カラーフィルター基板、電気光学装置、電子機器および電気光学装置の製造方法
【課題】カラーフィルター層に対する保護膜として無機保護膜を用いた場合でも、無機保護膜の剥離を防止することのできるカラーフィルター基板、電気光学装置、電子機器、および電気光学装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】液晶装置の素子基板１０には、複数列の無機遮光層７ａとカラーフィルター層１５とが設けられ、かかる無機遮光層７ａおよびカラーフィルター層１５は無機保護膜４５で覆われている。ここで、カラーフィルター層１５は、無機遮光層７ａの表面７ｅに重ならずに設けられている。このため、カラーフィルター層１５の両側では、無機遮光層７ａと無機保護膜４５とが接し、かつ、無機遮光層７ａと無機保護膜４５との接触面積が広い。
【解決手段】液晶装置の素子基板１０には、複数列の無機遮光層７ａとカラーフィルター層１５とが設けられ、かかる無機遮光層７ａおよびカラーフィルター層１５は無機保護膜４５で覆われている。ここで、カラーフィルター層１５は、無機遮光層７ａの表面７ｅに重ならずに設けられている。このため、カラーフィルター層１５の両側では、無機遮光層７ａと無機保護膜４５とが接し、かつ、無機遮光層７ａと無機保護膜４５との接触面積が広い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルター基板、カラーフィルター層を備えた電気光学装置、該電気光学装置を備えた電子機器、および当該電気光学装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶装置等の電気光学装置においてカラー画像を表示する場合、対向基板として、基板の一方面側にカラーフィルター層を設けたカラーフィルター基板が用いられる。また、有機エレクトロルミネッセンス装置等の電気光学装置においても、カラーフィルター基板が用いられることがある。かかるカラーフィルター基板においては、カラーフィルター層を形成した後、カラーフィルター層の表面には、樹脂を塗布して保護膜が形成される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３５００１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、カラーフィルター層に対する保護膜を所定領域のみに形成したい場合には、保護膜に感光性樹脂を用い、フォトリソグラフィー技術を利用して保護膜を所定領域のみに形成することになるが、感光性樹脂で保護膜としての機能を十分に果たすものが見当たらないという問題点がある。特にカラーフィルター層を素子基板側に形成する場合、保護膜の上層側に形成された画素電極と下層側の電極とを導通させるためのコンタクトホールを保護膜に形成することになるが、表示の高精細化を図ることを目的で画素が微細化されている場合、微細化に対応できる感光性の保護膜が見当たらないという問題点がある。
【０００５】
ここに本願発明者は、ＣＶＤ法によって形成した無機絶縁膜によってカラーフィルター層に対する保護膜を形成することを検討しているが、ＣＶＤ法によって形成した無機絶縁膜は、樹脂材料との密着性が悪いため、ＪＩＳ規格試験Ｋ５６００等に規定されているテープ剥離試験を行うと、無機絶縁膜がカラーフィルター層から剥がれてしまう等、密着強度が極めて低いという問題点がある。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、カラーフィルター層に対する保護膜として無機保護膜を用いた場合でも、無機保護膜の剥離を防止することのできるカラーフィルター基板、電気光学装置、該電気光学装置を備えた電子機器、および電気光学装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係るカラーフィルター基板は、基板の一方面側に設けられた無機遮光層と、前記無機遮光層とは重ならずに、前記無機遮光層の間に設けられたカラーフィルター層と、前記無機遮光層および前記カラーフィルター層に対して前記基板とは反対側に設けられ、前記無機遮光層において前記基板とは反対側の面、および前記カラーフィルター層において前記基板とは反対側の面に接する無機保護膜と、を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る電気光学装置は、基板の一方面側に設けられた無機遮光層と、前記無機遮光層とは重ならずに、前記無機遮光層の間に設けられたカラーフィルター層と、前記無機遮光層および前記カラーフィルター層に対して前記基板とは反対側に設けられ、前記無機遮光層において前記基板とは反対側の面、および前記カラーフィルター層において前記基板とは反対側の面に接する無機保護膜と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る電気光学装置の製造方法は、基板の一方面側に無機遮光層を形成する無機遮光層形成工程と、前記無機遮光層の表面とは重ならずに、前記無機遮光層の間にカラーフィルター層を設けるカラーフィルター層形成工程と、前記無機遮光層の表面および前記カラーフィルター層の表面に接する無機保護膜を形成する無機保護膜形成工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明では、基板の一方面側に無機遮光層とカラーフィルター層とが設けられ、かかる無機遮光層およびカラーフィルター層は無機保護膜で覆われている。ここで、カラーフィルター層は、無機遮光層の基板とは反対側の面（表面）とは重ならずに設けられている。このため、カラーフィルター層の両側では、無機遮光層と無機保護膜とが接し、かつ、無機遮光層と無機保護膜との接触面積が広い。また、カラーフィルター層と無機保護膜との接触面積が狭い。このため、無機保護膜は、カラーフィルター層との密着強度が低くても無機遮光層とは密着強度が高いので、無機保護膜が剥がれることがない。また、無機系絶縁膜からなる無機保護膜であれば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によってパターニングやコンタクトホールの形成を高い精度で行うことができるという利点がある。
【００１１】
本発明において、前記基板の一方面側に、画素トランジスター、および前記無機保護膜に形成されたコンタクトホールを経由して前記画素トランジスターに電気的に接続する画素電極が複数設けられ、前記無機遮光層は、隣り合う前記画素電極の間に重なる領域に沿って延在していることが好ましい。かかる構成によれば、画素電極とカラーフィルター層とが同一の基板に形成されているので、表示の高精細化を図ることを目的に画素が微細化されている場合でも、画素電極とカラーフィルター層との位置ずれを最小限に止めることができる。また、無機系絶縁膜からなる無機保護膜であれば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって、画素電極を画素トランジスターに電気的に接続するためのコンタクトホール等の形成を高い精度で行うことができる。
【００１２】
本発明において、前記カラーフィルター層は、前記基板の外周端より離間した内側領域のみに設けられ、前記無機保護膜は、前記カラーフィルター層が形成されている領域より外側まで設けられていることが好ましい。例えば、前記カラーフィルター層は、前記基板の前記一方面側のうち、前記画素電極が複数配列された画像表示領域のみに設けられ、前記無機保護膜は、前記画像表示領域より外側まで設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、カラーフィルター層が配列されている画像表示領域より外周側においては、無機保護膜がカラーフィルター層と接していないので、無機保護膜が剥がれることがない。
【００１３】
本発明に係る電気光学装置において、前記無機保護膜は、プラズマＣＶＤ法により成膜されてなることが好ましい。また、本発明に係る電気光学装置の製造方法において、前記無機保護膜形成工程では、プラズマＣＶＤ法により、前記無機保護膜を形成することが好ましい。プラズマＣＶＤ法によれば、温度が２００℃位の条件でも、シリコン酸化膜等の無機保護膜を形成することができるので、無機保護膜を形成する際、カラーフィルター層が熱によって変質することを防止することができる。
【００１４】
本発明に係る電気光学装置が液晶装置である場合、前記基板は、前記一方面側に対向配置された基板との間に液晶層を保持することになる。
【００１５】
本発明に係る電気光学装置は、小型カメラ等の電子機器において表示部を構成するのに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用した液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用した液晶装置の液晶パネルの説明図である。
【図３】本発明を適用した液晶装置に用いた液晶パネルの電極等のレイアウトを示す説明図である。
【図４】本発明を適用した液晶装置の画素の説明図である。
【図５】本発明を適用した液晶装置の素子基板に設けたカラーフィルター層等の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る液晶装置の製造工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の説明では、各種電気光学装置のうち、液晶装置に本発明を適用した場合を中心に説明する。また、以下の説明では、液晶装置に用いる素子基板および対向基板のうち、素子基板として、本発明を適用したカラーフィルター基板として構成する場合を中心に説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、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。なお、電界効果型トランジスターを流れる電流の方向が反転する場合、ソースとドレインとが入れ替わるが、以下の説明では、便宜上、画素電極が接続されている側をドレインとし、データ線が接続されている側をソースとして説明する。また、素子基板に形成される層を説明する際、上層側あるいは表面側とは素子基板の基板本体が位置する側とは反対側（対向基板が位置する側）を意味し、下層側とは素子基板の基板本体が位置する側を意味する。また、対向基板に形成される層を説明する際、上層側あるいは表面側とは対向基板の基板本体が位置する側とは反対側（素子基板が位置する側）を意味し、下層側とは対向基板の基板本体が位置する側を意味する。
【００１８】
［液晶装置の構成］
（全体構成）
図１は、本発明を適用した液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。図１において、液晶装置１００は、ＴＮ（Twisted Nematic）モードやＶＡ（Vertical Alignment）モードの液晶パネル１００ｐを有しており、液晶パネル１００ｐは、その中央領域に複数の画素１００ａがマトリクス状に配列された画像表示領域１０ａ（画素配列領域／有効画素領域）を備えている。液晶パネル１００ｐにおいて、後述する素子基板１０（図２等を参照）では、画像表示領域１０ａの内側で複数本のデータ線６ａ（画像信号線）および複数本の走査線３ａが縦横に延びており、それらの交差部分に対応する位置に画素１００ａが構成されている。複数の画素１００ａの各々には、電界効果型トランジスターからなる画素トランジスター３０、および後述する画素電極９ａが形成されている。画素トランジスター３０のソースにはデータ線６ａが電気的に接続され、画素トランジスター３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続され、画素トランジスター３０のドレインには、画素電極９ａが電気的に接続されている。
【００１９】
素子基板１０において、画像表示領域１０ａより外周側には走査線駆動回路１０４やデータ線駆動回路１０１が設けられている。データ線駆動回路１０１は各データ線６ａに電気的に接続しており、画像処理回路から供給される画像信号を各データ線６ａに順次供給する。走査線駆動回路１０４は、各走査線３ａに電気的に接続しており、走査信号を各走査線３ａに順次供給する。
【００２０】
