(57)【要約】【課題】液晶装置等の電気光学装置において、配向膜の被覆率を改善することで、高品質な画像を表示可能とする。【解決手段】電気光学装置は、基板（１０）と、基板上に形成されており、基板の面に対して所定の角度で切り立った側壁（２１５ａ，２１５ｂ）を有する掘下部（２１５）が設けられた絶縁膜（２１０）と、絶縁膜の上層側に形成されており、基板上で平面的に見て、側壁と少なくとも部分的に重なるように設けられることで傾斜された端部を有する複数の画素電極（９ａ）と、複数の画素電極上に形成された配向膜（１６）とを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成されており、前記基板の面に対して所定の角度で切り立った側壁を有する掘下部が設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜の上層側に形成されており、前記基板上で平面的に見て、前記側壁と少なくとも部分的に重なるように設けられることで傾斜された端部を有する複数の画素電極と、
前記複数の画素電極上に形成された配向膜と
を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記複数の画素電極は、前記絶縁膜の直上に形成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】
前記複数の画素電極の端部は、上層側に凸状の曲面を有するよう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】
請求項１から３のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項５】
基板上に、
前記基板の面に対して所定の角度で切り立った側壁を有する掘下部が設けられた絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜の上層側に、前記基板上で平面的に見て、前記側壁と少なくとも部分的に重なるように設けられることで傾斜された端部を有する複数の画素電極を形成する画素電極形成工程と、
前記複数の画素電極上に配向膜を形成する配向膜形成工程と
を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項６】
前記絶縁膜形成工程は、
前記絶縁膜を成膜する成膜工程と、
前記成膜された絶縁膜を部分的に掘下げるようにパターニングすることで、前記掘下部を設ける掘下工程と
を含む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。
【請求項７】
前記掘下工程は、ドライエッチングを含むことを特徴とする請求項６に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項８】
前記掘下工程は、ウェットエッチングを含むことを特徴とする請求項６又は７に記載の電気光学装置の製造方法。
【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、並びに電気光学装置の製造方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電気光学装置として、例えば液晶等の電気光学物質が配向膜を介して画素電極と対向配置されており、画素電極に電圧を印加することにより、電気光学物質を制御して画像を表示するものがある。このような電気光学装置においては、画素電極に対する配向膜の被覆率（言い換えれば、密着性）が悪化することにより、電気光学物質の配向不良が生じてしまう場合がある。このため、例えば特許文献１では、イオン注入及びウェットエッチングによって画素電極をテーパ化するという技術が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２２８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した技術では、画素電極がウェットエッチングによってパターニングされるため、例えば画素における高開口率化（即ち、光が通過する開口部の割合の増加）等による、各画素電極間の間隙の微細化に対応することが極めて困難である。即ち、上述した技術においては、装置の小型化や高精細化を実現する上での不都合が生じてしまうおそれがあるという技術的問題点がある。
【０００５】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、配向膜の被覆率を改善することで、高品質な画像を表示可能な電気光学装置及び電子機器、並びに電気光学装置の製造方法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】
【０００６】
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、基板と、前記基板上に形成されており、前記基板の面に対して所定の角度で切り立った側壁を有する掘下部が設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜の上層側に形成されており、前記基板上で平面的に見て、前記側壁と少なくとも部分的に重なるように設けられることで傾斜された端部を有する複数の画素電極と、前記複数の画素電極上に形成された配向膜とを備える。
【０００７】
本発明の電気光学装置によれば、その動作時には、基板上に形成された複数の画素電極に画像信号が供給されることで、配向膜を介して対向配置された電気光学物質が制御される。これにより、複数の画素電極が配列されてなる画素領域に画像が表示される。より具体的には、例えば画素領域には、上述した画素電極に加えて、画素電極への画像信号の供給を制御するトランジスタが設けられており、走査線からトランジスタに対して走査信号が供給されると共に、データ線から画素電極への画像信号の供給が制御される。これにより、所謂アクティブマトリクス方式による画像表示が行われる。
【０００８】
