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JP2003519391A - 電子光学装置 - Google Patents

電子光学装置

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JP2003519391A
JP2003519391A JP2000589996A JP2000589996A JP2003519391A JP 2003519391 A JP2003519391 A JP 2003519391A JP 2000589996 A JP2000589996 A JP 2000589996A JP 2000589996 A JP2000589996 A JP 2000589996A JP 2003519391 A JP2003519391 A JP 2003519391A
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optical
liquid crystal
backplane
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Qinetiq Ltd
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Abstract

(57)【要約】 能動半導体バックプレーン（3）を備えたスメチック液晶セル（1）のような電子光学装置が、アルミナまたはシリカのようなハイブリッド基板（2）に装着される。また、他の能動的または受動的電子光部品を基板に装着し、導電体トラック、例えばワイヤボンディング（17）によって相互に接続してもよい。また、基板自身を印刷回路基板に装着してもよい。この基板はシートシンクを備えていてもよい。この構成は、液晶セルの安全な接続および良好な光学的位置合わせを容易にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
本発明は、電気的に駆動される能動的光素子の装着に関する。
【０００２】 電気的に駆動される能動的光素子の参照文献には電子光学効果を示す素子が含
まれているが、それには、例えその光学的効果が電子光学的効果、例えば、光磁
気効果（磁界は電気的手段によって生じる）でない場合でも、電気的入力を必要
とする何れか他の能動素子もしくは可変光学素子、または機械的運動が電気的に
生じる装置が包含される。以下では、このような装置を電子光学素子と称する。
【０００３】 電子光学素子の動作速度を増大させることが要求されている。同時に、更に複
雑な装置、例えば、高解像度の画像またはより正確な信号処理のために、極めて
多数の画素を備えたマトリクスを有する空間的光モジュレータが必要とされてい
る。これは、アドレスシステムの複雑さおよび画素に到達するために必要な導電
体の長さの両方を増大させるため、それ自体としては、個々の画素マトリックス
にアドレスするために必要な時間の増大、およびマトリックスの全画素をアドレ
スするために必要な時間の増大をもたらす。
【０００４】 部分的には、新規な効果または材料の発見によって速度の改善が促進されてい
る。従って、液晶技術の分野においては、スイッチングの迅速なキラルスメチッ
ク液晶材料の使用が益々重要になってきている。また、多くの電子装置と同様に
、装置を小さくして導電体長さを減少させることによって、改善された速度を得
ることができる。
【０００５】 益々重要になっている電子光学的空間モジュレータ装置は、アクティブバック
プレーンを使用する装置である。通常、これは空間的に対向する前面電極と組合
せて使用され、バックプレーンと前面電極との間のギャップに電子工学的材料が
配置される。
【０００６】 最近、能動的半導体バックプレーンと共通前面電極との間にスメチック液晶層
を配置した形態の、新しい空間的光モジュレータが開発された。迅速性および可
能であれば低価格の要求に応えて、ディスプレー装置としての可能な用途だけで
なく、相関およびホログラフィースイッチングのような光学的処理の他の形態の
ために、比較的多数の画素（例えば320×240または640×480）を備えた空間的光
モジュレータが開発された。該モジュレータは、それが駆動される様式および印
加される電圧値に応じて、少なくとも10MHｚの線速度および15〜20kHz以下のフ
レーム速度で駆動することができ、1秒当り略1〜1.5Gピクセルのデータ入力を必
要とする。典型的には、画素のアドレス時間はほぼ100ナノ秒であるが、現実に
は、画素は光学的状態間でのスイッチングに略1〜5マイクロ秒を必要とする。ま
た、全体のフレーム書き込み時間は約24マイクロ秒であるのに対して、フレーム
からフレームへの書き込み時間は略80マイクロ秒である。
【０００７】 同じ出願日および優先日をもった我々の継続中の国際特許出願（P20958WOおよ
びP20958、優先権は両者共GB9827965.6；P20959WO、優先権GB9827900.3；P20960
