JP2009192668A - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた表示品質を有する液晶装置及び電子機器を提供する。
【解決手段】液晶装置１０は、第１の基板１２と、第２の基板１４と、第１の基板１２と第２の基板１４との間に位置する液晶層１８と、を有した液晶装置であって、第１の基板１２は、互いに交差する走査線及びデータ線に電気的に接続されたスイッチング素子３０と、スイッチング素子３０よりも液晶層１８側に設けられ、所定の領域に凹凸形状を有する下地層５６と、下地層５６の所定の領域を覆うように形成され、表面に凹凸形状を有する反射層６６と、反射層６６を覆うように形成された平坦化層６８と、平坦化層６８上に設けられ、下地層５６と平坦化層６８とに形成されたコンタクトホールＨを介してスイッチング素子３０と電気的に接続された、少なくとも一つの電極３６と、を含み、下地層５６と平坦化層６８との合計の膜厚が２〜５μｍである。
【選択図】図４

Description

本発明は、液晶装置及び電子機器に関するものである。

一つの画素領域内に透過領域と反射領域とを有し、透過型と反射型とを兼ね備えた半透過反射型液晶装置では、液晶層を挟持する上基板（第１の基板）と下基板（第２の基板）とのうち下基板の液晶層側の反射領域に反射層が設けられている。反射層は、外光を散乱させるための凹凸形状を有する下地樹脂層の上に、アルミニウム等の反射率の高い金属膜で形成され、反射層は下地樹脂層の凹凸形状を反映した表面形状を有している。

このような半透過反射型液晶装置のうち、ＩＰＳ（In-Plane Switching）若しくはＦＦＳ（Fringe-Field Switching）方式といった横電界を利用した液晶表示体では、その凹凸形状上に電極を形成した場合、凹凸形状が電界の乱れを生じさせ表示品質の低下を招く。又、反射部上に位相差層を形成した場合、凹凸形状により位相差層の膜厚のばらつきが生じ、表示品質の低下を招く。それらの課題を鑑みて、反射層上に平坦化層を追加した構造が提案されている。

しかしながら、反射層上に平坦化層を配置する構成では、反射層の上下に凹凸形成層と平坦化層、更に位相差層の積層構造となるため、コンタクト部で大きな高低差が生じる。そのため、以降のプロセスにおいて「成膜時の段切れ」「フォトリソグラフィーでのムラ」等による歩留まり及び表示品質の低下を招く虞がある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に位置する液晶層と、を有した液晶装置であって、前記第１の基板は、互いに交差する走査線及びデータ線に電気的に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子よりも前記液晶層側に設けられ、所定の領域に凹凸形状を有する下地層と、前記下地層の前記所定の領域を覆うように形成され、表面に前記凹凸形状を有する反射層と、前記反射層を覆うように形成された平坦化層と、前記平坦化層上に設けられ、前記下地層と前記平坦化層とに形成されたコンタクトホールを介して前記スイッチング素子と電気的に接続された、少なくとも一つの電極と、を含み、前記下地層と前記平坦化層との合計の膜厚が２〜５μｍであることを特徴とする液晶装置。

これによれば、下地層と平坦化層との合計の膜厚を適切な範囲に収めることで、コンタクトホールの高低差による電極の段切れを防止する。又、電極のパターニングに必要なフォトリソグラフィー工程においては、コンタクトホールの段差起因のレジスト塗布ムラや、コンタクトホールでのレジスト残渣の発生を防止する。このため、電極の膜厚をより均一にできる。一方、電極とデータ線間の容量を適切な範囲に収めることで、クロストークといった表示品質の低下を防止する。これにより、優れた表示品質を有する液晶装置を提供する。

［適用例２］第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に位置する液晶層と、を有した液晶装置であって、前記第１の基板は、互いに交差する走査線及びデータ線に電気的に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子よりも前記液晶層側に設けられ、所定の領域に凹凸形状を有する下地層と、前記下地層の前記所定の領域を覆うように形成され、表面に前記凹凸形状を有する反射層と、前記反射層を覆うように形成された平坦化層と、前記平坦化層上に設けられた位相差層と、前記位相差層及び前記平坦化層上に設けられ、前記下地層と前記平坦化層と前記位相差層とに形成されたコンタクトホールを介して前記スイッチング素子と電気的に接続された、少なくとも一つの電極と、を含み、前記下地層と前記平坦化層と前記位相差層との合計の膜厚が２〜５μｍであることを特徴とする液晶装置。

これによれば、下地層と平坦化層と位相差層との合計の膜厚を適切な範囲に収めることで、コンタクトホールの高低差による電極の段切れを防止する。又、電極のパターニングに必要なフォトリソグラフィー工程においては、コンタクトホールの段差起因のレジスト塗布ムラや、コンタクトホールでのレジスト残渣の発生を防止する。このため、電極の膜厚をより均一にできる。一方、電極とデータ線間の容量を適切な範囲に収めることで、クロストークといった表示品質の低下を防止する。これにより、優れた表示品質を有する液晶装置を提供する。

［適用例３］上記液晶装置であって、前記平坦化層上には、電圧印加時に前記第１の基板面に平行な方向に電界が発生するように配置された共通電極と画素電極とが設けられていることを特徴とする液晶装置。

