反射型電気光学装置、投射型表示装置、および反射型電気光学装置の製造方法
【課題】複雑な構造を用いなくても、光反射層の隙間から入射した光が画素スイッチング素子に到達することを確実に防止可能な反射型電気光学装置、この反射型電気光学装置を備えた投射型表示装置、および反射型電気光学装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】反射型電気光学装置１００において、素子基板１０では、隣接する画素電極９ａの間に隙間領域９ｓが存在するので、層間絶縁膜８の表面には隙間領域９ｓに沿って溝状凹部８ｅを形成し、溝状凹部８ｅの内部に、層間絶縁膜８より屈折率の高い高屈折率材料４ｅが充填する。このため、溝状凹部８ｅでは、高屈折率材料４ｅと層間絶縁膜８との界面では凸レンズと同様な屈折が発生する。
【解決手段】反射型電気光学装置１００において、素子基板１０では、隣接する画素電極９ａの間に隙間領域９ｓが存在するので、層間絶縁膜８の表面には隙間領域９ｓに沿って溝状凹部８ｅを形成し、溝状凹部８ｅの内部に、層間絶縁膜８より屈折率の高い高屈折率材料４ｅが充填する。このため、溝状凹部８ｅでは、高屈折率材料４ｅと層間絶縁膜８との界面では凸レンズと同様な屈折が発生する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持基板上の複数の画素の各々に画素スイッチング素子および光反射層が形成された素子基板を有する反射型電気光学装置、この反射型電気光学装置をライトバルブとして用いた投射型表示装置、および反射型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】
各種の電気光学装置のうち、反射型液晶装置では、支持基板上に電界効果型トランジスタなどの画素スイッチング素子および反射層が形成された素子基板と、対向基板とが対向配置されているとともに、素子基板と対向基板との間に液晶層が保持されている。ここで、反射層は、画素電極として形成された構造、および画素電極の下層側に画素電極とは別に形成された構造を有しており、これらいずれの場合も、光反射層は、画素毎に島状に形成されている。このため、隣接する光反射層の間には隙間が存在し、かかる隙間から入射した光が電界効果型トランジスタに到達すると、光電流などに起因して電界効果型トランジスタが誤動作を起こしてしまい、表示品位を低下させる。そこで、隣接する光反射層の隙間と重なる位置に、さらに下層側光反射層を追加した構造が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１４７４２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、光反射層の隙間と重なる位置に下層側光反射層を設けると、下層側光反射層で反射した光が、配線などで反射して電界効果型トランジスタに到達するおそれがあるため、さらに光吸収層を追加するなどの対策を必要とする。このため、製造工程数が増大し、生産性が著しく低いとともに、光吸収層を外れた光が電界効果型トランジスタに到達するおそれもある。
【０００４】
以上の問題点に鑑みて、本発明では、下層側光反射層と光吸収層を併用するなどといった複雑な構造を用いなくても、光反射層の隙間から入射した光が画素スイッチング素子に到達することを確実に防止することのできる反射型電気光学装置、この反射型電気光学装置をライトバルブとして用いた投射型表示装置、および反射型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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明では、支持基板上の複数の画素の各々に、画素スイッチング素子および該画素スイッチング素子を上層側で覆う光反射層が形成された素子基板を有し、当該素子基板において、前記画素スイッチング素子と前記光反射層との間に層間絶縁膜が介在している反射型電気光学装置において、前記層間絶縁膜の表面には、隣接する前記光反射層により挟まれた隙間領域に沿って断面円弧状あるいは断面Ｖ字状の溝状凹部が形成され、前記溝状凹部の内部には、前記層間絶縁膜より屈折率の高い高屈折率材料が充填されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明では、支持基板上の複数の画素の各々に、画素スイッチング素子および該画素スイッチング素子を上層側で覆う光反射層が形成された素子基板を有し、当該素子基板において、前記画素スイッチング素子と前記光反射層との間に層間絶縁膜が介在している反射型電気光学装置の製造方法において、前記層間絶縁膜の表面に、隣接する前記光反射層により挟まれた隙間領域に沿って断面円弧状あるいは断面Ｖ字状の溝状凹部をエッチングにより形成する溝状凹部形成工程と、当該溝状凹部の内部に前記層間絶縁膜より屈折率の高い高屈折率材料を充填する凹部充填工程と、を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明において、「電気光学装置」とは液晶装置など、電気信号に基づいて光変調を行なう装置の意味である。また、本発明において、「断面円弧状」とは、溝状凹部の断面が真円の円弧に相当する形状の他、長円あるいは楕円の円弧に相当する形状も含む意味である。
【０００８】
本発明では、光反射層により挟まれた隙間領域に沿って断面円弧状あるいは断面Ｖ字状の溝状凹部が形成され、かかる溝状凹部の内部には、前記層間絶縁膜より屈折率の高い高屈折率材料が充填されている。このため、光反射層の隙間から素子基板に入射した光は、溝状凹部の層間絶縁膜と高屈折率材料との界面で屈折し、光反射層により挟まれた隙間領域と重なる領域を進行するだけ、画素スイッチング素子が形成されている領域に向かわない。従って、下層側光反射層と光吸収層を併用するなどといった複雑な構造を用いなくても、簡素な構成で、画素スイッチング素子に光が入射することを確実に防止することができる。
【０００９】
本発明において、前記支持基板は透光性基板であることが好ましい。このように構成すると、光反射層により挟まれた隙間領域を進行した光はそのまま支持基板を透過してしまうので、支持基板で反射した光が画素スイッチング素子に入射することがない。
【００１０】
本発明において、前記溝状凹部は、断面円弧状であることが好ましい。このような形状の溝状凹部であれば、画素電極の隙間に沿って延びた開孔部から層間絶縁膜に等方性エッチングを行なうだけで形成することができる。
【００１１】
本発明において、前記溝状凹部は、平面視において幅方向の両側端部と前記光反射層との重なり幅が等しいことが好ましい。すなわち、広義において、溝状凹部が光反射層に対して自己整合的に形成されていることが好ましい。このように構成すると、光反射層の隙間から入射した光が溝状凹部をすり抜けて素子基板に入射することを防止することができる。
【００１２】
本発明を適用した反射型電気光学装置は、携帯電話機やモバイルコンピュータなどの電子機器の他、投射型表示装置のライトバルブとして用いることができる。この場合、投射型表示装置は、本発明を適用した反射型電気光学装置に光を供給するための光源部と、前記反射型電気光学装置によって光変調された光を被投射面に投射する投射光学系とを備えている。かかる投射型表示装置では、強い光が反射型電気光学装置に入射する分、画素スイッチング素子に光が入射するのを確実に防止する必要があることから、本発明を適用した場合の効果が大きい。
【００１３】
本発明を適用した反射型電気光学装置の製造方法において、前記溝状凹部形成工程では、前記層間絶縁膜の表面に、前記隙間領域に沿って開孔部を備えたエッチングマスクを形成した後、当該開孔部を介して前記層間絶縁膜の表面に等方性エッチングを行なうことが好ましい。このような方法を採用すると、断面円弧状の溝状凹部を形成することができる。
【００１４】
本発明を適用した反射型電気光学装置の製造方法において、前記溝状凹部形成工程では、前記層間絶縁膜の表面に、前記隙間領域に沿って開孔部を備えたエッチングマスクを形成した後、前記エッチングマスクをエッチング可能な条件で、前記開孔部を介して前記層間絶縁膜の表面にエッチングを行なってもよい。このように構成すると、エッチング中、エッチングマスクもエッチングされる結果、開孔部の幅が広がるので、断面Ｖ字形状の溝状凹部を形成することができる。
【００１５】
これらの方法を採用した場合、フォトリソグラフィ技術を用いて前記エッチングマスクを形成するための露光マスクと、フォトリソグラフィ技術を用いて前記光反射層を形成するための露光マスクとは、同一のマスクパターンを有しているが好ましい。ここで、「同一のマスクパターンを有している」とは、同一の露光マスクを用いる場合、異なる露光マスクであるが、マスクパターンが同一である場合の双方を含む。このような構成を採用すると、マスクパターンの種類を減らすことができるので、露光マスクに係る費用を低減することができる分、製造コストを低減することができる。また、溝状凹部は、平面視において幅方向の両側端部と前記光反射層との重なり幅が等しい構造、すなわち、広義において、溝状凹部が光反射層に対して自己整合的に形成されている構造を実現することができる。
【００１６】
本発明を適用した反射型電気光学装置の製造方法では、前記溝状凹部形成工程を行なう前に前記光反射層の形成工程を行い、前記光反射層を形成した後、当該光反射層をエッチングマスクとして前記層間絶縁膜の表面に対して等方性エッチングを行なってもよい。このように構成すると、専用のエッチングマスクを形成しなくても、断面円弧状の溝状凹部を形成することができ、かかる溝状凹部は、平面視において幅方向の両側端部と前記光反射層との重なり幅が等しい構造、すなわち、広義において、溝状凹部が光反射層に対して自己整合的に形成されている構造を有することになる。
【００１７】
本発明を適用した反射型電気光学装置の製造方法では、前記溝状凹部形成工程を行なう前に前記光反射層の形成工程を行い、前記光反射層を形成した後、当該光反射層をエッチング可能な条件で、隣接する光反射層の隙間から前記層間絶縁膜の表面をエッチングする方法を採用してもよい。このように構成すると、専用のエッチングマスクを形成しなくても、断面Ｖ字状の溝状凹部を形成することができ、かかる溝状凹部は、平面視において幅方向の両側端部と前記光反射層との重なり幅が等しい構造、すなわち、広義において、溝状凹部が光反射層に対して自己整合的に形成されている構造を有することになる。
【００１８】
本発明において、前記凹部充填工程では、前記溝状凹部の内部を埋めるように前記高屈折率材料を堆積させた後、当該前記高屈折率材料の表面を研磨することが好ましい。このように構成すると、光反射層の表面に無駄な凹凸が発生することを防止することができる。
【００１９】
かかる凹部充填工程は、前記光反射層を形成する前、あるいは前記光反射層を形成した後のいずれのタイミングで行なってもよいが、前記光反射層を形成した後、前記凹部充填工程を行う場合、当該凹部充填工程では、前記高屈折率材料の表面を研磨するとともに、前記光反射層の表面も研磨することが好ましい。このように構成すると、光反射層の表面から凹凸を効率よく除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。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。