WO、優先権GB9827901.1；P20961WO、優先権GB9827964.9；P20962WO、優先権GB98
27945.8；P20963WOおよびP20963、優先権は両者共GB9827944.1）は、この空間光
モジュレータに関連した他の発明的側面に関するものである。
【０００８】 液晶層は前世紀から認識されており、光モジュレータとして液晶材料を利用す
る幾つかの試みがあったが、何等かの成功した商業的使用をもたらしたものはな
かった。しかし、1960年代末および1970年代には、より多くの材料および更に純
粋な材料が利用可能になり、また技術が一般に進歩したので、液晶を光モジュレ
ータに使用することに改めて興味がもたれ、より多くの成功がもたらされた。
【０００９】 当初、液晶光モジュレータは、対抗する電極プレート（少なくとも一方のプレ
ートは透明である）の間にサンドイッチされた液晶材料の層を含む、単一セルの
形態であった。後になって、複数の画素を備えた電子／光ネマチック装置が考案
された。当初、これらはセルの一方の側に共通の電極を有し、該セルの他方の側
には個別にアクセス可能な複数の受動電極を有する形態（例えば、７区画ディス
プレー）であるか、または更に多数の画素については、当該セルの両側に交叉電
極アレイ（例えば、走査される行電極および列電極）を有する形態であった。後
者の構成は、顕著な著しい融通性を提供するが、画素間でのクロストークに付随
する問題があった。
【００１０】 光学的応答は印加電圧に非線型的に関係するので、そのような状況は、アナロ
グ（グレイスケール）ディスプレーが印加電圧のアナログ調節によって製造され
るときに悪化する。特に、ｄｃバランス（下記参照）をも必要とするときには、
アドレススキームが比較的複雑になる。このような考察は、ネマチックセルにお
けるスイッチングの相対的な遅さと相俟って、合理的な解像度をもったリアルタ
イムのビデオ画像を提供することを困難にしている。
【００１１】 その後、アクティブバックプレーン装置が製造された。これは、対応する画素
に電圧を加える（通常は全ての能動素子に共通の対向する罹患した前面電極と共
同して）ために、トランジスタのような複数の能動素子を含むバックプレーンを
具備している。通常の形態の二つのアクティブバックプレーンは、シリカ／ガラ
ス・バックプレーンおよび半導体バックプレーン上の薄膜トランジスタを有して
いる。幾つかの場合に、能動素子は幾つかの形態のメモリー機能を行うように構
成することができ、この場合、画素へのアドレス及びスイッチングに必要な時間
に比較して能動素子のアドレスを加速することができ、ビデオフレーム速度での
表示の問題を軽減する。
【００１２】 アクティブバックプレーンは、通常はダイナミックランダムアクセスメモリー
（DRAM）またはスタチックランダムアクセスメモリー（SRAM）に非常に類似した
構成で設けられる。アドレス可能な位置に分配されたアレイの各一つにおいて、
SRAM型のアクティブバックプレーンは、二つの安定な状態を有するように構成さ
れた、少なくとも二つの結合されたトランジスタを含むメモリーセルを具備して
おり、該セル（従って関連した液晶画素も）は、後のアドレス工程がその状態を
変更するまで、最後にスイッチされた状態のままである。各位置では、関連の液
晶画素が電気的に駆動され、それ自身が双安定性である。即ち、この画素には容
量がない。画素を駆動して現在のスイッチ状態を維持する電力は、SRAM位置のア
レイに給電する母線から得られる。アドレッシングは、通常は、直交アドレス線
の組（例えば行および列）を介して周辺論理回路から行われる。
【００１３】 DRAM型のアクティブバックプレーンでは、一つの能動素子（トランジスタ）が
各位置に設けられ、これに結合された液晶画素および対向電極の容量と共に電荷
蓄積セルを形成する。従って、この場合には、SRAMバックプレーンとは異なり、
液晶画素はバックプレーンにおけるDRAMの一体的な一部である。液晶画素それ自
身が双安定性でなければ当該位置に関連した双安定性は存在しないが、ネマチッ
ク画素を問題にする限り、通常はそうでなない（キラルネマチック材料を用いた
両基板上の平行アラインメントを含む一つのネマチック装置が存在するが、基板
間隔はネマチック材料における90°の捻れに対応する。これは、理論的には、基
板アラインメントに適合するために捻れが増大するか減少するかに従って二つの
安定な状態を有する）。その代りに、キャパシタからの電荷の漏れを防ぐために
、それがアドレスされないときには高インピーダンスを与える能動素子、および
DRAM位置の周期的なリフレッシュに信頼性が置かれる。
【００１４】 薄膜トランジスタ（TFT）バックプレートは、かなりの面積を有し得る基板（
通常は透明）上に配置された薄膜トランジスタのアレイを具備し、これらトラン
ジスタにアドレスするための周辺論理回路が存在することによって、直接見るこ
とができる画素面積の大きい装置の提供を容易にする。しかし、製造の際にバッ
クプレーンの収率に関連した問題があり、またアドレス導電体の長さは走査を遅
延させる影響を有している。TFTアレイは、それがガラスのような透明基板上に
