電気光学装置、投射型表示装置、および電気光学装置の製造方法
【課題】絶縁膜を間に挟む導電層同士の導通部分の構造を改良することにより、導電層のレイアウト面での自由度を高めることのできる電気光学装置、投射型表示装置、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100において、ドレイン電極6bと画素電極9aとの間には第3層間絶縁膜44が形成されており、第3層間絶縁膜44のコンタクトホール7dの底部7d0でドレイン電極6bと画素電極9aの第1方向Yの一方側Y1の端部9a0とが導通している。画素電極9aの端部9a0において、第1方向Yの一方側Y1に位置する先端縁9a1は、コンタクトホール7dの開口縁のうち、第1方向Yの一方側Y1に位置する開口縁部分7dyより、第1方向Yの一方側Y1とは反対側の他方側Y2に位置しており、コンタクトホール7dより一方側Y1に張り出していない。
【解決手段】液晶装置100において、ドレイン電極6bと画素電極9aとの間には第3層間絶縁膜44が形成されており、第3層間絶縁膜44のコンタクトホール7dの底部7d0でドレイン電極6bと画素電極9aの第1方向Yの一方側Y1の端部9a0とが導通している。画素電極9aの端部9a0において、第1方向Yの一方側Y1に位置する先端縁9a1は、コンタクトホール7dの開口縁のうち、第1方向Yの一方側Y1に位置する開口縁部分7dyより、第1方向Yの一方側Y1とは反対側の他方側Y2に位置しており、コンタクトホール7dより一方側Y1に張り出していない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶装置等の電気光学装置、投射型表示装置、および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】
液晶装置や有機エレクトロルミネッセンス装置等の電気光学装置では、複数層の導電層が絶縁膜を間に挟んで多層に積層された構造を有している。かかる電気光学装置において、絶縁膜を間に挟む2つの導電層を導通させるには、絶縁膜にコンタクトホールを形成し、コンタクトホールを介して導電膜同士を導通させた構造が採用されている。例えば、液晶装置において、画素電極と中継電極とを電気的に接続する場合、図12に示すように、絶縁膜において画素電極9aと重なる領域のうち、画素電極9aの外周端9avから所定の位置を隔てた内側領域にコンタクトホール7bが形成される(例えば、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2010−191408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、図12に示すように、画素電極9aの外周端9avから所定の位置を隔てた内側領域にコンタクトホール7dを形成すると、隣り合う画素電極9aとの間に位置する画素間領域10fを広くしなければならない。すなわち、図12に示す構造の場合、画素電極9aには、コンタクトホール7dより外側に位置する部分9awが発生し、かかる部分9awが存在すると、画素電極9a同士の間隔を広げて、隣り合う画素電極9a間の短絡を防止しなければならない。その結果、表示に直接寄与しない領域が広くなってしまい、品位の高い画像を表示できないことになる。
【0005】
このような導電層のレイアウトが制約されるという問題は、画素電極9aと中継電極とを導通させる場合に限らず、絶縁膜を間に挟む導電層同士を導通させる場合全般に発生する問題である。
【0006】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、絶縁膜を間に挟む導電層同士の導通部分の構造を改良することにより、導電層のレイアウト面での自由度を高めることのできる電気光学装置、投射型表示装置、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、本発明は、素子基板用の基板本体と、該基板本体の一方の基板面側に形成された第1導電層と、該第1導電層に対して前記基板本体が位置する側とは反対側に設けられた絶縁膜と、該絶縁膜に対して前記第1導電層が位置する側とは反対側に設けられ、前記絶縁膜に形成されたコンタクトホールの底部で前記第1導電層に対して一方側の端部が導通する第2導電層と、を有する電気光学装置であって、前記第2導電層の前記端部において前記一方側に位置する先端縁は、前記コンタクトホールの開口縁のうち前記一方側に位置する開口縁部分より当該一方側とは反対側の他方側に位置することを特徴とする。
【0008】
本発明では、絶縁膜を挟む第1導電層と第2導電層とは、絶縁膜に形成されたコンタクトホールの底部で導通している。ここで、第2導電層は、一方側の端部が第2導電層に導通し、かつ、かかる端部において一方側に位置する先端縁は、コンタクトホールの開口縁のうち一方側に位置する開口縁部分より反対側の他方側に位置する。すなわち、第2導電層の端部の先端縁は、コンタクトホールより一方側に張り出していない。このため、第2導電層に対する一方側に他の導電層が位置する場合、第2導電層と他の導電層との間に広い隙間を確保しなくても短絡のおそれがない等、導電層のレイアウト面での自由度を高めることができる。
【0009】
本発明において、前記端部は、前記第2導電層の外周端のうち、前記一方側と前記他方側とによって規定される第1方向と交差する第2方向で延在する辺部分の長さ方向の途中位置において、当該辺部分において前記第2方向で隣接する部分より前記一方側に突出している構成を採用することができる。本発明では、第2導電層の端部の先端縁は、コンタクトホールより一方側に張り出していないため、端部が第2導電層から突出している場合でも、第2導電層と、第2導電層に対して一方側に位置する他の導電層との間に広い隙間を確保する必要がない等、導電層のレイアウト面での自由度や形状面での自由度を高めることができる。
【0010】
この場合、前記端部において前記第2方向に位置する両側の側端縁は、前記コンタクトホールの開口縁より前記第2方向の外側に位置することが好ましい。第2導電層の端部において第2方向に位置する両側の側端縁がコンタクトホールの開口縁より第2方向の外側に位置すれば、第2導電層の端部は、第2方向ではコンタクトホールの底部全体で第1導電層と導通するので、接続抵抗を低減することができる。
【0011】
本発明においては、前記端部において前記第2方向に位置する両側の側端縁は、前記コンタクトホールの開口縁より前記第2方向の内側に位置する構成を採用してもよい。
【0012】
本発明において、前記第1導電層は、前記基板本体の一方の基板面側に形成された画素トランジスターに電気的に接続する中継電極であり、前記第2導電層は、画素電極であることが好ましい。
【0013】
本発明において、前記素子基板は、例えば、前記基板本体の一方面側に対向配置された対向基板との間に液晶層を保持する液晶装置用素子基板である。すなわち、本発明は、各種の電気光学装置のうち、液晶装置に適用することができる。
【0014】
本発明を適用した電気光学装置は、直視型表示装置等、各種の表示装置に用いることができる。例えば、本発明を適用した電気光学装置が液晶装置である場合、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。かかる投射型表示装置は、本発明を適用した前記電気光学装置(液晶装置)に照射される照明光を出射する光源部と、前記電気光学装置により変調された光を投射する投射光学系と、を有している。
【0015】
また、本発明は、素子基板用の基板本体の一方の基板面側に第1導電層を形成する第1導電層形成工程と、前記第1導電層の表面側にコンタクトホールを備えた絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記絶縁膜の表面側に導電膜を形成する導電膜形成工程と、前記導電膜をパターニングして前記第1導電層に対して前記コンタクトホールの底部で一方側の端部が導通する第2導電層を形成するパターニング工程と、を有する電気光学装置の製造方法であって、前記パターニング工程では、前記第2導電層の前記端部において前記一方側に位置する先端縁の位置を、前記コンタクトホールの開口縁のうち前記一方側に位置する開口縁より当該一方側とは反対側の他方側の位置とすることを特徴とする。
【0016】
本発明では、絶縁膜を挟む第1導電層と第2導電層とは、絶縁膜に形成されたコンタクトホールの底部で導通している。ここで、第2導電層は、一方側の端部が第2導電層に導通し、かつ、かかる端部において一方側に位置する先端縁は、コンタクトホールの開口縁のうち一方側に位置する開口縁より反対側の他方側に位置する。すなわち、第2導電層の端部の先端縁は、コンタクトホールより一方側に張り出していない。このため、第2導電層に対する一方側に他の導電層が位置する場合でも、第2導電層と他の導電層との間に広い隙間を確保する必要がない等、導電層のレイアウト面での自由度を高めることができる。
【0017】
本発明において、前記パターニング工程は、前記導電膜の表面側にポジタイプの感光性レジストを塗布する感光性レジスト塗布工程と、露光用光源から出射された露光光を露光マスクおよび光学系を介して縮小投影露光する露光工程と、前記感光性レジストを現像してレジストマスクを形成する現像工程と、前記レジストマスクと重なる領域以外の前記導電膜をエッチング除去するエッチング工程と、を有していることが好ましい。かかる構成によれば、露光工程において、感光性レジストに対する露光位置が他方側にずれた場合でも、コンタクトホールの底部に位置する感光性レジストは焦点深度の影響で十分な露光が行われない。従って、現像後、コンタクトホールの内部にはレジストマスクが必ず形成されるので、常に、コンタクトホールの底部全体で第1導電層と第2導電層とが確実に導通することになる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の実施の形態1に係る液晶装置(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】本発明の実施の形態1に係る液晶装置の液晶パネルの説明図である。
【図3】本発明の実施の形態1に係る液晶装置に用いた液晶パネルの電極等の構成を示す説明図である。
【図4】本発明の実施の形態1に係る液晶装置の画素の説明図である。
【図5】本発明の実施の形態1に係る液晶装置における画素電極とドレイン電極との導通構造を示す説明図である。
【図6】本発明の実施の形態1に係る液晶装置の製造工程のうち、ドレイン電極と画素電極との導通部分を形成する工程を示す説明図である。
【図7】図6に示す露光工程の説明図である。
【図8】本発明の実施の形態2に係る液晶装置における画素電極とドレイン電極との導通構造を示す説明図である。
【図9】本発明の実施の形態3に係る液晶装置における画素電極とドレイン電極との導通構造を示す説明図である。
【図10】本発明を適用した液晶装置における他の導通部分の平面的な構成を示す説明図である。
【図11】本発明を適用した液晶装置を用いた投射型表示装置の説明図である。
【図12】従来の液晶装置における画素電極と中継電極との導通構造を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
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、以下に説明する形態では、各種の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説明する。また、本発明における「第1方向」については、データ線6aが延在しているY方向とし、本発明における「第2方向」については、走査線3aが延在しているX方向として説明する。従って、以下の説明で参照する図においては、第1方向Yの一方側にY1を付し、第1方向Yの他方側にY2を付してある。但し、本発明における「第1方向」は、走査線3aが延在しているX方向であり、本発明における「第2方向」は、データ線6aが延在しているY方向であってもよい。
【0020】
また、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、本説明では、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。
【0021】
[実施の形態1]
(全体構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置(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。
【0022】
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。
【0023】
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と並列に保持容量55が付加されている。本形態では、保持容量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6tに導通している。
【0024】
(液晶パネル100pおよび素子基板10の構成)
図2は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置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、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100に用いた液晶パネル100pの電極等の構成を示す説明図であり、図3(a)、(b)は、電極等の全体的なレイアウトを示す説明図、および液晶パネル100pの角部分の一つを拡大して示す説明図である。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。
【0025】
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(電気光学装置用基板)と対向基板20(電気光学装置用基板)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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
詳しくは後述するが、素子基板10において対向基板20と対向する一方側の基板面において、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(液晶駆動用電極)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、素子基板側配向膜としての配向膜16が形成されている。
【0029】
素子基板10の一方側の基板面において、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9f(図3(b)参照)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。
【0030】