【００２１】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明を適用した反射型電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。図１に示すように、反射型電気光学装置１００は、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素領域１０ｂを備えている。かかる液晶パネル１００ｐにおいて、後述する素子基板１０には、画素領域１０ｂの内側で複数本のデータ線６ａおよび複数本の走査線３ａが縦横に延びており、それらの交点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、画素スイッチング素子としての電界効果型トランジスタ３０、および後述する画素電極９ａが形成されている。電界効果型トランジスタ３０のソースにはデータ線６ａが電気的に接続され、電界効果型トランジスタ３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続され、電界効果型トランジスタ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。
【００２２】
素子基板１０において、画素領域１０ｂの外側領域には走査線駆動回路１０４およびデータ線駆動回路１０１が構成されている。データ線駆動回路１０１は各データ線６ａの一端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。
【００２３】
各画素１００ａにおいて、画素電極９ａは、後述する対向基板に形成された共通電極と液晶を介して対向し、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と並列に保持容量６０が付加されている。本形態では、保持容量６０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３ｂが形成されている。
【００２４】
（液晶パネルおよび素子基板の構成）
図２（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した反射型電気光学装置１００の液晶パネル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２（ａ）、（ｂ）に示すように、反射型電気光学装置１００の液晶パネル１００ｐでは、所定の隙間を介して素子基板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の縁に沿うように配置されている。シール材１０７は、光硬化樹脂や熱硬化性樹脂など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が配合されている。本形態において、素子基板１０の支持基板は透光性基板１０ｄであり、対向基板２０の支持基板も、同様な透光性基板２０ｄである。
【００２５】
素子基板１０において、シール材１０７の外側領域では、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。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、素子基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための上下導通材１０９が形成されている。
【００２６】
詳しくは後述するが、素子基板１０には、光反射性の画素電極９ａ（光反射層）がマトリクス状に形成されている。これに対して、対向基板２０には、シール材１０７の内側領域に遮光性材料からなる額縁１０８が形成され、その内側が画像表示領域１０ａとされている。また、対向基板２０には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜からなる共通電極２１が形成されている。なお、対向基板２０には画素電極９ａ間と対向する位置にブラックマトリクスあるいはブラックストライプと称せられる遮光膜（図示せず）が形成されることがある。また、画素領域１０ｂには、額縁１０８と重なる領域にダミーの画素が構成される場合があり、この場合、画素領域１０ｂのうち、ダミー画素を除いた領域が画像表示領域１０ａとして利用されることになる。
【００２７】
このように形成した反射型電気光学装置１００では、対向基板２０の側から入射した光が画素電極９ａで反射して再び、対向基板２０の側から出射される間に液晶層５０によって画素毎に光変調される結果、画像が表示される。ここで、反射型電気光学装置１００は、モバイルコンピュータ、携帯電話機などといった電子機器のカラー表示装置として用いることができ、この場合、対向基板２０には、カラーフィルタ（図示せず）や保護膜が形成される。また、対向基板２０の光入射側の面には、使用する液晶層５０の種類、すなわち、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード等々の動作モードや、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、偏光板などが所定の向きに配置される。さらに、反射型電気光学装置１００は、後述する投射型表示装置（液晶プロジェクタ）において、ＲＧＢ用のライトバルブとして用いることができる。この場合、ＲＧＢ用の各反射型電気光学装置１００の各々には、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ので、カラーフィルタは形成されない。
【００２８】
（各画素の構成）
図３（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した反射型電気光学装置１００に用いた素子基板１０において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ−Ａ′線に相当する位置で素子基板１０を切断したときの断面図である。なお、図３（ａ）において、画素電極９ａについては長い点線で示し、データ線６ａについては一点鎖線で示し、走査線３ａおよび容量線３ｂは実線で示し、半導体層１ａは短くて細い点線で示してある。また、隣接する画素電極９ａの間に形成された隙間領域９ｓには、複数のドットを付してある。
【００２９】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、素子基板１０には、石英基板やガラス基板などからなる透光性基板１０ｄ（支持基板）の第１面１０ｘおよび第２面１０ｙのうち、対向基板２０側に位置する第１面１０ｘにシリコン酸化膜などからなる透光性の下地絶縁層１５が形成されているとともに、その上層側において、画素電極９ａと重なる位置にＮチャネル型の電界効果型トランジスタ３０が形成されている。電界効果型トランジスタ３０は、島状のポリシリコン膜、あるいは島状の単結晶半導体層からなる半導体層１ａに対して、チャネル領域１ｇ、低濃度ソース領域１ｂ、高濃度ソース領域１ｄ、低濃度ドレイン領域１ｃ、および高濃度ドレイン領域１ｅが形成されたＬＤＤ構造を備えている。半導体層１ａの表面側には、シリコン酸化膜からなる透光性のゲート絶縁層２が形成されており、ゲート絶縁層２の表面に、金属膜やドープトシリコン膜からなるゲート電極（走査線３ａ）が形成されている。また、半導体層１ａにおける高濃度ドレイン領域１ｅからの延設部分には、ゲート絶縁層２を介して容量線３ｂが対向し、保持容量６０が形成されている。なお、本形態において、電界効果型トランジスタ３０はＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を備えていたが、高濃度ソース領域および高濃度ドレイン領域が走査線３ａに自己整合的に形成されている構造を採用してもよい。また、本形態では、ゲート絶縁層２は、熱酸化により形成されたシリコン酸化膜からなるが、ＣＶＤ法などにより形成されたシリコン酸化膜やシリコン窒化膜を用いることもできる。
【００３０】
電界効果型トランジスタ３０の上層側には、シリコン酸化膜などとった透光性絶縁膜からなる層間絶縁膜７、８が形成されている。層間絶縁膜７の表面には金属膜やドープトシリコン膜からなるデータ線６ａが形成され、データ線６ａは、層間絶縁膜７に形成されたコンタクトホール７ａを介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続している。
【００３１】
層間絶縁膜８の表面には、アルミニウム単体膜、アルミニウム合金膜、銀単体膜、銀合金膜、あるいはそれらの積層膜からなる光反射性の画素電極９ａ（反射層）が形成され、その上層には配向膜１６が形成されている。なお、画素電極９ａをＩＴＯ膜などの透光性の薄膜で形成し、その下層側にアルミニウム単体膜、アルミニウム合金膜、銀単体膜、銀合金膜、あるいはそれらの積層膜からなる光反射層を形成する場合もある。
【００３２】
このように構成した素子基板１０は、画素電極９ａと共通電極２１とが対面するように対向基板２０に対向配置され、かつ、これらの基板間には、シール材１０７により囲まれた空間内に電気光学物質としての液晶層５０が封入されている。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、素子基板１０および対向基板２０に形成された配向膜１６、２６により所定の配向状態をとる。液晶層５０は、例えば一種または数種のネマティック液晶を混合したものなどからなる。
【００３３】
（画素電極９ａの隙間からの入射光対策）
このように構成した反射型電気光学装置１００において、素子基板１０では、隣接する画素電極９ａの間に隙間領域９ｓが存在し、かかる隙間領域９ｓから素子基板１０に入射した光が直接、あるいは素子基板１０上での反射の繰り返しによって、電界効果型トランジスタ３０に入射すると、電界効果型トランジスタ３０では、光電流に起因する誤動作が発生するおそれがある。
【００３４】
そこで、本形態では、層間絶縁膜８の表面には、隣接する画素電極９ａにより挟まれた隙間領域９ｓに沿って溝状凹部８ｅが形成されている。本形態において、溝状凹部８ｅは、断面円弧状であり、平面視において画素電極９ａの隙間領域９ｓより幅寸法が広く、かつ、平面視おいて幅方向の両側端部と画素電極９ａとの重なり幅が等しい。また、溝状凹部８ｅの内部には、層間絶縁膜８より屈折率の高い高屈折率材料４ｅが充填されている。例えば、本形態では、層間絶縁膜８をシリコン酸化物（可視領域における屈折率＝約１．４６）により形成したため、高屈折率材料４ｅとしてはシリコン窒化物可視領域における屈折率＝約２．０）が用いられている。このため、溝状凹部８ｅでは、高屈折率材料４ｅと層間絶縁膜８との界面では凸レンズと同様な屈折が発生する。
【００３５】
従って、矢印Ｌ１０で示すように、素子基板１０に対する法線方向から隙間領域９ｓを通って素子基板１０に入射した光は、高屈折率材料４ｅと層間絶縁膜８との界面での屈折により、隙間領域９ｓの幅方向の中央に向かって進行し、透光性基板１０ｄを透過する。また、矢印Ｌ１１で示すように、素子基板１０に対する法線方向から斜めに傾いた方向から隙間領域９ｓを通って素子基板１０に入射した光は、高屈折率材料４ｅと層間絶縁膜８との界面での屈折により、隙間領域９ｓの幅方向の中央に向かって進行し、透光性基板１０ｄを透過する。このため、本形態によれば、比較的簡素な構成で、隙間領域９ｓを通って素子基板１０に入射した光が電界効果型トランジスタ３０に入射することを確実に防止することができる。
【００３６】
なお、本形態において、溝状凹部８ｅの内部は、高屈折率材料４ｅにより完全に埋められているが、高屈折率材料４ｅは、溝状凹部８ｅの外側に形成されておらず、層間絶縁膜８の表面は、溝状凹部８ｅが形成されている領域も含めて完全に平坦である。このため、画素電極９ａの表面も平坦である。
【００３７】
（反射型電気光学装置１００の製造方法）
以下、図４および図５を参照して、反射型電気光学装置１００の製造工程のうち、層間絶縁膜８を形成した以降の工程を説明する。図４および図５はいずれも、本発明の実施の形態１の反射型電気光学装置１００の製造方法を示す工程断面図である。
【００３８】
