(57)【要約】【課題】  柱状スペーサに起因する配向不良領域による表示への影響を遮光範囲とは無関係に低減することにより、表示品位の低下を防止することのできる電気光学装置及びこれを備えた電子機器を提供する。【解決手段】  本発明の電気光学装置は、一対の基板と、前記一対の基板間に配置された電気光学物質と、前記一対の基板のうち一方の前記基板に固定されたスペーサ１８と、前記一方の基板の内面に形成された配向膜と、前記一方の基板若しくは他方の前記基板に形成され、前記スペーサに対して前記配向膜のラビング方向下流側に隣接配置されたコンタクトホール１５ａと、を具備することを特徴とする。【選択図】図３
2006098635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板と、
前記一対の基板間に配置された電気光学物質と、
前記一対の基板のうち一方の前記基板に固定されたスペーサと、
前記一方の基板の内面に形成された配向膜と、
前記一方の基板若しくは他方の前記基板に形成され、前記スペーサに対して前記配向膜のラビング方向下流側に隣接配置されたコンタクトホールと、
を具備することを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
一対の基板と、
前記一対の基板間に配置された電気光学物質と、
前記一対の基板のうち一方の前記基板に固定されたスペーサと、
前記一方の基板の内面に形成された配向膜と、
前記一方の基板若しくは他方の前記基板に形成され、前記スペーサに対して前記配向膜のラビング方向下流側に形成された配向不良領域の少なくとも一部と平面的に重なるように配置されたコンタクトホールと、
を具備することを特徴とする電気光学装置。
【請求項３】
前記一方の基板若しくは前記他方の基板に形成された下層導体と、前記下層導体上に形成され、前記下層導体を露出する前記コンタクトホールを備えた層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成され、前記コンタクトホールを介して前記下層導体と導電接続された上層導体と、をさらに具備し、
前記下層導体と前記上層導体のうちの少なくとも一方が遮光性を備え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】
一対の基板と、
前記一対の基板間に配置された電気光学物質と、
前記一対の基板のうち一方の前記基板に固定されたスペーサと、
前記一方の基板の内面に形成された配向膜と、
前記一方の基板若しくは他方の前記基板に形成されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子上に形成され、前記スイッチング素子と導電接続された導体層を露出するコンタクトホールを備え、該コンタクトホールが前記スペーサに対して前記配向膜のラビング方向下流側に隣接配置されてなる層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記コンタクトホールを介して前記導体層に導電接続された画素電極と、
を具備することを特徴とする電気光学装置。
【請求項５】
一対の基板と、
前記一対の基板間に配置された電気光学物質と、
前記一対の基板のうち一方の前記基板に固定されたスペーサと、
前記一方の基板の内面に形成された配向膜と、
前記一方の基板若しくは他方の前記基板に形成されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子上に形成され、前記スイッチング素子と導電接続された導体層を露出するコンタクトホールを備え、該コンタクトホールが前記スペーサに対して前記配向膜のラビング方向下流側に形成された配向不良領域の少なくとも一部と平面的に重なるように配置されてなる層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記コンタクトホールを介して前記導体層に導電接続された画素電極と、
を具備することを特徴とする電気光学装置。
【請求項６】
前記コンタクトホールは、前記スイッチング素子と平面的に重ならない位置に形成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記スペーサは、少なくとも一部が前記スイッチング素子の形成範囲と平面的に重なる位置に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の電気光学装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電気光学装置と、該電気光学装置の制御手段とを有す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、電気光学装置及び電子機器に関し、特に、電気光学物質が配置される基板間隔を規制するために一方の基板に固定されたスペーサを備えた電気光学装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気光学装置の一種であるアクティブマトリクス型の液晶表示装置は、通常、スイッチング素子を形成した素子基板と、対向基板との間に液晶が配置されたセル構造を備えている。この素子基板と対向基板との間の基板間隔は液晶層の厚さを規定することとなるので、基板間隔（セルギャップ）を一定に保つことは良好な表示特性を得るためにきわめて重要であり、基板間隔が均一でなければ、光透過率、コントラスト比、応答速度などにばらつきが生じ、これによって色ムラや輝度ムラなどの表示ムラが発生する。
【０００３】
