(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置において、
前記一対の基板のうち一方の基板の前記液晶層側の面上に凹部が形成されてなり、
前記凹部に対応して前記一方の基板の前記液晶層側の面とは反対側の面上に凸部が形成されてなることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記凹部および前記凸部は、略球面状もしくは略半球状に形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
【請求項３】
前記液晶装置は複数の画素を備え、
前記凹部および前記凸部は、前記画素に対応して配置されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶装置。
【請求項４】
一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置において、
前記一対の基板のうち一方の基板の前記液晶層側の面上に凹部が形成されてなり、
前記凹部に対応して前記一方の基板の前記液晶層側の部分に、該基板の前記液晶層側と反対側の部分とは屈折率の異なる領域が形成されてなることを特徴とする液晶装置。
【請求項５】
前記凹部および前記屈折率の異なる領域は、略球面状もしくは略半球状に形成されてなることを特徴とする請求項４に記載の液晶装置。
【請求項６】
前記液晶装置は複数の画素を備え、
前記凹部および前記屈折率の異なる領域は、前記画素に対応して配置されてなることを特徴とする請求項４または５に記載の液晶装置。
【請求項７】
前記液晶装置を形成する一対の基板のうち他方の基板に、前記画素に対応する画素電極を設け、該画素電極に電気的に接続してスイッチング素子が形成されてなることを特徴とする請求項３または６に記載の液晶装置。
【請求項８】
前記凹部は複数形成され、前記各凹部の間には遮光膜が形成されてなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項９】
前記凹部は複数形成され、前記各凹部の間には遮光膜が形成されてなり、
前記遮光膜は、前記一方の基板側から光が入射した際に、少なくとも前記スイッチング素子に直接入射光が当たらないよう形成されてなることを特徴とする請求項７に記載の液晶装置。
【請求項１０】
前記液晶層は負の誘電率異方性をもつ液晶からなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項１１】
電圧無印加状態において、前記液晶の液晶分子は、前記凹部の表面に対してほぼ垂直に配向してなることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項１２】
一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置の製造方法において、
前記一対の基板のうち一方の基板の一方の面に、遮光パターンを形成する工程と、
前記遮光パターンを覆うようにレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンを介して前記一方の基板をエッチングして該基板に略球面状または略半円状の凹部を形成する工程と、
前記一方の基板の他方の面に感光性樹脂膜を形成する工程と、
前記感光性樹脂膜に前記凹部側から紫外線を照射して露光したのち現像することによって凸部を形成する工程とを少なくとも有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項１３】
一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置の製造方法において、
前記一対の基板のうち一方の基板の一方の面に、遮光パターンを形成する工程と、
前記遮光パターンを覆うようにレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンを介して前記一方の基板に対してイオン交換を行って該基板に屈折率の異なる領域を形成する工程と、
前記レジストパターンを介して前記一方の基板をエッチングして該基板に凹部を形成する工程とを少なくとも有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項１４】
