JP2009053417A - 電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】カラーフィルタの膜厚の差によって生じる積層構造の表面の段差を緩和する。
【解決手段】電気光学装置は、基板(10)上に、互いに異なる色を有する着色層(Cfr、Cfg、Cfb)と、着色層の上層側表面上に夫々設けられた画素電極(9ar、9ag、9ab)とを備える。更に、着色層の下地として配置され、下地面部分(430r、430g、430b)の各々の高さ(hcr、hcg、hcb)が、着色層の各々の厚さ(dr、dg、db)に応じて、着色層の各々の上層側表面の高さが互いに揃うように、着色層毎に調整された絶縁膜(43)を備える。
【選択図】図7
【解決手段】電気光学装置は、基板(10)上に、互いに異なる色を有する着色層(Cfr、Cfg、Cfb)と、着色層の上層側表面上に夫々設けられた画素電極(9ar、9ag、9ab)とを備える。更に、着色層の下地として配置され、下地面部分(430r、430g、430b)の各々の高さ(hcr、hcg、hcb)が、着色層の各々の厚さ(dr、dg、db)に応じて、着色層の各々の上層側表面の高さが互いに揃うように、着色層毎に調整された絶縁膜(43)を備える。
【選択図】図7
Description
本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置及びその製造方法、並びに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の技術分野に関する。
この種の電気光学装置では、カラー表示を行うために、例えば一画素をR(赤色)用、G(緑色)用、B(青色)用の3種のサブ画素により構成し、各サブ画素にカラーフィルタが設けられる。
例えば特許文献1には、カラーフィルタを画素電極と同一の基板上に作り込む積層構造、即ち、所謂オンチップカラーフィルタ構造が開示されている。このような構成によれば、基板上において、サブ画素の開口領域には画素電極と共に、画素電極よりも下層側にカラーフィルタが設けられる。
カラーフィルタの膜厚は、例えば上述の3種のサブ画素において、R、G、Bの各色毎(即ち各色相毎)に、更には開口領域における透過率との関係で、互いに差が生じる場合がある。この場合、カラーフィルタの上層側表面の高さ(カラーフィルタの厚さに沿う厚さ方向における、基板面に対してなす距離)について、各サブ画素間において高低差が生じる。
かかる高低差による段差を緩和するために、カラーフィルタの上層側にはパシベーション膜が形成され、このパシベーション膜の表面には例えば所定の平坦化処理が行われる。
しかしながら、このような電気光学装置では、パシベーション膜の形成により製造プロセスが煩雑になり、且つパシベーション膜は例えば樹脂材料により形成されるため、装置の信頼性も低下するという問題点が生じる。
仮にパシベーション膜が存在しなければ、カラーフィルタの上層側表面の高さの高低差に起因して、各サブ画素間において、画素電極の上記厚さ方向における高さについても高低差が生じ、その結果、これら画素電極等が作りこまれた積層構造の表面には、前述の高低差に起因する凹凸形状が形成され、段差が生じてしまうこととなる。
よって、製造プロセスにおける組み立て工程において、電気光学物質の一例としての液晶を配向させるための配向膜を積層構造上に形成する際、良好なラビング処理を行うことができない等の技術的な問題が生じ得る。その結果、電気光学装置における表示品位も低下する等の不具合が生じるおそれがある。
本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、例えば上述のようなパシベーション膜を形成しなくとも、カラーフィルタの膜厚の差によって生じる積層構造の表面の段差を緩和することができ、高品位な表示を行うことが可能な電気光学装置及びその製造方法、更にはこのような電気光学装置を具備してなる電子機器を提供することを課題とする。
本発明に係る第1の電気光学装置は上記課題を解決するために、基板上に、互いに異なる色を有する複数の着色層と、前記複数の着色層の上層側表面上に夫々設けられた複数の画素電極と、前記複数の着色層より下層側に前記着色層の下地として配置され、前記着色層に面する下地面部分の前記着色層の厚さに沿う厚さ方向における高さが、前記着色層の厚さに応じて、前記厚さ方向で前記複数の着色層の各々の前記上層側表面の高さが互いに揃うように、前記着色層毎に調整された絶縁膜とを備える。
本発明に係る第1の電気光学装置によれば、例えば1画素内において、R用、G用、B用のサブ画素が設けられており、サブ画素にはカラーフィルタとして本発明に係る「着色層」が設けられる。各サブ画素において、着色層を介して例えば透過光が出射されることで、画素単位でカラー表示を行うことが可能となる。
着色層は、基板上の積層構造内に、画素電極と共に画素電極より下層側に作り込まれる。画素電極と着色層とは、開口領域に配置される。ここに「開口領域」とは、表示に実際に寄与する光が透過又は反射により出射される領域をいう。また、非開口領域には、画素電極を駆動するための画素スイッチング素子等の各種素子やデータ線等の配線が形成される。ここに「非開口領域」とは、開口領域を除く領域をいい、言い換えれば、表示に実際に寄与する光が出射しない領域をいう。
絶縁膜は、基板上の積層構造における着色層より下層側に、着色層の下地として形成される。画素電極は、絶縁膜によって、各種素子や配線を構成する導電膜から層間絶縁される。絶縁膜は、好ましくは1層以上により形成され、画素電極より下層側において、各種素子や配線を構成すると共に互いに異なる層に配置された2以上の導電膜を互いに層間絶縁する。
本発明では特に、絶縁膜における着色層の下地となる側(即ち、上層側)の表面のうち着色層に面する下地面部分の高さは、着色層の厚さ(即ち、膜厚)に応じて着色層毎に調整されている。本発明に係る「高さ」とは、着色層の厚さに沿う厚さ方向での、基準位置(例えば基板面)からの距離を意味する。本発明に係る「厚さ方向」とは、着色層の厚さに沿う方向を意味し、典型的には、積層構造における基板に交わる方向或いは垂直方向である積層方向に一致する。
より具体的には、1画素内の各サブ画素間で、互いに異なる膜厚を有する着色層について、相対的に小さい膜厚を有する一の着色層と、相対的に大きい膜厚を有する他の着色層との間の膜厚差に応じて、一の着色層に対応する下地面部分と他の着色層に対応する下地面部分との間で高低差が生じるように、下地面部分の高さが調整される。例えば、一の着色層に面する下地面部分の高さは、一の着色層より大きい膜厚を有する他の着色層に面する下地面部分の高さよりも大きくなるように調整される。一方、他の着色層に面する下地面部分の高さは、他の着色層よりも小さい膜厚を有する一の着色層に面する下地面部分の高さよりも小さくなるように調整される。
よって、相対的に小さい膜厚を有する一の着色層の上層側表面の高さを、より大きくすることができると共に、相対的に大きい膜厚を有する他の着色層の上層側表面の高さを、より小さくすることができる。従って、これら一の着色層と他の着色層との間で、上層側表面の高さの差を小さくすることができる。その結果、1画素内の各サブ画素間で、着色層の上層側表面の高さを殆ど或いは理想的には完全に揃えることが可能となる。
従って、本発明に係る第1の電気光学装置によれば、着色層より上層側であって、画素電極より下層側に、既に説明したようなパシベーション膜を形成しなくても、着色層の上層側表面上に配置される画素電極の高さについて、各サブ画素間で、着色層の上層側表面の高さの差に起因する高低差を小さくすることができる。よって、基板上の積層構造の表面において、着色層の膜厚差に起因する凹凸形状内の段差を緩和することが可能となる。理想的には、着色層の上層側表面の高さを揃えることにより、画素電極の高さも揃えることができ、基板上の積層構造の表面を平坦な面とすることが可能となる。言い換えれば、基板上の積層構造の表面を平坦な面とするために一般的或いは伝統的には必要とされるパシベーション膜の形成を省略することができる。
