(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学物質を挟持して互いに対向する第１基板及び第２基板と、前記第１基板上に設けられる複数の画素電極と、前記画素電極に対向し前記第２基板上に設けられる対向電極とを有する電気光学装置の製造方法において、
前記画素電極より下層側に位置する下地面に対して、前記画素電極同士の間において土手状に盛り上がる凸部を設けて凹凸を形成することにより、前記画素電極同士の境界領域のうち、前記画素電極を挟んで対向する、横電界の発生する方の一対の境界領域における前記電気光学物質の層厚を当該画素電極を挟んで対向する他の一対の境界領域における前記電気光学物質の層厚よりも薄くするとともに、
前記凹凸を形成するにあたっては、前記下地面の表面にマスクを形成した後、該マスクをエッチング除去しながら前記下地面にエッチングを行うことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記複数の画素電極は、前記電気光学物質に印加される電圧の極性が第１の周期で反転駆動されるための第１の画素電極群と、前記第１の周期と相補の第２の周期で反転駆動されるための第２の画素電極群とからなり、
前記画素電極同士の境界領域のうち、前記第１の画素電極群に属する画素電極と前記第２の画素電極群に属する画素電極との境界領域における前記電気光学物質の層厚が、同一の画素電極群に属する画素電極同士の境界領域よりも薄いことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２において、前記画素電極領域の略中心には光透過領域が形成され、前記第１の画素電極群に属する画素電極と前記第２の画素電極群に属する画素電極との境界領域における前記電気光学物質の層厚が、前記光透過領域における前記電気光学物質の層厚よりも３００ｎｍ以上薄いことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１または２において、前記マスクとして、多段に積み上げられたマスクを用いることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４において、前記マスクを形成する際には、下層側マスクを形成した後、該下層側マスクと異なるパターンで当該下層側マスクの上に上層側マスクを形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５において、前記下層側マスク及び前記上層側マスクのうち、一方のマスクはポジ型フォトレジストにより形成し、他方のレジストマスクはネガ型フォトレジストから形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、前記マスクとしてレジストマスクを形成するとともに、該マスクを介して前記下地面をエッチングするにあたっては、酸素を含有したエッチングガスを用いてドライエッチングを行うことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかにおいて、前記下地面は、前記第１の基板の表面であることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれかにおいて、前記下地面は、前記第１の基板の表面側に形成した絶縁膜の表面であることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１ないし７のいずれかにおいて、前記画素電極領域の略中心には光透過領域が形成され、前記光透過領域における前記電気光学物質の層厚は、前記画素電極同士の横電界の発生する方の境界領域の間隙の寸法の２倍を越えないように制御されて製造されることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶装置等の電気光学装置の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、画素電極がマトリクス状に形成されたアクティブマトリクス駆動型の液晶装置等の電気光学装置の製造技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に液晶装置等の電気光学装置は、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、この電気光学物質の配向状態は、電気光学物質の性質及び基板の電気光学物質側の面上に形成された配向膜により規定されている。従って、配向膜下にある画素電極の表面、或いは画素電極の下地面となる層間絶縁膜の表面に段差があって、この段差に起因して配向膜の表面に段差があると、この段差の度合いに応じて電気光学物質には配向不良（ディスクリネーション）が生じる。このように配向不良が生じると、この部分では、電気光学物質を良好に駆動することが困難となり、電気光学装置の光抜け等によりコントラスト比が低下してしまう。
【０００３】
しかるに、ＴＦＴアクティブマトリクス駆動型の電気光学装置の場合には、ＴＦＴアレイ基板上に、走査線、データ線、容量線等の各種配線や画素電極をスイッチング制御するためのＴＦＴなどが各所に形成されているため、何らかの平坦化処理を施さなければ、これらの配線や素子の存在に応じて配向膜の表面には必然的に段差が生じてしまう。
【０００４】
そこで、従来は、このような段差が生じている基板上領域を、相隣接する画素電極間の間隙に対応させると共に、対向基板又はＴＦＴアレイ基板に設けたブラックマスク或いはブラックマトリクスと称される遮光膜により、このような段差が生じている領域、即ち、画素電極間の間隙を覆い隠すことで、この段差により良を生じる電気光学物質部分については見えないように、又は表示光に寄与しないようにしている。
【０００５】
また、従来は、このような各種配線やＴＦＴの存在に起因する段差自体を生じさせないように、画素電極下の層間絶縁膜を例えば有機ＳＯＧ（Spin On Glass）膜等の平坦化膜から構成して、画素電極の下地面を平坦にする技術も開発されている。
【０００６】
他方、この種の電気光学装置では、直流電圧印加による電気光学物質の劣化防止、表示画像におけるクロストークやフリッカの防止などのために、各画素電極に印加される電位極性を所定規則で反転させる反転駆動方式が採用されている。この反転駆動方式では、一のフレーム又はフィールドの画像信号に対応する表示を行う間は、奇数行に配列された画素電極を対向電極の電位を基準として正極性の電位で駆動すると共に偶数行に配列された画素電極を対向電極の電位を基準として負極性の電位で駆動し、これに続く次のフレーム又はフィールドの画像信号に対応する表示を行う間は、逆に偶数行に配列された画素電極を正極性の電位で駆動すると共に奇数行に配列された画素電極を負極性の電位で駆動する。この方式において、同一行の画素電極を同一極性の電位により駆動しつつ、このような電位の極性を行毎にフレーム又はフィールド周期で反転させる方式を１Ｈ反転駆動方式といい、この方式は、制御が比較的容易であり高品位の画像表示を可能ならしめる反転駆動方式として用いられている。また、同一列の画素電極を同一極性の電位により駆動しつつ、このような電位の極性を列毎にフレーム又はフィールド周期で反転させる方式は１Ｓ反転駆動方式といい、この方式も、制御が比較的容易であり高品位の画像表示を可能ならしめる反転駆動方式として用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した段差を遮光膜により覆い隠す技術によれば、段差のある領域の広さに応じて画素の開口領域が狭くなってしまう。このため、限られた画像表示領域内において、画素の開口率を高めて、より明るい画像表示を行うというこの種の電気光学装置の技術分野における基本的な要請を満たすことは困難である。特に、高精細な画像表示を行うための画素ピッチの微細化に伴って単位面積当たりの配線数やＴＦＴ数が増加するが、これらの配線やＴＦＴの微細化に一定の限度があることに起因して、画像表示領域内において段差のある領域が占める割合が相対的に高くなるため、このような問題は電気光学装置の高精細化が進む程、深刻化してしまう。
【０００８】
他方、前述した画素電極下の層間絶縁膜を平坦化する技術によれば、ＴＦＴアレイ基板上において相隣接する画素電極が同一極性の場合には、大きな問題は生じないが、前述した１Ｈ反転駆動方式や１Ｓ反転駆動方式のように、これらの電圧（即ち、１Ｈ反転駆動方式では列方向に相隣接する画素電極に印加される電圧、１Ｓ反転駆動方式では行方向に相隣接する画素電極に印加される電圧）の位相が逆極性である場合には問題がある。即ち、画素電極下の層間絶縁膜を平坦化すると、画素電極と対向電極との間隔は、配線やＴＦＴの上方に位置する画素電極の縁付近において、平坦化しない場合よりも広くなるため、相隣接する画素電極間に生じる横電界（即ち、基板面に平行な電界、或いは基板面に平行な成分を含む斜めの電界）が相対的に増加してしまうという問題点が生じる。相対向する画素電極と対向電極との間の縦電界（即ち、基板面に垂直な方向の電界）の印加が想定されている電気光学物質に対して、このような横電界が印加されると、電気光学物質の配向不良が生じ、この部分における光抜け等が発生してコントラスト比が低下してしまうという。