前記凹部を前記遮光パターンに対して自己整合的に形成することを特徴とする請求項１２または１３に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の液晶装置を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は液晶装置及びその製造方法並びにそれ用いた電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばＴＮ型液晶を用いた液晶装置において、各画素に対応する透明基板表面に、該透明基板とは別に作ったマイクロレンズアレイを貼り合わせるようにしたものは知られている。上記のような液晶装置はマイクロレンズアレイによって、実質的な開口率が上がるので、例えばプロジェクタ用のライトバルブに用いた場合には、光の利用効率のよい、明るいプロジェクタを得ることができる。
【０００３】
しかしながら、従来はマイクロレンズアレイを上記のように透明基板とは別に作って基板に貼り合わせるので、製作が大変面倒であった。またマイクロレンズアレイを貼り合わせる際の各画素に対する位置決め精度には限界があり、例えば１０ミクロン角以下の小さな画素には対応できないこと、また液晶層に進入する光線方向が、レンズによる光の収束によって基板と垂直方向からずれるためコントラストが低下する等の問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点に鑑みて提案されたもので、光透過率やコントラスト等の光学特性に優れ、しかも製作容易な液晶装置およびその製造方法並びにそれを用いた電子機器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明による液晶装置およびその製造方法並びにそれを用いた電子機器は以下の構成としたものである。
【０００６】
即ち、本発明による液晶装置は、一対の基板間に液晶を介在させ、一方の基板の上記液晶層側の面に画素に対応させて例えば略球面状もしくは略半円状の凹部を形成すると共に、その凹部に対応して上記基板に例えば略球面状もしくは略半球状の凸部または上記基板と屈折率の異なる領域を形成して、その凸部または領域をマイクロレンズとすることを特徴とする。
【０００７】
このようにすることにより、画素に対応した微細なマイクロレンズを容易に形成することが可能になり、画素の高精細化と光の利用効率の向上を両立することができる。
【０００８】
前記凹部および凸部もしくは前記屈折率の異なる領域は前記液晶装置に形成されてなる画素電極に対応して配置されるようにするとよく、又その画素電極に接続してスイッチング素子が形成された構成としてもよい。
【０００９】
さらに前記液晶層内の液晶分子は前記基板に対してほぼ垂直に配向させた構成とすることができ、また前記凹部に隣接して配列してなる液晶分子は凹部の表面に対してほぼ垂直に配列させることができる。そのようにすると、前記マイクロレンズによって収束された光束の方向と、垂直配向された液晶分子の向きが、画素内で略一致するので、非常に高いコントラストを得ることができ、明るさとコントラストを両立させることが可能となる。
【００１０】
さらに前記各凹部の間には遮光膜が形成された構成とするとよく、その場合、前記のようなスイッチング素子を設けるものにあっては該スイッチング素子に、前記遮光膜により直接入射光が当たらないようにするのが望ましい。そのようにするとスイッチング素子の電流リークなどを防げるとともに、耐久性を向上させることができる。
【００１１】
また本発明による液晶装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層を介在させ、その一方の基板に画素に対応してマイクロレンズアレイを備えた液晶装置を製造するにあたり、上記一方の基板表面に画素に対応した遮光パターンを形成し、その遮光パターンを利用して上記マイクロレンズアレイを自己整合的に形成することを特徴とする。
【００１２】
具体的には、例えば前記一方の基板の片面に、画素に対応して開口部を有する遮光パターンを形成する工程と、その遮光パターンの表面に上記開口部よりも小径の開口部を有するレジストパターンを形成する工程と、そのレジストパターンの開口部を介して基板をエッチングすることによって該基板に略球面状の凹部を形成する工程と、前記レジストパターンを剥離する工程と、上記基板の反対側面にマイクロレンズアレイを形成するための感光性樹脂膜を形成する工程と、その感光性樹脂膜に上記凹部側から紫外線を照射して露光したのち現像することによってマイクロレンズアレイを形成する工程とを有するようにすればよい。
【００１３】