各画素１００ａにおいて、画素電極９ａは、後述する対向基板２０（図２等を参照）に形成された共通電極と液晶層を介して対向し、液晶容量５０ａを構成している。また、各画素１００ａには、液晶容量５０ａで保持される画像信号の変動を防ぐために、液晶容量５０ａと並列に蓄積容量５５が付加されている。本形態では、蓄積容量５５を構成するために、複数の画素１００ａに跨って走査線３ａと並行して延びた容量線５ｂが形成されている。本形態において、容量線５ｂは、共通電位Ｖcomが印加された定電位配線６ｓに導通している。
【００２１】
（液晶パネル１００ｐおよび素子基板１０の構成）
図２は、本発明を適用した液晶装置１００の液晶パネル１００ｐの説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は各々、液晶パネル１００ｐを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＨ−Ｈ′断面図である。図３は、本発明を適用した液晶装置１００に用いた液晶パネル１００ｐの電極等のレイアウトを示す説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）は、後述するカラーフィルター層が形成されている領域をグレー領域で示す説明図、およびカラーフィルター層が形成されている領域を変更した場合の説明図である。なお、図３において画素電極９ａやダミー画素電極９ｂの数等については少なく示してある。
【００２２】
図２および図３に示すように、液晶パネル１００ｐでは、素子基板１０と対向基板２０とが所定の隙間を介してシール材１０７によって貼り合わされており、シール材１０７は対向基板２０の外縁に沿うように枠状に設けられている。シール材１０７は、光硬化樹脂や熱硬化性樹脂等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、あるいはガラスビーズ等のギャップ材１０７ａが配合されている。
【００２３】
かかる構成の液晶パネル１００ｐにおいて、素子基板１０および対向基板２０はいずれも四角形であり、液晶パネル１００ｐの略中央には、図１を参照して説明した画像表示領域１０ａが四角形の領域として設けられている。かかる形状に対応して、シール材１０７も略四角形に設けられ、画像表示領域１０ａの外側は、四角枠状の外周領域１０ｃになっている。
【００２４】
素子基板１０において、外周領域１０ｃでは、素子基板１０の一辺に沿ってデータ線駆動回路１０１および複数の端子１０２が形成されており、この一辺に隣接する他の辺に沿って走査線駆動回路１０４が形成されている。なお、端子１０２には、フレキシブル配線基板（図示せず）が接続されており、素子基板１０には、フレキシブル配線基板を介して各種電位や各種信号が入力される。
【００２５】
詳しくは後述するが、素子基板１０の一方面１０ｓおよび他方面１０ｔのうち、対向基板２０と対向する一方面１０ｓの側において、画像表示領域１０ａには、図１を参照して説明した画素トランジスター３０、および画素トランジスター３０に電気的に接続する画素電極９ａがマトリクス状に形成されており、かかる画素電極９ａの上層側には配向膜１６が形成されている。
【００２６】
また、素子基板１０の一方面１０ｓの側において、画像表示領域１０ａより外側の外周領域１０ｃのうち、画像表示領域１０ａとシール材１０７とに挟まれた四角枠状の周辺領域１０ｂには、画素電極９ａと同時形成されたダミー画素電極９ｂが形成されている。ダミー画素電極９ｂは、隣り合うダミー画素電極９ｂ同士が細幅の連結部（図示せず）で繋がっている。また、ダミー画素電極９ｂは、共通電位Ｖcomが印加されており、画像表示領域１０ａの外周側端部での液晶分子の配向の乱れを防止する。また、ダミー画素電極９ｂは、素子基板１０において配向膜１６が形成される面を研磨により平坦化する際、画像表示領域１０ａと周辺領域１０ｂとの高さ位置の差を圧縮し、配向膜１６が形成される面を平坦面にするのに寄与する。なお、ダミー画素電極９ｂに電位を印加せず、ダミー画素電極９ｂを電位的にフロート状態とする場合もあり、この場合でも、ダミー画素電極９ｂは、画像表示領域１０ａと周辺領域１０ｂとの高さ位置の差を圧縮し、配向膜１６が形成される面を平坦面にするのに寄与する。
【００２７】
図２（ｂ）に示すように、対向基板２０の一方面２０ｓおよび他方面２０ｔのうち、素子基板１０と対向する一方面２０ｓの側には共通電極２１が形成されている。共通電極２１は、対向基板２０の略全面あるいは複数の帯状電極として複数の画素１００ａに跨って形成されている。本形態において、共通電極２１は、対向基板２０の略全面に形成されている。
【００２８】
また、対向基板２０の一方面２０ｓの側には、共通電極２１の下層側に遮光層２９が形成され、共通電極２１の表面には配向膜２６が積層されている。本形態において、遮光層２９は、画像表示領域１０ａの外周縁に沿って延在する額縁部分２９ａとして形成されている。また、本形態において、遮光層２９は、隣り合う画素電極９ａにより挟まれた画素間領域１０ｆに重なるブラックマトリクス部２９ｂとしても形成されている。ここで、額縁部分２９ａはダミー画素電極９ｂと重なる位置に形成されており、額縁部分２９ａの外周縁は、シール材１０７の内周縁との間に隙間を隔てた位置にある。従って、額縁部分２９ａとシール材１０７とは重なっていない。
【００２９】
図２（ａ）、および図３に示すように、液晶パネル１００ｐにおいて、シール材１０７より外側には、対向基板２０の一方面２０ｓの側の４つの角部分に基板間導通用電極部２５ｔが形成されており、素子基板１０の一方面１０ｓの側には、対向基板２０の４つの角部分（基板間導通用電極部２５ｔ）と対向する位置に基板間導通用電極部６ｔが形成されている。基板間導通用電極部６ｔは、共通電位Ｖcomが印加された定電位配線６ｓに導通しており、定電位配線６ｓは、端子１０２のうち、共通電位印加用の端子１０２ａに導通している。基板間導通用電極部６ｔと基板間導通用電極部２５ｔとの間には、導電粒子を含んだ基板間導通材１０９が配置されており、対向基板２０の共通電極２１は、基板間導通用電極部６ｔ、基板間導通材１０９および基板間導通用電極部２５ｔを介して、素子基板１０側に電気的に接続されている。このため、共通電極２１は、素子基板１０の側から共通電位Ｖcomが印加されている。シール材１０７は、略同一の幅寸法をもって対向基板２０の外周縁に沿って設けられている。このため、シール材１０７は、略四角形である。但し、シール材１０７は、対向基板２０の角部分と重なる領域では基板間導通用電極部６ｔ、２５ｔを避けて内側を通るように設けられており、シール材１０７の角部分は略円弧状である。
【００３０】
かかる構成の液晶装置１００において、本形態では、画素電極９ａおよび共通電極２１がＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）膜等の透光性導電膜により形成されており、液晶装置１００は透過型の液晶装置である。かかる透過型の液晶装置１００では、素子基板１０および対向基板２０のうち、例えば、対向基板２０の側から入射した光が素子基板１０を透過して出射される間に変調されて画像を表示する。
【００３１】
本形態の液晶装置１００は、小型カメラ、モバイルコンピューター、携帯電話機等といった電子機器のカラー表示装置として用いられる。このため、本形態の液晶装置１００では、対向基板２０あるいは素子基板１０のうちの一方は、後述するカラーフィルター層（図示せず）が形成されたカラーフィルター基板としての機能も有する。本形態においては、対向基板２０および素子基板１０のうち、素子基板１０にカラーフィルター層が形成されている。なお、液晶装置１００では、使用する液晶層５０の種類や、ノーマリホワイトモード／ノーマリ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、偏光板等が液晶パネル１００ｐに対して所定の向きに配置される。
【００３２】
（画素の具体的構成）
図４は、本発明を適用した液晶装置１００の画素の説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）は各々、液晶装置１００に用いた素子基板１０において隣り合う複数の画素の平面図、およびＦ−Ｆ′線に相当する位置で液晶装置１００を切断したときの断面図である。なお、図４（ａ）では、各層を以下の線
半導体層１ａ＝細くて短い点線
走査線３ａ＝太い実線
ドレイン電極４ａ＝細い実線
データ線６ａおよび中継電極６ｂ＝一点鎖線
容量線５ｂ＝二点鎖線
無機遮光層７ａおよび中継電極７ｂ＝長い破線
画素電極９ａ＝短い破線
で示してある。なお、素子基板１０では、遮光層８ａ、誘電体層４０およびエッチングストッパー層４９の図示は省略してある。
【００３３】
図４（ａ）に示すように、素子基板１０において対向基板２０と対向する一方面１０ｓには、複数の画素１００ａの各々に画素電極９ａが形成されており、隣り合う画素電極９ａにより挟まれた領域と重なる画素間領域１０ｆに沿ってデータ線６ａおよび走査線３ａが形成されている。本形態において、画素間領域１０ｆは縦横に延在しており、走査線３ａは画素間領域１０ｆのうち、Ｘ方向（第１方向）に延在する第１画素間領域１０ｇに沿って直線的に延在し、データ線６ａは、Ｙ方向（第２方向）に延在する第２画素間領域１０ｈに沿って直線的に延在している。また、データ線６ａと走査線３ａとの交差に対応して画素トランジスター３０が形成されており、本形態において、画素トランジスター３０は、データ線６ａと走査線３ａとの交差付近に形成されている。素子基板１０には、走査線３ａと重なるように容量線５ｂが形成されており、かかる容量線５ｂには共通電位Ｖcomが印加されている。本形態において、容量線５ｂは、走査線３ａと重なるように直線的に延びた主線部分と、データ線６ａと走査線３ａとの交差部分でデータ線６ａに重なるように延びた副線部分とを備えている。また、データ線６ａに重なるように無機遮光層７ａが延在している。
【００３４】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、素子基板１０は、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体１０ｗの液晶層５０側の基板面（対向基板２０と対向する一方面１０ｓ側）に形成された画素電極９ａ、画素スイッチング用の画素トランジスター３０、および配向膜１６を主体として構成されている。対向基板２０は、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体２０ｗ、その液晶層５０側の表面（素子基板１０と対向する一方面２０ｓ）に形成された遮光層２９、共通電極２１、および配向膜２６を主体として構成されている。
【００３５】
素子基板１０において、基板本体１０ｗの一方面１０ｓ側には、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる遮光層８ａが形成されている。本形態において、遮光層８ａは、タングステンシリサイド（ＷＳｉ）等の遮光膜からなり、液晶装置１００を透過した後の光が他の部材で反射した際、かかる反射光が半導体層１ａに入射して画素トランジスター３０で光電流に起因する誤動作が発生することを防止する。
【００３６】
基板本体１０ｗの一方面１０ｓ側において、遮光層８ａの上層側には、透光性の絶縁膜１２が形成されており、かかる絶縁膜１２の表面に、半導体層１ａを備えた画素トランジスター３０が形成されている。本形態において、絶縁膜１２は、ＮＳＧ（ノンシリケートガラス）、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）等のシリコン酸化膜（シリケートガラスも含む。）や、シリコン窒化膜からなる。かかる絶縁膜１２は、シランガス（ＳｉＨ4）、２塩化シラン（ＳｉＣｌ2Ｈ2）、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン／テトラ・エチル・オルソ・シリケート／Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4）、ＴＥＢ（テトラ・エチル・ボートレート）、ＴＭＯＰ（テトラ・メチル・オキシ・フォスレート）等を用いた常圧ＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、あるいはプラズマＣＶＤ法等により形成される。
【００３７】