【０００９】
これに対し、横電界が生じる領域を遮光膜により覆い隠すことは可能であるが、これでは横電界が生じる領域の広さに応じて画素の開口領域が狭くなってしまうという問題点が生じる。特に、画素ピッチの微細化により相隣接する画素電極間の距離が縮まるに伴って、このような横電界は大きくなるため、これらの問題は、電気光学装置の高精細化が進む程深刻化してしまう。
【００１０】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、液晶等の電気光学物質に面する基板上表面の段差に起因する電気光学物質の配向不良や横電界による電気光学物質の配向不良を低減することにより、コントラストが高く、かつ、明るい表示を可能とする液晶装置等の電気光学装置の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、電気光学物質を挟持して互いに対向する第１基板及び第２基板と、前記第１基板上に設けられる複数の画素電極と、前記画素電極に対向し前記第２基板上に設けられる対向電極とを有する電気光学装置の製造方法において、前記画素電極より下層側に位置する下地面に凹凸を形成することによって、前記画素電極同士の境界領域のうち、前記画素電極を挟んで対向する一対の境界領域における前記電気光学物質の層厚を当該画素電極を挟んで対向する他の一対の境界領域における前記電気光学物質の層厚よりも薄くするとともに、前記凹凸を形成するにあたっては、前記下地面の表面にマスクを形成した状態で当該マスクをエッチング除去しながら前記下地面にエッチングを行うことを特徴とする。
【００１２】
本発明において、前記複数の画素電極は、第１の周期で反転駆動されるための第１の画素電極群と、前記第１の周期と相補の第２の周期で反転駆動されるための第２の画素電極群とからなることがある。この場合には、前記画素電極同士の境界領域のうち、前記第１の画素電極群に属する画素電極と前記第２の画素電極群に属する画素電極との境界領域における前記電気光学物質の層厚を、同一の画素電極群に属する画素電極同士の境界領域よりも薄くする。
【００１３】
本発明では同一基板上に、反転駆動時に各時刻において相互に逆極性の駆動電圧で駆動される相隣接する画素電極と、反転駆動時に各時刻において相互に同一極性の駆動電圧で駆動される相隣接する画素電極との両者が存在している。このような両者は、例えば前述の１Ｈ反転駆動方式や１Ｓ反転駆動方式などの反転駆動方式を採るマトリクス駆動型の液晶装置等の電気光学装置であれば存在する。
【００１４】
ここで本発明では、第１の画素電極群に属する画素電極と第２の画素電極群に属する画素電極とが隣接する周辺領域上の電気光学物質の層厚が、同一の画素電極群に属する画素電極同士が隣接する周辺領域上の電気光学物質の層厚よりも薄くなるよう形成されてなる。例えば、第１基板上における画素電極の下地面は、逆極性の電位で駆動される画素電極間の間隙に対向する領域では、前記凹凸によって土手状に盛り上がっており、この下地面の土手状部分に、画素電極の縁が位置するように画素電極が配置されている。従って、土手状部分に位置する画素電極の縁付近と対向電極との間の距離は、この土手状部分（凹凸）の高さに応じて、他の平坦な部分と比べて相対的に短くなる。従って、このように短くなった距離分に応じて、土手状部分における画素電極と対向電極との間に発生する縦電界を強めることができる。
【００１５】
このように、横電界が発生する領域において、電気光学物質の層厚を変化させることで横電界に対して縦電界を相対的に強くできるので、横電界による電気光学物質の配向不良の発生を低減することが可能となる。また、電気光学物質の配向不良個所を隠すための遮光膜も小さくできるので、光抜け等の画像不良を起こさずに各画素の開口率を高めることができる。
【００１６】
また、反転駆動時に各時刻において相互に同一極性の駆動電圧で駆動される相隣接する画素電極間の間隙に対向する領域は、横電界の影響が小さいか、或いは影響がないので、画素電極の下地面に凹凸を形成することによって配向膜を平坦化し、画素電極表面の段差による悪影響を低減することもできる。
【００１７】
それ故、本発明によれば、横電界による電気光学物質の配向不良と、段差による電気光学物質の配向不良とを総合的に低減することにより、コントラスト比が高く、且つ明るく高品位の画像表示が可能となる。
【００１８】
また本発明では、マスクをエッチング除去しながら下地面にエッチングを行うことによりこの下地面に凹凸を形成する。従って、マスクで覆われていない領域が最初にエッチングされるとともに、マスクのエッチングが進行していくうちにマスクの端部で覆われていた領域も浅くエッチングされることになる。このため、本発明によれば、凹凸の縁部分は、テーパー面のようになだらかな形状になるので、このような凹凸の上に配線などが通っていても断線などが発生しない。また、ウエットエッチングによってこの凹凸の縁部分を少量、除去することにより、なだらかな形状にしてもよい。
【００１９】
本発明において、前記画素電極内には光透過領域が形成され、前記第１の画素電極群に属する画素電極と前記第２の画素電極群に属する画素電極との境界領域における前記電気光学物質の層厚が、前記光透過領域における前記電気光学物質の層厚よりも３００ｎｍ以上薄いことを特徴とする。かかる構成によれば、横電界による悪影響が実用上表面化しない程度にまで、この領域における縦電界を横電界に対して大きくできる。
本発明において、前記マスクとして、多段に積み上げられたマスクを用いることが好ましい。このような構成のマスクを用いると、マスクが形成されいない領域、マスクが薄い領域、及びマスクが厚い領域の各々においてエッチング深さを変えることができる。よって、上層側及び下層側における段差の状況に合わせて画素電極表面を平坦化することができるとともに、逆に画素電極表面に所定の高低をつけることもできる。
【００２０】
このようなマスクを形成する際には、例えば、下層側マスクを形成した後、該下層側マスクと異なるパターンで当該下層側マスクに上層側マスクを積層すればよい。
【００２１】
この場合に、前記下層側マスク及び前記上層側マスクのうち、一方のマスクはポジ型フォトレジストにより形成し、他方のマスクはネガ型フォトレジストより形成することが好ましい。即ち、下層側マスクと上層側マスクとを異なるタイプのフォトレジストから形成することが好ましい。このように構成すると、上層側マスクを形成するときにその溶媒などによって下層側マスクが劣化しない。
【００２２】
本発明において、前記マスクとしてレジストマスクを形成するとともに、当該マスクを介して前記下地面をエッチングするにあたっては、例えば、酸素を含有したエッチングガスを用いてドライエッチングを行うことが好ましい。このように構成すると、エッチングガス中の酸素によってレジストマスクをエッチングしながら下地面をエッチングできる。
【００２３】
本発明において、前記下地面は、例えば、前記第１の基板の表面である。また、前記下地面は、前記第１の基板の表面側に形成した下地絶縁膜あるいは層間絶縁膜などをいった絶縁膜の表面であってもよい。
本発明において、前記画素電極内には光透過領域が形成され、前記光透過領域における前記電気光学物質の層厚は、前記画素電極同士の境界領域の間隙の寸法の2倍を越えないように制御されて製造されることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の各実施形態は、本発明の電気光学装置を液晶装置に適用したものである。
【００２５】
［第１実施形態］
（全体構成）
図１は、本実施形態の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、配線等の等価回路である。図２は、本実施形態の電気光学装置において、図１に示す電気データ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。図３は、図２に示す画素同士の境界領域のうち、画素電極の下層側に位置する下地面に凹部を形成した領域を右上がりの斜線を付して示す説明図である。図４は、図２に示す画素同士の境界領域のうち、画素電極の下層側に位置する下地面に凸部を形成した領域を右下がりの斜線を付して示す説明図である。図５は、図２のＡ−Ａ’断面図であり、図６は、図２のＢ−Ｂ’断面図であり、図７は、図２のＣ−Ｃ’断面図である。図８は、１Ｈ反転駆動方式を採用した電気光学装置において、各画素電極における電位極性と横電界が生じる領域との関係を示す説明図である。図９（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、ＴＮ液晶を用いた場合の液晶分子の配向の様子を示す説明図である。尚、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、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
