JP2005049909A - 液晶電気光学装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 明るく視野角の広い画像表示が可能な液晶電気光学装置の製造方法を提供する。
【解決手段】
一対の基板のいずれか一方の上にシリコン膜、ゲイト絶縁膜、及びゲイト電極を形成する工程と、それらの上に第１の層間絶縁膜を形成する工程と、その上に透光性有機樹脂でなる第２の層間絶縁膜を形成する工程と、上記一方の基板上に一対の基板の間隔を維持する２つ以上のスペーサを互いに離間して設ける工程と、一対の基板のいずれか一方の周辺にシール材を形成する工程と、シール材が形成された一方の基板に液晶材料を滴下する工程と、液晶材料が滴下された一方の基板に一対の基板の他方を重ねて押圧する工程とを有する。
【選択図】 図１

Description

本明細書で開示する発明は、良好な電気特性と良好なコントラストを持ち、画素全体に明るく均一な表示が得られる液晶電気光学装置の製造方法に関する。

液晶電気光学装置は、一般的に有機材料である液晶材料を、一対の基板間に挟持し、前記一対の基板に形成された電極より発せられる電界の強度を変化させることで、液晶材料を進行する光を光学変調する。

従って、前記電極に特定の電気信号を印加すれば、電気信号を視覚的に認識可能な状態として表示させることが可能である。さらに前記電極を複数組み合わせ、画像データを印加すれば所望の画像を形成できる。

この従来より用いられている液晶電気光学装置における光の変調は、前記電界を基板に対して垂直に印加し、さらにその電界強度を変化させることで、一般的に棒状の形状を有する前記液晶分子の配向方向を、基板と平行、あるいは基板に垂直と変化させることで実現していた。一般的にこの場合、液晶材料の示す特徴の一つである、光学的異方性を利用して光を変調させるため、前記装置には偏光板を配置し、入射光を直線偏光となるようにしていた。

しかし、このような動作方法を採る液晶電気光学装置は、表示面に対して垂直な方向から見たときは正常な表示状態でも、斜めから見ると表示が暗く、不鮮明になり、さらにカラー表示であれば変色してしまう現象が見られた。

このような視野角特性の問題を解決する方法として、液晶に印加する電界の方向を、基板面にほぼ平行にする方式（以下、ＩＰＳモードと呼ぶ）が、例えば特開平６−１６０８７８により開示されている。この場合、１枚の基板上に形成されたソース電極、コモン電極間に電界を誘起させ、その電界方向に液晶分子を配向させている。

このような電気光学装置では、液晶分子長軸を基板に平行な状態を維持したままスイッチングするため、視野角による液晶の光学特性の変化が少ない。このため、視野角による光漏れ、コントラストの低下等が、従来のＴＮ、ＳＴＮ方式に比べ小さい。

上記ＩＰＳモードの液晶電気光学装置の場合、クロストークの問題を防止する等の点から、駆動方法としてアクティブマトリクス方式によるのが通常である。

前記方式は、各画素に映像信号の入力を制御するためにスイッチング素子を接続する。各画素に映像データを書き込むときは、入力したい画素に接続されたスイッチング素子をＯＮ状態として、画素に映像データを入力（画素に電圧を印加）する。

この時、画素はコンデンサとして扱える。従って、入力した映像データは、画素非選択時にはスイッチング素子をＯＦＦとすれば、コンデンサに注入された電荷（映像データに基づく）はそのまま保持させる。このため、映像信号を常に入力し続けることなく画像形成が可能となる。

しかし、実際には画素のみでは電荷を保持するには容量不足なため、画素に並列に容量成分（以下補助容量という）を付加するのが通常の方法である。

上記補助容量は画素等に信号を入力するための配線を一方の電極として利用し、前記配線上の絶縁膜を介して他方の電極を配置する。

しかし、一般的に、補助容量の配線が占める領域は大きく開口率を低下させる原因となっていた。特にＩＰＳモードの場合、画素電極の占める割合が大きく、それだけでも開口率を低下させていたが、さらに補助容量の領域を確保すると、一層開口部の面積は小さくなるばかりであった。このため、視野角の広いディスプレイができても、画面は暗いものとなっていた。

本発明は、明るく視野角の広い画像表示が可能な液晶電気光学装置の製造方法を提供するものである。

本明細書で開示する発明の一つは、
一対の基板のいずれか一方の上にシリコン膜、ゲイト絶縁膜、及びゲイト電極を所定の順序で形成する工程と、
前記シリコン膜、前記ゲイト絶縁膜及び前記ゲイト電極上に第１の層間絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の層間絶縁膜上に透光性有機樹脂でなる第２の層間絶縁膜を形成する工程と、
前記一方の基板上に前記一対の基板の間隔を維持する２つ以上のスペーサを互いに離間して設ける工程と、
前記一対の基板のいずれか一方の周辺にシール材を形成する工程と、
前記シール材が形成された一方の基板に液晶材料を滴下する工程と、
前記液晶材料が滴下された一方の基板に前記一対の基板の他方を重ねて押圧する工程とを有することを特徴とする。

