JP2019132880A - 電気光学装置、電子機器、及び電気光学装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画素の開口領域に入射する光を有効に利用可能な電気光学装置を提供すること。【解決手段】電気光学装置としての液晶装置の液晶パネル１１０は、基材１０ｓ上において画素の開口領域を囲む非開口領域に設けられ、基材１０ｓ側から順に設けられ基材１０ｓの厚み方向に間隔を置いて配置された第１遮光層としての走査線３及び第２遮光層としてのデータ線６と、走査線３とデータ線６との間に、画素ごとに設けられたトランジスターとしてのＴＦＴ３０と、開口領域と非開口領域とに亘って設けられ、走査線３及びデータ線６を覆うように配置された第１絶縁層１７と、開口領域に第１絶縁層１７の表面１７ａから基材１０ｓに亘って設けられた凹部２６と、第１絶縁層１７の屈折率よりも高い屈折率を有し、凹部２６を埋めてなる第２絶縁層１３と、を備え、凹部２６の底部２６ａが曲面を成している。【選択図】図６

Description

本発明は、電気光学装置、電子機器、及び電気光学装置の製造方法に関する。

電気光学装置として、画素ごとにスイッチング素子であるトランジスターを備えたアクティブ駆動型の液晶装置が挙げられる。液晶装置は受光型であるため、見易い表示を実現するために高いコントラストを得るには画素に入射する光を有効に利用することが求められる。特に、プロジェクターなどの投射型表示装置の光変調手段として用いられる液晶装置は、小型であることから画素サイズが小さくなるため、直視型の液晶装置に比べて高い光の利用効率が求められる。

例えば、特許文献１には、薄膜トランジスターが設けられた非開口領域の第３層間絶縁膜の屈折率をｎ３とし、第３層間絶縁膜を覆うと共に開口領域を埋める第４層間絶縁膜の屈折率をｎ４とすると、ｎ３＜ｎ４の関係を満たす電気光学装置が開示されている。屈折率が異なる第３層間絶縁膜と第４層間絶縁膜とがなす界面は、開口領域を囲む側壁を成しており、側壁に入射する光は反射して開口領域側に導かれる。すなわち、開口領域の光軸に沿って直進する光だけでなく、光軸に対して斜めに入射した光を拡散させずに該側壁で反射して有効に利用できるとしている。

特開２０１６−８０９５６号公報

しかしながら、上記特許文献１の電気光学装置は、非開口領域において第３層間絶縁膜上に第３遮光層を有している。第３遮光層の端部に入射した光は回折して第３層間絶縁膜内に入射するため、開口領域に導くことが困難であった。そのため、開口領域に入射した光の利用効率は、まだ改善の余地があるという課題があった。また、第３遮光層の端部で回折した光が薄膜トランジスターに入射して光リーク電流が生じ、表示品質の低下を招くという課題があった。

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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る電気光学装置は、基材上において画素の開口領域を囲む非開口領域に設けられ、基材側から順に基材の厚み方向に間隔を置いて配置された第１遮光層及び第２遮光層と、第１遮光層と第２遮光層との間に、画素ごとに設けられたトランジスターと、開口領域と非開口領域とに亘って設けられ、第１遮光層及び第２遮光層を覆うように配置された第１絶縁層と、開口領域に第１絶縁層の表面から基材に亘って設けられた凹部と、第１絶縁層の屈折率よりも高い屈折率を有し、凹部を埋めてなる第２絶縁層と、を備え、凹部の底部が曲面を成していることを特徴とする。

本適用例の構成によれば、開口領域に第１絶縁層の表面から基材に亘って設けられた凹部に第１絶縁層の屈折率よりも高い屈折率を有する第２絶縁層が配置され、さらに凹部の底部が曲面を成している。そのため、凹部の側部に沿った第１絶縁層と第２絶縁層との界面に斜めに入射した光は、界面で反射されて開口領域内に導かれるので、開口領域に入射した光を有効に利用できる。また、第１絶縁層は非開口領域に設けられた第１遮光層及び第２遮光層を覆うので、第１遮光層及び第２遮光層の端部に向かう光も第１絶縁層と第２絶縁層との界面で反射される。つまり、第１遮光層及び第２遮光層の端部で光の回折が生じ難いので、回折した光がトランジスターに入射して光リーク電流が生ずることも抑制できる。
また、凹部の底部を埋めた第２絶縁層が集光レンズとして機能し、基材側から画素に入射した光は、上記集光レンズによって集光されるため、光を有効に利用することができる。つまり、基材側から画素に入射する光を有効に利用可能であって、トランジスターにおける光リーク電流の発生を抑制可能な電気光学装置を提供することができる。

［適用例２］上記適用例に記載の電気光学装置であって、凹部は、基材において底部に至る側壁を有することが好ましい。

この構成によれば、凹部は基材において底部に至る側壁を有しており、基材に対し法線方向に側壁の長さを調整することで、凹部の底部を埋めた第２絶縁層からなる集光レンズの光路長を調整することができる。つまり、光透過率が最大化されるように側壁の長さ、すなわち光路長を最適化することで、入射した光をより有効に利用できる。

［適用例３］上記適用例に記載の電気光学装置であって、凹部の底部は、平面視で底部の中心を通る光軸に直交する平面部を含むことが好ましい。

この構成によれば、平面部を通過した光は、光軸に対して平行に近い状態で画素の開口領域から射出される。すなわち、上記集光レンズの集光状態に起因する明るさのムラを抑制可能である。

［適用例４］上記適用例に記載の電気光学装置であって、第２絶縁層は、基材の厚み方向に基材から遠ざかるにつれて屈折率が小さくなるように変化した層を含むことが好ましい。

この構成によれば、第２絶縁層は凹部において基材の厚み方向に基材から遠ざかるほど屈折率が小さくなるように変化した層を有していることから、例えば第２絶縁層上に第２絶縁層よりも屈折率が小さい他の絶縁層を積層しても、第２絶縁層の屈折率が小さくなった部分と他の絶縁層との界面における反射が抑制される。つまり、開口領域に入射する光の当該界面における反射を抑制し、入射した光をより有効に利用できる。

［適用例５］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする。

本適用例の構成によれば、画素の開口領域を透過する光を表示に有効に利用可能であることから、明るく優れた表示品質を有する電子機器を提供することができる。

［適用例６］本適用例に係る電気光学装置の製造方法は、基材上において画素の開口領域を囲む非開口領域に、第１遮光層を形成する工程と、非開口領域における第１遮光層の上層に、画素ごとにトランジスターを形成する工程と、非開口領域におけるトランジスターの上層に、第２遮光層を形成する工程と、開口領域と非開口領域とに亘って、第１遮光層及び第２遮光層を覆うように第１絶縁層を形成する工程と、開口領域に第１絶縁層の表面から基材に亘る凹部を底部が曲面を成すように形成する工程と、凹部を埋めるように、第１絶縁層の屈折率よりも高い屈折率を有する第２絶縁層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。

本適用例の製造方法によれば、開口領域に第１絶縁層の表面から基材に亘って底部が曲面を成す凹部を形成し、凹部を埋めるように、第１絶縁層の屈折率よりも高い屈折率を有する第２絶縁層を形成する。そのため、凹部の側部に沿った第１絶縁層と第２絶縁層との界面に斜めに入射した光は、界面で反射されて開口領域内に導かれるので、開口領域に入射した光を有効に利用できる。また、第１絶縁層は非開口領域において第１遮光層及び第２遮光層を覆うように形成されるので、第１遮光層及び第２遮光層の端部に向かう光も第１絶縁層と第２絶縁層との界面で反射される。つまり、第１遮光層及び第２遮光層の端部で光の回折が生じ難いので、回折した光がトランジスターに入射して光リーク電流が生ずることも抑制できる。

また、凹部の底部を埋めた第２絶縁層が集光レンズとして機能し、基材側から画素に入射した光は、上記集光レンズによって集光されるため、光を有効に利用することができる。つまり、基材側から画素に入射する光を有効に利用可能であって、トランジスターにおける光リーク電流の発生を抑制可能な電気光学装置を製造することができる。

［適用例７］上記適用例に記載の電気光学装置の製造方法であって、凹部を形成する工程では、基材をエッチングして曲面を成す底部と底部に至る側壁とを形成することが好ましい。

