JP2017040847A - 液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】表示品質を向上させることが可能な液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器を提供する。
【解決手段】第1基材10a上に設けられた中継電極12aと、中継電極12aの上に設けられた第3層間絶縁層11dと、第3層間絶縁層11dに設けられたコンタクトホールCNT4を介して中継電極12aと電気的に接続された画素電極27と、画素電極27の表面、コンタクトホールCNT4の側壁に設けられた画素電極27の表面、及び第3層間絶縁層11dの表面に設けられた第1配向膜28と、を備え、第1配向膜28は、配向方向と同じ側の方向、又は反対側の方向である第1方向から蒸着された第1蒸着膜28aと、鉛直軸を基準に第1方向から180°回転させた第2方向から蒸着された第2蒸着膜28bと、配向方向から蒸着された第3蒸着膜28cと、を備える。
【選択図】図6
【解決手段】第1基材10a上に設けられた中継電極12aと、中継電極12aの上に設けられた第3層間絶縁層11dと、第3層間絶縁層11dに設けられたコンタクトホールCNT4を介して中継電極12aと電気的に接続された画素電極27と、画素電極27の表面、コンタクトホールCNT4の側壁に設けられた画素電極27の表面、及び第3層間絶縁層11dの表面に設けられた第1配向膜28と、を備え、第1配向膜28は、配向方向と同じ側の方向、又は反対側の方向である第1方向から蒸着された第1蒸着膜28aと、鉛直軸を基準に第1方向から180°回転させた第2方向から蒸着された第2蒸着膜28bと、配向方向から蒸着された第3蒸着膜28cと、を備える。
【選択図】図6
Description
本発明は、液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器に関する。
上記液晶装置として、例えば、画素電極をスイッチング制御するトランジスターを画素ごとに備えたアクティブ駆動方式の液晶装置が知られている。この液晶装置は、例えば、電子機器としての液晶プロジェクターの液晶ライトバルブとして用いられる。
液晶装置は、素子基板と、素子基板と対向するように配置された対向基板と、素子基板と対向基板とによって挟持された液晶層と、を備えている。
上記液晶装置の製造方法は、素子基板を構成する第1基板上にトランジスターを形成し、トランジスターの上方に画素電極を形成し、画素電極の表面に、例えば、特許文献1に記載のように、斜方蒸着法を用いて酸化シリコンなどの無機材料からなる配向膜を形成する。一方、対向基板を構成する第2基板上に対向電極を形成し、対向基板の表面に上記斜方蒸着法を用いて配向膜を形成する。
しかしながら、図12に示すように、画素電極27の表面に蒸着膜(28)を成膜した際、特に、画素電極27と配線層12aとを電気的に接続するコンタクトホールCNT4の側壁に、蒸着膜(28)が成膜されない部分(C部)があり、成膜されない部分が配向不良となるという問題がある。これにより、例えば、表示領域のうちコンタクトホールCNT4の部分だけ光るなど、表示不良となるという課題がある。
本発明の態様は、上記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]本適用例に係る液晶装置は、基板と、前記基板上に設けられた配線層と、前記配線層の上に設けられた絶縁層と、前記絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して前記配線層と電気的に接続された画素電極と、前記コンタクトホールの側壁を含む前記画素電極の表面、及び前記絶縁層の表面に設けられた配向膜と、を備え、前記配向膜は、配向方向と同じ側の方向、又は反対側の方向である第1方向から蒸着された第1蒸着膜と、鉛直軸を基準に前記第1方向から180°回転させた第2方向から蒸着された第2蒸着膜と、前記配向方向から蒸着された第3蒸着膜と、を備えることを特徴とする。
本適用例によれば、第1方向及び第2方向から蒸着された蒸着膜を備えているので、特に蒸着膜が形成されにくいコンタクトホールの側壁の全体に蒸着膜を覆うことができる。更に、第3蒸着膜によって配向方向に倣って蒸着されているので、例えば、液晶を正常な方向に配向させることができる。よって、コンタクトホールなどの窪みにおいても蒸着膜が成膜されるので、配向不良となることを抑えることができる。
[適用例2]上記適用例に係る液晶装置において、前記第1方向は、前記配向方向の側とは反対側の方向であり、前記第2方向は、前記配向方向の側と同じ方向であることが好ましい。
本適用例によれば、第1方向及び第2方向から蒸着された第1蒸着膜及び第2蒸着膜を備えるので、コンタクトホールなどの窪みに対してもコンタクトホールの側壁の全体に蒸着膜を成膜させることができる。よって、配向不良となることを抑えることができる。