画素電極の下層側には、画素電極と他の導電層とを絶縁する絶縁膜が形成されている。絶縁膜には、基板の面に対して所定の角度で切り立った側壁を有する掘下部が設けられている。即ち、絶縁膜上には、溝状又は穴状の凹部が設けられている。尚、ここでの「所定の角度」は、典型的には９０度に近い角度を指すが、広義においては側壁が基板面に対して平行でないという趣旨である。よって、基板面に対して斜め（例えば、４５度）に側壁が形成されるような場合も、本発明には含まれるものとする。掘下部は、例えば成膜後に平坦化された絶縁膜に対して、エッチングによるパターニング処理を施すことによって設けられる。
【０００９】
絶縁膜に掘下部が設けられていることにより、絶縁膜より上層側に形成される層には、掘下部の側壁に起因する段差が生じる。本発明では特に、絶縁膜の上層側に形成される複数の画素電極は、その端部が絶縁膜の側壁と少なくとも部分的に重なるように形成されている。言い換えれば、掘下部は、側壁が各画素電極の端部と重なるような位置に設けられる。これにより、複数の画素電極の端部は、絶縁膜における掘下部の側壁に起因する段差の影響を受けて傾斜された状態となる。即ち、画素電極はテーパ化される。
【００１０】
より具体的には、複数の画素電極は、例えば絶縁膜における掘下部の側壁に起因する段差が生じた層の上に、ＩＴＯ等からなる膜を形成した後、段差によって傾斜された部分が、各画素電極の端部となるようにドライエッチング等によってパターニングされることで（即ち、各画素電極間の間隙となる部分が取り除かれることで）形成される。
【００１１】
本発明では特に、画素電極の端部がテーパ化されているため、画素電極上に形成される配向膜の被覆率を向上させることが可能である。即ち、画素電極及び配向膜間に不必要な間隙が生じたり、配向膜の表面に段差が生じたりすることを防止することができる。配向膜の被覆率が向上されることで、配向膜による電気光学物質に対する配向規制力が強められる。よって、電気光学物質の配向不良を防止することができる。従って、配向不良による画質の低下を効果的に防止することができる。
【００１２】
尚、画素電極は端部全て（即ち、画素電極の周囲全て）がテーパ化されることが好ましいが、部分的にテーパ化されることによっても、上述した効果は相応に得られる。よって、絶縁膜における掘下部は、画素電極の端部全てと重なるように設けられていなくともよい。
【００１３】
また、画素電極及び前記絶縁膜間には、典型的には、導電層が形成されない。このようにすれば、絶縁膜における掘下部の側壁に起因する段差によって、導電層に凹凸が生じてしまうことを防止することができる。よって、導電層における断線等のリスクを回避することができると共に、積層構造の不必要な複雑化を防止することができる。更に、画素電極及び絶縁膜間に存在する層を少なくできるため、絶縁膜における掘下部の側壁に起因する段差によって、より確実に画素電極の端部を傾斜させることができる。即ち、画素電極及び掘下部の間に導電層が存在することによって段差が緩和されてしまい、画素電極の端部が傾斜されなくなってしまうことを防止することができる。従って、より確実に、画素電極に対する配向膜の被覆率を改善することができる。
【００１４】
尚、画素電極及び絶縁膜間には、他の絶縁膜が形成されても構わないが、画素電極の端部を確実に傾斜させるためには、他の絶縁膜が２層以上含まれないことが望ましい。但し、画素電極及び絶縁膜間に他の絶縁膜を形成することで、画素電極の端部における傾斜を、意図的に緩やかなものとすることが可能である。また、画素電極及び絶縁膜間に他の絶縁膜が形成される場合には、他の絶縁膜に掘下部を設けることで、画素電極の端部における傾斜を調整することもできる。
【００１５】
以上説明したように、本発明の電気光学装置によれば、画素電極の下層側に形成される絶縁膜に掘下部を設けることにより、画素電極に対する配向膜の被覆率を改善することができる。従って、高品質な画像を表示することが可能である。
【００１６】
本発明の電気光学装置の一態様では、前記複数の画素電極は、前記絶縁膜の直上に形成されている。
【００１７】
この態様によれば、画素電極が絶縁膜の直上に形成される（即ち、画素電極及び絶縁膜間には他の層が形成されない）ため、絶縁膜における掘下部の側壁に起因する段差によって、より確実に画素電極の端部を傾斜させることができる。即ち、画素電極及び掘下部の間に他の層が存在することによって段差が緩和されてしまい、画素電極の端部が傾斜されなくなってしまうことを防止することができる。従って、より確実に、画素電極に対する配向膜の被覆率を改善することができる。
【００１８】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記複数の画素電極の端部は、上層側に凸状の曲面を有するように形成されている。
【００１９】
この態様によれば、絶縁膜に掘下部が設けられることにより、画素電極の端部が上層側に凸状の曲面を有するように形成されている。即ち、画素電極の端部は、丸みを帯びて膨らんだような曲面として形成されている。
【００２０】
画素電極が上層側に凸状の曲面を有するように形成されることにより、画素電極の表面における角度のきつい凹凸を減少させることができる。即ち、画素電極の表面を、より滑らかなものとすることができる。よって、画素電極に対する配向膜の被覆率を効果的に高めることができる。
【００２１】
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、その各種態様も含む）を備える。
【００２２】
本発明の電子機器によれば、上述した本発明に係る電気光学装置を具備してなるので、高品質な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等も実現することも可能である。
【００２３】
本発明の電気光学装置の製造方法は上記課題を解決するために、基板上に、前記基板の面に対して所定の角度で切り立った側壁を有する掘下部が設けられた絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記絶縁膜の上層側に、前記基板上で平面的に見て、前記側壁と少なくとも部分的に重なるように設けられることで傾斜された端部を有する複数の画素電極を形成する画素電極形成工程と、前記複数の画素電極上に配向膜を形成する配向膜形成工程とを含む。
