JP3858503B2 - 液晶装置および電子機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶装置および電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノート型パーソナルコンピュータ，携帯型ゲーム機や電子手帳などの種々の電子機器には表示部として液晶表示装置が多用されている。
【０００３】
液晶表示装置は、液晶パネルの裏面側に冷陰極管等を光源とする照明装置（バックライトユニット）を設け、液晶パネルの背面から光を照射して表示を行う透過型と、入射した外光を反射して表示を行う反射型に大別される。
【０００４】
さらに、用いる液晶の種類や表示モードによって、ＴＮ(Twisted Nematic)モード型ＬＣＤや、ＥＣＢ(Electrically Controlled Birefringence)モード型ＬＣＤ等の多くの種類が存在する。
【０００５】
ここで、ＴＮモード型ＬＣＤは、△ε（誘電率異方性）＞０のネマティック液晶分子を上下２枚のガラス基板表面に設けた電極間で９０°のねじれたネマティック配向をさせ、このねじれ構造を電界で制御することにより直線偏光の振動面を９０°回転させて、２枚の偏光板によって光の透過のオン／オフを行って表示を行う方式である。
【０００６】
また、ＥＣＢモード型ＬＣＤは、上下２枚のガラス基板表面に設けた電極間に生ずる電界によって、ネマティック液晶分子の傾き、即ち実効的な屈折率異方性を変化させて、透過光強度や表示色を制御する方式である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の種々の電子機器においては、単に表示部に液晶表示装置を搭載するという段階を過ぎ、表示品質の向上、即ち液晶装置の高精細化が求められてきている。
【０００８】
そして、画素数を多くすることは高精細化と直接的に結びつくため、各画素の微細化加工技術の発展には大きな期待が寄せられている。
【０００９】
しかしながら、各画素の微細化が進むにつれて、各画素領域を形成する画素電極相互間の距離が非常に狭くなり、隣り合う画素電極間に生じる横電界（横方向電界）が液晶分子の配向に悪影響を与えることが明らかとなってきた。
【００１０】
ここで、図１５は、ＴＮモードにおいて画素電極１２間および対向電極２２に電圧を印加した場合の電気力線（電界）の状態，液晶分子の配向状態，光漏れの発生状態をコンピュータによってシミュレーションした結果を示す。
【００１１】
これによれば、画素電極１２，１２間で液晶分子の配向が乱れて、その間で最大８％程度の光漏れを生じることが分かる。
【００１２】
即ち、隣り合う画素電極間の横電界が強くなると、画素間に相当する液晶分子の配向に乱れを生じ、画素間の境界部で異常配向領域が形成されてしまう。従って、電圧印加時に画素間に印加される不要な前記横電界のために画素画素境界部（もしくは画素間）に生じた異常配向領域による光漏れが発生して、コントラストが著しく低下するという問題を生じるのである。
【００１３】
さらに、電圧印加時に、正常な配向領域と上記異常配向領域の間でディスクリネーションラインが発生し易くなり、ディスクリネーションに起因する残像等の不具合を生ずる。
【００１４】
また、このような不具合は、表示モードがＥＣＢモードの場合にも当てはまり、図１６に示すように、ＥＣＢモードにおけるシミュレーションにおいても、画素電極１２，１２間で液晶分子の配向が狂い、最大２０％程度の光漏れを生じるという問題があることが分かった。
【００１５】
本発明は、上記問題点を解決すべく案出されたものであり、電圧印加時の異常配向領域の発生を抑制して、光漏れやディスクリネーションラインの発生を抑止することのできる技術を提供することを主な目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、一対の基板間に液晶が挟持されており、前記一対の基板のうち一方の基板にはマトリクス状に配置される画素電極が形成されてなる液晶装置において、前記液晶はＴＮモードの液晶であり、前記画素電極の端部には前記基板平面に対して傾斜した傾斜面が形成されており、前記傾斜面は、前記画素電極間の横電界の最も強い方向に対してほぼ平行な方向に施されるラビングの終端側に設けられていることを特徴とする。
【００１７】
これによれば、ＴＮモードの液晶装置において、電極に電圧が印加された際、画素間の境界部からの光漏れを防止することができる。これは、電極間に印加される横電界の電気力線を電極に形成した傾斜面により制御したことによるものであり、従来の異常配向領域からの光漏れを傾斜面の形成により抑制することができるのである。
【００１８】
したがって、ＴＮモードの液晶装置において、画素間の光漏れやディスクリネーションラインの発生を有効に防止して、液晶装置のコントラストを向上させ、ディスクリネーションによる残像等の発生を抑制することができるようになる。
【００１９】
更に前記発明では、前記傾斜面は前記ラビングの終端側にのみに設けられ、前記一方の基板平面と前記傾斜面とのなす角度が２２．５°±２°の範囲に設定されることが望ましい。
【００２０】
このような構成とすることによって、ＴＮモードの液晶装置において、画素間の境界部における光漏れやディスクリネーションラインの発生を更に有効に防止して、液晶装置のコントラストを向上させ、ディスクリネーションによる残像等の発生を抑制することができる。
【００２１】
本願発明の別な形態では、一対の基板間に液晶が挟持されており、前記一対の基板のうち一方の基板にはマトリクス状に配置される画素電極が形成されてなる液晶装置において、前記液晶はＥＣＢモードの液晶であり、前記一対の基板の、一方の基板と他方の基板には、前記画素電極間の横電界がほぼ最大となる方向に対して約４５°の角度をなすようにラビングが施されており、前記画素電極の端部には前記一方の基板平面に対して傾斜した傾斜面が形成されており、前記傾斜面は、前記他方の基板に施されるラビングの終端側に設けられていることを特徴とする。
