JP2000310787A

JP2000310787A - 電気光学装置および電子機器

Info

Publication number: JP2000310787A
Application number: JP2000048047A
Authority: JP
Inventors: Hideto Iizaka; 英仁飯坂
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-02-24
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2000-11-07
Anticipated expiration: 2020-02-24
Also published as: JP4019593B2

Abstract

(57)【要約】【課題】配向膜を用いることなく電界のみで液晶の配
向状態を制御することにより非常に高精細で、かつ透過
率の高い電気光学装置を提供する。【解決手段】電気光学装置１００において、一対の基
板１ａ、１ｂ間に液晶を挟持し、前記液晶の分子を第１
の配向状態と、前記第１の配向状態とは異なる第２の配
向状態とに制御する電極群として、対向基板１ｂには共
通電極としての第１の駆動用電極５が形成されている一
方、アクティブマトリクス基板１ａには、画素スイッチ
ング素子３０を介してデータ線に接続する第２の駆動用
電極３と、各画素間で共通の第３の駆動用電極４とが形
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶装置などの電
気光学装置に関するものである。更に詳しくは、電気光
学装置における電気光学物質の駆動技術に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一対の基板間に挟持された電気光学物質
の配向状態を制御する電気光学装置として代表的なもの
としては、電気光学物質として液晶を用いた液晶装置が
ある。この液晶装置では、従来、一対の基板の少なくと
も一方にラビング処理を施した配向膜が形成され、電界
を加えない状態ではこの配向膜のラビング方向に沿って
液晶の分子が配列し、電界を加えた状態では電界方向に
基いて液晶分子の配向状態が切り換わる。また、電界の
印加を停止したとき、液晶分子の配向状態は、配向膜の
ラビング方向に沿う方向に戻る。

【０００３】この様子をＴＮ（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍ
ａｔｉｃ／ねじれネマティック）モードの液晶を例に、
図２０を参照して説明する。

【０００４】図２０はＴＮモードの表示原理を示す概略
図であり、この図には、電極５２ａ、５２ｂ間に電界が
ない状態（図２０に向かって左側）と、電極５２ａ、５
２ｂ間に電界がある状態（図２０に向かって右側）とを
示してある。電界がない状態では、液晶５３の分子はラ
ビング方向に従ってツイスト配向しているのに対して、
電界がある状態では、液晶５３の分子は電界方向に沿っ
て配向する。ここで、ノーマリー・ホワイトモードの場
合には、偏光板５１ａ、５１ｂは偏光軸が直交するよう
に配置されている。このため、電極５２ａ、５２ｂ間に
電圧を印加しないときには、液晶５３の層がもつ旋光性
によって上方から入射した光Ｌは、偏光板５１ｂを通過
する。これに対して、電極５２ａ、５２ｂ間に電圧を印
加したときには、上方から入射した光は、液晶５３の層
を透過した後、偏光板５１ｂで遮断される。

【０００５】このように、従来の液晶装置では、液晶５
３を挟持する一対の基板の少なくとも一方にラビング処
理を施した配向膜５２ａ、５２ｂを形成し、配向膜５２
ａ、５２ｂの配向規制力によって初期の配向状態（第１
の配向状態）を実現する一方、縦電界（基板面に対して
垂直な電界）により液晶を第２の配向状態に遷移させる
ものである。

【０００６】なお、縦電界に代えて横電界（基板面に対
して平行な電界）により液晶の配向状態を遷移させる液
晶装置もあるが、この液晶装置においても、液晶を挟持
する一対の基板の少なくとも一方にラビング処理を施し
た配向膜を形成し、配向膜による規制力によって初期の
配向状態（第１の配向状態）を実現し、横電界（基板面
に対して平行な電界）により液晶を第２の配向状態に遷
移させる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の電
気光学装置では、液晶を配向させるために配向膜が不可
欠であるが、配向膜を形成するプロセスに起因する歩留
まりの低下や、長時間の使用による配向膜の劣化、それ
にともなう表示品質の低下等、いまだ大きな問題として
存在する。

【０００８】また、投射型表示装置（プロジェクター装
置）などのライトバルブに用いるような、ひとつの画素
が数１０μｍ程度と小さい液晶装置では、各画素に画素
スイッチング素子を設けたことによる基板表面の凹凸
や、配線部などからの漏れ電界の影響も無視できなくな
る。これらの問題を改善するために、通常のブラックマ
トリクスを形成し画素間の光漏れを隠すなどの方策が取
られるが、開口率が小さくなるため、液晶装置の光利用
効率が下がる原因となっている。

【０００９】本発明の課題は、上記問題点を解決するも
のであり、配向膜を用いることなく電界のみで電気光学
物質の配向状態を制御でき、一様な視覚特性を有する電
気光学装置、およびこの電気光学装置を用いた電子機器
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、第１の基板と第２の基板との間に電気
光学物質が挟持されてなり、前記第１の基板および前記
第２の基板には前記電気光学物質を第１の配向状態と該
第１の配向状態とは異なる第２の配向状態とに制御する
ための電極群が形成されてなる電気光学装置において、
前記電極群には、単位画素あたり、少なくとも、前記第
１の基板において前記第２の基板と対向する側の表面に
形成された第１の駆動用電極と、前記第２の基板におい
て前記第１の基板と対向する側の表面に前記第１の駆動
用電極と対向して形成された第２の駆動用電極と、前記
第２の基板において前記第１の基板と対向する側の表面
に前記第２の駆動用電極と絶縁されて形成された第３の
駆動用電極とが含まれていることを特徴とする。

【００１１】本発明に係る電気光学装置では、配向膜な
どといった初期配向手段を用いることなしに、縦電界と
横電界の二つの電界で液晶分子などの電気光学物質の配
向状態を制御することができる。また、従来の方式で
は、配線などからの漏れ電界が画素内の液晶などの電気
光学物質の配向に影響を与えるほど画素サイズが小さい
プロジェクター用のライトバルブとして用いられる電気
光学装置においても、それら余分な電界の影響を小さく
できる。それ故、高い透過率とコントラストを有するす
ぐれた電気光学装置を得ることができる。また、配向処
理工程が不必要となるため、製造工程が簡単になり歩留
まりが上がる。さらに、配向膜による配向規制力がない
ので、液晶などの電気光学物質の応答性を向上するのに
も貢献できるとともに、配向膜がないため、長期使用に
より配向膜が劣化するなどの信頼性上の不具合もなくな
る。

【００１２】本発明においては、前記の各電極に印加さ
れる信号に基づいて前記電気光学物質が前記第１の配向
状態と前記第２の配向状態とに制御される。このような
構成により、前記第１の配向状態および前記第２の配向
状態が各電極に印加される電圧のみで変更可能となるの
で、各電気光学装置に応じて印加電圧を選択決定すれば
よい。

【００１３】本発明において、前記電気光学物質は、例
えば液晶である。ここで、前記電気光学物質が正または
負の誘電率異方性を持つネマティック液晶である場合に
は、該ネマチティック液晶の屈性率異方性を利用して光
の透過状態を制御する。このような液晶を使用すること
により、その屈折率異方性に起因する光学的な効果によ
り光の透過状態を制御することができる。また、ネマテ
ィック液晶は、従来から一般的に使われている液晶材料
であり、扱いが容易である。

【００１４】本発明において、前記第１の基板および前
記第２の基板は、前記電気光学物質に電界が印加されて
いない状態で各基板表面が前記液晶に配向規制力を発生
しない表面状態を有している。すなわち、第１の基板お
よび第２の基板のいずれにも配向膜が形成されていない
とともに、配向規制力を発揮する凹凸などが形成されて
いない。このように構成すると、液晶の分子は、電界の
みによって配向状態が制御され、表面の凹凸などによる
配向規制力の影響を受けない。従って、液晶の配向を電
界制御することが容易になるので、表示特性が劣化しな
い。

