(57)【要約】【課題】オーバーレイヤー構造を採用した液晶装置において、画素の開口率をより大きくすることができる液晶装置及びその液晶装置を液晶表示部に備えた電子機器を提供する。【解決手段】ＦＦＳ方式の液晶装置１００において、対向基板２０側に設けられ、液晶層５０の厚みを調節するための柱状スペーサ４１が、柱状スペーサ４１のラビング方向下流側に、画素電極１１とＴＦＴ１３とを電気的に接続するための第３層間絶縁膜２６に形成された画素コンタクトホール１２が位置するように、配置されている。【選択図】図４
2008058573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶を挟持して対向する第１基板及び第２基板と、
前記第１基板に設けられたスイッチング素子と、該スイッチング素子を覆う層間絶縁膜と、該層間絶縁膜上に設けられた第１電極と、前記第１基板に設けられており、前記第１電極との間で電界を発生させる第２電極と、前記第１電極または前記第２電極のいずれか一方と前記スイッチング素子とを電気的に接続するため少なくとも前記層間絶縁膜に形成された接続孔と、前記第１基板に設けられ所定方向に第１ラビング処理が施された第１配向膜と、
前記第２基板に立設された柱状スペーサと、該柱状スペーサを覆って前記第２基板に設けられ、所定方向に第２ラビング処理が施された第２配向膜と、を備え、
該第２配向膜の前記第２ラビング処理方向における前記柱状スペーサの下流側に、前記接続孔が配置されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶装置において、
前記第１電極上に設けた電極絶縁膜を更に備え、
前記第２電極が、前記電極絶縁膜上に設けられていることを特徴とする液晶装置。
【請求項３】
液晶を挟持して対向する第１基板及び第２基板と、
前記第１基板に設けられたスイッチング素子と、該スイッチング素子を覆う層間絶縁膜と、該層間絶縁膜上に設けられた第１電極と、前記第１基板に設けられており、前記第１電極との間で電界を発生させる第２電極と、前記第１電極または前記第２電極のいずれか一方と前記スイッチング素子とを電気的に接続するため少なくとも前記層間絶縁膜に形成された接続孔と、前記第１基板に立設された柱状スペーサと、該柱状スペーサを覆って前記第１基板に設けられ、所定方向に第１ラビング処理が施された第１配向膜と、を備え、
該第１配向膜の前記第１ラビング処理方向における前記柱状スペーサの下流側に、前記接続孔が配置されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項４】
請求項３に記載の液晶装置において、
前記第１電極上に設けた電極絶縁膜を更に備え、
前記第２電極が、前記電極絶縁膜上に設けられていることを特徴とする液晶装置。
【請求項５】
前記柱状スペーサの少なくとも一部が、平面視において前記スイッチング素子と重なるように配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項６】
前記柱状スペーサ及び前記接続孔が配置されている領域にブラックマトリクスが形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の液晶装置を備えた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、液晶装置及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）方式などの液晶装置は、一対の基板間に液晶を封入した構成を有しており、各基板上の電極で基板面に垂直な方向に電界を印加することによって液晶分子の配向を制御し、光透過率を変調している。これに対し、液晶装置の広視野角化を図る一つの手段として、液晶に印加する電界の方向を基板面に略平行な方向とし、この電界によって液晶を基板に略平行な面内で回転させる方式が知られている。つまり、一つの基板上に一対の電極を形成して電界を発生させる方式である。この種の方式としては、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ−Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式などが知られている。
【０００３】
ＦＦＳ方式は、ＩＰＳ方式の技術を更に改良した技術であり、構造上異なるのは、ＩＰＳ方式の場合は一対の櫛歯状電極が同層に形成されているのに対し、ＦＦＳ方式の場合は一対の電極が異なる層に形成されている点である。すなわち、ＦＦＳ方式はベタ状電極の上方に層間絶縁膜を介して櫛歯状電極が積層されている。この電極構成の違いにより、発生する電界の方向が若干変わり、ＩＰＳ方式での電界方向は電極が対向する横方向であるが、ＦＦＳ方式での電界方向は電極が異なる層に形成されているため、横方向に加えて、特に電極の縁の近傍で基板面に垂直な方向にも強い電界成分を持っている。なお、下記の特許文献１は、電極形状はＩＰＳ方式の一種であるが、一対の電極が異なる層に形成されていることで電界方向はＦＦＳ方式と類似している。
【０００４】
その結果、通常のＩＰＳ方式では電極間に位置する液晶分子が駆動されたとしても電極の直上に位置する液晶分子はほとんど駆動されないため、電極部分が表示に寄与できず、この部分が遮光膜で遮光されることで開口率が低下する。これに対して、ＦＦＳ方式の場合、電極間に位置する液晶分子は勿論のこと、電極の直上に位置する液晶分子も駆動されやすいという特徴を持っている。したがって、ＦＦＳ方式においては、電極を透明導電膜で形成すれば、電極の部分もある程度表示に寄与させることができ、同じ条件のＩＰＳ方式に比べて開口率を大きくできるという利点を有している。
