JP4900164B2 - 電気光学装置、電気光学装置の製造方法および投射型表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶装置などの電気光学装置、電気光学装置の製造方法、および当該電気光学装置を備えた投射型表示装置に関するものである。

各種の電気光学装置のうち、液晶装置では、素子基板と対向基板との間に液晶層が保持され、対向基板側から入射した光を液晶層によって変調し、素子基板側から出射する。素子基板は、透光性基板上に、画素電極および画素トランジスタを備えた画素が複数形成された画素領域と、画素領域より外周側で配線や駆動回路用トランジスタが複数形成された周辺回路領域とを有している。かかる電気光学装置は、例えば、投射型表示装置においてライトバルブとして用いられ、変調した光を投射光学系によりスクリーンなどの被投射面に拡大投射して画像を表示する。

このような投射型表示装置では、変調された光が、素子基板の出射側の面や電気光学装置に対して出射側に配置された光学系などで反射すると、反射光が戻り光として電気光学装置の素子基板側から入射することがあり、このような戻り光が画素トランジスタに入射すると、光リーク電流の原因となる。そこで、素子基板において、画素トランジスタの下層側に遮光層を形成して光リーク電流の発生などを防止することが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
特開２００４−３４２９２３号公報 特開２０００−１３１７１６号公報 特開２０００−２９８２９０号公報

しかしながら、戻り光の影響は画素トランジスタの光リーク電流だけではない。すなわち、電気光学装置の素子基板では、周辺回路領域に金属配線や金属電極が高密度に配置されているため、戻り光が周辺回路領域に入射すると、周辺回路領域で正反射した戻り光が素子基板から出射され、スクリーン上では、図９に示すように、投射画像３１０の外縁に沿って、周辺回路の写り込み３２０が発生してしまうという問題点があり、かかる問題点については、従来、十分な対策が施されていない。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、素子基板に対して戻り光が入射した場合に、戻り光が周辺回路領域で正反射して再び、素子基板側から出射されることを防止することができる電気光学装置、電気光学装置の製造方法、および当該電気光学装置を備えた投射型表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、透光性基板の第１面側に、画素電極および画素トランジスタを備えた画素が複数形成された画素領域と、該画素領域の外側に、配線および駆動回路用トランジスタが複数形成された周辺回路とを有する素子基板を備え、前記透光性基板において前記第１面とは反対側の第２面側から変調した光を出射する電気光学装置において、前記透光性基板の前記周辺回路と重なる領域に、前記透光性基板の前記第２面側から入射した光を散乱させる粗面化領域が形成されており、前記粗面化領域は、前記透光性基板に対して堆積した多数のドット状堆積物により構成されていることを特徴とする。

本発明に係る電気光学装置の製造方法は、透光性基板の第１面側に、画素電極および画素トランジスタを備えた画素が複数形成された画素領域と、該画素領域の外側に、配線および駆動回路用トランジスタが複数形成された周辺回路とを有する素子基板を備え、前記透光性基板において前記第１面とは反対側の第２面側から変調した光を出射する電気光学装置の製造方法において、前記透光性基板の前記周辺回路と重なる領域を粗面化して、前記透光性基板の前記第２面側から入射した光を散乱させる粗面化領域を形成する粗面化領域形成工程を有し、前記粗面化領域形成工程において、前記透光性基板に化学気相成膜法により多数のドット状堆積物を形成する化学気相成膜工程を行なうことを特徴とする。

本発明では、素子基板に用いた透光性基板において周辺回路領域に対して重なる領域に粗面化領域が形成されているため、変調された光が、素子基板の出射側の面や電気光学装置に対して出射側に配置された光学系などで反射して戻り光として素子基板側から入射した場合でも、戻り光は粗面化領域によって散乱する。このため、戻り光が周辺回路領域で正反射して素子基板から出射されることがないので、スクリーンなどの被投射面に表示された画像の外縁に沿って周辺回路領域が写り込むことを防止することができる。また、素子基板に用いた透光性基板において周辺回路領域に対して重なる領域にベタの遮光膜を形成すると、かかる遮光膜の存在がスクリーンなどの被投射面に表示された画像の外縁に沿って写り込むことになるが、本発明では、粗面化領域で戻り光を散乱させるので、かかる問題が発生することもない。

本発明において、前記粗面化領域は、前記透光性基板に対して堆積した多数のドット状堆積物により構成されていることが好ましい。かかる構成の電気光学装置を製造するには、前記粗面化領域形成工程において、前記透光性基板に対する化学気相成膜法により多数のドット状堆積物を形成する化学気相成膜工程を行なうことが好ましい。このように構成すると、任意の光散乱性をもった粗面を容易に形成することができる。また、入射した戻り光の一部が散乱しながら反射し、残りの一部が散乱しながら透過するので、周辺回路領域での正反射を確実に防止することができる。