画素トランジスター３０は、データ線６ａの延在方向に長辺方向を向けた半導体層１ａと、半導体層１ａの長さ方向と直交する方向に延在して半導体層１ａの長さ方向の中央部分に重なるゲート電極３ｃとを備えており、本形態において、ゲート電極３ｃは走査線３ａの一部からなる。また、画素トランジスター３０は、半導体層１ａとゲート電極３ｃとの間に透光性のゲート絶縁層２を有している。半導体層１ａは、ゲート電極３ｃに対してゲート絶縁層２を介して対向するチャネル領域１ｇを備えているとともに、チャネル領域１ｇの両側にソース領域１ｂおよびドレイン領域１ｃを備えている。本形態において、画素トランジスター３０は、ＬＤＤ構造を有している。従って、ソース領域１ｂおよびドレイン領域１ｃは各々、チャネル領域１ｇの両側に低濃度領域を備え、低濃度領域に対してチャネル領域１ｇとは反対側で隣接する領域に高濃度領域を備えている。
【００３８】
半導体層１ａは、ポリシリコン膜（多結晶シリコン膜）等によって構成されている。ゲート絶縁層２は、半導体層１ａを熱酸化したシリコン酸化膜からなる第１ゲート絶縁層２ａと、温度が７００〜９００℃の高温条件での減圧ＣＶＤ法により形成されたシリコン酸化膜からなる第２ゲート絶縁層２ｂとの２層構造からなる。
【００３９】
ゲート電極３ｃおよび走査線３ａは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。本形態において、ゲート電極３ｃは、導電性のポリシリコン膜とタングステンシリサイド膜との２層構造を有している。
【００４０】
ゲート電極３ｃの上層側には、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等のシリコン酸化膜等からなる透光性の層間絶縁膜４１が形成され、層間絶縁膜４１の上層には、ドレイン電極４ａが形成されている。本形態において、層間絶縁膜４１は、シリコン酸化膜からなる。ドレイン電極４ａは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。本形態において、ドレイン電極４ａはチタン窒化膜からなる。ドレイン電極４ａは、半導体層１ａのドレイン領域１ｃ（画素電極側ソースドレイン領域）と一部が重なるように形成されており、層間絶縁膜４１およびゲート絶縁層２を貫通するコンタクトホール４１ａを介してドレイン領域１ｃに導通している。
【００４１】
ドレイン電極４ａの上層側には、シリコン酸化膜等から透光性のエッチングストッパー層４９、および透光性の誘電体層４０が形成されており、かかる誘電体層４０の上層側には容量線５ｂが形成されている。誘電体層４０としては、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等のシリコン化合物を用いることができる他、アルミニウム酸化膜、チタン酸化膜、タンタル酸化膜、ニオブ酸化膜、ハフニウム酸化膜、ランタン酸化膜、ジルコニウム酸化膜等の高誘電率の誘電体層を用いることができる。本形態において、誘電体層４０は概ね、ドレイン電極４ａと重なる領域のみに形成されている。容量線５ｂは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。本形態において、容量線５ｂは、チタン窒化膜、アルミニウム膜、およびチタン窒化膜との３層構造を有している。ここで、容量線５ｂは、誘電体層４０を介してドレイン電極４ａと重なっており、蓄積容量５５を構成している。
【００４２】
容量線５ｂの上層側には層間絶縁膜４２が形成されており、かかる層間絶縁膜４２の上層側には、データ線６ａと中継電極６ｂとが同一の導電膜により形成されている。層間絶縁膜４２はシリコン酸化膜からなる。データ線６ａと中継電極６ｂは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。本形態において、データ線６ａおよび中継電極６ｂは、アルミニウム合金膜や、チタン窒化膜とアルミニウム膜との２層乃至４層の積層膜からなる。データ線６ａは、層間絶縁膜４２、エッチングストッパー層４９、層間絶縁膜４１およびゲート絶縁層２を貫通するコンタクトホール４２ａを介してソース領域１ｂ（データ線側ソースドレイン領域）に導通している。中継電極６ｂは、層間絶縁膜４２およびエッチングストッパー層４９を貫通するコンタクトホール４２ｂを介してドレイン電極４ａに導通している。
【００４３】
データ線６ａおよび中継電極６ｂの上層側にはシリコン酸化膜等からなる透光性の層間絶縁膜４４が形成されており、かかる層間絶縁膜４４の上層側には、無機遮光層７ａおよび中継電極７ｂが形成されている。層間絶縁膜４４は、例えば、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等のシリコン酸化膜からなる。本形態において、層間絶縁膜４４は、テトラエトキシシランと酸素ガスとを用いたプラズマＣＶＤ法等により形成したシリコン酸化膜と、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等のドープトシリケートガラス膜との２層構造からなる。本形態において、層間絶縁膜４４の表面は平坦面になっている。
【００４４】
無機遮光層７ａおよび中継電極７ｂは、アルミニウム合金膜や、チタン窒化膜とアルミニウム膜との２層乃至４層の積層膜からなる。ここで、無機遮光層７ａは、データ線６ａと略重なるように延在しており、ブラックストライプとして機能する。このため、無機遮光層７ａは、画素１００ａ内では他の電極等と電気的には接続されていない。中継電極７ｂは、層間絶縁膜４４を貫通するコンタクトホール４４ａを介して中継電極７ｂに導通している。本形態において、層間絶縁膜４４の表面は平坦面になっている。
【００４５】
ここで、層間絶縁膜４４には凹部４４ｓが形成されており、かかる凹部４４ｓには、後述するカラーフィルター層１５が設けられている。
【００４６】
無機遮光層７ａおよび中継電極７ｂの上層側にはシリコン酸化膜等からなる透光性の無機保護膜４５が形成されており、かかる無機保護膜４５の上層側には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜等の透光性導電膜からなる画素電極９ａが形成されている。
【００４７】
無機保護膜４５は、例えば、テトラエトキシシランと酸素ガスとを用いたプラズマＣＶＤ法や、シランガスと亜酸化窒素ガスとを用いたプラズマＣＶＤ法等により形成した厚さが４００ｎｍ程度のシリコン酸化膜からなり、層間絶縁膜およびカラーフィルター層１５に対する保護膜として機能している。
【００４８】
画素電極９ａは、中継電極７ｂと部分的に重なっており、無機保護膜４５を貫通するコンタクトホール４５ａを介して中継電極７ｂに導通している。その結果、画素電極９ａは、中継電極７ｂ、６ｂおよびドレイン電極４ａを介してドレイン領域１ｃに電気的に接続している。ここで、無機保護膜４５の表面は平坦面になっており、かかる平坦面上に画素電極９ａが形成されている。
【００４９】
画素電極９ａの表面には配向膜１６が形成されている。配向膜１６は、ポリイミド等の樹脂膜、あるいはシリコン酸化膜等の斜方蒸着膜からなる。本形態において、配向膜１６は、ＳｉＯX（ｘ＜２）、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、Ｉｎ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5等の斜方蒸着膜からなる無機配向膜（垂直配向膜）である。配向膜１６と画素電極９ａとの層間にはシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の透光性の保護膜が形成され、かかる保護膜によって、画素電極９ａの間に形成された凹部が埋められている構造を採用することもある。かかる構成によれば、配向膜１６を平坦面に形成することができる。
【００５０】
対向基板２０では、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体２０ｗの液晶層５０側の表面（素子基板１０に対向する一方面２０ｓ）に、遮光層２９、シリコン酸化膜等からなる絶縁膜２８、およびＩＴＯ膜等の透光性導電膜からなる共通電極２１が形成されており、かかる共通電極２１を覆うように配向膜２６が形成されている。配向膜２６は、配向膜１６と同様、ポリイミド等の樹脂膜、あるいはシリコン酸化膜等の斜方蒸着膜からなる。本形態において、配向膜２６は、ＳｉＯX（ｘ＜２）、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、Ｉｎ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5等の斜方蒸着膜からなる無機配向膜（垂直配向膜）である。かかる配向膜１６、２６は、液晶層５０に用いた誘電異方性が負のネマチック液晶化合物を垂直配向させ、液晶パネル１００ｐは、ノーマリブラックのＶＡモードとして動作する。
【００５１】
なお、図１および図２を参照して説明したデータ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４には、ｎチャネル型の駆動用トランジスターとｐチャネル型の駆動用トランジスターとを備えた相補型トランジスター回路等が構成されている。ここで、駆動用トランジスターは、画素トランジスター３０の製造工程の一部を利用して形成されたものである。このため、素子基板１０においてデータ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４が形成されている領域も、図４（ｂ）に示す断面構成と略同様な断面構成を有している。
【００５２】
（カラーフィルター層１５の構成）
図５は、本発明を適用した液晶装置１００の素子基板１０に設けたカラーフィルター層１５の説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、無機遮光層７ａや中継電極７ｂの形成領域をグレー領域で示す説明図、カラーフィルター層１５の形成領域をグレー領域で示す説明図、およびＥ−Ｅ′断面図である。
【００５３】
図４（ｂ）、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、本形態の液晶装置１００において、素子基板１０には、画素電極９ａと重なる領域に所定色のカラーフィルター層１５が形成されている。本形態においては、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルター層１５は各々、Ｙ方向に並ぶストライプ配列が採用されている。かかるカラーフィルター層１５は、樹脂材料中に色材が分散してなる。
【００５４】
かかるカラーフィルター層１５を設けるにあたって、本形態では、図５（ａ）、（ｃ）に示すように、層間絶縁膜４４の表面上では、画素電極９ａの間で延在する第２画素間領域１０ｈ（図４（ａ）参照）に重なる領域に沿って無機遮光層７ａが延在している。従って、本形態では、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、Ｘ方向で隣り合う無機遮光層７ａの間にカラーフィルター層１５が設けられている。また、本形態では、カラーフィルター層１５を十分な厚さに形成することを目的に、層間絶縁膜４４には、無機遮光層７ａの間と重なる領域に凹部４４ｓが形成されており、カラーフィルター層１５は、凹部４４ｓの内部および無機遮光層７ａの間に設けられている。無機遮光層７ａおよびカラーフィルター層１５の上層側には無機保護膜４５が形成されており、カラーフィルター層１５は、厚さが４００ｎｍ程度のシリコン酸化膜からなる無機保護膜４５によって保護されている。
【００５５】
ここで、カラーフィルター層１５は、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、無機遮光層７ａの表面７ｅと同一あるいは略同一の高さ位置まで形成されているが、無機遮光層７ａの表面７ｅには一切重なっていない。このため、無機遮光層７ａは、ライン幅方向の全体で無機保護膜４５に接している。
【００５６】
また、本形態では、図３（ａ）、（ｂ）にグレー領域で示してあるように、カラーフィルター層１５は、画像表示領域１０ａには形成されているが、素子基板１０の外周縁から離間した内側領域のみに形成されているのに対して、無機保護膜４５は、素子基板１０の外周縁も含む略全面に形成されている。従って、無機保護膜４５は、素子基板１０の外周部分では、カラーフィルター層１５と接触せずに、下層側の層間絶縁膜４４と接することになる。