図４（ａ）に示すように、シリコン酸化物によって層間絶縁膜８を形成した後、層間絶縁膜８の表面にポジタイプの感光性樹脂４１を塗布する。次に、遮光領域４５１および透光領域４５２を備えた露光マスク４５を介して感光性樹脂４１を露光した後、現像し、図４（ｂ）に示すエッチングマスク４２を形成する。なお、エッチングマスク４２を形成するにあたっては、金属膜を形成した後、露光マスク４５を用いたフォトリソグラフィ技術によりレジストマスクを形成し、かかるレジストマスクを介して金属膜をパターニングしてもよい。
【００３９】
次に、図４（ｃ）に示す溝状凹部形成工程において、エッチングマスク４２の開孔部４２ａから層間絶縁膜８の表面に対してエッチング選択性の高い等方性エッチングを行い、断面円弧状の溝状凹部８ｅを形成する。かかる等方性エッチングとしては、ウエットエッチングなどを利用する。しかる後に、図４（ｄ）に示すように、エッチングマスク４２を除去する。
【００４０】
次に、凹部充填工程では、図４（ｅ）に示すように、ＣＶＤ法などにより、層間絶縁膜８の表面にシリコン窒化物からなる高屈折率材料４を堆積させ、溝状凹部８ｅを埋める。次に、図５（ａ）に示すように、ＣＭＰなどの研磨を行い、高屈折率材料４の表面を研磨し、溝状凹部８ｅの外側に形成された高屈折率材料４を除去する。その結果、溝状凹部８ｅの内部のみに高屈折率材料４ｅが残り、溝状凹部８ｅの内部は高屈折率材料４ｅによって充填された状態となる。
【００４１】
次に、図５（ｂ）に示すように、層間絶縁膜７、８およびゲート絶縁層２を貫通するコンタクトホール８ａを形成した後、図５（ｃ）に示すように、その表面に光反射膜９を形成する。次に、図４（ａ）を参照して説明した工程と同様、光反射膜９の表面にポジタイプの感光性樹脂４３を塗布する。次に、遮光領域４６１および透光領域４６２を備えた露光マスク４６を介して感光性樹脂４３を露光した後、現像し、図５（ｄ）に示すエッチングマスク４４を形成する。なお、エッチングマスク４４を形成するにあたっては、金属膜を形成した後、露光マスク４６を用いたフォトリソグラフィ技術によりレジストマスクを形成し、かかるレジストマスクを介して金属膜をパターニングしてもよい。いずれの場合も、本形態では、図４（ａ）に示す露光マスク４５と、図５（ｃ）に示す露光マスク４６は、同一のマスクパターンを有している。
【００４２】
次に、エッチングマスク４４の開孔部４４ａから光反射膜９をエッチングした後、エッチングマスク４４を除去すれば、図３（ａ）、（ｂ）および図５（ｅ）に示す島状の画素電極９ａを形成することができる。しかる後には、配向膜１６を形成し、素子基板１０を得る。
【００４３】
このように、本形態では、図４（ａ）に示す溝状凹部形成用の露光マスク４５と、図５（ｃ）に示す画素電極形成用の露光マスク４６は、同一のマスクパターンを有するので、溝状凹部８ｅは、平面視おいて幅方向の両側端部と画素電極９ａとの重なり幅が等しく、画素電極９ａに対して広義の意味での自己整合的に溝状凹部８ｅを形成すことができる。また、マスクパターンの種類を減らすことができるので、露光マスク４５、４６に係る費用を低減することができる分、製造コストを低減することができる。
【００４４】
［実施の形態２］
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明の実施の形態２に係る反射型電気光学装置１００に用いた素子基板１０の断面図、かかる素子基板１０に断面Ｖ字状の溝状凹部８ｅを形成するためのエッチングマスクの説明図、および断面Ｖ字状の溝状凹部８ｅをエッチング形成する様子を示す説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、実施の形態１の説明に用いた図３（ｂ）、図４（ｂ）および図４（ｃ）に対応する。なお、本形態は基本的な構成が、実施の形態１と同一であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００４５】
図６（ａ）に示す反射型電気光学装置１００も、実施の形態１と同様、反射型液晶装置であり、素子基板１０には電界効果型トランジスタ３０が形成され、層間絶縁膜８の上層には、電界効果型トランジスタ３０を覆うように、光反射性の画素電極９（光反射層）が形成されている。かかる反射型電気光学装置１００において、素子基板１０では、隣接する画素電極９ａの間に隙間領域９ｓが存在し、かかる隙間領域９ｓから素子基板１０に入射した光が直接、あるいは素子基板１０上での反射の繰り返しによって、電界効果型トランジスタ３０に入射すると、電界効果型トランジスタ３０では、光電流に起因する誤動作が発生するおそれがある。
【００４６】
そこで、実施の形態１では、層間絶縁膜８の表面に断面円弧状の溝状凹部８ｅを形成したが、本形態では、隣接する画素電極９ａにより挟まれた隙間領域９ｓに沿って断面Ｖ字状の溝状凹部８ｅが形成されている。ここで、溝状凹部８ｅは、平面視において画素電極９ａの隙間領域９ｓより幅寸法が広く、かつ、平面視おいて幅方向の両側端部と画素電極９ａとの重なり幅が等しい。また、溝状凹部８ｅの内部には、層間絶縁膜８より屈折率の高い高屈折率材料４ｅが充填されている。例えば、本形態では、層間絶縁膜８をシリコン酸化物により形成したため、高屈折率材料４ｅとしてはシリコン窒化物が用いられている。このため、溝状凹部８ｅでは、高屈折率材料４ｅと層間絶縁膜８との界面では屈折が発生する。従って、矢印Ｌ１０で示すように、素子基板１０に対する法線方向から隙間領域９ｓを通って素子基板１０に入射した光は、高屈折率材料４ｅと層間絶縁膜８との界面での屈折により、隙間領域９ｓの幅方向の中央に向かって進行し、透光性基板１０ｄを透過する。また、矢印Ｌ１１で示すように、素子基板１０に対する法線方向から斜めに傾いた方向から隙間領域９ｓを通って素子基板１０に入射した光は、高屈折率材料４ｅと層間絶縁膜８との界面での屈折により、隙間領域９ｓの幅方向の中央に向かって進行し、透光性基板１０ｄを透過する。それ故、本形態によれば、比較的簡素な構成で、隙間領域９ｓを通って素子基板１０に入射した光が電界効果型トランジスタ３０に入射することを確実に防止することができる。
【００４７】
このような断面Ｖ字状の溝状凹部８ｅを形成するには、図６（ｂ）に示すように、溝状凹部形成工程において、層間絶縁膜８の表面にエッチングマスク４２を形成した後、エッチングマスク４２をエッチング可能な条件で、エッチングマスク４２の開孔部４２ａから層間絶縁膜８の表面に対してドライエッチングを行う。かかるドライエッチングには、高密度プラズマを形成可能なＩＣＰドライエッチング装置を用い、エッチングエリアに高密度プラズマを均一に形成できるエッチングガスとして、例えば、Ｃ4Ｆ8、ＣＨＦ3等のフッ化物系ガスを用いる。その結果、図６（ｃ）に示すように、層間絶縁膜８の表面は、エッチングマスク４２の開孔部４２ａからエッチングされるとともに、エッチングマスク４２もエッチングされて開孔部４２ａが徐々に拡大していく。従って、層間絶縁膜８に対するエッチング速度とエッチングマスク４２に対するエッチング速度の比や、エッチングマスク４２の厚さなどに対応する傾きの斜面や深さを有する溝状凹部８ｅが形成される。その際、エッチングマスク４２は、エッチングされて薄くなり、エッチング終了時、消失することもある。それ以外の工程は、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００４８】
［実施の形態１、２の変形例］
上記実施の形態１、２では、画素電極９ａを形成する前に溝状凹部８ｅに高屈折率材料４ｅを充填したが、溝状凹部８ｅを形成した後、画素電極９ａを形成し、しかる後に、凹部充填工程において溝状凹部８ｅに高屈折率材料４ｅを充填してもよい。この場合、高屈折率材料４ｅの表面を研磨する際、画素電極９ａの表面を研磨すれば、画素電極９ａの表面から不要な凹凸を効率よく除去することができる。また、画素電極９ａの隙間領域９ｓが高屈折率材料４ｅで埋められるので、表面が平坦になるので、配向膜１６に対するラビング処理を好適に行なうことができる。
【００４９】
但し、かかる構成を採用した場合、溝状凹部８ｅの開口幅は、画素電極９ａの隙間領域９ｓより広いため、画素電極９ａが溝状凹部８ｅの上に張り出す状態にあるので、高屈折率材料４ｅとしては、流動性を有するものを用い、流動性のある状態で溝状凹部８ｅを埋めた後、固化させる。かかる流動性の高屈折率材料４ｅとしては、光学部品の製造に用いられている高屈折率低融点ガラス（可視領域における屈折率＝約１．６０〜２．０）や、塩化ビニリデン樹脂（可視領域における屈折率＝約１．６１）、塩化ビニル樹脂（可視領域における屈折率＝約１．５４）、ポリカーボネート（可視領域における屈折率＝約１．５９）、エピチオ系樹脂（可視領域における屈折率＝約１．７０〜１．７４）などの樹脂材料が挙げられる。
【００５０】
［実施の形態３］
図７は、本発明の実施の形態３に係る反射型電気光学装置１００に用いた素子基板１０の断面図であり、実施の形態１の説明に用いた図３（ｂ）に対応する。図８は、本発明の実施の形態３に係る反射型電気光学装置１００の製造方法を示す工程断面図である。
【００５１】
図７に示す反射型電気光学装置１００も、実施の形態１と同様、反射型液晶装置であり、素子基板１０には電界効果型トランジスタ３０が形成され、層間絶縁膜８の上層には、電界効果型トランジスタ３０を覆うように、光反射性の画素電極９（光反射層）が形成されている。かかる反射型電気光学装置１００において、素子基板１０では、隣接する画素電極９ａの間に隙間領域９ｓが存在し、かかる隙間領域９ｓから素子基板１０に入射した光が直接、あるいは素子基板１０上での反射の繰り返しによって、電界効果型トランジスタ３０に入射すると、電界効果型トランジスタ３０では、光電流に起因する誤動作が発生するおそれがある。
【００５２】
そこで、実施の形態１では、エッチングマスクを用いて断面円弧状の溝状凹部８ｅを形成したが、本形態では、図８を参照して以下に説明するように、画素電極９ａをエッチングマスクとして利用して断面円弧状の溝状凹部８ｅを形成し、かかる溝状凹部８ｅに高屈折率材料４ｅを充填してある。
【００５３】
すなわち、本形態では、まず、図８（ａ）に示すように、画素電極９ａを形成した後、図８（ｂ）に示す溝状凹部形成工程において、画素電極９ａをエッチングマスクとして、層間絶縁膜８の表面を選択的に等方性エッチング（ウエットエッチング）を行い、画素電極９ａに対して自己整合的に断面円弧状の溝状凹部８ｅを形成する。次に、凹部充填工程において、図８（ｃ）に示すように、高屈折率低融点ガラス、塩化ビニリデン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート、エピチオ系樹脂などの流動性を有する高屈折率材料４を、溝状凹部８ｅを埋めるように塗布した後、固化させ、しかる後に、高屈折率材料４の表面を研磨するとともに、画素電極９ａの表面を研磨する。その結果、図８（ｄ）に示すように、断面円弧状の溝状凹部８ｅ、および画素電極９ａの隙間領域９ｓが高屈折率材料４ｅで埋められる。
【００５４】
かかる方法によれば、実施の形態１と同様な効果を奏するとともに、エッチングマスクの形成工程を減らすことができるという利点がある。また、本形態によれば、画素電極９ａの表面から不要な凹凸を効率よく除去することができるとともに、画素電極９ａの隙間領域９ｓが高屈折率材料４ｅで埋められて平坦になるので、配向膜１６に対するラビング処理を好適に行なうことができるなどの利点もある。
【００５５】
［実施の形態４］
図９は、本発明の実施の形態４に係る反射型電気光学装置１００に用いた素子基板１０の断面図であり、実施の形態１の説明に用いた図３（ｂ）に対応する。図１０は、本発明の実施の形態４に係る反射型電気光学装置１００の製造方法を示す工程断面図である。
【００５６】
図９に示す反射型電気光学装置１００も、実施の形態１と同様、反射型液晶装置であり、素子基板１０には電界効果型トランジスタ３０が形成され、層間絶縁膜８の上層には、電界効果型トランジスタ３０を覆うように、光反射性の画素電極９（光反射層）が形成されている。かかる反射型電気光学装置１００において、素子基板１０では、隣接する画素電極９ａの間に隙間領域９ｓが存在し、かかる隙間領域９ｓから素子基板１０に入射した光が直接、あるいは素子基板１０上での反射の繰り返しによって、電界効果型トランジスタ３０に入射すると、電界効果型トランジスタ３０では、光電流に起因する誤動作が発生するおそれがある。
