(57)【要約】【課題】液晶装置等の電気光学装置において、積層構造のレイアウトの複雑化を伴わずに、表示画像の高品位化を図る。【解決手段】電気光学装置は、基板（１０）上に、所定の方向に延在する凹状の段差（８）を表面に有し、電気光学動作を行うための配線等を構成する導電層（７１）と、導電層より上層側に形成され、凹状の段差に対応した段差を表面に有する画素電極（９）と、画素電極より上層側に形成され、所定の方向に沿って表面にラビング処理が施された配向膜（１６）とを備える。【選択図】図８
2010091960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、
所定の方向に延在する凹状の段差を表面に有し、画素領域で電気光学動作を行うための配線、電極及び電子素子の少なくとも一部を構成する導電層と、
前記導電層より上層側に形成されており、前記凹状の段差に対応した段差を表面に有し、前記画素領域に配列された複数の画素電極と、
前記画素電極より上層側に形成されており、前記所定の方向に沿って表面にラビング処理が施された配向膜と
を備えたことを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記凹状の段差は、前記基板上で平面的に見て、前記画素電極の各々に重なる領域において複数配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記凹状の段差は、前記基板上で平面的に見て、前記画素電極に重なる一の領域に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記一の領域の周辺に位置する他の領域における前記導電層の膜厚が、前記凹状の段差の底部における膜厚に等しくなるように形成されていることを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記導電層は、前記所定の方向に夫々延在する複数の導電線に分割されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記導電層及び前記画素電極は、容量絶縁膜を介して対向配置されることにより保持容量を形成することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記画素電極及び前記導電層は共に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を含んでなることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の電気光学装置。
【請求項８】
請求項１から７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。
【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、及び該電気光学装置を備えた、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である液晶装置は、一対の基板間に電気光学物質の一例である液晶を挟持して構成される。夫々の基板の表面のうち液晶に面している側には、液晶分子を所定の配向状態に規制するために、配向膜が形成されている。有機配向膜の場合には、その表面に、ラビング処理が施されている場合が多い。また、スイッチング素子として機能するＴＦＴ等が形成される素子基板では、配向膜より下層側に、液晶の配向状態を電圧制御するための画素電極が形成されている。
【０００３】
ここで、典型的な画素電極は、その下地となる平坦な絶縁膜上に画素毎に島状に形成されているため、画素電極の表面と絶縁膜の表面との間には画素電極の厚みに応じて段差が生じている。この場合、画素電極を覆うように配向膜を形成し、配向膜の表面にラビング処理を施すと、ラビング布が段差を擦り上がる際と擦り下がる際とに、当該段差付近に積層された配向膜が大なり小なり剥離又は破損してしまい、配向膜のダスト或いはラビング粕が配向膜の表面に固着したり、液晶中に混入してしまう。その結果、液晶装置の透過率が低下したり、液晶の配向不良を引き起こすなど、表示画像の質を低下させてしまうという技術的問題点がある。この問題点に対し、特許文献１では、配向膜の下地となる絶縁膜上における段差を平坦化するように、配線や素子等を形成することで、ラビング処理による配向膜の剥離又は破損を軽減するという技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１６８１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の背景技術によれば、配向膜の下地における段差内に配線や素子等を形成する必要があるので、基板上における積層構造のレイアウトが著しく制限されてしまう。例えば、データ線に印加される画像信号電位のプッシュダウンを抑制すべく付加容量を追加したり、ＴＦＴの光リーク電流をより効果的に減少させるべく遮光膜を追加する際に技術的な困難性を伴う。また、このような非常に限定された領域内に配線や素子等を微細且つ正確に形成することが難しいという技術的な困難性も伴う。
【０００６】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、積層構造のレイアウトの複雑化を伴わずに、高品位な画像表示が可能な電気光学装置、及びそのような電気光学装置を備える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】
【０００７】