【００２２】
前記本願発明によれば、ＥＣＢモードの液晶装置において、電極に電圧が印加された際、画素間の境界部からの光漏れを防止することができる。これは、電極間に印加される横電界の電気力線を電極に形成した傾斜面により制御したことによるものであり、従来の異常配向領域からの光漏れを傾斜面の形成により抑制することができるのである。
【００２３】
したがって、ＥＣＢモードの液晶装置において、画素間の光漏れやディスクリネーションラインの発生を有効に防止して、液晶装置のコントラストを向上させ、ディスクリネーションによる残像等の発生を抑制することができるようになる。
【００２４】
更に前記発明では、前記傾斜面は前記配向処理の終端側にのみに設けられ、前記基板平面と前記傾斜面とのなす角度が１１°〜１５°の範囲に設定されてなることが望ましい。
【００２５】
このような構成とすることによって、ＥＣＢモードの液晶装置において、画素間の境界部における光漏れやディスクリネーションラインの発生を更に有効に防止して、液晶装置のコントラストを向上させ、ディスクリネーションによる残像等の発生を抑制することができる。
【００２６】
前記の本願発明では、一対の基板のうち一方の基板には、前記画素電極に接続されるスイッチング素子を形成してもよい。
【００２７】
また前記の本願発明では、前記スイッチング素子は薄膜トランジスタとしてもよい。
【００２８】
上記構成により、スイッチング素子により駆動する液晶装置においても、画素間の境界部における光漏れやディスクリネーションラインの発生を更に有効に防止して、液晶装置のコントラストを向上させ、ディスクリネーションによる残像等の発生を抑制することができる。
【００２９】
さらに、前記一方の基板平面に対する前記傾斜面の角度は、前記傾斜面と前記基板平面とのなす交線から電極の内側に生じる光漏れの最大強度の位置が前記交線から０．６μｍ以内となるように設定されるようにするとよい。
【００３０】
これにより、コントラストを向上させ、ディスクリネーションによる残像等の発生を有効に抑制することが可能となる。
【００３１】
なお、上記液晶装置と、該液晶装置の表裏面の少なくとも一方に配置した偏光板とからなる表示装置を備えることにより、ノート型パーソナルコンピュータや携帯型ゲーム機、プロジェクタ等の電子機器において、コントラストを向上させ、ディスクリネーションによる残像等の発生を有効に抑制した見易い画面を提供することが可能となる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３３】
（第１の実施形態）
図１に第１の実施形態に係る透過型の液晶装置（液晶パネル）Ｐ１の構成例を示す。図１（ａ）は液晶装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ’断面における断面図である。図２は本実施形態に係る液晶パネルＰ１の要部の拡大断面図である。
【００３４】
本液晶装置は、アクティブマトリクス基板１０と対向基板２０とをシール材４０で貼り合せ、これらの２枚の基板間に液晶３０が挟持されて構成される。
【００３５】
ガラスからなるアクティブマトリクス基板１０上には、例えばスイッチング素子としてポリシリコンからなる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）（図示省略）が形成されてなり、スイッチング素子に接続する配線にはアルミニウム（Al）もしくはアルミニウムを主成分とする複合材料が積層された配線層（図示省略）が形成されると共に、ＩＴＯ（Indium-Tin Oxide：インジウム・スズ酸化物）からなる画素電極１２が形成される。さらにこの画素電極１２上に配向膜１３が形成されている。また、アクティブマトリクス基板１０の下面には偏光板１１が設けられている。
【００３６】
画素電極１２は、図２に示されているように左端部に所定の勾配を有する傾斜面（テーパー）１２ａが設けられている。
【００３７】
また、画素電極１２上には所定の方向にラビング処理が施されたポリイミド樹脂からなる配向膜１３が形成されている。
【００３８】
一方、ガラスからなる対向基板２０の上面側には偏光板２１が設けられ、該対向基板２０の下面側には、ＩＴＯからなる透明な対向電極２２が形成されている。また、対向電極２２の表面には配向膜２３が形成され、所定の方向にラビング処理が施されている。
【００３９】
アクティブマトリクス基板１０と対向基板２０との間には、ネマティック液晶が注入され、液晶層３０が形成されている。そして、配向膜１３，２３により、液晶分子３０ａが配向する。
【００４０】
上記画素電極１２のテーパー１２ａを設ける位置は液晶の表示モードによって適切な位置が定められる。
【００４１】
ここで、液晶の表示モードがＴＮモードの場合と、ＥＣＢモードの場合を例にして、画素電極１２のテーパー１２ａを設ける位置について図３（ａ），（ｂ）を参照して説明する。
【００４２】
まず、液晶としてネマチック液晶を用いたモードについて図３の（ａ）を参照して説明する。
【００４３】
ネマチック液晶を用いたいわゆるＴＮモードは、誘電率異方性（△ε）が正（△ε＞０）の液晶が用いられる。（ａ）に示されているように配向膜１３上ではＡの方向に、配向膜２３上ではＢの方向に液晶分子が配向している。すなわち液晶分子３０ａがアクティブマトリクス基板１０と、対向基板２０との間でほぼ９０°ねじれ配向させている。液晶層における液晶分子のねじれ構造を電界で制御することにより直線偏光の振動面を９０°回転させて、２枚の偏光板１１，２１によって光の透過／遮断により表示のオン／オフを制御している。
