電気光学装置、電気光学装置の製造方法、電子機器
【課題】高い信頼性と安定した光学特性が得られる電気光学装置、電気光学装置の製造方法、電子機器を提供すること。
【解決手段】電気光学装置としての液晶装置１００は、一対の基板間に負の誘電異方性を有する液晶層５０が挟持され、一対の基板の少なくとも一方の基板としての素子基板１０の画素電極１５の表面と、他方の基板としての対向基板２０の共通電極２３の表面とに凹凸を有し、該凹凸の少なくとも側壁部分を覆う絶縁膜１７，２５と、絶縁膜１７，２５を含む電極の表面を覆う無機配向膜としての配向膜１８，２４と、を有する。
【解決手段】電気光学装置としての液晶装置１００は、一対の基板間に負の誘電異方性を有する液晶層５０が挟持され、一対の基板の少なくとも一方の基板としての素子基板１０の画素電極１５の表面と、他方の基板としての対向基板２０の共通電極２３の表面とに凹凸を有し、該凹凸の少なくとも側壁部分を覆う絶縁膜１７，２５と、絶縁膜１７，２５を含む電極の表面を覆う無機配向膜としての配向膜１８，２４と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学装置、電気光学装置の製造方法、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記電気光学装置として、一対の基板間に液晶層を備えた液晶装置が知られており、液晶層中の液晶分子は、一対の基板の表面に形成された配向膜によって初期の配向方向が制御されている。例えば、負の誘電異方性を有する液晶は、酸化シリコンなどの無機材料を基板面に対して斜方蒸着することによって形成された無機配向膜が用いられている。
【０００３】
このような斜方蒸着による無機配向膜の形成方法では、無機配向膜が形成される基板上に凹凸が生じていると、凹凸に対して斜方蒸着が行われたときに蒸着方向に対して影となる部分、すなわち配向膜が形成され難い部分が生じてしまい、液晶分子の配向むらが発生することがあった。このような課題を解決する構成が例えば特許文献１〜特許文献３に開示されている。
【０００４】
特許文献１の液晶装置では、少なくとも一方の無機配向膜の下地層は凹凸を有し、該下地層の凸部又は凹部の無機材料の斜方蒸着方向に沿う側の斜面と斜方蒸着方向に面する側の斜面の傾斜角度とを異ならせている。
特許文献２の液晶表示装置では、配向膜の少なくとも一方は、斜方蒸着によって形成された第１層と、当該第１層に対して１８０°をなす方位角方向からの斜方蒸着によって形成された第２層との積層構造からなる。
特許文献３の液晶装置では、基板において微粒子の凝集体からなる配向下地膜上に無機配向膜が形成されている。凝集体として光透過性を有するＩＴＯ微粒子が挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２６８０６７号公報
【特許文献２】特開２００５−１８１７９４号公報
【特許文献３】特開２００７−１７８６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１や特許文献２における無機配向膜の形成方法では、基板面において様々な方向に生じた凹凸の表面を隈なく覆うように無機配向膜を形成することが困難であった。それゆえに、一対の基板のそれぞれに設けられた電極の表面が無機配向膜で覆われない部分が発生し、当該部分では電極と液晶層とが直接に接触していた。そうすると、電極に駆動電圧が印加されたときに、電極の当該部分から液晶層に電荷が放出され、一対の基板間において対向する電極間に与えられる駆動電圧が変動して表示品位が低下するという不具合が発生するおそれがあるという課題があった。
また、上記特許文献３における無機配向膜の形成方法では、凹凸を埋めてその表面が平坦となる程度の厚みを有する配向下地膜が必要であり、凝集体としてＩＴＯ微粒子を用いたとしても、配向下地膜を設けない場合に比べて、画素における透過率が減少し、コントラストが低下するおそれがあるという課題があった。
【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。
【０００８】
［適用例１］本適用例の電気光学装置は、一対の基板間に負の誘電異方性を有する液晶層が挟持された電気光学装置であって、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板に設けられた電極の少なくとも側壁部分を覆う絶縁膜と、前記電極および前記絶縁膜を含む前記少なくとも一方の基板の表面を覆う無機配向膜と、を有することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、一対の基板のうち少なくとも一方の基板の電極における少なくとも側壁部分が絶縁膜で覆われているので、例えば、気相成長法を用いて無機配向膜を形成したとしても、該電極の側壁部分が露出することなく、無機配向膜を設けることができる。これにより、液晶層は絶縁膜または無機配向膜に接する状態となり、電極から液晶層への電荷の移動が抑制され、液晶層が安定して駆動されるため、優れた表示品質を有する電気光学装置を提供できる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例の電気光学装置において、前記電極は表面に凹凸を有し、前記絶縁膜は、さらに前記凹凸の側壁部分を覆って設けられていることが好ましい。
この構成によれば、一対の基板のうち少なくとも一方の基板の電極の表面における凹凸の側壁部分がさらに絶縁膜で覆われているので、例えば、気相成長法を用いて無機配向膜を形成したとしても、該凹凸の側壁部分が露出することなく、無機配向膜を設けることができる。これにより、液晶層は絶縁膜または無機配向膜に接する状態となり、電極から液晶層への電荷の移動が抑制され、液晶層が安定して駆動されるため、優れた表示品質を有する電気光学装置を提供できる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例の電気光学装置において、前記一方の基板は、画素回路と、複数の前記電極としての画素電極と、前記画素電極を覆う前記無機配向膜とを有し、前記一対の基板のうち他方の基板は、前記液晶層を挟んで前記複数の画素電極に対向する共通電極と、前記共通電極を覆う前記無機配向膜とを有し、前記画素電極上の前記凹凸は、前記画素回路が設けられた位置に対応するものであることを特徴とする。
この構成によれば、一方の基板において画素電極上に画素回路に起因する凹凸が生じていたとしても、該凹凸の側壁部分が絶縁膜で覆われ、該側壁部分以外の画素電極上の表面は無機配向膜で覆われるので、画素電極が液晶層に対して露出しない。ゆえに、画素電極から液晶層への電荷の放出が抑制され、優れた表示品質を実現できる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例の電気光学装置において、前記一方の基板は、複数の前記電極としての画素電極と、前記画素電極を覆う前記無機配向膜とを有し、前記一対の基板のうち他方の基板は、前記液晶層を挟んで前記複数の画素電極に対向する共通電極と、前記共通電極を覆う前記無機配向膜とを有し、前記画素電極上の前記凹凸は、前記画素電極の外縁部に設けられたものであるとしてもよい。
この構成によれば、画素電極の外縁部に凹凸を設けることにより、隣り合う画素電極間に生ずる横電界の影響を低減できると共に、該凹凸の部分が直接に液晶層に触れないので、画素電極から液晶層への電荷の放出が抑制され、より優れた表示品質を実現できる。
【００１３】
［適用例５］上記適用例の電気光学装置において、前記一方の基板は、複数の前記電極としての画素電極と、前記画素電極を覆う前記無機配向膜とを有し、前記一対の基板のうち他方の基板は、画素を平面的に区画する遮光膜と、前記遮光膜を覆う層間膜層と、前記層間膜層を覆い前記複数の画素電極に対向する前記電極としての共通電極と、前記共通電極を覆う前記無機配向膜とを有し、前記共通電極上の前記凹凸は、前記遮光膜が設けられた位置に対応するものであるとしてもよい。
この構成によれば、他方の基板において共通電極上に遮光膜に起因する凹凸が生じていたとしても、該凹凸の側壁部分が絶縁膜で覆われ、該側壁部分以外の共通電極上の表面は無機配向膜で覆われるので、共通電極が液晶層に対して露出しない。ゆえに、共通電極から液晶層への電荷の放出が抑制され、優れた表示品質を実現できる。
【００１４】
［適用例６］本適用例の電気光学装置の製造方法は、一対の基板間に負の誘電異方性を有する液晶層が挟持された電気光学装置の製造方法であって、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板に電極を形成する電極形成工程と、前記電極の少なくとも側壁部分を覆う絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記絶縁膜を含む前記電極の表面を覆う無機配向膜を気相成長法を用いて形成する配向膜形成工程と、を備え、前記絶縁膜形成工程は、前記電極を覆うように前記絶縁膜を形成する工程と、前記電極の前記液晶層に面する表面が露出するように前記電極上の前記絶縁膜を除去する工程とを含むことを特徴とする。
【００１５】
この方法によれば、配向膜形成工程では、電極を有する表面を確実に覆って無機配向膜を形成することができる。言い換えれば、電極が液晶層に対して露出することなく、電極から液晶層への電荷の放出が抑制され、優れた表示品質を有する電気光学装置を製造できる。また、電極の液晶層に面する表面上に形成された絶縁膜は除去されるので、絶縁膜を電極上に設けることに起因する駆動電圧の上昇や透過率の低下を抑制することができる。
【００１６】
［適用例７］上記適用例の電気光学装置の製造方法において、前記絶縁膜形成工程は、前記電極における凹凸の少なくとも側壁部分に前記絶縁膜を残し、前記電極の前記液晶層に面する表面が露出するように前記電極上の前記絶縁膜を除去することが好ましい。
この方法によれば、配向膜形成工程では、電極の凹凸を有する表面を確実に覆って無機配向膜を形成することができる。言い換えれば、凹凸を有する電極が液晶層に対して露出することなく、電極から液晶層への電荷の放出が抑制され、優れた表示品質を有する電気光学装置を製造できる。
【００１７】
［適用例８］本適用例の電子機器は、上記適用例の電気光学装置を備えたことを特徴する。
この構成によれば、優れた表示品質を有する電気光学装置を備えた電子機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は液晶装置の構成を示す概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ’線で切った概略断面図。
【図２】液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図。
【図３】画素の構造を示す概略平面図。
【図４】実施例１の画素の構造を示す概略断面図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は実施例１における液晶装置の製造方法を示す概略断面図。
【図６】実施例２の画素の構成を示す概略平面図。
【図７】図６のＢ−Ｂ’線で切った実施例２の画素の構造を示す概略断面図。
【図８】電子機器としての投射型表示装置の構成を示す概略図。
【図９】変形例の液晶装置の画素の構造を示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
【００２０】
なお、以下の形態において、「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構成物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。
【００２１】