【００１５】本発明において、前記第２の駆動用電極お
よび前記第３の駆動用電極に印加される電圧をそれぞれ
Ｖｄ、Ｖｓとしたとき、Ｖｄ、Ｖｓが下式Ｖｄ≠Ｖｓを満たす関係にあるときには、前記電気光学物質は第１
の配向状態に制御され、Ｖｄ、Ｖｓが下式Ｖｄ＝Ｖｓを満たす関係にあるときには、前記電気光学物質は前記
第２の配向状態に制御される。このように構成すると、
第２の駆動用電極に印加する電圧Ｖｄの変化だけで、液
晶の分子を第１の配向状態に制御する横電界と、液晶の
分子を第２の配向状態に制御する縦電界を発生させるこ
とができる。

【００１６】また、本発明において、前記第１の駆動用
電極、前記第２の駆動用電極および前記第３の駆動用電
極に印加される電圧をそれぞれＶｃ、Ｖｄ、Ｖｓとした
とき、Ｖｃ、Ｖｄ、Ｖｓが下式Ｖｄ＝Ｖｃ≠Ｖｓを満たす関係にあるときには、前記液晶の分子が前記基
板面と略平行な第１の配向状態に制御され、Ｖｃ、Ｖ
ｄ、Ｖｓが下式Ｖｄ＝Ｖｓ≠Ｖｃを満たす関係にあるときには、前記液晶の分子が基板面
に対してほぼ垂直方向となる前記第２の配向状態に制御
される。このように構成した場合は、第２の駆動用電極
に印加する電圧Ｖｄだけでなく、第３の駆動用電極に印
加する電圧Ｖｓも制御することにより、液晶の分子を第
１の配向状態に制御する横電界と、液晶の分子を第２の
配向状態に制御する縦電界を、より効率的に発生させる
ことができる。

【００１７】本発明において、前記第３の駆動用電極
は、例えば、前記単位画素内で前記第２の駆動用電極の
周囲を囲むように形成されていることが好ましい。この
ような電極配置を採用すると、第１の配向状態における
電界の状態を、画素の中心に対して対称に形成すること
が可能になる。従って、表示特性の角度依存性を軽減す
ることが可能になる。

【００１８】本発明において、前記第２の駆動用電極と
前記第３の駆動用電極は、前記単位画素内で交互に配列
されていることが好ましい。このように構成すると、第
１の配向状態を実現するための横電界がさらに強くな
り、液晶層の第１の配向状態と第２の配向状態でのリタ
デーションの差を大きくすることができる。従って、よ
り鮮明なコントラストを得ることができる。

【００１９】本発明において、前記第２の駆動用電極お
よび前記第３の駆動用電極は、前記単位画素内で複数に
分割されていることが好ましい。このように構成する
と、第１の配向状態を実現するための横電界がさらに強
くなり、液晶層の第１の配向状態と第２の配向状態での
リタデーションの差を大きくすることができる。従っ
て、より鮮明なコントラストを得ることができる。

【００２０】本発明において、前記第３の駆動用電極、
または該第３の駆動用電極の一部は、前記電気光学物質
の層の厚さの３分の１以上の厚さを有することが好まし
い。このような電極構造を採用すると、第１の配向状態
を得るために必要な水平方向の電界を強くすることがで
きるとともに、電界の強さを均一にすることができる。
従って、さらに鮮明なコントラストを得ることができ
る。

【００２１】本発明において、前記第２の駆動用電極
は、前記単位画素の各々に形成されたスイッチング素子
を介して信号が供給される。

【００２２】また、本発明において、前記第２の駆動用
電極は、前記単位画素の各々に形成された第１のスイッ
チング素子を介して信号が供給され、前記第３の駆動用
電極は、前記単位画素の各々に形成された第２のスイッ
チング素子を介して信号が供給される構成を採用するこ
ともできる。このように構成すると、第２の駆動用電極
に印加される信号と、第３の駆動用電極に印加される信
号の双方によって電気光学物質の配向状態を制御でき
る。これにより画素に発生させる２種類の電界を、電気
光学物質の状態を切り換えるのに、より適した状態にす
ることができるとともに、電気光学装置において、１フ
ィールド毎に、１水平走査ライン毎に極性を反転させる
駆動方式などを容易に採用することができる。

【００２３】本発明において、前記第２の駆動用電極と
前記第３の駆動用電極の両方、または少なくともその一
方は、前記スイッチング素子と該スイッチング素子に接
続する配線の全体、または少なくとも一部を絶縁膜を介
して覆うように形成されている構成を採用することがで
きる。このような多層構造を採用すると、アレイ基板の
開口率をあげることができる。その結果、液晶セルの光
透過率の向上につながり、光の利用効率を向上させるこ
とができる。さらに配線などが前記第２、もしくは第３
の駆動用電極で覆われているので、配線による電界が液
晶配向に影響を及ぼさない。

【００２４】本発明において、前記スイッチング素子
は、シリコン基板に形成されたＭＯＳトランジスタなど
といったＭＩＳトランジスタを利用できる。また、前記
スイッチング素子としては、基板上に形成した半導体膜
を利用した薄膜トランジスタであってもよい。

【００２５】本発明において、前記第１の基板および前
記第２の基板のうち、少なくとも光が入射してくる一方
の基板に対して偏光手段が配置される場合があり、この
場合には、当該一方の基板と前記偏光手段との間に少な
くとも１枚の位相差フィルムが配置されていることが好
ましい。例えば、一対の基板を２枚の偏光フィルムなど
の偏光手段で挟み込むとともに、一方の基板と偏光フィ
ルムの間には位相差フィルムを設けることにより、液晶
層によるリタデーションの変化をより有効に光の透過、
吸収の制御に用いることができる。従って、より表示品
質の高い電気光学装置を得ることができる。また、一方
の基板に反射板を設け、また他方の基板の外側に位相差
フィルムと偏光フィルムを設けることにより、本発明に
係る電気光学装置を反射型として機能するように構成し
てもよい。

【００２６】本発明において、電気光学装置を反射型と
して構成する場合には、例えば、前記第１の基板および
前記第２の基板のうち、少なくとも光が入射してくる一
方の基板と対向する他方側の基板に対して、前記一方の
基板に反射面を向ける反射手段を配置すればよい。

【００２７】本発明において、電気光学装置をカラー表
示用として構成する場合には、例えば、前記第１の基板
および前記第２の基板のいずれか一方の基板にカラーフ
ィルタ層が形成される。

【００２８】本発明に係る電気光学装置は、各種の電子
機器に搭載される。このような電気光学装置を備える電
子機器にあっては、より光の利用効率を高めることが可
能になるので、表示装置の明るさの向上や表示装置にお
ける消費電力の低減が可能になる。

【００２９】

【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明の実施の
形態を説明する。

【００３０】［実施の形態１］図１は、本発明の実施の
形態１に係る電気光学装置の基本的な構成を模式的に示
す等価回路図である。

【００３１】図１において、本形態の電気光学装置１０
０は、アクティブマトリクス型の液晶装置であり、詳し
くは後述するように、対向基板（第１の基板）とアクテ
ィブマトリクス基板（第２の基板）との間で、電気光学
物質としての液晶を駆動する装置である。この電気光学
装置１００では、マトリクス状に形成された複数の画素
の各々に、薄膜トランジスタなどの画素スイッチング素
子３０が形成され、この画素スイッチング素子３０のソ
ースには、画像信号Ｓ１、Ｓ２・・・が供給されるデー
タ線２１が電気的に接続されている。また、画素スイッ
チング素子３０のゲートには走査線２０が電気的に接続
され、所定のタイミングで、走査線２０にパルス的に走
査信号Ｇ１、Ｇ２・・・をこの順に線順次で印加するよ
うに構成されている。

