JP2011215446A - 液晶装置、液晶装置の製造方法、および投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】素子基板全体にわたって、画素電極の上層側に連続した平坦面を備えた絶縁膜を形成することができるとともに、各画素電極上に均等な膜厚の絶縁膜を設けることができる液晶装置、液晶装置の製造方法、および投射型表示装置を提供すること。
【解決手段】液晶装置１００およびその製造方法において、画素電極９ａの上層側に第１絶縁膜１６１を形成した後、第２絶縁膜１６２を形成し、その後、第１絶縁膜１６１において画素電極９ａと平面的に重なる領域が露出するまで第２絶縁膜１６２を研磨する。その結果、第１絶縁膜１６１の上層のうち、隣り合う画素電極９ａの間の境界領域９ｓと平面的に重なる領域に第２絶縁膜１６２が残される。かかる研磨工程で行なう研磨の速度は、第１絶縁膜１６１の方が第２絶縁膜１６２よりも低い。
【選択図】図５

Description

本発明は、画素電極が形成された素子基板を備えた液晶装置、液晶装置の製造方法、および当該液晶装置を備えた投射型表示装置に関するものである。

液晶装置は、一方面に複数の画素電極を備えた素子基板と、素子基板の一方面に液晶層を介して対向する対向基板とを有しており、画素電極と、素子基板あるいは対向基板に形成された共通電極との間に印加された電圧によって液晶層の配向状態を制御する。ここで、素子基板の表面側に画素電極によって凹凸があると、画素電極の表面側に形成される配向膜を好適な状態に形成できないという問題や、液晶層の配向を好適に制御できないという問題が発生する。

そこで、画素電極の上層側に絶縁膜を分厚く形成した後、画素電極が露出するまで絶縁膜を化学機械研磨し、画素電極の表面と絶縁膜の表面とによって連続した平坦面を形成することが提案されている（特許文献１参照）。

特開平１０−３０３４２８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、かなり分厚い絶縁膜を形成する必要があるため、絶縁膜の膜厚がばらつきやすい。このため、絶縁膜に対する化学機械研磨を終了した段階で、複数の画素電極のうち、一部の画素電極は絶縁膜から露出しているが、他の画素電極は未だ絶縁膜で覆われているという状態が発生しやすい等、素子基板全体にわたって連続した平坦面を形成するのが困難である。また、一部の画素電極は絶縁膜から露出しているが、他の画素電極は未だ絶縁膜で覆われていると、画素によって印加電圧と液晶の配向状態との関係が相違してしまうという事態を惹き起こすため、好ましくない。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、素子基板全体にわたって、画素電極の上層側に連続した平坦面を備えた絶縁膜を形成することができるとともに、各画素電極上に均等な膜厚の絶縁膜を設けることができる液晶装置、該液晶装置の製造方法、および当該液晶装置を備え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、本発明に係る液晶装置は、一方面に複数の画素電極を備えた素子基板と、該素子基板の前記画素電極の上層側に設けられ、当該画素電極の表面側を覆う第１絶縁膜と、該第１絶縁膜の上層のうち、隣り合う前記画素電極の間の領域に平面的に重なる領域に設けられ、前記画素電極と平面的に重なる領域の前記第１絶縁膜と連続した平坦面を形成する第２絶縁膜と、を備えていることを特徴とする。

また、本発明に係る液晶装置の製造方法は、素子基板の一方面に画素電極を形成する画素電極形成工程と、前記画素電極の表面側を覆う第１絶縁膜を形成する第１絶縁膜形成工程と、前記第１絶縁膜の上層に該第１絶縁膜よりも研磨速度が高い第２絶縁膜を形成する第２絶縁膜形成工程と、前記画素電極と平面的に重なる領域に前記第１絶縁膜が露出するまで前記第２絶縁膜を研磨する研磨工程と、を有することを特徴とする。本発明における「研磨速度が高い」とは、研磨工程で行なう研磨の速度が第２絶縁膜の方が第１絶縁膜よりも高いことを意味する。すなわち、研磨工程で行なう研磨の速度は、第１絶縁膜の方が第２絶縁膜よりも低いことを意味する。

本発明では、画素電極の上層側を平坦面とするにあたって、画素電極の上層側に第１絶縁膜を形成した後、第２絶縁膜を形成し、その後、画素電極と平面的に重なる領域に第１絶縁膜が露出するまで第２絶縁膜を研磨する。その結果、第１絶縁膜の上層のうち、隣り合う画素電極の間の領域と平面的に重なる領域に第２絶縁膜が残されるので、第２絶縁膜と、画素電極と平面的に重なる領域の第１絶縁膜とは、連続した平坦面を形成する。ここで、研磨工程で行なう研磨の速度は、第１絶縁膜の方が第２絶縁膜よりも低いため、第１絶縁膜が露出した部分では研磨速度が急激に低下する。それ故、他の領域よりも先に第１絶縁膜が露出した領域が発生しても、かかる部分では研磨速度が低いので、素子基板全体において、画素電極の上層側に連続した平坦面を形成することができる。また、各画素電極上に均等な膜厚の第１絶縁膜を残すことができる。それ故、液晶の配向制御を適正に行なうことができる。

