JP4626528B2 - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置及びその製造方法、並びに該電気光学装置を備えた、例えば液晶プロジェクタ等の電子機器の技術分野に関する。

この種の電気光学装置の一例である液晶装置では、ガラス基板、石英基板等の２枚の透明な基板がシール材によって貼り合われ、これら基板間に液晶が封入される。一方の基板上にはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜からなる透明な画素電極が例えばマトリクス状に配列され、他方の基板上にはＩＴＯ膜からなる対向電極が画素電極に対向して設けられる。画素電極及び対向電極間の液晶層に画像信号に基づく電圧を印加して、液晶分子の配向状態を変化させることにより画素毎の光の透過率を変化させる。このようにして液晶層を通過する光を画像信号に応じて変化させることで画像表示が行われる。

このような画像表示の際、入射光は、液晶層に加えて画素電極及び対向電極等も通過するので、高品質な表示を行うためには画素電極及び対向電極の透過率を高めることが望まれる。例えば特許文献１では、画素電極及び対向電極を構成するＩＴＯ膜の直下に、例えば窒化膜等からなる光学薄膜を敷設することにより透過率を向上させる技術が開示されている。

特開２００５−１４０８３６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術によれば、窒化膜等からなる光学薄膜とポリイミド等からなる配向膜との界面密着性が低いことに起因して、装置の耐湿性が低下してしまうという技術的問題点がある。

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、耐湿性を維持しつつ透過率を向上でき、高品質な表示が可能な電気光学装置及びその製造方法、並びに該電気光学装置を備えた電子機器を提供することを課題とする。

本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、電気光学物質を狭持する一対の第１及び第２基板と、前記第１基板上に設けられた透明導電膜からなる画素電極と、前記画素電極上に形成され、前記電気光学物質の配向状態を規制する配向膜と、前記画素電極が設けられた表示領域の周囲に沿ったシール領域において、前記第１及び第２基板を相互に貼り合わせるシール材と、前記第１基板と前記画素電極との間に積層され、前記第１基板の屈折率と前記画素電極の屈折率との中間の大きさの屈折率を有する光学薄膜と、前記第１基板上の少なくとも前記シール領域の一部をなす部分領域に設けられ、前記画素電極と同一膜からなるシール下側膜とを備える。

本発明の電気光学装置によれば、一対の第１及び第２基板は、表示領域の周囲に沿ったシール領域においてシール材によって交互に貼り合わされ、一対の第１及び第２基板間には、電気光学物質としての例えば液晶が挟持されている。第１基板は、例えばガラス基板上に、例えば画素スイッチング用のトランジスタや例えば走査線、データ線等の配線が積層された積層構造を有しており、最上層には例えばＮＳＧ（ノンシリケートガラス）或いはシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜が形成される。第２基板は、例えばガラス基板からなる。第１基板上には例えばＩＴＯ膜等の透明導電膜からなる透明な画素電極が例えばマトリクス状に配列され、第２基板上には例えばＩＴＯ膜等の導電膜からなる対向電極が画素電極に対向して設けられる。電気光学装置を動作させない状態で、例えばポリイミド等の有機材料或いは例えばシリカ（ＳｉＯ２）等の無機材料からなる配向膜及び対向電極上に設けられた配向膜における表面形状効果により、電気光学物質は一対の第１及び第２基板間で所定の配向状態をとる。電気光学装置の動作時には、画素電極及び対向電極間の液晶層に画像信号に基づく電圧が印加され、液晶分子の配向状態が変化する。このような液晶分子の配向状態の変化によって画素毎の光の透過率が変化する。これにより液晶層を通過する光が画像信号に応じて変化し、表示領域において画像表示が行われる。

本発明では特に、第１基板の屈折率と画素電極の屈折率との中間の大きさの屈折率を有する、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ膜）等からなる光学薄膜が、第１基板上における積層構造において、第１基板と画素電極との間に、即ち層間に配置される。尚、このような光学薄膜は、典型的には、第１基板上の全面に形成される。即ち、例えば屈折率が１．４である第１基板と相隣接して、例えば屈折率が１．６〜１．８（即ち、１．６以上且つ１．８以下）の範囲内である光学薄膜と例えば屈折率が２．０である画素電極とがこの順に積層される。尚、ここでの「中間の大きさ」とは、第１基板の屈折率が画素電極の屈折率より大きい場合には、第１基板の屈折率より小さく且つ画素電極の屈折率より大きい意味であり、第１基板の屈折率が画素電極の屈折率より小さい場合には、第１基板の屈折率より大きく且つ画素電極の屈折率より小さい意味であり、要するに、両者の屈折率の間にある値という意味である。即ち、中間値に限定される趣旨ではない。よって、光学薄膜により、画素電極側から入射する入射光が、画素電極を透過して第１基板内へ出射される際の透過率を高めることができる。即ち、仮に何らの対策も施さず、第１基板と相隣接して画素電極を設けた場合には、第１基板と画素電極との屈折率の比較的大きな差に起因して、画素電極と第１基板との界面における界面反射が比較的大きく生じてしまう。しかるに本発明によれば、中間の大きさの屈折率を有する光学薄膜によって、界面反射を低減できる。従って、画素電極を透過して第１基板内へ出射される際の透過率を高めることができる。

