CN1162744C - 电光装置 - Google Patents

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Abstract

在液晶装置等的电光装置中，在与反转驱动时以互不相同的极性的驱动电压驱动的相邻接的像素电极间的间隙相对的区域上，将TFT阵列基板上的像素电极的基底面、或对置基板上的对置电极的基底面隆起为堤坝状。相邻接的像素电极的边缘位于该堤坝状部分上。在与反转驱动时以彼此相同的极性的驱动电压驱动的相邻接的像素电极间的间隙相对的区域上，将该基底面形成为平坦部分。由此来减少液晶的取向不良。

Description

电光装置
技术领域
本发明属于液晶装置等的电光装置的技术领域，特别是属于采用对于每个像素行或每个像素列周期性地使电位极性反转以便使施加到在列方向或行方向上相邻接的像素电极的电压的极性变成为相反的反转驱动方式的薄膜晶体管(以下，在适当的情况下称为TFT)的有源矩阵驱动型的液晶装置等的电光装置的技术领域。
背景技术
一般来说，在液晶装置等的电光装置中，在一对基板间夹持了液晶等的电光物质，该电光物质的取向状态由电光物质的性质和在基板的电光物质一侧的面上形成的取向膜来规定。因而，如果在取向膜的表面上存在台阶差(即，如果在位于取向膜下的像素电极的表面或在成为像素电极的基底的层间绝缘膜的表面上存在台阶差)，则根据该台阶差的程度，在电光物质中产生取向不良(旋错)。这样，如果产生取向不良，则在该部分中难以良好地驱动电光物质，由于电光装置的光漏泄等，对比度下降。另外，在TFT有源矩阵驱动型的电光装置的情况下，由于在TFT阵列基板的各个部位上形成了扫描线、数据线、电容线等的各种布线及对像素电极进行开关控制用的TFT等，故如果不进行某种平坦化处理，则根据这些布线及元件的存在情况，必然在取向膜的表面上产生台阶差。
因此，迄今为止，使产生了这样的台阶差的基板上区域与相邻接的像素电极间的间隙相对应，同时，利用在对置基板或TFT阵列基板上设置的被称为黑色掩模或黑色基体的遮光膜来遮盖以这种方式产生了台阶差的区域(即，像素电极间的间隙)，由此，使因该台阶差而产生取向不良的电光物质部分不能被看到，或对显示光没有贡献。
再者，迄今为止，开发了下述的技术：由例如有机SOG(Spin OnGlass)膜等的平坦化膜构成像素电极下的层间绝缘膜，使像素电极的基底面变得平坦，以免产生因这样的各种布线及TFT的存在引起的台阶差本身。
另一方面，一般来说，在这种电光装置中，为了防止因施加直流电压引起的电光物质的性能变坏、防止显示图像中的交扰(crosstalk)或闪烁等，采用了以规定的规则使施加到各像素电极上的电位极性反转的反转驱动方式。其中，在1H反转驱动方式中，在进行与一帧或场的图像信号对应的显示的期间内，以对置电极的电位为基准，以正极性的电位驱动排列在奇数行上的像素电极，同时，以对置电极的电位为基准，以负极性的电位驱动排列在偶数行上的像素电极，在进行与其相接的下一帧或场的图像信号对应的显示的期间内，相反地以正极性的电位驱动排列在偶数行上的像素电极，同时，以负极性的电位驱动排列在奇数行上的像素电极(即，一边利用同一极性的电位驱动同一行的像素电极，一边以帧或场的周期逐行地使相关的电位极性反转)，该1H反转驱动方式的控制比较容易，已作为可实现高品位的图像显示的反转驱动方式而被使用。在1S反转驱动方式中，一边利用同一极性的电位驱动同一列的像素电极，一边以帧或场的周期逐列地使相关的电位极性反转，该1S反转驱动方式的控制比较容易，也已作为可实现高品位的图像显示的反转驱动方式而被使用。
但是，按照利用遮光膜来遮盖上述台阶差的技术，由于与有台阶差的区域的宽度相对应，像素的开口区域变窄，故难以满足在有限的像素显示区域中提高像素的开口率来进行更明亮的图像显示这样的该电光装置的技术领域中的基本要求。特别是，伴随进行高精细的图像显示用的像素间距的微细化，每单位面积的布线数及TFT数增加，但由于因这些布线及TFT的微细化中存在一定的限度的情况的缘故，在图像显示区域中有台阶差的区域所占的比例相对地变高，故该问题随电光装置的高精细化的发展而越来越严重。
另一方面，按照对上述的像素电极下的层间绝缘膜进行平坦化的技术，在TFT阵列基板上相邻接的像素电极为同一极性的情况下，不特别地发生问题，但如1H反转驱动方式或1S反转驱动方式那样，在这些电压(即，在1H反转驱动方式下，对在列方向上相邻接的像素电极施加的电压或在1S反转驱动方式下，对在行方向上相邻接的像素电极施加的电压)的相位处于反极性的情况下，由于因平坦化的缘故像素电极与对置电极的间隔在位于布线及TFT的上方的像素电极的边缘附近，与不进行平坦化的情况相比变宽，故存在相邻接的像素电极间产生的横向电场(即，与基板面平行的电场或包含与基板面平行的分量的斜方向的电场)相对地增加这样的问题。对于设定了在相对置的像素电极与对置电极之间的施加纵向电场(即，与基板面垂直的方向的电场)的电光物质，如果施加这样的横向电场，则存在下述问题：产生电光物质的取向不良，发生该部分中的光漏泄，对比度下降。与此不同，虽然可利用遮光膜来遮盖产生横向电场的区域，但由此存在与产生横向电场的区域的宽度相对应而像素的开口区域变窄的问题。特别是，由于伴随因像素间距的微细化的缘故，相邻接的像素电极间的距离变小，这样的横向电场变大，故这些问题随电光装置的高精细化的发展而越来越严重。
发明内容
本发明是鉴于上述的问题而进行的，其课题在于，通过综合地减少起因于面对液晶等电光物质的基板的上表面台阶差的电光物质的取向不良及因横向电场引起的电光物质的取向不良，提供一种像素的开口率高、且能以高的对比度实现明亮的高品位的图像显示的液晶装置等的电光装置。
为了解决上述课题，本发明的第1电光装置由下述部分构成：具有多个像素电极的第1基板；具有与上述像素电极对置地配置的对置电极的第2基板；以及被上述第1基板与上述第2基板夹持的电光物质，其特征在于：在上述电光物质中，使以互不相同的性驱动的邻接的上述像素电极间的上述电光物质的层厚比以彼此相同的极性驱动的邻接的上述像素电极间的上述电光物质的层厚薄。
此外，本发明的第1电光装置中，对多个像素电极进行逐行或逐列反转的驱动。而且，其特征在于：使与被进行反转驱动的行或列交叉的像素间的上述电光物质的层厚比被进行上述反转驱动的行或列的像素间的上述电光物质的层厚薄。
作为该反转驱动，例如，1H反转驱动方式或1S反转驱动方式是有效的。
按照以上的结构，由于以互不相同的极性驱动的邻接的像素电极间的电光物质的层厚较薄，故可增强在像素电极与对置电极之间发生的纵向电场。于是，在发生横向电场的区域中，相对于横向电场，可相对地增强纵向电场，可减少因横向电场引起的电光物质的取向不良的发生。
此外，本发明的第1电光装置中，其特征在于：在上述第1基板上具有隆起部，该隆起部位于与以互不相同的极性驱动的邻接的像素电极间对应的部位上，在上述像素电极下被形成。
或者，其特征在于：在上述第2基板上具有隆起部，该隆起部位于与以互不相同的极性驱动的邻接的上述像素电极间对应的部位上，在上述对置电极下被形成。
可在平坦的第1基板上层叠绝缘层和布线层来形成在上述第1基板上被形成的隆起部。
此外，在第2基板上被形成的隆起部可形成遮光膜。
隆起部被形成为堤坝状，作为垂直于其纵轴来切割的剖面形状，例如可考虑梯形、三角形、半圆形等各种形状。
此外，为了形成隆起部，可利用形成布线或薄膜晶体管的导电膜或层间绝缘膜等，也可在层叠工艺中在第1基板与像素电极之间局部地附加形成隆起部用的膜而形成。
此外，只要是可减小与液晶等的电光装置的性质对应地产生的电光物质的取向不良那样的剖面形状，则即使在隆起部分中电光物质的层厚部分地变厚，也不妨碍本发明的主旨。
此外，邻接的各个像素电极的边缘部可位于隆起部上。
此时，希望邻接的各个像素电极的边缘部的宽度与第2基板的对置电极到像素电极的边缘部的距离大体相等。
此外，希望上述邻接的各个像素电极的边缘部的宽度比单元间隙的厚度的一半长。
按照该形态，在因横向电场引起的不良影响达到实用上不表面化的程度之前，可相对于横向电场来增大纵向电场。因而，由于不减薄电光物质的层厚就能使像素电极的间隔变窄，故即使像素间距变得微细，也不仅能维持开口率，而且可控制电光物质的层厚。
此外，希望隆起部具有至少300nm的厚度。
按照该形态，在产生横向电场的区域中，纵向电场与膜厚变小的情况对应地增强，但由于在与像素电极组相邻的区域中被隆起到台阶差为300nm以上，故膜厚与其对应地变小在因横向电场引起的不良影响达到实用上不表面化的程度之前，可相对于横向电场来增大该区域中的纵向电场。
此外，在电光物质由TN(扭曲向列)液晶构成的情况下，希望隆起部在侧面上具有倾斜面，使上述TN液晶的预倾斜角的倾斜方向与上述隆起部的倾斜面的倾斜方向一致。
按照该形态，由于TN液晶以下述方式取向，即，在无电压施加状态下，在各液晶分子基本上与基板面大体平行的状态下从第1基板开始朝向第2基板逐渐地扭转，故如果这样在基底面的边界上形成锥形，则即使在像素电极一端的TN液晶的层厚沿侧面逐渐地减小，也能得到接近于在像素电极大体中心的TN液晶的层厚为恒定的情况的良好的液晶取向状态。即，能尽可能抑制在为了减少因横向电场引起的液晶取向不良而使层厚局部地减薄的液晶部分中因台阶差产生的液晶取向不良。
在该形态中，由于使TN液晶的在第1基板上的预倾斜角的倾斜方向与隆起部的倾斜面的倾斜方向一致，故TN液晶以下述方式取向，即，在无电压施加状态下，各液晶分子为基本上与基板面大体平行的状态，且为相对于基板面例如只倾斜了约几度的预倾斜角的状态。在此，如果锥形的倾斜方向以这种方式与预倾斜角的倾斜方向一致，则即使沿该锥形像素电极一端的TN液晶的层厚沿侧面逐渐地减小，也能得到非常接近于在像素电极大体中心的液晶的层厚为恒定的情况的良好的液晶取向状态。此外，这里所谓的“使倾斜方向一致”，指的是在能得到非常接近于TN液晶的层厚为恒定的情况的良好的液晶取向状态的程度下，这两者的斜率一致的情况，其容许范围可在实验上、经验上和理论上适当地确定。
此外，在电光物质由VA(垂直对准)液晶构成的情况下，希望隆起部具有与上述第1基板的平面大体垂直的侧面。
按照该形态，由于VA液晶在以下述方式取向，即，在无电压施加状态下，各液晶分子为基本上与基板面大体垂直的状态，故在存在高度不同的基底面的边界的区域中，液晶取向不得不变乱，但如果基底面的边界垂直地竖起，则可尽可能减小在相关的边界处取向变乱的液晶部分。因而，在位于相对地高的基底面的顶部附近的大体平的部位的像素电极的部分和在相对地低的基底面上具有的平坦的像素电极的部分的这两者中，可得到接近于VA液晶的层厚为恒定的情况的良好的液晶取向状态。即，能尽可能抑制在为了减少因横向电场引起的液晶取向不良而使层厚局部地减薄的液晶部分中因台阶差产生的液晶取向不良。
此外，在本发明的第1电光装置的第1基板中，特征在于：具有平坦部，该平坦部位于与以彼此相同的极性驱动的邻接的上述像素电极间对应的部位上，在上述电光物质一侧表面上被形成。
希望在上述第1基板的表面上形成槽，在与上述槽对应的区域中设置布线来形成该平坦部。
按照该形态，利用刻蚀处理等，在位于数据线和扫描线等的布线的下方的第1基板或层间绝缘膜中开出槽，埋入数据线和扫描线，由此，可比较容易地进行该区域中的平坦化处理。
本发明的第2电光装置的特征在于，由下述部分构成：具有多个像素电极的第1基板；具有与上述像素电极对置地配置的对置电极的第2基板；被上述第1基板与上述第2基板夹持的电光物质；以及隆起部，该隆起部与以互不相同的极性驱动的邻接的上述像素电极间相对应，在上述第1基板的上述像素电极下被形成。