この製造方法によれば、基材に対し法線方向に凹部の底部に至る長さを調整して側壁を形成することで、底部を埋めた第２絶縁層による集光レンズの光路長を調整することができる。つまり、光透過率が最大化されるように側壁の長さを調整する、すなわち光路長を最適化することで、入射した光をより有効に利用できる。なお、集光レンズの光路長とは、レンズ面である底部の表面から焦点までの光軸上における長さを言う。

［適用例８］上記適用例に記載の電気光学装置の製造方法であって、第２絶縁層を形成する工程では、基材の厚み方向に基材から遠ざかるにつれて屈折率が小さくなるように変化した層を含むように第２絶縁層を形成することが好ましい。

この製造方法によれば、凹部において基材の厚み方向に基材から遠ざかるほど屈折率が小さくなるように変化した層を含むように第２絶縁層を形成することから、例えば第２絶縁層上に第２絶縁層よりも屈折率が小さい他の絶縁層を積層しても、第２絶縁層の屈折率が小さくなった部分と他の絶縁層との界面における反射が抑制される。つまり、開口領域に入射する光の当該界面における反射を抑制し、入射した光をより有効に利用できる。

第１実施形態の電気光学装置としての液晶装置の構成を示す概略平面図。 図１のＨ−Ｈ’線に沿う液晶装置の構造を示す概略断面図。 液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図。 液晶装置の非開口領域における構造を示す概略断面図。 画素の主要な構成と開口領域及び非開口領域との関係を示す概略平面図。 図５のＡ−Ａ’線に沿った液晶装置の構造を示す概略断面図。 第１実施形態の素子基板の製造方法を示すフローチャート。 第１実施形態の素子基板の製造方法を示す概略断面図。 第１実施形態の素子基板の製造方法を示す概略断面図。 第１実施形態の素子基板の製造方法を示す概略断面図。 第１実施形態の素子基板の製造方法を示す概略断面図。 第１実施形態の素子基板の製造方法を示す概略断面図。 第１実施形態の素子基板の製造方法を示す概略断面図。 第１実施形態の素子基板の製造方法を示す概略断面図。 第１実施形態の素子基板の製造方法を示す概略断面図。 第１実施形態の素子基板の製造方法を示す概略断面図。 第１実施形態の素子基板の製造方法を示す概略断面図。 第１実施形態の素子基板の製造方法を示す概略断面図。 第１実施形態の素子基板の製造方法を示す概略断面図。 第１実施形態の素子基板の製造方法を示す概略断面図。 第２実施形態の液晶装置の構造を示す概略断面図。 第２実施形態の素子基板の製造方法を示す概略断面図。 第２実施形態の素子基板の製造方法を示す概略断面図。 第３実施形態の電子機器としての投射型表示装置の構成を示す概略図。 変形例２の素子基板の構造を示す概略断面図。 変形例２の素子基板の製造方法を示す概略断面図。 変形例２の素子基板の製造方法を示す概略断面図。

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。

本実施形態では、電気光学装置として、スイッチング素子である薄膜トランジスター（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）を画素ごとに備えたアクティブ駆動型の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、例えば後述する投射型表示装置（液晶プロジェクター）の光変調手段（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。

（第１実施形態）
＜電気光学装置＞
まず、第１実施形態の電気光学装置としての液晶装置について、図１〜図３を参照して説明する。図１は、第１実施形態の電気光学装置としての液晶装置の構成を示す概略平面図である。図２は、図１のＨ−Ｈ’線に沿う液晶装置の構造を示す概略断面図である。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。

図１及び図２に示すように、本実施形態の電気光学装置としての液晶装置１００は、対向配置された素子基板１０及び対向基板２０と、これら一対の基板によって挟持された液晶層５０とを備えた液晶パネル１１０を有する。素子基板１０の基材１０ｓ及び対向基板２０の基材２０ｓは、それぞれ透明な例えば石英基板やガラス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の外縁に沿って配置されたシール部４０を介して間隔を置いて貼り合わされている。額縁状に配置されたシール部４０の内側に液晶が注入され液晶層５０が構成されている。なお、上記間隔に液晶を注入する方法は、例えば、額縁状に配置されたシール部４０の内側に液晶を滴下して、減圧下で素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせるＯＤＦ（One Drop Fill）法が挙げられる。

シール部４０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を用いることができる。本実施形態では、紫外線硬化型のエポキシ樹脂が採用されている。シール部４０には、一対の基板の上記間隔を一定に保持するためのスペーサー（図示省略）が混入されている。

シール部４０の内側には、マトリックス状に配列した複数の画素Ｐを含む表示領域Ｅ１が設けられている。また、シール部４０と表示領域Ｅ１との間に表示領域Ｅ１を取り囲んで遮光性の見切り部２１が設けられている。見切り部２１は、例えば遮光性の金属あるいは金属化合物などからなる。なお、表示領域Ｅ１は表示に寄与する有効な画素Ｐ以外に、有効な画素Ｐを囲む複数のダミー画素を含んでいてもよい。

素子基板１０には、複数の外部接続用端子１０４が配列した端子部が設けられている。該端子部に沿った第１の辺部とシール部４０との間にデータ線駆動回路１０１が設けられている。また、第１の辺部に対向する第２の辺部に沿ったシール部４０と表示領域Ｅ１との間に検査回路１０３が設けられている。さらに、第１の辺部と直交し互いに対向する第３及び第４の辺部に沿ったシール部４０と表示領域Ｅ１との間に走査線駆動回路１０２が設けられている。第２の辺部のシール部４０と検査回路１０３との間に、２つの走査線駆動回路１０２を繋ぐ複数の配線（図示省略）が設けられている。

これらデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０２に繋がる配線（図示省略）は、第１の辺部に沿って配列した複数の外部接続用端子１０４に接続されている。なお、検査回路１０３の配置はこれに限定されず、データ線駆動回路１０１と表示領域Ｅ１との間のシール部４０の内側に沿った位置に設けてもよい。

以降、第１の辺部に沿った方向をＸ方向とし、第３の辺部に沿った方向をＹ方向として説明する。また、対向基板２０側から素子基板１０側に向かう方向に沿って見ることを「平面視」または「平面的に」と言う。

図２に示すように、素子基板１０の液晶層５０側の表面には、画素Ｐごとに設けられた透光性の画素電極１６及びスイッチング素子であるトランジスターとしての薄膜トランジスター（以降、ＴＦＴと呼称する）３０と、信号配線と、これらを覆う配向膜１８とが形成されている。素子基板１０は、基材１０ｓと、基材１０ｓ上に形成された画素電極１６、ＴＦＴ３０、信号配線、配向膜１８、及び基材１０ｓ側から画素Ｐに入射した光を効率的に利用可能な構成を含むものである。素子基板１０の詳しい構成については、後述する。

素子基板１０に対向配置される対向基板２０は、基材２０ｓと、基材２０ｓ上に形成された見切り部２１と、これを覆うように成膜された平坦化層２２と、平坦化層２２を覆い、基材２０ｓのほぼ全面に亘って設けられ共通電極として機能する対向電極２３と、対向電極２３を覆う配向膜２４とを含むものである。

見切り部２１は、図１に示すように表示領域Ｅ１を取り囲むと共に、平面的に走査線駆動回路１０２、検査回路１０３と重なる位置に設けられている。これにより対向基板２０側からこれらの回路に入射する光を遮光して、これらの回路が光によって誤動作することを防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が表示領域Ｅ１に入射しないように遮光して、表示領域Ｅ１の表示における高いコントラストを確保している。

なお、本実施形態では、紫外線硬化型のエポキシ樹脂を用いてシール部４０が形成されているため、見切り部２１は平面視でシール部４０と重ならないように配置されている。よって、素子基板１０と対向基板２０との貼り合わせにおける位置精度とシール部４０の紫外線硬化性とを考慮して、わずかではあるが隙間がある（図１参照）。

平坦化層２２は、例えば酸化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して見切り部２１を覆うように設けられている。このような平坦化層２２の形成方法としては、例えばプラズマＣＶＤ法などを用いて成膜する方法が挙げられる。

対向電極２３は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜からなり、平坦化層２２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１０６に電気的に接続されている。上下導通部１０６は、素子基板１０側の配線に電気的に接続している。

