JP2009276712A - 電気光学装置、電気光学装置の製造方法、および投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンタクトホールを埋める工程を利用して、隣接する画素電極の間に発生する凹部を平坦化した電気光学装置、その製造方法、およびかかる電気光学装置を用いた投射型表示装置を提供する。
【解決手段】電気光学装置において、画素電極９ａは、下層側に島状に形成された第１電極９１ａと、第１電極９１ａ上に島状に形成された上層側の第２電極９２ａとによって構成されている。第１電極９１ａの上層には絶縁膜７３が積層され、かかる絶縁膜７３によって、コンタクトホール７２ｂ内の凹部は完全に埋められ、隣接する第１電極９１ａの間も埋められている。従って、絶縁膜７３の表面と、第１電極９１ａにおいて絶縁膜７３から露出している表面とは連続した平坦面を構成しており、かかる平坦面上に第２電極７２ａが形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板上の複数の画素の各々に画素スイッチング素子および画素電極が形成された素子基板を有する電気光学装置、電気光学装置の製造方法、および当該電気光学装置をライトバルブとして用いた投射型表示装置に関するものである。

各種の電気光学装置のうち、液晶装置では、基板上に電界効果型トランジスタ等の画素スイッチング素子および島状の画素電極が形成された素子基板と、対向基板とが対向配置されているとともに、素子基板と対向基板との間に液晶層が保持されている。このような電気光学装置において、素子基板上では、層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して画素電極と画素スイッチング素子とが電気的に接続されている。ここで、配向膜に対するラビングを均一に行なうという観点からすると、画素電極の表面が平坦になっていることが好ましい。そこで、コンタクトホール内に金属を埋め込み、コンタクトホール内の金属を介して、画素電極と画素スイッチング素子とを電気的に接続した構成が提案されている（特許文献１参照）。
特開平１１−１１９２５５号公報

しかしながら、隣接する画素電極により挟まれた領域にも、画素電極の膜厚に相当する深さをもった凹部が発生しており、かかる凹部についても、ある程度平坦化されていることが好ましいが、特許文献１に開示の技術では、かかる凹部を平坦化することが困難である。このため、画素電極を形成した後、別途、絶縁膜を形成し、しかる後に、表面を研磨する必要がある。このため、製造工程数が増大し、生産性が低下するという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、コンタクトホールを埋める工程を利用して、隣接する画素電極の間に発生する凹部を平坦化した電気光学装置、その製造方法、およびかかる電気光学装置を用いた投射型表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、基板上に配置された複数の画素と、前記複数の画素の各々に形成された画素スイッチング素子と、該画素スイッチング素子を上層側から覆う層間絶縁膜と、該層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記画素スイッチング素子に電気的に接続された画素電極と、が形成された素子基板を有し、前記画素電極は、前記コンタクトホール内および前記層間絶縁膜上に形成された島状の第１電極と、該第１電極の上に積層された島状の第２電極とを有し、前記コンタクトホール内、および隣接する前記第１電極に挟まれた隙間領域には各々、第１絶縁膜が設けられるとともに、当該第１絶縁膜の表面と前記第１電極において前記第１絶縁膜から露出している表面とは連続した平坦面を構成しており、当該平坦面上に前記第２電極が形成されていることを特徴とする。

また、本発明は、基板上に配置された複数の画素の各々に、画素スイッチング素子と、該画素スイッチング素子を上層側から覆う層間絶縁膜と、該層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記画素スイッチング素子に電気的に接続された画素電極と、が形成された素子基板を有する電気光学装置の製造方法において、該画素電極は、第１電極および該第１電極の上層に形成された第２電極とを有し、前記画素スイッチング素子および前記層間絶縁膜を形成した後、当該層間絶縁膜に対して、前記画素スイッチング素子と前記画素電極とを電気的に接続するためのコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、前記コンタクトホール内及び前記層間絶縁膜の上に第１導電膜を形成した後、該第１導電膜をパターニングして前記第１電極を島状に形成する第１電極形成工程と、前記第１電極の上層側に第１絶縁膜を形成する第１絶縁膜形成工程と、前記第１絶縁膜の表面を研磨して前記第１電極の表面を露出させる第１研磨工程と、前記第１電極の上層側に第２導電膜を形成した後、該第２導電膜をパターニングして前記第２電極を島状に形成する第２電極形成工程と、を有することを特徴とする。

