液晶装置および液晶装置の製造方法、並びに電子機器
【課題】横方向電界で液晶分子を回転させる方式を用いた場合、液晶は電極に対して基板から離れた方向に配置される。つまり、基板側に生じる電界は液晶分子の回転に寄与しない。そのため、電界の利用率が低下する。また、電気抵抗が低い結晶型ＩＴＯを用いた場合、ドライエッチングでは残渣が残り、ウェットエッチングでは寸法精度が出せないという課題がある。
【解決手段】電極間に位置する誘電体をエッチングして逆テーパー状に窪ませることで、電界強度が強い電極間に液晶が入る領域を設けた。窪ませた部分の液晶分子も電界により回転するため電界の利用率を向上させることができる。また、逆テーパー状に誘電体が形成されているため、スパッター法等で結晶型ＩＴＯ膜を形成した場合、自己整合的にＩＴＯ膜が分離されるため、ＩＴＯをエッチングすることなく所望のパターンを形成することが可能となる。
【解決手段】電極間に位置する誘電体をエッチングして逆テーパー状に窪ませることで、電界強度が強い電極間に液晶が入る領域を設けた。窪ませた部分の液晶分子も電界により回転するため電界の利用率を向上させることができる。また、逆テーパー状に誘電体が形成されているため、スパッター法等で結晶型ＩＴＯ膜を形成した場合、自己整合的にＩＴＯ膜が分離されるため、ＩＴＯをエッチングすることなく所望のパターンを形成することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置および液晶装置の製造方法、並びに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式などの液晶装置は、一対の基板間に液晶を封入した構成を有しており、各基板が備える電極を用いて基板面に垂直な方向に電界を印加することによって液晶分子の配向を制御し、光透過率を変調している。これに対し、液晶装置の広視野角化を図る一つの手段として、近年では液晶に印加する電界の方向を基板面に沿った方向（以下、「横方向」とも記載する）とし、この電界によって液晶を基板に沿った方向に回転させる方式が知られている。この種の液晶装置では、片方の基板に一対の電極を配置して電界を発生させる方式として、イン・プレイン・スイッチング（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：以下、ＩＰＳとも記載する）方式、フリンジ・フィールド・スイッチング（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：以下、ＦＦＳとも記載する）方式等が知られている。
【０００３】
ＦＦＳ方式とＩＰＳ方式との相違は、ＩＰＳ方式の場合は一対の、例えば櫛歯状電極が同層に配置されているのに対し、ＦＦＳ方式の場合は一対の電極が異なる層に配置されている点である。すなわち、ＦＦＳ方式ではベタ状電極に対して層間絶縁層を介して、例えばスリットが複数配置された形状を備える電極が積層されている点である。ＦＦＳ方式を用いる場合、２つの電極が重なる構成を持つため、一般的なＩＰＳ方式と比べ大きな液晶容量が得られる。そのため、電荷保持用の容量を省略、あるいは小型化することが可能となり、高い開口率を得ることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１７８１７７号公報
【特許文献２】特開２００２−２３１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＦＦＳ方式やＩＰＳ方式等、横方向電界で液晶分子を回転させる方式を用いた場合、液晶を駆動する電極は配向層等に埋め込まれる。つまり、電極の横や基板側には液晶は配置されない。そのため、基板側に生じる電界は液晶分子の回転に寄与しない。従って、電界の利用率が低下し、高い駆動電圧をかけて液晶を駆動する必要が生じ、消費電力が大きくなるという課題が生じる。特許文献２には段差のあるＩＰＳ方式を用いた場合の構造が記載されているが、２つの電極の間および基板側には誘電体が形成されており、この部分の電界は液晶分子の回転には寄与しない。そのため、電界利用率が低く、コントラストの向上が困難であるという課題がある。
【０００６】
また、ＦＦＳ方式やＩＰＳ方式を用いて横方向電界で液晶分子を回転させるためには、例えば櫛歯状に透明電極を形成する必要があるが、透明電極として電気抵抗が低い結晶型ＩＴＯ（インジウム・錫・酸化物）を用いた場合、ドライエッチングでは残渣が残ることで不良が発生するという課題がある。また、特許文献１に示すウェットエッチングを用いた場合、寸法精度が低下し、高精細な画像を表示させることが困難となる課題がある。また、透明電極としてインジウム・亜鉛・酸化物（ＩＺＯ：登録商標）や、酸化亜鉛、酸化錫等を用いた場合でも、同様の問題が生じるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。なお、「透明」とは４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長全域で６０％以上の透過率を備えた状態と定義する。
【０００８】
［適用例１］本適用例にかかる、基板の第１面に沿った方向の電界で階調制御を行う液晶装置であって、前記基板は、前記第１面に設けられた第１電極と、前記第１電極の一部に重ねて設けられた透明な層間絶縁層を備える凸部と、前記凸部の少なくとも一部と重ねて設けられ、前記第１電極と電気的に分離された透明な第２電極と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
これによれば、第１電極の一部に凸状の領域が備えられていることから、残りの部分には第１電極が配置された凹状の領域が得られる。そして、この凹状の領域にも液晶を保持することが可能となる。横方向電界で階調制御を行う動作としてのフリンジ・フィールド・スィッチングモード動作では第１電極と第２電極との間の電界により液晶分子を配向させる。凹状の領域には第１電極と第２電極による電界が供給される。従って凹状の領域に充填された液晶分子を電界により配向させることが可能とある。そのため従来と同じ駆動電圧を印加した場合に比べ、より広い領域で液晶分子の配向を制御できることから、より高いコントラストを得ることが可能となる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例にかかる液晶装置であって、前記第１電極は、平面的に前記凸部と重なる領域と比べ、前記凸部と隣接する領域で厚みが大きいことを特徴とする。
【００１１】
上記した適用例によれば、絶縁層を平面的に囲う領域の少なくとも一部で第１電極の厚みは大きくされている。そのため、第１電極の電気的な抵抗による電圧降下を抑制できるため、画質に優れた液晶装置を提供することが可能となる。
【００１２】
［適用例３］上記適用例にかかる液晶装置であって、前記第１電極の下層の層間絶縁層を貫通し、前記第１電極の電位を制御する制御電極に達するよう開口したコンタクトホール内の導通部の厚さは、平面的に前記凸部と重なる領域にある前記第１電極と比べ厚みが大きいことを特徴とする。
【００１３】
上記した適用例によれば、電流が集中するコンタクトホール内での導通部の層厚は凸部と重なる領域にある第１電極と比べ厚くなっている。そのため、コンタクトホール内での寄生抵抗による電圧降下を抑制できるため、画質に優れた液晶装置を提供することが可能となる。
【００１４】
［適用例４］上記適用例にかかる液晶装置であって、前記凸部に隣接する前記第１電極が、前記層間絶縁層よりも薄い透明な絶縁層で覆われ、前記第２電極の一部が前記絶縁層を覆う位置に配置されていることを特徴とする。
【００１５】
上記した適用例によれば、凸部と隣接する領域を介して第１電極と短絡させることなく第２電極同士を接続することができ、第２電極のレイアウトパターンの自由度を大きくすることが可能となる。
【００１６】
［適用例５］本適用例にかかる、基板の第１面に沿った方向の電界で階調制御を行う液晶装置であって、前記基板は、前記第１面に設けられた透明な層間絶縁層と、前記層間絶縁層と平面的に重なり、互いに電気的に分離された透明な第１電極と透明な第２電極とを備え、前記層間絶縁層は、前記第１電極と前記第２電極との間で、少なくとも一部が前記第１電極と前記第２電極と平面的に重なる領域と比べ前記基板側に窪んでいることを特徴とする。
【００１７】
これによれば、第１電極と第２電極との間に位置する絶縁層の少なくとも一部は基板側に窪んでいる。そのため、この窪んだ領域に液晶を充填させることができる。横方向電界で階調制御を行う動作としてのイン・プレイン・スィッチングモード動作では第１電極と第２電極との間の電界により液晶分子を配向させる。第１電極と第２電極との間に位置する領域では、基板側の領域でも電界が発生するため、ここに液晶を充填することで、高い効率を持って液晶分子を配向させることが可能となり、従来と同じ駆動電圧を印加した場合に比べ、より高いコントラストを得ることが可能となる。
【００１８】
［適用例６］本適用例にかかる、基板の平面方向に沿った方向の電界で階調制御を行う液晶装置の製造方法であって、前記基板を構成する基板本体の第１面側に第１電極を形成する工程と、前記第１面側に透明な層間絶縁層前駆体を形成する工程と、前記第１面側にレジスト層を形成し、前記レジスト層をマスクとして前記層間絶縁層前駆体を前記基板本体側で幅が狭い形状にエッチングし、前記第１電極の一部を露出させる、あるいは露出前に当該エッチングを止めて、層間絶縁層を形成する工程と、前記第１面側に前記エッチング量よりも薄い厚さを備え、前記層間絶縁層により分断された透明な第２電極を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
これによれば、ウェットエッチングを用いて透明な第２電極を加工する場合と比べ、第２電極の微細加工が可能となる。また、特に電気抵抗が低い、結晶性のＩＴＯを（インジウム・錫・酸化物）電極として用いた場合に生じる、エッチングに伴う残渣による不良発生を防止することが可能となる。
【００２０】
［適用例７］本適用例にかかる、基板の平面方向に沿った方向の電界で階調制御を行う液晶装置の製造方法であって、前記基板の前記第１面側に透明な層間絶縁層前駆体を形成する工程と、前記第１面側にレジスト層を形成する工程と、前記レジスト層をマスクとして前記層間絶縁層前駆体を前記基板本体側で幅が狭い形状にエッチングし、前記層間絶縁層前駆体を貫通させる、あるいは貫通前に当該エッチングを止めることで層間絶縁層を形成する工程と、前記第１面側に前記エッチング量よりも薄い厚さを備え、前記層間絶縁層により分断された透明な第１電極および透明な第２電極を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
これによれば、ウェットエッチングを用いて透明な第１電極および第２電極を加工する場合と比べ、微細加工が可能となる。また、特に電気抵抗が低い、結晶性のＩＴＯを用いた場合に生じる、エッチングに伴う残渣による不良発生を防止することが可能となる。また、基板側にエッチング速度が速い絶縁体を配置することで互いに分断された第１電極および第２電極を得ることが可能となり、絶縁層のエッチング条件選定が容易となる。
【００２２】
［適用例８］上記適用例にかかる液晶装置の製造方法であって、前記層間絶縁層は単層構造であり、前記幅が狭い形状は、逆テーパー形状であることを特徴とする。
【００２３】
上記した適用例によれば、複数の層を形成する場合と比べ製造工程を短縮することが可能となる。また、簡素な構成を用いるため、高い再現性を持った液晶装置の製造方法を提供することが可能となる。
【００２４】
［適用例９］上記適用例にかかる液晶装置の製造方法であって、前記層間絶縁層は複層構造であり、前記幅が狭い形状は、ひさし形状であることを特徴とする。
【００２５】