【特許文献１】特開２００３−１５１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、液晶装置の高輝度化を図る手段としては、上記ＦＦＳ方式の採用が有効である。ここで、液晶装置のスイッチング素子には、Ｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）型薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下ＴＦＴと略記する）素子又はα―Ｓｉ（アモルファスシリコン）型ＴＦＴ素子などが用いられている。そして、主にＰ−Ｓｉ型ＴＦＴ素子を用いたときには、ＴＦＴ素子を覆う絶縁膜を形成して表面を平坦化し、かかる絶縁膜上に液晶駆動用の電極を形成した、いわゆるオーバーレイヤー構造が採用されている。
【０００６】
ところで、液晶装置において、液晶層の厚みを一定に確保するために、液晶層を挟持する一方の基板に設け、他方の基板に当接する柱状スペーサがある。この柱状スペーサは、画素の開口率に影響を与えるが、ＦＦＳ方式の液晶装置にオーバーレイヤー構造を適用したものについては、柱状スペーサの配置構造について提案されたものはない。
【０００７】
そこで、本発明は、上述の事情を鑑みてなされたものであり、オーバーレイヤー構造を採用した液晶装置において、画素の開口率をより大きくすることができる液晶装置を提供することを目的とする。また、この種の液晶装置を液晶表示部に備えた電子機器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の液晶装置は、液晶を挟持して対向する第１基板及び第２基板と、前記第１基板に設けられたスイッチング素子と、該スイッチング素子を覆う層間絶縁膜と、該層間絶縁膜上に設けられた第１電極と、前記第１基板に設けられており、前記第１電極との間で電界を発生させる第２電極と、前記第１電極または前記第２電極のいずれか一方と前記スイッチング素子とを電気的に接続するため少なくとも前記層間絶縁膜に形成された接続孔と、前記第１基板に設けられ所定方向に第１ラビング処理が施された第１配向膜と、前記第２基板に立設された柱状スペーサと、該柱状スペーサを覆って前記第２基板に設けられ、所定方向に第２ラビング処理が施された第２配向膜と、を備え、該第２配向膜の前記第２ラビング処理方向における前記柱状スペーサの下流側に、前記接続孔が配置されていることを特徴とする。
【０００９】
このように構成することで、第１基板においてラビング不良になる接続孔の形成領域と、第２基板においてラビング不良になる柱状スペーサの第２ラビング方向下流側の領域とを、平面視において略同一の箇所にすることができるため、液晶装置の表示品位低下を発生させる領域を狭くすることができる。したがって、画素の開口率を大きくすることができる効果がある。
【００１０】
前記第１電極上に設けた電極絶縁膜を更に備え、前記第２電極が、前記電極絶縁膜上に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
このように構成することで、ＦＦＳなどの横電界モードの液晶装置に採用することができる。
【００１２】
また、本発明の液晶装置は、液晶を挟持して対向する第１基板及び第２基板と、前記第１基板に設けられたスイッチング素子と、該スイッチング素子を覆う層間絶縁膜と、該層間絶縁膜上に設けられた第１電極と、前記第１基板に設けられており、前記第１電極との間で電界を発生させる第２電極と、前記第１電極または前記第２電極のいずれか一方と前記スイッチング素子とを電気的に接続するため少なくとも前記層間絶縁膜に形成された接続孔と、前記第１基板に立設された柱状スペーサと、該柱状スペーサを覆って前記第１基板に設けられ、所定方向に第１ラビング処理が施された第１配向膜と、を備え、該第１配向膜の前記第１ラビング処理方向における前記柱状スペーサの下流側に、前記接続孔が配置されていることを特徴とする。
【００１３】
このように構成することで、第１基板においてラビング不良になる柱状スペーサの第１ラビング方向下流側の領域および接続孔の形成領域を、略同一の箇所にすることができるため、液晶装置の表示品位低下を発生させる領域を狭くすることができる。したがって、画素の開口率を大きくすることができる効果がある。更に、柱状スペーサと接続孔とが共に、第１基板上に配置されることにより、ラビング不良になる領域の位置合わせが容易になるため、製造することが容易になると共に、確実にラビング不良領域を狭くすることができる。
【００１４】
前記第１電極上に設けた電極絶縁膜を更に備え、前記第２電極が、前記電極絶縁膜上に設けられていることを特徴とする。
【００１５】
このように構成することで、ＦＦＳなどの横電界モードの液晶装置に採用することができる。
【００１６】
更に、本発明の液晶装置は、前記柱状スペーサの少なくとも一部が、平面視において前記スイッチング素子と重なるように配置されていることを特徴とする。
【００１７】
このように構成することで、液晶装置の表示品位低下を発生させる領域を最小限に抑えることができる。したがって、画素の開口率を大きくすることができる効果がある。なお、平面視とは、基板を垂直方向から見る場合のことをいう。
【００１８】
そして、本発明の液晶装置は、前記柱状スペーサ及び前記接続孔が配置されている領域にブラックマトリクスが形成されていることを特徴とする。
【００１９】
このように、ラビング不良になる領域にブラックマトリクスを施すことにより、液晶装置の表示品位低下を発生させる領域を確実に隠蔽することができる。したがって、配向不良による表示品位の低下を避けることができる効果がある。
【００２０】
本発明の電子機器は、上記本発明の液晶装置を備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明の液晶装置の採用により、画素の開口率のより大きい液晶表示部を備えた電子機器を実現することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