[適用例3]上記適用例に係る液晶装置において、前記コンタクトホールの穴径をD、前記コンタクトホールの深さをH、前記コンタクトホールの鉛直方向に対する角度をθ、としたとき、前記第1方向及び前記第2方向の角度θは、0<θ<tan-1(D/2H)の範囲内であることが好ましい。
本適用例によれば、第1蒸着膜及び第2蒸着膜が、上記角度の範囲から蒸着されていることにより、コンタクトホールの窪みの中の全体に蒸着膜を成膜させることができる。
[適用例4]上記適用例に係る液晶装置において、前記第1蒸着膜、前記第2蒸着膜、及び前記第3蒸着膜は、斜方蒸着によって成膜された蒸着膜であることが好ましい。
本適用例によれば、斜方蒸着によって形成されているので、コンタクトホールの側壁の全体に蒸着膜を成膜させることができると共に、液晶の配向方向に倣って蒸着膜を成膜させることができる。
[適用例5]本適用例に係る液晶装置の製造方法は、基板上に配線層を形成する工程と、前記配線層の上に絶縁層を形成する工程と、前記配線層の表面の一部が露出するように、前記絶縁層にコンタクトホールを形成する工程と、前記絶縁層の表面、前記コンタクトホールの側壁、及び前記配線層の一部に亘って画素電極となる材料を成膜する工程と、前記材料をパターニングして前記画素電極を形成する工程と、配向方向と同じ側の方向、又は前記配向方向の側とは反対側の方向である第1方向から蒸着を行って、前記絶縁層の表面、前記画素電極の表面、及び前記配線層の一部に第1蒸着膜を成膜する工程と、鉛直軸を基準に前記第1方向から180°回転させた第2方向から蒸着を行って、前記絶縁層の表面、前記画素電極の表面、及び前記配線層の一部に第2蒸着膜を成膜する工程と、前記配向方向に倣って蒸着を行い前記絶縁層の表面、及び前記画素電極の表面に第3蒸着膜を成膜する工程と、を有することを特徴とする。
本適用例によれば、第1方向及び第2方向から蒸着を行って第1蒸着膜及び第2蒸着膜を形成するので、特に蒸着膜が形成されにくいコンタクトホールの側壁の全体に蒸着膜を形成することができる。更に、配向方向に倣って第3蒸着膜を形成するので、液晶を正常な方向に配向させることができる。よって、コンタクトホールなどの窪みにおいても蒸着膜を形成することが可能となり、配向不良になることを抑えることができる。加えて、この順番で蒸着させることにより、チルトへの影響を少なくすることができる。
[適用例6]上記適用例に係る液晶装置の製造方法において、前記第1方向は、前記配向方向の側とは反対側の方向であり、前記第2方向は、前記配向方向の側と同じ方向であることが好ましい。
本適用例によれば、第1方向及び第2方向から蒸着を行って第1蒸着膜及び第2蒸着膜を形成することにより、コンタクトホールなどの窪みに対してもコンタクトホールの側壁の全体に蒸着膜を形成することができる。よって、配向不良となることを抑えることができる。
[適用例7]上記適用例に係る液晶装置の製造方法において、前記コンタクトホールの穴径をD、前記コンタクトホールの深さをH、前記コンタクトホールの鉛直方向に対する角度をθ、としたとき、前記第1方向及び前記第2方向の角度θは、0<θ<tan-1(D/2H)の範囲内であることが好ましい。
本適用例によれば、第1蒸着膜及び第2蒸着膜を、上記角度の範囲から蒸着することにより、コンタクトホールの窪みの中の全体に蒸着膜を成膜させることができる。加えて、上記角度の範囲から蒸着させることにより、一般的な蒸着法では形成されない部分に蒸着膜を形成することができる。
[適用例8]上記適用例に係る液晶装置の製造方法において、前記第1蒸着膜、前記第2蒸着膜、及び前記第3蒸着膜は、斜方蒸着法によって形成することが好ましい。
本適用例によれば、斜方蒸着法によって形成するので、コンタクトホールの側壁の全体に蒸着膜を形成することができると共に、液晶の配向方向に倣って蒸着膜を形成することができる。
[適用例9]本適用例に係る電子機器は、上記に記載の液晶装置を備えることを特徴とする。
本適用例によれば、上記に記載の液晶装置を備えているので、表示品質を向上させることが可能な電子機器を提供することができる。
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
なお、以下の形態において、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、又は基板の上に他の構成物を介して配置される場合、又は基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。
本実施形態では、薄膜トランジスター(TFT:Thin Film Transistor)を画素のスイッチング素子として備えたアクティブマトリックス型の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、例えば、後述する電子機器(液晶プロジェクター)の光変調素子(液晶ライトバルブ)として好適に用いることができるものである。
<液晶装置の構成>
図1は、液晶装置の構成を示す模式平面図である。図2は、図1に示す液晶装置のH−H’線に沿う模式断面図である。図3は、液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。以下、液晶装置の構成を、図1〜図3を参照しながら説明する。