【００２４】
本発明の電気光学装置の製造方法によれば、基板上に各種導電層や層間絶縁膜を形成する過程において、基板の面に対して所定の角度で切り立った側壁を有する掘下部が設けられた絶縁膜が形成される。続いて、絶縁膜の上層側に、基板上で平面的に見て、掘下部の側壁と少なくとも部分的に重なるように設けられることで傾斜された端部を有する複数の画素電極が形成される。この際、複数の画素電極における端部は、絶縁膜における掘下部の側壁に起因する段差の影響を受けて傾斜された状態となる。即ち、画素電極はテーパ化される。画素電極上には、電気光学物質の配向方向を制御するための配向膜が形成される。
【００２５】
本発明では特に、画素電極の端部がテーパ化される、画素電極上に形成される配向膜の被覆率を向上させることが可能である。即ち、画素電極及び配向膜間に不必要な間隙が生じたり、配向膜の表面に段差が生じたりすることを防止することができる。配向膜の被覆率が向上されることで、配向膜による電気光学物質に対する配向規制力が強められる。よって、電気光学物質の配向不良を防止することができる。従って、配向不良による画質の低下を効果的に防止することができる。
【００２６】
尚、テーパ化された画素電極が形成される際には、例えばドライエッチングによるパターニング処理が施される。ここで仮に、画素電極がウェットエッチングによってパターニングされる場合を考えると、例えば画素における高開口率化等による、各画素電極間の間隙の微細化に対応することが極めて困難となってしまう。
【００２７】
しかるに本発明では、上述したように、ドライエッチングによって画素電極を形成することができるため、各画素電極間の間隙の微細化に対応することが容易である。従って、装置の小型化や高精細化を実現する上で極めて有利である。但し、各画素電極間の間隙が比較的大きい場合には、ウェットエッチングによって画素電極が形成されてもよい。或いは、その他の方法で画素電極が形成されてもよい。
【００２８】
以上説明したように、本発明の電気光学装置の製造方法によれば、画素電極の下層側に形成される絶縁膜に掘下部を設けることにより、画素電極に対する配向膜の被覆率を改善することができる。従って、高品質な画像を表示することが可能な電気光学装置を製造することが可能である。
【００２９】
本発明の電気光学装置の製造方法の他の態様では、前記絶縁膜形成工程は、前記絶縁膜を成膜する成膜工程と、前記成膜された絶縁膜を部分的に掘下げるようにパターニングすることで、前記掘下部を設ける掘下工程とを含む。
【００３０】
この態様によれば、絶縁膜は、先ず成膜工程において成膜された後に、掘下工程において部分的に掘下げるようにパターニングされる。これにより、絶縁膜には、基板の面に対して所定の角度で切り立った側壁を有する掘下部が設けられる。尚、成膜工程及び掘下工程間には、典型的には、絶縁膜の表面を平坦化するための処理が施される。
【００３１】
上述したように、成膜工程及び掘下工程によって絶縁膜を形成すれば、比較的容易且つ確実に掘下部を設けることができる。従って、製造工程が高度複雑化してしまうことを防止しつつ、確実に画素電極に対する配向膜の被覆率を改善することができる。
【００３２】
上述した絶縁膜形成工程が成膜工程と掘下工程とを含む態様では、前記掘下工程は、ドライエッチングを含むように構成してもよい。
【００３３】
この場合、掘下工程がドライエッチングを含むため、例えばウェットエッチングによりパターニングを行う場合と比較して、より精度の高いエッチングが可能となり、所望の形状の側壁を有する掘下部を設けることが容易となる。特に、装置の小型化などのためにレイアウトスペースが狭い場合等には、上述した効果は顕著に発揮される。尚、ドライエッチングに加えて、他のパターニング方法を利用して掘下部を設けるようにしてもよい。複数のパターニング方法を利用すれば、上述したドライエッチングの利点を生かしつつ、より好適に側壁を形成することが可能となる。
【００３４】
或いは絶縁膜形成工程が成膜工程と掘下工程とを含む態様では、前記掘下工程は、ウェットエッチングを含むように構成してもよい。
【００３５】
この場合、掘下工程がウェットエッチングを含むため、例えばドライエッチングによりパターニングを行う場合と比較して、過度のエッチングを防止するためのストッパー膜を要しないため、装置構成の複雑化を防止できる。また、側壁を比較的緩やかなものとしたい場合に有効である。
【００３６】
尚、ウェットエッチングに加えて、ドライエッチング、或いは他のパターニング方法を利用して側壁を形成するようにしてもよい。複数のパターニング方法を利用すれば、上述したウェットエッチングの利点を生かしつつ、より好適に側壁を形成することが可能となる。
【００３７】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を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】
【００３８】
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。
【００３９】
＜電気光学装置＞
本実施形態に係る電気光学装置について、図１から図７を参照して説明する。尚、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（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。
【００４０】
＜第１実施形態＞
先ず、第１実施形態に係る電気光学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。ここに図１は、本実施形態に係る電気光学装置の全体構成を示す平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ´線断面図である。
【００４１】