上記した適用例によれば、基板側にエッチング速度が速い絶縁体を配置することで分断された電極を得ることが可能となり、層間絶縁層のエッチング条件選定が容易となる。
【００２６】
［適用例１０］上記適用例にかかる液晶装置の製造方法であって、前記第２電極を形成した後、前記第２電極の層厚に対して１％以上２０％以下のエッチング量を備えるライトエッチングを行うことを特徴とする。
【００２７】
上記した適用例によれば、ライトエッチングを、第２電極の層厚に対して１％以上２０％以下程度の量で行うことで、層間絶縁層の端部での短絡をより確実に防ぐことが可能となる。また、第２電極の層厚減少が抑えられるため、電気抵抗の増加による影響を抑えることが可能となる。ここで、ライトエッチングは、ウェットとドライのどちらを用いても良い。
【００２８】
［適用例１１］本適用例にかかる電子機器は、上記に記載の液晶装置または上記に記載の液晶装置の製造方法で形成された液晶装置を備えたことを特徴とする。
【００２９】
これによれば、従来と同じ駆動電圧を印加した場合に比べ、より広い領域で液晶分子の配向を制御できることから、より高いコントラストを得ることが可能となる。また、エッチングに伴う残渣による不良発生が防止できることから、高いコントラストと信頼性を兼ね備えた電子機器を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ＦＦＳ方式の液晶装置の平面構造を示す平面図。
【図２】図１に示す平面図のＡ−Ａ’線断面図。
【図３】共通電極に設けるストライプ状のスリットを走査線に対して傾けた構造を示す平面図。
【図４】マルチドメイン化させたスリットを設けた構造を示す平面図。
【図５】ＩＰＳ方式の液晶装置の平面構造を示す平面図。
【図６】図５に示す平面図のＡ−Ａ’線断面図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、ＦＦＳ方式の液晶装置の製造方法を示す工程断面図。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、ＦＦＳ方式の液晶装置の製造方法を示す工程断面図。
【図９】（ａ）〜（ｃ）はＩＰＳ方式の液晶装置の製造方法を示す工程断面図。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は液晶装置を搭載した電子機器について説明するための概略図。
【図１１】従来例を示すＦＦＳモードの液晶装置の断面図。
【図１２】従来例を示すＩＰＳモードの液晶装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（第１の実施形態：横電界方式の液晶装置−１）
以下、横電界方式の液晶装置としてのＦＦＳ方式の液晶装置について図面を用いて説明する。図１は、ＦＦＳ方式の液晶装置の平面構造を示す平面図、図２は、図１に示す平面図のＡ−Ａ’線断面図である。この構造は、後述する液晶装置の製造方法を用いることで形成することが可能である。
【００３２】
このＦＦＳモードの液晶装置７０Ａは、基板としてのアレイ基板ＡＲと、液晶ＬＣ、カラーフィルター基板ＣＦとを備えている。アレイ基板ＡＲは、透明基板７１を備えている。そして、基板としてのアレイ基板ＡＲの第１面側に対応する透明基板７１の液晶ＬＣ側に、それぞれ平行に複数の走査線７２及び共通配線７３が設けられ、これら走査線７２及び共通配線７３に直交する方向に複数の信号線７４が設けられている。そして、各画素の表面全体を覆うように共通配線７３に接続され、ストライプ状に複数のスリット７７Ａを備えたＩＴＯやＩＺＯ（登録商標）、酸化亜鉛、酸化錫等の透明材料を用いた透明な第２電極としての共通電極７８Ａが設けられている。また、ＩＴＯに代表される透明導体としては、結晶型のものが電気的抵抗が低く、電圧降下を起こしにくいことから好適である。
【００３３】
そして、走査線７２と信号線７４との交点近傍にはスイッチング素子としてのＴＦＴが備えられている。このＴＦＴは、走査線７２の表面に半導体層７９が配置され、半導体層７９の表面の一部を覆うように信号線７４の一部が延在されてＴＦＴのソース電極Ｓを構成し、半導体層７９の下部の走査線部分がゲート電極Ｇを構成し、また、半導体層７９の一部分と平面的に重なる第１電極としての画素電極７５とが平面的に重なる領域に、制御電極としてのドレイン電極Ｄが備えられている。
【００３４】
そして、半導体層７９とゲート電極Ｇの厚み方向に対して挟まれる領域には、ゲート絶縁層９３が備えられている。そして、コンタクトホール９４を介してＴＦＴのドレイン電極Ｄから画素電極７５と接続されることで、ＴＦＴはドレイン電極Ｄを介しての画素電極７５の電位制御を行っている。平坦化層９５は、例えば窒化酸化珪素（ＳｉＯｘＮｙ：ｘ，ｙどちらかが０の場合を含む）、や有機層、またはそれらの多層構造を用いることができる。ここで、コンタクトホール９４の内側の導通部９８には、後述する製造方法により画素電極７５と同時に形成される導電層１００と導電補助層７５Ａが重ねて形成されている。電流が集中するコンタクトホール９４の内側での導通部９８の層厚は凸部９９と重なる領域にある画素電極７５と比べ厚くなっている。そのため、コンタクトホール９４内の導通部９８での寄生抵抗による電圧降下を抑制できるため、画質に優れた液晶装置を提供することが可能となる。このように、導電補助層７５Ａを設けることは好適であるが、これは必須の条件ではない。
【００３５】
画素電極７５は、透明な層間絶縁層９７を介して共通電極７８Ａと電気的に分離され、ＴＦＴのドレイン電極Ｄからの電位供給を受け、共通電極７８Ａと協働して電界を発生させることで液晶ＬＣの配向状態を制御している。層間絶縁層９７は、例えば窒化酸化珪素ＳｉＯｘＮｙ（ｘ＝０、またはｙ＝０を含む）を用いることができる。また、有機物を用いても良い。さらには、これらの多層構造を用いても良い。層間絶縁層９７が存在する領域では、アレイ基板ＡＲは液晶ＬＣが存在する方向に向けて凸となる凸部９９が構成される。また、アレイ基板ＡＲには、液晶ＬＣとの界面に配向層９１が備えられており、液晶ＬＣの初期配向方向を制御している。配向層９１は例えばポリイミド等の有機層をラビング処理することで形成される。
【００３６】
また、カラーフィルター基板ＣＦは、透明基板８０の液晶ＬＣ側の面にカラーフィルター層８１が設けられた構成を有している。また、カラーフィルター基板ＣＦには、液晶ＬＣとの界面に配向層９２が配置されており、液晶ＬＣの配向状態を制御している。そして、アレイ基板ＡＲの配向層９１と、カラーフィルター基板ＣＦの配向層９２とが、互いに対向するように液晶ＬＣを挟んでアレイ基板ＡＲ及びカラーフィルター基板ＣＦがそれぞれ対向するように配置されている。そして、両基板のそれぞれ外側に偏光板８２及び偏光板８３を偏光方向が互いに直交する方向となるように配置された構成をＦＦＳモードの液晶装置７０Ａは備えている。
【００３７】
このＦＦＳモードの液晶装置７０Ａは、共通電極７８Ａと画素電極７５の間で電界が掛けられると、この電界は共通電極７８Ａの両側で画素電極７５に向かうため、共通電極７８Ａ同士の間隙に存在する液晶分子だけでなく共通電極７８Ａと平面的に重なる領域に存在する液晶分子も動くことができる。そのため、ＦＦＳモードの液晶装置７０Ａは、一般的なＩＰＳモードの液晶装置よりも広視野角かつ高コントラストであり、更に高透過率であるため明るい表示が可能となるという特徴を備えている。加えて、ＦＦＳモードの液晶装置７０Ａは、一般的なＩＰＳモードの液晶装置よりも平面視で共通電極７８Ａと画素電極７５との重複面積が大きいためにより大きな保持容量が副次的に生じ、別途補助容量線を設ける必要がなくなるという長所が存在する。また、補助容量線を設ける場合でも、この副次的な保持容量により補助容量線の面積を小さくすることができるため、開口率を高く保つことができる。
【００３８】
また、アレイ基板ＡＲには、液晶ＬＣとの界面に配向層９１が配置されている。ここで、ＦＦＳモードの液晶装置においては、表示特性上、配向層９１のラビング方向は信号線と直交するのがよく、また画素電極とラビング方向とは微小角度の傾きを設けた方がよいことから、図３に示したＦＦＳモードの液晶装置７０Ｂのように共通電極７８Ｂに設けるストライプ状のスリット７７Ｂを走査線７２や共通配線７３に対して傾いた構造とすることが行われている。
【００３９】
同じく、視角によって色変化が認められなくなるようにするため、図４に示したＦＦＳモードの液晶装置７０Ｃのように、共通電極７８Ｃに設けるストライプ状のスリット７７Ｃの傾き方向を中央近傍で反転させるよう配置して複数（図４では２つ）の配向方向に分割（マルチドメイン化）することも行われている。
【００４０】
なお、図３及び図４に示したＦＦＳモードの液晶装置７０Ｂ及び液晶装置７０Ｃは、図１に示したＦＦＳモードの液晶装置７０Ａとは共通電極７８Ｂまたは共通電極７８Ｃに設けるスリット７７Ｂやスリット７７Ｃの傾きが相違するのみであるので、図１に示したＦＦＳモードの液晶装置７０Ａと同一の構成部分については同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略するが、応用技術等については液晶装置７０Ａについて記述した場合、液晶装置７０Ｂ及び液晶装置７０Ｃについても類型のものとして扱えるものとする。
【００４１】
なお、ここではＴＦＴとしてボトムゲート型のものを用いているが、これはトップゲート型のＴＦＴを用いても良い。また、配向層９１と共通電極７８との間に保護層を挟むことも好適であり、液晶装置７０の信頼性を向上させることが可能となる。
【００４２】
図２に示すように、図１１に示す従来用いられていたＦＦＳモードの液晶装置７０Ｄと比べ、有効電界領域９６に示す領域にある液晶ＬＣに対しても配向に有効な電界を供給することが可能となる。そのため、低い電界強度でも液晶ＬＣの配向を制御することが可能となる。即ち、駆動電圧を下げても液晶ＬＣを効果的に駆動でき、液晶装置７０Ｄと比べ消費電力を下げることが可能となる。
【００４３】
また、図２に示すように、画素電極７５には、後述する製造方法により形成される導電補助層７５Ａが重ねて設けられ、電気的には画素電極７５と導電補助層７５Ａは一体化して画素電極７５（第１電極）として機能している。そのため、画素電極７５の電気的な抵抗による電圧降下を抑制できるため、画質に優れた液晶装置７０Ａを提供することが可能となる。加えて、液晶装置７０Ａは、表示領域内では常に共通電極７８Ａと画素電極７５とが光学的に重なった状態で構成されることとなる。層間絶縁層９７等と比べ、比較的透明度が低い電極が光学的に重なることで、表示素子内の光透過率が均質化する。そのため、表示むらの少ない液晶装置７０Ａを提供することが可能となる。このように、導電補助層７５Ａを設けることは好適であるが、これは必須の条件ではない。
【００４４】
また、図２に示すように、凸部９９は後述する製造方法を用いる場合には、逆テーパー状の形状を設けることが好ましいが、別の製造方法を用いる場合には、逆テーパー以外の形状（例えば順テーパー形状）を備えていても良い。また、画素電極７５と導電補助層７５Ａは電気的に一体化しているが、これは凸部９９を構成する層間絶縁層９７よりも薄い層厚を備えた透明な絶縁層を備えていても良い。この場合、凸部９９と隣接する領域を介して画素電極７５と短絡させることなく共通電極７８Ａを接続することができ、共通電極７８Ａのレイアウトパターンの自由度を大きくすることが可能となる。また、画素電極７５は、ＦＦＳモードの液晶装置７０Ａが透過型の場合は透明であることが必要となるが、反射型の場合には遮光性の材質を用いることも可能である。
【００４５】
（第２の実施形態：横電界方式の液晶装置−２）
