JP2010134317A - 液晶装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】画素電極の下層側に位置する中継電極を利用して、表示光量の増大を図ることのできる液晶装置、および当該液晶装置を備えた電子機器を提供すること。
【解決手段】反射型の液晶装置１００において、隣接する反射性の画素電極９ａは、ドレイン電極６ｂを介して電界効果型トランジスタ３０に電気的に接続され、隣接する画素電極９ａの間には隙間９ｓ、９ｔが存在する。ドレイン電極６ｂは、反射性中継電極として形成され、画素電極９ａの端部から隙間９ｓ、９ｔに張り出している。このため、隣接する画素電極９ａの隙間９ｓ、９ｔに向かう光は、ドレイン電極６ｂで反射して再び、第２基板２０の側から出射される間に液晶層５０によって光変調され、表示に寄与する。
【選択図】図３

Description

本発明は、反射型の液晶装置および当該液晶装置を備えた電子機器に関するものである。

液晶装置は、投射型表示装置のライトバルブや携帯電話等の表示装置として広く採用されている。かかる液晶装置のうち、反射型の液晶装置は、画素電極をアルミニウム合金などといった反射性金属からなる反射性の画素電極とすることにより実現される。

このような反射型の液晶装置では、画素電極で反射した光により画像を表するため、隣接する画素電極により挟まれた隙間は表示に寄与せず、その分、表示光量が減少することになる。従って、隣接する画素電極間の隙間を狭くすればよいが、かかる狭い隙間を実現するには、高価な設備で画素電極をパターニング形成する必要があるため、設備コストが増大する。また、かかる高価な設備を用いても、画素電極同士が短絡する可能性が残る。

そこで、画素電極の上層側に、透光性の絶縁膜、および画素電極と同一形状の金属反射膜を形成するとともに、金属反射膜を画素電極からずれた位置に形成した構造が提案されている。かかる構造によれば、金属反射膜も画素電極として機能するため、画素電極の隙間に入射しようとする光を表示に寄与させることができる（特許文献１参照）。
特開２００６−３５０１４９号公報（段落００２３および図２など）

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、２つの画素電極を、絶縁膜を介して重ねて形成した構造であるため、製造工程数が大幅に増大するという問題点がある。また、画素電極と同一形状の金属反射膜を画素電極からずれた位置に形成した構造では、製造工程を追加したわりには、隣接する画素電極間に広い隙間が残るため、表示光量を十分に増大させることができないという問題点もある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、画素電極の下層側に位置する中継電極を利用して、表示光量の増大を図ることのできる液晶装置、および当該液晶装置を備えた電子機器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る液晶装置では、基板上にデータ線および走査線に接続された画素トランジスタと、該画素トランジスタに電気的接続された反射性中継電極と、該反射性中継電極を覆う透光性絶縁膜と、該透光性絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記反射性中継電極に電気的接続された反射性の画素電極と、を備えた画素を複数、有し、前記画素において、前記反射性中継電極は、当該画素に属する前記画素電極と、当該画素に隣接する画素に属する画素電極とに挟まれた隙間に対して平面的に重なっていることを特徴とする。

本発明では、画素電極の下層側に形成した反射性中継電極が、隣接する画素電極間の隙間と平面的に重なっており、かかる反射性中継電極は、同一の画素に属する画素電極と同電位である。このため、反射性中継電極において、隣接する画素電極間の隙間に位置する部分も画素電極と同様、液晶の配向制御に寄与する。また、隣接する画素電極間の隙間に入射した光は、反射性中継電極によって反射され、表示に寄与する。従って、表示光量を増大することができるので、明るい表示を行なうことができる。

本発明において、前記透光性絶縁膜は、屈折率が相違する複数の誘電体層が積層されてなることが好ましい。かかる構成を採用すると、反射性中継電極による反射率が高いので、表示光量を大幅に増大することができる。

本発明において、前記画素において、前記反射性中継電極は、当該画素に属する画素電極の端部と平面的に重なる位置から、隣接する画素電極の端部と平面的に重なる位置まで張り出していることが好ましい。このように構成すると、隣接する画素電極間の隙間に入射した光の略全体を表示光として利用することができるので、表示光量を大幅に増大することができる。

本発明において、前記画素電極は、矩形あるいは略矩形の平面形状を備え、前記反射性中継電極は、前記反射性画素電極の少なくとも一辺の全体あるいは略全体から張り出していることが好ましい。このように構成すると、隣接する画素電極間の隙間に入射した光の略全体を表示光として利用することができるので、表示光量を大幅に増大することができる。

本発明では、前記画素において、前記反射性中継電極は、当該画素に属する画素電極の端部から前記データ線の延在方向の一方側、および前記走査線の延在方向の一方側の双方に向けて張り出していることが好ましい。このように構成すると、隣接する画素電極間の隙間に入射した光の略全体を表示光として利用することができるので、表示光量を大幅に増大することができる。

本発明では、前記画素において、前記反射性中継電極は、前記データ線の延在方向の一方側で隣接する画素電極の端部、および前記走査線の延在方向の一方側で隣接する画素電極の端部の双方と平面的に重なっていることが好ましい。

本発明において、前記反射性中継電極は、前記データ線と同一の絶縁層上に形成されている構成を採用することができる。かかる構成によれば、最も少ない層数で、明るい表示が可能な液晶装置を実現することができる。

本発明において、前記反射性中継電極は、前記データ線と異なる絶縁層上に形成されている構成を採用してもよい。この場合、前記画素において、前記反射性中継電極は、前記隙間と平面的に重なる領域において、当該画素に属する画素トランジスタに電気的接続するデータ線の端部と平面的に重なっていることが好ましい。