本発明において、前記第１絶縁膜は、塗布型絶縁膜であり、前記第２絶縁膜は、気相堆積法により形成された無機絶縁膜であることが好ましい。このように構成すると、第１絶縁膜を各画素電極の表面に均等な厚さで形成することができる。また、第１絶縁膜が塗布型絶縁膜であれば、段差被覆性に優れているので、画素電極によって凹凸がある状態で絶縁膜を形成するのに適している。

本発明は、特に、前記平坦面上に斜方蒸着膜からなる配向膜が形成されている場合に適用すると効果的である。本発明によれば、画素電極と平面的に重なる領域、および隣り合う画素電極の間の領域と平面的に重なる領域の双方に絶縁膜が存在するので、斜方蒸着によって配向膜を形成した際、素子基板の全面にわたって均質な配向膜を形成することができる。

本発明において、前記研磨工程では、前記第２絶縁膜を化学機械研磨により研磨することが好ましい。化学機械研磨によれば、スラリーに用いる粒子径やｐＨを変えることによって、第１絶縁膜と第２絶縁膜とおける研磨速度の差を大とすることができるので、本発明のように第１絶縁膜と第２絶縁膜の研磨速度の差を利用するのに適している。

本発明に係る液晶装置は各種電子機器に用いることができる。ここで、電子機器として投射型表示装置を構成する場合、投射型表示装置は、本発明に係る液晶装置と、該液晶装置に光を供給する光源部と、前記液晶装置によって光変調された光を投射する投射光学系と、を有している。また、本発明を適用した液晶装置は、携帯電話機やモバイルコンピューター等の電子機器に用いることもできる。

本発明を適用した液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。 本発明を適用した液晶装置の具体的構成を示す説明図である。 本発明を適用した液晶装置の画素の説明図である。 本発明を適用した液晶装置の素子基板に形成した絶縁膜の説明図である。 本発明を適用した液晶装置の製造方法を示す工程断面図である。 本発明を適用した別の形態に係る液晶装置の素子基板に形成した絶縁膜の説明図である。 本発明を適用した液晶装置を用いた投射型表示装置の概略構成図である。

図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。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ー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。

（全体構成）
図１は、本発明を適用した液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。図１において、液晶装置１００は、ＴＮ（Twisted Nematic）モードあるいはＶＡ（Vertical Alignment）モードの液晶パネル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では、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、電界効果型トランジスターからなる画素トランジスター３０、および後述する画素電極９ａが形成されている。画素トランジスター３０のソースにはデータ線６ａが電気的に接続され、画素トランジスター３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続され、画素トランジスター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より外周側には走査線駆動回路１０４やデータ線駆動回路１０１が設けられている。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５５が付加されている。本形態では、保持容量５５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５ｂが形成されている。容量線５ｂは共通電位線（ＣＯＭ）に接続され、所定の電位に保持されている。なお、保持容量５５は前段の走査線３ａとの間に形成される場合もある。

（液晶パネル１００ｐおよび素子基板１０の構成）
図２は、本発明を適用した液晶装置１００の具体的構成を示す説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用した液晶装置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、液晶パネル１００ｐでは、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。

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の一方面には、図１（ａ）を参照して説明した画素トランジスター３０、および画素トランジスター３０に電気的に接続する画素電極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には共通電極２１が形成されている。かかる共通電極２１は、対向基板２０の略全面あるいは複数の帯状電極として複数の画素１００ａに跨って形成されている。なお、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。

かかる構成の液晶装置１００において、画素電極９ａおよび共通電極２１を透光性導電膜により形成すると、透過型の液晶装置を構成することができる。これに対して、画素電極９ａおよび共通電極２１の一方を透光性導電膜により形成し、他方を反射性導電膜により形成すると、反射型の液晶装置を構成することができる。

液晶装置１００は、モバイルコンピューター、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、カラーフィルター（図示せず）や保護膜が形成される。また、液晶装置１００では、使用する液晶層５０の種類や、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの違いに応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板等が液晶パネル１００ｐに対して所定の向きに配置される。さらに、液晶装置１００は、後述する投射型表示装置（液晶プロジェクター）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用の各液晶装置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、カラーフィルターは形成されない。

以下、液晶装置１００が反射型であって、画素電極９ａを反射性導電膜により構成し、共通電極２１を透光性導電膜により形成した場合を例示する。

（画素の具体的構成）
図３は、本発明を適用した液晶装置１００の画素の説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した液晶装置に用いた素子基板において隣り合う画素の平面図、および図３（ａ）のＦ−Ｆ′線に相当する位置で液晶装置１００を切断したときの断面図である。なお、図３（ａ）では、半導体層は細くて短い点線で示し、走査線３ａは太い実線で示し、データ線６ａおよびそれと同時形成された薄膜は一点鎖線で示し、容量線５ｂは二点鎖線で示し、画素電極９ａは太くて長い点線で示し、下電極４ａは細い実線で示してある。