本発明において、前記ドット状堆積物は、粒子状シリコン堆積物あるいは粒子状金属堆積物からなることが好ましい。

本発明において、前記粗面化領域は、前記透光性基板に形成された凹部の底部に形成され、当該凹部は、充填材料により埋められ、当該充填材料によって、前記透光性基板において前記凹部の形成領域は平坦化されていることが好ましい。このように構成すると、粗面化領域を多数のドット状堆積物により構成した場合でも、ドット状堆積物を保護でき、ドット状堆積物の剥離などを防止することができる。また、素子基板において凹部が形成されている領域上に周辺回路を形成する場合でも、凹部に起因する段差のない領域に周辺回路を形成でき、段差によって周辺回路の信頼性などが低下することを確実に防止することができる。

かかる構成の電気光学装置を製造するには、例えば、前記粗面化領域形成工程では、前記透光性基板において前記粗面化領域とすべき領域に凹部を形成する凹部形成工程と、前記透光性基板において前記凹部を含む領域に対する前記化学気相成膜工程と、少なくとも前記凹部を埋めるように充填材料層を前記透光性基板上に形成する凹部充填工程と、前記凹部外に形成された前記ドット状堆積物が除去されるまで前記透光性基板を研磨する研磨工程と、を行なう。このように構成すると、凹部の底部にドット状堆積物を選択的に残すことができるとともに、透光性基板において前記凹部の形成領域を平坦化することができる。

本発明に係る電気光学装置は、例えば液晶装置であり、液晶装置は、前記素子基板に対して対向配置された対向基板を備え、当該対向基板と前記素子基板との間に液晶層が保持されている。

本発明を適用した電気光学装置は、例えば、投射型表示装置に用いられ、かかる投射型表示装置は、前記電気光学装置により光変調した光を投射する投射光学系を備えている。

図面を参照して、本発明を適用した電気光学装置（液晶装置）を用いた投射型表示装置、および当該電気光学装置を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。

（投射型表示装置の構成）
図１を参照して、本発明を適用した電気光学装置をライトバルブとして用いた投射型表示装置を説明する。図１は、本発明を適用した投射型表示装置の概略構成図である。

図１に示す投射型表示装置１１０は、観察者側に設けられたスクリーン１１１（被投射面）に光を照射し、このスクリーン１１１で反射した光を観察する。投射型表示装置１１０は、光源１１２、ダイクロイックミラー１１３、１１４、およびリレー系１２０などを備えた光源部１４０と、液晶ライトバルブ１１５〜１１７と、クロスダイクロイックプリズム１１９（合成光学系）と、投射光学系１１８とを備えている。

光源１１２は、赤色光、緑色光および青色光を含む光を供給する超高圧水銀ランプで構成されている。ダイクロイックミラー１１３は、光源１１２からの赤色光を透過させると共に緑色光および青色光を反射する構成となっている。また、ダイクロイックミラー１１４は、ダイクロイックミラー１１３で反射された緑色光および青色光のうち青色光を透過させると共に緑色光を反射する構成となっている。このように、ダイクロイックミラー１１３、１１４は、光源１１２から出射した光を赤色光と緑色光と青色光とに分離する色分離光学系を構成する。

ダイクロイックミラー１１３と光源１１２との間には、インテグレータ１２１および偏光変換素子１２２が光源１１２から順に配置されている。インテグレータ１２１は、光源１１２から照射された光の照度分布を均一化する構成となっている。また、偏光変換素子１２２は、光源１１２からの光を例えばｓ偏光のような特定の振動方向を有する偏光にする構成となっている。

液晶ライトバルブ１１５は、ダイクロイックミラー１１３を透過して反射ミラー１２３で反射した赤色光を画像信号に応じて変調する透過型の電気光学装置（液晶装置）である。液晶ライトバルブ１１５は、λ／２位相差板１１５ａ、第１偏光板１１５ｂ、液晶パネル１１５ｃおよび第２偏光板１１５ｄを備えている。ここで、液晶ライトバルブ１１５に入射する赤色光は、ダイクロイックミラー１１３を透過しても光の偏光は変化しないことから、ｓ偏光のままである。λ／２位相差板１１５ａは、液晶ライトバルブ１１５に入射したｓ偏光をｐ偏光に変換する光学素子である。また、第１偏光板１１５ｂは、ｓ偏光を遮断してｐ偏光を透過させる偏光板である。液晶パネル１１５ｃは、ｐ偏光を画像信号に応じた変調によってｓ偏光（中間調であれば円偏光又は楕円偏光）に変換する構成となっている。さらに、第２偏光板１１５ｄは、ｐ偏光を遮断してｓ偏光を透過させる偏光板である。従って、液晶ライトバルブ１１５は、画像信号に応じて赤色光を変調し、変調した赤色光をクロスダイクロイックプリズム１１９に向けて出射する構成となっている。なお、λ／２位相差板１１５ａおよび第１偏光板１１５ｂは、偏光を変換させない透光性のガラス板１１５ｅに接した状態で配置されており、λ／２位相差板１１５ａおよび第１偏光板１１５ｂが発熱によって歪むのを回避することができる。