【００２６】
図１において、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は、画素電極９ａと当該画素電極９aを制御するためのＴＦＴ３０がマトリクス状に複数形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該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良い。また、ＴＦＴ３０のゲートに走査線３ａが電気的に接続されており、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を所定のタイミングで書き込む。画素電極９ａを介して電気光学物質の一例と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（後述する）に形成された対向電極（後述する）との間で一定期間保持される。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、階調表示を可能にする。ノーマリーホワイトモードであれば、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶部分を通過不可能とされ、ノーマリーブラックモードであれば、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶部分を通過可能とされ、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持つ光が出射する。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９ａと対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０を付加する。
【００２７】
本実施形態では、前述した従来の各種の反転駆動方式のうち、図８を参照して後述する１Ｈ反転駆動方式を用いて駆動が行われる。これにより、直流電圧印加による液晶の劣化を避けつつ、フレーム或いはフィールド周期で発生するフリッカや特に縦クロストークの低減された画像表示を行える。
【００２８】
図２において、電気光学装置のＴＦＴアレイ基板上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極９ａ（点線部９ａ’により輪郭が示されている）が設けられており、画素電極９ａの縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂが設けられている。データ線６ａは、コンタクトホール５を介して例えばポリシリコン膜からなる半導体層１ａのうち後述のソース領域に電気接続されている。画素電極９ａは、コンタクトホール８を介して半導体層１ａのうち後述のドレイン領域に電気接続されている。また、半導体層１ａのうち図２中右下がりの斜線領域で示したチャネル領域１ａ’に対向するように走査線３ａが配置されており、走査線３ａはゲート電極として機能する。このように、走査線３ａとデータ線６ａとの交差する個所には夫々、チャネル領域１ａ’に走査線３ａがゲート電極として対向配置された画素スイッチング用ＴＦＴ３０が設けられている。
【００２９】
容量線３ｂは、走査線３ａに沿ってほぼ直線状に伸びる本線部と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って図中上方に突出した突出部とを有する。
【００３０】
詳しくは後述するが、本実施形態では、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板上において各データ線６ａに沿った領域（図３中、右上がりの斜線が付された領域）に、ストライプ状の凹部２０１が複数設けられている。これにより、データ線６ａに対する平坦化処理が施されている。また、本実施形態では、図４に示すように、ＴＦＴアレイ基板上において、データ線６ａで挟まれた領域のうち、各走査線３ａ、各容量線３ｂ、及び各ＴＦＴ３０が形成されている領域を含む領域（図４中、右下がりの斜線が付された領域）は、画素電極９ａが形成されている領域よりも一段、高い凸部３０１が複数設けられている。
【００３１】
図５において、電気光学装置は、透明なＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置される透明な対向基板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、シリコン基板からなり、対向基板２０は、例えばガラス基板や石英基板からなる。ＴＦＴアレイ基板１０には、画素電極９ａが設けられており、その上側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜１６が設けられている。画素電極９ａは例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などの透明導電性薄膜からなる。また配向膜１６は例えば、ポリイミド薄膜などの有機薄膜からなる。
【００３２】
他方、対向基板２０には、その全面に渡って対向電極２１が設けられており、その下側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜２２が設けられている。対向電極２１は例えば、ＩＴＯ膜などの透明導電性薄膜からなる。また配向膜２２は、ポリイミド薄膜などの有機薄膜からなる。
【００３３】
ＴＦＴアレイ基板１０には、各画素電極９ａに隣接する位置に、各画素電極９ａをスイッチング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ３０が設けられている。
【００３４】
対向基板２０には、更に、各画素の非開口領域に、一般にブラックマスク或いはブラックマトリクスと称される遮光膜２３が設けられている。このため、対向基板２０の側から入射光が画素スイッチング用ＴＦＴ３０の半導体層１ａのチャネル領域１ａ’や低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃに侵入することはない。更に、遮光膜２３は、コントラストの向上、カラーフィルタを形成した場合における色材の混色防止などの機能を有する。尚、本実施形態では、アルミニウム等からなる遮光性のデータ線６ａで、各画素の非開口領域のうちデータ線６ａに沿った部分を遮光することにより、各画素の開口領域のうちデータ線６ａに沿った輪郭部分を規定してもよいし、このデータ線６ａに沿った非開口領域についても冗長的に又は単独で対向基板２０に設けられた遮光膜２３で遮光するように構成してもよい。
【００３５】
このように構成した電気光学装置において、画素電極９ａと対向電極２１とが対面するように配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、後述のシール材により囲まれた空間に電気光学物質の一例である液晶が封入され、液晶層５０が形成される。液晶層５０は、画素電極９ａからの電界が印加されていない状態で配向膜１６及び２２により所定の配向状態をとる。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る。シール材は、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０をそれらの周辺で貼り合わせるための、例えば光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂からなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー或いはガラスビーズ等のギャップ材が混入されている。
【００３６】
更に、ＴＦＴアレイ基板１０と複数の画素スイッチング用ＴＦＴ３０との間には、下地絶縁膜１２が設けられている。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の表面の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ＴＦＴ３０の特性の劣化を防止する機能を有する。下地絶縁膜１２は、例えば、ＮＳＧ（ノンドープトシリケートガラス）、ＰＳＧ（リンシリケートガラス）、ＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンシリケートガラス）などの高絶縁性ガラス又は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等からなる。
【００３７】