上記のセル構造には、上記基板間隔を一定に保つためにスペーサが配置されている。従来は、一方の基板に上記基板間隔に見合うプラスチックまたはガラスビーズで構成されるスペーサを均一に散布した状態で、２枚の基板をシール材などによって貼り合わせる場合が多い。この場合、スペーサの分布のばらつき、スペーサのかたまりなどにより基板間隔や光透過率が不均一になる場合があり、これが表示ムラや表示特性のばらつきの原因になる。
【０００４】
このため、２枚の基板のうち、一方の基板上に固定されたスペーサ（柱状スペーサ）を形成する方法が提案されている。例えば、特許文献１乃至４に記載されているように、所定の有機材料などからなる柱状スペーサを、基板上に適宜の間隔を置いて林立させた状態となるように形成し、これらの柱状スペーサによって２枚の基板間隔を規制するようにしている。この柱状スペーサは、フォトリソグラフィ法により、画素領域以外の遮光範囲において均一な分布密度で所望の形状となるように形成することが可能である。
【０００５】
ところが、上記のように柱状スペーサを形成すると、配向膜に対するラビング処理時において、ラビング布が柱状スペーサに当ることによって、柱状スペーサのラビング方向下流側に、配向状態が周囲と異なる配向不良領域が形成される。これは、ラビング布の毛足が柱状スペーサによって乱されたり、柱状スペーサの影となって配向膜に充分なラビング処理が施せなかったりするためと思われる。このような配向不良領域に対する対策は、以下に示すように、従来から種々試みられていた。
【０００６】
例えば、特許文献１に記載された液晶表示装置では、表示品位を確保するために、柱状スペーサのラビング方向下流側に形成される配向不良領域が画素領域に入らないようにする構成、及び、配向不良領域が緑色のカラーフィルタに隣接しない位置にスペーサが配置される構成などが開示されている。
【０００７】
また、特許文献２に記載された液晶表示装置では、柱状スペーサからスイッチング素子に向かう方向に沿ってラビング処理が施され、これによって、柱状スペーサのラビング方向下流側に形成される配向乱れ領域が画素電極と実質的に重ならない状態とした構成などが開示されている。
【０００８】
特許文献３では、２枚の基板のうち、一方の基板上に柱状スペーサを設けるとともに、その根元に被設置面と滑らかに接続される面を有するスロープ部を形成させる構成、或いは、柱状スペーサの横断面形状をラビング方向に平行な長軸を備えた楕円形とする構成により、柱状スペーサの存在を原因とする配向不良領域を低減することを提案している。
【０００９】
一方、上記の液晶表示装置においては、素子基板に画素に電位を供給するためのスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）、薄膜ダイオード（Thin Film Diode；ＴＦＤ）などのアクティブ素子を基板上に複数配列させた構造を有しているが、配向膜の配向性を高め、素子基板の開口率を高め、高品質の画像表示を得るためには、配向膜の下層に層間絶縁膜を設けて配向膜の下面が接する面を平滑にし、層間絶縁膜にコンタクトホールを設けて、このコンタクトホールを介してアクティブ素子の電極と画素電極を接続させ、この画素電極を層間絶縁膜の上面に形成させたいわゆるオーバーレイヤー構造の液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献４及び特許文献５を参照。）
【特許文献１】特開平９−７３０８８号公報
【特許文献２】特開平１１−１７４４６７号公報
【特許文献３】特開２００４−４５５５９号公報
【特許文献４】特開平１１−７２８０２号公報
【特許文献５】特開２０００−２０６５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の液晶表示装置においては、柱状スペーサのラビング方向下流側に形成される配向不良領域を画素領域外に配置するために遮光領域の幅を或る程度確保する必要があることから、スイッチング素子や配線の形成範囲だけでなく、それらの周辺領域をも遮光しなければならないので、画素の開口率を高めることができず、表示の明るさを向上することが難しいという問題点がある。
【００１１】
特に、上記特許文献４又は特許文献５に記載されているいわゆるオーバーレイヤー構造では、厚く形成された層間絶縁膜によってスイッチング素子及び配線と画素電極との間の寄生容量を低減することができるため、スイッチング素子及び配線との間の平面方向の距離を低減させた態様若しくは無くした態様で画素電極を形成できるなど、画素電極の形成範囲を従来よりも広げることができるという利点があるが、上記のように柱状スペーサに起因する配向不良領域を遮光範囲内に収めようとすれば遮光領域をスイッチング素子及び配線の形成範囲よりも広げる必要があるため、オーバーレイヤー構造の利点を充分に享受することができない。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、柱状スペーサに起因する配向不良領域による表示への影響を遮光範囲とは無関係に低減することにより、表示品位の低下を防止することのできる電気光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の電気光学装置は、一対の基板と、前記一対の基板間に配置された電気光学物質と、前記一対の基板のうち一方の前記基板に固定されたスペーサと、前記一方の基板の内面に形成された配向膜と、前記一方の基板若しくは他方の前記基板に形成され、前記スペーサに対して前記配向膜のラビング方向下流側に隣接配置されたコンタクトホールと、を具備することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の別の電気光学装置は、一対の基板と、前記一対の基板間に配置された電気光学物質と、前記一対の基板のうち一方の前記基板に固定されたスペーサと、前記一方の基板の内面に形成された配向膜と、前記一方の基板若しくは他方の前記基板に形成され、前記スペーサに対して前記配向膜のラビング方向下流側に形成された配向不良領域の少なくとも一部と平面的に重なるように配置されたコンタクトホールと、を具備することを特徴とする。