本发明的第3电光装置的特征在于，由下述部分构成：具有多个像素电极的第1基板；具有与上述像素电极对置地配置的对置电极的第2基板；被上述第1基板与上述第2基板夹持的电光物质；以及隆起部，该隆起部与以互不相同的极性驱动的邻接的上述像素电极间相对应，在上述第2基板的上述对置电极下被形成。
本发明的第4电光装置的特征在于，由下述部分构成：具有多个像素电极的第1基板；具有与上述像素电极对置地配置的对置电极的第2基板；被上述第1基板与上述第2基板夹持的电光物质；以及平坦部，该平坦部与以彼此相同的极性驱动的邻接的上述像素电极间相对应，在上述第1基板的上述电光物质一侧表面上被形成。
本发明的第5电光装置的特征在于，具备：元件基板，具有：多条数据线；与上述数据线交叉的多条扫描线；多个像素电极，在被上述数据线和上述扫描线包围的区域内被形成，被配置成矩阵状；以及开关元件，与上述数据线和上述扫描线连接，将图像信号输出到上述像素电极上；具有与上述像素电极对置地配置的对置电极的对置基板；被设置在上述元件基板与上述对置基板之间的电光物质；在上述元件基板的沿上述数据线的区域的电光物质一侧表面上被形成的平坦部；以及在上述元件基板的沿上述扫描线的区域的电光物质一侧表面上被形成的隆起部。
而且，上述被配置成矩阵状的多个像素电极适合于进行沿上述扫描线的方向的像素电极的逐行反转的驱动。
此外，可在沿上述扫描线的电容线的区域中形成上述隆起部。
此外，可将上述隆起部的顶部附近形成为平坦部分。
此外，希望在上述元件基板的沿上述数据线的区域中形成槽，构成上述平坦部。
本发明的第6电光装置的特征在于，具备：元件基板，具有：多条数据线；与上述数据线交叉的多条扫描线；多个像素电极，在被上述数据线和上述扫描线包围的区域内被形成，被配置成矩阵状；以及开关元件，与上述数据线和上述扫描线连接，将图像信号输出到上述像素电极上；具有与上述像素电极对置地配置的对置电极的对置基板；被设置在上述元件基板与上述对置基板之间的电光物质；在上述元件基板的沿上述数据线的区域的电光物质一侧表面上被形成的隆起部；以及在上述元件基板的沿上述扫描线的区域的电光物质一侧表面上被形成的平坦部。
而且，上述被配置成矩阵状的多个像素电极适合于进行沿上述数据线的方向的像素电极的逐行反转的驱动。
此外，可在沿上述扫描线的电容线的区域中形成上述隆起部。
此外，可将上述隆起部的顶部附近形成为平坦部分。
此外，希望在上述元件基板的沿上述扫描线和上述电容线的区域中形成槽，构成上述平坦部。
本发明的第7电光装置的特征在于，具备：元件基板，具有：多条数据线；与上述数据线交叉的多条扫描线；多个像素电极，在被上述数据线和上述扫描线包围的区域内被形成，被配置成矩阵状；以及开关元件，与上述数据线和上述扫描线连接，将图像信号输出到上述像素电极上；具有与上述像素电极对置地配置的对置电极的对置基板；被设置在上述元件基板与上述对置基板之间的电光物质；在与上述元件基板的沿上述数据线的区域对应的上述对置基板的电光物质一侧表面上被形成的平坦部；以及在与上述元件基板的沿上述扫描线的区域对应的上述对置基板的电光物质一侧表面上被形成的隆起部。
而且，上述被配置成矩阵状的多个像素电极适合于进行沿上述扫描线的方向的像素电极的逐行反转的驱动。
此外，可在沿上述扫描线的电容线的区域中形成上述隆起部。
此外，在上述元件基板中，希望在上述元件基板的表面上形成与上述数据线延伸的区域对应的槽，将上述元件基板的电光物质一侧表面形成为平坦部分。
此外，在上述元件基板中，希望在上述元件基板的表面上形成与上述扫描线延伸的区域对应的槽，将上述元件基板的电光物质一侧表面形成为平坦部分。
本发明的第8电光装置的特征在于，具备：元件基板，具有：多条数据线；与上述数据线交叉的多条扫描线；多个像素电极，在被上述数据线和上述扫描线包围的区域内被形成，被配置成矩阵状；以及开关元件，与上述数据线和上述扫描线连接，将图像信号输出到上述像素电极上；具有与上述像素电极对置地配置的对置电极的对置基板；被设置在上述元件基板与上述对置基板之间的电光物质；在与上述元件基板的沿上述数据线的区域对应的上述对置基板的电光物质一侧表面上被形成的隆起部；以及在与上述元件基板的沿上述扫描线的区域对应的上述对置基板的电光物质一侧表面上被形成的平坦部。
而且，上述被配置成矩阵状的多个像素电极适合于进行沿上述数据线的方向的像素电极的逐行反转的驱动。
此外，在上述元件基板中，希望在上述元件基板的表面上形成与上述数据线延伸的区域对应的槽，将上述元件基板的电光物质一侧表面形成为平坦部分。
此外，在上述元件基板中，希望在上述元件基板的表面上形成与上述扫描线延伸的区域对应的槽，将上述元件基板的电光物质一侧表面形成为平坦部分。
按照以上的本发明的电光装置，可综合地减少因横向电场引起的电光物质的取向不良和因台阶差引起的电光物质的取向不良，也可减小遮盖电光物质的取向不良部位用的遮光膜。因此，在不引起光漏泄等的图像不良的情况下，可提高各像素的开口率，最终可实现对比度高且明亮的高品位的图像显示。
而且，从后述的实施例可明白本发明这样的作用和其它的优点。
附图说明
图1是第1实施例的电光装置中的构成图像显示区域的矩阵状的多个像素中被设置的各种元件、布线等的等效电路。
图2是第1实施例的电光装置中的形成了数据线、扫描线、像素电极等的TFT阵列基板的相邻接的多个像素组的平面图。
图3是图2的A-A’剖面图。
图4是图2的B-B’剖面图。
图5是图2的C-C’剖面图。
图6是示出第1实施例和第3实施例中被使用的1H反转驱动方式中的各电极中的电位极性和产生横向电场的区域的像素电极的示意性的平面图。
图7是示出在第1实施例中使用了TN液晶的情况下的液晶分子的取向的情况的示意性的剖面图。
图8是示出在第1实施例中使用了VA液晶的情况下的液晶分子的取向的情况的示意性的剖面图。
图9是按照顺序示出第1实施例的电光装置的制造工艺的工序图。
图10是本发明的第2实施例的电光装置中的形成了数据线、扫描线、像素电极等的TFT阵列基板的相邻接的多个像素组的平面图。
图11是图10的A-A’剖面图。
图12是图10的B-B’剖面图。
图13是图10的C-C’剖面图。
图14是示出第2实施例和第4实施例中被使用的1S反转驱动方式中的各电极中的电位极性和产生横向电场的区域的像素电极的示意性的平面图。
图15是第3实施例的电光装置中的形成了数据线、扫描线、像素电极等的TFT阵列基板的相邻接的多个像素组的平面图。
图16是图15的A-A’剖面图。
图17是图15的B-B’剖面图。
图18是图15的C-C’剖面图。
图19是示出第3实施例中的隆起部的各种剖面形状的剖面图。
图20是示出第3实施例中的隆起部的各种剖面形状的剖面图。
图21是示出在第3实施例中使用了TN液晶的情况下的液晶分子的取向的情况的示意性的剖面图。
图22是示出在第3实施例中使用了VA液晶的情况下的液晶分子的取向的情况的示意性的剖面图。
图23是按照顺序示出第3实施例的电光装置的制造工艺的工序图。
图24是示出在第3实施例中的对置基板上被形成的隆起部和遮光膜的平面布局的各种具体例的一平面图。
图25是示出在第3实施例中的对置基板上被形成的隆起部和遮光膜的平面布局的各种具体例的另一平面图。
图26是本发明的第4实施例的电光装置中的形成了数据线、扫描线、像素电极等的TFT阵列基板的相邻接的多个像素组的平面图。
图27是图26的A-A’剖面图。
图28是图26的B-B’剖面图。
图29是图26的C-C’剖面图。
图30是示出第5实施例中的扫描线和电容线延伸的部位的剖面图。
图31是示出第6实施例中的扫描线和电容线延伸的部位的剖面图。
图32是从对置基板一侧看各实施例的电光装置中的TFT阵列基板及在其上被形成的各构成要素的平面图。
图33是图30的H-H’剖面图。
图34是电子装置的实施例。
图35是也作为使用了本实施例的应用例的投射型显示装置的实施例。
图36是作为使用了本实施例的应用例的个人计算机的实施例。
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的实施例。以下的各实施例是将本发明的电光装置应用于液晶装置的实施例。
(第1实施例)
参照图1至图8说明本发明的第1实施例中的电光装置的结构。图1是构成电光装置的图像显示区域的以矩阵状形成的多个像素中的各种元件、布线等的等效电路。图2是形成了数据线、扫描线、像素电极等的TFT阵列基板的相邻接的多个像素组的平面图，图3是图2的A-A’剖面图，图4是图2的B-B’剖面图，图5是图2的C-C’剖面图。此外，图6是示出1H反转驱动方式中的各电极中的电位极性和产生横向电场的区域的像素电极的示意性的平面图，图7是示出在使用了TN液晶的情况下的液晶分子的取向的情况的示意性的剖面图，图8是示出使用了VA液晶的情况下的液晶分子的取向的情况的示意性的剖面图。此外，在图3至图5中，为了使各层或各部件成为在图面上可识别的程度的大小，对于各层或各部件，使比例尺不同。
在图1中，在构成第1实施例中的电光装置的图像显示区域的以矩阵状形成的多个像素中，以矩阵状形成了多个像素电极9a和控制该像素电极9a用的TFT30，被供给图像信号的数据线6a与该TFT30的源电连接。写入到数据线6a中的图像信号S1、S2、…、Sn可按该顺序以线顺序的方式来供给，也可对于相邻接的多条数据线6a相互间，以各组的方式来供给。此外，扫描线3a与TFT30的栅导电性地连接，以规定的时序，以脉冲方式以线顺序的方式按下述顺序对扫描线3a施加扫描信号G1、G2、…、Gm。像素电极9a与TFT30的漏导电性地连接，通过在一定期间内关闭作为开关元件的TFT30，以规定的时序写入从数据线6a供给的图像信号S1、S2、…、Sn。通过像素电极9a写入到作为电光物质的一例的液晶上的规定电平的图像信号S1、S2、…、Sn在与对置基板(后述)上形成的对置电极(后述)之间在一定期间内被保持。通过利用被施加的电压电平使液晶的分子集合的取向和秩序变化，对光进行调制，可进行灰度显示。如果是常白模式，则根据被施加的电压，减少液晶部分的入射光的透过光量，如果是常黑模式，则根据被施加的电压，增加液晶部分的入射光的透过光量，作为整体，从电光装置射出具有与图像信号对应的对比度的光。在此，为了防止被保持的图像信号漏泄，与在像素电极9a与对置基板之间被形成的液晶电容并联地附加蓄积电容70。
在第1实施例中，在上述的现有的各种反转驱动方式中，使用1H反转驱动方式进行驱动(参照图6)。由此，一边可避免因施加直流电压引起的液晶的性能变坏，一边可进行减少了以帧或场为周期发生的闪烁及特别是纵向交扰的图像显示。
在图2中，在电光装置的TFT阵列基板上以矩阵状设置了多个透明的像素电极9a(用点线部9a’示出了轮廓)，分别沿像素电极9a的纵横的边界，设置了数据线6a、扫描线3a和电容线3b。数据线6a经接触孔5与例如由多晶硅膜等构成的半导体层1a中的后述的源区导电性地连接。像素电极9a经接触孔8与半导体层1a中的后述的漏区导电性地连接。此外，这样来配置扫描线3a，使其与半导体层1a中用图中朝向右下方的斜线的区域示出的沟道区1a’相对，扫描线3a起到栅电极的功能。这样，在扫描线3a与数据线6a交叉的部位上分别设置了扫描线3a作为栅电极与沟道区1a’相对地被配置的像素开关用TFT30。
