JP2000221526A - 液晶装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電圧印加時の異常配向領域の発生を抑制し
て、光漏れやディスクリネーションラインの発生を抑止
することのできる技術を提供する。 【解決手段】 一対の基板（アクティブマトリックス基
板１０，対向基板２０）間に液晶（３０）が挟持されて
なり、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板に電
極（画素電極１２）が形成されてなる液晶装置におい
て、前記一方の基板平面に対して傾斜した傾斜面（テー
パー１２ａ）が前記電極に形成されるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶装置および電
子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】ノート型パーソナルコンピュータ，携帯
型ゲーム機や電子手帳などの種々の電子機器には表示部
として液晶表示装置が多用されている。

【０００３】液晶表示装置は、液晶パネルの裏面側に冷
陰極管等を光源とする照明装置（バックライトユニッ
ト）を設け、液晶パネルの背面から光を照射して表示を
行う透過型と、入射した外光を反射して表示を行う反射
型に大別される。

【０００４】さらに、用いる液晶の種類や表示モードに
よって、ＴＮ(Twisted Nematic)モード型ＬＣＤや、Ｅ
ＣＢ(Electrically Controlled Birefringence)モード
型ＬＣＤ等の多くの種類が存在する。

【０００５】ここで、ＴＮモード型ＬＣＤは、△ε（誘
電率異方性）＞０のネマティック液晶分子を上下２枚の
ガラス基板表面に設けた電極間で９０°のねじれたネマ
ティック配向をさせ、このねじれ構造を電界で制御する
ことにより直線偏光の振動面を９０°回転させて、２枚
の偏光板によって光の透過のオン／オフを行って表示を
行う方式である。

【０００６】また、ＥＣＢモード型ＬＣＤは、上下２枚
のガラス基板表面に設けた電極間に生ずる電界によっ
て、ネマティック液晶分子の傾き、即ち実効的な屈折率
異方性を変化させて、透過光強度や表示色を制御する方
式である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の種々
の電子機器においては、単に表示部に液晶表示装置を搭
載するという段階を過ぎ、表示品質の向上、即ち液晶装
置の高精細化が求められてきている。

【０００８】そして、画素数を多くすることは高精細化
と直接的に結びつくため、各画素の微細化加工技術の発
展には大きな期待が寄せられている。

【０００９】しかしながら、各画素の微細化が進むにつ
れて、各画素領域を形成する画素電極相互間の距離が非
常に狭くなり、隣り合う画素電極間に生じる横電界（横
方向電界）が液晶分子の配向に悪影響を与えることが明
らかとなってきた。

【００１０】ここで、図１５は、ＴＮモードにおいて画
素電極１２間および対向電極２２に電圧を印加した場合
の電気力線（電界）の状態，液晶分子の配向状態，光漏
れの発生状態をコンピュータによってシミュレーション
した結果を示す。

【００１１】これによれば、画素電極１２，１２間で液
晶分子の配向が乱れて、その間で最大８％程度の光漏れ
を生じることが分かる。

【００１２】即ち、隣り合う画素電極間の横電界が強く
なると、画素間に相当する液晶分子の配向に乱れを生
じ、画素間の境界部で異常配向領域が形成されてしま
う。従って、電圧印加時に画素間に印加される不要な前
記横電界のために画素画素境界部（もしくは画素間）に
生じた異常配向領域による光漏れが発生して、コントラ
ストが著しく低下するという問題を生じるのである。

【００１３】さらに、電圧印加時に、正常な配向領域と
上記異常配向領域の間でディスクリネーションラインが
発生し易くなり、ディスクリネーションに起因する残像
等の不具合を生ずる。

【００１４】また、このような不具合は、表示モードが
ＥＣＢモードの場合にも当てはまり、図１６に示すよう
に、ＥＣＢモードにおけるシミュレーションにおいて
も、画素電極１２，１２間で液晶分子の配向が狂い、最
大２０％程度の光漏れを生じるという問題があることが
分かった。

【００１５】本発明は、上記問題点を解決すべく案出さ
れたものであり、電圧印加時の異常配向領域の発生を抑
制して、光漏れやディスクリネーションラインの発生を
抑止することのできる技術を提供することを主な目的と
する。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、一対の基板間に液晶が挟持されてなり、
前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板に電極が形
成されてなる液晶装置において、前記一方の基板平面に
対して傾斜した傾斜面が前記電極に形成されるようにし
たものである。

【００１７】これによれば、電極に電圧が印加された
際、画素間の境界部からの光漏れを防止することができ
る。これは、電極間に印加される横電界の電気力線を電
極に形成した傾斜面により制御したことによるものであ
り、従来の異常配向領域からの光漏れを傾斜面の形成に
より抑制することができるのである。

【００１８】したがって、画素間の光漏れやディスクリ
ネーションラインの発生を有効に防止して、液晶装置の
コントラストを向上させ、ディスクリネーションによる
残像等の発生を抑制することができるようになる。

【００１９】なお、一対の基板間に液晶が挟持されてな
り、前記一対の基板のうち一方の基板にはマトリクス状
に配置されてなる画素電極、該画素電極に接続してなる
スイッチング素子が形成されてなる液晶装置において、
前記画素電極には前記一方の基板平面に対して傾斜した
傾斜面が形成されるように構成する。

【００２０】このような構成とすることによっても画素
間の境界部における光漏れやディスクリネーションライ
ンの発生を有効に防止して、液晶装置のコントラストを
向上させ、ディスクリネーションによる残像等の発生を
抑制することができる。