［液晶装置の全体構成］
次に、本発明の実施形態における液晶装置の全体構成を図１及び図２に基づいて説明する。
【００２３】
本実施形態では、ＬＴＰＳ型ＴＦＴ素子を画素スイッチング素子として用いたＴＦＴアクティブマトリクス型、ＦＦＳ方式の透過型液晶装置の例を挙げて説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態の液晶装置を各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図、図２は図１のＨ−Ｈ´線に沿う断面図である。なお、以下の説明に用いた各図においては、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、各層や部材毎に縮尺を異ならせてある。また、液晶装置の各構成部材における液晶層側を内側と呼び、その反対側を外側と呼ぶこととする。
【００２５】
図１及び図２に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、ＴＦＴアレイ基板１０（第１基板）と対向基板２０（第２基板）とがシール材５２によって貼り合わされ、このシール材５２によって区画された領域内に液晶層５０が封入されている。液晶層５０は、正の誘電率異方性を有する液晶から構成されている。シール材５２の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる遮光膜（周辺見切り）５３が形成されている。シール材５２の外側の周辺回路領域には、データ線駆動回路２０１及び入力端子２０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する二辺に沿って走査線駆動回路１０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路１０４の間を接続するための複数の配線１０５が設けられている。
［第１実施形態、液晶装置の構成］
次に、本発明の液晶装置の第１実施形態を図３〜図５に基づいて説明する。
【００２６】
図３は本実施形態の液晶装置の各画素の拡大平面図、図４は図３のＡ−Ａ´線に沿う断面図、図５は各基板のラビング方向を示すイメージ図である。なお、以下の説明に用いた各図においては、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、各層や部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００２７】
液晶装置１００の表示領域内には、複数の画素がマトリクス状に配置されている。
【００２８】
図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０には、走査線１が水平方向（図３における横方向）に延在するとともに、データ線３が垂直方向（図３における縦方向）に延在し、これら走査線１とデータ線３とに四方を囲まれた領域が１つの画素領域を構成している。多結晶シリコン膜からなる半導体層４が、データ線３と走査線１との交差点の近傍で略Ｕ字状に形成されている。半導体層４の両端にはコンタクトホール５，６が形成されており、一方のコンタクトホール５はデータ線３と半導体層４のソース領域４ｓとを電気的に接続するソースコンタクトホールであり、他方のコンタクトホール６は半導体層４のドレイン領域４ｄとドレイン電極７とを電気的に接続するドレインコンタクトホールである。ドレイン電極７上のドレインコンタクトホール６が設けられた側と反対側には、ドレイン電極７と後述する画素電極１１とを電気的に接続するための画素コンタクトホール１２が形成されている。
【００２９】
本実施形態におけるＴＦＴ１３は、略Ｕ字状の半導体層４が走査線１と交差しており、半導体層４と走査線１とが２箇所で交差しているため、１つの半導体層上に２つのゲートを有するＴＦＴ、いわゆるデュアルゲート型ＴＦＴを構成している。
【００３０】
画素電極１１（第１電極）は、例えばインジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ、以下ＩＴＯと略記する）などの材料により形成され、１つの画素領域に対応して略矩形状にパターニングされている。一方、共通電極１７（第２電極）は、例えばＩＴＯなどの材料により形成され、複数の画素がマトリクス状に配置された表示領域全体に亘って略ベタ状に形成されている。また、共通電極１７は、画素電極１１との重なり部分においてスリット状の開口部１７ａを有しており、隣接する開口部１７ａと開口部１７ａとの間が帯状の電極部１７ｂを構成する。そして、画素電極１１は映像信号を供給し、共通電極１７は共通信号を供給する構成となっている。
【００３１】
次に、液晶装置１００の断面構造について説明する。
【００３２】
図４に示すように、ガラス、石英などの透明基板２１，２２からなるＴＦＴアレイ基板１０（図４における下側基板）、対向基板２０（図４における上側基板）を有し、これら基板間に液晶層５０が挟持されている。ＴＦＴアレイ基板１０を構成する透明基板２１上に多結晶シリコンからなる半導体層４が設けられ、この半導体層４を覆うようにシリコン酸化膜などからなるゲート絶縁膜２３が形成されている。半導体層４は各画素電極１１をスイッチング制御するＴＦＴ１３を構成し、ＴＦＴ１３は、モリブデンなどからなる走査線１で構成されるゲート電極、当該ゲート電極からの電界によりチャネルが形成される半導体層４のチャネル領域４ｃ、ゲート電極と半導体層４とを絶縁するゲート絶縁膜２３、アルミニウムなどからなるドレイン電極７、半導体層のソース領域４ｓ及びドレイン領域４ｄを備えている。
【００３３】