以下、横電界方式の液晶装置としてのＩＰＳ方式の液晶装置について図面を用いて説明する。図５は、ＩＰＳ方式の液晶装置の平面構造を示す平面図、図６は、図５に示す平面図のＡ−Ａ’線断面図である。この構造は、後述する液晶装置の製造方法を用いることで形成することが可能である。ここで、配向層９１のラビング方法や、マルチドメイン化方法等の基本的構成は、上記した第１の実施形態とほぼ同様の条件が適用されるため、説明を省略し重複を避ける。
【００４６】
ＩＰＳ方式とは、液晶に電界を印加する方向が基板に対してほぼ平行な方向とする方式である。すなわち、液晶層を挟持する２枚の基板の一方に咬合した櫛形状の電極を配置し、その櫛形電極間に電界を印加して液晶分子の配列方向を制御するものであり、この分子の配列状態により、液晶を透過してくる光の偏光状態が変わり、光の透過率が変調されるものである。
【００４７】
図５に示すように、ＩＰＳ方式の液晶装置５０は、基板としてのアレイ基板ＡＲと、液晶ＬＣ、カラーフィルター基板ＣＦとを備えている。アレイ基板ＡＲは透明基板７１の第１面としての表面に複数の走査線７２及び信号線７４が直交するように配置され、走査線７２と信号線７４の各交差点に対応してスイッチング素子であるＴＦＴが設けられている。ＴＦＴは、信号線７４の一部が延在されてＴＦＴのソース電極Ｓを構成し、半導体層７９の下部の走査線部分がゲート電極Ｇを構成し、また、半導体層７９の一部分と重なる第１電極としての透明な画素電極７５の部分がドレイン電極Ｄと接続されている。
【００４８】
また、隣接する２つの走査線７２の間に、走査線７２と平行に共通配線７３が配置され、共通配線７３に電気的に接続された櫛形の第２電極としての透明な共通電極７８が配置されている。そして、ＴＦＴに接続した櫛形の画素電極７５が共通電極７８と咬合するように配置され、また画素電極７５と走査線７２とが絶縁膜を介して交差する領域に蓄積容量部９０が配置されている。なお、寄生層７５Ｂは後述する製造工程を用いた場合に、副次的に形成されるもので、液晶装置５０の動作に影響を与えるものではない。
【００４９】
基板としてのアレイ基板ＡＲは、第１面側としての透明基板７１の液晶ＬＣ側の面に逆テーパー型の透明な層間絶縁層９７を備え、層間絶縁層９７の液晶ＬＣ側には共通電極７８と画素電極７５とが交互に配置されている。そして、アレイ基板ＡＲは、液晶ＬＣと接触する領域に配向層９１を備えている。
【００５０】
カラーフィルター基板ＣＦは、透明基板８０の液晶ＬＣ側の面にカラーフィルター層８１が設けられた構成を有している。そして、液晶ＬＣと接触する領域に配向層９２が配置されている。そして、アレイ基板ＡＲの配向層９１とカラーフィルター基板ＣＦの配向層９２とが互いに対向するようにアレイ基板ＡＲ及びカラーフィルター基板ＣＦを対向させ、その間に液晶ＬＣを封入するとともに、両基板のそれぞれ外側に偏光板８２及び偏光板８３を偏光方向が互いに直交する方向となるように配置されることで、ＩＰＳモードの液晶装置５０が構成される。
【００５１】
図６に示すように、図１２に示す従来用いられていたＩＰＳモードの液晶装置５０Ａと比べ、有効電界領域９６に示す領域にある液晶ＬＣに対しても配向に有効な電界を供給することが可能となる。そのため、低い電界強度でも液晶ＬＣの配向を制御することが可能となる。即ち、駆動電圧を下げても液晶ＣＬを効果的に駆動でき、液晶装置５０Ａと比べ消費電力を下げることが可能となる。
【００５２】
なお、層間絶縁層９７が逆テーパー状の形状をしていることは必須ではなく、後述する製造方法以外の方法（例えば従来のウェットエッチング法を用いて共通電極７８と画素電極７５を形成する場合）を用いる場合には、順テーパー状の形状を備えていても良い。この場合、寄生層７５Ｂを備える必要はない。また、共通電極７８と画素電極７５の間が窪んでいれば良く、例えば共通電極７８と画素電極７５の間に層間絶縁層９７よりも薄い層間絶縁層があっても良く、また、透明基板７１の一部が削れた形状としても良い。
【００５３】
（第３の実施形態：横電界方式の液晶装置の製造方法−１）
以下、横電界方式の液晶装置としてのＦＦＳ方式の液晶装置の製造方法について図面を用いて説明する。図７（ａ）〜（ｃ）、図８（ａ）〜（ｃ）は、ＦＦＳ方式の液晶装置の製造方法を示す工程断面図である。ここでは、図１に示す平面図のＡ−Ａ’線に沿った断面図を用いて説明する。
まず、工程１として、基板本体としての透明基板７１の第１面側としての液晶ＬＣ側の面にＴＦＴを形成する。以下、特に明示しない場合には、上記した面側を加工するものとする。ＴＦＴとしてはここでは製造工程が短く面内均一性が高いボトムゲート型のＴＦＴを用いる場合について説明する。ゲート電極Ｇを例えばＭｏやＡｌを主成分とした金属を用いて形成した後、ゲート絶縁層９３をプラズマＣＶＤ（化学気相堆積）法等を用いて形成し、続けてアモルファスシリコンをプラズマＣＶＤ法で堆積して後、パターニングして半導体層７９を形成し、ドレイン電極Ｄを構成する電極とチャネル（ゲート電極Ｇと平面的に重なる領域）を形成する。ここまでの工程を終了したものを図７（ａ）に示す。
【００５４】
次に、工程２として、平坦化層９５を形成した後、パターニングしてコンタクトホール９４を開口する。この工程では、平坦化層９５を感光性のある樹脂を用いて形成し、フォトリソグラフ工程を用いてコンタクトホール９４を開口しても良い。ここまでの工程を終了したものを図７（ｂ）に示す。
【００５５】
次に、工程３として、第１電極としての画素電極７５と同時に導電層１００を形成する。具体的にはＩＴＯ等の透明な導電体をＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）スパッター法等を用いて形成した後、図１に示す領域を除いてエッチングする。この場合、画素電極７５は大きな面積を持つ矩形の平面構造が用いられていることからパターン精度が低くても差し支えないため、例えばウェットエッチングを用いることで対応できる。また、金属等を用いたハードマスク（物理蒸着粒子の一部を遮断する）により、画素電極７５のパターンを直接形成しても良い。ドライエッチングを用いる場合には、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）法を例示することができる。エッチング条件の一例としては、水素化ヨウ素をエッチングガスとして用い、流量を１００ｓｃｃｍ、基板温度８０℃、パワー密度１．０Ｗ／ｃｍ2程度の条件を用いることでエッチングを可能としている。ここまでの工程を終了したものを図７（ｃ）に示す。
【００５６】
次に、工程４として、層間絶縁層前駆体９７Ａを形成する。層間絶縁層前駆体９７Ａは、透明な有機物層や、窒化酸化珪素ＳｉＯｘＮｙ（ｘ＝０、またはｙ＝０を含む）層を用いることができる。ここでは窒化酸化珪素層を用いる例について説明する。ここまでの工程を終了したものを図８（ａ）に示す。
【００５７】
次に、工程５として、レジスト層ＰＲを形成し、層間絶縁層前駆体９７Ａを逆テーパー状（基板本体側で幅が狭い形状）にエッチングし、層間絶縁層９７を形成する。エッチング条件としては、例えばＩＣＰ（誘導結合プラズマ）法を用い、エッチングガスとしては６フッ化硫黄１５０ｃｃｍ、酸素５０ｃｃｍ程度の流量で混合したガスを用い、基板温度６０℃、パワー密度１．５Ｗ／ｃｍ2程度の条件を用いることでエッチングを可能としている。ここで、層間絶縁層前駆体９７Ａを貫通させてエッチングさせることで画素電極７５が実質的に低抵抗化するため好適である。また、図２に示す共通電極７８Ａのレイアウトパターンの自由度を上げるためには、層間絶縁層前駆体９７Ａを少し残しておくことが好適である。この場合、例えば画素電極７５と短絡させること無く、画素電極７５を横切るような共通電極７８Ａのレイアウトパターンを用いることが可能となる。ここまでの工程を終了したものを図８（ｂ）に示す。エッチング終了後、レジスト層ＰＲは除去する。
【００５８】
次に、工程６として、ＩＴＯ等の透明な導電体をＥＣＲスパッター法等を用いたＰＶＤ（物理蒸着）法を用いて、透明な第２電極としての共通電極７８Ａを形成する。層間絶縁層９７が逆テーパー形状を備えていることから、層間絶縁層前駆体９７Ａのエッチング量よりも薄い厚さを備えることで、自己整合的に層間絶縁層９７と重なる共通電極７８Ａが形成される。ここまでの工程を終了したものを図８（ｃ）に示す。
後の工程は、公知技術を用いて配向層９１を形成して得られたアレイ基板ＡＲと、カラーフィルター基板ＣＦと対向させて液晶ＬＣを注入し、両基板のそれぞれ外側に偏光板８２及び偏光板８３を偏光方向が互いに直交する方向となるように配置することで図１、図２に示す液晶装置７０Ａが形成される。
【００５９】
自己整合的に層間絶縁層９７と重なる共通電極７８Ａが形成されるため、エッチングの制御では困難となる微細なストライプ状に複数のスリット７７Ａを備える精密なパターンを容易に形成することが可能となる。微細なストライプ状に複数のスリット７７Ａを備える精密なパターン形状を持つ共通電極７８Ａを、ＩＴＯ等の透明な導電体をエッチングする工程無しに形成することができる。従って、精密なエッチングが困難であるＩＴＯ等の透明な導電体を用いても、精密なパターンを形成することが可能となる。特に、結晶性ＩＴＯは、光透過率が高く電気抵抗が低いという利点があるが、エッチング加工が極めて困難であるという特性を備えている。本実施形態の製造方法を用いることで、このような結晶性ＩＴＯを電極として用いることが可能となる。なお、ここでは透過型の液晶装置７０Ａの製造方法について説明したが、これは、反射層を設けることで、容易に反射型への適用が可能である。
【００６０】
（第４の実施形態：横電界方式の液晶装置の製造方法−２）
以下、横電界方式の液晶装置としてのＩＰＳ方式の液晶装置の製造方法について図面を用いて説明する。図９（ａ）〜（ｃ）はＩＰＳ方式の液晶装置の製造方法を示す工程断面図である。ここでは、図５に示す平面図のＡ−Ａ’線に沿った断面図を用いて説明する。本実施形態は、第３の実施形態と類似している部分が多いため、類似している部分については適宜引用し、説明の重複を避けるものとする。
【００６１】
まず、工程１から工程３を第３の実施形態と同様に行う。ここで、コンタクトホール９４中に導電層１００を形成する工程等、コンタクトホールにかかる工程は省略しても良い。
【００６２】
次に、工程４Ａとして、層間絶縁層前駆体９７Ａを形成する。層間絶縁層前駆体９７Ａは、透明な有機物層や、窒化酸化珪素ＳｉＯｘＮｙ（ｘ＝０、またはｙ＝０を含む）層を用いることができる。ここでは窒化酸化珪素層を用いる例について説明する。ここまでの工程を終了したものを図９（ａ）に示す。
【００６３】
次に、工程５Ａとして、レジスト層ＰＲを形成し、層間絶縁層前駆体９７Ａを逆テーパー状（基板本体側で幅が狭い形状）にエッチングし、層間絶縁層９７を形成する。エッチング条件としては、前述した条件を用いることができる。ここまでの工程を終了したものを図９（ｂ）に示す。エッチング終了後、レジスト層ＰＲは除去する。
【００６４】
次に、工程６Ａとして、ＩＴＯ等の透明な導電体をＥＣＲスパッター法等を用いたＰＶＤ（物理蒸着）法を用いて、透明な第１電極としての画素電極７５と、透明な第２電極としての共通電極７８と、を形成する。層間絶縁層９７が逆テーパー形状を備えていることから、層間絶縁層前駆体９７Ａのエッチング量よりも薄い厚さを備えることで、自己整合的に層間絶縁層９７と重なる画素電極７５と、共通電極７８と、が形成される。ここまでの工程を終了したものを図９（ｃ）に示す。
後の工程は、公知技術を用いて配向層９１を形成して得られたアレイ基板ＡＲと、カラーフィルター基板ＣＦと対向させて液晶ＬＣを注入し、両基板のそれぞれ外側に偏光板８２及び偏光板８３を偏光方向が互いに直交する方向となるように配置することで図５、図６に示す液晶装置５０が形成される。
【００６５】
