JP2000029011A - 電気光学装置およびその製造方法、並びに投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対向基板側におけるレンズアレイ基板とそれ
を覆う薄板との貼り合わせ構造を改良することにより、
対向基板と電気光学装置用基板との隙間寸法の精度を高
め、表示の品位を向上することのできる電気光学装置を
実現すること。 【解決手段】 液晶装置１において、対向基板２０は、
シール材５２の形成領域に重なる領域にマイクロレンズ
Ｌと同等の高さに形成された段差部ＬＤを備えるレンズ
アレイ基板ＬＡと、レンズアレイ基板ＬＡに対して接着
剤４８により貼り合わされた薄板ガラス４９とを有して
いる。シール材５２の形成領域に重なる領域では、レン
ズアレイ基板ＬＡと薄板ガラス４９とが薄い接着剤４８
の層で接着されているので、対向基板２０と液晶装置用
基板３０とを高い寸法精度の隙間を介して貼り合わせる
のに支障がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の画素がマト
リクス状に配置された液晶装置等の電気光学装置用の基
板と対向基板との間に液晶等の電気光学物質が封入され
た電気光学装置に関するものである。さらに詳しくは、
対向基板にマイクロレンズが形成された電気光学装置お
よびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気光学装置の一例である液晶装置で
は、図１１に示すように、画素電極８および画素スイッ
チング用の薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称す）１
０が形成された液晶装置用基板３０と、対向電極３２が
形成された対向基板２０と、これらの基板間に封入、挟
持されている電気光学物質である液晶３９とから概略構
成されている。液晶装置用基板３０と対向基板２０とは
ギャップ材含有のシール材５２によって所定の間隙を介
して貼り合わされ、この間隙内に液晶３９が封入されて
いる。従って、液晶装置用基板３０において、ＴＦＴ１
０を介してデータ線（図示せず。）から画素電極８に印
加した画像信号によって、画素電極８と対向電極３２と
の間において液晶３９の配向状態を制御することができ
る。それ故、透過型の液晶装置であれば、対向基板２０
の側に入射された光は、入射側偏光板（図示せず。）に
よって所定の直線偏光光に揃えられた後、対向基板２０
の側から液晶３９の層に入射し、ある領域を透過する直
線偏光光は透過偏光軸が捩じられて液晶装置用基板３０
から出射される一方、他の領域を通過した直線偏光光は
透過偏光軸が捩じられることなく液晶装置用基板３０の
側から出射する。それ故、出射側偏光板（図示せず。）
を通過するのは、液晶３９によって偏光軸が捩じられた
方の直線偏光光、あるいは液晶３９によって偏光軸が捩
じられることのなかった直線偏光光のうちの一方であ
る。よって、これらの偏光状態を画素毎に制御すること
により所定の情報を表示することができる。

【０００３】ここで、対向基板２０の側から入射した光
がＴＦＴ１０のチャネル形成領域（図示せず。）に入射
すると、この領域において光電変換効果により光電流が
発生し、ＴＦＴ１０のトランジスタ特性が劣化する。こ
のため、対向基板２０には、各ＴＦＴ１０に対向する位
置に、クロムなどの金属材料や樹脂ブラックなどからな
るブラックマトリクス、あるいはブラックマスクと称せ
られる遮光膜６が形成されるのが一般的である。但し、
遮光膜６によってＴＦＴのチャネル形成領域への光の入
射を確実に防止するには遮光膜６を幅広に形成する必要
があるが、このような幅広の遮光膜６を形成すると、そ
の分、表示に寄与する光量が減少してしまう。また、幅
広の遮光膜６を形成しても、斜めに入射した光までは確
実に遮ることができない。

【０００４】そこで、対向基板２０の側にマイクロレン
ズＬ（小さな集光レンズ）を面内方向に配列した構造が
案出されている。このような構造によれば、対向基板２
０の側に入射した光を各マイクロレンズＬによって各画
素電極８に向けて集光することができるので、対向基板
２０の側に形成した遮光膜６の幅が狭くても、あるいは
対向基板２０の側に遮光膜６がなくても、ＴＦＴ１０の
チャネル形成領域に光が入射することを防止することが
できる。それ故、ＴＦＴ１０のトランジスタ特性の劣
化、および表示に寄与する光量の減少を防止することが
できるので、信頼性が高く、かつ、明るい表示を行うこ
とのできる液晶装置を構成することができる。