液晶ライトバルブ１１６は、ダイクロイックミラー１１３で反射した後にダイクロイックミラー１１４で反射した緑色光を画像信号に応じて変調する透過型の電気光学装置（液晶装置）である。液晶ライトバルブ１１６は、液晶ライトバルブ１１５と同様に、第１偏光板１１６ｂ、液晶パネル１１６ｃおよび第２偏光板１１６ｄを備えている。液晶ライトバルブ１１６に入射する緑色光は、ダイクロイックミラー１１３、１１４で反射されて入射するｓ偏光である。第１偏光板１１６ｂは、ｐ偏光を遮断してｓ偏光を透過させる偏光板である。また、液晶パネル１１６ｃは、ｓ偏光を画像信号に応じた変調によってｐ偏光（中間調であれば円偏光又は楕円偏光）に変換する構成となっている。第２偏光板１１６ｄは、ｓ偏光を遮断してｐ偏光を透過させる偏光板である。従って、液晶ライトバルブ１１６は、画像信号に応じて緑色光を変調し、変調した緑色光をクロスダイクロイックプリズム１１９に向けて出射する構成となっている。

液晶ライトバルブ１１７は、ダイクロイックミラー１１３で反射し、ダイクロイックミラー１１４を透過した後でリレー系１２０を経た青色光を画像信号に応じて変調する透過型の電気光学装置（液晶装置）である。液晶ライトバルブ１１７は、液晶ライトバルブ１１５、１１６と同様に、λ／２位相差板１１７ａ、第１偏光板１１７ｂ、液晶パネル１１７ｃおよび第２偏光板１１７ｄを備えている。ここで、液晶ライトバルブ１１７に入射する青色光は、ダイクロイックミラー１１３で反射してダイクロイックミラー１１４を透過した後にリレー系１２０の後述する２つの反射ミラー１２５ａ、１２５ｂで反射することから、ｓ偏光となっている。λ／２位相差板１１７ａは、液晶ライトバルブ１１７に入射したｓ偏光をｐ偏光に変換する光学素子である。第１偏光板１１７ｂは、ｓ偏光を遮断してｐ偏光を透過させる偏光板である。液晶パネル１１７ｃは、ｐ偏光を画像信号に応じた変調によってｓ偏光（中間調であれば円偏光又は楕円偏光）に変換する構成となっている。第２偏光板１１７ｄは、ｐ偏光を遮断してｓ偏光を透過させる偏光板である。従って、液晶ライトバルブ１１７は、画像信号に応じて青色光を変調し、変調した青色光をクロスダイクロイックプリズム１１９に向けて出射する構成となっている。なお、λ／２位相差板１１７ａおよび第１偏光板１１７ｂは、ガラス板１１７ｅに接した状態で配置されている。

リレー系１２０は、リレーレンズ１２４ａ、１２４ｂと反射ミラー１２５ａ、１２５ｂとを備えている。リレーレンズ１２４ａ、１２４ｂは、青色光の光路が長いことによる光損失を防止するために設けられている。ここで、リレーレンズ１２４ａは、ダイクロイックミラー１１４と反射ミラー１２５ａとの間に配置されている。また、リレーレンズ１２４ｂは、反射ミラー１２５ａ、１２５ｂの間に配置されている。反射ミラー１２５ａは、ダイクロイックミラー１１４を透過してリレーレンズ１２４ａから出射した青色光をリレーレンズ１２４ｂに向けて反射するように配置されている。また、反射ミラー１２５ｂは、リレーレンズ１２４ｂから出射した青色光を液晶ライトバルブ１１７に向けて反射するように配置されている。

クロスダイクロイックプリズム１１９は、２つのダイクロイック膜１１９ａ、１１９ｂをＸ字型に直交配置した色合成光学系である。ダイクロイック膜１１９ａは青色光を反射して緑色光を透過する膜であり、ダイクロイック膜１１９ｂは赤色光を反射して緑色光を透過する膜である。従って、クロスダイクロイックプリズム１１９は、液晶ライトバルブ１１５〜１１７のそれぞれで変調された赤色光と緑色光と青色光とを合成し、投射光学系１１８に向けて出射するように構成されている。

なお、液晶ライトバルブ１１５、１１７からクロスダイクロイックプリズム１１９に入射する光はｓ偏光であり、液晶ライトバルブ１１６からクロスダイクロイックプリズム１１９に入射する光はｐ偏光である。このようにクロスダイクロイックプリズム１１９に入射する光を異なる種類の偏光としていることで、クロスダイクロイックプリズム１１９において各液晶ライトバルブ１１５〜１１７から入射する光を有効に合成できる。ここで、一般に、ダイクロイック膜１１９ａ、１１９ｂはｓ偏光の反射特性に優れている。このため、ダイクロイック膜１１９ａ、１１９ｂで反射される赤色光および青色光をｓ偏光とし、ダイクロイック膜１１９ａ、１１９ｂを透過する緑色光をｐ偏光としている。投射光学系１１８は、投影レンズ（図示略）を有しており、クロスダイクロイックプリズム１１９で合成された光をスクリーン１１１に投射するように構成されている。