これによれば、共通電極と画素電極との間に電圧が印加されると、共通電極と画素電極とが配置された範囲に亘って第１の基板面に平行な方向の電界がより均一に発生する。一方、画素電極とデータ線間の容量を適切な範囲に収めることで、クロストークといった表示品質の低下を防止する。これにより、優れた表示品質を有する液晶装置を提供する。

［適用例４］上記液晶装置であって、一つの画素領域内に透過領域と前記所定の領域としての反射領域とを有しており、前記反射層は、前記反射領域に配置されていることを特徴とする液晶装置。

これによれば、優れた表示品質を有する半透過反射型の液晶装置が提供できる。

［適用例５］上記に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。

これによれば、上記液晶装置を搭載しているので、優れた表示品質を有する電子機器が提供できる。

以下、図面を参照にして実施形態を説明する。尚、本実施形態では、液晶装置は、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のスイッチング素子が形成された素子基板及び該素子基板に対向配置される対向基板を用いた液晶表示装置を例に挙げて説明する。

（第１の実施形態）
（液晶表示装置）
図１は、本実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す図であり、（Ａ）は概略平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩ−Ｉ線における概略断面図である。本実施形態の液晶表示装置１０は、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、一対の基板としての素子基板１２及び対向基板１４を備えている。対向基板１４は、所定の位置で一回り大きいサイズの素子基板１２とシール材１６を介して接合されている。

シール材１６を介した素子基板１２と対向基板１４との隙間（ギャップ）に、正の誘電異方性を有する液晶が充填され液晶層１８を構成している。すなわち、素子基板１２と対向基板１４とにより液晶層１８を挟持している。

シール材１６の外側は、周辺回路領域であり、素子基板１２の一辺に沿ってデータ線駆動回路２０及び外部回路と接続するための複数の実装端子２２とが設けられている。又、素子基板１２のＸ軸方向において対向する他の二辺に沿って、それぞれ走査線駆動回路２４が設けられている。素子基板１２の残る一辺に沿って、２つの走査線駆動回路２４を接続する複数の配線２６が設けられている。

シール材１６の内側には、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にマトリクス状に配列した複数の画素を有している。１つの画素は、３色のカラーフィルタ２８Ｒ（赤）、２８Ｇ（緑）、２８Ｂ（青）に対応した３つのサブ画素から構成されている。３色のカラーフィルタ２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂは、同色のカラーフィルタがＹ軸方向に連続するように対向基板１４側に形成されている。又、素子基板１２側には、サブ画素毎に、これを駆動制御するスイッチング素子としての複数のＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子３０が設けられている。すなわち、液晶表示装置１０は、ストライプ方式のカラーフィルタを備え、カラー表示を可能としたアクティブ型の表示装置である。

本実施形態では、実際に表示に寄与する複数の画素の領域を表示領域Ｅとし、各サブ画素を区画すると共に、表示領域Ｅを額縁状に遮光する遮光膜３２が設けられている。遮光膜３２が設けられた遮光領域３４は、液晶表示装置１０を電子機器に取付ける際に、表示領域Ｅの位置を規定する目安となっている。

又、液晶表示装置１０の表裏面にそれぞれ偏光板が貼り付けられている。このような液晶表示装置１０は、ＬＥＤ等を光源とした照明装置により照明される。図１では、偏光板と照明装置について図示省略している。より詳細な液晶表示装置１０の構造については後述する。

図２は、本実施形態に係る液晶表示装置１０の等価回路図である。液晶表示装置１０は、図２に示すように、液晶表示装置１０の表示領域Ｅを構成する各サブ画素ＳＧは、画素電極３６と、共通電極３８と、画素電極３６をスイッチング制御するためのＴＦＴ素子３０とを有している。画素電極３６と共通電極３８との間には液晶層１８が介在している。共通電極３８は走査線駆動回路２４から延びる共通線４０と電気的に接続されており、各サブ画素ＳＧにおいて共通の電位に保持されるようになっている。

データ線駆動回路２０から延びるデータ線４２がＴＦＴ素子３０のソースと電気的に接続されている。データ線駆動回路２０は、画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎを、データ線４２を介して各サブ画素ＳＧに供給する。画像信号Ｓ１〜Ｓｎはこの順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線４２同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。

又、ＴＦＴ素子３０のゲートには、走査線駆動回路２４から延びる走査線４４が電気的に接続されている。走査線駆動回路２４から所定のタイミングで走査線４４にパルス的に供給される走査信号Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｍが、この順に線順次でＴＦＴ素子３０のゲートに印加されるようになっている。画素電極３６は、ＴＦＴ素子３０のドレインに電気的に接続されている。

スイッチング素子であるＴＦＴ素子３０が走査信号Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線４２から供給される画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎが所定のタイミングで画素電極３６に書き込まれるようになっている。画素電極３６を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎは、画素電極３６と液晶を介して対向する共通電極３８との間で一定期間保持される。

次に、液晶表示装置１０の詳細な構成について、図３及び図４を参照しながら説明する。
図３は、本実施形態に係る液晶表示装置１０のサブ画素領域Ｓの平面構成図である。図４は、図３中のIV−IV線における概略断面図である。尚、図３では、対向基板１４の図示を省略している。又、図３において、平面視で略矩形状のサブ画素領域Ｓの長軸方向をＸ軸方向、短軸方向をＹ軸方向とする。本実施形態に係る液晶表示装置１０は、各サブ画素領域Ｓにおいて、図３に示すように、サブ画素領域Ｓの長軸方向（Ｘ軸方向）の一端部（サブ画素領域Ｓのうち長軸方向で二分割した領域のうち当該サブ画素領域Ｓと対応して設けられた走査線４４から離間する側）と対応する領域を透過表示領域（透過領域）Ｔとし、他の領域を反射表示領域（反射領域）Ｒとした２つの表示領域を有している。液晶表示装置１０は、透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒとを有するＦＦＳ方式の半透過反射型の液晶表示装置である。