設けられるときは、実際には液晶ディスプレー装置の前面または背面に配置する
ことができる。
【００１５】 それらのサイズを考慮すると、トランジスタ、関連の導電体、および他の電気
素子（例えばキャパシタ）によって占められるTFTアレイの面積は、相対的には
それほど大きくはない。従って、DRAM構造の代りにSRAM構造を採用することに著
しい不利益はない。従って、この種のバックプレーンは、液晶画素の遅いスイッ
チング時間に関連した多くの問題を克服する。
【００１６】 一般に、TFTバックプレーンにおける能動素子は、付随するインピーダンスが
「OFF」状態で比較的低くなるように（DRAM型TFTバックプレーンでは電荷の漏れ
が大きくなる）、FETSではなく拡散トランジスタである。
【００１７】 半導体アクティブバックプレーンは、そのサイズが利用可能な半導体基板のサ
イズに限定され、また光学系の介在なしに直接見るには適していない。しかし、
それらが非常に小さいことは、能動素子のアドレッシング速度を補助する。この
種のバックプレーンは、通常はFET類、例えばMOSFET類またはCMOS回路を含んで
おり、付随するインピーダンスは高く、また「OFF」状態での電荷の漏れも比較
的低い。
【００１８】 しかし、このように小さいことは、特にDRAM型よりも遥かに多くの素子を必要
とするSRAM型において、全体のディスプレー（アレイ）面積に対するトランジス
タ、付随する導体、および他の電気素子（例えばキャパシタ）が占めるバックプ
レーンの面積が比較的大きいことを意味している。可視光に対して不透明である
ため、半導体バックプレーンは光モジュレータまたはディスプレー装置の背面基
板を提供する。
【００１９】 その後も、スメチック液晶の使用において実質的な発展が生じた。これらは、
それらのスイッチイング速度が著しく顕著である限り、ネマチック相に対して強
力な利点を有しており、適切な表面安定化によって、強誘電性のスメチックＣ相
が二つの安定なアラインメント状態（即ちメモリー機能）を有する装置を提供す
るはずである。
【００２０】 このような装置における液晶材料層の厚さは、通常は、対応するネマチック装
置におけるよりも遥かに小さく、最大でも通常は数ミクロンのオーダーである。
可能なスイッチング速度を変化させることに加えて、これは画素の単位キャパシ
タンスを増大させ、次のアドレスが生じるまで画素のスイッチされた状態を保持
することにおいて、DRAMアクティブバックプレーンの機能を容易にする。
【００２１】 しかし、液晶層の厚さが、バックプレーンの下地構造に関連した厚さおよび／
または液晶セル構造の可能な変形の大きさに近づくに従って、基板の撓みまたは
他の移動により、例えば、画素面積の全体に亘る応答の不均一性、およびセル厚
さを横切る回路短絡といった問題が生じる。また、キラルスメチック液晶セルに
おける位置決めも機械的因子に対して非常に敏感であることが多く、機械的衝撃
またはショックによって破壊される可能性がある。
【００２２】 半導体アクティブバックプレーンを備えた液晶装置を含む電子光学装置をソケ
ットに装着し、その後にこれを印刷回路基板に接続することが知られている。半
導体基板の縁部における導電体が、例えばワイヤ結合により、当該ソケットの導
体に接続される。この装置をソケットに装着するプロセスの際、特に半導体基板
に損傷を生じる危険がある。
【００２３】 更に、光装置に通常必要とされるようなソケット内での素子の精密な物理的位
置合わせ、およびヒートシンクのための構成を保証することは一般に不可能であ
る。
【００２４】 ヨーロッパ特許出願第96306422.5（IBM）は、半導体ウエハーを含む液晶素子
を、光学的に平坦な基板、例えばガラス、金属、シリコンまたはセラミック材料
に積層することを開示している。この積層には熱硬化性接着剤を使用すればよい
。しかし、この場合には、積層された構造体が次いでホルダー上に調節可能に装
着され、液晶素子自身への外部接続が形成される。この基板は、他の電気／電子
部品の液晶素子への接続のために、ボンディングパッドまたはトラックを提供す
るような電気的機能をもっていないように思える。それは実質的にウエハーと同
じ広がりを有するのに対して、この実施例では、実質的に大きなハイブリッド基
板に、その上に支持された電気的トラックおよびパッドが設けられる。
【００２５】 比較的小さい物体（例えば電子光学装置）の角度合わせは、その物体の縁部に
おける小さな変位を含み、従って取扱いがデリケートであることが予想される。
その上に小さな物体が装着される印刷回路基板のような大きい物体の位置合わせ
は、これに対応して基板縁部の大きな変位を含み、これは許容不能であるほどに
大きい可能性がある。
【００２６】 しかし、小さな物体と印刷回路基板との間にハイブリッド基板を介在させるこ
とによって、小さな物体を位置合わせするための基板の角度合わせは、基板縁部
の中程度の移動を含むことができる。これは許容可能なほどに小さく、且つ非常
にデリケートにな程に小さくはない。
【００２７】 本発明は、その上に電子光学素子が装着されるハイブリッド基板を提供する。