以上説明したように、本発明に係る第1の電気光学装置によれば、パシベーション膜の形成を省略することができるため、製造プロセスを簡略化することができ、且つ装置の信頼性を向上させることができる等の利益を得ることができる。更に、例えば製造プロセスの組み立て工程において、電気光学物質の一例としての液晶を配向させるための配向膜を積層構造上に形成する際、良好なラビング処理を行うことが可能となる。このため、電気光学装置の表示品位を向上させることができる。
本発明に係る第1の電気光学装置の一態様では、前記絶縁膜は、複数の層により形成されており、前記複数の層のうち、最上層に位置する前記下地面部分と、前記最上層より下層側に位置する少なくとも一の層における前記下地面部分に面する表面部分とのうち、少なくとも一方について、前記厚さ方向の高さが前記着色層の厚さに応じて調整される。
この態様によれば、複数層からなる絶縁膜において、下地面部分は、最上層の表面に位置しており、下地面部分の高さ自体が、着色層の膜厚に応じて調整される。
或いは、下地面部分の高さ自体を調整することに加えて若しくは代えて、以下のように間接的に下地面部分の高さが調整されるようにしてもよい。より具体的には、絶縁膜の複数層のうち、最上層より下層側に位置する少なくとも一の層について、最上層に面する側の表面における下地面部分に面する表面部分の高さが、着色層の膜厚に応じて調整されるようにしてもよい。この場合には、表面部分の位置する層の表面形状が、最上層の表面形状に反映されることにより、下地面部分の高さが調整される。
ここに、下地面部分の高さを調整するために、絶縁膜における複数層のうち相対的に厚さの小さい層について、その厚さがより小さくなることで、例えば以下のような不具合が生じるおそれがある。即ち、製造プロセスにおいて、複数層のうち相対的に厚さの小さい層が損傷を受けた場合、当該層によって層間絶縁されるはずの異なる層に配置された導電膜が接触し、ショートすることで、製造プロセスにおける歩留まりが低下する事態が生じるおそれがある。
この態様では、好ましくは、絶縁膜における複数層のうち相対的に厚さの小さい層を避けて、最上層、或いは、これに加えて若しくは代えて、最上層より下層側の少なくとも一の層において、下地面部分自体及び下地面部分に面する表面部分のうち少なくとも一方の高さを調整するとよい。このように構成すれば、上述のような不具合を回避することが可能となり、例えば製造プロセスの歩留まりを向上させることが可能となる。
この絶縁膜が複数の層により形成される態様では、前記複数の層のうち少なくとも一の層において、前記着色層が形成される領域には第1の凹部が設けられると共に、該第1の凹部の底面が前記下地面部分及び前記表面部分の少なくとも一方として形成されており、前記第1の凹部の深さが調整されることで、前記下地面部分及び前記表面部分の少なくとも一方の高さが調整されて形成されるように構成してもよい。
このように構成すれば、絶縁膜に対して例えばエッチング処理を施すことで、第1の凹部が形成される。この場合、エッチング処理の条件を制御することにより、第1の凹部の深さをより容易に制御することができる。従って、第1の凹部の底面に位置する下地面部分及び表面部分の少なくとも一方の高さをより容易に調整することが可能となる。
本発明に係る第1の電気光学装置の他の態様では、前記基板は、前記下地面部分に面する基板面部分の前記厚さ方向における高さが、前記着色層の厚さに応じて調整される。
この態様によれば、下地面部分の高さ自体、及び絶縁膜が複数の層により形成される場合には複数の層のいずれかの層の表面部分の高さのうち少なくとも一方に加えて若しくは代えて、基板の積層構造が形成される側の表面(基板の上層側表面)のうち、下地面部分に面する基板面部分の高さを調整するようにしてもよい。尚、ここにいう「基板面部分の高さ」とは、基準位置(例えば、基板面部分以外の基板面)からの、着色層の厚さ方向での距離を意味する。
この場合、基板面部分の高さを着色層の厚さに応じて調整することで、基板面部分の位置する表面の形状が、絶縁膜の表面形状に反映されることにより、下地面部分の高さが間接的に調整される。つまり、絶縁膜自体の厚さを変化させることなく、下地面部分の高さを調整することが可能となる。従って、下地面部分の高さの調整により絶縁膜の厚さが変化することによる弊害、より具体的には、例えば上述したように、基板上の異なる層に配置された導電膜が接触して電気的にショートするような不具合が生じるのを、より確実に防止することができる。
この基板面部分の高さを調整する態様では、前記基板について、前記着色層が形成される領域には第2の凹部が設けられると共に、該第2の凹部の底面は前記基板面部分として形成されており、前記第2の凹部の深さが調整されることで、前記基板面部分の高さが調整されるように構成してもよい。
このように構成すれば、基板に対して例えばエッチング処理を施すことで、第2の凹部が形成される。よって、この場合、エッチング処理の条件を制御することにより、第2の凹部の底面に位置する基板面部分の高さをより容易に調整することが可能となる。
本発明に係る第2の電気光学装置は上記課題を解決するために、基板上に、互いに異なる色を有する複数の着色層と、前記複数の着色層の上層側表面上に夫々設けられた複数の画素電極と、前記複数の着色層よりも下層側に前記着色層の下地として配置された絶縁膜とを備え、前記基板は、前記絶縁膜における前記着色層に面する下地面部分に面する基板面部分の前記着色層の厚さに沿う厚さ方向における高さが、前記着色層の厚さに応じて、前記厚さ方向で前記複数の着色層の各々の前記上層側表面の高さが互いに揃うように、前記着色層毎に調整される。
本発明に係る第2の電気光学装置によれば、上述した本発明に係る第1の電気光学装置と同様に、製造プロセスを簡略化することができ、且つ装置の信頼性を向上させると共に、電気光学装置の表示品位も向上させることが可能となる。また、本発明に係る第2の電気光学装置では、絶縁膜自体の厚さを変化させることなく、下地面部分の高さを調整することが可能となる。
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明に係る第1又は第2の電気光学装置(但し、その各種態様も含む)のいずれかを具備してなる。
本発明の電子機器によれば、上述した本発明に係る第1又は第2の電気光学装置を具備してなるので、製造プロセスを簡略化させ、且つ信頼性を向上させると共に高品位な表示を行うことが可能な、投射型表示装置、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。
本発明に係る第1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、複数の着色層の下地として配置し、前記着色層に面する下地面部分の前記着色層の厚さに沿う厚さ方向における高さを、前記着色層の厚さに応じて、前記厚さ方向で前記複数の着色層の各々の上層側表面の高さが互いに揃うように、前記着色層毎に調整して、絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜より上層側に互いに異なる色を有する前記複数の着色層を形成する工程と、前記着色層の前記上層側表面上に複数の画素電極を夫々形成する工程とを含む。
本発明に係る第1の電気光学装置の製造方法によれば、製造プロセスを簡略化することができ、且つ装置の信頼性を向上させることができると共に、電気光学装置の表示品位も向上させることが可能となる。