【００５７】
かかる構成を採用するにあたっては、例えば、図３（ａ）に示すように、画像表示領域１０ａのみにカラーフィルター層１５を形成し、画像表示領域１０ａより外側の外周領域１０ｃにはカラーフィルター層１５を形成しない構成を採用することができる。また、図３（ｂ）に示すように、画像表示領域１０ａおよびダミー画素電極９ｂが形成されている領域のみにカラーフィルター層１５を形成し、ダミー画素電極９ｂが形成されている領域より外側にはカラーフィルター層１５を形成しない構成を採用することができる。いずれの場合も、カラーフィルター層１５は、シール材１０７より内側のみに形成する。
【００５８】
（液晶装置１００の製造方法）
図５を参照して、本形態の液晶装置１００の製造工程のうち、カラーフィルター層１５を形成する工程を中心に液晶装置１００の製造方法を説明する。なお、他の工程については周知の方法を利用できるので、説明を省略する。
【００５９】
まず、層間絶縁膜形成工程において、層間絶縁膜４３を形成した後、その表面を研磨する。かかる研磨には化学機械研磨やエッチバック法を利用することができる。化学機械研磨では、研磨液に含まれる化学成分の作用と、研磨剤と素子基板１０との相対移動によって、高速で平滑な研磨面を得ることができる。より具体的には、研磨装置において、不織布、発泡ポリウレタン、多孔質フッ素樹脂等からなる研磨布（パッド）を貼り付けた定盤と、素子基板１０を保持するホルダーとを相対回転させながら、研磨を行なう。その際、例えば、平均粒径が０．０１〜２０μｍの酸化セリウム粒子、分散剤としてのアクリル酸エステル誘導体、および水を含む研磨剤を研磨布と素子基板１０との間に供給する。
【００６０】
次に、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を利用して層間絶縁膜４３に凹部４４ｓを形成した後、無機遮光層形成工程において、層間絶縁膜４３の表面に、複数列に並列する無機遮光層７ａを形成する。より具体的には、層間絶縁膜４３の表面に、アルミニウム合金膜や、アルミニウム膜とチタン窒化膜との積層膜等の遮光膜を形成した後、パターニングし、無機遮光層７ａおよび中継電極７ｂを形成する。なお、無機遮光層形成工程については、層間絶縁膜４４に凹部４４ｓを形成した後に行ってもよい。
【００６１】
次に、凹部４４ｓの内部、および無機遮光層７ａの間にカラーフィルター層１５を形成する。かかるカラーフィルター層１５は、インクジェット方式によって液状カラーフィルター材料を所定領域に吐出してカラーフィルター層１５を形成する方法を採用することができる。また、スピンコート法で液状カラーフィルター材料を塗布した後、硬化させ、しかる後に、硬化した膜をフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を利用して所定領域から除去してカラーフィルター層１５を形成する方法を採用することができる。また、スピンコート法で感光性の液状カラーフィルター材料を塗布した後、露光、現像してカラーフィルター層１５を形成する方法を採用することができる。いずれの方法でも、液状カラーフィルター材料の塗布量等を制御して、無機遮光層７ａの表面７ｅとは重ならないように、無機遮光層７ａの間にカラーフィルター層１５を設ける。また、カラーフィルター層１５を厚めに形成した後、その表面を研磨する方法を採用して、無機遮光層７ａの表面７ｅとは重ならないように、無機遮光層７ａの間にカラーフィルター層１５を設けてもよい。
【００６２】
次に、無機保護膜形成工程では、無機遮光層７ａの表面およびカラーフィルター層１５の表面を覆うように無機保護膜４５を成膜した後、化学機械研磨やエッチバック法等の方法により、無機保護膜４５の表面を平坦化する。ここで、無機保護膜４５を成膜するには、テトラエトキシシランと酸素ガスとを用いたプラズマＣＶＤ法や、シランガスと亜酸化窒素ガスとを用いたプラズマＣＶＤ法を利用する。その際、成膜温度を２００℃程度以下とする。従って、無機保護膜４５を成膜するには、プラズマＣＶＤ法のうち、バイアスＥＣＲ-ＣＶＤ法を採用することが好ましく、かかる成膜方法によれば、２００℃以下の成膜温度により、シリコン酸化膜からなる無機保護膜４５を形成することができ、カラーフィルター層１５の熱劣化に伴う色度低下を防止することができる。
【００６３】
しかる後には、周知の方法でコンタクトホール４５ａの形成や、画素電極９ａの形成、配向膜１６の形成等を行う。
【００６４】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態は、素子基板１０の一方面１０ｓ側に複数列の無機遮光層７ａとカラーフィルター層１５とが設けられ、かかる無機遮光層７ａおよびカラーフィルター層１５は無機保護膜４５で覆われている。ここで、カラーフィルター層１５は、図５等を参照して説明したように、無機遮光層７ａの基板本体とは反対側の面（表面７ｅ）は重ならずに設けられている。このため、カラーフィルター層１５の両側では、無機遮光層７ａと無機保護膜４５とが接し、かつ、無機遮光層７ａと無機保護膜４５との接触面積が広い。また、カラーフィルター層１５と無機保護膜４５との接触面積が狭い。このため、無機保護膜４５は、カラーフィルター層１５との密着強度が低くても無機遮光層７ａとは密着強度が高いので、カラーフィルター層１５に対する保護膜として無機保護膜４５を用いても、無機保護膜４５が剥がれることがない。
【００６５】
また、画素電極９ａとカラーフィルター層１５とが同一の基板（素子基板１０）に形成されているので、表示の高精細化を図ることを目的に画素１００ａが微細化されている場合でも、画素電極９ａとカラーフィルター層１５との位置ずれを最小限に止めることができる。
【００６６】
また、無機保護膜４５であれば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって、画素電極９ａを画素トランジスター３０に電気的に接続するためのコンタクトホール４５ａの形成を高い精度で行うことができる。
【００６７】
さらに、図３を参照して説明したように、カラーフィルター層１５は、素子基板１０の外周端より離間した内側領域のみに設けられ、無機保護膜４５は、カラーフィルター層１５が形成されている領域より外側まで設けられている。例えば、カラーフィルター層１５は、画素電極９ａが複数配列された画像表示領域１０ａのみに設けられ、無機保護膜４５は、画像表示領域１０ａより外側まで設けられている。このため、カラーフィルター層１５が配列されている領域より外周側においては、無機保護膜４５がカラーフィルター層１５と接していないので、無機保護膜４５が剥がれることがない。
【００６８】
さらにまた、無機保護膜４５は、プラズマＣＶＤ法により成膜されてなるため、２００℃程度以下の温度で成膜することができる。従って、無機保護膜４５を形成する際、カラーフィルター層１５が熱によって変質することを防止することができる。
【００６９】
［他の実施の形態］
また、上記実施の形態では、液晶装置１００の素子基板１０にカラーフィルター層１５を設ける場合を例示したが、対向基板２０にカラーフィルター層１５を設ける場合に本発明を適用してもよい。例えば、図２（ｂ）に示す遮光層２９の間にカラーフィルター層１５を設ける際、図４（ｂ）に示す遮光層２９を金属系材料により構成し、絶縁膜２８をＣＶＤ法で形成したシリコン酸化膜等の無機材料からなる保護膜とすればよい。
【００７０】
また、実施の形態では、液晶装置用の基板にカラーフィルター層１５を設ける場合に本発明を適用したが、有機エレクトロルミネッセンス装置等、他の電気光学装置用の基板にカラーフィルター層１５を設ける場合に本発明を適用してもよい。
【００７１】
［電子機器への搭載例］
図６は、本発明を適用した液晶装置１００を用いた電子機器の説明図である。図６（ａ）に示すデジタルカメラ１０００において、略直方体の形状を有するケース１０２０の背面中央には、本発明を適用した液晶装置１００からなるモニターが設けられ、ケース１０２０の上面にはシャッタボタン１０６０等が設けられている。また、ケース１０２０表面側に向けては、光学レンズやＣＣＤ（Charge Coupled Device）等を含んだ受光ユニット１０４０が設けられている。図６（ｂ）の携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１、スクロールボタン３００２、および表示ユニットとしての液晶装置１００を備えている。図６（ｃ）に示す情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１、電源スイッチ４００２、および表示ユニットとしての液晶装置１００を備えている。なお、液晶装置１００が用いられる電子機器としては、図６に示すものの他、液晶テレビ、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として液晶装置１００が用いられる。
【符号の説明】
【００７２】
７ａ・・無機遮光層、７ｅ・・無機遮光層の表面、９ａ・・画素電極、１０・・素子基板、１０ａ・・画像表示領域、１５・・カラーフィルター層、２０・・対向基板、２１・・共通電極、４４・・層間絶縁膜、４５・・無機保護膜、５０・・液晶層、１００・・液晶装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルター基板、カラーフィルター層を備えた電気光学装置、該電気光学装置を備えた電子機器、および当該電気光学装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶装置等の電気光学装置においてカラー画像を表示する場合、対向基板として、基板の一方面側にカラーフィルター層を設けたカラーフィルター基板が用いられる。また、有機エレクトロルミネッセンス装置等の電気光学装置においても、カラーフィルター基板が用いられることがある。かかるカラーフィルター基板においては、カラーフィルター層を形成した後、カラーフィルター層の表面には、樹脂を塗布して保護膜が形成される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３５００１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、カラーフィルター層に対する保護膜を所定領域のみに形成したい場合には、保護膜に感光性樹脂を用い、フォトリソグラフィー技術を利用して保護膜を所定領域のみに形成することになるが、感光性樹脂で保護膜としての機能を十分に果たすものが見当たらないという問題点がある。特にカラーフィルター層を素子基板側に形成する場合、保護膜の上層側に形成された画素電極と下層側の電極とを導通させるためのコンタクトホールを保護膜に形成することになるが、表示の高精細化を図ることを目的で画素が微細化されている場合、微細化に対応できる感光性の保護膜が見当たらないという問題点がある。
【０００５】