データ線４２及び走査線４４は、平面視で略格子状に配線され、データ線４２が平面視で矩形状のサブ画素領域Ｓの長軸方向（Ｘ軸方向）に沿って配置され、走査線４４がサブ画素領域Ｓの短軸方向（Ｙ軸方向）に沿って配置されている。

液晶表示装置１０は、図４に示すように、素子基板１２と、素子基板１２と対向配置された対向基板１４と、素子基板１２及び対向基板１４の間に挟持された液晶層１８と、素子基板１２の外面側（液晶層１８と反対側）に設けられた偏光板４６と、対向基板１４の外面側に設けられた偏光板４８とを備えている。そして、液晶表示装置１０は、素子基板１２の外面側に設けられた不図示のバックライトから照明光が照射される構成となっている。

素子基板１２は、例えばガラスや石英、プラスチック等の透光性材料からなる基板本体５０と、基板本体５０の内側（液晶層１８側）の表面に順次積層されたゲート絶縁膜５２と、第１層間絶縁層５４と、第２層間絶縁層５６（下地層）と、配向膜（図示せず）とを備えている。この素子基板１２は、基板本体５０の内側の表面に配置された半導体層５８と、ゲート絶縁膜５２の内側の表面に配置されたゲート電極６０及びドレイン電極６２と、第１層間絶縁層５４の内側表面に配置された第１絶縁層６４と、第１絶縁層６４の内側の表面に配置された第２層間絶縁層５６と、第２層間絶縁層５６の内側の表面に配置された反射層６６と、第２層間絶縁層５６及び反射層６６の内側の表面に配置された平坦化層６８と、平坦化層６８の内側の表面に配置された画素電極３６と、画素電極３６の内側表面に配置された第２絶縁層７０と、第２絶縁層７０の内側の表面に配置された共通電極３８とを備えている。

ゲート絶縁膜５２は、例えばＳｉＯ₂（酸化シリコン）等の透光性材料で構成されており、基板本体５０上に形成された走査線４４（図３参照）を覆うように設けられている。

半導体層５８は、図３に示すように、平面視で走査線４４と重なる領域に部分的に形成され、アモルファスシリコンやポリシリコン等の半導体で構成されている。又、ソース電極７２は、データ線４２から分岐しており、一部が半導体層５８の一部を覆うように形成されている。そして、ドレイン電極６２は、図４に示すように、半導体層５８の一部を覆うように形成されており、第１絶縁層６４に設けられたコンタクトホールＨを介して画素電極３６と導通している。又、ＴＦＴ素子３０は、図３に示すように、データ線４２及び走査線４４の交差部近傍に設けられている。これら半導体層５８、ゲート電極６０、ドレイン電極６２及びソース電極７２によってＴＦＴ素子３０が構成されている。

第１層間絶縁層５４は、ゲート絶縁膜５２と同様に、例えばＳｉＮ（窒化シリコン）等の透光性材料で構成され、図４に示すように、ゲート絶縁膜５２上に形成されたゲート電極６０を覆うようにしてゲート絶縁膜５２の表面に設けられている。

第１絶縁層６４は、第１層間絶縁層５４を覆うように形成されており、無機物である場合には酸化シリコン（ＳｉＯ₂）等の透明絶縁材料、有機物である場合にはアクリル樹脂等の透明絶縁材料から構成される。

第２層間絶縁層５６は、例えば感光性アクリル樹脂等の透光性材料で構成され、反射表示領域（所定の領域）Ｒに外光を散乱させるための凹凸形状が形成されている。一方、第２層間絶縁層５６の透過表示領域Ｔには、凹凸形状が形成されていない。第２層間絶縁層５６の凹凸形状の底部に対する頂点の高さは、例えば１μｍ程度である。又、凹凸形状の隣り合う頂点間の間隔は、例えば５〜１５μｍである。第２層間絶縁層５６は、フォトリソグラフィーによって、パターニングされる。

反射層６６は、アルミニウム及び銀等の光反射性を有する金属膜をパターン形成したものであって、反射表示領域Ｒに対応する第２層間絶縁層５６の内側の表面上に形成されている。一方、透過表示領域Ｔには、反射層は形成されていない。反射層６６は、第２層間絶縁層５６上の反射表示領域Ｒのみに、第２層間絶縁層５６の凹凸形状を覆うように薄膜状に形成されている。反射層６６の膜厚は、例えば１００ｎｍ程度である。従って、反射層６６の表面形状は、第２層間絶縁層５６の凹凸形状が反映された凹凸形状となっている。反射層６６の材料は、ＡＰＣ（銀−パラジウム−銅の合金）であってもよい。