本発明に係る第2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、基板の基板面において、複数の着色層の下地となる絶縁膜において前記着色層に面する下地面部分の側に位置し、且つ該下地面部分に面する基板面部分について、前記着色層の厚さに沿う厚さ方向における高さを、前記着色層の厚さに応じて、前記厚さ方向で前記複数の着色層の各々の上層側表面の高さが互いに揃うように、前記着色層毎に調整して形成する工程と、前記基板上に前記絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜より上層側に互いに異なる色を有する前記複数の着色層を形成する工程と、前記着色層の前記上層側表面上に複数の画素電極を夫々形成する工程とを含む。
本発明に係る第2の電気光学装置の製造方法によれば、製造プロセスを簡略化することができ、且つ装置の信頼性を向上させると共に、電気光学装置の表示品位も向上させることが可能となる。また、本発明に係る第2の電気光学装置の製造方法によれば、絶縁膜自体の厚さを変化させることなく、下地面部分の高さを調整することが可能となる。
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。
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。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アクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態について、図1から図12を参照して説明する。
本発明の第1実施形態について、図1から図12を参照して説明する。
先ず、本実施形態に係る液晶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、TFTアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に、対向基板の側から見た液晶装置の概略的な平面図であり、図2は、図1のH−H'断面図である。
図1及び図2において、液晶装置は、対向配置されたTFTアレイ基板10と対向基板20とから構成されている。TFTアレイ基板10は例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板等の透明基板である。対向基板20も例えばTFTアレイ基板10と同様の材料からなる透明基板である。TFTアレイ基板10と対向基板20との間には液晶層50が封入されており、TFTアレイ基板10と対向基板20とは、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。
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。また、例えばシール材52中には、TFTアレイ基板10と対向基板20との間隔(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56が散布されている。本実施形態に係る液晶装置は、プロジェクタのライトバルブ用として小型で拡大表示を行うのに適している。
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。但し、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。
TFTアレイ基板10上における、画像表示領域10aの周辺に位置する周辺領域には、データ線駆動回路101及びサンプリング回路7、走査線駆動回路104、外部回路接続端子102が夫々形成される。
TFTアレイ基板10上における周辺領域において、シール領域より外周側に、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。また、TFTアレイ基板10上の周辺領域のうちシール領域より内側に位置する領域には、TFTアレイ基板10の一辺に沿う画像表示領域10aの一辺に沿って且つ額縁遮光膜53に覆われるようにしてサンプリング回路7が配置される。
また、走査線駆動回路104は、TFTアレイ基板10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間を電気的に接続するため、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。
また、TFTアレイ基板10上の周辺領域において、対向基板20の4つのコーナー部に対向する領域に、上下導通端子106が配置されると共に、このTFTアレイ基板10及び対向基板20間には上下導通材が上下導通端子106に対応して該端子106に電気的に接続されて設けられる。
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。画像表示領域10aには、画素スイッチング用TFTや走査線、データ線等の配線の上層に画素電極9aがマトリクス状に設けられている。本実施形態では、TFTアレイ基板10上の積層構造は、着色層をも有する。画素電極9a上には、配向膜16が形成されている。尚、本実施形態では、画素スイッチング素子はTFTのほか、各種トランジスタ或いはTFD等により構成されてもよい。
他方、対向基板20におけるTFTアレイ基板10との対向面上に、遮光膜23が形成されている。遮光膜23は、例えば遮光性金属膜等から形成されており、対向基板20上の画像表示領域10a内で、例えば格子状等にパターニングされている。そして、遮光膜23上(図2中遮光膜23より下側)に、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明材料からなる対向電極21が複数の画素電極9aと対向して例えばベタ状に形成され、更に対向電極21上(図2中対向電極21より下側)には配向膜22が形成されている。
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。そして、液晶装置の駆動時、夫々に電圧が印加されることで、画素電極9aと対向電極21との間には液晶保持容量が形成される。
尚、ここでは図示しないが、TFTアレイ基板10上には、データ線駆動回路101、走査線駆動回路104の他に、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液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等が形成されていてもよい。
次に、本実施形態に係る液晶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、本実施形態に係る液晶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部Pxは夫々、例えばR用、G用及びB用の3種のサブ画素部Psr、Psg及びPsbを含む。詳細は後述するが、R用サブ画素部Psrは、赤色、緑色、及び青色の3原色のうち赤色に相当する光を出射可能なように、赤色用の着色層を有し、G用サブ画素部Psgは、3原色のうち緑色に相当する光を出射可能なように、緑色用の着色層を有し、B用サブ画素部Psbは、3原色のうち青色に相当する光を出射可能なように、青色用の着色層を有する。
R用、G用及びB用サブ画素部Psr、Psg及びPsbは夫々、後述する着色層の構成等について異なる点を有するが、かかる点を除いては好ましくは概ね同様の構成を有する。以下では、R用、G用及びB用の3種のサブ画素部Psr、Psg及びPsbの各々を区別しないで、単に「サブ画素部」と称して説明することもある。尚、R用、G用及びB用サブ画素部Psr、Psg及びPsbについて互いに異なる構成については、後に詳述する。
図3において、サブ画素部Psr、Psg及びPsb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、液晶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。