画素電極１６を覆う配向膜１８及び対向電極２３を覆う配向膜２４は、液晶装置１００の光学設計に基づいて選定される。配向膜１８，２４は、例えば、ポリイミドなどの有機材料を成膜して、その表面をラビングすることにより、正の誘電異方性を有する液晶分子に対して略水平配向処理が施された有機配向膜や、気相成長法を用いてＳｉＯx（酸化シリコン）などの無機材料を成膜して、負の誘電異方性を有する液晶分子に対して略垂直配向させた無機配向膜が挙げられる。

このような液晶装置１００は透過型であって、電圧無印加状態で画素Ｐの透過率が最大となるノーマリーホワイトモードや、電圧無印加状態で画素Ｐの透過率が最小となるノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。素子基板１０と対向基板２０とを含む液晶パネル１１０の光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子が光学設計に応じて配置されて用いられる。

本実施形態では、以降、配向膜１８，２４として前述した無機配向膜と、負の誘電異方性を有する液晶とを用い、ノーマリーブラックモードの光学設計が適用された例について説明する。

次に図３を参照して、液晶装置１００（液晶パネル１１０）の電気的な構成について説明する。液晶装置１００は、少なくとも表示領域Ｅ１において互いに絶縁されて直交する信号配線としての複数の走査線３及び複数のデータ線６と、データ線６に沿って平行に配置された容量線７とを有する。走査線３が延在する方向がＸ方向であり、データ線６が延在する方向がＹ方向である。

走査線３、データ線６及び容量線７と、これらの信号線類により区分された領域に、画素電極１６と、ＴＦＴ３０と、蓄積容量３１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３はＴＦＴ３０のゲートに電気的に接続され、データ線６はＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。画素電極１６はＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されている。

データ線６はデータ線駆動回路１０１（図１参照）に接続されており、データ線駆動回路１０１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３は走査線駆動回路１０２（図１参照）に接続されており、走査線駆動回路１０２から供給される走査信号ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｍを画素Ｐに供給する。

データ線駆動回路１０１からデータ線６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６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１０２は、走査線３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６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１６に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極１６を介して液晶層５０に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、画素電極１６と液晶層５０を介して対向配置された対向電極２３との間で一定期間保持される。画像信号Ｄ１〜Ｄｎの周波数は、例えば６０Ｈｚである。

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１６と対向電極２３との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量３１が接続されている。蓄積容量３１は、ＴＦＴ３０のドレインと容量線７との間に設けられている。

なお、図１に示した検査回路１０３には、データ線６が接続されており、液晶装置１００の製造過程において、上記画像信号を検出することで液晶装置１００の動作欠陥などを確認できる構成となっているが、図３の等価回路では図示を省略している。

本実施形態における画素回路を駆動制御する周辺回路は、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０２、検査回路１０３を含んでいる。また、周辺回路は、上記画像信号をサンプリングしてデータ線６に供給するサンプリング回路、データ線６に所定電圧レベルのプリチャージ信号を上記画像信号に先行して供給するプリチャージ回路を含むものとしてもよい。

＜画素の構造＞
次に、本実施形態の液晶装置１００（液晶パネル１１０）における画素Ｐの構造について説明する。液晶装置１００（液晶パネル１１０）は、画素Ｐの開口領域と、開口領域を囲む非開口領域とを有する。図４は、液晶装置の非開口領域における構造を示す概略断面図である。

図４に示すように、素子基板１０の基材１０ｓ上には、まず走査線３が形成される。走査線３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）などの金属のうちの少なくとも１つを含む金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、ナイトライド、あるいはこれらが積層されたものを用いることができ、遮光性を有している。走査線３は、本発明における第１遮光層の一例である。

走査線３を覆うように例えば酸化シリコンなどからなる下地絶縁膜１１ａが形成され、下地絶縁膜１１ａ上に島状に半導体層３０ａが形成される。半導体層３０ａは例えば多結晶シリコン膜からなり、不純物イオンが注入されて、第１ソース・ドレイン領域、接合領域、チャネル領域、接合領域、第２ソース・ドレイン領域を有するＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造が形成されている。

半導体層３０ａは、遮光性を有する走査線３の上方に設けられているため、基材１０ｓ側から半導体層３０ａに入射する光は遮光される。これにより、当該入射光によるＴＦＴ３０の光誤動作が防止される。

半導体層３０ａを覆うようにゲート絶縁膜１１ｂが形成される。さらにゲート絶縁膜１１ｂを挟んでチャネル領域に対向する位置にゲート電極３０ｇが形成される。

ゲート電極３０ｇとゲート絶縁膜１１ｂとを覆うようにして第１層間絶縁膜１１ｃが形成され、半導体層３０ａのそれぞれの端部と重なる位置にゲート絶縁膜１１ｂ、第１層間絶縁膜１１ｃを貫通する２つのコンタクトホールＣＮＴ１，ＣＮＴ２が形成される。

そして、２つのコンタクトホールＣＮＴ１，ＣＮＴ２を埋めると共に第１層間絶縁膜１１ｃを覆うように例えばＡｌ（アルミニウム）やその合金、あるいは金属化合物などの遮光性の導電膜が成膜され、これをパターニングすることにより、コンタクトホールＣＮＴ１を介して第１ソース・ドレイン領域に繋がるデータ線６が形成される。同時にコンタクトホールＣＮＴ２を介して第２ソース・ドレイン領域に繋がる第１中継電極６ｂが形成される。データ線６及び第１中継電極６ｂは、本発明における第２遮光層の一例である。

次に、データ線６及び第１中継電極６ｂと第１層間絶縁膜１１ｃを覆って第２層間絶縁膜１２が形成される。第２層間絶縁膜１２は、例えばシリコンの酸化物からなる。そして、ＴＦＴ３０が設けられた領域を覆うことによって生ずる表面の凹凸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１中継電極６ｂと重なる位置に第２層間絶縁膜１２を貫通するコンタクトホールＣＮＴ３が形成される。このコンタクトホールＣＮＴ３を被覆すると共に第２層間絶縁膜１２を覆うように例えばＡｌ（アルミニウム）やその合金、あるいは金属化合物などの遮光性の導電膜が成膜され、これをパターニングすることにより、第１容量電極３１ａと第２中継電極３１ｄとが形成される。

第１容量電極３１ａのうち、後に形成される誘電体層３１ｃを介して第２容量電極３１ｂと対向する部分の外縁を覆うように絶縁膜１４ａがパターニングされて形成される。また、第２中継電極３１ｄのうちコンタクトホールＣＮＴ４と重なる部分を除いた外縁を覆うように絶縁膜１４ａがパターニングされて形成される。絶縁膜１４ａは、この後に形成される第２容量電極３１ｂのパターニング時に第１容量電極３１ａがエッチングされることを防ぐために設けられるものである。

次に、絶縁膜１４ａと第１容量電極３１ａを覆って誘電体層３１ｃが成膜される。誘電体層３１ｃとしては、シリコン窒化膜や、酸化ハフニュウム（ＨｆＯ₂）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）などの単層膜、又はこれらの単層膜のうち少なくとも２種の単層膜を積層した多層膜を用いてもよい。平面的に第２中継電極３１ｄと重なる部分の誘電体層３１ｃはエッチングされて除かれる。誘電体層３１ｃを覆うように例えばＴｉＮ（窒化チタン）などの導電膜が形成され、これをパターニングすることにより、第１容量電極３１ａに対向配置され、第２中継電極３１ｄに繋がる第２容量電極３１ｂが形成される。

誘電体層３１ｃと、誘電体層３１ｃを挟んで対向配置された第１容量電極３１ａと第２容量電極３１ｂとにより蓄積容量３１が構成される。第１容量電極３１ａ及び第２容量電極３１ｂは遮光性の導電膜を用いて形成されていることから、蓄積容量３１は遮光性を有し、走査線３を第１遮光層とし、データ線６を第２遮光層とすると、蓄積容量３１は第３遮光層に相当するものである。

次に、第２容量電極３１ｂと誘電体層３１ｃとを覆う第３層間絶縁膜１４ｂが形成される。第３層間絶縁膜１４ｂも例えばシリコンの酸化物からなり、ＣＭＰ処理などの平坦化処理が施される。第３層間絶縁膜１４ｂの膜厚に比べて、絶縁膜１４ａや誘電体層３１ｃの膜厚は薄い。また、絶縁膜１４ａ及び誘電体層３１ｃは、必ずしも基材１０ｓの全面に亘って形成する必要はなく、蓄積容量３１の構成に係るようにパターニングしてもよい。したがって、本実施形態では、以降、蓄積容量３１を覆う層間絶縁膜を第３層間絶縁膜１４として扱うこととする。

