電気光学装置及び電子機器、並びに電気光学装置の製造方法
【課題】液晶装置等の電気光学装置において、配向膜の被覆率を改善することで、高品質な画像を表示可能とする。
【解決手段】電気光学装置は、基板(10)と、基板上に形成されており、基板の面に対して所定の角度で切り立った側壁(215a,215b)を有する掘下部(215)が設けられた絶縁膜(210)と、絶縁膜の上層側に形成されており、基板上で平面的に見て、側壁と少なくとも部分的に重なるように設けられることで傾斜された端部を有する複数の画素電極(9a)と、複数の画素電極上に形成された配向膜(16)とを備える。
【解決手段】電気光学装置は、基板(10)と、基板上に形成されており、基板の面に対して所定の角度で切り立った側壁(215a,215b)を有する掘下部(215)が設けられた絶縁膜(210)と、絶縁膜の上層側に形成されており、基板上で平面的に見て、側壁と少なくとも部分的に重なるように設けられることで傾斜された端部を有する複数の画素電極(9a)と、複数の画素電極上に形成された配向膜(16)とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置、及び該電気光学装置を備えた、例えば液晶プロジェクタ等の電子機器、並びに電気光学装置の製造方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【0002】
この種の電気光学装置として、例えば液晶等の電気光学物質が配向膜を介して画素電極と対向配置されており、画素電極に電圧を印加することにより、電気光学物質を制御して画像を表示するものがある。このような電気光学装置においては、画素電極に対する配向膜の被覆率(言い換えれば、密着性)が悪化することにより、電気光学物質の配向不良が生じてしまう場合がある。このため、例えば特許文献1では、イオン注入及びウェットエッチングによって画素電極をテーパ化するという技術が提案されている。
【0003】
【特許文献1】特開2003−222894号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上述した技術では、画素電極がウェットエッチングによってパターニングされるため、例えば画素における高開口率化(即ち、光が通過する開口部の割合の増加)等による、各画素電極間の間隙の微細化に対応することが極めて困難である。即ち、上述した技術においては、装置の小型化や高精細化を実現する上での不都合が生じてしまうおそれがあるという技術的問題点がある。
【0005】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、配向膜の被覆率を改善することで、高品質な画像を表示可能な電気光学装置及び電子機器、並びに電気光学装置の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、基板と、前記基板上に形成されており、前記基板の面に対して所定の角度で切り立った側壁を有する掘下部が設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜の上層側に形成されており、前記基板上で平面的に見て、前記側壁と少なくとも部分的に重なるように設けられることで傾斜された端部を有する複数の画素電極と、前記複数の画素電極上に形成された配向膜とを備える。
【0007】
本発明の電気光学装置によれば、その動作時には、基板上に形成された複数の画素電極に画像信号が供給されることで、配向膜を介して対向配置された電気光学物質が制御される。これにより、複数の画素電極が配列されてなる画素領域に画像が表示される。より具体的には、例えば画素領域には、上述した画素電極に加えて、画素電極への画像信号の供給を制御するトランジスタが設けられており、走査線からトランジスタに対して走査信号が供給されると共に、データ線から画素電極への画像信号の供給が制御される。これにより、所謂アクティブマトリクス方式による画像表示が行われる。
【0008】
画素電極の下層側には、画素電極と他の導電層とを絶縁する絶縁膜が形成されている。絶縁膜には、基板の面に対して所定の角度で切り立った側壁を有する掘下部が設けられている。即ち、絶縁膜上には、溝状又は穴状の凹部が設けられている。尚、ここでの「所定の角度」は、典型的には90度に近い角度を指すが、広義においては側壁が基板面に対して平行でないという趣旨である。よって、基板面に対して斜め(例えば、45度)に側壁が形成されるような場合も、本発明には含まれるものとする。掘下部は、例えば成膜後に平坦化された絶縁膜に対して、エッチングによるパターニング処理を施すことによって設けられる。
【0009】
絶縁膜に掘下部が設けられていることにより、絶縁膜より上層側に形成される層には、掘下部の側壁に起因する段差が生じる。本発明では特に、絶縁膜の上層側に形成される複数の画素電極は、その端部が絶縁膜の側壁と少なくとも部分的に重なるように形成されている。言い換えれば、掘下部は、側壁が各画素電極の端部と重なるような位置に設けられる。これにより、複数の画素電極の端部は、絶縁膜における掘下部の側壁に起因する段差の影響を受けて傾斜された状態となる。即ち、画素電極はテーパ化される。
【0010】
より具体的には、複数の画素電極は、例えば絶縁膜における掘下部の側壁に起因する段差が生じた層の上に、ITO等からなる膜を形成した後、段差によって傾斜された部分が、各画素電極の端部となるようにドライエッチング等によってパターニングされることで(即ち、各画素電極間の間隙となる部分が取り除かれることで)形成される。
【0011】
本発明では特に、画素電極の端部がテーパ化されているため、画素電極上に形成される配向膜の被覆率を向上させることが可能である。即ち、画素電極及び配向膜間に不必要な間隙が生じたり、配向膜の表面に段差が生じたりすることを防止することができる。配向膜の被覆率が向上されることで、配向膜による電気光学物質に対する配向規制力が強められる。よって、電気光学物質の配向不良を防止することができる。従って、配向不良による画質の低下を効果的に防止することができる。
【0012】
尚、画素電極は端部全て(即ち、画素電極の周囲全て)がテーパ化されることが好ましいが、部分的にテーパ化されることによっても、上述した効果は相応に得られる。よって、絶縁膜における掘下部は、画素電極の端部全てと重なるように設けられていなくともよい。
【0013】
また、画素電極及び前記絶縁膜間には、典型的には、導電層が形成されない。このようにすれば、絶縁膜における掘下部の側壁に起因する段差によって、導電層に凹凸が生じてしまうことを防止することができる。よって、導電層における断線等のリスクを回避することができると共に、積層構造の不必要な複雑化を防止することができる。更に、画素電極及び絶縁膜間に存在する層を少なくできるため、絶縁膜における掘下部の側壁に起因する段差によって、より確実に画素電極の端部を傾斜させることができる。即ち、画素電極及び掘下部の間に導電層が存在することによって段差が緩和されてしまい、画素電極の端部が傾斜されなくなってしまうことを防止することができる。従って、より確実に、画素電極に対する配向膜の被覆率を改善することができる。
【0014】
尚、画素電極及び絶縁膜間には、他の絶縁膜が形成されても構わないが、画素電極の端部を確実に傾斜させるためには、他の絶縁膜が2層以上含まれないことが望ましい。但し、画素電極及び絶縁膜間に他の絶縁膜を形成することで、画素電極の端部における傾斜を、意図的に緩やかなものとすることが可能である。また、画素電極及び絶縁膜間に他の絶縁膜が形成される場合には、他の絶縁膜に掘下部を設けることで、画素電極の端部における傾斜を調整することもできる。
【0015】
以上説明したように、本発明の電気光学装置によれば、画素電極の下層側に形成される絶縁膜に掘下部を設けることにより、画素電極に対する配向膜の被覆率を改善することができる。従って、高品質な画像を表示することが可能である。
【0016】
本発明の電気光学装置の一態様では、前記複数の画素電極は、前記絶縁膜の直上に形成されている。
【0017】
この態様によれば、画素電極が絶縁膜の直上に形成される(即ち、画素電極及び絶縁膜間には他の層が形成されない)ため、絶縁膜における掘下部の側壁に起因する段差によって、より確実に画素電極の端部を傾斜させることができる。即ち、画素電極及び掘下部の間に他の層が存在することによって段差が緩和されてしまい、画素電極の端部が傾斜されなくなってしまうことを防止することができる。従って、より確実に、画素電極に対する配向膜の被覆率を改善することができる。
【0018】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記複数の画素電極の端部は、上層側に凸状の曲面を有するように形成されている。
【0019】
この態様によれば、絶縁膜に掘下部が設けられることにより、画素電極の端部が上層側に凸状の曲面を有するように形成されている。即ち、画素電極の端部は、丸みを帯びて膨らんだような曲面として形成されている。
【0020】
画素電極が上層側に凸状の曲面を有するように形成されることにより、画素電極の表面における角度のきつい凹凸を減少させることができる。即ち、画素電極の表面を、より滑らかなものとすることができる。よって、画素電極に対する配向膜の被覆率を効果的に高めることができる。
【0021】
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置(但し、その各種態様も含む)を備える。
【0022】
本発明の電子機器によれば、上述した本発明に係る電気光学装置を具備してなるので、高品質な表示を行うことが可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置等も実現することも可能である。
【0023】
本発明の電気光学装置の製造方法は上記課題を解決するために、基板上に、前記基板の面に対して所定の角度で切り立った側壁を有する掘下部が設けられた絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記絶縁膜の上層側に、前記基板上で平面的に見て、前記側壁と少なくとも部分的に重なるように設けられることで傾斜された端部を有する複数の画素電極を形成する画素電極形成工程と、前記複数の画素電極上に配向膜を形成する配向膜形成工程とを含む。
【0024】
本発明の電気光学装置の製造方法によれば、基板上に各種導電層や層間絶縁膜を形成する過程において、基板の面に対して所定の角度で切り立った側壁を有する掘下部が設けられた絶縁膜が形成される。続いて、絶縁膜の上層側に、基板上で平面的に見て、掘下部の側壁と少なくとも部分的に重なるように設けられることで傾斜された端部を有する複数の画素電極が形成される。この際、複数の画素電極における端部は、絶縁膜における掘下部の側壁に起因する段差の影響を受けて傾斜された状態となる。即ち、画素電極はテーパ化される。画素電極上には、電気光学物質の配向方向を制御するための配向膜が形成される。
【0025】
本発明では特に、画素電極の端部がテーパ化される、画素電極上に形成される配向膜の被覆率を向上させることが可能である。即ち、画素電極及び配向膜間に不必要な間隙が生じたり、配向膜の表面に段差が生じたりすることを防止することができる。配向膜の被覆率が向上されることで、配向膜による電気光学物質に対する配向規制力が強められる。よって、電気光学物質の配向不良を防止することができる。従って、配向不良による画質の低下を効果的に防止することができる。
【0026】
尚、テーパ化された画素電極が形成される際には、例えばドライエッチングによるパターニング処理が施される。ここで仮に、画素電極がウェットエッチングによってパターニングされる場合を考えると、例えば画素における高開口率化等による、各画素電極間の間隙の微細化に対応することが極めて困難となってしまう。
【0027】
しかるに本発明では、上述したように、ドライエッチングによって画素電極を形成することができるため、各画素電極間の間隙の微細化に対応することが容易である。従って、装置の小型化や高精細化を実現する上で極めて有利である。但し、各画素電極間の間隙が比較的大きい場合には、ウェットエッチングによって画素電極が形成されてもよい。或いは、その他の方法で画素電極が形成されてもよい。