【０００５】このような対向基板２０は、フォトリソグ
ラフィ技術を用いて透明基板の表面をエッチングするこ
とにより複数のマイクロレンズＬが形成されたレンズア
レイ基板ＬＡを製造した後、このレンズアレイ基板ＬＡ
に対して透明なカバー手段である薄板ガラス４９を接着
剤４８により貼り合わせることにより製造される。すな
わち、レンズアレイ基板ＬＡでは、従来、マイクロレン
ズＬとなるべき部分を除く全ての領域がエッチングされ
るため、レンズアレイ基板ＬＡではマイクロレンズＬの
形成領域の周辺領域ＬＢもエッチングされ、この周辺領
域ＬＢはマイクロレンズＬからみて一段、低い領域とな
っている。また、対向基板２０については、レンズアレ
イ基板ＬＡに貼り合わせた薄板ガラス４９の表面に対向
電極３２および遮光膜６をこの順に形成した後、その表
面に薄いポリイミド樹脂４７を塗布し、それを１５０℃
〜２００℃位の温度で熱硬化させた後、ラビング処理を
行う。一方、液晶装置用基板３０でも、ＴＦＴ１０およ
び画素電極８をこの順に形成した後、その表面に薄いポ
リイミド樹脂４６を塗布し、それを１５０℃〜２００℃
位の温度で熱硬化させた後、ラビング処理を行う。そし
て、液晶装置用基板３０の表面のうち、対向基板２０の
周辺領域ＬＢと重なる領域にギャップ材含有のシール材
５２を塗布した後、このシール材５２によって対向基板
２０と液晶装置用基板３０とを貼り合わせる。ここで、
対向基板２０と液晶装置用基板３０との貼り合わせ工程
は、基板間の間隙の寸法を決定する重要な工程であり、
通常は、対向基板２０を液晶装置用基板１０の方に押圧
しながら対向基板２０の側からシール材５２に光照射を
行うことによりシール材５２を仮硬化させて、対向基板
２０と液晶装置用基板３０との間に所定の間隙を確保し
てから、シール材５２の本硬化を行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
レンズアレイ基板ＬＡでは、マイクロレンズＬの形成領
域の周辺領域ＬＢがマイクロレンズＬからみて一段、低
い領域となっているため、この部分において、カバー手
段（薄板ガラス）４９はレンズアレイ基板ＬＡに対して
かなり厚めの接着剤４８によって接着されていることに
起因する様々な弊害が生じている。たとえば、対向基板
２０と液晶装置用基板３０とをシール材５２によって貼
り合わせるときに、対向基板２０を液晶装置用基板３０
の方に押圧しても、周辺領域ＬＢにおいて厚めの接着剤
４８がクッションとして働いてしまい、対向基板２０と
液晶装置用基板３０との隙間寸法（セツギャップ）を制
御できない。それ故、液晶装置において表示の品位が低
下するという問題点がある。

【０００７】また、対向基板２０を製造する際に、配向
層となるべきポリイミド樹脂４７を熱硬化させる際に周
辺領域ＬＢの接着剤４８が厚いと、接着剤４８の応力に
よって対向基板２０に反りやうねりなどが発生する。こ
の場合も、対向基板２０と液晶装置用基板３０との隙間
寸法を制御できないので、液晶装置において表示の品位
が低下するという問題点がある。

【０００８】以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、
対向基板側におけるレンズアレイ基板とそれを覆う薄板
との貼り合わせ構造を改良することにより、対向基板と
液晶装置用基板との隙間寸法の精度を高め、表示の品位
を向上することのできる液晶装置およびその製造方法を
実現することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、一対の基板間に電気光学物質が封入さ
れ、前記一対の基板はシール材により互いに接着されて
なり、前記基板内にはマトリクス状に形成された複数の
画素を有する電気光学装置であって、前記一対の基板の
一方の基板は、前記各画素に対応して形成された凸型の
マイクロレンズと前記シール材に重なる領域に前記マイ
クロレンズの高さとほぼ同じ高さの段差部とを備えたレ
ンズアレイ基板と、前記マイクロレンズおよび前記段差
部を覆うように接着剤により貼り合わされた透明なカバ
ー手段とを有していることを特徴とする。

【００１０】本発明では、複数のマイクロレンズを備え
る他方の基板を形成する際に、マイクロレンズの形成領
域の周辺領域（前記シール材の形成領域と重なる領域）
にはマイクロレンズと略同じ高さの段差部を形成してお
く。従って、対向基板を形成する際にレンズアレイ基板
と透明なカバー手段とを接着剤層で貼り合わせるとき
に、マイクロレンズの形成領域の周辺領域では他方の基
板と透明なカバー手段とが薄い接着剤層で接着されるこ
とになる。このような薄めの接着剤層であればクッショ
ンとして働くことがないので、一方の基板と他方の基板
とをシール材によって貼り合わせるときに他方の基板を
一方の基板の方に押圧する力がマイクロレンズの形成領
域の周辺領域で確実にシール材に加わる。また、他方の
基板を製造する際に、配向層となるべきポリイミド樹脂
などを熱硬化させる場合でも、接着剤層が薄いので、接
着剤層の応力によって対向基板に反りやうねりなどが発
生することがない。それ故、一方の基板と他方の基板と
の隙間寸法を高い精度で制御できるので、電気光学装置
において表示の品位が向上する。

【００１１】本発明において、前記段差部は平坦面にな
っていることが好ましい。このように構成すると、シー
ル材として光硬化性の樹脂を用い、かつ、一方の基板と
他方の基板との間に塗布したシール材を他方の基板の側
から照射した光によって硬化させる場合に、照射された
光は屈折せずにシール材に均一に届く。それ故、シール
材全体を均一に硬化させることができる。

【００１２】このような電気光学装置の製造方法におい
ては、前記一方の基板と前記他方の基板とを貼り合わせ
るにあたっては、前記シール材を介して前記一方の基板
と前記他方の基板とを重ねた後、当該一方の基板に前記
他方の基板を押し付けるような圧力を加えながら前記シ
ール材を硬化させる。

【００１３】この場合に、前記シール材を硬化させるに
あたっては、たとえば、前記対向基板の側から当該シー
ル材に紫外線を照射して該シール材を光硬化させる。

【００１４】本発明に係わる電気光学装置は、たとえ
ば、光源と、前記光源から出射された光を前記電気光学
装置で光変調した光を投射する投射手段とを有する投射
型表示装置などの電子機器に用いることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明の実施の
形態の液晶装置を説明する。なお、本形態に係る液晶装
置は、図１１を参照して説明した従来の液晶装置と基本
的な構成が同一なので、共通する機能を有する部分には
同じ符号を付して説明する。