本発明において、前記データ線は、前記画素電極に対して前記走査線の延在方向の中央から偏った位置に平面的に重なるように延在していることが好ましい。このように構成すると、データ線が画素電極の中央に平面的に重なる場合と比較して、反射性中継電極を長く延在させなくても、隣接する画素電極間の隙間に反射性中継電極が平面的に重なった構造を実現することができる。

本発明を適用した液晶装置は、携帯電話機やモバイルコンピュータ等の電子機器に用いることができる。また、本発明を適用した液晶装置は、電子機器としての投射型表示装置にも用いることができ、かかる投射型表示装置は、液晶装置に光を供給するための光源部と、前記液晶装置によって光変調された光を投射する投射光学系とを備えている。

図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。また、画素構成を示す図３（ａ）、図６（ａ）、および図７（ａ）において、端部同士が平面的に重なる要素については、その外形線をずらして表してある。さらに、電界効果型トランジスタでは、流れる電流の方向が反転する場合、ソースとドレインとが入れ替わるが、以下の説明では、便宜上、画素電極が接続されている側をドレインとし、データ線が接続されている側をソースとして説明する。

［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明を適用した液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。図１に示すように、液晶装置１００は、液晶パネル１００ｐを有しており、液晶パネル１００ｐは、その中央領域に複数の画素１００ａがマトリクス状に配列された画素領域１０ｂを備えている。かかる液晶パネル１００ｐにおいて、後述する第１基板１０には、画素領域１０ｂの内側で複数本のデータ線６ａおよび複数本の走査線３ａが縦横に延びており、それらの交点に対応する位置に画素１００ａが構成されている。複数の画素１００ａの各々には、画素トランジスタとしての電界効果型トランジスタ３０、および後述する画素電極９ａが形成されている。電界効果型トランジスタ３０のソースにはデータ線６ａが電気的に接続され、電界効果型トランジスタ３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続され、電界効果型トランジスタ３０のドレインには、画素電極９ａが電気的に接続されている。

第１基板１０（素子基板）において、画素領域１０ｂの外側領域には走査線駆動回路１０４およびデータ線駆動回路１０１が構成されている。データ線駆動回路１０１は各データ線６ａの一端に電気的に接続しており、画像処理回路から供給される画像信号を各データ線６ａに順次供給する。走査線駆動回路１０４は、各走査線３ａに電気的に接続しており、走査信号を各走査線３ａに順次供給する。

各画素１００ａにおいて、画素電極９ａは、後述する第２基板（対向基板）に形成された共通電極と液晶を介して対向し、液晶容量５０ａを構成している。また、各画素１００ａには、液晶容量５０ａで保持される画像信号の変動を防ぐために、液晶容量５０ａと並列に保持容量６０が付加されている。本形態では、保持容量６０を構成するために、複数の画素１００ａに跨って走査線３ａと並行して延びた容量線３ｂが形成されている。

（液晶パネルおよび素子基板の構成）
図２（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した液晶装置１００の液晶パネル１００ｐを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＨ−Ｈ′断面図である。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、液晶装置１００の液晶パネル１００ｐでは、所定の隙間を介して第１基板１０（素子基板）と第２基板２０（対向基板）とが所定の隙間を介してシール材１０７によって貼り合わされており、シール材１０７は第２基板２０の縁に沿うように配置されている。シール材１０７は、光硬化樹脂や熱硬化性樹脂等からなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー、あるいはガラスビーズ等のギャップ材が配合されている。本形態において、第１基板１０の基体は透光性基板１０ｄであり、第２基板２０の基体も、同様な透光性基板２０ｄである。

第１基板１０において、シール材１０７の外側領域では、第１基板１０の一辺に沿ってデータ線駆動回路１０１および複数の端子１０２が形成されており、この一辺に隣接する他の辺に沿って走査線駆動回路１０４が形成されている。また、第２基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、第１基板１０と第２基板２０との間で電気的導通をとるための上下導通材１０９が形成されている。

詳しくは後述するが、第１基板１０には、アルミニウムやアルミニウム合金などといったアルミニウム系材料や、銀や銀合金などといった銀系材料からなる反射性の画素電極９ａがマトリクス状に形成されている。本形態では、画素電極９ａには、上記の金属材料のうち、アルミニウムやアルミニウム合金などといったアルミニウム系材料が用いられている。

第２基板２０には、シール材１０７の内側領域に遮光性材料からなる額縁１０８が形成され、その内側が画像表示領域１０ａとされている。第２基板２０には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜からなる透光性の共通電極２１が形成されている。

なお、画素領域１０ｂには、額縁１０８と平面的に重なる領域にダミーの画素が構成される場合があり、この場合、画素領域１０ｂのうち、ダミー画素を除いた領域が画像表示領域１０ａとして利用されることになる。

かかる反射型の液晶装置１００は、モバイルコンピュータ、携帯電話機等といった電子機器のカラー表示装置として用いることができ、この場合、第２基板２０には、カラーフィルタ（図示せず）や保護膜が形成される。また、第２基板２０の光入射側の面には、使用する液晶層５０の種類、すなわち、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード等々の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板等が所定の向きに配置される。さらに、液晶装置１００は、後述する投射型表示装置（液晶プロジェクタ）において、ＲＧＢ用のライトバルブとして用いることができる。この場合、ＲＧＢ用の各液晶装置１００の各々には、ＲＧＢ色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が投射光として各々入射されることになるので、カラーフィルタは形成されない。