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、基板上に、所定の方向に延在する凹状の段差を表面に有し、画素領域で電気光学動作を行うための配線、電極及び電子素子の少なくとも一部を構成する導電層と、前記導電層より上層側に形成されており、前記凹状の段差に対応した段差を表面に有し、前記画素領域に配列された複数の画素電極と、前記画素電極より上層側に形成されており、前記所定の方向に沿って表面にラビング処理が施された配向膜とを備える。
【０００８】
本発明に係る電気光学装置は、例えば、一対の基板間に液晶等の電気光学物質が挟持されており、液晶の配向状態を規制することによって、例えば画像を表示するなどの電気光学動作を行う。
【０００９】
一方の基板上には、例えば、走査線、データ線等の配線や画素スイッチング用のＴＦＴ等の電子素子が、絶縁膜を介して相互に絶縁されつつ必要に応じて積層され、その上層側に形成された画素電極を駆動するための回路が構成されている。画素電極は、例えばＩＴＯ膜等の透明導電膜から形成されている。電気光学装置の動作時には、例えば、走査線を通じて、画素スイッチング用のＴＦＴのスイッチング動作が制御されると共に、データ線を通じて画像信号が供給され、該ＴＦＴを介して画素電極に画像信号に応じた電圧が印加される。これにより、複数の画素電極が配列された画素領域（又は「画像表示領域」とも呼ぶ）における画像表示が可能となる。
【００１０】
導電層は、例えばＩＴＯ等の透明な導電性材から基板上に形成され、画素領域で電気光学動作を行うための配線、電極及び電子素子の少なくとも一部（例えば、データ線や容量電極等）を構成する。また、導電層の表面には、所定の方向（即ち、後述するラビング方向）に延在する凹状の段差が形成されている。即ち、基板上に形成された導電層の表面には、データ線に沿った方向若しくはＹ方向、走査線に沿った方向若しくはＸ方向、又はデータ線及び走査線に対して斜めである、所定の方向に沿って延びる溝或いは溝状の窪みが形成されている。ここで、「所定の方向」とは、後述する配向膜の表面に施されるラビング処理の方向（以下、適宜、ラビング方向という）に沿った方向或いは理想的には該ラビング方向と同じ方向である。
【００１１】
画素電極は、導電層より上層側に形成され、電気光学動作が行われる画素領域に配置されている。例えば、画素電極は、基板上に互いに異なる方向に沿って形成されたデータ線及び走査線で区画された画素毎に、島状に複数形成されている。ここで、画素電極の下層側に形成されている導電層の表面には、凹状の段差が存在するので、この凹状の段差に対応する段差が画素電極の表面に形成されている。この画素電極の表面の段差は、例えば、凹状の段差を表面に有する導電層の上側に、層間絶縁膜を介して画素電極を積層させることによって、容易に形成することができる。
【００１２】
更に画素電極の上層側には、配向膜が形成されている。この配向膜の表面には、例えば基板間に挟持された液晶の配向状態を制御すべく、所定の方向に沿ってラビング処理が施される。ここで、仮に画素電極の表面が、凹状の段差のない平坦な形状をしていると、次のように、ラビング処理時に配向膜が剥離又は破損してしまう。例えば、平坦な表面を有する画素電極の下地層上に、画素電極を形成すると、下維持層の表面と画素電極間の表面との間に段差が生じる。画素電極上に配向膜を形成し、ラビング処理を施す際に、この段差の縁部に圧力が印加されるので、画素電極の上層側に形成された配向膜の剥離或いは破損を招く。この配向膜の剥離或いは破損の生じやすさは、当該段差の縁部の長さが長くなるほど、圧力が印加されやすくなるので、当該段差の縁部の長さが長くなるに従い、生じやすくなる。このように、仮に、画素電極の表面が平坦であると、当然に縁部は直線状になるので、圧力が印加されやすく、配向膜の剥離或いは破損が生じやすいこととなる。尚、配向膜の剥離又は破損によって生じた配向膜のダスト或いはラビング粕は、画素電極と下地層との段差付近に固着したり、基板間に注入された液晶中に混入することにより、液晶の配向不良や透過率の低下を引き起こし、表示画像の質の低下の原因となる。
【００１３】
一方、本発明では、画素電極の表面に凹みが形成されているので、当該凹みの縁部の長さが短くなっている。従って、上層側に形成された配向膜のラビング処理時に印加される圧力が、上述のように凹みのない画素電極の場合に比べて小さくなる。即ち、本発明のように、画素電極の表面に凹みを形成することによって、ラビング処理時に、上層側に形成される配向膜に剥離或いは破損が生じにくくすることができる。
【００１４】
以上のように、本発明によれば、ラビング方向に沿った凹状の段差を画素電極の表面に形成することによって、ラビング処理時における配向膜の剥離又は破損を防ぎ、良好な配向膜を有する電気光学装置を実現することができる。その結果、例えば基板間に挟持された液晶中に配向膜の破片等のダストが混入することを防いだり、配向膜上にダストが蓄積することを防ぐことができるので、透過率が高く、高品位な画像表示が可能となる。
【００１５】
本発明の電気光学装置の一の態様では、前記凹状の段差は、前記基板上で平面的に見て、前記画素電極の各々に重なる領域において複数配置されている。
【００１６】
この態様によれば、導電層の表面には凹状の段差がラビング方向に沿って、複数形成されている。特に、個々の画素電極毎に、即ち画素毎に、その表面に凹状の段差が複数形成されている。このように凹状の段差を複数設けることによって、ラビング処理時に圧力が印加されやすい個所である画素電極の縁部の長さをより短くすることができるので、配向膜の剥離或いは破損をより効果的に防止することができる。尚、配向膜の剥離又は破損をより効果的に防止するためには、凹状の段差はできるだけ多く設けることが好ましいが、現実には、導電層が形成する画素領域で電気光学動作を行うための配線、電極及び電子素子の種類や、画素電極の表面形状による液晶の配向状態への影響を考慮しながら、適切な数だけ凹状の段差を配置するとよい。