【００１５】
上記の各発明によれば、スペーサに起因して発生する配向不良領域の少なくとも一部がコンタクト構造と平面的に重なることになるが、コンタクトホールは、金属導体やホール内導通構造が平面的に重なることにより本来的に遮光性を有するため、コンタクト構造と平面的に重なる配向不良領域の部分が表示へ影響を与えることがないことから、遮光範囲を広げなくても配向不良領域による表示品位の悪化を低減することができる。また、このことにより、コンタクトホール以外の遮光範囲を必要最小限に抑制することができるため、開口率の向上を図り、表示の明るさを確保することが可能になる。さらに、上記のように柱状スペーサに起因する表示への影響を低減できるので、柱状スペーサを高密度に形成することが可能になることから、パネルの耐衝撃性の向上や表示品位のさらなる向上を図ることができる。
【００１６】
本発明において、前記一対の基板の少なくとも一方に形成された下層導体と、前記下層導体上に形成され、前記下層導体を露出する前記コンタクトホールを備えた層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成され、前記コンタクトホールを介して前記下層導体と導電接続された上層導体と、をさらに具備し、前記下層導体と前記上層導体のうちの少なくとも一方が遮光性を備えていることが好ましい。下層導体と上層導体の少なくとも一方が遮光性を備えていることにより、コンタクト構造と平面的に重なる上記配向不良領域による表示への影響をさらに低減できる。この場合、上記下層導体としては、配線層、或いは、スイッチング素子に接続された導体などが挙げられ、上記上層導体としては、画素電極などの電極が挙げられる。
【００１７】
さらに、本発明の更に別の電気光学装置は、前記一対の基板間に配置された電気光学物質と、前記一対の基板のうち一方の前記基板に固定されたスペーサと、前記一方の基板の内面に形成された配向膜と、前記一方の基板若しくは他方の前記基板に形成されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子上に形成され、前記スイッチング素子と導電接続された導体層を露出するコンタクトホールを備え、該コンタクトホールが前記スペーサに対して前記配向膜のラビング方向下流側に隣接配置されてなる層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成され、前記コンタクトホールを介して前記導体層に導電接続された画素電極と、を具備することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の異なる電気光学装置は、一対の基板と、前記一対の基板間に配置された電気光学物質と、前記一対の基板のうち一方の前記基板に固定されたスペーサと、前記一方の基板の内面に形成された配向膜と、前記一方の基板若しくは他方の前記基板に形成されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子上に形成され、前記スイッチング素子と導電接続された導体層を露出するコンタクトホールを備え、該コンタクトホールが前記スペーサに対して前記配向膜のラビング方向下流側に形成された配向不良領域の少なくとも一部と平面的に重なるように配置されてなる層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成され、前記コンタクトホールを介して前記導体層に導電接続された画素電極と、を具備することを特徴とする。
【００１９】
本発明において、前記コンタクトホールは、前記スイッチング素子と平面的に重ならない位置に形成されていることが好ましい。これによれば、スイッチング素子とコンタクトホールとが平面的に重ならないことにより、配向不良領域が配置される部分としてスイッチング素子の形成範囲とコンタクト構造の双方を利用することができるため、配向不良領域による表示品位への影響をさらに低減することが可能になる。
【００２０】
本発明において、前記スペーサは、少なくとも一部が前記スイッチング素子の形成範囲と平面的に重なる位置に形成されていることが好ましい。スイッチング素子とコンタクトホールとは通常相互に隣接配置しており、また、隣接配置させることが配線抵抗を低減し開口率の低下を抑制する上で有利でもあるので、柱状スペーサの少なくとも一部をスイッチング素子と平面的に重なるように配置すると、柱状スペーサに対してコンタクトホールを隣接配置させることができ、好都合である。
【００２１】
なお、上記各発明において、コンタクトホールの開口範囲若しくは形成範囲は、別途遮光膜などで遮光されていてもよく、或いは、遮光されていなくてもよい。別途遮光されることによりコンタクトホールの遮光性を更に高めることができるが、いずれの場合でも、柱状スペーサに起因する配向不良領域の表示への影響を低減できる点では同じである。
【００２２】
次に、本発明の電子機器は、上記のいずれかに記載の電気光学装置と、該電気光学装置の制御手段とを有することを特徴とする。電子機器としては、携帯電話、電子時計、画像モニタなどが挙げられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る電気光学装置の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、以下、電気光学装置の一例としてＴＦＤ素子７３を用いた液晶表示装置６０の一例について説明するが、本発明は、例えば、ＴＦＴ素子を用いた液晶表示装置などの他の形式を有する液晶表示装置にも適用できるものであり、液晶表示装置以外の各種の電気光学装置にも適用できる。したがって、以下の実施形態は、この発明を限定するものではない。なお、以下に示す各図においては、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、各層や各部材ごとに縮尺を異ならせてある。