ここに本願発明者は、ＣＶＤ法によって形成した無機絶縁膜によってカラーフィルター層に対する保護膜を形成することを検討しているが、ＣＶＤ法によって形成した無機絶縁膜は、樹脂材料との密着性が悪いため、ＪＩＳ規格試験Ｋ５６００等に規定されているテープ剥離試験を行うと、無機絶縁膜がカラーフィルター層から剥がれてしまう等、密着強度が極めて低いという問題点がある。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、カラーフィルター層に対する保護膜として無機保護膜を用いた場合でも、無機保護膜の剥離を防止することのできるカラーフィルター基板、電気光学装置、該電気光学装置を備えた電子機器、および電気光学装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係るカラーフィルター基板は、基板の一方面側に設けられた無機遮光層と、前記無機遮光層とは重ならずに、前記無機遮光層の間に設けられたカラーフィルター層と、前記無機遮光層および前記カラーフィルター層に対して前記基板とは反対側に設けられ、前記無機遮光層において前記基板とは反対側の面、および前記カラーフィルター層において前記基板とは反対側の面に接する無機保護膜と、を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る電気光学装置は、基板の一方面側に設けられた無機遮光層と、前記無機遮光層とは重ならずに、前記無機遮光層の間に設けられたカラーフィルター層と、前記無機遮光層および前記カラーフィルター層に対して前記基板とは反対側に設けられ、前記無機遮光層において前記基板とは反対側の面、および前記カラーフィルター層において前記基板とは反対側の面に接する無機保護膜と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る電気光学装置の製造方法は、基板の一方面側に無機遮光層を形成する無機遮光層形成工程と、前記無機遮光層の表面とは重ならずに、前記無機遮光層の間にカラーフィルター層を設けるカラーフィルター層形成工程と、前記無機遮光層の表面および前記カラーフィルター層の表面に接する無機保護膜を形成する無機保護膜形成工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明では、基板の一方面側に無機遮光層とカラーフィルター層とが設けられ、かかる無機遮光層およびカラーフィルター層は無機保護膜で覆われている。ここで、カラーフィルター層は、無機遮光層の基板とは反対側の面（表面）とは重ならずに設けられている。このため、カラーフィルター層の両側では、無機遮光層と無機保護膜とが接し、かつ、無機遮光層と無機保護膜との接触面積が広い。また、カラーフィルター層と無機保護膜との接触面積が狭い。このため、無機保護膜は、カラーフィルター層との密着強度が低くても無機遮光層とは密着強度が高いので、無機保護膜が剥がれることがない。また、無機系絶縁膜からなる無機保護膜であれば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によってパターニングやコンタクトホールの形成を高い精度で行うことができるという利点がある。
【００１１】
本発明において、前記基板の一方面側に、画素トランジスター、および前記無機保護膜に形成されたコンタクトホールを経由して前記画素トランジスターに電気的に接続する画素電極が複数設けられ、前記無機遮光層は、隣り合う前記画素電極の間に重なる領域に沿って延在していることが好ましい。かかる構成によれば、画素電極とカラーフィルター層とが同一の基板に形成されているので、表示の高精細化を図ることを目的に画素が微細化されている場合でも、画素電極とカラーフィルター層との位置ずれを最小限に止めることができる。また、無機系絶縁膜からなる無機保護膜であれば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって、画素電極を画素トランジスターに電気的に接続するためのコンタクトホール等の形成を高い精度で行うことができる。
【００１２】
本発明において、前記カラーフィルター層は、前記基板の外周端より離間した内側領域のみに設けられ、前記無機保護膜は、前記カラーフィルター層が形成されている領域より外側まで設けられていることが好ましい。例えば、前記カラーフィルター層は、前記基板の前記一方面側のうち、前記画素電極が複数配列された画像表示領域のみに設けられ、前記無機保護膜は、前記画像表示領域より外側まで設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、カラーフィルター層が配列されている画像表示領域より外周側においては、無機保護膜がカラーフィルター層と接していないので、無機保護膜が剥がれることがない。
【００１３】
本発明に係る電気光学装置において、前記無機保護膜は、プラズマＣＶＤ法により成膜されてなることが好ましい。また、本発明に係る電気光学装置の製造方法において、前記無機保護膜形成工程では、プラズマＣＶＤ法により、前記無機保護膜を形成することが好ましい。プラズマＣＶＤ法によれば、温度が２００℃位の条件でも、シリコン酸化膜等の無機保護膜を形成することができるので、無機保護膜を形成する際、カラーフィルター層が熱によって変質することを防止することができる。
【００１４】
本発明に係る電気光学装置が液晶装置である場合、前記基板は、前記一方面側に対向配置された基板との間に液晶層を保持することになる。
【００１５】
本発明に係る電気光学装置は、小型カメラ等の電子機器において表示部を構成するのに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用した液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用した液晶装置の液晶パネルの説明図である。
【図３】本発明を適用した液晶装置に用いた液晶パネルの電極等のレイアウトを示す説明図である。
【図４】本発明を適用した液晶装置の画素の説明図である。
【図５】本発明を適用した液晶装置の素子基板に設けたカラーフィルター層等の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る液晶装置の製造工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の説明では、各種電気光学装置のうち、液晶装置に本発明を適用した場合を中心に説明する。また、以下の説明では、液晶装置に用いる素子基板および対向基板のうち、素子基板として、本発明を適用したカラーフィルター基板として構成する場合を中心に説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、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。なお、電界効果型トランジスターを流れる電流の方向が反転する場合、ソースとドレインとが入れ替わるが、以下の説明では、便宜上、画素電極が接続されている側をドレインとし、データ線が接続されている側をソースとして説明する。また、素子基板に形成される層を説明する際、上層側あるいは表面側とは素子基板の基板本体が位置する側とは反対側（対向基板が位置する側）を意味し、下層側とは素子基板の基板本体が位置する側を意味する。また、対向基板に形成される層を説明する際、上層側あるいは表面側とは対向基板の基板本体が位置する側とは反対側（素子基板が位置する側）を意味し、下層側とは対向基板の基板本体が位置する側を意味する。
【００１８】
［液晶装置の構成］
（全体構成）
図１は、本発明を適用した液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。図１において、液晶装置１００は、ＴＮ（Twisted Nematic）モードやＶＡ（Vertical Alignment）モードの液晶パネル１００ｐを有しており、液晶パネル１００ｐは、その中央領域に複数の画素１００ａがマトリクス状に配列された画像表示領域１０ａ（画素配列領域／有効画素領域）を備えている。液晶パネル１００ｐにおいて、後述する素子基板１０（図２等を参照）では、画像表示領域１０ａの内側で複数本のデータ線６ａ（画像信号線）および複数本の走査線３ａが縦横に延びており、それらの交差部分に対応する位置に画素１００ａが構成されている。複数の画素１００ａの各々には、電界効果型トランジスターからなる画素トランジスター３０、および後述する画素電極９ａが形成されている。画素トランジスター３０のソースにはデータ線６ａが電気的に接続され、画素トランジスター３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続され、画素トランジスター３０のドレインには、画素電極９ａが電気的に接続されている。
【００１９】
素子基板１０において、画像表示領域１０ａより外周側には走査線駆動回路１０４やデータ線駆動回路１０１が設けられている。データ線駆動回路１０１は各データ線６ａに電気的に接続しており、画像処理回路から供給される画像信号を各データ線６ａに順次供給する。走査線駆動回路１０４は、各走査線３ａに電気的に接続しており、走査信号を各走査線３ａに順次供給する。
【００２０】
各画素１００ａにおいて、画素電極９ａは、後述する対向基板２０（図２等を参照）に形成された共通電極と液晶層を介して対向し、液晶容量５０ａを構成している。また、各画素１００ａには、液晶容量５０ａで保持される画像信号の変動を防ぐために、液晶容量５０ａと並列に蓄積容量５５が付加されている。本形態では、蓄積容量５５を構成するために、複数の画素１００ａに跨って走査線３ａと並行して延びた容量線５ｂが形成されている。本形態において、容量線５ｂは、共通電位Ｖcomが印加された定電位配線６ｓに導通している。
【００２１】
（液晶パネル１００ｐおよび素子基板１０の構成）
図２は、本発明を適用した液晶装置１００の液晶パネル１００ｐの説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は各々、液晶パネル１００ｐを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＨ−Ｈ′断面図である。図３は、本発明を適用した液晶装置１００に用いた液晶パネル１００ｐの電極等のレイアウトを示す説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）は、後述するカラーフィルター層が形成されている領域をグレー領域で示す説明図、およびカラーフィルター層が形成されている領域を変更した場合の説明図である。なお、図３において画素電極９ａやダミー画素電極９ｂの数等については少なく示してある。
【００２２】
図２および図３に示すように、液晶パネル１００ｐでは、素子基板１０と対向基板２０とが所定の隙間を介してシール材１０７によって貼り合わされており、シール材１０７は対向基板２０の外縁に沿うように枠状に設けられている。シール材１０７は、光硬化樹脂や熱硬化性樹脂等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、あるいはガラスビーズ等のギャップ材１０７ａが配合されている。
【００２３】
かかる構成の液晶パネル１００ｐにおいて、素子基板１０および対向基板２０はいずれも四角形であり、液晶パネル１００ｐの略中央には、図１を参照して説明した画像表示領域１０ａが四角形の領域として設けられている。かかる形状に対応して、シール材１０７も略四角形に設けられ、画像表示領域１０ａの外側は、四角枠状の外周領域１０ｃになっている。
【００２４】
素子基板１０において、外周領域１０ｃでは、素子基板１０の一辺に沿ってデータ線駆動回路１０１および複数の端子１０２が形成されており、この一辺に隣接する他の辺に沿って走査線駆動回路１０４が形成されている。なお、端子１０２には、フレキシブル配線基板（図示せず）が接続されており、素子基板１０には、フレキシブル配線基板を介して各種電位や各種信号が入力される。
【００２５】
詳しくは後述するが、素子基板１０の一方面１０ｓおよび他方面１０ｔのうち、対向基板２０と対向する一方面１０ｓの側において、画像表示領域１０ａには、図１を参照して説明した画素トランジスター３０、および画素トランジスター３０に電気的に接続する画素電極９ａがマトリクス状に形成されており、かかる画素電極９ａの上層側には配向膜１６が形成されている。
【００２６】
また、素子基板１０の一方面１０ｓの側において、画像表示領域１０ａより外側の外周領域１０ｃのうち、画像表示領域１０ａとシール材１０７とに挟まれた四角枠状の周辺領域１０ｂには、画素電極９ａと同時形成されたダミー画素電極９ｂが形成されている。ダミー画素電極９ｂは、隣り合うダミー画素電極９ｂ同士が細幅の連結部（図示せず）で繋がっている。また、ダミー画素電極９ｂは、共通電位Ｖcomが印加されており、画像表示領域１０ａの外周側端部での液晶分子の配向の乱れを防止する。また、ダミー画素電極９ｂは、素子基板１０において配向膜１６が形成される面を研磨により平坦化する際、画像表示領域１０ａと周辺領域１０ｂとの高さ位置の差を圧縮し、配向膜１６が形成される面を平坦面にするのに寄与する。なお、ダミー画素電極９ｂに電位を印加せず、ダミー画素電極９ｂを電位的にフロート状態とする場合もあり、この場合でも、ダミー画素電極９ｂは、画像表示領域１０ａと周辺領域１０ｂとの高さ位置の差を圧縮し、配向膜１６が形成される面を平坦面にするのに寄与する。
【００２７】
図２（ｂ）に示すように、対向基板２０の一方面２０ｓおよび他方面２０ｔのうち、素子基板１０と対向する一方面２０ｓの側には共通電極２１が形成されている。共通電極２１は、対向基板２０の略全面あるいは複数の帯状電極として複数の画素１００ａに跨って形成されている。本形態において、共通電極２１は、対向基板２０の略全面に形成されている。