【００５７】
そこで、実施の形態１では、エッチングマスクを用いて断面円弧状の溝状凹部８ｅを形成したが、本形態では、図１０を参照して以下に説明するように、画素電極９ａをエッチングマスクとして利用して断面Ｖ字状の溝状凹部８ｅを形成し、かかる溝状凹部８ｅに高屈折率材料４ｅを充填してある。
【００５８】
すなわち、本形態では、図１０（ａ）に示すように、図９に示す形状よりも厚い画素電極９ａを狭い隙間領域９ｓで隣接するように形成した後、図１０（ｂ）に示す溝状凹部形成工程において、画素電極９ａをエッチングマスクとして、画素電極９ａもエッチング可能な条件で、画素電極９ａの隙間領域９ｓから層間絶縁膜８の表面にドライエッチングを行う。その結果、層間絶縁膜８の表面は、画素電極９の隙間領域９ｓからエッチングされるとともに、画素電極９もエッチングされて隙間領域９ｓが徐々に拡大していく。従って、画素電極９ａに対して自己整合的に断面Ｖ字状の溝状凹部８ｅを形成することができる。すなわち、画素電極９ａの隙間領域９ｓの幅寸法と同一の開口幅をもった断面Ｖ字状の溝状凹部８ｅを、画素電極９ａの隙間領域９ｓと完全に重なる位置に形成することができる。次に、凹部充填工程において、図１０（ｃ）に示すように、高屈折率低融点ガラス、塩化ビニリデン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート、エピチオ系樹脂などの流動性を有する高屈折率材料４、あるいはＣＶＤ法などにより形成したシリコン窒化物などからなる高屈折率材料４を、溝状凹部８ｅを埋めるように形成する。しかる後に、図１０（ｄ）に示すように、高屈折率材料４の表面を研磨するとともに、画素電極９ａの表面を研磨する。その結果、断面円弧状の溝状凹部８ｅ、および画素電極９ａの隙間領域９ｓが高屈折率材料４ｅで埋められる。
【００５９】
かかる方法によれば、実施の形態１と同様な効果を奏するとともに、エッチングマスクの形成工程を減らすことができるという利点がある。また、本形態によれば、画素電極９ａの表面から不要な凹凸を効率よく除去することができるとともに、画素電極９ａの隙間領域９ｓが高屈折率材料４ｅで埋められて平坦になるので、配向膜１６に対するラビング処理を好適に行なうことができるなどの利点もある。
【００６０】
［他の実施の形態］
上記形態では、層間絶縁膜８がシリコン酸化物からなる場合を説明したが、層間絶縁膜８はアクリル樹脂などを用い、層間絶縁膜８を平坦化膜として形成してもよい。
【００６１】
［電子機器への搭載例］
本発明に係る反射型電気光学装置１００は、図１１（ａ）に示す投射型表示装置（液晶プロジェクタ／電子機器）や、図１１（ｂ）、（ｃ）に示す携帯用電子機器に用いることができる。
【００６２】
図１１（ａ）に示す投射型表示装置１０００は、システム光軸Ｌに沿って配置した光源部８１０、インテグレータレンズ８２０および偏光変換素子８３０を備えた偏光照明装置８００と、この偏光照明装置８００から出射されたＳ偏光光束をＳ偏光光束反射面８４１により反射させる偏光ビームスプリッタ８４０と、偏光ビームスプリッタ８４０のＳ偏光光束反射面８４１から反射された光のうち、青色光（Ｂ）の成分を分離するダイクロイックミラー８４２と、青色光が分離された後の光束のうち、赤色光（Ｒ）の成分を反射させて分離するダイクロイックミラー８４３とを有している。また、投射型表示装置１０００は、各色光が入射する３枚の反射型電気光学装置１００（反射型電気光学装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ）を備えている。さらに、投射型表示装置１０００は、３つの反射型電気光学装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂにて変調された光をダイクロイックミラー８４２、８４３、および偏光ビームスプリッタ８４０にて合成した後、この合成光をスクリーン８６０に投写する。
【００６３】
また、図１１（ｂ）に示す携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１、スクロールボタン３００２、並びに表示ユニットとしての反射型電気光学装置１００を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、反射型電気光学装置１００に表示される画面がスクロールされる。図１１（ｃ）に示す情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）は、複数の操作ボタン４００１、電源スイッチ４００２、並びに表示ユニットとしての反射型電気光学装置１００を備えており、電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が反射型電気光学装置１００に表示される。
【００６４】
さらに、対向基板２０などにカラーフィルタを形成すれば、カラー表示可能な反射型電気光学装置１００を形成することができる。また、カラーフィルタを形成した反射型電気光学装置１００を用いれば、単板式の投射型表示装置を構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明を適用した反射型電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した反射型電気光学装置の液晶パネル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】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る反射型電気光学装置に用いた素子基板において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ−Ａ′線に相当する位置で素子基板を切断したときの断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１の反射型電気光学装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１の反射型電気光学装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明の実施の形態２に係る反射型電気光学装置に用いた素子基板の断面図、かかる素子基板に断面Ｖ字状の溝状凹部を形成するためのエッチングマスクの説明図、および断面Ｖ字状の溝状凹部をエッチング形成する様子を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る反射型電気光学装置に用いた素子基板の断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る反射型電気光学装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る反射型電気光学装置に用いた素子基板の断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る反射型電気光学装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１１】本発明を適用した反射型電気光学装置を用いた電子機器の説明図である。
【符号の説明】
【００６６】
４、４ｅ・・高屈折率材料、８・・層間絶縁膜、８ｅ・・溝状凹部、９ａ・・画素電極（光反射層）、９ｓ・・隣接する画素電極の隙間領域、１０・・素子基板、１０ｄ・・透光性基板（支持基板）、３０・・電界効果型トランジスタ、５０・・液晶層、１００・・反射型電気光学装置、１００ａ・・画素
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持基板上の複数の画素の各々に画素スイッチング素子および光反射層が形成された素子基板を有する反射型電気光学装置、この反射型電気光学装置をライトバルブとして用いた投射型表示装置、および反射型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】
各種の電気光学装置のうち、反射型液晶装置では、支持基板上に電界効果型トランジスタなどの画素スイッチング素子および反射層が形成された素子基板と、対向基板とが対向配置されているとともに、素子基板と対向基板との間に液晶層が保持されている。ここで、反射層は、画素電極として形成された構造、および画素電極の下層側に画素電極とは別に形成された構造を有しており、これらいずれの場合も、光反射層は、画素毎に島状に形成されている。このため、隣接する光反射層の間には隙間が存在し、かかる隙間から入射した光が電界効果型トランジスタに到達すると、光電流などに起因して電界効果型トランジスタが誤動作を起こしてしまい、表示品位を低下させる。そこで、隣接する光反射層の隙間と重なる位置に、さらに下層側光反射層を追加した構造が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１４７４２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、光反射層の隙間と重なる位置に下層側光反射層を設けると、下層側光反射層で反射した光が、配線などで反射して電界効果型トランジスタに到達するおそれがあるため、さらに光吸収層を追加するなどの対策を必要とする。このため、製造工程数が増大し、生産性が著しく低いとともに、光吸収層を外れた光が電界効果型トランジスタに到達するおそれもある。
【０００４】
以上の問題点に鑑みて、本発明では、下層側光反射層と光吸収層を併用するなどといった複雑な構造を用いなくても、光反射層の隙間から入射した光が画素スイッチング素子に到達することを確実に防止することのできる反射型電気光学装置、この反射型電気光学装置をライトバルブとして用いた投射型表示装置、および反射型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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明では、支持基板上の複数の画素の各々に、画素スイッチング素子および該画素スイッチング素子を上層側で覆う光反射層が形成された素子基板を有し、当該素子基板において、前記画素スイッチング素子と前記光反射層との間に層間絶縁膜が介在している反射型電気光学装置において、前記層間絶縁膜の表面には、隣接する前記光反射層により挟まれた隙間領域に沿って断面円弧状あるいは断面Ｖ字状の溝状凹部が形成され、前記溝状凹部の内部には、前記層間絶縁膜より屈折率の高い高屈折率材料が充填されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明では、支持基板上の複数の画素の各々に、画素スイッチング素子および該画素スイッチング素子を上層側で覆う光反射層が形成された素子基板を有し、当該素子基板において、前記画素スイッチング素子と前記光反射層との間に層間絶縁膜が介在している反射型電気光学装置の製造方法において、前記層間絶縁膜の表面に、隣接する前記光反射層により挟まれた隙間領域に沿って断面円弧状あるいは断面Ｖ字状の溝状凹部をエッチングにより形成する溝状凹部形成工程と、当該溝状凹部の内部に前記層間絶縁膜より屈折率の高い高屈折率材料を充填する凹部充填工程と、を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明において、「電気光学装置」とは液晶装置など、電気信号に基づいて光変調を行なう装置の意味である。また、本発明において、「断面円弧状」とは、溝状凹部の断面が真円の円弧に相当する形状の他、長円あるいは楕円の円弧に相当する形状も含む意味である。
【０００８】