平坦化層６８は、反射表示領域Ｒに、反射層６６を覆うように形成されている。平坦化層６８は、略平坦な表面を有している。平坦化層６８の層厚は、反射層６６の表面が凹凸形状であるため、反射層６６の凹部に対応する部分では厚く、反射層６６の凸部に対応する部分では薄くなっている。平坦化層６８の膜厚は、最も厚い部分では例えば２μｍ程度であり、最も薄い部分では１μｍ程度である。平坦化層６８は、透明な感光性材料からなり、例えばポジ型感光性樹脂からなる。光透過なポジ型感光性樹脂の一例として、ＪＳＲ株式会社のＰＣ４０５Ｇを用いることができる。平坦化層６８は、例えば、感光性樹脂膜を用いたフォトリソグラフィーによって、パターニングされる。そして、平坦化された上に画素電極３６及び共通電極３８が形成される。このように、画素電極部を平坦化することにより、凹凸上に形成したときに生じる「電界の乱れ」等の不具合が解消され、優れた反射表示を得ることができる。

この構成において、第２層間絶縁層５６と平坦化層６８との合計の膜厚Ｌは、２〜５μｍである。これは膜厚Ｌが２μｍ未満では、データ線４２と画素電極３６の距離が近いため、クロストークが発生し表示品質を低下させる虞があり、膜厚Ｌが５μｍ超では、コンタクトホールＨの高低差が大きいため、以降の工程において不良を発生させる原因となる虞があることによる。尚、上記した第２層間絶縁層５６と平坦化層６８との合計の膜厚Ｌの数値限定の根拠については後述するものとする。

画素電極３６は、平坦化層６８の表面を覆うように形成されており、例えばＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等の透光性導電材料で構成されている。画素電極３６は、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとに亘って形成されている。画素電極３６上には、その上面を覆うように第２絶縁層７０が形成されている。更に、第２絶縁層７０上には、複数のスリット状の開口部３８ｃ（図３参照）を有する共通電極３８が形成されている。画素電極３６は、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔに跨って配置されている。画素電極３６は、マトリクス状に配置されている。画素電極３６は、図３に示すように、Ｘ軸に沿った方向には反射表示領域Ｒ同士又は透過表示領域Ｔ同士が対向するように隣接し、Ｙ軸に沿った方向には反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとが互いに対向するように隣接している。

画素電極３６のそれぞれは、後述するカラーフィルタ２８（図１参照）の赤、緑、青の３色のいずれかに対応している。これらの３色のそれぞれと対応する３つの画素電極３６との組み合わせにより、３色のサブ画素ＳＧ（図２参照）がそれぞれ構成される。そして、これらのサブ画素ＳＧの３つで一つの画素が構成される。従って、一つの画素は、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとを有している。

第２絶縁層７０は、画素電極３６を覆うように形成されており、無機物である場合には酸化シリコン（ＳｉＯ₂）等の透明絶縁材料、有機物である場合にはアクリル樹脂等の透明絶縁材料から構成される。この第２絶縁層７０は、当該第２絶縁層７０上に形成される画素電極３６と共通電極３８とを絶縁する機能を有している。

共通電極３８は、第２絶縁層７０上に形成されており、図３に示すように、平面視で略梯子形状であって、上記画素電極３６と同様に、例えばＩＴＯ等の透光性導電材料で構成されている。この共通電極３８は、平面視で矩形の枠状の枠部３８ａと、略サブ画素領域Ｓの短軸方向（Ｙ軸方向）に延在すると共にサブ画素領域Ｓの長軸方向（Ｘ軸方向）で間隔をあけて複数（１５本）配置された帯状部３８ｂ（電極指）とを備えており、第２絶縁層７０の段差の上を避けるようにして枠部３８ａが配置してある。この共通電極３８には、例えば液晶層１８の駆動に用いられる所定の一定の電圧或いは０Ｖ、又は所定の一定の電位とこれと異なる他の所定の一定の電位とが周期的（フレーム期間毎又はフィールド期間毎）に切り替わる信号が印加される。

枠部３８ａは、データ線４２及び走査線４４にそれぞれ沿う２対の帯状の電極を平面視で略矩形の枠状となるように接続した構成となっており、互いに対向する２対の辺がそれぞれＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って延在している。帯状部３８ｂは、互いが平行となるように形成されており、その両端がそれぞれ枠部３８ａのうちＹ軸方向に沿って延在する部分と接続されている。又、帯状部３８ｂは、その延在方向がＹ軸方向と非平行となるように設けられている。すなわち、帯状部３８ｂは、その延在方向が平面視においてデータ線４２から離間する一端から近接する他端に向かうに従って走査線４４に近接するように形成されている。

又、第１層間絶縁層５４及び第１絶縁層６４には、図４に示すように、平面視でドレイン電極６２と重なる領域にコンタクトホールＨが形成されている。このコンタクトホールＨの内面にも画素電極３６が延設され、当該コンタクトホールＨを介して画素電極３６とドレイン電極６２とが電気的に接続されている。

配向膜は、例えばポリイミド等の樹脂材料で構成されており、第２絶縁層７０上に形成された共通電極３８を覆うように設けられている。又、配向膜の表面には、サブ画素領域Ｓの短軸方向（Ｙ軸方向）を配向方向とする配向処理が施されている。

一方、対向基板１４は、図４に示すように、例えばガラスや石英、プラスチック等の透光性材料で構成された基板本体７６と、基板本体７６の内側（液晶層１８側）の表面に順次積層された遮光膜７８、カラーフィルタ層２８、配向膜（図示せず）、及び位相差層８０とを備えている。