第２容量電極３１ｂのうち第２中継電極３１ｄと接する部分に至るように第３層間絶縁膜１４を貫通するコンタクトホールＣＮＴ４が形成される。

このコンタクトホールＣＮＴ４を被覆すると共に第３層間絶縁膜１４を覆うように例えばＡｌ（アルミニウム）やその合金、あるいは金属化合物などの遮光性の導電膜が形成され、これをパターニングすることにより、配線８ａと、コンタクトホールＣＮＴ４を介して第２中継電極３１ｄに電気的に接続される第３中継電極８ｂとが形成される。

配線８ａは、平面的にＴＦＴ３０の半導体層３０ａやデータ線６及び蓄積容量３１と重なるように形成され、固定電位が与えられてシールド層として機能するものである。配線８ａ及び第３中継電極８ｂもまた遮光性の導電膜を用いて形成されていることから、蓄積容量３１を第３遮光層とすると、配線８ａ及び第３中継電極８ｂは第４遮光層に相当するものである。

配線８ａと第３中継電極８ｂとを覆うように第４層間絶縁膜１５が形成される。第４層間絶縁膜１５も、例えばシリコンの酸化物を用いて形成することができる。第４層間絶縁膜１５を貫通して第３中継電極８ｂに至るコンタクトホールＣＮＴ５が形成される。

このコンタクトホールＣＮＴ５を被覆し、第４層間絶縁膜１５を覆うようにＩＴＯなどの透明導電膜（電極膜）が成膜される。この透明導電膜（電極膜）をパターニングしてコンタクトホールＣＮＴ５を介して第３中継電極８ｂに電気的に繋がる画素電極１６が形成される。

第３中継電極８ｂは、コンタクトホールＣＮＴ４、第２容量電極３１ｂ、第２中継電極３１ｄ、コンタクトホールＣＮＴ３、第１中継電極６ｂを介してＴＦＴ３０の第２ソース・ドレイン領域と電気的に接続すると共に、コンタクトホールＣＮＴ５を介して画素電極１６と電気的に接続している。

第１容量電極３１ａは複数の画素Ｐに跨るように形成され、等価回路（図３参照）における容量線７として機能している。第１容量電極３１ａには固定電位が与えられる。これにより、ＴＦＴ３０の第２ソース・ドレイン領域を介して画素電極１６に与えられた電位を第１容量電極３１ａと第２容量電極３１ｂとの間において保持することができる。

画素電極１６を覆うように配向膜１８が形成され、液晶層５０を介して素子基板１０に対向配置される対向基板２０の対向電極２３を覆うように配向膜２４が形成される。前述したように、配向膜１８，２４は無機配向膜であって、酸化シリコンなどの無機材料を所定の方向から例えば斜め蒸着して柱状に成長させた柱状体１８ａ，２４ａの集合体からなる。

このような配向膜１８，２４に対して負の誘電異方性を有する液晶分子ＬＣは、配向膜面の法線方向に対して柱状体１８ａ，２４ａの傾斜方向に３度〜５度のプレチルト角度θｐを有して略垂直配向（ＶＡ；Vertical Alignment）する。画素電極１６と対向電極２３との間に交流電圧（駆動信号）を印加して液晶層５０を駆動することによって液晶分子ＬＣは画素電極１６と対向電極２３との間に生ずる電界方向に傾くように挙動（振動）する。

次に、画素Ｐにおける主要な構成の平面的な配置について、図５を参照して説明する。図５は、画素の主要な構成と開口領域及び非開口領域との関係を示す概略平面図である。

図５に示すように、液晶装置１００における画素Ｐは、例えば平面視で略四角形（略正方形）の開口領域を有する。開口領域は、Ｘ方向とＹ方向とに延在し格子状に設けられた遮光性の非開口領域により囲まれている。

Ｘ方向に延在する非開口領域には、図３及び図４に示した走査線３が設けられている。走査線３は遮光性の導電部材が用いられており、走査線３によって非開口領域の一部が構成されている。

同じく、Ｙ方向に延在する非開口領域には、図３及び図４に示したデータ線６や容量線７（第１容量電極３１ａ）が設けられている。データ線６や容量線７（第１容量電極３１ａ）もまた遮光性の導電膜が用いられており、これらによって非開口領域の一部が構成されている。

非開口領域の交差部には、図３及び図４に示したＴＦＴ３０が設けられている。本実施形態では、ＴＦＴ３０の半導体層３０ａは、非開口領域の交差部においてＹ方向に延在して配置されている。半導体層３０ａとデータ線６との接続を図るコンタクトホールＣＮＴ１や、半導体層３０ａと第１中継電極６ｂとの接続を図るコンタクトホールＣＮＴ２もまた非開口領域に設けられている。このように遮光性を有する非開口領域の交差部にＴＦＴ３０を設けることにより、開口領域における開口率を確保している。

詳しい素子基板１０の構造については後述するが、交差部にＴＦＴ３０を設ける関係上、交差部の非開口領域の幅は、他の部分に比べて広くなっている。なお、非開口領域の交差部において半導体層３０ａはＹ方向に延在して配置されることに限定されず、Ｘ方向に延在して配置されてもよい。したがって、非開口領域の交差部の形状は、ＴＦＴ３０の配置に対応したものであればよく、Ｘ方向とＹ方向とに均等に開口領域側にはみ出していなくてもよい。

画素Ｐごとに画素電極１６が設けられている。画素電極１６は平面視で略正方形であり、画素電極１６の外縁が非開口領域と重なるようにして開口領域に設けられている。なお、図５には図示していないが、図４に示した蓄積容量３１や配線８ａなども非開口領域に配置されている。

本実施形態の液晶装置１００は、透過型であって、素子基板１０側から光が入射することを前提として、素子基板１０には、ＴＦＴ３０に入射する光を遮光すると共に、開口領域に入射した光が素子基板１０において拡散することを防いで光の利用効率を改善する構成が取り入れられている。

なお、詳しくは後述するが、本実施形態の液晶装置１００では、基材１０ｓにおける画素Ｐの開口領域に凹部２６（図６参照）が設けられている。図５に破線で示す側壁２６ｂは、平面視における、第１絶縁層１７（図６参照）と、凹部２６を埋めてなる第２絶縁層１３（図６参照）との界面となる部分である。以降、画素Ｐにおける素子基板１０の構造について詳しく説明する。

図６は、図５のＡ−Ａ’線に沿った液晶装置の構造を示す概略断面図である。なお、図５のＡ−Ａ’線は、画素Ｐの開口領域を挟んで隣り合う２つの半導体層３０ａの第２ソース・ドレイン領域（ＴＦＴ３０のドレインに相当）を横断する線分である。図６では、液晶層５０に接する配向膜１８，２４や対向基板２０の平坦化層２２の図示を省略している。

図６に示すように、画素電極１６を有する素子基板１０と対向電極２３を有する対向基板２０とは液晶層５０を介して対向配置されている。前述したように画素電極１６は外縁が非開口領域に重なる。

基材１０ｓ上には、基材１０ｓ側から順に、第１遮光層としての走査線３、下地絶縁膜１１ａ、ＴＦＴ３０の半導体層３０ａ、ゲート絶縁膜１１ｂ、第１層間絶縁膜１１ｃ、第２遮光層としてのデータ線６、第２層間絶縁膜１２、蓄積容量３１、第３層間絶縁膜１４、シールド層として機能する配線８ａ、第４層間絶縁膜１５、画素電極１６、が積層されている。なお、Ａ−Ａ’線に沿った位置ではないが、ゲート絶縁膜１１ｂを介して半導体層３０ａのチャネル領域に対向するようにゲート電極３０ｇ（図６では破線で示す）が配置されている。ＴＦＴ３０はゲート電極３０ｇを含むものである。

非開口領域には、遮光層として機能する、走査線３、データ線６、蓄積容量３１、配線８ａが配置されている。基材１０ｓ上において、走査線３とデータ線６とは基材１０ｓ側から順に基材１０ｓの厚み方向に間隔を置いて配置され、ＴＦＴ３０は走査線３とデータ線６との間に配置されている。蓄積容量３１を覆う第３層間絶縁膜１４、及び配線８ａを覆う第４層間絶縁膜１５は、非開口領域と開口領域とに亘って形成されている。