図1は、液晶装置の構成を示す模式平面図である。図2は、図1に示す液晶装置のH−H’線に沿う模式断面図である。図3は、液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。以下、液晶装置の構成を、図1〜図3を参照しながら説明する。
図1及び図2に示すように、本実施形態の液晶装置100は、対向配置された素子基板10および対向基板20と、これら一対の基板によって挟持された液晶層15とを有する。素子基板10を構成する基板としての第1基材10a、および対向基板20を構成する第2基材20aは、例えば、ガラス基板、石英基板などの透明基板が用いられている。
素子基板10は対向基板20よりも大きく、両基板は、対向基板20の外周に沿って配置されたシール材14を介して接合され、その隙間に負の誘電異方性を有する液晶が封入されて液晶層15を構成している。シール材14は、例えば、熱硬化性又は紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用されている。シール材14には、一対の基板の間隔を一定に保持するためのギャップ材が混入されている。
シール材14の内側に、複数の画素Pが配列された表示領域Eを有している。シール材14と表示領域Eとの間に表示領域Eを囲むように遮光性の例えば金属あるいは金属酸化物などからなる遮光層18(見切り部)が配置されている。なお、表示領域Eは、表示に寄与する複数の画素Pを囲むように配置された複数のダミー画素を含んでいてもよい。
第1基材10aの1辺部と、1辺部に沿ったシール材14との間にデータ線駆動回路22が設けられている。また、該1辺部に対向する他の1辺部に沿ったシール材14の内側に検査回路(図示せず)が設けられている。さらに、該1辺部と直交し互いに対向する他の2辺部には、2つの走査線駆動回路24が設けられている。該1辺部と対向する他の1辺部には、2つの走査線駆動回路24を繋ぐ複数の配線29が設けられている。
これらデータ線駆動回路22及び走査線駆動回路24に繋がる配線は、該1辺部に沿って配列した複数の外部接続端子23に接続されている。以降、該1辺部に沿った方向をX方向とし、該1辺部と直交し互いに対向する他の2辺部に沿った方向をY方向として説明する。
図2に示すように、第1基材10aの液晶層15側の表面には、画素Pごとに設けられた光透過性を有する画素電極27およびスイッチング素子としての薄膜トランジスター30(以降、「TFT30」と称する。)と、信号配線と、これらを覆う第1配向膜28とが形成されている。
画素電極27は、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電材料を用いて形成することができる。また、TFT30における半導体層に光が入射してスイッチング動作が不安定になることを防ぐ遮光構造が採用されている。このように素子基板10は、少なくともTFT30と画素電極27と第1配向膜28とを有している。
第2基材20aの液晶層15側の表面には、遮光層18と、これを覆うように成膜された絶縁層13と、絶縁層13を覆うように設けられた対向電極31と、対向電極31を覆う第2配向膜32とが設けられている。
対向電極31は、例えばITOなどの透明導電膜からなり、絶縁層などを覆うと共に、図1に示すように対向基板20の四隅に設けられた上下導通部26により素子基板10側の配線に電気的に接続している。
画素電極27を覆う第1配向膜28および対向電極31を覆う第2配向膜32は、無機配向膜であって、液晶装置100の光学設計に基づいて選定される。例えば、SiOx(酸化シリコン)などの無機材料を気相成長法を用いて成膜して、液晶分子に対して略垂直配向させたものが挙げられる。このように対向基板20は、少なくとも対向電極31と第2配向膜32とを有している。
図3に示すように、液晶装置100は、少なくとも表示領域Eにおいて互いに絶縁されて直交する複数の走査線3a(ゲート線)、及び配線層を構成する複数のデータ線6a(ソース線)と、走査線3aと並行して延在する固定電位線40とを有する。走査線3aが延在する方向がX方向であり、データ線6aが延在する方向がY方向である。なお、固定電位線40はデータ線6aと並行して延在するように配置することもできる。
走査線3aとデータ線6aならびに固定電位線40と、これらの信号線類により区分された領域に、画素電極27と、TFT30と、容量素子16とが設けられ、これらが画素Pの画素回路を構成している。
走査線3aはTFT30のゲートに電気的に接続され、データ線6aはTFT30のデータ線側ソースドレイン領域に電気的に接続されている。画素電極27は、TFT30の画素電極側ソースドレイン領域に電気的に接続されている。
データ線6aは、データ線駆動回路22(図1参照)に接続されており、データ線駆動回路22から供給される画像信号D1,D2,…,Dnを画素Pに供給する。走査線3aは、走査線駆動回路24(図1参照)に接続されており、走査線駆動回路24から供給される走査信号SC1,SC2,…,SCmを各画素Pに供給する。