図１及び図２において、本実施形態に係る電気光学装置では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、本発明の「基板」の一例であり、例えば石英基板、ガラス基板等の透明基板や、シリコン基板等である。対向基板２０は、例えば石英基板、ガラス基板等の透明基板である。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶層５０が封入されている。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。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、複数の画素電極が設けられた画像表示領域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。
【００４２】
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。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（即ち、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が散布されている。尚、ギャップ材を、シール材５２に混入されるものに加えて若しくは代えて、画像表示領域１０ａ又は画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域に、配置するようにしてもよい。
【００４３】
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。尚、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。
【００４４】
周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する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間をつなぐため、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。
【００４５】
ＴＦＴアレイ基板１０上における対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域には、両基板間を上下導通材１０７で接続するための上下導通端子１０６が配置されている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。
【００４６】
図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、駆動素子である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る。この積層構造の詳細な構成については図２では図示を省略してあるが、この積層構造の上に、ＩＴＯ等の透明材料からなる画素電極９ａが、画素毎に所定のパターンで島状に形成されている。
【００４７】
画素電極９ａは、対向電極２１に対向するように、ＴＦＴアレイ基板１０上の画像表示領域１０ａに形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０における液晶層５０の面する側の表面、即ち画素電極９ａ上には、配向膜１６が画素電極９ａを覆うように形成されている。本実施形態に係る画素電極９ａ特有の構成については、後に詳述する。
【００４８】
対向基板２０におけるＴＦＴアレイ基板１０との対向面上には、遮光膜２３が形成されている。遮光膜２３は、例えば対向基板２０における対向面上に平面的に見て、格子状に形成されている。対向基板２０において、遮光膜２３によって非開口領域が規定され、遮光膜２３によって区切られた領域が、例えばプロジェクタ用のランプや直視用のバックライトから出射された光を透過させる開口領域となる。尚、遮光膜２３をストライプ状に形成し、該遮光膜２３と、ＴＦＴアレイ基板１０側に設けられたデータ線等の各種構成要素とによって、非開口領域を規定するようにしてもよい。
【００４９】
遮光膜２３上には、ＩＴＯ等の透明材料からなる対向電極２１が複数の画素電極９ａと対向するように形成されている。また遮光膜２３上には、画像表示領域１０ａにおいてカラー表示を行うために、開口領域及び非開口領域の一部を含む領域に、図２には図示しないカラーフィルタが形成されるようにしてもよい。対向基板２０の対向面上における、対向電極２１上には、配向膜２２が形成されている。
【００５０】
尚、図１及び図２に示したＴＦＴアレイ基板１０上には、上述したデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４等の駆動回路に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、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電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
【００５１】
次に、本実施形態に係る電気光学装置の画素部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、本実施形態に係る電気光学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９ａ及びＴＦＴ３０が形成されている。ＴＦＴ３０は、画素電極９ａに電気的に接続されており、本実施形態に係る電気光学装置の動作時に画素電極９ａ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６ａは、ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａ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、相隣接する複数のデータ線６ａ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３ａが電気的に接続されており、本実施形態に係る電気光学装置は、所定のタイミングで、走査線３ａ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９ａ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６ａ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９ａを介して電気光学物質の一例としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎは、対向基板に形成された対向電極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。