【００１６】［液晶装置の全体構成］図１および図２は
それぞれ、本形態に係る液晶装置を対向基板の側からみ
た平面図、および図１のＨ−Ｈ′線で切断したときの液
晶装置の断面図である。

【００１７】これらの図において、液晶装置１は、画素
電極８がマトリクス状に形成された液晶装置用基板３０
と、対向電極３２が形成された対向基板２０と、これら
の基板間に封入、挟持されている液晶３９とから概略構
成されている。液晶装置用基板３０と対向基板２０と
は、対向基板２０の外周縁に沿って形成されたギャップ
材含有のシール材５２によって所定の間隙を介して貼り
合わされている。また、液晶装置用基板３０と対向基板
２０との間には、ギャップ材含有のシール材５２によっ
て液晶封入領域４０が区画形成され、この液晶封入領域
４０内に液晶３９が封入されている。シール材５２とし
ては、エポキシ樹脂や各種の紫外線硬化樹脂などを用い
ることができる。また、ギャップ材としては、約２μｍ
〜約１０μｍの無機あるいは有機質のファイバ若しくは
球を用いることができる。

【００１８】対向基板２０は液晶装置用基板３０よりも
小さく、液晶装置用基板３０の周辺部分は、対向基板２
０の外周縁よりはみ出た状態に貼り合わされる。従っ
て、液晶装置用基板３０の駆動回路（走査線駆動回路７
０やデータ線駆動回路６０）や入出力端子４５は対向基
板２０から露出した状態にある。ここで、シール材５２
は部分的に途切れているので、この途切れ部分によっ
て、液晶注入口２４１が構成されている。このため、対
向基板２０と液晶装置用基板３０とを貼り合わせた後、
シール材５２の内側領域を減圧状態にすれば、液晶注入
口２４１から液晶３９を減圧注入でき、液晶３９を封入
した後、液晶注入口２４１を封止剤２４２で塞げばよ
い。なお、対向基板２０には、シール材５２の内側にお
いて画像表示領域７を見切りするための遮光膜ＢＭ２も
形成されている。また、対向基板２０のコーナー部のい
ずれにも、液晶装置用基板３０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５６が形成されてい
る。

【００１９】ここで、走査線に供給される走査信号の遅
延が問題にならないのならば、走査線駆動回路７０は片
側だけでも良いことは言うまでもない。また、データ線
駆動回路６０を画像表示領域７の辺に沿って両側に配列
しても良い。例えば奇数列のデータ線は画像表示領域７
の一方の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画
像信号を供給し、 偶数列のデータ線は画像表示領域７の
反対側の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画
像信号を供給するようにしても良い。このようにデータ
線を櫛歯状に駆動するようにすれば、データ線駆動回路
６０の形成面積を拡張することが出来るため、複雑な回
路を構成することが可能となる。また、液晶装置用基板
３０において、データ線駆動回路６０と対向する辺の側
では、遮光膜ＢＭ２の下などを利用して、プリチャージ
回路や検査回路が設けられることもある。なお、データ
線駆動回路６０および走査線駆動回路７０を液晶装置用
基板３０の上に形成する代わりに、たとえば、駆動用Ｌ
ＳＩが実装されたＴＡＢ（テープ オートメイテッド、
ボンディング）基板を液晶装置用基板３０の周辺部に形
成された端子群に対して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。また、対向基
板２０および液晶装置用基板３０の光入射側の面あるい
は光出射側には、使用する液晶３９の種類、すなわち、
ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（ス
ーパーＴＮ）モード、Ｄ−ＳＴＮ（ダブル−ＳＴＮ）モ
ード等々の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノ
ーマリ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向きに配置される。

【００２０】本形態の液晶装置１は、たとえば、投射型
液晶装置（液晶プロジェクタ）において使用される。こ
の場合、３枚の液晶装置１がＲＧＢ用のライトバルブと
して各々使用する場合、各液晶装置１の各々には、ＲＧ
Ｂ色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された
各色の光が投射光として各々入射されることになる。こ
の場合カラーフィルタが形成されていない。しかしなが
ら、投射型液晶装置はこのような３枚の液晶装置１を用
いる構成に限定されるものではない。また、対向基板２
０において各画素電極８に対向する領域にＲＧＢのカラ
ーフィルタをその保護膜とともに形成することにより、
投射型液晶表示以外にも、カラー液晶テレビなどといっ
たカラー液晶装置を構成することができる。さらにま
た、対向基板２０に何層もの屈折率の異なる干渉層を積
層することにより、光の干渉作用を利用して、ＲＧＢ色
をつくり出すダイクロイックフィルタを形成してもよ
い。このダイクロイックフィルタ付きの対向基板によれ
ば、より明るいカラー表示を行うことができる。

【００２１】［液晶装置用基板の構成］図３は、液晶装
置の構成を模式的に示すブロック図、図４は、この液晶
装置における画素領域の一部を抜き出して示す平面図、
図５は、図４におけるＡ−Ａ′線における液晶装置用基
板の断面図である。