データ線駆動回路22からデータ線6aに供給される画像信号D1〜Dnは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣り合う複数のデータ線6a同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路24は、走査線3aに対して、走査信号SC1〜SCmを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。
液晶装置100は、スイッチング素子であるTFT30が走査信号SC1〜SCm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6aから供給される画像信号D1〜Dnが所定のタイミングで画素電極27に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極27を介して液晶層15に書き込まれた所定レベルの画像信号D1〜Dnは、画素電極27と液晶層15を介して対向配置された対向電極31との間で一定期間保持される。
保持された画像信号D1〜Dnがリークするのを防止するため、画素電極27と対向電極31との間に形成される液晶容量と並列に容量素子16が接続されている。容量素子16は、TFT30の画素電極側ソースドレイン領域と固定電位線40との間に設けられている。
<液晶装置を構成する画素の構成>
図4は、液晶装置を構成する画素の構成を示す模式断面図である。図5は、図4に示す画素のうちB部の層を上方から見た概略平面図である。以下、画素の構成について、図4及び図5を参照しながら説明する。
図4は、液晶装置を構成する画素の構成を示す模式断面図である。図5は、図4に示す画素のうちB部の層を上方から見た概略平面図である。以下、画素の構成について、図4及び図5を参照しながら説明する。
図4に示すように、液晶装置100の画素Pは、素子基板10と、これに対向配置される対向基板20とを備えている。素子基板10を構成する第1基材10aは、例えば、石英基板である。
図4に示すように、第1基材10a上には、例えば、Al(アルミニウム)、Ti(チタン)、Cr(クロム)、W(タングステン)等の材料を含む下側遮光層3cが形成されている。下側遮光層3cは、平面的に格子状にパターニングされており、各画素Pの開口領域を規定している。なお、下側遮光層3cは、導電性を有し、走査線3aの一部として機能するようにしてもよい。第1基材10a及び下側遮光層3c上には、酸化シリコン等からなる下地絶縁層11aが形成されている。
下地絶縁層11a上には、TFT30及び走査線3a等が形成されている。TFT30は、例えば、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有しており、ポリシリコン(高純度の多結晶シリコン)等からなる半導体層30aと、半導体層30a上に形成されたゲート絶縁層11gと、ゲート絶縁層11g上に形成されたポリシリコン膜等からなるゲート電極30gとを有する。走査線3aは、ゲート電極30gとしても機能する。
半導体層30aは、例えば、リン(P)イオン等のN型の不純物イオンが注入されることにより、N型のTFT30として形成されている。具体的には、半導体層30aは、チャネル領域30cと、データ線側LDD領域30s1と、データ線側ソースドレイン領域30sと、画素電極側LDD領域30d1と、画素電極側ソースドレイン領域30dとを備えている。
チャネル領域30cには、ボロン(B)イオン等のP型の不純物イオンがドープされている。その他の領域(30s1,30s,30d1,30d)には、リン(P)イオン等のN型の不純物イオンがドープされている。このように、TFT30は、N型のTFTとして形成されている。
ゲート電極30g及びゲート絶縁層11g上には、酸化シリコン等からなる第1層間絶縁層11bが形成されている。第1層間絶縁層11b上には、容量素子16が設けられている。具体的には、TFT30の画素電極側ソースドレイン領域30d及び画素電極27に電気的に接続された画素電位側容量電極としての第1容量電極16aと、固定電位側容量電極としての容量線3b(第2容量電極16b)の一部とが、誘電体膜16cを介して対向配置されることにより、容量素子16が形成されている。
誘電体膜16cは、例えば、シリコン窒化膜である。第2容量電極16b(容量線3b)は、例えば、Ti(チタン)、Cr(クロム)、W(タングステン)、Ta(タンタル)、Mo(モリブデン)等の高融点金属のうち少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなる。或いは、Al(アルミニウム)膜から形成することも可能である。
第1容量電極16aは、例えば、導電性のポリシリコン膜からなり容量素子16の画素電位側容量電極として機能する。ただし、第1容量電極16aは、容量線3bと同様に、金属又は合金を含む単一層膜又は多層膜から構成してもよい。第1容量電極16aは、画素電位側容量電極としての機能のほか、コンタクトホールCNT1,CNT3,CNT4を介して、画素電極27とTFT30の画素電極側ソースドレイン領域30d(ドレイン領域)とを中継接続する機能を有する。