自己整合的に層間絶縁層９７と重なる画素電極７５と、共通電極７８と、が形成されることから、互いに咬合した櫛形状の電極形状等の精密なパターン形状を、ＩＴＯ等の透明な導電体をエッチングする工程無しに形成することができる。従って、精密なエッチングが困難であるＩＴＯ等の透明な導電体を用いても、精密なパターンを形成することが可能となる。特に、結晶性ＩＴＯは、光透過率が高く電気抵抗が低いという利点があるが、エッチング加工が極めて困難であるという特性を備えている。本実施形態の製造方法を用いることで、このような結晶性ＩＴＯを電極として用いることが可能となる。なお、ここでは透過型の液晶装置５０の製造方法について説明したが、これは、反射層を設けることで、容易に反射型への適用が可能である。
【００６６】
（第３、第４の実施形態の変形例）
以下、第３、第４の実施形態の変形例について説明する。工程５、工程５Ａでは、「レジスト層ＰＲを形成し、層間絶縁層前駆体９７Ａを逆テーパー状（基板本体側で幅が狭い形状）にエッチングし、層間絶縁層９７を形成する」とあるが、これは複数の層を用いた層間絶縁層前駆体９７Ａを用い、基板本体側にエッチング速度が大きい材質の層を形成してエッチングを行い、ひさし形状を備えるよう加工する工程と代えても良い。
【００６７】
例えば、透明基板７１に近い側に窒化珪素層を堆積し、窒化珪素層に重ねて酸化珪素層を堆積した後、例えばＩＣＰ（誘導結合プラズマ）法を用い、エッチングガスとしては６フッ化硫黄１５０ｃｃｍ、酸素５０ｃｃｍ程度の流量で混合したガスを用い、基板温度６０℃、パワー密度１．５Ｗ／ｃｍ2程度の条件を用いることでひさし形状が得られる。
【００６８】
なお、ここでは２つの層を重ねた場合について説明したが、これは３層以上の多層構造を用いても良く、この場合においても透明基板７１に近い側にエッチング速度が大きい層を積層することができる。また、この場合、透明基板７１に近い側にエッチング速度が小さい層を形成し、この層に重ねてエッチング速度の大きい層を重ね、さらにエッチング速度の小さい層を用いることで、層間絶縁層９７の一部を残した、ひさし形状を容易に得ることが可能となる。
【００６９】
また、工程６、工程６Ａを終えた後、画素電極７５と、共通電極７８（７８Ａ）と、をライトエッチングすることも好適である。ライトエッチングは、ウェットでもドライでも良く、共通電極７８（７８Ａ）の層厚に対して１％以上２０％以下程度の量でライトエッチングすることで、層間絶縁層９７の端部での短絡をより確実に防ぐことが可能となる。
【００７０】
（第５の実施形態：電子機器への応用例）
以下、第１、第２の実施形態に記載した液晶装置、および第３、第４の実施形態及び変形例で説明した液晶装置の製造方法で得られた液晶装置を備えた電子機器への応用例について図１０を参照して説明する。図１０（ａ）〜（ｃ）は液晶装置を搭載した電子機器について説明するための概略図である。
【００７１】
まず、図１０（ａ）に、液晶装置７０Ａ（５０）を備えたモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を示す。パーソナルコンピューター２０００は、表示ユニットとしての液晶装置７０Ａ（５０）と本体部２０１０を備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１及びキーボード２００２が設けられている。そして、図１０（ｂ）に、液晶装置７０Ａ（５０）を備えた携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１及びスクロールボタン３００２、並びに表示ユニットとしての液晶装置７０Ａ（５０）を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、液晶装置７０Ａ（５０）に表示される画面がスクロールされる。
【００７２】
次に、上記実施形態の液晶装置を光変調手段として備えたプロジェクター（投写型表示装置）の構成について、図１０（ｃ）を参照して説明する。図１０（ｃ）は、上記実施形態の液晶装置を光変調装置として用いたプロジェクター７００の要部を示す概略構成図である。プロジェクター７００は、光源７１０、ダイクロイックミラー７１３、ダイクロイックミラー７１４、反射ミラー７１５、反射ミラー７１６、反射ミラー７１７、入射レンズ７１８、リレーレンズ７１９、出射レンズ７２０、液晶装置７０Ａ（５０）、クロスダイクロイックプリズム７２５、投写レンズ７２６を含む。
【００７３】
光源７１０はメタルハライド等のランプ７１１とランプの光を反射するリフレクター７１２とからなる。青色光、緑色光反射のダイクロイックミラー７１３は、光源７１０からの光束のうちの赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー７１７で反射されて、液晶装置７０Ａ（５０）に入射される。
【００７４】
一方、ダイクロイックミラー７１３で反射された色光のうち緑色光は緑色光反射のダイクロイックミラー７１４によって反射され、液晶装置７０Ａ（５０）に入射される。なお、青色光は第２のダイクロイックミラー７１４も透過する。青色光に対しては、光路長が緑色光、赤色光と異なるのを補償するために、入射レンズ７１８、リレーレンズ７１９、出射レンズ７２０を含むリレーレンズ系からなる導光手段７２１が設けられ、これを介して青色光が液晶装置７０Ａ（５０）に入射される。
【００７５】
各光変調装置により変調された３つの色光はクロスダイクロイックプリズム７２５に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投写光学系である投写レンズ７２６によってスクリーン７２７上に投写され、画像が拡大されて表示される。
【００７６】
本実施形態によれば、低電界強度で効率良く配向可能な液晶装置７０Ａ（５０）を搭載したので、低い駆動電圧（即ち低電力）で表示が可能なプロジェクター７００を得ることができる。なお、ここでは光の三原色（ＲＧＢ）に対応したプロジェクター７００について説明したが、例えば黄色や、白色を加えた４色、５色に対応した光学系を用いても良い。
【００７７】
なお、液晶装置７０Ａ（５０）が搭載される電子機器としては、図１０に示すものの他、デジタルスチールカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型、モニター直視型のブルーレイレコーダー、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、タッチパネルを備えた機器などなどが挙げられる。
【符号の説明】
【００７８】
５０…液晶装置、５０Ａ…液晶装置、７０Ａ…液晶装置、７０Ｂ…液晶装置、７０Ｃ…液晶装置、７０Ｄ…液晶装置、７１…透明基板、７２…走査線、７３…共通配線、７４…信号線、７５…画素電極、７５Ａ…導電補助層、７５Ｂ…寄生層、７７Ａ…スリット、７７Ｂ…スリット、７７Ｃ…スリット、７８…共通電極、７８Ａ…共通電極、７８Ｂ…共通電極、７８Ｃ…共通電極、７９…半導体層、８０…透明基板、８１…カラーフィルター層、８２…偏光板、８３…偏光板、９０…蓄積容量部、９１…配向層、９２…配向層、９３…ゲート絶縁層、９４…コンタクトホール、９５…平坦化層、９６…有効電界領域、９７…層間絶縁層、９７Ａ…層間絶縁層前駆体、９８…導通部、９９…凸部、１００…導電層、７００…プロジェクター、７１０…光源、７１１…ランプ、７１２…リフレクター、７１３…ダイクロイックミラー、７１４…ダイクロイックミラー、７１５…反射ミラー、７１７…反射ミラー、７１８…入射レンズ、７１９…リレーレンズ、７２０…出射レンズ、７２１…導光手段、７２５…クロスダイクロイックプリズム、７２６…投写レンズ、７２７…スクリーン、２０００…パーソナルコンピューター、２００１…電源スイッチ、２００２…キーボード、２０１０…本体部、３０００…携帯電話機、３００１…操作ボタン、３００２…スクロールボタン。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置および液晶装置の製造方法、並びに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式などの液晶装置は、一対の基板間に液晶を封入した構成を有しており、各基板が備える電極を用いて基板面に垂直な方向に電界を印加することによって液晶分子の配向を制御し、光透過率を変調している。これに対し、液晶装置の広視野角化を図る一つの手段として、近年では液晶に印加する電界の方向を基板面に沿った方向（以下、「横方向」とも記載する）とし、この電界によって液晶を基板に沿った方向に回転させる方式が知られている。この種の液晶装置では、片方の基板に一対の電極を配置して電界を発生させる方式として、イン・プレイン・スイッチング（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：以下、ＩＰＳとも記載する）方式、フリンジ・フィールド・スイッチング（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：以下、ＦＦＳとも記載する）方式等が知られている。
【０００３】
ＦＦＳ方式とＩＰＳ方式との相違は、ＩＰＳ方式の場合は一対の、例えば櫛歯状電極が同層に配置されているのに対し、ＦＦＳ方式の場合は一対の電極が異なる層に配置されている点である。すなわち、ＦＦＳ方式ではベタ状電極に対して層間絶縁層を介して、例えばスリットが複数配置された形状を備える電極が積層されている点である。ＦＦＳ方式を用いる場合、２つの電極が重なる構成を持つため、一般的なＩＰＳ方式と比べ大きな液晶容量が得られる。そのため、電荷保持用の容量を省略、あるいは小型化することが可能となり、高い開口率を得ることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１７８１７７号公報
【特許文献２】特開２００２−２３１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＦＦＳ方式やＩＰＳ方式等、横方向電界で液晶分子を回転させる方式を用いた場合、液晶を駆動する電極は配向層等に埋め込まれる。つまり、電極の横や基板側には液晶は配置されない。そのため、基板側に生じる電界は液晶分子の回転に寄与しない。従って、電界の利用率が低下し、高い駆動電圧をかけて液晶を駆動する必要が生じ、消費電力が大きくなるという課題が生じる。特許文献２には段差のあるＩＰＳ方式を用いた場合の構造が記載されているが、２つの電極の間および基板側には誘電体が形成されており、この部分の電界は液晶分子の回転には寄与しない。そのため、電界利用率が低く、コントラストの向上が困難であるという課題がある。
【０００６】
また、ＦＦＳ方式やＩＰＳ方式を用いて横方向電界で液晶分子を回転させるためには、例えば櫛歯状に透明電極を形成する必要があるが、透明電極として電気抵抗が低い結晶型ＩＴＯ（インジウム・錫・酸化物）を用いた場合、ドライエッチングでは残渣が残ることで不良が発生するという課題がある。また、特許文献１に示すウェットエッチングを用いた場合、寸法精度が低下し、高精細な画像を表示させることが困難となる課題がある。また、透明電極としてインジウム・亜鉛・酸化物（ＩＺＯ：登録商標）や、酸化亜鉛、酸化錫等を用いた場合でも、同様の問題が生じるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。なお、「透明」とは４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長全域で６０％以上の透過率を備えた状態と定義する。
【０００８】
［適用例１］本適用例にかかる、基板の第１面に沿った方向の電界で階調制御を行う液晶装置であって、前記基板は、前記第１面に設けられた第１電極と、前記第１電極の一部に重ねて設けられた透明な層間絶縁層を備える凸部と、前記凸部の少なくとも一部と重ねて設けられ、前記第１電極と電気的に分離された透明な第２電極と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