【００１７】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記凹状の段差は、前記基板上で平面的に見て、前記画素電極に重なる一の領域に形成されている。
【００１８】
この態様では、導電層の表面に形成された凹状の段差は、画素電極に重なる領域に形成されており、その他の領域（例えば、画素電極間の非開口領域）においては形成されていない。このように凹状の段差が形成されていない領域が存在し、当該領域が画像表示を行うための画素電極がない領域であれば、例え配向膜のダストが発生したとしても、電気光学装置の表示画像への影響は少ない。つまり、少なくとも開口領域である画素電極に重なる領域において凹状の段差を形成していれば、当該領域において配向膜のダストが固着することによって、電気光学装置の透過率が低下することを防ぐことができる。
【００１９】
この態様では、前記一の領域の周辺に位置する他の領域における前記導電層の膜厚が、前記凹状の段差の底部における膜厚に等しくなるように形成されてよい。
【００２０】
このように導電層を形成すると、その表面は、画素電極に重なる領域において隣り合う凹状の段差の間に、ラビング方向に沿って凸状に盛り上がった形状を有しており、それ以外の領域（即ち、凹状の段差の底部及び他の領域）では平坦な形状を有している。このように導電層の表面を形成すると、導電層の上層側に形成される画素電極の表面にも、対応したほぼ同様の形状が形成される（つまり、画素電極の表面でも、画素電極に重なる領域においてラビング方向に沿って凸状に盛り上がった領域が形成される）。その結果、ラビング処理を施した際に、仮に配向膜が剥離又は破損してダストが生じたとしても、平坦に形成されたその他の領域においてダストを排出することができるので、開口領域である画素電極に重なる領域にダストが残存することを防止することができる。その結果、優れた透過率を有する電気光学装置を実現することができる。
【００２１】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記導電層は、前記所定の方向に夫々延在する複数の導電線に分割されている。
【００２２】
この態様によれば、例えば、導電層の表面に存在する凹状の段差の深さを、導電層の膜厚と同じに形成することで実現することができる。つまり、この導電線は、導電層の表面における凹上の段差を深くしたときに、隣り合う凹状の段差間に残存された凸状の盛り上がった領域として形成してもよい。また、分割された導電線の各々の表面に浅い凹状の段差が形成されていてもよい。
【００２３】
このように導電層を複数の導電線を有するように形成することで、ラビング処理時に圧力が印加されやすい個所である、段差の縁部の長さをより短く形成することができる。その結果、より配向膜のダストが生じにくくなるので、透過率が高く、高品位な画像表示が可能となる。
【００２４】
尚、導電層がデータ線に接続することによって、画像信号電位のプッシュダウンを抑制するために保持容量を構成する容量電極として形成された場合、保持容量の容量値は容量電極の面積に依存するため、本態様のように導電層を導電線に分割してしまうと、形成可能な容量値の大きさは小さくなってしまう。しかしながら、現実には、プッシュダウン抑制用の保持容量に要求される容量値は比較的小さい値であるため、面積の小さい導電線を容量電極として用いても、十分な大きさの容量値を確保することができるので、現実として問題が生じることはない。
【００２５】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記導電層及び前記画素電極は、容量絶縁膜を介して対向配置されることにより保持容量を形成する。
【００２６】
この態様によれば、導電層及び画素電極を、一対の容量電極としてそのまま用いることによって、基板上に形成された積層構造を複雑化することなく保持容量を追加形成することが可能となる。例えば、画素電極の下層側に形成された導電層に固定電位を電源線等から供給することにより、画像信号が供給される画素電極に接続された保持容量を形成することができる。これにより、例えば画像信号が印加される配線の配線容量、或いは他の配線との重なり合いにより生じる容量に対し、保持容量が加わることにより、本来の画像信号が保有すべき電位に変動が生じてしまうこと、即ち、画素電極に書き込まれる画像信号電位のプッシュダウンが生じることを抑制することができる。この結果、画素電極に書き込まれる画像信号電位のプッシュダウンに起因した例えばデータ線に沿った表示ムラが発生することを低減或いは防止できる。
【００２７】
例えば、保持容量を構築するこれらの導電層及び画素電極を、透明な導電性材料から形成すれば、透過型表示が可能となり、例えば、光反射性の導電性材料から形成すれば、反射型表示が可能となる。
【００２８】
尚、保持容量の容量値は、導電層と画素電極との間に形成する誘電体膜の膜厚及び相対向する容量電極の面積を適切に調整することによって増減すればよい。
【００２９】
また、このように形成すれば、保持容量を形成するために別途容量電極用に導電層を追加する必要が無くなるため、積層構造が複雑にならなくてすむ。その結果、電気光学装置の製造コストの削減や、電気光学装置の全体サイズを縮小することが可能となり、高精細な電気光学装置を実現することができる。
【００３０】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記画素電極及び前記導電層は共に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を含んでなる。
【００３１】
この態様によれば、画素電極及び導電層は共にＩＴＯから形成されている。ＩＴＯは、透明な導電性材料であるので、画素毎に配置された画素電極や、画素電極の下層側に形成される導電層に用いることによって、電気光学装置の透過率を低下させることなく、良好な信号伝達を実現することができる。即ち、透過型の表示を実現できる。このように画素電極及び導電層をＩＴＯで形成することで、透過率が高く、高品位な画像表示が可能な電気光学装置を実現することができる。