容量素子16上には、第2層間絶縁層11cを介してデータ線6aが形成されている。データ線6aは、ゲート絶縁層11g、第1層間絶縁層11b、誘電体膜16c、及び第2層間絶縁層11cに開孔されたコンタクトホールCNT2を介して、半導体層30aのデータ線側ソースドレイン領域30s(ソース領域)に電気的に接続されている。
データ線6aの上層には、第3層間絶縁層11dを介して画素電極27が形成されている。第3層間絶縁層11dは、例えば、シリコンの酸化物や窒化物からなり、TFT30が設けられた領域を覆うことによって生じる表面の凸部を平坦化する平坦化処理が施される。平坦化処理の方法としては、例えば化学的機械的研磨処理(Chemical Mechanical Polishing:CMP処理)やスピンコート処理などが挙げられる。第3層間絶縁層11dには、コンタクトホールCNT4が形成されている。
画素電極27は、コンタクトホールCNT4,CNT3を介して第1容量電極16aに接続されることにより、半導体層30aの画素電極側ソースドレイン領域30d(ドレイン領域)に電気的に接続されている。なお、画素電極27は、例えば、ITO膜等の透明導電性膜から形成されている。
画素電極27及び隣り合う画素電極27間の第3層間絶縁層11d上には、酸化シリコン(SiO2)などの無機材料を斜方蒸着した第1配向膜28が設けられている。第1配向膜28の上には、シール材により囲まれた空間に液晶等が封入された液晶層15が設けられている。
一方、対向基板20の絶縁層13上(液晶層15側)には、例えば、その全面に渡って対向電極31が設けられている。対向電極31上には、酸化シリコン(SiO2)などの無機材料を斜方蒸着した第2配向膜32が設けられている。対向電極31は、上述の画素電極27と同様に、例えばITO膜等の透明導電性膜からなる。
液晶層15は、画素電極27と対向電極31との間で電界が生じていない状態で配向膜28,32によって所定の配向状態をとる。シール材14は、素子基板10及び対向基板20を貼り合わせるための、例えば光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂からなる接着剤であり、素子基板10と対向基板20の距離を所定値とするためのグラスファイバー或いはガラスビーズ等のスペーサーが混入されている。
図5は、素子基板(特に、画素電極のコンタクトホール周辺)の構成を示す概略平面図である。図6は、図5に示す画素電極のA−A’線に沿う概略断面図である。以下、画素電極のコンタクトホールに形成された配向膜の構成を、図5及び図6を参照しながら説明する。なお、図6は、図4に示す画素PのB部を拡大して示す拡大断面図でもある。
図5及び図6に示すように、第3層間絶縁層11dの上には、画素電極27が形成されている。画素電極27は、第3層間絶縁層11dに形成されたコンタクトホールCNT4を介して配線層としての中継電極12aと電気的に接続されている。
コンタクトホールCNT4の側壁には、画素電極27となるITO膜が成膜されている。つまり、本実施形態では、コンタクトホールCNT4の中にITO膜が充填されておらず、中空の空間を有する。
画素電極27の表面、及び第3層間絶縁層11dの表面には、上記したように、無機材料からなる第1配向膜28が形成されている。
第1配向膜28は、鉛直軸を基準に、配向方向側(第2方向、第3方向)から180°回転した第1方向から斜方蒸着を行って形成された第1蒸着膜28aと、配向方向側である第2方向から斜方蒸着を行って形成された第2蒸着膜28bと、配向方向である第3方向から斜方蒸着を行って形成された第3蒸着膜28cと、を有する。
第1方向は、上記した配向方向側から180°回転した方向、かつ、鉛直軸から角度θ分傾斜した方向である。角度θは、tan-1(コンタクトホールCNT4の直径D/2×コンタクトホールCNT4の深さH)で求めることができる。
なお、第1方向は、鉛直軸を0°として、0°〜tan-1(D/2H)の角度までの範囲であることが好ましい。
第2方向は、上記した配向方向と同じ側であり、かつ、鉛直軸から角度θ分傾斜した方向である。角度θは、tan-1(コンタクトホールCNT4の直径D/2×コンタクトホールCNT4の深さH)で求めることができる。
なお、第2方向は、鉛直軸を0°として、0°〜tan-1(D/2H)の角度までの範囲であることが好ましい。
第3方向は、配向方向と同じである。これにより、第1蒸着膜28a、第2蒸着膜28b、及び第3蒸着膜28cによって、コンタクトホールCNT4の側壁の全体を蒸着膜で成膜することができる。更に、第1蒸着膜28a、第2蒸着膜28b、第3蒸着膜28cのうち少なくとも2層が重なっている部分は、配向方向と同じ方向から蒸着させた第3蒸着膜28cが表面に形成されている。その結果、配向不良になることを抑えることができる。
<液晶装置の製造方法>
