JP2012226032A - カラーフィルター基板、電気光学装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】厚いカラーフィルター層を設けた場合でも、混色の発生を防止することのできるカラーフィルター基板、該カラーフィルター基板を備えた電気光学装置、および当該電気光学装置を備えた電子機器を提供すること。
【解決手段】液晶装置の対向基板２０では、透光層２９１と金属系の遮光層２９２とが積層された遮光性の突部２９により区画された領域にカラーフィルター層２８が設けられている。透光層２９１の側面２９１ａは、透光層２９１とカラーフィルター層２８との屈折率差により反射面２９１ｅを構成しているため、カラーフィルター層２８に斜め方向から光が入射しても、かかる光は反射面２９１ｅで反射され、隣の画素１００ａに進行しない。
【選択図】図５

Description

本発明は、カラーフィルター基板、該カラーフィルター基板を備えた電気光学装置、および当該電気光学装置を備えた電子機器に関するものである。

液晶装置等の電気光学装置においてカラー画像を表示する場合、対向基板として、透光性基板の一方面側にカラーフィルター層を設けたカラーフィルター基板が用いられる。また、有機エレクトロルミネッセンス装置等の電気光学装置においても、カラーフィルター基板が用いられることがある。かかるカラーフィルター基板においては、互いに隣接する画素（サブピクセル）間での混色を防止することを目的に、図８（ａ）に示すように、いわゆるブラックマトリクスあるいはブラックストライプと称せられる遮光性の突部２９ｔを画素間に設け、遮光性の突部２９ｔで区画された領域内にカラーフィルター層２８が設けられる。

かかるカラーフィルター基板において、カラーフィルター層２８の色度を高めるにはカラーフィルター層２８を厚く形成する必要があり、その場合、遮光性の突部２９ｔも厚く形成する必要がある。しかしながら、金属膜をスパッタ法により成膜して厚い遮光性の突部２９ｔを形成する場合、成膜に多大な時間を必要とする。そこで、黒色感光性樹脂層を用いて遮光性の突部２９ｔを形成することが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００３−２７０４３１号公報

しかしながら、黒色感光性樹脂層の場合、露光精度が低いため、表示の高精細化を図ることを目的に画素が微細化されている場合、微細化に対応できる遮光性の突部２９ｔを黒色感光性樹脂層により形成することが困難である。

ここに本願発明者は、図８（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法や塗布等により形成される透光層２９１ｓと、透光層２９１ｓの上層に積層した金属や金属化合物等からなる金属系の遮光層２９２ｓとによって、遮光性の突部２９ｓを形成し、かかる遮光性の突部２９ｓにより区画された領域内にカラーフィルター層２８を設けることを検討している。かかる構成によれば、透光層２９１ｓをＣＶＤ法や塗布法等により形成することができるので、厚い遮光性の突部２９ｓを効率よく形成することができる。また、金属酸化物層であれば、黒色感光性樹脂層と違って、フォトリソグラフィー技術により精度よく形成することができ、透光性の感光性樹脂層であれば、黒色感光性樹脂層と違って、精度よく露光することができるので、画素の微細化に対応することができる。なお、図８（ｂ）に示す構成は、本願発明との対比のために開示した参考例であり、従来技術ではない。

しかしながら、図８（ｂ）に示す構成の場合、遮光性の突部２９ｓの下層側に透光層２９１ｓが存在するため、矢印Ｌ０で示すように斜めに進行した光が、隣接するカラーフィルター層２８を通過するため、混色が発生するという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、厚いカラーフィルター層を設けた場合でも、混色の発生を防止することのできるカラーフィルター基板、該カラーフィルター基板を備えた電気光学装置、および当該電気光学装置を備えた電子機器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るカラーフィルター基板は、透光性基板の一方面側に、複数の画素を色毎に区画する突部と、該突部により区画された領域に設けられたカラーフィルター層と、を有し、前記突部は、反射面を構成する側面を備えた透光層と、該透光層に対して前記透光性基板とは反対側に積層された遮光層と、を有していることを特徴とする。

本発明において、カラーフィルター基板では、透光性基板の一方面側に、複数の画素を色毎に区画する突部が設けられており、かかる突部により区画された領域にカラーフィルター層が設けられている。ここで、突部は、透光層と遮光層とが積層された構造になっており、かかる構成であれば、黒色感光性樹脂層によって突部全体を形成する場合と違って、厚いカラーフィルター層を設けことを目的に突部を厚く形成する場合でも、突起を微細な構造に形成することができる。また、本発明では、透光層の側面は反射面を構成しているため、斜め方向から入射した光については、隣の画素に進行させない。それ故、突部を透光層と遮光層との積層構造とした場合でも、混色が発生しない。よって、画素が微細化された場合でも、混色を発生させずにカラーフィルター層を厚く形成することができる。

本発明において、前記透光層は、前記カラーフィルター層と異なる屈折率を備え、前記透光層の側面は、前記透光層と前記カラーフィルター層との屈折率差により前記反射面を構成している構成を採用することができる。かかる構成によれば、透光層およびカラーフィルター層を構成する材料の組み合わせを最適化するだけで、側面が反射面を構成する透光層を構成することができる。