他の発明の構成は、
一対の基板のいずれか一方の上に、ソース領域及びドレイン領域を有するシリコン膜、ゲイト絶縁膜、及びゲイト電極を所定の順序で形成する工程と、
前記ゲイト絶縁膜及び前記ゲイト電極上に第１の層間絶縁膜を形成する工程と、
前記ソース領域と電気的に接続するように前記第１の層間絶縁膜上にソース電極を形成する工程と、
前記第１の層間絶縁膜上に透光性有機樹脂でなる第２の層間絶縁膜を形成する工程と、
前記ドレイン領域と電気的に接続するように前記第２の層間絶縁膜上に画素電極線を形成する工程と、
前記一方の基板上に前記一対の基板の間隔を維持する２つ以上のスペーサを互いに離間して設ける工程と、
前記一対の基板のいずれか一方の周辺にシール材を形成する工程と、
前記シール材が形成された一方の基板に液晶材料を滴下する工程と、
前記液晶材料が滴下された一方の基板に前記一対の基板の他方を重ねて押圧する工程とを有することを特徴とする。

本発明に開示する液晶電気光学装置は、液晶材料の電気光学効果を用いた光学変調による画像形成を行うため、基板に平行な面内で液晶分子を回転させる動作をする。そのために、液晶材料に印加する電界は、基板に平行方向に主成分を有する。前記電界を形成する手段として、それぞれ基板に垂直な一対の平行電極を前記基板上に配置し、前記電極間に電界を形成する。図１（ａ）、（ｂ）に本発明に開示する液晶電気光学装置の概略図を示す。なお図１（ｂ）は図１（ａ）においてＡ−Ａ’方向の断面を示したものである。

図１（ａ）に示すように、基板（１０１）、（１０２）により液晶材料（１０３）が挟持される。必要により配向手段（１０４）、（１０５）が形成される。基板（１０１）上には壁（１０６）、（１０７）が形成される。壁（１０６）の両面に画素電極（１２６）と（１２７）が形成されている。また壁（１０７）の両面にコモン電極（１２５）と（１２８）が形成されている。

電界は、画素電極（１２６）とコモン電極（１２５）、及び画素電極（１２７）とコモン電極（１２８）との間で形成される。

また、図１（ｂ）に示すように、基板（１０１）上及び壁（１０６）の間には、画素電極（液晶駆動用電極）（１２６）と（１２７）に対し、映像信号の入力を制御する、薄膜トランジスタ（１１１）が形成される。

さらに本明細書で開示する発明においては、補助容量の一方を構成する電極１１２を、電極を支持する壁１０６の中に配設した構成としている。具体的には、図１（ｂ）に示すように、壁（１０６）は、電極（１１２）、及び電極（１１２）の外部を囲むように絶縁体（１１３）が形成された構成となっている。この絶縁体（１１３）を誘電体として、電極（１１２）と画素電極（１２６）及び（１２７）との間で容量が形成される。

表示画面を構成する１画素は、図１の点線で示すような、一対の電極（１２５）と（１２８）とに挟まれた領域（１１０）で構成される。また、カラーであればＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色が必要であるから、前記領域を３個用い、各領域に各色を割り当て、これを組み合わせて１画素とする。例えばＶＧＡ表示を行うにはこの領域が縦横に６４０×４８０個形成される。

液晶材料の駆動時には、画素電極（１２６）と（１２７）とに映像信号に基づく電圧を印加し、コモン電極（１２５）と（１２８）には０Ｖもしくはそれに近い直流電圧を印加する。従って、映像信号電圧の時間変化に対応してこれらの電極間に印加される電圧が変化する。

一方電極（１１２）は、前記画素が構成する表示領域周辺部等を利用し、コモン電極（１２５）と（１２８）に接続され、コモン電極と同電位とされている。

従って、前記１画素の等価回路は図２のようになる。

画素電極である液晶駆動用電極（１２６）と（１２７）とには、薄膜トランジスタよりなるスイッチング素子（１１１）が接続している。また、液晶駆動用電極（１２６）と（１２７）は、液晶層（１０３）を介しコモン電極（１２５）と（１２８）の間で、コンデンサ（２０２）（図２参照）を形成する。