また、ＴＦＴアレイ基板１０上には、ソース領域４ｓへ通じるソースコンタクトホール５、ドレイン領域４ｄへ通じるドレインコンタクトホール６が各々形成されたシリコン酸化膜からなる第１層間絶縁膜２４が形成されている。つまり、データ線３は第１層間絶縁膜２４を貫通するソースコンタクトホール５を介して半導体層４のソース領域４ｓに電気的に接続されており、ドレイン電極７は、第１層間絶縁膜２４を貫通するドレインコンタクトホール６を介して半導体層４のドレイン領域４ｄに電気的に接続されている。ドレイン電極７は、データ線３と同一材料からなり、第１層間絶縁膜２４上に形成されている。更に、ドレイン電極７へ通じる画素コンタクトホール１２が形成された第２層間絶縁膜２５、第３層間絶縁膜２６が順次形成されている。第２層間絶縁膜２５はシリコン酸化膜、第３層間絶縁膜２６はアクリル樹脂から構成され、特に第３層間絶縁膜２６は下地の段差を平坦化するための平坦化膜として機能する。
【００３４】
第３層間絶縁膜２６上に、ＩＴＯなどの透明導電膜からなる画素電極１１が略矩形状に形成されている。以上の構成により、画素電極１１は、画素コンタクトホール１２内にも形成され、ドレイン電極７を中継層として半導体層４のドレイン領域４ｄと電気的に接続されることになる。画素電極１１上を含む第３層間絶縁膜２６上には、シリコン窒化膜などからなる第４層間絶縁膜２７が形成されている。第４層間絶縁膜２７上には、スリット状の開口部１７ａと帯状の電極部１７ｂを有するＩＴＯなどの透明導電膜からなる共通電極１７が表示領域全体に亘って略ベタ状に形成されている。
【００３５】
開口部１７ａは、水平方向（図３における横方向）に対して、若干の角度を設けて略等間隔に複数形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の最上層で液晶層５０に接する面には、ポリイミドなどからなる配向膜２８が設けられている。配向膜２８の表面には、ラビング処理が施されている。ラビング処理は、配向膜２８に配向性を持たせるために表面が布からなるローラなどにより配向膜２８の表面を一定方向にこすり、配向膜２８に所定の溝を形成する処理である。そのラビング方向は開口部１７ａに対して−１５°〜＋１５°程度の角度を設けた方向に設定され、本実施形態においてラビング方向は水平方向（図３における横方向）に設定されている。
【００３６】
他方、対向基板２０は、透明基板２２上にカラーフィルターを構成する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれかの色材層３１が画素毎に形成されている。各色材層３１の周囲には、画素周辺の光漏れを防止するために、金属クロムなどの遮光性材料からなるブラックマトリクス４３が形成されている。また、色材層３１を保護するとともに色材層３１による段差を平坦化するためのオーバーコート層３２が形成されている。オーバーコート層３２上にアクリル樹脂などからなる柱状スペーサ４１が形成されている。
【００３７】
この柱状スペーサ４１は、平面が略円形または略多角形で縦断面が略台形で先細りした形状であり、オーバーコート層３２の全面にアクリル樹脂膜を塗布、硬化させた後、周知のフォトリソグラフィー、エッチング法により形成される。そして、オーバーコート層３２及び柱状スペーサ４１を覆うようにＴＦＴアレイ基板１０と同様の配向膜３３が形成されている。配向膜３３の表面には、配向膜２８と同様のラビング処理が施されている。ここで、配向膜３３のラビング処理方向は、配向膜２８のラビング処理方向に対して、略１８０°異なる方向で構成されている。この状態で、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、柱状スペーサ４１により各基板間の距離を略均一に保持しつつ、液晶層５０を介して配置されている。
【００３８】
ＴＦＴアレイ基板１０の外面側（液晶層５０と反対側）には偏光板６１が積層されており、対向基板２０の外面側にも偏光板６２が配設されている。なお、各基板１０，２０と偏光板６１，６２との間に、必要に応じて位相差板を配置してもよい。また、ＴＦＴアレイ基板１０の背面側（図４における下側）には、導光板９１と反射板９２とを具備したバックライト（照明装置）９０が設けられている。
【００３９】
ここで、配向膜２８，３３のラビング方向は、画素電極１１と共通電極１７との間に形成される電界方向と一致しない方向に設定されている。なお、電界方向に対して垂直以外の角度で交差する方向にラビング方向を設定すれば、電界の作用時に液晶分子を同一方向に配向させることができる。本実施形態の場合、ＴＦＴアレイ基板１０側の配向膜２８のラビング方向及び対向基板２０側の配向膜３３のラビング方向は、水平方向（図３における横方向）に設定されている。一方、ＴＦＴアレイ基板１０側の偏光板６１の透過軸は、配向膜２８のラビング方向と平行に配置され、対向基板２０側の偏光板６２の透過軸は、偏光板６１の透過軸と直交するように配置されている。なお、配向膜２８，３３のラビング方向および偏光板６１，６２の透過軸は、上記以外の配置とすることも可能である。
【００４０】
液晶装置１００の動作として、非選択電圧（液晶のしきい値電圧近傍の電圧）印加時において、液晶層５０を構成する液晶分子は、ラビング方向に沿って基板と水平に配向している。そして、画素電極１１と共通電極１７との間に選択電圧（液晶のしきい値電圧に比べて十分に高い電圧）を印加すると、電界が発生し、その電界方向に沿って液晶分子が再配向する。なお、配向膜のラビング方向を電界方向と垂直以外の角度で交差する方向に設定しているため、全ての液晶分子を同一方向に配向させることができる。液晶装置１００は、このような液晶分子の配向状態の差異に基づく複屈折性を利用して明暗表示を行うように構成されている。
【００４１】