【００３２】
尚、ＩＴＯはアルミニウム等の金属材料に比べて比較的大きい抵抗値を有しているため、本態様においてＩＴＯによって形成される導電層は、高速動作が要求されない素子等として形成されることが好ましい。そのため、例えば、上述のような固定電位が印加される容量電極として形成するとよい。
【００３３】
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、その各種態様を含む）を備える。
【００３４】
本発明の電子機器によれば、上述した本発明の電気光学装置を備えてなるので、高品質な画像表示を行うことが可能な、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）、これら電気泳動装置、電子放出装置を用いた表示装置を実現することも可能である。
【００３５】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良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】
【００３６】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態では、本発明の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。
【００３７】
＜液晶装置＞
先ず、本実施形態に係る液晶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。
【００３８】
図１は、ＴＦＴアレイ基板１０を、その上に形成された各構成要素と共に、対向基板２０の側から見た液晶装置の構成を示す概略的な平面図である。図２は、図１のＨ−Ｈ´断面図である。
【００３９】
図１及び図２において、本実施形態に係る液晶装置は、対向配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを備えている。ＴＦＴアレイ基板１０は例えば石英基板、ガラス基板等の透明基板又はシリコン基板である。対向基板２０も例えばＴＦＴアレイ基板１０と同様の材料からなる基板である。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、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、電気光学動作の行われる画像表示領域１０ａ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。
【００４０】
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、例えばシール材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５６が散布されている。
【００４１】
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１０ａ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。
【００４２】
ＴＦＴアレイ基板１０上における、画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域には、データ線駆動回路１０１、サンプリング回路７、走査線駆動回路１０４及び外部回路接続端子１０２が夫々形成されている。
【００４３】
ＴＦＴアレイ基板１０上における周辺領域において、シール領域より外周側に、データ線駆動回路１０１及び複数の外部回路接続端子１０２が、ＴＦＴアレイ基板１０の一辺に夫々沿って設けられている。
【００４４】
また、ＴＦＴアレイ基板１０上の周辺領域のうちシール領域より内側に位置する領域には、ＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿う画像表示領域１０ａの一辺に沿って且つ額縁遮光膜５３に覆われるようにしてサンプリング回路７が配置されている。
【００４５】
また、走査線駆動回路１０４は、ＴＦＴアレイ基板１０の一辺に隣接する２辺に沿い、且つ、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間を電気的に接続するため、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺に沿い、且つ額縁遮光膜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。
【００４６】
また、ＴＦＴアレイ基板１０上の周辺領域において、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、上下導通端子１０６が配置されると共に、このＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０間には上下導通材が上下導通端子１０６に対応して該端子１０６に電気的に接続されて設けられている。
【００４７】
図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成されている。画像表示領域１０ａには、画素スイッチング用ＴＦＴや走査線、データ線等の配線の上層に画素電極９がマトリクス状に設けられている。画素電極９は、ＩＴＯ膜からなる透明電極として形成されている。画素電極９上には、配向膜１６が形成されている。
【００４８】