この場合、前記透光層と前記カラーフィルター層との屈折率の差は、０．５以上であることが好ましい。かかる構成によれば、透光層の側面を反射率の高い反射面とすることができる。

本発明において、前記透光層の側面は、当該側面に前記遮光層が積層されていることによって前記反射面を構成している構成を採用してもよい。

この場合、前記透光層は、第１帯状透光層と、該第１帯状透光層に並列する第２帯状透光層と、を備え、前記第１帯状透光層の両側面のうち、前記第２帯状透光層側に向く側面に前記遮光層が積層されていることにより前記反射面が構成され、前記第２帯状透光層の両側面のうち、前記第１帯状透光層側に向く側面に前記遮光層が積層されていることにより前記反射面が構成されている構成を採用することができる。

本発明に係るカラーフィルター基板は、液晶装置に用いることができ、この場合、液晶装置は、例えば、本発明に係るカラーフィルター基板を含む対向基板と、画素トランジスターおよび画素電極が形成された素子基板との間に液晶層を保持している構成を有している。

本発明に係る電気光学装置は、小型カメラ等の電子機器において表示部を構成するのに用いることができる。

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液晶パネルの説明図である。 本発明の実施の形態１に係る液晶装置に用いた素子基板において隣り合う複数の画素の平面図である。 本発明の実施の形態１に係る液晶装置１００のＦ−Ｆ′断面図である。 本発明の実施の形態１に係る液晶装置の対向基板（カラーフィルター基板）の構成を模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態２に係る液晶装置の対向基板（カラーフィルター基板）の構成を模式的に示す説明図である。 本発明を適用した液晶装置を用いた電子機器の説明図である。 参考例に係る遮光性突部の説明図である。

図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の説明では、各種電気光学装置のうち、液晶装置に本発明を適用した場合を中心に説明する。また、以下の説明では、液晶装置に用いる素子基板および対向基板のうち、対向基板を、本発明を適用したカラーフィルター基板として構成する場合を中心に説明する。なお、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。また、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。また、素子基板に形成される層を説明する際、上層側あるいは表面側とは素子基板の基板本体が位置する側とは反対側（対向基板が位置する側）を意味し、下層側とは素子基板の基板本体が位置する側を意味する。また、対向基板に形成される層を説明する際、上層側あるいは表面側とは対向基板の基板本体が位置する側とは反対側（素子基板が位置する側）を意味し、下層側とは対向基板の基板本体が位置する側を意味する。

［実施の形態１］
（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）モードや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像表示領域１０ａ（画素配列領域／有効画素領域）を備えている。液晶パネル１００ｐにおいて、後述する素子基板１０（図２等を参照）では、画像表示領域１０ａの内側で複数本のデータ線６ａ（画像信号線）および複数本の走査線３ａが縦横に延びており、それらの交差部分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、画像表示領域１０ａ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２０（図２等を参照）に形成された共通電極と液晶層を介して対向し、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と並列に蓄積容量５５が付加されている。本形態では、蓄積容量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。本形態において、容量線５ｂは、共通電位Ｖcomが印加された定電位配線６ｓに導通している。

（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の液晶パネル１００ｐの説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は各々、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の外縁に沿うように枠状に設けられている。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１０７ａが配合されている。

かかる構成の液晶パネル１００ｐにおいて、素子基板１０および対向基板２０はいずれも四角形であり、液晶パネル１００ｐの略中央には、図１を参照して説明した画像表示領域１０ａが四角形の領域として設けられている。かかる形状に対応して、シール材１０７も略四角形に設けられ、画像表示領域１０ａの外側は、四角枠状の外周領域１０ｃになっている。

素子基板１０において、外周領域１０ｃ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。なお、端子１０２には、フレキシブル配線基板（図示せず）が接続されており、素子基板１０には、フレキシブル配線基板を介して各種電位や各種信号が入力される。

詳しくは後述するが、素子基板１０の一方面１０ｓおよび他方面１０ｔのうち、対向基板２０と対向する一方面１０ｓの側において、画像表示領域１０ａには、図１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おり、かかる画素電極９ａの上層側には配向膜１６が形成されている。

また、素子基板１０の一方面１０ｓの側において、画像表示領域１０ａより外側の外周領域１０ｃのうち、画像表示領域１０ａとシール材１０７とに挟まれた四角枠状の周辺領域１０ｂには、画素電極９ａと同時形成されたダミー画素電極９ｂが形成されている。ダミー画素電極９ｂは、隣り合うダミー画素電極９ｂ同士が細幅の連結部（図示せず）で繋がっている。また、ダミー画素電極９ｂは、共通電位Ｖcomが印加されており、画像表示領域１０ａの外周側端部での液晶分子の配向の乱れを防止する。また、ダミー画素電極９ｂは、素子基板１０において配向膜１６が形成される面を研磨により平坦化する際、画像表示領域１０ａと周辺領域１０ｂとの高さ位置の差を圧縮し、配向膜１６が形成される面を平坦面にするのに寄与する。なお、ダミー画素電極９ｂに電位を印加せず、ダミー画素電極９ｂを電位的にフロート状態とする場合もあり、この場合でも、ダミー画素電極９ｂは、画像表示領域１０ａと周辺領域１０ｂとの高さ位置の差を圧縮し、配向膜１６が形成される面を平坦面にするのに寄与する。