【0028】
以上説明したように、本発明の電気光学装置の製造方法によれば、画素電極の下層側に形成される絶縁膜に掘下部を設けることにより、画素電極に対する配向膜の被覆率を改善することができる。従って、高品質な画像を表示することが可能な電気光学装置を製造することが可能である。
【0029】
本発明の電気光学装置の製造方法の他の態様では、前記絶縁膜形成工程は、前記絶縁膜を成膜する成膜工程と、前記成膜された絶縁膜を部分的に掘下げるようにパターニングすることで、前記掘下部を設ける掘下工程とを含む。
【0030】
この態様によれば、絶縁膜は、先ず成膜工程において成膜された後に、掘下工程において部分的に掘下げるようにパターニングされる。これにより、絶縁膜には、基板の面に対して所定の角度で切り立った側壁を有する掘下部が設けられる。尚、成膜工程及び掘下工程間には、典型的には、絶縁膜の表面を平坦化するための処理が施される。
【0031】
上述したように、成膜工程及び掘下工程によって絶縁膜を形成すれば、比較的容易且つ確実に掘下部を設けることができる。従って、製造工程が高度複雑化してしまうことを防止しつつ、確実に画素電極に対する配向膜の被覆率を改善することができる。
【0032】
上述した絶縁膜形成工程が成膜工程と掘下工程とを含む態様では、前記掘下工程は、ドライエッチングを含むように構成してもよい。
【0033】
この場合、掘下工程がドライエッチングを含むため、例えばウェットエッチングによりパターニングを行う場合と比較して、より精度の高いエッチングが可能となり、所望の形状の側壁を有する掘下部を設けることが容易となる。特に、装置の小型化などのためにレイアウトスペースが狭い場合等には、上述した効果は顕著に発揮される。尚、ドライエッチングに加えて、他のパターニング方法を利用して掘下部を設けるようにしてもよい。複数のパターニング方法を利用すれば、上述したドライエッチングの利点を生かしつつ、より好適に側壁を形成することが可能となる。
【0034】
或いは絶縁膜形成工程が成膜工程と掘下工程とを含む態様では、前記掘下工程は、ウェットエッチングを含むように構成してもよい。
【0035】
この場合、掘下工程がウェットエッチングを含むため、例えばドライエッチングによりパターニングを行う場合と比較して、過度のエッチングを防止するためのストッパー膜を要しないため、装置構成の複雑化を防止できる。また、側壁を比較的緩やかなものとしたい場合に有効である。
【0036】
尚、ウェットエッチングに加えて、ドライエッチング、或いは他のパターニング方法を利用して側壁を形成するようにしてもよい。複数のパターニング方法を利用すれば、上述したウェットエッチングの利点を生かしつつ、より好適に側壁を形成することが可能となる。
【0037】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0038】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。
【0039】
<電気光学装置>
本実施形態に係る電気光学装置について、図1から図7を参照して説明する。尚、以下の実施形態では、本発明の電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のTFT(Thin Film Transistor)アクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。
【0040】
<第1実施形態>
先ず、第1実施形態に係る電気光学装置の全体構成について、図1及び図2を参照して説明する。ここに図1は、本実施形態に係る電気光学装置の全体構成を示す平面図であり、図2は、図1のH−H´線断面図である。
【0041】
図1及び図2において、本実施形態に係る電気光学装置では、TFTアレイ基板10と対向基板20とが対向配置されている。TFTアレイ基板10は、本発明の「基板」の一例であり、例えば石英基板、ガラス基板等の透明基板や、シリコン基板等である。対向基板20は、例えば石英基板、ガラス基板等の透明基板である。TFTアレイ基板10と対向基板20との間には、液晶層50が封入されている。液晶層50は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で所定の配向状態をとる。TFTアレイ基板10と対向基板20とは、複数の画素電極が設けられた画像表示領域10aの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材52により相互に接着されている。
【0042】
シール材52は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてTFTアレイ基板10上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材52中には、TFTアレイ基板10と対向基板20との間隔(即ち、基板間ギャップ)を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。尚、ギャップ材を、シール材52に混入されるものに加えて若しくは代えて、画像表示領域10a又は画像表示領域10aの周辺に位置する周辺領域に、配置するようにしてもよい。
【0043】
シール材52が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域10aの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜53が、対向基板20側に設けられている。尚、このような額縁遮光膜53の一部又は全部は、TFTアレイ基板10側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。
【0044】
周辺領域のうち、シール材52が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路101及び外部回路接続端子102がTFTアレイ基板10の一辺に沿って設けられている。走査線駆動回路104は、この一辺に隣接する2辺に沿い、且つ、額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域10aの両側に設けられた二つの走査線駆動回路104間をつなぐため、TFTアレイ基板10の残る一辺に沿い、且つ、額縁遮光膜53に覆われるようにして複数の配線105が設けられている。
【0045】
TFTアレイ基板10上における対向基板20の4つのコーナー部に対向する領域には、両基板間を上下導通材107で接続するための上下導通端子106が配置されている。これらにより、TFTアレイ基板10と対向基板20との間で電気的な導通をとることができる。
【0046】
図2において、TFTアレイ基板10上には、駆動素子である画素スイッチング用のTFTや走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成される。この積層構造の詳細な構成については図2では図示を省略してあるが、この積層構造の上に、ITO等の透明材料からなる画素電極9aが、画素毎に所定のパターンで島状に形成されている。
【0047】
画素電極9aは、対向電極21に対向するように、TFTアレイ基板10上の画像表示領域10aに形成されている。TFTアレイ基板10における液晶層50の面する側の表面、即ち画素電極9a上には、配向膜16が画素電極9aを覆うように形成されている。本実施形態に係る画素電極9a特有の構成については、後に詳述する。
【0048】
対向基板20におけるTFTアレイ基板10との対向面上には、遮光膜23が形成されている。遮光膜23は、例えば対向基板20における対向面上に平面的に見て、格子状に形成されている。対向基板20において、遮光膜23によって非開口領域が規定され、遮光膜23によって区切られた領域が、例えばプロジェクタ用のランプや直視用のバックライトから出射された光を透過させる開口領域となる。尚、遮光膜23をストライプ状に形成し、該遮光膜23と、TFTアレイ基板10側に設けられたデータ線等の各種構成要素とによって、非開口領域を規定するようにしてもよい。
【0049】
遮光膜23上には、ITO等の透明材料からなる対向電極21が複数の画素電極9aと対向するように形成されている。また遮光膜23上には、画像表示領域10aにおいてカラー表示を行うために、開口領域及び非開口領域の一部を含む領域に、図2には図示しないカラーフィルタが形成されるようにしてもよい。対向基板20の対向面上における、対向電極21上には、配向膜22が形成されている。
【0050】
尚、図1及び図2に示したTFTアレイ基板10上には、上述したデータ線駆動回路101、走査線駆動回路104等の駆動回路に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線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各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
【0051】
次に、本実施形態に係る電気光学装置の画素部の電気的な構成について、図3を参照して説明する。ここに図3は、本実施形態に係る電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。
【0052】
図3において、画像表示領域10aを構成するマトリクス状に形成された複数の画素の各々には、画素電極9a及びTFT30が形成されている。TFT30は、画素電極9aに電気的に接続されており、本実施形態に係る電気光学装置の動作時に画素電極9aをスイッチング制御する。画像信号が供給されるデータ線6aは、TFT30のソースに電気的に接続されている。データ線6aに書き込む画像信号S1、S2、・・・、Snは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線6a同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
【0053】
TFT30のゲートには、走査線3aが電気的に接続されており、本実施形態に係る電気光学装置は、所定のタイミングで、走査線3aにパルス的に走査信号G1、G2、・・・、Gmを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極9aは、TFT30のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるTFT30を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線6aから供給される画像信号S1、S2、・・・、Snが所定のタイミングで書き込まれる。画素電極9aを介して電気光学物質の一例としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、・・・、Snは、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。
【0054】
液晶層50(図2参照)を構成する液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。例えば、ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として電気光学装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射される。
【0055】