図7〜図10は、液晶装置の製造方法のうち一部の製造方法を工程順に示す概略断面図である。以下、液晶装置の製造方法を、図7〜図10を参照しながら説明する。
図7〜図10は、液晶装置の製造方法のうち一部の製造方法を工程順に示す概略断面図である。以下、液晶装置の製造方法を、図7〜図10を参照しながら説明する。
まず、図7に示す工程では、第3層間絶縁層11dの上に画素電極27を形成する。具体的には、まず、第3層間絶縁層11dに、例えば、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いてコンタクトホールCNT4を形成する。次に、ITOなどの透明導電材料を、コンタクトホールCNT4の内部、及び第3層間絶縁層11dの上に成膜する。その後、透明導電材料をパターニングして画素電極27を形成する。
コンタクトホールCNT4の穴径(D)は、例えば、0.75μmである。コンタクトホールCNT4の深さ(H)は、例えば、0.5μmである。
図8に示す工程では、第1方向から斜方蒸着を行う。具体的には、コンタクトホールCNT4の表面、画素電極27の表面、及び第3層間絶縁層11dの表面など蒸着面に対して、第1方向から斜方蒸着を行う。
第1方向は、上記したように、配向方向の側とは反対側の方向であり、鉛直軸から角度θ傾けた方向である。これにより、少なくともコンタクトホールCNT4の側壁のうち半分の領域を蒸着膜で覆うことができる。加えて、画素電極27の表面、及び第3層間絶縁層11dの表面に、第1蒸着膜28aを形成することができる。
図9に示す工程では、第2方向から斜方蒸着を行う。第2方向は、上記したように、配向方向の側と同じ方向であり、鉛直軸から角度θ傾けた角度である。これにより、少なくともコンタクトホールCNT4の側壁のうち、残りの半分の領域を蒸着膜で覆うことができる。加えて、画素電極27の表面、及び第3層間絶縁層11dの表面に、第2蒸着膜28bを形成することができる。
図10に示す工程では、第3方向から斜方蒸着を行う。第3方向は、上記したように、配向方向である。これにより、少なくともコンタクトホールCNT4の側壁の一部、画素電極27の表面、及び第3層間絶縁層11dの表面に、第3蒸着膜28cを形成することができる。
このように形成することにより、配向方向である第3方向からの斜方蒸着膜によって全ての蒸着面を覆うことはできないものの、素子基板10の蒸着面の全体を斜方蒸着膜で覆うことが可能となる。よって、コンタクトホールCNT4の部分が配向不良になることを抑えることが可能となり、表示品質が劣化することを抑えることができる。
なお、第1方向からの蒸着、第2方向からの蒸着、第3方向からの蒸着の順番は、先に配向方向の側とは反対側から斜方蒸着を行い、最終工程になるほど、配向方向に近づけて蒸着させていくことが好ましい。
<電子機器の構成>
図11は、電子機器としてのプロジェクターの構成を示す概略図である。以下、プロジェクターの構成を、図11を参照しながら説明する。
図11は、電子機器としてのプロジェクターの構成を示す概略図である。以下、プロジェクターの構成を、図11を参照しながら説明する。
図11に示すように、本実施形態のプロジェクター1000は、システム光軸Lに沿って配置された照明系としての偏光照明装置1100と、光分離素子としての2つのダイクロイックミラー1104,1105と、3つの反射ミラー1106,1107,1108と、5つのリレーレンズ1201,1202,1203,1204,1205と、3つの光変調手段としての透過型の液晶ライトバルブ1210,1220,1230と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム1206と、投写レンズ1207とを備えている。
偏光照明装置1100は、超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源からなる光源としてのランプユニット1101と、インテグレーターレンズ1102と、偏光変換素子1103とから概略構成されている。
ダイクロイックミラー1104は、偏光照明装置1100から射出された偏光光束のうち、赤色光(R)を反射させ、緑色光(G)と青色光(B)とを透過させる。もう1つのダイクロイックミラー1105は、ダイクロイックミラー1104を透過した緑色光(G)を反射させ、青色光(B)を透過させる。
ダイクロイックミラー1104で反射した赤色光(R)は、反射ミラー1106で反射した後にリレーレンズ1205を経由して液晶ライトバルブ1210に入射する。ダイクロイックミラー1105で反射した緑色光(G)は、リレーレンズ1204を経由して液晶ライトバルブ1220に入射する。ダイクロイックミラー1105を透過した青色光(B)は、3つのリレーレンズ1201,1202,1203と2つの反射ミラー1107,1108とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ1230に入射する。