【００２２】図３に示すように、液晶装置の液晶装置用
基板３０上には、データ線９０および走査線９１に接続
する画素スイッチング用のＴＦＴ１０と、このＴＦＴ１
０を介してデータ線９０から画像信号が入力される液晶
セル９４が存在する。データ線９０に対しては、シフト
レジスタ８４、レベルシフタ８５、ビデオライン８７、
アナログスイッチ８６を備えるデータ線駆動回路６０が
形成されている。走査線９１に対しては、シフトレジス
タ８８およびレベルシフタ８９を備える走査線駆動回路
７０が形成されている。

【００２３】各画素電極と当該画素電極に接続される画
素スイッチング用のＴＦＴとからなる画素毎に保持容量
４０（容量素子）が形成され、この保持容量４０は、液
晶セル９４での電荷の保持特性を高める機能を有してい
る。なお、保持容量４０は容量線を設ける代わりに隣接
する走査線９１を利用して設けることもある。

【００２４】いずれの場合でも、図４に一部の画素領域
を抜き出して示すように、マトリクス状に複数の透明な
画素電極８が形成されており、画素電極８の縦横の境界
に沿って、データ線９０、走査線９１および容量線９２
が形成されている。データ線９０は、コンタクトホール
を介してポリシリコン膜からなる半導体層のうち、ソー
ス領域１６に電気的に接続され、画素電極８は、コンタ
クトホールを介してドレイン領域１７に電気的に接続し
ている。また、チャネル形成領域１５に対向するように
走査線９１が延びている。なお、保持容量４０は、画素
スイッチング用のＴＦＴ１０を形成するためのシリコン
膜１０ａ（半導体膜／図４に斜線を付した領域）の延設
部分に相当するシリコン膜４０ａ（半導体膜／図４に斜
線を付した領域）を導電化したものを下電極４１とし、
この下電極４１に対して容量線９２が上電極として重な
った構造になっている。

【００２５】このように構成した画素領域のＡ−Ａ′線
における断面は、図５に示すように表される。まず、液
晶装置用基板３０の基体たる透明基板３０の表面に絶縁
性の下地保護膜３０１が形成される場合があり、この下
地保護膜３０１の表面には、島状のシリコン膜１０ａ、
４０ａが形成されている。また、シリコン膜１０ａの表
面にはゲート絶縁膜１３が形成され、このゲート絶縁膜
１３の表面に走査線９１がゲート電極が形成されてい
る。シリコン膜１０ａのうち、走査線９１に対してゲー
ト絶縁膜１３を介して対峙する領域がチャネル形成領域
１５になっている。このチャネル形成領域１５に対して
一方側には、低濃度ソース領域１６１および高濃度ソー
ス領域１６２を備えるソース領域１６が形成され、他方
側には低濃度ドレイン領域１７１および高濃度ドレイン
領域１７２を備えるドレイン領域１７が形成されてい
る。このように構成された画素スイッチング用ＴＦＴ１
０の表面側には、第１層間絶縁膜１８および第２層間絶
縁膜１９が形成され、第１層間絶縁膜１８の表面に形成
されたデータ線９０は、第１層間絶縁膜１８に形成され
たコンタクトホールを介して高濃度ソース領域１６２に
電気的に接続している。また、画素電極８は、第１層間
絶縁膜１８および第２層間絶縁膜１９に形成されたコン
タクトホールを介して高濃度ドレイン領域１６２に電気
的に接続している。また、高濃度ドレイン領域１７２か
ら延設されたシリコン膜４０ａには低濃度領域からなる
下電極４１が形成され、この下電極４１に対しては、ゲ
ート絶縁膜１３と同時形成された絶縁膜（誘電体膜）を
介して容量線９２が対向している。このようにして保持
容量４０が形成されている。

【００２６】ここで、ＴＦＴ１０は、好ましくは上述の
ようにＬＤＤ構造をもつが、低濃度ソース領域１６１お
よび低濃度ドレイン領域１７１に相当する領域に不純物
イオンの打ち込みを行わないオフセット構造を有してい
てもよい。また、ＴＦＴ１０は、走査線９１をマスクと
して高濃度で不純物イオンを打ち込み、自己整合的に高
濃度ソースおよびドレイン領域を形成したセルフアライ
ン型のＴＦＴであってもよい。なお、本形態では、ＴＦ
Ｔ１０のゲート電極（走査線９１）をソース−ドレイン
領域の間に１個のみ配置したシングルゲート構造とした
が、これらの間に２個以上のゲート電極を配置してもよ
い。この際、各々のゲート電極には同一の信号が印加さ
れるようにする。このようにデュアルゲート（ダブルゲ
ート）或いはトリプルゲート以上でＴＦＴ１０を構成す
れば、チャネルとソース−ドレイン領域の接合部でのリ
ーク電流を防止でき、オフ時の電流を低減することが出
来る。これらのゲート電極の少なくとも１個をＬＤＤ構
造或いはオフセット構造にすれば、さらにオフ電流を低
減でき、安定したスイッチング素子を得ることが出来
る。

【００２７】［対向基板の構成］図６において、対向基
板２０は、画素電極８の各々に向けて盛り上がった、凸
型の複数のマイクロレンズＬ（小さな集光レンズ）が液
晶装置用基板１０の画素電極８に対応してマトリクス状
に形成されたレンズアレイ基板ＬＡと、このレンズアレ
イ基板ＬＡに対してマイクロレンズＬを覆うように接着
剤４８により貼り合わされた透明な薄板ガラス４９とを
有している。この薄板ガラス４９の表面には、対向電極
３１が形成され、この対向電極３１の表面のうち、マイ
クロレンズＬの境界領域に対応する領域には遮光膜６が
形成されている。また、薄板ガラス４９の表面におい
て、対向電極３１および遮光膜６の表面には配向膜とな
るポリイミド樹脂４７の層が形成されている。