更に本発明では特に、第１基板上で平面的に見て、第１基板上の少なくともシール領域の一部をなす部分領域に設けられ、画素電極と同一膜からなるシール下側膜を備える。ここで、「同一膜」とは、製造工程における同一機会に成膜される膜を意味し、同一種類の膜である。尚、「同一膜である」とは、一枚の膜として連続していることまでも要求する趣旨ではなく、基本的に、同一膜のうち相互に分断されている膜部分であれば足りる趣旨である。即ち、シール下側膜は、例えばＩＴＯ膜等からなる画素電極と同一膜からなり、少なくともシール領域内に部分的に形成される。つまり、少なくともシール領域の部分領域において、光学薄膜、シール下側膜及び配向膜がこの順に積層される。よって、第１基板上のシール領域において、配向膜と光学薄膜との界面の面積が低減される。言い換えれば、第１基板上のシール領域において、配向膜と光学薄膜との界面に代えて、配向膜とシール下側膜との界面、及びシール下側膜と光学薄膜との界面が形成される。よって、例えばポリイミド等の有機材料或いは例えばシリカ（ＳｉＯ２）等の無機材料からなる配向膜と例えばシリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜等からなる光学薄膜との界面における密着性が低いことに起因して、外部から配向膜と光学薄膜との界面を介して水分が表示領域内へ浸透してしまうことを低減或いは防止できる。言い換えれば、少なくともシール領域の部分領域において、配向膜と光学薄膜との界面よりも密着性の高い、配向膜とシール下側膜との界面及びシール下側膜と光学薄膜との界面を形成することで、界面における密着性を高めることができる。従って、装置の耐湿性を向上させることができ、その結果、装置の信頼性を向上させることができる。尚、シール下側膜は、第１基板上で平面的に見て、表示領域の周辺に位置する周辺領域のうち、シール領域内に限らず、シール領域以外の部分にも設けられもよい。

加えて、シール下側膜は、上述したように、画素電極と同一膜から形成されるので、第１基板上における積層構造の複雑化や製造工程の複雑化を招くことなく、装置の耐湿性を向上させることができる。

本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、電気光学物質を狭持する一対の第１及び第２基板と、前記第１基板上に設けられた透明導電膜からなる画素電極と、前記画素電極上に形成され、前記電気光学物質の配向状態を規制するポリイミド又はシリカからなる配向膜と、前記画素電極がマトリクス状に設けられた表示領域の周囲に沿って配置され、前記第１及び第２基板を相互に貼り合わせるシール材と、前記第１基板と前記画素電極との間に積層され、前記第１基板の屈折率と前記画素電極の屈折率との中間の大きさの屈折率を有する窒化膜又は酸窒化膜からなる光学薄膜と、前記第１基板上に、少なくとも前記シール材と重なるように、前記光学薄膜と前記配向膜との間に設けられ、前記画素電極と同一膜からなるシール下側膜とを備え、前記シール下側膜は、電気的に浮遊した状態に形成されると共に、前記第１基板上で平面的に見て、前記画素電極と同一のマトリクス状のパターンに配置される。
また、前記シール下側膜は、前記第１基板上で平面的に見て、前記シール材の内側及び外側に、前記画素電極と同一のマトリクス状のパターンに配置されている。

以上説明したように、本発明の電気光学装置によれば、少なくともシール領域の部分領域に、画素電極と同一膜からなるシール下側膜を設けることにより耐湿性を維持しつつ、画素電極の直下に光学薄膜を設けることにより透過率を向上でき、高品質な表示が可能となる。更に、第１基板上における積層構造の複雑化や製造工程の複雑化を招かない。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記シール下側膜は、前記第１基板上で平面的に見て、前記画素電極と同一の平面パターンを有する。

この態様によれば、シール下側膜は、第１基板上で平面的に見て（即ち、第１基板の基板面上で平面的に見て）、画素電極と同一の平面パターンで形成される。即ち、画素電極が表示領域において透明導電膜から例えばマトリクス状等の所定平面パターンにパターニングされる際に、シール下側膜も例えばシール領域内に画素電極と同一膜の透明導電膜から同一平面パターン（即ち、例えばマトリクス状等）で形成される。言い換えれば、一般にはシール領域と表示領域との間の額縁状の領域に形成されるダミー画素をなす画素電極のパターンが、シール領域にまで形成される。よって、シール下側膜を画素電極と同一工程で製造することが容易となる。即ち、画素電極を形成する工程を殆ど変更することなく、同一工程においてシール下側膜を形成することができる。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記シール下側膜は、前記第１基板上で平面的に見て、前記シール領域内に、前記表示領域を囲むように形成された第１部分を有する。