本発明における第１絶縁層の一例である、下地絶縁膜１１ａ、ゲート絶縁膜１１ｂ、第１層間絶縁膜１１ｃ、第２層間絶縁膜１２は、非開口領域と開口領域とに亘って形成され、基材１０ｓ側からこの順に積層されている。本実施形態では、これらの絶縁膜（第１絶縁層）は、いずれもシリコンの酸化物（ＳｉＯｘ）を用いて形成されており、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などの形成方法にもよるが、その屈折率ｎ１は、およそ１．４５〜１．４６である。また、基材１０ｓは石英基板が採用されており、基材１０ｓの屈折率はおよそ１．４６である。

以下では、積層された下地絶縁膜１１ａとゲート絶縁膜１１ｂと第１層間絶縁膜１１ｃと第２層間絶縁膜１２とを含めて、第１絶縁層１７と表記する。
画素Ｐの開口領域には、凹部２６が形成されている。凹部２６は、第１絶縁層１７の表面１７ａから基材１０ｓに亘って形成されている。詳しくは、凹部２６は上述した絶縁膜の積層方向に第１絶縁層１７を貫通すると共に、基材１０ｓの一部に到達するように形成されている。また、凹部２６は、基材１０ｓにおいて液晶層５０と反対側に向かって凸となるように曲面状に形成された底部２６ａと、基材１０ｓの厚み方向に沿った側壁２６ｂとを有する。換言すれば、曲面を成す底部２６ａと、基材１０ｓの厚み方向に沿った側壁２６ｂとを有するように、第１絶縁層１７から基材１０ｓに掛けて凹部２６が形成されている。

凹部２６を埋めるように第２絶縁層１３が設けられている。第２絶縁層１３を構成する材料としては、例えばシリコンの酸窒化物（ＳｉＯｘＮｙ）が用いられている。第２絶縁層１３の形成方法にもよるが、第２絶縁層１３の屈折率をｎ２とすると、例えばｎ２は１．６５〜１．８５である。つまり、凹部２６を埋める第２絶縁層１３の屈折率ｎ２は、第１絶縁層１７及び基材１０ｓの屈折率ｎ１よりも大きい。

このように凹部２６の底部２６ａが曲面を成すように形成されているため、素子基板１０側から入射した光は、第２絶縁層１３と基材１０ｓとの間の屈折率の差により、平面視で第２絶縁層１３の中央部側すなわち開口領域の中央部側へ屈折する。このように、凹部２６の底部２６ａは、光を集光するマイクロレンズＭＬを構成している。

本実施形態の液晶装置１００は、後述する投射型表示装置の光変調手段として用いられるものであって、本実施形態では、投射型表示装置の光源から発した光は、素子基板１０側から入射し、素子基板１０の画素電極１６が配置された開口領域を通過して、対向基板２０側から射出される。

図６に示すように、凹部２６の底部２６ａ（マイクロレンズＭＬ）の中心を通る光軸Ｌ₀に沿って基材１０ｓの法線方向から入射する光Ｌ₁は、開口領域における、基材１０ｓ、第１絶縁層１７、第２絶縁層１３、第３層間絶縁膜１４、第４層間絶縁膜１５を透過して直進し射出される。

また、光軸Ｌ₀に対して斜め方向から基材１０ｓを透過して、素子基板１０の開口領域に入射した光Ｌ₂は、マイクロレンズＭＬにより開口領域の中央部側へ屈折される。したがって、光軸Ｌ₀に対して斜め方向から基材１０ｓを透過して、素子基板１０の開口領域に入射した光Ｌ₂が、ＴＦＴ３０の直下に配置される第１遮光層としての走査線３の端部に向かって入射したとしても、マイクロレンズＭＬの屈折作用により光Ｌ₂の進行方向は、走査線３の端部から逸れた方向に屈折される。ゆえに、走査線３の端部で回折した光がＴＦＴ３０の半導体層３０ａに入射して光リーク電流が生ずることが抑制される。

さらに、光軸Ｌ₀に対して斜め方向から基材１０ｓを透過して、素子基板１０の開口領域に入射した光Ｌ₃は、側壁２６ｂに到達すると、側壁２６ｂで反射して開口領域側に導かれる。これは、屈折率がｎ１＜ｎ２の条件を満たし、光Ｌ₃が屈折率ｎ２の第２絶縁層１３から屈折率ｎ２よりも小さい屈折率ｎ１の第１絶縁層１７に入射することで、スネルの法則に従って、第２絶縁層１３との界面である側壁２６ｂで反射することによるものである。光Ｌ₃の側壁２６ｂの法線となす入射角が臨界角θｃよりも大きければ、光Ｌ₃は側壁２６ｂによって全反射される。なお、スネルの法則により、ｎ１＜ｎ２であって、臨界角θｃは、θｃ＝ａｒｃｓｉｎ（ｎ１／ｎ２）で表される。

したがって、光軸Ｌ₀に対して斜め方向から基材１０ｓを透過して、素子基板１０の開口領域に入射した光Ｌ₃が、ＴＦＴ３０の直下に配置される第１遮光層としての走査線３の端部に向かって入射したとしても、側壁２６ｂで反射されるため、走査線３の端部において光の回折が生じ難い。したがって、走査線３の端部で回折した光がＴＦＴ３０の半導体層３０ａに入射して光リーク電流が生ずることが抑制される。

走査線３の端部で回折する光を抑制する観点から、側壁２６ｂの位置は、非開口領域から少なくとも０．１μｍ以上離れていることが好ましい。また、スネルの法則を利用して、側壁２６ｂに入射する光を効率的に反射させ、且つ開口領域を透過する光を増やす観点から、側壁２６ｂの位置は、非開口領域から０．１μｍ以上１．０μｍ以内にあることが好ましく、０．２μｍ以上０．５μｍ内にあることがより好ましい。

一方、マイクロレンズＭＬを成す底部２６ａは走査線３よりも基材１０ｓ側（下方側）となるように設定されることが好ましい。底部２６ａが走査線３よりも下方側にあると、第２絶縁層１３と第１絶縁層１７の界面である側壁２６ｂの端が走査線３よりも下方側まで延在することとなる。そのため、素子基板１０（基材１０ｓ）側からＴＦＴ３０の直下に配置される第１遮光層としての走査線３の端部に向かって光が入射したとしても、側壁２６ｂで反射される。したがって、走査線３の端部において光の回折が生じ難いので、走査線３の端部で回折した光がＴＦＴ３０の半導体層３０ａに入射して光リーク電流が生ずることが抑制される。
換言すれば、画素Ｐの開口領域に設けられた凹部２６が画素Ｐに入射する光の導光路（導波路）及びマイクロレンズＭＬとなり、隣り合う凹部２６同士の間が実質的な非開口領域となる。

なお、後述する素子基板の製造方法によれば、容易にマイクロレンズＭＬを成す底部２６ａが走査線３よりも基材１０ｓ側（下方側）となるように、凹部２６を形成することができる。

＜液晶装置の製造方法＞
本実施形態の液晶装置における発明の特徴部分は、上述したように、素子基板１０の構造に係る。したがって、第１実施形態の液晶装置の製造方法として素子基板１０の製造方法を図７〜図２０を参照して説明する。図７は、第１実施形態の素子基板の製造方法を示すフローチャートである。図８〜図２０は、第１実施形態の素子基板の製造方法を示す概略断面図である。詳しくは、図８〜図２０は、図６に示した素子基板の構造を示す概略断面図に対応した図である。

図７に示すように、第１実施形態の素子基板１０の製造方法は、走査線形成工程（ステップＳ０１）、下地絶縁膜形成工程（ステップＳ０２）、トランジスター形成工程（ステップＳ０３）、第１層間絶縁膜形成工程（ステップＳ０４）、データ線形成工程（ステップＳ０５）、第２層間絶縁膜形成工程（ステップＳ０６）、凹部形成工程（ステップＳ０７）、エッチングマスク層形成工程（ステップＳ０８）、開口部形成工程（ステップＳ０９）を備えている。