また、本明細書に開示する発明においては、基板として例えばガラス、石英などの無機材料等を用いることができる。また、液晶電気光学装置の軽量化を目的とする場合、屈折率異方性の少ないフィルム、例えばＰＥＳ等を用いることもできる。

ＴＦＴとしては、活性層にアモルファスシリコンまたはポリ（多結晶）シリコンを用いたトランジスタを用いることができる。アクティブマトリクス方式の場合、上記駆動素子の構成は、スタガー型、逆スタガー型と行った公知の構成を利用することができる。

また、ポリシリコンを用いたトランジスタを用いた場合、液晶材料を駆動する周辺駆動回路をＴＦＴを作製した基板に形成することが可能である、周辺駆動回路はＴＦＴを作製するのと同じプロセスで作製することが可能となる。この周辺駆動回路は、ｎ−ｃｈ及びｐ−ｃｈトランジスタを組み合わせた相補型素子から形成される。

なお、スイッチング素子（１１１）はｐｏｌｙ−Ｓｉ型ＴＦＴを用いることが望ましい。特にｐｏｌｙ−ＳｉをＴＦＴ活性層に用いた場合は、ａ−ＳｉをＴＦＴ活性層に用いた場合に比べ活性層の移動度が大きく、ａ−Ｓｉと同等の特性をより小さい素子領域で得られるため、各素子の微細化、ひいては高開口率化が可能となる。

また、横方向電界印加にあたっても、キャリア移動度の大きいｐｏｌｙ−ＳｉをＴＦＴ
活性層に用いた場合、基板上に液晶材料を駆動するための周辺駆動回路をも形成することが可能となり、装置作製プロセスの低減、歩留まりの向上、装置価格の低下に寄与する。

前記素子電極としては、ゲート電極、ソース電極はＡｌ、Ｔｉ、Ｔａ等からなる金属、金属を含有する材料、金属酸化物、またはＳｉ、Ｓｉに燐、硼素等が含有された材料、カーボン、カーボンを含有する材料等を利用することができる。画素高密度化の際には、ゲート、ソース両電極での信号遅延が無視できなくなるので体積抵抗率の低い材料を利用することが望ましい。また、液晶駆動用電極及びコモン電極は前記各種材料の他、ＩＴＯを使用することもできる。特にＩＴＯのような透光性を有する材料を用いると、画素開口率を向上させることができる。

また、各種層間絶縁膜、ＴＦＴ保護膜酸化珪素（ＳｉＯ₂ ）または窒化珪素を用いることが可能である。さらにアクリル系樹脂、ポリイミド等からなる有機樹脂を使用することも可能である。

また、補助容量電極を内部に有する壁（１０６）は前記層間絶縁膜形成後に配置される。補助容量電極（１１２）にＡｌを用いると、補助容量電極（１１２）形成後、この電極を陽極として陽極酸化を行えば、この電極上にアルミナからなる絶縁膜（１１３）を形成することが可能となる。このときの陽極酸化は公知の方法でよい。

また壁（１０７）は適当な絶縁物で形成される。また壁１０７の形成後に画素電極及びコモン電極が形成される。

壁（１０７）を構成する物質としては、ポリイミドやアクリル系の有機樹脂や、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素といった絶縁体が好ましい。

また、画素電極（１２６）、（１２７）、コモン電極（１２５）、（１２８）を構成する材料としては、銅、アルミニウム、タンタル、チタン、クロムなどの金属材料や、ＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）、酸化スズ、酸化インジウム等の透光性導電材料を用いてもよい。

また、壁（１０６）、（１０７）は、その断面を長方形のみならず台形状としてもよい。台形状とすると、壁状の電極の作製は容易となる。また壁状の電極自体の強度を高めることでき、製造歩留りが向上する。

また、壁（１０６）、（１０７）の側部に電極を形成したものにおいて、その底面での側面から側面までの幅は、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下とする。この幅が１０μｍ以上となると画素の開口率が十分に得られない。

さらに、互いに対向する画素電極（１２６）とコモン電極（１２５）の間隔は４〜２０μｍ、望ましくは６〜１５μｍとする。

また、側部に画素電極（１２６）やコモン電極（１２５）が形成された壁（１０６）や（１０７）の、基板（１０１）に対する高さ、すなわち、画素電極（１２６）やコモン電極（１２５）、あるいは壁（１０６）、（１０７）の底面からその頂点までの高さは、液晶セル厚の１／８以上が好ましい。電極の高さが液晶セル厚の１／８以下では、基板面に対して平行な電界を効果的に形成することが難しくなる。