本発明では、画素電極を下層側の第１電極と上層側の第２電極とにより形成し、第１電極と第２電極との間に形成した第１絶縁膜によって、コンタクトホールに起因する凹部を平坦化するとともに、隣接する第１電極に挟まれた隙間領域に形成される凹部を埋める。すなわち、第１電極を形成した後、第１絶縁膜を形成し、しかる後に、第１電極が露出するまで第１絶縁膜を表面側から研磨すると、コンタクトホールに起因する凹部に第１絶縁膜が埋め込まれて平坦化されるとともに、隣接する第１電極に挟まれた隙間領域に形成される凹部も平坦化され、第１絶縁膜の表面と、前記第１電極において前記第１絶縁膜から露出している表面とは連続した平坦面を構成する。また、かかる平坦面上では、第１電極が露出しているので、その上に第２電極を形成すれば、第１電極と第２電極とは積層した状態になって画素電極を形成する。従って、コンタクトホールを埋める工程を利用して、隣接する画素電極の間に発生する凹部を平坦化することができる。ここで、隣接する第２電極に挟まれた領域には凹部が発生するが、かかる凹部の深さは、画素電極全体の厚さからみれば浅いので、配向膜に対するラビング処理を均一に行なうことができる。

本発明を適用した電気光学装置の製造方法において、前記第１絶縁膜形成工程では、前記第１電極を形成した後における前記コンタクトホールの深さ寸法、および前記第１電極の厚さ寸法よりも厚い膜厚に前記第１絶縁膜を形成することが好ましい。このように構成すると、コンタクトホールに起因する凹部、および第１電極により挟まれた領域に発生した凹部を第１絶縁膜で完全に平坦化することができる。すなわち、前記第１絶縁膜形成工程において第１絶縁膜を形成するだけで、コンタクトホールに起因する凹部、および第１電極により挟まれた領域に発生した凹部をある程度平坦化することができ、前記第１絶縁膜形成工程において、第１電極を形成した後における前記コンタクトホールの深さ寸法、および前記第１電極の厚さ寸法よりも厚い膜厚に前記第１絶縁膜を形成すれば、コンタクトホールに起因する凹部、および第１電極により挟まれた領域に発生した凹部を完全に平坦化することができる。

本発明において、前記第２電極の形成領域は、前記第１電極の形成領域より広く、前記画素電極の形成範囲を規定していることが好ましい。すなわち、本発明を適用した電気光学装置の製造方法において、前記第１電極形成工程では、前記第１電極を前記画素電極より狭い領域に形成し、前記第２電極形成工程では、前記第２電極を前記第１電極より広い領域に形成して当該第２電極により前記画素電極の形成範囲を規定することが好ましい。このように構成すると、第１電極を広く形成し、第２電極を狭く形成した場合と違って、画素電極の表面に無用な段差が発生しないという利点がある。

本発明において、前記第１電極の膜厚は前記第２電極の膜厚より厚いことが好ましい。すなわち、本発明を適用した電気光学装置の製造方法において、前記第１電極形成工程では、前記第１電極の膜厚を前記第２電極の膜厚より厚くすることが好ましい。このように構成すると、コンタクトホール内に形成される第１電極の膜厚が厚いことになるので、コンタクトホール内での電気的な接続を確実に行なうことができる。また、隣接する第２電極に挟まれた領域に発生する凹部の深さは、あくまで薄い第２電極の方の膜厚に相当するので、凹部が浅く、配向膜に対するラビング処理を均一に行なうことができる。

本発明において、隣接する前記第２電極に挟まれた隙間領域は各々、第２絶縁膜で埋められて、当該第２絶縁膜の表面と、前記第２電極において前記第２絶縁膜から露出している表面とは連続した平坦面を構成していることが好ましい。すなわち、本発明を適用した電気光学装置の製造方法において、前記第２電極形成工程の後、前記第２電極の上層側に第２絶縁膜を形成する第２絶縁膜形成工程と、前記第２絶縁膜の表面を研磨して前記第２電極の表面を露出させる第２研磨工程と、を行なうことが好ましい。このように構成すると、隣接する第２電極に挟まれた領域に発生する凹部を第２絶縁膜で完全に埋めることができるので、配向膜に対するラビング処理を均一に行なうことができる。

本発明は、電気光学装置を反射型液晶装置として構成する場合、および透過型液晶装置として構成する場合のいずれにも適用することができる。

本発明に係る電気光学装置を反射型液晶装置として構成する場合、前記第１電極および前記第２電極のうち、少なくとも形成領域が広い方の電極を、光反射性導電膜によって形成すればよい。