或いは、前記一方の基板の片面に、画素に対応して開口部を有する遮光パターンを形成する工程と、その遮光パターンの表面に上記開口部よりも小径の開口部を有する所定パターンのレジストパターンを形成する工程と、そのレジストパターンの開口部を介して基板に対してイオン交換を行いマイクロレンズアレイを形成する工程と、前記レジストパターンの開口部を介して基板をエッチングすることによって該基板に略球面状の凹部を形成する工程と、上記レジストパターンを剥離する工程とを有するようにすればよい。
【００１４】
また上記液晶層は、液晶が上記基板面に形成された凹部に対して垂直配向されて構成されるようにすれば良い。
【００１５】
これによりマイクロレンズを組み合わせた場合にも、入射光線に対して、液晶分子の長軸方向を略一致させることができるので、コントラストが高い表示を得ることが出来る。
【００１６】
また上記液晶装置に、偏光板、カラーフィルター、バックライト装置など表示に必要な付加部品を組み合わせることにより、様々な種類の液晶表示装置として機能させることができる。
【００１７】
さらに上記のような液晶装置を様々な電子機器に応用することも出来る。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による液晶装置およびその製造方法並びにそれを用いた電子機器を、図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。
【００１９】
図１は本発明による液晶装置の一実施形態を示す概略構成の縦断正面図、図２はその一部の拡大図である。
【００２０】
本実施形態はアクティブマトリックス型の液晶装置に適用したもので、図において、１，２はガラス等よりなる上下一対の基板で、その両基板１・２間には液晶層３が介在されている。その液晶層３には負の誘電率異方性を持つネマチック液晶が用いられている。４は上記液晶層３の周縁部に設けたシール部材、５は上側偏向板、６は下側偏光板である。
【００２１】
上側基板１の液晶層３側の面には、後述する画素電極に対応して略球面状の凹部１ａが形成され、その各凹部１ａに対応して上側基板の上面に凸部が形成されている。その凸部は外面が略球面状でマイクロレンズアレイ１１ａを構成する。また上記各凹部１ａを除く上側基板の液晶層３側の面には、遮光性を有する金属薄膜等よりなる遮光パターン１０が設けられ、その遮光パターン１０および上記凹部１ａの液晶層３側の面には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等よりなる透明電極１２が設けられている。
【００２２】
一方、下側基板２には図３に示すようにゲート電極２３ａとソース電極２５ａおよびドレイン電極２５ｂ等からなる液晶駆動用のスイッチング素子が形成されている。スイッチング素子としては、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）２０が設けられている。そのＴＦＴ２０の液晶層３側には絶縁保護膜２６，２７等を介して画素電極３０ａが設けられ、その画素電極３０ａと上記ドレイン電極２５ｂとはコンタクトホールｈを介して導電接続されている。
【００２３】
上記の画素電極３０ａは下側基板２の面方向にマトリックス状に多数設けられており、その各画素電極毎に上記のＴＦＴ２０が設けられている。また各画素電極３０ａに対応して前記の凹部１ａとマイクロレンズアレイ１１ａとが設けられ、それらの中心は略一致するように構成されている。さらに前記透明電極１２と上記画素電極３０ａの液晶層３側の面には、それぞれ垂直配向膜が設けられているが図には省略した。
【００２４】
上記の構成において、電圧無印加状態（画素電極３０ａと透明電極１２との間に、しきい値以上の電圧が印加されていない状態）では、液晶層３内の液晶分子は、図２に示すように基板に対して略垂直方向に配向する。このとき、特に凹部１ａ近傍の液晶は、その凹部１ａの球面に対して垂直に配向した状態となり、下側基板２近傍の液晶分子は基板面に対し垂直に配向した状態となる。
【００２５】
ここで、例えば図２に示すようにマイクロレンズアレイ１１ａの上方から該レンズアレイ内に入射した光Ｌは、該レンズアレイ１１ａの表面で屈折、収束された後、凹部１ａを通って液晶層３内に進入する。その液晶層３内に進入した光は、その液晶層３内の液晶分子が垂直配向している、特に本発明においては上記凹部１ａによりその凹部の球面と垂直、すなわち球面の半径方向と略平行に配向しているので、その液晶分子と上記マイクロレンズアレイ１１ａで収束した光の方向とが略平行になる。よってそれらの光は液晶分子の屈折率異方性による位相変化を受けることなく液晶層３を透過させることができる。