図2(b)に示すように、対向基板20において素子基板10と対向する一方面側には共通電極21(液晶駆動用電極)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。
【0031】
また、対向基板20において素子基板10と対向する一方面側には、共通電極21の下層側に遮光層29が形成され、共通電極21の表面には対向基板側配向膜としての配向膜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、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とからなる。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。
【0032】
図2(a)、および図3(a)、(b)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の一方面側(素子基板10と対向する面側)の角部分に、対向基板側基板間導通用電極部としての基板間導通用電極部25tが形成されており、素子基板10の一方面側(対向基板20と対向する面側)には、対向基板20の角部分(基板間導通用電極部25t)と対向する位置に素子基板側基板間導通用電極部としての基板間導通用電極部8tが形成されている。基板間導通用電極部8tは、共通電位Vcomが印加された定電位配線6tに導通しており、定電位配線6t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8t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8t、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。
【0033】
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8t、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。
【0034】
かかる構成の液晶装置100において、画素電極9aおよび共通電極21を透光性導電膜により形成すると、透過型の液晶装置を構成することができる。これに対して、画素電極9aおよび共通電極21のうち、例えば、共通電極21を透光性導電膜により形成し、画素電極9aを反射性導電膜により形成すると、反射型の液晶装置を構成することができる。液晶装置100が反射型である場合、素子基板10および対向基板20のうち、対向基板20の側から入射した光が素子基板10で反射して出射される間に変調されて画像を表示する。液晶装置100が透過型である場合、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。
【0035】
液晶装置100は、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ることができ、この場合、対向基板20あるいは素子基板10には、カラーフィルター(図示せず)が形成される。また、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。さらに、液晶装置100は、後述する投射型表示装置(液晶プロジェクター)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用の各液晶装置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、カラーフィルターは形成されない。
【0036】
本形態において、液晶装置100が、後述する投射型表示装置においてRGB用のライトバルブとして用いられる透過型の液晶装置であって、対向基板20から入射した光が素子基板10を透過して出射される場合を中心に説明する。また、本形態において、液晶装置100は、液晶層50として、誘電異方性が負のネマチック液晶化合物を用いたVAモードの液晶パネル100pを備えている場合を中心に説明する。
【0037】
(画素の具体的構成)
図4は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置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、半導体層1aは細くて短い点線で示し、走査線3aは太い実線で示し、データ線6aおよびそれと同時形成された薄膜は一点鎖線で示し、容量線5bは二点鎖線で示し、画素電極9aは長い破線で示し、下電極層4aは細い実線で示してある。なお、素子基板10では、誘電体層42aが形成されているが、誘電体層42aは容量線5bと重なる領域に形成されているため、図4(a)には図示を省略してある。また、下電極層4aの外周縁に沿ってエッチングストッパー層40aの開口縁が存在するが、図4(a)では、かかる開口縁の図示は省略してある。
【0038】
図4(a)に示すように、素子基板10において対向基板20と対向する一方側の基板面には、複数の画素100aの各々に矩形状の画素電極9aが形成されており、隣り合う画素電極9aにより挟まれた画素間領域10fと重なる領域に沿ってデータ線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およびデータ線6aは画素間領域10fと重なるように直線的に形成されている。より具体的には、画素間領域10fのうち、第1方向Yに延在する第1画素間領域10gと重なる領域に沿ってデータ線6aが直線的に延在し、第2方向Xに延在する第2画素間領域10hと重なる領域に沿って走査線3aが直線的に延在している。
【0039】
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とが交差する領域に形成されている。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。
【0040】
図4(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と対向する一方面側)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。
【0041】
素子基板10において、複数の画素100aの各々には、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。半導体層1aは、走査線3aの一部からなるゲート電極3cに対して透光性のゲート絶縁層2を介して対向するチャネル領域1gと、ソース領域1bと、ドレイン領域1cとを備えており、ソース領域1bおよびドレイン領域1cは各々、低濃度領域および高濃度領域を備えている。半導体層1aは、例えば、基板本体10w上に、シリコン酸化膜等からなる透光性の下地絶縁膜12上に形成された多結晶シリコン膜等によって構成され、ゲート絶縁層2は、CVD法等により形成されたシリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなる。また、ゲート絶縁層2は、半導体層1aを熱酸化してなるシリコン酸化膜と、CVD法等により形成されたシリコン酸化膜やシリコン窒化膜との2層構造を有する場合もある。走査線3aには、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、あるいは金属膜が用いられる。なお、基板本体10wと下地絶縁膜12の層間、あるいは2層にした下地絶縁膜12の層間に、走査線3aと重なる遮光層を形成する場合や、かかる遮光層を走査線3aとし、遮光層とゲート電極3cとを導通させた構造を採用することもある。
【0042】
走査線3aの上層側にはシリコン酸化膜等からなる透光性の第1層間絶縁膜41が形成されており、第1層間絶縁膜41の上層には下電極層4aが形成されている。下電極層4aは、走査線3aとデータ線6aとの交差する位置を基点として走査線3aおよびデータ線6aに沿って延出する略L字型に形成されている。下電極層4aは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、あるいは金属膜等からなり、コンタクトホール7cを介してドレイン領域1cに電気的に接続されている。
【0043】
下電極層4aの上層側には、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絶縁膜からなる誘電体層42aが形成されている。誘電体層42aの上層側には、誘電体層42aを介して下電極層4aと対向するように容量線5bが形成され、かかる容量線5b、誘電体層42aおよび下電極層4aによって、保持容量55が形成されている。容量線5bは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、あるいは金属膜等からなる。ここで、下電極層4a、誘電体層42aおよび容量線5bは、画素トランジスター30の上層側に形成され、保持容量55は、画素トランジスター30の上層側のうち、少なくとも画素トランジスター30に対して平面視で重なる領域に形成されている。
【0044】
本形態において、誘電体層42aは、容量線5bと略同一形状をもって同一の領域に形成されている。また、誘電体層42aの端縁42eおよび容量線5bの端縁5eは、下電極層4aと重なる位置にある。下電極層4aと誘電体層42aとの層間にはシリコン酸化膜等からなるエッチングストッパー層40aが形成されており、かかるエッチングストッパー層40aには、下電極層4aに対して部分的に重なる領域に開口部40bが形成されている。このため、下電極層4aと容量線5bとは、開口部40bにおいて誘電体層42aを介して対向し、保持容量55を構成している。また、エッチングストッパー層40aは、少なくとも誘電体層42aの端縁42eおよび容量線5bの端縁5eと重なる領域に形成されている。なお、エッチングストッパー層40aは、誘電体層42aの端縁42eおよび容量線5bの端縁5eと重なる領域のみに形成される場合もある。
【0045】
容量線5bの上層側には、シリコン酸化膜等からなる透光性の第2層間絶縁膜43が形成され、第2層間絶縁膜43の上層にはデータ線6aおよびドレイン電極6bが形成されている。データ線6aはコンタクトホール7aを介してソース領域1bに電気的に接続している。ドレイン電極6bはコンタクトホール7bを介して下電極層4aに電気的に接続し、下電極層4aを介してドレイン領域1cに電気的に接続している。データ線6aおよびドレイン電極6bは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、あるいは金属膜等からなる。
【0046】
データ線6aおよびドレイン電極6bの上層側には、シリコン酸化膜等からなる透光性の第3層間絶縁膜44が形成されている。第3層間絶縁膜44には、ドレイン電極6bへ通じるコンタクトホール7dが形成されている。第3層間絶縁膜44の上層には、ITO(Indium Tin Oxide)膜等の透光性導電膜からなる四角形の画素電極9aが形成されており、画素電極9aは、コンタクトホール7dを介してドレイン電極6b(中継電極)に電気的に接続されている。本形態において、第3層間絶縁膜44の表面は平坦面になっている。第3層間絶縁膜44の表面には、図2(b)等を参照して説明したダミー画素電極9b(図4(a)には図示せず)が形成されており、かかるダミー画素電極9bは、画素電極9aと同時形成された透光性導電膜からなる。
【0047】
画素電極9aの表面には配向膜16が形成されている。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)であり、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17が形成されている。本形態において、配向膜16は、シリコン酸化膜の斜方蒸着膜からなる。保護膜17は、表面が平坦面になっており、隣り合う画素電極9aの間に形成された凹部を埋めている。従って、配向膜16は、保護膜17の平坦な表面に形成されている。
【0048】
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に対向する側の面)に、アルミニウム、チタン、モリブデン、タングステン、クロムやそれらの化合物や合金等からなる導電性の遮光層29が形成されており、かかる遮光層29のうち、画像表示領域10aに形成されているブラックマトリクス部29bは、画素間領域10f(図3等を参照)と重なる位置で縦横に延在している。
【0049】
本形態において、遮光層29にアルミニウム合金層(アルミニウム系金属層)が用いられている。また、遮光層29の上層(素子基板10に対向する側の面)には共通電極21が形成されており、共通電極21はITO膜からなる。遮光層29の上層(素子基板10に対向する側の面)には配向膜26が形成されており、配向膜26は、配向膜16と同様、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。本形態において、配向膜26は、シリコン酸化膜の斜方蒸着膜からなる。
【0050】
このように構成した液晶装置100において、液晶材料として誘電異方性が負のネマチック液晶化合物が用いられており、配向膜16、26は、液晶材料を垂直配向させ、液晶パネル100pは、ノーマリブラックのVAモードとして動作させる。なお、図1等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。
【0051】
(ドレイン電極6bと画素電極9aとの導通構造)
図5を参照して、絶縁膜を間に挟む導電層同士(第1導電層および第2導電層)の導通構造として、ドレイン電極6b(第1導電層)と画素電極9a(第2導電層)との導通構造を説明する。図5は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100における画素電極9aとドレイン電極6bとの導通構造を示す説明図であり、図5(a)、(b)、(c)は、図4(a)に示す構成要素のうち、ドレイン電極6b(第1導電層)、コンタクトホール7dおよび画素電極9a(第2導電層)を抜き出して示す説明図、コンタクトホール7d付近を拡大して示す説明図、およびG−G′断面図である。なお、図5では、ドレイン電極6bは一点鎖線で示し、コンタクトホール7dは細い実線で示し、画素電極9aは長い破線で示してある。
【0052】
図5に示すように、本形態の液晶装置100において、ドレイン電極6bと画素電極9aとの間には第3層間絶縁膜44が形成されており、第3層間絶縁膜44に形成されたコンタクトホール7dの底部7d0でドレイン電極6bと画素電極9aの第1方向Yの一方側Y1の端部9a0とが導通している。コンタクトホール7dは、平面的には、概ね0.5μmの四角形状であり、深さは200〜400nm程度である。本形態において、端部9a0は、画素電極9aの外周端9avのうち、第2方向Xで延在する辺部分9axの長さ方向の途中位置に設けられており、端部9a0は、辺部分9axにおいて第2方向Xで隣接する部分より一方側Y1に突出する矩形部分9atからなる。
【0053】