本実施形態では、薄膜トランジスター（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）を画素のスイッチング素子として備えた電気光学装置としてのアクティブマトリクス型の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、例えば後述する投射型表示装置（液晶プロジェクター）の光変調素子（液晶ライトバルブ）として好適に用いることができるものである。
【００２２】
＜液晶装置＞
まず、本実施形態の電気光学装置としての液晶装置について、図１および図２を参照して説明する。図１（ａ）は液晶装置の構成を示す概略平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＨ−Ｈ’線で切った概略断面図、図２は液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。
【００２３】
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、一対の基板のうちの一方の基板としての素子基板１０と、他方の基板としての対向基板２０と、これら一対の基板によって挟持された液晶層５０とを有する。素子基板１０および対向基板２０は、透明な例えば石英などのガラス基板が用いられている。
【００２４】
素子基板１０は対向基板２０よりも一回り大きく、両基板は、額縁状に配置されたシール材４０を介して接合され、その隙間に負の誘電異方性を有する液晶が封入されて液晶層５０を構成している。シール材４０は、例えば熱硬化性または紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用されている。シール材４０には、一対の基板の間隔を一定に保持するためのスペーサー（図示省略）が混入されている。
【００２５】
額縁状に配置されたシール材４０の内側には、同じく額縁状に遮光膜２１が設けられている。遮光膜２１は、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなり、遮光膜２１の内側が複数の画素Ｐを有する表示領域Ｅとなっている。図１では詳細な図示を省略したが、遮光膜２１は表示領域Ｅにおいて画素Ｐをそれぞれ平面的に区分するように対向基板２０側に設けられている。
【００２６】
素子基板１０の１辺部に沿ったシール材４０との間にデータ線駆動回路１０１が設けられている。また、該１辺部に対向する他の１辺部に沿ったシール材４０の内側に検査回路１０３が設けられている。さらに、該１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部に沿ったシール材４０の内側に走査線駆動回路１０２が設けられている。該１辺部と対向する他の１辺部のシール材４０の内側には、２つの走査線駆動回路１０２を繋ぐ複数の配線１０５が設けられている。これらデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０２に繋がる配線は、該１辺部に沿って配列した複数の外部接続端子１０４に接続されている。
以降、該１辺部に沿った方向をＸ方向とし、該１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部に沿った方向をＹ方向として説明する。
なお、検査回路１０３の配置はこれに限定されず、データ線駆動回路１０１と表示領域Ｅとの間のシール材４０の内側に沿った位置に設けてもよい。
【００２７】
図１（ｂ）に示すように、素子基板１０の液晶層５０側の表面には、画素Ｐごとに設けられた光透過性を有する画素電極１５およびスイッチング素子としての薄膜トランジスター３０と、信号配線と、これらを覆う配向膜１８とが形成されている。
【００２８】
対向基板２０の液晶層５０側の表面には、遮光膜２１と、これを覆うように成膜された層間膜層２２と、層間膜層２２を覆うように設けられた共通電極２３と、共通電極２３を覆う配向膜２４とが設けられている。
【００２９】
遮光膜２１は、図１（ａ）に示すように平面的にデータ線駆動回路１０１や走査線駆動回路１０２、検査回路１０３と重なる位置において額縁状に設けられている。これにより対向基板２０側から入射する光を遮蔽して、これらの駆動回路を含む周辺回路の光による誤動作を防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が表示領域Ｅに入射しないように遮蔽して、表示領域Ｅの表示における高いコントラストを確保している。
【００３０】
層間膜層２２は、例えば酸化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して遮光膜２１を覆うように設けられている。このような層間膜層２２の形成方法としては、例えばプラズマＣＶＤ法などを用いて上記無機材料を成膜する方法が挙げられる。
【００３１】
共通電極２３は、例えばＩＴＯなどの透明導電膜からなり、層間膜層２２を覆うと共に、図１（ａ）に示すように対向基板２０の四隅に設けられた上下導通部１０６により素子基板１０側の配線に電気的に接続している。
【００３２】
画素電極１５を覆う配向膜１８および共通電極２３を覆う配向膜２４は、ＳｉＯx（酸化シリコン）などの無機材料を気相成長法を用いて成膜されたものである。気相成長法としては、配向膜１８，２４が形成される基板と、無機材料を放出する放出源とを該基板の法線方向に対して傾斜させて配置して成膜を行うものであって、斜方蒸着法、斜方スパッタ法などが挙げられる。このような配向膜１８，２４の形成方法によれば、配向膜１８，２４の表面に対してプレチルトを与えた状態で液晶分子を略垂直配向させることができる。
【００３３】
図２に示すように、液晶装置１００は、少なくとも表示領域Ｅにおいて互いに絶縁されて直交する複数の走査線３ａおよび複数のデータ線６ａと、走査線３ａに対して一定の間隔を置いて平行するように配置された容量線３ｂとを有する。
【００３４】
走査線３ａとデータ線６ａならびに容量線３ｂと、これらの信号線類により区分された領域に、ＴＦＴ３０と、保持容量１６とが設けられ、これらが画素Ｐの画素回路を構成している。
【００３５】
ＴＦＴ３０のゲートは走査線３ａに電気的に接続され、ＴＦＴ３０のソースはデータ線６ａに電気的に接続されている。画素電極１５はＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されている。
データ線６ａはデータ線駆動回路１０１（図１参照）に接続されており、データ線駆動回路１０１から供給される画像信号Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎを画素Ｐに供給する。走査線３ａは走査線駆動回路１０２（図１参照）に接続されており、走査線駆動回路１０２から供給される走査信号ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｍを各画素Ｐに供給する。データ線駆動回路１０１からデータ線６ａに供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、この順に列順次で供給してもよく、互いに隣接する複数のデータ線６ａ同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路１０２は、走査線３ａに対して、走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを所定のタイミングで、互いに重複しないパルス信号として順次供給する。
【００３６】
液晶装置１００は、スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線６ａから供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎが所定のタイミングで画素電極１５に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極１５を介して液晶層５０に供給された所定レベルの画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、画素電極１５と液晶層５０を介して対向配置された共通電極２３との間で一定期間保持される。
保持された画像信号Ｄ１〜Ｄｎがリークするのを防止するため、画素電極１５と共通電極２３との間に形成される液晶容量と並列に保持容量１６が接続されている。保持容量１６は、ＴＦＴ３０のドレインと容量線３ｂとの間に設けられている。
【００３７】
なお、図１（ａ）に示した検査回路１０３には、データ線６ａが接続されており、液晶装置１００の製造過程において、上記画像信号を検出することで液晶装置１００の動作欠陥などを確認できる構成となっているが、図２の等価回路では省略している。また、検査回路１０３は、上記画像信号をサンプリングしてデータ線６ａに供給するサンプリング回路、データ線６ａに所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して供給するプリチャージ回路を含むものとしてもよい。
【００３８】
このような液晶装置１００は透過型であって、画素Ｐが非駆動時に明表示となるノーマリーホワイトモードや、非駆動時に暗表示となるノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子が光学設計に応じて配置されて用いられる。
【００３９】
図３は画素の構造を示す概略平面図である。図３に示すように、液晶装置１００における画素Ｐは、例えば平面的に略四角形の開口部を有する。開口部は、Ｘ方向とＹ方向とに延在し格子状に設けられた遮光性の非開口部により囲まれている。
【００４０】
Ｘ方向に延在する非開口部には、図２に示した走査線３ａや容量線３ｂが設けられている。言い換えれば、低抵抗配線材料からなる走査線３ａや容量線３ｂによって非開口部の少なくとも一部が構成されている。
【００４１】
同じく、Ｙ方向に延在する非開口部には、図２に示したデータ線６ａが設けられている。言い換えれば、低抵抗配線材料からなるデータ線６ａによって非開口部の少なくとも一部が構成されている。
【００４２】
非開口部は、素子基板１０側に設けられた上記信号線類によって構成されるだけでなく、対向基板２０側において表示領域Ｅに対応して格子状又はストライプ状にパターニングされた遮光膜２１によっても構成されている。
【００４３】
非開口部の交差部付近には、図２に示したＴＦＴ３０や保持容量１６が設けられている。遮光性を有する非開口部の交差部付近にＴＦＴ３０を設けることにより、ＴＦＴ３０の光誤動作を防止すると共に開口率を確保している。
【００４４】
次に、このような液晶装置１００におけるより具体的な画素Ｐの構造について、実施例を挙げて説明する。図４は実施例１の画素の構造を示す概略断面図、図５（ａ）〜（ｃ）は実施例１における液晶装置の製造方法を示す概略断面図、図６は実施例２の画素の構成を示す概略平面図、図７は図６のＢ−Ｂ’線で切った実施例２の画素の構造を示す概略断面図である。なお、図５（ａ）〜（ｃ）において、素子基板１０における画素回路の図示は省略した。ＴＦＴ３０、保持容量１６ならびにこれらに繋がる配線類を含む画素回路の形成方法は、公知の方法を採用することができる。
【００４５】
（実施例１）
図４に示すように、実施例１の画素Ｐは、素子基板１０上において、画素Ｐごとに設けられたＴＦＴ３０を有する。ＴＦＴ３０は例えば多結晶質シリコン膜からなるＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造の半導体層３０ａを有している。半導体層３０ａは例えば酸化シリコンからなるゲート絶縁膜１１により覆われ、ゲート絶縁膜１１を介してチャンネル領域に対向する位置にゲート電極３０ｇが設けられている。ゲート電極３０ｇはアルミニウムなどの低抵抗配線材料やポリシリコンからなる走査線３ａの一部を利用して設けられている。