电容线3b具有沿扫描线3a大致以直线状延伸的主线部和从与数据线6a交叉的部位开始沿数据线6a向图中上方突出的突出部。
在第1实施例中，特别是在TFT阵列基板10上在沿各数据线6a或包含各TFT30的各数据线6a的区域(图中用粗线示出了其轮廓的区域)上设置了槽201，形成了条状的槽。由此，进行了对于数据线6a的平坦化处理。
其次，如图3的剖面图中所示，电光装置具备透明的TFT阵列基板10和与其相对地配置的透明的对置基板20。TFT阵列基板10例如由石英基板、玻璃基板或硅基板构成，对置基板20例如由玻璃基板或石英基板构成。在TFT阵列基板10上设置了像素电极9a，在其上侧，设置了进行了研磨处理等的规定的取向处理的取向膜16。像素电极9a例如由ITO(铟锡氧化物)膜等透明导电性薄膜构成。此外，取向膜16例如由聚酰亚胺薄膜等的有机薄膜构成。
另一方面，在对置基板20的整个面上设置了对置电极21，在其下侧，设置了进行了研磨处理等的规定的取向处理的取向膜22。对置电极21例如由ITO膜等透明导电性薄膜构成。此外，取向膜22例如由聚酰亚胺薄膜等的有机薄膜构成。
在TFT阵列基板10上，在与各像素电极9a邻接的位置上设置了对各像素电极9a进行开关控制的像素开关用TFT30。
在对置基板20上，如图3中所示，也可在各像素的非开口区域上设置一般被称为黑色掩模或黑色基体的遮光膜23。因此，入射光不会从对置基板20一侧侵入到像素开关用TFT30的半导体层1a的沟道区1a’、低浓度源区1b和低浓度漏区1c内。再者，遮光膜23具有提高对比度、防止在形成了滤色器的情况下的色材料的混色等的功能。此外，在本实施例中，通过用由Al等构成的遮光性的数据线6a对各像素的非开口区域中沿数据线6a的部分进行遮光，可规定各像素的开口区域中沿数据线6a的轮廓部分，也可构成为用在对置基板20上冗余地或单独地被设置的遮光膜23对沿该数据线6a的非开口区域进行
在以这种方式构成的、配置成使像素电极9a与对置电极21相对的TFT阵列基板10与对置基板20之间，在由后述的密封材料包围的空间内封入作为电光物质的一例的液晶，形成液晶层50。液晶层50在没有被施加来自像素电极9a的电场的状态下，利用取向膜16和22取规定的取向状态。液晶层50由例如一种或混合了几种向列液晶的液晶构成。密封材料是用来在其周边贴合TFT阵列基板10与对置基板20的、由例如光硬化性树脂或热硬化性树脂构成的粘接剂，混入了用来使两基板间的距离为规定值的玻璃纤维或玻璃珠等的间隙材料。
再者，在TFT阵列基板10与多个像素开关用TFT30之间，设置了基底绝缘膜12。通过在TFT阵列基板10的整个面上形成基底绝缘膜12，具有防止因TFT阵列基板10的表面的研磨时的变粗糙或清洗后残留的污物等而使像素开关用TFT30特性变坏的功能。基底绝缘膜12例如由NSG(非掺杂硅化玻璃)、PSG(磷硅玻璃)、BSG(硼硅玻璃)、BPSG(硼磷硅玻璃)等的高绝缘性玻璃或氧化硅膜、氮化硅膜等构成。
在第1实施例中，从高浓度漏区1e开始延伸设置半导体层1a，成为第1蓄积电容电极1f，将与其相对的电容线3b的一部分作为第2蓄积电容电极，通过从与扫描线3a相对的位置开始延伸设置包含栅绝缘膜的绝缘薄膜2，作为在这些电极间被夹持的电介质膜，构成了蓄积电容70。
在图3中，像素开关用TFT30具有LDD(轻掺杂漏)结构，具备：扫描线3a、利用来自该扫描线3a的电场形成沟道的半导体层1a的沟道区1a，、包含对扫描线3a与半导体层1a进行绝缘的栅绝缘膜的绝缘薄膜2、数据线6a、半导体层1a的低浓度源区1b和低浓度漏区1c以及半导体层1a的高浓度源区1d和高浓度漏区1e。多个像素电极9a中的对应的一个通过接触孔8与高浓度漏区1e连接。此外，在扫描线3a和电容线3b上形成了第1层间绝缘膜4，在第1层间绝缘膜4上分别形成了通到高浓度源区1d上的接触孔5和通到高浓度漏区1e上的接触孔8。再者，在数据线6a和第1层间绝缘膜4上形成了第2层间绝缘膜7，在该第2层间绝缘膜7上形成了通到高浓度漏区1e上的接触孔8。在以这种方式构成的第2层间绝缘膜7的上表面上设置了上述的像素电极9a。
如图4中所示，在位于图2中左右相邻接的像素电极9a的间隙内的各像素的非开口区域上设置了数据线6a，利用数据线6a规定了各像素的开口区域的轮廓中沿数据线6a的部分，而且，利用数据线6a防止了该非开口区域中的光漏泄。此外，在数据线6a下，利用从电容线3b的主线部开始沿数据线6a下突出的部分，形成了蓄积电容70，可谋求非开口区域的有效利用。
如图3和图4中所示，在第1实施例中，特别是在TFT阵列基板10上在沿各数据线6a或包含各TFT30的各数据线6a的区域上设置了多个槽201。由此，进行了对于数据线6a的平坦化处理。
如图5中所示，在位于图2中上下相邻接的像素电极9a的间隙内的各像素的非开口区域上设置了扫描线3a和电容线3b，利用对置基板20上被设置的遮光膜23规定了各像素的开口区域的轮廓中沿扫描线3a的部分，而且，利用遮光膜23防止了该非开口区域中的光漏泄。
如图3和图5中所示，在第1实施例中，特别是在TFT阵列基板10上，在沿除了与数据线交叉的区域及其附近外的扫描线3a的区域上没有设置槽201。此外，如图中所示，在沿电容线3b的区域上可不设置槽201。此外，在电容线3b的区域上，在叠层变厚的情况下，可在沿光透过区域的至少一部分上设置槽201。由此，可防止因台阶差引起的光漏泄。以上，至少没有进行对于扫描线3a的平坦化处理，像素电极9a的基底面(在第1实施例中，由第3层间绝缘膜7的表面构成)在配置了该扫描线3a等的像素电极9a的间隙中被隆起为堤坝状，形成了隆起部301。而且，在该隆起部301上形成了像素电极9a的边缘。
在此，参照图6，说明在第1实施例中采用的1H反转驱动方式中的相邻接的像素电极9a的电位极性和横向电场的发生区域的关系。
即，如图6(a)中所示，在显示第n(其中，n是自然数)个场或帧的图像信号的期间中，在每个像素电极9a中用+或-表示的液晶驱动电位的极性不被反转，在每行中用同一极性来驱动像素电极9a。其后，如图6(b)中所示，在显示该第n+1个场或帧的图像信号时，使各像素电极9a中的液晶驱动电位的电位极性反转，在显示第n+1个场或帧的图像信号的期间中，在每个像素电极9a中用+或-表示的液晶驱动电位的极性不被反转，在每行中用同一极性来驱动像素电极9a。而且，在图6(a)和图6(b)中所示的状态以1场或1帧的周期被重复，进行1H反转驱动方式的驱动。其结果，一边可避免因施加直流电压引起的液晶的性能变坏，一边可进行减少了交扰及闪烁的图像显示。此外，按照1H反转驱动方式，与1S反转驱动方式相比，在几乎没有纵向的交扰方面，是有利的。
从图6(a)和图6(b)可知，在1H反转驱动方式中，横向电场的发生区域C1始终为在纵向(Y方向)上相邻接的像素电极9a间的间隙附近。
因此，如图3和图5中所示，在第1实施例中，在沿扫描线3a的区域上形成隆起部301，使配置在该隆起部301上的像素电极9a的边缘附近的纵向电场得到增强。更具体地说，如图5中所示，使配置在隆起部301上的像素电极9a的边缘附近与对置电极21之间的距离d1窄了隆起部301的台阶差(高度)的部分。与此不同，如图4中所示，对于数据线6a，进行了平坦化处理，形成了槽201，使像素电极9a的边缘附近与对置电极21之间的距离d2与占据像素电极的大部分的中央区域的像素电极9a与对置电极21之间的距离D大体相同。在此，使已进行了平坦化的部分中的像素电极9a的边缘附近与对置电极21之间的距离d2与像素电极的大致中心上的液晶层50的单元间隙D之间成立下述关系：d2+300nm≥D。即，这是因为，在不发生横向电场的区域中，如果与液晶的单元间隙D之间产生300nm以上的台阶差，则存在发生光漏泄的可能性。
因而，在图6中示出的横向电场的发生区域C1中，可增强像素电极9a与对置电极21之间的纵向电场。而且，在图5中，即使距离d1变窄，由于相邻接的像素电极9a之间的间隙W1为恒定，故也能使间隙W1越窄就越增强的横向电场的大小为恒定。因此，在图6中示出的横向电场的发生区域C1中，可局部地使纵向电场比横向电场强，作为其结果，使纵向电场更加占据支配地位，由此，可防止横向电场的发生区域C1中的液晶的取向不良。
此外，如图4中所示，由于对于数据线6a进行了平坦化处理，故在该部分中，可减少因数据线6a等的台阶差引起的液晶的取向不良的发生。在此，由于进行了平坦化处理，故不通过缩短像素电极9a与对置电极21之间的距离d2来增强纵向电场，但在该部分中，如图6中所示，在相邻接的像素电极9a间不发生横向电场。因而，该部分中，可不采取对于横向电场的对策，可利用平坦化处理使液晶的取向状态极为良好。
以上的结果，按照第1实施例，着眼于在1H反转驱动方式下发生的横向电场的特性，通过在横向电场的发生区域C1中将像素电极9a的边缘配置在隆起部301上来增强纵向电场，由此，可减少横向电场的不良影响，同时，通过在不发生横向电场的区域中进行平坦化处理，可减少因像素电极9a表面的台阶差引起的不良影响。通过以这种方式综合地减少因横向电场引起的液晶的取向不良和因台阶差引起的液晶的取向不良，也可减小遮盖液晶的取向不良部位用的遮光膜23。因而，不引起光漏泄等图像质量不良就能提高各像素的开口率，最终可实现对比度高且明亮的高品位的图像显示。
按照本申请的发明者的研究，关于液晶层50的层厚，为了将耐光性维持于某种程度的水平，使液晶层50的注入工艺变得不困难，使液晶分子因工作中的电场施加而良好地工作，某种程度的层厚(例如，按照现行的技术，约为3微米左右)是必要的。另一方面，判明了，如果使相邻接的像素电极9a间的间隙W1(参照图5)比该部分中的像素电极9a与对置电极21之间的距离d1短(即，W1＜d1)，则因横向电场引起的不良影响开始变得显著。因而，为了谋求微细间距的像素的高开口率，单纯整体地减薄液晶层50的层厚D(参照图4和图5)，就会发生液晶的层厚控制的困难、耐光性的下降、注入工艺的困难、液晶分子的工作不良等。相反，为了谋求微细间距的像素的高开口率，如果采取不减薄液晶层50而是单纯使相邻接的像素电极9a间的间隙W1变窄的做法，由于与纵向电场相比，横向电场变大，故因该横向电场引起的液晶的取向不良变得显著。如果考察这样的液晶装置中的特点，则如上述的第1实施例那样，只在产生横向电场的区域中使液晶层50的层厚d1变窄(例如，到约1.5微米为止)，同时，在占据像素电极9a的大部分的其它区域中不使液晶层50的层厚D变窄，由此，一边可充分地确保液晶层50的光透射区域中的层厚D(例如，约为3微米)且可相对地不增强横向电场，一边使相邻接的像素电极9a间的间隙W1变窄，该结构在谋求微细间距的像素的高开口率和显示图像的高精细化方面是非常有效的。
在第1实施例中，特别是在图5中，最好这样来进行像素电极9a的平面配置，使其满足0.5D＜W1的关系。这是因为，如果不将液晶的层厚D控制在像素电极9a间的间隙W1的2倍以上，则因横向电场引起的液晶的取向不良变得显著。再者，这样来形成隆起部301，使其满足d1+300nm(钠米)≤D。即，如果将隆起部301隆起到台阶差为300nm以上，则在不使因横向电场引起的不良影响在实用上变得表面化之前，可使该区域中的纵向电场相对于横向电场增大。此外，为了谋求微细间距的像素的高开口率和显示图像的高精细，尽可能减小间隙W1或间隙W2是有效的，但为了不使横向电场的不良影响变得显著，不能随便减小该间隙W1。在此，如果这样来设定间隙W1，使其小到 W 1 ≅ d 1 , 则在为了谋求微细间距的像素的高开口率而不使图像质量下降的方面是最有效的。