対向基板２０の一方面２０ｓおよび他方面２０ｔのうち、素子基板１０と対向する一方面２０ｓの側には共通電極２１が形成されている。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。本形態において、共通電極２１は、対向基板２０の略全面に形成されている。

また、対向基板２０の一方面２０ｓの側には、共通電極２１の下層側に遮光性の突部２９が形成され、共通電極２１の表面には配向膜２６が積層されている。本形態において、遮光性の突部２９は、画像表示領域１０ａの外周縁に沿って延在する額縁部分２９ａとして形成されている。また、本形態において、遮光性の突部２９は、隣り合う画素電極９ａにより挟まれた画素間領域１０ｆに重なるブラックマトリクス部２９ｂとしても形成されている。ここで、額縁部分２９ａはダミー画素電極９ｂと重なる位置に形成されており、額縁部分２９ａの外周縁は、シール材１０７の内周縁との間に隙間を隔てた位置にある。従って、額縁部分２９ａとシール材１０７とは重なっていない。

液晶パネル１００ｐにおいて、シール材１０７より外側には、対向基板２０の一方面２０ｓの側の４つの角部分に基板間導通用電極部２５ｔが形成されており、素子基板１０の一方面１０ｓの側には、対向基板２０の４つの角部分（基板間導通用電極部２５ｔ）と対向する位置に基板間導通用電極部６ｔが形成されている。基板間導通用電極部６ｔは、共通電位Ｖcomが印加された定電位配線６ｓに導通しており、定電位配線６ｓは、端子１０２のうち、共通電位印加用の端子１０２ａに導通している。基板間導通用電極部６ｔと基板間導通用電極部２５ｔとの間には、導電粒子を含んだ基板間導通材１０９が配置されており、対向基板２０の共通電極２１は、基板間導通用電極部６ｔ、基板間導通材１０９および基板間導通用電極部２５ｔを介して、素子基板１０側に電気的に接続されている。このため、共通電極２１は、素子基板１０の側から共通電位Ｖcomが印加されている。シール材１０７は、略同一の幅寸法をもって対向基板２０の外周縁に沿って設けられている。このため、シール材１０７は、略四角形である。但し、シール材１０７は、対向基板２０の角部分と重なる領域では基板間導通用電極部６ｔ、２５ｔを避けて内側を通るように設けられており、シール材１０７の角部分は略円弧状である。

かかる構成の液晶装置１００において、本形態では、画素電極９ａおよび共通電極２１がＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）膜等の透光性導電膜により形成されており、液晶装置１００は透過型の液晶装置である。かかる透過型の液晶装置１００では、素子基板１０および対向基板２０のうち、例えば、矢印Ｌで示すように、対向基板２０の側から入射した光が素子基板１０を透過して出射される間に変調されて画像を表示する。

本形態の液晶装置１００は、小型カメラ、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られる。このため、本形態の液晶装置１００では、対向基板２０あるいは素子基板１０のうちの一方は、後述するカラーフィルター層２８が形成されたカラーフィルター基板としての機能も有する。本形態においては、対向基板２０および素子基板１０のうち、対向基板２０において、遮光性の突部２９のブラックマトリクス部２９ｂで区画された領域に各色のカラーフィルター層２８が形成されている。なお、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別に応じて、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。

（画素の具体的構成）
図３は、本発明の実施の形態１に係る液晶装置１００に用いた素子基板１０において隣り合う複数の画素の平面図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る液晶装置１００のＦ−Ｆ′断面図である。なお、図３では、各層を以下の線
遮光層８ａ＝太い一点鎖線
半導体層１ａ＝細くて短い点線
走査線３ａ＝太い実線
ドレイン電極４ａ＝細い実線
データ線６ａおよび中継電極６ｂ、６ｃ＝細い一点鎖線
容量線５ｂ＝細くて長い破線
定電位線７ａおよび中継電極７ｂ＝細い二点鎖線
画素電極９ａ＝太くて長い破線
で示してある。なお、素子基板１０では、誘電体層４０およびエッチングストッパー層４９の図示は省略してある。

図３および図４に示すように、素子基板１０において対向基板２０と対向する一方面１０ｓには、複数の画素１００ａの各々に画素電極９ａが形成されており、隣り合う画素電極９ａにより挟まれた画素間領域１０ｆに沿ってデータ線６ａおよび走査線３ａが形成されている。本形態において、画素間領域１０ｆは縦横に延在しており、走査線３ａは画素間領域１０ｆのうち、Ｘ方向（第１方向）に延在する第１画素間領域１０ｇに沿って直線的に延在し、データ線６ａは、Ｙ方向（第２方向）に延在する第２画素間領域１０ｈに沿って直線的に延在している。また、データ線６ａと走査線３ａとの交差に対応して画素トランジスター３０が形成されており、本形態において、画素トランジスター３０は、データ線６ａと走査線３ａとの交差およびその付近を利用して形成されている。素子基板１０には、走査線３ａと重なるように容量線５ｂが形成されており、かかる容量線５ｂには共通電位Ｖcomが印加されている。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４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１０ｗの液晶層５０側の基板面（対向基板２０と対向する一方面１０ｓ側）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いる。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２０ｗ、その液晶層５０側の表面（素子基板１０と対向する一方面２０ｓ）に形成された遮光性の突部２９、カラーフィルター層２８、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、基板本体１０ｗの一方面１０ｓ側には、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる遮光層８ａが形成されている。本形態において、遮光層８ａは、タングステンシリサイド（ＷＳｉ）等の遮光膜からなり、液晶装置１００を透過した後の光が他の部材で反射した際、かかる反射光が半導体層１ａに入射して画素トランジスター３０で光電流に起因する誤動作が発生することを防止する。また、遮光層８ａは、走査線３ａと重なるように延在しており、遮光層８ａと走査線３ａとは画像表示領域１０ａの外側等で電気的に接続されている。このため、遮光層８ａも走査線として機能する。