ゲート電極３０ｇとゲート絶縁膜１１とを覆って例えばシリコンの酸化物や窒化物などからなる第１層間絶縁膜１２が設けられている。第１層間絶縁膜１２には半導体層３０ａのソース領域３０ｓとドレイン領域３０ｄとにそれぞれ対応した位置にコンタクトホールが設けられ、第１層間絶縁膜１２上にはコンタクトホールを埋めるようにして成膜された低抵抗配線材料をパターニングして、ソース電極３１とドレイン電極３２とが形成されている。ソース電極３１はデータ線６ａと電気的に接続するようにパターニングされている。
これらのソース電極３１およびドレイン電極３２ならびに第１層間絶縁膜１２を覆って同じくシリコンの酸化物や窒化物などからなる第２層間絶縁膜１３が設けられている。第２層間絶縁膜１３上にはＴＦＴ３０と平面的に重なる位置に遮光膜８０が設けられている。素子基板１０上においてＴＦＴ３０ごとに設けられた遮光膜８０は、前述した非開口部の一部を構成するものである。
遮光膜８０と第２層間絶縁膜１３とを覆って同じくシリコンの酸化物や窒化物などからなる第３層間絶縁膜１４が設けられている。第３層間絶縁膜１４上には画素電極１５が画素Ｐごとに設けられている。画素電極１５は例えばＩＴＯなどの透明導電膜を用いて形成されている。画素電極１５とＴＦＴ３０のドレイン電極３２とは第２層間絶縁膜１３および第３層間絶縁膜１４に設けられたコンタクトホール（図示省略）によって電気的に接続している。画素電極１５は、図３に示した開口部と平面的に重なると共に開口部よりも大きな面積を有して形成されている。また、本実施例においては画素電極１５の外縁部が他の部分と比べて膜厚が厚くなっている。したがって、画素電極１５の液晶層５０に面する側の表面は平坦でなく、上記外縁部側において凹凸を有している。該凹凸の側壁部分は絶縁膜１７により覆われている。
【００４６】
このような画素電極１５の少なくとも液晶層５０に面する表面と、絶縁膜１７で覆われていない第３層間絶縁膜１４の表面とには配向膜１８が設けられている。配向膜１８は前述したように無機材料としての酸化シリコンを気相成長法を用いて成膜したものであり、成膜面に対して斜め方向に成長した酸化シリコンの柱状体（カラム）１８ａの集合からなるものである。カラム１８ａの成膜面に対する傾斜角度は、気相成長法における無機材料の放出源に対する基板の傾斜角度に寄る。
図４では、説明上カラム１８ａを視認できる程度の大きさとして成膜面に対して間隔を置いて図示したが、実際にはカラム１８ａは微小なものであって、ほとんど隙間なく密集した状態で成長している。気相成長法を用いて配向膜１８を形成する場合、放出源に対して影になり易い側の上記凹凸の側壁部分はカラム１８ａが形成され難い。実施例１では、上記凹凸の側壁部分が絶縁膜１７によって覆われているので、画素電極１５と液晶層５０とは直接に接触していない。
【００４７】
対向基板２０の液晶層５０に面する側には、まず遮光膜２１が設けられ、次に遮光膜２１を覆って層間膜層２２と共通電極２３とが順に形成されている。遮光膜２１は前述したように対向基板２０において表示領域Ｅを囲んで額縁状に設けられると共に、非開口部を構成するように格子状又はストライプ状に設けられている。したがって、遮光膜２１に重なるように設けられた層間膜層２２を覆う共通電極２３は、遮光膜２１の開口部２１ａ以外の非開口部において液晶層５０に向かって凸状（以降、共通電極２３の凸部と言う）となっている。つまり、共通電極２３の液晶層５０に面する側には凹凸が生じている。この凹凸における側壁部分も画素電極１５と同様に絶縁膜２５によって覆われている。そして、共通電極２３の液晶層５０に面する側の表面には、同じく気相成長法によって形成された柱状体（カラム）２４ａの集合からなる配向膜２４が設けられている。気相成長法を用いて配向膜２４を形成する場合、放出源に対して影になり易い側の上記凹凸の側壁部分はカラム２４ａが形成され難い。共通電極２３の表面は、絶縁膜２５とカラム２４ａとによって覆われているので、やはり液晶層５０と直接には触れていない。
【００４８】
このような配向膜１８，２４の表面において、負の誘電異方性を有する液晶分子は、プレチルトが与えられた状態で略垂直配向している。
【００４９】
初期的に略垂直配向している負の誘電異方性を有する液晶分子は、画素電極１５と共通電極２３との間に生じた電界方向に直交する方向に配列する。ところが隣り合う画素電極１５間に横電界が生ずるとその影響を受けて液晶分子の上記配列が乱され光漏れが生ずるおそれがある。実施例１では、素子基板１０と対向基板２０とは、隣り合う画素電極１５の外縁部と共通電極２３における上記凸部とが重なり合うように、液晶層５０を挟んで対向配置される。したがって、画素電極１５の外縁部と共通電極２３の凸部との間の液晶層５０の厚みは他の部分に比べて薄くなる。それゆえに、画素電極１５の外縁部と共通電極２３の凸部との間に生ずる電界強度は、他の部分に比べて強くなるので、隣り合う画素電極１５間に横電界が生じても液晶分子の上記配列が乱され難いという特徴を有している。
【００５０】
さらに、画素電極１５および共通電極２３の液晶層５０に面する表面は、それぞれ絶縁膜１７，２５と配向膜１８，２４とによって覆われている。したがって、絶縁膜１７，２５をそれぞれの電極の全面に亘って設ける場合に比べて、液晶層５０に掛かる電界を阻害しない。言い換えれば、絶縁膜１７，２５を設けても駆動電圧が上昇することはない。加えて、それぞれの電極が液晶層５０に直接に触れないため、駆動時に両電極間に与えられた電荷が液晶層５０に放出され難い。すなわち、電荷の放出による電位（例えば、両電極間における最適なＬＣＣＯＭ；共通電位）の変動が長期的に抑制され、高い信頼性と安定した光学特性とが実現される。
【００５１】
このような実施例１の液晶装置１００の製造方法としては、図５（ａ）に示すように、素子基板１０上において、外縁部の厚みが他に比べて厚い凸部１５ａを有するように画素電極１５を形成する（電極形成工程）。このような画素電極１５の形成方法としては、ＩＴＯなどの透明導電膜をパターニングして平面的な形状を整えた後に、凸部１５ａ以外の部分をエッチングして膜厚を減らす方法、あるいは、凸部１５ａに相当する部分に選択的に透明導電膜を成膜する方法が挙げられる。なお、このような方法に限らず、画素電極１５が形成される下地の第３層間絶縁膜１４の表面を部分的に凸状としておき、その上に透明導電膜を成膜してパターニングする方法も採用できる。
そして、画素電極１５が形成された素子基板１０の表面を覆うように絶縁膜１７ａを形成する（絶縁膜形成工程）。絶縁膜１７ａを形成する方法としては、スパッタ法や蒸着法を用いることが出来る。
【００５２】
次に、図５（ｂ）に示すように、形成された絶縁膜１７ａのうち、少なくとも画素電極１５の液晶層５０に面する表面が露出するように画素電極１５上の絶縁膜１７ａを除去する（絶縁膜除去工程）。除去方法としては、深さ方向のエッチング制御が可能なドライエッチング法が好ましい。これにより、画素電極１５の表面と隣り合う画素電極１５間の一部とを露出させると共に、凸部１５ａの側壁部分を覆う絶縁膜１７を形成する。
【００５３】
そして、図５（ｃ）に示すように、画素電極１５が形成された素子基板１０の表面に配向膜１８を形成する。配向膜１８は無機材料を気相成長法により成膜することで形成する。例えば、気相成長法として斜方蒸着を用いたならば、酸化シリコンを蒸発させる蒸着源に対して素子基板１０を斜めに配置して蒸着を行う。そのときに蒸着方向は、例えば図３に示したように、Ｘ方向とＹ方向とにマトリクス状に配列する画素Ｐ（画素電極１５）に対して、実線の矢印で示した右上から左下へ向かうおよそ４５度の方位角方向から斜方蒸着を行う。そうすると成膜面において蒸着方向に向かって成長したカラム１８ａの集合体が得られる。
【００５４】
対向基板２０における遮光膜２１、層間膜層２２、共通電極２３の形成方法は、公知の方法を採用できる。また、共通電極２３の凸部の側壁部分を覆う絶縁膜２５の形成方法については、画素電極１５における絶縁膜１７の形成方法と同じ方法を採用することができる。さらに、対向基板２０における配向膜２４の形成方法は、素子基板１０の場合と同様に気相成長法として斜方蒸着法を用いることができる。その場合の蒸着方向は、例えば図３に示すように、Ｘ方向とＹ方向とにマトリクス状に配列する画素Ｐに対して、破線の矢印で示した左下から右上へ向かうおよそ４５度の方位角方向から斜方蒸着を行う。つまり、図４に示したように、素子基板１０と対向基板２０とを対向配置したときに、カラム１８ａとカラム２４ａの成長方向が合致するように斜方蒸着を行う。
【００５５】
このような実施例１の液晶装置１００の製造方法によれば、液晶層５０に対して凹凸を有する画素電極１５や共通電極２３が直接触れることなく、負の誘電異方性を有する液晶分子をむらなく略垂直配向させる配向膜１８，２４を備えた液晶装置１００を製造することができる。
【００５６】
（実施例２）
図６は実施例２の画素の構成を示す概略平面図、図７は図６のＢ−Ｂ’線で切った画素の構造を示す概略断面図である。電極表面に凹凸を有する画素の構成および構造としては、実施例１の透過型の画素だけでなく、実施例２の反射型の画素にも適用することができる。なお、実施例１と同じ構成については同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００５７】
図６に示すように、反射型の液晶装置１００における画素ＰＢは、直交するデータ線６ａと走査線３ａ、ならびに走査線３ａに並行して配置された容量線３ｂとを有する。容量線３ｂには画素ＰＢ内において幅が拡張され一方の容量電極として機能する拡張部３ｃが設けられている。この拡張部３ｃを含めた容量線３ｂに平面的に重なるように他方の容量電極として機能する中継電極１６ａが設けられている。容量線３ｂに接続された拡張部３ｃと、これに対向配置された中継電極１６ａとの間に誘電体層が挟まれて保持容量１６を構成している。
【００５８】
ＴＦＴ３０は、データ線６ａと走査線３ａの交差点付近に設けられている。また、細長い半導体層３０ａが走査線３ａと交差すると共に、半導体層３０ａのソース領域３０ｓがデータ線６ａから画素ＰＢ内に平面視で突出した突出部６ｂと重なり、半導体層３０ａのドレイン領域３０ｄ側が中継電極１６ａと重なるように配置されている。
【００５９】
画素電極１５Ｂは、例えばＡｌ（アルミニウム）やその合金などの金属材料からなり、光反射性を有している。また、データ線６ａ、走査線３ａ、容量線３ｂ、中継電極１６ａ、ＴＦＴ３０と平面的に重なるように配置されている。
【００６０】
図７に示すように、ＴＦＴ３０は、素子基板１０上に形成された例えば多結晶質シリコン膜からなるＬＤＤ構造の半導体層３０ａを有する。半導体層３０ａは、例えば酸化シリコンからなるゲート絶縁膜１１によって覆われ、ゲート絶縁膜１１上において半導体層３０ａのチャネル領域に重なるようにして走査線３ａが設けられている。つまり、実施例１と同様にＴＦＴ３０は走査線３ａの一部がゲート電極３０ｇとなるトップゲート構造の薄膜トランジスターである。
【００６１】
走査線３ａを覆うようにして第１層間絶縁膜１２が設けられ、第１層間絶縁膜１２上に容量線３ｂならびにその拡張部３ｃが設けられている。容量線３ｂおよび拡張部３ｃを覆うように第２層間絶縁膜１３が設けられ、第２層間絶縁膜１３上にデータ線６ａおよび突出部６ｂ、中継電極１６ａがパターニング形成されている。第２層間絶縁膜１３は、保持容量１６における誘電体層として機能する。
【００６２】
データ線６ａおよび突出部６ｂ、中継電極１６ａを覆うように第３層間絶縁膜１４が設けられ、第３層間絶縁膜１４上に画素電極１５Ｂが設けられている。
【００６３】
走査線３ａ、容量線３ｂ、データ線６ａ、中継電極１６ａは、いずれもＡｌやその合金などの低抵抗配線材料からなり、データ線６ａの突出部６ｂは、ゲート絶縁膜１１、第１層間絶縁膜１２、第２層間絶縁膜１３を貫通するように設けられたコンタクトホール１３ａを介して半導体層３０ａのソース領域３０ｓと接続している。
【００６４】
中継電極１６ａは、ゲート絶縁膜１１、第１層間絶縁膜１２、第２層間絶縁膜１３を貫通するように設けられたコンタクトホール１３ｂを介して半導体層３０ａのドレイン領域３０ｄと接続している。
【００６５】