ここで、図５に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０側をラビングすると、画素コンタクトホール１２の内部と画素コンタクトホール１２のラビング方向下流側とに、ラビング不良領域４５が発生する。このラビング不良は、ローラなどによりＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０側の表面をこする際に、画素コンタクトホール１２に起因する凹部にローラが入り込まずにラビング処理されないことで発生する。
【００４２】
また、対向基板２０側をラビングすると、柱状スペーサ４１のラビング方向下流側にラビング不良領域４６が発生する。これはローラなどにより対向基板２０の液晶層５０側の表面をこする際に、凸形状の柱状スペーサ４１のラビング方向下流側でローラが接触しない死角領域が形成されることで、ラビング不良が発生する。このとき、対向基板２０側のラビング不良の奥行幅（図５における横方向）は、柱状スペーサ４１の高さと略同等である。そして本実施形態では、このラビング不良領域４５と４６とが平面視略同一位置になるように柱状スペーサ４１が配置されている。
【００４３】
柱状スペーサ４１は、画素コンタクトホール１２と当該画素のデータ線３との間であって、走査線１の延設方向（開口部１７ａの延設方向）に沿って画素コンタクトホール１２と並ぶように配置されている。特に、柱状スペーサ４１は、ＴＦＴ１３と平面視において重なるように配置されている。ＴＦＴ１３が配置される領域には、通常ブラックマトリクス４３が形成されるため、柱状スペーサ４１をその領域内に配置することでブラックマトリクス４３の形成領域の増加を最小限に抑えることができる。
【００４４】
また、ブラックマトリクス４３が形成される領域は、画素コンタクトホール１２、柱状スペーサ４１、ＴＦＴ１３、データ線３及び走査線１を含む領域と略同一である。ここで、データ線３はブラックマトリクス４３を形成しなくとも黒く表示されるため、データ線３の領域にはブラックマトリクス４３を形成しなくてもよい。
【００４５】
従来のα−Ｓｉ型ＴＦＴ素子を備えた液晶装置では、画素ごとに共通電極１７が分離形成され、各共通電極１７は共通線で連結されていた。この場合、平行に隣接配置された走査線１と共通線との間に柱状スペーサ４１を設けていた。これに対して、本実施形態のＰ−Ｓｉ型ＴＦＴ素子を備え、平坦性を有する第３層間絶縁膜２６を備えたオーバーレイヤー構造でＦＦＳ方式を採用した液晶装置では、共通電極１７を略ベタ状に形成することが可能であり、共通線は不要である。そのため、従来と同じ位置に柱状スペーサ４１を配置すると、柱状スペーサ４１が走査線１からはみ出すので、柱状スペーサ４１のためだけにブラックマトリクス４３を形成する必要がある。
【００４６】
そこで、対向基板２０に柱状スペーサ４１を設け、その柱状スペーサ４１をＴＦＴアレイ基板１０の画素コンタクトホール１２近傍で、対向基板２０をラビングした際に発生するラビング不良領域４６と、ＴＦＴアレイ基板１０の画素コンタクトホール１２に起因するラビング不良領域４５とが平面上略同一位置となるように、柱状スペーサ４１を配置した。このように構成することで、ブラックマトリクス４３の形成面積の増加を最小限に抑えることができるため、画素開口率のより大きい液晶装置を実現することができる。
［第２実施形態、液晶装置の構成］
次に、本発明の液晶装置の第２実施形態を図５〜図７に基づいて説明する。
【００４７】
本実施形態は、第１実施形態とＴＦＴアレイ基板１０上に形成される画素電極１１及び共通電極１７の形成される層が入れ替わった構成であり、それ以外の構成は第１実施形態と同じ構成である。
【００４８】
なお、第１実施形態と同じ構成の箇所については、同一部分に同一符号を付し、詳細の説明を省略する。
【００４９】
図６は、本実施形態の液晶装置の各画素の拡大平面図、図７は図６のＢ−Ｂ´線に沿う断面図である。なお図７においては、偏光板やバックライトの記載を省略している。更に、以下の説明に用いた各図においては、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、各層や部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００５０】
図６に示すように、共通電極１７は、表示領域全体に亘って略ベタ状に形成されている。一方、画素電極１１は、１つの画素領域に対応して略矩形状にパターニングされている。また、画素電極１１は、共通電極１７との重なり部分においてスリット状の開口部１１ａを有しており、隣接する開口部１１ａと開口部１１ａとの間が帯状の電極部１１ｂを構成する。更に、画素電極１１とドレイン電極７とが接続される位置に画素コンタクトホール１２が形成されているが、その位置には共通電極１７に開口部４７が形成されている。
【００５１】
次に、液晶装置１００の断面構造について説明する。
【００５２】
図７に示すように、第３層間絶縁膜２６上に、共通電極１７が表示領域全体に亘って略ベタ状に形成されている。また、共通電極１７には、画素コンタクトホール１２を少なくとも含んだ領域に開口部４７が形成されている。共通電極１７上を含む第３層間絶縁膜２６上には、第４層間絶縁膜２７が形成されている。第４層間絶縁膜２７上には、スリット状の開口部１１ａと帯状の電極部１１ｂとを有する画素電極１１が１つの画素領域に対応して略矩形状にパターニングされている。また、画素電極１１は画素コンタクトホール１２を介してドレイン電極７と接続されている。以上の構成により、画素電極１１はドレイン電極７を中継層として半導体層４のドレイン領域４ｄと電気的に接続されることになる。
【００５３】