【００４４】
このＴＮモードの場合には、配向膜１３，２３について、図３の（ａ）に示すように、画素電極１２間の横電界が最も強い方向Ｆに対して、配向膜１３上に施されるラビングは方向Ｆに対してほぼ直交する方向Ａに、一方の配向膜２３上に施されるラビングは方向Ｆに対してほぼ平行な方向Ｂにそれぞれ施される。
【００４５】
この場合に、上記画素電極１２のテーパー１２ａは、配向膜２３のラビング方向Ｂの終端側に設けると最も効果的である。
【００４６】
一方のＥＣＢモードは、アクティブマトリクス基板１０側の画素電極１２と、対向基板２０側の対向電極２２の間に生ずる電界によって、ネマティック液晶分子３０ａの傾きを変え、液晶分子が持つ実効的な屈折率異方性（△ｎ）を制御する。そして２枚の偏光板１１，２１を用いて光の透過／遮断により表示を行うモードである。
【００４７】
このＥＣＢモードでは、図３の（ｂ）に示すように、隣接する画素電極１２間の横電界が最も強い方向Ｆに対して、配向膜１３と配向膜２３それぞれに施されるラビング方向約４５°の角度をなす方向Ｃおよび方向Ｄにラビングが施される。なお、方向Ｃと方向Ｄは互いに逆向きとされる。
【００４８】
この場合に、上記画素電極１２のテーパー１２ａを、配向膜２３のラビング方向Ｄの終端側に設けると最も効果的に光漏れを防止することができる。
【００４９】
なお、以上の説明はスイッチング素子に接続する画素電極について説明したが、このようなアクティブマトリクス型の構成の他に、パッシブマトリックス型の液晶装置にも本発明のテーパーを設けた画素電極を適用することもできる。すなわち、ストライプ状の電極の一端面にテーパーを設けることにより光漏れを防止することができる。
【００５０】
次に、アクティブマトリクス基板の製造方法に関し、スイッチング素子としての薄膜トランジスタの形成方法を図４〜図８に、そして薄膜トランジスタに接続してなる画素電極にテーパーを形成する方法を図９に示す
ここに、図４〜図８は、アクティブマトリクス基板の各製造工程を示す。
【００５１】
なお、以下の説明では画素電極に接続するＴＦＴについて主に説明し、同一基板上に形成される駆動回路を構成するＴＦＴについては説明のみとし図面は省略する。
【００５２】
図４（Ａ）に示すように、ガラス基板、たとえば無アルカリガラスや石英などからなる透明な絶縁基板１０の表面に直接、あるいは絶縁基板１０の表面に形成した下地保護膜（図示せず）の表面全体に、減圧ＣＶＤ法などにより厚さが約２００オングストローム〜約２０００オングストローム、好ましくは約１０００オングストロームのポリシリコン膜からなる半導体膜1００を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスクＲＭ１を形成する。この半導体膜１００の形成は、アモルファスシリコン膜を堆積した後、５００℃〜７００℃の温度で１時間〜７２時間、好ましくは４時間〜６時間の熱アニールを施してポリシリコン膜を形成したり、ポリシリコン膜を堆積した後、シリコンを打ち込み、非晶質化した後、熱アニールにより再結晶化してポリシリコン膜を形成する方法を用いてもよい。
【００５３】
次に、図４（Ｂ）に示すように、レジストマスクＲＭ１を介して半導体膜１００をパターニングし、島状の半導体膜１００ａ（能動層）を形成する。
【００５４】
次いで、島状にパターニングした半導体膜１００ａの表面に残るレジストマスクＲＭ１に対し、図４（Ｃ）に示すように、レジストマスクＲＭ１を除去し、半導体膜１００ａの形成が完了する。
【００５５】
図４（Ｃ）に示す基板を洗浄した後、図４（Ｄ）に示すように、ＣＶＤ法などにより半導体膜１００ａの表面に厚さが約５００オングストローム〜約１５００オングストロームのシリコン酸化膜からなるゲート酸化膜２００を形成する。
【００５６】
あるいは、熱酸化膜を約５０オングストローム〜約１０００オングストローム、好ましくは３００オングストローム形成した後、全面にＣＶＤ法などによりシリコン酸化膜を約１００オングストローム〜約１０００オングストローム、好ましくは５００オングストローム堆積し、それらによりゲート絶縁膜２００を形成してもよい。また、ゲート絶縁膜２００としてシリコン窒化膜を用いてもよい。
【００５７】
図４（Ｄ）に示す基板を洗浄した後、図４（Ｅ）に示すように、ゲート電極などを形成するためのタンタル膜３００を絶縁基板１０全面に形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスクＲＭ２を形成する。
【００５８】
次に、図４（Ｆ）に示すように、レジストマスクＲＭ２を介してタンタル膜３００をパターニングし、ゲート電極３００ａを形成する。次いで、ゲート電極３００ａの形成に用いたレジストマスクＲＭ２に対し、図５（Ａ）に示すように、レジストマスクＲＭ２を除去し、ゲート電極３００ａの形成が完了する。
【００５９】
図５（Ａ）に示す基板を洗浄した後、図５（Ｂ）に示すように、画素ＴＦＴおよび駆動回路のＮチャネルＴＦＴの側には、ゲート電極３００ａをマスクとして、約0．1×１０^１３／ｃｍ^２〜約１０×１０^１３／ｃｍ^２のドーズ量で低濃度の不純物イオン（リンイオン）１１００の打ち込みを行い、画素ＴＦＴの側には、ゲート電極３００ａに対して自己整合的に低濃度のソース領域１００ｂ、および低濃度のドレイン領域１００ｃを形成する。ここで、ゲート電極３００ａの真下に位置しているため、不純物イオンが導入されなかった部分は半導体膜１００ａのままのチャネル領域となる。
【００６０】