かかる画素電極9aの端部9a0において、第1方向Yの一方側Y1に位置する先端縁9a1は、コンタクトホール7dの開口縁のうち、第1方向Yの一方側Y1に位置する開口縁部分7dyより、第1方向Yの一方側Y1とは反対側の他方側Y2に位置している。すなわち、画素電極9aの端部9a0の先端縁は、コンタクトホール7dより一方側Y1に張り出していない。但し、画素電極9aの端部9a0は、第1方向Yにおいてコンタクトホール7dの底部7d0の全体でドレイン電極6bと導通している。
【0054】
また、画素電極9aの端部9a0において、第2方向Xに位置する両側の側端縁9a2は、コンタクトホール7dの開口縁より寸法d1分、第2方向Xの外側に位置しており、画素電極9aの端部9a0は、第2方向Xにおいてコンタクトホール7dの底部7d0の全体でドレイン電極6bと導通している。従って、画素電極9aの端部9a0は、第1方向Yおよび第2方向Xのいずれにおいても、コンタクトホール7dの底部7d0の全体でドレイン電極6bと導通している。
【0055】
(液晶装置100の製造方法)
図6は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100の製造工程のうち、ドレイン電極6bと画素電極9aとの導通部分を形成する工程を示す説明図であり、図6(a1)〜(a4)は図5(c)に対応する断面図であり、図6(b1)〜(b4)は図5(b)に対応する平面図である。図7は、図6に示す露光工程の説明図であり、図7(a)、(b)は露光装置の説明図、および露光の様子を示す説明図である。
【0056】
図5を参照して説明した導通構造を実現するにあたって、本形態では、図6(a1)、(b1)に示すように、基板本体(図示せず)の一方の基板面側にドレイン電極6bを形成する(第1導電層形成工程/ドレイン電極形成工程)。次に、ドレイン電極6bの表面側にコンタクトホール7bを備えた第3層間絶縁膜44を形成する(絶縁膜形成工程)。かかるコンタクトホール7bは、第3層間絶縁膜44を形成した後、フォトリソグラフィ技術を利用してエッチングマスクを形成した後、第3層間絶縁膜44をエッチングすることにより形成することができる。
【0057】
次に、図6(a2)、(b2)に示す導電膜形成工程では、第3層間絶縁膜44の表面側にITO膜等の透光性の導電膜9を形成する。
【0058】
次に、図6(a3)、(b3)および図6(a4)、(b4)に示すパターニング工程において導電膜9をパターニングして、図5を参照して説明したように、ドレイン電極6bに対してコンタクトホール7dの底部7d0で第1方向Yの一方側Y1の端部9a0が導通する画素電極9aを形成する。その際、画素電極9aの端部9a0において一方側Y1に位置する先端縁9a1の位置を、コンタクトホール7dの開口縁のうち一方側Y1に位置する開口縁部分7dyより第1方向Yの他方側Y2の位置とする。
【0059】
かかるパターニング工程を行うにあたって、本形態では、図6(a3)、(b3)に示すように、感光性レジスト塗布工程において、導電膜9の表面側にポジタイプの感光性レジスト90を塗布した後、露光工程において、感光性レジスト90を部分的に露光する。かかる露光工程において、本形態では、図7(a)に示すように、縮小投影露光装置900を用いる。かかる縮小投影露光装置900では、露光光を出射する露光用光源910から基板本体10w上の感光性レジスト90までの間に、露光光を平行光化する第1光学系920、露光マスク930(レクチル)、および露光マスク930を通過した露光光を感光性レジスト90に縮小投影する第2光学系940が配置されている。従って、露光用光源910から出射された露光光は、図7(b)に示すように、露光マスク930のパターンに対応するパターンで感光性レジスト90を選択的に露光する。次に、図6(a4)、(b4)に示す現像工程において、感光性レジスト90を現像してレジストマスク90aを形成する。
【0060】
しかる後に、レジストマスク90aと重なる領域以外の導電膜9をエッチング除去するエッチング工程を行えば、画素電極9aをパターニング形成することができ、図5を参照して説明した導通構造を形成することができる。なお、液晶装置100を製造するための他の工程については周知の方法を利用することができるので、それらの説明を省略する。
【0061】
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態の液晶装置100では、第3層間絶縁膜44を間に挟むドレイン電極6b(第1導電層)と画素電極9a(第2導電層)とは、第3層間絶縁膜44に形成されたコンタクトホール7dの底部7d0で導通している。ここで、画素電極9aは、一方側Y1の端部9a0がドレイン電極6bに導通し、かつ、かかる端部9a0において一方側Y1に位置する先端縁9a1は、コンタクトホール7dの開口縁のうち、第1方向Yの一方側Y1に位置する開口縁部分7dyより、第1方向Yの一方側Y1とは反対側の他方側Y2に位置している。すなわち、画素電極9aの端部9a0の先端縁は、コンタクトホール7dより一方側Y1に張り出していない。このため、画素電極9aと、画素電極9aに対して一方側Y1側に位置する画素電極9aとの間(第2画素間領域10h)を広い隙間としなくても短絡のおそれがない。従って、画素電極9aのレイアウト面での自由度を高めることができるので、画素電極9aを最大限、広く形成することができる。それ故、表示光量を向上することができるので、品位の高い画像を表示することができる。
【0062】
この場合、露光工程において、感光性レジスト90に対する露光位置が第1方向Yの他方側Y2にずれると、画素電極9aとドレイン電極6bとの間に導通不良が発生することが懸念されるが、本形態では、感光性レジスト90としてポジタイプの感光性レジストを用い、かかる感光性レジスト90に対して縮小投影露光を行う。かかる方法によれば、図7(b)に示すように、コンタクトホール7dの底部7d0に位置する感光性レジスト90は、露光光の焦点深度の影響で十分な露光が行われない。従って、現像後、コンタクトホール7dの底部7d0と重なる位置にはレジストマスク90aが必ず形成されるので、コンタクトホール7dの内部には画素電極9aの端部9a0が必ず、形成される。それ故、常に、コンタクトホール7dの底部全体で、画素電極9aとドレイン電極6bとが導通することになる。
【0063】
また、画素電極9aの端部9a0において、第2方向Xに位置する両側の側端縁9a2は、コンタクトホール7dの開口縁より第2方向Xの外側に位置しているため、画素電極9aの端部9a0は、第2方向Xではコンタクトホール7dの底部全体でドレイン電極6bと必ず導通するので、接続抵抗を低減することができる。
【0064】
また、本形態において、画素電極9aの端部9a0は、第1方向Yの一方側Y1に突出する矩形部分9atからなるが、本形態によれば、画素電極9aの端部9a0の先端縁は、コンタクトホール7dより一方側Y1に張り出していないため、画素電極9aと、画素電極9aに対して一方側Y1側に位置する画素電極9aとの間(第2画素間領域10h)を広い隙間としなくてもよい。それ故、本形態のように、画素電極9aの端部9a0を突出部分とした場合でも、画素電極9aと、画素電極9aに対して一方側Y1側に位置する画素電極9aとの間(第2画素間領域10h)を広い隙間としなくてもよい。
【0065】
[実施の形態2]
図8は、本発明の実施の形態2に係る液晶装置100における画素電極9aとドレイン電極6bとの導通構造を示す説明図であり、図8(a)、(b)、(c)は、図4(a)に示す構成要素のうち、ドレイン電極6b(第1導電層)、コンタクトホール7dおよび画素電極9a(第2導電層)を抜き出して示す説明図、コンタクトホール7d付近を拡大して示す説明図、およびG−G′断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付し、それらの説明を省略する。
【0066】
実施の形態1では、画素電極9aの端部9a0(矩形部分9at)において、第2方向Xに位置する両側の側端縁9a2は、コンタクトホール7dの開口縁より第2方向Xの外側に位置していたが、本形態では、図8に示すように、画素電極9aの端部9a0において、第2方向Xに位置する両側の側端縁9a2は、コンタクトホール7dの開口縁より第2方向Xの内側に位置している。従って、画素電極9aの端部9a0(矩形部分9at)は、コンタクトホール7dと同一の平面サイズを有しており、画素電極9aの端部9a0(矩形部分9at)の3つの辺部分は、コンタクトホール7dの底部7d0の端縁と重なっている。かかる構成を採用した場合も、実施の形態1と同様、画素電極9aの端部9a0において第1方向Yの一方側Y1に位置する先端縁9a1は、コンタクトホール7dの開口縁のうち、第1方向Yの一方側Y1に位置する開口縁部分7dyより、第1方向Yの一方側Y1とは反対側の他方側Y2に位置している。すなわち、画素電極9aの端部9a0の先端縁は、コンタクトホール7dより一方側Y1に張り出していない。その他の構成は実施の形態1と同様である。
【0067】
かかる構成でも、実施の形態1と同様、画素電極9aと、画素電極9aに対して一方側Y1側に位置する画素電極9aとの間(第2画素間領域10h)を広い隙間としなくても短絡のおそれがない。従って、画素電極9aのレイアウト面での自由度を高めることができるので、画素電極9aを最大限、広く形成することができる等、実施の形態1と同様な効果を奏する。
【0068】
[実施の形態3]
図9は、本発明の実施の形態3に係る液晶装置100における画素電極9aとドレイン電極6bとの導通構造を示す説明図であり、図9(a)、(b)、(c)は、図4(a)に示す構成要素のうち、ドレイン電極6b(第1導電層)、コンタクトホール7dおよび画素電極9a(第2導電層)を抜き出して示す説明図、コンタクトホール7d付近を拡大して示す説明図、およびG−G′断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付し、それらの説明を省略する。
【0069】
実施の形態1、2では、画素電極9aにおいてドレイン電極6bと導通する端部9a0は、画素電極9aの辺部分9axから突出した矩形部分9atであったが、本形態では、図9に示すように、画素電極9aにおいてドレイン電極6bと導通する端部9a0は、画素電極9aにおいて第2方向Xに直線的に延在する辺部分9axの一部からなる。かかる構成を採用した場合も、実施の形態1と同様、画素電極9aの端部9a0において第1方向Yの一方側Y1に位置する先端縁9a1は、コンタクトホール7dの開口縁のうち、第1方向Yの一方側Y1に位置する開口縁部分7dyより、第1方向Yの一方側Y1とは反対側の他方側Y2に位置している。すなわち、画素電極9aの端部9a0の先端縁は、コンタクトホール7dより一方側Y1に張り出していない。その他の構成は実施の形態1と同様である。
【0070】
かかる構成でも、実施の形態1と同様、画素電極9aと、画素電極9aに対して一方側Y1側に位置する画素電極9aとの間(第2画素間領域10h)を広い隙間としなくても短絡のおそれがない。従って、画素電極9aのレイアウト面での自由度を高めることができるので、画素電極9aを最大限、広く形成することができる等、実施の形態1と同様な効果を奏する。
【0071】
[他の導通部分の構成]
図10は、本発明を適用した液晶装置100における他の導通部分の平面的な構成を示す説明図である。液晶装置100では、画素電極9aとドレイン電極6bとの導通部分以外にも、半導体層1a、データ線6aとの導通部分、下電極層4aとドレイン電極6bとの導通部分等、複数の導通部分があることから、本発明に係る導通構造は、画素電極9aとドレイン電極6bとの導通部分以外に適用してもよい。例えば、図10に示すように、下電極層4a(第1導電層)とドレイン電極6bとが第2層間絶縁膜43のコンタクトホール7bを介して導通している部分に本発明を適用してもよい。すなわち、ドレイン電極6bの端部6b0の先端縁6b1は、コンタクトホール7bの開口縁から一方側に張り出していない。
【0072】
[他の実施の形態]
上記実施の形態では、透過型の液晶装置100に本発明を適用した例を説明したが、反射型の液晶装置100に本発明を適用してもよい。反射型の液晶装置100の場合は特に、画素電極9aを大きく形成すればする程、表示光を増大させることができ、品位の高い画像を表示することができる。それ故、本発明を適用した場合の効果が大である。
【0073】
上記実施の形態では、液晶装置100に本発明を適用した例を説明したが、有機エレクトロルミネッセンス装置等、他の電気光学装置に本発明を適用してもよい。
【0074】
[電子機器への搭載例]
上述した実施形態に係る液晶装置100を適用した電子機器について説明する。図11は、本発明を適用した液晶装置を用いた投射型表示装置の概略構成図であり、図11(a)、(b)は各々、透過型の液晶装置100を用いた投射型表示装置の説明図、および反射型の液晶装置100を用いた投射型表示装置の説明図である。
【0075】
(投射型表示装置の第1例)
図11(a)に示す投射型表示装置110は、観察者側に設けられたスクリーン111に光を照射し、このスクリーン111で反射した光を観察する、いわゆる投影型の投射型表示装置である。投射型表示装置110は、光源112を備えた光源部130と、ダイクロイックミラー113、114と、液晶ライトバルブ115〜117(液晶装置100)と、投射光学系118と、クロスダイクロイックプリズム119と、リレー系120とを備えている。
【0076】
光源112は、赤色光、緑色光及び青色光を含む光を供給する超高圧水銀ランプで構成されている。ダイクロイックミラー113は、光源112からの赤色光を透過させると共に緑色光及び青色光を反射する構成となっている。また、ダイクロイックミラー114は、ダイクロイックミラー113で反射された緑色光及び青色光のうち青色光を透過させると共に緑色光を反射する構成となっている。このように、ダイクロイックミラー113、114は、光源112から出射した光を赤色光と緑色光と青色光とに分離する色分離光学系を構成する。
【0077】
ここで、ダイクロイックミラー113と光源112との間には、インテグレーター121及び偏光変換素子122が光源112から順に配置されている。インテグレーター121は、光源112から照射された光の照度分布を均一化する構成となっている。また、偏光変換素子122は、光源112からの光を例えばs偏光のような特定の振動方向を有する偏光にする構成となっている。
【0078】
液晶ライトバルブ115は、ダイクロイックミラー113を透過して反射ミラー123で反射した赤色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置100である。液晶ライトバルブ115は、λ/2位相差板115a、第1偏光板115b、液晶パネル115c及び第2偏光板115dを備えている。ここで、液晶ライトバルブ115に入射する赤色光は、ダイクロイックミラー113を透過しても光の偏光は変化しないことから、s偏光のままである。
【0079】