【００２８】このような構成の対向基板２０を用いた液
晶装置１では、対向基板２０の側から入射した光のう
ち、ＴＦＴ１０のチャネル形成領域などに照射される光
は遮光膜６によって遮られるとともに、斜めに入射した
光などは各マイクロレンズＬによって各画素電極８に向
けて集光される。従って、対向基板２０の側に形成した
遮光膜６の幅が狭くても、あるいは対向基板２０の側に
遮光膜６がなくても、マイクロレンズＬによってＴＦＴ
１０のチャネル形成領域に光が入射することを防止する
ことができる。それ故、ＴＦＴ１０のトランジスタ特性
の劣化を防止することができるので、信頼性を向上させ
ることができる。また、対向基板２０の側に形成した遮
光膜６の幅を狭くでき、あるいは対向基板２０の側から
遮光膜６を省略してもよいので、表示に寄与する光量が
遮光膜６によって減少するのを防止することができる。
よって、液晶装置においてコントラストと明るさを大幅
に向上させることができる。

【００２９】このような構成の対向基板２０において、
従来であれば、レンズアレイ基板ＬＡでは、マイクロレ
ンズＬの形成領域の周辺領域ＬＢ（ギャップ材含有のシ
ール材５２の形成領域に重なる領域）がマイクロレンズ
Ｌからみて一段、低い領域となっていたが、本形態にお
いて、対向基板２０の外周部分に相当する領域ＬＢは、
マイクロレンズＬと同等の高さとなるように段差部ＬＤ
になっている。従って、本形態では、マイクロレンズＬ
の形成領域の周辺領域ＬＢにおいて対向基板２０と薄板
ガラス４９とが薄い接着剤４８の層で接着されている。
それ故、以下に製造方法の中で説明するように、液晶装
置用基板１０と対向基板２０とを高い精度の間隙を介し
て貼り合わすことができる。

【００３０】［液晶装置の製造方法］ （対向基板２０の製造方法）図７（Ａ）〜図７（Ｅ）お
よび図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、本形態の対向基板２０
に用いたレンズアレイ基板ＬＡの製造方法を示す工程断
面図である。

【００３１】まず、図７（Ａ）に示すように、レンズア
レイ基板ＬＡの基体となるべき透明基板３１上にレジス
ト層Ｒを均一な厚さに形成する。このレジスト層Ｒは、
感光性を有するとともに、熱変形性も有する。

【００３２】次に、図７（Ｂ）は、透明基板３１のう
ち、エッチングすべき領域をポジ像として有するマスク
Ｍをレジスト層Ｒに重なるように位置合わせにし、この
マスクＭを介して紫外線等を照射してレジスト層Ｒの露
光を行う。本形態では、マイクロレンズＬの形成領域の
周辺領域ＬＢについてはマイクロレンズＬと同等の高さ
を有する段差部ＬＤとして残すので、この周辺領域ＬＢ
に形成されているレジスト層Ｒついても露光しない。

【００３３】次に、図７（Ｃ）に示すように、露光後の
レジスト層Ｒを現像して、露光された部分を除去する。
その結果、マイクロレンズＬが形成される部分、および
マイクロレンズＬの形成領域の周辺領域ＬＢにレジスト
層Ｒが残る。

【００３４】次に、図７（Ｃ）に示す状態において、加
熱工程を行う。その結果、レジスト層Ｒは軟化し、その
熱変形性および表面張力の作用により、図７（Ｄ）に示
すように、レジスト層Ｒの角の部分が丸められる。

【００３５】次に、このようにしてレジスト層Ｒが凸面
としてマトリクス状に配列した面からドライエッチング
を行う。このときのドライエッチングに、たとえば酸素
を含んだガスを用いると、エッチングの作用は、透明基
板３１だけでなくレジスト層Ｒの方にも及ぶ。その結
果、図７（Ｅ）において、エッチング前の形状を点線で
示し、エッチング後の形状を実線で示すように、透明基
板３１の表面にマイクロレンズＬが形成されたレンズア
レイ基板ＬＡが形成される。また、マイクロレンズＬの
形成領域の周辺領域ＬＢには段差部ＬＤが形成される。

【００３６】このような方法でレンズアレイ基板ＬＡを
製造すると、各マイクロレンズＬ同士がわずかに離れて
いるが、マイクロレンズＬ同士が完全に繋がった形状と
する場合には、図７（Ｄ）に示すように、レジスト層Ｒ
の角の部分を丸めた後、図８（Ａ）に示すように、その
表面に別のレジスト層Ｒ０を塗布した後、レジスト層Ｒ
０を光硬化させる。次に、レジスト層Ｒ０を加熱する
と、図８（Ｂ）に示すように、滑らかな凸面が互いに連
結しあったレジスト層Ｒを形成できる。そこで、レジス
ト層Ｒが凸面としてマトリクス状に配列した面からドラ
イエッチングを行う。このときのドライエッチングに、
たとえば酸素を含んだガスを用いると、エッチングの作
用は、レジスト層Ｒおよび透明基板３１の双方に及ぶの
で、図８（Ｃ）に示すように、透明基板３１の表面でマ
イクロレンズＬ同士が繋がったレンズアレイ基板ＬＡを
形成できる。