次に、図５（Ｃ）に示すように、画素ＴＦＴでは、ゲート電極３００ａより幅の広いレジストマスクＲＭ３を形成して高濃度の不純物イオン（リンイオン）１２００を約０．１×１０^１５／ｃｍ^２〜約１０×１０^１５／ｃｍ^２のドーズ量で打ち込み、高濃度のソース領域１００ｄおよびドレイン領域１００ｅを形成する。これらの不純物導入工程に代えて、低濃度の不純物の打ち込みを行わずにゲート電極３００aより幅の広いレジストマスクＲＭ３を形成した状態で高濃度の不純物（リンイオン）を打ち込み、オフセット構造のソース領域およびドレイン領域を形成してもよい。
【００６１】
また、ゲート電極３００ａの上に高濃度の不純物（リンイオン）を打ち込んで、セルフアライン構造のソース領域およびドレイン領域を形成してもよいことは勿論である。また、図示を省略するが、周辺駆動回路のｐチャネルＴＦＴ部を形成するために、前記画素部およびｎチャネルＴＦＴ部をレジストで被覆保護して、ゲート電極をマスクとして、約０．１×１０^１５／ｃｍ^２〜約１０×１０^１５／ｃｍ^２のドーズ量でボロンイオンを打ち込むことにより、自己整合的にｐチャネルのソース・ドレイン領域を形成する。
【００６２】
なお、ｎチャネルＴＦＴ部の形成時と同様に、ゲート電極をマスクとして、約０．１×１０^１３／ｃｍ^２〜約１０×１０^１３／ｃｍ^２のドーズ量で低濃度の不純物（ボロンイオン）を導入して、ポリシリコン膜に低濃度領域を形成した後、ゲート電極よりの幅の広いマスクを形成して高濃度の不純物（ボロンイオン）を約０．１×１０^１５／ｃｍ^２〜約１０×１０^１５／ｃｍ^２のドーズ量で打ち込み、ＬＤＤ構造（ライトリー・ドーブト・ドレイン構造）のソース領域およびドレイン領域を形成してもよい。また、低濃度の不純物の打ち込みを行わずに、ゲート電極より幅の広いマスクを形成した状態で高濃度の不純物（リンイオン）を打ち込み、オフセット構造のソース領域およびドレイン領域を形成してもよい。これらのイオン打ち込み工程によって、ＣＭＯＳ化が可能になり、周辺駆動回路の同一基板内への内蔵化が可能となる。次に、図５（Ｄ）に示すように、レジストマスクＲＭ３を除去する。
【００６３】
図５（Ｄ）に示す基板を洗浄した後、図５（Ｅ）に示すように、ゲート電極３００ａの表面側にＣＶＤ法などにより、酸化シリコン膜やＮＳＧ膜（ボロンやリンを含まないシリケートガラス膜）などからなる第１の層間絶縁膜４００を３０００オングストローム〜１５０００オングストローム程度の膜厚で形成し、フォトリソグラフィ技術を用いて、第１の層間絶縁膜４００にコンタクトホールや切断用孔を形成するためのレジストマスクＲＭ４を形成する。
【００６４】
次に、図６（Ａ）に示すように、レジストマスクＲＭ４を介して第１の層間絶縁膜４００にエッチングを行い、第１の層間絶縁膜４００のうち、ソース領域１ｄおよびドレイン領域１ｅに対応する部分にコンタクトホール４００d，４００eをそれそれ形成する。次いで、図６（Ｂ）に示すように、コンタクトホール４００d，４００eの形成に用いたレジストマスクＲＭ４を除去する。
【００６５】
図６（Ｂ）に示す基板を洗浄した後、図６（Ｃ）に示すように、第１の層間絶縁膜４００の表面側に、ソース電極などを構成するためのアルミニウム膜６００をスパッタ法などで形成し、フォトリソグラフィ技術を用いて、レジストマスクＲＭ５を形成する。次に、レジストマスクＲＭ５を介してアルミニウム膜６００にエッチングを行い、図６（Ｄ）に示すように、ソース領域１００ｄに第１のコンタクトホール４００ｄを介して電気的に接続するアルミニウム膜からなるソース電極６００ｄ（データ線の一部）と、ドレイン領域1００ｅに第２のコンタクトホール４００ｅを介して電気的に接続するドレイン電極６００ｅとを形成する。次に、図６（Ｅ）に示すように、ソース電極６００ｄおよびドレイン電極６００ｅの形成に用いたレジストマスクＲＭ５を除去する。
【００６６】
図６（Ｅ）に示す基板を洗浄した後、図７（Ａ）に示すように、ソース電極６００ｄおよびドレイン電極６００ｅの表面側に、ぺルヒドロポリシラザンまたはこれを含む組成物の塗布膜を焼成した絶縁膜７１０を形成する。
【００６７】
さらに、この絶縁膜７１０の表面に、ＴＥＯＳを用いたＣＶＤ法によりたとえば４００℃程度の温度条件下で厚さが約５００オングストローム〜約１５０００オングストロームのシリコン酸化膜からなる絶縁膜７２０を形成する。これらの絶縁膜７１０，７２０によって、第２の層間絶縁膜７００が形成される。
【００６８】
ここで、ペルヒドロポリシラザンとは無機ポリシラザンの一種であり、大気中で焼成することによってシリコン酸化膜に転化する塗布型コーティング材料である。たとえば、東燃（株）製のポリシラザンは、−（ＳｉＨ_２ＮＨ）−を単位とする無機ポリマーであり、キシレンなどの有機溶剤に可溶である。従って、この無機ポリマーの有機溶媒溶液（たとえば、２０％キシレン溶液）を塗布液としてスピンコート法（たとえば、２０００ｌｒｐｍ、２０秒間）で塗布した後、４５０℃の温度で大気中で焼成すると、水分や酸素と反応し、ＣＶＤ法で成膜したシリコン酸化膜と同等以上の緻密なアモルファスのシリコン酸化膜を得ることができる。
【００６９】
従って、この方法で成膜した絶縁膜７１０（シリコン酸化膜）は、層間絶縁膜として用いることができるとともに、ドレイン電極６００ｅに起因する凹凸などを平坦化してくれる。それ故、液晶の配向状態が凹凸に起因して乱れることを防止できる。
【００７０】
次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、第２の層間絶縁膜７００にコンタクトホールを形成するためのレジストマスクＲＭ６を形成し、レジストマスクＲＭ６を介して第２の層間絶縁膜７００にエッチングを行い、図７（Ｂ）に示すように、ドレイン電極６００ｅに対応する部分にコンタクトホール８１０，８２０からなる第３のコンタクトホール８００を形成する。次いで、図７（Ｃ）に示すように、第３のコンタクトホール８００の形成に用いたレジストマスクＲＭ６を除去する。
【００７１】