再者，在第1实施例中，最好构成为使像素电极9a的边缘位于以隆起部301中的较长的形状延伸的上表面的宽度方向的边缘上。如果这样来构成，则可最大限度地利用隆起部301的高度来缩短该像素电极9a内的周边部与对置电极21之间的距离d1。同时，可最大限度地有效地利用隆起部301中的上表面的宽度，使产生横向电场的相邻接的像素电极9a间的间隔W1变窄。由此，可极为有效地利用隆起部301的形状，可在横向电场的发生区域C1中相对于横向电场来增强纵向电场。
此外，以上说明的隆起部301利用形成扫描线3a和TFT30的导电膜和层间绝缘膜而被形成，但也可通过下述方式被形成：在层叠工艺中在TFT阵列基板10与像素电极9a之间局部地附加形成隆起部形成用的膜，或是利用刻蚀处理等将TFT阵列基板10上的表面形成为堤坝状，或是利用刻蚀处理等将介于TFT阵列基板10的表面与像素电极9a之间的层间绝缘膜等的表面形成为堤坝状。此外，作为垂直于隆起部301的纵轴切割的剖面形状，可考虑例如梯形、三角形、半圆形、半椭圆形、在顶部附近为平坦的半圆形或半椭圆形、或侧边的倾斜随着朝向顶部而逐渐地增加的2次曲线或3次曲线状的大致梯形、大致三角形等各种形状。再者，相对于图5中示出的扫描线3a和电容线3b的主线部，也可只是部分地进行平坦化处理。例如，也可将这些布线部分地埋入在TFT阵列基板10或层间绝缘膜中被形成的槽内以在所希望的区域中形成所希望的高度的隆起部。因而，从实践上讲，希望根据液晶的性质适当地采用可减小由于台阶差产生的液晶的取向不良那样的剖面形状。
在此，如图7(b)中所示，在第1实施例中，液晶层50最好由TN(扭曲向列)液晶构成，在隆起部301的侧面上形成锥形。而且，最好使相关的TN液晶的在TFT阵列基板10上的预倾斜角θ的倾斜方向与锥形的倾斜方向一致。
即，如图7(a)中所示，TN液晶的液晶分子50a以下述方式取向，即，在无电压施加状态下，在各液晶分子50a基本上与基板面大体平行的状态，且从TFT阵列基板10开始朝向对置基板20逐渐地扭转，同时，在电压施加状态下，这样来取向，即，如箭头分别示出的那样，各液晶分子50a从基板面开始垂直地竖起。因此，如图7(b)中所示，如果，在隆起部301的侧面上形成锥形，而且，TN液晶的预倾斜角θ的倾斜方向与锥形的倾斜方向一致，则在隆起部301与对置基板20之间，即使液晶的层厚d1沿侧面逐渐地减小，也可得到接近于液晶的层厚D为恒定的情况的良好的液晶取向状态。即，能尽可能抑制起因于因隆起部301的存在而产生的台阶差的液晶取向不良，该隆起部301是为了减少起因于横向电场的液晶取向不良。假定，如图7(c)中所示，如果TN液晶的预倾斜角θ的倾斜方向与锥形的倾斜方向不一致，则在隆起部301与对置基板20之间且在隆起部301的附近产生在与其它液晶分子50a相反的方向上竖起的液晶分子50b，由此，就产生了取向状态不连续的液晶取向不良。因而，最好在对置基板20或TFT阵列基板10上形成遮光膜来遮盖这样的区域。
或者，如图8(b)中所示，在第1实施例中，液晶层50’可由VA(垂直对准)液晶构成，可设置几乎没有形成锥形的隆起部301’。
即，如图8(a)中所示，由于VA液晶以下述方式取向，即，在无电压施加状态下，各液晶分子50a’为基本上与基板面大体垂直的状态，故从平面上看，在堤坝状部分301’的侧面上存在锥形的区域中，液晶取向不得不变乱，但如果在堤坝状部分301’的侧面上几乎没有形成锥形，则可尽可能减小在相关的侧面上取向变乱的液晶部分。因而，在位于隆起部301’的顶部附近的大体平坦的部位的像素电极9a的部分和在位于隆起部301’下的大体平坦的部位的像素电极9a的部分的这两者中，如图8(b)中所示，可得到接近于图8(a)中的液晶的层厚D为恒定的情况的良好的液晶取向状态。
在以上已说明的第1实施例中，开出槽201，通过埋入数据线6a等来进行平坦化处理，但也可通过用CMP(化学机械抛光)处理等将位于数据线6a的上方的层间绝缘膜7或12的上表面的台阶差削成平坦部分，或通过使用有机SOG形成平坦部分，来进行该平坦化处理。
在该平坦化处理后，也可在数据线6a方向或扫描线3a方向上部分地形成隆起部。作为其方法，通过对于省略形成隆起部的区域的层间绝缘膜进行刻蚀，可容易地形成。由此，可容易地在发生横向电场的区域上设置隆起部。
再者，在以上已说明的第1实施例中，像素开关用TFT30最好如图3中所示，具有LDD结构，但也可具有不对低浓度源区1b和低浓度漏区1c进行杂质的注入的偏移结构，也可以是以由扫描线3a的一部分构成的栅电极为掩模以高浓度注入杂质、以自对准的方式形成高浓度源和漏区的自对准型的TFT。此外，在第1实施例中，作成了在高浓度源区1d与高浓度漏区1e之间只配置1个像素开关用TFT30的栅电极的单栅结构，但也可在其间配置2个以上的栅电极。如果这样以双栅或三栅以上来构成TFT，则可防止沟道与源和漏区的接合部的漏泄电流，可减少关断时的电流。
(第1实施例的制造工艺)
其次，参照图9说明构成具有以上那样的结构的第1实施例中的电光装置的TFT阵列基板一侧的制造工艺。此外，图9是使各工序中的TFT阵列基板一侧的各层与图4和图5同样与图2的B-B’剖面和图2的C-C’剖面对应而示出的工序图。
首先，如图9的工序(a)中所示，首先准备石英基板、硬玻璃基板、硅基板等的TFT阵列基板10，在应形成数据线6a的区域上形成槽201。
其次，如图9的工序(b)中所示，使用薄膜形成技术，在TFT阵列基板10上形成扫描线3a和电容线3b。与其平行地形成如图3中示出的TFT30和蓄积电容70。
更具体地说，例如利用常压或减压CVD法等，使用TEOS(四乙氧基硅酸盐)气体、TEB(四乙基硼酸盐)气体、TMOP(四乙氧基磷酸盐)气体等，在形成了槽201的TFT阵列基板10上，形成由NSG、PSG、BSG、BPSG等的硅酸盐玻璃膜、氮化硅膜或氧化硅膜等构成的、膜厚约为500～2000nm的基底绝缘膜12。其次，利用减压CVD法等，在基底绝缘膜12上形成非晶硅膜，进行热处理，由此，对多晶硅膜进行固相生长。或者，利用减压CVD法等，不经过非晶硅膜直接形成多晶硅膜。其次，通过对该多晶硅膜进行光刻工序、刻蚀工序等，形成具有包含如图2中示出的第1蓄积电容电极1f的规定图形的半导体层1a。其次，通过进行热氧化等，与图3中示出的TFT30的栅绝缘膜一起，形成包含蓄积电容形成用的电介质膜的绝缘薄膜2。其结果，半导体层1a的厚度约为30～150nm，最好约为35～50nm，绝缘薄膜2的厚度约为20～150nm，最好约为30～100nm。其次，利用减压CVD法等淀积厚度为100～500nm的多晶硅膜，再对P(磷)进行热扩散、对该多晶硅膜进行了导电化后，利用光刻工序、刻蚀工序等，形成图2中示出的规定图形的扫描线3a和电容线3b。此外，扫描线3a和电容线3b可由高熔点金属或金属硅化物等的金属合金膜形成，也可作成与多晶硅膜等组合起来的多层布线。其次，通过以低浓度和高浓度这2阶段来掺入杂质，形成包含低浓度源区1b和低浓度漏区1c、高浓度源区1d和高浓度漏区1e的LDD结构的像素开关用TFT30。
此外，与图9的工序(b)平行地，可在TFT阵列基板10上的周边部上形成构成由TFT构成的数据线驱动电路、扫描线驱动电路等的外围电路的TFT。
其次，如图9的工序(c)中所示，例如，利用常压或减压CVD法等，使用TEOS气体等，形成由NSG、PSG、BSG、BPSG等的硅酸盐玻璃膜、氮化硅膜或氧化硅膜等构成的层间绝缘膜4。层间绝缘膜4的膜厚例如约为1000～2000nm。此外，与该热烧固并行地或其前后，可进行约1000℃的热处理以便激活半导体层1a。然后，在第1层间绝缘膜4和绝缘薄膜2上开出导电性地连接图3中示出的数据线6a与半导体层1a的高浓度源区1d用的接触孔5，此外，可利用与接触孔5为同一的工序，也开出使扫描线3a及电容线3b与基板的外围区域中未图示的布线连接用的接触孔。接着，在利用溅射工序等在第1层间绝缘膜4上以100～500nm的厚度淀积了Al等的低电阻金属膜或金属硅化物膜之后，利用光刻工序和刻蚀工序等，形成数据线6a。
其次，如图9的工序(d)中所示，在数据线6a上形成第2层间绝缘膜7。此外，如图3中所示，利用反应性离子刻蚀、反应性离子束刻蚀等干法刻蚀或湿法刻蚀，形成导电性地连接像素电极9a与高浓度漏区1e用的接触孔8。接着，利用溅射工序等，在第2层间绝缘膜7上以约50～200nm的厚度淀积ITO膜等的透明导电性薄膜，再利用光刻工序和刻蚀工序等，形成像素电极9a。此外，在将该电光装置作为反射型来使用的情况下，可由Al等的反射率高的不透明的材料来形成像素电极9a。
如上所述，按照第1实施例的制造方法，由于在TFT阵列基板10上开出槽201并形成数据线6a、进行对于数据线6a的平坦化处理，同时，不对扫描线3a和电容线3b的一部分进行平坦化处理，故可比较容易地制造第1实施例的液晶装置，在该液晶装置中，在不发生横向电场的区域中可减少因台阶差引起的液晶取向不良，在发生横向电场的区域中利用隆起部301可减少因横向电场引起的液晶取向不良。
(第2实施例)
参照图10至图14说明本发明的第2实施例中的电光装置的结构。图10是形成了数据线、扫描线、像素电极等的TFT阵列基板的相邻接的多个像素组的平面图，图11是图10的A-A’剖面图，图12是图10的B-B’剖面图，图13是图10的C-C’剖面图。此外，图14是示出1S反转驱动方式中的各电极中的电位极性和产生横向电场的区域的像素电极的示意性的平面图。此外，在图11至图13中，为了使各层或各部件成为在图面上可识别的程度的大小，对于各层或各部件，使比例尺不同。此外，在图10至图14中示出的第2实施例中，关于与图2至图6中示出的第1实施例同样的构成要素，附以同样的参照符号，省略其说明。
关于第2实施例中的电路结构，与图1中示出的第1实施例的情况相同。
如图10中所示，在第2实施例中，与在第1实施例中在沿数据线6a的区域上开出槽201的情况不同，在沿扫描线3a和电容线3b的区域上(图中，用粗线包围的区域)开出槽202。而且，在第2实施例中，如图11和图12中所示，沿数据线6a且由数据线6a和沿数据线6a的蓄积电容70部分(即，电容线3b中的从平面上看从主线部沿数据线突出的部分和与其相对的绝缘薄膜2和蓄积电容电极1f部分)形成了隆起部分302，如图12和图13中所示，对于扫描线3a和电容线3b进行了平坦化处理。再者，如图14中所示，在第2实施例中，利用1S反转驱动方式进行驱动。关于第2实施例中的其它结构和工作，与第1实施例的情况相同。
即，在第2实施例中，如图14(a)中所示，在显示第n(其中，n是自然数)个场或帧的图像信号的期间中，在每个像素电极9a中用+或-表示的液晶驱动电位的极性不被反转，在每列中用同一极性来驱动像素电极9a。其后，如图14(b)中所示，在显示第n+1个场或帧的图像信号时，使各像素电极9a中的液晶驱动电位的极性反转，在显示第n+1个场或帧的图像信号的期间中，在每个像素电极9a中用+或-表示的液晶驱动电位的极性不被反转，在每列中用同一极性来驱动像素电极9a。而且，在图14(a)和图14(b)中所示的状态以1场或1帧为周期被重复，进行本实施例中的1S反转驱动方式的驱动。其结果，按照本实施例，一边可避免因施加直流电压引起的液晶的性能变坏，一边可进行减少了交扰及闪烁的图像显示。