【００２１】なお、前記スイッチング素子は薄膜トラン
ジスタで構成することができる。

【００２２】また、前記一対の基板のうち他方の基板に
施される配向処理の方向に基づいて前記傾斜面が形成さ
れるようにするとよい。

【００２３】より具体的には、前記傾斜面は前記他方の
基板に施される配向処理方向の終端側に形成されるよう
にするとよい。

【００２４】これにより、例えばＴＮモードの液晶装置
において、光漏れやディスクリネーションラインの発生
を有効に防止することが可能となる。

【００２５】また、前記電極間の横電界がほぼ最大とな
る方向に対して約４５°の角度をなすように前記一対の
基板に配向処理が施されてなるようにしてもよい。

【００２６】これにより、例えばＥＣＢモードの液晶装
置において、光漏れやディスクリネーションラインの発
生を有効に防止することが可能となる。

【００２７】また、前記基板平面と前記傾斜面とのなす
角度が２２．５°±２°の範囲、または、１１°〜１５
°の範囲に設定するとよい。

【００２８】これにより、例えばＴＮモードおよびＥＣ
Ｂモードの液晶装置において、光漏れやディスクリネー
ションラインの発生を有効に防止することが可能とな
る。

【００２９】さらに、前記一方の基板平面に対する前記
傾斜面の角度は、前記傾斜面と前記基板平面とのなす交
線から電極の内側に生じる光漏れの最大強度の位置が前
記交線から０．６μｍ以内となるように設定されるよう
にするとよい。

【００３０】これにより、コントラストを向上させ、デ
ィスクリネーションによる残像等の発生を有効に抑制す
ることが可能となる。

【００３１】なお、上記液晶装置と、該液晶装置の表裏
面の少なくとも一方に配置した偏光板とからなる表示装
置を備えることにより、ノート型パーソナルコンピュー
タや携帯型ゲーム機、プロジェクタ等の電子機器におい
て、コントラストを向上させ、ディスクリネーションに
よる残像等の発生を有効に抑制した見易い画面を提供す
ることが可能となる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。

【００３３】（第１の実施形態）図１に第１の実施形態
に係る透過型の液晶装置（液晶パネル）Ｐ１の構成例を
示す。図１（ａ）は液晶装置の平面図、（ｂ）は（ａ）
のＨ−Ｈ’断面における断面図である。図２は本実施形
態に係る液晶パネルＰ１の要部の拡大断面図である。

【００３４】本液晶装置は、アクティブマトリクス基板
１０と対向基板２０とをシール材４０で貼り合せ、これ
らの２枚の基板間に液晶３０が挟持されて構成される。

【００３５】ガラスからなるアクティブマトリクス基板
１０上には、例えばスイッチング素子としてポリシリコ
ンからなる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）（図示省略）が
形成されてなり、スイッチング素子に接続する配線には
アルミニウム（Al）もしくはアルミニウムを主成分とす
る複合材料が積層された配線層（図示省略）が形成され
ると共に、ＩＴＯ（Indium-Tin Oxide：インジウム・ス
ズ酸化物）からなる画素電極１２が形成される。さらに
この画素電極１２上に配向膜１３が形成されている。ま
た、アクティブマトリクス基板１０の下面には偏光板１
１が設けられている。

【００３６】画素電極１２は、図２に示されているよう
に左端部に所定の勾配を有する傾斜面（テーパー）１２
ａが設けられている。

【００３７】また、画素電極１２上には所定の方向にラ
ビング処理が施されたポリイミド樹脂からなる配向膜１
３が形成されている。

【００３８】一方、ガラスからなる対向基板２０の上面
側には偏光板２１が設けられ、該対向基板２０の下面側
には、ＩＴＯからなる透明な対向電極２２が形成されて
いる。また、対向電極２２の表面には配向膜２３が形成
され、所定の方向にラビング処理が施されている。

【００３９】アクティブマトリクス基板１０と対向基板
２０との間には、ネマティック液晶が注入され、液晶層
３０が形成されている。そして、配向膜１３，２３によ
り、液晶分子３０ａが配向する。

【００４０】上記画素電極１２のテーパー１２ａを設け
る位置は液晶の表示モードによって適切な位置が定めら
れる。

【００４１】ここで、液晶の表示モードがＴＮモードの
場合と、ＥＣＢモードの場合を例にして、画素電極１２
のテーパー１２ａを設ける位置について図３（ａ），
（ｂ）を参照して説明する。

【００４２】まず、液晶としてネマチック液晶を用いた
モードについて図３の（ａ）を参照して説明する。

【００４３】ネマチック液晶を用いたいわゆるＴＮモー
ドは、誘電率異方性（△ε）が正（△ε＞０）の液晶が
用いられる。（ａ）に示されているように配向膜１３上
ではＡの方向に、配向膜２３上ではＢの方向に液晶分子
が配向している。すなわち液晶分子３０ａがアクティブ
マトリクス基板１０と、対向基板２０との間でほぼ９０
°ねじれ配向させている。液晶層における液晶分子のね
じれ構造を電界で制御することにより直線偏光の振動面
を９０°回転させて、２枚の偏光板１１，２１によって
光の透過／遮断により表示のオン／オフを制御してい
る。

【００４４】このＴＮモードの場合には、配向膜１３，
２３について、図３の（ａ）に示すように、画素電極１
２間の横電界が最も強い方向Ｆに対して、配向膜１３上
に施されるラビングは方向Ｆに対してほぼ直交する方向
Ａに、一方の配向膜２３上に施されるラビングは方向Ｆ
に対してほぼ平行な方向Ｂにそれぞれ施される。

【００４５】この場合に、上記画素電極１２のテーパー
１２ａは、配向膜２３のラビング方向Ｂの終端側に設け
ると最も効果的である。

【００４６】一方のＥＣＢモードは、アクティブマトリ
クス基板１０側の画素電極１２と、対向基板２０側の対
向電極２２の間に生ずる電界によって、ネマティック液
晶分子３０ａの傾きを変え、液晶分子が持つ実効的な屈
折率異方性（△ｎ）を制御する。そして２枚の偏光板１
１，２１を用いて光の透過／遮断により表示を行うモー
ドである。

【００４７】このＥＣＢモードでは、図３の（ｂ）に示
すように、隣接する画素電極１２間の横電界が最も強い
方向Ｆに対して、配向膜１３と配向膜２３それぞれに施
されるラビング方向約４５°の角度をなす方向Ｃおよび
方向Ｄにラビングが施される。なお、方向Ｃと方向Ｄは
互いに逆向きとされる。