この態様によれば、シール下側膜のうち第１部分が、表示領域を囲むように、例えば連続的に形成されているので、外部から表示領域に水分が浸入してしまうことを低減或いは防止できる。即ち、第１部分が、外部と表示領域とを隔てる隔壁として機能することによって、水分の浸入経路を殆ど或いは完全に遮断することができる。よって、装置の耐湿性をより一層向上させることができる。尚、シール下側膜が形成された領域では、配向膜とシール下側膜との界面、及びシール下側膜と光学薄膜との界面が形成され、界面における密着性が高められている。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記シール下側膜は、前記第１基板上で平面的に見て、前記シール領域内に、相互に分離して形成されると共に前記表示領域を囲むように配置された複数の第２部分を有する。

この態様によれば、複数の第２部分は、表示領域を囲むように、例えばシール領域内から表示領域へ向かう方向と交わる方向に互いにずれた複数列として配置される。よって、複数の第２部分が、外部と表示領域とを隔てる隔壁として機能することによって、水分の浸入経路を複雑化すること、或いは長くすることによって遮断することができる。よって、装置の耐湿性をより一層向上させることができる。尚、シール下側膜が形成された領域では、配向膜とシール下側膜との界面、及びシール下側膜と光学薄膜との界面が形成され、界面における密着性が高められている。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記透明導電膜は、ＩＴＯ膜である。

この態様によれば、透過率が比較的低いＩＴＯ膜からなる画素電極と第１基板との間に光学薄膜を設けることによって、第１基板、光学薄膜及び画素電極の全体の透過率を向上させることができる。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記光学薄膜は、１．６〜１．８の範囲内の屈折率を有する。

この態様によれば、例えば、屈折率が約１．４程度である第１基板と、屈折率が約２程度のＩＴＯからなる画素電極との間に設けられた、屈折率が１．６〜１．８（即ち、１．６以上且つ１．８以下）の範囲内の光学薄膜によって、効果的に界面反射を低減できる。よって、効果的に透過率を向上させることができる。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記光学薄膜の光吸収係数は、前記透明導電膜の光吸収係数よりも小さい。

この態様によれば、光が光学薄膜内を通過する際の光損失、即ち光強度の低下を低減或いは防止でき、より確実に透過率を向上させることができる。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記光学薄膜は、無機物の窒化膜及び酸窒化膜の少なくとも一方を含んでなる。

この態様によれば、光学薄膜は、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ）等の窒化膜、及び例えばシリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ）等の酸窒化膜の少なくとも一方を含んでなるので、屈折率を画素電極の屈折率と第１基板の屈折率との中間の大きさの屈折率にすることが容易にできる。よって、容易に且つ確実に透過率を向上させることができる。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記配向膜は、ポリイミドからなる。

この態様によれば、シール領域の部分領域において、ポリイミドからなる配向膜と例えばシリコン窒化膜等の窒化膜、或いは例えばシリコン酸窒化膜等の酸窒化膜等を含んでなる光学薄膜との、密着性の低い界面を形成しないことにより、装置の耐湿性を向上させることができる。

本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置を具備してなる。

本発明の電子機器によれば、上述した本発明の電気光学装置を具備してなるので、高品質な画像表示を行うことが可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、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、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置、電子放出装置（Field Emission Display及びConduction Electron-Emitter Display）、これら電気泳動装置、電子放出装置を用いた表示装置を実現することも可能である。

本件の参考発明に係る電気光学装置の製造方法は上記課題を解決するために、電気光学物質を狭持する一対の第１及び第２基板と、第１基板上に設けられた画素電極を備えた電気光学装置を製造する電気光学装置の製造方法であって、前記第１基板上に、前記第１基板と相隣接するように、前記第１基板の屈折率と前記画素電極の屈折率との中間の大きさの屈折率を有する光学薄膜を形成する光学薄膜形成工程と、前記第１基板上の表示領域に、前記光学薄膜と相隣接して上層側に透明導電膜を積層して前記画素電極を形成する画素電極形成工程と、前記画素電極上に、前記電気光学物質の配向状態を規制する配向膜を形成する工程と、前記表示領域の周囲に沿ったシール領域においてシール材で、前記第１及び第２基板を相互に貼り合わせる工程とを備え、前記画素電極形成工程は、前記第１基板上の少なくとも前記シール領域の一部をなす部分領域に、前記画素電極と同一膜からシール下側膜を形成する。

本件の参考発明に係る電気光学装置の製造方法によれば、上述した本発明の電気光学装置を製造できる。ここで特に、画素電極形成工程によって、少なくともシール領域の部分領域に、画素電極と同一膜からなるシール下側膜を設けることにより耐湿性を維持しつつ、光学薄膜形成工程によって、画素電極の直下に光学薄膜を設けることにより透過率を向上できる。よって、高品質な表示の可能な電気光学装置を製造できる。更に、シール下側膜は、画素電極形成工程によって形成されるので、製造工程の複雑化を殆ど或いは全く招かない。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされよう。

以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態では、本発明の電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る液晶装置について、図１から図１１を参照して説明する。

先ず、本実施形態に係る液晶装置の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。ここに図１は、本実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ´線での断面図である。