λ/2位相差板115aは、液晶ライトバルブ115に入射したs偏光をp偏光に変換する光学素子である。また、第1偏光板115bは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル115cは、p偏光を画像信号に応じた変調によってs偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する構成となっている。さらに、第2偏光板115dは、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ115は、画像信号に応じて赤色光を変調し、変調した赤色光をクロスダイクロイックプリズム119に向けて射出する構成となっている。
【0080】
なお、λ/2位相差板115a及び第1偏光板115bは、偏光を変換させない透光性のガラス板115eに接した状態で配置されており、λ/2位相差板115a及び第1偏光板115bが発熱によって歪むのを回避することができる。
【0081】
液晶ライトバルブ116は、ダイクロイックミラー113で反射した後にダイクロイックミラー114で反射した緑色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置100である。そして、液晶ライトバルブ116は、液晶ライトバルブ115と同様に、第1偏光板116b、液晶パネル116c及び第2偏光板116dを備えている。液晶ライトバルブ116に入射する緑色光は、ダイクロイックミラー113、114で反射されて入射するs偏光である。第1偏光板116bは、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。また、液晶パネル116cは、s偏光を画像信号に応じた変調によってp偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する構成となっている。そして、第2偏光板116dは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ116は、画像信号に応じて緑色光を変調し、変調した緑色光をクロスダイクロイックプリズム119に向けて射出する構成となっている。
【0082】
液晶ライトバルブ117は、ダイクロイックミラー113で反射し、ダイクロイックミラー114を透過した後でリレー系120を経た青色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置100である。そして、液晶ライトバルブ117は、液晶ライトバルブ115、116と同様に、λ/2位相差板117a、第1偏光板117b、液晶パネル117c及び第2偏光板117dを備えている。ここで、液晶ライトバルブ117に入射する青色光は、ダイクロイックミラー113で反射してダイクロイックミラー114を透過した後にリレー系120の後述する2つの反射ミラー125a、125bで反射することから、s偏光となっている。
【0083】
λ/2位相差板117aは、液晶ライトバルブ117に入射したs偏光をp偏光に変換する光学素子である。また、第1偏光板117bは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル117cは、p偏光を画像信号に応じた変調によってs偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する構成となっている。さらに、第2偏光板117dは、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ117は、画像信号に応じて青色光を変調し、変調した青色光をクロスダイクロイックプリズム119に向けて射出する構成となっている。なお、λ/2位相差板117a及び第1偏光板117bは、ガラス板117eに接した状態で配置されている。
【0084】
リレー系120は、リレーレンズ124a、124bと反射ミラー125a、125bとを備えている。リレーレンズ124a、124bは、青色光の光路が長いことによる光損失を防止するために設けられている。ここで、リレーレンズ124aは、ダイクロイックミラー114と反射ミラー125aとの間に配置されている。また、リレーレンズ124bは、反射ミラー125a、125bの間に配置されている。反射ミラー125aは、ダイクロイックミラー114を透過してリレーレンズ124aから出射した青色光をリレーレンズ124bに向けて反射するように配置されている。また、反射ミラー125bは、リレーレンズ124bから出射した青色光を液晶ライトバルブ117に向けて反射するように配置されている。
【0085】
クロスダイクロイックプリズム119は、2つのダイクロイック膜119a、119bをX字型に直交配置した色合成光学系である。ダイクロイック膜119aは青色光を反射して緑色光を透過する膜であり、ダイクロイック膜119bは赤色光を反射して緑色光を透過する膜である。したがって、クロスダイクロイックプリズム119は、液晶ライトバルブ115〜117のそれぞれで変調された赤色光と緑色光と青色光とを合成し、投射光学系118に向けて射出するように構成されている。
【0086】
なお、液晶ライトバルブ115、117からクロスダイクロイックプリズム119に入射する光はs偏光であり、液晶ライトバルブ116からクロスダイクロイックプリズム119に入射する光はp偏光である。このようにクロスダイクロイックプリズム119に入射する光を異なる種類の偏光としていることで、クロスダイクロイックプリズム119において各液晶ライトバルブ115〜117から入射する光を有効に合成できる。ここで、一般に、ダイクロイック膜119a、119bはs偏光の反射特性に優れている。このため、ダイクロイック膜119a、119bで反射される赤色光及び青色光をs偏光とし、ダイクロイック膜119a、119bを透過する緑色光をp偏光としている。投射光学系118は、投影レンズ(図示略)を有しており、クロスダイクロイックプリズム119で合成された光をスクリーン111に投射するように構成されている。
【0087】
(投射型表示装置の第2例)
図11(b)に示す投射型表示装置1000は、光源光を発生する光源部1021と、光源部1021から出射された光源光を赤、緑、青の3色に分離する色分離導光光学系1023と、色分離導光光学系1023から出射された各色の光源光によって照明される光変調部1025とを有している。また、投射型表示装置1000は、光変調部1025から出射された各色の像光を合成するクロスダイクロイックプリズム1027(合成光学系)と、クロスダイクロイックプリズム1027を経た像光をスクリーン(不図示)に投射するための投射光学系である投射光学系1029とを備えている。
【0088】
かかる投射型表示装置1000において、光源部1021は、光源1021aと、一対のフライアイ光学系1021d、1021eと、偏光変換部材1021gと、重畳レンズ1021iとを備えている。本形態においては、光源部1021は、放物面からなるリフレクタ1021fを備えており、平行光を出射する。フライアイ光学系1021d、1021eは、システム光軸と直交する面内にマトリックス状に配置された複数の要素レンズからなり、これらの要素レンズによって光源光を分割して個別に集光・発散させる。偏光変換部材1021gは、フライアイ光学系1021eから出射した光源光を、例えば図面に平行なp偏光成分のみに変換して光路下流側光学系に供給する。重畳レンズ1021iは、偏光変換部材1021gを経た光源光を全体として適宜収束させることにより、光変調部1025に設けた複数の液晶装置100を各々均一に重畳照明可能とする。
【0089】
色分離導光光学系1023は、クロスダイクロイックミラー1023aと、ダイクロイックミラー1023bと、反射ミラー1023j、1023kとを備える。色分離導光光学系1023において、光源部1021からの略白色の光源光は、クロスダイクロイックミラー1023aに入射する。クロスダイクロイックミラー1023aを構成する一方の第1ダイクロイックミラー1031aで反射された赤色(R)の光は、反射ミラー1023jで反射されダイクロイックミラー1023bを透過して、入射側偏光板1037r、p偏光を透過させ、s偏光を反射するワイヤーグリッド偏光板1032r、および光学補償板1039rを介して、p偏光のまま、赤色(R)用の液晶装置100に入射する。
【0090】
また、第1ダイクロイックミラー1031aで反射された緑色(G)の光は、反射ミラー1023jで反射され、その後、ダイクロイックミラー1023bでも反射されて、入射側偏光板1037g、p偏光を透過させ、s偏光を反射するワイヤーグリッド偏光板1032g、および光学補償板1039gを介して、p偏光のまま、緑色(G)用の液晶装置100に入射する。
【0091】
これに対して、クロスダイクロイックミラー1023aを構成する他方の第2ダイクロイックミラー1031bで反射された青色(B)の光は、反射ミラー1023kで反射されて、入射側偏光板1037b、p偏光を透過させ、s偏光を反射するワイヤーグリッド偏光板1032b、および光学補償板1039bを介して、p偏光のまま、青色(B)用の液晶装置100に入射する。
【0092】
なお、光学補償板1039r、1039g、1039bは、液晶装置100への入射光および出射光の偏光状態を調整することで、液晶層の特性を光学的に補償している。
【0093】
このように構成した投射型表示装置1000において、光学補償板1039r、1039g、1039bを経て入射した3色の光は各々、各液晶装置100において変調される。その際、液晶装置100から出射された変調光のうち、s偏光の成分光は、ワイヤーグリッド偏光板1032r、1032g、1032bで反射し、出射側偏光板1038r、1038g、1038bを介してクロスダイクロイックプリズム1027に入射する。クロスダイクロイックプリズム1027には、X字状に交差する第1誘電体多層膜1027aおよび第2誘電体多層膜1027bが形成されており、一方の第1誘電体多層膜1027aはR光を反射し、他方の第2誘電体多層膜1027bはB光を反射する。従って、3色の光は、クロスダイクロイックプリズム1027において合成され、投射光学系1029に出射される。そして、投射光学系1029は、クロスダイクロイックプリズム1027で合成されたカラーの像光を、所望の倍率でスクリーン(図示せず。)投射する。
【0094】
(他の投射型表示装置)
なお、投射型表示装置については、光源部として、各色の光を出射するLED光源等を用い、かかるLED光源から出射された色光を各々、別の液晶装置に供給するように構成してもよい。
【0095】
(他の電子機器)
本発明を適用した液晶装置100については、上記の電子機器の他にも、携帯電話機、情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistants)、デジタルカメラ、液晶テレビ、カーナビゲーション装置、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等の電子機器において直視型表示装置として用いてもよい。
【符号の説明】
【0096】
4a・・下電極層(第1導電層)、7b、7d・・コンタクトホール、9a・・画素電極(第2導電層)、9a0、6b0・・端部、9a1、6b1・・先端縁、10・・素子基板、10a・・画像表示領域、10w・・基板本体、20・・対向基板、50・・液晶層、6b・・ドレイン電極(第1導電層、第2導電層)、43・・第2層間絶縁膜(絶縁膜)、44・・第3層間絶縁膜(絶縁膜)、100・・液晶装置、110、1000・・投射型表示装置
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶装置等の電気光学装置、投射型表示装置、および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】
液晶装置や有機エレクトロルミネッセンス装置等の電気光学装置では、複数層の導電層が絶縁膜を間に挟んで多層に積層された構造を有している。かかる電気光学装置において、絶縁膜を間に挟む2つの導電層を導通させるには、絶縁膜にコンタクトホールを形成し、コンタクトホールを介して導電膜同士を導通させた構造が採用されている。例えば、液晶装置において、画素電極と中継電極とを電気的に接続する場合、図12に示すように、絶縁膜において画素電極9aと重なる領域のうち、画素電極9aの外周端9avから所定の位置を隔てた内側領域にコンタクトホール7bが形成される(例えば、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2010−191408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、図12に示すように、画素電極9aの外周端9avから所定の位置を隔てた内側領域にコンタクトホール7dを形成すると、隣り合う画素電極9aとの間に位置する画素間領域10fを広くしなければならない。すなわち、図12に示す構造の場合、画素電極9aには、コンタクトホール7dより外側に位置する部分9awが発生し、かかる部分9awが存在すると、画素電極9a同士の間隔を広げて、隣り合う画素電極9a間の短絡を防止しなければならない。その結果、表示に直接寄与しない領域が広くなってしまい、品位の高い画像を表示できないことになる。
【0005】
このような導電層のレイアウトが制約されるという問題は、画素電極9aと中継電極とを導通させる場合に限らず、絶縁膜を間に挟む導電層同士を導通させる場合全般に発生する問題である。
【0006】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、絶縁膜を間に挟む導電層同士の導通部分の構造を改良することにより、導電層のレイアウト面での自由度を高めることのできる電気光学装置、投射型表示装置、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、本発明は、素子基板用の基板本体と、該基板本体の一方の基板面側に形成された第1導電層と、該第1導電層に対して前記基板本体が位置する側とは反対側に設けられた絶縁膜と、該絶縁膜に対して前記第1導電層が位置する側とは反対側に設けられ、前記絶縁膜に形成されたコンタクトホールの底部で前記第1導電層に対して一方側の端部が導通する第2導電層と、を有する電気光学装置であって、前記第2導電層の前記端部において前記一方側に位置する先端縁は、前記コンタクトホールの開口縁のうち前記一方側に位置する開口縁部分より当該一方側とは反対側の他方側に位置することを特徴とする。
【0008】
本発明では、絶縁膜を挟む第1導電層と第2導電層とは、絶縁膜に形成されたコンタクトホールの底部で導通している。ここで、第2導電層は、一方側の端部が第2導電層に導通し、かつ、かかる端部において一方側に位置する先端縁は、コンタクトホールの開口縁のうち一方側に位置する開口縁部分より反対側の他方側に位置する。すなわち、第2導電層の端部の先端縁は、コンタクトホールより一方側に張り出していない。このため、第2導電層に対する一方側に他の導電層が位置する場合、第2導電層と他の導電層との間に広い隙間を確保しなくても短絡のおそれがない等、導電層のレイアウト面での自由度を高めることができる。
【0009】