次に、第二の基板（１０２）については第一の基板（１０１）と同種の材料を用いることが可能である。また、第二の基板（１０２）にはブラックマトリクスを形成する。

また、第一の基板（１０１）上もしくは第二の基板（１０２）あるいは両方の基板上にコントラスト向上のため表示に関わらない部分を遮光するため、Ｃｒ等の金属もしくは黒色の顔料が分散された樹脂材料などにより、ブラックマトリクスを形成する（図示せず）。さらに、カラー表示の場合には各画素に対応する位置にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）もしくはＣ（シアン）、Ｍ（マジェンダ）、Ｙ（黄）のカラーフィルターを形成する。カラーフィルターの各色の配置はストライプ配置又はデルタ配置などが利用できる。

また、基板（１０１）、（１０２）の液晶層１０３に向かう面には、必要に応じて配向処理が施される。前記配向処理は液晶分子が基板に対して平行かつ一軸に配向するように行う。前記配向処理としてはラビング処理もしくは斜方蒸着法が有効である。

例えば、誘電率異方性が正の液晶材料を用いる場合、電極面に垂直な方向に対し４５゜、またはそれより前記方向に近い角度をなす方向とする。

さらにまた、誘電率異方性が負の材料の場合、電極面に平行な方向に対し４５゜、または垂直な方向に４５°またはそれより電極面に平行な方向に近い角度をなす方向を配向方向とする。

また、本発明の液晶電気光学装置の液晶材料の配向状態について、図３（ａ）、（ｂ）に概略を示す。ここでは一例として、誘電異方性が正の材料を使用した場合を示す。図３（ａ）は無電界時、図３（ｂ）は電界印加時の配向状態である。なお、この図では概略図として前記一対の基板上の構成物として画素電極（１２６）と（１２７）、さらにコモン電極（１２５）と（１２８）、及び偏光板（３０１）、（３０２）のみを示し、その他の素子、配線等は省略した。

前記液晶電気光学装置は、液晶材料の複屈折性を利用して表示を行うため、一対の偏光板（３０１）、（３０２）をその光軸（３０３）、（３０４）が直交するように配置し、前記一対の偏光板の間に液晶セルを挟む。この時液晶材料（１０８）の配向方向は、図３において光源が偏光板（３０２）側にある場合、偏光板（３０２）の光軸（３０４）に平行である。

無電界時には図３（ａ）に示すように、液晶分子（１０３）は長軸を基板に平行かつ偏光板（３０２）の光軸（３０４）に平行に一軸配向している。

次に、画素電極（１２６）、（１２７）から電界を印加した場合（電界印加時）は、図３（ｂ）に示すように、配向規制力が強い配向膜界面近傍の液晶分子（１０８）は、偏光板（３０２）の光軸（３０４）に平行な向きを維持し、配向規制力が弱い液晶層中央近傍の液晶分子（１０９）は電界により光軸が変化する。誘電異方性が正の液晶材料を用いた場合には液晶分子（１０８）の長軸が電界方向に対して平行になるような向きとなる。

このため、液晶電気光学装置を透過する光について、無電界時に液晶材料（１０８）の配向はセル内で検光子（３０２）の光軸（３０４）に平行となるため、入射光は偏光子（３０１）を透過できず、この時の透過光量はゼロとなる。一方、電界印加時は液晶材料（３０１）の光軸の向きが変化することで入射光は楕円偏光となり、偏光子（３０１）を透過する。

なお、上記には偏光板を２枚使用した構成としたが、前記一対の基板（１０１）、（１０２）のうちいずれか一方に金属等からなる反射板を形成すれば、偏光板を１枚しか用いずに液晶電気光学装置を作製することが可能となり、明るいディスプレイを実現できる。また上記金属性の反射板は画素等の電極を兼ねることも可能である。

本明細書で開示する発明を利用することで、明るく視野角の広い画像表示が可能な液晶電気光学装置を得ることができる。また、壁（１０６）や（１０７）にスペーサとして基板間隔維持機能を兼ねさせることが可能であり、スペーサの散布工程を不要とすることができる。

本実施例では、図１の液晶電気光学装置を作製する方法の例を示す。

まず、コーニング１７３７等のガラスでなる基板（１０１）上に下地膜として酸化珪素膜を熱ＣＶＤ法により２００ｎｍ形成する。

次に、プラズマＣＶＤ法によりアモルファスシリコン膜を３０〜２００ｎｍ、例えば５０ｎｍ形成する。

次に、６００℃以下、好ましくは５５０℃以下の温度で熱アニールを行い、結晶化を行なった。熱アニール後、レーザー光またはそれと同等な強光によりアニールを行ない、結晶性を高めてもよい。

特に熱結晶化の際に、アモルファスシリコン膜にニッケル等の結晶化を助長する触媒元素を微量に添加することで、結晶化が助長され、安価なガラス基板上に高い結晶性を有するポリシリコン膜を形成することができる。詳細は、特開平６−２４４１０３号公報等に示されている。