また、素子基板１０の製造方法は、ウェットエッチング処理工程（ステップＳ１０）、エッチングマスク層除去工程（ステップＳ１１）、第２絶縁層形成工程（ステップＳ１２）、第２絶縁層平坦化工程（ステップＳ１３）、蓄積容量形成工程（ステップＳ１４）、第３層間絶縁膜形成工程（ステップＳ１５）、シールド層形成工程（ステップＳ１６）、第４層間絶縁膜形成工程（ステップＳ１７）、画素電極形成工程（ステップＳ１８）、配向膜形成工程（ステップＳ１９）を備えている。

ステップＳ０１からステップＳ０５の工程には公知の方法を用いることができることから、詳細な説明を省略する。ステップＳ０１の走査線形成工程では、図８に示すように、基材１０ｓ上の非開口領域に、第１遮光層としての走査線３を形成する。そして、ステップＳ０２の下地絶縁膜形成工程では、図９に示すように、走査線３を覆い開口領域と非開口領域とに亘って下地絶縁膜１１ａを形成する。

続くステップＳ０３のトランジスター形成工程では、図１０に示すように、下地絶縁膜１１ａ上の非開口領域にＴＦＴ３０の半導体層３０ａを形成した後、半導体層３０ａを覆い開口領域と非開口領域とに亘ってゲート絶縁膜１１ｂを形成する。ゲート絶縁膜１１ｂは、ＴＦＴ３０の電気特性に影響するため膜厚が５０ｎｍ〜１００ｎｍ程度となるように制御される。そして、ゲート絶縁膜１１ｂ上の非開口領域にゲート電極３０ｇを形成する。

続くステップＳ０４の第１層間絶縁膜形成工程では、図１１に示すように、ゲート電極３０ｇを覆い開口領域と非開口領域とに亘って第１層間絶縁膜１１ｃを形成する。第１層間絶縁膜１１ｃは、ＴＦＴ３０を覆うことでその表面に凹凸が生ずることから、成膜後に例えばＣＭＰ処理などの平坦化処理を施すことが好ましい。

続くステップＳ０５のデータ線形成工程では、図１２に示すように、第１層間絶縁膜１１ｃ上の非開口領域に第２遮光層としてのデータ線６を形成する。なお、ステップＳ０５では、第１中継電極６ｂ（図４参照）もデータ線６と同層に形成される。そして、ステップＳ０６の第２層間絶縁膜形成工程で、データ線６及び第１中継電極６ｂを覆い開口領域と非開口領域とに亘って第２層間絶縁膜１２を形成する。図１２に示すように、開口領域と非開口領域とに亘って形成された下地絶縁膜１１ａとゲート絶縁膜１１ｂと第１層間絶縁膜１１ｃと第２層間絶縁膜１２とにより、第１絶縁層１７が構成される。

続くステップＳ０７の凹部形成工程では、第２絶縁層１３の形成領域に開口を有するエッチングマスクを形成した後、第１絶縁層１７及び基材１０ｓに対してドライエッチング処理を行う。この処理により、図１３に示すように、第１絶縁層１７を貫通し、基材１０ｓの一部がエッチングされて、第１絶縁層１７の表面１７ａから基材１０ｓに至る凹部２６ｃが形成される。上述したように、第２絶縁層１３と第１絶縁層１７の界面となる側壁２６ｂの位置（図５参照）は、非開口領域から０．１μｍ以上１．０μｍ以内にあることが好ましく、０．２μｍ以上０．５μｍ内にあることがより好ましい。

次に、ステップＳ０８のエッチングマスク層形成工程では、図１４に示すように、第２層間絶縁膜１２及び凹部２６ｃの表面を覆うように、エッチングマスク層６０を形成する。このエッチングマスク層６０としては、例えばｐ−Ｓｉや金属材料（メタルマスク）などが用いられる。

次に、ステップＳ０９の、開口部形成工程では、図１５に示すように、当該エッチングマスク層６０のうち平面視で凹部２６ｃの中央部に開口部６１を形成する。当該開口部６１は、例えば直径が１μｍ程度に形成される。

次に、ステップＳ１０の、ウェットエッチング処理工程では、開口部６１を形成した後、当該開口部６１から基材１０ｓ側にエッチング溶液を浸透させ、ウェットエッチング処理を行う。この工程では、開口部６１を介してエッチング溶液を供給することにより、開口部６１から垂直方向に対して放射状に広がるように基材１０ｓがエッチングされる。このため、エッチング後には、図１６に示すように、基材１０ｓの外側の表面に向かって凸となる曲面状の底部２６ａが形成される。

さらに、ステップＳ１１の、エッチングマスク層除去工程では、曲面状の底部２６ａを形成した後、図１７に示すように、エッチングマスク層６０を除去する。これにより、開口領域に凹部２６が形成される。なお、この後、底部２６ａに対してドライエッチング処理を行うことにより底部２６ａを掘り下げ、側壁２６ｂの長さを調整しても構わない。

次に、ステップＳ１２の第２絶縁層形成工程では、図１８に示すように、凹部２６を埋めるように、開口領域と非開口領域とに亘って、第２絶縁層１３を形成する。第２絶縁層１３の形成方法としては、モノシラン（ＳｉＨ₄）ガスと、アンモニア（ＮＨ₃）ガスと、酸素（Ｏ₂）ガスとを原料ガスに用いたプラズマＣＶＤ法を挙げることができる。これにより、第２絶縁層１３として、屈折率が１．６５〜１．８５のシリコンの酸窒化物（ＳｉＯｘＮｙ）を形成することができる。

続くステップＳ１３の第２絶縁層平坦化工程では、成膜された第２絶縁層１３を平坦化する。具体的には、図１９に示すように、例えばＣＭＰ処理やエッチングを組み合わせて処理することにより、非開口領域において第１絶縁層１７が露出するまで第２絶縁層１３を平坦化する。これにより、非開口領域に第１絶縁層１７が露出すると共に、開口領域において、凹部２６を埋める第２絶縁層１３が形成される。

以降のステップＳ１４〜ステップＳ１９は、それぞれ公知の方法を用いることができる。具体的には、図２０に示すように、ステップＳ１４では非開口領域に蓄積容量３１を形成し、ステップＳ１５では蓄積容量３１を覆う第３層間絶縁膜１４を形成し、ステップＳ１６では第３層間絶縁膜１４上において非開口領域にシールド層として機能する配線８ａを形成する。

ステップＳ１７では配線８ａを覆う第４層間絶縁膜１５を形成し、ステップＳ１８では第４層間絶縁膜１５上に画素ごとに画素電極１６を形成する。さらに、ステップＳ１９では画素電極１６を覆う配向膜１８を形成する。なお、図２０には配向膜１８の図示を省略しているが、本実施形態では、酸化シリコンを斜め蒸着することにより柱状体１８ａの集合体である配向膜１８を形成する（図４参照）。以上により、素子基板１０が完成する。

第１実施形態の液晶パネル１１０の素子基板１０の構成及び製造方法によれば、以下の効果が得られる。
開口領域において第１絶縁層１７の表面１７ａから基材１０ｓに亘るように形成した凹部２６を埋めるように第２絶縁層１３が設けられている。そのため、凹部２６に沿った第１絶縁層１７と第２絶縁層１３との界面をなす側壁２６ｂに斜めに入射した光は、側壁２６ｂで反射されて開口領域内に導かれるので、開口領域に入射した光を有効に利用できる。
また、第１絶縁層１７は非開口領域に形成された第１遮光層としての走査線３を覆うので、基材１０ｓ側から入射し、走査線３の端部に向かう光も側壁２６ｂで反射される。つまり、走査線３の端部で光の回折が生じ難いので、回折した光がＴＦＴ３０に入射して光リーク電流が生ずることが抑制できる。
さらに、凹部２６の底部２６ａを埋めた第２絶縁層１３が集光レンズ（マイクロレンズＭＬ）として機能し、基材１０ｓ側から画素Ｐに入射した光は、凹部２６の曲面状の底部２６ａによって集光されるため、入射した光を有効に利用できる。
これらの結果、明るく優れた表示品質を有する電気光学装置としての液晶装置１００を提供あるいは製造することができる。
なお、第１絶縁層１７は非開口領域に形成された第２遮光層としてのデータ線６を覆うので、液晶装置１００から射出した光が迷光となって対向基板２０の基材２０ｓ側から入射し、データ線６の端部に向かう光もまた側壁２６ｂで反射される。つまり、データ線６の端部で光の回折が生じ難いので、回折した光がＴＦＴ３０に入射して光リーク電流が生ずることも抑制できる。