開口部１１ａは、水平方向（図６における横方向）に対して、若干の角度を設けて略等間隔に複数形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の最上層には、配向膜２８が設けられている。配向膜２８の表面には、ラビング処理が施されている。また、ラビング方向は開口部１１ａに対して−１５°〜＋１５°程度の角度を設けた方向に設定され、本実施形態においてラビング方向は水平方向に設定されている。
【００５４】
他方、対向基板２０は、透明基板２２上に色材層３１が各画素に形成されている。各色材層３１の周囲には、ブラックマトリクス４３が形成されている。また、色材層３１上にはオーバーコート層３２が形成されている。オーバーコート層３２上に柱状スペーサ４１が形成されている。そして、オーバーコート層３２及び柱状スペーサ４１を覆うようにＴＦＴアレイ基板１０側と同様の配向膜３３が形成されている。配向膜３３の表面には、配向膜２８と同様のラビング処理が施されている。この状態で、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、柱状スペーサ４１により各基板間の距離を略均一に保持しつつ、液晶層５０を介して配置されている。
【００５５】
ここで、図５に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０側をラビングすると、画素コンタクトホール１２の内部と画素コンタクトホール１２のラビング方向下流側とに、ラビング不良領域４５が発生する。
【００５６】
また、対向基板２０側をラビングすると、柱状スペーサ４１のラビング方向下流側にラビング不良領域４６が発生する。そこで本実施形態では、このラビング不良領域４５と４６とが平面視略同一位置になるように柱状スペーサ４１が配置されている。
【００５７】
また、柱状スペーサ４１は、ＴＦＴ１３と平面視において重なるように配置されている。ＴＦＴ１３が配置される領域には、通常ブラックマトリクス４３が形成されるため、柱状スペーサ４１をその領域内に配置することでブラックマトリクス４３の形成領域の増加を最小限に抑えることができる。
【００５８】
また、ブラックマトリクス４３が形成される領域は、画素コンタクトホール１２、柱状スペーサ４１、ＴＦＴ１３、データ線３及び走査線１を含む領域と略同一である。ここで、データ線３はブラックマトリクス４３を形成しなくとも黒く表示されるため、データ線３の領域にはブラックマトリクス４３を形成しなくてもよい。
【００５９】
本実施形態によれば、対向基板２０に柱状スペーサ４１を設け、その柱状スペーサ４１をＴＦＴアレイ基板１０の画素コンタクトホール１２近傍で、対向基板２０をラビングした際に発生するラビング不良領域４６と、ＴＦＴアレイ基板１０の画素コンタクトホール１２に起因するラビング不良領域４５とが平面上略同一位置となるように、柱状スペーサ４１を配置した。このように構成することで、ブラックマトリクス４３の形成面積の増加を最小限に抑えることができるため、画素開口率のより大きい液晶装置を実現することができる。
［第３実施形態、液晶装置の構成］
次に、本発明の液晶装置の第３実施形態を図３、図８、図９に基づいて説明する。
【００６０】
本実施形態は、第１実施形態と柱状スペーサ４１が形成される基板が対向基板２０側からＴＦＴアレイ基板１０側に入れ替わった構成であり、それ以外の構成は第１実施形態と同じ構成である。
【００６１】
なお、第１実施形態と同じ構成の箇所については、同一部分に同一符号を付し、詳細の説明を省略する。
【００６２】
図８は、図３のＡ−Ａ´線に沿う断面図、図９は各基板のラビング方向を示すイメージ図である。なお図８においては、偏光板やバックライトの記載を省略している。更に、以下の説明に用いた各図においては、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、各層や部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００６３】
また、本実施形態の平面図は第１実施形態で説明した図３と略同一のため、説明を省略し、断面構造を中心に説明する。
【００６４】
液晶装置１００の断面構造について説明する。
【００６５】
図８に示すように、第３層間絶縁膜２６上に、画素電極１１が表示領域全体に亘って略矩形状に形成されている。画素電極１１は、ドレイン電極７を中継層としてドレイン領域４ｄと電気的に接続されることになる。画素電極１１上を含む第３層間絶縁膜２６上には、第４層間絶縁膜２７が形成されている。第４層間絶縁膜２７上には、スリット状の開口部１７ａと帯状の電極部１７ｂを有する共通電極１７が略ベタ状に形成されている。
【００６６】
開口部１７ａは、水平方向に対して、若干の角度を設けて略等間隔に複数形成されている。共通電極１７上には、柱状スペーサ４１が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の最上層には、配向膜２８が設けられている。配向膜２８の表面には、ラビング処理が施されている。また、ラビング方向は開口部１７ａに対して−１５°〜＋１５°程度の角度を設けた方向に設定され、本実施形態においてラビング方向は水平方向に設定されている。
【００６７】
他方、対向基板２０は、透明基板２２上に色材層３１が各画素に形成されている。各色材層３１の周囲には、ブラックマトリクス４３が形成されている。また、色材層３１上にはオーバーコート層３２が形成されている。オーバーコート層３２上に、配向膜３３が形成されている。配向膜３３の表面には、配向膜２８と同様のラビング処理が施されている。この状態で、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、柱状スペーサ４１により各基板間の距離を略均一に保持しつつ、液晶層５０を介して配置されている。
【００６８】