この場合、前記第１電極および前記第２電極の双方が光反射性導電膜からなることが好ましい。

本発明を適用した反射型電気光学装置は、携帯電話機やモバイルコンピュータ等の電子機器の他、投射型表示装置のライトバルブとして用いることができる。この場合、投射型表示装置は、本発明を適用した電気光学装置に光を供給するための光源部と、前記電気光学装置によって光変調された光を被投射面に投射する投射光学系とを備えている。

図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。なお、電界効果型トランジスタを流れる電流の方向が反転する場合、ソースとドレインとが入れ替わるが、以下の説明では、便宜上、画素電極が接続されている側をドレインとし、データ線が接続されている側をソースとして説明する。

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

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

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

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

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

詳しくは後述するが、素子基板１０には、画素電極９ａがマトリクス状に形成されている。これに対して、対向基板２０には、シール材１０７の内側領域に遮光性材料からなる額縁１０８が形成され、その内側が画像表示領域１０ａとされている。また、対向基板２０には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜からなる共通電極２１が形成されている。なお、対向基板２０には画素電極９ａ間と対向する位置にブラックマトリクスあるいはブラックストライプと称せられる遮光膜（図示せず）が形成されることがある。また、画素領域１０ｂには、額縁１０８と重なる領域にダミーの画素が構成される場合があり、この場合、画素領域１０ｂのうち、ダミー画素を除いた領域が画像表示領域１０ａとして利用されることになる。

このような構成の電気光学装置１００を反射型液晶装置として構成する場合、画素電極９ａは、光反射性導電膜によって構成される。これに対して、電気光学装置１００を透過型液晶装置として構成する場合、画素電極９ａは、ＩＴＯ膜などといった透光性導電膜によって構成される。本形態においては、電気光学装置１００が反射型液晶装置として構成されていることから、対向基板２０の側から入射した光が画素電極９ａで反射して再び、対向基板２０の側から出射される間に液晶層５０によって画素毎に光変調される結果、画像が表示される。ここで、電気光学装置１００は、モバイルコンピュータ、携帯電話機等といった電子機器のカラー表示装置として用いることができ、この場合、対向基板２０には、カラーフィルタ（図示せず）や保護膜が形成される。また、対向基板２０の光入射側の面には、使用する液晶層５０の種類、すなわち、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード等々の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板等が所定の向きに配置される。さらに、電気光学装置１００は、後述する投射型表示装置（液晶プロジェクタ）において、ＲＧＢ用のライトバルブとして用いることができる。この場合、ＲＧＢ用の各電気光学装置１００の各々には、ＲＧＢ色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が投射光として各々入射されることになるので、カラーフィルタは形成されない。

（各画素の構成）
図３（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る反射型の電気光学装置１００に用いた素子基板１０において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ−Ａ′線に相当する位置で電気光学装置１００を切断したときの断面図である。なお、図３（ａ）において、データ線６ａについては一点鎖線で示し、走査線３ａおよび容量線３ｂは実線で示し、半導体層１ａは短くて細い点線で示してある。また、本形態では、画素電極９ａが下層側の第１電極９１ａと、上層側の第２電極９２ａとによって構成されていることから、下層側の第１電極９１ａについては長い点線で示し、上層側の第２電極９２ａについては二点鎖線で示してある。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、素子基板１０には、石英基板やガラス基板等からなる透光性基板１０ｄの第１面１０ｘおよび第２面１０ｙのうち、対向基板２０側に位置する第１面１０ｘにシリコン酸化膜等からなる透光性の下地絶縁層１５が形成されているとともに、その上層側において、画素電極９ａと重なる位置にＮチャネル型の電界効果型トランジスタ３０が形成されている。電界効果型トランジスタ３０は、島状のポリシリコン膜、あるいは島状の単結晶半導体層からなる半導体層１ａに対して、チャネル領域１ｇ、低濃度ソース領域１ｂ、高濃度ソース領域１ｄ、低濃度ドレイン領域１ｃ、および高濃度ドレイン領域１ｅが形成されたＬＤＤ構造を備えている。半導体層１ａの表面側には、シリコン酸化膜からなる透光性のゲート絶縁層２が形成されており、ゲート絶縁層２の表面に、金属膜やドープトシリコン膜からなるゲート電極（走査線３ａ）が形成されている。また、半導体層１ａにおける高濃度ドレイン領域１ｅからの延設部分には、ゲート絶縁層２を介して容量線３ｂが対向し、保持容量６０が形成されている。なお、本形態において、電界効果型トランジスタ３０はＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を備えているが、高濃度ソース領域および高濃度ドレイン領域が走査線３ａに自己整合的に形成されている構造を採用してもよい。また、本形態では、ゲート絶縁層２は、熱酸化により形成されたシリコン酸化膜からなるが、ＣＶＤ法等により形成されたシリコン酸化膜やシリコン窒化膜を用いることもできる。