TFT30のゲートに走査線3aが電気的に接続されており、本実施形態に係る液晶装置は、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。
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。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、全体として液晶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。
また、サブ画素部Psr、Psg及びPsbにおいて、着色層を介して赤色、緑色及び青色に相当する光が出射されることで、画素部Px毎にカラー表示を行うことが可能となる。
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に対して電気的に並列に蓄積容量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と電気的に並列して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。
次に、上述の動作を実現するサブ画素部の具体的な構成について、図4及び図5を参照して説明する。ここに図4は、サブ画素部の平面図である。図5は、図4のA−A’線断面図である。尚、図4及び図5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。この点は、後述する各図についても同様である。図4及び図5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。
図4において、画素電極9aは、TFTアレイ基板10上に、マトリクス状に複数設けられている。画素電極9aの縦横の境界にそれぞれ沿ってデータ線6a及び走査線3aが設けられている。即ち、走査線3aは、X方向に沿って延びており、データ線6aは、走査線3aと交差するように、Y方向に沿って延びている。走査線3a及びデータ線6aが互いに交差する個所の各々には画素スイッチング用のTFT30が設けられている。
走査線3a、データ線6a、蓄積容量70、下側遮光膜11a、中継層93及びTFT30は、TFTアレイ基板10上で平面的に見て、画素電極9aに対応する各画素の開口領域(即ち、各画素において、表示に実際に寄与する光が透過又は反射される領域)を囲む非開口領域内に配置されている。即ち、これらの走査線3a、データ線6a、蓄積容量70、中継層93、下側遮光膜11a及びTFT30は、表示の妨げとならないように、各画素の開口領域ではなく、非開口領域内に配置されている。一方、開口領域には、画素電極9aと共に着色層Cfが設けられている。尚、図6及び図7を参照して後述するように、サブ画素部Psr、Psg及びPsbの各々の開口領域には、画素電極9ar、9ag若しくは9abと共に、赤色(R)用の着色層Cfr、緑色(G)用の着色層Cfg若しくは青色(B)用の着色層Cfbが設けられている。
図4及び図5において、TFT30は、半導体層1aと、走査線3aの一部として形成されたゲート電極3bとを含んで構成されている。
半導体層1aは、例えばポリシリコンから形成される。半導体層1aは、Y方向に沿ったチャネル長を有するチャネル領域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。
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は、チャネル領域1a’を基準として、Y方向に沿ってほぼミラー対称に形成されている。データ線側LDD領域1bは、チャネル領域1a’及びデータ線側ソースドレイン領域1d間に形成されている。画素電極側LDD領域1cは、チャネル領域1a’及び画素電極側ソースドレイン領域1e間に形成されている。データ線側LDD領域1b、画素電極側LDD領域1c、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は、例えばイオンプランテーション法等の不純物打ち込みによって半導体層1aに不純物を打ち込んでなる不純物領域である。データ線側LDD領域1b及び画素電極側LDD領域1cはそれぞれ、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よりも不純物の少ない低濃度な不純物領域として形成されている。このような不純物領域によれば、TFT30の非動作時において、ソース領域及びドレイン領域間に流れるオフ電流を低減し、且つTFT30の動作時に流れるオン電流の低下を抑制できる。尚、TFT30は、LDD構造を有することが好ましいが、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。
図4及び図5において、ゲート電極3bは、走査線3aの一部として形成されている。走査線3aは、X方向に沿って延びるように形成されている。走査線3aのうちチャネル領域1a’と重なる部分がゲート電極3bとして機能する。ゲート電極3b及び半導体層1a間は、ゲート絶縁膜2によって絶縁されている。
図4及び図5において、TFTアレイ基板10上のTFT30よりも下地絶縁膜12を介して下層側には、下側遮光膜11aが格子状に設けられている。下側遮光膜11aは、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である、TFTアレイ基板10側から装置内に入射する戻り光からTFT30のチャネル領域1a’及びその周辺を遮光する。
図5において、下地絶縁膜12は、下側遮光膜11aからTFT30を層間絶縁する機能の他、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の表面の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TFT30の特性の劣化を防止する機能を有する。
図5において、TFTアレイ基板10上のTFT30よりも層間絶縁膜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300a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。
上部容量電極300aは、図3及び図4に示す容量線300の一部として形成されている。容量線300は、その詳細な構成については図示を省略するが、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ている。上部容量電極300aは、容量線300を介して定電位源と電気的に接続され、固定電位に維持された固定電位側容量電極である。
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と電気的に接続されると共に、コンタクトホール84を介して中継層93に電気的に接続されている。更に、中継層93は、コンタクトホール85を介して画素電極9aに電気的に接続されている。即ち、下部容量電極71は、中継層93と共に画素電極側ソースドレイン領域1e及び画素電極9a間の電気的な接続を中継する。
図5において、TFTアレイ基板10上の蓄積容量70よりも層間絶縁膜42を介して上層側には、データ線6a及び中継層93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、層間絶縁膜41、ゲート絶縁膜2、誘電体膜75及び層間絶縁膜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。
中継層93は、層間絶縁膜42上においてデータ線6aと同層に形成されている。中継層93は、層間絶縁膜42を貫通して開孔されたコンタクトホール84を介して下部容量電極71と電気的に接続される。データ線6a及び中継層93は、例えば金属膜等の導電材料で構成される薄膜を層間絶縁膜42上に薄膜形成法を用いて形成しておき、当該薄膜を部分的に除去、即ちパターニングすることによって相互に離間させた状態で形成される。従って、データ線6a及び中継層93を同一工程で形成できるため、装置の製造プロセスを簡便にできる。