図３（ａ）に示すように、素子基板１０上には、複数の画素１００ａの各々に矩形状の画素電極９ａが形成されており、各画素電極９ａの縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａおよび走査線３ａが形成されている。データ線６ａおよび走査線３ａは各々、直線的に延びており、データ線６ａと走査線３ａとが交差する領域に画素トランジスター３０が形成されている。また、素子基板１０上には、走査線３ａと重なるように容量線５ｂが形成されている。本形態において、容量線５ｂは、走査線３ａと重なるように直線的に延びた主線部分と、データ線６ａと走査線３ａとの交差部分でデータ線６ａに重なるように延びた副線部分とを備えている。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、素子基板１０は、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体１０ｄの液晶層５０側の表面に形成された画素電極９ａ、画素スイッチング用の画素トランジスター３０、および配向膜１６を主体として構成されており、対向基板２０は、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体２０ｄ、その液晶層５０側表面に形成された共通電極２１、および配向膜２６を主体として構成されている。

素子基板１０において、複数の画素１００ａの各々には画素トランジスター３０が形成されている。画素トランジスター３０において、半導体層１ａは、走査線３ａの一部からなるゲート電極３ｃに対してゲート絶縁層２を介して対向するチャネル領域１ｇと、ソース領域１ｂと、ドレイン領域１ｃとを備えており、ソース領域１ｂおよびドレイン領域１ｃは各々、低濃度領域および高濃度領域を備えている。半導体層１ａは、例えば、基板本体１０ｄ上に絶縁膜１２を介して形成された多結晶シリコン膜等によって構成され、ゲート絶縁層２は、半導体層１ａを熱酸化してなるシリコン酸化膜２ａと、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等のＣＶＤ膜２ｂとの２層構造を有している。なお、ゲート絶縁層２は、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のみからなる場合や、半導体層１ａを熱酸化してなるシリコン酸化膜のみからなる場合もある。走査線３ａには、ポリシリコンやアモルファスシリコン、単結晶シリコン膜等のシリコン膜や、これらのポリサイドやシリサイド、さらには金属膜が用いられる。

走査線３ａの上層側にはシリコン酸化膜等からなる第１層間絶縁膜４１が形成されており、第１層間絶縁膜４１の上層には下電極層４ａが形成されている。下電極層４ａは、走査線３ａとデータ線６ａとの交差する位置を基点として走査線３ａおよびデータ線６ａに沿って延出する略Ｌ字型に形成されている。下電極層４ａは、導電性のポリシリコン膜や金属膜等からなり、コンタクトホール７ｃを介してドレイン領域１ｃに電気的に接続されている。

下電極層４ａの上層側には、シリコン窒化膜等からなる誘電体層４２が形成されている。誘電体層４２の上層側には、誘電体層４２を介して下電極層４ａと対向するように容量線５ｂ（上電極層）が形成され、かかる容量線５ｂ、誘電体層４２および下電極層４ａによって、保持容量５５が形成されている。容量線５ｂは、導電性のポリシリコン膜、高融点金属を含む金属シリサイド膜、それらの積層膜、金属膜からなる。

ここで、下電極層４ａ、誘電体層４２および容量線５ｂ（上電極層）は、画素トランジスター３０の上層側に形成され、画素トランジスター３０に対して平面視で重なっている。このため、保持容量５５は、画素トランジスター３０の上層側に形成され、少なくとも画素トランジスター３０に対して平面視で重なっている。

容量線５ｂの上層側には、シリコン酸化膜等からなる第２層間絶縁膜４３が形成され、第２層間絶縁膜４３の上層にはデータ線６ａおよびドレイン電極６ｂが形成されている。データ線６ａはコンタクトホール７ａを介してソース領域１ｂに電気的に接続している。ドレイン電極６ｂはコンタクトホール７ｂを介して下電極層４ａに電気的に接続し、下電極層４ａを介してドレイン領域１ｃに電気的に接続している。データ線６ａおよびドレイン電極６ｂは、導電性のポリシリコン膜、高融点金属を含む金属シリサイド膜、それらの積層膜、金属膜からなる。

データ線６ａおよびドレイン電極６ｂの上層側には、シリコン酸化膜等からなる第３層間絶縁膜４４が形成されている。第３層間絶縁膜４４には、ドレイン電極６ｂへ通じるコンタクトホール７ｄが形成されている。第３層間絶縁膜４４の上層には、アルミニウムやアルミニウム合金等の反射性金属膜からなる画素電極９ａが形成されており、画素電極９ａは、コンタクトホール７ｄを介してドレイン電極６ｂに電気的に接続されている。本形態において、第３層間絶縁膜４４の表面は平坦面になっている。また、画素電極９ａの表面も平坦面になっている。