【００２６】
従って、上側偏光板５と下側偏向板６の偏向軸を平行にしておけば、上側平行板から入射した光は、ほぼそのまま下側偏光板６を通過し、透過率の高い明るい表示が得られる。一方、上側偏光板５と下側偏向板６の偏向軸を約９０度ずらし、クロスニコルの状態にしておけば上側偏光板を通過してきた光は、ほぼ完全に下側偏光板で吸収されるため、非常にコントラストの高い表示が得られる。
【００２７】
一方、電圧印加状態（画素電極３０ａと透明電極１２との間に、しきい値以上の電圧を印加した状態）では、図４に示すように画素電極３０ａと透明電極１２との間に同図破線示のように前記凹部と略垂直な方向、すなわち凹部１ａの球面の半径方向と略平行な方向の電界Ｅが生じ、液晶層３内の液晶分子３ａは負の誘電率異方性を有するので、上記電界Ｅに対して所定の角度傾斜した状態となり、液晶層３内に入射した光は液晶分子の屈折率異方性の影響により、位相変化を受ける。具体的には入射側の偏光板により直線偏光になった光は、液晶層を通過する間に楕円偏光へと状態が変化し、例えば下側偏光板の偏光軸を上側偏光板と略一致させていた場合は光が透過しにくい状態へ、偏光板を９０度ずらしクロスニコルの状態にしてあった場合は、光が透過する状態へと変化する。
【００２８】
特に、本発明においては凹部１ａによって上記のように電圧印加時の液晶分子の倒れ方向が規制されて所定の方向に良好に倒れるため広い視野でコントラストが高い表示を得ることが可能になるものである。
【００２９】
図５は上記のような液晶装置の製造方法の一実施形態を示す製造工程の説明図であり、ここでは上側基板２の凹部１ａおよびマイクロレンズアレイの形成工程のみを示す。それ以外の上側基板の製造プロセスは従来公知の方法で行うことができる。以下、順を追って説明する。
【００３０】
先ず、ガラス基板、たとえば無アリカリガラスや石英などからなる透明な絶縁基板２の表面に直接、あるいは絶縁基板の表面に下地保護膜（不図示）を形成してなる基板１の表面全面に、厚さ約３００オングストローム〜約３０００オングストローム、好ましくは約１０００オングストロームの厚さで酸化クロム等の金属薄膜を形成した後、フォトリソ工程で所定の形状にパターニングすることによって図５（ａ）に示すように画素に対応する所定大きさの開口部１０ａを有する遮光パターン１０を形成する。
【００３１】
次いで、基板１の表面全面に、図５（ｂ）に示すよう遮光パターン１０の略全面を覆い、かつ該遮光パターン１０の開口部１０ａよりも小径の開口部ＲＰａを有するレジストパターンＲＰを形成する。
【００３２】
ここで遮光パターン１０、レジストパターンＲＰのパターン形状について、基板１に各画素毎に分離された略球面形状のマイクロレンズアレイを形成しようとする場合は、それぞれの開口部１０ａ、ＲＰａの形状は円形にすれば良く、また一方、シリンドリカルレンズなどの、一方向には繋がった略半円形状のマイクロレンズアレイを形成しようとする場合は、それぞれの開口部をストライプ状のものとすれば良い。マイクロレンズアレイの形状については、このように、基板上での画素電極の配置や画素ピッチなどにより、様々な選択をすることができる。本例では、以下、略球面形状のマイクロレンズアレイを形成する場合についてのものとする。
【００３３】
次いで上記レジストパターンＲＰの下面側から上記開口部ＲＰａを介して基板１にフッ酸等を吹き付けて等方性ガラスエッチングを行って、図５（ｃ）に示すように基板１の下面側に略球面状の凹部１ａを形成する。ここでガラスのエッチングの方法としてはこの他に、レジストパターンＲＰなどを形成したのと反対側の面にもガラス保護用のレジストをコートし、その後で一定時間、基板をフッ酸等に浸漬することによっても行うことができる。その後、同図（ｄ）のように上記レジストパターンＲＰを除去する。
【００３４】
次に、図５（ｅ）のように基板１の上面に、レンズ材料となるアクリル系やスチレン系のネガ型感光性樹脂１１を、厚さ約２ミクロン〜約１０ミクロン、好ましくは約５ミクロンの厚さにコートし、基板１の下面側から、遮光パターン１０をマスクにして紫外線等を照射して上記感光性樹脂１１を露光する。そのとき、上記基板面に設けられた凹部１ａのレンズ作用によって該凹部１ａの中心に露光量分布が出来、所定時間露光したところで、上記感光性樹脂１１を現像することによって、図５（ｆ）のように略球面状のマイクロレンズアレイ１１ａが形成されるものである。
【００３５】