（第２実施形態）
＜電気光学装置＞
次に、第２実施形態の電気光学装置としての液晶装置について、図２１を参照して説明する。図２１は、第２実施形態の液晶装置の構造を示す概略断面図である。詳しくは、図２１は、図５のＡ−Ａ’線に沿った液晶装置の構造を示す概略断面図に相当する。第２実施形態の液晶装置の液晶パネル１１０Ａは、第１実施形態の液晶パネル１１０に対して、素子基板１０Ａの構成が異なる。ここでは、第２実施形態の液晶パネル１１０Ａにおける素子基板１０Ａの構成及びその製造方法について、第１実施形態との相違点を説明し、第１実施形態と同じ構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。

図２１に示すように、第２実施形態の液晶パネル１１０Ａは、素子基板１０Ａと対向基板２０との間に挟持された液晶層５０を有する。素子基板１０Ａは、第１実施形態の素子基板１０に対して、凹部２６を埋める第２絶縁層１３Ｍが凹部２６の側壁２６ｂ及び底部２６ａに接する第１層１３ａと、第１層１３ａに対して順に積層された第２層１３ｂ及び第３層１３ｃで構成されている点が異なる。

本実施形態における第２絶縁層１３Ｍは、第１実施形態と同様に、例えばシリコンの酸窒化物（ＳｉＯｘＮｙ）を用いて形成されている。第２絶縁層１３Ｍの形成方法にもよるが、側壁２６ｂ及び底部２６ａに接する第１層１３ａの屈折率をｎ２とすると、例えばｎ２は１．６５〜１．８５である。第１層１３ａに接する第２層１３ｂの屈折率をｎ３とすると、例えばｎ３は、１．５５〜１．７０である。第２層１３ｂに接する第３層１３ｃの屈折率をｎ４とすると、例えばｎ４は１．５０〜１．５５である。

第３層１３ｃの屈折率ｎ４は、側壁２６ｂを成す第１絶縁層１７の屈折率ｎ１に近い値である。すなわち、第２絶縁層１３Ｍは、厚み方向に基材１０ｓから遠ざかるほど、屈折率がｎ２から小さくなるように変化した部分を有している。この屈折率がｎ２から小さくなるように変化した部分は、本実施形態では屈折率が段階的に変化する３つの層、つまり第１層１３ａ、第２層１３ｂ、第３層１３ｃが積層された部分となっている。屈折率がｎ１の第３層間絶縁膜１４は、開口領域において、第２絶縁層１３Ｍの第１層１３ａ（屈折率ｎ２）、第２層１３ｂ（屈折率ｎ３）、第３層１３ｃ（屈折率ｎ４）と接している。

なお、第２絶縁層１３Ｍを構成する層の積層数は３つに限定されるものではなく、第２絶縁層１３Ｍは、屈折率が異なる少なくとも２つ以上の層からなる構成であればよい。あるいは、第２絶縁層１３Ｍは、厚み方向に基材１０ｓから遠ざかるにつれて屈折率がｎ２から連続的に小さくなる構成であってもよい。

第２実施形態の素子基板１０Ａにおいても第１実施形態と同様に、光軸Ｌ₀に沿って基材１０ｓの法線方向から入射する光Ｌ₁は、開口領域における、基材１０ｓ、第２絶縁層１３Ｍ、第３層間絶縁膜１４、第４層間絶縁膜１５を透過して射出される。また、光軸Ｌ₀に対して斜め方向から基材１０ｓを透過して、素子基板１０の開口領域において走査線３の端部に向かって入射した光Ｌ₂は、マイクロレンズＭＬにより開口領域の中央部側へ屈折される。
さらに、光軸Ｌ₀に対して斜め方向から基材１０ｓを透過して、素子基板１０の開口領域に入射した光Ｌ₃は、側壁２６ｂに到達すると、側壁２６ｂで反射して開口領域側に導かれる。

したがって、第２実施形態の素子基板１０Ａにおいても、第１実施形態と同様に、開口領域に入射した光を有効に利用でき、走査線３の端部で回折した光がＴＦＴ３０に入射して光リーク電流が生ずることも抑制できる。なお、走査線３の端部で回折する光を抑制する観点から、凹部２６の側壁２６ｂに接する部分の屈折率がｎ２の第１層１３ａの厚みは１μｍ以上であることが好ましい。

一方、図２１に示すように、例えば、基材１０ｓ及び第２絶縁層１３Ｍの第１層１３ａを透過して第２層１３ｂに入射した光Ｌ₄は、第１層１３ａと第２層１３ｂの屈折率の違いから、破線で示した光Ｌ₅のように直進せずに、第２層１３ｂを透過して第３層間絶縁膜１４に入射する。第３層間絶縁膜１４に入射した光Ｌ₄は、屈折率が異なる第３層間絶縁膜１４と第２絶縁層１３Ｍとの界面で光Ｌ₄の一部が破線で示すように反射し、残りが透過する。
また、例えば、基材１０ｓ、第２絶縁層１３Ｍの第１層１３ａ及び第２層１３ｂ並びに第３層１３ｃを透過して第３層間絶縁膜１４に入射した光は、第３層１３ｃと第３層間絶縁膜１４の屈折率の差が小さいことから、第３層間絶縁膜１４と第３層１３ｃとの界面での反射が抑制されて第３層間絶縁膜１４を透過する。

言い換えれば、第３層間絶縁膜１４との界面において第２絶縁層１３Ｍは屈折率がｎ２から小さくなるように変化していることから、当該界面に接する第２絶縁層１３Ｍの屈折率がｎ２である場合に比べて、当該界面での反射が抑えられる。すなわち、素子基板１０Ａの開口領域に入射した光は、開口領域を透過する際に拡散し難く、液晶層５０を透過して効率よく対向基板２０から射出される。当該界面での反射を抑える観点では、第３層間絶縁膜１４の屈折率と第２絶縁層１３Ｍにおける第３層１３ｃの屈折率とが同じであることがより好ましい。

＜液晶装置の製造方法＞
第２実施形態の液晶装置の製造方法として、素子基板１０Ａの製造方法を図２２及び図２３を参照して説明する。図２２及び図２３は、第２実施形態の素子基板の製造方法を示す概略断面図である。第２実施形態の素子基板１０Ａの製造方法では、図７に示す第２絶縁層形成工程（ステップＳ１２）において、屈折率が異なる層を積層して第２絶縁層１３Ｍを形成する点が第１実施形態と異なる。第１実施形態と同様の工程については、その説明を省略する。

ステップＳ１２では、図２２に示すように、凹部２６を埋めるように、開口領域と非開口領域とに亘って、屈折率が異なる第１層１３ａ、第２層１３ｂ、第３層１３ｃを順に成膜して積層することにより第２絶縁層１３Ｍを形成する。このような第２絶縁層１３Ｍの形成方法としては、モノシラン（ＳｉＨ₄）ガスと、アンモニア（ＮＨ₃）ガスと、酸素（Ｏ₂）ガスとを原料ガスに用いたプラズマＣＶＤ法を挙げることができる。

原料ガスの流量に占めるアンモニア（ＮＨ₃）ガスの流量を変えることにより、成膜後に得られる酸窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）膜の屈折率を変えることができる。アンモニア（ＮＨ₃）ガスの流量を増やすと、得られる酸窒化シリコン膜の屈折率は窒化シリコン膜の屈折率（およそ１．９）に近づき、屈折率が１．８５程度となる。アンモニア（ＮＨ₃）ガスの流量を「０；ゼロ」とすれば、屈折率はＳｉＯｘの屈折率の値となる。

したがって、始めに原料ガスの流量に占めるアンモニア（ＮＨ₃）ガスの流量を増やして、まず屈折率がｎ２の第１層１３ａを成膜する。その後、アンモニアガスの流量を減らして、屈折率が第１層１３ａよりも小さい第２層１３ｂを形成する。さらに、アンモニアガスの流量を減らして、屈折率が第２層１３ｂよりも小さくなるように第３層１３ｃを形成する。

各層の膜厚は、成膜時間で制御する。このような第２絶縁層１３Ｍの総膜厚は、凹部２６のアスペクト比（凹部２６の深さ／凹部２６の開口の大きさ）にもよるが、おおよそ１μｍ〜３μｍである。なお、アンモニア（ＮＨ₃）ガスの流量を時間と共に変化させることで、屈折率がｎ２から連続的に変化した第２絶縁層１３Ｍを形成することも可能である。ただし、成膜条件の制御が難しくなったり、途中で成膜を止めるなどといった弾力的な対応ができ難くなったりすることから、本実施形態のように、第２絶縁層１３Ｍを屈折率が異なる複数層からなるように形成することが、生産性の観点から好ましい。