（各画素の構成）
図３（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る反射型の液晶装置１００に用いた第１基板１０において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ１−Ａ１′線に相当する位置で液晶装置１００を切断したときの断面図である。なお、図３（ａ）において、データ線６ａおよびドレイン電極６ｂは一点鎖線で示し、走査線３ａおよび容量線３ｂは実線で示し、半導体層１ａは短い点線、画素電極９ａについては二点鎖線で示してある。また、図３（ａ）では、１つの画素については、この画素に属する画素電極９ａに右上がりの斜線を付し、当該画素に属するドレイン電極６ｂ（反射性中継電極）については右下がりの斜線を付してある。また、走査線３ａの延在方向を矢印Ｘで示し、その延在方向の一方側を＋Ｘ方向とし、他方側を−Ｘ方向として表し、データ線６ａの延在方向を矢印Ｙで示し、その延在方向の一方側を＋Ｙ方向とし、他方側を−Ｙ方向としてある。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第１基板１０には、石英基板やガラス基板等からなる透光性基板１０ｄの第１面１０ｘおよび第２面１０ｙのうち、第２基板２０側に位置する第１面１０ｘにシリコン酸化膜等からなる透光性の下地絶縁層１５が形成されているとともに、その上層側において、画素電極９ａと平面的に重なる位置にＮチャネル型の電界効果型トランジスタ３０が形成されている。電界効果型トランジスタ３０は、島状のポリシリコン膜、あるいは島状の単結晶半導体層からなる半導体層１ａに対して、チャネル領域１ｇ、低濃度ソース領域１ｂ、高濃度ソース領域１ｄ、低濃度ドレイン領域１ｃ、および高濃度ドレイン領域１ｅが形成されたＬＤＤ構造を備えている。半導体層１ａの表面側には、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなる透光性のゲート絶縁層２が形成されており、ゲート絶縁層２の表面には、金属膜やドープトシリコン膜からなるゲート電極（走査線３ａ）が形成されている。半導体層１ａにおける高濃度ドレイン領域１ｅからの延設部分には、ゲート絶縁層２を介して容量線３ｂが対向し、保持容量６０が形成されている。

本形態において、電界効果型トランジスタ３０はＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を備えているが、高濃度ソース領域および高濃度ドレイン領域が走査線３ａに自己整合的に形成されている構造を採用してもよい。また、本形態では、ゲート絶縁層２は、熱酸化により形成されたシリコン酸化膜からなるが、ＣＶＤ法等により形成されたシリコン酸化膜やシリコン窒化膜を用いることもできる。さらに、ゲート絶縁層２には、熱酸化により形成されたシリコン酸化膜と、ＣＶＤ法等により形成されたシリコン酸化膜やシリコン窒化膜との多層膜を用いることもできる。さらに、第１基板１０では、基体として、単結晶シリコン基板を用いることができる。

電界効果型トランジスタ３０の上層側には、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等からなる層間絶縁膜７１、およびシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等からなる透光性絶縁膜７５が形成されている。層間絶縁膜７１の表面には、後述する反射性の金属膜からなるデータ線６ａおよびドレイン電極６ｂが形成され、データ線６ａは、層間絶縁膜７１に形成されたコンタクトホール７１ａを介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続し、ドレイン電極６ｂは、層間絶縁膜７１に形成されたコンタクトホール７１ｂを介して高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続している。

透光性絶縁膜７５の表面には画素電極９ａが島状に形成されており、画素電極９ａは、透光性絶縁膜７５に形成されたコンタクトホール７５ｂを介してドレイン電極６ｂに電気的に接続されている。かかる電気的な接続を行なうにあたって、本形態では、コンタクトホール７５ｂの内部は、プラグ８ａと称せられる導電膜によって埋められ、画素電極９ａは、プラグ８ａを介してドレイン電極６ｂに電気的に接続されている。かかる構成によれば、画素電極９ａの表面にコンタクトホール７５ｂに起因する凹凸が発生しないという利点がある。

透光性絶縁膜７５の表面とプラグ８ａの表面は、連続した平坦面を形成しており、かかる平坦面上に画素電極９ａが形成されている。また、隣接する画素電極９ａの間において、画素電極９ａの厚さ寸法に相当する深さの溝状凹部は表面絶縁膜７８で埋められている。このため、画素電極９ａと表面絶縁膜７８とは連続した平坦面を形成しており、かかる平坦面上に配向膜１６が形成されている。従って、配向膜１６をラビング処理されたポリイミド膜などにより形成した場合、ラビング処理を適正に行なうことができる。なお、表面絶縁膜７８については省略することもある。

第２基板２０では、透光性基板２０ｄにおいて第１基板１０と対向する面全体にＩＴＯ膜からなる共通電極２１が形成され、共通電極２１の表面には配向膜２６が形成されている。

このように構成した第１基板１０と第２基板２０は、画素電極９ａと共通電極２１とが対面するように対向配置され、かつ、これらの基板間には、シール材１０７により囲まれた空間内に電気光学物質としての液晶層５０が封入されている。液晶層５０は、画素電極９ａからの電界が印加されていない状態で、第１基板１０および第２基板２０に形成された配向膜１６、２６により所定の配向状態をとる。液晶層５０は、一種または数種のネマティック液晶を混合したもの等からなる。

（表示光量の向上のための構成）
本形態の液晶装置１００において、画素電極９ａは、矩形あるいは略矩形に形成されており、画素電極９ａは、走査線３ａの延在方向（Ｘ方向）およびデータ線の延在方向（Ｙ方向）で整列している。このため、走査線３ａの延在方向（Ｘ方向）で隣接する画素電極９ａの間には、データ線６ａと平行に延在する隙間９ｓが形成され、データ線６ａの延在方向で隣接する画素電極９ａの間には、走査線３ａと平行に延在する隙間９ｔが形成されている。

このような構成の液晶装置１００では、従来、第２基板２０の側から入射した光のうち、隣接する画素電極９ａの隙間９ｓ、９ｔに向けて進行した光は表示光として利用されず、損失となってしまう。そこで、本形態では、以下に説明するように、画素電極９ａの下層側に形成されているドレイン電極６ｂを利用して、上記の損失を低減する。