ここで保持された画像信号がリークすることを防ぐために、画素電極9aと対向電極21(図2参照)との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70が付加されている。蓄積容量70は、画像信号の供給に応じて各画素電極9aの電位を一時的に保持する保持容量として機能する容量素子である。蓄積容量70の一方の電極は、画素電極9aと並列してTFT30のドレインに電気的に接続され、他方の電極は、定電位となるように、電位固定の容量線300に電気的に接続されている。蓄積容量70によれば、画素電極9aにおける電位保持特性が向上し、コントラスト向上やフリッカの低減といった表示特性の向上が可能となる。
【0056】
次に、上述の動作を実現する画素部の具体的な構成について、図4を参照して説明する。ここに図4は、本実施形態に係る電気光学装置における画素部の具体的な構成を示す断面図である。尚、図4では、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。また図4では、説明の便宜上、画素電極9aより上側に位置する部分の図示を省略している。
【0057】
図4において、下TFTアレイ基板10上には、例えばタングステン(W)、チタン(Ti)、チタンナイトライド(TiN)等からなる下側遮光膜11aが形成されている。下側遮光膜11aは、例えばTFTアレイ基板10における裏面反射や、複板式のプロジェクタ等で他の液晶装置から発せられ合成光学系を突き抜けてくる光などの、戻り光のうちTFT30に進行する光を遮光する。
【0058】
下側遮光膜11a上には、例えばシリコン酸化膜等からなる下地絶縁膜12が形成されている。下地絶縁膜12は、TFTアレイ基板10の全面に形成されることにより、TFTアレイ基板10の表面研磨時における荒れや、洗浄後に残る汚れ等で画素スイッチング用のTFT30の特性変化を防止する機能を有する。
【0059】
TFT30は、半導体層1aと、ゲート絶縁膜2と、ゲート電極3bとを含んで構成されている。
【0060】
半導体層1aは、例えばポリシリコンを含んでおり、チャネル領域1a’、データ線側LDD領域1b及び画素電極側LDD領域1c、並びにデータ線側ソースドレイン領域1d及び画素電極側ソースドレイン領域1eからなる。即ち、TFT30はLDD構造を有している。尚、TFT30は、データ線側LDD領域1b、画素電極側LDD領域1cに不純物打ち込みを行わないオフセット構造であってもよいし、ゲート電極をマスクとして不純物を高濃度に打ち込んでデータ線側ソースドレイン領域及び画素電極側ソースドレイン領域を形成する自己整合型であってもよい。
【0061】
ゲート電極3bは、例えば導電性ポリシリコンからなり、走査線3a(図3参照)と電気的に接続されている。ゲート電極3bは、半導体層1aよりも上層側に、シリコン酸化膜等からなる絶縁膜202を介して配置される。また、半導体層1aにおけるチャネル領域1a’に対向する部分においては、ゲート絶縁膜2を介して配置される。
【0062】
TFTアレイ基板10上のTFT30よりも第1層間絶縁膜41を介して上層側には、蓄積容量70が設けられている。蓄積容量70は、下部容量電極71と上部容量電極300が誘電体膜75を介して対向配置されることにより形成されている。
【0063】
上部容量電極は、容量線300の一部として形成されている。その構成については図示を省略してあるが、容量線300は、画素電極9aが配置された画像表示領域10aからその周囲に延設され、定電位源と電気的に接続される。これにより、上部容量電極300は、固定電位に維持され、固定電位側容量電極として機能し得る。上部容量電極300は、例えばAl(アルミニウム)、Ag(銀)等の金属又は合金を含んだ非透明な金属膜から形成されており、TFT30を遮光する上側遮光膜(内蔵遮光膜)としても機能する。尚、上部容量電極300は、例えば、Ti(チタン)、Cr(クロム)、W(タングステン)、Ta(タンタル)、Mo(モリブデン)、Pd(パラジウム)等の高融点金属、或いはこれらのうちの少なくとも一つを含む合金、金属シリサイド、ポリシリサイド等から構成されていてもよい。
【0064】
下部容量電極71は、TFT30の画素電極側ソースドレイン領域1e及び画素電極9aに電気的に接続された画素電位側容量電極である。より具体的には、下部容量電極71は、コンタクトホール83を介して画素電極側ソースドレイン領域1eに電気的に接続されると共に、図示しない中継層等にも電気的に接続されている。下部容量電極71は、例えば導電性のポリシリコン、或いは例えばAl(アルミニウム)等の金属又は合金を含んだ非透明な金属膜から形成されている。
【0065】
誘電体膜75は、例えばHTO(High Temperature Oxide)膜、LTO(Low Temperature Oxide)膜等の酸化シリコン膜、或いは窒化シリコン膜等から構成された単層構造、或いは多層構造を有している。
【0066】
TFTアレイ基板10上の蓄積容量70よりも第2層間絶縁膜42を介して上層側には、データ線6aが設けられている。データ線6aは、半導体層1aのデータ線側ソースドレイン領域1dに、絶縁膜202、第1層間絶縁膜41、誘電体膜75及び第2層間絶縁膜42を貫通するコンタクトホール81を介して電気的に接続されている。
【0067】
データ線6aより上層側には、第3層間絶縁膜43及び第4層間絶縁膜210を介して、画素電極9aが形成されている。画素電極9aは、図示しない中継層、下部容量電極71及びコンタクトホール83等を介して半導体層1aの画素電極側ソースドレイン領域1eに電気的に接続されている。また本実施形態では特に、第4層間絶縁膜210に掘下部が設けられているため、画素電極9aがテーパ化されている。即ち、第4層間絶縁膜210は、本発明の「絶縁膜」の一例である。
【0068】
続いて、上述した第4層間絶縁膜210及び画素電極9aの詳細な構成について、図5及び図6を参照して説明する。ここに図5は、第1実施形態に係る第4層間絶縁膜及び画素電極の構成を示す拡大断面図であり、図6は、比較例に係る第4層間絶縁膜及び画素電極の構成を示す拡大断面図である。
【0069】
図5において、第4層間絶縁膜210には、TFTアレイ基板10上で平面的に見て、画素電極9aの端部と重なるような側壁215a及び215bを有する掘下部215が設けられている。掘下部215は、第4層間絶縁膜210に対して、例えばドライエッチング等によるパターニング処理を施すことによって形成される。第4層間絶縁膜210に掘下部215が設けられていることにより、第4層間絶縁膜210の上層の画素電極9aは、端部が側壁215a及び215bに沿って傾斜するように形成される。即ち、端部が掘下部215に落ち込むように形成される。これにより、画素電極9aはテーパ化される。
【0070】
画素電極9aの上側表面には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜16が形成される。本実施形態では特に、画素電極9aがテーパ化されているため、配向膜16の被覆率を効果的に高めることができる。即ち、配向膜16を、画素電極9aにおける比較的緩やかな斜面に沿って形成できるため、配向膜16の付きまわりが悪化してしまうことを防止できる。
【0071】
図6において、仮に第4層間絶縁膜210に掘下部215が設けられていないとすると、画素電極9aの端部は、図に示すようにテーパ化されていない状態となる。このような画素電極9aの上に配向膜16を設ける場合、画素電極9aの端部が比較的鋭利な形状となっているため、配向膜16と画素電極9aとの間には、図に示すような間隙が生じてしまう。すると、配向膜16による液晶層50(図2参照)における液晶分子に対する配向規制力が弱まり、配向不良が生じてしまうおそれがある。配向不良は、例えば画像表示領域10a(図1参照)に表示される画像の品質を低下させてしまう原因となってしまう。
【0072】
これに対し、図5に示した本実施形態に係る電気光学装置では、上述したように、第4層間絶縁膜210に掘下部215が設けられているため、配向膜16の被覆率を高めることができる。よって、液晶層50における液晶分子の配向不良を防止することができる。このような効果は、装置の小型化及び高精細化によって、画素電極9a間の間隔が狭くなる場合等に顕著に発揮される。
【0073】
以上説明したように、第1実施形態に係る電気光学装置によれば、画素電極9aに対する配向膜16の被覆率を改善することができるため、高品質な画像を表示することが可能である。
【0074】
<第2実施形態>
次に、第2実施形態に係る電気光学装置について、図7を参照して説明する。ここに図7は、第2実施形態に係る第4層間絶縁膜及び画素電極の構成を示す拡大断面図である。尚、第2実施形態は、上述の第1実施形態と比べて、第5層間絶縁膜を備える点で異なり、その他の構成については概ね同様である。このため第2実施形態では、第1実施形態と異なる部分について詳細に説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略する。
【0075】
図7において、第2実施形態に係る電気光学装置では、第4層間絶縁膜210及び画素電極9a間に第5層間絶縁膜210が形成されている。この場合、第4層間絶縁膜210上の第5層間絶縁膜220は、掘下部215の段差に起因して、傾斜面を有するように形成される。よって、第5層間絶縁膜220上の画素電極9aも、第5層間絶縁膜220の傾斜面に沿って端部が傾斜された状態となる。即ち、第4層間絶縁膜210及び画素電極9a間に他の絶縁膜が形成される場合であっても、画素電極9aをテーパ化することができる。従って、配向膜16の被覆率を高めることができる。
【0076】
尚、第4層間絶縁膜210及び画素電極9a間に他の絶縁膜を複数形成することも可能であるが、他の絶縁膜の数が増加することにより、画素電極9aにおける端部の傾斜角度は小さくなる。よって、第4層間絶縁膜210及び画素電極9a間に設けられる他の絶縁膜の数は、2層以上の絶縁膜を形成しないことが望ましい。但し、例えば画素電極における傾斜を緩やかなものとしたい場合には、第4層間絶縁膜210及び画素電極9a間に他の絶縁膜を形成することで、画素電極9aの傾斜を調整することができる。
【0077】
また、第4層間絶縁膜210及び画素電極9a間に設けられる他の絶縁膜に掘下部を設けるようにすることも可能である。この場合、第4層間絶縁膜210における掘下部215及び他の絶縁膜における掘下部によって、画素電極9aの傾斜を調整することが可能となる。
【0078】
以上説明したように、第2実施形態に係る電気光学装置によれば、上述した第1実施形態と同様に画素電極9aに対する配向膜16の被覆率を改善することができるため、高品質な画像を表示することが可能である。
【0079】
<電気光学装置の製造方法>
次に、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法について、図8から図11を参照して説明する。ここに図8から11は夫々、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法を、順を追って示す工程断面図である。尚、以下では、図5に示した電気光学装置を製造する場合を例にとり説明する。また、説明の便宜上、第4層間絶縁膜より下層側の製造工程については、説明を省略する。
【0080】
図8において、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法では、先ず第3層間絶縁膜43(図4参照)上に第4層間絶縁膜210が成膜され、例えばCMP(Chemical Mechanical Polishing)等の研磨技術によって平坦化処理が行われる。
【0081】
図9において、成膜された第4層間絶縁膜210には、ドライエッチングによるパターニング処理が施されることによって、側壁215a及び215bを有する掘下部215が設けられる。即ち、第4層間絶縁膜210が部分的に掘下げられることによって、掘下部215が設けられる。尚、掘下部215の深さや幅は、例えば画素電極9aの厚さや間隔等に基づいて決定される。また、上述したパターニング処理においては、ドライエッチングに加えてウェットエッチングが用いられてもよい。
【0082】
図10において、掘下部215が設けられた第4層間絶縁膜210上には、画素電極9a(図4参照)を形成するためのITO膜9bが成膜される。ITO膜9bは、第4層間絶縁膜210全体を覆うように成膜される。この際、ITO膜9bは、掘下部215における側壁215a及び215bに沿って、局所的に凹むように成膜される。