例えば、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、全体として電気光学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９ａと対向電極２１（図２参照）との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。蓄積容量７０は、画像信号の供給に応じて各画素電極９ａの電位を一時的に保持する保持容量として機能する容量素子である。蓄積容量７０の一方の電極は、画素電極９ａと並列してＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続され、他方の電極は、定電位となるように、電位固定の容量線３００に電気的に接続されている。蓄積容量７０によれば、画素電極９ａにおける電位保持特性が向上し、コントラスト向上やフリッカの低減といった表示特性の向上が可能となる。
【００５６】
次に、上述の動作を実現する画素部の具体的な構成について、図４を参照して説明する。ここに図４は、本実施形態に係る電気光学装置における画素部の具体的な構成を示す断面図である。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。また図４では、説明の便宜上、画素電極９ａより上側に位置する部分の図示を省略している。
【００５７】
図４において、下ＴＦＴアレイ基板１０上には、例えばタングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、チタンナイトライド（ＴｉＮ）等からなる下側遮光膜１１ａが形成されている。下側遮光膜１１ａは、例えば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、戻り光のうちＴＦＴ３０に進行する光を遮光する。
【００５８】
下側遮光膜１１ａ上には、例えばシリコン酸化膜等からなる下地絶縁膜１２が形成されている。下地絶縁膜１２は、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に形成されることにより、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を有する。
【００５９】
ＴＦＴ３０は、半導体層１ａと、ゲート絶縁膜２と、ゲート電極３ｂとを含んで構成されている。
【００６０】
半導体層１ａは、例えばポリシリコンを含んでおり、チャネル領域１ａ’、データ線側ＬＤＤ領域１ｂ及び画素電極側ＬＤＤ領域１ｃ、並びにデータ線側ソースドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソースドレイン領域１ｅからなる。即ち、ＴＦＴ３０はＬＤＤ構造を有している。尚、ＴＦＴ３０は、データ線側ＬＤＤ領域１ｂ、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃに不純物打ち込みを行わないオフセット構造であってもよいし、ゲート電極をマスクとして不純物を高濃度に打ち込んでデータ線側ソースドレイン領域及び画素電極側ソースドレイン領域を形成する自己整合型であってもよい。
【００６１】
ゲート電極３ｂは、例えば導電性ポリシリコンからなり、走査線３ａ（図３参照）と電気的に接続されている。ゲート電極３ｂは、半導体層１ａよりも上層側に、シリコン酸化膜等からなる絶縁膜２０２を介して配置される。また、半導体層１ａにおけるチャネル領域１ａ’に対向する部分においては、ゲート絶縁膜２を介して配置される。
【００６２】
ＴＦＴアレイ基板１０上のＴＦＴ３０よりも第１層間絶縁膜４１を介して上層側には、蓄積容量７０が設けられている。蓄積容量７０は、下部容量電極７１と上部容量電極３００が誘電体膜７５を介して対向配置されることにより形成されている。
【００６３】
上部容量電極は、容量線３００の一部として形成されている。その構成については図示を省略してあるが、容量線３００は、画素電極９ａが配置された画像表示領域１０ａからその周囲に延設され、定電位源と電気的に接続される。これにより、上部容量電極３００は、固定電位に維持され、固定電位側容量電極として機能し得る。上部容量電極３００は、例えばＡｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）等の金属又は合金を含んだ非透明な金属膜から形成されており、ＴＦＴ３０を遮光する上側遮光膜（内蔵遮光膜）としても機能する。尚、上部容量電極３００は、例えば、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｐｄ（パラジウム）等の高融点金属、或いはこれらのうちの少なくとも一つを含む合金、金属シリサイド、ポリシリサイド等から構成されていてもよい。
【００６４】
下部容量電極７１は、ＴＦＴ３０の画素電極側ソースドレイン領域１ｅ及び画素電極９ａに電気的に接続された画素電位側容量電極である。より具体的には、下部容量電極７１は、コンタクトホール８３を介して画素電極側ソースドレイン領域１ｅに電気的に接続されると共に、図示しない中継層等にも電気的に接続されている。下部容量電極７１は、例えば導電性のポリシリコン、或いは例えばＡｌ（アルミニウム）等の金属又は合金を含んだ非透明な金属膜から形成されている。
【００６５】
誘電体膜７５は、例えばＨＴＯ（High Temperature Oxide）膜、ＬＴＯ（Low Temperature Oxide）膜等の酸化シリコン膜、或いは窒化シリコン膜等から構成された単層構造、或いは多層構造を有している。