从图14(a)和图14(b)可知，在1S反转驱动方式中，横向电场的发生区域C2始终为与横向(X方向)相邻接的像素电极9a间的间隙附近。
因此，如图11和图12中所示，在第2实施例中，形成隆起部302，使配置在该隆起部302上的像素电极9a的边缘附近的纵向电场得到增强。更具体地说，如图12中所示，使配置在隆起部302上的像素电极9a的边缘附近与对置电极21的距离d2窄了堤坝状部分302的台阶差(高度)的部分。与此不同，如图13中所示，对于扫描线3a和电容线3b的主线部，进行了平坦化处理，使像素电极9a的边缘附近与对置电极21之间的距离d1与占据像素电极9a的大部分的中央区域与对置电极21之间的距离D大体相同。
因而，在图14中示出的横向电场的发生区域C2中，可增强像素电极9a与对置电极21之间的纵向电场。而且，在图12中，即使距离d2变窄，由于相邻接的像素电极9a间的间隙W2为恒定，故也能使间隙W2越窄就越增强的横向电场的大小为恒定。因此，在图14中示出的横向电场的发生区域C2中，可局部地使纵向电场相对于横向电场强，作为其结果，使纵向电场更加占据支配地位，由此，可防止横向电场的发生区域C2中的横向电场引起的液晶的取向不良。
此外，如图13中所示，由于对于扫描线3a和电容线3b的主线部进行了平坦化处理，故在该部分中，可减少因扫描线3a和电容线3b的台阶差引起的液晶的取向不良的发生。在此，由于进行了平坦化处理，故不通过缩短像素电极9a与对置电极21之间的距离d1来增强纵向电场，但在该部分中，如图14中所示，在相邻接的像素电极9a间不发生横向电场。因而，该部分中，可不采取对于横向电场的对策，可利用平坦化处理使液晶的取向状态极为良好。此外，在第2实施例中，在与扫描线3a和电容线3b相对的液晶层50的部分中，由于几乎不产生因台阶差引起的取向不良，故遮盖该部分的遮光膜23的宽度可比第1实施例的情况细。
以上的结果，按照第2实施例，着眼于在1S反转驱动方式下发生的横向电场的特性，通过在横向电场的发生区域C2中将像素电极9a的边缘配置在隆起部302上来增强纵向电场，由此，可减少横向电场的不良影响，同时，通过在不发生横向电场的区域中进行平坦化处理，可减少因像素电极9a表面的台阶差引起的不良影响。
(第3实施例)
参照图15至图22说明本发明的第3实施例中的电光装置的结构。图15是形成了数据线、扫描线、像素电极等的TFT阵列基板的相邻接的多个像素组的平面图，图16是图15的A-A’剖面图，图17是图15的B-B’剖面图，图18是图15的C-C’剖面图。图19和图20是示出堤坝状部分的各种剖面形状的剖面图。此外，图21是示出使用了TN液晶的情况下的液晶分子的取向的情况的示意性的剖面图。图22是示出使用了VA液晶的情况下的液晶分子的取向的情况的示意性的剖面图。此外，在图16至图18和图19和图20中，为了使各层或各部件成为在图面上可识别的程度的大小，对于各层或各部件，使比例尺不同。关于与第1实施例同样的构成要素，附以同样的参照符号，省略其说明。
在第3实施例中，特别是在TFT阵列基板上，在形成了数据线6a、扫描线3a、电容线3b和TFT30的像素电极9a的间隙部分中，形成了槽，在该槽中埋入数据线6a、扫描线3a、电容线3b和TFT30。即，进行了TFT阵列基板一侧的平坦化。而且，在与进行了平坦化处理的TFT阵列基板相对的对置基板侧，在沿扫描线3a和电容线3b的区域(图中，用粗线示出了其轮廓的区域)上设置多个隆起部303，形成了条状的隆起部。
其次，如图16的剖面图中所示，电光装置具备透明的TFT阵列基板10和与其相对地配置的透明的对置基板20。TFT阵列基板10例如由石英基板玻璃基板或硅基板构成，对置基板20例如由玻璃基板或石英基板构成。在TFT阵列基板10上设置了像素电极9a，在其上侧，设置了进行了研磨处理等的规定的取向处理的取向膜16。像素电极9a例如由ITO(铟锡氧化物)膜等透明导电性薄膜构成。此外，取向膜16例如由聚酰亚胺薄膜等的有机薄膜构成。
另一方面，在对置基板20的整个面上设置了对置电极21，在其下侧，设置了进行了研磨处理等的规定的取向处理的取向膜22。对置电极21例如由ITO膜等透明导电性薄膜构成。此外，取向膜22例如由聚酰亚胺薄膜等的有机薄膜构成。
在TFT阵列基板10上，在与各像素电极9a邻接的位置上设置了对各像素电极9a进行开关控制的像素开关用TFT30。
在第3实施例中，特别是在对置基板20上，如图16中所示，在对置基板20与对置电极21之间，在各像素的非开口区域上设置了由遮光膜23构成的隆起部303。在此，关于因该隆起部303引起的减少横向电场的作用和效果，在后面详细地叙述，但由于该隆起部303由遮光膜23构成，故也起到所谓的黑色掩模或黑色基体的功能，入射光不会从对置基板20一侧侵入到像素开关用TFT30的半导体层1a的沟道区1a’、低浓度源区1b和低浓度漏区1c中。再者，由遮光膜23构成的隆起部303具有提高对比度、防止在形成了滤色器的情况下的色材料的混色等的功能。此外，在第3实施例中，通过用由Al等构成的遮光性的数据线6a对各像素的非开口区域中沿数据线6a的部分进行遮光，可规定各像素的开口区域中沿数据线6a的轮廓部分，也可构成为用在对置基板20上冗余地或单独地被设置的由遮光膜23构成的隆起部303对沿该数据线6a的非开口区域进行遮光。
在以这种方式构成的、配置成使像素电极9a与对置电极21相对的TFT阵列基板10与对置基板20之间，在由后述的密封材料包围的空间内封入作为电光物质的一例的液晶，形成液晶层50。液晶层50在没有被施加来自像素电极9a的电场的状态下，利用取向膜16和22取规定的取向状态。液晶层50由例如一种或混合了几种向列液晶的液晶构成。密封材料是用来在其周边贴合TFT阵列基板10与对置基板20的、由例如光硬化性树脂或热硬化性树脂构成的粘接剂，混入了用来使两基板间的距离为规定值的玻璃纤维或玻璃珠等的间隙材料。
再者，在TFT阵列基板10与多个像素开关用TFT30之间，设置了基底绝缘膜12。通过在TFT阵列基板10的整个面上形成基底绝缘膜12，具有防止因TFT阵列基板10的表面的研磨时的变粗糙或清洗后残留的污物等而使像素开关用TFT30特性变坏的功能。基底绝缘膜12例如由NSG(非掺杂硅化玻璃)、PSG(磷硅玻璃)、BSG(硼硅玻璃)、BPSG(硼磷硅玻璃)等的高绝缘性玻璃或氧化硅膜、氮化硅膜等构成。
在第3实施例中，从高浓度漏区1e开始延伸设置半导体层1a，成为第1蓄积电容电极1f，将与其相对的电容线3b的一部分作为第2蓄积电容电极，通过从与扫描线3a相对的位置开始延伸设置包含栅绝缘膜的绝缘薄膜2，作为在这些电极间被夹持的电介质膜，构成了蓄积电容70。
在图16中，像素开关用TFT30具有LDD(轻掺杂漏)结构，具备：扫描线3a、利用来自该扫描线3a的电场形成沟道的半导体层1a的沟道区1a’、包含对扫描线3a与半导体层1a进行绝缘的栅绝缘膜的绝缘薄膜2、数据线6a、半导体层1a的低浓度源区1b和低浓度漏区1c以及半导体层1a的高浓度源区1d和高浓度漏区1e。多个像素电极9a中的对应的一个通过接触孔8与高浓度漏区1e连接。此外，在扫描线3a和电容线3b上形成了第1层间绝缘膜4，在第1层间绝缘膜4上分别形成了通到高浓度源区1d上的接触孔5和通到高浓度漏区1e上的接触孔8。再者，在数据线6a和第1层间绝缘膜4上形成了第2层间绝缘膜7，在该第2层间绝缘膜7上形成了通到高浓度漏区1e上的接触孔8。在以这种方式构成的第2层间绝缘膜7的上表面设置了上述的像素电极9a。
如图16至图18中所示，在TFT阵列基板10上且在形成了各数据线6a、各扫描线3a、各电容线3b和各TFT30的区域上设置了槽201。由此，进行了在TFT阵列基板10上的平坦化处理。
如图15至图17中所示，在位于左右相邻接的像素电极9a的间隙内的各像素的非开口区域上设置了数据线6a。利用数据线6a规定了各像素的开口区域的轮廓中沿数据线6a的部分，而且，利用数据线6a防止了该非开口区域中的光漏泄。此外，在数据线6a下，利用从电容线3b的主线部开始沿数据线6a下突出的部分，形成了蓄积电容70，可谋求非开口区域的有效利用。
如图16和图18中所示，在位于图15中上下相邻接的像素电极9a的间隙内的各像素的非开口区域上设置了扫描线3a和电容线3b的主线部。
在第3实施例中，特别是如图15中所示，在与左右相邻接的像素电极9a的间隙相对的对置基板20上的对置电极21的基底面上没有设置隆起部301，如图17中所示，平坦地形成了对置电极21。与此不同，如图15中所示，在与上下相邻接的像素电极9a的间隙相对的对置基板20上的对置电极21的基底面如图18中所示，被隆起为堤坝状。即，形成了由遮光膜23构成的隆起部303，对置电极21朝向像素电极9a侧突出而被形成。此外，利用隆起部303规定了各像素的开口区域的轮廓中沿扫描线3a的部分，而且，利用由遮光膜23构成的隆起部301防止了该非开口区域中的光漏泄。
如图16和图18中所示，在第3实施例中，在沿扫描线3a的区域上形成隆起部303，使配置在该隆起部303上的对置电极21的突出部附近的纵向电场得到增强。更具体地说，如图18中所示，使配置在隆起部303上的对置电极21与像素电极9a的距离d1窄了隆起部303的台阶差(高度)的部分。与此不同，如图17中所示，在与数据线6a相对的区域上没有形成隆起部303，使像素电极9a的边缘附近与对置电极21之间的距离d2与占据像素电极的大部分的中央区域的像素电极9a与对置电极21之间的距离D大体相同。
因而，在图6中示出的横向电场的发生区域C1中，可增强像素电极9a与对置电极21之间的纵向电场。而且，在图18中，即使距离d1变窄，由于相邻接的像素电极9a间的间隙W1为恒定，故也能使间隙W1越窄就越增强的横向电场的大小为恒定。因此，在图6中示出的横向电场的发生区域C1中，可局部地使纵向电场相对于横向电场增强，作为其结果，使纵向电场更加占据支配地位，由此，可防止横向电场的发生区域C1中的横向电场引起的液晶的取向不良。
此外，如图17中所示，由于在与数据线6a相对的区域上没有形成隆起部303，对置电极21是平坦的，故在该部分中，可减少起因于因隆起部303的存在引起的台阶差的液晶的取向不良的发生。在此，由于是平坦的，故不通过缩短像素电极9a与对置电极21之间的距离d2来增强纵向电场，但在该部分中，如图6中所示，在相邻接的像素电极9a间不发生横向电场。因而，该部分中，可不采取对于横向电场的对策，可利用平坦化处理使液晶的取向状态极为良好。
以上的结果，按照第3实施例，着眼于在1H反转驱动方式下发生的横向电场的特性，通过在横向电场的发生区域C1中用隆起部303使对置电极21突出来增强纵向电场，由此，可减少横向电场的不良影响，同时，通过在不发生横向电场的区域中使对置电极21为平坦的，可减少因对置电极21表面的台阶差引起的不良影响。通过以这种方式综合地减少因横向电场引起的液晶的取向不良和因台阶差引起的液晶的取向不良，也可减小遮盖液晶的取向不良部位用的由遮光膜23构成的隆起部303的宽度(但是，为了遮盖因隆起部303中的台阶差引起的液晶的取向不良部位，希望一体地或分体地形成其宽度比隆起部303的宽度宽一些的遮光膜23)。因而，不引起光漏泄等图像质量不良就能提高各像素的开口率，最终可实现对比度高且明亮的高品位的图像显示。