ここで、図９に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０側をラビングすると、柱状スペーサ４１のラビング方向下流側と、画素コンタクトホール１２と画素コンタクトホール１２のラビング方向下流側とに、ラビング不良領域４５が発生する。このラビング不良は、ローラなどによりＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０側の表面をこする際に、凸形状の柱状スペーサ４１のラビング方向下流側でローラが接触しない死角領域が形成されると共に、その死角領域に画素コンタクトホール１２が配置されており、画素コンタクトホール１２に起因する凹部にローラが入り込まずにラビング処理されないことで発生する。このとき、柱状スペーサ４１に起因するラビング不良の奥行幅（図９における横方向）は、柱状スペーサ４１の高さと略同等である。そこで本実施形態では、ラビング不良領域４５となる柱状スペーサ４１のラビング方向下流側と画素コンタクトホール１２とが略同一箇所となるように、柱状スペーサ４１が配置されている。
【００６９】
また、柱状スペーサ４１は、ＴＦＴ１３と平面視において重なるように配置されている。ＴＦＴ１３が配置される領域には、通常ブラックマトリクス４３が形成されるため、柱状スペーサ４１をその領域内に配置することでブラックマトリクス４３の形成領域の増加を最小限に抑えることができる。
【００７０】
また、ブラックマトリクス４３が形成される領域は、画素コンタクトホール１２、柱状スペーサ４１、ＴＦＴ１３、データ線３及び走査線１を含む領域と略同一である。ここで、データ線３はブラックマトリクス４３を形成しなくとも黒く表示されるため、データ線３の領域にはブラックマトリクス４３を形成しなくてもよい。
【００７１】
本実施形態によれば、ＴＦＴアレイ基板１０に柱状スペーサ４１を設け、その柱状スペーサ４１をＴＦＴアレイ基板１０の画素コンタクトホール１２近傍で柱状スペーサ４１のラビング方向下流側に画素コンタクトホール１２が位置するように配置した。このように構成することで、ＴＦＴアレイ基板１０に発生するラビング不良領域４５を狭くすることができる。したがって、ブラックマトリクス４３の形成面積の増加を最小限に抑えることができるため、画素開口率のより大きい液晶装置を実現することができる。
【００７２】
また、柱状スペーサ４１と画素コンタクトホール１２とが、同一の基板上に配置されることにより、位置合わせが容易になるため、製造することが容易になると共に、確実にラビング不良領域４５を狭くすることができる。
［第４実施形態、液晶装置の構成］
次に、本発明の液晶装置の第４実施形態を図６、図９、図１０に基づいて説明する。
【００７３】
本実施形態は、第３実施形態とＴＦＴアレイ基板１０上に形成される画素電極１１及び共通電極１７の形成される層が入れ替わった構成であり、それ以外の構成は第３実施形態と同じ構成である。
【００７４】
なお、第１実施形態、第３実施形態と同じ構成の箇所については、同一部分に同一符号を付し、詳細の説明を省略する。
【００７５】
図１０は、図６のＢ−Ｂ´線に沿う断面図である。なお、図１０においては偏光板やバックライトの記載を省略している。更に、以下の説明に用いた各図においては、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、各層や部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００７６】
また、本実施形態の平面図は第２実施形態で説明した図６と略同一のため、説明を省略し、断面構造を中心に説明する。
【００７７】
液晶装置１００の断面構造について説明する。
【００７８】
図１０に示すように、第３層間絶縁膜２６上に、共通電極１７が表示領域全体に亘って略ベタ状に形成されている。また、共通電極１７には、画素コンタクトホール１２を少なくとも含んだ領域に開口部４７が形成されている。共通電極１７上を含む第３層間絶縁膜２６上には、第４層間絶縁膜２７が形成されている。第４層間絶縁膜２７上には、スリット状の開口部１１ａと帯状の電極部１１ｂとを有する画素電極１１が１つの画素領域に対応して略矩形状にパターニングされている。また、画素電極１１は画素コンタクトホール１２を介してドレイン電極７と接続されている。以上の構成により、画素電極１１は、ドレイン電極７を中継層としてドレイン領域４ｄと電気的に接続されることになる。
【００７９】
開口部１１ａは、水平方向に対して、若干の角度を設けて略等間隔に複数形成されている。画素電極１１上には、柱状スペーサ４１が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の最上層には、配向膜２８が設けられている。配向膜２８の表面には、ラビング処理が施されている。また、ラビング方向は開口部１１ａに対して−１５°〜＋１５°程度の角度を設けた方向に設定され、本実施形態においてラビング方向は水平方向に設定されている。
【００８０】
他方、対向基板２０は、透明基板２２上に色材層３１が各画素に形成されている。各色材層３１の周囲には、ブラックマトリクス４３が形成されている。また、色材層３１上にはオーバーコート層３２が形成されている。オーバーコート層３２上に、配向膜３３が形成されている。この状態で、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、柱状スペーサ４１により各基板間の距離を略均一に保持しつつ、液晶層５０を介して配置されている。
【００８１】