これによれば、第１電極の一部に凸状の領域が備えられていることから、残りの部分には第１電極が配置された凹状の領域が得られる。そして、この凹状の領域にも液晶を保持することが可能となる。横方向電界で階調制御を行う動作としてのフリンジ・フィールド・スィッチングモード動作では第１電極と第２電極との間の電界により液晶分子を配向させる。凹状の領域には第１電極と第２電極による電界が供給される。従って凹状の領域に充填された液晶分子を電界により配向させることが可能とある。そのため従来と同じ駆動電圧を印加した場合に比べ、より広い領域で液晶分子の配向を制御できることから、より高いコントラストを得ることが可能となる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例にかかる液晶装置であって、前記第１電極は、平面的に前記凸部と重なる領域と比べ、前記凸部と隣接する領域で厚みが大きいことを特徴とする。
【００１１】
上記した適用例によれば、絶縁層を平面的に囲う領域の少なくとも一部で第１電極の厚みは大きくされている。そのため、第１電極の電気的な抵抗による電圧降下を抑制できるため、画質に優れた液晶装置を提供することが可能となる。
【００１２】
［適用例３］上記適用例にかかる液晶装置であって、前記第１電極の下層の層間絶縁層を貫通し、前記第１電極の電位を制御する制御電極に達するよう開口したコンタクトホール内の導通部の厚さは、平面的に前記凸部と重なる領域にある前記第１電極と比べ厚みが大きいことを特徴とする。
【００１３】
上記した適用例によれば、電流が集中するコンタクトホール内での導通部の層厚は凸部と重なる領域にある第１電極と比べ厚くなっている。そのため、コンタクトホール内での寄生抵抗による電圧降下を抑制できるため、画質に優れた液晶装置を提供することが可能となる。
【００１４】
［適用例４］上記適用例にかかる液晶装置であって、前記凸部に隣接する前記第１電極が、前記層間絶縁層よりも薄い透明な絶縁層で覆われ、前記第２電極の一部が前記絶縁層を覆う位置に配置されていることを特徴とする。
【００１５】
上記した適用例によれば、凸部と隣接する領域を介して第１電極と短絡させることなく第２電極同士を接続することができ、第２電極のレイアウトパターンの自由度を大きくすることが可能となる。
【００１６】
［適用例５］本適用例にかかる、基板の第１面に沿った方向の電界で階調制御を行う液晶装置であって、前記基板は、前記第１面に設けられた透明な層間絶縁層と、前記層間絶縁層と平面的に重なり、互いに電気的に分離された透明な第１電極と透明な第２電極とを備え、前記層間絶縁層は、前記第１電極と前記第２電極との間で、少なくとも一部が前記第１電極と前記第２電極と平面的に重なる領域と比べ前記基板側に窪んでいることを特徴とする。
【００１７】
これによれば、第１電極と第２電極との間に位置する絶縁層の少なくとも一部は基板側に窪んでいる。そのため、この窪んだ領域に液晶を充填させることができる。横方向電界で階調制御を行う動作としてのイン・プレイン・スィッチングモード動作では第１電極と第２電極との間の電界により液晶分子を配向させる。第１電極と第２電極との間に位置する領域では、基板側の領域でも電界が発生するため、ここに液晶を充填することで、高い効率を持って液晶分子を配向させることが可能となり、従来と同じ駆動電圧を印加した場合に比べ、より高いコントラストを得ることが可能となる。
【００１８】
［適用例６］本適用例にかかる、基板の平面方向に沿った方向の電界で階調制御を行う液晶装置の製造方法であって、前記基板を構成する基板本体の第１面側に第１電極を形成する工程と、前記第１面側に透明な層間絶縁層前駆体を形成する工程と、前記第１面側にレジスト層を形成し、前記レジスト層をマスクとして前記層間絶縁層前駆体を前記基板本体側で幅が狭い形状にエッチングし、前記第１電極の一部を露出させる、あるいは露出前に当該エッチングを止めて、層間絶縁層を形成する工程と、前記第１面側に前記エッチング量よりも薄い厚さを備え、前記層間絶縁層により分断された透明な第２電極を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
これによれば、ウェットエッチングを用いて透明な第２電極を加工する場合と比べ、第２電極の微細加工が可能となる。また、特に電気抵抗が低い、結晶性のＩＴＯを（インジウム・錫・酸化物）電極として用いた場合に生じる、エッチングに伴う残渣による不良発生を防止することが可能となる。
【００２０】
［適用例７］本適用例にかかる、基板の平面方向に沿った方向の電界で階調制御を行う液晶装置の製造方法であって、前記基板の前記第１面側に透明な層間絶縁層前駆体を形成する工程と、前記第１面側にレジスト層を形成する工程と、前記レジスト層をマスクとして前記層間絶縁層前駆体を前記基板本体側で幅が狭い形状にエッチングし、前記層間絶縁層前駆体を貫通させる、あるいは貫通前に当該エッチングを止めることで層間絶縁層を形成する工程と、前記第１面側に前記エッチング量よりも薄い厚さを備え、前記層間絶縁層により分断された透明な第１電極および透明な第２電極を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
これによれば、ウェットエッチングを用いて透明な第１電極および第２電極を加工する場合と比べ、微細加工が可能となる。また、特に電気抵抗が低い、結晶性のＩＴＯを用いた場合に生じる、エッチングに伴う残渣による不良発生を防止することが可能となる。また、基板側にエッチング速度が速い絶縁体を配置することで互いに分断された第１電極および第２電極を得ることが可能となり、絶縁層のエッチング条件選定が容易となる。
【００２２】
［適用例８］上記適用例にかかる液晶装置の製造方法であって、前記層間絶縁層は単層構造であり、前記幅が狭い形状は、逆テーパー形状であることを特徴とする。
【００２３】
上記した適用例によれば、複数の層を形成する場合と比べ製造工程を短縮することが可能となる。また、簡素な構成を用いるため、高い再現性を持った液晶装置の製造方法を提供することが可能となる。
【００２４】
［適用例９］上記適用例にかかる液晶装置の製造方法であって、前記層間絶縁層は複層構造であり、前記幅が狭い形状は、ひさし形状であることを特徴とする。
【００２５】
上記した適用例によれば、基板側にエッチング速度が速い絶縁体を配置することで分断された電極を得ることが可能となり、層間絶縁層のエッチング条件選定が容易となる。
【００２６】
［適用例１０］上記適用例にかかる液晶装置の製造方法であって、前記第２電極を形成した後、前記第２電極の層厚に対して１％以上２０％以下のエッチング量を備えるライトエッチングを行うことを特徴とする。
【００２７】
上記した適用例によれば、ライトエッチングを、第２電極の層厚に対して１％以上２０％以下程度の量で行うことで、層間絶縁層の端部での短絡をより確実に防ぐことが可能となる。また、第２電極の層厚減少が抑えられるため、電気抵抗の増加による影響を抑えることが可能となる。ここで、ライトエッチングは、ウェットとドライのどちらを用いても良い。
【００２８】
［適用例１１］本適用例にかかる電子機器は、上記に記載の液晶装置または上記に記載の液晶装置の製造方法で形成された液晶装置を備えたことを特徴とする。
【００２９】
これによれば、従来と同じ駆動電圧を印加した場合に比べ、より広い領域で液晶分子の配向を制御できることから、より高いコントラストを得ることが可能となる。また、エッチングに伴う残渣による不良発生が防止できることから、高いコントラストと信頼性を兼ね備えた電子機器を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ＦＦＳ方式の液晶装置の平面構造を示す平面図。
【図２】図１に示す平面図のＡ−Ａ’線断面図。
【図３】共通電極に設けるストライプ状のスリットを走査線に対して傾けた構造を示す平面図。
【図４】マルチドメイン化させたスリットを設けた構造を示す平面図。
【図５】ＩＰＳ方式の液晶装置の平面構造を示す平面図。
【図６】図５に示す平面図のＡ−Ａ’線断面図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、ＦＦＳ方式の液晶装置の製造方法を示す工程断面図。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、ＦＦＳ方式の液晶装置の製造方法を示す工程断面図。
【図９】（ａ）〜（ｃ）はＩＰＳ方式の液晶装置の製造方法を示す工程断面図。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は液晶装置を搭載した電子機器について説明するための概略図。
【図１１】従来例を示すＦＦＳモードの液晶装置の断面図。
【図１２】従来例を示すＩＰＳモードの液晶装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（第１の実施形態：横電界方式の液晶装置−１）
以下、横電界方式の液晶装置としてのＦＦＳ方式の液晶装置について図面を用いて説明する。図１は、ＦＦＳ方式の液晶装置の平面構造を示す平面図、図２は、図１に示す平面図のＡ−Ａ’線断面図である。この構造は、後述する液晶装置の製造方法を用いることで形成することが可能である。
【００３２】
このＦＦＳモードの液晶装置７０Ａは、基板としてのアレイ基板ＡＲと、液晶ＬＣ、カラーフィルター基板ＣＦとを備えている。アレイ基板ＡＲは、透明基板７１を備えている。そして、基板としてのアレイ基板ＡＲの第１面側に対応する透明基板７１の液晶ＬＣ側に、それぞれ平行に複数の走査線７２及び共通配線７３が設けられ、これら走査線７２及び共通配線７３に直交する方向に複数の信号線７４が設けられている。そして、各画素の表面全体を覆うように共通配線７３に接続され、ストライプ状に複数のスリット７７Ａを備えたＩＴＯやＩＺＯ（登録商標）、酸化亜鉛、酸化錫等の透明材料を用いた透明な第２電極としての共通電極７８Ａが設けられている。また、ＩＴＯに代表される透明導体としては、結晶型のものが電気的抵抗が低く、電圧降下を起こしにくいことから好適である。
【００３３】
そして、走査線７２と信号線７４との交点近傍にはスイッチング素子としてのＴＦＴが備えられている。このＴＦＴは、走査線７２の表面に半導体層７９が配置され、半導体層７９の表面の一部を覆うように信号線７４の一部が延在されてＴＦＴのソース電極Ｓを構成し、半導体層７９の下部の走査線部分がゲート電極Ｇを構成し、また、半導体層７９の一部分と平面的に重なる第１電極としての画素電極７５とが平面的に重なる領域に、制御電極としてのドレイン電極Ｄが備えられている。
【００３４】
そして、半導体層７９とゲート電極Ｇの厚み方向に対して挟まれる領域には、ゲート絶縁層９３が備えられている。そして、コンタクトホール９４を介してＴＦＴのドレイン電極Ｄから画素電極７５と接続されることで、ＴＦＴはドレイン電極Ｄを介しての画素電極７５の電位制御を行っている。平坦化層９５は、例えば窒化酸化珪素（ＳｉＯｘＮｙ：ｘ，ｙどちらかが０の場合を含む）、や有機層、またはそれらの多層構造を用いることができる。ここで、コンタクトホール９４の内側の導通部９８には、後述する製造方法により画素電極７５と同時に形成される導電層１００と導電補助層７５Ａが重ねて形成されている。電流が集中するコンタクトホール９４の内側での導通部９８の層厚は凸部９９と重なる領域にある画素電極７５と比べ厚くなっている。そのため、コンタクトホール９４内の導通部９８での寄生抵抗による電圧降下を抑制できるため、画質に優れた液晶装置を提供することが可能となる。このように、導電補助層７５Ａを設けることは好適であるが、これは必須の条件ではない。
【００３５】