好ましくは、電子光学素子はアクティブバックプレーンを具備する。より好まし
くは、アクティブバックプレーンは半導体バックプレーンである。
【００２８】 好ましくは、電子光学素子は液晶装置であり、より好ましくはスメチック液晶
素子である。
【００２９】 好ましくは、電子光学素子は、エポキシ接着剤のような接着剤によって装着さ
れる。有利には、該接着剤は室温で硬化する接着剤である。更に、この接着剤の
熱膨張特性は基板の熱膨張特性に一致するのが望ましい。
【００３０】 従って、小さい電子光学素子をハイブリッド基板に装着するのは比較的容易で
ある。この基板装着は、当該素子の機械的強度を増大し、機械的衝撃に対する感
受性を低下させる。同様に重要なこととして、より大きなハイブリッド基板を操
作することにより、その光学系において電子装置の正確な位置合わせを保証する
のが容易であり、また電子光学装置に対する損傷の危険を伴わずに、基板を関連
回路の中に組込むことも容易である。
【００３１】 このハイブリッド基板は、例えばアルミナまたはシリカのようなセラミック材
料であればよい。このようなハイブリッド基板は、集積回路またはチップおよび
関連装置（キャパシタおよび抵抗）のような電子部品を組立てるための電子技術
において周知である。公知のように、ハイブリッド基板表面はボンディングパッ
ドおよび／または導電体トラックを含んでいる。ボンディングパッドは、通常、
表面装着技術またはワイヤボンディングにより、種々の部品を接続および装着す
るための手段、および／または外部接続を作成するための手段を提供する。導電
体トラックは、例えば、ボンディングパッドおよび／または部品の間で、それら
を接続するために走っている。
【００３２】 好ましくは、電子光学素子上に露出した導体をハイブリッド基板上のパッド（
個々から導体トラックが伸びている）に接続するために、本発明ではワイヤボン
ディングが使用される。このハイブリッド基板は、好ましくは、外部回路に接続
するために、その上の導電体トラックから伸びる縁部パッドを含んでいる。
【００３３】 有益なこととして、このハイブリッド基板は、金属性ヒートシンク（自然対流
、ファンまたはヒートパイプのような、それ自身公知の手段によって冷却される
）またはペルチェ素子のような熱除去手段を含み、またはそれに嵌合される。特
に、殆どの液晶装置が動作する制限された温度範囲を考慮すると、この明細書の
冒頭で述べたような動作速度において、電子光モジュレータが過熱しないことを
保証するのが重要である。
【００３４】 一つの実施例では、ハイブリッド基板は、その上に装着され且つ電子光学素子
に結合された他の電気素子を有している。このような素子は、メモリー、マルチ
プレクサ、制御回路もしくはインターフェース、またはプロセッサのような能動
的電子素子であってもよい。これに加えて、またはその代りに、他の能動的光学
素子または受動的光学素子を基板上に装着してもよい。
【００３５】 本発明の更なる特徴および利点は、特許請求の範囲、並びにび添付図面を参照
して以下で説明する本発明の実施例の説明を考慮することによって導くことがで
きる。
【００３６】 図１は、薄膜アルミナハイブリッド基板またはチップキャリア２上に装着され
た液晶セルを示す概略断面図である。このセルは、分解された形で図２に示され
ている。
【００３７】 セル１はアクティブシリコンパックプレーン3を含んでおり、該バックプレー
ンには、240行320列に配置されたアクティブミラー画素素子アレイ4を提供する
ための中央領域が形成されている。該アレイの外側には、バックプレーン3の縁
部から離間して周辺接着剤シール5が存在しており、バックプレーン３を前面電
極６の周辺領域にシールしている。図２は、接着剤シールが、最初は組立てられ
たセルの中への液晶材料の挿入を可能にするための不連続性を有しており、その
後、より多くの同じ接着剤によって、またはそれ自身公知の他の適切な材料また
は手段によってシールが完成されることを示している。
【００３８】 前面電極６は、シルクスクリーンされた連続的な導電性酸化インジウム錫層８
あ、バックプレーンに向き合っている裏面にコートされた、一般には矩形の平面
ガラスまたはシリカ基板７を具備している。基板７の一方の縁部には、蒸着され
たアルミニウムの縁部コンタクト９が設けられ、これは基板の縁部を回り込んで
層８の上に延出することにより、組立てられたセル1における層8に対する電気的
接続を与える。
【００３９】 バックプレーン3のシリコン基板上に形成された絶縁スペーサ25が上方に伸び
て、前面電極6を、シリコン基板から所定の正確かつ安定な距離に配置しており
、こうして形成された空間内に液晶材料20が充填される。空間25およびバックプ
レーン3は、アクティブバックプレーンの素子の形成と同時に、全部または少な
くとも幾つかの同じステップを用いてシリコン基板上に形成される。この空間、
接着剤の配置および塗布、並びにセル25の組立ては、我々の同時係属出願（P209
50WO参照）において更に詳細に説明されている。