【００６６】
ＴＦＴアレイ基板１０上の蓄積容量７０よりも第２層間絶縁膜４２を介して上層側には、データ線６ａが設けられている。データ線６ａは、半導体層１ａのデータ線側ソースドレイン領域１ｄに、絶縁膜２０２、第１層間絶縁膜４１、誘電体膜７５及び第２層間絶縁膜４２を貫通するコンタクトホール８１を介して電気的に接続されている。
【００６７】
データ線６ａより上層側には、第３層間絶縁膜４３及び第４層間絶縁膜２１０を介して、画素電極９ａが形成されている。画素電極９ａは、図示しない中継層、下部容量電極７１及びコンタクトホール８３等を介して半導体層１ａの画素電極側ソースドレイン領域１ｅに電気的に接続されている。また本実施形態では特に、第４層間絶縁膜２１０に掘下部が設けられているため、画素電極９ａがテーパ化されている。即ち、第４層間絶縁膜２１０は、本発明の「絶縁膜」の一例である。
【００６８】
続いて、上述した第４層間絶縁膜２１０及び画素電極９ａの詳細な構成について、図５及び図６を参照して説明する。ここに図５は、第１実施形態に係る第４層間絶縁膜及び画素電極の構成を示す拡大断面図であり、図６は、比較例に係る第４層間絶縁膜及び画素電極の構成を示す拡大断面図である。
【００６９】
図５において、第４層間絶縁膜２１０には、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、画素電極９ａの端部と重なるような側壁２１５ａ及び２１５ｂを有する掘下部２１５が設けられている。掘下部２１５は、第４層間絶縁膜２１０に対して、例えばドライエッチング等によるパターニング処理を施すことによって形成される。第４層間絶縁膜２１０に掘下部２１５が設けられていることにより、第４層間絶縁膜２１０の上層の画素電極９ａは、端部が側壁２１５ａ及び２１５ｂに沿って傾斜するように形成される。即ち、端部が掘下部２１５に落ち込むように形成される。これにより、画素電極９ａはテーパ化される。
【００７０】
画素電極９ａの上側表面には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜１６が形成される。本実施形態では特に、画素電極９ａがテーパ化されているため、配向膜１６の被覆率を効果的に高めることができる。即ち、配向膜１６を、画素電極９ａにおける比較的緩やかな斜面に沿って形成できるため、配向膜１６の付きまわりが悪化してしまうことを防止できる。
【００７１】
図６において、仮に第４層間絶縁膜２１０に掘下部２１５が設けられていないとすると、画素電極９ａの端部は、図に示すようにテーパ化されていない状態となる。このような画素電極９ａの上に配向膜１６を設ける場合、画素電極９ａの端部が比較的鋭利な形状となっているため、配向膜１６と画素電極９ａとの間には、図に示すような間隙が生じてしまう。すると、配向膜１６による液晶層５０（図２参照）における液晶分子に対する配向規制力が弱まり、配向不良が生じてしまうおそれがある。配向不良は、例えば画像表示領域１０ａ（図１参照）に表示される画像の品質を低下させてしまう原因となってしまう。
【００７２】
これに対し、図５に示した本実施形態に係る電気光学装置では、上述したように、第４層間絶縁膜２１０に掘下部２１５が設けられているため、配向膜１６の被覆率を高めることができる。よって、液晶層５０における液晶分子の配向不良を防止することができる。このような効果は、装置の小型化及び高精細化によって、画素電極９ａ間の間隔が狭くなる場合等に顕著に発揮される。
【００７３】
以上説明したように、第１実施形態に係る電気光学装置によれば、画素電極９ａに対する配向膜１６の被覆率を改善することができるため、高品質な画像を表示することが可能である。
【００７４】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る電気光学装置について、図７を参照して説明する。ここに図７は、第２実施形態に係る第４層間絶縁膜及び画素電極の構成を示す拡大断面図である。尚、第２実施形態は、上述の第１実施形態と比べて、第５層間絶縁膜を備える点で異なり、その他の構成については概ね同様である。このため第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略する。
【００７５】
図７において、第２実施形態に係る電気光学装置では、第４層間絶縁膜２１０及び画素電極９ａ間に第５層間絶縁膜２１０が形成されている。この場合、第４層間絶縁膜２１０上の第５層間絶縁膜２２０は、掘下部２１５の段差に起因して、傾斜面を有するように形成される。よって、第５層間絶縁膜２２０上の画素電極９ａも、第５層間絶縁膜２２０の傾斜面に沿って端部が傾斜された状態となる。即ち、第４層間絶縁膜２１０及び画素電極９ａ間に他の絶縁膜が形成される場合であっても、画素電極９ａをテーパ化することができる。従って、配向膜１６の被覆率を高めることができる。
【００７６】
尚、第４層間絶縁膜２１０及び画素電極９ａ間に他の絶縁膜を複数形成することも可能であるが、他の絶縁膜の数が増加することにより、画素電極９ａにおける端部の傾斜角度は小さくなる。よって、第４層間絶縁膜２１０及び画素電極９ａ間に設けられる他の絶縁膜の数は、２層以上の絶縁膜を形成しないことが望ましい。但し、例えば画素電極における傾斜を緩やかなものとしたい場合には、第４層間絶縁膜２１０及び画素電極９ａ間に他の絶縁膜を形成することで、画素電極９ａの傾斜を調整することができる。
【００７７】
また、第４層間絶縁膜２１０及び画素電極９ａ間に設けられる他の絶縁膜に掘下部を設けるようにすることも可能である。この場合、第４層間絶縁膜２１０における掘下部２１５及び他の絶縁膜における掘下部によって、画素電極９ａの傾斜を調整することが可能となる。
【００７８】
以上説明したように、第２実施形態に係る電気光学装置によれば、上述した第１実施形態と同様に画素電極９ａに対する配向膜１６の被覆率を改善することができるため、高品質な画像を表示することが可能である。
【００７９】
＜電気光学装置の製造方法＞