画素電極７５は、透明な層間絶縁層９７を介して共通電極７８Ａと電気的に分離され、ＴＦＴのドレイン電極Ｄからの電位供給を受け、共通電極７８Ａと協働して電界を発生させることで液晶ＬＣの配向状態を制御している。層間絶縁層９７は、例えば窒化酸化珪素ＳｉＯｘＮｙ（ｘ＝０、またはｙ＝０を含む）を用いることができる。また、有機物を用いても良い。さらには、これらの多層構造を用いても良い。層間絶縁層９７が存在する領域では、アレイ基板ＡＲは液晶ＬＣが存在する方向に向けて凸となる凸部９９が構成される。また、アレイ基板ＡＲには、液晶ＬＣとの界面に配向層９１が備えられており、液晶ＬＣの初期配向方向を制御している。配向層９１は例えばポリイミド等の有機層をラビング処理することで形成される。
【００３６】
また、カラーフィルター基板ＣＦは、透明基板８０の液晶ＬＣ側の面にカラーフィルター層８１が設けられた構成を有している。また、カラーフィルター基板ＣＦには、液晶ＬＣとの界面に配向層９２が配置されており、液晶ＬＣの配向状態を制御している。そして、アレイ基板ＡＲの配向層９１と、カラーフィルター基板ＣＦの配向層９２とが、互いに対向するように液晶ＬＣを挟んでアレイ基板ＡＲ及びカラーフィルター基板ＣＦがそれぞれ対向するように配置されている。そして、両基板のそれぞれ外側に偏光板８２及び偏光板８３を偏光方向が互いに直交する方向となるように配置された構成をＦＦＳモードの液晶装置７０Ａは備えている。
【００３７】
このＦＦＳモードの液晶装置７０Ａは、共通電極７８Ａと画素電極７５の間で電界が掛けられると、この電界は共通電極７８Ａの両側で画素電極７５に向かうため、共通電極７８Ａ同士の間隙に存在する液晶分子だけでなく共通電極７８Ａと平面的に重なる領域に存在する液晶分子も動くことができる。そのため、ＦＦＳモードの液晶装置７０Ａは、一般的なＩＰＳモードの液晶装置よりも広視野角かつ高コントラストであり、更に高透過率であるため明るい表示が可能となるという特徴を備えている。加えて、ＦＦＳモードの液晶装置７０Ａは、一般的なＩＰＳモードの液晶装置よりも平面視で共通電極７８Ａと画素電極７５との重複面積が大きいためにより大きな保持容量が副次的に生じ、別途補助容量線を設ける必要がなくなるという長所が存在する。また、補助容量線を設ける場合でも、この副次的な保持容量により補助容量線の面積を小さくすることができるため、開口率を高く保つことができる。
【００３８】
また、アレイ基板ＡＲには、液晶ＬＣとの界面に配向層９１が配置されている。ここで、ＦＦＳモードの液晶装置においては、表示特性上、配向層９１のラビング方向は信号線と直交するのがよく、また画素電極とラビング方向とは微小角度の傾きを設けた方がよいことから、図３に示したＦＦＳモードの液晶装置７０Ｂのように共通電極７８Ｂに設けるストライプ状のスリット７７Ｂを走査線７２や共通配線７３に対して傾いた構造とすることが行われている。
【００３９】
同じく、視角によって色変化が認められなくなるようにするため、図４に示したＦＦＳモードの液晶装置７０Ｃのように、共通電極７８Ｃに設けるストライプ状のスリット７７Ｃの傾き方向を中央近傍で反転させるよう配置して複数（図４では２つ）の配向方向に分割（マルチドメイン化）することも行われている。
【００４０】
なお、図３及び図４に示したＦＦＳモードの液晶装置７０Ｂ及び液晶装置７０Ｃは、図１に示したＦＦＳモードの液晶装置７０Ａとは共通電極７８Ｂまたは共通電極７８Ｃに設けるスリット７７Ｂやスリット７７Ｃの傾きが相違するのみであるので、図１に示したＦＦＳモードの液晶装置７０Ａと同一の構成部分については同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略するが、応用技術等については液晶装置７０Ａについて記述した場合、液晶装置７０Ｂ及び液晶装置７０Ｃについても類型のものとして扱えるものとする。
【００４１】
なお、ここではＴＦＴとしてボトムゲート型のものを用いているが、これはトップゲート型のＴＦＴを用いても良い。また、配向層９１と共通電極７８との間に保護層を挟むことも好適であり、液晶装置７０の信頼性を向上させることが可能となる。
【００４２】
図２に示すように、図１１に示す従来用いられていたＦＦＳモードの液晶装置７０Ｄと比べ、有効電界領域９６に示す領域にある液晶ＬＣに対しても配向に有効な電界を供給することが可能となる。そのため、低い電界強度でも液晶ＬＣの配向を制御することが可能となる。即ち、駆動電圧を下げても液晶ＬＣを効果的に駆動でき、液晶装置７０Ｄと比べ消費電力を下げることが可能となる。
【００４３】
また、図２に示すように、画素電極７５には、後述する製造方法により形成される導電補助層７５Ａが重ねて設けられ、電気的には画素電極７５と導電補助層７５Ａは一体化して画素電極７５（第１電極）として機能している。そのため、画素電極７５の電気的な抵抗による電圧降下を抑制できるため、画質に優れた液晶装置７０Ａを提供することが可能となる。加えて、液晶装置７０Ａは、表示領域内では常に共通電極７８Ａと画素電極７５とが光学的に重なった状態で構成されることとなる。層間絶縁層９７等と比べ、比較的透明度が低い電極が光学的に重なることで、表示素子内の光透過率が均質化する。そのため、表示むらの少ない液晶装置７０Ａを提供することが可能となる。このように、導電補助層７５Ａを設けることは好適であるが、これは必須の条件ではない。
【００４４】
また、図２に示すように、凸部９９は後述する製造方法を用いる場合には、逆テーパー状の形状を設けることが好ましいが、別の製造方法を用いる場合には、逆テーパー以外の形状（例えば順テーパー形状）を備えていても良い。また、画素電極７５と導電補助層７５Ａは電気的に一体化しているが、これは凸部９９を構成する層間絶縁層９７よりも薄い層厚を備えた透明な絶縁層を備えていても良い。この場合、凸部９９と隣接する領域を介して画素電極７５と短絡させることなく共通電極７８Ａを接続することができ、共通電極７８Ａのレイアウトパターンの自由度を大きくすることが可能となる。また、画素電極７５は、ＦＦＳモードの液晶装置７０Ａが透過型の場合は透明であることが必要となるが、反射型の場合には遮光性の材質を用いることも可能である。
【００４５】
（第２の実施形態：横電界方式の液晶装置−２）
以下、横電界方式の液晶装置としてのＩＰＳ方式の液晶装置について図面を用いて説明する。図５は、ＩＰＳ方式の液晶装置の平面構造を示す平面図、図６は、図５に示す平面図のＡ−Ａ’線断面図である。この構造は、後述する液晶装置の製造方法を用いることで形成することが可能である。ここで、配向層９１のラビング方法や、マルチドメイン化方法等の基本的構成は、上記した第１の実施形態とほぼ同様の条件が適用されるため、説明を省略し重複を避ける。
【００４６】
ＩＰＳ方式とは、液晶に電界を印加する方向が基板に対してほぼ平行な方向とする方式である。すなわち、液晶層を挟持する２枚の基板の一方に咬合した櫛形状の電極を配置し、その櫛形電極間に電界を印加して液晶分子の配列方向を制御するものであり、この分子の配列状態により、液晶を透過してくる光の偏光状態が変わり、光の透過率が変調されるものである。
【００４７】
図５に示すように、ＩＰＳ方式の液晶装置５０は、基板としてのアレイ基板ＡＲと、液晶ＬＣ、カラーフィルター基板ＣＦとを備えている。アレイ基板ＡＲは透明基板７１の第１面としての表面に複数の走査線７２及び信号線７４が直交するように配置され、走査線７２と信号線７４の各交差点に対応してスイッチング素子であるＴＦＴが設けられている。ＴＦＴは、信号線７４の一部が延在されてＴＦＴのソース電極Ｓを構成し、半導体層７９の下部の走査線部分がゲート電極Ｇを構成し、また、半導体層７９の一部分と重なる第１電極としての透明な画素電極７５の部分がドレイン電極Ｄと接続されている。
【００４８】
また、隣接する２つの走査線７２の間に、走査線７２と平行に共通配線７３が配置され、共通配線７３に電気的に接続された櫛形の第２電極としての透明な共通電極７８が配置されている。そして、ＴＦＴに接続した櫛形の画素電極７５が共通電極７８と咬合するように配置され、また画素電極７５と走査線７２とが絶縁膜を介して交差する領域に蓄積容量部９０が配置されている。なお、寄生層７５Ｂは後述する製造工程を用いた場合に、副次的に形成されるもので、液晶装置５０の動作に影響を与えるものではない。
【００４９】
基板としてのアレイ基板ＡＲは、第１面側としての透明基板７１の液晶ＬＣ側の面に逆テーパー型の透明な層間絶縁層９７を備え、層間絶縁層９７の液晶ＬＣ側には共通電極７８と画素電極７５とが交互に配置されている。そして、アレイ基板ＡＲは、液晶ＬＣと接触する領域に配向層９１を備えている。
【００５０】
カラーフィルター基板ＣＦは、透明基板８０の液晶ＬＣ側の面にカラーフィルター層８１が設けられた構成を有している。そして、液晶ＬＣと接触する領域に配向層９２が配置されている。そして、アレイ基板ＡＲの配向層９１とカラーフィルター基板ＣＦの配向層９２とが互いに対向するようにアレイ基板ＡＲ及びカラーフィルター基板ＣＦを対向させ、その間に液晶ＬＣを封入するとともに、両基板のそれぞれ外側に偏光板８２及び偏光板８３を偏光方向が互いに直交する方向となるように配置されることで、ＩＰＳモードの液晶装置５０が構成される。
【００５１】
図６に示すように、図１２に示す従来用いられていたＩＰＳモードの液晶装置５０Ａと比べ、有効電界領域９６に示す領域にある液晶ＬＣに対しても配向に有効な電界を供給することが可能となる。そのため、低い電界強度でも液晶ＬＣの配向を制御することが可能となる。即ち、駆動電圧を下げても液晶ＣＬを効果的に駆動でき、液晶装置５０Ａと比べ消費電力を下げることが可能となる。
【００５２】
なお、層間絶縁層９７が逆テーパー状の形状をしていることは必須ではなく、後述する製造方法以外の方法（例えば従来のウェットエッチング法を用いて共通電極７８と画素電極７５を形成する場合）を用いる場合には、順テーパー状の形状を備えていても良い。この場合、寄生層７５Ｂを備える必要はない。また、共通電極７８と画素電極７５の間が窪んでいれば良く、例えば共通電極７８と画素電極７５の間に層間絶縁層９７よりも薄い層間絶縁層があっても良く、また、透明基板７１の一部が削れた形状としても良い。
【００５３】
（第３の実施形態：横電界方式の液晶装置の製造方法−１）
以下、横電界方式の液晶装置としてのＦＦＳ方式の液晶装置の製造方法について図面を用いて説明する。図７（ａ）〜（ｃ）、図８（ａ）〜（ｃ）は、ＦＦＳ方式の液晶装置の製造方法を示す工程断面図である。ここでは、図１に示す平面図のＡ−Ａ’線に沿った断面図を用いて説明する。
まず、工程１として、基板本体としての透明基板７１の第１面側としての液晶ＬＣ側の面にＴＦＴを形成する。以下、特に明示しない場合には、上記した面側を加工するものとする。ＴＦＴとしてはここでは製造工程が短く面内均一性が高いボトムゲート型のＴＦＴを用いる場合について説明する。ゲート電極Ｇを例えばＭｏやＡｌを主成分とした金属を用いて形成した後、ゲート絶縁層９３をプラズマＣＶＤ（化学気相堆積）法等を用いて形成し、続けてアモルファスシリコンをプラズマＣＶＤ法で堆積して後、パターニングして半導体層７９を形成し、ドレイン電極Ｄを構成する電極とチャネル（ゲート電極Ｇと平面的に重なる領域）を形成する。ここまでの工程を終了したものを図７（ａ）に示す。
【００５４】
次に、工程２として、平坦化層９５を形成した後、パターニングしてコンタクトホール９４を開口する。この工程では、平坦化層９５を感光性のある樹脂を用いて形成し、フォトリソグラフ工程を用いてコンタクトホール９４を開口しても良い。ここまでの工程を終了したものを図７（ｂ）に示す。
【００５５】