こうして得られたシリコン膜をエッチングして島状のシリコン膜（１１７）とする。次に、ゲイト絶縁膜（１１８）としての酸化珪素膜を、ＴＥＯＳを用いたプラズマＣＶＤ法にて５０〜２００ｎｍ例えば１００ｎｍ形成する。

その後、スパッタ法によりアルミニウムを２００〜６００ｎｍの厚さに形成し、これをパターニングしてゲイト電極およびスキャン線（１１４）を得る。

アルミニウムでなるゲイト電極およびスキャン線（１１４）は、その表面に弱酸溶液を化成液とした陽極酸化を施して、緻密な図示しない陽極酸化膜を数千Å程度形成させてもよい。これにより、薄膜トランジスタのソースおよびドレイン領域を形成する際に、ゲイト電極をマスクとして不純物イオンを打ち込んだ後に、チャネル領域とソース・ドレイン領域との間にオフセット領域が形成され、薄膜トランジスタのＯＦＦ電流の低下に寄与する。また、積層して設けられる配線間の短絡も防げる。

次に、イオンドーピング法により、島状シリコン領域（１１７）に対して、ゲイト電極（１１４）をマスクとして自己整合的に不純物イオンを打ち込み、ｎ型またはｐ型の導電型を付与する。

なお、アクティブマトリクス領域の外側周辺に、ポリシリコンよりなる薄膜トランジスタで図示しない周辺駆動回路を構成して設ける、いわゆるモノリシック型とすることは有効である。その際には、ｐチャネル型とｎチャネル型の薄膜トランジスタを設けて相補構成を得ることができる。

その上に窒化珪素膜をプラズマＣＶＤ法によって厚さ３００〜６００ｎｍ例えば４００ｎｍ形成し、第１の層間絶縁膜（１１９）とする。これは、酸化珪素膜または酸化珪素膜と窒化珪素膜の多層膜としてもよい。

次に薄膜トランジスタのソース領域上の第１の層間絶縁膜（１１９）に、エッチングによりコンタクトホールを形成する。その上にスパッタ法等により厚さ２００〜６００ｎｍ例えば３００ｎｍのアルミニウム、またはチタンとアルミニウムの多層膜を成膜、パターニングして、ソース電極およびデータ線（１１５）を形成する。

この上に、ポリイミドやアクリル系の透光性有機樹脂膜を４００〜１０００ｎｍ例えば５００ｎｍ形成し、第２の層間絶縁膜（１２０）を形成する。そして、薄膜トランジスタ１１１のドレイン領域上にコンタクトホールを設けた後、導電性材料、たとえばアルミニウム、銅、クロム、チタン、ＩＴＯ等の被膜をスパッタ法等の公知の方法で形成、パターンニングし、画素電極線（１１６）を形成する。

次に絶縁膜（１２１）として酸化珪素膜を１０００Åの厚さにプラズマＣＶＤ法でもって成膜する。

次に２００ｎｍ厚のアルミニウム膜をスパッタ法でもって成膜し、パターニングを施すことにより、アルミニウム膜でなるパターン（１２２）と（１２３）と（１２４）を形成する。なお、（１２２）と（１２４）がコモン線となる。

そして（１２２）と（１２４）のパターンの上部に図示しないレジストマスクを配置し、あらにアルミニウム膜を６μｍの厚さに蒸着法で成膜する。さらにこれをパターニングし、幅が３μｍ、高さが６μｍのアルミニウムでなる矩形状の壁を形成する。

次にこのアルミニウムの壁（１１２）に陽極酸化を施す。ここでは電界溶液としてＬ−酒石酸をエチレングリコールで５％の濃度で希釈し、アンモニアを用いてｐＨを７．０±０．２に調整する。その溶液中に基板を浸し、低電流源の＋側を接続し、−側には白金の電極を接続して２０ｍＡの低電流状態で電圧を印加し、１５０Ｖで低電圧状態で加え０．１ｍＡ以下になるまで酸化を継続する。このようにして、陽極酸化膜（１１３）を２００ｎｍの厚さに形成する。

次に、基板全面に感光性ポリイミドを塗布しプリベークした後、フォトリソグラフィーによりパターニングする。その後ポストベークを施してポリイミド製の壁（１０７）を形成する。ここでは、図７（ａ）に示すように断面形状はほぼ長方形とし、幅は約３μｍ、高さは約６μｍとした。

ポリイミドを感光する際の紫外線の強度やマスクパターンを適当に制御することで、壁（１０７）の断面形状を台形にすることも可能である。

後の工程において、画素電極やコモン電極となる導体を成膜する際に、壁（１０７）の断面形状が長方形だと、その側面への導体の付着が不十分となり、接触不良等を招くことがある。そのような場合には壁（１０７）の断面形状を台形とすることが特に好ましい。