【0083】
図11において、成膜されたITO膜9bには、掘下部215内に設けられた部分に対してドライエッチング等のパターニング処理が施される。即ち、ITO膜9bにおける不必要な部分が除去され、複数の画素電極9aとして形成される。言い換えれば、掘下部215は各画素を区切るように設けられており、掘下部215に設けられたITO膜9bを除去することにより、複数の画素電極9aが形成される。ここで特に、画素電極9bは端部が掘下部215における側壁215a及び215bに沿うように設けられているため、画素電極9aはテーパ化された状態となる。
【0084】
図5に戻り、画素電極9a上には、例えばポリイミド膜などの有機膜からなり、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜16が形成される。本実施形態では、画素電極9aがテーパ化されることにより、配向膜16の被覆率を効果的に高めることができる。即ち、配向膜16を、画素電極9aにおける比較的緩やかな斜面に沿って形成できるため、配向膜16の付きまわりが悪化してしまうことを防止できる。よって、液晶層50(図2参照)における液晶分子の配向不良を効果的に防止できる。従って、高品質な画像を表示することが可能な電気光学装置を製造することが可能である。
【0085】
また、図7に示すような電気光学装置を製造する場合には、第4層間絶縁膜210に掘下部が設けられた後、第5層間絶縁膜220が成膜される。そして、第5層間絶縁膜220上にITO膜9bが成膜され、画素電極9aが形成される。この場合、第5層間絶縁膜220が掘下部215に沿って形成されるため、第5層間絶縁膜220の上層に形成される画素電極9aがテーパ化される。尚、第5層間絶縁膜220の掘下部215と重なる部分に対して、エッチング等によるパターニング処理が施されてもよい。即ち、第4層間絶縁膜210と第5層間絶縁膜220とで掘下部215が二重に重なるような構成とされてもよい。
【0086】
次に、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法の変形例について、図12から図14を参照して説明する。ここに図12は、実施形態に係る電気光学装置の製造方法の変形例を示す工程断面図であり、図13及び図14は夫々、図12に示す電気光学装置の製造方法によって製造された電気光学装置の構成を示す断面図である。
【0087】
図12において、図9で示した成膜された第4層間絶縁膜210は、ウェットエッチングによるパターニング処理が施されることによって、比較的緩やかな側壁215a及び215bを有する掘下部215が設けられてもよい。即ち、掘下部215における側壁215a及び215bは、図10に示すような基板面に対して直角に近い角度を有するものでなくともよい。
【0088】
図13において、掘下部215をウェットエッチングによって設けた場合であっても、上述した実施形態と同様に製造することで、画素電極9aをテーパ化することができる。この場合、画素電極9aにおける端部の角度は、図11等に示した画素電極9aと比べて緩やかなものとなるが、同様に配向膜16の被覆率を改善させることができる。また図14に示すように、第5層間絶縁膜220を備える場合であっても、配向膜16の被覆率を改善させることができる。
【0089】
配向膜16の被覆率は、例えば配向膜16や画素電極9aの材料や厚さ等の各種条件に応じて変化する。よって、これらの条件に応じて掘下部215のパターニング方法を変更すれば、より効果的に配向膜16の被覆率を改善させることができる。即ち、パターニング方法を変化させることで、画素電極9aの端部のテーパ角を調整することができるため、効果的に配向膜16の被覆率を改善させることができる。
【0090】
以上説明したように、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法によれば、高品質な画像を表示可能な電気光学装置を好適に製造することが可能である。
【0091】
<電子機器>
次に、上述した電気光学装置である液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について説明する。ここに図15は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。以下では、この液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。
【0092】
図15に示されるように、プロジェクタ1100内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット1102が設けられている。このランプユニット1102から射出された投射光は、ライトガイド1104内に配置された4枚のミラー1106及び2枚のダイクロイックミラー1108によってRGBの3原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル1110R、1110B及び1110Gに入射される。
【0093】
液晶パネル1110R、1110B及び1110Gの構成は、上述した液晶装置と同等であり、画像信号処理回路から供給されるR、G、Bの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム1112に3方向から入射される。このダイクロイックプリズム1112においては、R及びBの光が90度に屈折する一方、Gの光が直進する。従って、各色の画像が合成される結果、投射レンズ1114を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。
【0094】
ここで、各液晶パネル1110R、1110B及び1110Gによる表示像について着目すると、液晶パネル1110Gによる表示像は、液晶パネル1110R、1110Bによる表示像に対して左右反転することが必要となる。
【0095】
尚、液晶パネル1110R、1110B及び1110Gには、ダイクロイックミラー1108によって、R、G、Bの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。
【0096】
尚、図15を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型のパーソナルコンピュータや、携帯電話、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた装置等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。
【0097】
また、本発明は上述の各実施形態で説明した液晶装置以外にも反射型液晶装置(LCOS)、プラズマディスプレイ(PDP)、電界放出型ディスプレイ(FED、SED)、有機ELディスプレイ、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、電気泳動装置等にも適用可能である。
【0098】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置、及び該電気光学装置を備えた電子機器、並びに電気光学装置の製造方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【0099】
【図1】第1実施形態に係る電気光学装置の全体構成を示す平面図である。
【図2】図1のH−H´線断面図である。
【図3】第1実施形態に係る電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。
【図4】第1実施形態に係る電気光学装置における画素部の具体的な構成を示す断面図である。
【図5】第1実施形態に係る第4層間絶縁膜及び画素電極の構成を示す拡大断面図である。
【図6】比較例に係る第4層間絶縁膜及び画素電極の構成を示す拡大断面図である。
【図7】第2実施形態に係る第4層間絶縁膜及び画素電極の構成を示す拡大断面図である。
【図8】実施形態に係る電気光学装置の製造方法を、順を追って示す工程断面図(その1)である。
【図9】実施形態に係る電気光学装置の製造方法を、順を追って示す工程断面図(その2)である。
【図10】実施形態に係る電気光学装置の製造方法を、順を追って示す工程断面図(その3)である。
【図11】実施形態に係る電気光学装置の製造方法を、順を追って示す工程断面図(その4)である。
【図12】実施形態に係る電気光学装置の製造方法の変形例を示す工程断面図である。
【図13】図12に示す電気光学装置の製造方法によって製造された電気光学装置の構成を示す断面図(その1)である。
【図14】図12に示す電気光学装置の製造方法によって製造された電気光学装置の構成を示す断面図(その2)である。
【図15】電気光学装置を適用した電子機器の一例たるプロジェクタの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【0100】
1a…半導体層、3a…走査線、3b…ゲート電極、6a…データ線、9a…画素電極、9b…ITO膜、10…TFTアレイ基板、10a…画像表示領域、11a…下側遮光膜、16…配向膜、20…対向基板、30…TFT、41…第1層間絶縁膜、42…第2層間絶縁膜、43…第3層間絶縁膜、50…液晶層、70…蓄積容量、101…データ線駆動回路、102…外部回路接続端子、104…走査線駆動回路、210…第4層間絶縁膜、215…掘下部、215a,215b…側壁、220…第5層間絶縁膜
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置、及び該電気光学装置を備えた、例えば液晶プロジェクタ等の電子機器、並びに電気光学装置の製造方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【0002】
この種の電気光学装置として、例えば液晶等の電気光学物質が配向膜を介して画素電極と対向配置されており、画素電極に電圧を印加することにより、電気光学物質を制御して画像を表示するものがある。このような電気光学装置においては、画素電極に対する配向膜の被覆率(言い換えれば、密着性)が悪化することにより、電気光学物質の配向不良が生じてしまう場合がある。このため、例えば特許文献1では、イオン注入及びウェットエッチングによって画素電極をテーパ化するという技術が提案されている。
【0003】
【特許文献1】特開2003−222894号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上述した技術では、画素電極がウェットエッチングによってパターニングされるため、例えば画素における高開口率化(即ち、光が通過する開口部の割合の増加)等による、各画素電極間の間隙の微細化に対応することが極めて困難である。即ち、上述した技術においては、装置の小型化や高精細化を実現する上での不都合が生じてしまうおそれがあるという技術的問題点がある。
【0005】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、配向膜の被覆率を改善することで、高品質な画像を表示可能な電気光学装置及び電子機器、並びに電気光学装置の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、基板と、前記基板上に形成されており、前記基板の面に対して所定の角度で切り立った側壁を有する掘下部が設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜の上層側に形成されており、前記基板上で平面的に見て、前記側壁と少なくとも部分的に重なるように設けられることで傾斜された端部を有する複数の画素電極と、前記複数の画素電極上に形成された配向膜とを備える。
【0007】