まず、本形態において、データ線６ａは、画素電極９ａの下層側のうち、走査線３ａの延在方向（矢印Ｘで示す方向）における中央から、他方側（矢印−Ｘで示す方向）に偏った位置を通っている。

データ線６ａおよびドレイン電極６ｂは、アルミニウムやアルミニウム合金などといったアルミニウム系材料や、銀や銀合金などといった銀系材料からなる反射性金属により形成されている。従って、ドレイン電極６ｂは、反射性中継電極として構成されている。ここで、ドレイン電極６ｂは、後述するように、画素電極９ａと同様、光の反射に利用される。従って、層間絶縁膜７１の表面は平坦化されていることが好ましい。

ドレイン電極６ｂは、画素電極９ａにおいてデータ線６ａの延在方向（矢印Ｙで示す方向）の一方側（矢印＋Ｙで示す方向）の端部から隙間９ｔに向けて張り出し、データ線６ａの延在方向の一方側で隣接する画素電極９ａの端部に平面的に重なっている。また、ドレイン電極６ｂは、画素電極９ａにおいて走査線３ａの延在方向（矢印Ｘで示す方向）の一方側（矢印＋Ｘで示す方向）の端部から隙間９ｓに向けて張り出して、走査線３ａの延在方向の一方側で隣接する画素電極９ａの端部に平面的に重なっている。

図３（ａ）では、図を見やすくするため、ドレイン電極６ｂが隣接する画素電極９ａと平面的に重なっているように描かれているが、本形態では、図３（ｂ）に示したように、ドレイン電極６ｂの端部と隣接する画素電極９ａの端部とは互いに平面的に重なっている。このため、ドレイン電極６ｂと、隣接する画素電極９ａとの間の電気的な干渉を防止することができる。なお、ドレイン電極６ｂについては、図３（ａ）に示したように、ドレイン電極６ｂの端部と、隣接する画素電極９ａの端部とが、平面的にある程度の重なり幅をもっている構成を採用してもよい。また、ドレイン電極６ｂの端部が隣接する画素電極９ａの端部から、平面的に、ある程度離間している構成を採用してもよい。いずれの場合も、クロストークなどを防止するという観点からすれば、画素電極９ａおよびドレイン電極６ｂと、異なる画素１００ａの画素電極９ａおよびドレイン電極６ｂとが平面的に重なる面積は最小限に止めることが好ましい。

ここで、データ線６ａおよびドレイン電極６ｂはいずれも同一の層間絶縁膜７１の上に形成されている。このため、ドレイン電極６ｂとデータ線６ａとの間には十分な隙間６ｓが確保されており、ドレイン電極６ｂとデータ線６ａとの短絡や、電界効果型トランジスタ３０がオフ状態にある間、ドレイン電極６ｂとデータ線６ａとの間で電気的な相互干渉が発生しないようになっている。

また、データ線６ａの延在方向に隣接する画素１００ａのドレイン電極６ｂの間にも十分な隙間６ｔが確保されており、隣接するドレイン電極６ｂ同士の短絡や、ドレイン電極６ｂ同士の電位の相互干渉が発生しない。また、本形態では、ドレイン電極６ｂは、画素電極９ａの一辺の略全体から矢印＋Ｙで示す方向に張り出して、隣接する画素電極９ａの一辺の略全体に平面的に重なっている。このため、データ線６ａの延在方向に隣接する画素１００ａのドレイン電極６ｂの間に確保された隙間６ｔは狭い。

（本形態の作用および主な効果）
本形態の反射型の液晶装置１００においては、走査線３ａによって選択された画素１００ａでは、データ線６ａから供給された画像信号が電界効果型トランジスタ３０を介して書き込まれ、画素電極９ａと対向電極２６との間に発生した電場により液晶層５０の配向が制御される。従って、図３（ｂ）に矢印Ｌで示すように、第２基板２０の側から入射した光が画素電極９ａで反射して再び、第２基板２０の側から出射される間に液晶層５０によって画素毎に光変調される結果、画像が表示される。

また、本形態の液晶装置１００において、ドレイン電極６ｂは、画素電極９ａの端部から隙間９ｓ、９ｔに張り出し、かつ、ドレイン電極６ｂと液晶層５０との間に介在する透光性絶縁膜７５および表面絶縁膜７８の膜厚が薄い。しかも、ドレイン電極６ｂは画素電極９ａと同電位である。従って、液晶層５０において隙間９ｓ、９ｔと平面的に重なる部分も、ドレイン電極６ｂと対向電極２６との電界によって駆動され、配向が制御される。また、ドレイン電極６ｂは反射性を備えている。従って、図３（ｂ）に矢印Ｌｓ、Ｌｔで示すように、第２基板２０の側から入射した光のうち、隣接する画素電極９ａの隙間９ｓ、９ｔに向かう光は、ドレイン電極６ｂで反射して再び、第２基板２０の側から出射される間に液晶層５０によって画素毎に光変調され、表示に寄与する。それ故、本形態の液晶装置１００によれば、ドレイン電極６ｂが隙間９ｓ、９ｔに張り出している分だけ、有効画素開口率（画素全体において、表示光を出射可能な面積が占める割合）が高いので、表示光量の増大を図ることができ、明るい表示を行なうことができる。

さらに、図４および図５を参照して以下に製造方法を説明するように、本形態の液晶装置１００では、ドレイン電極６ｂの形成パターンを改良するだけで表示光量の増大を図ることができる。それ故、隣接する画素電極９ａの隙間９ｓ、９ｔに向かう光も表示光として利用した場合でも、新たな導電層を追加する必要がないので、生産性が低下することがない。