以下、図１に示した投射型表示装置において液晶ライトバルブ１１５〜１１７（電気光学装置／液晶装置）に用いた液晶パネルの構成を詳述する。なお、図１に示す液晶ライトバルブ１１５〜１１７および液晶パネル１１５ｃ〜１１７ｃは、変調する光の波長領域が異なるだけであり、基本的構成が共通するので、液晶ライトバルブ１１５〜１１７を電気光学装置１００とし、液晶パネル１１５ｃ〜１１７ｃを液晶パネル１００ｐとして説明する。

（液晶パネルの全体構成）
図２は、図１に示した投射型表示装置において液晶ライトバルブ（電気光学装置／液晶装置）に用いた液晶パネルの電気的構成を示すブロック図である。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明を適用した電気光学装置１００の液晶パネル１００ｐを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、そのＨ−Ｈ′断面図、およびＩ−Ｉ′断面図である。

図２に示すように、電気光学装置１００は、透過型の液晶パネル１００ｐを有しており、液晶パネル１００ｐは、その中央領域に複数の画素１００ａがマトリクス状に配列された画素領域１０ｂを備えている。かかる液晶パネル１００ｐにおいて、後述する素子基板１０には、画素領域１０ｂの内側で複数本のデータ線６ａおよび複数本の走査線３ａが縦横に延びており、それらの交点に対応する位置に画素１００ａが構成されている。複数の画素１００ａの各々には、画素トランジスタとしての電界効果型トランジスタ３０、および画素電極９ａが形成されている。電界効果型トランジスタ３０のソースにはデータ線６ａが電気的に接続され、電界効果型トランジスタ３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続され、電界効果型トランジスタ３０のドレインには画素電極９ａが電気的に接続されている。

素子基板１０において、画素領域１０ｂの外側領域は、走査線駆動回路１０４およびデータ線駆動回路１０１などが形成された周辺回路領域１０ｄになっている。データ線駆動回路１０１は各データ線６ａの一端に電気的に接続しており、画像処理回路２０２から供給される画像信号を各データ線６ａに順次供給する。走査線駆動回路１０４は、各走査線３ａに電気的に接続しており、走査信号を各走査線３ａに順次供給する。

各画素１００ａにおいて、画素電極９ａは、後述する対向基板に形成された共通電極と液晶層を介して対向し、液晶容量５０ａを構成している。また、各画素１００ａには、液晶容量５０ａで保持される画像信号がリークするのを防ぐために、液晶容量５０ａと並列に保持容量６０が付加されている。本形態では、保持容量６０を構成するために、走査線３ａと並列するように容量線３ｂが形成されており、かかる容量線３ｂは共通電位線ＣＯＭに接続され、所定の電位に保持されている。なお、保持容量６０は前段の走査線３ａとの間に形成される場合もある。

図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、電気光学装置１００の液晶パネル１００ｐでは、所定の隙間を介して素子基板１０と対向基板２０とが所定の隙間を介してシール材１０７によって貼り合わされており、シール材１０７は対向基板２０の縁に沿うように配置されている。シール材１０７は、光硬化樹脂や熱硬化性樹脂などからなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー、あるいはガラスビーズ等のギャップ材が配合されている。

素子基板１０において、シール材１０７と重なる領域およびその外側領域では、素子基板１０の一辺に沿ってデータ線駆動回路１０１および複数の端子１０２が形成されており、この一辺に隣接する辺に沿って走査線駆動回路１０４が形成されている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、素子基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための上下導通材１０９が形成されている。また、２つの走査線駆動回路１０４は配線１０５で電気的に接続されている。

詳しくは後述するが、素子基板１０には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜からなる画素電極９ａがマトリクス状に形成されている。これに対して、対向基板２０には、シール材１０７の内側領域に遮光性材料からなる額縁１０８が形成され、その内側が画像表示領域１０ａとされている。また、対向基板２０では、素子基板１０の画素電極９ａの縦横の境界領域と対向する領域にブラックマトリクス、あるいはブラックストライプなどと称せられる遮光膜２３が形成され、その上層側には、ＩＴＯ膜からなる共通電極２１が形成されている。

画素領域１０ｂには、額縁１０８と重なる領域にダミーの画素が構成される場合があり、この場合、画素領域１０ｂのうち、ダミー画素を除いた領域が画像表示領域１０ａとして利用されることになる。いずれの場合も、画素領域１０ｂの外側（画像表示領域１０ａの外側）は、走査線駆動回路１０４、データ線駆動回路１０１、複数の端子１０２、配線１０５が形成された周辺回路領域１０ｄとして利用される。

（液晶パネルおよび素子基板の詳細構成）
図４（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した電気光学装置１００に用いた素子基板１０において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ−Ａ′線に相当する位置で電気光学装置１００を切断したときの断面図である。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、電気光学装置１００の液晶パネル１００ｐでは、所定の隙間を介して素子基板１０と対向基板２０とが所定の隙間を介してシール材（図示せず）によって貼り合わされている。素子基板１０には、石英基板やガラス基板などからなる透光性基板１０ｓの表面にシリコン酸化膜などからなる下地保護膜１２が形成されているとともに、その表面側において、画素電極９ａと重なる位置にｎチャネル型の電界効果型トランジスタ３０が形成されている。電界効果型トランジスタ３０は、ポリシリコン層あるいは単結晶シリコン層からなる島状の半導体層１ａに対して、チャネル領域１ｇ、低濃度ソース領域１ｂ、高濃度ソース領域１ｄ、低濃度ドレイン領域１ｃ、および高濃度ドレイン領域１ｅが形成されたＬＤＤ構造を備えている。また、半導体層１ａの表面側にはゲート絶縁層２が形成されており、ゲート絶縁層２の表面にゲート電極３ｃ（走査線３ａ）が形成されている。