【００３２】この電気光学装置１００では、等価回路的
には、対向基板の側において各画素間で等電位に保持さ
れた第１の駆動用電極５と、各画素毎の画素スイッチン
グ素子３０のドレインに接続する第２の駆動用電極３と
の間に液晶容量５０が形成されているものとして表わす
ことができる。

【００３３】また、本形態の電気光学装置１００では、
等価回路的には、各画素毎の画素スイッチング素子３０
のドレインに接続する第２の駆動用電極３と、各画素間
で等電位に保持された第３の電極４との間にも液晶容量
５０が形成されているものとして表わすことができる
が、この第３の駆動用電極４は、後述するように、画素
スイッチング素子３０などと一緒にアクティブマトリク
ス基板の側に形成されている。

【００３４】さらに、本形態の電気光学装置１００で
は、等価回路的には、対向基板において各画素間で等電
位に保持された第１の駆動用電極５（共通電極）と、第
２の画素スイッチング素子３０ｂのドレインに電気的に
接続する第３の駆動用電極４との間にも液晶容量５０が
形成されているものとして表わすことができる、なお、
本形態の電気光学装置１において、第１の駆動用電極５
および第３の駆動用電極４は定電位に保持され、この状
態で、画素スイッチング素子３０を介して第２の駆動電
極３に印加される画像信号Ｓ１、Ｓ２・・・と、第３の
駆動用電極４に印加される電位との電位差によっては、
第１の駆動用電極５と第２の駆動用電極３との間、第２
の駆動用電極３と第３の駆動用電極４との間、および第
３の駆動用電極４と第１の駆動用電極５との間のいずれ
において液晶が駆動されるかが切り換わるので、図１に
おいて、液晶容量５０は、便宜的に３つのキャパシタＣ
１、Ｃ２、Ｃ３で表わしてある。実際の液晶装置におい
ては、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は別々の液晶ではなく、単位画
素内に含まれる同一部分の液晶である。ここでの説明
は、画素内の電界状態によって、液晶が上記に示すよう
な容量として作用することを示すものである。

【００３５】（電気光学装置の全体構成）図２（ａ）
は、本発明を適用した電気光学装置の一例をそのアクテ
ィブマトリクス基板上に形成された各構成要素と共に対
向基板の側から見た平面図であり、図２（ｂ）は、図２
（ａ）のＨ−Ｈ′断面図である。図３（ａ）は、単位画
素における各駆動用電極の位置関係などを示す平面図、
図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ′断面を模式的に示
す説明図である。なお、各図においては、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、保持された
画像信号がリークするのを防ぐために、液晶容量と並列
に蓄積容量を付加することがあるが、本発明の特徴点を
明確に図示することを目的に、図３には蓄積容量の図示
を省略してある。

【００３６】図２（ａ）、（ｂ）において、本形態の電
気光学装置１００は、画素ピッチが２０μｍ以下の液晶
装置であり、ガラス基板１ａ′などを用いたアクティブ
マトリクス基板１ａと、このアクティブマトリクス基板
１ａに対向するように配置されたガラス基板１ｂ′など
からなる対向基板１ｂとが、シール材６によって所定の
間隙を介して張り合わされているとともに、これらの基
板間には、正または負の誘電率異方性を持つネマティッ
ク液晶（液晶１０）が挟持されている。また、アクティ
ブマトリクス基板１ａでは、基板辺に沿って多数の接続
端子（図示せず）が形成され、これらの接続端子には、
液晶駆動回路からの電気信号をアクティブマトリクス基
板１ａに供給するためのフレキシブル基板１１が接続さ
れている。

【００３７】図２（ｂ）において、対向基板１ｂの内側
表面（アクティブマトリクス基板１ａと対向する面側）
には、カラーフィルター８と、共通電極としての第１の
駆動用電極５がこの順に積層されている。第１の駆動用
電極５は、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＯｘｉｄｅ）等の透
明電極として、対向基板１ｂの略全面に形成されてい
る。また、対向基板１ｂの外側表面上には、位相差フィ
ルム７と偏光板２ｂがこの順に積層されている。なお、
従来の液晶装置と違って、対向基板１ｂの内側表面には
配向膜が形成されていない。

【００３８】アクティブマトリクス基板１ａの内側表面
（対向基板１ｂと対向する面側）上には、制御電極とし
ての第２の駆動用電極３と、補助電極としての第３の駆
動用電極４が形成され、後述するＴＦＴやＭＯＳＦＥＴ
などからなるスイッチング素子、および各種の信号線
（図示せず）が形成されている。ここで、第２の駆動用
電極３および第３の駆動用電極４には、ＩＴＯ（Ｉｎｄ
ｉｕｍＯｘｉｄｅ）等からなる透明電極が用いられ
る。また、アクティブマトリクス基板１ａの外側表面上
には、偏光板２ａが配設されている。なお、従来の液晶
装置と違って、アクティブマトリクス板１ａの内側表面
には配向膜が形成されていない。

【００３９】本形態において、第３の駆動用電極４は、
第２の駆動用電極３を囲むように形成されており（図３
（ａ）を参照）、基板全体でひとつの電極として形成さ
れている。第２の駆動用電極３は、先述の画素スイッチ
ング素子３０を介して配線に接続されている。

【００４０】本形態では、好ましくは、液晶１０が接す
る電極表面などにはサブミクロン以下の規則性を有する
凹凸などができないように、もしくは液晶１０の配向に
影響を与えるような極性基が表面上に存在しないような
処理を施すのが良い。例えば、液晶１０の配向に影響を
与えるようなサブミクロンサイズの細かな凹凸などが存
在すると、それらは液晶１０に小さいながらも配向規制
力を与えるきっかけとなり、電界による液晶１０の配列
が複雑になるだけでなく、その均一性も損なわれるから
である。

【００４１】この実施例の場合、液晶層１０として用い
る液晶材料、及び表示モードにはさまざまなものを用い
られるが、それについては後で説明する。

【００４２】（各画素の構成）図３（ａ）、（ｂ）にお
いて、アクティブマトリクス基板１ａでは、ポリシリコ
ン等からなる走査線２０と、アルミニウム等からなるデ
ータ線２１とが交差するように格子状に配設され、各格
子の目の部分にほぼ矩形状の第２の駆動用電極３が設け
られている。各画素に形成された画素スイッチング素子
３０は、データ線２１の一部としてのソース電極、走査
線の一部としてのゲート電極、ドレイン電極２０１を備
えている。このため、ソース電極はデータ線２１に接続
され、ゲート電極は走査線２０に接続され、ドレイン電
極２０１は第２の駆動用電極３に接続されている。さら
に、データ線２１、走査線２０および画素スイッチング
素子３０の大部分を覆うように、第３の駆動用電極４が
各画素の境界領域に沿って格子状に形成されている。

【００４３】なお、第２の駆動用電極３と第３の駆動用
電極４とは一定の間隔を以って離間されており、また、
第３の駆動用電極４と画素スイッチング素子３０を構成
する各電極および各配線との間は、図３（ｂ）に示すよ
うに、絶縁層２２や層間絶縁膜などによって絶縁されて
いる。ここで、第３の駆動用電極４は基板全面、全画素
において同じ電位に保持される。よって、本形態におい
て、第３の駆動用電極４については、特別な配線を形成
せずに、基板周辺部において外部から電位Ｖｓを与える
ための電極が接続されている。