【００２４】
［電気光学装置の構成］
まず、本発明に係る電気光学装置の実施形態である液晶表示装置６０の構成について図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は本実施形態の液晶表示装置６０の等価回路の一例を示す。同図に示す液晶表示装置６０は、スイッチング素子としてＴＦＤ（Thin Film Diode）素子７３を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置である。この液晶表示装置６０には走査線駆動回路６４及び信号線駆動回路６５が含まれる。液晶表示装置６０は、図示Ｙ方向（列方向）に延在する複数の走査線６１と、図示Ｘ方向（行方向）に延在する複数の信号線６２ａに接続された対向電極６２と、走査線６１及び対向電極６２の各交差位置に設けられた複数の画素領域６３とを有する。これら複数の画素領域６３は縦横にマトリクス状に配列されている。走査線６１には走査線駆動回路６４により生成された走査電位が供給され、対向電極６２には信号線駆動回路６５により生成された信号電位が供給される。各画素領域６３においては、走査線６１と対向電極６２の間にＴＦＤ素子７３と液晶層４０が直列に接続されている。
【００２６】
なお、本実施形態では２端子非線形素子であるＴＦＤ素子７３を用いているが、３端子非線形素子であるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）をスイッチング素子として用いる場合には、上記走査線をＴＦＴのゲートに接続し、上記信号線をＴＦＴのソースに接続し、ＴＦＴのドレインを画素電極に接続して、対向電極を共通電位に接続すればよい。また、パッシブマトリクス型液晶表示装置の場合には、それぞれストライプ状に構成された一対のストライプ電極間に所定の電位を供給するように構成すればよい。
【００２７】
図２は液晶表示装置６０の概略縦断面図、図３は素子基板の画素単位の拡大平面図、図４は素子部の拡大斜視図、図５は図３に示すＶ−Ｖ線に沿った断面構造を示す部分縦断面図である。
【００２８】
図２に示すように、液晶表示装置６０では、素子基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。素子基板１０と対向基板２０は、表示領域の周囲に位置するシール領域に設けられたシール材３１により相互に接着されている。
【００２９】
素子基板１０と対向基板２０との間には液晶層４０が封入されている。液晶層４０は、例えば一種のネマチック液晶、若しくは、数種類のネマテッィク液晶を混合した液晶などからなり、後述する一対の配向膜間において所定の初期配向状態となるように構成されている。また、シール材３１は、液晶表示装置の画像表示領域の周囲を囲むように平面的にみて矩形枠状に設けられている。
【００３０】
上記のシール材３１を構成する材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等を挙げることができる。素子基板１０及び対向基板２０を貼り合わせるにあたっては、適当な圧力をかけて両基板１０及び２０を圧着するとともに、シール材が紫外線硬化樹脂からなるのであればシール材に対して紫外線を照射することにより、また、熱硬化樹脂からなるのであれば加熱を行うこと等により、硬化される。また、このシール材３１中には、素子基板１０と対向基板２０との間の基板間隔、すなわちセルギャップを所定値とするため、スペーサの一種たるギャップ材（不図示）が混入されている。このギャップ材は、例えばグラスファイバ、あるいはガラスビーズ等からなり、略球状若しくは円柱状に構成されたものが一般的である。
【００３１】
図３及び図４に示すように、素子基板１０上には、金属薄膜等で構成された走査線６１及び画素スイッチング用のＴＦＤ素子７３が形成されている。そして、図４及び図５に示すように、走査線６１及びＴＦＤ素子７３の上には有機樹脂などで構成された層間絶縁膜１５が積層されている。この層間絶縁膜１５にはコンタクトホール１５ａが形成されている。層間絶縁膜１５上にはＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等の透明導電体で構成された画素電極１７が形成され、この画素電極１７は、上記コンタクトホール１５ａを通して下層に設けられた第２金属層１４に導電接続され、この第２金属層１４はＴＦＤ素子７３に導電接続されている。ここで、ＴＦＤ素子７３とコンタクトホール１５ａとは、平面的にずれた隣接位置に設けられている。
【００３２】
そして、この例では、図３及び図５に示すように、素子基板１０上に柱状スペーサ１８が形成されている。この柱状スペーサ１８は素子基板１０の内面上にて対向基板２０に向けて突出し、素子基板１０と対向基板２０との間の基板間隔を規制するものである。柱状スペーサ１８の構成素材は絶縁体であれば特に限定されないが、例えば、アクリル系樹脂、ポリイミド等の有機樹脂材料であることが好ましい。柱状スペーサ１８は、フォトリソグラフィ法により、すなわち、基板上に観光性樹脂を塗布し、所定のマスクを用いて露光し、現像処理を行うことによって形成されることが最も望ましい。なお、層間絶縁膜１５、画素電極１７及び柱状スペーサ１８上には配向膜１９が形成されている。
【００３３】