遮光膜７８は、基板本体７６の表面のうち平面視でサブ画素領域Ｓの縁部と重なる領域に形成されており、サブ画素領域Ｓを縁取っている。又、カラーフィルタ層２８は、各サブ画素領域Ｓに対応して配置されており、例えばアクリル等で構成されて各サブ画素領域Ｓで表示する色に対応する色材を含有している。

位相差層８０はカラーフィルタ層２８上における反射表示領域Ｒ側に設けられ、これにより適切な反射表示及び透過表示を得られるようにしている。液晶セルに位相差層８０を内蔵させると、液晶セルの外側に位相差の調整のための位相差板等を設ける必要がなくなるため液晶セルの薄型化や低コスト化に貢献できる。位相差層８０は、平坦化層６８上の液晶層１８側に位置し、反射表示領域Ｒに重なるように配置されている。位相差層８０は、複屈折性を有する材料からなる。位相差層８０は、入射される可視光の波長に対し所定の位相差を付与する。本実施形態では、位相差層８０は、入射される可視光に対し１／２波長分の位相差を付与する。

配向膜は、例えばポリイミド等の透光性の樹脂材料で構成されており、カラーフィルタ層２８及び位相差層８０を覆うように設けられている。配向膜の内側の表面には、素子基板１２上の配向膜の配向方向と同方向のラビング処理が施されている。又、位相差層８０の基板本体７６側に設けられる配向膜は、位相差層８０の配向用に設けられるもので、その表面には所望の遅相軸に対応した配向処理が施されている。

液晶層１８を構成する液晶分子は、配向膜にサブ画素領域Ｓの短軸方向（Ｙ軸方向）を配向方向とする配向処理が施されているため、画素電極３６及び共通電極３８の間に電圧を印加しない状態（オフ状態）において、図３に示すＹ軸方向に沿って水平に配向する。又、液晶分子は、画素電極３６及び共通電極３８の間に電圧を印加した状態（オン状態）において、帯状部３８ｂの延在方向と直交する方向に沿って配向する。従って、液晶層１８では、オフ状態とオン状態とにおける液晶分子の配向状態の差異に基づく複屈折性を利用して液晶層１８を透過する光に対して位相差を付与している。

偏光板４６は、その透過軸がサブ画素領域Ｓの長軸方向（図３に示すＸ軸方向）に沿うように設けられており、偏光板４８は、その透過軸がサブ画素領域Ｓの短軸方向（図３に示すＹ軸方向）に沿うように設けられている。従って、偏光板４６、４８は、その透過軸が互いに略直交するように設けられている。ここで、偏光板４６、４８の一方又は双方の内側には、光学補償フィルム（図示せず）を配置してもよい。光学補償フィルムを配置することで、液晶表示装置１０を斜視した場合の液晶層１８の位相差を補償することができ、光漏れを減少させてコントラストを増加させることができる。

以上より、ＦＦＳ方式の電極構造をなす液晶表示装置１０が構成され、帯状部３８ｂと画素電極３６との間に電圧を印加し、これによって生じる基板平面方向の電界（横電界）によって液晶を駆動するようになっている。

（液晶表示装置の欠陥発生率）
液晶表示装置１０の表示性能について、第２層間絶縁層５６と平坦化層６８との合計の膜厚Ｌの違いから検証する。
図５は、本実施形態に係る液晶表示装置１０の表示性能を検証する試験体８８を示す図であり、（Ａ）は概略平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＶ−Ｖ線における概略断面図、（Ｃ）はＩＴＯ配線８２の欠陥を示す表である。本実施形態に係る液晶表示装置１０の表示性能について、第２層間絶縁層５６と平坦化層６８との合計の膜厚Ｌ、つまり、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、基材８４上にアクリル（有機樹脂膜）（第１層間絶縁層５４及び第１絶縁層６４に相当する）８６の段差（膜厚）ｔ１が異なる試験体８８を１６点用意し、アクリル８６の段差ｔ１を乗り越えるＩＴＯ配線（画素電極３６に相当する）８２の２点間ａ，ｂのシート抵抗を測定し、ＩＴＯ配線８２の欠陥発生率を調べた。ここで、ＩＴＯ配線８２の欠陥とは、アクリル８６の段差ｔ１によって引き起こされたＩＴＯ配線８２の断線のことである。

図５（Ｃ）は、ＩＴＯ配線８２の欠陥を示す表であって、アクリル８６の段差ｔ１を水準としたときの、ＩＴＯ配線８２の２点間ａ，ｂの抵抗値ＮＧ（０オーム）の発生率（％）を示している。この表によれば、アクリル８６の段差ｔ１が３，４，５，及び６μｍのとき、ＩＴＯ配線８２の欠陥発生率は０％となっている。ところが、アクリル８６の段差ｔ１が７及び８μｍになると欠陥発生率が急激に増加していることが分かる。つまり、液晶表示装置１０の表示性能を確保するには、アクリル８６の段差ｔ１、言い換えると、第２層間絶縁層５６と平坦化層６８との合計の膜厚Ｌは、６μｍ以下に設定する必要がある。