この他のマイクロレンズの製造方法として、イオン交換による場合について説明する。この場合は図５（ｂ）に示した、小さな開口部ＲＰａを持つレジストパターンＲＰを形成した後で、金属イオンを含む溶液に一定時間の間、基板を浸漬する。この工程により、基板内にあったＮａ＋などのアルカリイオンと溶液中の金属イオンが交換され、図６（ａ）のようにガラス基板内に、開口部ＲＰａを中心とした、略球形状の屈折率の異なる領域１１ｂが形成される。その領域は、元来の屈折率を持つガラスとの境界部分でレンズの効果を示し、マイクロレンズアレイとして機能する。その後、上記と同様の方法によりガラスをエッチングすることにより図６（ｂ）のような構造が得られる。その後レジストを剥離することにより、図６（ｃ）のような、構造を持つ基板が得られる。
【００３６】
上記のような要領で凹部１ａおよびマイクロレンズアレイ１１ａまたは１１ｂを形成することによって、それらを画素に対応する遮光パターンに対して自己整合的に精度良く、しかも容易に形成することが可能となる。
【００３７】
次に上記のような液晶装置におけるアクティブマトリックス基板２を形成する方法やプロセスは適宜であるか、その一例を図７〜図１１に基づいて説明する。
【００３８】
先ず、図７（ａ）に示すように、ガラス基板、たとえば無アリカリガラスや石英などからなる透明な絶縁基板２の表面に直接、あるいは絶縁基板の表面に下地保護膜（不図示）を形成してなる基板２の表面全体に、減圧ＣＶＤ法などにより厚さ約２００オングストローム〜約２０００オングストローム、好ましくは約１０００オングストロームのポリシリコン膜からなる半導体膜２１を形成した後、レジストのコート、マスク露光、現像によりレジストマスクＲＭ１を形成する。この半導体膜２１の形成は、アモルファスシリコン膜を堆積した後、５００℃〜７００℃の温度で１時間〜７２時間、好ましくは４時間〜６時間の熱アニールを施してポリシリコン膜を形成したり、ポリシリコン膜を堆積した後、シリコンを打ち込み、非晶質化した後、熱アニールにより再結晶化してポリシリコン膜を形成する方法を用いてもよい。
【００３９】
次に、図７（ｂ）に示すように、レジストマスクＲＭ１を介して半導体膜２１をパターニングし、島状の半導体膜２１ａ（能動層）を形成する。次いで、図７（ｃ）に示すように島状にパターニングした半導体膜２１ａの表面に残るレジストマスクＲＭ１を除去する。
【００４０】
次に、図７（ｄ）に示すように、ＣＶＤ法などにより半導体膜２１ａの表面に厚さが約５００オングストローム〜約１５００オングストロームのシリコン酸化膜からなるゲート酸化膜２２を形成する。あるいは、熱酸化膜を約５０オングストローム〜約１０００オングストローム、好ましくは３００オングストローム形成した後、全面にＣＶＤ法などによりシリコン酸化膜を約１００オングストローム〜約１０００オングストローム、好ましくは５００オングストローム堆積し、それらによりゲート絶縁膜２２を形成してもよい。また、ゲート絶縁膜２２としてシリコン窒化膜を用いてもよい。
【００４１】
次に、図７（ｅ）に示すように、ゲート電極などを形成するためのタンタル膜２３を絶縁基板２の全面に形成した後、上記と同様の方法によってレジストマスクＲＭ２を形成する。そして図７（ｆ）に示すように、レジストマスクＲＭ２を介してタンタル膜２３をパターニングしてゲート電極２３ａを形成する。次いで、そのゲート電極２３ａの形成に用いたレジストマスクＲＭ２を図８（ａ）のように除去する。
【００４２】
次に、図８（ｂ）に示すように、画素ＴＦＴ部および駆動回路のＮチャネルＴＦＴ部の側には、ゲート電極２３ａをマスクとして、約０．１×１０13／ｃｍ2 〜約１０×１０13／ｃｍ2 のドーズ量で低濃度の不純物イオン（リンイオン）の打ち込みを行い、画素ＴＦＴ部の側には、ゲート電極２３ａに対して自己整合的に低濃度のソース領域２１ｂ、および低濃度のドレイン領域２１ｃを形成する。ここで、ゲート電極２３ａの真下に位置しているために不純物イオンが導入されなかった部分は半導体膜２１ａのままのチャネル領域となる。
【００４３】
次に、図８（ｃ）に示すように、画素ＴＦＴ部では、ゲート電極２３ａよりも幅の広いレジストマスクＲＭ３を形成して高濃度の不純物イオン（リンイオン）を約０．１×１０15／ｃｍ2 〜約１０×１０15／ｃｍ2 のドーズ量で打ち込み、高濃度のソース領域２１ｄおよびドレイン領域２１ｅを形成する。
【００４４】
これらの不純物導入工程に代えて、低濃度の不純物の打ち込みを行わずにゲート電極２３ａより幅の広いレジストマスクＲＭ３を形成した状態で高濃度の不純物（リンイオン）を打ち込み、オフセット構造のソース領域およびドレイン領域を形成してもよい。また、ゲート電極２３ａの上に高濃度の不純物（リンイオン）を打ち込んで、セルフアライン構造のソース領域およびドレイン領域を形成してもよいことは勿論である。