電界効果型トランジスタ３０の上層側には、層間絶縁層７、８が形成されている。層間絶縁層７の表面にはデータ線６ａおよびドレイン電極６ｂが形成され、データ線６ａは、層間絶縁層７に形成されたコンタクトホール７ａを介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続している。また、ドレイン電極６ｂは、層間絶縁層７に形成されたコンタクトホール７ｂを介して高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続している。層間絶縁層８の表面にはＩＴＯ膜からなる画素電極９ａが形成されている。画素電極９ａは、層間絶縁層８に形成されたコンタクトホール８ａを介してドレイン電極６ｂに電気的に接続している。画素電極９ａの表面側にはポリイミド膜からなる配向膜１６が形成されている。また、高濃度ドレイン領域１ｅからの延設部分１ｆ（下電極）に対しては、ゲート絶縁層２と同時形成された絶縁層（誘電体膜）を介して、走査線３aと同層の容量線３ｂが上電極として対向することにより、保持容量６０が構成されている。

対向基板２０は、石英基板やガラス基板からなる透光性基板２０ｓに対して遮光層２３、共通電極２１、および配向膜２６などが形成されている。

このように構成した素子基板１０と対向基板２０とは、画素電極９ａと共通電極２１とが対面するように配置され、かつ、これらの基板間には、シール材（図示せず）により囲まれた空間内に電気光学物質としての液晶層５０が封入されている。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、２６により所定の配向状態をとる。液晶層５０は、例えば一種または数種のネマティック液晶を混合したものなどからなる。

（駆動回路の構成）
図５（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した電気光学装置に用いた素子基板に形成した相補型電界効果型トランジスタの平面図、およびそのＢ−Ｂ′線に相当する位置で素子基板を切断したときの断面図である。

図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、本形態の電気光学装置１００では、素子基板１０の表面側のうち、画素領域１０ｂの外側（画像表示領域１０ａの外側）は、走査線駆動回路１０４、データ線駆動回路１０１、複数の端子１０２、配線１０５が形成された周辺回路領域１０ｄとして利用される。このようなデータ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４は、例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、Ｐチャネル型の電界効果型トランジスタ８０とＮチャネル型の電界効果型トランジスタ９０とを備えた相補回路などを有している。

図５（ａ）、（ｂ）において、電界効果型トランジスタ８０、９０は、画素スイッチング用の電界効果型トランジスタ３０の製造工程の一部を利用して形成されたものであり、電界効果型トランジスタ８０、９０を構成する半導体層１ｐ、１ｎは、電界効果型トランジスタ３０を構成する半導体層１ａと同じくポリシリコン層や単結晶シリコン層である。

Ｎチャネル型の電界効果型トランジスタ９０は、チャネル領域１ｏの両側にＮ型のソース領域（高濃度ソース領域１ｓおよび低濃度ソース領域１ｑ）、およびドレイン領域（高濃度ドレイン領域１ｒおよび低濃度ドレイン領域１ｔ）を備えており、Ｐチャネル型の電界効果型トランジスタ８０は、チャネル領域１ｉの両側にＰ型のソース領域（高濃度ソース領域１ｌおよび低濃度ソース領域１ｊ）、およびドレイン領域（高濃度ドレイン領域１ｍおよび低濃度ドレイン領域１ｋ）を備えている。半導体層１ｐ、１ｎの表面側にはゲート絶縁層２が形成されている。

電界効果型トランジスタ８０、９０では、高電位線６ｅと低電位線６ｇが層間絶縁層７およびゲート絶縁層２を貫通するコンタクトホール７ｅ、７ｇを介して、半導体層１ｐ、１ｎの高濃度ソース領域１ｌ、１ｓに電気的に接続されている。また、出力配線６ｆは、層間絶縁層７およびゲート絶縁層２を貫通するコンタクトホール７ｆ、７ｋを介して半導体層１ｐ、１ｎの高濃度ドレイン領域１ｍ、１ｒに電気的にそれぞれ接続されている。また、入力配線６ｈは、層間絶縁層７を貫通するコンタクトホール７ｈを介して共通のゲート電極３ｅに接続されている。

このような構成の周辺回路領域１０ｄでは、アルミニウム配線などといった多数の金属配線が形成されているため、強い反射性を備えている。

（戻り光対策）
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明を適当した電気光学装置１００の素子基板１０に形成した光散乱用凹凸の平面的な構成を模式的に示す平面図、その断面図、およびその変形例の断面図である。