図６は、本実施形態に係る液晶表示装置１０の表示性能を検証する試験体９２を示す図であり、（Ａ）は概略平面図、（Ｂ）はＳｉＮ膜９０の欠陥を示す表である。本実施形態に係る液晶表示装置１０の表示性能について、第２層間絶縁層５６と平坦化層６８との合計の膜厚Ｌ、つまり、図６（Ａ）に示すように、基材８４上にアクリル８６の段差（膜厚）ｔ２が異なる試験体９２を１６点用意し、アクリル８６の段差ｔ２を形成後、アルミニウム膜９４とＳｉＮ膜９０とを成膜し、そのままアルミエッチャーにて処理し、ＳｉＮ膜９０の欠陥発生率を調べた。ここで、ＳｉＮ膜９０の欠陥とは、アクリル８６の段差ｔ２によって引き起こされたＳｉＮ膜９０の亀裂やカバレッジ不良等のことであり、アルミニウム膜９４に対するカバーが不十分な箇所はエッチング液が染み込み、アルミニウムが溶ける現象である。

図６（Ｂ）は、ＳｉＮ膜９０の欠陥を示す表であって、アクリル８６の段差ｔ２を水準としたときの、アルミニウム消失の発生率（％）を示している。この表によれば、アクリル８６の段差ｔ２が３，４，及び５μｍのとき、ＳｉＮ膜９０の欠陥発生率が０％となっている。ところが、アクリル８６の段差ｔ２が６，７，及び８μｍになると欠陥発生率が急激に増加していることが分かる。つまり、液晶表示装置１０の表示性能を確保するには、アクリル８６の段差ｔ２、言い換えると、第２層間絶縁層５６と平坦化層６８との合計の膜厚Ｌは、５μｍ以下に設定する必要がある。

以上の検証結果より、第２層間絶縁層５６と平坦化層６８との合計の膜厚Ｌは、５μｍ以下に設定する必要がある。
一方、第２層間絶縁層５６と平坦化層６８との合計の膜厚Ｌが２μｍ未満では、データ線４２と画素電極３６の距離が近いため、クロストークが発生し表示品質を低下させる虞があるので、第２層間絶縁層５６と平坦化層６８との合計の膜厚Ｌは、２〜５μｍに設定する必要がある。

本実施形態によれば、第２層間絶縁層５６と平坦化層６８との合計の膜厚Ｌを適切な範囲に収めることで、コンタクトホールＨの高低差による電極の段切れを防止する。又、電極のパターニングに必要なフォトリソグラフィー工程においては、コンタクトホールＨの段差起因のレジスト塗布ムラや、コンタクトホールＨでのレジスト残渣の発生を防止する。このため、画素電極３６の膜厚をより均一にできる。一方、データ線４２と画素電極３６間の容量を適切な範囲に収めることで、クロストークといった表示品質の低下を防止する。これにより、共通電極３８と画素電極３６との間に電圧が印加されると、共通電極３８と画素電極３６とが配置された範囲に亘って素子基板１２面に平行な方向の電界がより均一に発生する。

（製造方法）
次に、第１の実施形態に係る液晶表示装置１０の製造方法を図を参照して説明する。
図７は、本実施形態に係る液晶表示装置１０の形成工程図である。図７に示すように、本実施形態に係る平坦化層６８の形成方法は、第２層間絶縁層５６を形成する第２層間絶縁層形成工程（ステップＳ１０）と、反射層６６を形成する反射層形成工程（ステップＳ２０）と、感光性材料を配置する感光性材料配置工程（ステップＳ３０）と、感光性材料に露光と現像とを行い平坦化する平坦化層形成工程（ステップＳ４０）と、を備えている。

（１．第２層間絶縁層形成工程）
図７のステップＳ１０では、基板本体５０の第１絶縁層６４上に第２層間絶縁層５６を形成する。先ず、基板本体５０の第１絶縁層６４上に第２層間絶縁層５６の材料を、例えばスピンコート法により配置する。このとき、第２層間絶縁層５６と後工程で形成する平坦化層６８との合計の膜厚Ｌが２〜５μｍとなるように、第２層間絶縁層５６の材料の膜厚を調整する。これにより、第２層間絶縁材料層が形成される。次に、配置された第２層間絶縁材料層の反射表示領域Ｒに凹凸形状を形成する。凹凸形状を形成する方法は、マスクを通して第２層間絶縁材料層を露光した後、現像、焼成を行う。本実施形態では、マスクは、複数の遮光部と透過部とを有している。複数の遮光部は、マスク内にランダムに配置されている。遮光部の形状は、例えば円形である。マスクを通して第２層間絶縁材料層に光を照射する。このとき、マスクの透過部のみを光が透過し、第２層間絶縁材料層の透過部に対応する部分が露光する。

次に、第２層間絶縁材料層を現像して、露光により感光した部分を除去する。次に、第２層間絶縁材料層を、例えば２２０℃で焼成して硬化させる。この焼成により、現像時に第２層間絶縁材料層に形成された凸部の角部がだれてなだらかな曲面となる。以上の露光、現像、焼成により、第２層間絶縁材料層の除去部が除去され、第２層間絶縁層５６が形成される。

（２．反射層形成工程）
図７のステップＳ２０では、第２層間絶縁層５６上の反射表示領域Ｒに反射層６６を形成する。反射層６６は、例えばスパッタリング法を適用し、第２層間絶縁層５６上面の凹凸形状を覆うように薄膜状に形成する。これにより、反射層６６の表面形状は、第２層間絶縁層５６の凹凸形状が反映された凹凸形状となる。反射層が不要な箇所、例えば透過部分は、反射層を成膜後にフォトリソグラフィーで除去すればよい。