他方、対向基板２０におけるＴＦＴアレイ基板１０との対向面上に、遮光膜２３が形成されている。遮光膜２３は、例えば遮光性金属膜等から形成されており、対向基板２０上の画像表示領域１０ａ内で、例えば格子状等にパターニングされている。そして、遮光膜２３上（図２中遮光膜２３より下側）に、ＩＴＯ膜からなる対向電極２１が複数の画素電極９と対向して例えばベタ状に形成され、更に対向電極２１上（図２中対向電極２１より下側）には配向膜２２が形成されている。
【００４９】
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。そして、液晶装置の駆動時、夫々に電圧が印加されることで、画素電極９と対向電極２１との間には液晶保持容量が形成される。
【００５０】
尚、ここでは図示しないが、ＴＦＴアレイ基板１０上には、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４の他に、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液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等が形成されていてもよい。
【００５１】
次に、本実施形態に係る液晶装置の画像表示領域の電気的な構成について、図３を参照して説明する。ここに図３は、本実施形態に係る液晶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、配線等の等価回路図である。
【００５２】
図３において、画像表示領域１０ａ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９及び画素スイッチング用のＴＦＴ３０が形成されている。ＴＦＴ３０は、画素電極９に電気的に接続されており、本実施形態に係る液晶装置の動作時に画素電極９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６は、ＴＦＴ３０のソース領域に電気的に接続されている。データ線６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、互いに隣り合う複数のデータ線６同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
【００５３】
ＴＦＴ３０のゲートには走査線１１が電気的に接続されており、本実施形態に係る液晶装置は、所定のタイミングで、走査線１１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９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６から供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが所定のタイミングで書き込まれる。画素電極９を介して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２０（図２参照）に形成された対向電極２１（図２参照）との間で一定期間保持される。
【００５４】
液晶層５０（図２参照）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。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出射される。
【００５５】
ここで保持された画像信号がリークすることを防ぐために、画素電極９と対向電極２１（図２参照）との間に形成される液晶容量に対して電気的に並列に蓄積容量７０が付加されている。蓄積容量７０の一方の容量電極７１はＹ方向に延在して設けられた容量線と一体的に形成されており、Ｙ方向に並んで配列された画素間で共有している。尚、容量電極７１は画像表示領域１０ａの周辺領域において互いに電気的に接続されており、共通電位線３００から所定電位、例えば、固定電位や一定周期で反転する交流電位が供給されている。
【００５６】
次に、本実施形態に係る液晶装置において、画像表示領域１０ａにおける具体的な積層構造について詳しく説明する。
【００５７】
図４は、本実施形態に係る液晶装置の画像表示領域１０ａにおいて、電気光学動作を行うために配置された電極及び配線等の位置関係を透過的に図示した模式図である。尚、図４では、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。
【００５８】
ＴＦＴアレイ基板１０上には、走査線１１及びデータ線６が、夫々Ｘ方向及びＹ方向に沿って配置されており、データ線６と走査線１１の交差付近にＴＦＴ３０（即ち、半導体層３０ａ及びゲート電極３０ｂ）が形成されている。走査線１１は、遮光性の導電材料、例えば、Ｗ（タングステン）、Ｔｉ（チタン）、ＴｉＮ（窒化チタン）等から形成されており、ＴＦＴ３０の半導体層３０aを含むように半導体層ａより幅広に形成されている。ここで、後述するように、走査線１１は半導体層３０ａより下層側に配置されているので、このように走査線１１をＴＦＴ３０の半導体層３０ａよりも幅広に形成することによって、ＴＦＴアレイ基板１０における裏面反射や、複板式のプロジェクタ等で他の液晶装置から発せられ合成光学系を突き抜けてくる光などの、戻り光に対してＴＦＴ３０のチャネル領域３０ｂを殆ど或いは完全に遮光できる。その結果、液晶装置の動作時に、ＴＦＴ３０における光リーク電流は低減され、コントラスト比を向上させることができ、高品位の画像表示が可能となる。
【００５９】
ＴＦＴ３０は、半導体層３０ａと、ゲート電極３０ｂとを有して構成されている。半導体層３０ａは、ソース領域３０ａ１、チャネル領域３０ａ２、ドレイン領域３０ａ３含んで形成されている。ここで、 チャネル領域３０ａ２とソース領域３０ａ１、又は、チャネル領域３０ａ２とドレイン領域３０ａ３との界面にはＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）領域が形成されていてもよい。