本実施形態では、半導体層１ａを高濃度ドレイン領域１ｅから延設して第１蓄積容量電極１ｆとし、これに対向する容量線３ｂの一部を第２蓄積容量電極とし、ゲート絶縁膜を含んだ絶縁薄膜２を走査線３ａに対向する位置から延設してこれらの電極間に挟持された誘電体膜とすることにより、蓄積容量７０が構成されている。
【００３８】
画素スイッチング用ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、走査線３ａ、当該走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜を含む絶縁薄膜２、データ線６ａ、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄ並びに高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。高濃度ドレイン領域１ｅには、複数の画素電極９ａのうちの対応する一つがコンタクトホール８を介して接続されている。また、走査線３ａ及び容量線３ｂの上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール５及び高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が各々形成された第１層間絶縁膜４が形成されている。更に、データ線６ａ及び第１層間絶縁膜４の上には、高濃度ドレイン領域１ｅへのコンタクトホール８が形成された第２層間絶縁膜７が形成されている。前述の画素電極９ａは、このように構成された第２層間絶縁膜７の上面に設けられている。
【００３９】
なお、本実施形態では、画素スイッチング用ＴＦＴ３０がＬＤＤ構造を持つが、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃに不純物イオンの打ち込みを行わないオフセット構造を持ってよいし、走査線３ａの一部からなるゲート電極をマスクとして高濃度で不純物イオンを打ち込み、自己整合的に高濃度ソース及びドレイン領域を形成するセルフアライン型のＴＦＴであってもよい。また本実施形態では、画素スイッチング用ＴＦＴ３０のゲート電極を高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅ間に１個のみ配置したシングルゲート構造としたが、これらの間に２個以上のゲート電極を配置してもよい。このようにデュアルゲート或いはトリプルゲート以上でＴＦＴを構成すれば、チャネルとソース及びドレイン領域との接合部のリーク電流を防止でき、オフ時の電流を低減することができる。
【００４０】
図６に示すように、図２で左右に相隣接する画素電極９ａの間隙に位置する各画素の非開口領域には、データ線６ａが設けられており、データ線６ａにより各画素の開口領域の輪郭のうちデータ線６ａに沿った部分が規定され、且つデータ線６ａにより当該非開口領域における光抜けが防止されている。また、データ線６ａの下には、容量線３ｂの本線部からデータ線６ａの下に沿って突出した部分を利用して、蓄積容量７０が形成されており、非開口領域の有効利用が図られている。
【００４１】
（段差および横電界対策）
図３及び図６に示すように、本実施形態では特に、ＴＦＴアレイ基板１０上において各データ線６ａや各ＴＦＴ３０を含む各データ線６ａに沿った領域に凹部２０１が複数設けられている。
【００４２】
本形態において、凹部２０１は、画素電極９ａの下層側のうち、ＴＦＴアレイ基板１０の表面（本実施形態における下地面）に形成され、この凹部２０１が層間絶縁膜７の表面に反映されていることにより、データ線６ａ及びＴＦＴ３０に対する平坦化処理が施されている。また、凹部２０１の側面部２０２はテーパ面になっており、このテーパ面も層間絶縁膜７の表面にまで反映されている。
【００４３】
図７に示すように、図２で上下に相隣接する画素電極９ａの間隙に位置する各画素の非開口領域には、走査線３ａ及び容量線３ｂが設けられており、対向基板２０に設けられた遮光膜２３により各画素の開口領域の輪郭のうち走査線３ａに沿った部分が規定されており、且つ遮光膜２３により当該非開口領域における光抜けが防止されている。
【００４４】
本実施形態では、走査線３ａ及び容量線３ｂに沿った領域には凹部２０１が形成されておらず、走査線３ａや容量線３ｂが通っている領域には、画素電極９ａの間において土手状に盛り上がる凸部３０１が形成されている。本実施形態では、画素電極９ａの縁は、この凸部３０１上に形成されている。
【００４５】
本実施形態において、凸部３０１も、画素電極９ａの下層側のうち、ＴＦＴアレイ基板１０の表面（本実施形態における下地面）に形成され、この凸部３０１が層間絶縁膜７の表面に反映されていることにより、この領域における液晶層５０の層厚が薄くなっている。また、凸部３０１の側面部３０２はテーパ面になっており、このテーパ面も層間絶縁膜７の表面にまで反映されている。
【００４６】
図８を参照して、本実施形態で採用する１Ｈ反転駆動方式における、相隣接する画素電極９ａの電位極性と横電界の発生領域との関係について説明する。
【００４７】
図８（ａ）に示すように、ｎ（但し、ｎは自然数）番目のフィールド或いはフレームの画像信号を表示する期間中には、画素電極９ａ毎に＋又は−で示す液晶駆動電位の極性は反転されず、行毎に同一極性で画素電極９ａが駆動される。その後図８（ｂ）に示すように、ｎ＋１番目のフィールド或いは１フレームの画像信号を表示するに際し、各画素電極９ａにおける液晶駆動電位の電位極性は反転され、このｎ＋１番目のフィールド或いは１フレームの画像信号を表示する期間中には、画素電極９ａ毎に＋又は−で示す液晶駆動電位の極性は反転されず、行毎に同一極性で画素電極９ａが駆動される。そして、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示した状態が、１フィールド又は１フレームの周期で繰り返されて、本実施形態における１Ｈ反転駆動方式による駆動が行われる。この結果、本実施形態によれば、直流電圧印加による液晶の劣化を避けつつ、クロストークやフリッカの低減された画像表示を行える。尚、１Ｈ反転駆動方式によれば、１Ｓ反転駆動方式と比べて、縦方向のクロストークが殆ど無い点で有利である。
【００４８】
図８（ａ）及び図８（ｂ）から分かるように、１Ｈ反転駆動方式では、横電界の発生領域Ｃ１は常時、縦方向（Ｙ方向）に相隣接する画素電極９ａ間の間隙付近となる。
【００４９】
そこで、本実施形態では、図３及び図７に示すように、走査線３ａに沿った領域に凸部３０１を形成し、この凸部３０１上に配置された画素電極９ａの縁付近における縦電界を強めるようにする。即ち、図７に示すように、凸部３０１上に配置された画素電極９ａの縁付近と対向電極２１との距離ｄ１を凸部３０１の段差（高さ）の分だけ狭めてある。
【００５０】
これに対して、図６に示すように、データ線６ａに対しては、凹部２０１によって平坦化処理が施され、この凹部２０１によって、画素電極９ａの縁付近と対向電極２１との間の距離ｄ２は、画素電極９ａの大部分を占める中央領域における画素電極９ａと対向電極２１との間の距離Ｄとほぼ等しくなっている。
【００５１】
ここで、平坦化した部分における画素電極９ａの縁付近と対向電極２１との距離ｄ２は、画素電極９ａの略中心上における液晶層５０のセルギャップＤとの間に下式
ｄ２＋３００ｎｍ≧Ｄ
で示す関係が成り立つようにする。すなわち、横電界が発生しない領域において、液晶のセルギャップＤとの間に３００ｎｍ以上の段差が生じると光抜けが発生する可能性があるためである。
【００５２】
このように電気光学装置を構成することにより、図８に示した横電界の発生領域Ｃ１において、画素電極９ａと対向電極２１との間における縦電界を強めることができるのである。そして、図７において、距離ｄ１が狭まっても、相隣接する画素電極９ａ間の間隙Ｗ１は一定であるため、間隙Ｗ１が狭まる程に強まる横電界の大きさも一定である。このため、図８に示した横電界の発生領域Ｃ１において局所的に、横電界よりも縦電界を強めることができ、この結果として縦電界をより支配的にすることにより、横電界の発生領域Ｃ１における液晶の配向不良を防止できるのである。
【００５３】
尚、図６に示すように、データ線６ａに対しては、平坦化処理が施されているので、この部分においてデータ線６ａ等による段差に起因した液晶の配向不良の発生を低減可能である。ここでは平坦化処理が施されているため、画素電極９ａと対向電極２１との間の距離ｄ２が短くなることにより縦電界が強められることはないが、この部分では、図８に示したように相隣接する画素電極９ａ間に横電界は発生しない。従って、この部分では、横電界に対する対策を講ずることなく、平坦化処理により液晶の配向状態を極めて良好にできるのである。
【００５４】
以上のとおり、本実施形態によれば、１Ｈ反転駆動方式において発生する横電界の特性に着目して、横電界の発生領域Ｃ１では、凸部３０１に画素電極９ａの縁を配置することで、縦電界を強めることにより横電界による悪影響を低減すると同時に、横電界の発生しない領域では、平坦化を行うことで、画素電極９ａ表面の段差による悪影響を低減する。このように、横電界による液晶の配向不良と段差による液晶の配向不良を総合的に低減することにより、液晶の配向不良個所を隠すための遮光膜２３も小さくて済む。従って、光抜け（等の画質不良を起こさずに各画素の開口率を高めることができ、最終的にコントラスト比が高く且つ明るく高品位の画像表示が可能となる。