また、中継電極１６ａは、第３層間絶縁膜１４を貫通するように設けられた開口部を画素電極１５Ｂの形成材料を用いて埋めたコンタクトホール１４ａを介して画素電極１５Ｂと接続している。
【００６６】
実施例２の反射型の液晶装置１００では、画素電極１５Ｂが反射性を有しているので、ＴＦＴ３０や保持容量１６などの画素回路の要素を画素電極１５Ｂの下層に形成することができる。その一方で画素電極１５Ｂの表面は、下層に設けられた画素回路に起因する凹凸を有している。該凹凸の側壁部分には、実施例１と同様に絶縁膜１７が形成されている。したがって、画素電極１５Ｂが設けられた素子基板１０の表面に配向膜１８を気相成長法を用いて形成したとしても、上記凹凸の側壁部分におけるカラム１８ａが成長し難い影の部分には絶縁膜１７が形成されているので、画素電極１５Ｂの表面が液晶層５０に直接触れることが防止される。
【００６７】
実施例２によれば、画素電極１５Ｂの表面が液晶層５０に直接触れないので、実施例１と同様に高い信頼性と、安定した光学特性とが得られる反射型の液晶装置１００を提供することができる。
【００６８】
実施例１および実施例２において、絶縁膜１７，２５は、配向膜１８，２４の形成における気相成長法の影の程度を鑑みて、電極上の凹凸の段差が少なくとも２００ｎｍ以上となる部分の側壁部分を覆うように形成することが好ましい。言い換えれば、段差が２００ｎｍ未満の凹凸は無視することができる。
【００６９】
＜電子機器＞
図８は電子機器としての投射型表示装置の構成を示す概略図である。図８に示すように、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置１０００は、システム光軸Ｌに沿って配置された偏光照明装置１１００と、光分離素子としての２つのダイクロイックミラー１１０４，１１０５と、３つの反射ミラー１１０６，１１０７，１１０８と、５つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５と、３つの光変調手段としての透過型の液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム１２０６と、投射レンズ１２０７とを備えている。
【００７０】
偏光照明装置１１００は、超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源からなる光源としてのランプユニット１１０１と、インテグレーターレンズ１１０２と、偏光変換素子１１０３とから概略構成されている。
【００７１】
ダイクロイックミラー１１０４は、偏光照明装置１１００から射出された偏光光束のうち、赤色光（Ｒ）を反射させ、緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とを透過させる。もう１つのダイクロイックミラー１１０５は、ダイクロイックミラー１１０４を透過した緑色光（Ｇ）を反射させ、青色光（Ｂ）を透過させる。
【００７２】
ダイクロイックミラー１１０４で反射した赤色光（Ｒ）は、反射ミラー１１０６で反射した後にリレーレンズ１２０５を経由して液晶ライトバルブ１２１０に入射する。
ダイクロイックミラー１１０５で反射した緑色光（Ｇ）は、リレーレンズ１２０４を経由して液晶ライトバルブ１２２０に入射する。
ダイクロイックミラー１１０５を透過した青色光（Ｂ）は、３つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３と２つの反射ミラー１１０７，１１０８とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ１２３０に入射する。
【００７３】
液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０は、クロスダイクロイックプリズム１２０６の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０に入射した色光は、映像情報（映像信号）に基づいて変調されクロスダイクロイックプリズム１２０６に向けて射出される。このプリズムは、４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色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合成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ１２０７によってスクリーン１３００上に投射され、画像が拡大されて表示される。
【００７４】
液晶ライトバルブ１２１０は、上述した液晶装置１００が適用されたものである。液晶装置１００は、色光の入射側と射出側とにおいてクロスニコルに配置された一対の偏光素子の間に隙間を置いて配置されている。他の液晶ライトバルブ１２２０，１２３０も同様である。
【００７５】
このような投射型表示装置１０００によれば、高い信頼性と安定した光学特性とが得られる液晶装置１００を備え、高い表示品位が実現されている。なお、液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０として、透過型に限らず実施例２に示した反射型の液晶装置１００を用いて投射型表示装置１０００を構成することも可能である。
【００７６】
上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
【００７７】
（変形例１）上記実施例１の透過型の液晶装置１００において、ＴＦＴ３０や保持容量１６などの画素回路の要素が配置される部分は、画素Ｐの非開口部に限定されない。例えば、画素Ｐの大きさが高精細となり、画素回路の一部分が開口部にはみ出して配置されていてもよい。言い換えれば、画素回路に起因する画素電極１５上の凹凸の少なくとも一部は画素Ｐの開口部内に配置されてもよい。
【００７８】
（変形例２）上記液晶装置１００において、電極上の凹凸における側壁部分を絶縁膜１７で覆う構成は、素子基板１０の画素電極１５および対向基板２０の共通電極２３の双方に適用させなくてもよい。言い換えれば、いずれか一方における電極の凹凸に対応させて絶縁膜を設ける構成とすれば、相応の効果が得られる。
【００７９】
（変形例３）上記液晶装置１００において、共通電極２３側の凸部は、遮光膜２１と層間膜層２２とを設けることにより生ずるものに限定されない。例えば、遮光膜２１を無くして、層間膜層２２に凹凸を設けてこれを覆うように共通電極２３を形成してもよい。
【００８０】
（変形例４）上記絶縁膜１７によって側壁部分を覆う画素電極１５の形状は、画素電極１５の表面に凹凸を有するものに限定されない。図９は変形例の液晶装置の画素の構造を示す概略断面図である。なお、上記液晶装置１００と同じ構成には同じ符号を付して詳細の説明は省略する。
例えば、図９に示すように、変形例の液晶装置１５０は、素子基板１０上に複数の画素電極１５Ｃを有している。画素電極１５Ｃは、その表面が平坦なものであって、外周側の側壁部分を覆うように絶縁膜１７が設けられている。配向膜１８は上述したように例えば酸化シリコンを斜方蒸着して得られたカラム１８ａの集合体であって、斜方蒸着時に影となる画素電極１５Ｃの側壁部分にはカラム１８ａが成長し難く、影とならない部分の側壁部分には成長する。いずれの側壁部分も絶縁膜１７で覆われているので画素電極１５Ｃが液晶層５０と直接に接触することを防止することができる。つまり、変形例の液晶装置１５０は、実施例１の液晶装置１００と同様に高い信頼性と、安定した光学特性とが得られる。
【００８１】
（変形例５）上記透過型あるいは反射型の液晶装置１００が適用される電子機器は、投射型表示装置１０００に限定されない。例えば、投射型のＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）や直視型のＨＭＤ（ヘッドマウントディプレイ）、または電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、電子手帳、ＰＯＳなどの情報端末機器の表示部として好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０…一方の基板としての素子基板、１５，１５Ｂ，１５Ｃ…電極としての画素電極、１７…絶縁膜、１８…無機配向膜としての配向膜、２０…他方の基板としての対向基板、２１…遮光膜、２２…層間膜層、２３…電極としての共通電極、２４…無機配向膜としての配向膜、２５…絶縁膜、５０…液晶層、１００，１５０…電気光学装置としての液晶装置、１０００…電子機器としての投射型表示装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学装置、電気光学装置の製造方法、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記電気光学装置として、一対の基板間に液晶層を備えた液晶装置が知られており、液晶層中の液晶分子は、一対の基板の表面に形成された配向膜によって初期の配向方向が制御されている。例えば、負の誘電異方性を有する液晶は、酸化シリコンなどの無機材料を基板面に対して斜方蒸着することによって形成された無機配向膜が用いられている。
【０００３】
このような斜方蒸着による無機配向膜の形成方法では、無機配向膜が形成される基板上に凹凸が生じていると、凹凸に対して斜方蒸着が行われたときに蒸着方向に対して影となる部分、すなわち配向膜が形成され難い部分が生じてしまい、液晶分子の配向むらが発生することがあった。このような課題を解決する構成が例えば特許文献１〜特許文献３に開示されている。
【０００４】
特許文献１の液晶装置では、少なくとも一方の無機配向膜の下地層は凹凸を有し、該下地層の凸部又は凹部の無機材料の斜方蒸着方向に沿う側の斜面と斜方蒸着方向に面する側の斜面の傾斜角度とを異ならせている。
特許文献２の液晶表示装置では、配向膜の少なくとも一方は、斜方蒸着によって形成された第１層と、当該第１層に対して１８０°をなす方位角方向からの斜方蒸着によって形成された第２層との積層構造からなる。
特許文献３の液晶装置では、基板において微粒子の凝集体からなる配向下地膜上に無機配向膜が形成されている。凝集体として光透過性を有するＩＴＯ微粒子が挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２６８０６７号公報
【特許文献２】特開２００５−１８１７９４号公報
【特許文献３】特開２００７−１７８６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１や特許文献２における無機配向膜の形成方法では、基板面において様々な方向に生じた凹凸の表面を隈なく覆うように無機配向膜を形成することが困難であった。それゆえに、一対の基板のそれぞれに設けられた電極の表面が無機配向膜で覆われない部分が発生し、当該部分では電極と液晶層とが直接に接触していた。そうすると、電極に駆動電圧が印加されたときに、電極の当該部分から液晶層に電荷が放出され、一対の基板間において対向する電極間に与えられる駆動電圧が変動して表示品位が低下するという不具合が発生するおそれがあるという課題があった。
また、上記特許文献３における無機配向膜の形成方法では、凹凸を埋めてその表面が平坦となる程度の厚みを有する配向下地膜が必要であり、凝集体としてＩＴＯ微粒子を用いたとしても、配向下地膜を設けない場合に比べて、画素における透過率が減少し、コントラストが低下するおそれがあるという課題があった。
【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。
【０００８】