【００４５】
また、図示を省略するが、周辺駆動回路のＰチャネルＴＦＴ部を形成するために、前記画素部およびＮチャネルＴＦＴ部をレジストで被覆保護して、ゲート電極をマスクとして、約０．１×１０15／ｃｍ2 〜約１０×１０15／ｃｍ2 のドーズ量でボロンイオンを打ち込むことにより、自己整合的にＰチャネルのソース・ドレイン領域を形成する。
【００４６】
なお、ＮチャネルＴＦＴ部の形成時と同様に、ゲート電極をマスクとして、約０．１×１０13／ｃｍ2 〜約１０×１０13／ｃｍ2 のドーズ量で低濃度の不純物（ボロンイオン）を導入して、ポリシリコン膜に低濃度領域を形成した後、ゲート電極よりも幅の広いマスクを形成して高濃度の不純物（ボロンイオン）を約０．１×１０15／ｃｍ2 〜約１０×１０15／ｃｍ2 のドーズ量で打ち込み、ＬＤＤ構造（ライトリー・ドープト・ドレイン構造）のソース領域およびドレイン領域を形成してもよい。
【００４７】
また、低濃度の不純物の打ち込みを行わずに、ゲート電極より幅の広いマスクを形成した状態で高濃度の不純物（リンイオン）を打ち込み、オフセット構造のソース領域およびドレイン領域を形成してもよい。これらのイオン打ち込み工程によって、ＣＭＯＳ化が可能になり、周辺駆動回路の同一基板内への内蔵化が可能となる。
【００４８】
次に、不純物の導入に用いたレジストマスクＲＭ３を、水系洗浄液等での洗浄処理によって、図８（ｄ）に示すように除去する。次いで、図８（ｅ）に示すように、ゲート電極１１ａの表面側にＣＶＤ法などにより、酸化シリコン膜やＮＳＧ膜（ボロンやリンを含まないシリケートガラス膜）などからなる第１の層間絶縁膜２４を３０００オングストローム〜１５０００オングストローム程度の膜厚で形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、第１の層間絶縁膜２４にコンタクトホールや切断用孔を形成するためのレジストマスクＲＭ４を形成する。
【００４９】
次に、図９（ａ）に示すように、レジストマスクＲＭ４を介して第１の層間絶縁膜２４にエッチングを行い、第１の層間絶縁膜２４のうち、ソース領域２１ｄおよびドレイン領域２１ｅに対応する部分にコンタクトホールｈ１、ｈ２をそれぞれ形成する。次いで、コンタクトホールｈ１、ｈ２の形成に用いたレジストマスクＲＭ４を図９（ｂ）に示すように除去する。
【００５０】
次に、図９（ｃ）に示すように、第１の層間絶縁膜２４の表面側に、ソース電極などを構成するためのアルミニウム膜２５をスパッタ法などで形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、レジストマスクＲＭ５を形成する。
【００５１】
次に、レジストマスクＲＭ５を介してアルミニウム膜２５にエッチングを行い、図９（ｄ）に示すように、ソース領域２１ｄに第１のコンタクトホールｈ１を介して電気的に接続するアルミニウム膜からなるソース電極２５ａ（データ線の一部）と、ドレイン領域２１ｅに第２のコンタクトホールｈ２を介して電気的に接続するドレイン電極２５ｂとを形成する。次いで、そのソース電極２５ａおよびドレイン電極２５ｂの形成に用いたレジストマスクＲＭ５を、図９（ｅ）のように除去する。
【００５２】
次に、図１０（ａ）に示すように、ソース電極２５ａおよびドレイン電極２５ｂの表面側に、ベルヒドロポリシラザンまたはこれを含む組成物の塗布膜を焼成した絶縁膜２６を形成する。さらに、この絶縁膜２６の表面に、ＴＥＯＳを用いたＣＶＤ法により例えば４００℃程度の温度条件下で厚さが約５００オングストローム〜約１５０００オングストロームのシリコン酸化膜からなる絶縁膜２７を形成する。これらの絶縁膜２６、２７によって第２の層間絶縁膜が形成される。
【００５３】
ここで、ペルヒドロポリシラザンとは無機ポリシラザンの一種であり、大気中で焼成することによってシリコン酸化膜に転化する塗布型コーティング材料である。たとえば、東燃（株）製のポリシラザンは、−（ＳｉＨ2 ＮＨ）−を単位とする無機ポリマーであり、キシレンなどの有機溶剤に可溶である。従って、この無機ポリマーの有機溶媒溶液（たとえば、２０％キシレン溶液）を塗布液としてスピンコート法（たとえば、２０００ｒｐｍ、２０秒間）で塗布した後、４５０℃の温度で大気中で焼成すると、水分や酸素と反応し、ＣＶＤ法で成膜したシリコン酸化膜と同等以上の緻密なアモルファスのシリコン酸化膜を得ることができる。従って、この方法で成膜した絶縁膜（シリコン酸化膜）２６は、層間絶縁膜として用いることができるとともに、ドレイン電極２５ｂに起因する凹凸などを平坦化してくれる。それ故、液晶の配向状態が凹凸に起因して乱れることを防止できる。