本発明の電気光学装置によれば、その動作時には、基板上に形成された複数の画素電極に画像信号が供給されることで、配向膜を介して対向配置された電気光学物質が制御される。これにより、複数の画素電極が配列されてなる画素領域に画像が表示される。より具体的には、例えば画素領域には、上述した画素電極に加えて、画素電極への画像信号の供給を制御するトランジスタが設けられており、走査線からトランジスタに対して走査信号が供給されると共に、データ線から画素電極への画像信号の供給が制御される。これにより、所謂アクティブマトリクス方式による画像表示が行われる。
【0008】
画素電極の下層側には、画素電極と他の導電層とを絶縁する絶縁膜が形成されている。絶縁膜には、基板の面に対して所定の角度で切り立った側壁を有する掘下部が設けられている。即ち、絶縁膜上には、溝状又は穴状の凹部が設けられている。尚、ここでの「所定の角度」は、典型的には90度に近い角度を指すが、広義においては側壁が基板面に対して平行でないという趣旨である。よって、基板面に対して斜め(例えば、45度)に側壁が形成されるような場合も、本発明には含まれるものとする。掘下部は、例えば成膜後に平坦化された絶縁膜に対して、エッチングによるパターニング処理を施すことによって設けられる。
【0009】
絶縁膜に掘下部が設けられていることにより、絶縁膜より上層側に形成される層には、掘下部の側壁に起因する段差が生じる。本発明では特に、絶縁膜の上層側に形成される複数の画素電極は、その端部が絶縁膜の側壁と少なくとも部分的に重なるように形成されている。言い換えれば、掘下部は、側壁が各画素電極の端部と重なるような位置に設けられる。これにより、複数の画素電極の端部は、絶縁膜における掘下部の側壁に起因する段差の影響を受けて傾斜された状態となる。即ち、画素電極はテーパ化される。
【0010】
より具体的には、複数の画素電極は、例えば絶縁膜における掘下部の側壁に起因する段差が生じた層の上に、ITO等からなる膜を形成した後、段差によって傾斜された部分が、各画素電極の端部となるようにドライエッチング等によってパターニングされることで(即ち、各画素電極間の間隙となる部分が取り除かれることで)形成される。
【0011】
本発明では特に、画素電極の端部がテーパ化されているため、画素電極上に形成される配向膜の被覆率を向上させることが可能である。即ち、画素電極及び配向膜間に不必要な間隙が生じたり、配向膜の表面に段差が生じたりすることを防止することができる。配向膜の被覆率が向上されることで、配向膜による電気光学物質に対する配向規制力が強められる。よって、電気光学物質の配向不良を防止することができる。従って、配向不良による画質の低下を効果的に防止することができる。
【0012】
尚、画素電極は端部全て(即ち、画素電極の周囲全て)がテーパ化されることが好ましいが、部分的にテーパ化されることによっても、上述した効果は相応に得られる。よって、絶縁膜における掘下部は、画素電極の端部全てと重なるように設けられていなくともよい。
【0013】
また、画素電極及び前記絶縁膜間には、典型的には、導電層が形成されない。このようにすれば、絶縁膜における掘下部の側壁に起因する段差によって、導電層に凹凸が生じてしまうことを防止することができる。よって、導電層における断線等のリスクを回避することができると共に、積層構造の不必要な複雑化を防止することができる。更に、画素電極及び絶縁膜間に存在する層を少なくできるため、絶縁膜における掘下部の側壁に起因する段差によって、より確実に画素電極の端部を傾斜させることができる。即ち、画素電極及び掘下部の間に導電層が存在することによって段差が緩和されてしまい、画素電極の端部が傾斜されなくなってしまうことを防止することができる。従って、より確実に、画素電極に対する配向膜の被覆率を改善することができる。
【0014】
尚、画素電極及び絶縁膜間には、他の絶縁膜が形成されても構わないが、画素電極の端部を確実に傾斜させるためには、他の絶縁膜が2層以上含まれないことが望ましい。但し、画素電極及び絶縁膜間に他の絶縁膜を形成することで、画素電極の端部における傾斜を、意図的に緩やかなものとすることが可能である。また、画素電極及び絶縁膜間に他の絶縁膜が形成される場合には、他の絶縁膜に掘下部を設けることで、画素電極の端部における傾斜を調整することもできる。
【0015】
以上説明したように、本発明の電気光学装置によれば、画素電極の下層側に形成される絶縁膜に掘下部を設けることにより、画素電極に対する配向膜の被覆率を改善することができる。従って、高品質な画像を表示することが可能である。
【0016】
本発明の電気光学装置の一態様では、前記複数の画素電極は、前記絶縁膜の直上に形成されている。
【0017】
この態様によれば、画素電極が絶縁膜の直上に形成される(即ち、画素電極及び絶縁膜間には他の層が形成されない)ため、絶縁膜における掘下部の側壁に起因する段差によって、より確実に画素電極の端部を傾斜させることができる。即ち、画素電極及び掘下部の間に他の層が存在することによって段差が緩和されてしまい、画素電極の端部が傾斜されなくなってしまうことを防止することができる。従って、より確実に、画素電極に対する配向膜の被覆率を改善することができる。
【0018】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記複数の画素電極の端部は、上層側に凸状の曲面を有するように形成されている。
【0019】
この態様によれば、絶縁膜に掘下部が設けられることにより、画素電極の端部が上層側に凸状の曲面を有するように形成されている。即ち、画素電極の端部は、丸みを帯びて膨らんだような曲面として形成されている。
【0020】
画素電極が上層側に凸状の曲面を有するように形成されることにより、画素電極の表面における角度のきつい凹凸を減少させることができる。即ち、画素電極の表面を、より滑らかなものとすることができる。よって、画素電極に対する配向膜の被覆率を効果的に高めることができる。
【0021】
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置(但し、その各種態様も含む)を備える。
【0022】
本発明の電子機器によれば、上述した本発明に係る電気光学装置を具備してなるので、高品質な表示を行うことが可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置等も実現することも可能である。
【0023】
本発明の電気光学装置の製造方法は上記課題を解決するために、基板上に、前記基板の面に対して所定の角度で切り立った側壁を有する掘下部が設けられた絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記絶縁膜の上層側に、前記基板上で平面的に見て、前記側壁と少なくとも部分的に重なるように設けられることで傾斜された端部を有する複数の画素電極を形成する画素電極形成工程と、前記複数の画素電極上に配向膜を形成する配向膜形成工程とを含む。
【0024】
本発明の電気光学装置の製造方法によれば、基板上に各種導電層や層間絶縁膜を形成する過程において、基板の面に対して所定の角度で切り立った側壁を有する掘下部が設けられた絶縁膜が形成される。続いて、絶縁膜の上層側に、基板上で平面的に見て、掘下部の側壁と少なくとも部分的に重なるように設けられることで傾斜された端部を有する複数の画素電極が形成される。この際、複数の画素電極における端部は、絶縁膜における掘下部の側壁に起因する段差の影響を受けて傾斜された状態となる。即ち、画素電極はテーパ化される。画素電極上には、電気光学物質の配向方向を制御するための配向膜が形成される。
【0025】
本発明では特に、画素電極の端部がテーパ化される、画素電極上に形成される配向膜の被覆率を向上させることが可能である。即ち、画素電極及び配向膜間に不必要な間隙が生じたり、配向膜の表面に段差が生じたりすることを防止することができる。配向膜の被覆率が向上されることで、配向膜による電気光学物質に対する配向規制力が強められる。よって、電気光学物質の配向不良を防止することができる。従って、配向不良による画質の低下を効果的に防止することができる。
【0026】
尚、テーパ化された画素電極が形成される際には、例えばドライエッチングによるパターニング処理が施される。ここで仮に、画素電極がウェットエッチングによってパターニングされる場合を考えると、例えば画素における高開口率化等による、各画素電極間の間隙の微細化に対応することが極めて困難となってしまう。
【0027】
しかるに本発明では、上述したように、ドライエッチングによって画素電極を形成することができるため、各画素電極間の間隙の微細化に対応することが容易である。従って、装置の小型化や高精細化を実現する上で極めて有利である。但し、各画素電極間の間隙が比較的大きい場合には、ウェットエッチングによって画素電極が形成されてもよい。或いは、その他の方法で画素電極が形成されてもよい。
【0028】
以上説明したように、本発明の電気光学装置の製造方法によれば、画素電極の下層側に形成される絶縁膜に掘下部を設けることにより、画素電極に対する配向膜の被覆率を改善することができる。従って、高品質な画像を表示することが可能な電気光学装置を製造することが可能である。
【0029】
本発明の電気光学装置の製造方法の他の態様では、前記絶縁膜形成工程は、前記絶縁膜を成膜する成膜工程と、前記成膜された絶縁膜を部分的に掘下げるようにパターニングすることで、前記掘下部を設ける掘下工程とを含む。
【0030】
この態様によれば、絶縁膜は、先ず成膜工程において成膜された後に、掘下工程において部分的に掘下げるようにパターニングされる。これにより、絶縁膜には、基板の面に対して所定の角度で切り立った側壁を有する掘下部が設けられる。尚、成膜工程及び掘下工程間には、典型的には、絶縁膜の表面を平坦化するための処理が施される。
【0031】
上述したように、成膜工程及び掘下工程によって絶縁膜を形成すれば、比較的容易且つ確実に掘下部を設けることができる。従って、製造工程が高度複雑化してしまうことを防止しつつ、確実に画素電極に対する配向膜の被覆率を改善することができる。
【0032】
上述した絶縁膜形成工程が成膜工程と掘下工程とを含む態様では、前記掘下工程は、ドライエッチングを含むように構成してもよい。
【0033】
この場合、掘下工程がドライエッチングを含むため、例えばウェットエッチングによりパターニングを行う場合と比較して、より精度の高いエッチングが可能となり、所望の形状の側壁を有する掘下部を設けることが容易となる。特に、装置の小型化などのためにレイアウトスペースが狭い場合等には、上述した効果は顕著に発揮される。尚、ドライエッチングに加えて、他のパターニング方法を利用して掘下部を設けるようにしてもよい。複数のパターニング方法を利用すれば、上述したドライエッチングの利点を生かしつつ、より好適に側壁を形成することが可能となる。
【0034】
或いは絶縁膜形成工程が成膜工程と掘下工程とを含む態様では、前記掘下工程は、ウェットエッチングを含むように構成してもよい。
【0035】
この場合、掘下工程がウェットエッチングを含むため、例えばドライエッチングによりパターニングを行う場合と比較して、過度のエッチングを防止するためのストッパー膜を要しないため、装置構成の複雑化を防止できる。また、側壁を比較的緩やかなものとしたい場合に有効である。
【0036】
尚、ウェットエッチングに加えて、ドライエッチング、或いは他のパターニング方法を利用して側壁を形成するようにしてもよい。複数のパターニング方法を利用すれば、上述したウェットエッチングの利点を生かしつつ、より好適に側壁を形成することが可能となる。
【0037】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0038】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。
【0039】
<電気光学装置>
本実施形態に係る電気光学装置について、図1から図7を参照して説明する。尚、以下の実施形態では、本発明の電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のTFT(Thin Film Transistor)アクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。