壁（１０７）の底部周辺にはポリイミドが存在しないように十分な洗浄を行なうことが望ましい。不要なポリイミドが存在すると、後に形成する画素電極やコモン電極と、画素電極線やコモン線との電気的接続が不十分となるため注意が必要である。

次に、壁（１０６）の側面に接したまた側面の近傍の底部にコンタクトホールの形成を行う。そしてコモン線（１２２）と（１２４）や画素電極線（１１６）と同種または異種の導体、例えばアルミニウムの薄膜を公知の方法例えばスパッタ法にする。さらにこの薄膜をパターニングすることにより、画素電極（１２６）と（１２７）、さらにコモン電極（１２５）と（１２８）を形成する。

ここで、画素電極（１２６）とコモン電極（１２５）が組となりこの電極の間で基板に平行な電界が形成される。また、画素電極（１２７）と（１２８）が組となりこの電極の間で基板に平行な電界が形成される。

またこの工程において、アルミニウムの壁（１１２）と画素電極（１２６）との間、及びアルミニウムの壁（１１２）と画素電極（１２７）との間に補助容量が形成される。

なお、図においては、画素電極（１２６）と（１２７）が壁の両側面で分離形成されたものとして示されているが、壁をまたいだ構成としてもよい。

つぎに、基板（１０１）、（１０２）の表面にポリイミドよりなる配向膜（１０４）と（１０５）とを形成し、ラビングを行なう。ラビング方向については、液晶材料として誘電異方性が正のものを用いる場合、電界に非平行な方向であって電界に平行な方向に対して４５°またはそれより小さい角度をなす方向とする。また液晶材料として誘電異方性が負のものを用いる場合、電界に非直角な方向であって電界に直角な方向に対して４５°またはそれより小さい角度をなす方向とする。また、対向基板（１０２）側のラビング処理は、基板（１０１）側のラビング方向に平行もしくは反平行をなすように施す。

次に、一方の基板の周辺にエポキシ樹脂によりシール材（図示せず）を形成して基板（１０１）、（１０２）を貼り合わせ、セルを形成する。

本実施例では、壁（１０６）や（１０７）にスペーサとしての基板間隔維持機能を兼ねさせることも可能である。その場合スペーサの散布工程は不要とすることができる。もちろん、通常の液晶表示装置のようにスペーサを散布して、基板間隔を維持させてもよい。

その後真空注入法等により、液晶材料をシール材の一部に設けた液晶注入口より基板間へ注入した後、封止する。

壁（１０６）や（１０７）があることで、液晶材料の注入が困難な場合、液晶材料の注入を、一方の基板に液晶材料を滴下し、他方の基板を重ねて押圧する、いわゆるラミネート法により行なってもよい。この後、両基板の外側に偏光板を貼って、液晶電気光学装置が完成する。

本実施例では、図１に示す液晶電気光学装置の動作モードを、図３を用いて説明する。

図１に示す液晶電気光学装置では、液晶に電界を印加するための画素電極（１２６）と（１２７）と、この２つの画素電極に対応して配置された２つのコモン電極（１２５）と（１２８）で液晶パネルの１画素を構成する。

本発明の液晶電気光学装置は、実施例１に示したように画素電極（１２６）とコモン電極（１２５）、さらに画素電極（１２７）とコモン電極（１２８）とが、基板に対して概略垂直かつ互いに概略平行に配置されている。これにより液晶分子（１０８）に対して、セル厚方向（３０４）に均一な平行電界を印加することができる。

ここで正の誘電異方性を有する液晶材料を用いれば、液晶分子（１０３）はその長軸方向に分極する。この液晶分子（１０８）に電界を印加すると、液晶分子（１０８）はその長軸方向を電場方向にそろえるように回転する。

液晶パネルでは光の通過、遮断を上記液晶分子（１０３）の電気光学特性と、このパネルを挟む２枚の偏光板（３０１）および（３０２）の偏光軸の組み合わせにより行う。

ここでは、液晶分子（１０８）の無電界時の配向ベクトルの向きは、図３（ａ）で示すように偏光板（３０２）の偏光軸と平行で、電極（１２５）乃至（１２８）の各電極面に対して液晶分子の長軸方向が４５度で、かつ基板面に対して平行となるようなホモジニアス配向とする。液晶分子の配向は液晶注入時に磁界または電界を印加しながら行ってもよいし、液晶注入前にラビング処理を用いてもよい。