【００４８】この場合に、上記画素電極１２のテーパー
１２ａを、配向膜２３のラビング方向Ｄの終端側に設け
ると最も効果的に光漏れを防止することができる。

【００４９】なお、以上の説明はスイッチング素子に接
続する画素電極について説明したが、このようなアクテ
ィブマトリクス型の構成の他に、パッシブマトリックス
型の液晶装置にも本発明のテーパーを設けた画素電極を
適用することもできる。すなわち、ストライプ状の電極
の一端面にテーパーを設けることにより光漏れを防止す
ることができる。

【００５０】次に、アクティブマトリクス基板の製造方
法に関し、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ
の形成方法を図４〜図８に、そして薄膜トランジスタに
接続してなる画素電極にテーパーを形成する方法を図９
に示すここに、図４〜図８は、アクティブマトリクス基
板の各製造工程を示す。

【００５１】なお、以下の説明では画素電極に接続する
ＴＦＴについて主に説明し、同一基板上に形成される駆
動回路を構成するＴＦＴについては説明のみとし図面は
省略する。

【００５２】図４（Ａ）に示すように、ガラス基板、た
とえば無アルカリガラスや石英などからなる透明な絶縁
基板１０の表面に直接、あるいは絶縁基板１０の表面に
形成した下地保護膜（図示せず）の表面全体に、減圧Ｃ
ＶＤ法などにより厚さが約２００オングストローム〜約
２０００オングストローム、好ましくは約１０００オン
グストロームのポリシリコン膜からなる半導体膜1００
を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてレジス
トマスクＲＭ１を形成する。この半導体膜１００の形成
は、アモルファスシリコン膜を堆積した後、５００℃〜
７００℃の温度で１時間〜７２時間、好ましくは４時間
〜６時間の熱アニールを施してポリシリコン膜を形成し
たり、ポリシリコン膜を堆積した後、シリコンを打ち込
み、非晶質化した後、熱アニールにより再結晶化してポ
リシリコン膜を形成する方法を用いてもよい。

【００５３】次に、図４（Ｂ）に示すように、レジスト
マスクＲＭ１を介して半導体膜１００をパターニング
し、島状の半導体膜１００ａ（能動層）を形成する。

【００５４】次いで、島状にパターニングした半導体膜
１００ａの表面に残るレジストマスクＲＭ１に対し、図
４（Ｃ）に示すように、レジストマスクＲＭ１を除去
し、半導体膜１００ａの形成が完了する。

【００５５】図４（Ｃ）に示す基板を洗浄した後、図４
（Ｄ）に示すように、ＣＶＤ法などにより半導体膜１０
０ａの表面に厚さが約５００オングストローム〜約１５
００オングストロームのシリコン酸化膜からなるゲート
酸化膜２００を形成する。

【００５６】あるいは、熱酸化膜を約５０オングストロ
ーム〜約１０００オングストローム、好ましくは３００
オングストローム形成した後、全面にＣＶＤ法などによ
りシリコン酸化膜を約１００オングストローム〜約１０
００オングストローム、好ましくは５００オングストロ
ーム堆積し、それらによりゲート絶縁膜２００を形成し
てもよい。また、ゲート絶縁膜２００としてシリコン窒
化膜を用いてもよい。

【００５７】図４（Ｄ）に示す基板を洗浄した後、図４
（Ｅ）に示すように、ゲート電極などを形成するための
タンタル膜３００を絶縁基板１０全面に形成した後、フ
ォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスクＲＭ２を
形成する。

【００５８】次に、図４（Ｆ）に示すように、レジスト
マスクＲＭ２を介してタンタル膜３００をパターニング
し、ゲート電極３００ａを形成する。次いで、ゲート電
極３００ａの形成に用いたレジストマスクＲＭ２に対
し、図５（Ａ）に示すように、レジストマスクＲＭ２を
除去し、ゲート電極３００ａの形成が完了する。

【００５９】図５（Ａ）に示す基板を洗浄した後、図５
（Ｂ）に示すように、画素ＴＦＴおよび駆動回路のＮチ
ャネルＴＦＴの側には、ゲート電極３００ａをマスクと
して、約0．1×１０^１３／ｃｍ^２〜約１０×１０^１３／
ｃｍ^２のドーズ量で低濃度の不純物イオン（リンイオ
ン）１１００の打ち込みを行い、画素ＴＦＴの側には、
ゲート電極３００ａに対して自己整合的に低濃度のソー
ス領域１００ｂ、および低濃度のドレイン領域１００ｃ
を形成する。ここで、ゲート電極３００ａの真下に位置
しているため、不純物イオンが導入されなかった部分は
半導体膜１００ａのままのチャネル領域となる。

【００６０】次に、図５（Ｃ）に示すように、画素ＴＦ
Ｔでは、ゲート電極３００ａより幅の広いレジストマス
クＲＭ３を形成して高濃度の不純物イオン（リンイオ
ン）１２００を約０．１×１０^１５／ｃｍ^２〜約１０×
１０^１５／ｃｍ^２のドーズ量で打ち込み、高濃度のソー
ス領域１００ｄおよびドレイン領域１００ｅを形成す
る。これらの不純物導入工程に代えて、低濃度の不純物
の打ち込みを行わずにゲート電極３００aより幅の広い
レジストマスクＲＭ３を形成した状態で高濃度の不純物
（リンイオン）を打ち込み、オフセット構造のソース領
域およびドレイン領域を形成してもよい。

【００６１】また、ゲート電極３００ａの上に高濃度の
不純物（リンイオン）を打ち込んで、セルフアライン構
造のソース領域およびドレイン領域を形成してもよいこ
とは勿論である。また、図示を省略するが、周辺駆動回
路のｐチャネルＴＦＴ部を形成するために、前記画素部
およびｎチャネルＴＦＴ部をレジストで被覆保護して、
ゲート電極をマスクとして、約０．１×１０^１５／ｃｍ
^２〜約１０×１０^１５／ｃｍ^２のドーズ量でボロンイオ
ンを打ち込むことにより、自己整合的にｐチャネルのソ
ース・ドレイン領域を形成する。