【００５５】
また、本実施形態によれば、横電界による液晶の配向不良と段差による液晶の配向不良を総合的に低減するために形成した凸部３０１及び凹部２０１の各々の側面部３０２、２０２がテーパ面になっているので、これらの凸部３０１及び凹部２０１の上を配線が通っても、配線に断線が起きない。
【００５６】
因みに本願発明者の研究によれば、液晶層５０の層厚は、耐光性をある程度のレベルに維持し、液晶５０の注入プロセスを困難にせず、動作中における電界印加により液晶分子が良好に動くようにするために、ある程度の層厚（例えば、現行の技術によれば３μｍ程度）が必要である。他方、相隣接する画素電極９ａ間の間隙Ｗ１（図７参照）を、この部分における画素電極９ａと対向電極２１との間の距離ｄ１より短く（即ち、Ｗ１＜ｄ１に）してしまうと、横電界による悪影響が顕在化し始めることが判明している。従って、微細ピッチな画素の高開口率化を図るために、単純に液晶層５０の層厚Ｄ（図６及び図７参照）を全体に薄くしたのでは、液晶の層厚制御の困難化、耐光性の低下、注入プロセスの困難化、液晶分子の動作不良等が発生してしまう。逆に微細ピッチな画素の高開口率化を図るために、液晶層５０を薄くすること無く単純に相隣接する画素電極９ａ間の間隙Ｗ１を狭めたのでは、縦電界と比べて横電界が大きくなるため、当該横電界による液晶の配向不良が顕在化してしまう。このような液晶装置における特質を勘案すれば、上述した本実施形態のように、横電界が生じる領域においてのみ液晶層５０の層厚ｄ１を（例えば１．５μｍ程度にまで）狭めると共に、画素電極９ａの大部分を占めるその他の領域においては液晶層５０の層厚Ｄを狭めないことにより、液晶層５０の光透過領域における層厚Ｄを十分に（例えば３μｍ程度に）確保可能とし且つ横電界を相対的に強めないようにしつつ相隣接する画素電極９ａ間の間隙Ｗ１を狭められる構成は、微細ピッチな画素の高開口率化及び表示画像の高精細化を図る上で非常に有効である。
【００５７】
本実施形態では特に、図７において好ましくは、下式
０．５Ｄ  ＜  Ｗ１
で示す関係を満足するように画素電極９ａを平面配置する。これは、液晶の層厚Ｄが画素電極９ａ間の間隔Ｗ１の２倍を越えないように制御しないと、横電界による液晶の配向不良が顕在化するからである。
【００５８】
更に、下式
ｄ１＋３００ｎｍ（ナノメータ）  ≦  Ｄ
で示す関係を満足するように凸部３０１を形成する。即ち、凸部３０１を段差が３００ｎｍ以上となるまで盛り上げれば、横電界による悪影響が実用上表面化しない程度にまで、この領域における縦電界を横電界に対して大きくできる。
【００５９】
また、微細ピッチな画素の高開口率化及び表示画像の高精細化を図るためには、間隙Ｗ１や間隙Ｗ２をなるべく小さくするのが有効であるが、横電界の悪影響を顕在化させないためには、むやみにこの間隙Ｗ１を小さくすることはできない。ここで、Ｗ１≒ｄ１となるまで間隙Ｗ１を小さく設定すれば、画質を落とさず微細ピッチな画素の高開口率化を図るためには最も効果的である。
【００６０】
更に本実施形態では、凸部３０１における長手状に伸びる上面の幅方向の縁に、画素電極９ａの縁が位置するように構成するのが好ましい。このように構成すれば、当該画素電極９ａ内の周辺部と対向電極２１との間の距離ｄ１を凸部３０１の高さを最大限に利用して短くすることができる。同時に、凸部３０１における上面の幅を最大限に生かして横電界が生じる相隣接する画素電極９ａ間の間隔Ｗ１を狭めることができる。これらにより、凸部３０１の形状を極めて効率的に利用して、横電界の発生領域Ｃ１において横電界に対して縦電界を強めることが可能となる。
【００６１】
ここで図９（ｂ）に示すように、本実施形態では好ましくは、液晶層５０はＴＮ（Twisted Nematic）液晶から構成されており、凸部３０１の側面にはテーパが付けられている。しかも、このようなＴＮ液晶のＴＦＴアレイ基板１０上におけるプレティルト角θの傾き方向とテーパの傾き方向とを合せるようにすると良い。
【００６２】
即ち、図９（ａ）に示すように、ＴＮ液晶の液晶分子５０ａは、電圧無印加状態では各液晶分子５０ａが基本的に基板面にほぼ平行な状態となるように、且つＴＦＴアレイ基板１０から対向基板２０に向けて徐々に捻じれるように配向すると共に電圧印加状態では、矢印で夫々示したように各液晶分子５０ａが基板面から垂直に立ち上がるように配向する。このため、図９（ｂ）に示すように、凸部３０１の側面にテーパが付けられており、しかもＴＮ液晶のプレティルト角θの傾き方向とテーパの傾き方向とが合わせられていれば、凸部３０１と対向基板２０との間においては、液晶の層厚ｄ１が側面に沿って徐々に小さくなっても、液晶の層厚Ｄが一定している場合に近い良好な液晶配向状態が得られる。即ち、横電界に起因した液晶配向不良を低減する凸部３０１の存在により生じる段差に起因した液晶配向不良を極力抑えることができる。仮に、図９(ｃ)に示すようにＴＮ液晶のプレティルト角θの傾き方向とテーパの傾き方向とが合わせられていなければ、凸部３０１と対向基板２０との間においては、他の液晶分子５０ａとは反対方向に立ち上がる液晶分子５０ｂが凸部３０１の付近に発生し、これにより配向状態が不連続な液晶配向不良が生じてしまうのである。従って、このような領域は対向基板２０やＴＦＴアレイ基板１０に遮光膜を形成して隠すようにすると良い。
【００６３】
（製造プロセス）
次に、以上のような構成を持つ電気光学装置を構成するＴＦＴアレイ基板側の製造プロセスについて、図１０及び図１１を参照して説明する。
【００６４】
図１０（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ、本実施形態に係る電気光学装置に用いたＴＦＴアレイ基板１０の製造方法を示す工程断面図であり、図１１（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ、本実施形態の電気光学装置を製造する際に図１０（ａ）〜（ｅ）に示す工程に続いて行う各工程を示す工程断面図である。尚、図１０及び図１１は、図６及び図７と同様、図２のＢ−Ｂ’断面及び図２のＣ−Ｃ’断面に対応させて示してある。
【００６５】
先ず図１０（ａ）に示すように、先ず石英基板、ハードガラス基板、シリコン基板等のＴＦＴアレイ基板１０を用意し、その表面に、フォトリソグラフィ技術を用いて下層側レジストトマスク５０１を形成する。この下層側レジストマスク５０１は、データ線６ａに沿って凹部２０１を形成すべき領域が開口部５０２になっている。
【００６６】
次に図１０（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて、下層側レジストマスク５０１の表面に、この下層側レジストマスク５０１と異なるパターンの上層側レジストマスク５０５を形成する。このレジストマスク５０５は、走査線３ａ及び容量線３ｂに沿って凸部３０１を形成すべき領域に形成される。
【００６７】
その結果、ＴＦＴアレイ基板１０の表面には、下層側レジストマスク５０１と上層側レジストマスク５０５とが２段に積み上げられたレジストマスク５０８が形成される。ここで、下層側レジストマスク５０１及び上層側レジストマスク５０５のうち、一方のレジストマスクはポジ型フォトレジストにより形成し、他方のレジストマスクはネガ型フォトレジストより形成する。このように性質が全く異なるフォトレジストからマスクを構成すると、上層側レジストマスク５０５を形成するときにその溶媒などによって下層側レジストマスク５０１が劣化することを防止できる。
【００６８】
次に図１０（ｃ）に示すように、レジストマスク５０８を介してＴＦＴアレイ基板１０に対してドライエッチングを行なう。このとき、エッチングガスには酸素を含有させておく。その結果、ＴＦＴアレイ基板１０は、レジストマスク５０８が形成されていない領域からエッチングされる。また、エッチングが進行するに伴なって、レジストマスク５０８も、エッチングガス中の酸素によってエッチングされる。その結果、マスク５８が薄くなっていくとともに、レジストマスク５０８の端部５０９が後退していく。従って、レジストマスク５０８のうち、薄い部分（下層側レジストマスク５０１のみが形成されている部分）がエッチング除去された以降は、図１０（ｄ）に示すように、レジストマスク５０８の薄い部分で覆われていたＴＦＴアレイ基板１０の表面もエッチングされる。また、レジストマスク５０８の端部５０９が後退することによって、レジストマスク５０８の端部５０９で覆われていた部分は、テーパ面となってエッチングされる。従って、図１０（ｅ）に示すように、凹部２０１の側面部２０２は３テーパ面となる。
【００６９】