（液晶装置１００の製造方法）
以下、図４および図５を参照して、本発明を適用した液晶装置１００の製造方法を説明する。図４および図５はいずれも、図３に示す液晶装置１００の製造方法において、要部となる工程の工程断面図である。

本形態の液晶装置１００の製造工程において、素子基板としての第１基板１０を形成するには、図４（ａ）に示すように、透光性基板１０ｄ上に電界効果型トランジスタ３０などを形成した後、ＣＶＤ法などにより、シリコン酸化膜あるいはシリコン窒化膜からなる層間絶縁膜７１を形成し、次に、層間絶縁膜７１にコンタクトホール７１ａ、７１ｂを形成する。かかる工程において、層間絶縁膜７１にコンタクトホール７１ａ、７１ｂを形成する前に層間絶縁膜７１の表面に研磨を行ない、層間絶縁膜７１の表面を平坦化しておくことが好ましい。層間絶縁膜７１の表面を平坦化しておけば、その上層に形成されるドレイン電極６ｂの表面が平坦になるため、隙間９ｓ、９ｔに入射した光をドレイン電極６ｂの表面で反射して表示光とするのに適している。かかる研磨としては、化学機械研磨を用いる。

次に、スパッタ法などにより、アルミニウムやアルミニウム合金などといったアルミニウム系材料や、銀や銀合金などといった銀系材料からなる反射性の導電膜６を形成する。

次に、フォトリソグラフィ技術やエッチング技術を用いて導電膜６をパターニングし、図４（ｂ）に示すように、データ線６ａおよびドレイン電極６ｂを形成する。

次に、図４（ｃ）に示すように、ＣＶＤ法などを利用して、データ線６ａおよびドレイン電極６ｂを覆うように、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなる透光性絶縁膜７５を形成する。

次に、図４（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィ技術やエッチング技術により、透光性絶縁膜７５にコンタクトホール７５ｂを形成する。

次に、コンタクトホール７５ｂが埋まる程度の膜厚でプラグ用導電膜を形成した後、透光性絶縁膜７５が露出するまでプラグ用導電膜を研磨する。その結果、図４（ｅ）に示すように、コンタクトホール７５ｂはプラグ８ａで埋まった状態となる。かかる研磨としては、化学機械研磨を用いる。

次に、図５（ａ）に示すように、スパッタ法などを利用して、透光性絶縁膜７５の上面に、アルミニウムやアルミニウム合金などといったアルミニウム系材料や、銀や銀合金などといった銀系材料からなる反射性の導電膜９を形成する。

次に、フォトリソグラフィ技術やエッチング技術を用いて導電膜９をパターニングし、図５（ｂ）に示すように、画素電極９ａを島状に形成する。その結果、隣接する画素電極９ａの間に隙間９ｓ、９ｔが発生するが、かかる隙間９ｓ，９ｔに対しては、下方のドレイン電極６ｂが平面的に重なった状態となる。

次に、図５（ｃ）に示すように、画素電極９ａの表面を覆うように、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなる表面絶縁膜７８を形成する。

次に、図５（ｄ）に示す研磨工程において、画素電極９ａの表面が露出するまで表面絶縁膜７８を研磨する。その結果、画素電極９ａの表面が露出するとともに、隣接する画素電極９ａの隙間９ｓ、９ｔは、表面絶縁膜７８によって埋められた状態となる。かかる研磨には化学機械研磨を利用できる。

しかる後には、図３（ｂ）に示すように、画素電極９ａの形成領域を含む第１基板１０の全面あるいは略全面に配向膜１６を形成する。

［実施の形態１の変形例］
図６（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１の変形例に係る反射型の液晶装置１００に用いた第１基板１０において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ２−Ａ２′線に相当する位置で液晶装置１００を切断したときの断面図である。なお、図６（ａ）においても、図３（ａ）と同様、データ線６ａおよびドレイン電極６ｂは一点鎖線で示し、走査線３ａおよび容量線３ｂは実線で示し、半導体層１ａは短い点線、画素電極９ａについては二点鎖線で示してある。また、図６（ａ）では、１つの画素については、この画素に属する画素電極９ａに右上がりの斜線を付し、当該画素に属するドレイン電極６ｂ（反射性中継電極）については右下がりの斜線を付してある。また、走査線３ａの延在方向を矢印Ｘで示し、その延在方向の一方側を＋Ｘ方向とし、他方側を−Ｘ方向として表し、データ線６ａの延在方向を矢印Ｙで示し、その延在方向の一方側を＋Ｙ方向とし、他方側を−Ｙ方向としてある。また、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して、それらの説明を省略する。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態の反射型の液晶装置１００においては、実施の形態１と違って、データ線６ａは、画素電極９ａの下層側のうち、走査線３ａの延在方向（矢印Ｘで示す方向）における中央あるいは略中央を通っている。

また、本形態の反射型の液晶装置１００でも、実施の形態１と同様、ドレイン電極６ｂは、アルミニウムやアルミニウム合金などといったアルミニウム系材料や、銀や銀合金などといった銀系材料からなる反射性金属により形成されている。また、ドレイン電極６ｂは、画素電極９ａにおいてデータ線６ａの延在方向（矢印Ｙで示す方向）の一方側（矢印＋Ｙで示す方向）の端部から隙間９ｔに向けて張り出し、データ線６ａの延在方向の一方側で隣接する画素電極９ａの端部に平面的に重なっている。さらに、ドレイン電極６ｂは、画素電極９ａにおいて走査線３ａの延在方向（矢印Ｘで示す方向）の一方側（矢印＋Ｘで示す方向）の端部から隙間９ｓに向けて張り出して、走査線３ａの延在方向の一方側で隣接する画素電極９ａの端部に平面的に重なっている。