電界効果型トランジスタ３０の上層側には、シリコン酸化膜等とった透光性絶縁膜からなる層間絶縁膜７１、７２が形成されている。層間絶縁膜７１の表面には金属膜やドープトシリコン膜からなるデータ線６ａおよびドレイン電極６ｂが形成され、データ線６ａは、層間絶縁膜７１に形成されたコンタクトホール７１ａを介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続し、ドレイン電極６ｂは、層間絶縁膜７１に形成されたコンタクトホール７１ｂを介して高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続している。

層間絶縁膜７２の表面には、後述する構成の画素電極９ａが島状に形成されており、画素電極９ａは、層間絶縁膜７２に形成されたコンタクトホール７２ｂを介してドレイン電極６ｂに電気的に接続されている。また、画素電極９ａの上には配向膜１６が形成されている。

このように構成した素子基板１０は、画素電極９ａと共通電極２１とが対面するように対向基板２０に対向配置され、かつ、これらの基板間には、シール材１０７により囲まれた空間内に電気光学物質としての液晶層５０が封入されている。液晶層５０は、画素電極９ａからの電界が印加されていない状態で、素子基板１０および対向基板２０に形成された配向膜１６、２６により所定の配向状態をとる。液晶層５０は、例えば一種または数種のネマティック液晶を混合したもの等からなる。配向膜１６、２６は、ラビング処理を施したポリイミド膜などからなる。

（画素電極９ａの構成および平坦化構造）
本形態では、配向膜１６に対するラビングを均一に行なうという観点から、コンタクトホール７２ａに起因する凹部、および隣接する画素電極９ａに挟まれた領域に発生する凹部を平坦化することを目的に以下の構成が採用されている。

まず、複数の画素１００の各々のいずれにおいても、画素電極９ａは、下層側に島状に形成された第１電極９１ａと、第１電極９１ａ上に島状に形成された上層側の第２電極９２ａとによって構成されている。第１電極９１ａは、コンタクトホール７２ｂ内および層間絶縁膜７２上に形成されており、コンタクトホール７２ｂ内でドレイン電極６ｂに直接、接している。これに対して、第２電極９２ａは、第１電極７１ａの上に積層されており、第１電極９１ａを介してドレイン電極６ｂに電気的に接続している。

また、コンタクトホール７２ｂの内部を見ればわかるように、第１電極９１ａの上層には、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの絶縁膜からなる絶縁膜７３（第１絶縁膜）が積層されており、かかる絶縁膜７３によって、コンタクトホール７２ｂ内の凹部は完全に埋められている。また、層間絶縁膜７２上において、隣接する第１電極９１ａの間は、絶縁膜７３によって埋められている。さらに、絶縁膜７３の表面、および第１電極９１ａにおいて絶縁膜７３から露出している表面はいずれも、平坦面になっている。このため、絶縁膜７３の表面と、第１電極９１ａにおいて絶縁膜７３から露出している表面とは連続した平坦面を構成しており、かかる平坦面上に第２電極７２ａが形成されている。従って、第２電極９２ａの表面も平坦であり、隣接する画素電極９ａに挟まれた領域には、第２電極７２ａの膜厚に相当する浅い凹部が形成されているだけである。それ故、配向膜１６は概ね平坦であり、ラビング処理が均一に行なわれている。

ここで、第１電極９１ａの形成領域は画素電極９ａの形成領域より狭く、第２電極９２ａの形成領域は、第１電極９１ａの形成領域より広く、画素電極９ａの形成範囲を規定している。また、本形態では、電気光学装置１００が反射型液晶装置であるため、画素電極９ａに光反射性を付与する必要がある。そこで、本形態では、第１電極９１ａおよび第２電極９２ａのいずれについても、アルミニウム単体膜、アルミニウム合金膜、銀単体膜、銀合金膜、あるいはそれらの積層膜などといった光反射性導電膜によって構成されている。

（電気光学装置１００の製造方法）
以下、図４および図５を参照して、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置１００の製造方法を説明しながら、電気光学装置１００の構成を詳述する。図４は、本発明を適用した電気光学装置１００の製造方法のうち、データ線６ａおよびドレイン電極６ｂを形成した以降、第１電極９１ａを形成するまでの工程断面図であり、図５は、本発明を適用した電気光学装置１００の製造方法のうち、第１電極９１ａを形成した後、第２電極９２ａを形成するまでの工程断面図である。