【００２８】
また、対向基板２０の一方面２０ｓの側には、共通電極２１の下層側に遮光層２９が形成され、共通電極２１の表面には配向膜２６が積層されている。本形態において、遮光層２９は、画像表示領域１０ａの外周縁に沿って延在する額縁部分２９ａとして形成されている。また、本形態において、遮光層２９は、隣り合う画素電極９ａにより挟まれた画素間領域１０ｆに重なるブラックマトリクス部２９ｂとしても形成されている。ここで、額縁部分２９ａはダミー画素電極９ｂと重なる位置に形成されており、額縁部分２９ａの外周縁は、シール材１０７の内周縁との間に隙間を隔てた位置にある。従って、額縁部分２９ａとシール材１０７とは重なっていない。
【００２９】
図２（ａ）、および図３に示すように、液晶パネル１００ｐにおいて、シール材１０７より外側には、対向基板２０の一方面２０ｓの側の４つの角部分に基板間導通用電極部２５ｔが形成されており、素子基板１０の一方面１０ｓの側には、対向基板２０の４つの角部分（基板間導通用電極部２５ｔ）と対向する位置に基板間導通用電極部６ｔが形成されている。基板間導通用電極部６ｔは、共通電位Ｖcomが印加された定電位配線６ｓに導通しており、定電位配線６ｓは、端子１０２のうち、共通電位印加用の端子１０２ａに導通している。基板間導通用電極部６ｔと基板間導通用電極部２５ｔとの間には、導電粒子を含んだ基板間導通材１０９が配置されており、対向基板２０の共通電極２１は、基板間導通用電極部６ｔ、基板間導通材１０９および基板間導通用電極部２５ｔを介して、素子基板１０側に電気的に接続されている。このため、共通電極２１は、素子基板１０の側から共通電位Ｖcomが印加されている。シール材１０７は、略同一の幅寸法をもって対向基板２０の外周縁に沿って設けられている。このため、シール材１０７は、略四角形である。但し、シール材１０７は、対向基板２０の角部分と重なる領域では基板間導通用電極部６ｔ、２５ｔを避けて内側を通るように設けられており、シール材１０７の角部分は略円弧状である。
【００３０】
かかる構成の液晶装置１００において、本形態では、画素電極９ａおよび共通電極２１がＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）膜等の透光性導電膜により形成されており、液晶装置１００は透過型の液晶装置である。かかる透過型の液晶装置１００では、素子基板１０および対向基板２０のうち、例えば、対向基板２０の側から入射した光が素子基板１０を透過して出射される間に変調されて画像を表示する。
【００３１】
本形態の液晶装置１００は、小型カメラ、モバイルコンピューター、携帯電話機等といった電子機器のカラー表示装置として用いられる。このため、本形態の液晶装置１００では、対向基板２０あるいは素子基板１０のうちの一方は、後述するカラーフィルター層（図示せず）が形成されたカラーフィルター基板としての機能も有する。本形態においては、対向基板２０および素子基板１０のうち、素子基板１０にカラーフィルター層が形成されている。なお、液晶装置１００では、使用する液晶層５０の種類や、ノーマリホワイトモード／ノーマリ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、偏光板等が液晶パネル１００ｐに対して所定の向きに配置される。
【００３２】
（画素の具体的構成）
図４は、本発明を適用した液晶装置１００の画素の説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）は各々、液晶装置１００に用いた素子基板１０において隣り合う複数の画素の平面図、およびＦ−Ｆ′線に相当する位置で液晶装置１００を切断したときの断面図である。なお、図４（ａ）では、各層を以下の線
半導体層１ａ＝細くて短い点線
走査線３ａ＝太い実線
ドレイン電極４ａ＝細い実線
データ線６ａおよび中継電極６ｂ＝一点鎖線
容量線５ｂ＝二点鎖線
無機遮光層７ａおよび中継電極７ｂ＝長い破線
画素電極９ａ＝短い破線
で示してある。なお、素子基板１０では、遮光層８ａ、誘電体層４０およびエッチングストッパー層４９の図示は省略してある。
【００３３】
図４（ａ）に示すように、素子基板１０において対向基板２０と対向する一方面１０ｓには、複数の画素１００ａの各々に画素電極９ａが形成されており、隣り合う画素電極９ａにより挟まれた領域と重なる画素間領域１０ｆに沿ってデータ線６ａおよび走査線３ａが形成されている。本形態において、画素間領域１０ｆは縦横に延在しており、走査線３ａは画素間領域１０ｆのうち、Ｘ方向（第１方向）に延在する第１画素間領域１０ｇに沿って直線的に延在し、データ線６ａは、Ｙ方向（第２方向）に延在する第２画素間領域１０ｈに沿って直線的に延在している。また、データ線６ａと走査線３ａとの交差に対応して画素トランジスター３０が形成されており、本形態において、画素トランジスター３０は、データ線６ａと走査線３ａとの交差付近に形成されている。素子基板１０には、走査線３ａと重なるように容量線５ｂが形成されており、かかる容量線５ｂには共通電位Ｖcomが印加されている。本形態において、容量線５ｂは、走査線３ａと重なるように直線的に延びた主線部分と、データ線６ａと走査線３ａとの交差部分でデータ線６ａに重なるように延びた副線部分とを備えている。また、データ線６ａに重なるように無機遮光層７ａが延在している。
【００３４】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、素子基板１０は、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体１０ｗの液晶層５０側の基板面（対向基板２０と対向する一方面１０ｓ側）に形成された画素電極９ａ、画素スイッチング用の画素トランジスター３０、および配向膜１６を主体として構成されている。対向基板２０は、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体２０ｗ、その液晶層５０側の表面（素子基板１０と対向する一方面２０ｓ）に形成された遮光層２９、共通電極２１、および配向膜２６を主体として構成されている。
【００３５】
素子基板１０において、基板本体１０ｗの一方面１０ｓ側には、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる遮光層８ａが形成されている。本形態において、遮光層８ａは、タングステンシリサイド（ＷＳｉ）等の遮光膜からなり、液晶装置１００を透過した後の光が他の部材で反射した際、かかる反射光が半導体層１ａに入射して画素トランジスター３０で光電流に起因する誤動作が発生することを防止する。
【００３６】
基板本体１０ｗの一方面１０ｓ側において、遮光層８ａの上層側には、透光性の絶縁膜１２が形成されており、かかる絶縁膜１２の表面に、半導体層１ａを備えた画素トランジスター３０が形成されている。本形態において、絶縁膜１２は、ＮＳＧ（ノンシリケートガラス）、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）等のシリコン酸化膜（シリケートガラスも含む。）や、シリコン窒化膜からなる。かかる絶縁膜１２は、シランガス（ＳｉＨ4）、２塩化シラン（ＳｉＣｌ2Ｈ2）、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン／テトラ・エチル・オルソ・シリケート／Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4）、ＴＥＢ（テトラ・エチル・ボートレート）、ＴＭＯＰ（テトラ・メチル・オキシ・フォスレート）等を用いた常圧ＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、あるいはプラズマＣＶＤ法等により形成される。
【００３７】
画素トランジスター３０は、データ線６ａの延在方向に長辺方向を向けた半導体層１ａと、半導体層１ａの長さ方向と直交する方向に延在して半導体層１ａの長さ方向の中央部分に重なるゲート電極３ｃとを備えており、本形態において、ゲート電極３ｃは走査線３ａの一部からなる。また、画素トランジスター３０は、半導体層１ａとゲート電極３ｃとの間に透光性のゲート絶縁層２を有している。半導体層１ａは、ゲート電極３ｃに対してゲート絶縁層２を介して対向するチャネル領域１ｇを備えているとともに、チャネル領域１ｇの両側にソース領域１ｂおよびドレイン領域１ｃを備えている。本形態において、画素トランジスター３０は、ＬＤＤ構造を有している。従って、ソース領域１ｂおよびドレイン領域１ｃは各々、チャネル領域１ｇの両側に低濃度領域を備え、低濃度領域に対してチャネル領域１ｇとは反対側で隣接する領域に高濃度領域を備えている。
【００３８】
半導体層１ａは、ポリシリコン膜（多結晶シリコン膜）等によって構成されている。ゲート絶縁層２は、半導体層１ａを熱酸化したシリコン酸化膜からなる第１ゲート絶縁層２ａと、温度が７００〜９００℃の高温条件での減圧ＣＶＤ法により形成されたシリコン酸化膜からなる第２ゲート絶縁層２ｂとの２層構造からなる。
【００３９】
ゲート電極３ｃおよび走査線３ａは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。本形態において、ゲート電極３ｃは、導電性のポリシリコン膜とタングステンシリサイド膜との２層構造を有している。
【００４０】
ゲート電極３ｃの上層側には、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等のシリコン酸化膜等からなる透光性の層間絶縁膜４１が形成され、層間絶縁膜４１の上層には、ドレイン電極４ａが形成されている。本形態において、層間絶縁膜４１は、シリコン酸化膜からなる。ドレイン電極４ａは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。本形態において、ドレイン電極４ａはチタン窒化膜からなる。ドレイン電極４ａは、半導体層１ａのドレイン領域１ｃ（画素電極側ソースドレイン領域）と一部が重なるように形成されており、層間絶縁膜４１およびゲート絶縁層２を貫通するコンタクトホール４１ａを介してドレイン領域１ｃに導通している。
【００４１】
ドレイン電極４ａの上層側には、シリコン酸化膜等から透光性のエッチングストッパー層４９、および透光性の誘電体層４０が形成されており、かかる誘電体層４０の上層側には容量線５ｂが形成されている。誘電体層４０としては、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等のシリコン化合物を用いることができる他、アルミニウム酸化膜、チタン酸化膜、タンタル酸化膜、ニオブ酸化膜、ハフニウム酸化膜、ランタン酸化膜、ジルコニウム酸化膜等の高誘電率の誘電体層を用いることができる。本形態において、誘電体層４０は概ね、ドレイン電極４ａと重なる領域のみに形成されている。容量線５ｂは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。本形態において、容量線５ｂは、チタン窒化膜、アルミニウム膜、およびチタン窒化膜との３層構造を有している。ここで、容量線５ｂは、誘電体層４０を介してドレイン電極４ａと重なっており、蓄積容量５５を構成している。
【００４２】
容量線５ｂの上層側には層間絶縁膜４２が形成されており、かかる層間絶縁膜４２の上層側には、データ線６ａと中継電極６ｂとが同一の導電膜により形成されている。層間絶縁膜４２はシリコン酸化膜からなる。データ線６ａと中継電極６ｂは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。本形態において、データ線６ａおよび中継電極６ｂは、アルミニウム合金膜や、チタン窒化膜とアルミニウム膜との２層乃至４層の積層膜からなる。データ線６ａは、層間絶縁膜４２、エッチングストッパー層４９、層間絶縁膜４１およびゲート絶縁層２を貫通するコンタクトホール４２ａを介してソース領域１ｂ（データ線側ソースドレイン領域）に導通している。中継電極６ｂは、層間絶縁膜４２およびエッチングストッパー層４９を貫通するコンタクトホール４２ｂを介してドレイン電極４ａに導通している。
【００４３】