画素電極９ａの上層側には配向膜１６が形成されている。配向膜１６は、ポリイミド等の樹脂膜、あるいはシリコン酸化膜等の斜方蒸着膜からなる。本形態において、配向膜１６は、シリコン酸化膜等の斜方蒸着膜からなる無機配向膜であり、配向膜１６と画素電極９ａとの層間には、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の絶縁膜１６０が形成されている。

本形態において、絶縁膜１６０は、後述するように、下層側の第１絶縁膜１６１と第２絶縁膜１６２とからなる。

対向基板２０では、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体２０ｄの液晶層５０側の表面（素子基板１０に対向する側の面）に共通電極２１が形成されており、かかる共通電極２１を覆うように配向膜２６が形成されている。配向膜２６は、配向膜１６と同様、ポリイミド等の樹脂膜、あるいはシリコン酸化膜等の斜方蒸着膜からなる。本形態において、配向膜２６は、シリコン酸化膜等の斜方蒸着膜からなる無機配向膜であり、配向膜２６と共通電極２１との層間にはシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の絶縁膜２６０が形成されている。

（絶縁膜１６０の構成）
図４は、本発明を適用した液晶装置１００の素子基板１０に形成した絶縁膜１６０の説明図である。

図３を参照して説明した素子基板１０においては、図４に示すように、第３層間絶縁膜４４の表面に各画素の画素電極９ａが形成されており、第３層間絶縁膜４４の表面および画素電極９ａの表面はいずれも平坦面になっている。かかる平坦面は、第３層間絶縁膜４４の表面および画素電極９ａの表面に化学機械研磨を行なうことにより、構成されている。また、画素電極９ａの上層側には、絶縁膜１６０および配向膜１６が形成されており、本形態において、絶縁膜１６０は、島状の画素電極９ａの上層側に形成されているにもかかわらず、絶縁膜１６０の表面は連続した平坦面になっており、配向膜１６は連続した平坦面上に形成されている。

本形態では、絶縁膜１６０の表面を連続した平坦面とするにあたって、画素電極９ａの上層側には、画素電極９ａの表面側を覆う第１絶縁膜１６１と、第１絶縁膜１６１の上層のうち、隣り合う画素電極の間の境界領域９ｓと平面的に重なる領域に設けられた第２絶縁膜１６２とが形成されており、第１絶縁膜１６１と第２絶縁膜１６２とによって絶縁膜１６０が構成されている。ここで、第２絶縁膜１６２は、後述するように、第１絶縁膜１６１の上に積層された後、第１絶縁膜１６１が露出するまで研磨された絶縁膜であり、第１絶縁膜１６１において画素電極９ａと平面的に重なる領域と連続した平坦面を形成している。

かかる絶縁膜１６０を構成するにあたって、本形態では、図５を参照して説明するように、第１絶縁膜１６１として、リンドープシリケート系ＳＯＧ膜（Spin On Glass）、メチルシロキンサン系ＳＯＧ膜等の塗布型絶縁膜（シリコン酸化膜）が用いられ、第２絶縁膜１６２として、ＣＶＤ法、蒸着法、スパッタ法等の気相堆積法により形成された無機絶縁膜（シリコン酸化膜）が用いられている。

（液晶装置１００の製造方法）
図５を参照して、本発明を適用した液晶装置１００の製造方法のうち、素子基板１０に画素電極９ａや絶縁膜１６０等を形成する工程を説明する。図５は、本発明を適用した液晶装置１００の製造方法を示す工程断面図である。

本形態の液晶装置１００の製造工程のうち、素子基板１０に対して画素電極９ａや絶縁膜１６０等を形成するにあたっては、まず、図５（ａ）に示すように、図３を参照して説明した構成要素を順次形成した後、層間絶縁膜４４を形成する。また、層間絶縁膜４４の表面については化学機械研磨により平坦化する。

次に、画素電極形成工程において、画素電極９ａを形成する。より具体的には、層間絶縁膜４４の上層にアルミニウムやアルミニウム合金等の反射性金属膜を形成した後、反射性金属膜をパターニングし、複数の画素電極９ａを島状に形成する。その際、反射性金属膜をパターニングする前、あるいはパターニングした後に、化学研磨を行ない、表面が平坦な画素電極９ａを形成する。

次に、図５（ｂ）に示す第１絶縁膜形成工程では、画素電極９ａの上層側に、スピンコート法によりリンドープシリケート系ＳＯＧ材料やメチルシロキンサン系ＳＯＧ材料を塗布した後、焼成し、第１絶縁膜１６１を形成する。