【００６２】なお、ｎチャネルＴＦＴ部の形成時と同様
に、ゲート電極をマスクとして、約０．１×１０^１３／
ｃｍ^２〜約１０×１０^１３／ｃｍ^２のドーズ量で低濃度
の不純物（ボロンイオン）を導入して、ポリシリコン膜
に低濃度領域を形成した後、ゲート電極よりの幅の広い
マスクを形成して高濃度の不純物（ボロンイオン）を約
０．１×１０^１５／ｃｍ^２〜約１０×１０^１５／ｃｍ^２
のドーズ量で打ち込み、ＬＤＤ構造（ライトリー・ドー
ブト・ドレイン構造）のソース領域およびドレイン領域
を形成してもよい。また、低濃度の不純物の打ち込みを
行わずに、ゲート電極より幅の広いマスクを形成した状
態で高濃度の不純物（リンイオン）を打ち込み、オフセ
ット構造のソース領域およびドレイン領域を形成しても
よい。これらのイオン打ち込み工程によって、ＣＭＯＳ
化が可能になり、周辺駆動回路の同一基板内への内蔵化
が可能となる。次に、図５（Ｄ）に示すように、レジス
トマスクＲＭ３を除去する。

【００６３】図５（Ｄ）に示す基板を洗浄した後、図５
（Ｅ）に示すように、ゲート電極３００ａの表面側にＣ
ＶＤ法などにより、酸化シリコン膜やＮＳＧ膜（ボロン
やリンを含まないシリケートガラス膜）などからなる第
１の層間絶縁膜４００を３０００オングストローム〜１
５０００オングストローム程度の膜厚で形成し、フォト
リソグラフィ技術を用いて、第１の層間絶縁膜４００に
コンタクトホールや切断用孔を形成するためのレジスト
マスクＲＭ４を形成する。

【００６４】次に、図６（Ａ）に示すように、レジスト
マスクＲＭ４を介して第１の層間絶縁膜４００にエッチ
ングを行い、第１の層間絶縁膜４００のうち、ソース領
域１ｄおよびドレイン領域１ｅに対応する部分にコンタ
クトホール４００d，４００eをそれそれ形成する。次い
で、図６（Ｂ）に示すように、コンタクトホール４００
d，４００eの形成に用いたレジストマスクＲＭ４を除去
する。

【００６５】図６（Ｂ）に示す基板を洗浄した後、図６
（Ｃ）に示すように、第１の層間絶縁膜４００の表面側
に、ソース電極などを構成するためのアルミニウム膜６
００をスパッタ法などで形成し、フォトリソグラフィ技
術を用いて、レジストマスクＲＭ５を形成する。次に、
レジストマスクＲＭ５を介してアルミニウム膜６００に
エッチングを行い、図６（Ｄ）に示すように、ソース領
域１００ｄに第１のコンタクトホール４００ｄを介して
電気的に接続するアルミニウム膜からなるソース電極６
００ｄ（データ線の一部）と、ドレイン領域1００ｅに
第２のコンタクトホール４００ｅを介して電気的に接続
するドレイン電極６００ｅとを形成する。次に、図６
（Ｅ）に示すように、ソース電極６００ｄおよびドレイ
ン電極６００ｅの形成に用いたレジストマスクＲＭ５を
除去する。

【００６６】図６（Ｅ）に示す基板を洗浄した後、図７
（Ａ）に示すように、ソース電極６００ｄおよびドレイ
ン電極６００ｅの表面側に、ぺルヒドロポリシラザンま
たはこれを含む組成物の塗布膜を焼成した絶縁膜７１０
を形成する。

【００６７】さらに、この絶縁膜７１０の表面に、ＴＥ
ＯＳを用いたＣＶＤ法によりたとえば４００℃程度の温
度条件下で厚さが約５００オングストローム〜約１５０
００オングストロームのシリコン酸化膜からなる絶縁膜
７２０を形成する。これらの絶縁膜７１０，７２０によ
って、第２の層間絶縁膜７００が形成される。

【００６８】ここで、ペルヒドロポリシラザンとは無機
ポリシラザンの一種であり、大気中で焼成することによ
ってシリコン酸化膜に転化する塗布型コーティング材料
である。たとえば、東燃（株）製のポリシラザンは、−
（ＳｉＨ_２ＮＨ）−を単位とする無機ポリマーであり、
キシレンなどの有機溶剤に可溶である。従って、この無
機ポリマーの有機溶媒溶液（たとえば、２０％キシレン
溶液）を塗布液としてスピンコート法（たとえば、２０
００ｌｒｐｍ、２０秒間）で塗布した後、４５０℃の温
度で大気中で焼成すると、水分や酸素と反応し、ＣＶＤ
法で成膜したシリコン酸化膜と同等以上の緻密なアモル
ファスのシリコン酸化膜を得ることができる。

【００６９】従って、この方法で成膜した絶縁膜７１０
（シリコン酸化膜）は、層間絶縁膜として用いることが
できるとともに、ドレイン電極６００ｅに起因する凹凸
などを平坦化してくれる。それ故、液晶の配向状態が凹
凸に起因して乱れることを防止できる。

【００７０】次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、
第２の層間絶縁膜７００にコンタクトホールを形成する
ためのレジストマスクＲＭ６を形成し、レジストマスク
ＲＭ６を介して第２の層間絶縁膜７００にエッチングを
行い、図７（Ｂ）に示すように、ドレイン電極６００ｅ
に対応する部分にコンタクトホール８１０，８２０から
なる第３のコンタクトホール８００を形成する。次い
で、図７（Ｃ）に示すように、第３のコンタクトホール
８００の形成に用いたレジストマスクＲＭ６を除去す
る。

【００７１】図７（ｃ）に示す基板を洗浄した後、図７
（Ｄ）に示すように、第２の層間絶縁膜７００の表面側
に、ドレイン電極を構成するための厚さが約４００オン
グストローム〜約２０００オングストロームのＩＴＯ膜
９００（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）をスパッ
タ法などで形成した後、フォトリソグラフィ技術を用い
て、ＩＴＯ膜９００をパターニングするためのレジスト
マスクＲＭ７を形成する。