次に、工程３として、第１電極としての画素電極７５と同時に導電層１００を形成する。具体的にはＩＴＯ等の透明な導電体をＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）スパッター法等を用いて形成した後、図１に示す領域を除いてエッチングする。この場合、画素電極７５は大きな面積を持つ矩形の平面構造が用いられていることからパターン精度が低くても差し支えないため、例えばウェットエッチングを用いることで対応できる。また、金属等を用いたハードマスク（物理蒸着粒子の一部を遮断する）により、画素電極７５のパターンを直接形成しても良い。ドライエッチングを用いる場合には、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）法を例示することができる。エッチング条件の一例としては、水素化ヨウ素をエッチングガスとして用い、流量を１００ｓｃｃｍ、基板温度８０℃、パワー密度１．０Ｗ／ｃｍ2程度の条件を用いることでエッチングを可能としている。ここまでの工程を終了したものを図７（ｃ）に示す。
【００５６】
次に、工程４として、層間絶縁層前駆体９７Ａを形成する。層間絶縁層前駆体９７Ａは、透明な有機物層や、窒化酸化珪素ＳｉＯｘＮｙ（ｘ＝０、またはｙ＝０を含む）層を用いることができる。ここでは窒化酸化珪素層を用いる例について説明する。ここまでの工程を終了したものを図８（ａ）に示す。
【００５７】
次に、工程５として、レジスト層ＰＲを形成し、層間絶縁層前駆体９７Ａを逆テーパー状（基板本体側で幅が狭い形状）にエッチングし、層間絶縁層９７を形成する。エッチング条件としては、例えばＩＣＰ（誘導結合プラズマ）法を用い、エッチングガスとしては６フッ化硫黄１５０ｃｃｍ、酸素５０ｃｃｍ程度の流量で混合したガスを用い、基板温度６０℃、パワー密度１．５Ｗ／ｃｍ2程度の条件を用いることでエッチングを可能としている。ここで、層間絶縁層前駆体９７Ａを貫通させてエッチングさせることで画素電極７５が実質的に低抵抗化するため好適である。また、図２に示す共通電極７８Ａのレイアウトパターンの自由度を上げるためには、層間絶縁層前駆体９７Ａを少し残しておくことが好適である。この場合、例えば画素電極７５と短絡させること無く、画素電極７５を横切るような共通電極７８Ａのレイアウトパターンを用いることが可能となる。ここまでの工程を終了したものを図８（ｂ）に示す。エッチング終了後、レジスト層ＰＲは除去する。
【００５８】
次に、工程６として、ＩＴＯ等の透明な導電体をＥＣＲスパッター法等を用いたＰＶＤ（物理蒸着）法を用いて、透明な第２電極としての共通電極７８Ａを形成する。層間絶縁層９７が逆テーパー形状を備えていることから、層間絶縁層前駆体９７Ａのエッチング量よりも薄い厚さを備えることで、自己整合的に層間絶縁層９７と重なる共通電極７８Ａが形成される。ここまでの工程を終了したものを図８（ｃ）に示す。
後の工程は、公知技術を用いて配向層９１を形成して得られたアレイ基板ＡＲと、カラーフィルター基板ＣＦと対向させて液晶ＬＣを注入し、両基板のそれぞれ外側に偏光板８２及び偏光板８３を偏光方向が互いに直交する方向となるように配置することで図１、図２に示す液晶装置７０Ａが形成される。
【００５９】
自己整合的に層間絶縁層９７と重なる共通電極７８Ａが形成されるため、エッチングの制御では困難となる微細なストライプ状に複数のスリット７７Ａを備える精密なパターンを容易に形成することが可能となる。微細なストライプ状に複数のスリット７７Ａを備える精密なパターン形状を持つ共通電極７８Ａを、ＩＴＯ等の透明な導電体をエッチングする工程無しに形成することができる。従って、精密なエッチングが困難であるＩＴＯ等の透明な導電体を用いても、精密なパターンを形成することが可能となる。特に、結晶性ＩＴＯは、光透過率が高く電気抵抗が低いという利点があるが、エッチング加工が極めて困難であるという特性を備えている。本実施形態の製造方法を用いることで、このような結晶性ＩＴＯを電極として用いることが可能となる。なお、ここでは透過型の液晶装置７０Ａの製造方法について説明したが、これは、反射層を設けることで、容易に反射型への適用が可能である。
【００６０】
（第４の実施形態：横電界方式の液晶装置の製造方法−２）
以下、横電界方式の液晶装置としてのＩＰＳ方式の液晶装置の製造方法について図面を用いて説明する。図９（ａ）〜（ｃ）はＩＰＳ方式の液晶装置の製造方法を示す工程断面図である。ここでは、図５に示す平面図のＡ−Ａ’線に沿った断面図を用いて説明する。本実施形態は、第３の実施形態と類似している部分が多いため、類似している部分については適宜引用し、説明の重複を避けるものとする。
【００６１】
まず、工程１から工程３を第３の実施形態と同様に行う。ここで、コンタクトホール９４中に導電層１００を形成する工程等、コンタクトホールにかかる工程は省略しても良い。
【００６２】
次に、工程４Ａとして、層間絶縁層前駆体９７Ａを形成する。層間絶縁層前駆体９７Ａは、透明な有機物層や、窒化酸化珪素ＳｉＯｘＮｙ（ｘ＝０、またはｙ＝０を含む）層を用いることができる。ここでは窒化酸化珪素層を用いる例について説明する。ここまでの工程を終了したものを図９（ａ）に示す。
【００６３】
次に、工程５Ａとして、レジスト層ＰＲを形成し、層間絶縁層前駆体９７Ａを逆テーパー状（基板本体側で幅が狭い形状）にエッチングし、層間絶縁層９７を形成する。エッチング条件としては、前述した条件を用いることができる。ここまでの工程を終了したものを図９（ｂ）に示す。エッチング終了後、レジスト層ＰＲは除去する。
【００６４】
次に、工程６Ａとして、ＩＴＯ等の透明な導電体をＥＣＲスパッター法等を用いたＰＶＤ（物理蒸着）法を用いて、透明な第１電極としての画素電極７５と、透明な第２電極としての共通電極７８と、を形成する。層間絶縁層９７が逆テーパー形状を備えていることから、層間絶縁層前駆体９７Ａのエッチング量よりも薄い厚さを備えることで、自己整合的に層間絶縁層９７と重なる画素電極７５と、共通電極７８と、が形成される。ここまでの工程を終了したものを図９（ｃ）に示す。
後の工程は、公知技術を用いて配向層９１を形成して得られたアレイ基板ＡＲと、カラーフィルター基板ＣＦと対向させて液晶ＬＣを注入し、両基板のそれぞれ外側に偏光板８２及び偏光板８３を偏光方向が互いに直交する方向となるように配置することで図５、図６に示す液晶装置５０が形成される。
【００６５】
自己整合的に層間絶縁層９７と重なる画素電極７５と、共通電極７８と、が形成されることから、互いに咬合した櫛形状の電極形状等の精密なパターン形状を、ＩＴＯ等の透明な導電体をエッチングする工程無しに形成することができる。従って、精密なエッチングが困難であるＩＴＯ等の透明な導電体を用いても、精密なパターンを形成することが可能となる。特に、結晶性ＩＴＯは、光透過率が高く電気抵抗が低いという利点があるが、エッチング加工が極めて困難であるという特性を備えている。本実施形態の製造方法を用いることで、このような結晶性ＩＴＯを電極として用いることが可能となる。なお、ここでは透過型の液晶装置５０の製造方法について説明したが、これは、反射層を設けることで、容易に反射型への適用が可能である。
【００６６】
（第３、第４の実施形態の変形例）
以下、第３、第４の実施形態の変形例について説明する。工程５、工程５Ａでは、「レジスト層ＰＲを形成し、層間絶縁層前駆体９７Ａを逆テーパー状（基板本体側で幅が狭い形状）にエッチングし、層間絶縁層９７を形成する」とあるが、これは複数の層を用いた層間絶縁層前駆体９７Ａを用い、基板本体側にエッチング速度が大きい材質の層を形成してエッチングを行い、ひさし形状を備えるよう加工する工程と代えても良い。
【００６７】
例えば、透明基板７１に近い側に窒化珪素層を堆積し、窒化珪素層に重ねて酸化珪素層を堆積した後、例えばＩＣＰ（誘導結合プラズマ）法を用い、エッチングガスとしては６フッ化硫黄１５０ｃｃｍ、酸素５０ｃｃｍ程度の流量で混合したガスを用い、基板温度６０℃、パワー密度１．５Ｗ／ｃｍ2程度の条件を用いることでひさし形状が得られる。
【００６８】
なお、ここでは２つの層を重ねた場合について説明したが、これは３層以上の多層構造を用いても良く、この場合においても透明基板７１に近い側にエッチング速度が大きい層を積層することができる。また、この場合、透明基板７１に近い側にエッチング速度が小さい層を形成し、この層に重ねてエッチング速度の大きい層を重ね、さらにエッチング速度の小さい層を用いることで、層間絶縁層９７の一部を残した、ひさし形状を容易に得ることが可能となる。
【００６９】
また、工程６、工程６Ａを終えた後、画素電極７５と、共通電極７８（７８Ａ）と、をライトエッチングすることも好適である。ライトエッチングは、ウェットでもドライでも良く、共通電極７８（７８Ａ）の層厚に対して１％以上２０％以下程度の量でライトエッチングすることで、層間絶縁層９７の端部での短絡をより確実に防ぐことが可能となる。
【００７０】
（第５の実施形態：電子機器への応用例）
以下、第１、第２の実施形態に記載した液晶装置、および第３、第４の実施形態及び変形例で説明した液晶装置の製造方法で得られた液晶装置を備えた電子機器への応用例について図１０を参照して説明する。図１０（ａ）〜（ｃ）は液晶装置を搭載した電子機器について説明するための概略図である。
【００７１】
まず、図１０（ａ）に、液晶装置７０Ａ（５０）を備えたモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を示す。パーソナルコンピューター２０００は、表示ユニットとしての液晶装置７０Ａ（５０）と本体部２０１０を備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１及びキーボード２００２が設けられている。そして、図１０（ｂ）に、液晶装置７０Ａ（５０）を備えた携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１及びスクロールボタン３００２、並びに表示ユニットとしての液晶装置７０Ａ（５０）を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、液晶装置７０Ａ（５０）に表示される画面がスクロールされる。
【００７２】
次に、上記実施形態の液晶装置を光変調手段として備えたプロジェクター（投写型表示装置）の構成について、図１０（ｃ）を参照して説明する。図１０（ｃ）は、上記実施形態の液晶装置を光変調装置として用いたプロジェクター７００の要部を示す概略構成図である。プロジェクター７００は、光源７１０、ダイクロイックミラー７１３、ダイクロイックミラー７１４、反射ミラー７１５、反射ミラー７１６、反射ミラー７１７、入射レンズ７１８、リレーレンズ７１９、出射レンズ７２０、液晶装置７０Ａ（５０）、クロスダイクロイックプリズム７２５、投写レンズ７２６を含む。
【００７３】
光源７１０はメタルハライド等のランプ７１１とランプの光を反射するリフレクター７１２とからなる。青色光、緑色光反射のダイクロイックミラー７１３は、光源７１０からの光束のうちの赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー７１７で反射されて、液晶装置７０Ａ（５０）に入射される。
【００７４】
一方、ダイクロイックミラー７１３で反射された色光のうち緑色光は緑色光反射のダイクロイックミラー７１４によって反射され、液晶装置７０Ａ（５０）に入射される。なお、青色光は第２のダイクロイックミラー７１４も透過する。青色光に対しては、光路長が緑色光、赤色光と異なるのを補償するために、入射レンズ７１８、リレーレンズ７１９、出射レンズ７２０を含むリレーレンズ系からなる導光手段７２１が設けられ、これを介して青色光が液晶装置７０Ａ（５０）に入射される。
【００７５】
各光変調装置により変調された３つの色光はクロスダイクロイックプリズム７２５に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投写光学系である投写レンズ７２６によってスクリーン７２７上に投写され、画像が拡大されて表示される。
【００７６】
本実施形態によれば、低電界強度で効率良く配向可能な液晶装置７０Ａ（５０）を搭載したので、低い駆動電圧（即ち低電力）で表示が可能なプロジェクター７００を得ることができる。なお、ここでは光の三原色（ＲＧＢ）に対応したプロジェクター７００について説明したが、例えば黄色や、白色を加えた４色、５色に対応した光学系を用いても良い。