【0040】
<第1実施形態>
先ず、第1実施形態に係る電気光学装置の全体構成について、図1及び図2を参照して説明する。ここに図1は、本実施形態に係る電気光学装置の全体構成を示す平面図であり、図2は、図1のH−H´線断面図である。
【0041】
図1及び図2において、本実施形態に係る電気光学装置では、TFTアレイ基板10と対向基板20とが対向配置されている。TFTアレイ基板10は、本発明の「基板」の一例であり、例えば石英基板、ガラス基板等の透明基板や、シリコン基板等である。対向基板20は、例えば石英基板、ガラス基板等の透明基板である。TFTアレイ基板10と対向基板20との間には、液晶層50が封入されている。液晶層50は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で所定の配向状態をとる。TFTアレイ基板10と対向基板20とは、複数の画素電極が設けられた画像表示領域10aの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材52により相互に接着されている。
【0042】
シール材52は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてTFTアレイ基板10上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材52中には、TFTアレイ基板10と対向基板20との間隔(即ち、基板間ギャップ)を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。尚、ギャップ材を、シール材52に混入されるものに加えて若しくは代えて、画像表示領域10a又は画像表示領域10aの周辺に位置する周辺領域に、配置するようにしてもよい。
【0043】
シール材52が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域10aの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜53が、対向基板20側に設けられている。尚、このような額縁遮光膜53の一部又は全部は、TFTアレイ基板10側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。
【0044】
周辺領域のうち、シール材52が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路101及び外部回路接続端子102がTFTアレイ基板10の一辺に沿って設けられている。走査線駆動回路104は、この一辺に隣接する2辺に沿い、且つ、額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域10aの両側に設けられた二つの走査線駆動回路104間をつなぐため、TFTアレイ基板10の残る一辺に沿い、且つ、額縁遮光膜53に覆われるようにして複数の配線105が設けられている。
【0045】
TFTアレイ基板10上における対向基板20の4つのコーナー部に対向する領域には、両基板間を上下導通材107で接続するための上下導通端子106が配置されている。これらにより、TFTアレイ基板10と対向基板20との間で電気的な導通をとることができる。
【0046】
図2において、TFTアレイ基板10上には、駆動素子である画素スイッチング用のTFTや走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成される。この積層構造の詳細な構成については図2では図示を省略してあるが、この積層構造の上に、ITO等の透明材料からなる画素電極9aが、画素毎に所定のパターンで島状に形成されている。
【0047】
画素電極9aは、対向電極21に対向するように、TFTアレイ基板10上の画像表示領域10aに形成されている。TFTアレイ基板10における液晶層50の面する側の表面、即ち画素電極9a上には、配向膜16が画素電極9aを覆うように形成されている。本実施形態に係る画素電極9a特有の構成については、後に詳述する。
【0048】
対向基板20におけるTFTアレイ基板10との対向面上には、遮光膜23が形成されている。遮光膜23は、例えば対向基板20における対向面上に平面的に見て、格子状に形成されている。対向基板20において、遮光膜23によって非開口領域が規定され、遮光膜23によって区切られた領域が、例えばプロジェクタ用のランプや直視用のバックライトから出射された光を透過させる開口領域となる。尚、遮光膜23をストライプ状に形成し、該遮光膜23と、TFTアレイ基板10側に設けられたデータ線等の各種構成要素とによって、非開口領域を規定するようにしてもよい。
【0049】
遮光膜23上には、ITO等の透明材料からなる対向電極21が複数の画素電極9aと対向するように形成されている。また遮光膜23上には、画像表示領域10aにおいてカラー表示を行うために、開口領域及び非開口領域の一部を含む領域に、図2には図示しないカラーフィルタが形成されるようにしてもよい。対向基板20の対向面上における、対向電極21上には、配向膜22が形成されている。
【0050】
尚、図1及び図2に示したTFTアレイ基板10上には、上述したデータ線駆動回路101、走査線駆動回路104等の駆動回路に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線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各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
【0051】
次に、本実施形態に係る電気光学装置の画素部の電気的な構成について、図3を参照して説明する。ここに図3は、本実施形態に係る電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。
【0052】
図3において、画像表示領域10aを構成するマトリクス状に形成された複数の画素の各々には、画素電極9a及びTFT30が形成されている。TFT30は、画素電極9aに電気的に接続されており、本実施形態に係る電気光学装置の動作時に画素電極9aをスイッチング制御する。画像信号が供給されるデータ線6aは、TFT30のソースに電気的に接続されている。データ線6aに書き込む画像信号S1、S2、・・・、Snは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線6a同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
【0053】
TFT30のゲートには、走査線3aが電気的に接続されており、本実施形態に係る電気光学装置は、所定のタイミングで、走査線3aにパルス的に走査信号G1、G2、・・・、Gmを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極9aは、TFT30のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるTFT30を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線6aから供給される画像信号S1、S2、・・・、Snが所定のタイミングで書き込まれる。画素電極9aを介して電気光学物質の一例としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、・・・、Snは、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。
【0054】
液晶層50(図2参照)を構成する液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。例えば、ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として電気光学装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射される。
【0055】
ここで保持された画像信号がリークすることを防ぐために、画素電極9aと対向電極21(図2参照)との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70が付加されている。蓄積容量70は、画像信号の供給に応じて各画素電極9aの電位を一時的に保持する保持容量として機能する容量素子である。蓄積容量70の一方の電極は、画素電極9aと並列してTFT30のドレインに電気的に接続され、他方の電極は、定電位となるように、電位固定の容量線300に電気的に接続されている。蓄積容量70によれば、画素電極9aにおける電位保持特性が向上し、コントラスト向上やフリッカの低減といった表示特性の向上が可能となる。
【0056】
次に、上述の動作を実現する画素部の具体的な構成について、図4を参照して説明する。ここに図4は、本実施形態に係る電気光学装置における画素部の具体的な構成を示す断面図である。尚、図4では、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。また図4では、説明の便宜上、画素電極9aより上側に位置する部分の図示を省略している。
【0057】
図4において、下TFTアレイ基板10上には、例えばタングステン(W)、チタン(Ti)、チタンナイトライド(TiN)等からなる下側遮光膜11aが形成されている。下側遮光膜11aは、例えばTFTアレイ基板10における裏面反射や、複板式のプロジェクタ等で他の液晶装置から発せられ合成光学系を突き抜けてくる光などの、戻り光のうちTFT30に進行する光を遮光する。
【0058】
下側遮光膜11a上には、例えばシリコン酸化膜等からなる下地絶縁膜12が形成されている。下地絶縁膜12は、TFTアレイ基板10の全面に形成されることにより、TFTアレイ基板10の表面研磨時における荒れや、洗浄後に残る汚れ等で画素スイッチング用のTFT30の特性変化を防止する機能を有する。
【0059】
TFT30は、半導体層1aと、ゲート絶縁膜2と、ゲート電極3bとを含んで構成されている。
【0060】
半導体層1aは、例えばポリシリコンを含んでおり、チャネル領域1a’、データ線側LDD領域1b及び画素電極側LDD領域1c、並びにデータ線側ソースドレイン領域1d及び画素電極側ソースドレイン領域1eからなる。即ち、TFT30はLDD構造を有している。尚、TFT30は、データ線側LDD領域1b、画素電極側LDD領域1cに不純物打ち込みを行わないオフセット構造であってもよいし、ゲート電極をマスクとして不純物を高濃度に打ち込んでデータ線側ソースドレイン領域及び画素電極側ソースドレイン領域を形成する自己整合型であってもよい。
【0061】
ゲート電極3bは、例えば導電性ポリシリコンからなり、走査線3a(図3参照)と電気的に接続されている。ゲート電極3bは、半導体層1aよりも上層側に、シリコン酸化膜等からなる絶縁膜202を介して配置される。また、半導体層1aにおけるチャネル領域1a’に対向する部分においては、ゲート絶縁膜2を介して配置される。
【0062】
TFTアレイ基板10上のTFT30よりも第1層間絶縁膜41を介して上層側には、蓄積容量70が設けられている。蓄積容量70は、下部容量電極71と上部容量電極300が誘電体膜75を介して対向配置されることにより形成されている。
【0063】
上部容量電極は、容量線300の一部として形成されている。その構成については図示を省略してあるが、容量線300は、画素電極9aが配置された画像表示領域10aからその周囲に延設され、定電位源と電気的に接続される。これにより、上部容量電極300は、固定電位に維持され、固定電位側容量電極として機能し得る。上部容量電極300は、例えばAl(アルミニウム)、Ag(銀)等の金属又は合金を含んだ非透明な金属膜から形成されており、TFT30を遮光する上側遮光膜(内蔵遮光膜)としても機能する。尚、上部容量電極300は、例えば、Ti(チタン)、Cr(クロム)、W(タングステン)、Ta(タンタル)、Mo(モリブデン)、Pd(パラジウム)等の高融点金属、或いはこれらのうちの少なくとも一つを含む合金、金属シリサイド、ポリシリサイド等から構成されていてもよい。