【００７２】次に、レジストマスクＲＭ７を介してＩＴ
Ｏ膜９００にエッチングを行って、図８（Ａ）に示すよ
うに、第３のコンタクトホール８００を介してドレイン
電極６００ｅに電気的に接続する画素電極１２を形成す
る。しかる後に、画素電極１２の形成に用いたレジスト
マスクＲＭ７に対し、図８（Ｂ）に示すように、レジス
トマスクＲＭ７を除去し、アクティブマトリックス基板
が完成される。

【００７３】次に、上記画素電極１２のテーパー１２ａ
の形成方法の例を図９の概略工程図を参照して説明す
る。なお、説明を簡明にするために画素電極１２の形状
は単純化して示す。

【００７４】まず、工程（ａ）では、上述のようにして
アクティブマトリックス基板１０上に画素電極１２が形
成された状態を示す。

【００７５】なお、画素電極１２は、上述のようにＩＴ
Ｏ膜で形成する場合に限らず、例えば低温スパッタ法に
よりアルミニウム層などを３００〜５０００オングスト
ロームのような厚さに形成し、パターニングによって正
方形等の多角形のような形状としてもよい。

【００７６】工程（ｂ）において、画素電極１２上にレ
ジストが塗布され、エッチングによりマスクパターン５
０が形成される。

【００７７】そして、マスクパターン５０から露出した
画素電極１２の部位に対して、図上、右斜め上からドラ
イエッチングＥを施す（工程（ｃ））。

【００７８】この際のドライエッチングＥとしては、プ
ラズマエッチング，スパッタエッチング，イオンビーム
エッチングなど異方性エッチングであれば広く採用する
ことができる。

【００７９】また、ドライエッチングＥを施す角度（結
果的にはテーパー１２ａの勾配角θとなる）は、ＴＮモ
ードに用いる場合には約２２°±２°程度が適当であ
り、ＥＣＢモードに用いる場合には、約１１〜１５°程
度とすると良好な結果が得られる。

【００８０】なお、加工精度は多少劣るが、ドライエッ
チングに代えてウェットエッチングを所定時間にわたっ
て施すことによりテーパー１２ａを形成することも考え
られる。

【００８１】上記エッチング処理を所定時間行うことに
より、テーパー１２ａが形成される（工程（ｄ））。

【００８２】そして、ウェットエッチング等によってレ
ジストからなるマスクパターン５０を除去してテーパー
１２ａを有する画素電極１２の形成が完了する。

【００８３】次に、このようにして形成したテーパー１
２ａを有する画素電極１２を備えた液晶装置について光
学特性をコンピュータによりシミュレーションした結果
について、図１０〜図１４を参照して説明する。

【００８４】ここで、図１０はＴＮモードにおいて画素
電極１２（１２Ａ，１２Ｂ：図上、左端側にテーパー１
２ａを形成）間および対向電極２２に電圧を印加した場
合の電気力線（電界）の状態，液晶分子の配向状態，光
漏れの発生状態をコンピュータによってシミュレーショ
ンした結果を示す説明図、図１１は、画素電極１２（１
２Ａ：図上、左端側にテーパー１２ａを形成，１２Ｃ：
図上、右端側にテーパー１２ａを形成）および対向電極
２２に電圧を印加した場合の電気力線（電界）の状態，
液晶分子の配向状態，光漏れの発生状態をコンピュータ
によってシミュレーションした結果を示す説明図、図１
２は図１０，図１１の場合のテーパー角度（勾配角）と
光漏れとの関係（光漏れ位置（ａ），光漏れ幅（ｂ），
光漏れ強度（ｃ））を表すグラフである。

【００８５】また、図１３はＥＣＢモードにおいて画素
電極１２（１２Ａ，１２Ｂ：図上、左端側にテーパー１
２ａを形成）間および対向電極２２に電圧を印加した場
合の電気力線（電界）の状態，液晶分子の配向状態，光
漏れの発生状態をコンピュータによってシミュレーショ
ンした結果を示す説明図、図１４は図１３の場合のテー
パー角度（勾配角）と光漏れとの関係（光漏れ位置
（ａ），光漏れ幅（ｂ），光漏れ強度（ｃ））を表すグ
ラフである。

【００８６】まず、ＴＮモードの場合を示す図１０で
は、画素電極１２Ａ，１２Ｂ間における光漏れが、テー
パー１２ａを形成しない場合（図１５参照）よりも抑制
されていることが分かる。これは、画素電極１２Ａの左
端側に所定勾配を有するテーパー１２ａを形成したこと
により、画素電極間の横電界の電気力線が最適化された
ことによるものである。なお、前述に記載したようにテ
ーパー形成位置は対向基板に施されるラビング方向など
に基づくものである。

【００８７】この結果、画素電極間における光漏れはグ
ラフ上確認できないほど軽減され、コントラストの向上
やディスクリネーションラインの発生防止に極めて有効
であることが確認できる。

【００８８】また、図１１を参照すれば分かるように、
少なくともＴＮモードにおいては、画素電極１２Ｃのよ
うに図上、右端側にもテーパー１２ａを形成し、画素電
極１２Ａの左端側のテーパー１２ａと向かい合うように
構成した場合にも、上記図１０の例と同様に同等の光漏
れ防止効果があることが判明した。

【００８９】図１２は、ＴＮモードにおけるテーパー角
度（勾配角）と光漏れとの関係（光漏れ位置との関係
（ａ），光漏れ幅との関係（ｂ），光漏れ強度との関係
（ｃ））を表すグラフであるが、それぞれの関係を総合
的に判断すると、ＴＮモードにおいては、テーパー１２
ａの勾配角は２２°±２°程度とするのが望ましい。

【００９０】一方、ＥＣＢモードの場合を示す図１３で
は、画素電極１２Ａ，１２Ｂ間における光漏れが、テー
パー１２ａを形成しない場合（図１６参照）よりも抑制
されていることが分かる。これは、画素電極１２Ａの左
端側に所定勾配を有するテーパー１２ａを形成したこと
により、画素電極間の横電界の電気力線が最適化された
ことによるものである。