これに対して、レジストマスク５０８の厚い部分（下層側レジストマスク５０１と上層側レジストマスク５０５の２層構造になっていた領域）は、エッチング終了時までエッチングされない。但し、マスク５８の厚い部分でも、上層側レジストマスク５０５の端部５０６（図１０（ｃ）を参照）で覆われていた領域では、下層側レジストマスク５０１がエッチング除去された以降、上層側レジストマスク５０５の端部５０６の後退によってエッチングされる。従って、図１０（ｅ）に示すように、凸部３０１の側面部３０２はテーパ面となる。
【００７０】
このようにしてエッチングを行なうと、図１０（ｂ）と図１１（ａ）とを対比すればわかるように、ＴＦＴアレイ基板１０の表面のうち、最初からレジストマスク５０８で覆われていなかった領域には、側面部２０２がテーパ面の凹部２０１が形成される。また、レジストマスク５０８の厚い部分（下層側レジストマスク５０１と上層側レジストマスク５０５の２層構造になっていた領域）で覆われていた領域には、側面部３０２がテーパ面の凸部３０１が形成される。これに対して、レジストマスク５０８の薄い部分（下層側レジストマスク５０１のみが形成されている部分）で覆われていた領域は、凹部２０１と凸部３０１との間の基板厚を有する部分となる。
【００７１】
次に図１１（ｂ）に示すように、薄膜形成技術を用いて、ＴＦＴアレイ基板１０上に、走査線３ａ及び容量線３ｂを形成する。これと平行して、図３に示したＴＦＴ３０及び蓄積容量７０を形成する。
【００７２】
より具体的には、凹部２０１及び凸部３０１を形成した後のＴＦＴアレイ基板１０上に、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法等によりＴＥＯＳ（テトラ・エチル・オルソ・シリケート）ガス、ＴＥＢ（テトラ・エチル・ボートレート）ガス、ＴＭＯＰ（テトラ・メチル・オキシ・フォスレート）ガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等からなり、膜厚が約５００〜２０００ｎｍの下地絶縁膜１２を形成する。次に、下地絶縁膜１２の上に、減圧ＣＶＤ等によりアモルファスシリコン膜を形成しアニール処理を施することにより、ポリシリコン膜を固相成長させる。或いは、アモルファスシリコン膜を経ないで、減圧ＣＶＤ法等によりポリシリコン膜を直接形成する。次に、このポリシリコン膜に対し、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等を施すことにより、図２に示した如き第1蓄積容量電極１ｆを含む所定パターンを有する半導体層１ａを形成する。次に、熱酸化すること等により、図３に示したＴＦＴ３０のゲート絶縁膜と共に蓄積容量形成用の誘電体膜を含む絶縁薄膜２を形成する。この結果、半導体層１ａの厚さは、約３０〜１５０ｎｍの厚さ、好ましくは約３５〜５０ｎｍの厚さとなり、絶縁薄膜２の厚さは、約２０〜１５０ｎｍの厚さ、好ましくは約３０〜１００ｎｍの厚さとなる。次に、減圧ＣＶＤ法等によりポリシリコン膜を約１００〜５００ｎｍの厚さに堆積し、更にＰ（リン）を熱拡散して、このポリシリコン膜を導電化した後、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、図２に示した如き所定パターンの走査線３ａ及び容量線３ｂを形成する。尚、走査線３ａ及び容量線３ｂは、高融点金属や金属シリサイド等の金属合金膜で形成しても良いし、ポリシリコン膜等と組み合わせた多層配線としても良い。次に、低濃度及び高濃度の２段階で不純物イオンをドープすることにより、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅを含む、ＬＤＤ構造の画素スイッチング用ＴＦＴ３０を形成する。
【００７３】
尚、図１１（ｂ）に示す工程では、ＴＦＴから構成されるデータ線駆動回路、走査線駆動回路等の周辺回路を構成するＴＦＴをＴＦＴアレイ基板１０上の周辺部に形成してもよい。
【００７４】
次に図１１（ｃ）に示すように、走査線３ａ、容量線３ｂ、絶縁薄膜２及び下地絶縁膜１２からなる積層体を覆うように、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法やＴＥＯＳガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等からなる層間絶縁膜４を形成する。層間絶縁膜４は、例えば１０００〜２０００ｎｍ程度の膜厚とされる。尚、この熱焼成と並行して或いは相前後して、半導体層１ａを活性化するために約１０００℃のアニール処理を行ってもよい。そして、図３に示したデータ線６ａと半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄを電気接続するためのコンタクトホール５を第１層間絶縁膜４及び絶縁薄膜２に開孔し、また、走査線３ａや容量線３ｂを基板周辺領域において図示しない配線と接続するためのコンタクトホールも、コンタクトホール５と同一の工程により開孔することができる。続いて、第１層間絶縁膜４の上に、スパッタリング工程等により、アルミニウム等の低抵抗金属膜や金属シリサイド膜を約１００〜５００ｎｍの厚さに堆積した後、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程等により、データ線６ａを形成する。
【００７５】
次に図１１（ｄ）に示すように、データ線６ａ上に第２層間絶縁膜７が形成される。また、図３に示したように、画素電極９ａと高濃度ドレイン領域１ｅとを電気接続するためのコンタクトホール８を、反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチング或いはウエットエッチングにより形成する。続いて、第２層間絶縁膜７の上に、スパッタリング等により、ＩＴＯ膜等の透明導電性薄膜を、約５０〜２００ｎｍの厚さに堆積し、更にフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程等により、画素電極９ａを形成する。尚、当該電気光学装置を反射型として用いる場合には、アルミニウム等の反射率の高い不透明な材料から画素電極９ａを形成してもよい。
【００７６】
以上のように、本実施形態の製造方法によれば、ＴＦＴアレイ基板１０に凹部２０１を掘ってデータ線６ａを形成して、データ線６ａに対する平坦化処理を施すと共に、走査線３ａ及び容量線３ｂに対しては平坦化処理を施さず、逆に凸部３０１によって積極的に盛り上げる。それ故、横電界の発生しない領域では凹部２０１によって、段差に起因する液晶配向不良を低減し、横電界の発生する領域では凸部３０１により横電界による液晶配向不良を低減することができる。
【００７７】
また、本実施形態では、レジストマスク５０８については下層側レジストマスク５０１と上層側レジストマスク５０５との２段構造にし、かつ、このレジストマスク５０８を用いてＴＦＴアレイ基板１０の表面をエッチングすることによって、側面部２０２、３０２がテーパ面になっている凹部２０１及び凸部３０１を形成する。それ故、凹部２０１及び凸部３０１の上に配線を通しても、これらの配線が断線することがない。
【００７８】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態における電気光学装置の構成について、図１２から図１４を参照して説明する。
【００７９】
図１２は、本形態の電気光学装置を図２のＡ−Ａ’線に相当する位置で切断したときに相当する断面図であり、図１３は、図２のＢ−Ｂ’線に相当する位置で切断したときに相当する断面図であり、図１４は、図２のＣ−Ｃ’線に相当する位置で切断したときに相当する断面図である。尚、第１実施形態に係る電気光学装置では、凹部２０１及び凸部３０１をＴＦＴアレイ基板１０の表面に形成したが、本実施形態に係る電気光学装置は、ＴＦＴアレイ基板１０の表面のうち、下地絶縁膜１２の表面に凹部２０１及び凸部３０１を形成した例である。その他の構成は、第１実施形態に係る電気光学装置と本実施形態に係る電気光学装置との間で同一である。従って、対応する部分は同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００８０】
本実施形態に係る電気光学装置でも、図３、図１２及び図１３に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０上において各データ線６ａや各ＴＦＴ３０を含む各データ線６ａに沿った領域に凹部２０１が複数設けられている。
【００８１】
但し、本実施形態において、凹部２０１は、画素電極９ａの下層側のうち、下地絶縁膜１２の表面（本実施形態における下地面）に形成され、この凹部２０１が層間絶縁膜７の表面に反映されていることにより、データ線６ａに対する平坦化処理が施されている。また、凹部２０１の側面部２０２はテーパ面になっており、このテーパ面も層間絶縁膜７の表面にまで反映されている。
【００８２】
また、本実施形態でも、図４、図１２及び図１４に示すように、走査線３ａ及び容量線３ｂに沿った領域には凹部２０１が形成されておらず、走査線３ａや容量線３ｂが通っている領域には、画素電極９ａの間において土手状に盛り上がる凸部３０１が形成されている。