次に、図５（ｃ）に示す第２絶縁膜形成工程では、第１絶縁膜１６１の上層にＣＶＤ法、蒸着法、スパッタ法等の気相堆積法に第２絶縁膜１６２を形成する。本形態では、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）と酸素（Ｏ₂）を用いたプラズマＣＶＤ法や、テトラエトキシシランとオゾン（Ｏ₃）を用いた常圧ＣＶＤ法等により、シリコン酸化膜からなる第２絶縁膜１６２を形成する。本形態では、第２絶縁膜１６２については、次に行なう研磨の際の研磨速度が、第１絶縁膜１６１より高いものを用いる。また、第２絶縁膜１６２は、隣り合う画素電極９ａの間の境界領域９ｓと平面的に重なる領域に形成された第１絶縁膜１６１の凹部が埋まるように形成される。すなわち、境界領域９ｓに形成される第２絶縁膜１６２の上面が、画素電極９ａに平面的に重なる領域に形成された第１絶縁膜１６１の上面と同等の高さ以上になるように、第２絶縁膜１６２を形成する。

次に、図５（ｄ）に示す研磨工程では、第１絶縁膜１６１において画素電極９ａと平面的に重なる領域が露出するまで第２絶縁膜１６２を研磨する。その結果、画素電極９ａの上層側には、画素電極９ａの表面側を覆う第１絶縁膜１６１と、第１絶縁膜１６１の上層のうち、隣り合う画素電極の間の境界領域９ｓと平面的に重なる領域に設けられた第２絶縁膜１６２とによって絶縁膜１６０が構成される。かかる絶縁膜１６０において、第２絶縁膜１６２は、第１絶縁膜１６１において画素電極９ａと平面的に重なる領域と連続した平坦面を形成しており、絶縁膜１６０の表面は、素子基板１０の全面にわたって連続した平坦面を形成している。

本形態において、研磨工程で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、研磨剤と素子基板１０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、素子基板１０を保持するホルダー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素子基板１０との間に供給する。

このような研磨の際、本形態では、第２絶縁膜１６２の研磨速度は、第１絶縁膜１６１の研磨速度の約３倍である。従って、第１絶縁膜１６１が露出した部分では研磨速度が１／３倍まで急激に低下する。それ故、他の領域よりも先に第１絶縁膜１６１が露出した領域が発生しても、かかる部分では研磨速度が低いので、素子基板１０全体において、画素電極９ａの上層側に、表面が連続した平坦面を備えた絶縁膜１６０を形成することができる。また、各画素電極９ａ上に均等な膜厚の第１絶縁膜１６１を残すことができる。また、研磨の際、第１絶縁膜１６１をエッチングストッパとして利用した場合でも、画素電極９ａ上の第１絶縁膜１６１の膜厚は、素子基板１０全体で略一定である。それ故、研磨後、素子基板１０全体において、画素電極９ａの上層側に、表面が連続した平坦面を備えた絶縁膜１６０を形成することができる。また、各画素電極９ａ上に均等な膜厚の第１絶縁膜１６１を残すことができる。

次に、図５（ｅ）に示す配向膜形成工程では、表面が平坦な絶縁膜１６０の表面にシリコン酸化膜を斜方蒸着し、配向膜１６を形成する。その際、絶縁膜１６０は下地膜として機能する。

このようにして素子基板１０を形成した後は、素子基板１０と対向基板２０とをシール材１０７で貼り合わせた後、シール材１０７の途切れ部分から素子基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０を充填し、その後、途切れ部分を封止する。その結果、液晶パネル１００ｐが完成する。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の液晶装置１００およびその製造方法においては、画素電極９ａの上層側を平坦面とするにあたって、画素電極９ａの上層側に第１絶縁膜１６１を形成した後、第２絶縁膜１６２を形成し、その後、第１絶縁膜１６１において画素電極９ａと平面的に重なる領域が露出するまで第２絶縁膜１６２を研磨する。その結果、第１絶縁膜１６１の上層のうち、隣り合う画素電極９ａの間の境界領域９ｓと平面的に重なる領域に第２絶縁膜１６２が残されるので、第２絶縁膜１６２と、第１絶縁膜１６１において画素電極９ａと平面的に重なる領域とは連続した平坦面を形成する。ここで、研磨工程で行なう研磨の速度は、第１絶縁膜１６１の方が第２絶縁膜１６２よりも低いため、第１絶縁膜１６１が露出した部分では研磨速度が急激に低下する。それ故、他の領域よりも先に第１絶縁膜１６１が露出した領域が発生しても、かかる部分では研磨速度が低いので、素子基板１０全体において、画素電極９ａの上層側に、表面が連続した平坦面となった絶縁膜１６０を形成することができる。また、各画素電極９ａ上に均等な膜厚の第１絶縁膜１６１を残すことができる。それ故、液晶層５０の配向制御を適正に行なうことができる。