ここで、図９に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０側のラビング方向と対向基板２０側のラビング方向とは、略１８０°異なる。ＴＦＴアレイ基板１０側をラビングすると、柱状スペーサ４１のラビング方向下流側と、画素コンタクトホール１２と画素コンタクトホール１２のラビング方向下流側とに、ラビング不良領域４５が発生する。このとき、柱状スペーサ４１に起因するラビング不良の奥行幅（図９における横方向）は、柱状スペーサ４１の高さと略同等である。そこで本実施形態では、ラビング不良領域４５となる柱状スペーサ４１のラビング方向下流側と画素コンタクトホール１２とが略同一箇所になるように、柱状スペーサ４１が配置されている。
【００８２】
また、柱状スペーサ４１は、ＴＦＴ１３と平面視において重なるように配置されている。ＴＦＴ１３が配置される領域には、通常ブラックマトリクス４３が形成されるため、柱状スペーサ４１をその領域内に配置することでブラックマトリクス４３の形成領域の増加を最小限に抑えることができる。
【００８３】
また、ブラックマトリクス４３が形成される領域は、画素コンタクトホール１２、柱状スペーサ４１、ＴＦＴ１３、データ線３及び走査線１を含む領域と略同一である。ここで、データ線３はブラックマトリクス４３を形成しなくとも黒く表示されるため、データ線３の領域にはブラックマトリクス４３を形成しなくてもよい。
【００８４】
本実施形態によれば、ＴＦＴアレイ基板１０に柱状スペーサ４１を設け、その柱状スペーサ４１をＴＦＴアレイ基板１０の画素コンタクトホール１２近傍で柱状スペーサ４１のラビング方向下流側に画素コンタクトホール１２が位置するように配置した。このように構成することで、ＴＦＴアレイ基板１０に発生するラビング不良領域４５を狭くすることができる。したがって、ブラックマトリクス４３の形成面積の増加を最小限に抑えることができるため、画素開口率のより大きい液晶装置を実現することができる。
【００８５】
また、柱状スペーサ４１と画素コンタクトホール１２とが、同一の基板上に配置されることにより、位置合わせが容易になるため、製造することが容易になると共に、確実にラビング不良領域４５を狭くすることができる。
［電子機器］
以下、本発明の電子機器の一実施形態を図１１に基づいて説明する。
【００８６】
図１１は上記実施形態の液晶装置を備えた携帯電話機の斜視図である。同図に示すように、携帯電話機３００は、複数の操作ボタン３０２、受話口３０３、送話口３０４とともに、上記実施形態の液晶装置からなる表示部３０１を備えている。
【００８７】
本実施形態によれば、上記実施形態の液晶装置が備えられたことで、画素の開口率のより大きい液晶表示部を備えた電子機器を実現することができる。したがって、より高品質な電子機器とすることができる。
【００８８】
尚、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、ＴＦＴアレイ基板上の各配線、各電極などのパターン形状、材料、膜厚などの具体的な構成については上記実施形態に限ることなく適宜変更が可能である。
【００８９】
本実施形態では透過型液晶装置の場合で説明したが、それに限らず、反射型、半透過反射型の液晶装置に適用してもよい。
【００９０】
また、本実施形態では、ＬＴＰＳ型ＴＦＴ素子を用いたが、α−Ｓｉ型ＴＦＴ素子を用いた液晶装置に適用してもよい。
【００９１】
更に、本実施形態の電子機器として携帯電話機を用いて説明をしたが、それに限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、映像モニタ、ビューファインダ型あるいは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機器などの画像表示手段として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の実施形態における液晶装置の概略平面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ´線に沿う断面図である。
【図３】同、第１実施形態における液晶装置の画素の拡大平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ´線に沿う断面図である。
【図５】同、液晶装置のラビング方向を示す概略断面図である。
【図６】同、第２実施形態における液晶装置の画素の拡大平面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ´線に沿う断面図である。
【図８】図３のＡ−Ａ´線に沿う第３実施形態の断面図である。
【図９】同、液晶装置のラビング方向を示す概略断面図である。
【図１０】図６のＢ−Ｂ´線に沿う第４実施形態の断面図である。
【図１１】本発明の電子機器の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００９３】
１０…ＴＦＴアレイ基板（第１基板）  １１…画素電極（第１電極／第２電極）  １１ａ…開口部  １２…画素コンタクトホール（接続孔）  １３…ＴＦＴ（スイッチング素子）  １７…共通電極（第２電極／第１電極）  １７ａ…開口部（スリット）  ２０…対向基板（第２基板）  ２６…第３層間絶縁膜（平坦化膜）  ４１…柱状スペーサ  ４３…ブラックマトリクス  ５０…液晶層  ３００…電子機器
【図１】
2008058573.tif 000003
【図２】
2008058573.tif 000004
【図３】
2008058573.tif 000005
【図４】
2008058573.tif 000006
【図５】
2008058573.tif 000007
【図６】
2008058573.tif 000008
【図７】
2008058573.tif 000009
【図８】
2008058573.tif 000010
【図９】
2008058573.tif 000011
【図１０】
2008058573.tif 000012
【図１１】
2008058573.tif 000013