本発明では、光反射層により挟まれた隙間領域に沿って断面円弧状あるいは断面Ｖ字状の溝状凹部が形成され、かかる溝状凹部の内部には、前記層間絶縁膜より屈折率の高い高屈折率材料が充填されている。このため、光反射層の隙間から素子基板に入射した光は、溝状凹部の層間絶縁膜と高屈折率材料との界面で屈折し、光反射層により挟まれた隙間領域と重なる領域を進行するだけ、画素スイッチング素子が形成されている領域に向かわない。従って、下層側光反射層と光吸収層を併用するなどといった複雑な構造を用いなくても、簡素な構成で、画素スイッチング素子に光が入射することを確実に防止することができる。
【０００９】
本発明において、前記支持基板は透光性基板であることが好ましい。このように構成すると、光反射層により挟まれた隙間領域を進行した光はそのまま支持基板を透過してしまうので、支持基板で反射した光が画素スイッチング素子に入射することがない。
【００１０】
本発明において、前記溝状凹部は、断面円弧状であることが好ましい。このような形状の溝状凹部であれば、画素電極の隙間に沿って延びた開孔部から層間絶縁膜に等方性エッチングを行なうだけで形成することができる。
【００１１】
本発明において、前記溝状凹部は、平面視において幅方向の両側端部と前記光反射層との重なり幅が等しいことが好ましい。すなわち、広義において、溝状凹部が光反射層に対して自己整合的に形成されていることが好ましい。このように構成すると、光反射層の隙間から入射した光が溝状凹部をすり抜けて素子基板に入射することを防止することができる。
【００１２】
本発明を適用した反射型電気光学装置は、携帯電話機やモバイルコンピュータなどの電子機器の他、投射型表示装置のライトバルブとして用いることができる。この場合、投射型表示装置は、本発明を適用した反射型電気光学装置に光を供給するための光源部と、前記反射型電気光学装置によって光変調された光を被投射面に投射する投射光学系とを備えている。かかる投射型表示装置では、強い光が反射型電気光学装置に入射する分、画素スイッチング素子に光が入射するのを確実に防止する必要があることから、本発明を適用した場合の効果が大きい。
【００１３】
本発明を適用した反射型電気光学装置の製造方法において、前記溝状凹部形成工程では、前記層間絶縁膜の表面に、前記隙間領域に沿って開孔部を備えたエッチングマスクを形成した後、当該開孔部を介して前記層間絶縁膜の表面に等方性エッチングを行なうことが好ましい。このような方法を採用すると、断面円弧状の溝状凹部を形成することができる。
【００１４】
本発明を適用した反射型電気光学装置の製造方法において、前記溝状凹部形成工程では、前記層間絶縁膜の表面に、前記隙間領域に沿って開孔部を備えたエッチングマスクを形成した後、前記エッチングマスクをエッチング可能な条件で、前記開孔部を介して前記層間絶縁膜の表面にエッチングを行なってもよい。このように構成すると、エッチング中、エッチングマスクもエッチングされる結果、開孔部の幅が広がるので、断面Ｖ字形状の溝状凹部を形成することができる。
【００１５】
これらの方法を採用した場合、フォトリソグラフィ技術を用いて前記エッチングマスクを形成するための露光マスクと、フォトリソグラフィ技術を用いて前記光反射層を形成するための露光マスクとは、同一のマスクパターンを有しているが好ましい。ここで、「同一のマスクパターンを有している」とは、同一の露光マスクを用いる場合、異なる露光マスクであるが、マスクパターンが同一である場合の双方を含む。このような構成を採用すると、マスクパターンの種類を減らすことができるので、露光マスクに係る費用を低減することができる分、製造コストを低減することができる。また、溝状凹部は、平面視において幅方向の両側端部と前記光反射層との重なり幅が等しい構造、すなわち、広義において、溝状凹部が光反射層に対して自己整合的に形成されている構造を実現することができる。
【００１６】
本発明を適用した反射型電気光学装置の製造方法では、前記溝状凹部形成工程を行なう前に前記光反射層の形成工程を行い、前記光反射層を形成した後、当該光反射層をエッチングマスクとして前記層間絶縁膜の表面に対して等方性エッチングを行なってもよい。このように構成すると、専用のエッチングマスクを形成しなくても、断面円弧状の溝状凹部を形成することができ、かかる溝状凹部は、平面視において幅方向の両側端部と前記光反射層との重なり幅が等しい構造、すなわち、広義において、溝状凹部が光反射層に対して自己整合的に形成されている構造を有することになる。
【００１７】
本発明を適用した反射型電気光学装置の製造方法では、前記溝状凹部形成工程を行なう前に前記光反射層の形成工程を行い、前記光反射層を形成した後、当該光反射層をエッチング可能な条件で、隣接する光反射層の隙間から前記層間絶縁膜の表面をエッチングする方法を採用してもよい。このように構成すると、専用のエッチングマスクを形成しなくても、断面Ｖ字状の溝状凹部を形成することができ、かかる溝状凹部は、平面視において幅方向の両側端部と前記光反射層との重なり幅が等しい構造、すなわち、広義において、溝状凹部が光反射層に対して自己整合的に形成されている構造を有することになる。
【００１８】
本発明において、前記凹部充填工程では、前記溝状凹部の内部を埋めるように前記高屈折率材料を堆積させた後、当該前記高屈折率材料の表面を研磨することが好ましい。このように構成すると、光反射層の表面に無駄な凹凸が発生することを防止することができる。
【００１９】
かかる凹部充填工程は、前記光反射層を形成する前、あるいは前記光反射層を形成した後のいずれのタイミングで行なってもよいが、前記光反射層を形成した後、前記凹部充填工程を行う場合、当該凹部充填工程では、前記高屈折率材料の表面を研磨するとともに、前記光反射層の表面も研磨することが好ましい。このように構成すると、光反射層の表面から凹凸を効率よく除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。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。
【００２１】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明を適用した反射型電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。図１に示すように、反射型電気光学装置１００は、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素領域１０ｂを備えている。かかる液晶パネル１００ｐにおいて、後述する素子基板１０には、画素領域１０ｂの内側で複数本のデータ線６ａおよび複数本の走査線３ａが縦横に延びており、それらの交点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、画素スイッチング素子としての電界効果型トランジスタ３０、および後述する画素電極９ａが形成されている。電界効果型トランジスタ３０のソースにはデータ線６ａが電気的に接続され、電界効果型トランジスタ３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続され、電界効果型トランジスタ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。
【００２２】
素子基板１０において、画素領域１０ｂの外側領域には走査線駆動回路１０４およびデータ線駆動回路１０１が構成されている。データ線駆動回路１０１は各データ線６ａの一端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。
【００２３】
各画素１００ａにおいて、画素電極９ａは、後述する対向基板に形成された共通電極と液晶を介して対向し、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と並列に保持容量６０が付加されている。本形態では、保持容量６０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３ｂが形成されている。
【００２４】
（液晶パネルおよび素子基板の構成）
図２（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した反射型電気光学装置１００の液晶パネル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２（ａ）、（ｂ）に示すように、反射型電気光学装置１００の液晶パネル１００ｐでは、所定の隙間を介して素子基板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の縁に沿うように配置されている。シール材１０７は、光硬化樹脂や熱硬化性樹脂など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が配合されている。本形態において、素子基板１０の支持基板は透光性基板１０ｄであり、対向基板２０の支持基板も、同様な透光性基板２０ｄである。
【００２５】
素子基板１０において、シール材１０７の外側領域では、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。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、素子基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための上下導通材１０９が形成されている。
【００２６】
詳しくは後述するが、素子基板１０には、光反射性の画素電極９ａ（光反射層）がマトリクス状に形成されている。これに対して、対向基板２０には、シール材１０７の内側領域に遮光性材料からなる額縁１０８が形成され、その内側が画像表示領域１０ａとされている。また、対向基板２０には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜からなる共通電極２１が形成されている。なお、対向基板２０には画素電極９ａ間と対向する位置にブラックマトリクスあるいはブラックストライプと称せられる遮光膜（図示せず）が形成されることがある。また、画素領域１０ｂには、額縁１０８と重なる領域にダミーの画素が構成される場合があり、この場合、画素領域１０ｂのうち、ダミー画素を除いた領域が画像表示領域１０ａとして利用されることになる。
【００２７】
このように形成した反射型電気光学装置１００では、対向基板２０の側から入射した光が画素電極９ａで反射して再び、対向基板２０の側から出射される間に液晶層５０によって画素毎に光変調される結果、画像が表示される。ここで、反射型電気光学装置１００は、モバイルコンピュータ、携帯電話機などといった電子機器のカラー表示装置として用いることができ、この場合、対向基板２０には、カラーフィルタ（図示せず）や保護膜が形成される。また、対向基板２０の光入射側の面には、使用する液晶層５０の種類、すなわち、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード等々の動作モードや、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、偏光板などが所定の向きに配置される。さらに、反射型電気光学装置１００は、後述する投射型表示装置（液晶プロジェクタ）において、ＲＧＢ用のライトバルブとして用いることができる。この場合、ＲＧＢ用の各反射型電気光学装置１００の各々には、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ので、カラーフィルタは形成されない。
【００２８】
（各画素の構成）