図２〜図５を参照して説明した電気光学装置１００および液晶パネル１００ｐを、図１を参照して説明した投射型表示装置１１０の液晶ライトバルブ１１５〜１１７および液晶パネル１１５ｃ〜１１７ｃとして用いると、光源部１４０から出射された光は、対向基板２０の側から入射した後、液晶層５０によって光変調されて、矢印Ｌ１で示すように、素子基板１０において、透光性基板１０ｓの第１面１０ｘ側から入射し、第２面１０ｙから出射される。その際、素子基板２０から出射された変調光の一部は、例えばクロスダイクロイックプリズム１１９の入射面などで反射して、矢印Ｌ３で示すように、液晶パネル１００ｐに入射する。その際、周辺回路領域１０ｄに向かった光が周辺回路領域１０ｄで正反射すると、投射画像に周辺回路が写り込む原因となる。

そこで、本形態では、図３（ｂ）、（ｃ）、図５（ｂ）、および図６（ａ）、（ｂ）に示すように、透光性基板１０ｓにおいて周辺回路領域１０ｄに対して重なる領域には、透光性基板１０ｓの第２面１０ｙ側から入射した光を散乱させる粗面化領域１０ｔが形成されている。かかる粗面化領域１０ｔを形成するにあたって、本形態では、透光性基板１０ｓの第２面１０ｙには、周辺回路領域１０ｄに対して重なる領域に凹部１０ｖが形成されており、凹部１０ｖの底面は粗面化されている。

より具体的には、凹部１０ｖの底面および内側面には、粒子状シリコン堆積物あるいは粒子状金属堆積物からなる多数のドット状堆積物１１が形成されており、かかるドット状堆積物１１の形成により、凹部１０ｖの底面は粗面化されている。ここで、ドット状堆積物１１は、粒径が例えばサブナノオーダーからミクロンオーダーからなる。

また、凹部１０ｖは、シリコン酸化膜などからなる充填材料層１３によって埋められており、透光性基板１０ｓの第２面１０ｙは、凹部１０ｖの形成領域を含む全体が平坦面になっている。

（素子基板１０の製造方法）
図７を参照して、素子基板１０に粗面化領域１０ｔを形成する工程（粗面化領域形成工程）を中心に、本形態の電気光学装置１００の製造を説明する。図７は、本発明を適用した電気光学装置１００の製造工程のうち、素子基板１０に粗面化領域１０ｔを形成する工程を示す工程断面図である。

本形態の電気光学装置１００に用いた素子基板１０を製造するには、まず、図７（ａ）に示すように、石英基板やガラス基板からなる透光性基板１０ｓを準備した後、マスク形成工程において、フォトリソグラフィ技術を用い、第２面１０ｙにレジストマスク６１を形成する。ここで、レジストマスク６１は、図６（ｂ）に示す凹部１０ｖに対応する箇所に開孔部６１０を備えている。

次に、図７（ｂ）に示す凹部形成工程では、レジストマスク６１の開孔部６１０を介して、透光性基板１０ｓの第２面１０ｙにドライエッチングを行ない、凹部１０ｖを形成する。

次に、レジストマスク６１を除去した後、図７（ｃ）に示す化学気相成膜工程においては、化学気相成膜法を用いて、透光性基板１０ｓの第２面１０ｙの全面に対して、シリコンあるいは金属からなる多数のドット状堆積物１１を形成する。すなわち、化学気相成膜法で成膜する際、堆積物が粒子状となる条件、堆積物が平坦な膜となる条件のうち、堆積物が粒子状となる条件で成膜を行ない、かかる堆積物が全面に形成される前に成膜を停止する。例えば、シリコン堆積物によりドット状堆積物１１を形成する場合、原料ガスとしてシランガスを用い、温度が比較的高い条件（例えば、４００〜５００℃）、圧力が１〜３０Torrの条件で化学気相成膜を行なう。なお、ドット状堆積物１１については、タングステンなどの金属堆積物を用いてもよい。

次に、図７（ｄ）に示す凹部充填工程では、少なくとも凹部１０ｖを埋める厚さにシリコン酸化膜などからなる充填材料層１３を形成する。その結果、充填材料層１３は、透光性基板１０ｓの第２面１０ｙの略全面に形成される。

次に、図７（ｅ）に示す研磨工程では、凹部１０ｖの外側に形成されたドット状堆積物１１が除去されるまで透光性基板１０ｓの第２面１０ｙを研磨する。その結果、ドット状堆積物１１は凹部１０ｖ内のみに残るとともに、充填材料層１３も凹部１０ｖのみに残り、透光性基板１０ｓの第２面１０ｙは、凹部１０ｖの形成領域を含む全体が平坦面になる。かかる研磨を行なうにあたっては、例えば、化学機械研磨を行なう。この化学機械研磨では、研磨液に含まれる化学成分の作用と、研磨剤と透光性基板２０ｓとの相対移動によって、高速で平滑な研磨面を得ることができる。より具体的には、研磨装置において、不織布、発泡ポリウレタン、多孔質フッ素樹脂などからなる研磨布（パッド）を貼り付けた定盤と、透光性基板２０ｆｓ保持するホルダとを相対回転させながら、研磨を行なう。その際、例えば、平均粒径が０．０１〜２０μｍの酸化セリウム粒子、分散剤としてのアクリル酸エステル誘導体、および水を含む研磨剤を研磨布と透光性基板２０ｓとの間に供給する。