【００４４】（アクティブマトリクス基板の構成例）図
４は、ガラス基板を用いたアクティブマトリクス基板１
ａの図３のＢ−Ｂ′における断面図である。この構成例
に基づきアクティブマトリクス基板１ａの内側表面上に
形成される第２の駆動用電極３、第３の駆動用電極４、
および画素スイッチング素子３０について詳述する。こ
こに示す例において、画素スイッチング素子３０は、薄
膜トランジスタにより構成される。

【００４５】図４に示すアクティブマトリクス基板１ａ
において、１ａ′は、例えば無アルカリガラスや石英な
どからなる透明なガラス基板であり、３００は、アクテ
ィブマトリクス基板１ａ表面に直接、あるいはガラス基
板１ａ′の表面に形成した下地保護膜（図示せず）を介
して表面に減圧ＣＶＤ法などにより形成されたポリシリ
コンからなる半導体膜である。半導体膜３００は、厚さ
は約２０ｎｍ〜約２００ｎｍ、好ましくは約１００ｎｍ
である。

【００４６】半導体膜３００の表面にはＣＶＤ法などに
より、厚さが約５０ｎｍ〜約１５０ｎｍのシリコン酸化
膜からなるゲート酸化膜２２が形成されている。

【００４７】ゲート酸化膜２２の表面には、タンタル膜
などからなる走査線２０が通っており、この走査線２０
をマスクとして、約０．１×１０¹³／ｃｍ²〜約１０×
１０¹ ³／ｃｍ²のドーズ量で低濃度の不純物イオン（リ
ンイオン）の打ち込みが行われ、この打ち込みによっ
て、走査線２０に対して自己整合的に低濃度のソース領
域、および低濃度のドレイン領域を形成した後、走査線
２０より幅の広いレジストマスクを形成して高濃度の不
純物イオン（リンイオン）を打ち込み、高濃度のソース
領域３０１およびドレイン領域３０２が形成される。こ
こで、走査線２０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、もとの半導体膜のままチ
ャネル領域２０ｂとなる。

【００４８】走査線２０の表面側には、ＣＶＤ法などに
より形成された酸化シリコン膜や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２３が形成され、この第１の層間絶縁膜２３
は、膜厚が３００ｎｍ〜１５００ｎｍ程度である。

【００４９】第１の層間絶縁膜２３の表面には、第１の
層間絶縁膜２３のコンタクトホールを介してソース領域
３０１およびドレイン領域３０２に電気的に接続するデ
ータ線２１およびドレイン電極２０１が形成され、これ
らのデータ線２１およびドレイン電極２０１はアルミニ
ウム等で構成される。

【００５０】データ線２１およびドレイン電極２０１の
表面側には、ペ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２４ａが形成され、さ
らに、この絶縁膜２４ａの表面には、シリコン酸化膜か
らなる絶縁膜２４ｂが形成されている。これらの絶縁膜
２４ａ、２４ｂによって、第２の層間絶縁膜２４が形成
されている。

【００５１】第２の層間絶縁膜２４のドレイン電極２０
１には、コンタクトホールを介して厚さが約４０ｎｍ〜
約２００ｎｍのＩＴＯからなる透明な第２の駆動用電極
３が電気的に接続し、第２の層間絶縁膜２４の他の部分
には、厚さが約４０ｎｍ〜約２００ｎｍのＩＴＯからな
る透明な第３の駆動用電極４が形成されている。ここ
で、第２の駆動用電極３と第３の駆動用電極４は一定の
間隔を以って絶縁されている。

【００５２】以上、透過型の電気光学装置１００の構成
例について説明したが、本発明を反射型の電気光学装置
に適用することもできる。例えば、図３における第２の
駆動用電極３および第３の駆動用電極４をアルミニウム
等の反射特性を有する材料により形成することにより反
射電極とすれば反射型電気光学装置を形成することがで
きる。なお、この際には、アクティブマトリクス基板１
ａに形成されている偏光手段(ここでは偏光板２ａ)は不
要となる。また、各電極の反射特性を制御する上でアル
ミニウムに他の材料を添加することも可能である。

【００５３】（アクティブマトリクス基板の別の構成
例）これ以外のアクティブマトリクス基板１ｂの構成
を、図５を参照して説明する。図５は、本発明を適用し
た反射型電気光学装置において、シリコン基板を用いた
アクティブマトリクス基板１ａの断面構成を示す図であ
り、図４に対応する部分の断面図である。なお、図５は
マトリクス状に配置されている画素のうち一画素部分の
断面を示す。ここに示す例において、画素スイッチング
素子３０は、ＭＯＳＦＥＴにより構成される。

【００５４】図５にアクティブマトリクス基板１ａにお
いて、１ａ″は単結晶シリコンのようなＰ型半導体基
板、１０２はこの半導体基板１ａ″の表面に形成された
Ｐ型ウェル領域、１０３は半導体基板１ａ″の表面に形
成された素子分離用のフィールド酸化膜（いわゆるＬＯ
ＣＯＳ）である。ウェル領域１０２は、特に限定されな
いが、マトリクス状に画素が配置されてなる画素領域の
共通ウェル領域として形成されている。フィールド酸化
膜１０３は、選択熱酸化によって５００ｎｍ〜７００ｎ
ｍのような厚さに形成される。

【００５５】このフィールド酸化膜１０３には一画素ご
とに６つの開口部が形成され、そのうち３つの開口部の
内側中央にはゲート酸化膜（絶縁膜）１０４ｂを介して
ポリシリコンあるいはメタルシリサイド等からなる走査
線２０が形成されている。この走査線２０の両側の基板
表面には高濃度のＮ型不純物導入層（以下、ドーピング
層という）からなるソース、ドレイン領域３０１、３０
２が形成され、画素スイッチング素子３０としてのＭＯ
ＳＦＥＴが構成されている。走査線２０は走査線方向
（画素行方向）に延在されている。

【００５６】また、フィールド酸化膜１０３に形成され
た他の開口部の内側の基板表面にはＰ型ドーピング領域
１０８が形成されているとともに、このＰ型ドーピング
領域１０８の表面には絶縁膜１０９ｂを介してポリシリ
コンあるいはメタルシリサイド等からなる電極１０９ａ
が形成されている。この電極１０９ａとＰ型ドーピング
領域１０８とを利用して蓄積容量が構成されている。

【００５７】なお、電極１０９ａは、ＭＯＳＦＥＴの走
査線２０となるポリシリコンあるいはメタルシリサイド
層と同一工程にて形成できる。また、電極１０９ａの下
の絶縁膜１０９ｂは、ゲート絶縁膜１０４ｂとなる絶縁
膜と同一工程にて形成することができる。

【００５８】絶縁膜１０４ｂ、１０９ｂは、熱酸化によ
って上記開口部の内側の半導体基板表面に４００〜８０
ｎｍのような厚さに形成される。データ線２１および電
極１０９ａは、ポリシリコン層を１００ｎｍ〜２００ｎ
ｍのような厚さに形成し、その上にＭｏあるいはＷのよ
うな高融点金属のシリサイド層を１００ｎｍ〜３００ｎ
ｍのような厚さに形成した構造とされている。ソース、
ドレイン領域３０１、３０２は、走査線２０をマスクと
してその両側の基板表面にＮ型不純物をイオン打ち込み
で注入することで自己整合的に形成される。