（３．感光性材料配置工程）
図７のステップＳ３０では、反射層６６を覆うように平坦化層６８の材料である透明な感光性材料を配置する。本実施形態では、感光性材料としてポジ型感光性樹脂を用いる場合を例に取り説明する。先ず、反射層６６上にポジ型感光性樹脂を、例えばスピンコート法により配置し、ポジ型感光性樹脂層を形成する。ポジ型感光性樹脂層の層厚は、例えば２〜３μｍ程度とする。これにより、ポジ型感光性樹脂層の表面形状は、反射層６６の凹凸形状が略反映された凹凸形状となる。

（４．平坦化層形成工程）
図７のステップＳ４０では、ポジ型感光性樹脂層に露光と現像とを行い平坦化層６８を形成する。先ず、ポジ型感光性樹脂層をマスクを通して露光する。このとき、第２層間絶縁層５６と平坦化層６８との合計の膜厚Ｌは、２〜５μｍとする。マスクは、複数の透過部と遮光部とを有している。複数の透過部は、反射層６６の凸部の位置に対応して配置されている。ここで、マスクは、光の透過率が多階調で異なる領域を有する所謂ハーフトーンマスクであり、透過部内において光の透過率が多階調で異なっている。透過部は、反射層６６の凸部の頂点に対応する位置で光の透過率が最も高くなり、頂点に対応する部分から底部に対応する部分に向かって光の透過率が連続的に低くなるように形成されている。

本実施形態では、反射層６６の凹凸形状が第２層間絶縁層５６の凹凸形状を反映していることから、透過部は、第２層間絶縁層５６の形成に用いたマスクの遮光部の位置に対応して配置されている。透過部の光の透過率は、中心から外周部、すなわち反射層６６の凸部の頂点に対応する位置から底部に対応する位置に向かって連続的に低くなっている。尚、透過部の光の透過率は、中心から外周部に向かって段階的に低くなっていてもよい。

マスクを通してポジ型感光性樹脂層に光を照射する。このとき、マスクとポジ型感光性樹脂層との間隔は、例えば６０〜８０μｍとし、露光量は、例えば波長が３６５ｎｍを中心とする光で１００〜１５０ｍＪとする。マスクを透過する光の強度は、透過部の中心で最も強くなり、中心から外周部に向かって連続的に弱くなる。従って、ポジ型感光性樹脂層に照射される光は、反射層６６の凸部の頂点に対応する位置で最も強くなり、反射層６６の凸部の頂点に対応する位置から底部に対応する位置に向かって連続的に弱くなる。

次に、露光されたポジ型感光性樹脂層を現像する。ポジ型感光性樹脂は、露光時に照射される光の照射量が強い部分ほど現像時に除去される量が多くなる。そのため、ポジ型感光性樹脂層が除去される量は、反射層６６の凸部の頂点に対応する位置で最も多くなり、反射層６６の凸部の頂点に対応する位置から底部に対応する位置に向かって少なくなる。ポジ型感光性樹脂層は、反射層６６の凹凸形状が略反映された表面形状を有しているので、ポジ型感光性樹脂層の現像時に除去される量は、その凸部の頂点が最も多くなり、頂点から底部に向かって連続的に少なくなる。これにより、ポジ型感光性樹脂層の表面の凸部が除去され表面が均一化される。

次に、ポジ型感光性樹脂層を、例えば２２０℃で焼成して硬化させる。以上により、平坦化層６８が形成される。

本実施形態によれば、第２層間絶縁層５６と平坦化層６８との合計の膜厚Ｌを適切な範囲に収めることで、コンタクトホールＨの高低差による電極の段切れを防止する。又、電極のパターニングに必要なフォトリソグラフィー工程においては、コンタクトホールＨの段差起因のレジスト塗布ムラや、コンタクトホールＨでのレジスト残渣の発生を防止する。このため、画素電極３６の膜厚をより均一にできる。一方、データ線４２と画素電極３６間の容量を適切な範囲に収めることで、クロストークといった表示品質の低下を防止する。これにより、優れた表示品質を有する液晶表示装置１０を提供する。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図面を参照して説明する。
図８は、本実施形態に係る液晶表示装置９６を示す模式断面図であり、液晶表示装置９６を、ある画素において列方向に沿って切断したときの様子を示している。尚、本実施形態の液晶表示装置９６は、第１の実施形態に係る液晶表示装置１０と同様、ＴＦＴアクティブマトリクス方式の半透過反射型の液晶表示装置であり、その特徴とするところは、位相差層９８の形成位置にある。従って本実施形態の液晶表示装置９６の基本構成は第１の実施形態の液晶表示装置１０と同様であるから、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略若しくは簡略する。

本実施形態の液晶表示装置９６は、図８に示すように、平坦化層６８上に位相差層９８を形成している。こうすることで、位相差層９８の膜厚ばらつきが抑えられ、優れた反射表示を得ることができる。この構成において、第２層間絶縁層５６と平坦化層６８と位相差層９８との合計の膜厚Ｌは、２〜５μｍとする。このとき、第１の実施形態に対し、膜厚Ｌに位相差層９８の膜厚が含まれていることから、位相差層９８の膜厚をできるだけ薄くするように、位相差層９８は屈折率（Δｎ）の大きい材料を用いることが望ましい。