基板本体１０ｗの一方面１０ｓ側において、遮光層８ａの上層側には、透光性の絶縁膜１２が形成されており、かかる絶縁膜１２の表面側に、半導体層１ａを備えた画素トランジスター３０が形成されている。本形態において、絶縁膜１２は、ＮＳＧ（ノンシリケートガラス）、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）等のシリコン酸化膜（シリケートガラスも含む。）や、シリコン窒化膜からなる。かかる絶縁膜１２は、シランガス（ＳｉＨ₄）、２塩化シラン（ＳｉＣｌ₂Ｈ₂）、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン／テトラ・エチル・オルソ・シリケート／Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄）、ＴＥＢ（テトラ・エチル・ボートレート）、ＴＭＯＰ（テトラ・メチル・オキシ・フォスレート）等を用いた常圧ＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、あるいはプラズマＣＶＤ法等により形成される。

画素トランジスター３０は、データ線６ａの延在方向に長辺方向を向けた半導体層１ａと、半導体層１ａの長さ方向と直交する方向に延在して半導体層１ａの長さ方向の中央部分に重なるゲート電極３ｃとを備えており、本形態において、ゲート電極３ｃは走査線３ａの一部からなる。また、画素トランジスター３０は、半導体層１ａとゲート電極３ｃとの間に透光性のゲート絶縁層２を有している。半導体層１ａは、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を備えているとともに、チャネル領域１ｇの両側にソース領域１ｂおよびドレイン領域１ｃを備えている。本形態において、画素トランジスター３０は、ＬＤＤ構造を有している。従って、ソース領域１ｂおよびドレイン領域１ｃは各々、チャネル領域１ｇの両側に低濃度領域を備え、低濃度領域に対してチャネル領域１ｇとは反対側で隣接する領域に高濃度領域を備えている。

半導体層１ａは、ポリシリコン膜（多結晶シリコン膜）等によって構成されている。ゲート絶縁層２は、半導体層１ａを熱酸化したシリコン酸化膜からなる第１ゲート絶縁層２ａと、温度が７００〜９００℃の高温条件での減圧ＣＶＤ法により形成されたシリコン酸化膜からなる第２ゲート絶縁層２ｂとの２層構造からなる。ゲート電極３ｃおよび走査線３ａは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。本形態において、ゲート電極３ｃは、導電性のポリシリコン膜とタングステンシリサイド膜との２層構造を有している。

ゲート電極３ｃの上層側には、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等のシリコン酸化膜等からなる透光性の層間絶縁膜４１が形成され、層間絶縁膜４１の上層には、ドレイン電極４ａが形成されている。本形態において、層間絶縁膜４１は、シリコン酸化膜からなる。ドレイン電極４ａは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。本形態において、ドレイン電極４ａはチタン窒化膜からなる。ドレイン電極４ａは、半導体層１ａのドレイン領域１ｃ（画素電極側ソースドレイン領域）と一部が重なるように形成されており、層間絶縁膜４１およびゲート絶縁層２を貫通するコンタクトホール４１ａを介してドレイン領域１ｃに導通している。

ドレイン電極４ａの上層側には、シリコン酸化膜等からなる透光性のエッチングストッパー層４９、および透光性の誘電体層４０が形成されており、かかる誘電体層４０の上層側には容量線５ｂが形成されている。誘電体層４０としては、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等のシリコン化合物を用いることができる他、アルミニウム酸化膜、チタン酸化膜、タンタル酸化膜、ニオブ酸化膜、ハフニウム酸化膜、ランタン酸化膜、ジルコニウム酸化膜等の高誘電率の誘電体層を用いることができる。容量線５ｂは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。本形態において、容量線５ｂは、チタン窒化膜、アルミニウム膜、およびチタン窒化膜との３層構造を有している。ここで、容量線５ｂは、誘電体層４０を介してドレイン電極４ａと重なっており、蓄積容量５５を構成している。

容量線５ｂの上層側には層間絶縁膜４２が形成されており、かかる層間絶縁膜４２の上層側には、データ線６ａと中継電極６ｂ、６ｃとが同一の導電膜により形成されている。層間絶縁膜４２はシリコン酸化膜からなる。データ線６ａと中継電極６ｂ、６ｃは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。本形態において、データ線６ａおよび中継電極６ｂ、６ｃは、アルミニウム合金膜や、チタン窒化膜とアルミニウム膜との２層乃至４層の積層膜からなる。データ線６ａは、層間絶縁膜４２、エッチングストッパー層４９、層間絶縁膜４１およびゲート絶縁層２を貫通するコンタクトホール４２ａを介してソース領域１ｂ（データ線側ソースドレイン領域）に導通している。中継電極６ｂは、層間絶縁膜４２およびエッチングストッパー層４９を貫通するコンタクトホール４２ｂを介してドレイン電極４ａに導通している。中継電極６ｃは、層間絶縁膜４２を貫通するコンタクトホール４２ｃを介してドレイン電極４ａに導通している。