［適用例１］本適用例の電気光学装置は、一対の基板間に負の誘電異方性を有する液晶層が挟持された電気光学装置であって、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板に設けられた電極の少なくとも側壁部分を覆う絶縁膜と、前記電極および前記絶縁膜を含む前記少なくとも一方の基板の表面を覆う無機配向膜と、を有することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、一対の基板のうち少なくとも一方の基板の電極における少なくとも側壁部分が絶縁膜で覆われているので、例えば、気相成長法を用いて無機配向膜を形成したとしても、該電極の側壁部分が露出することなく、無機配向膜を設けることができる。これにより、液晶層は絶縁膜または無機配向膜に接する状態となり、電極から液晶層への電荷の移動が抑制され、液晶層が安定して駆動されるため、優れた表示品質を有する電気光学装置を提供できる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例の電気光学装置において、前記電極は表面に凹凸を有し、前記絶縁膜は、さらに前記凹凸の側壁部分を覆って設けられていることが好ましい。
この構成によれば、一対の基板のうち少なくとも一方の基板の電極の表面における凹凸の側壁部分がさらに絶縁膜で覆われているので、例えば、気相成長法を用いて無機配向膜を形成したとしても、該凹凸の側壁部分が露出することなく、無機配向膜を設けることができる。これにより、液晶層は絶縁膜または無機配向膜に接する状態となり、電極から液晶層への電荷の移動が抑制され、液晶層が安定して駆動されるため、優れた表示品質を有する電気光学装置を提供できる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例の電気光学装置において、前記一方の基板は、画素回路と、複数の前記電極としての画素電極と、前記画素電極を覆う前記無機配向膜とを有し、前記一対の基板のうち他方の基板は、前記液晶層を挟んで前記複数の画素電極に対向する共通電極と、前記共通電極を覆う前記無機配向膜とを有し、前記画素電極上の前記凹凸は、前記画素回路が設けられた位置に対応するものであることを特徴とする。
この構成によれば、一方の基板において画素電極上に画素回路に起因する凹凸が生じていたとしても、該凹凸の側壁部分が絶縁膜で覆われ、該側壁部分以外の画素電極上の表面は無機配向膜で覆われるので、画素電極が液晶層に対して露出しない。ゆえに、画素電極から液晶層への電荷の放出が抑制され、優れた表示品質を実現できる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例の電気光学装置において、前記一方の基板は、複数の前記電極としての画素電極と、前記画素電極を覆う前記無機配向膜とを有し、前記一対の基板のうち他方の基板は、前記液晶層を挟んで前記複数の画素電極に対向する共通電極と、前記共通電極を覆う前記無機配向膜とを有し、前記画素電極上の前記凹凸は、前記画素電極の外縁部に設けられたものであるとしてもよい。
この構成によれば、画素電極の外縁部に凹凸を設けることにより、隣り合う画素電極間に生ずる横電界の影響を低減できると共に、該凹凸の部分が直接に液晶層に触れないので、画素電極から液晶層への電荷の放出が抑制され、より優れた表示品質を実現できる。
【００１３】
［適用例５］上記適用例の電気光学装置において、前記一方の基板は、複数の前記電極としての画素電極と、前記画素電極を覆う前記無機配向膜とを有し、前記一対の基板のうち他方の基板は、画素を平面的に区画する遮光膜と、前記遮光膜を覆う層間膜層と、前記層間膜層を覆い前記複数の画素電極に対向する前記電極としての共通電極と、前記共通電極を覆う前記無機配向膜とを有し、前記共通電極上の前記凹凸は、前記遮光膜が設けられた位置に対応するものであるとしてもよい。
この構成によれば、他方の基板において共通電極上に遮光膜に起因する凹凸が生じていたとしても、該凹凸の側壁部分が絶縁膜で覆われ、該側壁部分以外の共通電極上の表面は無機配向膜で覆われるので、共通電極が液晶層に対して露出しない。ゆえに、共通電極から液晶層への電荷の放出が抑制され、優れた表示品質を実現できる。
【００１４】
［適用例６］本適用例の電気光学装置の製造方法は、一対の基板間に負の誘電異方性を有する液晶層が挟持された電気光学装置の製造方法であって、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板に電極を形成する電極形成工程と、前記電極の少なくとも側壁部分を覆う絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記絶縁膜を含む前記電極の表面を覆う無機配向膜を気相成長法を用いて形成する配向膜形成工程と、を備え、前記絶縁膜形成工程は、前記電極を覆うように前記絶縁膜を形成する工程と、前記電極の前記液晶層に面する表面が露出するように前記電極上の前記絶縁膜を除去する工程とを含むことを特徴とする。
【００１５】
この方法によれば、配向膜形成工程では、電極を有する表面を確実に覆って無機配向膜を形成することができる。言い換えれば、電極が液晶層に対して露出することなく、電極から液晶層への電荷の放出が抑制され、優れた表示品質を有する電気光学装置を製造できる。また、電極の液晶層に面する表面上に形成された絶縁膜は除去されるので、絶縁膜を電極上に設けることに起因する駆動電圧の上昇や透過率の低下を抑制することができる。
【００１６】
［適用例７］上記適用例の電気光学装置の製造方法において、前記絶縁膜形成工程は、前記電極における凹凸の少なくとも側壁部分に前記絶縁膜を残し、前記電極の前記液晶層に面する表面が露出するように前記電極上の前記絶縁膜を除去することが好ましい。
この方法によれば、配向膜形成工程では、電極の凹凸を有する表面を確実に覆って無機配向膜を形成することができる。言い換えれば、凹凸を有する電極が液晶層に対して露出することなく、電極から液晶層への電荷の放出が抑制され、優れた表示品質を有する電気光学装置を製造できる。
【００１７】
［適用例８］本適用例の電子機器は、上記適用例の電気光学装置を備えたことを特徴する。
この構成によれば、優れた表示品質を有する電気光学装置を備えた電子機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は液晶装置の構成を示す概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ’線で切った概略断面図。
【図２】液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図。
【図３】画素の構造を示す概略平面図。
【図４】実施例１の画素の構造を示す概略断面図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は実施例１における液晶装置の製造方法を示す概略断面図。
【図６】実施例２の画素の構成を示す概略平面図。
【図７】図６のＢ−Ｂ’線で切った実施例２の画素の構造を示す概略断面図。
【図８】電子機器としての投射型表示装置の構成を示す概略図。
【図９】変形例の液晶装置の画素の構造を示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
【００２０】
なお、以下の形態において、「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構成物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。
【００２１】
本実施形態では、薄膜トランジスター（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）を画素のスイッチング素子として備えた電気光学装置としてのアクティブマトリクス型の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、例えば後述する投射型表示装置（液晶プロジェクター）の光変調素子（液晶ライトバルブ）として好適に用いることができるものである。
【００２２】
＜液晶装置＞
まず、本実施形態の電気光学装置としての液晶装置について、図１および図２を参照して説明する。図１（ａ）は液晶装置の構成を示す概略平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＨ−Ｈ’線で切った概略断面図、図２は液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。
【００２３】
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、一対の基板のうちの一方の基板としての素子基板１０と、他方の基板としての対向基板２０と、これら一対の基板によって挟持された液晶層５０とを有する。素子基板１０および対向基板２０は、透明な例えば石英などのガラス基板が用いられている。
【００２４】
素子基板１０は対向基板２０よりも一回り大きく、両基板は、額縁状に配置されたシール材４０を介して接合され、その隙間に負の誘電異方性を有する液晶が封入されて液晶層５０を構成している。シール材４０は、例えば熱硬化性または紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用されている。シール材４０には、一対の基板の間隔を一定に保持するためのスペーサー（図示省略）が混入されている。
【００２５】
額縁状に配置されたシール材４０の内側には、同じく額縁状に遮光膜２１が設けられている。遮光膜２１は、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなり、遮光膜２１の内側が複数の画素Ｐを有する表示領域Ｅとなっている。図１では詳細な図示を省略したが、遮光膜２１は表示領域Ｅにおいて画素Ｐをそれぞれ平面的に区分するように対向基板２０側に設けられている。
【００２６】
素子基板１０の１辺部に沿ったシール材４０との間にデータ線駆動回路１０１が設けられている。また、該１辺部に対向する他の１辺部に沿ったシール材４０の内側に検査回路１０３が設けられている。さらに、該１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部に沿ったシール材４０の内側に走査線駆動回路１０２が設けられている。該１辺部と対向する他の１辺部のシール材４０の内側には、２つの走査線駆動回路１０２を繋ぐ複数の配線１０５が設けられている。これらデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０２に繋がる配線は、該１辺部に沿って配列した複数の外部接続端子１０４に接続されている。
以降、該１辺部に沿った方向をＸ方向とし、該１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部に沿った方向をＹ方向として説明する。
なお、検査回路１０３の配置はこれに限定されず、データ線駆動回路１０１と表示領域Ｅとの間のシール材４０の内側に沿った位置に設けてもよい。
【００２７】
図１（ｂ）に示すように、素子基板１０の液晶層５０側の表面には、画素Ｐごとに設けられた光透過性を有する画素電極１５およびスイッチング素子としての薄膜トランジスター３０と、信号配線と、これらを覆う配向膜１８とが形成されている。
【００２８】
対向基板２０の液晶層５０側の表面には、遮光膜２１と、これを覆うように成膜された層間膜層２２と、層間膜層２２を覆うように設けられた共通電極２３と、共通電極２３を覆う配向膜２４とが設けられている。
【００２９】
遮光膜２１は、図１（ａ）に示すように平面的にデータ線駆動回路１０１や走査線駆動回路１０２、検査回路１０３と重なる位置において額縁状に設けられている。これにより対向基板２０側から入射する光を遮蔽して、これらの駆動回路を含む周辺回路の光による誤動作を防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が表示領域Ｅに入射しないように遮蔽して、表示領域Ｅの表示における高いコントラストを確保している。
【００３０】