【００７７】
なお、液晶装置７０Ａ（５０）が搭載される電子機器としては、図１０に示すものの他、デジタルスチールカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型、モニター直視型のブルーレイレコーダー、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、タッチパネルを備えた機器などなどが挙げられる。
【符号の説明】
【００７８】
５０…液晶装置、５０Ａ…液晶装置、７０Ａ…液晶装置、７０Ｂ…液晶装置、７０Ｃ…液晶装置、７０Ｄ…液晶装置、７１…透明基板、７２…走査線、７３…共通配線、７４…信号線、７５…画素電極、７５Ａ…導電補助層、７５Ｂ…寄生層、７７Ａ…スリット、７７Ｂ…スリット、７７Ｃ…スリット、７８…共通電極、７８Ａ…共通電極、７８Ｂ…共通電極、７８Ｃ…共通電極、７９…半導体層、８０…透明基板、８１…カラーフィルター層、８２…偏光板、８３…偏光板、９０…蓄積容量部、９１…配向層、９２…配向層、９３…ゲート絶縁層、９４…コンタクトホール、９５…平坦化層、９６…有効電界領域、９７…層間絶縁層、９７Ａ…層間絶縁層前駆体、９８…導通部、９９…凸部、１００…導電層、７００…プロジェクター、７１０…光源、７１１…ランプ、７１２…リフレクター、７１３…ダイクロイックミラー、７１４…ダイクロイックミラー、７１５…反射ミラー、７１７…反射ミラー、７１８…入射レンズ、７１９…リレーレンズ、７２０…出射レンズ、７２１…導光手段、７２５…クロスダイクロイックプリズム、７２６…投写レンズ、７２７…スクリーン、２０００…パーソナルコンピューター、２００１…電源スイッチ、２００２…キーボード、２０１０…本体部、３０００…携帯電話機、３００１…操作ボタン、３００２…スクロールボタン。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の第１面に沿った方向の電界で階調制御を行う液晶装置であって、前記基板は、
前記第１面に設けられた第１電極と、
前記第１電極の一部に重ねて設けられた透明な層間絶縁層を備える凸部と、
前記凸部の少なくとも一部と重ねて設けられ、前記第１電極と電気的に分離された透明な第２電極と、
を含むことを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶装置であって、前記第１電極は、平面的に前記凸部と重なる領域の厚みと比べ、前記凸部と隣接する領域で厚みが大きいことを特徴とする液晶装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液晶装置であって、前記第１電極の下層の層間絶縁層を貫通し、前記第１電極の電位を制御する制御電極に達するよう開口したコンタクトホール内の導通部の厚さは、平面的に前記凸部と重なる領域にある前記第１電極と比べ厚みが大きいことを特徴とする液晶装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の液晶装置であって、前記凸部に隣接する前記第１電極が、前記層間絶縁層よりも薄い透明な絶縁層で覆われ、前記第２電極の一部が前記絶縁層を覆う位置に配置されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項５】
基板の第１面に沿った方向の電界で階調制御を行う液晶装置であって、前記基板は、
前記第１面に設けられた透明な層間絶縁層と、
前記層間絶縁層と平面的に重なり、互いに電気的に分離された透明な第１電極と透明な第２電極とを備え、
前記層間絶縁層は、前記第１電極と前記第２電極との間で、少なくとも一部が前記第１電極と前記第２電極と平面的に重なる領域と比べ前記基板側に窪んでいることを特徴とする液晶装置。
【請求項６】
基板の平面方向に沿った方向の電界で階調制御を行う液晶装置の製造方法であって、
前記基板を構成する基板本体の第１面側に第１電極を形成する工程と、
前記第１面側に透明な層間絶縁層前駆体を形成する工程と、
前記第１面側にレジスト層を形成し、前記レジスト層をマスクとして前記層間絶縁層前駆体を前記基板本体側で幅が狭い形状にエッチングし、前記第１電極の一部を露出させる、あるいは露出前に当該エッチングを止めて、層間絶縁層を形成する工程と、
前記第１面側に前記エッチング量よりも薄い厚さを備え、前記層間絶縁層により分断された透明な第２電極を形成する工程と、を備えることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項７】
基板の第１面に沿った方向の電界で階調制御を行う液晶装置の製造方法であって、
前記基板の前記第１面側に透明な層間絶縁層前駆体を形成する工程と、
前記第１面側にレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層をマスクとして前記層間絶縁層前駆体を前記基板本体側で幅が狭い形状にエッチングし、前記層間絶縁層前駆体を貫通させる、あるいは貫通前に当該エッチングを止めることで層間絶縁層を形成する工程と、
前記第１面側に前記エッチング量よりも薄い厚さを備え、前記層間絶縁層により分断された透明な第１電極および透明な第２電極を形成する工程と、を備えることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項８】
請求項６または７に記載の液晶装置の製造方法であって、前記層間絶縁層は単層構造であり、前記幅が狭い形状は、逆テーパー形状であることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項９】
請求項６または７に記載の液晶装置の製造方法であって、前記層間絶縁層は複層構造であり、前記幅が狭い形状は、ひさし形状であることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項６から９のいずれか一項に記載の液晶装置の製造方法であって、前記第２電極を形成した後、前記第２電極の層厚に対して１％以上２０％以下のエッチング量を備えるライトエッチングを行うことを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１から５のいずれか一項に記載の液晶装置、または請求項６から１０のいずれか一項に記載の液晶装置の製造方法で形成された液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
基板の第１面に沿った方向の電界で階調制御を行う液晶装置であって、前記基板は、
前記第１面に設けられた第１電極と、
前記第１電極の一部に重ねて設けられた透明な層間絶縁層を備える凸部と、
前記凸部の少なくとも一部と重ねて設けられ、前記第１電極と電気的に分離された透明な第２電極と、
を含むことを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶装置であって、前記第１電極は、平面的に前記凸部と重なる領域の厚みと比べ、前記凸部と隣接する領域で厚みが大きいことを特徴とする液晶装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液晶装置であって、前記第１電極の下層の層間絶縁層を貫通し、前記第１電極の電位を制御する制御電極に達するよう開口したコンタクトホール内の導通部の厚さは、平面的に前記凸部と重なる領域にある前記第１電極と比べ厚みが大きいことを特徴とする液晶装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の液晶装置であって、前記凸部に隣接する前記第１電極が、前記層間絶縁層よりも薄い透明な絶縁層で覆われ、前記第２電極の一部が前記絶縁層を覆う位置に配置されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項５】
基板の第１面に沿った方向の電界で階調制御を行う液晶装置であって、前記基板は、
前記第１面に設けられた透明な層間絶縁層と、
前記層間絶縁層と平面的に重なり、互いに電気的に分離された透明な第１電極と透明な第２電極とを備え、
前記層間絶縁層は、前記第１電極と前記第２電極との間で、少なくとも一部が前記第１電極と前記第２電極と平面的に重なる領域と比べ前記基板側に窪んでいることを特徴とする液晶装置。
【請求項６】
基板の平面方向に沿った方向の電界で階調制御を行う液晶装置の製造方法であって、
前記基板を構成する基板本体の第１面側に第１電極を形成する工程と、
前記第１面側に透明な層間絶縁層前駆体を形成する工程と、
前記第１面側にレジスト層を形成し、前記レジスト層をマスクとして前記層間絶縁層前駆体を前記基板本体側で幅が狭い形状にエッチングし、前記第１電極の一部を露出させる、あるいは露出前に当該エッチングを止めて、層間絶縁層を形成する工程と、
前記第１面側に前記エッチング量よりも薄い厚さを備え、前記層間絶縁層により分断された透明な第２電極を形成する工程と、を備えることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項７】
基板の第１面に沿った方向の電界で階調制御を行う液晶装置の製造方法であって、
前記基板の前記第１面側に透明な層間絶縁層前駆体を形成する工程と、
前記第１面側にレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層をマスクとして前記層間絶縁層前駆体を前記基板本体側で幅が狭い形状にエッチングし、前記層間絶縁層前駆体を貫通させる、あるいは貫通前に当該エッチングを止めることで層間絶縁層を形成する工程と、
前記第１面側に前記エッチング量よりも薄い厚さを備え、前記層間絶縁層により分断された透明な第１電極および透明な第２電極を形成する工程と、を備えることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項８】
請求項６または７に記載の液晶装置の製造方法であって、前記層間絶縁層は単層構造であり、前記幅が狭い形状は、逆テーパー形状であることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項９】
請求項６または７に記載の液晶装置の製造方法であって、前記層間絶縁層は複層構造であり、前記幅が狭い形状は、ひさし形状であることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項６から９のいずれか一項に記載の液晶装置の製造方法であって、前記第２電極を形成した後、前記第２電極の層厚に対して１％以上２０％以下のエッチング量を備えるライトエッチングを行うことを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１から５のいずれか一項に記載の液晶装置、または請求項６から１０のいずれか一項に記載の液晶装置の製造方法で形成された液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−３９３１４（Ｐ２０１１−３９３１４Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８７０７９（Ｐ２００９−１８７０７９）
【出願日】平成２１年８月１２日（２００９．８．１２）
【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２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１２日（２００９．８．１２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]