図１及び図２において、本実施形態に係る液晶装置では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。尚、ＴＦＴアレイ基板１０は、本発明に係る「第１基板」の一例であり、対向基板２０は、本発明に係る「第２基板」の一例である。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば、石英基板、ガラス基板、シリコン基板等からなり、対向基板２０は、例えば、石英基板、ガラス基板等からなる。ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０は、本発明に係る「表示領域」の一例としての画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域５２ａに設けられたシール材５２により相互に貼り合わされており、シール材５２及び封止材１０９により、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０間に液晶層５０が封入されている。

図１において、シール材５２が配置されたシール領域５２ａの内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域５２ａの外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。この一辺に沿ったシール領域５２ａよりも内側に、サンプリング回路７が額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。また、走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿ったシール領域の内側に、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。また、ＴＦＴアレイ基板１０上には、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材１０７で接続するための上下導通端子１０６が配置されている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。

ＴＦＴアレイ基板１０上には、外部回路接続端子１０２と、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４、上下導通端子１０６等とを電気的に接続するための引回配線９０が形成されている。

図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、駆動素子である画素スイッチング用のＴＦＴ（Thin Film Transistor）や走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成される。画像表示領域１０ａには、画素スイッチング用ＴＦＴや走査線、データ線等の配線の上層に、本発明に係る「透明導電膜」の一例としてのＩＴＯ膜からなる画素電極９ａが設けられている。画素電極９ａ上には、配向膜が形成されている。他方、対向基板２０におけるＴＦＴアレイ基板１０との対向面上に、遮光膜２３が形成されている。そして、遮光膜２３上に、画素電極９ａと同様にＩＴＯ膜からなる対向電極２１が複数の画素電極９ａと対向して形成されている。対向電極２１上には配向膜が形成されている。また、液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。加えて、ここでは図示しないが、ＴＦＴアレイ基板１０上の画素電極９ａの直下には、後述する光学薄膜が形成され、ＴＦＴアレイ基板１０上のシール領域５２ａには、後述するシール下側膜が形成されている。

尚、ここでは図示しないが、ＴＦＴアレイ基板１０上には、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４の他に、製造途中や出荷時の当該液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路、検査用パターン等が形成されていてもよい。

次に、本実施形態に係る液晶装置の画素部における電気的な構成について、図３を参照して説明する。ここに図３は、液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。

図３において、本実施形態に係る液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素には、それぞれ、画素電極９ａと該画素電極９ａをスイッチング制御するためのＴＦＴ３０とが形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａがＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。

また、ＴＦＴ３０のゲートに走査線３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９ａは、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。

画素電極９ａを介して液晶層５０（図２参照）に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。液晶層５０は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として液晶装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射する。

ここで保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９ａと対向電極２１（図２参照）との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。蓄積容量７０の一方の電極は、画素電極９ａと並列してＴＦＴ３０のドレインに接続され、他方の電極は、定電位となるように、電位固定の容量配線３００に接続されている。

次に、本実施形態に係る光学薄膜について、図４及び図５を参照して説明する。ここに図４は、図２のＣ１部分の部分拡大断面図である。図５は、光学薄膜の膜厚と透過率との関係を示すグラフである。尚、図４では、図２の遮光膜２３の図示を省略している。図４においては、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。

図４において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、図示しないＴＦＴ３０や走査線３ａ、データ線６ａ等の配線を含む各種の層が積層されており、これらの層の上層側に層間絶縁膜８９が形成されている。層間絶縁膜８９は、ＮＳＧ（ノンシリケートガラス）或いはシリコン酸化膜によって形成されている。尚、層間絶縁膜８９は、例えばＰＳＧ（リンシリケートガラス）、ＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンシリケートガラス）等のシリケートガラスや酸化シリコン等から形成してもよい。層間絶縁膜８９上には、後述する光学薄膜９１及び画素電極９ａが順に積層されており、画素電極９ａ上には例えばポリイミド膜等の透明な有機膜からなる配向膜１６が形成されている。他方、対向基板２０上には、対向電極２１が積層されており、対向電極２１上には例えばポリイミド膜等の透明な有機膜からなる配向膜２２が形成されている。液晶層５０は、これら一対の配向膜１６及び２２間で、所定の配向状態をとる。尚、配向膜１６及び２２は、例えばポリイミド膜等の有機膜の他、例えばシリカ（ＳｉＯ２）等の無機膜から形成されてもよい。即ち、配向膜１６及び２２は、有機配向膜であってもよいし、無機材料からなる無機配向膜であってもよい。