データ線６ａおよび中継電極６ｂの上層側にはシリコン酸化膜等からなる透光性の層間絶縁膜４４が形成されており、かかる層間絶縁膜４４の上層側には、無機遮光層７ａおよび中継電極７ｂが形成されている。層間絶縁膜４４は、例えば、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等のシリコン酸化膜からなる。本形態において、層間絶縁膜４４は、テトラエトキシシランと酸素ガスとを用いたプラズマＣＶＤ法等により形成したシリコン酸化膜と、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等のドープトシリケートガラス膜との２層構造からなる。本形態において、層間絶縁膜４４の表面は平坦面になっている。
【００４４】
無機遮光層７ａおよび中継電極７ｂは、アルミニウム合金膜や、チタン窒化膜とアルミニウム膜との２層乃至４層の積層膜からなる。ここで、無機遮光層７ａは、データ線６ａと略重なるように延在しており、ブラックストライプとして機能する。このため、無機遮光層７ａは、画素１００ａ内では他の電極等と電気的には接続されていない。中継電極７ｂは、層間絶縁膜４４を貫通するコンタクトホール４４ａを介して中継電極７ｂに導通している。本形態において、層間絶縁膜４４の表面は平坦面になっている。
【００４５】
ここで、層間絶縁膜４４には凹部４４ｓが形成されており、かかる凹部４４ｓには、後述するカラーフィルター層１５が設けられている。
【００４６】
無機遮光層７ａおよび中継電極７ｂの上層側にはシリコン酸化膜等からなる透光性の無機保護膜４５が形成されており、かかる無機保護膜４５の上層側には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜等の透光性導電膜からなる画素電極９ａが形成されている。
【００４７】
無機保護膜４５は、例えば、テトラエトキシシランと酸素ガスとを用いたプラズマＣＶＤ法や、シランガスと亜酸化窒素ガスとを用いたプラズマＣＶＤ法等により形成した厚さが４００ｎｍ程度のシリコン酸化膜からなり、層間絶縁膜およびカラーフィルター層１５に対する保護膜として機能している。
【００４８】
画素電極９ａは、中継電極７ｂと部分的に重なっており、無機保護膜４５を貫通するコンタクトホール４５ａを介して中継電極７ｂに導通している。その結果、画素電極９ａは、中継電極７ｂ、６ｂおよびドレイン電極４ａを介してドレイン領域１ｃに電気的に接続している。ここで、無機保護膜４５の表面は平坦面になっており、かかる平坦面上に画素電極９ａが形成されている。
【００４９】
画素電極９ａの表面には配向膜１６が形成されている。配向膜１６は、ポリイミド等の樹脂膜、あるいはシリコン酸化膜等の斜方蒸着膜からなる。本形態において、配向膜１６は、ＳｉＯX（ｘ＜２）、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、Ｉｎ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5等の斜方蒸着膜からなる無機配向膜（垂直配向膜）である。配向膜１６と画素電極９ａとの層間にはシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の透光性の保護膜が形成され、かかる保護膜によって、画素電極９ａの間に形成された凹部が埋められている構造を採用することもある。かかる構成によれば、配向膜１６を平坦面に形成することができる。
【００５０】
対向基板２０では、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体２０ｗの液晶層５０側の表面（素子基板１０に対向する一方面２０ｓ）に、遮光層２９、シリコン酸化膜等からなる絶縁膜２８、およびＩＴＯ膜等の透光性導電膜からなる共通電極２１が形成されており、かかる共通電極２１を覆うように配向膜２６が形成されている。配向膜２６は、配向膜１６と同様、ポリイミド等の樹脂膜、あるいはシリコン酸化膜等の斜方蒸着膜からなる。本形態において、配向膜２６は、ＳｉＯX（ｘ＜２）、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、Ｉｎ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5等の斜方蒸着膜からなる無機配向膜（垂直配向膜）である。かかる配向膜１６、２６は、液晶層５０に用いた誘電異方性が負のネマチック液晶化合物を垂直配向させ、液晶パネル１００ｐは、ノーマリブラックのＶＡモードとして動作する。
【００５１】
なお、図１および図２を参照して説明したデータ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４には、ｎチャネル型の駆動用トランジスターとｐチャネル型の駆動用トランジスターとを備えた相補型トランジスター回路等が構成されている。ここで、駆動用トランジスターは、画素トランジスター３０の製造工程の一部を利用して形成されたものである。このため、素子基板１０においてデータ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４が形成されている領域も、図４（ｂ）に示す断面構成と略同様な断面構成を有している。
【００５２】
（カラーフィルター層１５の構成）
図５は、本発明を適用した液晶装置１００の素子基板１０に設けたカラーフィルター層１５の説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、無機遮光層７ａや中継電極７ｂの形成領域をグレー領域で示す説明図、カラーフィルター層１５の形成領域をグレー領域で示す説明図、およびＥ−Ｅ′断面図である。
【００５３】
図４（ｂ）、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、本形態の液晶装置１００において、素子基板１０には、画素電極９ａと重なる領域に所定色のカラーフィルター層１５が形成されている。本形態においては、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルター層１５は各々、Ｙ方向に並ぶストライプ配列が採用されている。かかるカラーフィルター層１５は、樹脂材料中に色材が分散してなる。
【００５４】
かかるカラーフィルター層１５を設けるにあたって、本形態では、図５（ａ）、（ｃ）に示すように、層間絶縁膜４４の表面上では、画素電極９ａの間で延在する第２画素間領域１０ｈ（図４（ａ）参照）に重なる領域に沿って無機遮光層７ａが延在している。従って、本形態では、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、Ｘ方向で隣り合う無機遮光層７ａの間にカラーフィルター層１５が設けられている。また、本形態では、カラーフィルター層１５を十分な厚さに形成することを目的に、層間絶縁膜４４には、無機遮光層７ａの間と重なる領域に凹部４４ｓが形成されており、カラーフィルター層１５は、凹部４４ｓの内部および無機遮光層７ａの間に設けられている。無機遮光層７ａおよびカラーフィルター層１５の上層側には無機保護膜４５が形成されており、カラーフィルター層１５は、厚さが４００ｎｍ程度のシリコン酸化膜からなる無機保護膜４５によって保護されている。
【００５５】
ここで、カラーフィルター層１５は、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、無機遮光層７ａの表面７ｅと同一あるいは略同一の高さ位置まで形成されているが、無機遮光層７ａの表面７ｅには一切重なっていない。このため、無機遮光層７ａは、ライン幅方向の全体で無機保護膜４５に接している。
【００５６】
また、本形態では、図３（ａ）、（ｂ）にグレー領域で示してあるように、カラーフィルター層１５は、画像表示領域１０ａには形成されているが、素子基板１０の外周縁から離間した内側領域のみに形成されているのに対して、無機保護膜４５は、素子基板１０の外周縁も含む略全面に形成されている。従って、無機保護膜４５は、素子基板１０の外周部分では、カラーフィルター層１５と接触せずに、下層側の層間絶縁膜４４と接することになる。
【００５７】
かかる構成を採用するにあたっては、例えば、図３（ａ）に示すように、画像表示領域１０ａのみにカラーフィルター層１５を形成し、画像表示領域１０ａより外側の外周領域１０ｃにはカラーフィルター層１５を形成しない構成を採用することができる。また、図３（ｂ）に示すように、画像表示領域１０ａおよびダミー画素電極９ｂが形成されている領域のみにカラーフィルター層１５を形成し、ダミー画素電極９ｂが形成されている領域より外側にはカラーフィルター層１５を形成しない構成を採用することができる。いずれの場合も、カラーフィルター層１５は、シール材１０７より内側のみに形成する。
【００５８】
（液晶装置１００の製造方法）
図５を参照して、本形態の液晶装置１００の製造工程のうち、カラーフィルター層１５を形成する工程を中心に液晶装置１００の製造方法を説明する。なお、他の工程については周知の方法を利用できるので、説明を省略する。
【００５９】
まず、層間絶縁膜形成工程において、層間絶縁膜４３を形成した後、その表面を研磨する。かかる研磨には化学機械研磨やエッチバック法を利用することができる。化学機械研磨では、研磨液に含まれる化学成分の作用と、研磨剤と素子基板１０との相対移動によって、高速で平滑な研磨面を得ることができる。より具体的には、研磨装置において、不織布、発泡ポリウレタン、多孔質フッ素樹脂等からなる研磨布（パッド）を貼り付けた定盤と、素子基板１０を保持するホルダーとを相対回転させながら、研磨を行なう。その際、例えば、平均粒径が０．０１〜２０μｍの酸化セリウム粒子、分散剤としてのアクリル酸エステル誘導体、および水を含む研磨剤を研磨布と素子基板１０との間に供給する。
【００６０】
次に、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を利用して層間絶縁膜４３に凹部４４ｓを形成した後、無機遮光層形成工程において、層間絶縁膜４３の表面に、複数列に並列する無機遮光層７ａを形成する。より具体的には、層間絶縁膜４３の表面に、アルミニウム合金膜や、アルミニウム膜とチタン窒化膜との積層膜等の遮光膜を形成した後、パターニングし、無機遮光層７ａおよび中継電極７ｂを形成する。なお、無機遮光層形成工程については、層間絶縁膜４４に凹部４４ｓを形成した後に行ってもよい。
【００６１】
次に、凹部４４ｓの内部、および無機遮光層７ａの間にカラーフィルター層１５を形成する。かかるカラーフィルター層１５は、インクジェット方式によって液状カラーフィルター材料を所定領域に吐出してカラーフィルター層１５を形成する方法を採用することができる。また、スピンコート法で液状カラーフィルター材料を塗布した後、硬化させ、しかる後に、硬化した膜をフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を利用して所定領域から除去してカラーフィルター層１５を形成する方法を採用することができる。また、スピンコート法で感光性の液状カラーフィルター材料を塗布した後、露光、現像してカラーフィルター層１５を形成する方法を採用することができる。いずれの方法でも、液状カラーフィルター材料の塗布量等を制御して、無機遮光層７ａの表面７ｅとは重ならないように、無機遮光層７ａの間にカラーフィルター層１５を設ける。また、カラーフィルター層１５を厚めに形成した後、その表面を研磨する方法を採用して、無機遮光層７ａの表面７ｅとは重ならないように、無機遮光層７ａの間にカラーフィルター層１５を設けてもよい。
【００６２】
次に、無機保護膜形成工程では、無機遮光層７ａの表面およびカラーフィルター層１５の表面を覆うように無機保護膜４５を成膜した後、化学機械研磨やエッチバック法等の方法により、無機保護膜４５の表面を平坦化する。ここで、無機保護膜４５を成膜するには、テトラエトキシシランと酸素ガスとを用いたプラズマＣＶＤ法や、シランガスと亜酸化窒素ガスとを用いたプラズマＣＶＤ法を利用する。その際、成膜温度を２００℃程度以下とする。従って、無機保護膜４５を成膜するには、プラズマＣＶＤ法のうち、バイアスＥＣＲ-ＣＶＤ法を採用することが好ましく、かかる成膜方法によれば、２００℃以下の成膜温度により、シリコン酸化膜からなる無機保護膜４５を形成することができ、カラーフィルター層１５の熱劣化に伴う色度低下を防止することができる。
【００６３】
しかる後には、周知の方法でコンタクトホール４５ａの形成や、画素電極９ａの形成、配向膜１６の形成等を行う。