【００５９】データ線２１および電極１０９ａからフィ
ールド酸化膜１０３上にかけては第１の層間絶縁膜１０
６が形成され、この第１の層間絶縁膜１０６上にはアル
ミニウムを主体とするメタル層からなりＭＯＳＦＥＴの
ソース領域３０１に接続するデータ線２１、およびＭＯ
ＳＦＥＴのドレイン領域３０２と第２の駆動用電極３と
を接続するドレイン電極１０７ｂが形成され、それぞれ
第１の層間絶縁膜１０６に形成されたコンタクトホール
を介して接続されている。ドレイン電極１０７ｂは、蓄
積容量の電極１０９ａに対してコンタクトホールを介し
て接続されている。

【００６０】データ線２１およびドレイン電極１０７ｂ
から第１の層間絶縁膜１０６上にかけては第２の層間絶
縁膜１１１が形成され、この第２の層間絶縁膜１１１上
にはアルミニウムを主体とする二層目のメタル層１１２
からなる遮光膜が形成されている。この遮光膜を構成す
る二層目のメタル層１１２は、画素領域の周囲に形成さ
れる駆動回路等の周辺回路において素子間の接続用配線
を構成するメタル層と同一のメタル層で形成することが
できる。従って、このメタル層１１２のみを形成するた
めに工程を追加する必要がなく、プロセスが簡略化され
る。また、メタル層１１２は、ドレイン電極１０７ｂに
対応する位置に、第２の駆動用電極３と画素スイッチン
グ素子３０としてのＭＯＳＦＥＴを電気的に接続するた
めの柱状の接続プラグ１１５を貫通させるための開口部
が形成され、それ以外は画素領域全面を覆うように形成
される。これによって、基板上方から入射する光をほぼ
完全に遮断して画素スイッチング素子３０（チャネル領
域およびウェル領域）を光が通過してリーク電流が流れ
るのを防止することができる。

【００６１】この実施形態においては、遮光膜１１２の
上に第３の層間絶縁膜１１３が形成され、この第３の層
間絶縁膜１１３の上に、第２の駆動用電極３が形成され
ている。この第２の駆動用電極３はアルミニウムを主体
としたメタル層で構成されている。そして、遮光膜１１
２に形成された開口部に対応してその内側に位置するよ
うに、第３の層間絶縁膜１１３および第２の層間絶縁膜
１１１を貫通するコンタクトホール１１６が形成され、
このコンタクトホール１１６内にドレイン電極１０７ｂ
と第２の駆動用電極３とを電気的に接続するタングステ
ン等の高融点金属からなる柱状の接続プラグ１１５が充
填されている。

【００６２】また、第３の層間絶縁膜１１３の表面には
第２の駆動用電極３と一定の間隔を以って絶縁された第
３の駆動用電極４が形成されており、この第３の駆動用
電極４もアルミニウムを主体としたメタル層で構成され
ている。

【００６３】ここで、メタル層で構成されている第２の
駆動用電極３および第３の駆動用電極４は、対向基板１
ｂに反射面を向けた反射手段を兼ねた電極である。ま
た、アクティブマトリクス基板１ａの外側表面に偏光板
が不要である点が透過型電気光学装置と異なっている。

【００６４】（電気光学装置の動作）本発明に係る電気
光学装置１００の制御方法および制御状態、表示方式に
ついて説明する。

【００６５】図６は単位画素内における駆動用電極の構
造を示す平面図である。図７（ａ）は第１の制御状態
（第１の配向状態）を示す断面図で、図７（ｂ）は第２
の制御状態（第２の配向状態）を示す断面図である。

【００６６】以下の説明において、第１の駆動用電極
５、第２の駆動用電極３および第３の駆動用電極４に印
加する電圧をそれぞれＶｃ、Ｖｄ、Ｖｓとする。ここ
で、ＶｃおよびＶｓは、大きさが異なる一定電圧になっ
ている一方、Ｖｄには前述したＴＦＴやＭＯＳＦＥＴ等
のスイッチング素子３０を介して大きさが変えられるよ
うになっている。

【００６７】第１の制御状態は、下式Ｖｄ＝Ｖｃ≠Ｖｓを満たす電圧をそれぞれの駆動用電極３、４、５に印加
した状態では、図６および図７（ａ）に示すように、第
３の駆動用電極４から第２の駆動用電極３および第１の
駆動用電極５に向かって（若しくはその逆に）電界Ｅ１
が発生する。例えば、正の誘電率異方性を持つネマティ
ック液晶の場合、分子の長軸がこの電気力線に沿って配
列する（第１の配向状態）。平面で見ると液晶分子は画
素の中心に対して対称に配列するため視角特性の向上を
図ることができる。

【００６８】第２の制御状態は、下式Ｖｄ＝Ｖｓ≠Ｖｃを満たす電圧をそれぞれの電極に印加した状態では、図
７（ｂ）に示すように、第２の駆動用電極３および第３
の駆動用電極４から第１の駆動用電極５に向かって（若
しくはその逆に）電界Ｅ２が発生する。第一の状態とは
異なり液晶分子の長軸はこの電気力線に沿って配列する
（第２の配向状態）。

【００６９】例えば、しきい電圧が２．５Ｖ程度の、一
般的なネマティック液晶を用いた場合には、Ｖｃを基準
電位（０Ｖ）に設定し、Ｖｓを３Ｖ〜５Ｖに設定するこ
とができる。このときＶｄの大きさを０Ｖから３Ｖ〜５
Ｖの間で制御することにより表示を行うことができる。

【００７０】ここで、第１の配向状態は、液晶の分子が
基板面に対して略水平な状態で、第２の配向状態は、液
晶の分子がほぼ垂直な状態であり、この２つの状態にお
ける液晶分子の屈折率異方性を利用して光の透過状態を
制御することができる。

【００７１】例えば、この電気光学装置１００を透過型
として用いる場合、２枚の偏光板２ａ、２ｂの透過軸を
ほぼ直角に交わるように配置すると、液晶分子がほぼ垂
直になったとき（第２の配向状態）には、入射した光は
偏光状態が変化しないので、出射側の偏光板２ａを透過
することができずに暗状態になる。また液晶分子が基板
面に対して略平行になったとき(第１の配向状態)には、
偏光して入射した光は面内方向で屈折率異方性を持つ液
晶分子層の配列により、その偏光状態が変化し、さらに
外側に配置された少なくとも１枚の位相差フィルム７に
より、出射側に設けた偏光板２ａを透過するように偏光
が変化を受けるので、明状態を得ることができる。

【００７２】また、図５を参照して説明したように、ア
クティブマトリクス基板１ａの各電極に反射板としての
機能を付与した反射型の電気光学装置１００において
も、ほぼ同じような原理により表示を得ることができ
る。

【００７３】すなわち、反射型の電気光学装置では、対
向基板１ｂに反射面を向けた反射手段をアクティブマト
リクス基板１ａに形成し、対向基板１ｂの外側表面のみ
に少なくとも１枚の位相差フィルム７、偏光板２ａを形
成するが、この反射型の電気光学装置において、第２の
配向状態の場合には液晶分子、位相差フィルム７などに
より偏光状態が変化しないので液晶層内に入射した光
は、再び偏光板２ｂを透過することができる。よって明
状態となる。

【００７４】これに対して、第１の配向状態において
は、理想的には入射した光の偏光方向が９０度回転して
偏光板面に到達するような液晶層の厚み、屈折率異方
性、位相差フィルム７の位相差などを事前に設計し作り
込むことができるので、入射した光を出射時に偏光板に
よって吸収し、暗状態を得ることができる。