【００４０】 図３に示すように、セル1は電子光学的インターフェース10の一部を形成して
おり、該インターフェースは印刷回路基板（PCB）11を装着する表面を有し、該
印刷回路基板の上には厚膜ハイブリッド基板またはチップキャリア2が配置され
、更にその上にセル1が装着される。図４は、PCB 11の隣接部分と共に、基板2の
拡大図を示している。
【００４１】 図５は、セル1の動作に密接に関連したPCB 11上の回路の概略図であり、ここ
にはバックプレーン3および前面電極6が模式的に示されている。バックプレーン
3はインターフェース13を介してメモリー12からデータを受け取る。バックプレ
ーン3、前面電極6、メモリー12、およびインターフェース13は全て、プログラム
可能な論理モジュール14の制御下にあり、該論理モジュール自身はインターフェ
ース15を介してPCに接続されている。
【００４２】 好ましい組立て方法において、複数の同じアクティブバックプレーン3を含む
ウエハーがダイシングされ、前面電極6がダイに接着およびシール5されて、空の
セルが与えられる。前面電極の組み立ての後には、ダイをプローブして、それが
正しく機能することを確認するだけであり、これによって、リスクの高いウエハ
ー自身についての最初のプロービング工程が回避される。これを経済的または時
間的ロスを伴わずに行うことができるのは、少なくとも部分的には、ウエハー上
で加工可能なバックプレーンの高収率によるものである。
【００４３】 プロービングの後、機能するバックプレーンを備えた空のセルはエポキシ接着
剤でハイブリッド基板２に固定され、基板2上のボンディングパッド17にワイヤ
ボンディングされる。任意に、他の回路部品1a（図４）も表面装着され、基板2
上の導電性トラック（図示せず）に電気的に接続される。後者のトラックは、バ
ックプレーンのためのボンディングパッド16、他の部品、および基板をPCB 11に
接続するための手段の間で延出させるために、望ましい構成で基板2上に設けら
れたトラックパターンの一部である。好適には、後者の手段はエッジパッド17a
の形態であるが、公知の如何なる適切な手段を用いてもよい。
【００４４】 好ましくは、空のセルが固定されかつハイブリッド基板2にボンディングされ
た後にのみ、選択された液晶材料20が充填される。
【００４５】 好ましい組立て方法においては、加工されたシリコンウエハーおよび前面電極
のガラス基板から出発して下記の工程が実行され、基板上の組立てられた液晶セ
ルが作製される。
【００４６】 加工されたウエハーは、プローブステーションで試験され、フォトレジスト層
をコートされ（平坦化）、ウエハーソーでダイシングされる。前面電極のガラス
基板は、切断され、洗浄され、酸化インジウム錫層８が設けられ、その上にアル
ミニウムのエッジコンタクト９が蒸着される。次いで、ダイシングされたウエハ
ー（ダイ）にラビングされたポリアミドの配向層が設けられ、空のセルに組み立
てる前に、接着剤シール5が前面電極上に印刷される。ダイおよび前面電極の好
ましい組み立て方法については、この明細書の他の部分で更に詳細に説明する。
次いで、空のセルはハイブリッド基板2に接着され、その後に液晶材料20が充填
される。
【００４７】 ハイブリッド基板の使用は、比較的低いリスクで、コンピュータメモリーおよ
びプロセッサのような大規模な能動電子素子の装着およびヒートシンクを促進す
るための、多くの方法の一つとして理解される。しかし、この場合のように大規
模装置が光学装置であるときに、この特別の装着モードの選択には更なる利点が
存在する。
【００４８】 この特別の方法は、バックプレーンの歪み、従って全体のセルの歪みを実質的
に回避し、これに付随した何等かのセル光学特性の劣化、或いは、例えば導電体
の破断または短絡による機能不全を回避する。また、上記で指摘したように、必
要なときには背面ヒートシンクを効果的に実行することを可能にする。更に、そ
れが適切に機能いする光学系において、特に正確に位置合わせすることを必要と
する光学装置にとっては、一つの非常に大きな利点が存在する。エポキシ接着剤
による装着は、ハイブリッド基板上での6自由度の全てにおいて、モジュレータ
セルの歪みのない正確な位置合わせおよび配置を可能にし、遥かに大きな基板の
正確な装着を更に容易にし、また必要であれば、そのための適切な調節手段を提
供することを可能にする。
【００４９】 本発明は、バックプレーン上に一つの主要な部品、即ち液晶セルを、キャパシ
タおよび抵抗のような補助的な部品と共に、またはこれを伴わずに装着すること
を包含するが、追加の主要な部品、特に、多くの電機接続を必要とする電気部品
またはヒートシンクを必要とする部品を装着することもできる。従って、図５の
メモリー12のような、極めて多くの接続およびヒートシンクの両方を有し得るVL
SI部品は、当該ハイブリッド基板上に有利に装着できるであろう。実際に、図5
に示した全ての部品は、当該基板上に有利に装着され、かつ相互に接続され得る
であろう。
【００５０】 更に、電子光学素子の種類および機能に応じて、一以上の更なる能動素子（例
えば電子光モジュレータもしくはレーザ）、または偏光子もしくはビームスプリ