データ線６ａおよび中継電極６ｂ、６ｃの上層側にはシリコン酸化膜等からなる透光性の層間絶縁膜４４が形成されており、かかる層間絶縁膜４４の上層側には、定電位線７ａおよび中継電極７ｂが形成されている。層間絶縁膜４４は、例えば、テトラエトキシシランと酸素ガスとを用いたプラズマＣＶＤ法や、シランガスと亜酸化窒素ガスとを用いたプラズマＣＶＤ法等により形成したシリコン酸化膜からなり、その表面は平坦化されている。定電位線７ａおよび中継電極７ｂは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。本形態において、定電位線７ａおよび中継電極７ｂは、アルミニウム合金膜や、チタン窒化膜とアルミニウム膜との２層乃至４層の積層膜からなる。中継電極７ｂは、層間絶縁膜４４を貫通するコンタクトホール４４ａを介して中継電極６ｂに導通している。定電位線７ａは、層間絶縁膜４４を貫通するコンタクトホール４４ｂを介して中継電極６ｃに導通しており、その結果、定電位線７ａは、中継電極６ｃを介して容量線５ｂに導通している。ここで、定電位線７ａは、データ線６ａと重なるように延在しており、シールド層および遮光層として機能しているとともに、容量線５ｂと同様、共通電位Ｖcomを供給する容量線としても機能している。

定電位線７ａおよび中継電極７ｂの上層側には、シリコン酸化膜等からなる透光性の層間絶縁膜４５が形成されており、かかる層間絶縁膜４５の上層側には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜等の透光性導電膜からなる画素電極９ａが形成されている。層間絶縁膜４５は、例えば、テトラエトキシシランと酸素ガスとを用いたプラズマＣＶＤ法や、シランガスと亜酸化窒素ガスとを用いたプラズマＣＶＤ法等により形成したシリコン酸化膜からなり、表面は平坦化されている。

画素電極９ａは、中継電極７ｂと部分的に重なっており、層間絶縁膜４５を貫通するコンタクトホール４５ａを介して中継電極７ｂに導通している。その結果、画素電極９ａは、中継電極７ｂ、中継電極６ｂおよびドレイン電極４ａを介してドレイン領域１ｃに電気的に接続している。

画素電極９ａの表面には配向膜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、ＳｉＯ_X（ｘ＜２）、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｉｎ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅等の斜方蒸着膜からなる無機配向膜（垂直配向膜）である。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透光性の保護膜が形成され、かかる保護膜によって、画素電極９ａの間に形成された凹部が埋められている構造を採用することもある。かかる構成によれば、配向膜１６を平坦面に形成することができる。

（対向基板２０（カラーフィルター基板）の構成）
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２０ｗ（透光性基板）の液晶層５０側の表面（素子基板１０に対向する一方面２０ｓ）には、遮光性の突部２９、シリコン酸化膜等からなる保護膜２７、およびＩＴＯ膜等の透光性導電膜からなる共通電極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。また、基板本体２０ｗの一方面２０ｓには、突部２９で区画された領域に各色のカラーフィルター層２８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、ＳｉＯ_X（ｘ＜２）、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｉｎ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅等の斜方蒸着膜からなる無機配向膜（垂直配向膜）である。かかる配向膜１６、２６は、液晶層５０に用いた誘電異方性が負のネマチック液晶化合物を垂直配向させ、液晶パネル１００ｐは、ノーマリブラックのＶＡモードとして動作する。

なお、図１および図２を参照して説明したデータ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４には、ｎチャネル型の駆動用トランジスターとｐチャネル型の駆動用トランジスターとを備えた相補型トランジスター回路等が構成されている。ここで、駆動用トランジスターは、画素トランジスター３０の製造工程の一部を利用して形成されたものである。このため、素子基板１０においてデータ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４が形成されている領域も、図４に示す断面構成と略同様な断面構成を有している。

（カラーフィルター層２８および遮光性の突部２９の詳細構成）
図５は、本発明の実施の形態１に係る液晶装置１００の対向基板２０（カラーフィルター基板）の構成を模式的に示す説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）は、対向基板２０の平面構成を模式的に示す説明図、および断面構成を模式的に示す説明図である。

図５に示すように、対向基板２０において基板本体２０ｗの一方面２０ｓでは、素子基板１０の画素間領域１０ｆと重なる領域に、遮光性の突部２９のブラックマトリクス部２９ｂが形成されており、かかる突部２９に区画された領域に各色のカラーフィルター層２８が設けられている。本形態において、カラーフィルター層２８は、突部２９の厚さ寸法（高さ寸法）と略同一の厚さ寸法をもって形成されており、カラーフィルター層２８の表面と突部２９の表面は、略連続した平坦面を構成している。また、対向基板２０では、カラーフィルター層２８の表面には、無機材料あるいは有機材料からなる透光性の保護膜２７が形成され、かかる保護膜２７の表面には共通電極２１および配向膜２６がこの順に形成されている。