本発明において、前記端部は、前記第2導電層の外周端のうち、前記一方側と前記他方側とによって規定される第1方向と交差する第2方向で延在する辺部分の長さ方向の途中位置において、当該辺部分において前記第2方向で隣接する部分より前記一方側に突出している構成を採用することができる。本発明では、第2導電層の端部の先端縁は、コンタクトホールより一方側に張り出していないため、端部が第2導電層から突出している場合でも、第2導電層と、第2導電層に対して一方側に位置する他の導電層との間に広い隙間を確保する必要がない等、導電層のレイアウト面での自由度や形状面での自由度を高めることができる。
【0010】
この場合、前記端部において前記第2方向に位置する両側の側端縁は、前記コンタクトホールの開口縁より前記第2方向の外側に位置することが好ましい。第2導電層の端部において第2方向に位置する両側の側端縁がコンタクトホールの開口縁より第2方向の外側に位置すれば、第2導電層の端部は、第2方向ではコンタクトホールの底部全体で第1導電層と導通するので、接続抵抗を低減することができる。
【0011】
本発明においては、前記端部において前記第2方向に位置する両側の側端縁は、前記コンタクトホールの開口縁より前記第2方向の内側に位置する構成を採用してもよい。
【0012】
本発明において、前記第1導電層は、前記基板本体の一方の基板面側に形成された画素トランジスターに電気的に接続する中継電極であり、前記第2導電層は、画素電極であることが好ましい。
【0013】
本発明において、前記素子基板は、例えば、前記基板本体の一方面側に対向配置された対向基板との間に液晶層を保持する液晶装置用素子基板である。すなわち、本発明は、各種の電気光学装置のうち、液晶装置に適用することができる。
【0014】
本発明を適用した電気光学装置は、直視型表示装置等、各種の表示装置に用いることができる。例えば、本発明を適用した電気光学装置が液晶装置である場合、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。かかる投射型表示装置は、本発明を適用した前記電気光学装置(液晶装置)に照射される照明光を出射する光源部と、前記電気光学装置により変調された光を投射する投射光学系と、を有している。
【0015】
また、本発明は、素子基板用の基板本体の一方の基板面側に第1導電層を形成する第1導電層形成工程と、前記第1導電層の表面側にコンタクトホールを備えた絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記絶縁膜の表面側に導電膜を形成する導電膜形成工程と、前記導電膜をパターニングして前記第1導電層に対して前記コンタクトホールの底部で一方側の端部が導通する第2導電層を形成するパターニング工程と、を有する電気光学装置の製造方法であって、前記パターニング工程では、前記第2導電層の前記端部において前記一方側に位置する先端縁の位置を、前記コンタクトホールの開口縁のうち前記一方側に位置する開口縁より当該一方側とは反対側の他方側の位置とすることを特徴とする。
【0016】
本発明では、絶縁膜を挟む第1導電層と第2導電層とは、絶縁膜に形成されたコンタクトホールの底部で導通している。ここで、第2導電層は、一方側の端部が第2導電層に導通し、かつ、かかる端部において一方側に位置する先端縁は、コンタクトホールの開口縁のうち一方側に位置する開口縁より反対側の他方側に位置する。すなわち、第2導電層の端部の先端縁は、コンタクトホールより一方側に張り出していない。このため、第2導電層に対する一方側に他の導電層が位置する場合でも、第2導電層と他の導電層との間に広い隙間を確保する必要がない等、導電層のレイアウト面での自由度を高めることができる。
【0017】
本発明において、前記パターニング工程は、前記導電膜の表面側にポジタイプの感光性レジストを塗布する感光性レジスト塗布工程と、露光用光源から出射された露光光を露光マスクおよび光学系を介して縮小投影露光する露光工程と、前記感光性レジストを現像してレジストマスクを形成する現像工程と、前記レジストマスクと重なる領域以外の前記導電膜をエッチング除去するエッチング工程と、を有していることが好ましい。かかる構成によれば、露光工程において、感光性レジストに対する露光位置が他方側にずれた場合でも、コンタクトホールの底部に位置する感光性レジストは焦点深度の影響で十分な露光が行われない。従って、現像後、コンタクトホールの内部にはレジストマスクが必ず形成されるので、常に、コンタクトホールの底部全体で第1導電層と第2導電層とが確実に導通することになる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の実施の形態1に係る液晶装置(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】本発明の実施の形態1に係る液晶装置の液晶パネルの説明図である。
【図3】本発明の実施の形態1に係る液晶装置に用いた液晶パネルの電極等の構成を示す説明図である。
【図4】本発明の実施の形態1に係る液晶装置の画素の説明図である。
【図5】本発明の実施の形態1に係る液晶装置における画素電極とドレイン電極との導通構造を示す説明図である。
【図6】本発明の実施の形態1に係る液晶装置の製造工程のうち、ドレイン電極と画素電極との導通部分を形成する工程を示す説明図である。
【図7】図6に示す露光工程の説明図である。
【図8】本発明の実施の形態2に係る液晶装置における画素電極とドレイン電極との導通構造を示す説明図である。
【図9】本発明の実施の形態3に係る液晶装置における画素電極とドレイン電極との導通構造を示す説明図である。
【図10】本発明を適用した液晶装置における他の導通部分の平面的な構成を示す説明図である。
【図11】本発明を適用した液晶装置を用いた投射型表示装置の説明図である。
【図12】従来の液晶装置における画素電極と中継電極との導通構造を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
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、以下に説明する形態では、各種の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説明する。また、本発明における「第1方向」については、データ線6aが延在しているY方向とし、本発明における「第2方向」については、走査線3aが延在しているX方向として説明する。従って、以下の説明で参照する図においては、第1方向Yの一方側にY1を付し、第1方向Yの他方側にY2を付してある。但し、本発明における「第1方向」は、走査線3aが延在しているX方向であり、本発明における「第2方向」は、データ線6aが延在しているY方向であってもよい。
【0020】
また、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、本説明では、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。
【0021】
[実施の形態1]
(全体構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置(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。
【0022】
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。
【0023】
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と並列に保持容量55が付加されている。本形態では、保持容量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6tに導通している。
【0024】
(液晶パネル100pおよび素子基板10の構成)
図2は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置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、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100に用いた液晶パネル100pの電極等の構成を示す説明図であり、図3(a)、(b)は、電極等の全体的なレイアウトを示す説明図、および液晶パネル100pの角部分の一つを拡大して示す説明図である。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。
【0025】
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(電気光学装置用基板)と対向基板20(電気光学装置用基板)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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
詳しくは後述するが、素子基板10において対向基板20と対向する一方側の基板面において、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(液晶駆動用電極)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、素子基板側配向膜としての配向膜16が形成されている。
【0029】
素子基板10の一方側の基板面において、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9f(図3(b)参照)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。
【0030】
図2(b)に示すように、対向基板20において素子基板10と対向する一方面側には共通電極21(液晶駆動用電極)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。
【0031】
また、対向基板20において素子基板10と対向する一方面側には、共通電極21の下層側に遮光層29が形成され、共通電極21の表面には対向基板側配向膜としての配向膜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、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とからなる。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。
【0032】
図2(a)、および図3(a)、(b)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の一方面側(素子基板10と対向する面側)の角部分に、対向基板側基板間導通用電極部としての基板間導通用電極部25tが形成されており、素子基板10の一方面側(対向基板20と対向する面側)には、対向基板20の角部分(基板間導通用電極部25t)と対向する位置に素子基板側基板間導通用電極部としての基板間導通用電極部8tが形成されている。基板間導通用電極部8tは、共通電位Vcomが印加された定電位配線6tに導通しており、定電位配線6t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8t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8t、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。
【0033】
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8t、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。
【0034】
かかる構成の液晶装置100において、画素電極9aおよび共通電極21を透光性導電膜により形成すると、透過型の液晶装置を構成することができる。これに対して、画素電極9aおよび共通電極21のうち、例えば、共通電極21を透光性導電膜により形成し、画素電極9aを反射性導電膜により形成すると、反射型の液晶装置を構成することができる。液晶装置100が反射型である場合、素子基板10および対向基板20のうち、対向基板20の側から入射した光が素子基板10で反射して出射される間に変調されて画像を表示する。液晶装置100が透過型である場合、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。
【0035】
液晶装置100は、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ることができ、この場合、対向基板20あるいは素子基板10には、カラーフィルター(図示せず)が形成される。また、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。さらに、液晶装置100は、後述する投射型表示装置(液晶プロジェクター)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用の各液晶装置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、カラーフィルターは形成されない。
【0036】
本形態において、液晶装置100が、後述する投射型表示装置においてRGB用のライトバルブとして用いられる透過型の液晶装置であって、対向基板20から入射した光が素子基板10を透過して出射される場合を中心に説明する。また、本形態において、液晶装置100は、液晶層50として、誘電異方性が負のネマチック液晶化合物を用いたVAモードの液晶パネル100pを備えている場合を中心に説明する。
【0037】
(画素の具体的構成)
図4は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置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、半導体層1aは細くて短い点線で示し、走査線3aは太い実線で示し、データ線6aおよびそれと同時形成された薄膜は一点鎖線で示し、容量線5bは二点鎖線で示し、画素電極9aは長い破線で示し、下電極層4aは細い実線で示してある。なお、素子基板10では、誘電体層42aが形成されているが、誘電体層42aは容量線5bと重なる領域に形成されているため、図4(a)には図示を省略してある。また、下電極層4aの外周縁に沿ってエッチングストッパー層40aの開口縁が存在するが、図4(a)では、かかる開口縁の図示は省略してある。
【0038】
図4(a)に示すように、素子基板10において対向基板20と対向する一方側の基板面には、複数の画素100aの各々に矩形状の画素電極9aが形成されており、隣り合う画素電極9aにより挟まれた画素間領域10fと重なる領域に沿ってデータ線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およびデータ線6aは画素間領域10fと重なるように直線的に形成されている。より具体的には、画素間領域10fのうち、第1方向Yに延在する第1画素間領域10gと重なる領域に沿ってデータ線6aが直線的に延在し、第2方向Xに延在する第2画素間領域10hと重なる領域に沿って走査線3aが直線的に延在している。