この場合、偏光板（３０１）の偏光軸は偏光板（３０２）と直交するように配置する。これにより、無電界時は外部光源からの入射光は偏光子として使用される偏光板３０２をとおして直線偏光となる。この直線偏光の振動方向が液晶の配向ベクトルと一致するように入射する。このため偏光方向の変わらない光が、液晶層をとうして検光子として使用される偏光板（３０１）に届く。この直線偏光の振動方向と前記偏光板（３０１）の偏光軸は９０度ずれているために、この光は偏光板（３０１）を通過できず暗状態となる。

次に図３（ｂ）で示すように、図１で示す画素電極（１２６）とコモン電極（１２５）、さらに画素電極（１２７）とコモン電極（１２８）との間で平行電界を印加する。

この場合、液晶分子（１０８）はその電界の強さに応じて電場方向へ回転する。基板近傍の配向力の強いところで見れば、この電界の影響を受けにくいが、マクロ的には液晶の配向ベクトルは電場方向にそろうことになる。

この場合、電界の強さにより液晶分子の配向ベクトルの向きは入射直線偏光の振動方向に対して０°から最大４５°の角度まで変化する。この時偏光板（３０１）に届く光は直線偏光から楕円偏光となり円偏光となる。この光を偏光板（３０１）を通して明状態とする。入射直線光の振動方向に対して配向ベクトルが４５°の時が、光の透過率が最大になる。この配向ベクトルの角度により階調表示が実現される。

液晶材料としては、負の誘電異方性をもつ液晶材料を用いてもよい。この場合、液晶に電界印加時に短軸方向が電場方向にそろうため、電極に対する液晶分子の配向方向および偏光板の偏光軸を、正の誘電異方正をもつ液晶材料を用いる際の向きに対して９０度回転した方向とする必要がある。

図１に示す本発明の液晶電気光学装置は、液晶分子に対し、セル厚方向に均一な電界を印加することができるため、対向基板（１０２）に近い側の液晶分子も、基板（１０１）に近い側の液晶分子とほぼ同様の動作を行なうことができる。

そのため、セル厚方向のほとんどの液晶分子が電界の強さに対して十分に応答して配向ベクトルの向きを変えることができる。

ゆえに、基板（１０１）側に薄膜状の電極を形成した従来の構成に比較して、コントラストが向上し、表示の立ち上がり、応答特性をより高速にすることができる。さらに色擦れも低減できる。

実施例の液晶電気光学装置の概略図。 実施例の１画素の等価回路を示す図。 実施例の液晶電気光学装置の液晶材料の配向状態を示す図。

符号の説明

１０１ 基板
１１７ 薄膜半導体（活性層）
１１１ 薄膜トランジスタ
１１５ ソース電極（ソース線）
１１６ 画素電極へのコンタクト配線
１２６、１２７ 画素電極
１２５、１２８ コモン電極
１０７ 絶縁体でなる壁
１１２ アルミニウム電極（容量電極）
１１３ 陽極酸化膜

Claims (11)