按照本申请的发明者的研究，关于液晶层50的层厚，为了将耐光性维持于某种程度的水平，使液晶层50的注入工艺变得不困难，使液晶分子因工作中的电场施加而良好地工作，某种程度的层厚(例如，按照现行的技术，约为3微米左右)是必要的。另一方面，判明了，如果使相邻接的像素电极9a间的间隙W1(参照图18)比该部分中的像素电极9a与对置电极21之间的距离d1短(即，W1＜d1)，则因横向电场引起的不良影响开始变得显著。因而，为了谋求微细间距的像素的高开口率，单纯整体地减薄液晶层50的层厚D(参照图17和图18)，液晶的层厚控制的均匀化变得困难、耐光性下降、注入工艺变得困难、发生液晶分子的工作不良等。相反，为了谋求微细间距的像素的高开口率，如果采取不减薄液晶层50而是单纯使相邻接的像素电极9a间的间隙W1变窄的做法，由于与纵向电场相比，横向电场变大，故因该横向电场引起的不良影响(即，液晶的取向不良)变得显著。如果考察这样的液晶装置中的特点，则如上述的本实施例那样，只在产生横向电场的区域中使液晶层50的层厚d1变窄(例如，到约1.5微米为止)，同时，在占据像素电极9a的大部分的其它区域中不使液晶层50的层厚D变窄，由此，使横向电场相对地不增强。由此，由于相邻接的像素电极9a间的间隙W1变窄，故在谋求微细间距的像素的高开口率和显示图像的高精细化方面是非常有效的。
在第3实施例中，特别是在图18中，最好这样来进行像素电极9a的平面配置，使其满足0.5D＜W1的关系。再者，这样来形成隆起部303，使其满足d1+300nm(钠米)≤D的关系。即，如果不使像素电极9a间过分靠近且将隆起部303隆起到台阶差为300nm以上，则在不使因横向电场引起的不良影响在实用上变得表面化之前，可使该区域中的纵向电场相对于横向电场增大。此外，为了谋求微细间距的像素的高开口率和显示图像的高精细，尽可能减小间隙W1或间隙W2是有效的，但为了不使横向电场的不良影响变得显著，不能随便减小该间隙W1。在此，如果这样来设定间隙W1，使其小到 W 1 ≅ d 1 , 则在为了谋求微细间距的像素的高开口率而不使图像质量下降的方面是最有效的。
此外，以上已说明的隆起部303利用遮光膜23来形成，但也可在层叠工艺中在对置基板20与对置电极21之间通过局部地附加形成有机膜或抗蚀剂等的堤坝形成用的膜来形成。此外，作为垂直于隆起部303的纵轴切割的剖面形状，可考虑例如梯形、三角形、半圆形、半椭圆形、在顶部附近为平坦的半圆形或半椭圆形、或侧边的倾斜随着朝向顶部而逐渐地增加的2次曲线或3次曲线状的大致梯形、大致三角形等各种形状。因而，从实践上讲，希望根据液晶的性质适当地采用可减小由于台阶差产生的液晶的取向不良那样的剖面形状。再者，由于通过形成隆起部303，发生因台阶差引起的液晶取向不良，因此，希望在隆起部303与对置基板20之间配置其宽度比隆起部303的宽度宽一些的遮光膜23，或配置在堤坝状部分303与像素电极之间。
例如，如图19(a)中所示，可由遮光膜23来形成用垂直于纵向的平面切割的剖面形状为三角形的隆起部303，也可如图19(b)中所示，用由抗蚀剂或有机膜构成的隆起部形成用膜313在其宽度比隆起部303的宽度宽一些的遮光膜23上来形成，也可如图19(c)中所示，在对置基板20上形成由抗蚀剂或有机膜构成的隆起部形成用膜313并用遮光膜23以比其宽一些的宽度来遮盖其上，也可如图19(d)中所示，在对置基板20上形成由抗蚀剂或有机膜构成的隆起部形成用膜313并不在其上形成遮光膜(但是，此时在TFT阵列基板一侧形成遮盖该部分的遮光膜)。
再者，可将用垂直于隆起部303中的纵向的平面切割的剖面形状如图20(a)中所示，形成为矩形，也可如图20(b)中所示，形成为半圆形，也可如图20(c)中所示，形成为梯形，也可如图20(d)中所示，形成为大致梯形。图20中示出的这些层叠结构与图19(a)同样，由设置在对置基板20上的遮光膜23来形成隆起部303，但这些结构也可以是图19(a)～图19(d)中示出的任一种层叠结构。再者，由于在对置基板20上还可形成滤色器、保护膜、绝缘膜等，故作为实际的层叠结构，可考虑各种变形。
在此，如图21(b)中所示，在第3实施例中，液晶层50最好由TN液晶来构成，在隆起部303的侧面上形成锥形。而且，相关TN液晶的对置基板20上的预倾斜角θ的倾斜方向与锥形的倾斜方向一致。
即，如图21(a)中所示，TN液晶的液晶分子50a以下述方式取向，即，在无电压施加状态下，在各液晶分子50a基本上与基板面大体平行的状态，且从TFT阵列基板10开始朝向对置基板20逐渐地扭转，同时，在电压施加状态下，这样来取向，即，如箭头分别示出的那样，各液晶分子50a从基板面开始垂直地竖起。因此，如图21(b)中所示，如果，在隆起部303的侧面上形成锥形，而且，TN液晶的预倾斜角θ的倾斜方向与锥形的倾斜方向一致，则在隆起部303与TFT阵列基板10之间，即使液晶的层厚d1沿侧面逐渐地减小，也可得到接近于液晶的层厚D为恒定的情况的良好的液晶取向状态。即，能尽可能抑制起因于因隆起部303的存在而产生的台阶差的液晶取向不良，该隆起部303是为了减少起因于横向电场的液晶取向不良。假定，如图21(c)中所示，如果TN液晶的预倾斜角θ的倾斜方向与锥形的倾斜方向不一致，则在隆起部303与TFT阵列基板10之间且在隆起部303的附近产生在与其它液晶分子50a相反的方向上竖起的液晶分子50b，由此，就产生了取向状态不连续的液晶取向不良。在这样的情况下，最好在对置基板20或TFT阵列基板10的至少一方上形成遮光膜来抑制光漏泄。
或者，如图22(b)中所示，在第3实施例中，液晶层50’可由VA(垂直对准)液晶构成，可设置几乎没有形成锥形的隆起部303’。
即，如图22(a)中所示，由于VA液晶以下述方式取向，即，在无电压施加状态下，各液晶分子50a’为基本上与基板面大体垂直的状态，故从平面上看，在隆起部303’的侧面上存在锥形的区域中，液晶取向不得不变乱，但如果在隆起部303’的侧面上几乎没有形成锥形，则可尽可能减小在相关的侧面上取向变乱的液晶部分。因而，在位于隆起部303’的顶部附近的大体平坦的部位的像素电极9a的部分和在位于隆起部303’下的大体平坦的部位的像素电极9a的部分的这两者中，如图22(b)中所示，可得到接近于图22(a)中的液晶的层厚D为恒定的情况的良好的液晶取向状态。
在以上已说明的第3实施例中，在TFT阵列基板10上开出槽201，通过埋入扫描线3a等来进行平坦化处理，但也可通过用CMP(化学机械抛光)处理等将位于扫描线3a的上方的层间绝缘膜7或12的上表面的台阶差削成平坦部分，或通过使用有机SOG形成平坦部分，来进行该平坦化处理。
在该平坦化处理后，也可在数据线6a方向或扫描线3a方向上部分地形成隆起部。作为其方法，通过对于省略形成隆起部的区域的层间绝缘膜进行刻蚀，可容易地形成。由此，可容易地在发生横向电场的区域上设置隆起部。这样，对于发生横向电场的区域，不用说可在TFT阵列基板10和对置基板20这两者的基板上形成隆起部。
再者，在以上已说明的第3实施例中，像素开关用TFT30最好如图3中所示，具有LDD结构，但也可具有不对低浓度源区1b和低浓度漏区1c进行杂质的注入的偏移结构，也可以是以由扫描线3a的一部分构成的栅电极为掩模以高浓度注入杂质、以自对准的方式形成高浓度源和漏区的自对准型的TFT。此外，在第3实施例中，作成了在高浓度源区1d与高浓度漏区1e之间只配置1个像素开关用TFT30的栅电极的单栅结构，但也可在其间配置2个以上的栅电极。如果这样以双栅或三栅以上来构成TFT，则可防止沟道与源和漏区的接合部的漏泄电流，可减少关断时的电流。
(第3实施例的制造工艺)
其次，参照图23说明构成具有以上那样的结构的第3实施例中的电光装置的对置基板一侧的制造工艺。此外，图23是使各工序中的对置基板一侧的各层与图18同样地与图15的C-C’剖面对应而示出的工序图。
首先，如图23的工序(a)中所示，首先准备规定形状的玻璃基板、石英基板，作为对置基板20。
其次，如图23的工序(b)中所示，以约300nm的膜厚形成有机膜、金属膜等的遮光膜23’。
其次，如图23的工序(c)中所示，利用使用了光刻处理和刻蚀处理的构图，在TFT阵列基板上发生横向电场的区域中将带状的遮光膜23作为隆起部形成用的膜来形成，由此，形成隆起部303。
其次，如图23的工序(d)中所示，在隆起部303上由ITO(铟锡氧化物)膜等的透明导电性薄膜来形成对置电极，再者，在其上由聚酰亚胺薄膜等的有机薄膜来形成取向膜22，在规定的研磨方向上进行研磨。
此外，可利用印刷技术形成由遮光膜构成的隆起部303，来代替工序(b)或工序(c)。
如上所述，按照第3实施例的制造方法，可比较容易地制造在横向电场的发生区域上利用隆起部303减少因横向电场引起的液晶取向不良的液晶装置。
其次，参照图24和图25说明在上述的第3实施例中的对置基板20上被形成的隆起部303和遮光膜的平面布局的具体例。此外，在这些具体例中，在TFT阵列基板10一侧利用数据线6a等对在沿数据线6a的Y方向上延伸的像素电极9a间的间隙进行遮光，利用对置基板20一侧的遮光膜遮盖在沿扫描线3a的X方向上延伸的像素电极9a间的间隙。
如图24(a)中所示，隆起部303a和遮光膜23a可都被形成为跨越多个像素电极9a在X方向上以条状延伸。如图24(b)中所示，隆起部303a可被形成为跨越多个像素电极9a在X方向上以条状延伸，同时，遮光膜23b可在每个像素电极9a中被形成为岛状。如图25(a)中所示，隆起部303b可在每个像素电极9a中被形成为岛状，同时，遮光膜23a可被形成为跨越多个像素电极9a在X方向上以条状延伸。或者，如图25(b)中所示，隆起部303b和遮光膜23b可都在每个像素电极9a中被形成为岛状。在图24和图25中示出的任一种情况下，都能利用隆起部303a和303b来增强发生横向电场的区域中的纵向电场。同时，可利用遮光膜23a和23b来遮盖因隆起部303a和303b的存在引起的液晶取向不良。
这样，在发生横向电场的区域中，通过在对置基板上的遮光膜和隆起部的配置方面下工夫，即使像素间距变得微细，也可实现高开口率的液晶装置。
(第4实施例)
参照图26至图29，说明本发明的第4实施例中的电光装置的结构。图26是形成了数据线、扫描线、像素电极等的TFT阵列基板的相邻接的多个像素组的平面图，图27是图26的A-A’剖面图，图28是图26的B-B’剖面图，图29是图26的C-C’剖面图。此外，在图26至图29中，为了使各层或各部件成为在图面上可识别的程度的大小，对于各层或各部件，使比例尺不同。此外，在图26至图29中示出的第4实施例中，关于与图15至图18中示出的第3实施例同样的构成要素，附以同样的参照符号，省略其说明。
如图14至图16中所示，在第4实施例中，与在第3实施例中沿扫描线3a形成了隆起部303的情况不同，在对置基板20上的沿数据线6a的区域上(图14中用粗线包围的区域)形成了隆起部304。此时，由于数据线6a起到遮光膜的功能，故隆起部304可由遮光膜来形成，也可由透明的材料膜来形成。如图27和图29中所示，在与扫描线3a和电容线3b的主线部相对的部位上，将对置基板20形成为平坦部分。此外，在对置基板20上的与扫描线3a和电容线3b的主线部相对的部位上，沿该部位形成了遮光膜23，利用该遮光膜23规定了沿各像素的开口区域中的至少是沿扫描线3a的部分。此外，也可在对置基板20上的沿数据线6a的区域上形成这样的遮光膜23。而且，如图14中所示，在第4实施例中，利用1S反转驱动方式进行驱动。关于第4实施例中的其它结构和工作，与第3实施例的情况相同。