ッタのような受動光学素子を当該基板に装着してもよいであろう。一つの利点は
、既述した正確な光学的位置合わせであり、これには、必要であれば同じハイブ
リッド基板上の異なる素子の間、または同じ印刷基板上の異なるハイブリッド基
板の間での正確な位置合わせが含まれる。もう一つの利点は、物理的な頑丈さの
増大であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、アクティブバックプレーンを組込み、且つハイブリッド基板上に装着
された液晶セルを示す概略断面図である。
【図２】 図２は、図１の液晶セルの部品を示す分解斜視図である。
【図３】 図３は、図１の液晶セルを含む電子光インターフェースを示す一般的平面図で
ある。
【図４】 図４は、図３のインターフェースの一部を示す拡大図であり、ハイブリッド基
板を介した印刷回路基板上への図１の液晶セルの装着を図示している。
【図５】 図５は、図３のインターフェースの一部を示す概略ブロック回路図であり、液
晶セルに密接に関連した回路を示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ウィルキンソン ティモシー デイヴィッ ド イギリス ケンブリッジ シービー２ １ ピーゼット トランピントン ストリート （番地なし） ユニヴァーシティー オ ブ ケンブリッジ エンジニアリング デ パートメント (72)発明者 スタンレイ モーリス イギリス ウスターシャー ダブリュアー ル14 ３ピーエス マルヴァーン セント アンドリューズ ロード デラ マルヴ ァーン ディフェンス エヴァリュエイシ ョン アンド リサーチ エージェンシー Ｆターム(参考） 2H089 HA40 JA11 QA02 QA03 QA04 QA12 QA13 QA15 2H092 GA60 JA24 NA18 NA27 NA29 NA30 PA01 5G435 AA17 BB12 KK03 KK05 KK09 KK10

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ハイブリッド基板上に装着された電子光素子を具備する電子
    光学装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の電子光学装置であって、前記電子光学素子
    がアクティブバックプレーンを含む装置。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の電子光学装置であって、前記アクティブバ
    ックプレーンが半導体アクティブバックプレーンである装置。
  4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れか１項に記載の電子光学装置であって、
    前記電子光学素子は接着剤によって前記基板に装着される装置。
  5. 【請求項５】 請求項１〜４の何れか１項に記載の電子光学装置であって、
    前記基板はセラミック材料である装置。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の電子光学装置であって、前記セラミック材
    料はアルミナまたはシリカである装置。
  7. 【請求項７】 請求項１〜６の何れか１項に記載の電子光学装置であって、
    前記ハイブリッド基板は熱除去手段を含むか、またはこれに嵌合される装置。
  8. 【請求項８】 請求項１〜７の何れか１項に記載の電子光学装置であって、
    前記ハイブリッド基板は、その上に装着されかつ前記電子光素子に接続された他
    の電気素子または電子素子を有する装置。
  9. 【請求項９】 請求項１〜８の何れか１項に記載の電子光学装置であって、
    前記ハイブリッド基板は、その上に装着された他の能移動的もしくは受動的光学
    素子を有する装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１〜９の何れか１項に記載の電子光学装置であって
    、前記基板電子光学素子は液晶素子である装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の電子光学装置であって、前記電子光学
    素子はスメチック液晶素子である装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１０に記載の電子光学装置であって、前記電子光学
    素子はキラルスメチック液晶素子である装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012141117A1 (ja) * 2011-04-15 2012-10-18 シャープ株式会社 液晶モジュールおよび表示装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6639714B2 (en) 1999-10-29 2003-10-28 Intel Corporation Integrated circuit with opposed spatial light modulator and processor