図７（ｃ）に示す基板を洗浄した後、図７（Ｄ）に示すように、第２の層間絶縁膜７００の表面側に、ドレイン電極を構成するための厚さが約４００オングストローム〜約２０００オングストロームのＩＴＯ膜９００（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）をスパッタ法などで形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、ＩＴＯ膜９００をパターニングするためのレジストマスクＲＭ７を形成する。
【００７２】
次に、レジストマスクＲＭ７を介してＩＴＯ膜９００にエッチングを行って、図８（Ａ）に示すように、第３のコンタクトホール８００を介してドレイン電極６００ｅに電気的に接続する画素電極１２を形成する。しかる後に、画素電極１２の形成に用いたレジストマスクＲＭ７に対し、図８（Ｂ）に示すように、レジストマスクＲＭ７を除去し、アクティブマトリックス基板が完成される。
【００７３】
次に、上記画素電極１２のテーパー１２ａの形成方法の例を図９の概略工程図を参照して説明する。なお、説明を簡明にするために画素電極１２の形状は単純化して示す。
【００７４】
まず、工程（ａ）では、上述のようにしてアクティブマトリックス基板１０上に画素電極１２が形成された状態を示す。
【００７５】
なお、画素電極１２は、上述のようにＩＴＯ膜で形成する場合に限らず、例えば低温スパッタ法によりアルミニウム層などを３００〜５０００オングストロームのような厚さに形成し、パターニングによって正方形等の多角形のような形状としてもよい。
【００７６】
工程（ｂ）において、画素電極１２上にレジストが塗布され、エッチングによりマスクパターン５０が形成される。
【００７７】
そして、マスクパターン５０から露出した画素電極１２の部位に対して、図上、右斜め上からドライエッチングＥを施す（工程（ｃ））。
【００７８】
この際のドライエッチングＥとしては、プラズマエッチング，スパッタエッチング，イオンビームエッチングなど異方性エッチングであれば広く採用することができる。
【００７９】
また、ドライエッチングＥを施す角度（結果的にはテーパー１２ａの勾配角θとなる）は、ＴＮモードに用いる場合には約２２°±２°程度が適当であり、ＥＣＢモードに用いる場合には、約１１〜１５°程度とすると良好な結果が得られる。
【００８０】
なお、加工精度は多少劣るが、ドライエッチングに代えてウェットエッチングを所定時間にわたって施すことによりテーパー１２ａを形成することも考えられる。
【００８１】
上記エッチング処理を所定時間行うことにより、テーパー１２ａが形成される（工程（ｄ））。
【００８２】
そして、ウェットエッチング等によってレジストからなるマスクパターン５０を除去してテーパー１２ａを有する画素電極１２の形成が完了する。
【００８３】
次に、このようにして形成したテーパー１２ａを有する画素電極１２を備えた液晶装置について光学特性をコンピュータによりシミュレーションした結果について、図１０〜図１４を参照して説明する。
【００８４】
ここで、図１０はＴＮモードにおいて画素電極１２（１２Ａ，１２Ｂ：図上、左端側にテーパー１２ａを形成）間および対向電極２２に電圧を印加した場合の電気力線（電界）の状態，液晶分子の配向状態，光漏れの発生状態をコンピュータによってシミュレーションした結果を示す説明図、図１１は、画素電極１２（１２Ａ：図上、左端側にテーパー１２ａを形成，１２Ｃ：図上、右端側にテーパー１２ａを形成）および対向電極２２に電圧を印加した場合の電気力線（電界）の状態，液晶分子の配向状態，光漏れの発生状態をコンピュータによってシミュレーションした結果を示す説明図、図１２は図１０，図１１の場合のテーパー角度（勾配角）と光漏れとの関係（光漏れ位置（ａ），光漏れ幅（ｂ），光漏れ強度（ｃ））を表すグラフである。
【００８５】
また、図１３はＥＣＢモードにおいて画素電極１２（１２Ａ，１２Ｂ：図上、左端側にテーパー１２ａを形成）間および対向電極２２に電圧を印加した場合の電気力線（電界）の状態，液晶分子の配向状態，光漏れの発生状態をコンピュータによってシミュレーションした結果を示す説明図、図１４は図１３の場合のテーパー角度（勾配角）と光漏れとの関係（光漏れ位置（ａ），光漏れ幅（ｂ），光漏れ強度（ｃ））を表すグラフである。
【００８６】
まず、ＴＮモードの場合を示す図１０では、画素電極１２Ａ，１２Ｂ間における光漏れが、テーパー１２ａを形成しない場合（図１５参照）よりも抑制されていることが分かる。これは、画素電極１２Ａの左端側に所定勾配を有するテーパー１２ａを形成したことにより、画素電極間の横電界の電気力線が最適化されたことによるものである。なお、前述に記載したようにテーパー形成位置は対向基板に施されるラビング方向などに基づくものである。
【００８７】
この結果、画素電極間における光漏れはグラフ上確認できないほど軽減され、コントラストの向上やディスクリネーションラインの発生防止に極めて有効であることが確認できる。
【００８８】
また、図１１を参照すれば分かるように、少なくともＴＮモードにおいては、画素電極１２Ｃのように図上、右端側にもテーパー１２ａを形成し、画素電極１２Ａの左端側のテーパー１２ａと向かい合うように構成した場合にも、上記図１０の例と同様に同等の光漏れ防止効果があることが判明した。
【００８９】
図１２は、ＴＮモードにおけるテーパー角度（勾配角）と光漏れとの関係（光漏れ位置との関係（ａ），光漏れ幅との関係（ｂ），光漏れ強度との関係（ｃ））を表すグラフであるが、それぞれの関係を総合的に判断すると、ＴＮモードにおいては、テーパー１２ａの勾配角は２２°±２°程度とするのが望ましい。
【００９０】
一方、ＥＣＢモードの場合を示す図１３では、画素電極１２Ａ，１２Ｂ間における光漏れが、テーパー１２ａを形成しない場合（図１６参照）よりも抑制されていることが分かる。これは、画素電極１２Ａの左端側に所定勾配を有するテーパー１２ａを形成したことにより、画素電極間の横電界の電気力線が最適化されたことによるものである。