液晶ライトバルブ1210,1220,1230は、クロスダイクロイックプリズム1206の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ1210,1220,1230に入射した色光は、映像情報(映像信号)に基づいて変調されクロスダイクロイックプリズム1206に向けて射出される。
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合成される。合成された光は、投写光学系1400を構成する投写レンズ1207によってスクリーン1300上に投写され、画像が拡大されて表示される。
液晶ライトバルブ1210は、後述する液晶装置100が適用されたものである。液晶装置100は、色光の入射側と射出側とにおいてクロスニコルに配置された一対の偏光素子の間に隙間を置いて配置されている。他の液晶ライトバルブ1220,1230も同様である。
以上のような構成の電子機器は、上述した実施形態の液晶装置100を用いるため、信頼性が高く優れた表示特性を有するプロジェクター1000を提供することができる。
なお、上記液晶装置100が搭載される電子機器としては、プロジェクター1000の他、例えば、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)、ヘッドアップディスプレイ(HUD)、スマートフォン、EVF(Electrical View Finder)、携帯電話、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、照明機器など各種電子機器に用いることができる。
以上詳述したように、液晶装置100、液晶装置100の製造方法、及びプロジェクター1000によれば、以下に示す効果が得られる。
(1)本実施形態の液晶装置100、及び液晶装置100の製造方法によれば、第1方向及び第2方向から蒸着を行って第1蒸着膜28a及び第2蒸着膜28bを形成するので、特に蒸着膜が形成されにくいコンタクトホールCNT4の側壁の全体に蒸着膜(28a,28b)を形成することができる。更に、配向方向(第3方向)に倣って第3蒸着膜28cを形成するので、液晶を正常な方向に配向させることができる。よって、コンタクトホールCNT4などの窪みにおいても蒸着膜を形成することが可能となり、液晶が乱れることを抑えることができる。加えて、この順番で蒸着させることにより、チルトへの影響を少なくすることができる。
(2)本実施形態の液晶装置100、及び液晶装置100の製造方法によれば、第1蒸着膜28a及び第2蒸着膜28bを、上記角度θの範囲から蒸着することにより、コンタクトホールCNT4の窪みの中の全体に蒸着膜を成膜させることができる。加えて、上記角度θの範囲から蒸着させることにより、一般的な蒸着法では形成されない部分に蒸着膜を形成することができる。
(3)本実施形態のプロジェクター1000によれば、上記液晶装置100を備えているので、表示品質を向上させることが可能な電子機器を提供することができる。
なお、本発明の態様は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、本発明の態様の技術範囲に含まれるものである。また、以下のような形態で実施することもできる。
(変形例1)
上記したように、斜方蒸着を行う順番は、第1方向、第2方向、第3方向の順に行っていくことに限定されず、例えば、最初に第2方向から行った後に第1方向から行うようにしてもよい。少なくとも、第3方向が最終工程になることが望ましい。
上記したように、斜方蒸着を行う順番は、第1方向、第2方向、第3方向の順に行っていくことに限定されず、例えば、最初に第2方向から行った後に第1方向から行うようにしてもよい。少なくとも、第3方向が最終工程になることが望ましい。
(変形例2)
上記したように、コンタクトホールCNT4の位置は、平面視で画素電極27の端部近傍にあることに限定されず、どの位置に形成されている場合でも、本実施形態の蒸着法を適用することができる。
上記したように、コンタクトホールCNT4の位置は、平面視で画素電極27の端部近傍にあることに限定されず、どの位置に形成されている場合でも、本実施形態の蒸着法を適用することができる。
(変形例3)
上記したように、斜方蒸着法を用いて無機配向膜(28)を形成することに限定されず、それ以外の方法を用いて無機配向膜を形成するようにしてもよい。
上記したように、斜方蒸着法を用いて無機配向膜(28)を形成することに限定されず、それ以外の方法を用いて無機配向膜を形成するようにしてもよい。
(変形例4)
上記したように、透過型の液晶装置100に適用することに限定されず、反射型の液晶装置に適用するようにしてもよい。
上記したように、透過型の液晶装置100に適用することに限定されず、反射型の液晶装置に適用するようにしてもよい。