【００３７】次に、このように形成したレンズアレイ基
板ＬＡに対して、図６に示すように、マイクロレンズＬ
および段差部ＬＤを覆うように薄板ガラス４９を接着剤
４８により貼り合わせる。ここで、フォトリソグラフィ
技術を用いて透明基板３１の表面をエッチングしてレン
ズアレイ基板ＬＡを形成する際に、マイクロレンズＬの
形成領域の周辺領域ＬＢ（シール材５２の形成領域と重
なる領域）についてもエッチングしなかったので、対向
基板２０の側においてシール材５２の形成領域と重なる
領域には、マイクロレンズＬと同等の高さに形成された
段差部ＬＤが形成されている。このため、レンズアレイ
基板ＬＡと薄板ガラス４９とを接着剤４８で貼り合わせ
たときには、マイクロレンズＬの形成領域の周辺領域Ｌ
Ｂは薄い接着剤４８の層で接着されることになる。

【００３８】このようにして、マイクロレンズＬおよび
段差部ＬＤを覆うようにレンズアレイ基板ＬＡに対して
接着剤４８により薄板ガラス４９を貼り合わせた後は、
薄板ガラス４９の表面を研磨して、対向基板２０を平行
にする。

【００３９】次に、薄板ガラス４９の表面に対向電極３
２および遮光膜６を順次形成していく。

【００４０】次に、対向基板２０に対して、遮光膜６お
よび対向電極３２の表面にポリイミド樹脂４７を薄く塗
布した後、それを１５０℃から２００℃位の温度で熱硬
化させる。このようにして、対向基板２０の表面におい
てポリイミド樹脂４７を熱硬化させる際に対向基板２０
が加熱されても、マイクロレンズＬの形成領域の周辺領
域ＬＢでは、レンズアレイ基板ＬＡと薄板ガラス４９と
は薄い接着剤４８の層で接着されているので、この領域
の接着剤４８の応力によって、対向基板２０に反りやう
ねりなどが発生することがない。

【００４１】このようにして対向基板２０の側にポリイ
ミド樹脂４７の層を形成した後、ラビング処理を行う。

【００４２】（液晶装置用基板３０と対向基板２０との
貼り合わせ工程）一方、対向基板２０とは別に形成した
液晶装置用基板３０の表面にも、図６に示すように、ポ
リイミド樹脂４６の層を形成した後、ラビング処理を行
っておく。

【００４３】次に、液晶装置用基板３０の表面にギャッ
プ材含有のシール材５２を塗布する。

【００４４】次に、液晶装置用基板３０に形成されてい
る各画素電極８に対して、各マイクロレンズＬが対向す
るように、対向基板２０と液晶装置用基板３０とを位置
合わせした後、液晶装置用基板３０に向けて対向基板２
０を押圧しながら、対向基板２０の側からシール材５２
に対して３０ｍＷ／ｃｍ² 〜１５０ｍＷ／ｃｍ² の照度
で紫外線を数秒間、たとえば３秒間〜７秒間、照射し、
シール材５２を仮硬化させる。その結果、対向基板２０
と液晶装置用基板３０とは所定の間隙を介して貼り合わ
される。

【００４５】しかる後に、対向基板２０の側からシール
材５２に対して１１０ｍＷ／ｃｍ²〜１２０ｍＷ／ｃｍ
² の照度で紫外線を数十秒間、たとえば３４秒間照射し
た後、２０秒間冷却する。続いて、液晶装置用基板３０
の側からシール材５２に対して１１０ｍＷ／ｃｍ² 〜１
２０ｍＷ／ｃｍ² の照度で紫外線を数十秒間、たとえば
３８秒間照射した後、２０秒間冷却する。このような対
向基板２０の側からの光照射と、液晶装置用基板３０の
側からの光照射とを４サイクル、交互に行って、シール
材５２を本硬化させる。その結果、対向基板２０と液晶
装置用基板３０とは完全に貼り合わされる。

【００４６】このようにして、対向基板２０と液晶装置
用基板３０とをギャップ材含有のシール材５２で貼り合
わす際に、対向基板２０の側においてシール材５２の形
成領域と重なる領域（周辺領域ＬＢ）にはマイクロレン
ズＬと同等の高さに形成された段差部ＬＤが形成されて
いるので、対向基板２０と薄板ガラス４９とを接着剤４
８とは、マイクロレンズＬの形成領域の周辺領域ＬＢ
（シール材５２の形成領域と重なる領域）でも薄い接着
剤４８で接着されている。このような薄い接着剤層４８
であれば、対向基板２０を液晶装置用基板３０の方に圧
力をかけたときに接着剤層４８がクッションとして働く
ことはない。それ故、シール材５２の形成領域において
対向向基板２０と液晶装置用基板３０とを適正に押圧し
ながら、シール材５２を仮硬化させることができる。ま
た、対向基板２０の表面でポリイミド樹脂４７を硬化さ
せるために対向基板２０を加熱しても、マイクロレンズ
Ｌの形成領域の周辺領域ＬＢで対向基板２０と薄板ガラ
ス４９とを接着している薄い接着剤４８は、その応力に
よって対向基板２０に反りやうねりなどが発生させるこ
とがない。よって、対向基板２０と液晶装置用基板３０
との隙間寸法を高い精度で制御できるので、液晶装置に
おいて表示の品位が向上する。