図5において、データ線6a及び中継層93より層間絶縁膜43を介して上層側に、着色層Cfが形成され、着色層Cfより上層側には画素電極9aが形成されている。画素電極9aは、下部容量電極71、コンタクトホール83、84及び85並びに中継層93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。コンタクトホール85は、層間絶縁膜43を貫通して開孔される。コンタクトホール85内には中継層93の表面が露出される。コンタクトホール85の内壁にITO等の画素電極9aを構成する導電材料が成膜され、画素電極9a及び中継層93は互いに電気的に接続される。
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が設けられている。
以上に説明したサブ画素部の構成は、図4に示すように、各画素部に共通である。画像表示領域10a(図1参照)には、かかるサブ画素部を含む画素部が、図3を参照して説明したように周期的に形成されている。
本実施形態では、R用、G用及びB用の3種のサブ画素部Psr、Psg及びPsbは次の点で互いに異なる構成を有する。かかる構成について、図6又は図7を参照して説明する。ここに図6は、各サブ画素部における、凹部、着色層及び画素電極の配置関係を示す平面図であり、図7は、図6のB−B’線の断面部分の構成を示す断面図である。尚、図6及び図7は、3種のサブ画素部Psr、Psg及びPsbの構成について互いに異なる部分に着目し、かかる部分の構成について図示してある。
図6及び図7において、サブ画素部Psr、Psg及びPsbの各々の開口領域には、画素電極9ar、9ag若しくは9abと共に、赤色(R)用の着色層Cfr、緑色(G)用の着色層Cfg若しくは青色(B)用の着色層Cfbが設けられている。即ち、サブ画素部Psrの開口領域には、画素電極9arと共に、着色層Cfrが設けられ、サブ画素部Psgの開口領域には、画素電極9agと共に、着色層Cfgが設けられ、サブ画素部Psbの開口領域には、画素電極9abと共に、着色層Cfbが設けられている。
図6及び図7において、着色層Cfr、Cfg及びCfbの下地となる層間絶縁膜43における、着色層Cfr、Cfg及びCfbの各々が形成される領域には、本発明に係る「第1の凹部」の一例としての凹部43hr、43hg及び43hbが夫々形成されている。着色層Cfr、Cfg及びCfbは、凹部43hr、43hg及び43hb内に夫々配置されている。凹部43hr、43hg及び43hbにおける底面は、対応する着色層Cfr、Cfg及びCfbと面する下地面部分430r、430g及び430bとして夫々形成されている。即ち、凹部43hrにおける底面は、着色層Cfrと面する下地面部分430rとして形成され、凹部43hgにおける底面は、着色層Cfgと面する下地面部分430gとして形成され、凹部43hbにおける底面は、着色層Cfbと面する下地面部分430bとして形成されている。
下地面部分430r、430g及び430bは夫々、その高さhcr、hcg若しくはhcbが、対応する着色層Cfr、Cfg若しくはCfbの膜厚dr、dg若しくはdbに応じて着色層Cfr、Cfg及びCfb毎に調整されている。即ち、下地面部分430rの高さhcrは、対応する着色層Cfrの膜厚drに応じて調整され、下地面部分430gの高さhcgは、対応する着色層Cfgの膜厚dgに応じて調整され、下地面部分430bの高さhcbは、対応する着色層Cfbの膜厚dbに応じて調整されている。
ここで、図5では、下地面部分430r、430g及び430bは夫々、その高さhcr、hcg及びhcbの各々を区別しないで、高さhcとして示してあるが、高さhcは、着色層の厚さに沿う厚さ方向での、TFTアレイ基板10の基板面から下地面部分430r、430g若しくは430bまでの距離を意味する。尚、図5中、下地面部分430r、430g及び430bの各々を区別しないで下地面部分430として示してある。また、図5に示すように、TFTアレイ基板10の基板面から、着色層Cfの上層側表面までの距離が、上層側表面の高さh0となる。
図7において、着色層Cfr、Cfg及びCfbの膜厚dr、dg及びdbは、R、G及びBの色相や開口領域における透過率との関係で互いに異なる場合がある。例えば、R用、G用及びB用の着色層Cfr、Cfg及びCfbのうち、R用の着色層Cfrの膜厚drは、G用及びB用の着色層Cfg及びCfbの膜厚dg及びdbの各々よりも小さく、G用の着色層Cfgの膜厚dgは、R用及びB用の着色層Cfr及びCfbの膜厚dr及びdbの各々よりも大きくなるように形成される。即ち、B用の着色層Cfbの膜厚dbは、R用の着色層Cfrの膜厚drよりも大きく且つG用の着色層Cfgの膜厚dgより小さくなるように形成される。
ここで、本実施形態では特に、R用及びG用の着色層Cfr及びCfgに着目すれば、各々の膜厚dr及びdgの差に応じて、各々に対応する下地面部分430r及び430gの間で高低差(hcr−hcg)が生じるように、下地面部分430rの高さhcr及び下地面部分430gの高さhcgが夫々調整されている。
より具体的には、R用の着色層Cfrに面する下地面部分430rの高さhcrは、G用の着色層Cfgに面する下地面部分430gの高さhcgよりも相対的に大きくなるように調整されている。G用の着色層Cfgに面する下地面部分430gに着目すれば、その高さhcgは、R用の着色層Cfrに面する下地面部分430rの高さhcrよりも相対的に小さくなるように調整されている。
従って、R用の着色層Cfrに面する下地面部分430rの高さhcrをより大きくすると共に、G用の着色層Cfgに面する下地面部分430gの高さhcgをより小さくすることができる。その結果、R用の着色層CfrとG用の着色層Cfgとの間で、上層側表面の高さの差を小さくし、理想的には所定の高さh0に揃えることができる。
上述と同様に、R用及びB用の着色層Cfr及びCfbの各々の間、及びG用及びB用の着色層Cfg及びCfbの各々の間についても夫々、下地面部分430r、430g及び430bの高さhcr、hcg及びhcbが夫々調整されている。より具体的には、R用の着色層Cfrに面する下地面部分430rの高さhcrは、B用の着色層Cfbに面する下地面部分430bの高さhcbよりも相対的に大きくなるように調整されている。B用の着色層Cfbに面する下地面部分430bの高さhcbは、G用の着色層Cfgに面する下地面部分430gの高さhcgよりも相対的に大きくなるように調整されている。これにより、R用及びB用の着色層Cfr及びCfbの、各々の膜厚dr及びdbの差に応じて、各々に対応する下地面部分430r及び430bの間で高低差(hcr−hcb)が生じ、B用及びG用の着色層Cfb及びCfgの、各々の膜厚db及びdgの差に応じて、各々に対応する下地面部分430b及び430gの間で高低差(hcb−hcg)が生じる。これにより、R用、G用及びB用の着色層Cfr、Cfg及びCfbの間で、上層側表面の高さの差を小さくし、理想的には所定の高さh0に揃えることができる。
ここに、下地面部分430r、430g及び430bについて、凹部43hr、43hg及び43hbの各々の深さを調整することで、各々の高さhcr、hcg及びhcbについて調整することができる。例えば、製造プロセスにおいて、凹部43hr、43hg及び43hbは夫々、エッチング処理を層間絶縁膜43に対して施すことで形成する。この際、エッチング処理の条件を制御することにより、凹部43hr、43hg及び43hbの各々の深さは容易に制御することができる。よって、下地面部分430r、430g及び430bの各々の高さhcr、hcg及びhcbも、より容易に調整することができる。