層間膜層２２は、例えば酸化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して遮光膜２１を覆うように設けられている。このような層間膜層２２の形成方法としては、例えばプラズマＣＶＤ法などを用いて上記無機材料を成膜する方法が挙げられる。
【００３１】
共通電極２３は、例えばＩＴＯなどの透明導電膜からなり、層間膜層２２を覆うと共に、図１（ａ）に示すように対向基板２０の四隅に設けられた上下導通部１０６により素子基板１０側の配線に電気的に接続している。
【００３２】
画素電極１５を覆う配向膜１８および共通電極２３を覆う配向膜２４は、ＳｉＯx（酸化シリコン）などの無機材料を気相成長法を用いて成膜されたものである。気相成長法としては、配向膜１８，２４が形成される基板と、無機材料を放出する放出源とを該基板の法線方向に対して傾斜させて配置して成膜を行うものであって、斜方蒸着法、斜方スパッタ法などが挙げられる。このような配向膜１８，２４の形成方法によれば、配向膜１８，２４の表面に対してプレチルトを与えた状態で液晶分子を略垂直配向させることができる。
【００３３】
図２に示すように、液晶装置１００は、少なくとも表示領域Ｅにおいて互いに絶縁されて直交する複数の走査線３ａおよび複数のデータ線６ａと、走査線３ａに対して一定の間隔を置いて平行するように配置された容量線３ｂとを有する。
【００３４】
走査線３ａとデータ線６ａならびに容量線３ｂと、これらの信号線類により区分された領域に、ＴＦＴ３０と、保持容量１６とが設けられ、これらが画素Ｐの画素回路を構成している。
【００３５】
ＴＦＴ３０のゲートは走査線３ａに電気的に接続され、ＴＦＴ３０のソースはデータ線６ａに電気的に接続されている。画素電極１５はＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されている。
データ線６ａはデータ線駆動回路１０１（図１参照）に接続されており、データ線駆動回路１０１から供給される画像信号Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎを画素Ｐに供給する。走査線３ａは走査線駆動回路１０２（図１参照）に接続されており、走査線駆動回路１０２から供給される走査信号ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｍを各画素Ｐに供給する。データ線駆動回路１０１からデータ線６ａに供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、この順に列順次で供給してもよく、互いに隣接する複数のデータ線６ａ同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路１０２は、走査線３ａに対して、走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを所定のタイミングで、互いに重複しないパルス信号として順次供給する。
【００３６】
液晶装置１００は、スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線６ａから供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎが所定のタイミングで画素電極１５に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極１５を介して液晶層５０に供給された所定レベルの画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、画素電極１５と液晶層５０を介して対向配置された共通電極２３との間で一定期間保持される。
保持された画像信号Ｄ１〜Ｄｎがリークするのを防止するため、画素電極１５と共通電極２３との間に形成される液晶容量と並列に保持容量１６が接続されている。保持容量１６は、ＴＦＴ３０のドレインと容量線３ｂとの間に設けられている。
【００３７】
なお、図１（ａ）に示した検査回路１０３には、データ線６ａが接続されており、液晶装置１００の製造過程において、上記画像信号を検出することで液晶装置１００の動作欠陥などを確認できる構成となっているが、図２の等価回路では省略している。また、検査回路１０３は、上記画像信号をサンプリングしてデータ線６ａに供給するサンプリング回路、データ線６ａに所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して供給するプリチャージ回路を含むものとしてもよい。
【００３８】
このような液晶装置１００は透過型であって、画素Ｐが非駆動時に明表示となるノーマリーホワイトモードや、非駆動時に暗表示となるノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子が光学設計に応じて配置されて用いられる。
【００３９】
図３は画素の構造を示す概略平面図である。図３に示すように、液晶装置１００における画素Ｐは、例えば平面的に略四角形の開口部を有する。開口部は、Ｘ方向とＹ方向とに延在し格子状に設けられた遮光性の非開口部により囲まれている。
【００４０】
Ｘ方向に延在する非開口部には、図２に示した走査線３ａや容量線３ｂが設けられている。言い換えれば、低抵抗配線材料からなる走査線３ａや容量線３ｂによって非開口部の少なくとも一部が構成されている。
【００４１】
同じく、Ｙ方向に延在する非開口部には、図２に示したデータ線６ａが設けられている。言い換えれば、低抵抗配線材料からなるデータ線６ａによって非開口部の少なくとも一部が構成されている。
【００４２】
非開口部は、素子基板１０側に設けられた上記信号線類によって構成されるだけでなく、対向基板２０側において表示領域Ｅに対応して格子状又はストライプ状にパターニングされた遮光膜２１によっても構成されている。
【００４３】
非開口部の交差部付近には、図２に示したＴＦＴ３０や保持容量１６が設けられている。遮光性を有する非開口部の交差部付近にＴＦＴ３０を設けることにより、ＴＦＴ３０の光誤動作を防止すると共に開口率を確保している。
【００４４】
次に、このような液晶装置１００におけるより具体的な画素Ｐの構造について、実施例を挙げて説明する。図４は実施例１の画素の構造を示す概略断面図、図５（ａ）〜（ｃ）は実施例１における液晶装置の製造方法を示す概略断面図、図６は実施例２の画素の構成を示す概略平面図、図７は図６のＢ−Ｂ’線で切った実施例２の画素の構造を示す概略断面図である。なお、図５（ａ）〜（ｃ）において、素子基板１０における画素回路の図示は省略した。ＴＦＴ３０、保持容量１６ならびにこれらに繋がる配線類を含む画素回路の形成方法は、公知の方法を採用することができる。
【００４５】
（実施例１）
図４に示すように、実施例１の画素Ｐは、素子基板１０上において、画素Ｐごとに設けられたＴＦＴ３０を有する。ＴＦＴ３０は例えば多結晶質シリコン膜からなるＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造の半導体層３０ａを有している。半導体層３０ａは例えば酸化シリコンからなるゲート絶縁膜１１により覆われ、ゲート絶縁膜１１を介してチャンネル領域に対向する位置にゲート電極３０ｇが設けられている。ゲート電極３０ｇはアルミニウムなどの低抵抗配線材料やポリシリコンからなる走査線３ａの一部を利用して設けられている。
ゲート電極３０ｇとゲート絶縁膜１１とを覆って例えばシリコンの酸化物や窒化物などからなる第１層間絶縁膜１２が設けられている。第１層間絶縁膜１２には半導体層３０ａのソース領域３０ｓとドレイン領域３０ｄとにそれぞれ対応した位置にコンタクトホールが設けられ、第１層間絶縁膜１２上にはコンタクトホールを埋めるようにして成膜された低抵抗配線材料をパターニングして、ソース電極３１とドレイン電極３２とが形成されている。ソース電極３１はデータ線６ａと電気的に接続するようにパターニングされている。
これらのソース電極３１およびドレイン電極３２ならびに第１層間絶縁膜１２を覆って同じくシリコンの酸化物や窒化物などからなる第２層間絶縁膜１３が設けられている。第２層間絶縁膜１３上にはＴＦＴ３０と平面的に重なる位置に遮光膜８０が設けられている。素子基板１０上においてＴＦＴ３０ごとに設けられた遮光膜８０は、前述した非開口部の一部を構成するものである。
遮光膜８０と第２層間絶縁膜１３とを覆って同じくシリコンの酸化物や窒化物などからなる第３層間絶縁膜１４が設けられている。第３層間絶縁膜１４上には画素電極１５が画素Ｐごとに設けられている。画素電極１５は例えばＩＴＯなどの透明導電膜を用いて形成されている。画素電極１５とＴＦＴ３０のドレイン電極３２とは第２層間絶縁膜１３および第３層間絶縁膜１４に設けられたコンタクトホール（図示省略）によって電気的に接続している。画素電極１５は、図３に示した開口部と平面的に重なると共に開口部よりも大きな面積を有して形成されている。また、本実施例においては画素電極１５の外縁部が他の部分と比べて膜厚が厚くなっている。したがって、画素電極１５の液晶層５０に面する側の表面は平坦でなく、上記外縁部側において凹凸を有している。該凹凸の側壁部分は絶縁膜１７により覆われている。
【００４６】
このような画素電極１５の少なくとも液晶層５０に面する表面と、絶縁膜１７で覆われていない第３層間絶縁膜１４の表面とには配向膜１８が設けられている。配向膜１８は前述したように無機材料としての酸化シリコンを気相成長法を用いて成膜したものであり、成膜面に対して斜め方向に成長した酸化シリコンの柱状体（カラム）１８ａの集合からなるものである。カラム１８ａの成膜面に対する傾斜角度は、気相成長法における無機材料の放出源に対する基板の傾斜角度に寄る。
図４では、説明上カラム１８ａを視認できる程度の大きさとして成膜面に対して間隔を置いて図示したが、実際にはカラム１８ａは微小なものであって、ほとんど隙間なく密集した状態で成長している。気相成長法を用いて配向膜１８を形成する場合、放出源に対して影になり易い側の上記凹凸の側壁部分はカラム１８ａが形成され難い。実施例１では、上記凹凸の側壁部分が絶縁膜１７によって覆われているので、画素電極１５と液晶層５０とは直接に接触していない。
【００４７】
対向基板２０の液晶層５０に面する側には、まず遮光膜２１が設けられ、次に遮光膜２１を覆って層間膜層２２と共通電極２３とが順に形成されている。遮光膜２１は前述したように対向基板２０において表示領域Ｅを囲んで額縁状に設けられると共に、非開口部を構成するように格子状又はストライプ状に設けられている。したがって、遮光膜２１に重なるように設けられた層間膜層２２を覆う共通電極２３は、遮光膜２１の開口部２１ａ以外の非開口部において液晶層５０に向かって凸状（以降、共通電極２３の凸部と言う）となっている。つまり、共通電極２３の液晶層５０に面する側には凹凸が生じている。この凹凸における側壁部分も画素電極１５と同様に絶縁膜２５によって覆われている。そして、共通電極２３の液晶層５０に面する側の表面には、同じく気相成長法によって形成された柱状体（カラム）２４ａの集合からなる配向膜２４が設けられている。気相成長法を用いて配向膜２４を形成する場合、放出源に対して影になり易い側の上記凹凸の側壁部分はカラム２４ａが形成され難い。共通電極２３の表面は、絶縁膜２５とカラム２４ａとによって覆われているので、やはり液晶層５０と直接には触れていない。
【００４８】
このような配向膜１８，２４の表面において、負の誘電異方性を有する液晶分子は、プレチルトが与えられた状態で略垂直配向している。
【００４９】
初期的に略垂直配向している負の誘電異方性を有する液晶分子は、画素電極１５と共通電極２３との間に生じた電界方向に直交する方向に配列する。ところが隣り合う画素電極１５間に横電界が生ずるとその影響を受けて液晶分子の上記配列が乱され光漏れが生ずるおそれがある。実施例１では、素子基板１０と対向基板２０とは、隣り合う画素電極１５の外縁部と共通電極２３における上記凸部とが重なり合うように、液晶層５０を挟んで対向配置される。したがって、画素電極１５の外縁部と共通電極２３の凸部との間の液晶層５０の厚みは他の部分に比べて薄くなる。それゆえに、画素電極１５の外縁部と共通電極２３の凸部との間に生ずる電界強度は、他の部分に比べて強くなるので、隣り合う画素電極１５間に横電界が生じても液晶分子の上記配列が乱され難いという特徴を有している。