図４に示すように、本実施形態では特に、光学薄膜９１が、層間絶縁膜８９と画素電極９ａとの間に積層されている。即ち、ＴＦＴアレイ基板１０上には、層間絶縁膜８９、光学薄膜９１及び画素電極９ａがこの順に積層されている。光学薄膜９１は、ＴＦＴアレイ基板１０上の全面に形成されている。更に、本実施形態では特に、光学薄膜９１は、層間絶縁膜８９の屈折率と画素電極９ａの屈折率との中間の大きさの屈折率を有している。即ち、ＮＳＧ（或いはシリコン酸化膜）からなる層間絶縁膜８９の屈折率が約１．４であり、ＩＴＯ膜からなる画素電極９ａの屈折率が約２．０であるのに対し、光学薄膜９１の屈折率は、１．６〜１．８の範囲内となるように形成されている。光学薄膜９１は、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ）等からなる。よって、光学薄膜９１により、例えば対向基板２０及び液晶層５０等を介して画素電極９ａへ入射する入射光が、画素電極９ａを透過して層間絶縁膜８９内へ出射される際の透過率を高めることができる。即ち、仮に何らの対策も施さず、層間絶縁膜８９上に画素電極９ａを設けた場合には、層間絶縁膜８９と画素電極９ａとの屈折率の比較的大きな差（即ち、屈折率の差は、約０．６）に起因して、画素電極９ａと層間絶縁膜８９との界面における界面反射が比較的大きく生じてしまう。しかるに本実施形態によれば、中間の大きさの屈折率（即ち、１．６〜１．８の範囲内の屈折率）を有する光学薄膜９１によって、界面反射を低減できる。即ち、画素電極９ａと光学薄膜９１との屈折率の差（即ち、屈折率の差は、約０．２〜０．４の範囲内）、及び光学薄膜９１と層間絶縁膜８９との屈折率の差（即ち、屈折率の差は、約０．２〜０．４の範囲内）は、いずれも画素電極９ａと層間絶縁膜８９との屈折率の差（即ち、屈折率の差は、約０．６）よりも小さいので、画素電極９ａと光学薄膜９１との界面における界面反射量、及び光学薄膜９１と層間絶縁膜８９との界面における界面反射量は、いずれも画素電極９ａと層間絶縁膜８９との界面における界面反射量よりも小さい。更に、画素電極９ａと光学薄膜９１との界面における界面反射量、及び光学薄膜９１と層間絶縁膜８９との界面における界面反射量を合わせた界面反射量は、画素電極９ａと層間絶縁膜８９との界面における界面反射量よりも小さい。従って、例えば、画素電極９ａを透過して層間絶縁膜８９内（即ち、ＴＦＴアレイ基板１０内）へ出射される際の透過率を高めることができる。

図５は、シリコン酸化膜からなる基板上に、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ）等からなる光学薄膜、及びＩＴＯ膜を順に積層した積層構造を有する積層膜について、光学薄膜の膜厚或いは屈折率を変化させるシミュレーションを行った際の、光学薄膜の膜厚と透過率との関係を示している。ここで透過率は、入射光がＩＴＯ膜、光学薄膜及び基板を通過した後の出射光の強度の、入射光の強度に対する比率である。

図５中のデータＥ１は、光学薄膜の屈折率が１．７２のときの光学薄膜の膜厚と透過率との関係を示しており、図５中のデータＥ２は、光学薄膜の屈折率が１．６２のときの光学薄膜の膜厚と透過率との関係を示している。尚、ＩＴＯ膜の膜厚は８０ｎｍであり、図５に示すように、光学薄膜を設けない（即ち、光学薄膜の膜厚がゼロ）の場合の透過率は、約０．７５である。

図５に示すように、光学薄膜の屈折率が１．７２及び１．６２のいずれの場合にも、光学薄膜を設けることにより、透過率は、光学薄膜がない場合と比較して高くなる。特に、光学薄膜の膜厚が５５〜１００ｎｍの範囲内で、透過率は高くなる。よって、屈折率が１．６〜１．８の範囲内であり、且つ、膜厚が５５〜１００ｎｍの範囲内の光学薄膜を、基板及びＩＴＯ膜間に設けることが好ましい。これにより効果的に透過率の向上を図ることが可能である。

次に、本実施形態に係るシール下側膜について、図６及び図７を参照して説明する。ここに図６は、図１のＡ−Ａ´線での断面図であり、図７は、ＴＦＴアレイ基板上のシール下側膜の平面パターンを示す模式図である。

図６及び図７に示すように、本実施形態では特に、ＴＦＴアレイ基板１０上のシール領域５２ａ、遮光領域５３ａ及びシール外側領域５４ａに、シール下側膜１５１を備えている。シール下側膜１５１は、画素電極９ａと同一膜、即ち、画素電極９ａと同層に位置する同一種類のＩＴＯ膜から形成されている。即ち、シール領域５２ａ、遮光領域５３ａ及びシール外側領域５４ａの各々の部分領域において、光学薄膜９１、シール下側膜１５１及び配向膜１６がこの順に積層されている。よって、ＴＦＴアレイ基板１０上の少なくともシール領域５２ａにおいて、仮にシール下側膜１５１が形成されていない場合と比較して、配向膜１６と光学薄膜９１との界面の面積が低減されている。言い換えれば、ＴＦＴアレイ基板１０上のシール領域５２ａにおいて、配向膜１６と光学薄膜９１との界面に代えて、配向膜１６とシール下側膜１５１との界面、及びシール下側膜１５１と光学薄膜９１との界面が形成されている。よって、例えばポリイミド膜等の透明な有機膜からなる配向膜１６と例えばシリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜等からなる光学薄膜９１との界面における密着性が低いことに起因して、外部から配向膜１６と光学薄膜９１との界面を介して水分が画像表示領域１０ａ内へ浸透してしまうことを低減或いは防止できる。言い換えれば、少なくともシール領域５２ａの部分領域において、配向膜１６と光学薄膜９１との界面よりも密着性の高い、配向膜１６とシール下側膜１５１との界面及びシール下側膜１５１と光学薄膜９１との界面を形成することで、界面における密着性を高めることができる。従って、装置の耐湿性を向上させることができ、その結果、装置の信頼性を向上させることができる。