【００９１】
この結果、画素電極間における光漏れは、図１６の場合（最大２０％程度）よりも低減され、最大でも７％程度に抑制することができる。
【００９２】
したがって、コントラストの向上やディスクリネーションラインの発生防止に有効であることが確認できる。
【００９３】
図１４は、ＥＣＢモードにおけるテーパー角度（勾配角）と光漏れとの関係（光漏れ位置との関係（ａ），光漏れ幅との関係（ｂ），光漏れ強度との関係（ｃ））を表すグラフであるが、それぞれの関係を総合的に判断すると、ＥＣＢモードにおいては、テーパー１２ａの勾配角は１１°〜１５°程度とするのが望ましい。
【００９４】
（第２の実施形態）
図１７は第２の実施形態に係る反射型の液晶装置（以下、液晶パネルＰ２という）の要部の拡大断面図である。
【００９５】
なお、図２に示す第１の実施形態に係る液晶パネルと同一構成については同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９６】
本実施形態では、アクティブマトリックス基板１０に形成された画素電極を反射特性を有する金属薄膜により形成した。例えば、金属薄膜からなる反射膜はアルミニウム、クロム等を用いることができる。
【００９７】
これにより、対向基板２０側から入射した光は、反射膜を兼ねる画素電極１２によって反射される。
【００９８】
この場合にも、画素電極１２に形成されるテーパー１２ａの働きにより、画素電極間の横電界の電気力線が最適化されるので、コントラストの向上やディスクリネーションラインの発生を有効に防止することができる。
【００９９】
次に上記実施形態に係る液晶装置Ｐ１，Ｐ２を応用した電子機器等の構成例について説明する。
【０１００】
上記液晶装置を用いて構成される電子機器は、図１８に示す表示情報出力源１０１０、表示情報処理回路１０１１、表示駆動回路１０１２、上記液晶装置（ＴＮモード，ＥＣＢモードの双方を含む）としての液晶パネルなどの表示パネル１０１３、クロック発生回路１０１４、ＲＯＭ，ＲＡＭなどのメモリ、テレビ信号を同調して出力する同調回路などを含んで構成され、クロック発生回路１０１４からのクロックに基づいて、ビデオ信号などの表示情報を出力する。
【０１０１】
表示情報処理回路１０１１は、クロック発生回路１０１４からのクロックに基づいて表示情報を処理して出力する。この表示情報処理回路１０１１は、例えば増幅・極性反転回路、シリアル-パラレル変換回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路あるいはクランプ回路等を含むことができる。表示駆動回路１０１２は、走査側駆動回路およびデータ側駆動回路を含んで構成され、液晶パネル１０１３を表示駆動する。電源回路１０１５は、上述の各回路に電力を供給する。
【０１０２】
このような構成の電子機器としては、図１９に示す透過型の液晶パネルＰ１（ＴＮモード，ＥＣＢモードの双方を含む）を用いた液晶プロジェクタ、図２０に示す反射型の液晶パネルＰ２を用いた液晶プロジェクタ、図２１に示す上記液晶表示装置（ＴＮモード，ＥＣＢモードの双方を含む）をディスプレイとして備えた電子機器等がある。
【０１０３】
図１９は、透過型の液晶パネルＰ１を用いた液晶プロジェクタの要部を示す概略構成図である。図中、１０２０は光源、１０２３ａ，１０２３ｂはダイクロイックミラー、１０２４ａ，１０２４ｂ，１０２４ｃは反射ミラー、１０２５ａ，１０２５ｂ，１０２５ｃはリレーレンズ、１０２６Ｒ，１０２６Ｇ，１０２６Ｂは透過型の液晶ライトバルブ、１０２７はクロスダイクロイックプリズム、１０２８は投射レンズを示す。
【０１０４】
上記３つの透過型の液晶ライトバルブ１０２６Ｒ，１０２６Ｇ，１０２６Ｂには、それぞれ前述のように画素電極１２にテーパー１２ａを形成した透過型の液晶パネルＰ１が用いられている。
【０１０５】
光源１０２０はメタルハライド等のランプ１０２１とランプの光を反射するリフレクタ１０２２とからなる。青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー１０２３ａは、光源１０２０からの白色光束のうちの赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー１０２４ｃで反射されて、赤色光用液晶ライトバルブ１０２６Ｒに入射される。
【０１０６】
一方、ダイクロイックミラー１０２３ａで反射された色光のうち緑色光は緑色光反射のダイクロイックミラー１０２３ｂによって反射され、緑色光用液晶ライトバルブ１０２６Ｇに入射される。
【０１０７】
また、青色光は第２のダイクロイックミラー２３ｂも透過する。青色光に対しては、長い光路による光損失を防ぐため、入射レンズ１０２５ａ、リレーレンズ１０２５ｂ、出射レンズ１０２５ｃを含むリレーレンズ系からなる導光手段１０３０が設けられ、これを介して青色光が青色光用液晶ライトバルブ１０２６Ｂに入射される。
【０１０８】
各ライトバルブにより変調された３つの色光はクロスダイクロイックプリズム１０２７に入射する。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形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ１０２８によってスクリーン１０２９上に投射され、画像が拡大されて表示される。
【０１０９】
この例に係る電子機器は、透過型の液晶ライトバルブ１０２６Ｒ，１０２６Ｇ，１０２６Ｂとして、画素電極１２にテーパー１２ａを形成した透過型の液晶パネルＰ１を用いているので、画素電極間および対向電極に電圧を印加した際に、テーパー１２ａの働きにより電界が最適化されるため、画素電極間における光漏れが抑制されてコントラストが向上し、ディスクリネーションラインの発生も防止されて残像が低減されるため、明るく高品質の画像を提供することができる。