上記ＴＦＤ素子７３は、走査線６１及びこの走査線６１の近傍に島状に配置された第１金属層１１の表面に陽極酸化によって形成された絶縁膜１２と、走査線６１及び第１金属層１１上に上記絶縁膜１２を介して形成された第２金属層１３及び１４とから構成されている。第１金属層１１は、走査線６１と同じ素材、例えば、タンタル（Ｔａ）単体、タングステン（Ｗ）等を含むタンタル合金、などの各種の導電性材料によって形成される。第２金属層１３及び１４は、例えば、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）などの導電性材料で形成される。ここで、第２金属層１３は、走査線６１上から第１金属層１１上にまで伸びるように形成され、第２金属層１４は第１金属層１１上から画素電極１７の下方位置まで伸びるように構成される。
【００３４】
本実施形態の場合、ＴＦＤ素子７３は第１のＴＦＤ素子部７１と第２のＴＦＤ素子部７２とから構成される。図３及び図４に示すように、第１のＴＦＤ素子部７１は、第２金属層１３、絶縁膜１２、第１金属層１１の接合部分により構成され、金属／絶縁体／金属のサンドイッチ構造を備えたものとなる。一方、第２のＴＦＤ素子部７２は、第１金属層１１、絶縁膜１２、第２金属層１４の接合部分により構成され、第１のＴＦＤ素子部７１とは反対のダイオードスイッチング特性を備えた金属／絶縁体／金属のサンドイッチ構造を備えたものとなる。このように、ＴＦＤ素子７３は、２つのダイオードを互いに逆向きに直列接続した構成となっているため、１つのダイオードのみを用いた場合と比較して、電流−電圧の非線形特性が正負の双方向にわたって対称化される。ただし、ＴＦＤ素子としては、単一のダイオード構造を備えたもので構成しても構わない。
【００３５】
他方、図２に示すように、対向基板２０上には、カラーフィルタ２１が形成される。このカラーフィルタ２１としては、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）などの複数色の着色層を画素領域に合わせて所定の配列パターンにて配列させ、その上に透明な樹脂層などで構成される保護膜を形成したものが挙げられる。また、カラーフィルタ２１上には、ＩＴＯ等の透明導電体で構成される複数の対向電極６２がストライプ状に形成され、これらの対向電極６２の間に遮光膜２２が形成される。対向電極６２及び遮光膜２２の上には配向膜２３が形成される。
【００３６】
［柱状スペーサの構造］
次に、本実施形態に係る柱状スペーサ１８について、図３及び図５を参照しつつ、より詳しく説明する。柱状スペーサ１８は、図３に示すように、ＴＦＤ素子７３と平面的に重なる位置に配置されている。具体的には、柱状スペーサ１８はＴＦＤ素子７３（図示例では第１ＴＦＤ素子部７１）上に固定されている。ここで、柱状スペーサ１８の形成領域は、上記遮光膜２２或いは図示しない別の遮光層などによって遮光されていることが好ましい。このような遮光膜２２や遮光層を構成する材料としては、金属クロム、カーボン又はチタンをフォトレジストに分散した樹脂ブラックや、ニッケル等の金属材料等を考えることができ、更には、これらを含む二つ以上の材料により積層構造を有するものとすることも可能である。また、上記カラーフィルタ２１の２以上の着色層を重ね合わせることによって遮光を行うこともできる。
【００３７】
一方、コンタクトホール１５ａの開口範囲は第２金属層１４によって遮光されているので、上記の遮光膜２２や別の遮光層で遮光されていなくても、柱状スペーサ１８は遮光範囲内に形成されていることになる。また、コンタクトホール１５ａの内部には、画素電極１７の一部が厚さ方向に伸びる導通構造が配置されているので、仮に遮光性を有する第２金属層１４が存在しなくても、コンタクトホール１５ａの開口範囲は或る程度の遮光性を備えたものとなる。したがって、コンタクトホール１５ａの開口範囲においては、そのコンタクト構造如何に拘らず、光漏れなどの表示への影響が低減される。
【００３８】
本実施形態の素子基板１０においては、図５に示す配向膜１９に対してラビング処理がなされており、このラビング処理は、ラビング布により、図３の左下部分の矢印で示すように走査線６１及び対向電極６２に対して斜め方向（具体的には４５度の角度を有する方向）に配向膜１９の表面を擦る態様で施されている。このとき、柱状スペーサ１８が素子基板１０の内面上に突出していることにより、ラビング布の毛足が柱状スペーサ１８により乱されるので、柱状スペーサ１８のラビング方向下流側に配向不良領域１８ｘが形成される。そして、この配向不良領域１８ｘの少なくとも一部は、柱状スペーサ１８の形成範囲に隣接する上記コンタクトホール１５ａと平面的に重なっている。したがって、配向不良領域１８ｘに起因する表示への影響はコンタクトホール１５ａの開口範囲が遮光されていることにより低減される。
【００３９】
本実施形態では、柱状スペーサ１８は、図３に示すように、画素電極１７によって規定される画素領域毎に形成されている。ただし、画素領域の配列方向に一つおき、二つおきなど、所定数の画素領域毎に柱状スペーサ１８を形成するようにしても構わない。すなわち、柱状スペーサ１８は、全てのＴＦＤ素子７３上に形成させる必要はなく、柱状スペーサ１８による基板間隔の規制により均一な表示態様を実現できるように構成されていればよい。通常は、柱状スペーサ１８の配置密度が基板面上で均等になるように構成される。ただし、本実施形態では、上記のように柱状スペーサ１８に起因する表示への影響、すなわち上記配向不良領域１８ｘによる表示への影響が低減されているため、柱状スペーサ１８の形成密度を高めても支障がないことから、柱状スペーサ１８の形成密度を高めることによりセル強度を向上させるとともにセルギャップの均一性を高めることが可能であり、パネルの耐衝撃性の向上及び高品位の表示態様を実現することが可能である。
【００４０】