更に、シール下側膜１５１は、上述したように、画素電極９ａと同一膜から形成されるので、ＴＦＴアレイ基板１０上における積層構造の複雑化や製造工程の複雑化を招くことなく、装置の耐湿性を向上させることができる。

加えて、シール下側膜１５１が、シール領域５２ａ、遮光領域５３ａ及びシール外側領域５４ａに形成されることにより、光学薄膜９１の表面と画素電極９ａの表面との段差（言い換えれば、ＴＦＴアレイ基板１０表面と画素電極９ａ表面との段差）に起因してラビング処理時に発生し得る、例えばラビングクロスの摩耗粉等のラビかすが、シール領域５２ａ、遮光領域５３ａ及びシール外側領域５４ａに残留し易くできる。即ち、ラビかすが、画像表示領域１０ａ内に残留してしまうことにより、画像表示に悪影響を及ぼしてしまうことを低減或いは防止できる。

更に、図７に示すように、本実施形態では特に、シール下側膜１５１は、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、画素電極９ａと同一平面パターンで形成されている。即ち、画素電極９ａが画像表示領域１０ａにおいてＩＴＯ膜からマトリクス状の平面パターンにパターニングされる際に、シール下側膜１５１もシール領域５２ａ、遮光領域５３ａ及びシール外側領域５４ａ内にＩＴＯ膜から同一平面パターン（即ち、マトリクス状の平面パターン）で形成される。言い換えれば、一般にはシール領域５２ａと画像表示領域１０ａとの間の額縁状の遮光領域５３ａに形成されるダミー画素をなす画素電極のパターンが、シール領域５２ａ及びシール外側領域５４ａにまで形成されている。よって、シール下側膜１５１を画素電極９ａと同一工程で製造することが容易となる。即ち、画素電極９ａを形成する工程を殆ど変更することなく、同一工程においてシール下側膜１５１を形成することができる。

尚、シール下側膜１５１は、電気的に浮遊した状態（即ち、例えば電源、配線等に電気的に接続されていない状態）にしておくことが次の観点からは好ましい。即ち、このようにすれば、シール下側膜１５１の電位と画素電極９ａの画素電位との電気的なカップリングによって発生し得る画像表示への悪影響を低減或いは防止できる。但し、例えばシール下側膜１５１の電位を安定させる等のために、シール下側膜１５１を所定電位の配線に接続してもよいし、或いは、所定電位の配線の一部としてシール下側膜１５１を利用してもよい。

次に、本実施形態の第１変形例に係るシール下側膜について、図８を参照して説明する。ここに図８は、第１変形例における図７と同趣旨の模式図である。

図８に示すように、第１変形例では特に、シール下側膜１５１は、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、シール領域５２ａを含む領域に設けられている。即ち、ＴＦＴアレイ基板１０上のシール領域５２ａ内では、配向膜１６と光学薄膜９１との界面は形成されていない。よって、配向膜１６と光学薄膜９１との界面における密着性が低いことに起因して、外部から配向膜１６と光学薄膜９１との界面を介して水分が画像表示領域１０ａ内へ浸透してしまうことをより確実に低減或いは防止できる。

次に、本実施形態の第２変形例に係るシール下側膜について、図９及び図１０を参照して説明する。ここに図９は、第２変形例における図７と同趣旨の模式図であり、図１０は、第２変形例における図６と同趣旨の断面図である。

図９に示すように、第２変形例では特に、シール下側膜１５１は、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、シール領域５２ａ内に、画像表示領域１０ａを囲むように形成されている。より具体的には、シール下側膜１５１は、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、画像表示領域１０ａに近い側と遠い側の２つの部分からなり、それぞれの部分は画像表示領域１０ａを囲むように、連続的に形成されている。即ち、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、これら二つの部分によって画像表示領域１０ａを二重に取り囲むように、シール下側膜１５１が形成されている。シール下側膜１５１は、上述したように、ＩＴＯ膜からなるので、水分を殆ど浸透させない。よって、外部から画像表示領域１０ａに水分が浸入してしまうことを低減或いは防止できる。即ち、図９に加えて図１０に示すように、シール下側膜１５１が、外部と画像表示領域１０ａとを隔てる隔壁として機能することによって、水分の浸入経路を殆ど或いは完全に遮断することができる。よって、装置の耐湿性をより一層向上させることができる。尚、シール下側膜１５１が形成された領域では、配向膜１６とシール下側膜１５１との界面、及びシール下側膜１５１と光学薄膜９１との界面が形成され、界面における密着性が高められている。