ここで、データ線６ａは、画素電極９ａの下層側のうち、走査線３ａの延在方向（矢印Ｘで示す方向）における中央あるいは略中央を通っており、かつ、データ線６ａは、ドレイン電極６ｂと同じく層間絶縁膜７１の上に形成されている。このため、データ線６ａに対して、走査線３ａの延在方向（矢印Ｘで示す方向）の一方側（矢印＋Ｘで示す方向）に位置する隙間９ｔに対してはドレイン電極６ｂを重ねることができるが、データ線６ａに対して、走査線３ａの延在方向の他方側（矢印−Ｘで示す方向）に位置する隙間９ｔに対してはドレイン電極６ｂを重ねることができない。

そこで、本形態では、データ線６ａに対して、走査線３ａの延在方向（矢印Ｘで示す方向）の他方側（矢印−Ｘで示す方向）に位置する隙間９ｔに対しては、走査線３ａの延在方向の他方側に位置する画素１００ａからドレイン電極６ｂを延在させ、かかるドレイン電極６ｂの延在部分６ｂ1によって、隙間９ｔの略全体にドレイン電極６ｂが平面的に重なった構造にしてある。つまり、隙間９ｔにおいては、データ線６ａのＸ側に設けられているドレイン電極６ｂと−Ｘ側に設けられているドレイン電極６ｂとでは、互いに属する画素が異なっている。

このように構成した液晶装置１００でも、ドレイン電極６ｂとデータ線６ａとの間には十分な隙間６ｓが確保されており、ドレイン電極６ｂとデータ線６ａとの短絡や、電界効果型トランジスタ３０がオフ状態にある間、ドレイン電極６ｂがデータ線６ａの電位の影響を受けないようになっている。さらに、データ線６ａの延在方向に隣接する画素１００ａのドレイン電極６ｂの間にも十分な隙間６ｔが確保されており、隣接するドレイン電極６ｂ同士の間での電気的な干渉が発生しないようになっている。

その他の構成は実施の形態１と同様であり、製造方法も実施の形態１と同様である。従って、それらの説明を省略する。

以上説明したように、本形態の液晶装置１００においても、実施の形態１と同様、第２基板２０の側から入射した光のうち、隣接する画素電極９ａの隙間９ｓ、９ｔに向かう光は、ドレイン電極６ｂで反射して再び、第２基板２０の側から出射される間に液晶層５０によって画素毎に光変調され、表示に寄与する。それ故、本形態の液晶装置１００によれば、ドレイン電極６ｂが隙間９ｓ、９ｔに張り出している分だけ、有効画素開口率が高いので、表示光量の増大を図ることができ、明るい表示を行なうことができる。また、本形態の液晶装置１００では、ドレイン電極６ｂの形成パターンを改良するだけで表示光量の増大を図ることができるので、生産性が低下することがない。

［実施の形態２］
図７（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態２に係る反射型の液晶装置１００に用いた第１基板１０において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ３−Ａ３′線に相当する位置で液晶装置１００を切断したときの断面図である。なお、図７（ａ）において、走査線３ａおよび容量線３ｂは実線で示し、半導体層１ａは短い点線、画素電極９ａについては二点鎖線で示してある。また、図７（ａ）において、データ線６ａは一点鎖線で示してあるが、ドレイン電極４ｂは長い点線で示してある。また、図７（ａ）では、１つの画素については、この画素に属する画素電極９ａに右上がりの斜線を付し、当該画素に属するドレイン電極４ｂ（反射性中継電極）については右下がりの斜線を付してある。また、走査線３ａの延在方向を矢印Ｘで示し、その延在方向の一方側を＋Ｘ方向とし、他方側を−Ｘ方向として表し、データ線６ａの延在方向を矢印Ｙで示し、その延在方向の一方側を＋Ｙ方向とし、他方側を−Ｙ方向としてある。また、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して、それらの説明を省略する。

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態の反射型の液晶装置１００においても、実施の形態１と同様、データ線６ａは、画素電極９ａの下層側のうち、走査線３ａの延在方向（矢印Ｘで示す方向）における中央から他方側（矢印−Ｘで示す方向）に偏った位置を通っている。

また、本形態においても、実施の形態１と同様、データ線６ａは層間絶縁膜７１の上層に形成されている。但し、ドレイン電極４ｂは、層間絶縁膜７２の上層に形成されており、ゲート絶縁層２、層間絶縁膜７１、７２を貫通するコンタクトホール７２ｂを介して電界効果型トランジスタ３０の高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続されている。

本形態でも、ドレイン電極４ｂの上層には、シリコン酸化膜あるいはシリコン窒化膜からなる透光性絶縁膜７５が形成されており、かかる透光性絶縁膜７５の上層に画素電極９ａが形成されている。このため、画素電極９ａは、透光性絶縁膜７５のコンタクトホール７５ｂに充填されたプラグ８ａを介してドレイン電極４ｂに電気的に接続されている。

このように構成した液晶装置１００でも、隣接する画素電極９ａの間には隙間９ｓ、９ｔが形成されている。そこで、本形態では、ドレイン電極４ｂは、アルミニウムやアルミニウム合金などといったアルミニウム系材料や、銀や銀合金などといった銀系材料からなる反射性金属により形成されている。従って、ドレイン電極４ｂは反射性中継電極として構成されている。