【００９１】この結果、画素電極間における光漏れは、
図１６の場合（最大２０％程度）よりも低減され、最大
でも７％程度に抑制することができる。

【００９２】したがって、コントラストの向上やディス
クリネーションラインの発生防止に有効であることが確
認できる。

【００９３】図１４は、ＥＣＢモードにおけるテーパー
角度（勾配角）と光漏れとの関係（光漏れ位置との関係
（ａ），光漏れ幅との関係（ｂ），光漏れ強度との関係
（ｃ））を表すグラフであるが、それぞれの関係を総合
的に判断すると、ＥＣＢモードにおいては、テーパー１
２ａの勾配角は１１°〜１５°程度とするのが望まし
い。

【００９４】（第２の実施形態）図１７は第２の実施形
態に係る反射型の液晶装置（以下、液晶パネルＰ２とい
う）の要部の拡大断面図である。

【００９５】なお、図２に示す第１の実施形態に係る液
晶パネルと同一構成については同一符号を付して詳細な
説明は省略する。

【００９６】本実施形態では、アクティブマトリックス
基板１０に形成された画素電極を反射特性を有する金属
薄膜により形成した。例えば、金属薄膜からなる反射膜
はアルミニウム、クロム等を用いることができる。

【００９７】これにより、対向基板２０側から入射した
光は、反射膜を兼ねる画素電極１２によって反射され
る。

【００９８】この場合にも、画素電極１２に形成される
テーパー１２ａの働きにより、画素電極間の横電界の電
気力線が最適化されるので、コントラストの向上やディ
スクリネーションラインの発生を有効に防止することが
できる。

【００９９】次に上記実施形態に係る液晶装置Ｐ１，Ｐ
２を応用した電子機器等の構成例について説明する。

【０１００】上記液晶装置を用いて構成される電子機器
は、図１８に示す表示情報出力源１０１０、表示情報処
理回路１０１１、表示駆動回路１０１２、上記液晶装置
（ＴＮモード，ＥＣＢモードの双方を含む）としての液
晶パネルなどの表示パネル１０１３、クロック発生回路
１０１４、ＲＯＭ，ＲＡＭなどのメモリ、テレビ信号を
同調して出力する同調回路などを含んで構成され、クロ
ック発生回路１０１４からのクロックに基づいて、ビデ
オ信号などの表示情報を出力する。

【０１０１】表示情報処理回路１０１１は、クロック発
生回路１０１４からのクロックに基づいて表示情報を処
理して出力する。この表示情報処理回路１０１１は、例
えば増幅・極性反転回路、シリアル-パラレル変換回
路、ローテーション回路、ガンマ補正回路あるいはクラ
ンプ回路等を含むことができる。表示駆動回路１０１２
は、走査側駆動回路およびデータ側駆動回路を含んで構
成され、液晶パネル１０１３を表示駆動する。電源回路
１０１５は、上述の各回路に電力を供給する。

【０１０２】このような構成の電子機器としては、図１
９に示す透過型の液晶パネルＰ１（ＴＮモード，ＥＣＢ
モードの双方を含む）を用いた液晶プロジェクタ、図２
０に示す反射型の液晶パネルＰ２を用いた液晶プロジェ
クタ、図２１に示す上記液晶表示装置（ＴＮモード，Ｅ
ＣＢモードの双方を含む）をディスプレイとして備えた
電子機器等がある。

【０１０３】図１９は、透過型の液晶パネルＰ１を用い
た液晶プロジェクタの要部を示す概略構成図である。図
中、１０２０は光源、１０２３ａ，１０２３ｂはダイク
ロイックミラー、１０２４ａ，１０２４ｂ，１０２４ｃ
は反射ミラー、１０２５ａ，１０２５ｂ，１０２５ｃは
リレーレンズ、１０２６Ｒ，１０２６Ｇ，１０２６Ｂは
透過型の液晶ライトバルブ、１０２７はクロスダイクロ
イックプリズム、１０２８は投射レンズを示す。

【０１０４】上記３つの透過型の液晶ライトバルブ１０
２６Ｒ，１０２６Ｇ，１０２６Ｂには、それぞれ前述の
ように画素電極１２にテーパー１２ａを形成した透過型
の液晶パネルＰ１が用いられている。

【０１０５】光源１０２０はメタルハライド等のランプ
１０２１とランプの光を反射するリフレクタ１０２２と
からなる。青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー
１０２３ａは、光源１０２０からの白色光束のうちの赤
色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射す
る。透過した赤色光は反射ミラー１０２４ｃで反射され
て、赤色光用液晶ライトバルブ１０２６Ｒに入射され
る。

【０１０６】一方、ダイクロイックミラー１０２３ａで
反射された色光のうち緑色光は緑色光反射のダイクロイ
ックミラー１０２３ｂによって反射され、緑色光用液晶
ライトバルブ１０２６Ｇに入射される。

【０１０７】また、青色光は第２のダイクロイックミラ
ー２３ｂも透過する。青色光に対しては、長い光路によ
る光損失を防ぐため、入射レンズ１０２５ａ、リレーレ
ンズ１０２５ｂ、出射レンズ１０２５ｃを含むリレーレ
ンズ系からなる導光手段１０３０が設けられ、これを介
して青色光が青色光用液晶ライトバルブ１０２６Ｂに入
射される。

【０１０８】各ライトバルブにより変調された３つの色
光はクロスダイクロイックプリズム１０２７に入射す
る。このプリズムは４つの直角プリズムが貼り合わさ
れ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光
を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。
これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成され
て、カラー画像を表す光が形成される。合成された光
は、投射光学系である投射レンズ１０２８によってスク
リーン１０２９上に投射され、画像が拡大されて表示さ
れる。