次に、本実施形態に対する比較例について、図8及び図9を参照して説明する。ここに図8は、比較例におけるサブ画素部の図5に対応する断面部分の構成を示す断面図であり、図9は、比較例における図7に対応する断面部分の構成を示す断面図である。比較例については、図1から図7を参照して説明した本実施形態の構成と異なる点について詳細に説明し、同様の構成については、図8又は図9で同一の符号を付して示し、その説明を省略することもある。
図8又は図9において、比較例ではサブ画素部において、層間絶縁膜43には、図7に示すような凹部43hr、43hg及び43hbは設けられず、着色層Cfr、Cfg及びCfbに夫々面する下地面部分の高さは調整されない。従って、着色層Cfr、Cfg及びCfbの間では、その膜厚dr、dg及びdbの各々の差に起因して、各々の上層側表面の高さh1について高低差が生じる。より具体的には、R用及びG用の着色層Cfr及びCfgの間では、その膜厚dr及びdgの差に起因して、各々の上層側表面の高さh1r及びh1gについて高低差(h1g−h1r)が生じ、R用及びB用の着色層Cfr及びCfbの間では、その膜厚dr及びdbの差に起因して、各々の上層側表面の高さh1r及びh1bについて高低差(h1b−h1r)が生じ、G用及びB用の着色層Cfg及びCfbの間では、その膜厚dg及びdbの差に起因して、各々の上層側表面の高さh1g及びh1bについて高低差(h1g−h1b)が生じる。
このような高低差(h1g−h1r)、(h1b−h1r)及び(h1g−h1b)による段差を緩和するために、着色層Cfr、Cfg及びCfbより上層側にパシベーション膜44が設けられ、このパシベーション膜44の表面には例えば所定の平坦化処理が行われる。
これに対して、図7に示すような本実施形態の構成によれば、着色層Cfr、Cfg及びCfbより上層側に、図8又は図9に示すパシベーション膜44を形成しなくても、着色層Cfr、Cfg及びCfbの上層側表面上に夫々配置される画素電極9ar、9ag及び9abの高さについて、着色層Cfr、Cfg及びCfbの上層側表面の高さの差に起因する高低差を小さくすることができる。
よって、TFTアレイ基板10上の積層構造の表面において、着色層Cfr、Cfg及びCfbの膜厚dr、dg及びdbの各々の差に起因する凹凸形状内の段差を緩和することが可能となる。理想的には、着色層Cfr、Cfg及びCfbの各々の上層側表面について、高さh0として揃えることにより、画素電極9ar、9ag及び9abの各々の高さも揃えることができ、TFTアレイ基板10上の積層構造の表面を平坦な面とすることが可能となる。
従って、本実施形態によれば、図8又は図9に示すようなパシベーション膜44の形成を省略することができるため、製造プロセスを簡略化することができ、且つ装置の信頼性を向上させることができる等の利益を得ることができる。また、例えば製造プロセスの組み立て工程において、液晶を配向させるための配向膜を積層構造上に形成する際、良好なラビング処理を行うことも可能となる。従って、液晶装置の表示品位も向上させることができる。
次に、上述した本実施形態に係る液晶装置の製造方法について、図10から図12を参照して説明する。ここに図10及び図11は、製造プロセスの各工程における図5に示す断面の構成を、順を追って示す工程図であり、図12は、製造プロセスの各工程における図7に示す断面の構成を、順を追って示す工程図である。尚、以下においては、サブ画素部におけるTFTアレイ基板10上の積層構造について、本発明において特徴的な製造工程を特に詳しく説明することとし、対向基板20上に形成される配向膜22や対向電極21等の製造工程等に関しては、説明を省略することとする。
図10(a)の工程では、TFTアレイ基板10上に、下側遮光膜11a、TFT30、蓄積容量70、データ線6a及び中継層93を順次形成すると共に、各々を層間絶縁する下地絶縁膜12並びに層間絶縁膜41、42及び43を順次形成する。層間絶縁膜41及び42には、コンタクトホール81、83及び84を開孔する。
続いて、図10(b)の工程では、層間絶縁膜43に凹部43hr、43hg及び43hb(後述する図12参照)を形成した後、着色層Cfを形成する。
ここで、図12を参照して、かかる工程についてより詳しく説明する。
図12(a)の工程では、層間絶縁膜43において、上層側にR用、G用及びB用の着色層Cfr、Cfg及びCfbの各々が形成される領域に、層間絶縁膜43に対して例えばエッチング処理を施すことにより、凹部43hr、43hg及び43hbを形成する。即ち、層間絶縁膜43の上層側に例えばエッチング処理を施すことにより、着色層Cfrが形成される領域に凹部43hrを形成し、着色層Cfgが形成される領域に凹部43hgを形成し、着色層Cfbが形成される領域に凹部43hbを形成する。
続いて、図12(b)の工程では、凹部43hr、43hg及び43hbの各々の下地面部分430r、430g及び430b上に、R用、G用及びB用の着色層Cfr、Cfg及びCfbを夫々形成する。即ち、凹部43hrの下地面部分430r上に、着色層Cfrを形成し、凹部43hgの下地面部分430g上に、着色層Cfgを形成し、凹部43hbの下地面部分430b上に、着色層Cfbを形成する。
その後、図11の工程では、層間絶縁膜43にコンタクトホール85を開孔し、続いて画素電極9a(図5参照)を形成する。
以上説明した液晶装置の製造方法によれば、上述した第1実施形態に係る液晶装置を製造できる。ここで特に、層間絶縁膜43に凹部43hr、43hg及び43hbを形成するので、製造プロセスを簡略化することができ、且つ装置の信頼性を向上させることができると共に、液晶装置の表示品位も向上させることが可能となる。
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について、図13から図17を参照して説明する。第2実施形態では、下地面部分の高さが間接的に調整される点が、第1実施形態とは異なっている。従って、以下では、第1実施形態と異なる点についてのみ図を参照して説明し、第1実施形態と同様の構成については、図1から図7を参照して説明すると共に重複する説明を省略することもある。
次に、本発明の第2実施形態について、図13から図17を参照して説明する。第2実施形態では、下地面部分の高さが間接的に調整される点が、第1実施形態とは異なっている。従って、以下では、第1実施形態と異なる点についてのみ図を参照して説明し、第1実施形態と同様の構成については、図1から図7を参照して説明すると共に重複する説明を省略することもある。
ここに、図13は、第2実施形態におけるサブ画素部の図5に対応する断面部分の構成を示す断面図であり、図14は、第2実施形態における図7に対応する断面部分の構成を示す断面図である。
図13及び図14において、TFTアレイ基板10における、積層構造が形成される側において、着色層Cf(図14において着色層Cfr、Cfg及びCfb)が形成される領域には、本発明に係る「第2の凹部」の一例としての凹部111h(図14において凹部111hr、111hg及び111hb)が設けられる。凹部111hの底面は、層間絶縁膜43の下地面部分430(図14において下地面部分430r、430g及び430b)と面する基板面部分121(図14において基板面部分121r、121g及び121b)として形成される。ここで、図13において、基板面部分121の高さhb(図14においてhbr、hbg及びhbb)は、基板面部分121以外の基板面からの、着色層Cfの厚さ方向での距離である。