また、ドレイン電極４ｂは、画素電極９ａにおいてデータ線６ａの延在方向（矢印Ｙで示す方向）の一方側（矢印＋Ｙで示す方向）の端部から隙間９ｔに向けて張り出し、データ線６ａの延在方向の一方側で隣接する画素電極９ａの端部に平面的に重なっている。さらに、ドレイン電極４ｂは、画素電極９ａにおいて走査線３ａの延在方向（矢印Ｘで示す方向）の一方側（矢印＋Ｘで示す方向）の端部から隙間９ｓに向けて張り出して、走査線３ａの延在方向の一方側で隣接する画素電極９ａの端部に平面的に重なっている。

ここで、データ線６ａは層間絶縁膜７１の上層に形成され、ドレイン電極４ｂは層間絶縁膜７２の上層に形成されている。このため、ドレイン電極４ｂをデータ線６ａと接近させた構成、あるいはドレイン電極４ｂがデータ線６ａと平面的に重なる構成を採用した場合でも、ドレイン電極４ｂとデータ線６ａとが短絡することがない。

そこで、本形態では、隙間９ｔと平面的に重なる領域において、ドレイン電極４ｂは、自身が属する画素１００ａを通るデータ線６ａの端部に平面的に重なっている。また、ドレイン電極４ｂは、走査線３ａの延在方向の一方側で隣接する画素１００ａを通るデータ線６ａの端部にも平面的に重なっている。さらに、ドレイン電極４ｂは、隙間９ｔと平面的に重なる領域において、走査線３ａの延在方向の一方側に大きく突き出た矩形の突部４ｂ１を備えており、かかる突部４ｂ１は、隣接する画素１００ａを通るデータ線６ａと平面的に大きく重なっている。このため、ドレイン電極４ｂと、隣接する画素１００ａのドレイン電極４ｂとは、狭い隙間４ｓを隔てているだけである。それ故、本形態では、隙間９ｔの略全体にドレイン電極４ｂが平面的に重なった構造になっている。

かかる場合でも、データ線６ａの延在方向に隣接する画素１００ａのドレイン電極４ｂの間には十分な隙間４ｔが確保されており、隣接するドレイン電極４ｂ同士の間での電気的な干渉が発生しないようになっている。

その他の構成は実施の形態１と同様であり、製造方法も実施の形態１と略同様である。従って、それらの説明を省略する。

以上説明したように、本形態の液晶装置１００においても、実施の形態１と同様、第２基板２０の側から入射した光のうち、隣接する画素電極９ａの隙間９ｓ、９ｔに向かう光は、ドレイン電極４ｂで反射して再び、第２基板２０の側から出射される間に液晶層５０によって画素毎に光変調され、表示に寄与する。それ故、本形態の液晶装置１００によれば、ドレイン電極４ｂが隙間９ｓ、９ｔに張り出している分だけ、有効画素開口率（画素全体において、表示光を出射可能な面積が占める割合）が高いので、表示光量の増大を図ることができ、明るい表示を行なうことができる。また、本形態の液晶装置１００では、ドレイン電極４ｂの形成パターンを改良するだけで表示光量の増大を図ることができるので、生産性が低下することがない。

また、本形態では、データ線６ａとドレイン電極４ｂが異なる絶縁膜上に形成されているので、データ線６ａとドレイン電極４ｂとが短絡するおそれがない。従って、データ線６ａとドレイン電極４ｂとを平面的に重ねることができるので、隙間６ｔの略全体をドレイン電極４ｂと平面的に重なった状態とすることができる。それ故、有効画素開口率を最大限まで高めることができ、表示光量を大幅に増大することができる。

［実施の形態３］
上記実施の形態１、２において、透光性絶縁膜７５についてはシリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなる場合を説明したが、本形態では、透光性絶縁膜７５については、屈折率が異なる誘電体膜を多層に積層した誘電体多層膜を用いる。かかる誘電体多層膜は、増反射膜として機能するため、ドレイン電極４ｂ、６ｂでの反射率を高めることができる。それ故、表示光量を増大させることができる。

かかる誘電体多層膜は、低屈折率層と高屈折率層とが交互に１層ずつ、計２層形成された構成や、低屈折率層と高屈折率層とを１組にして複数組（例えば、２組）が積層された構成を有している。ここで、低屈折率層と高屈折率層とは、屈折率の相対的な高低に定義されるものであり、その高低に絶対的な数値が存在するものではない。従って、例えば、屈折率が１．７未満のものを低屈折率層とし、屈折率が１．７以上のものを高屈折率層と定義すれば、低屈折率層および高屈折率層としては、以下の材料
低屈折率層
フッ化マグネシウム（ＭｇＦ₂）／屈折率＝１．３８
二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）／屈折率＝１．４６
フッ化ランタン（ＬａＦ₃）／屈折率＝１．５９
酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）／屈折率＝１．６２
フッ化セリウム（ＣｅＦ₃）／屈折率＝１．６３
高屈折率層
窒化シリコン（ＳｉＮ）／屈折率＝２．０５
酸化チタン（ＴｉＯ₂）／屈折率＝２．１０
酸化ジルコニウム（ＺｒＯＦ₂）／屈折率＝２．１０
酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）／屈折率＝２．１０
酸化タングステン（ＷＯ₃）／屈折率＝２．３５
硫化亜鉛（ＺｎＳ）／屈折率＝２．３５
酸化セリウム（ＣｅＯ₂）／屈折率＝２．４２
を単一あるいは混合して用いることができる。

これらのいずれの誘電体膜を用いた場合も、低屈折率層および高屈折率層の各々の光学的膜厚ｎｄ（ｎ＝屈折率、ｄ＝膜厚）は、設計の際の波長λ₀の１／４倍に設定される。

なお、本形態の場合、隙間９ｓ、９ｔにおいてドレイン電極４ｂ、６ｂの上層には透光性絶縁膜７５と表面絶縁膜７８とが被さっている。従って、透光性絶縁膜７５と表面絶縁膜７８とを合わせた全体を誘電体多層膜とし、増反射膜として機能させてもよい。