【0039】
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とが交差する領域に形成されている。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。
【0040】
図4(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と対向する一方面側)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。
【0041】
素子基板10において、複数の画素100aの各々には、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。半導体層1aは、走査線3aの一部からなるゲート電極3cに対して透光性のゲート絶縁層2を介して対向するチャネル領域1gと、ソース領域1bと、ドレイン領域1cとを備えており、ソース領域1bおよびドレイン領域1cは各々、低濃度領域および高濃度領域を備えている。半導体層1aは、例えば、基板本体10w上に、シリコン酸化膜等からなる透光性の下地絶縁膜12上に形成された多結晶シリコン膜等によって構成され、ゲート絶縁層2は、CVD法等により形成されたシリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなる。また、ゲート絶縁層2は、半導体層1aを熱酸化してなるシリコン酸化膜と、CVD法等により形成されたシリコン酸化膜やシリコン窒化膜との2層構造を有する場合もある。走査線3aには、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、あるいは金属膜が用いられる。なお、基板本体10wと下地絶縁膜12の層間、あるいは2層にした下地絶縁膜12の層間に、走査線3aと重なる遮光層を形成する場合や、かかる遮光層を走査線3aとし、遮光層とゲート電極3cとを導通させた構造を採用することもある。
【0042】
走査線3aの上層側にはシリコン酸化膜等からなる透光性の第1層間絶縁膜41が形成されており、第1層間絶縁膜41の上層には下電極層4aが形成されている。下電極層4aは、走査線3aとデータ線6aとの交差する位置を基点として走査線3aおよびデータ線6aに沿って延出する略L字型に形成されている。下電極層4aは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、あるいは金属膜等からなり、コンタクトホール7cを介してドレイン領域1cに電気的に接続されている。
【0043】
下電極層4aの上層側には、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絶縁膜からなる誘電体層42aが形成されている。誘電体層42aの上層側には、誘電体層42aを介して下電極層4aと対向するように容量線5bが形成され、かかる容量線5b、誘電体層42aおよび下電極層4aによって、保持容量55が形成されている。容量線5bは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、あるいは金属膜等からなる。ここで、下電極層4a、誘電体層42aおよび容量線5bは、画素トランジスター30の上層側に形成され、保持容量55は、画素トランジスター30の上層側のうち、少なくとも画素トランジスター30に対して平面視で重なる領域に形成されている。
【0044】
本形態において、誘電体層42aは、容量線5bと略同一形状をもって同一の領域に形成されている。また、誘電体層42aの端縁42eおよび容量線5bの端縁5eは、下電極層4aと重なる位置にある。下電極層4aと誘電体層42aとの層間にはシリコン酸化膜等からなるエッチングストッパー層40aが形成されており、かかるエッチングストッパー層40aには、下電極層4aに対して部分的に重なる領域に開口部40bが形成されている。このため、下電極層4aと容量線5bとは、開口部40bにおいて誘電体層42aを介して対向し、保持容量55を構成している。また、エッチングストッパー層40aは、少なくとも誘電体層42aの端縁42eおよび容量線5bの端縁5eと重なる領域に形成されている。なお、エッチングストッパー層40aは、誘電体層42aの端縁42eおよび容量線5bの端縁5eと重なる領域のみに形成される場合もある。
【0045】
容量線5bの上層側には、シリコン酸化膜等からなる透光性の第2層間絶縁膜43が形成され、第2層間絶縁膜43の上層にはデータ線6aおよびドレイン電極6bが形成されている。データ線6aはコンタクトホール7aを介してソース領域1bに電気的に接続している。ドレイン電極6bはコンタクトホール7bを介して下電極層4aに電気的に接続し、下電極層4aを介してドレイン領域1cに電気的に接続している。データ線6aおよびドレイン電極6bは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、あるいは金属膜等からなる。
【0046】
データ線6aおよびドレイン電極6bの上層側には、シリコン酸化膜等からなる透光性の第3層間絶縁膜44が形成されている。第3層間絶縁膜44には、ドレイン電極6bへ通じるコンタクトホール7dが形成されている。第3層間絶縁膜44の上層には、ITO(Indium Tin Oxide)膜等の透光性導電膜からなる四角形の画素電極9aが形成されており、画素電極9aは、コンタクトホール7dを介してドレイン電極6b(中継電極)に電気的に接続されている。本形態において、第3層間絶縁膜44の表面は平坦面になっている。第3層間絶縁膜44の表面には、図2(b)等を参照して説明したダミー画素電極9b(図4(a)には図示せず)が形成されており、かかるダミー画素電極9bは、画素電極9aと同時形成された透光性導電膜からなる。
【0047】
画素電極9aの表面には配向膜16が形成されている。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)であり、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17が形成されている。本形態において、配向膜16は、シリコン酸化膜の斜方蒸着膜からなる。保護膜17は、表面が平坦面になっており、隣り合う画素電極9aの間に形成された凹部を埋めている。従って、配向膜16は、保護膜17の平坦な表面に形成されている。
【0048】
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に対向する側の面)に、アルミニウム、チタン、モリブデン、タングステン、クロムやそれらの化合物や合金等からなる導電性の遮光層29が形成されており、かかる遮光層29のうち、画像表示領域10aに形成されているブラックマトリクス部29bは、画素間領域10f(図3等を参照)と重なる位置で縦横に延在している。
【0049】
本形態において、遮光層29にアルミニウム合金層(アルミニウム系金属層)が用いられている。また、遮光層29の上層(素子基板10に対向する側の面)には共通電極21が形成されており、共通電極21はITO膜からなる。遮光層29の上層(素子基板10に対向する側の面)には配向膜26が形成されており、配向膜26は、配向膜16と同様、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。本形態において、配向膜26は、シリコン酸化膜の斜方蒸着膜からなる。
【0050】
このように構成した液晶装置100において、液晶材料として誘電異方性が負のネマチック液晶化合物が用いられており、配向膜16、26は、液晶材料を垂直配向させ、液晶パネル100pは、ノーマリブラックのVAモードとして動作させる。なお、図1等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。
【0051】
(ドレイン電極6bと画素電極9aとの導通構造)
図5を参照して、絶縁膜を間に挟む導電層同士(第1導電層および第2導電層)の導通構造として、ドレイン電極6b(第1導電層)と画素電極9a(第2導電層)との導通構造を説明する。図5は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100における画素電極9aとドレイン電極6bとの導通構造を示す説明図であり、図5(a)、(b)、(c)は、図4(a)に示す構成要素のうち、ドレイン電極6b(第1導電層)、コンタクトホール7dおよび画素電極9a(第2導電層)を抜き出して示す説明図、コンタクトホール7d付近を拡大して示す説明図、およびG−G′断面図である。なお、図5では、ドレイン電極6bは一点鎖線で示し、コンタクトホール7dは細い実線で示し、画素電極9aは長い破線で示してある。
【0052】
図5に示すように、本形態の液晶装置100において、ドレイン電極6bと画素電極9aとの間には第3層間絶縁膜44が形成されており、第3層間絶縁膜44に形成されたコンタクトホール7dの底部7d0でドレイン電極6bと画素電極9aの第1方向Yの一方側Y1の端部9a0とが導通している。コンタクトホール7dは、平面的には、概ね0.5μmの四角形状であり、深さは200〜400nm程度である。本形態において、端部9a0は、画素電極9aの外周端9avのうち、第2方向Xで延在する辺部分9axの長さ方向の途中位置に設けられており、端部9a0は、辺部分9axにおいて第2方向Xで隣接する部分より一方側Y1に突出する矩形部分9atからなる。
【0053】
かかる画素電極9aの端部9a0において、第1方向Yの一方側Y1に位置する先端縁9a1は、コンタクトホール7dの開口縁のうち、第1方向Yの一方側Y1に位置する開口縁部分7dyより、第1方向Yの一方側Y1とは反対側の他方側Y2に位置している。すなわち、画素電極9aの端部9a0の先端縁は、コンタクトホール7dより一方側Y1に張り出していない。但し、画素電極9aの端部9a0は、第1方向Yにおいてコンタクトホール7dの底部7d0の全体でドレイン電極6bと導通している。
【0054】
また、画素電極9aの端部9a0において、第2方向Xに位置する両側の側端縁9a2は、コンタクトホール7dの開口縁より寸法d1分、第2方向Xの外側に位置しており、画素電極9aの端部9a0は、第2方向Xにおいてコンタクトホール7dの底部7d0の全体でドレイン電極6bと導通している。従って、画素電極9aの端部9a0は、第1方向Yおよび第2方向Xのいずれにおいても、コンタクトホール7dの底部7d0の全体でドレイン電極6bと導通している。
【0055】
(液晶装置100の製造方法)
図6は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100の製造工程のうち、ドレイン電極6bと画素電極9aとの導通部分を形成する工程を示す説明図であり、図6(a1)〜(a4)は図5(c)に対応する断面図であり、図6(b1)〜(b4)は図5(b)に対応する平面図である。図7は、図6に示す露光工程の説明図であり、図7(a)、(b)は露光装置の説明図、および露光の様子を示す説明図である。
【0056】
図5を参照して説明した導通構造を実現するにあたって、本形態では、図6(a1)、(b1)に示すように、基板本体(図示せず)の一方の基板面側にドレイン電極6bを形成する(第1導電層形成工程/ドレイン電極形成工程)。次に、ドレイン電極6bの表面側にコンタクトホール7bを備えた第3層間絶縁膜44を形成する(絶縁膜形成工程)。かかるコンタクトホール7bは、第3層間絶縁膜44を形成した後、フォトリソグラフィ技術を利用してエッチングマスクを形成した後、第3層間絶縁膜44をエッチングすることにより形成することができる。
【0057】
次に、図6(a2)、(b2)に示す導電膜形成工程では、第3層間絶縁膜44の表面側にITO膜等の透光性の導電膜9を形成する。
【0058】
次に、図6(a3)、(b3)および図6(a4)、(b4)に示すパターニング工程において導電膜9をパターニングして、図5を参照して説明したように、ドレイン電極6bに対してコンタクトホール7dの底部7d0で第1方向Yの一方側Y1の端部9a0が導通する画素電極9aを形成する。その際、画素電極9aの端部9a0において一方側Y1に位置する先端縁9a1の位置を、コンタクトホール7dの開口縁のうち一方側Y1に位置する開口縁部分7dyより第1方向Yの他方側Y2の位置とする。
【0059】
かかるパターニング工程を行うにあたって、本形態では、図6(a3)、(b3)に示すように、感光性レジスト塗布工程において、導電膜9の表面側にポジタイプの感光性レジスト90を塗布した後、露光工程において、感光性レジスト90を部分的に露光する。かかる露光工程において、本形態では、図7(a)に示すように、縮小投影露光装置900を用いる。かかる縮小投影露光装置900では、露光光を出射する露光用光源910から基板本体10w上の感光性レジスト90までの間に、露光光を平行光化する第1光学系920、露光マスク930(レクチル)、および露光マスク930を通過した露光光を感光性レジスト90に縮小投影する第2光学系940が配置されている。従って、露光用光源910から出射された露光光は、図7(b)に示すように、露光マスク930のパターンに対応するパターンで感光性レジスト90を選択的に露光する。次に、図6(a4)、(b4)に示す現像工程において、感光性レジスト90を現像してレジストマスク90aを形成する。
【0060】
しかる後に、レジストマスク90aと重なる領域以外の導電膜9をエッチング除去するエッチング工程を行えば、画素電極9aをパターニング形成することができ、図5を参照して説明した導通構造を形成することができる。なお、液晶装置100を製造するための他の工程については周知の方法を利用することができるので、それらの説明を省略する。
【0061】
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態の液晶装置100では、第3層間絶縁膜44を間に挟むドレイン電極6b(第1導電層)と画素電極9a(第2導電層)とは、第3層間絶縁膜44に形成されたコンタクトホール7dの底部7d0で導通している。ここで、画素電極9aは、一方側Y1の端部9a0がドレイン電極6bに導通し、かつ、かかる端部9a0において一方側Y1に位置する先端縁9a1は、コンタクトホール7dの開口縁のうち、第1方向Yの一方側Y1に位置する開口縁部分7dyより、第1方向Yの一方側Y1とは反対側の他方側Y2に位置している。すなわち、画素電極9aの端部9a0の先端縁は、コンタクトホール7dより一方側Y1に張り出していない。このため、画素電極9aと、画素電極9aに対して一方側Y1側に位置する画素電極9aとの間(第2画素間領域10h)を広い隙間としなくても短絡のおそれがない。従って、画素電極9aのレイアウト面での自由度を高めることができるので、画素電極9aを最大限、広く形成することができる。それ故、表示光量を向上することができるので、品位の高い画像を表示することができる。