しかる後には、図４（ｂ）および図５（ｂ）に示すように、透光性基板１０ｓの第１面１０ｘにシリコン酸化膜などからなる下地保護膜１２を形成した後、単結晶シリコン基板と透光性基板１０ｓとの貼り合わせ技術による単結晶シリコン層の形成工程、あるいはアモルファスシリコン膜を形成した後のレーザアニールや急速加熱法などの結晶化処理によるポリシリコン層の形成工程を行なった後、かかるシリコン層を利用して電界効果型トランジスタ３０、８０、９０などを形成する。以降の工程については周知の方法を適用できるので、それらの説明を省略する。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の電気光学装置１００では、変調された光が、素子基板１０の出射側の面や、図１に示すクロスダイクロイックプリズム１１９の入射面で反射して、矢印Ｌ３で示す戻り光として素子基板１０側から入射した場合でも、素子基板１０に用いた透光性基板１０ｓにおいて周辺回路領域１０ｄに対して重なる領域に粗面化領域１０ｔ（ドット状堆積物１１）が形成されている。このため、戻り光は、矢印Ｌ５で示すように、粗面化領域１０ｔで反射した際、散乱する。従って、戻り光が周辺回路領域１０ｄで正反射することがないので、投射画像の外縁部分に周辺回路領域１０ｄが写り込むのを防止することができる。また、素子基板１０に用いた透光性基板１０ｓにおいて周辺回路領域１０ｄに対して重なる領域にベタの遮光膜を形成すると、かかる遮光膜の存在がスクリーンなどの被投射面に表示された画像の外縁に沿って写り込むことになるが、本形態では、粗面化領域１０ｔで戻り光を散乱させるので、かかる問題が発生することもない。

また、粗面化領域１０ｔは、多数のドット状堆積物１１が形成された構成になっているため、矢印Ｌ３で示す光の一部が透光性基板１０ｓを透過する。このため、戻り光が素子基板１０で反射される量が少ない。ここで、矢印Ｌ４で示すように、戻り光の一部は、透光性基板１０ｓを透過するが、かかる光は散乱しているとともに、戻り光が周辺回路領域１０ｄで反射しても、かかる反射光は再び、粗面化領域１０ｔで散乱する。それ故、投射画像の外縁部分に周辺回路領域１０ｄが写り込むことはない。

さらに、凹部１０ｖは充填材料層１３により内部が埋められているため、粗面化領域１０ｔを多数のドット状堆積物１１により構成した場合でも、ドット状堆積物１１を保護でき、ドット状堆積物１１の剥離などを防止することができる。

［別の実施の形態］
上記実施の形態では、透光性基板１０ｓの第２面１０ｙに凹部１０ｖを形成し、その底部にドット状堆積物１１を形成したが、図６（ｃ）に示すように、透光性基板１０ｓの第１面１０ｘに凹部１０ｖを形成するとともに、凹部１０ｖの底部にドット状堆積物１１を形成してもよい。この場合も、凹部１０ｖについては充填材料層１３により内部が埋められている。このため、粗面化領域１０ｔを多数のドット状堆積物１１により構成した場合でも、ドット状堆積物１１を保護でき、ドット状堆積物１１の剥離などを防止することができる。また、凹部１０ｖが形成されている領域上に周辺回路を形成する場合でも、無駄な段差のない領域に周辺回路を形成でき、段差によって周辺回路の信頼性などが低下することを確実に防止することができる。

また、下地保護膜１２と透光性基板１０ｓとの層間には、電界効果型トランジスタ３０と重なる領域に、戻り光が電界効果型トランジスタ３０に入射することを防止する遮光層を形成してもよい。また、透光性基板１０ｓにおいて、電界効果型トランジスタ３０と重なる領域に粗面化領域１０ｔ（凹部１０ｖおよびドット状堆積物１１）を形成して、戻り光が電界効果型トランジスタ３０に直接、入射することを防止してもよい。

なお、素子基板１０には、下地保護膜１２と透光性基板１０ｓとの層間や、透光性基板１０ｓの第２面１０ｙに反射防止層を形成してもよく、かかる反射防止層は、例えば、シリコン酸化膜とチタン酸化膜とを積層することにより形成することができる。

また、粗面化領域１０ｔについては、透光性基板１０ｓの基板面に直接、微細な凹凸を形成することにより構成してもよい。

［他の実施の形態］
図１には、ライトバルブを３枚用いた投射型表示装置を例示したが、電気光学装置１００がカラーフィルタを内蔵している場合、図８に示す投射型表示装置において、本発明を適用した１枚の電気光学装置１００をライトバルブとして用いて、カラー画像をスクリーン２１１に投射表示するように構成してもよい。すなわち、図８に示す投射型表示装置２１０は、白色光源２１２、インテグレータ２２１および偏光変換素子２２２を備えた光源部２４０と、電気光学装置１００と、投射光学系２１８とを備えている。また、電気光学装置１００では、カラーフィルタ内蔵の液晶パネル１００ｐの両側に第１偏光板２１６ａおよび第２偏光板２１６ｂが配置されている。