［電子機器への搭載例］
本発明に係る反射型の液晶装置１００は、図８（ａ）に示す投射型表示装置（液晶プロジェクタ／電子機器）や、図８（ｂ）、（ｃ）に示す携帯用電子機器に用いることができる。

図８（ａ）に示す投射型表示装置１０００は、システム光軸Ｌに沿って光源部８１０、インテグレータレンズ８２０および偏光変換素子８３０が配置された偏光照明装置８００を有している。また、投射型表示装置１０００は、システム光軸Ｌに沿って、偏光照明装置８００から出射されたＳ偏光光束をＳ偏光光束反射面８４１により反射させる偏光ビームスプリッタ８４０と、偏光ビームスプリッタ８４０のＳ偏光光束反射面８４１から反射された光のうち、青色光（Ｂ）の成分を分離するダイクロイックミラー８４２と、青色光が分離された後の光束のうち、赤色光（Ｒ）の成分を反射させて分離するダイクロイックミラー８４３とを有している。また、投射型表示装置１０００は、各色光が入射する３枚の液晶装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ（液晶装置１００）を備えている。かかる投射型表示装置１０００は、３つの液晶装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂにて変調された光をダイクロイックミラー８４２、８４３、および偏光ビームスプリッタ８４０にて合成した後、この合成光を投射光学系８５０によってスクリーン８６０に投射する。

次に、図８（ｂ）に示す携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１、スクロールボタン３００２、並びに表示ユニットとしての液晶装置１００〈直視型表示装置〉を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、液晶装置１００に表示される画面がスクロールされる。図８（ｃ）に示す情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）は、複数の操作ボタン４００１、電源スイッチ４００２、並びに表示ユニットとしての液晶装置１００を備えており、電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が液晶装置１００に表示される。

また、本発明を適用した液晶装置１００が搭載される電子機器としては、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すものの他、ヘッドマウンティトディスプレイ、デジタルスチルカメラ、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、銀行端末などの電子機器などが挙げられる。

さらに、液晶装置１００を透過型に構成した場合も、透過型の投射型表示装置のライトバルブや、直視型の表示装置に本発明を適用した液晶装置１００を用いることができる。

本発明を適用した反射型液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した反射型液晶装置の液晶パネルを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＨ−Ｈ′断面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る反射型の液晶装置に用いた素子基板において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ１−Ａ１′線に相当する位置で液晶装置を切断したときの断面図である。 図３に示す液晶装置の製造方法において、要部となる工程の工程断面図である。 図３に示す液晶装置の製造方法において、要部となる工程の工程断面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１の変形例に係る反射型の液晶装置に用いた素子基板において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ２−Ａ２′線に相当する位置で液晶装置を切断したときの断面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態２に係る反射型の液晶装置に用いた素子基板において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ３−Ａ３′線に相当する位置で液晶装置を切断したときの断面図である。 本発明を適用した反射型の液晶装置を用いた電子機器の説明図である。

符号の説明

４ｂ、６ｂ・・ドレイン電極（反射性中継電極）、６ａ・・データ線、９ａ・・画素電極、９ｓ、９ｔ・・隣接する画素電極間の隙間、１０・・第１基板、２０・・第２基板、２１・・共通電極、３０・・電界効果型トランジスタ（画素トランジスタ）、５０・・液晶層、７５・・透光性絶縁膜、１００・・液晶装置、１００ａ・・画素

Claims (11)

1. 基板上にデータ線および走査線に接続された画素トランジスタと、該画素トランジスタに電気的接続された反射性中継電極と、該反射性中継電極を覆う透光性絶縁膜と、該透光性絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記反射性中継電極に電気的接続された反射性の画素電極と、を備えた画素を複数、有し、
   前記画素において、前記反射性中継電極は、当該画素に属する画素電極と、当該画素に隣接する画素に属する画素電極とに挟まれた隙間に対して平面的に重なっていることを特徴とする液晶装置。
2. 前記透光性絶縁膜は、屈折率が相違する複数の誘電体層が積層されてなることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記画素において、前記反射性中継電極は、当該画素に属する画素電極の端部と平面的に重なる位置から、隣接する画素電極の端部と平面的に重なる位置まで張り出していることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶装置。
4. 前記画素電極は、矩形あるいは略矩形の平面形状を備え、
   前記画素において、前記反射性中継電極は、当該画素に属する画素電極の少なくとも一辺の略全体から張り出していることを特徴とする請求項３に記載の液晶装置。
5. 前記画素において、前記反射性中継電極は、当該画素に属する画素電極の端部から前記データ線の延在方向の一方側、および前記走査線の延在方向の一方側の双方に向けて張り出していることを特徴とする請求項４に記載の液晶装置。
6. 前記画素において、前記反射性中継電極は、前記データ線の延在方向の一方側で隣接する画素電極の端部、および前記走査線の延在方向の一方側で隣接する画素電極の端部の双方と平面的に重なっていることを特徴とする請求項５に記載の液晶装置。
7. 前記反射性中継電極は、前記データ線と同一の絶縁層上に形成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の液晶装置。
8. 前記反射性中継電極は、前記データ線と異なる絶縁層上に形成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の液晶装置。
9. 前記画素において、前記反射性中継電極は、前記隙間と平面的に重なる領域において、当該画素に属する画素トランジスタに電気的接続するデータ線の端部と平面的に重なっていることを特徴とする請求項８に液晶装置。
10. 前記データ線は、前記画素電極に対して前記走査線の延在方向の中央から偏った位置に平面的に重なるように延在していることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の液晶装置。
11. 請求項１乃至１０の何れか一項に記載の液晶装置を備えていることを特徴とする電子機器。

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