【００４７】また、段差部ＬＤは凹凸面として形成した
場合でもマイクロレンズＬの形成領域の周辺領域ＬＢ
（シール材５２の形成領域と重なる領域）において対向
基板２０と薄板ガラス４９とを薄い接着剤４８で接着す
ることができる。但し、本形態において、段差部ＬＤは
平坦面になっているので、シール材５２として光硬化性
の樹脂を用い、かつ、このシール材５２を対向基板２０
の側から照射した光で硬化させる場合でも、照射された
光は屈折せずにシール材に届く。それ故、シール材５２
全体を均一に光硬化させることができる。

【００４８】上記の実施形態では、ＴＦＴがマトリクス
状に形成された基板を用いて説明したが、このようなＴ
ＦＴに限るものではない。画素がマトリクス状に形成さ
らた液晶装置において、各画素に対応してマイクロレン
ズを形成する構成の場合に適用可能である。また、上述
の実施形態では、対向基板側にマイクロレンズを設けた
がそれに限るものではなく、液晶装置用基板にマイクロ
レンズを形成した場合にも、同様にマイクロレンスの高
さに応じて基板の周辺部に段差部を設けることにより、
上記の実施形態と同様な硬化が得られる。

【００４９】［液晶装置の電子機器への適用］次に、液
晶装置を備えた電子機器の一例を、図９および図１０を
参照して説明する。

【００５０】まず、図９には、上記の各形態に係る液晶
装置と同様に構成された液晶装置１００６を備えた電子
機器の構成をブロック図で示してある。

【００５１】図９において、電子機器が、表示情報出力
源１０００、表示情報処理回路１００２、駆動回路１０
０４、液晶装置１００６、クロック発生回路１００８、
および電源回路１０１０を含んで構成される。表示情報
出力源１０００は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、Ｒ３
０（Random Access Memory）、光ディスクなどのメモ
リ、テレビ信号の画信号を同調して出力する同調回路な
どを含んで構成され、クロック発生回路１００８からの
クロックに基づいて、所定フォーマットの画像信号を処
理して表示情報処理回路１００２に出力する。この表示
情報出力回路１００２は、たとえば増幅・極性反転回
路、相展開回路、ローテーション回路、ガンマ補正回
路、あるいはクランプ回路等の周知の各種処理回路を含
んで構成され、クロック信号に基づいて入力された表示
情報からデジタル信号を順次生成し、クロック信号ＣＬ
Ｋとともに駆動回路１００４に出力する。駆動回路１０
０４は、液晶装置１００６を駆動する。電源回路１０１
０は、上述の各回路に所定の電源を供給する。なお、液
晶装置１００６を構成する液晶装置用基板の上に駆動回
路１００４を形成してもよく、それに加えて、表示情報
処理回路１００２も液晶装置用基板の上に形成してもよ
い。

【００５２】このような構成の電子機器としては、図１
０を参照して後述する投射型液晶装置（液晶プロジェク
タ）、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ
（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、ワードプ
ロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直
視型のビデオテープレコーダ、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。

【００５３】図１０に示す投射型液晶装置１１００は、
前記の駆動回路１００４が液晶装置用基板上に搭載され
た液晶装置１００を含む液晶モジュールを４個準備し、
各々ＲＧＢ用のライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１０
０Ｂとして用いたプロジェクタとして構成されている。
この液晶プロジェクタ１１００では、メタルハライドラ
ンプなどの白色光源のランプユニット１１０２から光が
出射されると、３枚のミラー１１０６および２枚のダイ
クロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原
色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂに分離され（光分離手
段）、対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１０
０Ｂ（液晶装置１００／液晶ライトバルブ）に各々導か
れる。この際に、光成分Ｂは、光路が長いので、光損失
を防ぐために入射レンズ１１２２、リレーレンズ１１２
３、および出射レンズ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１０
０Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂによって各々変調された３原
色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂは、ダイクロイックプリ
ズム１１１２（光合成手段）に３方向から入射され、再
度合成された後、投射レンズ１１１４を介してスクリー
ン１１２０などにカラー画像として投射される。

【００５４】上述の実施形態では、電気光学装置として
液晶装置を例に説明したが、これに限るものではなく、
エレクトロルミネッセンス等さまざまな電気光学装置に
本発明を用いることができる。

【００５５】

【発明の効果】以上のとおり、本発明に係る電気光学装
置では、対向基板の表面のうち、マイクロレンズの形成
領域の周辺領域（シール材の形成領域と重なる領域）に
はマイクロレンズと略同じ高さの段差部が形成されてい
るので、対向基板と透明な薄板とを接着剤層で貼り合わ
せたときに、マイクロレンズの形成領域の周辺領域では
対向基板と透明な薄板とが薄い接着剤層で接着される。
このような薄めの接着剤層であればクッションとして働
くことがないので、対向基板と電気光学装置用基板とを
シール材によって貼り合わせるときに対向基板を電気光
学装置用基板の方に押圧する力がマイクロレンズの形成
領域の周辺領域で確実にシール材に加わる。また、対向
基板を製造する際に、配向層となるべきポリイミド樹脂
などを熱硬化させる場合でも、接着剤層が薄いので、接
着剤層の応力によって対向基板に反りやうねりなどが発
生することがない。それ故、対向基板と電気光学装置用
基板との隙間寸法を高い精度で制御できるので、電気光
学装置において表示の品位が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】液晶装置に用いた液晶装置を対向基板の側から
みた平面図である。