【００７５】これらの表示原理は、従来の直視型表示体
に用いられているものを、そのまま用いることができ
る。異なるのは、従来は初期配向によってひとつの状態
を得ていたが、本発明によればそれが必要ない。

【００７６】また、従来のラビングなどによる配向処理
では、このような対称性が高い液晶の配向状態を作り出
すことができなかったが、このような方法に依れば電極
形状と与える電界の強さによって容易に、それを実現す
ることができるので視角特性の改善を図ることができ
る。

【００７７】ここで、電位ＶｃおよびＶｓの値は一定
で、Ｖｄの値を変化させることにより上述のような電界
状態にすることができるため、Ｖｄの値の変化のみで、
液晶分子の配向状態を制御することができる。またその
大きさを上記２つの制御状態の中間の値とすることで所
望の中間調を得ることが可能となる。

【００７８】本実施形態の場合、ＶｃおよびＶｓの値を
一定としたが、この条件は少なくともスイッチング素子
によって一旦液晶に貯えられた電位を保持する期間（例
えば１垂直走査期間）において必要な条件であり、永続
的に必要なものではない。これらの２つの電位の大きさ
は、フィールド毎に極性が変化しても構わないし、例え
ば、全画面を一度に消去したいときには、表示内容を書
き込むときとは全く異なった値の電位をそれらに与える
こともできる。しかしながら、いずれの場合でも、画素
毎の液晶の配向状態を決める制御電極の電位Ｖｄはこれ
ら２つの電位との関係の上で決められるので、Ｖｃ及び
Ｖｓの大きさに応じて、その大きさを変更することが必
要である。

【００７９】（変形例）本発明は上記実施例に限定され
るものではない。例えば、基本的な電極構造は、図６に
示す通りだが、図８に示すように、複数の第２の駆動用
電極３（制御電極）と、複数の第３の駆動用電極４（補
助電極）とが外周側に向かって交互に並んでいる構成を
採用することもできる。これにより発生する電界Ｅ３の
強さは前述の電界Ｅ１よりも強く均一になり、液晶分子
の配向状態もより水平に近いものとなる。よって２つの
状態におけるリタデーションの差をさらに大きくできる
ので鮮明なコントラストを得ることが可能となる。

【００８０】また、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、
第３の駆動用電極４（補助電極）を所定の厚さ、望まし
くは液晶層の厚みの３分の１以上、例えば液晶の層の厚
みが４μｍの場合は２μｍを有するようにすることもで
きる。この構造によると、図７（ａ）、（ｂ）に示した
構成と比較して、基板に対して水平方向の電界をより強
くし、またその均一性を高くすることができる。

【００８１】第３の駆動用電極４（補助電極）の厚み
は、厚ければ厚いほど液晶層内における水平方向の電界
を強める効果が大きくなり表示品質、特にコントラスト
が改善されることが実験的に確かめられている。これは
図９（ａ）、（ｂ）に示すように、とくに画素周辺部に
おいて水平方向成分の電界が均一に形成されることによ
っている。その改善効果を図１０に示す。

【００８２】図１０は、液晶層の厚さに対する補助電極
の厚さと、コントラストとの関係を示すグラフである。

【００８３】図１０からわかるように、改善効果は、第
３の駆動用電極４の厚みが液晶層の厚みの３分の１程度
以上にした場合に顕著になり、液晶層と同じ厚さ、つま
りセルギャップと同じにしたときに最も大きくなる。し
かし、セルギャップと同じ厚みにした場合、第１の駆動
用電極５との電気的接触を防ぐために第３の駆動用電極
４の表面に絶縁層（図示せず）を形成する必要が生じた
り、またこのような厚い第３の駆動用電極４を作る工程
自身が困難であること、加えてパネル形成後に液晶をパ
ネル内に注入することが著しく難しくなったりするとい
う欠点が生じる。よって、製造工程および表示品質の改
善効果の双方を考えた場合、液晶層の厚さ（セルの厚
さ）の３分の１から３分の２程度の厚みに補助電極を設
定するのが望ましい。

【００８４】なお、このように数ミクロンの厚みを有す
る第３の駆動用電極４を形成する方法としては、例えば
所定の厚みに製膜したＴａやＳｉ、Ｃｒなどの金属膜を
フォトリソ法でパターニングして形成しても良いし、ま
たは金属ペーストなどを用いる方法も可能である。

【００８５】さらに、図８および図９（ａ）、（ｂ）に
示したそれぞれの電極構造を組合せることも当然可能で
ある。例えば図８において、最も外側に配置される第３
の駆動用電極４（補助電極）の厚さのみを、図９
（ａ）、（ｂ）に示した構成のように厚くすることがで
きる。

【００８６】以上の実施形態においては、第２の駆動用
電極３を取り囲むように第３の駆動用電極４を環状に配
置したが、その配置の仕方についてもこの限りではな
い。例えば、第３の駆動用電極４と第２の駆動用電極３
とを交互に並列に配置してもよい。すなわち、駆動用電
極を環状に配置にすると、第１の配向状態の時に液晶分
子が傾く方向が単位画素に対して比較的等方的になるた
め、表示特性の角度依存性は改善される。しかし一方
で、電気光学装置１００を正面方向から見たときのコン
トラストが低下するなどの不具合も生じる。

【００８７】このような理由から正面でのコントラスト
が重要になるような用途に対して、本発明の電気光学装
置１００を使う場合には、例えば図１１に示すような上
下の２個所に分割して補助電極を配置するような方法が
有効となる。こうすることにより、第１の配向状態にお
ける液晶分子の向きを一方向（図１１に示す例では、図
１１に向かって上下方向となる）に揃えることができる
ので、偏光板、位相差フィルムを含む適切な光学設計に
より、正面方向での高いコントラストを得ることができ
る。

【００８８】［実施の形態２］図１２は、本発明の実施
の形態２に係る電気光学装置の基本的な構成を模式的に
示す等価回路図である。

【００８９】図１２に示すように、本形態の電気光学装
置１００も、アクティブマトリクス型の液晶装置であ
り、詳しくは後述するように、対向基板（第１の基板）
とアクティブマトリクス基板（第２の基板）との間で、
電気光学物質としての液晶を駆動する。この電気光学装
置１００では、マトリクス状に形成された複数の画素の
各々に、第１の画素スイッチング素子３０ａと、第２の
画素スイッチング素子３０ｂとが形成されている。

【００９０】これらの画素スイッチング素子３０ａ、３
０ｂのうち、第１の画素スイッチング素子３０ａのソー
スには、画像信号Ｓ１Ａ、Ｓ２Ａ・・・が供給される第
１のデータ線２１ａが電気的に接続されている。また、
第１の画素スイッチング素子３０ａのゲートには、走査
線２０が電気的に接続され、所定のタイミングで、走査
線２０にパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２・・・をこの順
に線順次で印加するように構成されている。

【００９１】また、第２の画素スイッチング素子３０ｂ
のソースには、画像信号Ｓ１Ｂ、Ｓ２Ｂ・・・が供給さ
れる第２のデータ線２１ｂが電気的に接続されている。
また、第２の画素スイッチング素子３０ｂのゲートに
は、第１の画素スイッチング素子３０ａと共通の走査線
２０が電気的に接続されている。

【００９２】この電気光学装置１００では、等価回路的
には、対向基板において各画素間で等電位に保持された
第１の駆動用電極５（共通電極）と、アクティブマトリ
クス基板１ａにおいて画素スイッチング素子３０ａのド
レインに電気的に接続する第２の駆動用電極３（第１の
制御電極）との間に液晶容量５０が形成されている。