【００６４】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態は、素子基板１０の一方面１０ｓ側に複数列の無機遮光層７ａとカラーフィルター層１５とが設けられ、かかる無機遮光層７ａおよびカラーフィルター層１５は無機保護膜４５で覆われている。ここで、カラーフィルター層１５は、図５等を参照して説明したように、無機遮光層７ａの基板本体とは反対側の面（表面７ｅ）は重ならずに設けられている。このため、カラーフィルター層１５の両側では、無機遮光層７ａと無機保護膜４５とが接し、かつ、無機遮光層７ａと無機保護膜４５との接触面積が広い。また、カラーフィルター層１５と無機保護膜４５との接触面積が狭い。このため、無機保護膜４５は、カラーフィルター層１５との密着強度が低くても無機遮光層７ａとは密着強度が高いので、カラーフィルター層１５に対する保護膜として無機保護膜４５を用いても、無機保護膜４５が剥がれることがない。
【００６５】
また、画素電極９ａとカラーフィルター層１５とが同一の基板（素子基板１０）に形成されているので、表示の高精細化を図ることを目的に画素１００ａが微細化されている場合でも、画素電極９ａとカラーフィルター層１５との位置ずれを最小限に止めることができる。
【００６６】
また、無機保護膜４５であれば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって、画素電極９ａを画素トランジスター３０に電気的に接続するためのコンタクトホール４５ａの形成を高い精度で行うことができる。
【００６７】
さらに、図３を参照して説明したように、カラーフィルター層１５は、素子基板１０の外周端より離間した内側領域のみに設けられ、無機保護膜４５は、カラーフィルター層１５が形成されている領域より外側まで設けられている。例えば、カラーフィルター層１５は、画素電極９ａが複数配列された画像表示領域１０ａのみに設けられ、無機保護膜４５は、画像表示領域１０ａより外側まで設けられている。このため、カラーフィルター層１５が配列されている領域より外周側においては、無機保護膜４５がカラーフィルター層１５と接していないので、無機保護膜４５が剥がれることがない。
【００６８】
さらにまた、無機保護膜４５は、プラズマＣＶＤ法により成膜されてなるため、２００℃程度以下の温度で成膜することができる。従って、無機保護膜４５を形成する際、カラーフィルター層１５が熱によって変質することを防止することができる。
【００６９】
［他の実施の形態］
また、上記実施の形態では、液晶装置１００の素子基板１０にカラーフィルター層１５を設ける場合を例示したが、対向基板２０にカラーフィルター層１５を設ける場合に本発明を適用してもよい。例えば、図２（ｂ）に示す遮光層２９の間にカラーフィルター層１５を設ける際、図４（ｂ）に示す遮光層２９を金属系材料により構成し、絶縁膜２８をＣＶＤ法で形成したシリコン酸化膜等の無機材料からなる保護膜とすればよい。
【００７０】
また、実施の形態では、液晶装置用の基板にカラーフィルター層１５を設ける場合に本発明を適用したが、有機エレクトロルミネッセンス装置等、他の電気光学装置用の基板にカラーフィルター層１５を設ける場合に本発明を適用してもよい。
【００７１】
［電子機器への搭載例］
図６は、本発明を適用した液晶装置１００を用いた電子機器の説明図である。図６（ａ）に示すデジタルカメラ１０００において、略直方体の形状を有するケース１０２０の背面中央には、本発明を適用した液晶装置１００からなるモニターが設けられ、ケース１０２０の上面にはシャッタボタン１０６０等が設けられている。また、ケース１０２０表面側に向けては、光学レンズやＣＣＤ（Charge Coupled Device）等を含んだ受光ユニット１０４０が設けられている。図６（ｂ）の携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１、スクロールボタン３００２、および表示ユニットとしての液晶装置１００を備えている。図６（ｃ）に示す情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１、電源スイッチ４００２、および表示ユニットとしての液晶装置１００を備えている。なお、液晶装置１００が用いられる電子機器としては、図６に示すものの他、液晶テレビ、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として液晶装置１００が用いられる。
【符号の説明】
【００７２】
７ａ・・無機遮光層、７ｅ・・無機遮光層の表面、９ａ・・画素電極、１０・・素子基板、１０ａ・・画像表示領域、１５・・カラーフィルター層、２０・・対向基板、２１・・共通電極、４４・・層間絶縁膜、４５・・無機保護膜、５０・・液晶層、１００・・液晶装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方面側に設けられた無機遮光層と、
前記無機遮光層とは重ならずに、前記無機遮光層の間に設けられたカラーフィルター層と、
前記無機遮光層および前記カラーフィルター層に対して前記基板とは反対側に設けられ、前記無機遮光層において前記基板とは反対側の面、および前記カラーフィルター層において前記基板とは反対側の面に接する無機保護膜と、
を有することを特徴とするカラーフィルター基板。
【請求項２】
基板の一方面側に設けられた無機遮光層と、
前記無機遮光層とは重ならずに、前記無機遮光層の間に設けられたカラーフィルター層と、
前記無機遮光層および前記カラーフィルター層に対して前記基板とは反対側に設けられ、前記無機遮光層において前記基板とは反対側の面、および前記カラーフィルター層において前記基板とは反対側の面に接する無機保護膜と、
を有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項３】
前記基板の一方面側に、画素トランジスター、および前記無機保護膜に形成されたコンタクトホールを経由して前記画素トランジスターに電気的に接続する画素電極が複数設けられ、
前記無機遮光層は、隣り合う前記画素電極の間に重なる領域に沿って延在していることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記カラーフィルター層は、前記基板の外周端より離間した内側領域のみに設けられ、
前記無機保護膜は、前記カラーフィルター層が形成されている領域より外側まで設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記カラーフィルター層は、前記基板の前記一方面側のうち、前記画素電極が複数配列された画像表示領域のみに設けられ、
前記無機保護膜は、前記画像表示領域より外側まで設けられていることを特徴とする請求項４に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記無機保護膜は、プラズマＣＶＤ法により成膜されてなることを特徴とする請求項２乃至５の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記基板は、前記一方面側に対向配置された基板との間に液晶層を保持していることを特徴とする請求項２乃至６の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項８】
請求項２乃至７の何れか一項に記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項９】
基板の一方面側に無機遮光層を形成する無機遮光層形成工程と、
前記無機遮光層の表面とは重ならずに、前記無機遮光層の間にカラーフィルター層を設けるカラーフィルター層形成工程と、
前記無機遮光層の表面および前記カラーフィルター層の表面に接する無機保護膜を形成する無機保護膜形成工程と、
を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項１０】
前記無機保護膜形成工程では、プラズマＣＶＤ法により、前記無機保護膜を形成することを特徴とする請求項９に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項１】
基板の一方面側に設けられた無機遮光層と、
前記無機遮光層とは重ならずに、前記無機遮光層の間に設けられたカラーフィルター層と、
前記無機遮光層および前記カラーフィルター層に対して前記基板とは反対側に設けられ、前記無機遮光層において前記基板とは反対側の面、および前記カラーフィルター層において前記基板とは反対側の面に接する無機保護膜と、
を有することを特徴とするカラーフィルター基板。
【請求項２】
基板の一方面側に設けられた無機遮光層と、
前記無機遮光層とは重ならずに、前記無機遮光層の間に設けられたカラーフィルター層と、
前記無機遮光層および前記カラーフィルター層に対して前記基板とは反対側に設けられ、前記無機遮光層において前記基板とは反対側の面、および前記カラーフィルター層において前記基板とは反対側の面に接する無機保護膜と、
を有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項３】
前記基板の一方面側に、画素トランジスター、および前記無機保護膜に形成されたコンタクトホールを経由して前記画素トランジスターに電気的に接続する画素電極が複数設けられ、
前記無機遮光層は、隣り合う前記画素電極の間に重なる領域に沿って延在していることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記カラーフィルター層は、前記基板の外周端より離間した内側領域のみに設けられ、
前記無機保護膜は、前記カラーフィルター層が形成されている領域より外側まで設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記カラーフィルター層は、前記基板の前記一方面側のうち、前記画素電極が複数配列された画像表示領域のみに設けられ、
前記無機保護膜は、前記画像表示領域より外側まで設けられていることを特徴とする請求項４に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記無機保護膜は、プラズマＣＶＤ法により成膜されてなることを特徴とする請求項２乃至５の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記基板は、前記一方面側に対向配置された基板との間に液晶層を保持していることを特徴とする請求項２乃至６の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項８】
請求項２乃至７の何れか一項に記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項９】
基板の一方面側に無機遮光層を形成する無機遮光層形成工程と、
前記無機遮光層の表面とは重ならずに、前記無機遮光層の間にカラーフィルター層を設けるカラーフィルター層形成工程と、
前記無機遮光層の表面および前記カラーフィルター層の表面に接する無機保護膜を形成する無機保護膜形成工程と、
を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項１０】
前記無機保護膜形成工程では、プラズマＣＶＤ法により、前記無機保護膜を形成することを特徴とする請求項９に記載の電気光学装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図４】
【図６】
【図３】
【図５】
【図２】
【図４】
【図６】
【図３】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２２５９７２（Ｐ２０１２−２２５９７２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９０７４８（Ｐ２０１１−９０７４８）
【出願日】平成２３年４月１５日（２０１１．４．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１５日（２０１１．４．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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