即，在第4实施例中，如图14(a)中所示，在显示第n(其中，n是自然数)个场或帧的图像信号的期间中，在每个像素电极9a中用+或-表示的液晶驱动电位的极性不被反转，在每列中用同一极性来驱动像素电极9a。其后，如图14(b)中所示，在显示第n+1个场或帧的图像信号时，使各像素电极9a中的液晶驱动电位的电位极性反转，在显示该第n+1个场或帧的图像信号的期间中，在每个像素电极9a中用+或-表示的液晶驱动电位的极性不被反转，在每列中用同一极性来驱动像素电极9a。而且，在图14(a)和图14(b)中所示的状态以1场或1帧为周期被重复，进行第4实施例中的1S反转驱动方式的驱动。其结果，按照第4实施例，一边可避免因施加直流电压引起的液晶的性能变坏，一边可进行减少了交扰及闪烁的图像显示。
从图14(a)和图14(b)可知，在1S反转驱动方式中，横向电场的发生区域C2始终为在横向(X方向)上相邻接的像素电极9a间的间隙附近。
因此，如图27和图28中所示，在第4实施例中，形成隆起部304，使配置在该隆起部304上的对置电极21突出，纵向电场得到增强。更具体地说，如图28中所示，使配置在隆起部304上的对置电极21与像素电极9a的距离d2窄了隆起部304的台阶差(高度)的部分。与此不同，如图29中所示，在与扫描线3a和电容线3b相对的部位上，对置基板20是平坦的，使对置电极21与像素电极9a之间的距离d2与占据像素电极的大部分的中央区域的像素电极9a与对置电极21之间的距离D大体相同。
因而，在图14中示出的横向电场的发生区域C2中，可增强像素电极9a与对置电极21之间的纵向电场。而且，在图28中，即使距离d2变窄，由于相邻接的像素电极9a间的间隙W2为恒定，故也能使间隙W2越窄就越增强的横向电场的大小为恒定。因此，在图14中示出的横向电场的发生区域C2中，可局部地使纵向电场相对于横向电场强，作为其结果，使纵向电场更加占据支配地位，由此，可防止横向电场的发生区域C2中的横向电场引起的液晶的取向不良。
此外，如图29中所示，由于在与扫描线3a和电容线3b的主线部相对的部位上，对置基板20是平坦的，故在该部分中，可减少因隆起部304的存在引起的台阶差引起的液晶的取向不良的发生。在此，由于是平坦的，故不通过缩短像素电极9a与对置电极21之间的距离d1来增强纵向电场，但在该部分中，如图14中所示，在相邻接的像素电极9a间不发生横向电场。因而，该部分中，可不采取对于横向电场的对策，可利用平坦化处理使液晶的取向状态极为良好。此外，在第4实施例中，在与扫描线3a和电容线3b的主线部相对的液晶层50的部分中，由于几乎不产生因台阶差引起的取向不良，故遮盖该部分的遮光膜的宽度可比第3实施例的情况细。
以上的结果，按照第4实施例，着眼于在1S反转驱动方式下发生的横向电场的特性，通过在横向电场的发生区域C2中将像素电极9a的端部配置在隆起部304上来增强纵向电场，由此，可减少横向电场的不良影响，同时，通过在不发生横向电场的区域中进行平坦化处理，可减少因像素电极9a表面的台阶差引起的不良影响。
再者，在上述的第3实施例和第4实施例中，除了如上所述在对置基板20一侧形成隆起部303或304外，也可在与扫描线3a和电容线3b的主线部相对的区域上，或在与数据线6a相对的区域上将TFT阵列基板10上的像素电极9a的基底面隆起为堤坝状。即使这样来构成，由于在发生横向电场的区域中各像素电极9a与对置电极21之间的距离也变短，故也能得到与上述相同的效果。再者，此外，对于数据线6a、扫描线3a、电容线3b和TFT30，也能只是部分地进行平坦化处理。例如，也可部分地将这些布线或TFT埋入在TFT阵列基板10或层间绝缘膜上被形成的槽内以便在所希望的区域上形成所希望的高度的隆起部。
(第5实施例)
参照图30，说明本发明的第5实施例中的电光装置的结构。图30是扫描线和电容线延伸的部位的剖面图。关于与第1实施例同样的构成要素，附以同样的参照符号，省略其说明。
如图30中所示，在第5实施例中，与在第1实施例中在同一层中邻接地形成扫描线3a和电容线3b的情况不同，在扫描线3a的区域上经第1层间绝缘膜4配置了电容线3b。经绝缘薄膜61将第1蓄积电容电极62配置在电容线3b上，形成蓄积电容70。电容线3b由高熔点金属的遮光性材料构成，对扫描线3a进行遮光。
而且，在电容线3b上形成隆起部305，使配置在该隆起部305上的像素电极9a的边缘附近的纵向电场得到增强。
再有，也可在扫描线3a的区域下经层间绝缘膜来配置电容线3b。
(第6实施例)
参照图31，说明本发明的第6实施例中的电光装置的结构。图31是扫描线和电容线延伸的部位的剖面图。关于与第1实施例同样的构成要素，附以同样的参照符号，省略其说明。
如图31中所示，在第6实施例中，为了减薄液晶的层厚D，形成在TFT阵列基板10上形成的隆起部306和在对置基板20上设置的隆起部307。隆起部306和307的结构与第1实施例的隆起部301和第3实施例的隆起部303相同。而且，利用相对的隆起部306、307使配置在隆起部306上的像素电极9a的边缘附近的纵向电场得到增强。
再有，在第6实施例中，配置成各隆起部306、307相对，但也可分别在不同的区域中形成。
此外，在以上叙述的本发明中的1H反转驱动方式下，可逐行地使驱动电位的极性反转，也可每相邻接的2行或每多行使其反转。同样，在本发明中的1S反转驱动方式下，可逐列地使驱动电位的极性反转，也可每相邻接的2列或每多列使其反转。
(电光装置的整体结构)
参照图32和图33，说明在如上所述构成的各实施例中的电光装置的整体结构。此外，图32是从对置基板20一侧看TFT阵列基板10以及在其上被形成的各构成要素的平面图，图33是图32的H-H’剖面图。
在图32中，在TFT阵列基板10上沿其边缘设置了密封材料52，与其内侧并行地设置了例如由与遮光膜23相同的或不同的材料构成的、规定图像显示区域的外围的框53。在密封材料52的外侧的区域中，沿TFT阵列基板10的一边设置了数据线驱动电路101和外部电路连接端子102，其中，数据线驱动电路101通过以规定时序对数据线6a供给图像信号来驱动数据线6a，沿与该一边邻接的2边设置了扫描线驱动电路104，该扫描线驱动电路104通过以规定时序对扫描线3a供给扫描信号来驱动扫描线3a。如果供给扫描线3a的扫描信号延迟不成为问题，则当然也可将扫描线驱动电路104设置在单侧。此外，也可沿图像显示区域的边将数据线驱动电路101配置在两侧。例如，奇数列的数据线6a可从沿图像显示区域的一方的边配置的数据线驱动电路供给图像信号，偶数列的数据线可从沿上述图像显示区域的相反一侧的边配置的数据线驱动电路供给图像信号。如果以这种方式以梳状来驱动数据线6a，则可扩展数据线驱动电路101的占有面积，因此，可构成复杂的电路。再者，在TFT阵列基板10的剩下的一边上设置了多条布线105，用来连接设置在图像显示区域的两侧的扫描驱动电路104间。此外，在对置基板20的角部的至少1个部位上设置了导通材料106，用来在TFT阵列基板10与对置基板20之间进行导电性的导通。而且，如图33中所示，利用该密封材料52将具有与图32中示出的密封材料52轮廓大致相同的对置基板20固定粘接在TFT阵列基板10上。
此外，在TFT阵列基板10上，除了这些数据线驱动电路101、扫描线驱动电路104等之外，还可形成以规定时序对多条数据线6a施加图像信号的取样电路、在图像信号之前对多条数据线6a分别供给规定电压电平的预充电信号的预充电电路、用于检查制造过程中或出品时的该电光装置的品质、缺陷等的检查电路等。
在以上已说明的各实施例中，可通过设置在TFT阵列基板10的周边部上的各向异性导电膜以导电性的方式和机械方式使数据线驱动电路101和扫描线驱动电路104与例如安装在TAB(带自动键合)基板上的驱动用LSI连接，来代替把数据线驱动电路101和扫描线驱动电路104设置在TFT阵列基板10上。此外，根据例如，TN模式、VA模式、PDLC(聚合物分散液晶)模式等的工作模式及常白模式/常黑模式的区别，把偏振膜、相位差膜、偏振片等以规定的方向分别配置在对置基板20的投射光入射一侧和TFT阵列基板10的射出光射出一侧上。
为了将以上说明的各实施例中的电光装置应用于投影仪，分别使用3片电光装置作为R(红)G(绿)B(蓝)用的光阀，使分别通过RGB色分解用的分色镜被分解的各色的光作为投射光分别入射到各光阀上。因而，在各实施例中，在对置基板20上没有设置滤色器。但是，可在对置基板20上在与没有形成遮光膜23的像素电极9a相对的规定区域上与其保护膜一起形成RGB的滤色器。如果这样做，可将各实施例中的电光装置应用于液晶投影仪以外的直接监视型或反射型的彩色电光装置。
再者，在以上的实施例中，也可在TFT阵列基板10上在与像素开关用TFT30相对的位置上(即，像素开关用TFT30的下侧)上设置由高熔点金属构成的遮光膜。如果以这种方式在像素开关用TFT30的下侧也设置遮光膜，则可预先防止来自TFT阵列基板10一侧的背面反射(返回光)或在经棱镜等将多个液晶装置组合起来构成一个光学系统的情况下从其它电光装置穿过棱镜等来的投射光入射到该电光装置的像素开关用TFT30上。此外，也可在对置基板20上以每一个像素对应(1个)的方式形成微镜。或者，也可在与TFT阵列基板10上的RGB相对的像素电极9a下用彩色抗蚀剂等形成彩色滤色层。如果这样做，通过提高入射光的聚光效率，可实现明亮的电光装置。再者，可通过在对置基板20上淀积几层折射率不同的干涉层，利用光的干涉，形成发出RGB色的分色滤光器。按照带有该分色滤光器的对置基板，可实现更明亮的彩色电光装置。
(电子装置的结构)
使用上述实施例的电光装置构成的电子装置包括图34中示出的：显示信息输出源1000；显示信息处理电路1002；显示驱动电路1004；液晶装置等的电光装置100；时钟发生电路1008；以及电源电路1010。显示信息输出源1000包含ROM、RAM等的存储器以及对电视信号进行调谐并输出的调谐电路等，它根据来自时钟发生电路1008的时钟信号，输出视频信号等的显示信息。显示信息处理电路1002根据来自时钟发生电路1008的时钟信号，处理显示信息并输出。该显示信息处理电路1002例如可包括：放大、极性反转电路；串一并变换电路；旋转电路；灰度系数(γ)校正电路；以及箝位电路等。显示驱动电路1004包括扫描线驱动电路和数据线驱动电路，对液晶装置100进行显示驱动。电源电路1010对上述的各电路供给电力。
作为这样的结构的电子装置，可举出图35中示出的投射型显示装置，图36中示出的与多媒体对应的个人计算机(PC)和工程工作站(EWS)等。
图35是示出投射型显示装置的主要部分的概略结构图。图中，1102表示光源，1108表示分色镜，1106表示反射镜，1122表示入射透镜，1123表示中继透镜，1124表示射出透镜，100R、100G、100B表示光阀，1112表示分色棱镜，1114表示投射透镜。光源1102由金属卤素灯等的灯和反射该灯的光的反射器构成。反射蓝色光、绿色光的分色镜1108使来自光源1102的光束中的红色光透过，同时，反射蓝色光和绿色光。已透过的红色光被反射镜1106反射，入射到红色光用光阀100R上。另一方面，被分色镜1108反射的色光中的绿色光被反射绿色光的分色镜1108反射，入射到绿色光用光阀100G上。另一方面，蓝色光也透过第2分色镜1108。为了对蓝色光防止因长的光路引起的光损耗，设置了由包含入射透镜1122、中继透镜1123、射出透镜1124的中继透镜系列构成的导光装置1121，使蓝色光经该装置入射到蓝色光用光阀100B上。由各光调制装置调制了的3种色光入射到分色棱镜1112上。该棱镜中，胶合了4个直角棱镜，在其内表面上以十字状形成了反射红光的电介质多层膜和反射蓝光的电介质多层膜。利用这些电介质多层膜合成3种色光，形成显示彩色图像的光。利用作为投射光学系统的投射透镜1114使被合成的光投射到屏幕1120上，将图像放大后进行显示。