また、第１絶縁膜１６１は、塗布型絶縁膜であり、第２絶縁膜１６２は、気相堆積法により形成された無機絶縁膜である。このため、第１絶縁膜１６１については各画素電極９ａの表面に均等な厚さで形成することができる。また、第１絶縁膜１６１は塗布型絶縁膜であるため、段差被覆性に優れているので、画素電極９ａによって凹凸がある状態で絶縁膜を形成するのに適している。

さらに、本形態によれば、画素電極９ａと平面的に重なる領域、および隣り合う画素電極９ａの間の境界領域９ｓと平面的に重なる領域の双方に絶縁膜１６０が存在するので、斜方蒸着によって配向膜１６を形成した際、素子基板１０の全面にわたって均質な配向膜１６を形成することができる。

さらにまた、第２絶縁膜１６２に対する研磨工程では、第２絶縁膜１６２を化学機械研磨により研磨する。かかる化学機械研磨によれば、スラリーに用いる粒子径やｐＨを変えることによって、第１絶縁膜１６１と第２絶縁膜１６２とにおける研磨速度の差を大とすることができるので、本形態のように第１絶縁膜１６１と第２絶縁膜１６２の研磨速度の差を利用するのに適している。

［他の実施の形態］
図６は、本発明を適用した別の液晶装置１００の素子基板１０に形成した絶縁膜１６０の説明図である。図１〜図５を参照して説明した形態では、画素電極９ａの表面に直接、第１絶縁膜１６１を形成したが、図６に示すように、画素電極９ａの表面側に下地絶縁膜１６９を形成し、その上層側に第１絶縁膜１６１および第２絶縁膜１６２を形成した構成を採用してもよい。

なお、図１〜図６に示す形態ではスピンコート法によりリンドープシリケート系ＳＯＧ膜やメチルシロキンサン系ＳＯＧ膜を第１絶縁膜１６１として用い、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を用いたＣＶＤ膜を第２絶縁膜１６２として用いたが、他の絶縁膜を用いてもよい。

例えば、ＳＯＧ膜を第１絶縁膜１６１として用い、ＣＶＤ法により形成したＢＰＳＧ膜（ボロン−リンドープシリコン酸化膜）を第２絶縁膜１６２として用いてもよい。

さらに、研磨条件によっては、ＣＶＤ法により形成したＢＰＳＧ膜（ボロン−リンドープシリコン酸化膜）を第１絶縁膜１６１として用い、ＳＯＧ膜からなるシリコン酸化膜を第２絶縁膜１６２として用いてもよい。すなわち、化学機械研磨の際、酸化セリウム粒子として粒径が大きな結晶を用いた場合や、酸化セリウム粒子として粒径が小さな結晶を用いてもスラリーのｐＨが略２以下と低い場合には、ＢＰＳＧ膜の研磨速度は、ＳＯＧ膜よりも高い。これに対して、酸化セリウム粒子として粒径が小さな結晶を用いた場合に、スラリーのｐＨが約２を超える場合には、ＢＰＳＧ膜の研磨速度は、ＳＯＧ膜よりも低い。それ故、酸化セリウム粒子として粒径が小さな結晶を用い、スラリーのｐＨが約２を超える場合には、ＣＶＤ法により形成したＢＰＳＧ膜（ボロン−リンドープシリコン酸化膜）を第１絶縁膜１６１として用い、ＳＯＧ膜を第２絶縁膜１６２として用いてもよい。

［液晶装置１００の電子機器への搭載例］
図７を参照して、上述した実施形態に係る液晶装置１００を適用した電子機器について説明する。図７は、本発明を適用した液晶装置を用いた投射型表示装置の概略構成図であり、図７（ａ）、（ｂ）は各々、透過型の液晶装置１００を用いた投射型表示装置の説明図、および反射型の液晶装置１００を用いた投射型表示装置の説明図である。

（投射型表示装置の第１例）
図７（ａ）に示す投射型表示装置１１０は、観察者側に設けられたスクリーン１１１に光を照射し、このスクリーン１１１で反射した光を観察する投影型の表示装置である。投射型表示装置１１０は、光源１１２と、ダイクロイックミラー１１３、１１４と、液晶ライトバルブ１１５〜１１７（液晶装置１００）と、投射光学系１１８と、クロスダイクロイックプリズム１１９と、リレー系１２０とを備えている。

光源１１２は、赤色光、緑色光及び青色光を含む光を供給する超高圧水銀ランプで構成されている。ダイクロイックミラー１１３は、光源１１２からの赤色光を透過させると共に緑色光及び青色光を反射する構成となっている。また、ダイクロイックミラー１１４は、ダイクロイックミラー１１３で反射された緑色光及び青色光のうち青色光を透過させると共に緑色光を反射する構成となっている。このように、ダイクロイックミラー１１３、１１４は、光源１１２から出射した光を赤色光と緑色光と青色光とに分離する色分離光学系を構成する。