本形態において、カラーフィルター層２８は、Ｘ方向に沿って、赤色（Ｒ）のカラーフィルター層２８（Ｒ）、緑（Ｇ）のカラーフィルター層２８（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルター層２８（Ｂ）がこの順に繰り返し形成されている。このため、突部２９において、Ｙ方向に延在する部分は、複数の画素１００ａを色毎に区画している。なお、本形態では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルター層２８が各々、Ｙ方向に並ぶストライプ配列が採用されており、突部２９において、Ｘ方向に延在する部分は、同一の色に対応する画素１００ａの間も区画している。

このように構成した対向基板２０において、カラーフィルター層２８は、樹脂材料中に色材が分散してなる。かかるカラーフィルター層２８を形成するにあたっては、インクジェット方式によって液状カラーフィルター材料を所定領域に吐出して形成する方法を採用することができる。また、スピンコート法で液状カラーフィルター材料を塗布した後、硬化させ、しかる後に、硬化した膜をフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を利用して所定領域から除去してカラーフィルター層２８を形成する方法を採用することができる。また、スピンコート法で感光性の液状カラーフィルター材料を塗布した後、露光、現像してカラーフィルター層２８を形成する方法を採用することができる。これらいずれの方法を採用した場合も、カラーフィルター層２８は、アクリル樹脂等の樹脂材料が主成分であるため、その屈折率は、１．４９程度である。

かかるカラーフィルター層２８の色度を高めるにはカラーフィルター層２８を厚く形成する必要があり、そのため、本形態では、突部２９も厚く形成されている。かかる突部２９を構成するにあたって、本形態では、透光層２９１と、透光層２９１の平坦な表面上に積層された金属系の遮光層２９２とを備えた二層構造が採用されている。ここで、透光層２９１は、ＣＶＤ法や塗布法等により形成された金属酸化物層や、塗布法により形成された透光性の感光性樹脂層からなる。金属系の遮光層２９２は、金属や金属化合物等からなる。

より具体的には、本形態において、遮光層２９２は、例えば、タングステンシリサイド膜、アルミニウム合金膜、あるいはアルミニウム層とアルミニウム膜とチタン窒化膜との積層膜等からなる。

透光層２９１は、ＣＶＤ法等により形成されたチタン酸化膜（ＴiＯ₂／屈折率＝２．５）、ジルコニウム酸化膜（ＺｒＯ／屈折率＝２．４）、アルミニウム酸化膜（Ａｌ₂Ｏ₃／屈折率＝１．７）、あるいはシリコン窒化膜（ＳｉＮ／屈折率＝１．８）等であり、カラーフィルター層２８と屈折率が相違している。このため、透光層２９１の側面２９１ａは、透光層２９１の屈折率とカラーフィルター層２８の屈折率との差に起因する反射面２９１ｅを構成している。本形態において、側面２９１ａは斜め上向きの斜面（基板本体１０ｗが位置する側とは反対側に向いた斜面）になっており、反射面２９１ｅも斜め上向きの斜面になっている。

かかる構成の突部２９を形成するには、例えば、透光層２９１を構成する透光膜をＣＶＤ法により形成した後、遮光層２９２を構成する遮光膜をスパッタ法等により形成し、しかる後に、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて遮光膜および透光膜を一括してパターニングし、透光層２９１の上層に遮光層２９２が積層された遮光性の突部２９を形成する。なお、透光層２９１をパターニング形成した後、遮光層２９２をパターニング形成して、透光層２９１の上層に遮光層２９２が積層された遮光性の突部２９を形成してもよい。このようにして、突部２９を形成した後、突部２９により区画形成された領域に各色のカラーフィルター層２８を順次形成する。

（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に用いた対向基板２０（カラーフィルター基板）では、透光性の基板本体２０ｗの一方面２０ｓ側に、複数の画素１００ａを色毎に区画する遮光性の突部２９が設けられており、かかる遮光性の突部２９により区画された領域にカラーフィルター層２８が設けられている。ここで、遮光性の突部２９は、透光層２９１と金属系の遮光層２９２とが積層された構造になっているため、カラーフィルター層２８を厚く形成することを目的に突部２９を厚くした場合でも、スパッタ法等の成膜速度が遅い成膜方法で形成する金属系の遮光層２９２については薄く済む。これに対して、透光層２９１については、ＣＶＤ法により形成される金属酸化物層を利用でき、ＣＶＤ法であれば、スパッタ法等に比較しての成膜速度が速い。従って、厚い遮光性の突部２９であっても効率よく形成することができる。

また、透光層２９１を形成する際、ＣＶＤ法等により形成される金属酸化物層であれば、黒色感光性樹脂層と違って、フォトリソグラフィー技術により精度よく形成することができるので、画素１００ａの微細化に対応することができる。