【００８３】
本形態において、凸部３０１も、画素電極９ａの下層側のうち、下地絶縁膜１２の表面（本実施形態における下地面）に形成され、この凸部３０１が層間絶縁膜７の表面に反映されていることにより、この領域における液晶層５０の層厚が薄くなっている。また、凸部３０１の側面部３０２はテーパ面になっており、このテーパ面も層間絶縁膜７の表面にまで反映されている。
【００８４】
このように構成した電気光学装置でも、１Ｈ反転駆動方式において発生する横電界の特性に着目して、横電界の発生領域Ｃ１では、凸部３０１に画素電極９ａの縁を配置することで、縦電界を強めることにより横電界による悪影響を低減することができる。また、横電界の発生しない領域では、凹部２０１によって平坦化を行うことで、画素電極９ａ表面の段差による悪影響を低減することができるなど、第１実施形態と同様な効果を奏する。
【００８５】
このような構成の電気光学装置に用いたＴＦＴアレイ基板側の製造プロセスについて、図１５を参照して説明する。
【００８６】
本実施形態では、まず図１５（ａ）に示すように、先ず石英基板、ハードガラス基板、シリコン基板等のＴＦＴアレイ基板１０を用意し、その表面に下地絶縁膜１２を形成する。
【００８７】
次に、図１５（ｂ）に示すように、下地絶縁膜１２の表面に下層側レジストマスク５０１を形成する。この下層側レジストマスク５０１は、データ線６ａに沿って凹部２０１を形成すべき領域が開口部５０２になっている。次に、下層側レジストマスク５０１の表面に上層側レジストマスク５０５を形成する。このレジストマスク５０５は、走査線３ａ及び容量線３ｂに沿って凸部３０１を形成すべき領域に形成される。その結果、ＴＦＴアレイ基板１０の表面には、下層側レジストマスク５０１と上層側レジストマスク５０５とが２段に積み上げられたレジストマスク５０８が形成される。
【００８８】
次に、レジストマスク５０８を介して下地絶縁膜１２の表面に対してドライエッチングを行なう。このとき、エッチングガスには酸素を含有させておく。その結果、下地絶縁膜１２の表面は、レジストマスク５０８が形成されていない領域からエッチングされる。また、エッチングが進行するに伴なって、レジストマスク５０８もエッチングされる。その結果、マスク５８が薄くなっていくとともに、レジストマスク５０８の端部５０９が後退していく。従って、レジストマスク５０８のうち、薄い部分（下層側レジストマスク５０１のみが形成されている部分）がエッチング除去された以降は、レジストマスク５０８の薄い部分で覆われていた下地絶縁膜１２の表面もエッチングされる。また、レジストマスク５０８の端部５０９が後退することによって、レジストマスク５０８の端部５０９で覆われていた部分は、テーパ面となってエッチングされる。従って、凹部２０１の側面部２０２は３テーパ面となる。
【００８９】
これに対して、レジストマスク５０８の厚い部分（下層側レジストマスク５０１と上層側レジストマスク５０５の２層構造になっていた領域）は、エッチング終了時までエッチングされない。但し、マスク５８の厚い部分でも、上層側レジストマスク５０５の端部５０６で覆われていた領域では、下層側レジストマスク５０１がエッチング除去された以降、上層側レジストマスク５０５の端部５０６の後退によってエッチングされる。従って、凸部３０１の側面部３０２は３テーパ面となる。
【００９０】
このようにしてエッチングを行なうと、図１５（ｂ）と図１５（ｃ）とを対比すればわかるように、下地絶縁膜１２の表面のうち、最初からレジストマスク５０８で覆われていなかった領域には、側面部２０２がテーパ面の凹部２０１が形成される。また、レジストマスク５０８の厚い部分（下層側レジストマスク５０１と上層側レジストマスク５０５の２層構造になっていた領域）で覆われていた領域には、側面部３０２がテーパ面の凸部３０１が形成される。さらに、レジストマスク５０８の薄い部分（下層側レジストマスク５０１のみが形成されている部分）で覆われていた領域は、下地絶縁膜１２が凹部２０１と凸部３０１との間の膜厚を有する部分となる。
【００９１】
以降は、基本的には図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）を参照して説明した工程と同様な工程を行なうので、それらの説明を省略する。
【００９２】
［第３実施形態］
第１及び第２実施形態のいずれも、１Ｈ反転駆動方式を採用した電気光学装置の例であったが、本形態のように、１Ｓ反転駆動方式を採用した電気光学装置に本発明を適用してもよい。
【００９３】
図１６は、１Ｓ反転駆動方式を採用した電気光学装置において、各画素電極における電位極性と横電界が生じる領域との関係を示す説明図である。
【００９４】
１Ｓ反転駆動方式を採用した電気光学装置では、図１６（ａ）に示すように、ｎ（但し、ｎは自然数）番目のフィールド或いはフレームの画像信号を表示する期間中には、画素電極９ａ毎に＋又は−で示す液晶駆動電位の極性は反転されず、列毎に同一極性で画素電極９ａが駆動される。その後、図１６（ｂ）に示すように、ｎ＋１番目のフィールド或いは１フレームの画像信号を表示するに際し、各画素電極９ａにおける液晶駆動電位の極性は反転され、このｎ＋１番目のフィールド或いは１フレームの画像信号を表示する期間中には、画素電極９ａ毎に＋又は−で示す液晶駆動電位の極性は反転されず、列毎に同一極性で画素電極９ａが駆動される。そして、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示した状態が、１フィールド又は１フレームの周期で繰り返されて、本実施形態における１Ｓ反転駆動方式による駆動が行われる。従って、直流電圧印加による液晶の劣化を避けつつ、クロストークやフリッカの低減された画像表示を行える。
【００９５】
このような１Ｓ反転駆動方式を採用した電気光学装置では、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）から分かるように、横電界の発生領域Ｃ２は常時、横方向（Ｘ方向）に相隣接する画素電極９ａ間の境界領域となる。従って、１Ｓ反転駆動方式を採用した電気光学装置では、図示を省略するが、１Ｈ反転駆動方式を採用した電気光学装置とは反対に、図２を参照して説明したＴＦＴアレイ基板１０上において、各データ線６ａに沿った領域に凸部を形成すればよい。また、走査線３ａ及び容量線３ｂに沿った領域には凹部を形成してこの領域の平坦化を図ればよい。
【００９６】
このような構成の電気光学装置も、それを製造するにあたっては、画素電極９ａの下層側に凹凸を形成するが、この方法については、図１０を参照して説明した工程、あるいは図１５を参照して説明した工程をそのまま応用すればよいので、説明を省略する。
【００９７】
［第４実施形態］
図１７（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、本発明の別の課題を示す電気光学装置の断面図、本発明の第４実施形態の電気光学装置の断面図、およびこの電気光学装置の製造方法を示す工程断面図である。
【００９８】
上記の実施形態１乃至３において、図１７（ａ）に示すように、容量線３ｂが形成された領域（蓄積容量７０の形成領域）の表面は、走査線３ａが形成された領域の表面と比較して、第１蓄積容量電極１ｆの厚さ分だけ、高くなりやすい。
【００９９】
このようなときでも、図１７（ｂ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の表面のうち、容量線３ｂが形成される領域を、走査線３ａが形成される凸部３０１と比較して予め一段、低くしておけば、表面に無用な凹凸が形成されるのを防止することができる。
【０１００】
このような凹凸構造を形成するにあたっては、たとえば、図１７（ｃ）に示すように、レジストマスク５０８において下層側レジストマスク５０１と上層側レジストマスク５０５との間に中間レジストマスク５０７を追加し、これらのレジストマスク５０１、５０７、５０５の有無（レジストマスク５０８の厚さの差）によって、図１７（ｂ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の表面に所定の凹凸を形成すればよい。その他の構成は第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【０１０１】
［第５実施形態］
図１８は、本発明の第５実施形態の電気光学装置の断面図である。
【０１０２】
また、図１８に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の表面のうち、容量線３ｂが形成される領域については、走査線３ａが形成された凸部３０１より十分に低い領域にして、容量線３ｂが走査線３ａよりも低い位置に形成された構造としてもよい。このような構造も、ＴＦＴアレイ基板１０の表面にレジストマスクを形成し、このレジストマスクの有無、あるいは厚さの差を利用してＴＦＴアレイ基板１０の表面を選択的にエッチングすることにより容易に実現できる。その他の構成は第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【０１０３】