図３（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した反射型電気光学装置１００に用いた素子基板１０において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ−Ａ′線に相当する位置で素子基板１０を切断したときの断面図である。なお、図３（ａ）において、画素電極９ａについては長い点線で示し、データ線６ａについては一点鎖線で示し、走査線３ａおよび容量線３ｂは実線で示し、半導体層１ａは短くて細い点線で示してある。また、隣接する画素電極９ａの間に形成された隙間領域９ｓには、複数のドットを付してある。
【００２９】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、素子基板１０には、石英基板やガラス基板などからなる透光性基板１０ｄ（支持基板）の第１面１０ｘおよび第２面１０ｙのうち、対向基板２０側に位置する第１面１０ｘにシリコン酸化膜などからなる透光性の下地絶縁層１５が形成されているとともに、その上層側において、画素電極９ａと重なる位置にＮチャネル型の電界効果型トランジスタ３０が形成されている。電界効果型トランジスタ３０は、島状のポリシリコン膜、あるいは島状の単結晶半導体層からなる半導体層１ａに対して、チャネル領域１ｇ、低濃度ソース領域１ｂ、高濃度ソース領域１ｄ、低濃度ドレイン領域１ｃ、および高濃度ドレイン領域１ｅが形成されたＬＤＤ構造を備えている。半導体層１ａの表面側には、シリコン酸化膜からなる透光性のゲート絶縁層２が形成されており、ゲート絶縁層２の表面に、金属膜やドープトシリコン膜からなるゲート電極（走査線３ａ）が形成されている。また、半導体層１ａにおける高濃度ドレイン領域１ｅからの延設部分には、ゲート絶縁層２を介して容量線３ｂが対向し、保持容量６０が形成されている。なお、本形態において、電界効果型トランジスタ３０はＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を備えていたが、高濃度ソース領域および高濃度ドレイン領域が走査線３ａに自己整合的に形成されている構造を採用してもよい。また、本形態では、ゲート絶縁層２は、熱酸化により形成されたシリコン酸化膜からなるが、ＣＶＤ法などにより形成されたシリコン酸化膜やシリコン窒化膜を用いることもできる。
【００３０】
電界効果型トランジスタ３０の上層側には、シリコン酸化膜などとった透光性絶縁膜からなる層間絶縁膜７、８が形成されている。層間絶縁膜７の表面には金属膜やドープトシリコン膜からなるデータ線６ａが形成され、データ線６ａは、層間絶縁膜７に形成されたコンタクトホール７ａを介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続している。
【００３１】
層間絶縁膜８の表面には、アルミニウム単体膜、アルミニウム合金膜、銀単体膜、銀合金膜、あるいはそれらの積層膜からなる光反射性の画素電極９ａ（反射層）が形成され、その上層には配向膜１６が形成されている。なお、画素電極９ａをＩＴＯ膜などの透光性の薄膜で形成し、その下層側にアルミニウム単体膜、アルミニウム合金膜、銀単体膜、銀合金膜、あるいはそれらの積層膜からなる光反射層を形成する場合もある。
【００３２】
このように構成した素子基板１０は、画素電極９ａと共通電極２１とが対面するように対向基板２０に対向配置され、かつ、これらの基板間には、シール材１０７により囲まれた空間内に電気光学物質としての液晶層５０が封入されている。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、素子基板１０および対向基板２０に形成された配向膜１６、２６により所定の配向状態をとる。液晶層５０は、例えば一種または数種のネマティック液晶を混合したものなどからなる。
【００３３】
（画素電極９ａの隙間からの入射光対策）
このように構成した反射型電気光学装置１００において、素子基板１０では、隣接する画素電極９ａの間に隙間領域９ｓが存在し、かかる隙間領域９ｓから素子基板１０に入射した光が直接、あるいは素子基板１０上での反射の繰り返しによって、電界効果型トランジスタ３０に入射すると、電界効果型トランジスタ３０では、光電流に起因する誤動作が発生するおそれがある。
【００３４】
そこで、本形態では、層間絶縁膜８の表面には、隣接する画素電極９ａにより挟まれた隙間領域９ｓに沿って溝状凹部８ｅが形成されている。本形態において、溝状凹部８ｅは、断面円弧状であり、平面視において画素電極９ａの隙間領域９ｓより幅寸法が広く、かつ、平面視おいて幅方向の両側端部と画素電極９ａとの重なり幅が等しい。また、溝状凹部８ｅの内部には、層間絶縁膜８より屈折率の高い高屈折率材料４ｅが充填されている。例えば、本形態では、層間絶縁膜８をシリコン酸化物（可視領域における屈折率＝約１．４６）により形成したため、高屈折率材料４ｅとしてはシリコン窒化物可視領域における屈折率＝約２．０）が用いられている。このため、溝状凹部８ｅでは、高屈折率材料４ｅと層間絶縁膜８との界面では凸レンズと同様な屈折が発生する。
【００３５】
従って、矢印Ｌ１０で示すように、素子基板１０に対する法線方向から隙間領域９ｓを通って素子基板１０に入射した光は、高屈折率材料４ｅと層間絶縁膜８との界面での屈折により、隙間領域９ｓの幅方向の中央に向かって進行し、透光性基板１０ｄを透過する。また、矢印Ｌ１１で示すように、素子基板１０に対する法線方向から斜めに傾いた方向から隙間領域９ｓを通って素子基板１０に入射した光は、高屈折率材料４ｅと層間絶縁膜８との界面での屈折により、隙間領域９ｓの幅方向の中央に向かって進行し、透光性基板１０ｄを透過する。このため、本形態によれば、比較的簡素な構成で、隙間領域９ｓを通って素子基板１０に入射した光が電界効果型トランジスタ３０に入射することを確実に防止することができる。
【００３６】
なお、本形態において、溝状凹部８ｅの内部は、高屈折率材料４ｅにより完全に埋められているが、高屈折率材料４ｅは、溝状凹部８ｅの外側に形成されておらず、層間絶縁膜８の表面は、溝状凹部８ｅが形成されている領域も含めて完全に平坦である。このため、画素電極９ａの表面も平坦である。
【００３７】
（反射型電気光学装置１００の製造方法）
以下、図４および図５を参照して、反射型電気光学装置１００の製造工程のうち、層間絶縁膜８を形成した以降の工程を説明する。図４および図５はいずれも、本発明の実施の形態１の反射型電気光学装置１００の製造方法を示す工程断面図である。
【００３８】
図４（ａ）に示すように、シリコン酸化物によって層間絶縁膜８を形成した後、層間絶縁膜８の表面にポジタイプの感光性樹脂４１を塗布する。次に、遮光領域４５１および透光領域４５２を備えた露光マスク４５を介して感光性樹脂４１を露光した後、現像し、図４（ｂ）に示すエッチングマスク４２を形成する。なお、エッチングマスク４２を形成するにあたっては、金属膜を形成した後、露光マスク４５を用いたフォトリソグラフィ技術によりレジストマスクを形成し、かかるレジストマスクを介して金属膜をパターニングしてもよい。
【００３９】
次に、図４（ｃ）に示す溝状凹部形成工程において、エッチングマスク４２の開孔部４２ａから層間絶縁膜８の表面に対してエッチング選択性の高い等方性エッチングを行い、断面円弧状の溝状凹部８ｅを形成する。かかる等方性エッチングとしては、ウエットエッチングなどを利用する。しかる後に、図４（ｄ）に示すように、エッチングマスク４２を除去する。
【００４０】
次に、凹部充填工程では、図４（ｅ）に示すように、ＣＶＤ法などにより、層間絶縁膜８の表面にシリコン窒化物からなる高屈折率材料４を堆積させ、溝状凹部８ｅを埋める。次に、図５（ａ）に示すように、ＣＭＰなどの研磨を行い、高屈折率材料４の表面を研磨し、溝状凹部８ｅの外側に形成された高屈折率材料４を除去する。その結果、溝状凹部８ｅの内部のみに高屈折率材料４ｅが残り、溝状凹部８ｅの内部は高屈折率材料４ｅによって充填された状態となる。
【００４１】
次に、図５（ｂ）に示すように、層間絶縁膜７、８およびゲート絶縁層２を貫通するコンタクトホール８ａを形成した後、図５（ｃ）に示すように、その表面に光反射膜９を形成する。次に、図４（ａ）を参照して説明した工程と同様、光反射膜９の表面にポジタイプの感光性樹脂４３を塗布する。次に、遮光領域４６１および透光領域４６２を備えた露光マスク４６を介して感光性樹脂４３を露光した後、現像し、図５（ｄ）に示すエッチングマスク４４を形成する。なお、エッチングマスク４４を形成するにあたっては、金属膜を形成した後、露光マスク４６を用いたフォトリソグラフィ技術によりレジストマスクを形成し、かかるレジストマスクを介して金属膜をパターニングしてもよい。いずれの場合も、本形態では、図４（ａ）に示す露光マスク４５と、図５（ｃ）に示す露光マスク４６は、同一のマスクパターンを有している。
【００４２】
次に、エッチングマスク４４の開孔部４４ａから光反射膜９をエッチングした後、エッチングマスク４４を除去すれば、図３（ａ）、（ｂ）および図５（ｅ）に示す島状の画素電極９ａを形成することができる。しかる後には、配向膜１６を形成し、素子基板１０を得る。
【００４３】
このように、本形態では、図４（ａ）に示す溝状凹部形成用の露光マスク４５と、図５（ｃ）に示す画素電極形成用の露光マスク４６は、同一のマスクパターンを有するので、溝状凹部８ｅは、平面視おいて幅方向の両側端部と画素電極９ａとの重なり幅が等しく、画素電極９ａに対して広義の意味での自己整合的に溝状凹部８ｅを形成すことができる。また、マスクパターンの種類を減らすことができるので、露光マスク４５、４６に係る費用を低減することができる分、製造コストを低減することができる。
【００４４】
［実施の形態２］
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明の実施の形態２に係る反射型電気光学装置１００に用いた素子基板１０の断面図、かかる素子基板１０に断面Ｖ字状の溝状凹部８ｅを形成するためのエッチングマスクの説明図、および断面Ｖ字状の溝状凹部８ｅをエッチング形成する様子を示す説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、実施の形態１の説明に用いた図３（ｂ）、図４（ｂ）および図４（ｃ）に対応する。なお、本形態は基本的な構成が、実施の形態１と同一であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００４５】
図６（ａ）に示す反射型電気光学装置１００も、実施の形態１と同様、反射型液晶装置であり、素子基板１０には電界効果型トランジスタ３０が形成され、層間絶縁膜８の上層には、電界効果型トランジスタ３０を覆うように、光反射性の画素電極９（光反射層）が形成されている。かかる反射型電気光学装置１００において、素子基板１０では、隣接する画素電極９ａの間に隙間領域９ｓが存在し、かかる隙間領域９ｓから素子基板１０に入射した光が直接、あるいは素子基板１０上での反射の繰り返しによって、電界効果型トランジスタ３０に入射すると、電界効果型トランジスタ３０では、光電流に起因する誤動作が発生するおそれがある。
【００４６】
そこで、実施の形態１では、層間絶縁膜８の表面に断面円弧状の溝状凹部８ｅを形成したが、本形態では、隣接する画素電極９ａにより挟まれた隙間領域９ｓに沿って断面Ｖ字状の溝状凹部８ｅが形成されている。ここで、溝状凹部８ｅは、平面視において画素電極９ａの隙間領域９ｓより幅寸法が広く、かつ、平面視おいて幅方向の両側端部と画素電極９ａとの重なり幅が等しい。また、溝状凹部８ｅの内部には、層間絶縁膜８より屈折率の高い高屈折率材料４ｅが充填されている。例えば、本形態では、層間絶縁膜８をシリコン酸化物により形成したため、高屈折率材料４ｅとしてはシリコン窒化物が用いられている。このため、溝状凹部８ｅでは、高屈折率材料４ｅと層間絶縁膜８との界面では屈折が発生する。従って、矢印Ｌ１０で示すように、素子基板１０に対する法線方向から隙間領域９ｓを通って素子基板１０に入射した光は、高屈折率材料４ｅと層間絶縁膜８との界面での屈折により、隙間領域９ｓの幅方向の中央に向かって進行し、透光性基板１０ｄを透過する。また、矢印Ｌ１１で示すように、素子基板１０に対する法線方向から斜めに傾いた方向から隙間領域９ｓを通って素子基板１０に入射した光は、高屈折率材料４ｅと層間絶縁膜８との界面での屈折により、隙間領域９ｓの幅方向の中央に向かって進行し、透光性基板１０ｄを透過する。それ故、本形態によれば、比較的簡素な構成で、隙間領域９ｓを通って素子基板１０に入射した光が電界効果型トランジスタ３０に入射することを確実に防止することができる。