まず、図４（ａ）に示すように、素子基板１０の表面側（透光性基板１０ｄ）の第１面１０ｘ）に、電界効果型トランジスタ３０、データ線６ａ、ドレイン電極６ｂを形成する。

次に、図４（ｂ）に示すように、データ線６ａおよびドレイン電極６ｂを覆うように、シリコン酸化物等によって層間絶縁膜７２を形成した後（層間絶縁膜形成工程）、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、層間絶縁膜７２にコンタクトホール７２ａを形成する（コンタクトホール形成工程）。

次に、第１電極形成工程では、図４（ｃ）に示すように、層間絶縁膜７２上に、アルミニウム単体膜、アルミニウム合金膜、銀単体膜、銀合金膜、あるいはそれらの積層膜などといった光反射性導電膜からなる第１導電膜９１を形成した後、図４（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、第１導電膜９１をパターニングし、第１電極９１ａを島状に形成する。

次に、絶縁膜形成工程（第１絶縁膜形成工程）では、第１電極９１ａを覆うように、シリコン酸化物等によって絶縁膜７３を形成する。その際、第１電極９１ａを形成した後におけるコンタクトホール７２ａの深さ寸法、および第１電極９１ａの厚さ寸法よりも厚い膜厚に絶縁膜７３を形成する。

次に、研磨工程（第１研磨工程）では、絶縁膜７３を表面から研磨し、図５（ｂ）に示すように、第１電極９１ａを露出させる。かかる研磨としては化学機械研磨を利用でき、化学機械研磨では、研磨液に含まれる化学成分の作用と、研磨剤と透光性基板１０ｄとの相対移動によって、高速で平滑な研磨面を得ることができる。より具体的には、研磨装置において、不織布、発泡ポリウレタン、多孔質フッ素樹脂等からなる研磨布（パッド）を貼り付けた定盤と、透光性基板１０ｄを保持するホルダとを相対回転させながら、研磨を行なう。その際、例えば、平均粒径が０．０１〜２０μｍの酸化セリウム粒子、分散剤としてのアクリル酸エステル誘導体、および水を含む研磨剤を研磨布と透光性基板１０ｄとの間に供給する。その結果、第１電極９１ａのうち、絶縁膜７３から露出している部分は鏡面となる。また、コンタクトホール７２ｂ内の凹部は絶縁膜７３によって完全に埋められ、平坦化されている。さらに、層間絶縁膜７２上において、隣接する第１電極９１ａの間は、絶縁膜７３によって埋められ、平坦化されている。従って、絶縁膜７３の表面と、第１電極９１ａにおいて絶縁膜７３から露出している表面とは連続した平坦面を構成することになる。

次に、第２電極形成工程では、図５（ｃ）に示すように、絶縁膜７３の表面と、第１電極９１ａにおいて絶縁膜７３から露出している表面とが構成する平坦面の上に、アルミニウム単体膜、アルミニウム合金膜、銀単体膜、銀合金膜、あるいはそれらの積層膜などといった光反射性導電膜からなる第２導電膜９２を形成した後、図５（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、第２導電膜９２をパターニングし、第２電極９２ａを島状に形成する。このように構成した第２電極７２ａの表面も平坦である。また、第２電極９２ａの形成領域は、第１電極９１ａの形成領域より広く、画素電極９ａの形成範囲を規定するように設定する。

しかる後には、図３（ｂ）に示すように、第２電極９２ａの表面にポリイミド膜などを塗布して配向膜１６を形成した後、ラビング処理をおこなう。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、画素電極９ａを下層側の第１電極９１ａと上層側の第２電極９２ａとにより形成し、第１電極９１ａと第２電極９２ａとの間に形成した絶縁膜７３によって、コンタクトホール７２ｂに起因する凹部を平坦化するとともに、隣接する第１電極９１ａに挟まれた隙間領域９ｓに形成される凹部を埋める。すなわち、第１電極９１ａを形成した後、絶縁膜７３を形成し、しかる後に、第１電極９１ａが露出するまで絶縁膜７３を表面側から研磨すると、コンタクトホール７２ｂに起因する凹部に絶縁膜７３が埋め込まれて平坦化されるとともに、隣接する第１電極９１ａに挟まれた隙間領域９ｓに形成される凹部も平坦化され、絶縁膜７３の表面と、第１電極９１ａにおいて絶縁膜７３から露出している表面とは連続した平坦面を構成する。また、かかる平坦面上では、第１電極９１ａが露出しているので、その上に第２電極９２ａを形成すれば、第１電極９１ａと第２電極９２ａとは積層した状態になって画素電極９ａを形成する。従って、コンタクトホール７２ｂを埋める工程を利用して、隣接する画素電極９ａの間に発生する凹部を平坦化することができる。ここで、隣接する第２電極９２ａに挟まれた領域には凹部が発生するが、かかる凹部の深さは、画素電極９ａ全体の厚さからみれば浅いので、配向膜１６に対するラビング処理を均一に行なうことができる。