［その他の実施形態］
以上説明した各実施形態では、画素電極の下層側に凹部２０１及び凸部３０１の双方を形成するので多段のレジストマスク５０８を用いたが、凹部２０１のみを形成するのであれば下層側レジストマスク５０１のみを形成し、凸部３０１のみを形成するのであれば上層側レジストマスク５０５のみを形成すればよい。このような実施形態でも、ドライエッチング時に酸素を含むエッチングガスを用いれば、側面部２０２、３０２がテーパ面の凹部２０１及び凸部３０１を形成することができる。
【０１０４】
また、上記の各実施形態では、データ線駆動回路１０１及び走査線駆動回路１０４がＴＦＴアレイ基板１０の上に形成されていたが、その代わりに、例えばＴＡＢ（Tape Automated bonding）基板上に実装された駆動用ＬＳＩに、ＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に設けられた異方性導電フィルムを介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。また、対向基板２０の投射光が入射する側及びＴＦＴアレイ基板１０の出射光が出射する側には各々、例えば、ＴＮモード、ＶＡモード、ＰＤＬＣ(Polymer Dispersed Liquid Crystal)モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード／ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。
【０１０５】
なお、以上説明した各実施形態における電気光学装置は、プロジェクタに適用されるため、３枚の電気光学装置がＲＧＢ用のライトバルブとして各々用いられ、各ライトバルブには各々ＲＧＢ色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が投射光として各々入射されることになる。従って、各実施形態では、対向基板２０に、カラーフィルタは設けられていない。しかしながら、遮光膜２３の形成されていない領域のうち、画素電極９ａに対向する所定領域にＲＧＢのカラーフィルタをその保護膜と共に、対向基板２０上に形成してもよい。このようにすれば、液晶プロジェクタ以外の直視型や反射型のカラー電気光学装置に各実施形態における電気光学装置を適用できる。
【０１０６】
更に、以上の各実施形態において、ＴＦＴアレイ基板１０上において画素スイッチング用ＴＦＴ３０に対向する位置（即ち、ＴＦＴの下側）にも、例えば高融点金属からなる遮光膜を設けてもよい。このようにＴＦＴ３０の下側にも遮光膜を設ければ、ＴＦＴアレイ基板１０の側からの裏面反射（戻り光）や複数の液晶装置をプリズム等を介して組み合わせて一つの光学系を構成する場合に、他の液晶装置からプリズム等を突き抜けて来る投射光部分等が当該液晶装置のＴＦＴ３０に入射するのを未然に防ぐことができる。
【０１０７】
また、対向基板２０上に１画素につき１個対応するようにマイクロレンズを形成してもよい。あるいは、ＴＦＴアレイ基板１０上のＲＧＢに対向する画素電極９ａ下にカラーレジスト等でカラーフィルタ層を形成することも可能である。このようにすれば、入射光の集光効率を向上することで、明るい電気光学装置が実現できる。更にまた、対向基板２０上に、何層もの屈折率の相違する干渉層を堆積することで、光の干渉を利用して、ＲＧＢ色を作り出すダイクロイックフィルタを形成してもよい。このダイクロイックフィルタ付き対向基板によれば、より明るいカラー電気光学装置が実現できる。
【０１０８】
本発明は、上述した各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なう電気光学装置の製造方法或いは電気光学装置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】
【図１】本発明の第１実施形態の電気光学装置における画像表示領域を構成するマトリクス状の複数の画素に設けられた各種素子、配線等の等価回路である。
【図２】図１に示す電気光学装置において、データ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。
【図３】図２に示す画素同士の境界領域のうち、画素電極の下層側に位置する下地面に凹部を形成した領域を右上がりの斜線を付して示す説明図である。
【図４】図２に示す画素同士の境界領域のうち、画素電極の下層側に位置する下地面に凸部を形成した領域を右下がりの斜線を付して示す説明図である。
【図５】図２のＡ−Ａ’断面図である。
【図６】図２のＢ−Ｂ’断面図である。
【図７】図２のＣ−Ｃ’断面図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）はいずれも、１Ｈ反転駆動方式を採用した電気光学装置において、各画素電極における電位極性と横電界が生じる領域との関係を示す説明図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、ＴＮ液晶を用いた場合の液晶分子の配向の様子を示す説明図である。
【図１０】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ、第１実施形態に係る電気光学装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ、第１実施形態の電気光学装置を製造する際に図１０（ａ）〜（ｅ）に示す工程に続いて行う各工程を示す工程断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態の電気光学装置を図２のＡ−Ａ’線に相当する位置で切断したときの断面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態の電気光学装置を図２のＢ−Ｂ’線に相当する位置で切断したときの断面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態の電気光学装置を図２のＣ−Ｃ’線に相当する位置で切断したときの断面図である。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、本発明の第２実施形態の電気光学装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１６】（ａ）、（ｂ）はいずれも、１Ｓ反転駆動方式を採用した電気光学装置において、各画素電極における電位極性と横電界が生じる領域との関係を示す説明図である。
【図１７】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、本発明の別の課題を示す電気光学装置の断面図、本発明の第４実施形態の電気光学装置の断面図、およびこの電気光学装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１８】本発明の第５実施形態の電気光学装置の断面図である。
【符号の説明】
１ａ  半導体層
１ａ’  チャネル領域
１ｂ  低濃度ソース領域
１ｃ  低濃度ドレイン領域
１ｄ  高濃度ソース領域
１ｅ  高濃度ドレイン領域
１ｆ  第１蓄積容量電極
２  絶縁薄膜
３ａ  走査線
３ｂ  容量線
４  第１層間絶縁膜
５  コンタクトホール
６ａ  データ線
７  第２層間絶縁膜
８  コンタクトホール
９ａ  画素電極
１０  ＴＦＴアレイ基板
１２  下地絶縁膜
１６  配向膜
２０  対向基板
２１  対向電極
２２  配向膜
２３  遮光膜
３０  ＴＦＴ
５０  液晶層
５０ａ  液晶分子
７０  蓄積容量
２０１  凹部
２０２  凹部の側面部
３０１  凸部
３０２  凸部の側面部
５０１  下層側レジストマスク
５０２  下層側レジストマスクの開口
５０５  上層側レジストマスク
５０６  上層側レジストマスクの端部
５０７  中間レジストマスク
５０８  レジストマスク
５０９  レジストマスクの端部
【図１】
0003733813.tif 000002
【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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【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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【図１７】
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【図１８】
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