さらに、透光層２９１の側面２９１ａは反射面２９１ｅを構成しているので、図５（ｂ）に矢印Ｌ１で示すように、斜め方向から光が入射しても、かかる光は反射面２９１ｅで反射される。従って、斜め方向から光が入射しても隣の画素１００ａに進行しにくい。それ故、突部２９を透光層２９１と金属系の遮光層２９２との積層構造とした場合でも、混色が発生しにくい。よって、画素１００ａが微細化された場合でも、混色を発生させずにカラーフィルター層２８および突部２９を厚く形成することができる。

また、反射面２９１ｅは、斜め上向きの斜面（基板本体１０ｗが位置する側とは反対側に向いた斜面）になっているため、斜め方向から反射面２９１ｅに到達した光を基板本体１０ｗの法線方向に進行する光とすることができる。それ故、表示の高精細化に寄与することができる。

また、本形態において、透光層２９１の側面２９１ａは、透光層２９１とカラーフィルター層２８との屈折率差により反射面２９１ｅを構成している。このため、透光層２９１およびカラーフィルター層２８を構成する材料の組み合わせを最適化するだけで、側面２９１ａが反射面２９１ｅを構成する透光層２９１を構成することができる。

ここで、屈折率がｎ₀の媒体から屈折率がｎ₁の媒体に光が入射する際の反射率は、以下の式
（ｎ₁−ｎ₀）²／（ｎ₁＋ｎ₀）²
で表される。従って、反射面２９１ｅでの反射率を高めるという観点からすれば、透光層２９１とカラーフィルター層２８との屈折率の差は、大きいことが好ましく、０．３以上、好ましくは０．５以上であることが好ましい。かかる構成を実現するには、例えば、透光層２９１には、チタン酸化膜（屈折率＝２．５）やジルコニウム酸化膜（屈折率＝２．４）等の高屈折率材料を用いればよい。

なお、本形態では、透光層２９１を構成する材料として、ＣＶＤ法等により形成された金属酸化膜を例示したが、チタン酸化物やジルコニウム酸化物等の高屈折率材料を分散させることにより、屈折率を高めた樹脂材料を用いてもよい。かかる樹脂材料によれば、塗布法によって、透光層２９１を形成することができる。

［実施の形態２］
図６は、本発明の実施の形態２に係る液晶装置１００の対向基板２０（カラーフィルター基板）の構成を模式的に示す説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）は、対向基板２０の平面構成を示す説明図、および断面構成を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

図６に示すように、本形態でも、実施の形態１と同様、対向基板２０において基板本体２０ｗの一方面２０ｓでは、素子基板１０の画素間領域１０ｆと重なる領域に、遮光性の突部２９のブラックマトリクス部２９ｂが形成されており、かかる突部２９に区画された領域に各色のカラーフィルター層２８が設けられている。本形態において、カラーフィルター層２８は、突部２９の厚さ寸法（高さ寸法）と略同一の厚さ寸法をもって形成されており、カラーフィルター層２８の表面と突部２９の表面は、略連続した平坦面を構成している。また、対向基板２０では、カラーフィルター層２８の表面には、無機材料あるいは有機材料からなる透光性の保護膜２７が形成され、かかる保護膜２７の表面には共通電極２１および配向膜２６がこの順に形成されている。

本形態でも、カラーフィルター層２８の色度を高めるにはカラーフィルター層２８を厚く形成する必要があり、そのため、突部２９も厚く形成されている。かかる突部２９を構成するにあたって、本形態では、ＣＶＤ法や塗布法等により形成された透光層２９１と、透光層２９１の上層側に積層された金属や金属化合物等からなる金属系の遮光層２９２とによって、遮光性の突部２９が構成されている。

本形態において、遮光層２９２は、例えば、タングステンシリサイド膜、アルミニウム合金膜、あるいはアルミニウム層とアルミニウム膜とチタン窒化膜との積層膜等からなる。透光層２９１は、基板本体２０ｗに塗布された透光性の感光性樹脂を露光、現像してなる透光性樹脂層からなる。

ここで、透光層２９１は、第１帯状透光層２９１ｇと、第１帯状透光層２９１ｇに並列する第２帯状透光層２９１ｈとを備えている。また、第１帯状透光層２９１ｇの両側面のうち、第２帯状透光層２９１ｈ側に向く側面２９１ｉ（内側の側面）は、遮光層２９２が積層されていることにより反射面２９１ｅを構成している。また、第２帯状透光層２９１ｈの両側面のうち、第１帯状透光層２９１ｇ側に向く側面２９１ｊは、遮光層２９２が積層されていることにより反射面２９１ｅを構成している。側面２９１ｉ、２９１ｊはいずれも上向きの斜面からなるため、反射面２９１ｅは斜め下向きの斜面になっている。

かかる構成の突部２９を形成するには、まず、基板本体２０ｗに塗布された透光性の感光性樹脂を露光、現像して透光層２９１（第１帯状透光層２９１ｇおよび第２帯状透光層２９１ｈ）を形成する。次に、遮光層２９２を構成する遮光膜をスパッタ法等により形成した後、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて遮光膜をパターニングし、透光層２９１の上層に遮光層２９２が積層された突部２９を形成する。このようにして、突部２９を形成した後、突部２９により区画形成された領域に各色のカラーフィルター層２８を順次形成する。その際、第１帯状透光層２９１ｇと第２帯状透光層２９１ｈとの間にカラーフィルター層２８を充填すれば、余計な凹凸の発生を防止することができる。

