列に配置されている。このように、液晶に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルにより液晶の配向状態が変化する。これにより、液晶に入射した光が変調されて階調表示が可能となる。
【００４４】
液晶層２５０を構成する液晶は、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。例えば、ノーマリーホワイトモードの場合、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する。ノーマリーブラックモードの場合、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し、全体として液晶装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が射出される。
【００４５】
図２に示すように、上記のように構成された液晶装置１２０において、例えば対向基板２１０の基材２００に入射した光Ｌ１（平行光）は、第一マイクロレンズＭＬ１によって開口部２０３ｂの中央部側へ屈折される。その後、液晶層２５０を通過した光Ｌ１は、液晶装置１２０の垂直方向に対して傾いた方向に進行する。この光Ｌ１は、ＴＦＴアレイ基板２３０のレンズ層２３３に入射し、第二マイクロレンズＭＬ２によって平面視でレンズ層２３３の内側へ屈折される。この光屈折により、光Ｌ１の進行方向は、液晶装置１２０の垂直方向に沿った方向に近づけられることになる。
【００４６】
また、基材２００に入射した光Ｌ２については、第一マイクロレンズＭＬ１によって開口部２０３ｂの中央部側へ屈折される。この光屈折により、光Ｌ２の進行方向は、遮光部２０３から逸れた方向に屈折される。その後、液晶層２５０を通過した光Ｌ２は、液晶装置１２０の垂直方向に対して傾いた方向に進行するものの、第二マイクロレンズＭＬ２によって平面視でレンズ層２３３の内側へ屈折される。この光屈折により、光Ｌ２の進行方向は、液晶装置１２０の垂直方向に沿った方向に近づけられる。
【００４７】
更に、基材２００に入射した光Ｌ３については、第一マイクロレンズＭＬ１によって開口部２０３ｂの中央部側へ屈折され、液晶層２５０を通過した後、液晶装置１２０の垂直方向に対して傾いた方向に進行する。この光Ｌ３は、凹部２３１の垂直領域２３１ｃによって反射され、第二マイクロレンズＭＬ２によって平面視でレンズ層２３３の内側へ屈折される。この光屈折により、光Ｌ３の進行方向は、液晶装置１２０の垂直方向に沿った方向に近づけられる。
【００４８】
このように、対向基板２１０側の第一マイクロレンズＭＬ１と、ＴＦＴアレイ基板２３０側の第二マイクロレンズＭＬ２とにより、対向基板２１０からＴＦＴアレイ基板２３０へと液晶装置１２０を透過する光は、液晶装置１２０の垂直方向に近い方向に射出されることになる。このため、光の利用効率が高められることになる。
【００４９】
次に、上記のＴＦＴアレイ基板２３０の製造方法を説明する。  
まず、ガラスや石英などを用いて形成された基材２２０を用意する。次に、図４に示すように、当該基材２２０の表面に下地層２２１を形成する。下地層２２１を形成した後、当該下地層２２１の表面２２１ａのうち平面視で上記構成における画素間領域２３６となる領域に第一遮光層２２２を形成する（第一遮光層形成工程）。
【００５０】
次に、第一遮光層２２２を含む下地層２２１の表面２２１ａを覆うように第一絶縁層２２３を形成する（第一絶縁層形成工程）。第一絶縁層２２３を形成した後、第一絶縁層２２３の表面２２３ａのうち第一遮光層２２２に平面視で重なる部分に、ＴＦＴ２２４を形成する。この工程においては、例えば１０００℃を超える高温プロセスにより、ＴＦＴ２２４の一部を構成する半導体層２２４ａを形成する（スイッチング素子形成工程）。
【００５１】
半導体層２２４ａを形成した後、半導体層２２４ａを含む第一絶縁層２２３の表面２２３ａを覆うように第二絶縁層２２５を形成する（第二絶縁層形成工程）。第二絶縁層形成工程では、例えば第一絶縁層２２３と同一の材料を用いて第二絶縁層２２５を形成する。第二絶縁層２２５を形成した後、当該第二絶縁層２２５の表面２２５ａのうち少なくとも半導体層２２４ａに平面視で重なる部分に第二遮光層２２６を形成する（第二遮光層形成工程）。以上の工程を経て、図４に示す状態となる。
【００５２】
次に、図５に示すように、第二遮光層２２６の表面にエッチングマスク２８０を配置する。エッチングマスク２８０は、例えば第一絶縁層２２３及び第二絶縁層２２５の構成材料と同一の材料を用いて予め形成しておく。このエッチングマスク２８０は、格子状に形成された平坦部２８１と、平坦部２８１に囲まれた領域に配置され上記の第二マイクロレンズＭＬ２に対応する形状に形成された凹部２８２と、を有している。エッチングマスク２８０は、凹部２８２の平面視中央部において最も薄くなっている。ここでは、図５に示すように、平面視で平坦部２８１が画素間領域２３６に重なると共に、凹部２８２が画素領域２３５に重なるようにエッチングマスク２８０を配置する。