【００５４】
次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、第２の層間絶縁膜２６，２７にコンタクトホールを形成するためのレジストマスクＲＭ６を形成する。次いで、そのレジストマスクＲＭ６を介して第２の層間絶縁膜２６，２７にエッチングを行い、図１０（ｂ）に示すように、ドレイン電極２５ｂに対応する部分にコンタクトホールｈを形成する。次いで、そのコンタクトホールｈの形成に用いたレジストマスクＲＭ６を、図１０（ｃ）のように除去する。
【００５５】
次に、図１０（ｄ）に示すように、第２の層間絶縁膜２７の表面側に、画素電極３０ａを構成するための厚さが約４００オングストローム〜約２０００オングストロームのＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜３０をスパッタ法などで形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、ＩＴＯ膜３０をパターニングするためのレジストマスクＲＭ７を形成する。
【００５６】
次いで、そのレジストマスクＲＭ７を介してＩＴＯ膜３０にエッチングを行って、図１１（ａ）に示すようにコンタクトホールｈを介してドレイン電極２５ｂに電気的に接続する画素電極３０ａを形成する。しかる後に、画素電極３０ａの形成に用いたレジストマスクＲＭ７を図１１（ｂ）に示すように除去するものである。
【００５７】
前記のようにして作製した液晶装置は、各種の電子機器の表示パネル等として適用可能であり、上記のような液晶装置を用いて構成される電子機器は、一般に図１２に示す表示情報出力源１０００、表示情報処理回路１００２、表示駆動回路１００４、液晶パネルなどの表示パネル１００６、クロック発生回路１００８及び電源回路１０１０を含んで構成される。表示情報出力源１０００は、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ、テレビ信号を同調して出力する同調回路などを含んで構成され、クロック発生回路１００８からのクロックに基づいて、ビデオ信号などの表示情報を出力する。表示情報処理回路１００２は、クロック発生回路１００８からのクロックに基づいて表示情報を処理して出力する。この表示情報処理回路１００２は、例えば増幅・極性反転回路、シリアル−パラレル変換回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路あるいはクランプ回路等を含むことができる。表示駆動回路１００４は、走査側駆動回路及びデータ側駆動回路を含んで構成され、液晶パネル１００６を表示駆動する。電源回路１０１０は、上述の各回路に電力を供給する。
【００５８】
このような構成の電子機器として、図１３に示す液晶プロジェクタ、図１４に示すパーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、図１５に示すページャ、あるいは携帯電話、ワ一ドプロセッサ、テレビ、ビュ一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、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置などを挙げることができる。
図１３は、投射型表示装置の要部を示す概略構成図である。図中、１１０は光源、１１３，１１４はダイクロイックミラ一、１１５，１１６，１１７は反射ミラー、１１８，１１９，１２０はリレーレンズ、１２２，１２３，１２４は前述の液晶装置を用いた液晶ライトバルブ、１２５はクロスダイクロイックプリズム、１２６は投写レンズを示す。光源１１０はメタルハライド等のランプ１１１とランプの光を反射するリフレクタ１１２とからなる。青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー１３は、光源１１０からの白色光束のうちの赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー１１７で反射されて、赤色光用液晶ライトバルブ１２２に入射される。
一方、ダイクロイックミラー１１３で反射された色光のうち緑色光は緑色光反射のダイクロイックミラー１１４によって反射され、緑色光用液晶ライトバルブ１２３に入射される。一方、青色光は第２のダイクロイックミラー１１４も透過する。青色光に対しては、長い光路による光損失を防ぐため、入射レンズ１１８、リレーレンズ１１９、出射しンズ１２０を含むリレーレンズ系からなる導光手段１２１が設けられ、これを介して青色光が青色光用液晶ライトバルブ２４に入射される。