図14において、基板面部分121r、121g及び121bの高さhbr、hbg及びhbbは夫々、着色層Cfr、Cfg若しくはCfbの各々の膜厚dr、dg若しくはdbに応じて着色層Cfr、Cfg及びCfb毎に調整されている。即ち、基板面部分121rの高さhbrは、着色層Cfrの膜厚drに応じて調整され、基板面部分121gの高さhbgは、着色層Cfgの膜厚dgに応じて調整され、基板面部分121bの高さhbbは、着色層Cfbの膜厚dbに応じて調整されている。基板面部分121r、121g及び121bの位置する基板表面の形状が、上層側において下地絶縁膜12及び層間絶縁膜41、42及び43の各々の表面形状に反映されることにより、凹部111hr、111hg及び111hbに夫々対応して層間絶縁膜43における凹部43hr、43hg及び43hbが形成され、下地面部分430r、430g及び430bの高さhcr、hcg及びhcbが夫々間接的に調整される。
より具体的には、R用及びG用の着色層Cfr及びCfgに着目すれば、各々の膜厚dr及びdgの差に応じて、各々に対応する基板面部分121r及び121gの間で高低差(hbr−hbg)が生じるように、これら基板面部分121r及び121gの高さhbr及びhbgが夫々調整されている。これにより、層間絶縁膜43において、下地面部分430r及び430gの間では、基板面部分121r及び121gの間の高低差(hbr−hbg)に対応して、高さhcr及びhcgの差(hcr−hcg)が生じる。従って、R用の着色層CfrとG用の着色層Cfgとの間で、上層側表面の高さの差を小さくし、理想的には所定の高さh0に揃えることができる。
上述と同様に、R用及びB用の着色層Cfr及びCfbについて、各々の膜厚dr及びdbの差に応じて、各々に対応する基板面部分121r及び121bの間で高低差(hbr−hbb)が生じ、G用及びB用の着色層Cfg及びCfbについて、各々の膜厚dg及びdbの差に応じて、各々に対応する基板面部分121g及び121bの間で高低差(hbb−hbg)が生じるように、基板面部分121r、121g及び121bの高さhbr、hbg及びhbbが夫々調整されている。これにより、層間絶縁膜43において、下地面部分430r及び430bの間では、基板面部分121r及び121bの間の高低差(hbr−hbb)に対応して、高さhcr及びhcbの差(hcr−hcb)が生じ、下地面部分430g及び430bの間では、基板面部分121g及び121bの間の高低差(hbb−hbg)に対応して、高さhcg及びhcbの差(hcb−hcg)が生じる。従って、R用、G用及びB用の着色層Cfr、Cfg及びCfbの間で、上層側表面の高さの差を小さくし、理想的には所定の高さh0に揃えることができる。
ここに、基板面部分121r、121g及び121bについて、凹部111hr、111hg及び111hbの各々の深さを調整することで、各々の高さhbr、hbg及びhbbについて調整することができる。例えば、製造プロセスにおいて、凹部111hr、111hg及び111hbは夫々、エッチング処理をTFTアレイ基板10に対して施すことで形成する。この際、エッチング処理の条件を制御することにより、凹部111hr、111hg及び111hbの各々の深さは容易に制御することができる。よって、基板面部分121r、121g及び121bの各々の高さhbr、hbg及びhbbも、より容易に調整することができる。
ここに、下地面部分430r、430g及び430bの各々の高さを調整するために、層間絶縁膜43の厚さがより小さくなることで、例えば以下のような不具合が生じるおそれがある。即ち、製造プロセスにおいて、層間絶縁膜43の厚さがより小さくなると、例えばTFTアレイ基板10と対向基板20との貼り合わせの際に、層間絶縁膜43によって層間絶縁されるはずの導電膜(画素電極9a、及び中継層93若しくはデータ線6a)が接触し、ショートすることで、製造プロセスにおける歩留まりが低下する事態が生じるおそれがある。
第2実施形態では、層間絶縁膜43自体の厚さを変化させることなく、下地面部分430r、430g及び430bの各々の高さhcr、hcg及びhcbを調整することが可能となる。従って、例えば上述したような不具合が生じるのを、より確実に防止することができる。
次に、上述した第2実施形態に係る液晶装置の製造方法について、図15から図17を参照して説明する。ここに図15及び図16は、製造プロセスの各工程における図13に示す断面の構成を、順を追って示す工程図であり、図17は、製造プロセスの各工程における図14に示す断面の構成を、順を追って示す工程図である。尚、以下においては、サブ画素部におけるTFTアレイ基板10上の積層構造について、第1実施形態とは異なる製造工程を特に詳しく説明し、同様の製造工程については説明を省略する。
図15(a)又は図17(a)の工程では、TFTアレイ基板10に対して、例えばエッチング処理を施すことにより、凹部111hr、111hg及び111hb(図15(a)においては凹部111h)を形成する。
続いて、図15(b)の工程では、TFTアレイ基板10上に、下側遮光膜11a、TFT30、蓄積容量70、データ線6a及び中継層93を順次形成すると共に、各々を層間絶縁する下地絶縁膜12並びに層間絶縁膜41、42及び43を順次形成する。層間絶縁膜41及び42には、コンタクトホール81、83及び84を開孔する。層間絶縁膜43の積層後、凹部111hr、111hg及び111hb(図15(b)においては凹部111h)に対応して夫々凹部43hr、43hg及び43hbが形成される。
続いて、図16及び図17(b)の工程では、層間絶縁膜43上において、凹部43hr、43hg及び43hbの各々内に配置して、着色層Cfr、Cfg及びCfb(図16においては着色層Cf)を夫々形成する。
以上説明した液晶装置の製造方法によれば、上述した第2実施形態に係る液晶装置を製造できる。
次に、上述した第2実施形態の変形例について、図18及び図19を参照して説明する。ここに図18は、本変形例におけるサブ画素部の図5に対応する断面部分の構成を示す断面図であり、図19は、本変形例における図7に対応する断面部分の構成を示す断面図である。
本変形例では、図5に示す下地面部分430の高さhc自体、及び図13に示す基板面部分121の高さhbのうち少なくとも一方に加えて若しくは代えて、下地絶縁膜12、層間絶縁膜41及び42のうち少なくとも一の絶縁膜において下地面部分430に面する表面部分の高さを調整するようにしてもよい。
より具体的には、図18又は図19において、例えば、層間絶縁膜41には、例えば製造プロセスにおけるエッチング処理により、着色層Cf(図19において着色層Cfr、Cfg若しくはCfb)が形成される領域に、本発明に係る「第1の凹部」の一例としての凹部41h(図19において凹部41hr、41hg若しくは41hb)が形成される。凹部41h(図19において凹部41hr、41hg若しくは41hb)の底面は、層間絶縁膜43の下地面部分430(図19において下地面部分430r、430g及び430b)と面する表面部分410(図19において表面部分410r、410g及び410b)として形成される。ここに、図18において、表面部分410の高さh4(図19において高さh4r、h4g及びh4b)は、TFTアレイ基板10の基板面から表面部分410までの着色層Cfの厚さ方向での距離である。
図19において、表面部分410r、410g及び410bの各々の高さh4r、h4g及びh4bは、着色層Cfr、Cfg、若しくはCfbの各々の膜厚dr、dg若しくはdbに応じて着色層Cfr、Cfg及びCfb毎に調整されている。即ち、表面部分410rの高さh4rは、着色層Cfrの膜厚drに応じて調整され、表面部分410gの高さh4gは、着色層Cgrの膜厚dgに応じて調整され、表面部分410bの高さh4bは、着色層Cfbの膜厚dbに応じて調整されている。表面部分410r、410g及び410bの位置する層間絶縁膜41の表面形状が、上層側において層間絶縁膜42及び43の各々の表面形状に反映されることにより、層間絶縁膜43において夫々凹部43hr、43hg及び43hbが形成され、下地面部分430r、430g及び430bの高さhcr、hcg及びhcbが夫々間接的に調整されている。