次に、本実施形態の第３変形例に係るシール下側膜について、図１１を参照して説明する。ここに図１１は、第３変形例における図７と同趣旨の模式図である。

図１１に示すように、第３変形例では特に、シール下側膜１５１は、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、シール領域５２ａ内に、相互に分離して形成されると共に画像表示領域１０ａを囲むように配置された複数の部分１５１ａ、１５１ｂ及び１５１ｃを有している。複数の部分１５１ａ、１５１ｂ及び１５１ｃは夫々、相互に分離して且つ画像表示領域１０ａを囲むように配列された列をなしている。これらの列は互いに配列方向（即ち、シール領域５２ａ内から画像表示領域１０ａへ向かう方向と交わる方向）にずれている。言い換えれば、複数の部分１５１ａ、１５１ｂ及び１５１ｃは、夫々が配列された間隔を互いに塞ぐように配置されている。よって、シール下側膜１５１、即ち複数の部分１５１ａ、１５１ｂ及び１５１ｃが、図１０を参照して上述した第２変形例と同様に、外部と画像表示領域１０ａとを隔てる隔壁として機能することによって、水分の浸入経路を複雑化すること、或いは長くすることによって遮断することができる。よって、装置の耐湿性をより一層向上させることができる。尚、シール下側膜１５１が形成された領域では、配向膜１６とシール下側膜１５１との界面、及びシール下側膜１５１と光学薄膜９１との界面が形成され、界面における密着性が高められている。

以上説明したように、本実施形態に係る液晶装置によれば、少なくともシール領域５２ａの部分領域に、画素電極９ａと同一膜からなるシール下側膜１５１を設けることにより耐湿性を維持しつつ、画素電極９ａの直下に光学薄膜９１を設けることにより透過率を向上でき、高品質な表示が可能となる。更に、ＴＦＴアレイ基板１０上における積層構造の複雑化や製造工程の複雑化を招かず、装置の信頼性を向上させることができる。
＜製造方法＞
次に、上述した第１実施形態に係る液晶装置を製造する液晶装置の製造方法について、図１２を参照して説明する。ここに図１２は、第１実施形態に係る液晶装置の製造プロセスの各工程を説明するためのフローチャートである。

先ず、図１２において、ＴＦＴアレイ基板１０上に、画素スイッチング用のＴＦＴ３０や走査線３ａ、データ線６ａ等の配線を、各種導電膜、半導体膜、絶縁膜等から形成して、層間絶縁膜８９まで形成する（ステップＳ１１）。この際、層間絶縁膜８９は、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により、ＮＳＧを積層することにより形成する。尚、層間絶縁膜８９は、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等を積層することにより形成してもよい。このように形成される層間絶縁膜８９の屈折率は約１．４となる。

次に、光学薄膜形成工程によって、層間絶縁膜８９上に、酸素（Ｏ２）ガスを供給しつつ窒化シリコン（ＳｉＮ）を用いて、例えばＣＶＤ法等によりシリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ）を積層して光学薄膜９１を形成する（ステップＳ１２）。この際、光学薄膜９１は、ＴＦＴアレイ基板１０上の全面に形成し、光学薄膜９１が層間絶縁膜８９の屈折率と画素電極９ａの屈折率との中間の大きさの屈折率（例えば、１．６〜１．８の屈折率）を有するように、例えば供給する酸素ガスの量、圧力、温度等の環境条件を調節する。尚、膜厚が５５〜１００ｎｍの範囲内となるように、光学薄膜９１を形成することが好ましい。

次に、画素電極形成工程によって、光学薄膜９１上の画像表示領域１０ａにマトリクス状の平面パターンでＩＴＯ膜を積層し、画素電極９ａを形成する（ステップＳ１３）。この際、本実施形態では特に、シール領域５２ａ、遮光領域５３ａ及びシール外側領域５４ａ内にも、同一平面パターン（即ち、マトリクス状の平面パターン）でＩＴＯ膜を積層し、シール下側膜１５１を形成する。よって、シール下側膜１５１により装置の耐湿性を維持しつつ、光学薄膜９１により透過率を向上させることができる。尚、画素電極形成工程では、シール領域５２ａの一部或いは全部にシール下側膜１５１を形成してもよいし、例えば遮光領域５３ａ、シール外側領域５４ａ等にも更にシール下側膜１５１を形成してもよい。

次に、ＴＦＴアレイ基板１０の表面にポリイミドを塗布することにより配向膜１６を形成する（ステップＳ１４）。この際、形成した配向膜１６に対してラビング処理を施す。

図１５において、ステップＳ１１からステップＳ１４までのＴＦＴアレイ基板１０に係る製造工程と並行して又は相前後して、スパッタリング等によって対向基板２０上にＩＴＯ膜を積層し、対向電極２１を形成する（ステップＳ２１）。