【0062】
この場合、露光工程において、感光性レジスト90に対する露光位置が第1方向Yの他方側Y2にずれると、画素電極9aとドレイン電極6bとの間に導通不良が発生することが懸念されるが、本形態では、感光性レジスト90としてポジタイプの感光性レジストを用い、かかる感光性レジスト90に対して縮小投影露光を行う。かかる方法によれば、図7(b)に示すように、コンタクトホール7dの底部7d0に位置する感光性レジスト90は、露光光の焦点深度の影響で十分な露光が行われない。従って、現像後、コンタクトホール7dの底部7d0と重なる位置にはレジストマスク90aが必ず形成されるので、コンタクトホール7dの内部には画素電極9aの端部9a0が必ず、形成される。それ故、常に、コンタクトホール7dの底部全体で、画素電極9aとドレイン電極6bとが導通することになる。
【0063】
また、画素電極9aの端部9a0において、第2方向Xに位置する両側の側端縁9a2は、コンタクトホール7dの開口縁より第2方向Xの外側に位置しているため、画素電極9aの端部9a0は、第2方向Xではコンタクトホール7dの底部全体でドレイン電極6bと必ず導通するので、接続抵抗を低減することができる。
【0064】
また、本形態において、画素電極9aの端部9a0は、第1方向Yの一方側Y1に突出する矩形部分9atからなるが、本形態によれば、画素電極9aの端部9a0の先端縁は、コンタクトホール7dより一方側Y1に張り出していないため、画素電極9aと、画素電極9aに対して一方側Y1側に位置する画素電極9aとの間(第2画素間領域10h)を広い隙間としなくてもよい。それ故、本形態のように、画素電極9aの端部9a0を突出部分とした場合でも、画素電極9aと、画素電極9aに対して一方側Y1側に位置する画素電極9aとの間(第2画素間領域10h)を広い隙間としなくてもよい。
【0065】
[実施の形態2]
図8は、本発明の実施の形態2に係る液晶装置100における画素電極9aとドレイン電極6bとの導通構造を示す説明図であり、図8(a)、(b)、(c)は、図4(a)に示す構成要素のうち、ドレイン電極6b(第1導電層)、コンタクトホール7dおよび画素電極9a(第2導電層)を抜き出して示す説明図、コンタクトホール7d付近を拡大して示す説明図、およびG−G′断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付し、それらの説明を省略する。
【0066】
実施の形態1では、画素電極9aの端部9a0(矩形部分9at)において、第2方向Xに位置する両側の側端縁9a2は、コンタクトホール7dの開口縁より第2方向Xの外側に位置していたが、本形態では、図8に示すように、画素電極9aの端部9a0において、第2方向Xに位置する両側の側端縁9a2は、コンタクトホール7dの開口縁より第2方向Xの内側に位置している。従って、画素電極9aの端部9a0(矩形部分9at)は、コンタクトホール7dと同一の平面サイズを有しており、画素電極9aの端部9a0(矩形部分9at)の3つの辺部分は、コンタクトホール7dの底部7d0の端縁と重なっている。かかる構成を採用した場合も、実施の形態1と同様、画素電極9aの端部9a0において第1方向Yの一方側Y1に位置する先端縁9a1は、コンタクトホール7dの開口縁のうち、第1方向Yの一方側Y1に位置する開口縁部分7dyより、第1方向Yの一方側Y1とは反対側の他方側Y2に位置している。すなわち、画素電極9aの端部9a0の先端縁は、コンタクトホール7dより一方側Y1に張り出していない。その他の構成は実施の形態1と同様である。
【0067】
かかる構成でも、実施の形態1と同様、画素電極9aと、画素電極9aに対して一方側Y1側に位置する画素電極9aとの間(第2画素間領域10h)を広い隙間としなくても短絡のおそれがない。従って、画素電極9aのレイアウト面での自由度を高めることができるので、画素電極9aを最大限、広く形成することができる等、実施の形態1と同様な効果を奏する。
【0068】
[実施の形態3]
図9は、本発明の実施の形態3に係る液晶装置100における画素電極9aとドレイン電極6bとの導通構造を示す説明図であり、図9(a)、(b)、(c)は、図4(a)に示す構成要素のうち、ドレイン電極6b(第1導電層)、コンタクトホール7dおよび画素電極9a(第2導電層)を抜き出して示す説明図、コンタクトホール7d付近を拡大して示す説明図、およびG−G′断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付し、それらの説明を省略する。
【0069】
実施の形態1、2では、画素電極9aにおいてドレイン電極6bと導通する端部9a0は、画素電極9aの辺部分9axから突出した矩形部分9atであったが、本形態では、図9に示すように、画素電極9aにおいてドレイン電極6bと導通する端部9a0は、画素電極9aにおいて第2方向Xに直線的に延在する辺部分9axの一部からなる。かかる構成を採用した場合も、実施の形態1と同様、画素電極9aの端部9a0において第1方向Yの一方側Y1に位置する先端縁9a1は、コンタクトホール7dの開口縁のうち、第1方向Yの一方側Y1に位置する開口縁部分7dyより、第1方向Yの一方側Y1とは反対側の他方側Y2に位置している。すなわち、画素電極9aの端部9a0の先端縁は、コンタクトホール7dより一方側Y1に張り出していない。その他の構成は実施の形態1と同様である。
【0070】
かかる構成でも、実施の形態1と同様、画素電極9aと、画素電極9aに対して一方側Y1側に位置する画素電極9aとの間(第2画素間領域10h)を広い隙間としなくても短絡のおそれがない。従って、画素電極9aのレイアウト面での自由度を高めることができるので、画素電極9aを最大限、広く形成することができる等、実施の形態1と同様な効果を奏する。
【0071】
[他の導通部分の構成]
図10は、本発明を適用した液晶装置100における他の導通部分の平面的な構成を示す説明図である。液晶装置100では、画素電極9aとドレイン電極6bとの導通部分以外にも、半導体層1a、データ線6aとの導通部分、下電極層4aとドレイン電極6bとの導通部分等、複数の導通部分があることから、本発明に係る導通構造は、画素電極9aとドレイン電極6bとの導通部分以外に適用してもよい。例えば、図10に示すように、下電極層4a(第1導電層)とドレイン電極6bとが第2層間絶縁膜43のコンタクトホール7bを介して導通している部分に本発明を適用してもよい。すなわち、ドレイン電極6bの端部6b0の先端縁6b1は、コンタクトホール7bの開口縁から一方側に張り出していない。
【0072】
[他の実施の形態]
上記実施の形態では、透過型の液晶装置100に本発明を適用した例を説明したが、反射型の液晶装置100に本発明を適用してもよい。反射型の液晶装置100の場合は特に、画素電極9aを大きく形成すればする程、表示光を増大させることができ、品位の高い画像を表示することができる。それ故、本発明を適用した場合の効果が大である。
【0073】
上記実施の形態では、液晶装置100に本発明を適用した例を説明したが、有機エレクトロルミネッセンス装置等、他の電気光学装置に本発明を適用してもよい。
【0074】
[電子機器への搭載例]
上述した実施形態に係る液晶装置100を適用した電子機器について説明する。図11は、本発明を適用した液晶装置を用いた投射型表示装置の概略構成図であり、図11(a)、(b)は各々、透過型の液晶装置100を用いた投射型表示装置の説明図、および反射型の液晶装置100を用いた投射型表示装置の説明図である。
【0075】
(投射型表示装置の第1例)
図11(a)に示す投射型表示装置110は、観察者側に設けられたスクリーン111に光を照射し、このスクリーン111で反射した光を観察する、いわゆる投影型の投射型表示装置である。投射型表示装置110は、光源112を備えた光源部130と、ダイクロイックミラー113、114と、液晶ライトバルブ115〜117(液晶装置100)と、投射光学系118と、クロスダイクロイックプリズム119と、リレー系120とを備えている。
【0076】
光源112は、赤色光、緑色光及び青色光を含む光を供給する超高圧水銀ランプで構成されている。ダイクロイックミラー113は、光源112からの赤色光を透過させると共に緑色光及び青色光を反射する構成となっている。また、ダイクロイックミラー114は、ダイクロイックミラー113で反射された緑色光及び青色光のうち青色光を透過させると共に緑色光を反射する構成となっている。このように、ダイクロイックミラー113、114は、光源112から出射した光を赤色光と緑色光と青色光とに分離する色分離光学系を構成する。
【0077】
ここで、ダイクロイックミラー113と光源112との間には、インテグレーター121及び偏光変換素子122が光源112から順に配置されている。インテグレーター121は、光源112から照射された光の照度分布を均一化する構成となっている。また、偏光変換素子122は、光源112からの光を例えばs偏光のような特定の振動方向を有する偏光にする構成となっている。
【0078】
液晶ライトバルブ115は、ダイクロイックミラー113を透過して反射ミラー123で反射した赤色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置100である。液晶ライトバルブ115は、λ/2位相差板115a、第1偏光板115b、液晶パネル115c及び第2偏光板115dを備えている。ここで、液晶ライトバルブ115に入射する赤色光は、ダイクロイックミラー113を透過しても光の偏光は変化しないことから、s偏光のままである。
【0079】
λ/2位相差板115aは、液晶ライトバルブ115に入射したs偏光をp偏光に変換する光学素子である。また、第1偏光板115bは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル115cは、p偏光を画像信号に応じた変調によってs偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する構成となっている。さらに、第2偏光板115dは、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ115は、画像信号に応じて赤色光を変調し、変調した赤色光をクロスダイクロイックプリズム119に向けて射出する構成となっている。
【0080】
なお、λ/2位相差板115a及び第1偏光板115bは、偏光を変換させない透光性のガラス板115eに接した状態で配置されており、λ/2位相差板115a及び第1偏光板115bが発熱によって歪むのを回避することができる。
【0081】
液晶ライトバルブ116は、ダイクロイックミラー113で反射した後にダイクロイックミラー114で反射した緑色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置100である。そして、液晶ライトバルブ116は、液晶ライトバルブ115と同様に、第1偏光板116b、液晶パネル116c及び第2偏光板116dを備えている。液晶ライトバルブ116に入射する緑色光は、ダイクロイックミラー113、114で反射されて入射するs偏光である。第1偏光板116bは、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。また、液晶パネル116cは、s偏光を画像信号に応じた変調によってp偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する構成となっている。そして、第2偏光板116dは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ116は、画像信号に応じて緑色光を変調し、変調した緑色光をクロスダイクロイックプリズム119に向けて射出する構成となっている。
【0082】
液晶ライトバルブ117は、ダイクロイックミラー113で反射し、ダイクロイックミラー114を透過した後でリレー系120を経た青色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置100である。そして、液晶ライトバルブ117は、液晶ライトバルブ115、116と同様に、λ/2位相差板117a、第1偏光板117b、液晶パネル117c及び第2偏光板117dを備えている。ここで、液晶ライトバルブ117に入射する青色光は、ダイクロイックミラー113で反射してダイクロイックミラー114を透過した後にリレー系120の後述する2つの反射ミラー125a、125bで反射することから、s偏光となっている。
【0083】
λ/2位相差板117aは、液晶ライトバルブ117に入射したs偏光をp偏光に変換する光学素子である。また、第1偏光板117bは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル117cは、p偏光を画像信号に応じた変調によってs偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する構成となっている。さらに、第2偏光板117dは、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ117は、画像信号に応じて青色光を変調し、変調した青色光をクロスダイクロイックプリズム119に向けて射出する構成となっている。なお、λ/2位相差板117a及び第1偏光板117bは、ガラス板117eに接した状態で配置されている。
【0084】
リレー系120は、リレーレンズ124a、124bと反射ミラー125a、125bとを備えている。リレーレンズ124a、124bは、青色光の光路が長いことによる光損失を防止するために設けられている。ここで、リレーレンズ124aは、ダイクロイックミラー114と反射ミラー125aとの間に配置されている。また、リレーレンズ124bは、反射ミラー125a、125bの間に配置されている。反射ミラー125aは、ダイクロイックミラー114を透過してリレーレンズ124aから出射した青色光をリレーレンズ124bに向けて反射するように配置されている。また、反射ミラー125bは、リレーレンズ124bから出射した青色光を液晶ライトバルブ117に向けて反射するように配置されている。
【0085】
クロスダイクロイックプリズム119は、2つのダイクロイック膜119a、119bをX字型に直交配置した色合成光学系である。ダイクロイック膜119aは青色光を反射して緑色光を透過する膜であり、ダイクロイック膜119bは赤色光を反射して緑色光を透過する膜である。したがって、クロスダイクロイックプリズム119は、液晶ライトバルブ115〜117のそれぞれで変調された赤色光と緑色光と青色光とを合成し、投射光学系118に向けて射出するように構成されている。
【0086】