【０１０９】この例に係る電子機器は、透過型の液晶ラ
イトバルブ１０２６Ｒ，１０２６Ｇ，１０２６Ｂとし
て、画素電極１２にテーパー１２ａを形成した透過型の
液晶パネルＰ１を用いているので、画素電極間および対
向電極に電圧を印加した際に、テーパー１２ａの働きに
より電界が最適化されるため、画素電極間における光漏
れが抑制されてコントラストが向上し、ディスクリネー
ションラインの発生も防止されて残像が低減されるた
め、明るく高品質の画像を提供することができる。

【０１１０】図２０は、反射型の液晶パネルＰ２を用い
た液晶プロジェクタの要部を平面的に見た概略構成図で
ある。

【０１１１】図中１１１０はシステム光軸Ｌに沿って配
置した光源部、１１２０はインテグレータレンズ、１１
３０は偏光変換素子を示し、光源部１１１０、インテグ
レータレンズ１１２０、偏光変換素子１１３０から偏光
照明装置１１００が構成される。

【０１１２】また、図中１１５０はＳ偏光光束反射面、
１１４０は偏光ビームスプリッタ、１１６０ａ，１１６
０ｂはダイクロイックミラー、１１７０Ｒ，１１７０
Ｇ，１１７０Ｂは反射型の液晶ライトバルブ、１１８０
は投射レンズ、１１９０はスクリーンを示す。

【０１１３】上記３つの反射型の液晶ライトバルブ１１
７０Ｒ，１１７０Ｇ，１１７０Ｂには、それぞれ前述の
ように画素電極１２にテーパー１２ａを形成した反射型
の液晶パネルＰ２が用いられている。

【０１１４】光源部１１１０から出射されたランダムな
偏光光束は、インテグレータレンズ１１２０により複数
の中間光束に分割された後、第２のインテグレータレン
ズを光入射側に有する偏光変換素子１１３０により偏光
方向がほぼ揃った一種類の偏光光束（Ｓ偏光光束）に変
換されてから偏光ビームスプリッタ１１４０に至る。

【０１１５】偏光変換素子１１３０から出射されたＳ偏
光光束は、偏光ビームスプリッタ１１４０のＳ偏光光束
反射面１１５０によって反射され、反射された光束のう
ち、青色光（Ｂ）の光束がダイクロイックミラー１１６
０ａの青色光反射層にて反射され、反射型液晶ライトバ
ルブ１１７０Ｂによって変調される。

【０１１６】また、ダイクロイックミラー１１６０ａの
青色光反射層を透過した光束のうち、赤色光（Ｒ）の光
束はダイクロイックミラー１１６０ｂの赤色光反射層に
て反射され、反射型液晶ライトバルブ１１７０Ｒによっ
て変調される。

【０１１７】一方、ダイクロイックミラー１１６０ｂの
赤色光反射層を透過した緑色光（Ｇ）の光束は反射型液
晶ライトバルブ１１７０Ｇによって変調される。このよ
うにして、それぞれの反射型液晶ライトバルブ１１７０
Ｒ，１１７０Ｇ，１１７０Ｂによって色光の変調がなさ
れる。これらの反射型液晶パネルの画素から反射された
色光のうち、Ｓ偏光成分はＳ偏光を反射する偏光ビーム
スプリッタ１１４０を透過せず、また、Ｐ偏光成分は透
過する。

【０１１８】この偏光ビームスプリッタ１１４０を透過
した光により画像を表す光が形成される。合成された光
は、投射光学系である投射レンズ１１８０によってスク
リーン１１９０上に投射され、画像が拡大されて表示さ
れる。

【０１１９】この例に係る電子機器は、反射型の液晶ラ
イトバルブ１０２６Ｒ，１０２６Ｇ，１０２６Ｂとし
て、画素電極１２にテーパー１２ａを形成した透過型の
液晶パネルＰ２を用いているので、画素電極間および対
向電極に電圧を印加した際に、テーパー１２ａの働きに
より電界が最適化されるため、画素電極間における光漏
れが抑制されてコントラストが向上し、ディスクリネー
ションラインの発生も防止されて残像が低減されるた
め、明るく高品質の画像を提供することができる。

【０１２０】また、透過型および反射型の液晶パネルを
ディスプレイとして備える電子機器としテーパーソナル
コンピュータ、ワードプロセッサ、ページャ、携帯電
話、テレビ、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、電子手帳、電子卓上計算機、腕時
計、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネ
ルを備えた装置などを挙げることができる。

【０１２１】図２１の（ａ）は携帯電話を示す斜視図で
ある。２００は携帯電話本体を示し、そのうちの２０１
は本発明に係る反射型の液晶パネルを用いた液晶表示部
である。

【０１２２】図２１の（ｂ）はワードプロセッサ、パー
ソナルコンピュータ等の携帯型情報処理装置を示す図で
ある。３００は情報処理装置を示し、３０１はキーボー
ド等の入力部、３０２は本発明に係る液晶装置としての
反射型液晶パネルを用いた表示部、３０３は情報処理装
置本体を示す。

【０１２３】図２１の（ｃ）は、腕時計型電子機器４０
０を示す斜視図である。４０１は本実施形態に係る液晶
装置を用いた液晶表示部である。

【０１２４】各々の電子機器は、表示部として画素電極
１２にテーパー１２ａを形成した液晶パネルを用いてい
るため、画素電極間および対向電極に電圧を印加した際
に、テーパー１２ａの働きにより電界が最適化され、画
素電極間における光漏れが抑制されてコントラストが向
上し、ディスクリネーションラインの発生も防止されて
残像が低減されるため、明るく見易い表示を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶装置の実施形態の平面図およ
び縦断面図である。