さらに、上記形態では、電気光学装置として液晶装置を例に説明したが、自発光素子から出射された変調光によって投射型表示装置を構成する場合にも、戻り光対策として本発明を適用してもよい。

本発明を適用した投射型表示装置の概略構成図である。 図１に示した投射型表示装置において液晶ライトバルブに用いた液晶パネルの電気的構成を示すブロック図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明を適用した電気光学装置の液晶パネルを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、そのＨ−Ｈ′断面図、およびＩ−Ｉ′断面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した電気光学装置に用いた素子基板において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ−Ａ′線に相当する位置で電気光学装置を切断したときの断面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した電気光学装置に用いた素子基板に形成した相補型電界効果型トランジスタの平面図、およびそのＢ−Ｂ′線に相当する位置で素子基板を切断したときの断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明を適用した電気光学装置の素子基板に形成した粗面化領域の平面的な構成を模式的に示す平面図、その断面図、およびその変形例の断面図である。 本発明を適用した電気光学装置の製造工程のうち、素子基板に粗面化領域を形成する工程を示す工程断面図である。 本発明を適用した別の投射型表示装置の概略構成図である。 従来の電気光学装置および投射型表示装置の問題点を示す説明図である。

符号の説明

１０・・素子基板、１０ａ・・画像表示領域、１０ｂ・・画素領域、１０ｄ・・周辺回路領域、１０ｔ・・粗面化領域、１０ｖ・・凹部、１０ｘ・・透光性基板の第１面、１０ｙ・・透光性基板の第２面、１１・・ドット状堆積物、２０・・対向基板、１００・・電気光学装置（液晶装置／液晶ライトバルブ）、１００ｐ・・液晶パネル、１１０、２１０・・投射型表示装置

Claims (7)

1. 透光性基板の第１面側に、画素電極および画素トランジスタを備えた画素が複数形成された画素領域と、該画素領域の外側に、配線および駆動回路用トランジスタが複数形成された周辺回路とを有する素子基板を備え、前記透光性基板において前記第１面とは反対側の第２面側から変調した光を出射する電気光学装置において、
   前記透光性基板の前記周辺回路と重なる領域に、前記透光性基板の前記第２面側から入射した光を散乱させる粗面化領域が形成されており、
   前記粗面化領域は、前記透光性基板に対して堆積した多数のドット状堆積物により構成されていることを特徴とする電気光学装置。
2. 前記ドット状堆積物は、粒子状シリコン堆積物あるいは粒子状金属堆積物からなることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 透光性基板の第１面側に、画素電極および画素トランジスタを備えた画素が複数形成された画素領域と、該画素領域の外側に、配線および駆動回路用トランジスタが複数形成された周辺回路とを有する素子基板を備え、前記透光性基板において前記第１面とは反対側の第２面側から変調した光を出射する電気光学装置において、
   前記透光性基板の前記周辺回路と重なる領域に、前記透光性基板の前記第２面側から入射した光を散乱させる粗面化領域が形成されており、
   前記粗面化領域は、前記透光性基板に形成された凹部の底部に形成され、
   当該凹部は、充填材料層により埋められ、
   当該充填材料層によって、前記透光性基板において前記凹部の形成領域は平坦化されていることを特徴とする電気光学装置。
4. 前記素子基板に対して対向配置された対向基板を備え、
   当該対向基板と前記素子基板との間に液晶層が保持されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の電気光学装置。
5. 透光性基板の第１面側に、画素電極および画素トランジスタを備えた画素が複数形成された画素領域と、該画素領域の外側に、配線および駆動回路用トランジスタが複数形成された周辺回路とを有する素子基板を備え、前記透光性基板において前記第１面とは反対側の第２面側から変調した光を出射する電気光学装置の製造方法において、
   前記透光性基板の前記周辺回路と重なる領域を粗面化して、前記透光性基板の前記第２面側から入射した光を散乱させる粗面化領域を形成する粗面化領域形成工程を有し、
   前記粗面化領域形成工程において、前記透光性基板に化学気相成膜法により多数のドット状堆積物を形成する化学気相成膜工程を行なうことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
6. 前記粗面化領域形成工程では、前記透光性基板の前記粗面化領域とすべき領域に凹部を形成する凹部形成工程と、前記透光性基板の前記凹部を含む領域に対する前記化学気相成膜工程と、少なくとも前記凹部を埋めるように充填材料層を前記透光性基板上に形成する凹部充填工程と、前記凹部外に形成された前記ドット状堆積物が除去されるまで前記透光性基板を研磨する研磨工程と、を行なうことを特徴とする請求項５に記載の電気光学装置の製造方法。
7. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の電気光学装置を用いた投射型表示装置であって、
   前記電気光学装置により光変調した光を投射する投射光学系を備えていることを特徴とする投射型表示装置。

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