しかも、絶縁膜形成工程において、絶縁膜７３を形成する際、第１電極９１ａを形成した後におけるコンタクトホール７２ａの深さ寸法、および第１電極９１ａの厚さ寸法よりも厚い膜厚に設定したため、研磨工程を終えた段階で、コンタクトホール７２ｂに起因する凹部、および第１電極９１ａにより挟まれた領域に発生した凹部を絶縁膜７３で完全に平坦化することができる。

また、本形態では、下層側の第１電極９１ａの形成領域は画素電極９ａの形成領域より狭く、上層側の第２電極９２ａの形成領域は、第１電極９１ａの形成領域より広く、画素電極９ａの形成範囲を規定している。このため、第１電極９１ａを広く形成し、第２電極９２ａを狭く形成した場合と違って、画素電極９ａの表面に無用な段差が発生しないという利点がある。

［実施の形態２］
図６（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態２に係る反射型の電気光学装置１００に用いた素子基板１０において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ−Ａ′線に相当する位置で電気光学装置１００を切断したときの断面図である。図７は、本発明の実施の形態２に係る反射型の電気光学装置１００の製造方法において、第２電極９２を形成した以降、絶縁膜７４で平坦化するまでの工程断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。

本形態でも、実施の形態１と同様、配向膜１６に対するラビングを均一に行なうという観点から、コンタクトホール７２ａに起因する凹部、および隣接する画素電極９ａに挟まれた領域に発生する凹部を平坦化することを目的に以下の構成が採用されている。

まず、複数の画素１００の各々のいずれにおいても、実施の形態１と同様、層間絶縁膜７２の上層側に島状に形成されている画素電極９ａは、下層側に島状に形成された第１電極９１ａと、第１電極９１ａ上に島状に形成された上層側の第２電極９２ａとによって構成されている。また、第１電極９１ａの形成領域は画素電極９ａの形成領域より狭く、第２電極９２ａの形成領域は、第１電極９１ａの形成領域より広く、画素電極９ａの形成範囲を規定している。また、本形態では、電気光学装置１００が反射型液晶装置であるため、第１電極９１ａおよび第２電極９２ａのいずれについても、アルミニウム単体膜、アルミニウム合金膜、銀単体膜、銀合金膜、あるいはそれらの積層膜などといった光反射性導電膜によって構成されている。また、第１電極９１ａの上層には、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの絶縁膜からなる絶縁膜７３（第１絶縁膜）が積層されており、かかる絶縁膜７３によって、コンタクトホール７２ｂ内の凹部は完全に埋められている。また、層間絶縁膜７２上において、隣接する第１電極９１ａの間は、絶縁膜７３によって埋められている。従って、絶縁膜７３の表面と、第１電極９１ａにおいて絶縁膜７３から露出している表面とは連続した平坦面を構成しており、かかる平坦面上に第２電極７２ａが形成されている。従って、第２電極９２ａの表面も平坦であり、隣接する画素電極９ａに挟まれた領域には、第２電極７２ａの膜厚に相当する浅い凹部が形成されているだけである。

さらに、本形態では、隣接する第２電極９２ａに挟まれた領域が、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などからなる絶縁膜７４（第２絶縁膜）で埋められており、絶縁膜７４の表面と、第２電極９２ａにおいて絶縁膜７４から露出している表面とは連続した平坦面を構成しており、かかる平坦面上に配向膜１６が形成されている。従って、配向膜１６は完全に平坦であり、ラビング処理が均一に行なわれている。

かかる構成の電気光学装置１００の製造方法では、第２電極９２ａを形成するまでは実施の形態１と同様であるため、第２電極９２ａを形成した以降の工程を、図７を参照して説明する。本形態の電気光学装置１００を製造するには、図４および図５を参照して説明した方法で第２電極９２ａを形成した後、第２絶縁膜形成工程では、図７（ａ）に示すように、第２電極９２ａを覆うように、シリコン酸化物等によって絶縁膜７４（第２絶縁膜）を形成する。その際、第２電極９２ａの厚さ寸法よりも厚い膜厚に絶縁膜７４を形成する。