本実施形態では、柱状スペーサ１８が遮光範囲に形成されるＴＦＤ素子７３上に配置されていることにより、コンタクトホール１５ａをＴＦＤ素子７３と隣接する部分、すなわち遮光範囲に隣接する部分に設けることができるため、ＴＦＤ素子７３からコンタクトホール１５ａまで伸びる第２金属層１４の配線長を短縮できる。したがって、第２金属層１４の配線抵抗を低減でき、また、第２金属層１４による開口率の低下を抑制できる。また、上記のように構成されていると、配向不良領域１８ｘの一部が、コンタクトホール１５ａと平面的に重なる範囲だけではなく、ＴＦＤ素子７３周辺の遮光範囲にも形成されるように構成できるため、配向不良領域１８ｘによる表示への影響を更に低減することが可能になる。
【００４１】
本実施形態において、層間絶縁膜１５は、走査線６１及びＴＦＤ素子７３と画素電極１７との間の寄生容量を低減するとともに、画素電極１７の下地面の平坦性を確保することにより液晶層の厚さを一定にするために設けられるので、通常かなり厚く、例えば０．５〜２．０μｍ程度（典型的には約１．０μｍ程度）に形成される。このようにすると、走査線６１及びＴＦＤ素子７３と画素電極１７との寄生容量を抑制するための平面方向の間隔を確保する必要性が低減されるので、画素電極１７を走査線６１及びＴＦＤ素子７３と平面的に重ならない範囲ぎりぎりまで広げる（或いは一部を平面的に重ねる）とともに、走査線６１及びＴＦＤ素子７３の近傍の遮光範囲を狭め、開口率の向上により表示を明るくすることが可能になる。この場合、従来構造では遮光範囲の狭小化に伴って上記配向不良領域１８ｘを遮光範囲に収めることが難しくなり、表示への影響を回避できなくなるが、本実施形態の場合、配向不良領域１８ｘの一部がコンタクトホール１５ａと平面的に重なることにより表示への影響が低減されるので、表示品位をあまり犠牲にせずに、遮光範囲の狭小化による開口率の向上効果を期待することができる。
【００４２】
さらに、本実施形態では、コンタクトホール１５ａの位置は、開口率などに影響を与えない範囲であれば或る程度自由に設定できるため、柱状スペーサ１８の形成位置、ラビング方向、スイッチング素子の構造に制約を課すことなく設計を行うことができるという利点がある。すなわち、柱状スペーサ１８の位置とラビング方向が予め決定されていても、これに合わせてコンタクトホール１５ａの位置を調整することによって、配向不良領域１８ｘの表示への影響を低減することが可能になる。
【００４３】
図６には、上記とは異なる位置に柱状スペーサ１８を配置したときの平面配置図を示す。この構成例では、柱状スペーサ１８とコンタクトホール１５ａとが隣接配置されている。具体的には、柱状スペーサ１８は第２ＴＦＤ素子７２上に固定され、その図示右側にコンタクトホール１５ａが隣接して形成されている。このときの配向膜１９のラビング処理は図示右向きに施されるので、柱状スペーサ１８のラビング方向下流側にコンタクトホール１５ａが隣接配置されていることになる。また、コンタクトホール１５ａが遮光範囲に隣接して配置されている点では上記実施形態と同様である。この構成例では、柱状スペーサ１８のラビング方向下流側に形成される配向不良領域１８ｘは、遮光範囲を除き、ほとんど全てがコンタクトホール１５ａと重なるように形成されている。したがって、配向不良領域１８ｘによる表示への影響をほとんど無くすことができる。
【００４４】
また、本実施形態では、ＴＦＤ素子７３とコンタクトホール１５ａとが相互に隣接配置されている。これによって、ＴＦＤ素子７３の形成範囲とコンタクトホール１５ａの双方を、上記配向不良領域１８ｘを配置する部分として利用しやすくなるので、配向不良領域１８ｘによる表示への影響を更に低減できる。例えば、図６に示す例において、柱状スペーサ１８を第２ＴＦＤ素子部７２上ではなく、その図示左隣の走査線６１上に配置したときには、柱状スペーサ１８のラビング方向下流側（図示右側）に第２ＴＦＤ素子部７２とコンタクトホール１５ａとが連続して配置されることになるため、配向不良領域１８ｘがラビング方向下流側に長く伸びるように形成されたときでも、表示への影響を防止することができる。
【００４５】
図７には、さらに異なる位置に柱状スペーサ１８を配置し、さらにコンタクトホール１５ａを上記とは別の位置に設けたときの平面配置を示す。この例では、柱状スペーサ１８は走査線６１上に固定され、この柱状スペーサ１８の図示右下にコンタクトホール１５ａが隣接配置されている。このときのラビング処理は図示右下向きに施されるため、この構成例でも、柱状スペーサ１８のラビング方向下流側にコンタクトホール１５ａが形成されている。また、コンタクトホール１５ａがＴＦＤ素子７３及び遮光範囲に隣接して配置されている点では上記実施形態と同様である。この例でも、柱状スペーサ１８のラビング方向下流側に形成される配向不良領域１８ｘは、遮光範囲を除き、ほとんど全てがコンタクトホール１５ａと重なるように形成されている。したがって、配向不良領域１８ｘによる表示への影響をほとんど無くすことができる。
【００４６】
本発明は上記の実施形態や構成例に限定されるものではなく、柱状スペーサ１８及びコンタクトホール１５ａの位置関係も上記例に限られない。ここで、上述のようにコンタクトホール１５ａの位置には比較的自由度があるが、開口率に影響を与えないようにするには、画素領域の外縁に沿った位置であることが好ましく、特に、スイッチング素子に隣接する位置であることが望ましい。また、ラビング方向も特に限定されるものではないが、左右方向の視角特性を対称にするには図３及び図７に示すように走査線６１及び対向電極６２に対してラビング方向が斜め方向に設定されていることが好ましい。
【００４７】