ここで、ダイクロイックミラー１１３と光源１１２との間には、インテグレーター１２１及び偏光変換素子１２２が光源１１２から順に配置されている。インテグレーター１２１は、光源１１２から照射された光の照度分布を均一化する構成となっている。また、偏光変換素子１２２は、光源１１２からの光を例えばｓ偏光のような特定の振動方向を有する偏光にする構成となっている。

液晶ライトバルブ１１５は、ダイクロイックミラー１１３を透過して反射ミラー１２３で反射した赤色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。液晶ライトバルブ１１５は、λ／２位相差板１１５ａ、第１偏光板１１５ｂ、液晶パネル１１５ｃ及び第２偏光板１１５ｄを備えている。ここで、液晶ライトバルブ１１５に入射する赤色光は、ダイクロイックミラー１１３を透過しても光の偏光は変化しないことから、ｓ偏光のままである。

λ／２位相差板１１５ａは、液晶ライトバルブ１１５に入射したｓ偏光をｐ偏光に変換する光学素子である。また、第１偏光板１１５ｂは、ｓ偏光を遮断してｐ偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル１１５ｃは、ｐ偏光を画像信号に応じた変調によってｓ偏光（中間調であれば円偏光又は楕円偏光）に変換する構成となっている。さらに、第２偏光板１１５ｄは、ｐ偏光を遮断してｓ偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ１１５は、画像信号に応じて赤色光を変調し、変調した赤色光をクロスダイクロイックプリズム１１９に向けて射出する構成となっている。

なお、λ／２位相差板１１５ａ及び第１偏光板１１５ｂは、偏光を変換させない透光性のガラス板１１５ｅに接した状態で配置されており、λ／２位相差板１１５ａ及び第１偏光板１１５ｂが発熱によって歪むのを回避することができる。

液晶ライトバルブ１１６は、ダイクロイックミラー１１３で反射した後にダイクロイックミラー１１４で反射した緑色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。そして、液晶ライトバルブ１１６は、液晶ライトバルブ１１５と同様に、第１偏光板１１６ｂ、液晶パネル１１６ｃ及び第２偏光板１１６ｄを備えている。液晶ライトバルブ１１６に入射する緑色光は、ダイクロイックミラー１１３、１１４で反射されて入射するｓ偏光である。第１偏光板１１６ｂは、ｐ偏光を遮断してｓ偏光を透過させる偏光板である。また、液晶パネル１１６ｃは、ｓ偏光を画像信号に応じた変調によってｐ偏光（中間調であれば円偏光又は楕円偏光）に変換する構成となっている。そして、第２偏光板１１６ｄは、ｓ偏光を遮断してｐ偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ１１６は、画像信号に応じて緑色光を変調し、変調した緑色光をクロスダイクロイックプリズム１１９に向けて射出する構成となっている。

液晶ライトバルブ１１７は、ダイクロイックミラー１１３で反射し、ダイクロイックミラー１１４を透過した後でリレー系１２０を経た青色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。そして、液晶ライトバルブ１１７は、液晶ライトバルブ１１５、１１６と同様に、λ／２位相差板１１７ａ、第１偏光板１１７ｂ、液晶パネル１１７ｃ及び第２偏光板１１７ｄを備えている。ここで、液晶ライトバルブ１１７に入射する青色光は、ダイクロイックミラー１１３で反射してダイクロイックミラー１１４を透過した後にリレー系１２０の後述する２つの反射ミラー１２５ａ、１２５ｂで反射することから、ｓ偏光となっている。

λ／２位相差板１１７ａは、液晶ライトバルブ１１７に入射したｓ偏光をｐ偏光に変換する光学素子である。また、第１偏光板１１７ｂは、ｓ偏光を遮断してｐ偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル１１７ｃは、ｐ偏光を画像信号に応じた変調によってｓ偏光（中間調であれば円偏光又は楕円偏光）に変換する構成となっている。さらに、第２偏光板１１７ｄは、ｐ偏光を遮断してｓ偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ１１７は、画像信号に応じて青色光を変調し、変調した青色光をクロスダイクロイックプリズム１１９に向けて射出する構成となっている。なお、λ／２位相差板１１７ａ及び第１偏光板１１７ｂは、ガラス板１１７ｅに接した状態で配置されている。

リレー系１２０は、リレーレンズ１２４ａ、１２４ｂと反射ミラー１２５ａ、１２５ｂとを備えている。リレーレンズ１２４ａ、１２４ｂは、青色光の光路が長いことによる光損失を防止するために設けられている。ここで、リレーレンズ１２４ａは、ダイクロイックミラー１１４と反射ミラー１２５ａとの間に配置されている。また、リレーレンズ１２４ｂは、反射ミラー１２５ａ、１２５ｂの間に配置されている。反射ミラー１２５ａは、ダイクロイックミラー１１４を透過してリレーレンズ１２４ａから出射した青色光をリレーレンズ１２４ｂに向けて反射するように配置されている。また、反射ミラー１２５ｂは、リレーレンズ１２４ｂから出射した青色光を液晶ライトバルブ１１７に向けて反射するように配置されている。