【００５３】
エッチングマスク２８０を配置した後、例えばフッ素系などのハロゲン系のエッチングガスを用いて、当該エッチングマスク２８０の表面側からドライエッチング処理を行う。このドライエッチング処理においては、図６に示すように、エッチングマスク２８０の全面が表面側から第二遮光層２２６側へかけて、垂直方向に等しい速度で除去されていく。ドライエッチング処理を進めていくと、まずエッチングマスク２８０のうち最も薄く形成された凹部２８２の中央部が貫通される。当該凹部２８２の中央部が貫通されると、エッチングマスク２８０から第二絶縁層２２５の表面２２５ａの一部が露出する。
【００５４】
この状態でドライエッチング処理を進めることにより、第二絶縁層２２５の表面２２５ａのうち露出した部分が除去され、図６に示すように、第二絶縁層２２５には凹部２３８が形成される。なお、エッチングマスク２８０の構成材料と、第二絶縁層２２５の構成材料とを等しくしておくことにより、単一種類のエッチングガスにより、エッチングマスク２８０と第二絶縁層２２５とを等しい速度で除去することができる。
【００５５】
その後、ドライエッチング処理を継続することにより、エッチングマスク２８０の全面が等しい速度で垂直方向に除去されていく。エッチングマスク２８０は、凹部２８２の平面視中央部から外周部にかけて徐々に貫通され、最後に平坦部２８１が除去される。凹部２８２のうち貫通される部分が広がるにつれて、第二絶縁層２２５の露出部分が大きくなる。また、第二絶縁層２２５については、エッチングマスク２８０に対する露部分がエッチングマスク２８０の除去速度と等しい速度で垂直方向に除去されていく。
【００５６】
このようにドライエッチング処理を継続して行うと、エッチングマスク２８０が平坦部２８１まで全て除去され、図７に示すように、第二絶縁層２２５から第一絶縁層２２３にかけて、エッチングマスク２８０の凹部２８２の形状が転写された状態となる。これにより、凹部２３８には基材２２０側へ向けて湾曲した底部２３１ａが形成されることになる。
【００５７】
その後、ドライエッチング処理を継続して行うと、表面に配置された第二遮光層２２６がエッチングマスクとして機能し、凹部２３８の内部全体が垂直方向に等しい速度で除去されていく。このため、底部２３１ａの形状が保持されたまま、凹部２３８が第一絶縁層２２３から下地層２２１を貫通し、基材２２０の内部へ向けて垂直方向に形成されていく。
【００５８】
この結果、図８に示すように、画素電極２２８側から、第二遮光層２２６、第二絶縁層２２５、第一絶縁層２２３、第一遮光層２２２及び下地層２２１を貫通するように、かつ、基材２２０の一部に到達するように、凹部２３１が形成される。この工程においては、凹部２３１の底部２３１ａは曲面状に形成され、第二マイクロレンズＭＬ２のレンズ面として用いられる（以上、凹部形成工程）。なお、当該凹部形成工程において、凹部２３１の底部２３１ａが基材２２０の表面２２０ａに到達してからのエッチングの時間を調整することにより、凹部２３１の内周面２３１ｂの一部に垂直領域２３１ｃを形成することができる。
【００５９】
その後、凹部２３１の内部に、基材２２０よりも光屈折率の低い材料を充填してレンズ層２３３（図２参照）を形成する。半導体層２２４ａを形成した後に（高温プロセスを経た後に）レンズ層２３３を形成するため、レンズ層２３３の構成材料として１０００℃以上の環境に対して耐熱性を有するような材料に限定されることは無い。例えば５００℃程度の環境若しくはそれ以下の温度の環境に対して耐熱性を有する材料（ガラスや樹脂など）を用いることができるため、幅広く材料を選択することができ、容易にレンズ層２３３を形成することができる。
【００６０】
レンズ層２３３を形成した後、第二遮光層２２６及びレンズ層２３３の表面に、上記第三絶縁層２２７や配線、電極などを形成し、第三絶縁層２２７の表面に画素電極２２８及びコンタクトホールなどを形成する。その後、画素電極２２８及び第三絶縁層２２７を覆うように配向膜２２９を形成することで、ＴＦＴアレイ基板２３０が製造されることになる。
【００６１】
以上のように、本実施形態によれば、画素電極２２８側から、第二遮光層２２６、第二絶縁層２２５、第一絶縁層２２３、第一遮光層２２２及び下地層２２１を貫通するように、かつ、基材２２０の一部に到達するように、凹部２３１を形成すると共に、凹部２３１の底部２３１ａを曲面状に形成することとしたので、当該凹部２３１の底部２３１ａを第二マイクロレンズＭＬ２として用いることができる。また、凹部形成工程を、半導体層２２４ａの形成後に行うこととしたので、半導体層２２４ａを形成する際の高温プロセス下の環境に影響されること無く容易に凹部２３１（第二マイクロレンズＭＬ２）を形成することができる。これにより、光の利用効率に優れたＴＦＴアレイ基板２３０を容易に製造することができる。