【００６０】
ゲート電極３０ｂは、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、半導体層３０ａのチャネル領域と重なる領域にゲート絶縁膜を介して形成されている。図４では図示を省略しているが、ゲート電極３０ｂは、下層側に配置された走査線１１にコンタクトホール３４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ＴＦＴ３０をオン／オフ制御している。
【００６１】
ＴＦＴ３０のソース領域３０ａ１は、コンタクトホール３１を介してデータ線６に電気的に接続されている。一方、ドレイン領域３０ａ３は、コンタクトホール３２に形成されたドレイン中継配線（図４において省略）を介して、画素電極９に電気的に接続されている。
【００６２】
画素電極９は、画素毎に島状に形成されている。本実施形態では、各画素はデータ線６及び走査線１１によってマトリクス状に区分けされている。そして、図４において点線のラインで示したように、画素電極９は各画素において、その端部がＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見たときに、データ線６及び走査線１１に部分的に重畳するように配置されている。
【００６３】
本実施形態に係る液晶装置の画像表示領域には、Ｙ方向に沿って形成された複数の容量電極７１が配置されている。図４に示すように、平面的に見て画素電極９が配置されている領域を通過するように、Ｙ方向に沿って複数の容量電極７１が形成されている。本実施形態では特に、一つの画素電極９に重なるように４本の容量電極７１が通過するように、容量電極７１が形成されている。この容量電極７１は、夫々、Ｙ方向に並んだ複数の画素電極に渡って延在しており、画像表示領域１０ａの周辺領域において、互いに電気的に接続されている（図４において省略）。さらに、これらの容量電極７１は、周辺領域において共通電位線３００（図３参照）に電気的に接続されることによって、所定電位に保持されている。尚、容量電極７１は後述するように、上層側に形成された画素電極９との間に容量絶縁膜を挟持することによって保持容量を形成している。
【００６４】
尚、図４では、ＴＦＴアレイ基板１０上に形成された配線及び素子等を明瞭に示すために、容量電極７１の一部を省略している。特に、図４では説明の便宜上、画素電極９のうち中心付近に描いた画素電極９のみに重なるように示しているが、実際には、容量電極７１は、全ての画素電極９に重なるようにＹ方向に沿って延在している。
【００６５】
続いて、図５を参照して、図４のＡ−Ａ´線断面における積層構造について説明する。ＴＦＴアレイ基板１０上には、上述した走査線１１が、上層側に形成されたＴＦＴ３０の半導体層３０ａよりも幅広に形成されている。走査線１１は下地絶縁膜１２によって覆われており、その表面が平坦化されている。尚、下地絶縁膜１２は、ＴＦＴアレイ基板１０の表面研磨時における荒れや、洗浄後に残る汚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も有している。
【００６６】
ＴＦＴ３０は、半導体層３０ａ（ソース領域３０ａ１、チャネル領域３０ａ２、ドレイン領域３０ａ３）、ゲート電極３０ｂから構成されている。特にゲート電極３０ｂは、例えば導電性ポリシリコンから形成されており、走査線１１に電気的に接続されている。
【００６７】
画像信号が供給されるデータ線６は、ゲート絶縁膜１３及び第１層間絶縁膜１４に開口されたコンタクトホール３１を介してソース領域３０ａ１と電気的に接続されている。一方、ドレイン領域３０ａ３は、上層側に形成された画素電極９に、ドレイン中継配線７を経由して電気的に接続されている。より具体的には、ドレイン中継配線７は、ゲート絶縁膜１３及び第１層間絶縁膜１４に開口されたコンタクトホール３２を介してドレイン領域３０ａ３と画素電極９とを電気的に接続している。画素電極９ａは第２層間絶縁膜１５に開口されたコンタクトホール３３を介して、ドレイン中継配線７と電気的に接続されている。
【００６８】
画素電極９の下層側には、容量絶縁膜７２を介して、容量電極７１が形成されている。つまり、画素電極９及び容量電極７１間に容量絶縁膜７２を挟持することによって、蓄積容量７０が形成されている。このように蓄積容量７０を画素電極９と一体的に設けることによって、画素電極９の電圧を、画像信号が印加された時間よりも、例えば３桁も長い時間だけ保持することが可能となる。その結果、液晶素子の保持特性が改善される結果、高コントラスト比を有する液晶装置を実現することができる。
【００６９】
本実施形態では特に、画素電極９と容量電極７１とは共に、ＩＴＯを材料として形成されている。ＩＴＯは、透明な導電性材料であるので、画像表示領域１０ａの開口領域に配置される画素電極や、画素電極の下層側に形成される容量電極７１に用いることによって、液晶装置の透過率を低下させることなく、良好に画像信号を伝達させることができ、高品位な画像表示を実現することができる。また、画素電極９と同じ材料で容量電極７１を形成することによって、液晶装置の製造プロセスを簡略化することができる。更に、異なるイオン化傾向を有する導電性材料同士が接触することによって製造時に生じる電蝕が起こることを防ぐこともできる。
【００７０】
尚、ＩＴＯはアルミニウム等の金属材料に比べて比較的大きい抵抗値を有しているため、高速動作が要求される素子等に用いられると電気信号の伝搬に遅延が生じる恐れがあるが、本実施形態のように高速動作が求められない容量電極７１に用いる場合にはそのような恐れもない。
【００７１】
画素電極９及び容量絶縁膜７２上には、配向膜１６が積層されており、液晶５０と接する面である配向膜の表面には所定の方向に沿ってラビング処理が施されている。図４においては、便宜上、画素電極９及び配向膜１６の表面を平坦に描画しているが、実際にはラビング方向に沿って溝が設けられている。このような詳細な表面構造については、後に詳述する。