なお、本実施形態ではコンタクトホール１５ａの開口範囲を遮光膜２２等で遮光していないが、この開口範囲は表示には実質的に寄与しないので、遮光膜２２等により遮光しても構わない。また、上記実施形態では、一方の基板（素子基板１０）に、ＴＦＤ素子７３、コンタクトホール１５ａ、及び、柱状スペーサ１８をいずれも形成してあるが、一方の基板にコンタクトホール１５ａを設け、他方の基板に柱状スペーサ１８を設けてもよく、一方の基板にスイッチング素子を設け、他方の基板に柱状スペーサ１８を設けてもよいなど、上記各構成要素が一対の基板のいずれに形成されていても構わない。ただし、柱状スペーサ１８のラビング方向下流側にコンタクトホール１５ａを配置する際の基準となるラビング方向は、柱状スペーサ１８が設けられる（固定される）基板の配向膜に対するものである。
【００４８】
［液晶表示装置の製造方法］
次に、本実施形態の液晶表示装置の製造方法について説明する。なお、以下の記述においては、図２乃至図５を適宜に参照されたい。
【００４９】
まず、素子基板１０の製造工程について説明する。最初に、素子基板１０上に酸化タンタル等で構成された下地層１０ａ（図４及び図５参照）を形成する。この下地層１０ａはスパッタリング法で直接形成してもよく、或いは、スパッタリング法や電子ビーム蒸着法などによりタンタル薄膜を形成し、これを熱酸化することによって形成してもよい。この下地層１０ａは配線やＴＦＤ素子の密着性向上や不純物の拡散防止などの目的で形成される。
【００５０】
次に、スパッタリング法や蒸着法などでタンタル薄膜を形成し、このタンタル薄膜をフォトリソグラフィ技術やエッチング技術を用いてパターニングして、走査線６１及び第１金属層１１を形成する。このとき、走査線６１と第１金属層１１との間に連結部が残され、相互に連続するようにパターニングが行われる。
【００５１】
次に、走査線６１を通して通電し、陽極酸化法によって走査線６１及び第１金属層１１の表面を酸化し、酸化タンタルで構成される絶縁膜１２を形成する。この陽極酸化工程では、素子基板１０を電解液中に浸漬した状態でタンタル薄膜の表面を酸化し、次いで陽極酸化膜のピンホール除去や膜質の安定を目的としてアニール処理が施される。その後、パターニング処理により走査線６１と第１金属層１１の間の連結部を除去し、走査線６１と第１金属層１１とを離反させる。
【００５２】
次に、素子基板１０の表面の全面にスパッタリング法等によりクロム薄膜を形成する。次いで、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いてこのクロム薄膜をパターニングし、第２金属層１３及び１４を形成する。このようにして上述の第１ＴＦＤ素子部７１と第２ＴＦＤ素子部７２とを備えたＴＦＤ素子７３が各画素に形成される。
【００５３】
次に、例えばアクリル樹脂からなる層間絶縁膜１５を全面に平滑に塗布し硬化させる。その後、パターニング処理により、第２金属層１４の一部を露出させるコンタクトホール１５ａを形成する。この層間絶縁膜１５を、フォトリソグラフィ技術を用いて、すなわち、感光性樹脂の塗布、露光、現像の各処理を行うことによって、コンタクトホール１５ａを備えた状態に形成してもよい。
【００５４】
次に、画素電極となるＩＴＯ等の透明導電材料をスパッタリング法により全面に堆積させ、フォトリソグラフィ技術によるパターニング処理により画素電極１７を形成する。このとき、画素電極１７はコンタクトホール１５ａを介して第２金属層１４と電気的に接続した状態となる。
【００５５】
次に、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂などの感光性樹脂をセルギャップに見合う厚みで塗布し、所定のマスクを介して露光した後に現像し、上記柱状スペーサ１８を形成する。ただし、柱状スペーサ１８の製造方法はフォトリソグラフィ法に限られるものではなく、例えば、マスクを介したパターニング処理（エッチング処理）によって行うこともできる。
【００５６】
次に、ポリイミド樹脂を全面に塗布し、焼成などにより硬化させることにより、配向膜１９を形成する。その後回転金属ローラ等に巻き付けたラビング布で硬化後の配向膜表面を一定方向に擦るラビング処理を行う。本発明では柱状スペーサ１８のラビング方向下流側にコンタクトホール１５ａが隣接配置されているため、配向不良領域１８ｘの一部がコンタクトホール１５ａ上に形成される。
【００５７】
次に、対向基板２０の製造工程について説明する。最初に、基板上にＲ，Ｇ，Ｂなどの複数の着色層を塗布及びパターニングにより順次形成する。各着色層の形成は、フォトリソグラフィ法を用いて、すなわち、染料や顔料を含む感光性樹脂を塗布し、所定のマスクにより露光し、現像を順次施すことによって行うことが好ましい。その後、アクリル樹脂などを塗布して着色層を覆う保護膜を形成する。これによってカラーフィルタ２１が基板上に形成される。
【００５８】
次に、上記カラーフィルタ２１上に、ＩＴＯなどの透明導電材料をスパッタリング法などによって体積させ、パターニング処理を行うことによってストライプ状の上記対向電極６２を形成する。また、対向電極６２の間には遮光膜２２を形成する。ただし、上記カラーフィルタ２１の形成工程において、複数の着色層を重ねることによって遮光膜を形成した場合には、ここで改めて遮光膜２２を形成しなくてもよい。その後、上記配向膜１９と同様の素材及び方法で、配向膜２３を形成し、上記と同様にラビング処理を施す。
【００５９】
以上の工程により、素子基板１０及び対向基板２０がそれぞれ形成される。そして、素子基板１０と対向基板２０とをシール材３１を介して貼りあわせ、シール材３１内に液晶４０を封止すれば、本実施形態の液晶表示装置６０を製造することができる。
【００６０】
［電子機器］
最後に、図８及び図９を参照して本発明に係る電気光学装置を搭載した電子機器について説明する。この実施形態では、上述の液晶表示装置６０を含む電気光学装置１００を表示手段として備えた電子機器について説明する。ただし、上記の液晶表示装置以外の他の電気光学装置でも同様に本実施形態に適用することができる。
【００６１】