WO2001079921A2 (en) * 2000-04-18 2001-10-25 Digital Reflection, Inc Microdisplay packaging
WO2002029480A2 (en) * 2000-10-03 2002-04-11 Three-Five Systems, Inc. High-density wire bond microdisplay
GB0121308D0 (en) 2001-09-03 2001-10-24 Thomas Swan & Company Ltd Optical processing
US7397067B2 (en) 2003-12-31 2008-07-08 Intel Corporation Microdisplay packaging system
US7576815B2 (en) * 2006-07-10 2009-08-18 Intel Corporation Method and apparatus of liquid-crystal-on-silicon assembly
GB2504970A (en) 2012-08-15 2014-02-19 Swan Thomas & Co Ltd Optical device and methods to reduce cross-talk
US9599852B1 (en) * 2013-08-05 2017-03-21 Lensvector, Inc. Manufacturing of liquid crystal lenses using carrier substrate

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3751137A (en) 1971-10-18 1973-08-07 Rockwell International Corp Liquid crystal display device
US5497258A (en) * 1994-05-27 1996-03-05 The Regents Of The University Of Colorado Spatial light modulator including a VLSI chip and using solder for horizontal and vertical component positioning
US5486946A (en) 1994-12-21 1996-01-23 Motorola Integrated electro-optic package for reflective spatial light modulators
US5543958A (en) * 1994-12-21 1996-08-06 Motorola Integrated electro-optic package for reflective spatial light modulators
US5699073A (en) * 1996-03-04 1997-12-16 Motorola Integrated electro-optical package with carrier ring and method of fabrication
US6022760A (en) * 1997-07-30 2000-02-08 Motorola, Inc. Integrated electro-optical package and method of fabrication
US6150724A (en) * 1998-03-02 2000-11-21 Motorola, Inc. Multi-chip semiconductor device and method for making the device by using multiple flip chip interfaces
GB9827900D0 (en) * 1998-12-19 1999-02-10 Secr Defence Spacers for cells having spaced opposed substrates
GB9827964D0 (en) * 1998-12-19 1999-02-10 Secr Defence Active backplane circuitry
GB9827965D0 (en) * 1998-12-19 1999-02-10 Secr Defence Assembly of cells having spaced opposed substrates

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012141117A1 (ja) * 2011-04-15 2012-10-18 シャープ株式会社 液晶モジュールおよび表示装置

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