以上説明したように、本形態の液晶装置１００に用いた対向基板２０（カラーフィルター基板）でも、実施の形態１と同様、透光性の基板本体２０ｗの一方面２０ｓ側に、複数の画素１００ａを色毎に区画する遮光性の突部２９が設けられており、かかる突部２９により区画された領域にカラーフィルター層２８が設けられている。ここで、突部２９は、透光層２９１と金属系の遮光層２９２とが積層された構造になっているため、カラーフィルター層２８を厚く形成することを目的に突部２９を厚くした場合でも、スパッタ法等の成膜速度が遅い成膜方法で形成する金属系の遮光層２９２については薄く済む。これに対して、透光層２９１については、塗布法より形成される透光性樹脂層を利用でき、スパッタ法等に比較しての成膜速度が速い。従って、厚い突部２９であっても効率よく形成することができる。

また、透光層２９１を形成する際、透光性の感光性樹脂層を用いるので、黒色感光性樹脂層と違って、フォトリソグラフィー技術により精度よく形成することができる。それ故、画素１００ａの微細化に対応することができる。

さらに、透光層２９１の側面２９１ｉ、２９１ｊは反射面２９１ｅを構成しているので、図６（ｂ）に矢印Ｌ１で示すように、斜め方向から光が入射しても、かかる光は反射面２９１ｅで反射される。従って、斜め方向から光が入射しても隣の画素１００ａに進行しない。それ故、突部２９を透光層２９１と遮光層２９２との積層構造とした場合でも、混色が発生しない。よって、画素１００ａが微細化された場合でも、混色を発生させずにカラーフィルター層２８を厚く形成することができる。

［他の実施の形態］
上記実施の形態では、液晶装置１００の対向基板２０にカラーフィルター層２８を設ける場合を例示したが、素子基板１０にカラーフィルター層２８を設ける場合に本発明を適用してもよい。

また、上記実施の形態では、液晶装置用の基板にカラーフィルター層２８を設ける場合に本発明を適用したが、有機エレクトロルミネッセンス装置等、他の電気光学装置用の基板にカラーフィルター層２８を設ける場合に本発明を適用してもよい。

［電子機器への搭載例］
図７は、本発明を適用した液晶装置１００を用いた電子機器の説明図である。図７（ａ）に示すデジタルカメラ１０００において、略直方体の形状を有するケース１０２０の背面中央には、本発明を適用した液晶装置１００からなるモニターが設けられ、ケース１０２０の上面にはシャッタボタン１０６０等が設けられている。また、ケース１０２０表面側に向けては、光学レンズやＣＣＤ（Charge Coupled Device）等を含んだ受光ユニット１０４０が設けられている。図７（ｂ）に示す携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１、スクロールボタン３００２、および表示ユニットとしての液晶装置１００を備えている。図７（ｃ）に示す情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１、電源スイッチ４００２、および表示ユニットとしての液晶装置１００を備えている。なお、液晶装置１００が用いられる電子機器としては、図７に示すものの他、液晶テレビ、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端末等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として液晶装置１００が用いられる。

９ａ・・画素電極、１０・・素子基板、１０ａ・・画像表示領域、２８・・カラーフィルター層、２０・・対向基板、２１・・共通電極、２９・・遮光性の突部、２９１・・透光層、２９１ａ、２９１ｉ、２９１ｊ・・側面、２９１ｅ・・反射面、２９１ｇ・・第１帯状透光層、２９１ｈ・・第２帯状透光層、２９２・・金属系の遮光層、３０・・画素トランジスター、５０・・液晶層、１００・・液晶装置

Claims (7)

1. 透光性基板の一方面側に、複数の画素を色毎に区画する突部と、該突部により区画された領域に設けられたカラーフィルター層と、を有し、
   前記突部は、反射面を構成する側面を備えた透光層と、該透光層に対して前記透光性基板とは反対側に積層された遮光層と、を有していることを特徴とするカラーフィルター基板。
2. 前記透光層は、前記カラーフィルター層と異なる屈折率を備え、
   前記透光層の側面は、前記透光層と前記カラーフィルター層との屈折率差により前記反射面を構成していることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルター基板。
3. 前記透光層と前記カラーフィルター層との屈折率の差は、０．５以上であることを特徴とする請求項２に記載のカラーフィルター基板。
4. 前記透光層の側面は、当該側面に前記遮光層が積層されていることによって前記反射面を構成していることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルター基板。
5. 前記透光層は、第１帯状透光層と、該第１帯状透光層に並列する第２帯状透光層と、を備え、
   前記第１帯状透光層の両側面のうち、前記第２帯状透光層側に向く側面に前記遮光層が積層されていることにより前記反射面が構成され、
   前記第２帯状透光層の両側面のうち、前記第１帯状透光層側に向く側面に前記遮光層が積層されていることにより前記反射面が構成されていることを特徴とする請求項４に記載のカラーフィルター基板。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載のカラーフィルター基板を含む対向基板と、画素トランジスターおよび画素電極が形成された素子基板との間に液晶層を保持していることを特徴とする電気光学装置。
7. 請求項６に記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。

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