（電子機器）
図９は、本実施形態に係る電子機器の一例を示す斜視図である。図９に示す携帯電話（電子機器）１００は、上記実施形態の液晶表示装置を小サイズの表示部１０２として備え、複数の操作ボタン１０４、受話口１０６、及び送話口１０８を備えて構成されている。
上記実施形態の液晶表示装置は、コンタクトホールの高低差による電極の段切れを防止する。又、電極のパターニングに必要なフォトリソグラフィー工程においては、コンタクトホールの段差起因のレジスト塗布ムラや、コンタクトホールでのレジスト残渣の発生を防止する。このため、電極の膜厚をより均一にできる。一方、電極とデータ線間の容量を適切な範囲に収めることで、クロストークといった表示品質の低下を防止する。これにより、表示品質に優れた液晶表示部を備えた携帯電話１００を提供することができる。

上記各実施形態の液晶表示装置は、上記した電子機器に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型或いはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、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、及びタッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、更に携帯電話用ＬＣＤや車載用ＬＣＤの動画対応を目的とした高速応答ＬＣＤ、フィールドシーケンシャル（ＦＳ）表示方式を用いた３Ｄ液晶ディスプレイや２画面液晶ディスプレイ、及びプロジェクションテレビ向けライトバルブ等、いずれの電子機器においても明るく、高コントラストの優れた表示品質を得ることが可能になっている。

第１の実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す図。 第１の実施形態に係る液晶表示装置の等価回路図。 第１の実施形態に係る液晶表示装置のサブ画素領域の平面構成図。 図３中のIV−IV線における概略断面図。 第１の実施形態に係る液晶表示装置の表示性能を検証する試験体を示す図。 第１の実施形態に係る液晶表示装置の表示性能を検証する試験体を示す図。 第１の実施形態に係る液晶表示装置の形成工程図。 第２の実施形態に係る液晶表示装置を示す模式断面図。 本実施形態に係る電子機器の一例を示す斜視図。

符号の説明

１０…液晶表示装置（液晶装置） １２…素子基板（第１の基板） １４…対向基板（第２の基板） １６…シール材 １８…液晶層 ２０…データ線駆動回路 ２２…実装端子 ２４…走査線駆動回路 ２６…配線 ２８…カラーフィルタ（層） ３０…ＴＦＴ素子（スイッチング素子） ３２…遮光膜 ３４…遮光領域 ３６…画素電極（電極） ３８…共通電極 ３８ａ…枠部 ３８ｂ…帯状部 ３８ｃ…開口部 ４０…共通線 ４２…データ線 ４４…走査線 ４６，４８…偏光板 ５０…基板本体 ５２…ゲート絶縁膜 ５４…第１層間絶縁層 ５６…第２層間絶縁層（下地層） ５８…半導体層 ６０…ゲート電極 ６２…ドレイン電極 ６４…第１絶縁層 ６６…反射層 ６８…平坦化層 ７０…第２絶縁層 ７２…ソース電極 ７６…基板本体 ７８…遮光膜 ８０…位相差層 ８２…ＩＴＯ配線 ８４…基材 ８６…アクリル ８８…試験体 ９０…ＳｉＮ膜 ９２…試験体 ９４…アルミニウム膜 ９６…液晶表示装置 ９８…位相差層 １００…携帯電話 １０２…表示部 １０４…操作ボタン １０６…受話口 １０８…送話口。

Claims (5)

1. 第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に位置する液晶層と、を有した液晶装置であって、
   前記第１の基板は、
   互いに交差する走査線及びデータ線に電気的に接続されたスイッチング素子と、
   前記スイッチング素子よりも前記液晶層側に設けられ、所定の領域に凹凸形状を有する下地層と、
   前記下地層の前記所定の領域を覆うように形成され、表面に前記凹凸形状を有する反射層と、
   前記反射層を覆うように形成された平坦化層と、
   前記平坦化層上に設けられ、前記下地層と前記平坦化層とに形成されたコンタクトホールを介して前記スイッチング素子と電気的に接続された、少なくとも一つの電極と、
   を含み、
   前記下地層と前記平坦化層との合計の膜厚が２〜５μｍであることを特徴とする液晶装置。
2. 第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に位置する液晶層と、を有した液晶装置であって、
   前記第１の基板は、
   互いに交差する走査線及びデータ線に電気的に接続されたスイッチング素子と、
   前記スイッチング素子よりも前記液晶層側に設けられ、所定の領域に凹凸形状を有する下地層と、
   前記下地層の前記所定の領域を覆うように形成され、表面に前記凹凸形状を有する反射層と、
   前記反射層を覆うように形成された平坦化層と、
   前記平坦化層上に設けられた位相差層と、
   前記位相差層及び前記平坦化層上に設けられ、前記下地層と前記平坦化層と前記位相差層とに形成されたコンタクトホールを介して前記スイッチング素子と電気的に接続された、少なくとも一つの電極と、
   を含み、
   前記下地層と前記平坦化層と前記位相差層との合計の膜厚が２〜５μｍであることを特徴とする液晶装置。
3. 請求項１又は２に記載の液晶装置において、
   前記平坦化層上には、電圧印加時に前記第１の基板面に平行な方向に電界が発生するように配置された共通電極と画素電極とが設けられていることを特徴とする液晶装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶装置において、
   一つの画素領域内に透過領域と前記所定の領域としての反射領域とを有しており、
   前記反射層は、前記反射領域に配置されていることを特徴とする液晶装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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