【０１１０】
図２０は、反射型の液晶パネルＰ２を用いた液晶プロジェクタの要部を平面的に見た概略構成図である。
【０１１１】
図中１１１０はシステム光軸Ｌに沿って配置した光源部、１１２０はインテグレータレンズ、１１３０は偏光変換素子を示し、光源部１１１０、インテグレータレンズ１１２０、偏光変換素子１１３０から偏光照明装置１１００が構成される。
【０１１２】
また、図中１１５０はＳ偏光光束反射面、１１４０は偏光ビームスプリッタ、１１６０ａ，１１６０ｂはダイクロイックミラー、１１７０Ｒ，１１７０Ｇ，１１７０Ｂは反射型の液晶ライトバルブ、１１８０は投射レンズ、１１９０はスクリーンを示す。
【０１１３】
上記３つの反射型の液晶ライトバルブ１１７０Ｒ，１１７０Ｇ，１１７０Ｂには、それぞれ前述のように画素電極１２にテーパー１２ａを形成した反射型の液晶パネルＰ２が用いられている。
【０１１４】
光源部１１１０から出射されたランダムな偏光光束は、インテグレータレンズ１１２０により複数の中間光束に分割された後、第２のインテグレータレンズを光入射側に有する偏光変換素子１１３０により偏光方向がほぼ揃った一種類の偏光光束（Ｓ偏光光束）に変換されてから偏光ビームスプリッタ１１４０に至る。
【０１１５】
偏光変換素子１１３０から出射されたＳ偏光光束は、偏光ビームスプリッタ１１４０のＳ偏光光束反射面１１５０によって反射され、反射された光束のうち、青色光（Ｂ）の光束がダイクロイックミラー１１６０ａの青色光反射層にて反射され、反射型液晶ライトバルブ１１７０Ｂによって変調される。
【０１１６】
また、ダイクロイックミラー１１６０ａの青色光反射層を透過した光束のうち、赤色光（Ｒ）の光束はダイクロイックミラー１１６０ｂの赤色光反射層にて反射され、反射型液晶ライトバルブ１１７０Ｒによって変調される。
【０１１７】
一方、ダイクロイックミラー１１６０ｂの赤色光反射層を透過した緑色光（Ｇ）の光束は反射型液晶ライトバルブ１１７０Ｇによって変調される。このようにして、それぞれの反射型液晶ライトバルブ１１７０Ｒ，１１７０Ｇ，１１７０Ｂによって色光の変調がなされる。これらの反射型液晶パネルの画素から反射された色光のうち、Ｓ偏光成分はＳ偏光を反射する偏光ビームスプリッタ１１４０を透過せず、また、Ｐ偏光成分は透過する。
【０１１８】
この偏光ビームスプリッタ１１４０を透過した光により画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ１１８０によってスクリーン１１９０上に投射され、画像が拡大されて表示される。
【０１１９】
この例に係る電子機器は、反射型の液晶ライトバルブ１０２６Ｒ，１０２６Ｇ，１０２６Ｂとして、画素電極１２にテーパー１２ａを形成した透過型の液晶パネルＰ２を用いているので、画素電極間および対向電極に電圧を印加した際に、テーパー１２ａの働きにより電界が最適化されるため、画素電極間における光漏れが抑制されてコントラストが向上し、ディスクリネーションラインの発生も防止されて残像が低減されるため、明るく高品質の画像を提供することができる。
【０１２０】
また、透過型および反射型の液晶パネルをディスプレイとして備える電子機器としテーパーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、ページャ、携帯電話、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、腕時計、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置などを挙げることができる。
【０１２１】
図２１の（ａ）は携帯電話を示す斜視図である。２００は携帯電話本体を示し、そのうちの２０１は本発明に係る反射型の液晶パネルを用いた液晶表示部である。
【０１２２】
図２１の（ｂ）はワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ等の携帯型情報処理装置を示す図である。３００は情報処理装置を示し、３０１はキーボード等の入力部、３０２は本発明に係る液晶装置としての反射型液晶パネルを用いた表示部、３０３は情報処理装置本体を示す。
【０１２３】
図２１の（ｃ）は、腕時計型電子機器４００を示す斜視図である。４０１は本実施形態に係る液晶装置を用いた液晶表示部である。
【０１２４】
各々の電子機器は、表示部として画素電極１２にテーパー１２ａを形成した液晶パネルを用いているため、画素電極間および対向電極に電圧を印加した際に、テーパー１２ａの働きにより電界が最適化され、画素電極間における光漏れが抑制されてコントラストが向上し、ディスクリネーションラインの発生も防止されて残像が低減されるため、明るく見易い表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶装置の実施形態の平面図および縦断面図である。
【図２】本発明に係る液晶装置の実施形態の要部の概略構成を示す拡大縦断面図である。
【図３】本発明に係る液晶装置におけるＴＮモードとＥＣＢモードの場合のラビング方向を示す説明図である。
【図４】アクティブマトリックス基板の製造工程に対応するアクティブマトリックス基板の断面図である。
【図５】アクティブマトリックス基板の製造工程に対応するアクティブマトリックス基板の断面図である。
【図６】アクティブマトリックス基板の製造工程に対応するアクティブマトリックス基板の断面図である。
【図７】アクティブマトリックス基板の製造工程に対応するアクティブマトリックス基板の断面図である。