【0064】
下部容量電極71は、TFT30の画素電極側ソースドレイン領域1e及び画素電極9aに電気的に接続された画素電位側容量電極である。より具体的には、下部容量電極71は、コンタクトホール83を介して画素電極側ソースドレイン領域1eに電気的に接続されると共に、図示しない中継層等にも電気的に接続されている。下部容量電極71は、例えば導電性のポリシリコン、或いは例えばAl(アルミニウム)等の金属又は合金を含んだ非透明な金属膜から形成されている。
【0065】
誘電体膜75は、例えばHTO(High Temperature Oxide)膜、LTO(Low Temperature Oxide)膜等の酸化シリコン膜、或いは窒化シリコン膜等から構成された単層構造、或いは多層構造を有している。
【0066】
TFTアレイ基板10上の蓄積容量70よりも第2層間絶縁膜42を介して上層側には、データ線6aが設けられている。データ線6aは、半導体層1aのデータ線側ソースドレイン領域1dに、絶縁膜202、第1層間絶縁膜41、誘電体膜75及び第2層間絶縁膜42を貫通するコンタクトホール81を介して電気的に接続されている。
【0067】
データ線6aより上層側には、第3層間絶縁膜43及び第4層間絶縁膜210を介して、画素電極9aが形成されている。画素電極9aは、図示しない中継層、下部容量電極71及びコンタクトホール83等を介して半導体層1aの画素電極側ソースドレイン領域1eに電気的に接続されている。また本実施形態では特に、第4層間絶縁膜210に掘下部が設けられているため、画素電極9aがテーパ化されている。即ち、第4層間絶縁膜210は、本発明の「絶縁膜」の一例である。
【0068】
続いて、上述した第4層間絶縁膜210及び画素電極9aの詳細な構成について、図5及び図6を参照して説明する。ここに図5は、第1実施形態に係る第4層間絶縁膜及び画素電極の構成を示す拡大断面図であり、図6は、比較例に係る第4層間絶縁膜及び画素電極の構成を示す拡大断面図である。
【0069】
図5において、第4層間絶縁膜210には、TFTアレイ基板10上で平面的に見て、画素電極9aの端部と重なるような側壁215a及び215bを有する掘下部215が設けられている。掘下部215は、第4層間絶縁膜210に対して、例えばドライエッチング等によるパターニング処理を施すことによって形成される。第4層間絶縁膜210に掘下部215が設けられていることにより、第4層間絶縁膜210の上層の画素電極9aは、端部が側壁215a及び215bに沿って傾斜するように形成される。即ち、端部が掘下部215に落ち込むように形成される。これにより、画素電極9aはテーパ化される。
【0070】
画素電極9aの上側表面には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜16が形成される。本実施形態では特に、画素電極9aがテーパ化されているため、配向膜16の被覆率を効果的に高めることができる。即ち、配向膜16を、画素電極9aにおける比較的緩やかな斜面に沿って形成できるため、配向膜16の付きまわりが悪化してしまうことを防止できる。
【0071】
図6において、仮に第4層間絶縁膜210に掘下部215が設けられていないとすると、画素電極9aの端部は、図に示すようにテーパ化されていない状態となる。このような画素電極9aの上に配向膜16を設ける場合、画素電極9aの端部が比較的鋭利な形状となっているため、配向膜16と画素電極9aとの間には、図に示すような間隙が生じてしまう。すると、配向膜16による液晶層50(図2参照)における液晶分子に対する配向規制力が弱まり、配向不良が生じてしまうおそれがある。配向不良は、例えば画像表示領域10a(図1参照)に表示される画像の品質を低下させてしまう原因となってしまう。
【0072】
これに対し、図5に示した本実施形態に係る電気光学装置では、上述したように、第4層間絶縁膜210に掘下部215が設けられているため、配向膜16の被覆率を高めることができる。よって、液晶層50における液晶分子の配向不良を防止することができる。このような効果は、装置の小型化及び高精細化によって、画素電極9a間の間隔が狭くなる場合等に顕著に発揮される。
【0073】
以上説明したように、第1実施形態に係る電気光学装置によれば、画素電極9aに対する配向膜16の被覆率を改善することができるため、高品質な画像を表示することが可能である。
【0074】
<第2実施形態>
次に、第2実施形態に係る電気光学装置について、図7を参照して説明する。ここに図7は、第2実施形態に係る第4層間絶縁膜及び画素電極の構成を示す拡大断面図である。尚、第2実施形態は、上述の第1実施形態と比べて、第5層間絶縁膜を備える点で異なり、その他の構成については概ね同様である。このため第2実施形態では、第1実施形態と異なる部分について詳細に説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略する。
【0075】
図7において、第2実施形態に係る電気光学装置では、第4層間絶縁膜210及び画素電極9a間に第5層間絶縁膜210が形成されている。この場合、第4層間絶縁膜210上の第5層間絶縁膜220は、掘下部215の段差に起因して、傾斜面を有するように形成される。よって、第5層間絶縁膜220上の画素電極9aも、第5層間絶縁膜220の傾斜面に沿って端部が傾斜された状態となる。即ち、第4層間絶縁膜210及び画素電極9a間に他の絶縁膜が形成される場合であっても、画素電極9aをテーパ化することができる。従って、配向膜16の被覆率を高めることができる。
【0076】
尚、第4層間絶縁膜210及び画素電極9a間に他の絶縁膜を複数形成することも可能であるが、他の絶縁膜の数が増加することにより、画素電極9aにおける端部の傾斜角度は小さくなる。よって、第4層間絶縁膜210及び画素電極9a間に設けられる他の絶縁膜の数は、2層以上の絶縁膜を形成しないことが望ましい。但し、例えば画素電極における傾斜を緩やかなものとしたい場合には、第4層間絶縁膜210及び画素電極9a間に他の絶縁膜を形成することで、画素電極9aの傾斜を調整することができる。
【0077】
また、第4層間絶縁膜210及び画素電極9a間に設けられる他の絶縁膜に掘下部を設けるようにすることも可能である。この場合、第4層間絶縁膜210における掘下部215及び他の絶縁膜における掘下部によって、画素電極9aの傾斜を調整することが可能となる。
【0078】
以上説明したように、第2実施形態に係る電気光学装置によれば、上述した第1実施形態と同様に画素電極9aに対する配向膜16の被覆率を改善することができるため、高品質な画像を表示することが可能である。
【0079】
<電気光学装置の製造方法>
次に、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法について、図8から図11を参照して説明する。ここに図8から11は夫々、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法を、順を追って示す工程断面図である。尚、以下では、図5に示した電気光学装置を製造する場合を例にとり説明する。また、説明の便宜上、第4層間絶縁膜より下層側の製造工程については、説明を省略する。
【0080】
図8において、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法では、先ず第3層間絶縁膜43(図4参照)上に第4層間絶縁膜210が成膜され、例えばCMP(Chemical Mechanical Polishing)等の研磨技術によって平坦化処理が行われる。
【0081】
図9において、成膜された第4層間絶縁膜210には、ドライエッチングによるパターニング処理が施されることによって、側壁215a及び215bを有する掘下部215が設けられる。即ち、第4層間絶縁膜210が部分的に掘下げられることによって、掘下部215が設けられる。尚、掘下部215の深さや幅は、例えば画素電極9aの厚さや間隔等に基づいて決定される。また、上述したパターニング処理においては、ドライエッチングに加えてウェットエッチングが用いられてもよい。
【0082】
図10において、掘下部215が設けられた第4層間絶縁膜210上には、画素電極9a(図4参照)を形成するためのITO膜9bが成膜される。ITO膜9bは、第4層間絶縁膜210全体を覆うように成膜される。この際、ITO膜9bは、掘下部215における側壁215a及び215bに沿って、局所的に凹むように成膜される。
【0083】
図11において、成膜されたITO膜9bには、掘下部215内に設けられた部分に対してドライエッチング等のパターニング処理が施される。即ち、ITO膜9bにおける不必要な部分が除去され、複数の画素電極9aとして形成される。言い換えれば、掘下部215は各画素を区切るように設けられており、掘下部215に設けられたITO膜9bを除去することにより、複数の画素電極9aが形成される。ここで特に、画素電極9bは端部が掘下部215における側壁215a及び215bに沿うように設けられているため、画素電極9aはテーパ化された状態となる。
【0084】
図5に戻り、画素電極9a上には、例えばポリイミド膜などの有機膜からなり、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜16が形成される。本実施形態では、画素電極9aがテーパ化されることにより、配向膜16の被覆率を効果的に高めることができる。即ち、配向膜16を、画素電極9aにおける比較的緩やかな斜面に沿って形成できるため、配向膜16の付きまわりが悪化してしまうことを防止できる。よって、液晶層50(図2参照)における液晶分子の配向不良を効果的に防止できる。従って、高品質な画像を表示することが可能な電気光学装置を製造することが可能である。
【0085】
また、図7に示すような電気光学装置を製造する場合には、第4層間絶縁膜210に掘下部が設けられた後、第5層間絶縁膜220が成膜される。そして、第5層間絶縁膜220上にITO膜9bが成膜され、画素電極9aが形成される。この場合、第5層間絶縁膜220が掘下部215に沿って形成されるため、第5層間絶縁膜220の上層に形成される画素電極9aがテーパ化される。尚、第5層間絶縁膜220の掘下部215と重なる部分に対して、エッチング等によるパターニング処理が施されてもよい。即ち、第4層間絶縁膜210と第5層間絶縁膜220とで掘下部215が二重に重なるような構成とされてもよい。
【0086】
次に、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法の変形例について、図12から図14を参照して説明する。ここに図12は、実施形態に係る電気光学装置の製造方法の変形例を示す工程断面図であり、図13及び図14は夫々、図12に示す電気光学装置の製造方法によって製造された電気光学装置の構成を示す断面図である。
【0087】
図12において、図9で示した成膜された第4層間絶縁膜210は、ウェットエッチングによるパターニング処理が施されることによって、比較的緩やかな側壁215a及び215bを有する掘下部215が設けられてもよい。即ち、掘下部215における側壁215a及び215bは、図10に示すような基板面に対して直角に近い角度を有するものでなくともよい。
【0088】
図13において、掘下部215をウェットエッチングによって設けた場合であっても、上述した実施形態と同様に製造することで、画素電極9aをテーパ化することができる。この場合、画素電極9aにおける端部の角度は、図11等に示した画素電極9aと比べて緩やかなものとなるが、同様に配向膜16の被覆率を改善させることができる。また図14に示すように、第5層間絶縁膜220を備える場合であっても、配向膜16の被覆率を改善させることができる。
【0089】