【図２】本発明に係る液晶装置の実施形態の要部の概略
構成を示す拡大縦断面図である。

【図３】本発明に係る液晶装置におけるＴＮモードとＥ
ＣＢモードの場合のラビング方向を示す説明図である。

【図４】アクティブマトリックス基板の製造工程に対応
するアクティブマトリックス基板の断面図である。

【図５】アクティブマトリックス基板の製造工程に対応
するアクティブマトリックス基板の断面図である。

【図６】アクティブマトリックス基板の製造工程に対応
するアクティブマトリックス基板の断面図である。

【図７】アクティブマトリックス基板の製造工程に対応
するアクティブマトリックス基板の断面図である。

【図８】アクティブマトリックス基板の製造工程に対応
するアクティブマトリックス基板の断面図である。

【図９】本発明に係る液晶装置における画素電極のテー
パーを形成する工程を示す概略工程図である。

【図１０】本発明に係るＴＮモードの液晶装置におい
て、画素電極間および対向電極に電圧を印加した場合の
電気力線（電界）の状態，液晶分子の配向状態，光漏れ
の発生状態をコンピュータによってシミュレーションし
た結果を示す説明図である。

【図１１】本発明に係るＴＮモードの液晶装置におい
て、画素電極間および対向電極に電圧を印加した場合の
電気力線（電界）の状態，液晶分子の配向状態，光漏れ
の発生状態をコンピュータによってシミュレーションし
た結果を示す説明図である。

【図１２】本発明に係るＴＮモードの液晶装置における
テーパー角度（勾配角）と光漏れとの関係（光漏れ位置
との関係（ａ），光漏れ幅との関係（ｂ），光漏れ強度
との関係（ｃ））を表すグラフである。

【図１３】本発明に係るＥＣＢモードの液晶装置におい
て、画素電極間および対向電極に電圧を印加した場合の
電気力線（電界）の状態，液晶分子の配向状態，光漏れ
の発生状態をコンピュータによってシミュレーションし
た結果を示す説明図である。

【図１４】本発明に係るＥＣＢモードの液晶装置におけ
るテーパー角度（勾配角）と光漏れとの関係（光漏れ位
置との関係（ａ），光漏れ幅との関係（ｂ），光漏れ強
度との関係（ｃ））を表すグラフである。

【図１５】従来のＴＮモードの液晶装置において、画素
電極間および対向電極に電圧を印加した場合の電気力線
（電界）の状態，液晶分子の配向状態，光漏れの発生状
態をコンピュータによってシミュレーションした結果を
示す説明図である。

【図１６】従来のＥＣＢモードの液晶装置において、画
素電極間および対向電極に電圧を印加した場合の電気力
線（電界）の状態，液晶分子の配向状態，光漏れの発生
状態をコンピュータによってシミュレーションした結果
を示す説明図である。

【図１７】反射型の液晶装置の実施形態の要部の概略構
成を示す拡大縦断面図である。

【図１８】本発明に係る液晶装置を用いた電子機器の概
略構成を示すブロック図である。

【図１９】第１の実施形態に係る液晶装置を透過型のラ
イトバルブとして応用した投射型表示装置の例としてビ
デオプロジェクタの概略断面図である。

【図２０】第２の実施形態に係る液晶装置を反射型のラ
イトバルブとして応用した投射型表示装置の例としてビ
デオプロジェクタの概略断面図である。

【図２１】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ本発明
に係る液晶装置を使った電子機器の例を示す外観図であ
る。

【符号の説明】 １０ アクティブマトリックス基板 １１ 偏光板 １２（１２Ａ，１２Ｂ、１２Ｃ） 画素電極 １２ａ テーパー（傾斜面） １３ 配向膜 １４ 第２電極部 ２０ 対向基板 ２１ 偏光板 ２２ 対向電極 ２３ 配向膜 ３０ 液晶層 ５０ マスクパターン Ｆ 横電界が最も強い方向 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ ラビング方向

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H092 JA25 JA29 JA33 JA34 JA35 JB13 JB23 JB27 JB32 JB33 JB36 JB38 JB51 JB57 JB63 JB69 KA04 KA07 KA12 KA16 KA18 KB14 MA05 MA07 MA14 MA15 MA16 MA19 MA27 MA29 MA32 MA35 MA37 NA04 NA25 PA02 PA06 PA11 QA07 QA09 RA05

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の基板間に液晶が挟持されてなり、
   前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板に電極が形
   成されてなる液晶装置において、 前記一方の基板平面に対して傾斜した傾斜面が前記電極
   に形成されてなることを特徴とする液晶装置。
2. 【請求項２】 一対の基板間に液晶が挟持されてなり、
   前記一対の基板のうち一方の基板にはマトリクス状に配
   置されてなる画素電極、該画素電極に接続してなるスイ
   ッチング素子が形成されてなる液晶装置において、 前記一方の基板平面に対して傾斜した傾斜面が前記画素
   電極に形成されてなることを特徴とする液晶装置。
3. 【請求項３】 前記スイッチング素子は薄膜トランジス
   タからなることを特徴とする請求項２に記載の液晶装
   置。
4. 【請求項４】 前記一対の基板のうち他方の基板に施さ
   れる配向処理の方向に基づいて前記傾斜面の位置が設定
   されてなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のい
   ずれかに記載の液晶装置。
5. 【請求項５】 前記傾斜面は前記他方の基板に施される
   配向処理方向の終端側に形成されてなることを特徴とす
   る請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の液晶装置。
6. 【請求項６】 前記電極間の横電界がほぼ最大となる方
   向に対して約４５°の角度をなすように前記一対の基板
   に配向処理が施されてなることを特徴とする請求項１乃
   至請求項４のいずれかに記載の液晶装置。
7. 【請求項７】 前記基板平面と前記傾斜面とのなす角度
   が２２．５°±２°の範囲に設定されてなることを特徴
   とする請求項４または請求項５に記載の液晶装置。
8. 【請求項８】 前記基板平面と前記傾斜面とのなす角度
   が１１°〜１５°の範囲に設定されてなることを特徴と
   する請求項４または請求項５に記載の液晶装置。
9. 【請求項９】 前記一方の基板平面に対する前記傾斜面
   の角度は、前記傾斜面と前記基板平面とのなす交線から
   電極の内側に生じる光漏れの最大強度の位置が前記交線
   から０．６μｍ以内となるように設定されてなることを
   特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載の液晶
   装置。
10. 【請求項１０】 請求項１から請求項９の何れかに記載
    の液晶装置と、該液晶装置に少なくとも一枚の偏光板と
    を有する表示装置を備えることを特徴とする電子機器。