【００７２】
次に、図６を参照して、図４におけるＢ−Ｂ´線断面における積層構造について詳しく説明する。
【００７３】
ＴＦＴアレイ基板１０上には、下地絶縁膜１２、ゲート絶縁膜１３及び第１層間絶縁膜１４が積層されており、その上に画像信号が供給されるデータ線６並びドレイン領域３０ａ３及び画素電極９間を中継接続するドレイン中継配線７が配置されている。
【００７４】
ここで、蓄積容量７０は第２層間絶縁膜１５上に、容量電極７１と画素電極９とを対向する一対の電極として、その間に容量絶縁膜７２が挟持されることによって形成されている。一対の電極の一方である容量電極７１は、第２層間絶縁膜１５上に島状に形成されている。つまり、本実施形態における容量電極７１は、図４においてＹ方向に延在する複数の導電線として形成されている。ここで、容量電極７１が図６に示すように島状に分割されていると、形成しうる蓄積容量７０の容量値が小さくなってしまうが、現実的にこのように分割された容量電極７１を用いても必要十分な容量値を確保することができるので問題になることはない。
【００７５】
ここで、容量電極７１、画素電極９及び配向膜１６の表面における詳細な構造について、図７を参照して説明する。図７は、ＴＦＴアレイ基板１０上の積層構造から、これらの構成要素を概念的に抽出して図示した模式図である。尚、図７では、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。
【００７６】
まず、図７（ａ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０上には層間絶縁膜（即ち、下地絶縁膜１２、ゲート絶縁膜１３及び第１層間絶縁膜１４）が積層され、その表面に複数の容量電極７１がＹ方向に延在するように形成されている。このように容量電極をＹ方向に沿って複数形成することによって、下地層である層間絶縁膜と容量電極７１の表面との間には段差が形成されている。即ち、隣り合う容量電極７１の間には、凹状の段差８が形成されている。ここで、凹状の段差８が延在するＹ方向は、上層側に形成された配向膜１６のラビング方向（即ち、図７に示した矢印の方向）に一致する。
【００７７】
続いて、図７（ｂ）に示すように、容量電極７１上には容量絶縁膜７２が積層される。ここで、形成された容量絶縁膜７２の表面にも、前述の凹状の段差８に対応するラビング方向に沿った段差が形成されている。
【００７８】
容量絶縁膜７２の上には更に、図７（ｃ）に示すように、画素電極９が形成されている。画素電極９の下地層である容量絶縁膜７２の表面に形成された段差に対応して、画素電極９の表面にも、ラビング方向に沿った段差が形成されている。このように、画素電極９の表面に段差を設けると、上層側に配向膜１６を積層した場合に、画素電極９と画素電極９の下地層との段差付近における配向膜１６に対して、以下に説明するように、ラビング処理時に過度の圧力が印加されることを防止することができる。
【００７９】
ここで、図８を参照して、ラビング処理時に配向膜に対して圧力が印加されるメカニズムを具体的に説明する。図８（ａ）は、本実施形態に係る液晶装置の画素電極９の端部付近の積層構造を表す模式図である。図８（ｂ）は、容量電極７１が平坦に形成されている液晶装置（以下、比較例という）の画素電極の端部付近の積層構造を表す模式図である。
【００８０】
まず、図８（ｂ）に示すように、容量電極７１が平坦に形成されている比較例では、容量絶縁膜７２は表面が平坦になるように形成されているため、その上層側に形成されている画素電極９の表面もまた平坦に形成されている。つまり、図８（ｂ）において画素電極９を手前側から見たときの画素電極９の上側の縁部（即ち、図８（ｂ）において９ａで示したライン）は一本の直線状の形状を有している。仮に図８（ｂ）のような画素電極９上に配向膜を形成し、ラビング処理を施した場合、９ａで示したラインの部分に大きな圧力が印加され、配向膜が剥離或いは破損しやすい。つまり、９ａで示したラインの長さに比例して、上層側に形成される配向膜の剥離或いは破損のしやすさが増大する。
【００８１】
一方、本実施形態に係る液晶装置では、図８（ａ）に示すように、容量絶縁膜７２の表面に凹みが形成されている。図８（ａ）を手前側から見たときの画素電極９の上側の縁部（即ち、図８（ａ）において９ａで示したライン。但し、画素電極９の表面のうち凹んでいる領域に対応する縁部は含まない。）は、図８（ｂ）の場合に比べて、凹みが存在する分、短くなっている。つまり、下層側に容量電極７１が形成されることによって、画素電極９の表面に凹みができた分、画素電極９の縁部が短くなっている。そのため、比較例の場合に比べて、本実施形態のように画素電極９の表面に凹みを設けることによって、９ａのラインの長さが短くなるので、上層側に形成される配向膜は、より剥離或いは破損しにくい。
【００８２】
以上のように、本実施形態によれば、ラビング方向に沿った凹状の段差８を形成することによって、ラビング処理時における配向膜１６の剥離又は破損を防ぎ、良好な配向膜１６を有する液晶装置を実現することができる。その結果、例えば基板間に挟持された液晶５０中に配向膜１６の破片等のダストが混入することを防いだり、配向膜１６上にダストが蓄積することを防ぐことができるので、透過率が高く、高品位な画像表示が可能となる。
【００８３】
＜変形例＞
図９は、本変形例に係る液晶装置の画素電極９の端部付近の積層構造を表す模式図である。本変形例では、本発明における「導電層」たる蓄積容量７０を形成している容量電極７１は、複数の導電線状に分割されておらず、表面に凹状の段差を有するように一体的に形成されている点において、前述の実施形態と異なっている。尚、容量電極７１以外の積層構造については、前述の実施形態と同様である。