配向膜16の被覆率は、例えば配向膜16や画素電極9aの材料や厚さ等の各種条件に応じて変化する。よって、これらの条件に応じて掘下部215のパターニング方法を変更すれば、より効果的に配向膜16の被覆率を改善させることができる。即ち、パターニング方法を変化させることで、画素電極9aの端部のテーパ角を調整することができるため、効果的に配向膜16の被覆率を改善させることができる。
【0090】
以上説明したように、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法によれば、高品質な画像を表示可能な電気光学装置を好適に製造することが可能である。
【0091】
<電子機器>
次に、上述した電気光学装置である液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について説明する。ここに図15は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。以下では、この液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。
【0092】
図15に示されるように、プロジェクタ1100内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット1102が設けられている。このランプユニット1102から射出された投射光は、ライトガイド1104内に配置された4枚のミラー1106及び2枚のダイクロイックミラー1108によってRGBの3原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル1110R、1110B及び1110Gに入射される。
【0093】
液晶パネル1110R、1110B及び1110Gの構成は、上述した液晶装置と同等であり、画像信号処理回路から供給されるR、G、Bの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム1112に3方向から入射される。このダイクロイックプリズム1112においては、R及びBの光が90度に屈折する一方、Gの光が直進する。従って、各色の画像が合成される結果、投射レンズ1114を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。
【0094】
ここで、各液晶パネル1110R、1110B及び1110Gによる表示像について着目すると、液晶パネル1110Gによる表示像は、液晶パネル1110R、1110Bによる表示像に対して左右反転することが必要となる。
【0095】
尚、液晶パネル1110R、1110B及び1110Gには、ダイクロイックミラー1108によって、R、G、Bの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。
【0096】
尚、図15を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型のパーソナルコンピュータや、携帯電話、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた装置等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。
【0097】
また、本発明は上述の各実施形態で説明した液晶装置以外にも反射型液晶装置(LCOS)、プラズマディスプレイ(PDP)、電界放出型ディスプレイ(FED、SED)、有機ELディスプレイ、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、電気泳動装置等にも適用可能である。
【0098】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置、及び該電気光学装置を備えた電子機器、並びに電気光学装置の製造方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【0099】
【図1】第1実施形態に係る電気光学装置の全体構成を示す平面図である。
【図2】図1のH−H´線断面図である。
【図3】第1実施形態に係る電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。
【図4】第1実施形態に係る電気光学装置における画素部の具体的な構成を示す断面図である。
【図5】第1実施形態に係る第4層間絶縁膜及び画素電極の構成を示す拡大断面図である。
【図6】比較例に係る第4層間絶縁膜及び画素電極の構成を示す拡大断面図である。
【図7】第2実施形態に係る第4層間絶縁膜及び画素電極の構成を示す拡大断面図である。
【図8】実施形態に係る電気光学装置の製造方法を、順を追って示す工程断面図(その1)である。
【図9】実施形態に係る電気光学装置の製造方法を、順を追って示す工程断面図(その2)である。
【図10】実施形態に係る電気光学装置の製造方法を、順を追って示す工程断面図(その3)である。
【図11】実施形態に係る電気光学装置の製造方法を、順を追って示す工程断面図(その4)である。
【図12】実施形態に係る電気光学装置の製造方法の変形例を示す工程断面図である。
【図13】図12に示す電気光学装置の製造方法によって製造された電気光学装置の構成を示す断面図(その1)である。
【図14】図12に示す電気光学装置の製造方法によって製造された電気光学装置の構成を示す断面図(その2)である。
【図15】電気光学装置を適用した電子機器の一例たるプロジェクタの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【0100】
1a…半導体層、3a…走査線、3b…ゲート電極、6a…データ線、9a…画素電極、9b…ITO膜、10…TFTアレイ基板、10a…画像表示領域、11a…下側遮光膜、16…配向膜、20…対向基板、30…TFT、41…第1層間絶縁膜、42…第2層間絶縁膜、43…第3層間絶縁膜、50…液晶層、70…蓄積容量、101…データ線駆動回路、102…外部回路接続端子、104…走査線駆動回路、210…第4層間絶縁膜、215…掘下部、215a,215b…側壁、220…第5層間絶縁膜
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、
前記基板上に形成されており、前記基板の面に対して所定の角度で切り立った側壁を有する掘下部が設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜の上層側に形成されており、前記基板上で平面的に見て、前記側壁と少なくとも部分的に重なるように設けられることで傾斜された端部を有する複数の画素電極と、
前記複数の画素電極上に形成された配向膜と
を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項2】
前記複数の画素電極は、前記絶縁膜の直上に形成さ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】
前記複数の画素電極の端部は、上層側に凸状の曲面を有するように形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。
【請求項4】
請求項1から3のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項5】
基板上に、
前記基板の面に対して所定の角度で切り立った側壁を有する掘下部が設けられた絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜の上層側に、前記基板上で平面的に見て、前記側壁と少なくとも部分的に重なるように設けられることで傾斜された端部を有する複数の画素電極を形成する画素電極形成工程と、
前記複数の画素電極上に配向膜を形成する配向膜形成工程と
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6】
前記絶縁膜形成工程は、
前記絶縁膜を成膜する成膜工程と、
前記成膜された絶縁膜を部分的に掘下げるようにパターニングすることで、前記掘下部を設ける掘下工程と
を含むことを特徴とする請求項5に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項7】
前記掘下工程は、ドライエッチングを含む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】
前記掘下工程は、ウェットエッチングを含むことを特徴とする請求項6又は7に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項1】
基板と、
前記基板上に形成されており、前記基板の面に対して所定の角度で切り立った側壁を有する掘下部が設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜の上層側に形成されており、前記基板上で平面的に見て、前記側壁と少なくとも部分的に重なるように設けられることで傾斜された端部を有する複数の画素電極と、
前記複数の画素電極上に形成された配向膜と
を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項2】
前記複数の画素電極は、前記絶縁膜の直上に形成さ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】
前記複数の画素電極の端部は、上層側に凸状の曲面を有するように形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。
【請求項4】
請求項1から3のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項5】
基板上に、
前記基板の面に対して所定の角度で切り立った側壁を有する掘下部が設けられた絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜の上層側に、前記基板上で平面的に見て、前記側壁と少なくとも部分的に重なるように設けられることで傾斜された端部を有する複数の画素電極を形成する画素電極形成工程と、
前記複数の画素電極上に配向膜を形成する配向膜形成工程と
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6】
前記絶縁膜形成工程は、
前記絶縁膜を成膜する成膜工程と、
前記成膜された絶縁膜を部分的に掘下げるようにパターニングすることで、前記掘下部を設ける掘下工程と
を含むことを特徴とする請求項5に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項7】
前記掘下工程は、ドライエッチングを含む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】
前記掘下工程は、ウェットエッチングを含むことを特徴とする請求項6又は7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6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【公開番号】特開2010−117402(P2010−117402A)
【公開日】平成22年5月27日(2010.5.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−288540(P2008−288540)
【出願日】平成20年11月11日(2008.11.11)
【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22年5月27日(2010.5.27)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年11月11日(2008.11.11)
【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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