【図２】図１のＨ−Ｈ′線で切断したときの液晶装置の
断面図である。

【図３】液晶装置の構成を模式的に示すブロック図であ
る。

【図４】液晶装置の画素領域の一部を抜き出して示す平
面図である。

【図５】図４におけるＡ−Ａ′線における液晶装置用基
板の断面図である。

【図６】本発明を適用した液晶装置の液晶装置に用いた
液晶装置用基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合
わせ構造を示すパネル端部の断面図である。

【図７】（Ａ）〜（Ｅ）は、図６に示す対向基板のレン
ズアレイ基板の製造方法を示す工程断面図である。

【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、図７に示す製造方法とは別
のレンズアレイ基板の製造方法を示す工程断面図であ
る。

【図９】図８に示す液晶装置の使用例を示す液晶装置の
回路構成を示すブロック図である。

【図１０】図８に示す液晶装置の使用例を示す投写型液
晶装置の全体構成図である。

【図１１】従来の液晶装置の液晶装置に用いた液晶装置
用基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造
を示すパネル端部の断面図である。

【符号の説明】

１ 液晶装置 ６ 対向基板側の遮光膜 ７ 画像表示領域 ８ 画素電極 １０ 画素スイッチング用のＴＦＴ ３１ 対向基板側の絶縁基板 ３２ 対向電極 ３９ 液晶 ４８ 接着剤 ４９ 薄板ガラス ９０ データ線 ９１ 走査線 ５２ シール材 ２４１ 液晶注入口 ２４２ 封止剤 ３０ 液晶装置用基板 Ｌ マイクロレンズ ＬＡ レンズアレイ基板 ＬＢ レンズアレイ基板の周辺領域 ＬＤ レンズアレイ基板の段差部 ２０ 対向基板

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の基板間に電気光学物質が封入さ
   れ、前記一対の基板はシール材により互いに接着されて
   なり、前記基板内にはマトリクス状に形成された複数の
   画素を有する電気光学装置であって、 前記一対の基板の一方の基板は、前記各画素に対応して
   形成された凸型のマイクロレンズと前記シール材に重な
   る領域に前記マイクロレンズの高さとほぼ同じ高さの段
   差部とを備えたレンズアレイ基板と、前記マイクロレン
   ズおよび前記段差部を覆うように接着剤により貼り合わ
   された透明なカバー手段とを有することを特徴とする電
   気光学装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記段差部の表面は
   平坦面になっていることを特徴とする電気光学装置。
3. 【請求項３】 一対の基板間に液晶が封入され、前記基
   板内にはマトリクス状に形成された複数の画素を有し、
   前記一対の基板の一方の基板はレンズアレイ基板を有す
   る電気光学装置の製造方法であって、 前記レンズアレイ基板に、前記各画素に対応して凸型の
   マイクロレンズと、前記一方の基板の周辺に前記マイク
   ロレンズの高さとほぼ同じ高さの段差部とを形成する工
   程と、 前記マイクロレンズおよび前記段差部を覆うように前記
   レンズアレイ基板に透明なカバー手段を接着剤により貼
   り合わせる工程と、 前記一方の基板と前記他方の基板とをシール材を前記段
   差部に対向配置するように形成して重ね合わせ、前記一
   方の基板に前記他方の基板を押しつけるような圧力を加
   えながら前記シール材を硬化させることを特徴とする電
   気光学装置の製造方法。
4. 【請求項４】 一対の基板間に電気光学物質が封入さ
   れ、前記基板内にはマトリクス状に形成された複数の画
   素を有し、前記一対の基板の一方の基板はレンズアレイ
   基板を有する電気光学装置の製造方法であって、 前記レンズアレイ基板に、前記各画素に対応して凸型の
   マイクロレンズと、前記レンズアレイ基板の周辺に前記
   マイクロレンズの高さとほぼ同じ高さの段差部とを形成
   する工程と、 前記マイクロレンズおよび前記段差部を覆うように前記
   レンズアレイ基板に透明なカバー手段を接着剤により貼
   り合わせる工程と、 前記一方の基板と前記他方の基板とをシール材を前記段
   差部に対向配置するように形成して重ね合わせ、前記シ
   ール材が形成された前記一対の基板の外側から圧力を加
   えながら記シール材を硬化させる工程とを有することを
   特徴とする電気光学装置の製造方法。
5. 【請求項５】前記シール材は光硬化性樹脂からなること
   を特徴とする請求項３または４に記載の電気光学装置の
   製造方法。
6. 【請求項６】 一対の基板間に電気光学物質が封入さ
   れ、前記一対の基板はシール材により互いに接着されて
   なり、前記他方の基板には、複数の走査線と、前記複数
   の走査線に交差する複数のデータ線と、前記各走査線と
   前記各データ線に接続されたスイッチング手段と前記ス
   イッチング手段に接続された画素電極とからなる画素と
   を有する電気光学装置であって、 前記一対の基板の一方の基板は、前記各画素に対応して
   形成された凸型のマイクロレンズと前記シール材に重な
   る領域に前記マイクロレンズの高さとほぼ同じ高さの段
   差部とを備えたレンズアレイ基板と、前記マイクロレン
   ズおよび前記段差部を覆うように接着剤により貼り合わ
   された透明なカバー手段とを有していることを特徴とす
   る電気光学装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項５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、光源と、前記光
   源から出射された光を前記電気光学装置で光変調した光
   を投射する投射手段とを有することを特徴とする投射型
   表示装置。