図８は、本実施形態の電子機器における電気光学装置１００に対する制御系（表示制御系）の全体構成を示す概略構成図である。ここに示す電子機器は、表示情報出力源２９１と、表示情報処理回路２９２と、電源回路２９３と、タイミングジェネレータ２９４と、光源制御回路２９５とを含む表示制御回路２９０を有する。また、電気光学装置１００には、上述の構成を有する液晶表示パネル６０Ｐ及びこの電気光学パネル６０Ｐを駆動する駆動回路６０Ｄを備えた液晶表示装置６０と、光源１３１及び導光板１３２を備えたバックライト１３０とが設けられている。この駆動回路６０Ｄは、電気光学パネル６０Ｐに直接実装されている電子部品（半導体ＩＣなど）で構成され、上記の走査線駆動回路６４及び信号線駆動回路６５に相当する。ただし、駆動回路６０Ｄは、上記のような態様の他に、パネル表面上に形成された回路パターン、或いは、液晶パネルに導電接続された回路基板に実装された半導体ＩＣチップ若しくは回路パターンなどによっても構成することができる。
【００６２】
表示情報出力源２９１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等からなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等からなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ２９４によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等の形で表示情報を表示情報処理回路２９２に供給するように構成されている。
【００６３】
表示情報処理回路２９２は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号ＣＬＫと共に駆動回路６０Ｄへ供給する。駆動回路６０Ｄは、走査線駆動回路、信号線駆動回路及び検査回路を含む。また、電源回路２９３は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。
【００６４】
光源制御回路２９５は、外部から導入される制御信号に基づいて、電源回路２９３から供給される電力をバックライト１３０の光源１３１に供給する。光源１３１から放出された光は導光板１３２に入射され、導光板１３２から液晶表示パネル６０Ｐに照射される。この光源制御回路２９５は、上記制御信号に応じて光源１３１の点灯／非点灯を制御する。また、各光源の輝度を制御することも可能である。
【００６５】
図９は、本発明に係る電子機器の一実施形態である携帯電話の外観を示す。この電子機器１０００は、操作部１００１と、表示部１００２とを有し、表示部１００２の筐体内部に回路基板１００３が配置されている。回路基板１００３上には上記の電気光学装置１００が実装されている。そして、表示部１００２の表面において上記液晶表示パネル６０Ｐの表示領域を視認できるように構成されている。
【００６６】
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、ある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液晶表示装置もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。例えば、上記実施形態ではＴＦＤ素子を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置を構成したが、本発明は、ＴＦＴ素子などの他のスイッチング素子を用いた装置構成とすることも可能であり、この場合には、ＴＦＴのドレインと画素電極とを層間絶縁膜に形成したコンタクトホールを介して導通させる構造とすればよい。また、コンタクトホールが存在するのであれば、スイッチング素子を持たない装置構成、例えば、パッシブマトリクス型の装置構成に適用することも可能である。さらに、液晶以外の電気光学物質を備えた各種の電気光学装置、例えば、電気泳動ディスプレイ装置などの各種の電気光学装置においても本発明を同様に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る実施形態の液晶表示装置の等価回路図。
【図２】実施形態の概略縦断面図。
【図３】実施形態における素子基板の平面構造を示す拡大平面図。
【図４】実施形態における素子基板のＴＦＤ素子近傍の構造を示す拡大斜視図。
【図５】実施形態における素子基板の柱状スペーサを含む部分の拡大縦断面図。
【図６】他の構成例を示す拡大平面図。
【図７】さらに別の構成例を示す拡大平面図。
【図８】電子機器の実施形態における表示制御系の構成を示す概略構成図。
【図９】電子機器の概観を示す概略斜視図。
【符号の説明】
【００６８】
１０…素子基板、１１…第１金属層、１２…絶縁膜、１３、１４…第２金属層、１５…層間絶縁膜、１５ａ…コンタクトホール、１７…画素電極、１８…柱状スペーサ、１８ｘ…配向不良領域、１９…配向膜、２０…対向基板、２１…カラーフィルタ、２２…遮光膜、２３…配向膜、４０…液晶、６０…液晶表示装置、６１…走査線、６２…対向電極、６２ａ…信号線、６３…画素領域、６４…走査線駆動回路、６５…信号線駆動回路、７１…第１のＴＦＤ素子部、７２…第２のＴＦＤ素子部、７３…ＴＦＤ素子
【図１】
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【図２】
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【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】
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