次に、研磨工程では（第２研磨工程）では、絶縁膜７４を表面から研磨し、図７（ｂ）に示すように、第２電極９２ａを露出させる。かかる研磨においいても化学機械研磨を利用でき、かかる化学機械研磨によれば、第２電極９２ａのうち、絶縁膜７４から露出している部分を鏡面とすることができる。また、隣接する第２電極９２ａの間は、絶縁膜７４によって埋められ、平坦化される結果、絶縁膜７４の表面と、第２電極９２ａにおいて絶縁膜７４から露出している表面とは連続した平坦面を構成することになる。しかる後に、図６（ｂ）に示すように、第２電極９２ａの表面にポリイミド膜などを塗布して配向膜１６を形成した後、ラビング処理をおこなう。

このように本形態でも、実施の形態１と同様、コンタクトホール７２ｂに起因する凹部、および隣接する第１電極９１ａに挟まれた隙間領域９ｓに形成される凹部については、絶縁膜７４で平坦化し、隣接する第２電極９２ａに挟まれた領域に形成される凹部については絶縁膜７４で平坦化するため、配向膜１６は完全な平坦面上に形成される。それ故、配向膜１６に対するラビング処理を均一に行なうことができる。

［実施の形態３］
実施の形態１、２では、第１電極９１ａ（第１導電膜９１）の膜厚と、第２電極９２ａ（第２導電膜９２）の膜厚との関係については規定しなかったが、実施の形態１、２のいずれにおいても、第１電極９１ａ（第１導電膜９１）の膜厚は第２電極（第２導電膜９２）の膜厚より厚いことが好ましい。このように構成すると、コンタクトホール７２ｂ内に形成される第１電極９１ａの膜厚が厚いことになるので、コンタクトホール７２ｂ内での電気的な接続を確実に行なうことができる。また、上層側に形成する第２電極９２ａ（第２導電膜９２）の膜厚を薄くすれば、エッチング精度が高まるので、隣接する第２電極９２ａとの隙間を狭くできるという利点もある。

また、実施の形態１において、第１電極９１ａ（第１導電膜９１）の膜厚を第２電極（第２導電膜９２）の膜厚より厚くすれば、隣接する第２電極９２ａに挟まれた領域に発生する凹部の深さは、あくまで薄い第２電極９２ａの方の膜厚に相当するので、凹部が浅く、配向膜１６に対するラビング処理を均一に行なうことができるという利点がある。

［他の実施の形態］
上記実施の形態では、画素電極９ａに光反射性を付与するにあたって、第１電極９１ａおよび第２電極９２ａの双方を光反射性導電膜によって構成したが、第１電極９１ａおよび第２電極９２ａの一方のみを光反射性導電膜によって構成してもよく、この場合、第１電極９１ａおよび第２電極９２ａのうち、形成領域が広い方の電極を、光反射性導電膜により形成すればよい。

上記形態では、反射型電気光学装置の製造に本発明を適用したが、透過型の電気光学装置の製造に本発明を適用してもよく、この場合、ＩＴＯ膜等の透光性導電膜によって、画素電極（第１電極９１ａおよび第２電極９２ａ）を形成することになる。かかる透過型の電気光学装置でも、本発明を適用すれば、平坦面に配向膜１６を形成することができるので、ラビング処理を均一に行なうことができるという利点がある。

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

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

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

さらに、対向基板２０等にカラーフィルタを形成すれば、カラー表示可能な電気光学装置１００を形成することができる。また、カラーフィルタを形成した電気光学装置１００を用いれば、単板式の投射型表示装置を構成することもできる。

本発明を適用した反射型電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した反射型電気光学装置の液晶パネルを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＨ−Ｈ′断面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る反射型の電気光学装置に用いた素子基板において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ−Ａ′線に相当する位置で電気光学装置を切断したときの断面図である。 本発明の実施の形態１に係る電気光学装置の製造方法において、データ線およびドレイン電極を形成した以降、第１電極を形成するまでの工程断面図である。 本発明の実施の形態１に係る電気光学装置の製造方法において、第１電極を形成した後、第２電極を形成するまでの工程断面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態２に係る反射型の電気光学装置に用いた素子基板において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ−Ａ′線に相当する位置で電気光学装置を切断したときの断面図である。 本発明の実施の形態２に係る電気光学装置の製造方法において、第２電極を形成した以降、絶縁膜で平坦化するまでの工程断面図である。 本発明を適用した反射型の電気光学装置を用いた電子機器の説明図である。

符号の説明

９ａ・・画素電極、１０・・素子基板、１０ｄ・・透光性基板、３０・・電界効果型トランジスタ、５０・・液晶層、７２・・層間絶縁膜、７２ｂ・・コンタクトホール、７３・・絶縁膜（第１絶縁膜）、７４・・第２絶縁膜、９１・・第１導電膜、９１ａ・・第１電極、９２・・第２導電膜、９２ａ・・第２電極、１００・・電気光学装置、１００ａ・・画素