【００９３】また、本形態の電気光学装置１００では、
等価回路的には、第１の画素スイッチング素子３０ａの
ドレインに電気的に接続する第２の駆動用電極３と、第
２の画素スイッチング素子３０ｂのドレインに電気的に
接続する第３の駆動用電極４（第２の制御電極）との間
にも液晶容量５０が形成されているものとして表わすこ
とができる。この第３の駆動用電極４もアクティブマト
リクス基板の側に形成されている。

【００９４】さらに、本形態の電気光学装置１００で
は、等価回路的には、対向基板において各画素間で等電
位に保持された第１の駆動用電極５（共通電極）と、第
２の画素スイッチング素子３０ｂのドレインに電気的に
接続する第３の駆動用電極４との間にも液晶容量５０が
形成されているものとして表わすことができる。

【００９５】このように構成した本形態の電気光学装置
１において、液晶容量５０には、画素スイッチング素子
３０ａを介して印加される画像信号Ｓ１Ａ、Ｓ２Ａ・・
・と、画素スイッチング素子３０ｂを介して印加される
画像信号Ｓ１Ｂ、Ｓ２Ｂ・・・との電位差によっては、
第１の駆動用電極５と第２の駆動用電極３との間、第２
の駆動用電極３と第３の駆動用電極４との間、および第
１の駆動用電極５と第３の駆動用電極４との間のいずれ
で液晶が駆動されるかが切り換わるので、図１２におい
て、液晶容量５０は、３つのキャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ
３で表わしてある。実際の液晶装置においては、Ｃ１、
Ｃ２、Ｃ３は別々の液晶ではなく、単位画素内に含まれ
る同一部分の液晶である。ここでの説明は、画素内の電
界状態によって、液晶が上記に示すような容量として作
用することを示すものである。

【００９６】（電気光学装置の全体構成）図１３（ａ）
は、本発明の実施の形態２に係る電気光学装置の一例を
そのアクティブマトリクス基板上に形成された各構成要
素と共に対向基板の側から見た平面図であり、図１３
（ｂ）は、図１３（ａ）のＨ−Ｈ′断面図である。図１
４（ａ）は、第２の駆動用電極および第３の駆動用電極
が形成されている基板の単位画素の概略平面図、図１４
（ｂ）は図１４（ａ）のＣ−Ｃ′断面図である。なお、
各図においては、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、保持された画像信号がリークするの
を防ぐために、液晶容量と並列に蓄積容量を付加するこ
とがあるが、本発明の特徴点を明確に図示することを目
的に、図１４には蓄積容量の図示を省略してある。

【００９７】図１３（ａ）、（ｂ）において、本形態の
電気光学装置１００は、画素ピッチが２０μｍ以下の液
晶装置であり、ガラス基板１ａ′などを用いたアクティ
ブマトリクス基板１ａと、このアクティブマトリクス基
板１ａに対向するように配置されたガラス基板１ｂ′な
どからなる対向基板１ｂとが、シール材６によって所定
の間隙を介して張り合わされているとともに、これらの
基板間には、正または負の誘電率異方性を持つネマティ
ック液晶１０が挟持されている。また、アクティブマト
リクス基板１ａでは、基板辺に沿って多数の接続端子
（図示せず）が形成され、これらの接続端子には、液晶
駆動回路からの電気信号をアクティブマトリクス基板１
ａに供給するためのフレキシブル基板１１が接続されて
いる。

【００９８】図１３（ｂ）において、対向基板１ｂの内
側表面（アクティブマトリクス基板１ａと対向する面
側）には、カラーフィルター８と、共通電極としての第
１の駆動用電極５がこの順に積層されている。第１の駆
動用電極５は、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＯｘｉｄｅ）等
の透明電極として、対向基板１ｂの略全面に形成されて
いる。また、対向基板１ｂの外側表面上には、位相差フ
ィルム７と偏光板２ｂが積層されて形成されている。な
お、従来の液晶装置と違って、対向基板１ｂの内側表面
には配向膜が形成されていない。

【００９９】アクティブマトリクス基板１ａの内側表面
（対向基板１ｂと対向する面側）上には、第１の制御電
極としての第２の駆動用電極３と、第２の制御電極とし
ての第３の駆動用電極４が形成され、さらに、後述する
ＴＦＴやＭＯＳＦＥＴなどからなるスイッチング素子、
および各種の信号線（図示せず）が形成されている。こ
こで、第２の駆動用電極３および第３の駆動用電極４に
は、アルミニウム等からなる反射性の電極が用いられて
いる。また、アクティブマトリクス基板１ａの外側表面
上には、対向基板１ｂに反射面を向ける反射板２ｃが配
設されている。なお、従来の液晶装置と違って、アクテ
ィブマトリクス板１ａの内側表面には配向膜が形成され
ていない。

【０１００】本形態では、好ましくは、液晶が接する電
極表面などにはサブミクロン以下の規則性を有する凹凸
などができないように、もしくは液晶の配向に影響を与
えるような極性基が表面上に存在しないような処理を施
すのが良い。例えば、液晶の配向に影響を与えるような
サブミクロンサイズの細かな凹凸などが存在すると、そ
れらは液晶に小さいながらも配向規制力を与えるきっか
けとなり、電界による液晶配列が複雑になるだけでな
く、その均一性も損なわれるからである。

【０１０１】（各画素の構成）図１４（ａ）、（ｂ）に
おいて、アクティブマトリクス基板１ａでは、ポリシリ
コン等からなる走査線２０と、アルミニウム等からなる
２本のデータ線２１ａ、２１ｂが交差するように格子状
に配設され、これらの配線で囲まれた領域内で、第３の
駆動用電極４と第２の駆動用電極３とは、交互に並列に
配置されている。第２の駆動用電極３は、先述の第１の
画素スイッチング素子３０ａを介してデータ線２１ａに
接続され、第３の駆動用電極４は、先述の第２の画素ス
イッチング素子３０ｂを介してデータ線２１ｂに接続さ
れている。本形態において、画素スイッチング素子３０
ａ、３０ｂはそれぞれ、データ線２１の一部としてのソ
ース電極、走査線の一部としてのゲート電極、ドレイン
電極２０１を備えている。このため、ソース電極はデー
タ線２１ａ、２１ｂに接続され、ゲート電極は走査線２
０に接続され、ドレイン電極２０１は第２の駆動用電極
３および第３の駆動電極４に接続されている。

【０１０２】なお、第２の駆動用電極３と第３の駆動用
電極４とは一定の間隔を以って離間されており、また、
第３の駆動用電極４と画素スイッチング素子３０を構成
する各電極および各配線との間は、図１４（ｂ）に示す
ように、層間絶縁膜２３などによって絶縁されている。

【０１０３】（アクティブマトリクス基板の構成例）図
１５は、ガラス基板を用いたアクティブマトリクス基板
１ａの図１４のＤ−Ｄ′における断面図であり、この構
成例に基づきアクティブマトリクス基板１ａの内側表面
上に形成される第２の駆動用電極３、第３の駆動用電極
４、および画素スイッチング素子３０ａ、３０ｂについ
て詳述する。ここに示す例において、画素スイッチング
素子３０ａ、３０ｂは、薄膜トランジスタにより構成さ
れる。

【０１０４】図１５に示すアクティブマトリクス基板１
ａにおいて、１ａ′は、例えば無アルカリガラスや石英
などからなる透明なガラス基板であり、３００は、アク
ティブマトリクス基板１ａ表面に直接、あるいはガラス
基板１ａ′の表面に形成した下地保護膜（図示せず）を
介して表面に減圧ＣＶＤ法などにより形成されたポリシ
リコンからなる半導体膜である。半導体膜３００は、厚
さは約２０ｎｍ〜約２００ｎｍ、好ましくは約１００ｎ
ｍである。