なお、液晶ライトバルブ115、117からクロスダイクロイックプリズム119に入射する光はs偏光であり、液晶ライトバルブ116からクロスダイクロイックプリズム119に入射する光はp偏光である。このようにクロスダイクロイックプリズム119に入射する光を異なる種類の偏光としていることで、クロスダイクロイックプリズム119において各液晶ライトバルブ115〜117から入射する光を有効に合成できる。ここで、一般に、ダイクロイック膜119a、119bはs偏光の反射特性に優れている。このため、ダイクロイック膜119a、119bで反射される赤色光及び青色光をs偏光とし、ダイクロイック膜119a、119bを透過する緑色光をp偏光としている。投射光学系118は、投影レンズ(図示略)を有しており、クロスダイクロイックプリズム119で合成された光をスクリーン111に投射するように構成されている。
【0087】
(投射型表示装置の第2例)
図11(b)に示す投射型表示装置1000は、光源光を発生する光源部1021と、光源部1021から出射された光源光を赤、緑、青の3色に分離する色分離導光光学系1023と、色分離導光光学系1023から出射された各色の光源光によって照明される光変調部1025とを有している。また、投射型表示装置1000は、光変調部1025から出射された各色の像光を合成するクロスダイクロイックプリズム1027(合成光学系)と、クロスダイクロイックプリズム1027を経た像光をスクリーン(不図示)に投射するための投射光学系である投射光学系1029とを備えている。
【0088】
かかる投射型表示装置1000において、光源部1021は、光源1021aと、一対のフライアイ光学系1021d、1021eと、偏光変換部材1021gと、重畳レンズ1021iとを備えている。本形態においては、光源部1021は、放物面からなるリフレクタ1021fを備えており、平行光を出射する。フライアイ光学系1021d、1021eは、システム光軸と直交する面内にマトリックス状に配置された複数の要素レンズからなり、これらの要素レンズによって光源光を分割して個別に集光・発散させる。偏光変換部材1021gは、フライアイ光学系1021eから出射した光源光を、例えば図面に平行なp偏光成分のみに変換して光路下流側光学系に供給する。重畳レンズ1021iは、偏光変換部材1021gを経た光源光を全体として適宜収束させることにより、光変調部1025に設けた複数の液晶装置100を各々均一に重畳照明可能とする。
【0089】
色分離導光光学系1023は、クロスダイクロイックミラー1023aと、ダイクロイックミラー1023bと、反射ミラー1023j、1023kとを備える。色分離導光光学系1023において、光源部1021からの略白色の光源光は、クロスダイクロイックミラー1023aに入射する。クロスダイクロイックミラー1023aを構成する一方の第1ダイクロイックミラー1031aで反射された赤色(R)の光は、反射ミラー1023jで反射されダイクロイックミラー1023bを透過して、入射側偏光板1037r、p偏光を透過させ、s偏光を反射するワイヤーグリッド偏光板1032r、および光学補償板1039rを介して、p偏光のまま、赤色(R)用の液晶装置100に入射する。
【0090】
また、第1ダイクロイックミラー1031aで反射された緑色(G)の光は、反射ミラー1023jで反射され、その後、ダイクロイックミラー1023bでも反射されて、入射側偏光板1037g、p偏光を透過させ、s偏光を反射するワイヤーグリッド偏光板1032g、および光学補償板1039gを介して、p偏光のまま、緑色(G)用の液晶装置100に入射する。
【0091】
これに対して、クロスダイクロイックミラー1023aを構成する他方の第2ダイクロイックミラー1031bで反射された青色(B)の光は、反射ミラー1023kで反射されて、入射側偏光板1037b、p偏光を透過させ、s偏光を反射するワイヤーグリッド偏光板1032b、および光学補償板1039bを介して、p偏光のまま、青色(B)用の液晶装置100に入射する。
【0092】
なお、光学補償板1039r、1039g、1039bは、液晶装置100への入射光および出射光の偏光状態を調整することで、液晶層の特性を光学的に補償している。
【0093】
このように構成した投射型表示装置1000において、光学補償板1039r、1039g、1039bを経て入射した3色の光は各々、各液晶装置100において変調される。その際、液晶装置100から出射された変調光のうち、s偏光の成分光は、ワイヤーグリッド偏光板1032r、1032g、1032bで反射し、出射側偏光板1038r、1038g、1038bを介してクロスダイクロイックプリズム1027に入射する。クロスダイクロイックプリズム1027には、X字状に交差する第1誘電体多層膜1027aおよび第2誘電体多層膜1027bが形成されており、一方の第1誘電体多層膜1027aはR光を反射し、他方の第2誘電体多層膜1027bはB光を反射する。従って、3色の光は、クロスダイクロイックプリズム1027において合成され、投射光学系1029に出射される。そして、投射光学系1029は、クロスダイクロイックプリズム1027で合成されたカラーの像光を、所望の倍率でスクリーン(図示せず。)投射する。
【0094】
(他の投射型表示装置)
なお、投射型表示装置については、光源部として、各色の光を出射するLED光源等を用い、かかるLED光源から出射された色光を各々、別の液晶装置に供給するように構成してもよい。
【0095】
(他の電子機器)
本発明を適用した液晶装置100については、上記の電子機器の他にも、携帯電話機、情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistants)、デジタルカメラ、液晶テレビ、カーナビゲーション装置、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等の電子機器において直視型表示装置として用いてもよい。
【符号の説明】
【0096】
4a・・下電極層(第1導電層)、7b、7d・・コンタクトホール、9a・・画素電極(第2導電層)、9a0、6b0・・端部、9a1、6b1・・先端縁、10・・素子基板、10a・・画像表示領域、10w・・基板本体、20・・対向基板、50・・液晶層、6b・・ドレイン電極(第1導電層、第2導電層)、43・・第2層間絶縁膜(絶縁膜)、44・・第3層間絶縁膜(絶縁膜)、100・・液晶装置、110、1000・・投射型表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項1】
素子基板用の基板本体と、
該基板本体の一方の基板面側に形成された第1導電層と、
該第1導電層に対して前記基板本体が位置する側とは反対側に設けられた絶縁膜と、
該絶縁膜に対して前記第1導電層が位置する側とは反対側に設けられ、前記絶縁膜に形成されたコンタクトホールの底部で前記第1導電層に対して一方側の端部が導通する第2導電層と、
を有する電気光学装置であって、
前記第2導電層の前記端部において前記一方側に位置する先端縁は、前記コンタクトホールの開口縁のうち前記一方側に位置する開口縁より当該一方側とは反対側の他方側に位置することを特徴とする電気光学装置。
【請求項2】
前記端部は、前記第2導電層の外周端のうち、前記一方側と前記他方側とによって規定される第1方向と交差する第2方向で延在する辺部分の長さ方向の途中位置において、当該辺部分において前記第2方向で隣接する部分より前記一方側に突出していることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
【請求項3】
前記端部において前記第2方向に位置する両側の側端縁は、前記コンタクトホールの開口縁より前記第2方向の外側に位置す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】
前記端部において前記第2方向に位置する両側の側端縁は、前記コンタクトホールの開口縁より前記第2方向の内側に位置す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5】
前記第1導電層は、前記基板本体の一方の基板面側に形成された画素トランジスターに電気的に接続する中継電極であり、
前記第2導電層は、画素電極であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項6】
前記素子基板は、前記基板本体の一方面側に対向配置された対向基板との間に液晶層を保持する液晶装置用素子基板であることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項7】
請求項6に記載の電気光学装置を備えた投射型表示装置であって、
前記電気光学装置に照射される照明光を出射する光源部と、前記電気光学装置により変調された光を投射する投射光学系と、を有していることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項8】
素子基板用の基板本体の一方の基板面側に第1導電層を形成する第1導電層形成工程と、
前記第1導電層の表面側にコンタクトホールを備えた絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜の表面側に導電膜を形成する導電膜形成工程と、
前記導電膜をパターニングして前記第1導電層に対して前記コンタクトホールの底部で一方側の端部が導通する第2導電層を形成するパターニング工程と、
を有する電気光学装置の製造方法であって、
前記パターニング工程では、前記第2導電層の前記端部において前記一方側に位置する先端縁の位置を、前記コンタクトホールの開口縁のうち前記一方側に位置する開口縁より当該一方側とは反対側の他方側の位置とすることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項9】
前記パターニング工程は、前記導電膜の表面側にポジタイプの感光性レジストを塗布する感光性レジスト塗布工程と、露光用光源から出射された露光光を露光マスクおよび光学系を介して縮小投影露光する露光工程と、前記感光性レジストを現像してレジストマスクを形成する現像工程と、前記レジストマスクと重なる領域以外の前記導電膜をエッチング除去するエッチング工程と、を有していることを特徴とする請求項8に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項1】
素子基板用の基板本体と、
該基板本体の一方の基板面側に形成された第1導電層と、
該第1導電層に対して前記基板本体が位置する側とは反対側に設けられた絶縁膜と、
該絶縁膜に対して前記第1導電層が位置する側とは反対側に設けられ、前記絶縁膜に形成されたコンタクトホールの底部で前記第1導電層に対して一方側の端部が導通する第2導電層と、
を有する電気光学装置であって、
前記第2導電層の前記端部において前記一方側に位置する先端縁は、前記コンタクトホールの開口縁のうち前記一方側に位置する開口縁より当該一方側とは反対側の他方側に位置することを特徴とする電気光学装置。
【請求項2】
前記端部は、前記第2導電層の外周端のうち、前記一方側と前記他方側とによって規定される第1方向と交差する第2方向で延在する辺部分の長さ方向の途中位置において、当該辺部分において前記第2方向で隣接する部分より前記一方側に突出していることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
【請求項3】
前記端部において前記第2方向に位置する両側の側端縁は、前記コンタクトホールの開口縁より前記第2方向の外側に位置す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】
前記端部において前記第2方向に位置する両側の側端縁は、前記コンタクトホールの開口縁より前記第2方向の内側に位置す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5】
前記第1導電層は、前記基板本体の一方の基板面側に形成された画素トランジスターに電気的に接続する中継電極であり、
前記第2導電層は、画素電極であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項6】
前記素子基板は、前記基板本体の一方面側に対向配置された対向基板との間に液晶層を保持する液晶装置用素子基板であることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項7】
請求項6に記載の電気光学装置を備えた投射型表示装置であって、
前記電気光学装置に照射される照明光を出射する光源部と、前記電気光学装置により変調された光を投射する投射光学系と、を有していることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項8】
素子基板用の基板本体の一方の基板面側に第1導電層を形成する第1導電層形成工程と、
前記第1導電層の表面側にコンタクトホールを備えた絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜の表面側に導電膜を形成する導電膜形成工程と、
前記導電膜をパターニングして前記第1導電層に対して前記コンタクトホールの底部で一方側の端部が導通する第2導電層を形成するパターニング工程と、
を有する電気光学装置の製造方法であって、
前記パターニング工程では、前記第2導電層の前記端部において前記一方側に位置する先端縁の位置を、前記コンタクトホールの開口縁のうち前記一方側に位置する開口縁より当該一方側とは反対側の他方側の位置とすることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項9】
前記パターニング工程は、前記導電膜の表面側にポジタイプの感光性レジストを塗布する感光性レジスト塗布工程と、露光用光源から出射された露光光を露光マスクおよび光学系を介して縮小投影露光する露光工程と、前記感光性レジストを現像してレジストマスクを形成する現像工程と、前記レジストマスクと重なる領域以外の前記導電膜をエッチング除去するエッチング工程と、を有していることを特徴とする請求項8に記載の電気光学装置の製造方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図6】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図6】
【公開番号】特開2012−189759(P2012−189759A)
【公開日】平成24年10月4日(2012.10.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−52609(P2011−52609)
【出願日】平成23年3月10日(2011.3.10)
【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24年10月4日(2012.10.4)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年3月10日(2011.3.10)
【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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