より具体的には、R用及びG用の着色層Cfr及びCfgに着目すれば、各々の膜厚dr及びdgの差に応じて、各々に対応する表面部分410r及び410gの間で高低差(h4r−h4g)が生じるように、これら表面部分410r及び410gの高さh4r及びh4gが夫々調整される。これにより、層間絶縁膜43において、下地面部分430r及び430gの間では、高さhcr及びhcgの差(hcr−hcg)が生じる。
上述と同様に、R用及びB用の着色層Cfr及びCfbについて、各々の膜厚dr及びdbの差に応じて、各々に対応する表面部分410r及び410bの間で高低差(h4r−h4b)が生じ、G用及びB用の着色層Cfg及びCfbについて、各々の膜厚dg及びdbの差に応じて、各々に対応する表面部分410g及び410bの間で高低差(h4b−h4g)が生じるように、表面部分4101r、410g及び410bの高さh4r、h4g及びh4bが夫々調整されている。これにより、層間絶縁膜43において、下地面部分430r及び430bの間では、高さhcr及びhcbの差(hcr−hcb)が生じ、下地面部分430g及び430bの間では、高さhcg及びhcbの差(hcb−hcg)が生じる。
本変形例によれば、例えば層間絶縁膜43の膜厚が相対的に薄くなる場合には、これを避けて、層間絶縁膜41において表面部分410r、410g及び410bの各々の高さh4r、h4g及びh4bを夫々調整することができる。これにより、層間絶縁膜43自体の厚さを変化させることなく、下地面部分430r、430g、及び430bの各々の高さhcr、hcg及びhcbを調整することが可能となる。
<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20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。
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20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。
図20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。
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。
尚、図20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、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。
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)等にも適用可能である。
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、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その製造方法、並びに該電気光学装置を備えた電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
9a、9ar、9ag、9ab…画素電極、10…TFTアレイ基板、43…層間絶縁膜、430、430r、430g、430b…下地面部分、Cf、Cfr、Cfg、Cfb…着色層
Claims (9)
- 基板上に、
互いに異なる色を有する複数の着色層と、
前記複数の着色層の上層側表面上に夫々設けられた複数の画素電極と、
前記複数の着色層より下層側に前記着色層の下地として配置され、前記着色層に面する下地面部分の前記着色層の厚さに沿う厚さ方向における高さが、前記着色層の厚さに応じて、前記厚さ方向で前記複数の着色層の各々の前記上層側表面の高さが互いに揃うように、前記着色層毎に調整された絶縁膜と
を備えたことを特徴とする電気光学装置。 - 前記絶縁膜は、複数の層により形成されており、
前記複数の層のうち、最上層に位置する前記下地面部分と、前記最上層より下層側に位置する少なくとも一の層における前記下地面部分に面する表面部分とのうち、少なくとも一方について、前記厚さ方向の高さが前記着色層の厚さに応じて調整される
ことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。 - 前記複数の層のうち少なくとも一の層において、前記着色層が形成される領域には第1の凹部が設けられると共に、該第1の凹部の底面が前記下地面部分及び前記表面部分の少なくとも一方として形成されており、
前記第1の凹部の深さが調整されることで、前記下地面部分及び前記表面部分の少なくとも一方の高さが調整される
ことを特徴とする請求項2に記載の電気光学装置。 - 前記基板は、前記下地面部分に面する基板面部分の前記厚さ方向における高さが、前記着色層の厚さに応じて調整されることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 前記基板について、前記着色層が形成される領域には第2の凹部が設けられると共に、該第2の凹部の底面は前記基板面部分として形成されており、
前記第2の凹部の深さが調整されることで、前記基板面部分の高さが調整される
ことを特徴とする請求項4に記載の電気光学装置。 - 基板上に、
互いに異なる色を有する複数の着色層と、
前記複数の着色層の上層側表面上に夫々設けられた複数の画素電極と、
前記複数の着色層よりも下層側に前記着色層の下地として配置された絶縁膜と
を備え、
前記基板は、前記絶縁膜における前記着色層に面する下地面部分に面する基板面部分の前記着色層の厚さに沿う厚さ方向における高さが、前記着色層の厚さに応じて、前記厚さ方向で前記複数の着色層の各々の前記上層側表面の高さが互いに揃うように、前記着色層毎に調整される
ことを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備してなることを特徴とする電子機器。
- 基板上に、複数の着色層の下地として配置し、前記着色層に面する下地面部分の前記着色層の厚さに沿う厚さ方向における高さを、前記着色層の厚さに応じて、前記厚さ方向で前記複数の着色層の各々の上層側表面の高さが互いに揃うように、前記着色層毎に調整して、絶縁膜を形成する工程と、
該絶縁膜より上層側に互いに異なる色を有する前記複数の着色層を形成する工程と、
前記着色層の前記上層側表面上に複数の画素電極を夫々形成する工程と
を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 基板の基板面において、複数の着色層の下地となる絶縁膜において前記着色層に面する下地面部分の側に位置し、且つ該下地面部分に面する基板面部分について、前記着色層の厚さに沿う厚さ方向における高さを、前記着色層の厚さに応じて、前記厚さ方向で前記複数の着色層の各々の上層側表面の高さが互いに揃うように、前記着色層毎に調整して形成する工程と、
前記基板上に前記絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜より上層側に互いに異なる色を有する前記複数の着色層を形成する工程と、
前記着色層の前記上層側表面上に複数の画素電極を夫々形成する工程と
を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
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JP2007219721A JP2009053417A (ja) | 2007-08-27 | 2007-08-27 | 電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器 |
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-
2007
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