图36中示出的个人计算机1200具有备有键盘1202的本体部1204和作为电光装置的液晶显示画面1206。
本发明不限于上述的各实施例，在不违反权利要求的范围和从整个说明书读到的发明的主旨或思想的范围内，可作适当的变更，伴随这样的变更的电光装置的制造方法或电光装置也包含在本发明的技术的范围内。

Claims (45)

1.一种电光装置，由下述部分构成：具有逐行或逐列作反转驱动的多个像素电极的第1基板；具有与上述像素电极对置地配置的对置电极的第2基板；以及被上述第1基板与上述第2基板夹持的电光物质，其特征在于：
上述第1基板具有隆起部，该隆起部位于与以互不相同的极性驱动上述电光物质的邻接的上述像素电极间对应的部位上，形成在上述像素电极下；
在上述电光物质中，使以互不相同的极性驱动的邻接的上述像素电极间的上述电光物质的层厚比以彼此相同的极性驱动的邻接的上述像素电极间的上述电光物质的层厚薄。
2.一种电光装置，由下述部分构成：具有多个像素电极的第1基板；具有与上述像素电极对置地配置的对置电极的第2基板；以及被上述第1基板与上述第2基板夹持的电光物质，其特征在于：
上述第2基板具有隆起部，该隆起部位于与以互不相同的极性驱动的邻接的上述像素电极间对应的部位上，形成在上述对置电极下；
在上述电光物质中，使以互不相同的极性驱动的邻接的上述像素电极间的上述电光物质的层厚比以彼此相同的极性驱动的邻接的上述像素电极间的上述电光物质的层厚薄。
3.如权利要求1或2中所述的电光装置，其特征在于：
使与被进行上述反转驱动的行或列交叉的像素间的上述电光物质的层厚比被进行上述反转驱动的行或列的像素间的上述电光物质的层厚薄。
4.如权利要求1中所述的电光装置，其特征在于：
在平坦的上述第1基板上层叠绝缘层和布线层来形成上述隆起部。
5.如权利要求1中所述的电光装置，其特征在于：
上述邻接的各个像素电极的边缘部位于上述隆起部上。
6.如权利要求5中所述的电光装置，其特征在于：
上述邻接的各个像素电极的边缘部的宽度与上述第2基板的对置电极到上述像素电极的边缘部的距离相等。
7.如权利要求5中所述的电光装置，其特征在于：
上述邻接的各个像素电极的边缘部的宽度比电光物质的厚度的一半长。
8.如权利要求5中所述的电光装置，其特征在于：
上述隆起部具有至少300nm的厚度。
9.如权利要求1或2中所述的电光装置，其特征在于：
上述电光物质由扭曲向列液晶构成，
上述隆起部在侧面上具有倾斜面，
上述扭曲向列液晶的预倾斜角的倾斜方向与上述隆起部的倾斜面的倾斜方向一致。
10.如权利要求1中所述的电光装置，其特征在于：
上述电光物质由垂直对准液晶构成，
上述隆起部具有与上述第1基板的平面垂直的侧面。
11.如权利要求2中所述的电光装置，其特征在于：
上述隆起部形成遮光膜。
12.如权利要求2中所述的电光装置，其特征在于：
上述邻接的各个像素电极的边缘部位于上述隆起部下。
13.如权利要求12中所述的电光装置，其特征在于：
上述邻接的各个像素电极的边缘部的宽度与上述第2基板的对置电极到上述像素电极的边缘部的距离相等。
14.如权利要求12中所述的电光装置，其特征在于：
上述邻接的各个像素电极的边缘部的宽度比电光物质的厚度的一半长。
15.如权利要求12中所述的电光装置，其特征在于：
上述隆起部具有至少300nm的厚度。
16.如权利要求1中所述的电光装置，其特征在于：
上述第1基板具有平坦部，该平坦部位于与以彼此相同的极性驱动的邻接的上述像素电极间对应的部位上，在上述电光物质一侧表面上被形成。
17.如权利要求16中所述的电光装置，其特征在于：
在上述第1基板的表面上形成槽，在与上述槽对应的区域中设置布线来形成上述平坦部。
18.一种电光装置，其特征在于，具备：
元件基板，具有：多条数据线；与上述数据线交叉的多条扫描线；多个像素电极，在被上述数据线和上述扫描线包围的区域内被形成，被配置成矩阵状，对沿上述扫描线方向的像素电极的每一行进行反转驱动；以及开关元件，与上述数据线和上述扫描线连接，将图像信号输出到上述像素电极上；
具有与上述像素电极对置地配置的对置电极的对置基板；
被设置在上述元件基板与上述对置基板之间的电光物质；
在上述元件基板的沿上述数据线的区域的电光物质一侧表面上被形成的平坦部；以及
在上述元件基板的沿上述扫描线的区域的电光物质一侧表面上被形成的隆起部。
19.如权利要求18中所述的电光装置，其特征在于：
还具备沿上述扫描线的电容线，
在上述电容线的区域中形成了上述隆起部。
20.如权利要求19中所述的电光装置，其特征在于：
在上述扫描线的同一层中形成上述电容线。
21.如权利要求19中所述的电光装置，其特征在于：
在上述扫描线的区域上经绝缘膜形成上述电容线。
22.如权利要求18中所述的电光装置，其特征在于：
将上述隆起部的顶部形成为平坦部分。
23.如权利要求18中所述的电光装置，其特征在于：
在上述元件基板的沿上述数据线的区域中形成槽，构成上述平坦部。
24.一种电光装置，其特征在于，具备：
元件基板，具有：多条数据线；与上述数据线交叉的多条扫描线；多个像素电极，在被上述数据线和上述扫描线包围的区域内被形成，被配置成矩阵状，对沿上述数据线方向的像素电极的每一行进行反转的驱动；以及开关元件，与上述数据线和上述扫描线连接，将图像信号输出到上述像素电极上；
具有与上述像素电极对置地配置的对置电极的对置基板；
被设置在上述元件基板与上述对置基板之间的电光物质；
在上述元件基板的沿上述数据线的区域的电光物质一侧表面上被形成的隆起部；以及
在上述元件基板的沿上述扫描线的区域的电光物质一侧表面上被形成的平坦部。
25.如权利要求24中所述的电光装置，其特征在于：
还具备沿上述扫描线的电容线，
在上述电容线的区域中形成了上述平坦部。
26.如权利要求25中所述的电光装置，其特征在于：
在上述扫描线的同一层中形成上述电容线。
27.如权利要求25中所述的电光装置，其特征在于：
在上述扫描线的区域上经绝缘膜形成上述电容线。
28.如权利要求24中所述的电光装置，其特征在于：
将上述隆起部的顶部形成为平坦部分。
29.如权利要求25中所述的电光装置，其特征在于：
在上述元件基板的沿上述扫描线和上述电容线的区域的至少一部分中形成槽，构成上述平坦部。
30.一种电光装置，其特征在于，具备：
元件基板，具有：多条数据线；与上述数据线交叉的多条扫描线；多个像素电极，在被上述数据线和上述扫描线包围的区域内被形成，被配置成矩阵状，对沿上述扫描线方向的像素电极的每一行进行反转的驱动；以及开关元件，与上述数据线和上述扫描线连接，将图像信号输出到上述像素电极上；
具有与上述像素电极对置地配置的对置电极的对置基板；
被设置在上述元件基板与上述对置基板之间的电光物质；
在与上述元件基板的沿上述数据线的区域对应的上述对置基板的电光物质一侧表面上被形成的平坦部；以及
在与上述元件基板的沿上述扫描线的区域对应的上述对置基板的电光物质一侧表面上被形成的隆起部。
31.如权利要求30中所述的电光装置，其特征在于：
还具备沿上述扫描线的电容线，
在上述电容线的区域中形成了上述隆起部。
32.如权利要求31中所述的电光装置，其特征在于：
在上述扫描线的同一层中形成上述电容线。
33.如权利要求31中所述的电光装置，其特征在于：
在上述扫描线的区域上经绝缘膜形成上述电容线。
34.如权利要求30中所述的电光装置，其特征在于：
在上述元件基板中，在上述元件基板的表面上形成与上述数据线延伸的区域对应的槽，将上述元件基板的电光物质一侧表面形成为平坦部分。
35.如权利要求30中所述的电光装置，其特征在于：
在上述元件基板中，在上述元件基板的表面上形成与上述扫描线延伸的区域对应的槽，将上述元件基板的电光物质一侧表面形成为平坦部分。
36.一种电光装置，其特征在于，具备：
元件基板，具有：多条数据线；与上述数据线交叉的多条扫描线；多个像素电极，在被上述数据线和上述扫描线包围的区域内被形成，被配置成矩阵状，对沿上述扫描线方向的像素电极的每一行进行反转的驱动；以及开关元件，与上述数据线和上述扫描线连接，将图像信号输出到上述像素电极上；
具有与上述像素电极对置地配置的对置电极的对置基板；
被设置在上述元件基板与上述对置基板之间的电光物质；
在与上述元件基板的沿上述数据线的区域对应的上述对置基板的电光物质一侧表面上被形成的隆起部；以及
在与上述元件基板的沿上述扫描线的区域对应的上述对置基板的电光物质一侧表面上被形成的平坦部。
37.如权利要求36中所述的电光装置，其特征在于：
还具备沿上述扫描线的电容线，
在上述电容线的区域中形成了上述隆起部。
38.如权利要求36中所述的电光装置，其特征在于：
在上述扫描线的同一层中形成上述电容线。
39.如权利要求37中所述的电光装置，其特征在于：
在上述扫描线的区域上经绝缘膜形成上述电容线。
40.如权利要求36中所述的电光装置，其特征在于：
在上述元件基板中，在上述元件基板的表面上形成与上述数据线延伸的区域对应的槽，将上述元件基板的电光物质一侧表面形成为平坦部分。
41.如权利要求36中所述的电光装置，其特征在于：
在上述元件基板中，在上述元件基板的表面上形成与上述扫描线延伸的区域对应的槽，将上述元件基板的电光物质一侧表面形成为平坦部分。
42.一种投影仪，其特征在于，具备：
光阀，由电光装置构成，该电光装置由下述部分构成：具有逐行或逐列作反转驱动的多个像素电极的第1基板；具有与上述像素电极对置地配置的对置电极的第2基板；以及被上述第1基板与上述第2基板夹持的电光物质，
上述第1基板具有隆起部，该隆起部位于与以互不相同的极性驱动上述电光物质的邻接的上述像素电极间对应的部位上，形成在上述像素电极下；
在上述电光物质中，使以互不相同的极性驱动的邻接的上述像素电极间的上述电光物质的层厚比以彼此相同的极性驱动的邻接的上述像素电极间的上述电光物质的层厚薄；以及
投射光学系统。
43.一种电光装置，其特征在于，具备：
元件基板，具有：多条数据线；与上述数据线交叉的多条扫描线；多个像素电极，在被上述数据线和上述扫描线包围的区域内被形成，被配置成矩阵状，对逐行或逐列作反转驱动；以及开关元件，与上述数据线和上述扫描线连接，将图像信号输出到上述像素电极上；
具有与上述像素电极对置地配置的对置电极的对置基板；
被设置在上述元件基板与上述对置基板之间的电光物质；以及
位于与以相异的极性驱动上述电光物质的邻接的上述像素电极间对应的部位的、在上述元件基板的电光物质一侧表面上和上述对置基板的电光物质一侧表面上至少部分地形成的隆起部。
44.如权利要求43中所述的电光装置，其特征在于：
对置地形成上述元件基板一侧的隆起部和上述对置基板一侧的隆起部。
45.如权利要求43中所述的电光装置，其特征在于：
在不同的部位上形成上述元件基板一侧的隆起部和上述对置基板一侧的隆起部。
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