次に、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法について、図８から図１１を参照して説明する。ここに図８から１１は夫々、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法を、順を追って示す工程断面図である。尚、以下では、図５に示した電気光学装置を製造する場合を例にとり説明する。また、説明の便宜上、第４層間絶縁膜より下層側の製造工程については、説明を省略する。
【００８０】
図８において、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法では、先ず第３層間絶縁膜４３（図４参照）上に第４層間絶縁膜２１０が成膜され、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等の研磨技術によって平坦化処理が行われる。
【００８１】
図９において、成膜された第４層間絶縁膜２１０には、ドライエッチングによるパターニング処理が施されることによって、側壁２１５ａ及び２１５ｂを有する掘下部２１５が設けられる。即ち、第４層間絶縁膜２１０が部分的に掘下げられることによって、掘下部２１５が設けられる。尚、掘下部２１５の深さや幅は、例えば画素電極９ａの厚さや間隔等に基づいて決定される。また、上述したパターニング処理においては、ドライエッチングに加えてウェットエッチングが用いられてもよい。
【００８２】
図１０において、掘下部２１５が設けられた第４層間絶縁膜２１０上には、画素電極９ａ（図４参照）を形成するためのＩＴＯ膜９ｂが成膜される。ＩＴＯ膜９ｂは、第４層間絶縁膜２１０全体を覆うように成膜される。この際、ＩＴＯ膜９ｂは、掘下部２１５における側壁２１５ａ及び２１５ｂに沿って、局所的に凹むように成膜される。
【００８３】
図１１において、成膜されたＩＴＯ膜９ｂには、掘下部２１５内に設けられた部分に対してドライエッチング等のパターニング処理が施される。即ち、ＩＴＯ膜９ｂにおける不必要な部分が除去され、複数の画素電極９ａとして形成される。言い換えれば、掘下部２１５は各画素を区切るように設けられており、掘下部２１５に設けられたＩＴＯ膜９ｂを除去することにより、複数の画素電極９ａが形成される。ここで特に、画素電極９ｂは端部が掘下部２１５における側壁２１５ａ及び２１５ｂに沿うように設けられているため、画素電極９ａはテーパ化された状態となる。
【００８４】
図５に戻り、画素電極９ａ上には、例えばポリイミド膜などの有機膜からなり、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜１６が形成される。本実施形態では、画素電極９ａがテーパ化されることにより、配向膜１６の被覆率を効果的に高めることができる。即ち、配向膜１６を、画素電極９ａにおける比較的緩やかな斜面に沿って形成できるため、配向膜１６の付きまわりが悪化してしまうことを防止できる。よって、液晶層５０（図２参照）における液晶分子の配向不良を効果的に防止できる。従って、高品質な画像を表示することが可能な電気光学装置を製造することが可能である。
【００８５】
また、図７に示すような電気光学装置を製造する場合には、第４層間絶縁膜２１０に掘下部が設けられた後、第５層間絶縁膜２２０が成膜される。そして、第５層間絶縁膜２２０上にＩＴＯ膜９ｂが成膜され、画素電極９ａが形成される。この場合、第５層間絶縁膜２２０が掘下部２１５に沿って形成されるため、第５層間絶縁膜２２０の上層に形成される画素電極９ａがテーパ化される。尚、第５層間絶縁膜２２０の掘下部２１５と重なる部分に対して、エッチング等によるパターニング処理が施されてもよい。即ち、第４層間絶縁膜２１０と第５層間絶縁膜２２０とで掘下部２１５が二重に重なるような構成とされてもよい。
【００８６】
次に、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法の変形例について、図１２から図１４を参照して説明する。ここに図１２は、実施形態に係る電気光学装置の製造方法の変形例を示す工程断面図であり、図１３及び図１４は夫々、図１２に示す電気光学装置の製造方法によって製造された電気光学装置の構成を示す断面図である。
【００８７】
図１２において、図９で示した成膜された第４層間絶縁膜２１０は、ウェットエッチングによるパターニング処理が施されることによって、比較的緩やかな側壁２１５ａ及び２１５ｂを有する掘下部２１５が設けられてもよい。即ち、掘下部２１５における側壁２１５ａ及び２１５ｂは、図１０に示すような基板面に対して直角に近い角度を有するものでなくともよい。
【００８８】
図１３において、掘下部２１５をウェットエッチングによって設けた場合であっても、上述した実施形態と同様に製造することで、画素電極９ａをテーパ化することができる。この場合、画素電極９ａにおける端部の角度は、図１１等に示した画素電極９ａと比べて緩やかなものとなるが、同様に配向膜１６の被覆率を改善させることができる。また図１４に示すように、第５層間絶縁膜２２０を備える場合であっても、配向膜１６の被覆率を改善させることができる。
【００８９】
配向膜１６の被覆率は、例えば配向膜１６や画素電極９ａの材料や厚さ等の各種条件に応じて変化する。よって、これらの条件に応じて掘下部２１５のパターニング方法を変更すれば、より効果的に配向膜１６の被覆率を改善させることができる。即ち、パターニング方法を変化させることで、画素電極９ａの端部のテーパ角を調整することができるため、効果的に配向膜１６の被覆率を改善させることができる。
【００９０】
以上説明したように、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法によれば、高品質な画像を表示可能な電気光学装置を好適に製造することが可能である。
【００９１】
＜電子機器＞
次に、上述した電気光学装置である液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について説明する。ここに図１５は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。以下では、この液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。