【００８４】
このように容量電極７１を形成することによって、より大きな容量値を有する蓄積容量７０を形成することができる。また、本発明の「導電層」を、画素電極９と、下層側に配置された他の導電層との間にシールド電極として設ける場合には、本変形例のように広い領域に渡って一体的に形成すると、良好に電界を遮断することができるので、優れたシールド電極を形成することも可能である。
【００８５】
本変形例においても、容量電極７１の表面に凹状の段差８が形成されることによって、画素電極９の表面にも段差が形成されている。従って、前述の実施形態と同様に、上層側に配向膜１６を積層した場合に、画素電極９と画素電極９の下地層との段差付近における配向膜１６に対して、ラビング処理時に過度の圧力が印加されることを防止することができる。
【００８６】
＜電子機器＞
次に、本実施形態に係る電気光学装置１００を適用可能な電子機器の具体例について図１０を参照して説明する。
【００８７】
まず、本実施形態に係る液晶装置１００を、可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）の表示部に適用した例について説明する。図１０（ａ）は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ７１０は、キーボード７１１を備えた本体部７１２と、本実施形態に係る液晶装置１００をパネルとして適用した表示部７１３とを備えている。
【００８８】
また、本実施形態に係る液晶装置１００は、液晶テレビや、カーナビゲーション装置の表示部に適用されるのが特に好適である。例えば、カーナビゲーション装置の表示部に本実施形態に係る液晶装置１００を用いることにより、運転席にいる観察者に対しては、地図の画像を表示し、助手席にいる観察者に対しては、映画などの映像を表示することができる。
【００８９】
続いて、本実施形態に係る液晶装置１００を、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図１０（ｂ）は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機７２０は、複数の操作ボタン７２１のほか、受話口７２２、送話口７２３とともに、本実施形態に係る液晶装置１００を適用した表示部７２４を備える。
【００９０】
なお、本実施形態に係る液晶装置１００を適用可能な電子機器としては、図１０（ａ）に示したパーソナルコンピュータや図１０（ｂ）に示した携帯電話機の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ディジタルスチルカメラなどが挙げられる。
【００９１】
なお、上述のカラーフィルタ基板及び電気光学装置などは、上述の例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。
【００９２】
以上説明してきた実施形態においては液晶表示パネルを例示しているが、本発明の電気光学装置としては、電子ペーパなどの電気泳動装置、さらにはＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置などにも同様に適用することが可能である。
【００９３】
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或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カラーフィルタ基板及び電気光学装置、並びに該電気光学装置を備えた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】
【００９４】
【図１】第１実施形態に係る液晶装置の平面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ´断面図である。
【図３】本実施形態に係る液晶装置の電気的な構成を示す回路図である。
【図４】本実施形態に係る液晶装置の画像表示領域１０ａにおける配線等の位置関係を透過的に示す模式図である。
【図５】図４のＡ−Ａ´断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ´断面図である。
【図７】本実施形態に係る液晶装置の画素電極周辺の積層構造を詳細に示す断面図である。
【図８】本実施形態に係る液晶装置及び典型的な液晶装置における画素電極の端部の周辺構造を詳細に示す模式図である。
【図９】変形例に係る液晶装置における画素電極の端部の周辺構造を詳細に示す模式図である。
【図１０】本実施形態の電気光学装置を適用した電子機器の例である。
【符号の説明】
【００９５】
６  データ線、  ９  画素電極、  １０  ＴＦＴアレイ基板、  １０ａ  画像表示領域、  １１  走査線、  １２  下地絶縁膜、  １６  配向膜、  ２０  対向基板、  ２１  対向電極、  ３０  ＴＦＴ、  ３０ａ  半導体層、  ３０ａ１  ソース領域、  ３０ａ２  チャネル領域、  ３０ａ３  ドレイン領域、  ３０ｂ  ゲート電極、  ５０  液晶、  ７０  蓄積容量、  ７１  容量電極、  ７２  容量絶縁膜
【図１】
2010091960.tif 000003
【図２】
2010091960.tif 000004
【図３】
2010091960.tif 000005
【図４】
2010091960.tif 000006
【図５】
2010091960.tif 000007
【図６】
2010091960.tif 000008
【図７】
2010091960.tif 000009
【図８】
2010091960.tif 000010
【図９】
2010091960.tif 000011
【図１０】
2010091960.tif 000012