続くステップＳ１３の第２絶縁層平坦化工程では、図２３に示すように、成膜された第２絶縁層１３Ｍを平坦化することにより、非開口領域に第１絶縁層１７が露出すると共に、開口領域において屈折率が異なる第１層１３ａ、第２層１３ｂ、第３層１３ｃで構成された第２絶縁層１３Ｍが凹部２６を埋めて形成される。

第２実施形態の液晶パネル１１０Ａの素子基板１０Ａの構成及び製造方法によれば、第２絶縁層１３Ｍが基材１０ｓの厚み方向に基材１０ｓから遠ざかるほど屈折率が小さくなるように変化した層（第１層１３ａ、第２層１３ｂ、第３層１３ｃ）を有しているので、開口領域に入射する光に対して第３層間絶縁膜１４と第２絶縁層１３Ｍとの界面における反射を抑制することができる。これにより、第１実施形態と比べて、入射した光をより有効に利用できるので、より明るく優れた表示品質を有する液晶装置１００を提供あるいは製造することができる。

また、第１層１３ａ、第２層１３ｂ、第３層１３ｃの順に屈折率が小さくなることから、例えば、図２１において光Ｌ₄は第１層１３ａと第２層１３ｂの界面において、破線で示された光Ｌ₅のように直進せず、光軸Ｌ₀となす角度が小さくなる方向へ屈折される。よって、マイクロレンズＭＬとして機能する底部２６ａによる集光の光軸Ｌ₀上における焦点距離が、上記第１実施形態に比べて長くなる。また、底部２６ａに入射した光が第１層１３ａを透過した後に他の層をどのように透過するかによって、透過した光の光軸Ｌ₀上における焦点の位置が変化する。すなわち、上記第１実施形態の凹部２６を埋めた第２絶縁層１３によるマイクロレンズＭＬで集光された光は、光軸Ｌ₀上で１つの焦点に集光されるのに対して、本実施形態のマイクロレンズＭＬは多焦点となることから集光状態に起因する明るさのムラを抑制可能である。

（第３実施形態）
＜電子機器＞
次に、第３実施形態の電子機器として、投射型表示装置を例に挙げて説明する。図２４は、第３実施形態の電子機器としての投射型表示装置の構成を示す概略図である。

図２４に示すように、第３実施形態の電子機器としての投射型表示装置１０００は、システム光軸Ｌに沿って配置された偏光照明装置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とを備えている。また、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、投射レンズ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、投射光学系である投射レンズ１２０７によってスクリーン１３００上に投射され、画像が拡大されて表示される。

液晶ライトバルブ１２１０は、上述した第１実施形態の液晶装置１００が適用されたものである。液晶パネル１１０の色光の入射側と射出側とにクロスニコルに配置された一対の偏光素子が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。

このような投射型表示装置１０００によれば、液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０として、上記液晶装置１００が用いられているので、明るい表示が可能であって高いコントラストを実現できることから、優れた表示品質を有する投射型表示装置１０００を提供することができる。なお、上述した第２実施形態の液晶装置を液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０として用いても同様な効果を奏する。

また、本実施形態の投射型表示装置１０００では、超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）のそれぞれに対応した例えばレーザー光源やＬＥＤなどの固体光源を設けてもよい。

本発明は、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、そのような変更を伴う電気光学装置及び該電気光学装置を適用する電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。

（変形例１）
素子基板１０，１０Ａの構造は、上記第１実施形態及び第２実施形態に限定されるものではなく、非開口領域に配置される第１遮光層は、走査線３であることに限定されず、例えば単なる遮光層であってもよい。また、ＴＦＴ３０の上方に配置される第２遮光層は直上に位置するデータ線６であることに限定されない。

（変形例２）
素子基板１０，１０Ａの構造は、上記第１実施形態及び第２実施形態に限定されるものではない。図２５は変形例２の素子基板の構造を示す概略断面図である。例えば、図２５に示すように、変形例２の素子基板１０Ｂにおいて、凹部２６の底部２６ａは光軸Ｌ₀に直交する平面部２６ｆを含むとしてもよい。図２６及び図２７は変形例２の素子基板の製造方法を示す概略断面図である。変形例２の素子基板１０Ｂにおける凹部２６の形成方法としては、上記第１実施形態及び第２実施形態におけるステップＳ０９において、図２６に示すようにエッチングマスク層６０における開口部６２の直径を所望の大きさに形成することにより、ステップＳ１０のウェットエッチング処理において、図２７に示すように凹部２６に開口部６２の形状が転写された平面部２６ｆが形成される。このようにすれば、平面部２６ｆを通過した光はマイクロレンズＭＬによって屈折しても光軸Ｌ₀となす角度が小さくなり、光軸Ｌ₀に対して平行に近い状態で対向基板２０から射出される。すなわち、マイクロレンズＭＬの集光状態に起因する明るさのムラを抑制可能である。

（変形例３）
上記第１実施形態及び第２実施形態の液晶装置を適用可能な電子機器は、上記第３実施形態の投射型表示装置１０００に限定されない。例えば、液晶装置として画素に着色層を有するカラーフィルターを備える構成とすることで、投射型のＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）や直視型のＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）、電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、電子手帳、ＰＯＳなどの情報端末機器の表示部として好適に用いることができる。

３…第１遮光層としての走査線、６…第２遮光層としてのデータ線、１０ｓ…基材、３０…薄膜トランジスター（ＴＦＴ）、１３，１３Ｍ…第２絶縁層、１７…第１絶縁層、１７ａ…第１絶縁層の表面、２６…凹部、２６ａ…凹部の底部、２６ｂ…凹部の側壁、２６ｆ…凹部の底部における平面部、１００…電気光学装置としての液晶装置、１０００…電子機器としての投射型表示装置。

Claims (8)

1. 基材上において画素の開口領域を囲む非開口領域に設けられ、前記基材側から順に前記基材の厚み方向に間隔を置いて配置された第１遮光層及び第２遮光層と、
   前記第１遮光層と前記第２遮光層との間に、前記画素ごとに設けられたトランジスターと、
   前記開口領域と前記非開口領域とに亘って設けられ、前記第１遮光層及び前記第２遮光層を覆うように配置された第１絶縁層と、
   前記開口領域に前記第１絶縁層の表面から前記基材に亘って設けられた凹部と、
   前記第１絶縁層の屈折率よりも高い屈折率を有し、前記凹部を埋めてなる第２絶縁層と、を備え、前記凹部の底部が曲面を成していることを特徴とする電気光学装置。
2. 前記凹部は、前記基材において前記底部に至る側壁を有することを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記凹部の底部は、平面視で前記底部の中心を通る光軸に直交する平面部を含む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. 前記第２絶縁層は、前記基材の厚み方向に前記基材から遠ざかるにつれて屈折率が小さくなるように変化した層を含むことを特徴とする請求項１乃至３に記載の電気光学装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
6. 基材上において画素の開口領域を囲む非開口領域に、第１遮光層を形成する工程と、
   前記非開口領域における前記第１遮光層の上層に、前記画素ごとにトランジスターを形成する工程と、
   前記非開口領域における前記トランジスターの上層に、第２遮光層を形成する工程と、
   前記開口領域と前記非開口領域とに亘って、前記第１遮光層及び前記第２遮光層を覆うように第１絶縁層を形成する工程と、
   前記開口領域に前記第１絶縁層の表面から前記基材に亘る凹部を底部が曲面を成すように形成する工程と、
   前記凹部を埋めるように、前記第１絶縁層の屈折率よりも高い屈折率を有する第２絶縁層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
7. 前記凹部を形成する工程では、前記基材をエッチングして前記曲面を成す前記底部と前記底部に至る側壁とを形成することを特徴とする請求項６に記載の電気光学装置の製造方法。
8. 前記第２絶縁層を形成する工程では、前記基材の厚み方向に前記基材から遠ざかるにつれて屈折率が小さくなるように変化した層を含むように前記第２絶縁層を形成することを特徴とする請求項６または７に記載の電気光学装置の製造方法。

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