【００４７】
このような断面Ｖ字状の溝状凹部８ｅを形成するには、図６（ｂ）に示すように、溝状凹部形成工程において、層間絶縁膜８の表面にエッチングマスク４２を形成した後、エッチングマスク４２をエッチング可能な条件で、エッチングマスク４２の開孔部４２ａから層間絶縁膜８の表面に対してドライエッチングを行う。かかるドライエッチングには、高密度プラズマを形成可能なＩＣＰドライエッチング装置を用い、エッチングエリアに高密度プラズマを均一に形成できるエッチングガスとして、例えば、Ｃ4Ｆ8、ＣＨＦ3等のフッ化物系ガスを用いる。その結果、図６（ｃ）に示すように、層間絶縁膜８の表面は、エッチングマスク４２の開孔部４２ａからエッチングされるとともに、エッチングマスク４２もエッチングされて開孔部４２ａが徐々に拡大していく。従って、層間絶縁膜８に対するエッチング速度とエッチングマスク４２に対するエッチング速度の比や、エッチングマスク４２の厚さなどに対応する傾きの斜面や深さを有する溝状凹部８ｅが形成される。その際、エッチングマスク４２は、エッチングされて薄くなり、エッチング終了時、消失することもある。それ以外の工程は、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００４８】
［実施の形態１、２の変形例］
上記実施の形態１、２では、画素電極９ａを形成する前に溝状凹部８ｅに高屈折率材料４ｅを充填したが、溝状凹部８ｅを形成した後、画素電極９ａを形成し、しかる後に、凹部充填工程において溝状凹部８ｅに高屈折率材料４ｅを充填してもよい。この場合、高屈折率材料４ｅの表面を研磨する際、画素電極９ａの表面を研磨すれば、画素電極９ａの表面から不要な凹凸を効率よく除去することができる。また、画素電極９ａの隙間領域９ｓが高屈折率材料４ｅで埋められるので、表面が平坦になるので、配向膜１６に対するラビング処理を好適に行なうことができる。
【００４９】
但し、かかる構成を採用した場合、溝状凹部８ｅの開口幅は、画素電極９ａの隙間領域９ｓより広いため、画素電極９ａが溝状凹部８ｅの上に張り出す状態にあるので、高屈折率材料４ｅとしては、流動性を有するものを用い、流動性のある状態で溝状凹部８ｅを埋めた後、固化させる。かかる流動性の高屈折率材料４ｅとしては、光学部品の製造に用いられている高屈折率低融点ガラス（可視領域における屈折率＝約１．６０〜２．０）や、塩化ビニリデン樹脂（可視領域における屈折率＝約１．６１）、塩化ビニル樹脂（可視領域における屈折率＝約１．５４）、ポリカーボネート（可視領域における屈折率＝約１．５９）、エピチオ系樹脂（可視領域における屈折率＝約１．７０〜１．７４）などの樹脂材料が挙げられる。
【００５０】
［実施の形態３］
図７は、本発明の実施の形態３に係る反射型電気光学装置１００に用いた素子基板１０の断面図であり、実施の形態１の説明に用いた図３（ｂ）に対応する。図８は、本発明の実施の形態３に係る反射型電気光学装置１００の製造方法を示す工程断面図である。
【００５１】
図７に示す反射型電気光学装置１００も、実施の形態１と同様、反射型液晶装置であり、素子基板１０には電界効果型トランジスタ３０が形成され、層間絶縁膜８の上層には、電界効果型トランジスタ３０を覆うように、光反射性の画素電極９（光反射層）が形成されている。かかる反射型電気光学装置１００において、素子基板１０では、隣接する画素電極９ａの間に隙間領域９ｓが存在し、かかる隙間領域９ｓから素子基板１０に入射した光が直接、あるいは素子基板１０上での反射の繰り返しによって、電界効果型トランジスタ３０に入射すると、電界効果型トランジスタ３０では、光電流に起因する誤動作が発生するおそれがある。
【００５２】
そこで、実施の形態１では、エッチングマスクを用いて断面円弧状の溝状凹部８ｅを形成したが、本形態では、図８を参照して以下に説明するように、画素電極９ａをエッチングマスクとして利用して断面円弧状の溝状凹部８ｅを形成し、かかる溝状凹部８ｅに高屈折率材料４ｅを充填してある。
【００５３】
すなわち、本形態では、まず、図８（ａ）に示すように、画素電極９ａを形成した後、図８（ｂ）に示す溝状凹部形成工程において、画素電極９ａをエッチングマスクとして、層間絶縁膜８の表面を選択的に等方性エッチング（ウエットエッチング）を行い、画素電極９ａに対して自己整合的に断面円弧状の溝状凹部８ｅを形成する。次に、凹部充填工程において、図８（ｃ）に示すように、高屈折率低融点ガラス、塩化ビニリデン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート、エピチオ系樹脂などの流動性を有する高屈折率材料４を、溝状凹部８ｅを埋めるように塗布した後、固化させ、しかる後に、高屈折率材料４の表面を研磨するとともに、画素電極９ａの表面を研磨する。その結果、図８（ｄ）に示すように、断面円弧状の溝状凹部８ｅ、および画素電極９ａの隙間領域９ｓが高屈折率材料４ｅで埋められる。
【００５４】
かかる方法によれば、実施の形態１と同様な効果を奏するとともに、エッチングマスクの形成工程を減らすことができるという利点がある。また、本形態によれば、画素電極９ａの表面から不要な凹凸を効率よく除去することができるとともに、画素電極９ａの隙間領域９ｓが高屈折率材料４ｅで埋められて平坦になるので、配向膜１６に対するラビング処理を好適に行なうことができるなどの利点もある。
【００５５】
［実施の形態４］
図９は、本発明の実施の形態４に係る反射型電気光学装置１００に用いた素子基板１０の断面図であり、実施の形態１の説明に用いた図３（ｂ）に対応する。図１０は、本発明の実施の形態４に係る反射型電気光学装置１００の製造方法を示す工程断面図である。
【００５６】
図９に示す反射型電気光学装置１００も、実施の形態１と同様、反射型液晶装置であり、素子基板１０には電界効果型トランジスタ３０が形成され、層間絶縁膜８の上層には、電界効果型トランジスタ３０を覆うように、光反射性の画素電極９（光反射層）が形成されている。かかる反射型電気光学装置１００において、素子基板１０では、隣接する画素電極９ａの間に隙間領域９ｓが存在し、かかる隙間領域９ｓから素子基板１０に入射した光が直接、あるいは素子基板１０上での反射の繰り返しによって、電界効果型トランジスタ３０に入射すると、電界効果型トランジスタ３０では、光電流に起因する誤動作が発生するおそれがある。
【００５７】
そこで、実施の形態１では、エッチングマスクを用いて断面円弧状の溝状凹部８ｅを形成したが、本形態では、図１０を参照して以下に説明するように、画素電極９ａをエッチングマスクとして利用して断面Ｖ字状の溝状凹部８ｅを形成し、かかる溝状凹部８ｅに高屈折率材料４ｅを充填してある。
【００５８】
すなわち、本形態では、図１０（ａ）に示すように、図９に示す形状よりも厚い画素電極９ａを狭い隙間領域９ｓで隣接するように形成した後、図１０（ｂ）に示す溝状凹部形成工程において、画素電極９ａをエッチングマスクとして、画素電極９ａもエッチング可能な条件で、画素電極９ａの隙間領域９ｓから層間絶縁膜８の表面にドライエッチングを行う。その結果、層間絶縁膜８の表面は、画素電極９の隙間領域９ｓからエッチングされるとともに、画素電極９もエッチングされて隙間領域９ｓが徐々に拡大していく。従って、画素電極９ａに対して自己整合的に断面Ｖ字状の溝状凹部８ｅを形成することができる。すなわち、画素電極９ａの隙間領域９ｓの幅寸法と同一の開口幅をもった断面Ｖ字状の溝状凹部８ｅを、画素電極９ａの隙間領域９ｓと完全に重なる位置に形成することができる。次に、凹部充填工程において、図１０（ｃ）に示すように、高屈折率低融点ガラス、塩化ビニリデン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート、エピチオ系樹脂などの流動性を有する高屈折率材料４、あるいはＣＶＤ法などにより形成したシリコン窒化物などからなる高屈折率材料４を、溝状凹部８ｅを埋めるように形成する。しかる後に、図１０（ｄ）に示すように、高屈折率材料４の表面を研磨するとともに、画素電極９ａの表面を研磨する。その結果、断面円弧状の溝状凹部８ｅ、および画素電極９ａの隙間領域９ｓが高屈折率材料４ｅで埋められる。
【００５９】
かかる方法によれば、実施の形態１と同様な効果を奏するとともに、エッチングマスクの形成工程を減らすことができるという利点がある。また、本形態によれば、画素電極９ａの表面から不要な凹凸を効率よく除去することができるとともに、画素電極９ａの隙間領域９ｓが高屈折率材料４ｅで埋められて平坦になるので、配向膜１６に対するラビング処理を好適に行なうことができるなどの利点もある。
【００６０】
［他の実施の形態］
上記形態では、層間絶縁膜８がシリコン酸化物からなる場合を説明したが、層間絶縁膜８はアクリル樹脂などを用い、層間絶縁膜８を平坦化膜として形成してもよい。
【００６１】
［電子機器への搭載例］
本発明に係る反射型電気光学装置１００は、図１１（ａ）に示す投射型表示装置（液晶プロジェクタ／電子機器）や、図１１（ｂ）、（ｃ）に示す携帯用電子機器に用いることができる。
【００６２】
図１１（ａ）に示す投射型表示装置１０００は、システム光軸Ｌに沿って配置した光源部８１０、インテグレータレンズ８２０および偏光変換素子８３０を備えた偏光照明装置８００と、この偏光照明装置８００から出射されたＳ偏光光束をＳ偏光光束反射面８４１により反射させる偏光ビームスプリッタ８４０と、偏光ビームスプリッタ８４０のＳ偏光光束反射面８４１から反射された光のうち、青色光（Ｂ）の成分を分離するダイクロイックミラー８４２と、青色光が分離された後の光束のうち、赤色光（Ｒ）の成分を反射させて分離するダイクロイックミラー８４３とを有している。また、投射型表示装置１０００は、各色光が入射する３枚の反射型電気光学装置１００（反射型電気光学装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ）を備えている。さらに、投射型表示装置１０００は、３つの反射型電気光学装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂにて変調された光をダイクロイックミラー８４２、８４３、および偏光ビームスプリッタ８４０にて合成した後、この合成光をスクリーン８６０に投写する。
【００６３】
また、図１１（ｂ）に示す携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１、スクロールボタン３００２、並びに表示ユニットとしての反射型電気光学装置１００を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、反射型電気光学装置１００に表示される画面がスクロールされる。図１１（ｃ）に示す情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）は、複数の操作ボタン４００１、電源スイッチ４００２、並びに表示ユニットとしての反射型電気光学装置１００を備えており、電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が反射型電気光学装置１００に表示される。
【００６４】