【００５０】
さらに、画素電極１５および共通電極２３の液晶層５０に面する表面は、それぞれ絶縁膜１７，２５と配向膜１８，２４とによって覆われている。したがって、絶縁膜１７，２５をそれぞれの電極の全面に亘って設ける場合に比べて、液晶層５０に掛かる電界を阻害しない。言い換えれば、絶縁膜１７，２５を設けても駆動電圧が上昇することはない。加えて、それぞれの電極が液晶層５０に直接に触れないため、駆動時に両電極間に与えられた電荷が液晶層５０に放出され難い。すなわち、電荷の放出による電位（例えば、両電極間における最適なＬＣＣＯＭ；共通電位）の変動が長期的に抑制され、高い信頼性と安定した光学特性とが実現される。
【００５１】
このような実施例１の液晶装置１００の製造方法としては、図５（ａ）に示すように、素子基板１０上において、外縁部の厚みが他に比べて厚い凸部１５ａを有するように画素電極１５を形成する（電極形成工程）。このような画素電極１５の形成方法としては、ＩＴＯなどの透明導電膜をパターニングして平面的な形状を整えた後に、凸部１５ａ以外の部分をエッチングして膜厚を減らす方法、あるいは、凸部１５ａに相当する部分に選択的に透明導電膜を成膜する方法が挙げられる。なお、このような方法に限らず、画素電極１５が形成される下地の第３層間絶縁膜１４の表面を部分的に凸状としておき、その上に透明導電膜を成膜してパターニングする方法も採用できる。
そして、画素電極１５が形成された素子基板１０の表面を覆うように絶縁膜１７ａを形成する（絶縁膜形成工程）。絶縁膜１７ａを形成する方法としては、スパッタ法や蒸着法を用いることが出来る。
【００５２】
次に、図５（ｂ）に示すように、形成された絶縁膜１７ａのうち、少なくとも画素電極１５の液晶層５０に面する表面が露出するように画素電極１５上の絶縁膜１７ａを除去する（絶縁膜除去工程）。除去方法としては、深さ方向のエッチング制御が可能なドライエッチング法が好ましい。これにより、画素電極１５の表面と隣り合う画素電極１５間の一部とを露出させると共に、凸部１５ａの側壁部分を覆う絶縁膜１７を形成する。
【００５３】
そして、図５（ｃ）に示すように、画素電極１５が形成された素子基板１０の表面に配向膜１８を形成する。配向膜１８は無機材料を気相成長法により成膜することで形成する。例えば、気相成長法として斜方蒸着を用いたならば、酸化シリコンを蒸発させる蒸着源に対して素子基板１０を斜めに配置して蒸着を行う。そのときに蒸着方向は、例えば図３に示したように、Ｘ方向とＹ方向とにマトリクス状に配列する画素Ｐ（画素電極１５）に対して、実線の矢印で示した右上から左下へ向かうおよそ４５度の方位角方向から斜方蒸着を行う。そうすると成膜面において蒸着方向に向かって成長したカラム１８ａの集合体が得られる。
【００５４】
対向基板２０における遮光膜２１、層間膜層２２、共通電極２３の形成方法は、公知の方法を採用できる。また、共通電極２３の凸部の側壁部分を覆う絶縁膜２５の形成方法については、画素電極１５における絶縁膜１７の形成方法と同じ方法を採用することができる。さらに、対向基板２０における配向膜２４の形成方法は、素子基板１０の場合と同様に気相成長法として斜方蒸着法を用いることができる。その場合の蒸着方向は、例えば図３に示すように、Ｘ方向とＹ方向とにマトリクス状に配列する画素Ｐに対して、破線の矢印で示した左下から右上へ向かうおよそ４５度の方位角方向から斜方蒸着を行う。つまり、図４に示したように、素子基板１０と対向基板２０とを対向配置したときに、カラム１８ａとカラム２４ａの成長方向が合致するように斜方蒸着を行う。
【００５５】
このような実施例１の液晶装置１００の製造方法によれば、液晶層５０に対して凹凸を有する画素電極１５や共通電極２３が直接触れることなく、負の誘電異方性を有する液晶分子をむらなく略垂直配向させる配向膜１８，２４を備えた液晶装置１００を製造することができる。
【００５６】
（実施例２）
図６は実施例２の画素の構成を示す概略平面図、図７は図６のＢ−Ｂ’線で切った画素の構造を示す概略断面図である。電極表面に凹凸を有する画素の構成および構造としては、実施例１の透過型の画素だけでなく、実施例２の反射型の画素にも適用することができる。なお、実施例１と同じ構成については同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００５７】
図６に示すように、反射型の液晶装置１００における画素ＰＢは、直交するデータ線６ａと走査線３ａ、ならびに走査線３ａに並行して配置された容量線３ｂとを有する。容量線３ｂには画素ＰＢ内において幅が拡張され一方の容量電極として機能する拡張部３ｃが設けられている。この拡張部３ｃを含めた容量線３ｂに平面的に重なるように他方の容量電極として機能する中継電極１６ａが設けられている。容量線３ｂに接続された拡張部３ｃと、これに対向配置された中継電極１６ａとの間に誘電体層が挟まれて保持容量１６を構成している。
【００５８】
ＴＦＴ３０は、データ線６ａと走査線３ａの交差点付近に設けられている。また、細長い半導体層３０ａが走査線３ａと交差すると共に、半導体層３０ａのソース領域３０ｓがデータ線６ａから画素ＰＢ内に平面視で突出した突出部６ｂと重なり、半導体層３０ａのドレイン領域３０ｄ側が中継電極１６ａと重なるように配置されている。
【００５９】
画素電極１５Ｂは、例えばＡｌ（アルミニウム）やその合金などの金属材料からなり、光反射性を有している。また、データ線６ａ、走査線３ａ、容量線３ｂ、中継電極１６ａ、ＴＦＴ３０と平面的に重なるように配置されている。
【００６０】
図７に示すように、ＴＦＴ３０は、素子基板１０上に形成された例えば多結晶質シリコン膜からなるＬＤＤ構造の半導体層３０ａを有する。半導体層３０ａは、例えば酸化シリコンからなるゲート絶縁膜１１によって覆われ、ゲート絶縁膜１１上において半導体層３０ａのチャネル領域に重なるようにして走査線３ａが設けられている。つまり、実施例１と同様にＴＦＴ３０は走査線３ａの一部がゲート電極３０ｇとなるトップゲート構造の薄膜トランジスターである。
【００６１】
走査線３ａを覆うようにして第１層間絶縁膜１２が設けられ、第１層間絶縁膜１２上に容量線３ｂならびにその拡張部３ｃが設けられている。容量線３ｂおよび拡張部３ｃを覆うように第２層間絶縁膜１３が設けられ、第２層間絶縁膜１３上にデータ線６ａおよび突出部６ｂ、中継電極１６ａがパターニング形成されている。第２層間絶縁膜１３は、保持容量１６における誘電体層として機能する。
【００６２】
データ線６ａおよび突出部６ｂ、中継電極１６ａを覆うように第３層間絶縁膜１４が設けられ、第３層間絶縁膜１４上に画素電極１５Ｂが設けられている。
【００６３】
走査線３ａ、容量線３ｂ、データ線６ａ、中継電極１６ａは、いずれもＡｌやその合金などの低抵抗配線材料からなり、データ線６ａの突出部６ｂは、ゲート絶縁膜１１、第１層間絶縁膜１２、第２層間絶縁膜１３を貫通するように設けられたコンタクトホール１３ａを介して半導体層３０ａのソース領域３０ｓと接続している。
【００６４】
中継電極１６ａは、ゲート絶縁膜１１、第１層間絶縁膜１２、第２層間絶縁膜１３を貫通するように設けられたコンタクトホール１３ｂを介して半導体層３０ａのドレイン領域３０ｄと接続している。
【００６５】
また、中継電極１６ａは、第３層間絶縁膜１４を貫通するように設けられた開口部を画素電極１５Ｂの形成材料を用いて埋めたコンタクトホール１４ａを介して画素電極１５Ｂと接続している。
【００６６】
実施例２の反射型の液晶装置１００では、画素電極１５Ｂが反射性を有しているので、ＴＦＴ３０や保持容量１６などの画素回路の要素を画素電極１５Ｂの下層に形成することができる。その一方で画素電極１５Ｂの表面は、下層に設けられた画素回路に起因する凹凸を有している。該凹凸の側壁部分には、実施例１と同様に絶縁膜１７が形成されている。したがって、画素電極１５Ｂが設けられた素子基板１０の表面に配向膜１８を気相成長法を用いて形成したとしても、上記凹凸の側壁部分におけるカラム１８ａが成長し難い影の部分には絶縁膜１７が形成されているので、画素電極１５Ｂの表面が液晶層５０に直接触れることが防止される。
【００６７】
実施例２によれば、画素電極１５Ｂの表面が液晶層５０に直接触れないので、実施例１と同様に高い信頼性と、安定した光学特性とが得られる反射型の液晶装置１００を提供することができる。
【００６８】
実施例１および実施例２において、絶縁膜１７，２５は、配向膜１８，２４の形成における気相成長法の影の程度を鑑みて、電極上の凹凸の段差が少なくとも２００ｎｍ以上となる部分の側壁部分を覆うように形成することが好ましい。言い換えれば、段差が２００ｎｍ未満の凹凸は無視することができる。
【００６９】
＜電子機器＞
図８は電子機器としての投射型表示装置の構成を示す概略図である。図８に示すように、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置１０００は、システム光軸Ｌに沿って配置された偏光照明装置１１００と、光分離素子としての２つのダイクロイックミラー１１０４，１１０５と、３つの反射ミラー１１０６，１１０７，１１０８と、５つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５と、３つの光変調手段としての透過型の液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム１２０６と、投射レンズ１２０７とを備えている。
【００７０】
偏光照明装置１１００は、超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源からなる光源としてのランプユニット１１０１と、インテグレーターレンズ１１０２と、偏光変換素子１１０３とから概略構成されている。
【００７１】
ダイクロイックミラー１１０４は、偏光照明装置１１００から射出された偏光光束のうち、赤色光（Ｒ）を反射させ、緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とを透過させる。もう１つのダイクロイックミラー１１０５は、ダイクロイックミラー１１０４を透過した緑色光（Ｇ）を反射させ、青色光（Ｂ）を透過させる。
【００７２】
ダイクロイックミラー１１０４で反射した赤色光（Ｒ）は、反射ミラー１１０６で反射した後にリレーレンズ１２０５を経由して液晶ライトバルブ１２１０に入射する。
ダイクロイックミラー１１０５で反射した緑色光（Ｇ）は、リレーレンズ１２０４を経由して液晶ライトバルブ１２２０に入射する。
ダイクロイックミラー１１０５を透過した青色光（Ｂ）は、３つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３と２つの反射ミラー１１０７，１１０８とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ１２３０に入射する。
【００７３】
液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０は、クロスダイクロイックプリズム１２０６の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０に入射した色光は、映像情報（映像信号）に基づいて変調されクロスダイクロイックプリズム１２０６に向けて射出される。このプリズムは、４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色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合成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ１２０７によってスクリーン１３００上に投射され、画像が拡大されて表示される。