【００６２】
また、本実施形態によれば、凹部形成工程において、凹部２３１の内周面２３１ｂに垂直領域２３１ｃを形成することとしたので、当該垂直領域２３１ｃにおいて光を平面視で凹部２３１の中央部側に反射することができる。これにより、光の利用効率に優れたＴＦＴアレイ基板２３０が得られることになる。
【００６３】
また、本実施形態によれば、光の利用効率に優れ容易に製造可能なＴＦＴアレイ基板２３０を備えるので、所期の品質を備えた安価な液晶装置１２０を得ることができる。
【００６４】
［第二実施形態］  
次に、本発明の第二実施形態を説明する。  
図９〜図１３は、本実施形態に係る素子基板の製造過程を示す断面図である。  
本実施形態では、第一実施形態と同様に、基材２２０の表面に下地層２２１を形成し、当該下地層２２１の表面２２１ａの画素間領域２３６となる領域に第一遮光層２２２を形成する。また、下地層２２１及び第一遮光層２２２を覆うように第一絶縁層２２３を形成し、第一絶縁層２２３の表面２２３ａにＴＦＴ２２４を形成する。
【００６５】
その後、半導体層２２４ａ及び第一絶縁層２２３を覆うように第二絶縁層２２５を形成し、第二絶縁層２２５の表面２２５ａのうち少なくとも半導体層２２４ａに平面視で重なる部分に第二遮光層２２６を形成する。この第二遮光層２２６を形成する工程において、本実施形態では、図９に示すように、平面視において第二遮光層２２６の周縁部が第一遮光層２２２の外周に対して張り出すように当該第二遮光層２２６を形成する。
【００６６】
その後、第二遮光層２２６をエッチングマスクとして用い、第二絶縁層２２５、第一絶縁層２２３及び第一遮光層２２２に対してドライエッチング処理を行う。この処理により、図９に示すように、第二絶縁層２２５、第一絶縁層２２３及び第一遮光層２２２を貫通し、下地層２２１の表面を露出するように、凹部２３１が形成される。
【００６７】
次に、図１０に示すように、第二遮光層２２６及び凹部２３１の表面を覆うように、エッチングマスク層２３７を形成する。このエッチングマスク層２３７としては、例えばｐ−Ｓｉや金属材料（メタルマスク）などが用いられる。
【００６８】
エッチングマスク層２３７を形成した後、図１１に示すように、当該エッチングマスク層２３７のうち凹部２３１の平面視中央部に開口部２３７ａを形成する。当該開口部２３７ａは、例えば直径が１μｍ程度に形成される。
【００６９】
開口部２３７ａを形成した後、当該開口部２３７ａから下地層２２１側にエッチング溶液を浸透させ、ウエットエッチング処理を行う。この工程では、開口部２３７ａを介して下地層２２１の平面視中央部にエッチング溶液を供給することにより、底部２３１ａから垂直方向に対して放射状に広がるように除去される。このため、図１２に示すように、底部２３１ａが曲面状に形成される。底部２３１ａを曲面状に形成した後、図１３に示すように、エッチングマスク層２３７を除去する。なお、この後、底部２３１ａに対してドライエッチング処理を行うことにより底部２３１ａを掘り下げ、垂直領域を形成しても構わない。
【００７０】
以上のように、本実施形態によれば、平面視において第二遮光層２２６の周縁部が第一遮光層２２２の外周に対して張り出すように第二遮光層２２６を形成することとしたので、第二遮光層２２６を用いてエッチングを行う際に、半導体層２２４ａの周囲にマージンを確保することができる。これにより、半導体層２２４ａの側部が露出するのを防ぐことができるので、信頼性の高い素子基板を製造することができる。また、この構成によれば、対向基板２１０側からの光が半導体層２２４ａに入射するのをより確実に防ぐことができる。
【００７１】
［第三実施形態］  
次に、本発明の第三実施形態を説明する。  
図１４は、本実施形態に係るプロジェクター１００の光学系を示す模式図である。  
図１４に示すように、プロジェクター１００は、光源装置１０１と、インテグレーター１０４と、偏光変換素子１０５と、色分離導光光学系１０２と、光変調装置としての液晶光変調装置１１０Ｒ，液晶光変調装置１１０Ｇ， 液晶光変調装置１１０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１１２及び投写光学系１１４と、を具備して構成されている。液晶光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ及び１１０Ｂには、後述するように、液晶装置１２０Ｒ、１２０Ｇ及び１２０Ｂが設けられている。この液晶装置１２０Ｒ、１２０Ｇ及び１２０Ｂとして、例えば上記各実施形態において説明した液晶装置１２０を用いることができる。