次に、対向基板２０の表面にポリイミドを塗布することにより配向膜２２を形成する（ステップＳ２２）。この際、形成した配向膜２２に対してラビング処理を施す。

その後、貼合工程によって、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０を、ＴＦＴアレイ基板１０において配向膜１６が形成された側と、対向基板２０において配向膜２２が形成された側とをシール材５２を介して貼り合わせる（ステップＳ３１）。ここで特に、シール領域５２ａでは、仮にシール下側膜１５１がない場合と比較して、界面密着性の低い配向膜１６と光学薄膜９１との界面の面積が低減されているので、装置の耐湿性が高められている。

続いて、互いに貼り合わされた状態のＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０間に液晶を注入する（ステップＳ３２）。

以上説明した液晶装置の製造方法によれば、上述した第１実施形態に係る液晶装置を製造できる。ここで特に、画素電極形成工程において、シール領域５２ａ内に、画素電極９ａと同一膜からなるシール下側膜１５１を設けることにより耐湿性を維持しつつ、光学薄膜形成工程によって、画素電極９ａの直下に光学薄膜９１を設けることにより透過率を向上できる。よって、高品質な表示の可能な電気光学装置を製造できる。更に、シール下側膜１５１は、画素電極形成工程によって形成されるので、製造工程の複雑化を殆ど或いは全く招かず、歩留まりの低下も殆ど或いは全く招かない。
＜電子機器＞
次に、上述した電気光学装置である液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について説明する。

先ず、この液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。図１３は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。この図１３に示されるように、プロジェクタ１１００内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド１１０４内に配置された４枚のミラー１１０６及び２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇに入射される。

液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇの構成は、上述した液晶装置と同等であり、画像信号処理回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。このダイクロイックプリズム１１１２においては、Ｒ及びＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。従って、各色の画像が合成される結果、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。

ここで、各液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇによる表示像について着目すると、液晶パネル１１１０Ｇによる表示像は、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂによる表示像に対して左右反転することが必要となる。

尚、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇには、ダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。

尚、図１３を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型のパーソナルコンピュータや、携帯電話、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、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装置等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。

本発明は、上述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或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その製造方法、並びに該電気光学装置を備えてな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。

第１実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す平面図である。 図１のＨ−Ｈ´線の断面図である。 第１実施形態に係る液晶装置の画素における各種素子等の等価回路図である。 図２のＣ１部分の部分拡大断面図である。 光学薄膜の膜厚と透過率との関係を示すグラフである。 図１のＡ−Ａ´線の断面図である。 ＴＦＴアレイ基板上のシール下側膜の平面パターンを示す模式図である。 第１変形例における図７と同趣旨の模式図である。 第２変形例における図７と同趣旨の模式図である。 第２変形例における図６と同趣旨の断面図である。 第３変形例における図７と同趣旨の模式図である。 第１実施形態に係る液晶装置の製造プロセスの各工程を説明するためのフローチャートである。 電気光学装置を適用した電子機器の一例たるプロジェクタの構成を示す平面図である。

符号の説明

３ａ…走査線、６ａ…データ線、７…サンプリング回路、９ａ…画素電極、１０…ＴＦＴアレイ基板、１０ａ…画像表示領域、１６…配向膜、２０…対向基板、２１…対向電極、２２…配向膜、２３…遮光膜、５０…液晶層、５２…シール材、５２ａ…シール領域、５３…額縁遮光膜、５３ａ…遮光領域、５４ａ…シール外側領域、８９…層間絶縁膜、９１…光学薄膜、１０１…データ線駆動回路、１０２…外部回路接続端子、１０４…走査線駆動回路、１０６…上下導通端子、１０７…上下導通材、１５１…シール下側膜

Claims (6)

1. 電気光学物質を狭持する一対の第１及び第２基板と、
   前記第１基板上に設けられた透明導電膜からなる画素電極と、
   前記画素電極上に形成され、前記電気光学物質の配向状態を規制するポリイミド又はシリカからなる配向膜と、
   前記画素電極がマトリクス状に設けられた表示領域の周囲に沿って配置され、前記第１及び第２基板を相互に貼り合わせるシール材と、
   前記第１基板と前記画素電極との間に積層され、前記第１基板の屈折率と前記画素電極の屈折率との中間の大きさの屈折率を有する窒化膜又は酸窒化膜からなる光学薄膜と、
   前記第１基板上に、少なくとも前記シール材と重なるように、前記光学薄膜と前記配向膜との間に設けられ、前記画素電極と同一膜からなるシール下側膜とを備え、
   前記シール下側膜は、電気的に浮遊した状態に形成されると共に、前記第１基板上で平面的に見て、前記画素電極と同一のマトリクス状のパターンに配置されることを特徴とする電気光学装置。
2. 前記シール下側膜は、前記第１基板上で平面的に見て、前記シール材の内側及び外側に、前記画素電極と同一のマトリクス状のパターンに配置され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. 前記透明導電膜は、ＩＴＯ膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
4. 前記光学薄膜は、１．６〜１．８の範囲内の屈折率を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
5. 前記光学薄膜の光吸収係数は、前記透明導電膜の光吸収係数よりも小さいことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備してなる電子機器。

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