【００５９】
上記の各ライトバルブにより変調された３つの色光はクロスダイクロイックプリズム１２５に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投写光学系である投写レンズ１２６によってスクリーン１２７上に投写され、画像が拡大されて表示される。
【００６０】
図１４に示すパーソナルコンピュータ１２００は、キーボード１２０２を備えた本体部１２０４と、液晶表示画面１２０６とを有する。
【００６１】
図１５に示すページャ１３００は、金属製フレーム１３０２内に、液晶表示基板１３０４、バックライト１３０６ａを備えたライトガイド１３０６、回路基板１３０８、第１，第２のシールド板１３１０，１３１２、２つの弾性導電体１３１４，１３１６、及びフィルムキャリアテープ１３１８を有する。２つの弾性導電体１３１４，１３１６及びフィルムキャリアテープ１３１８は、液晶表示基板１３０４と回路基板１３０８とを接続するものである。
【００６２】
図１５はページャの構成を示すものであるから、液晶表示基板１３０４以外に回路基板１３０８が必要となるが、電子機器用の一部品として液晶表示装置が使用される場合であって、透明基板に表示駆動回路などが搭載される場合には、その液晶表示装置の最小単位は液晶表示基板１３０４である。あるいは、液晶表示基板１３０４を筐体としての金属フレーム１３０２に固定したものを、電子機器用の一部品である液晶表示装置として使用することもできる。さらに、金属製フレーム１３０２内に、液晶表示基板１３０４と、バックライト１３０６ａを備えたライトガイド１３０６とを組み込んで、液晶表示装置を構成することができる。これらに代えて、図１６に示すように、液晶表示基板１３０４を構成する２枚の透明基板１３０４ａ，１３０４ｂの一方に、金属の導電膜が形成されたポリイミドテープ１３２２にＩＣチップ１３２４を実装したＴＣＰ（Tape Carrier Package）１３２０を接続して、電子機器用の一部品である液晶表示装置として使用することもできる。
【００６３】
上記のように本発明による液晶装置を液晶プロジェクタのライトバルブやその他の電子機器の表示パネルなどに用いた場合には、例えばＴＮ型液晶装置を用いた場合に比べて光の利用効率が向上し、高いコントラストを得ることができる。
【００６４】
特に、画素ピッチが小さいために、開口率が低くなり、かつ高いコントラストが要求される、液晶プロジェクターのライトバルブとしては、マイクロレンズにより実質的な開口率を上げることができるとともに、光線の入射方向に対して液晶分子を垂直配向することにより、高いコントラストを得られるので、本発明の液晶表示は非常に大きな効果を上げることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶装置の一実施形態を示す概略構成の縦断正面図。
【図２】その一部の拡大縦断面図。
【図３】下側基板の一部の拡大縦断面図。
【図４】電圧印加状態の一部の拡大縦断面図。
【図５】上側基板の製造工程の説明図。
【図６】上側基板の他の製造工程の説明図。
【図７】下側基板の製造工程の説明図。
【図８】下側基板の製造工程の説明図。
【図９】下側基板の製造工程の説明図。
【図１０】下側基板の製造工程の説明図。
【図１１】下側基板の製造工程の説明図。
【図１２】本発明による液晶装置を用いた電子機器の基本構成を示す説明図。
【図１３】本発明を適用した電子機器としての液晶プロジェクタの概略構成図。
【図１４】本発明を適用した電子機器としてのパーソナルコンピュータの斜視図。
【図１５】本発明を適用した電子機器としてのページャの斜視図。
【図１６】本発明による液晶装置を電子機器の一部品として用いる例の斜視図。
【符号の説明】
１  上側基板
２  下側基板
３  液晶層
５  上側偏光板
６  下側偏光板
２０  ＴＦＴ
３０ａ  画素電極
【図１】
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【図２】
0003783758.tif 000003
【図３】
0003783758.tif 000004
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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