【００７２】
光源装置１０１は、第１色光である赤色光（以下、「Ｒ光」という。）、第２色光である緑色光（以下、「Ｇ光」という。）、及び第３色光である青色光（以下、「Ｂ光」という。）を含む光を供給する。光源装置１０１としては、例えば超高圧水銀ランプを用いることができる。
【００７３】
インテグレーター１０４は、光源装置１０１からの光の照度分布を均一化する。照度分布を均一化された光は、偏光変換素子１０５にて特定の振動方向を有する偏光光、例えば色分離導光光学系１０２の反射面に対してｓ偏光したｓ偏光光に変換される。ｓ偏光光に変換された光は、色分離導光光学系１０２を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒに入射する。
【００７４】
色分離導光光学系１０２は、Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒと、Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇと、３枚の反射ミラー１０７と、２枚のリレーレンズ１０８と、を具備して構成されている。
【００７５】
Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒは、Ｒ光を透過し、Ｇ光、Ｂ光を反射する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒを透過したＲ光は、反射ミラー１０７に入射する。
【００７６】
反射ミラー１０７は、Ｒ光の光路を９０度折り曲げる。光路を折り曲げられたＲ光は、Ｒ光用液晶光変調装置１１０Ｒに入射する。Ｒ光用液晶光変調装置１１０Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。
【００７７】
Ｒ光用液晶光変調装置１１０Ｒは、λ／２位相差板１２３Ｒ、ガラス板１２４Ｒ、第１偏光板１２１Ｒ、液晶装置１２０Ｒ、及び第２偏光板１２２Ｒを有する。λ／２位相差板１２３Ｒ及び第１偏光板１２１Ｒは、偏光方向を変換させない透光性のガラス板１２４Ｒに接する状態で配置される。なお、図１において、第２偏光板１２２Ｒは独立して設けられているが、液晶装置１２０Ｒの射出面や、クロスダイクロイックプリズム１１２の入射面に接する状態で配置しても良い。
【００７８】
Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒで反射された、Ｇ光とＢ光とは光路を９０度折り曲げられる。光路を折り曲げられたＧ光とＢ光とは、Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇに入射する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇは、Ｇ光を反射し、Ｂ光を透過する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇで反射されたＧ光は、Ｇ光用液晶光変調装置１１０Ｇに入射する。Ｇ光用液晶光変調装置１１０ＧはＧ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。Ｇ光用液晶光変調装置１１０Ｇは、液晶装置１２０Ｇ、第１偏光板１２１Ｇ及び第２偏光板１２２Ｇを有する。
【００７９】
Ｇ光用液晶光変調装置１１０Ｇに入射するＧ光は、ｓ偏光光に変換されている。Ｇ光用液晶光変調装置１１０Ｇに入射したｓ偏光光は、第１偏光板１２１Ｇをそのまま透過し、液晶装置１２０Ｇに入射する。液晶装置１２０Ｇに入射したｓ偏光光は、画像信号に応じた変調により、Ｇ光がｐ偏光光に変換される。液晶装置１２０Ｇの変調により、ｐ偏光光に変換されたＧ光が、第２偏光板１２２Ｇから射出される。このようにして、Ｇ光用液晶光変調装置１１０Ｇで変調されたＧ光は、クロスダイクロイックプリズム１１２に入射する。
【００８０】
Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇを透過したＢ光は、２枚のリレーレンズ１０８と、２枚の反射ミラー１０７とを経由して、Ｂ光用液晶光変調装置１１０Ｂに入射する。
【００８１】
Ｂ光用液晶光変調装置１１０Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。Ｂ光用液晶光変調装置１１０Ｂは、λ／２位相差板１２３Ｂ、ガラス板１２４Ｂ、第１偏光板１２１Ｂ、液晶装置１２０Ｂ、及び第２偏光板１２２Ｂを有する。
【００８２】