Claims (14)

1. 基板上に配置された複数の画素と、
   前記複数の画素の各々に形成された画素スイッチング素子と、
   該画素スイッチング素子を上層側から覆う層間絶縁膜と、
   該層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記画素スイッチング素子に電気的に接続された画素電極と、
   が形成された素子基板を有し、
   前記画素電極は、前記コンタクトホール内および前記層間絶縁膜上に形成された島状の第１電極と、該第１電極の上に積層された島状の第２電極とを有し、
   前記コンタクトホール内、および隣接する前記第１電極に挟まれた隙間領域には各々、第１絶縁膜が設けられるとともに、当該第１絶縁膜の表面と前記第１電極において前記第１絶縁膜から露出している表面とは連続した平坦面を構成しており、
   当該平坦面上に前記第２電極が形成されていることを特徴とする電気光学装置。
2. 前記第２電極の形成領域は、前記第１電極の形成領域より広く、前記画素電極の形成範囲を規定していることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記第１電極の膜厚は前記第２電極の膜厚より厚いことを特徴とする請求項１または２に記載の電気光学装置。
4. 隣接する前記第２電極に挟まれた隙間領域は各々、第２絶縁膜で埋められ、
   当該第２絶縁膜の表面と前記第２電極において前記第２絶縁膜から露出している表面とは連続した平坦面を構成していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の電気光学装置。
5. 前記第１電極および前記第２電極のうち、少なくとも形成領域が広い方の電極は、光反射性導電膜からなることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の電気光学装置。
6. 前記第１電極および前記第２電極の双方が光反射性導電膜からなることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の電気光学装置。
7. 基板上に配置された複数の画素の各々に、画素スイッチング素子と、該画素スイッチング素子を上層側から覆う層間絶縁膜と、該層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記画素スイッチング素子に電気的に接続された画素電極と、が形成された素子基板を有する電気光学装置の製造方法において、
   該画素電極は、第１電極および該第１電極の上層に形成された第２電極とを有し、
   前記画素スイッチング素子および前記層間絶縁膜を形成した後、
   当該層間絶縁膜に対して、前記画素スイッチング素子と前記画素電極とを電気的に接続するためのコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、
   前記コンタクトホール内及び前記層間絶縁膜の上に第１導電膜を形成した後、該第１導電膜をパターニングして前記第１電極を島状に形成する第１電極形成工程と、
   前記第１電極の上層側に第１絶縁膜を形成する第１絶縁膜形成工程と、
   前記第１絶縁膜の表面を研磨して前記第１電極の表面を露出させる第１研磨工程と、
   前記第１電極の上層側に第２導電膜を形成した後、該第２導電膜をパターニングして前記第２電極を島状に形成する第２電極形成工程と、
   を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
8. 前記第１絶縁膜形成工程では、前記第１電極を形成した後における前記コンタクトホールの深さ寸法、および前記第１電極の厚さ寸法よりも厚い膜厚の前記第１絶縁膜を形成することを特徴とする請求項７に記載の電気光学装置の製造方法。
9. 前記第１電極形成工程では、前記第１電極を前記画素電極より狭い領域に形成し、
   前記第２電極形成工程では、前記第２電極を前記第１電極より広い領域に形成して当該第２電極により前記画素電極の形成範囲を規定することを特徴とする請求項７または８に記載の電気光学装置の製造方法。
10. 前記第１電極形成工程では、前記第１電極の膜厚を前記第２電極の膜厚より厚くすることを特徴とする請求項７乃至９の何れか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
11. 前記第２電極形成工程の後、
    前記第２電極の上層側に第２絶縁膜を形成する第２絶縁膜形成工程と、
    前記第２絶縁膜の表面を研磨して前記第２電極の表面を露出させる第２研磨工程と、
    を行なうことを特徴とする請求項７乃至１０の何れか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
12. 前記第１電極および前記第２電極のうち、少なくとも形成領域が広い方の電極を、光反射性導電膜により形成することを特徴とする請求項７乃至１１の何れか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
13. 前記第１電極および前記第２電極の双方が光反射性導電膜からなることを特徴とする請求項７乃至１１の何れか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
14. 請求項１乃至６の何れか一項に記載の電気光学装置を備えた投射型表示装置であって、
    前記電気光学装置に光を供給するための光源部と、前記電気光学装置によって光変調された光を被投射面に投射する投射光学系とを備えていることを特徴とする投射型表示装置。

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