さらに、対向基板２０などにカラーフィルタを形成すれば、カラー表示可能な反射型電気光学装置１００を形成することができる。また、カラーフィルタを形成した反射型電気光学装置１００を用いれば、単板式の投射型表示装置を構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明を適用した反射型電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した反射型電気光学装置の液晶パネル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】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る反射型電気光学装置に用いた素子基板において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ−Ａ′線に相当する位置で素子基板を切断したときの断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１の反射型電気光学装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１の反射型電気光学装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明の実施の形態２に係る反射型電気光学装置に用いた素子基板の断面図、かかる素子基板に断面Ｖ字状の溝状凹部を形成するためのエッチングマスクの説明図、および断面Ｖ字状の溝状凹部をエッチング形成する様子を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る反射型電気光学装置に用いた素子基板の断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る反射型電気光学装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る反射型電気光学装置に用いた素子基板の断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る反射型電気光学装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１１】本発明を適用した反射型電気光学装置を用いた電子機器の説明図である。
【符号の説明】
【００６６】
４、４ｅ・・高屈折率材料、８・・層間絶縁膜、８ｅ・・溝状凹部、９ａ・・画素電極（光反射層）、９ｓ・・隣接する画素電極の隙間領域、１０・・素子基板、１０ｄ・・透光性基板（支持基板）、３０・・電界効果型トランジスタ、５０・・液晶層、１００・・反射型電気光学装置、１００ａ・・画素
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板上の複数の画素の各々に、画素スイッチング素子および該画素スイッチング素子を上層側で覆う光反射層が形成された素子基板を有し、
当該素子基板において、前記画素スイッチング素子と前記光反射層との間に層間絶縁膜が介在している反射型電気光学装置において、
前記層間絶縁膜の表面には、隣接する前記光反射層により挟まれた隙間領域に沿って断面円弧状あるいは断面Ｖ字状の溝状凹部が形成され、
前記溝状凹部の内部には、前記層間絶縁膜より屈折率の高い高屈折率材料が充填されていることを特徴とする反射型電気光学装置。
【請求項２】
前記支持基板は透光性基板であることを特徴とする請求項１に記載の反射型電気光学装置。
【請求項３】
前記溝状凹部は、断面円弧状であることを特徴とする請求項１または２に記載の反射型電気光学装置。
【請求項４】
前記溝状凹部は、平面視において幅方向の両側端部と前記光反射層との重なり幅が等しいことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の反射型電気光学装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の反射型電気光学装置を備え、
当該反射型電気光学装置に光を供給するための光源部と、前記反射型電気光学装置によって光変調された光を被投射面に投射する投射光学系とを備えていることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項６】
支持基板上の複数の画素の各々に、画素スイッチング素子および該画素スイッチング素子を上層側で覆う光反射層が形成された素子基板を有し、
当該素子基板において、前記画素スイッチング素子と前記光反射層との間に層間絶縁膜が介在している反射型電気光学装置の製造方法において、
前記層間絶縁膜の表面に、隣接する前記光反射層により挟まれた隙間領域に沿って断面円弧状あるいは断面Ｖ字状の溝状凹部をエッチングにより形成する溝状凹部形成工程と、
当該溝状凹部の内部に前記層間絶縁膜より屈折率の高い高屈折率材料を充填する凹部充填工程と、
を有することを特徴とする反射型電気光学装置の製造方法。
【請求項７】
前記溝状凹部形成工程では、前記層間絶縁膜の表面に、前記隙間領域に沿って開孔部を備えたエッチングマスクを形成した後、当該開孔部を介して前記層間絶縁膜の表面に等方性エッチングを行なうことを特徴とする請求項６に記載の反射型電気光学装置の製造方法。
【請求項８】
前記溝状凹部形成工程では、前記層間絶縁膜の表面に、前記隙間領域に沿って開孔部を備えたエッチングマスクを形成した後、前記エッチングマスクをエッチング可能な条件で、前記開孔部を介して前記層間絶縁膜の表面にエッチングを行なうことを特徴とする請求項６に記載の反射型電気光学装置の製造方法。
【請求項９】
フォトリソグラフィ技術を用いて前記エッチングマスクを形成するための露光マスクと、フォトリソグラフィ技術を用いて前記光反射層を形成するための露光マスクとは、同一のマスクパターンを有していることを特徴とする請求項７または８に記載の反射型電気光学装置の製造方法。
【請求項１０】
前記溝状凹部形成工程を行なう前に前記光反射層の形成工程を行い、
前記光反射層を形成した後、当該光反射層をエッチングマスクとして前記層間絶縁膜の表面に対して等方性エッチングを行なうことを特徴とする請求項６に記載の反射型電気光学装置の製造方法。
【請求項１１】
前記溝状凹部形成工程を行なう前に前記光反射層の形成工程を行い、
前記光反射層を形成した後、当該光反射層をエッチング可能な条件で、隣接する光反射層の隙間から前記層間絶縁膜の表面をエッチングすることを特徴とする請求項６に記載の反射型電気光学装置の製造方法。
【請求項１２】
前記凹部充填工程では、前記溝状凹部の内部を埋めるように前記高屈折率材料を堆積させた後、当該高屈折率材料の表面を研磨することを特徴とする請求項６乃至１１の何れか一項に記載の反射型電気光学装置の製造方法。
【請求項１３】
前記光反射層を形成した後、前記凹部充填工程を行い、
前記凹部充填工程では、前記高屈折率材料の表面を研磨するとともに、前記光反射層の表面も研磨することを特徴とする請求項１２に記載の反射型電気光学装置の製造方法。
【請求項１】
支持基板上の複数の画素の各々に、画素スイッチング素子および該画素スイッチング素子を上層側で覆う光反射層が形成された素子基板を有し、
当該素子基板において、前記画素スイッチング素子と前記光反射層との間に層間絶縁膜が介在している反射型電気光学装置において、
前記層間絶縁膜の表面には、隣接する前記光反射層により挟まれた隙間領域に沿って断面円弧状あるいは断面Ｖ字状の溝状凹部が形成され、
前記溝状凹部の内部には、前記層間絶縁膜より屈折率の高い高屈折率材料が充填されていることを特徴とする反射型電気光学装置。
【請求項２】
前記支持基板は透光性基板であることを特徴とする請求項１に記載の反射型電気光学装置。
【請求項３】
前記溝状凹部は、断面円弧状であることを特徴とする請求項１または２に記載の反射型電気光学装置。
【請求項４】
前記溝状凹部は、平面視において幅方向の両側端部と前記光反射層との重なり幅が等しいことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の反射型電気光学装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の反射型電気光学装置を備え、
当該反射型電気光学装置に光を供給するための光源部と、前記反射型電気光学装置によって光変調された光を被投射面に投射する投射光学系とを備えていることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項６】
支持基板上の複数の画素の各々に、画素スイッチング素子および該画素スイッチング素子を上層側で覆う光反射層が形成された素子基板を有し、
当該素子基板において、前記画素スイッチング素子と前記光反射層との間に層間絶縁膜が介在している反射型電気光学装置の製造方法において、
前記層間絶縁膜の表面に、隣接する前記光反射層により挟まれた隙間領域に沿って断面円弧状あるいは断面Ｖ字状の溝状凹部をエッチングにより形成する溝状凹部形成工程と、
当該溝状凹部の内部に前記層間絶縁膜より屈折率の高い高屈折率材料を充填する凹部充填工程と、
を有することを特徴とする反射型電気光学装置の製造方法。
【請求項７】
前記溝状凹部形成工程では、前記層間絶縁膜の表面に、前記隙間領域に沿って開孔部を備えたエッチングマスクを形成した後、当該開孔部を介して前記層間絶縁膜の表面に等方性エッチングを行なうことを特徴とする請求項６に記載の反射型電気光学装置の製造方法。
【請求項８】
前記溝状凹部形成工程では、前記層間絶縁膜の表面に、前記隙間領域に沿って開孔部を備えたエッチングマスクを形成した後、前記エッチングマスクをエッチング可能な条件で、前記開孔部を介して前記層間絶縁膜の表面にエッチングを行なうことを特徴とする請求項６に記載の反射型電気光学装置の製造方法。
【請求項９】
フォトリソグラフィ技術を用いて前記エッチングマスクを形成するための露光マスクと、フォトリソグラフィ技術を用いて前記光反射層を形成するための露光マスクとは、同一のマスクパターンを有していることを特徴とする請求項７または８に記載の反射型電気光学装置の製造方法。
【請求項１０】
前記溝状凹部形成工程を行なう前に前記光反射層の形成工程を行い、
前記光反射層を形成した後、当該光反射層をエッチングマスクとして前記層間絶縁膜の表面に対して等方性エッチングを行なうことを特徴とする請求項６に記載の反射型電気光学装置の製造方法。
【請求項１１】
前記溝状凹部形成工程を行なう前に前記光反射層の形成工程を行い、
前記光反射層を形成した後、当該光反射層をエッチング可能な条件で、隣接する光反射層の隙間から前記層間絶縁膜の表面をエッチングすることを特徴とする請求項６に記載の反射型電気光学装置の製造方法。
【請求項１２】
前記凹部充填工程では、前記溝状凹部の内部を埋めるように前記高屈折率材料を堆積させた後、当該高屈折率材料の表面を研磨することを特徴とする請求項６乃至１１の何れか一項に記載の反射型電気光学装置の製造方法。
【請求項１３】
前記光反射層を形成した後、前記凹部充填工程を行い、
前記凹部充填工程では、前記高屈折率材料の表面を研磨するとともに、前記光反射層の表面も研磨することを特徴とする請求項１２に記載の反射型電気光学装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１６３１６９（Ｐ２００９−１６３１６９Ａ）
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９２６（Ｐ２００８−２９２６）
【出願日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【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２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【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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