1. 一対の基板のいずれか一方の上にシリコン膜、ゲイト絶縁膜、及びゲイト電極を所定の順序で形成する工程と、
   前記シリコン膜、前記ゲイト絶縁膜及び前記ゲイト電極上に第１の層間絶縁膜を形成する工程と、
   前記第１の層間絶縁膜上に透光性有機樹脂でなる第２の層間絶縁膜を形成する工程と、
   前記一方の基板上に前記一対の基板の間隔を維持する２つ以上のスペーサを互いに離間して設ける工程と、
   前記一対の基板のいずれか一方の周辺にシール材を形成する工程と、
   前記シール材が形成された一方の基板に液晶材料を滴下する工程と、
   前記液晶材料が滴下された一方の基板に前記一対の基板の他方を重ねて押圧する工程とを有する液晶電気光学装置の製造方法。
2. 一対の基板のいずれか一方の上に、ソース領域及びドレイン領域を有するシリコン膜、ゲイト絶縁膜、及びゲイト電極を所定の順序で形成する工程と、
   前記ゲイト絶縁膜及び前記ゲイト電極上に第１の層間絶縁膜を形成する工程と、
   前記ソース領域と電気的に接続するように前記第１の層間絶縁膜上にソース電極を形成する工程と、
   前記第１の層間絶縁膜上に透光性有機樹脂でなる第２の層間絶縁膜を形成する工程と、
   前記ドレイン領域と電気的に接続するように前記第２の層間絶縁膜上に画素電極線を形成する工程と、
   前記一方の基板上に前記一対の基板の間隔を維持する２つ以上のスペーサを互いに離間して設ける工程と、
   前記一対の基板のいずれか一方の周辺にシール材を形成する工程と、
   前記シール材が形成された一方の基板に液晶材料を滴下する工程と、
   前記液晶材料が滴下された一方の基板に前記一対の基板の他方を重ねて押圧する工程とを有する液晶電気光学装置の製造方法。
3. 一対の基板のいずれか一方の上にシリコン膜、ゲイト絶縁膜、及びゲイト電極を所定の順序で形成する工程と、
   前記ゲイト絶縁膜及び前記ゲイト電極上に窒化珪素若しくは酸化珪素、又は窒化珪素と酸化珪素を成膜することによって第１の層間絶縁膜を形成する工程と、
   前記第１の層間絶縁膜上に透光性有機樹脂でなる第２の層間絶縁膜を形成する工程と、
   前記一方の基板上に前記一対の基板の間隔を維持する２つ以上のスペーサを互いに離間して設ける工程と、
   前記一対の基板のいずれか一方の周辺にシール材を形成する工程と、
   前記シール材が形成された一方の基板に液晶材料を滴下する工程と、
   前記液晶材料が滴下された一方の基板に前記一対の基板の他方を重ねて押圧する工程とを有する液晶電気光学装置の製造方法。
4. 一対の基板のいずれか一方の上にシリコン膜、ゲイト絶縁膜、及びゲイト電極を所定の順序で形成する工程と、
   前記ゲイト絶縁膜及び前記ゲイト電極上に第１の層間絶縁膜を形成する工程と、
   前記第１の層間絶縁膜上にアクリル樹脂でなる第２の層間絶縁膜を形成する工程と、
   前記一方の基板上に前記一対の基板の間隔を維持する２つ以上のスペーサを互いに離間して設ける工程と、
   前記一対の基板のいずれか一方の周辺にシール材を形成する工程と、
   前記シール材が形成された一方の基板に液晶材料を滴下する工程と、
   前記液晶材料が滴下された一方の基板に前記一対の基板の他方を重ねて押圧する工程とを有する液晶電気光学装置の製造方法。
5. 一対の基板のいずれか一方の上に、ソース領域及びドレイン領域を有するシリコン膜、ゲイト絶縁膜、及びゲイト電極を所定の順序で形成する工程と、
   前記ゲイト絶縁膜及び前記ゲイト電極上に第１の層間絶縁膜を形成する工程と、
   前記ソース領域と電気的に接続するように前記第１の層間絶縁膜上にソース電極を形成する工程と、
   前記第１の層間絶縁膜上にアクリル樹脂でなる第２の層間絶縁膜を形成する工程と、
   前記ドレイン領域と電気的に接続するように前記第２の層間絶縁膜上に画素電極線を形成する工程と、
   前記一方の基板上に前記一対の基板の間隔を維持する２つ以上のスペーサを互いに離間して設ける工程と、
   前記一対の基板のいずれか一方の周辺にシール材を形成する工程と、
   前記シール材が形成された一方の基板に液晶材料を滴下する工程と、
   前記液晶材料が滴下された一方の基板に前記一対の基板の他方を重ねて押圧する工程とを有する液晶電気光学装置の製造方法。
6. 一対の基板のいずれか一方の上にシリコン膜、ゲイト絶縁膜、及びゲイト電極を所定の順序で形成する工程と、
   前記ゲイト絶縁膜及び前記ゲイト電極上に窒化珪素若しくは酸化珪素、又は窒化珪素と酸化珪素を成膜することによって第１の層間絶縁膜を形成する工程と、
   前記第１の層間絶縁膜上にアクリル樹脂でなる第２の層間絶縁膜を形成する工程と、
   前記一方の基板上に前記一対の基板の間隔を維持する２つ以上のスペーサを互いに離間して設ける工程と、
   前記一対の基板のいずれか一方の周辺にシール材を形成する工程と、
   前記シール材が形成された一方の基板に液晶材料を滴下する工程と、
   前記液晶材料が滴下された一方の基板に前記一対の基板の他方を重ねて押圧する工程とを有する液晶電気光学装置の製造方法。
7. 請求項２又は請求項５において、前記画素電極線はアルミニウム、銅、クロム、チタン、又はＩＴＯを成膜した後、パターニングして形成される液晶電気光学装置の製造方法。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一において、前記シリコン膜として多結晶シリコン膜が形成される液晶電気光学装置の製造方法。
9. 請求項１乃至請求項７のいずれか一において、前記スペーサは断面が長方形又は台形状になるように設けられる液晶電気光学装置の製造方法。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれか一において、前記シリコン膜、前記ゲイト絶縁膜、及び前記ゲイト電極はスタガー型又は逆スタガー型の構成になる順序で形成される液晶電気光学装置の製造方法。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一において、前記ゲイト絶縁膜はＴＥＯＳを用いたプラズマＣＶＤ法によって形成される液晶電気光学装置の製造方法。

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