【００９２】
図１５に示されるように、プロジェクタ１１００内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド１１０４内に配置された４枚のミラー１１０６及び２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇに入射される。
【００９３】
液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇの構成は、上述した液晶装置と同等であり、画像信号処理回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。このダイクロイックプリズム１１１２においては、Ｒ及びＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。従って、各色の画像が合成される結果、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。
【００９４】
ここで、各液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇによる表示像について着目すると、液晶パネル１１１０Ｇによる表示像は、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂによる表示像に対して左右反転することが必要となる。
【００９５】
尚、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇには、ダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。
【００９６】
尚、図１５を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型のパーソナルコンピュータや、携帯電話、液晶テレビや、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、タッチパネルを備えた装置等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。
【００９７】
また、本発明は上述の各実施形態で説明した液晶装置以外にも反射型液晶装置（ＬＣＯＳ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ、ＳＥＤ）、有機ＥＬディスプレイ、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、電気泳動装置等にも適用可能である。
【００９８】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許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電気光学装置、及び該電気光学装置を備えた電子機器、並びに電気光学装置の製造方法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】
【００９９】
【図１】第１実施形態に係る電気光学装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ´線断面図である。
【図３】第１実施形態に係る電気光学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。
【図４】第１実施形態に係る電気光学装置における画素部の具体的な構成を示す断面図である。
【図５】第１実施形態に係る第４層間絶縁膜及び画素電極の構成を示す拡大断面図である。
【図６】比較例に係る第４層間絶縁膜及び画素電極の構成を示す拡大断面図である。
【図７】第２実施形態に係る第４層間絶縁膜及び画素電極の構成を示す拡大断面図である。
【図８】実施形態に係る電気光学装置の製造方法を、順を追って示す工程断面図（その１）である。
【図９】実施形態に係る電気光学装置の製造方法を、順を追って示す工程断面図（その２）である。
【図１０】実施形態に係る電気光学装置の製造方法を、順を追って示す工程断面図（その３）である。
【図１１】実施形態に係る電気光学装置の製造方法を、順を追って示す工程断面図（その４）である。
【図１２】実施形態に係る電気光学装置の製造方法の変形例を示す工程断面図である。
【図１３】図１２に示す電気光学装置の製造方法によって製造された電気光学装置の構成を示す断面図（その１）である。
【図１４】図１２に示す電気光学装置の製造方法によって製造された電気光学装置の構成を示す断面図（その２）である。
【図１５】電気光学装置を適用した電子機器の一例たるプロジェクタの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１００】
１ａ…半導体層、３ａ…走査線、３ｂ…ゲート電極、６ａ…データ線、９ａ…画素電極、９ｂ…ＩＴＯ膜、１０…ＴＦＴアレイ基板、１０ａ…画像表示領域、１１ａ…下側遮光膜、１６…配向膜、２０…対向基板、３０…ＴＦＴ、４１…第１層間絶縁膜、４２…第２層間絶縁膜、４３…第３層間絶縁膜、５０…液晶層、７０…蓄積容量、１０１…データ線駆動回路、１０２…外部回路接続端子、１０４…走査線駆動回路、２１０…第４層間絶縁膜、２１５…掘下部、２１５ａ，２１５ｂ…側壁、２２０…第５層間絶縁膜
【図１】
2010117402.tif 000003
【図２】
2010117402.tif 000004
【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】
2010117402.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2010117402.tif 000014
【図１３】
2010117402.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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