【図８】アクティブマトリックス基板の製造工程に対応するアクティブマトリックス基板の断面図である。
【図９】本発明に係る液晶装置における画素電極のテーパーを形成する工程を示す概略工程図である。
【図１０】本発明に係るＴＮモードの液晶装置において、画素電極間および対向電極に電圧を印加した場合の電気力線（電界）の状態，液晶分子の配向状態，光漏れの発生状態をコンピュータによってシミュレーションした結果を示す説明図である。
【図１１】本発明に係るＴＮモードの液晶装置において、画素電極間および対向電極に電圧を印加した場合の電気力線（電界）の状態，液晶分子の配向状態，光漏れの発生状態をコンピュータによってシミュレーションした結果を示す説明図である。
【図１２】本発明に係るＴＮモードの液晶装置におけるテーパー角度（勾配角）と光漏れとの関係（光漏れ位置との関係（ａ），光漏れ幅との関係（ｂ），光漏れ強度との関係（ｃ））を表すグラフである。
【図１３】本発明に係るＥＣＢモードの液晶装置において、画素電極間および対向電極に電圧を印加した場合の電気力線（電界）の状態，液晶分子の配向状態，光漏れの発生状態をコンピュータによってシミュレーションした結果を示す説明図である。
【図１４】本発明に係るＥＣＢモードの液晶装置におけるテーパー角度（勾配角）と光漏れとの関係（光漏れ位置との関係（ａ），光漏れ幅との関係（ｂ），光漏れ強度との関係（ｃ））を表すグラフである。
【図１５】従来のＴＮモードの液晶装置において、画素電極間および対向電極に電圧を印加した場合の電気力線（電界）の状態，液晶分子の配向状態，光漏れの発生状態をコンピュータによってシミュレーションした結果を示す説明図である。
【図１６】従来のＥＣＢモードの液晶装置において、画素電極間および対向電極に電圧を印加した場合の電気力線（電界）の状態，液晶分子の配向状態，光漏れの発生状態をコンピュータによってシミュレーションした結果を示す説明図である。
【図１７】反射型の液晶装置の実施形態の要部の概略構成を示す拡大縦断面図である。
【図１８】本発明に係る液晶装置を用いた電子機器の概略構成を示すブロック図である。
【図１９】第１の実施形態に係る液晶装置を透過型のライトバルブとして応用した投射型表示装置の例としてビデオプロジェクタの概略断面図である。
【図２０】第２の実施形態に係る液晶装置を反射型のライトバルブとして応用した投射型表示装置の例としてビデオプロジェクタの概略断面図である。
【図２１】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ本発明に係る液晶装置を使った電子機器の例を示す外観図である。
【符号の説明】
１０ アクティブマトリックス基板
１１ 偏光板
１２（１２Ａ，１２Ｂ、１２Ｃ） 画素電極
１２ａ テーパー（傾斜面）
１３ 配向膜
１４ 第２電極部
２０ 対向基板
２１ 偏光板
２２ 対向電極
２３ 配向膜
３０ 液晶層
５０ マスクパターン
Ｆ 横電界が最も強い方向
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ ラビング方向

Claims (8)

1. 一対の基板間に液晶が挟持されており、前記一対の基板のうち一方の基板にはマトリクス状に配置される画素電極が形成されてなる液晶装置において、
   前記液晶はＴＮモードの液晶であり、
   前記画素電極の端部には前記基板平面に対して傾斜した傾斜面が形成されており、
   前記傾斜面は、前記画素電極間の横電界の最も強い方向に対してほぼ平行な方向に施されるラビングの終端側に設けられていることを特徴とする液晶装置。
2. 前記傾斜面は前記ラビングの終端側にのみに設けられ、
   前記一方の基板平面と前記傾斜面とのなす角度が２２．５°±２°の範囲に設定されてなることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 一対の基板間に液晶が挟持されており、前記一対の基板のうち一方の基板にはマトリクス状に配置される画素電極が形成されてなる液晶装置において、
   前記液晶はＥＣＢモードの液晶であり、
   前記一対の基板の、一方の基板と他方の基板には、前記画素電極間の横電界がほぼ最大となる方向に対して約４５°の角度をなすようにラビングが施されており、
   前記画素電極の端部には前記一方の基板平面に対して傾斜した傾斜面が形成されており、
   前記傾斜面は、前記他方の基板に施されるラビングの終端側に設けられていることを特徴とする液晶装置。
4. 前記傾斜面は前記配向処理の終端側にのみに設けられ、
   前記基板平面と前記傾斜面とのなす角度が１１°〜１５°の範囲に設定されてなることを特徴とする請求項３に記載の液晶装置。
5. 前記一対の基板のうち一方の基板には、前記画素電極に接続されるスイッチング素子が形成されてなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶装置。
6. 前記スイッチング素子は薄膜トランジスタからなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶装置。
7. 前記一方の基板平面に対する前記傾斜面の角度は、
   前記傾斜面と前記基板平面とのなす交線から前記画素電極の内側に生じる光漏れの最大強度の位置が、前記交線から０．６μｍ以内となるように設定されてなることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の液晶装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の液晶装置と、該液晶装置に少なくとも一枚の偏光板とを有する表示装置を備えることを特徴とする電子機器。

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