Ｂ光用液晶光変調装置１１０Ｂに入射するＢ光は、ｓ偏光光に変換されている。Ｂ光用液晶光変調装置１１０Ｂに入射したｓ偏光光は、λ／２位相差板１２３Ｂによりｐ偏光光に変換される。ｐ偏光光に変換されたＢ光は、ガラス板１２４Ｂ及び第１偏光板１２１Ｂをそのまま透過し、液晶装置１２０Ｂに入射する。液晶装置１２０Ｂに入射したｐ偏光光は、画像信号に応じた変調により、Ｂ光がｓ偏光光に変換される。液晶装置１２０Ｂの変調により、ｓ偏光光に変換されたＢ光が、第２偏光板１２２Ｂから射出される。Ｂ光用液晶光変調装置１１０Ｂで変調されたＢ光は、クロスダイクロイックプリズム１１２に入射する。
【００８３】
このように、色分離導光光学系１０２を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー１０６ＲとＢ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇとは、光源装置１０１から供給される光を、第１色光であるＲ光と、第２色光であるＧ光と、第３色光であるＢ光とに分離する。
【００８４】
色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１１２は、２つのダイクロイック膜１１２ａ、１１２ｂをＸ字型に直交して配置して構成されている。ダイクロイック膜１１２ａは、Ｂ光を反射し、Ｇ光を透過する。ダイクロイック膜１１２ｂは、Ｒ光を反射し、Ｇ光を透過する。このように、クロスダイクロイックプリズム１１２は、Ｒ光用液晶光変調装置１１０Ｒ、Ｇ光用液晶光変調装置１１０Ｇ、及びＢ光用液晶光変調装置１１０Ｂでそれぞれ変調されたＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成する。
【００８５】
投写光学系１１４は、クロスダイクロイックプリズム１１２で合成された光をスクリーン１１６に投射する。これにより、スクリーン１１６上でフルカラー画像を得ることができる。
【００８６】
以上のように、本実施形態によれば、所期の品質を備えた安価な液晶装置１２０Ｒ、１２０Ｇ及び１２０Ｂ（液晶装置１２０）を備えるので、所期の表示品質を備えた安価なプロジェクター１００を得ることができる。
【００８７】
また、本実施形態によれば、液晶装置１２０Ｒ、１２０Ｇ及び１２０Ｂ（液晶装置１２０）の垂直方向に近い方向に光が射出されることになる。このため、投写光学系１１４におけるのみこみ角度を超える光が射出されるのを低減することができる。これにより、光の利用効率が高められることになる。
【００８８】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。  
例えば、上記実施形態においては、電気光学装置として液晶装置１２０を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば、電気泳動素子をＴＦＴアレイ基板（素子基板）と対向基板とで挟持した電気泳動表示装置や、ＴＦＴアレイ基板（素子基板）に有機ＥＬ層が形成された有機ＥＬ装置など、他の電気光学装置に対しても、本発明の適用は可能である。
【００８９】
また、本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクターに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクターに適用する場合にも、適用することができる。
【００９０】
また、電子機器としては、上記プロジェクター１００以外にも、マルチメディア対応のパーソナルコンピューター（ＰＣ）、およびエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、あるいは携帯電話、ワープロ、テレビ、ビューファインダー型またはモニター直視型のビデオテープレコーダー、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどを挙げることができる。
【符号の説明】
【００９１】
１００…プロジェクター  １２０…液晶装置  ２１０…対向基板  ２２０…基材  ２２１…下地層  ２２１ａ…表面  ２２２ａ…開口部  ２２２…第一遮光層  ２２３…第一絶縁層  ２２３ａ…表面  ２２４…ＴＦＴ  ２２４ａ…半導体層  ２２５…第二絶縁層  ２２５ａ…表面  ２２６ａ…開口  ２２６…第二遮光層  ２２７…第三絶縁層  ２２８…画素電極  ２２９…配向膜  ２３０…ＴＦＴアレイ基板  ２３１…凹部  ２３１ａ…底部  ２３１ｂ…内周面  ２３１ｃ…垂直領域  ２３３…レンズ層  ２３５…画素領域  ２３６…画素間領域  ２３８…凹部  ２８０…エッチングマスク  ２８１…平坦部  ２８２…凹部
【図１】
2013073181.tif 000003
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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