【００７４】
液晶ライトバルブ１２１０は、上述した液晶装置１００が適用されたものである。液晶装置１００は、色光の入射側と射出側とにおいてクロスニコルに配置された一対の偏光素子の間に隙間を置いて配置されている。他の液晶ライトバルブ１２２０，１２３０も同様である。
【００７５】
このような投射型表示装置１０００によれば、高い信頼性と安定した光学特性とが得られる液晶装置１００を備え、高い表示品位が実現されている。なお、液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０として、透過型に限らず実施例２に示した反射型の液晶装置１００を用いて投射型表示装置１０００を構成することも可能である。
【００７６】
上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
【００７７】
（変形例１）上記実施例１の透過型の液晶装置１００において、ＴＦＴ３０や保持容量１６などの画素回路の要素が配置される部分は、画素Ｐの非開口部に限定されない。例えば、画素Ｐの大きさが高精細となり、画素回路の一部分が開口部にはみ出して配置されていてもよい。言い換えれば、画素回路に起因する画素電極１５上の凹凸の少なくとも一部は画素Ｐの開口部内に配置されてもよい。
【００７８】
（変形例２）上記液晶装置１００において、電極上の凹凸における側壁部分を絶縁膜１７で覆う構成は、素子基板１０の画素電極１５および対向基板２０の共通電極２３の双方に適用させなくてもよい。言い換えれば、いずれか一方における電極の凹凸に対応させて絶縁膜を設ける構成とすれば、相応の効果が得られる。
【００７９】
（変形例３）上記液晶装置１００において、共通電極２３側の凸部は、遮光膜２１と層間膜層２２とを設けることにより生ずるものに限定されない。例えば、遮光膜２１を無くして、層間膜層２２に凹凸を設けてこれを覆うように共通電極２３を形成してもよい。
【００８０】
（変形例４）上記絶縁膜１７によって側壁部分を覆う画素電極１５の形状は、画素電極１５の表面に凹凸を有するものに限定されない。図９は変形例の液晶装置の画素の構造を示す概略断面図である。なお、上記液晶装置１００と同じ構成には同じ符号を付して詳細の説明は省略する。
例えば、図９に示すように、変形例の液晶装置１５０は、素子基板１０上に複数の画素電極１５Ｃを有している。画素電極１５Ｃは、その表面が平坦なものであって、外周側の側壁部分を覆うように絶縁膜１７が設けられている。配向膜１８は上述したように例えば酸化シリコンを斜方蒸着して得られたカラム１８ａの集合体であって、斜方蒸着時に影となる画素電極１５Ｃの側壁部分にはカラム１８ａが成長し難く、影とならない部分の側壁部分には成長する。いずれの側壁部分も絶縁膜１７で覆われているので画素電極１５Ｃが液晶層５０と直接に接触することを防止することができる。つまり、変形例の液晶装置１５０は、実施例１の液晶装置１００と同様に高い信頼性と、安定した光学特性とが得られる。
【００８１】
（変形例５）上記透過型あるいは反射型の液晶装置１００が適用される電子機器は、投射型表示装置１０００に限定されない。例えば、投射型のＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）や直視型のＨＭＤ（ヘッドマウントディプレイ）、または電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、電子手帳、ＰＯＳなどの情報端末機器の表示部として好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０…一方の基板としての素子基板、１５，１５Ｂ，１５Ｃ…電極としての画素電極、１７…絶縁膜、１８…無機配向膜としての配向膜、２０…他方の基板としての対向基板、２１…遮光膜、２２…層間膜層、２３…電極としての共通電極、２４…無機配向膜としての配向膜、２５…絶縁膜、５０…液晶層、１００，１５０…電気光学装置としての液晶装置、１０００…電子機器としての投射型表示装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に負の誘電異方性を有する液晶層が挟持された電気光学装置であって、
前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板に設けられた電極の少なくとも側壁部分を覆う絶縁膜と、
前記電極および前記絶縁膜を含む前記少なくとも一方の基板の表面を覆う無機配向膜と、を有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記電極は表面に凹凸を有し、
前記絶縁膜は、さらに前記凹凸の側壁部分を覆って設けられ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】
前記一方の基板は、画素回路と、複数の前記電極としての画素電極と、前記画素電極を覆う前記無機配向膜とを有し、
前記一対の基板のうち他方の基板は、前記液晶層を挟んで前記複数の画素電極に対向する共通電極と、前記共通電極を覆う前記無機配向膜とを有し、
前記画素電極上の前記凹凸は、前記画素回路が設けられた位置に対応するものであ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】
前記一方の基板は、複数の前記電極としての画素電極と、前記画素電極を覆う前記無機配向膜とを有し、
前記一対の基板のうち他方の基板は、前記液晶層を挟んで前記複数の画素電極に対向する共通電極と、前記共通電極を覆う前記無機配向膜とを有し、
前記画素電極上の前記凹凸は、前記画素電極の外縁部に設けられたものであ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】
前記一方の基板は、複数の前記電極としての画素電極と、前記画素電極を覆う前記無機配向膜とを有し、
前記一対の基板のうち他方の基板は、画素を平面的に区画する遮光膜と、前記遮光膜を覆う層間膜層と、前記層間膜層を覆い前記複数の画素電極に対向する前記電極としての共通電極と、前記共通電極を覆う前記無機配向膜とを有し、
前記共通電極上の前記凹凸は、前記遮光膜が設けられた位置に対応するものであ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６】
一対の基板間に負の誘電異方性を有する液晶層が挟持された電気光学装置の製造方法であって、
前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板に電極を形成する電極形成工程と、
前記電極の少なくとも側壁部分を覆う絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜を含む前記電極の表面を覆う無機配向膜を気相成長法を用いて形成する配向膜形成工程と、を備え、
前記絶縁膜形成工程は、前記電極を覆うように前記絶縁膜を形成する工程と、前記電極の前記液晶層に面する表面が露出するように前記電極上の前記絶縁膜を除去する工程とを含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項７】
前記絶縁膜形成工程は、前記電極における凹凸の少なくとも側壁部分に前記絶縁膜を残し、前記電極の前記液晶層に面する表面が露出するように前記電極上の前記絶縁膜を除去することを特徴とする請求項６に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴する電子機器。
【請求項１】
一対の基板間に負の誘電異方性を有する液晶層が挟持された電気光学装置であって、
前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板に設けられた電極の少なくとも側壁部分を覆う絶縁膜と、
前記電極および前記絶縁膜を含む前記少なくとも一方の基板の表面を覆う無機配向膜と、を有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記電極は表面に凹凸を有し、
前記絶縁膜は、さらに前記凹凸の側壁部分を覆って設けられ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】
前記一方の基板は、画素回路と、複数の前記電極としての画素電極と、前記画素電極を覆う前記無機配向膜とを有し、
前記一対の基板のうち他方の基板は、前記液晶層を挟んで前記複数の画素電極に対向する共通電極と、前記共通電極を覆う前記無機配向膜とを有し、
前記画素電極上の前記凹凸は、前記画素回路が設けられた位置に対応するものであ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】
前記一方の基板は、複数の前記電極としての画素電極と、前記画素電極を覆う前記無機配向膜とを有し、
前記一対の基板のうち他方の基板は、前記液晶層を挟んで前記複数の画素電極に対向する共通電極と、前記共通電極を覆う前記無機配向膜とを有し、
前記画素電極上の前記凹凸は、前記画素電極の外縁部に設けられたものであ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】
前記一方の基板は、複数の前記電極としての画素電極と、前記画素電極を覆う前記無機配向膜とを有し、
前記一対の基板のうち他方の基板は、画素を平面的に区画する遮光膜と、前記遮光膜を覆う層間膜層と、前記層間膜層を覆い前記複数の画素電極に対向する前記電極としての共通電極と、前記共通電極を覆う前記無機配向膜とを有し、
前記共通電極上の前記凹凸は、前記遮光膜が設けられた位置に対応するものであ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６】
一対の基板間に負の誘電異方性を有する液晶層が挟持された電気光学装置の製造方法であって、
前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板に電極を形成する電極形成工程と、
前記電極の少なくとも側壁部分を覆う絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜を含む前記電極の表面を覆う無機配向膜を気相成長法を用いて形成する配向膜形成工程と、を備え、
前記絶縁膜形成工程は、前記電極を覆うように前記絶縁膜を形成する工程と、前記電極の前記液晶層に面する表面が露出するように前記電極上の前記絶縁膜を除去する工程とを含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項７】
前記絶縁膜形成工程は、前記電極における凹凸の少なくとも側壁部分に前記絶縁膜を残し、前記電極の前記液晶層に面する表面が露出するように前記電極上の前記絶縁膜を除去することを特徴とする請求項６に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴する電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−７８６８０（Ｐ２０１２−７８６８０Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２５４２４（Ｐ２０１０−２２５４２４）
【出願日】平成２２年１０月５日（２０１０．１０．５）
【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４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月５日（２０１０．１０．５）
【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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