クロスダイクロイックプリズム１１９は、２つのダイクロイック膜１１９ａ、１１９ｂをＸ字型に直交配置した色合成光学系である。ダイクロイック膜１１９ａは青色光を反射して緑色光を透過する膜であり、ダイクロイック膜１１９ｂは赤色光を反射して緑色光を透過する膜である。したがって、クロスダイクロイックプリズム１１９は、液晶ライトバルブ１１５〜１１７のそれぞれで変調された赤色光と緑色光と青色光とを合成し、投射光学系１１８に向けて射出するように構成されている。

なお、液晶ライトバルブ１１５、１１７からクロスダイクロイックプリズム１１９に入射する光はｓ偏光であり、液晶ライトバルブ１１６からクロスダイクロイックプリズム１１９に入射する光はｐ偏光である。このようにクロスダイクロイックプリズム１１９に入射する光を異なる種類の偏光としていることで、クロスダイクロイックプリズム１１９において各液晶ライトバルブ１１５〜１１７から入射する光を有効に合成できる。ここで、一般に、ダイクロイック膜１１９ａ、１１９ｂはｓ偏光の反射特性に優れている。このため、ダイクロイック膜１１９ａ、１１９ｂで反射される赤色光及び青色光をｓ偏光とし、ダイクロイック膜１１９ａ、１１９ｂを透過する緑色光をｐ偏光としている。投射光学系１１８は、投影レンズ（図示略）を有しており、クロスダイクロイックプリズム１１９で合成された光をスクリーン１１１に投射するように構成されている。

（投射型表示装置の第２例）
図７（ｂ）に示す投射型表示装置１０００において、光源部８９０は、システム光軸Ｌに沿って光源８１０、インテグレーターレンズ８２０および偏光変換素子８３０が配置された偏光照明装置８００を有している。また、光源部８９０は、システム光軸Ｌに沿って、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ー８４０と、偏光ビームスプリッター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つの反射型の液晶装置１００（液晶装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ）を備えており、光源部８９０は、３つの液晶装置１００（液晶装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ）に所定の色光を供給する。

かかる投射型表示装置１０００においては、３つの液晶装置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ー８４０にて合成した後、この合成光を投射光学系８５０によってスクリーン８６０等の被投射部材に投射する。

なお、投射型表示装置については、光源部として、各色の光を出射するＬＥＤ光源等を用い、かかるＬＥＤ光源から出射された色光を各々、別の液晶装置に供給するように構成してもよい。

（他の電子機器）
本発明を適用した液晶装置１００については、上記の投射型表示装置（電子機器）の他にも、携帯電話機、情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）、デジタルスチールカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型、モニター直視型のビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等の電子機器に用いてもよい。

３ａ・・走査線、６ａ・・データ線、９ａ・・画素電極、１０・・素子基板、１６・・配向膜、２０・・対向基板、３０・・画素トランジスター、５０・・液晶層、１００・・液晶装置、１００ａ・・画素、１６０・・絶縁膜、１６１・・第１絶縁膜、１６２・・第２絶縁膜

Claims (7)

1. 一方面に複数の画素電極を備えた素子基板と、
   該素子基板の前記画素電極の上層側に設けられ、当該画素電極の表面側を覆う第１絶縁膜と、
   該第１絶縁膜の上層のうち、隣り合う前記画素電極の間の領域に平面的に重なる領域に設けられ、前記画素電極と平面的に重なる領域の前記第１絶縁膜と連続した平坦面を形成する第２絶縁膜と、
   を備えていることを特徴とする液晶装置。
2. 前記第１絶縁膜は、塗布型絶縁膜であり、
   前記第２絶縁膜は、気相堆積法により形成された無機絶縁膜であることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記平坦面上に斜方蒸着膜からなる配向膜が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶装置。
4. 素子基板の一方面に画素電極を形成する画素電極形成工程と、
   前記画素電極の表面側を覆う第１絶縁膜を形成する第１絶縁膜形成工程と、
   前記第１絶縁膜の上層に該第１絶縁膜よりも研磨速度が高い第２絶縁膜を形成する第２絶縁膜形成工程と、
   前記画素電極と平面的に重なる領域に前記第１絶縁膜が露出するまで前記第２絶縁膜を研磨する研磨工程と、
   を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
5. 前記研磨工程では、前記第２絶縁膜を化学機械研磨により研磨することを特徴とする請求項４に記載の液晶装置の製造方法。
6. 前記第１絶縁膜は、塗布型絶縁膜であり、
   前記第２絶縁膜は、気相堆積法により形成された無機絶縁膜であることを特徴とする請求項４または５に記載の液晶装置の製造方法。
7. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の液晶装置と、該液晶装置に光を供給する光源部と、前記液晶装置によって光変調された光を投射する投射光学系と、を有していることを特徴とする投射型表示装置。

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