3a…走査線、3b…容量線、3c…下側遮光層、6a…データ線、10…素子基板、10a…基板としての第1基材、11a…下地絶縁層、11b…第1層間絶縁層、11c…第2層間絶縁層、11d…第3層間絶縁層、11g…ゲート絶縁層、12a…配線層としての中継電極、13…絶縁層、14…シール材、15…液晶層、16…容量素子、16a…第1容量電極、16b…第2容量電極、16c…誘電体膜、18…遮光層、20…対向基板、20a…第2基材、22…データ線駆動回路、23…外部接続端子、24…走査線駆動回路、26…上下導通部、27…画素電極、28,32…配向膜、28a…第1蒸着膜、28b…第2蒸着膜、28c…第3蒸着膜、29…配線、30…TFT、30a…半導体層、30c…チャネル領域、30d…画素電極側ソースドレイン領域、30d1…画素電極側LDD領域、30g…ゲート電極、30s…データ線側ソースドレイン領域、30s1…データ線側LDD領域、31…対向電極、40…固定電位線、100…液晶装置、1000…プロジェクター、1100…偏光照明装置、1101…ランプユニット、1102…インテグレーターレンズ、1103…偏光変換素子、1104,1105…ダイクロイックミラー、1106,1107,1108…反射ミラー、1201,1202,1203…リレーレンズ、1204,1205…リレーレンズ、1206…クロスダイクロイックプリズム、1207…投写レンズ、1210,1220,1230…液晶ライトバルブ、1300…スクリーン、1400…投写光学系。
Claims (9)
- 基板と、
前記基板上に設けられた配線層と、
前記配線層の上に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して前記配線層と電気的に接続された画素電極と、
前記コンタクトホールの側壁を含む前記画素電極の表面、及び前記絶縁層の表面に設けられた配向膜と、
を備え、
前記配向膜は、配向方向と同じ側の方向、又は反対側の方向である第1方向から蒸着された第1蒸着膜と、
鉛直軸を基準に前記第1方向から180°回転させた第2方向から蒸着された第2蒸着膜と、
前記配向方向から蒸着された第3蒸着膜と、
を備えることを特徴とする液晶装置。 - 請求項1に記載の液晶装置であって、
前記第1方向は、前記配向方向の側とは反対側の方向であり、
前記第2方向は、前記配向方向の側と同じ方向であることを特徴とする液晶装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の液晶装置であって、
前記コンタクトホールの穴径をD、前記コンタクトホールの深さをH、前記コンタクトホールの鉛直方向に対する角度をθ、としたとき、
前記第1方向及び前記第2方向の角度θは、0<θ<tan-1(D/2H)の範囲内であることを特徴とする液晶装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の液晶装置であって、
前記第1蒸着膜、前記第2蒸着膜、及び前記第3蒸着膜は、斜方蒸着によって成膜された蒸着膜であることを特徴とする液晶装置。 - 基板上に配線層を形成する工程と、
前記配線層の上に絶縁層を形成する工程と、
前記配線層の表面の一部が露出するように、前記絶縁層にコンタクトホールを形成する工程と、
前記絶縁層の表面、前記コンタクトホールの側壁、及び前記配線層の一部に亘って画素電極となる材料を成膜する工程と、
前記材料をパターニングして前記画素電極を形成する工程と、
配向方向と同じ側の方向、又は前記配向方向の側とは反対側の方向である第1方向から蒸着を行って、前記絶縁層の表面、前記画素電極の表面、及び前記配線層の一部に第1蒸着膜を成膜する工程と、
鉛直軸を基準に前記第1方向から180°回転させた第2方向から蒸着を行って、前記絶縁層の表面、前記画素電極の表面、及び前記配線層の一部に第2蒸着膜を成膜する工程と、
前記配向方向に倣って蒸着を行い前記絶縁層の表面、及び前記画素電極の表面に第3蒸着膜を成膜する工程と、
を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。 - 請求項5に記載の液晶装置の製造方法であって、
前記第1方向は、前記配向方向の側とは反対側の方向であり、
前記第2方向は、前記配向方向の側と同じ方向であることを特徴とする液晶装置の製造方法。 - 請求項5又は請求項6に記載の液晶装置の製造方法であって、
前記コンタクトホールの穴径をD、前記コンタクトホールの深さをH、前記コンタクトホールの鉛直方向に対する角度をθ、としたとき、
前記第1方向及び前記第2方向の角度θは、0<θ<tan-1(D/2H)の範囲内であることを特徴とする液晶装置の製造方法。 - 請求項5乃至請求項7のいずれか一項に記載の液晶装置の製造方法であって、
前記第1蒸着膜、前記第2蒸着膜、及び前記第3蒸着膜は、斜方蒸着法によって形成することを特徴とする液晶装置の製造方法。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。
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-
2015
- 2015-08-21 JP JP2015163470A patent/JP2017040847A/ja active Pending
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