【０１０５】半導体膜３００の表面にはＣＶＤ法などに
より、厚さが約５０ｎｍ〜約１５０ｎｍのシリコン酸化
膜からなるゲート酸化膜２２が形成されている。

【０１０６】ゲート酸化膜２２の表面には、タンタル膜
などからなる走査線２０が通っており、この走査線２０
をマスクとして、約０．１×１０¹³／ｃｍ²〜約１０×
１０¹ ³／ｃｍ²のドーズ量で低濃度の不純物イオン（リ
ンイオン）の打ち込みが行われ、走査線２０に対して自
己整合的に低濃度のソース領域、および低濃度のドレイ
ン領域を形成した後、走査線２０より幅の広いレジスト
マスクを形成して高濃度の不純物イオン（リンイオン）
を打ち込み、高濃度のソース領域３０１およびドレイン
領域３０２が形成される。ここで、走査線２０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、もとの半導体膜のままチャネル領域２０ｂとなる。

【０１０７】走査線２０の表面側には、ＣＶＤ法などに
より形成された酸化シリコン膜や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２３が形成され、この第１の層間絶縁膜２３
は、膜厚が３００ｎｍ〜１５００ｎｍ程度である。

【０１０８】第１の層間絶縁膜２３の表面には、第１の
層間絶縁膜２３のコンタクトホールを介してソース領域
３０１およびドレイン領域３０２に電気的に接続するデ
ータ線２１ａ、２１ｂ、およびドレイン電極２０１とが
形成されており、これらのデータ線２１ａ、２１ｂおよ
びドレイン電極２０１はアルミニウム等で構成される。

【０１０９】データ線２１ａ、２１ｂおよびドレイン電
極２０１の表面側に、ペ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２４ａが形成
され、さらに、この絶縁膜２４ａの表面には、シリコン
酸化膜からなる絶縁膜２４ｂが形成されている。これら
の絶縁膜２４ａ、２４ｂによって、第２の層間絶縁膜２
４が形成されている。

【０１１０】第２の層間絶縁膜２４のドレイン電極２０
１に対応する部分には、コンタクトホールを介して厚さ
が約４０ｎｍ〜約２００ｎｍのアルミニウム膜からなる
第２の駆動用電極３および第３の駆動用電極４がそれぞ
れ電気的に接続している。ここで、第２の駆動用電極３
と第３の駆動用電極４は一定の間隔を以って絶縁されて
いる。

【０１１１】なお、蓄積容量を構成する場合には、半導
体膜３００においてドレイン側に延設した部分に対し
て、ゲート酸化膜２２を介して対峙するように容量線２
９を形成すればよい。

【０１１２】（アクティブマトリクス基板の別の構成
例）これ以外の構成を図１６に説明する。図１６は、本
発明を適用した反射型電気光学装置において、シリコン
基板を用いたアクティブマトリクス基板１ａの断面構成
を示す図であり、図１５に対応する部分の断面図であ
る。なお、図１６はマトリクス状に配置されている画素
のうち一画素部分の断面を示す。ここに示す例におい
て、画素スイッチング素子３０ａ、３０ｂは、ＭＯＳＦ
ＥＴにより構成される。

【０１１３】図１６に示すアクティブマトリクス基板１
ａにおいて、１ａ″は単結晶シリコンのようなＰ型半導
体基板、１０２はこの半導体基板１ａ″の表面に形成さ
れたＰ型ウェル領域、１０３は半導体基板１ａ″の表面
に形成された素子分離用のフィールド酸化膜（いわゆる
ＬＯＣＯＳ）である。ウェル領域１０２は、特に限定さ
れないが、マトシクス状に画素が配置されてなる画素領
域の共通ウェル領域として形成されている。上記フィー
ルド酸化膜１０３は選択熱酸化によって５００ｎｍ〜７
００ｎｍのような厚さに形成される。

【０１１４】このフィールド酸化膜１０３には一画素ご
とに複数の開口部が形成され、開口部の内側中央にはゲ
ート酸化膜（絶縁膜）１０４ｂを介してポリシリコンあ
るいはメタルシリサイド等からなる走査線２０が形成さ
れている。この走査線２０の両側の基板表面には高不純
物濃度のＮ型不純物導入層（以下、ドーピング層とい
う）からなるソース、ドレイン領域３０１、３０２が形
成され、画素スイッチング素子３０ａ、３０ｂとしての
ＭＯＳＦＥＴが構成されている。走査線２０は走査線方
向（画素行方向）に延在されている。

【０１１５】また、フィールド酸化膜１０３に形成され
た他の開口部の内側の基板表面にはＰ型ドーピング領域
１０８が形成されているとともに、このＰ型ドーピング
領域１０８の表面には絶縁膜１０９ｂを介してポリシリ
コンあるいはメタルシリサイド等からなる電極１０９ａ
が形成されている。この電極１０９ａとＰ型ドーピング
領域１０８とを利用して蓄積容量が構成されている。

【０１１６】なお、電極１０９ａはＭＯＳＦＥＴの走査
線２０となるポリシリコンあるいはメタルシリサイド層
と同一工程にて形成できる。また、電極１０９ａの下の
絶縁膜１０９ｂはゲート絶縁膜１０４ｂとなる絶縁膜と
同一工程にて形成することができる。

【０１１７】絶縁膜１０４ｂ、１０９ｂは熱酸化によっ
て上記開口部の内側において半導体基板表面に４００〜
８０ｎｍのような厚さに形成される。データ線２１ａ、
２１ｂおよび電極１０９ａは、ポリシリコン層を１００
ｎｍ〜２００ｎｍのような厚さに形成し、その上にＭｏ
あるいはＷのような高融点金属のシリサイド層を１００
ｎｍ〜３００ｎｍのような厚さに形成した構造とされて
いる。ソース、ドレイン領域３０１、３０２は、走査線
２０をマスクとしてその両側の基板表面にＮ型不純物を
イオン打ち込みで注入することで自己整合的に形成され
る。

【０１１８】データ線２１ａ、２１ｂ、および電極１０
９ａからフィールド酸化膜１０３上にかけては第１の層
間絶縁膜１０６が形成されている。この第１の絶縁膜１
０６上には、ＭＯＳＦＥＴのドレイン領域３０２と蓄積
容量の電極１０９ａとを接続するとともに、ＭＯＳＦＥ
Ｔのドレイン領域３０２と第２の駆動用電極３および第
３の駆動用電極４とをそれぞれ接続するアルミニウム膜
からなるドレイン電極１０７ｂが形成されている。

【０１１９】データ線２１ａ、２１ｂおよびドレイン電
極１０７ｂから層間絶縁膜１０６上にかけては第２の層
間絶縁膜１１１が形成され、この第２の層間絶縁膜１１
１上にはアルミニウムを主体とする二層目のメタル層１
１２からなる遮光膜が形成されている。この遮光膜を構
成する二層目のメタル層１１２は、画素領域の周囲に形
成される駆動回路等の周辺回路において素子間の接続用
配線を構成するメタル層と同一のメタル層で形成するこ
とができる。従って、本形態でも、メタル層１１２のみ
を形成するために工程を追加する必要がなく、プロセス
が簡略化される。また、メタル層１１２は、ドレイン電
極１０７ｂに対応する位置に、第２の駆動用電極３と画
素スイッチング素子３０ａ、３０ｂとしてのＭＯＳＦＥ
Ｔを電気的に接続するための柱状の接続プラグ１１５を
貫通させるための開口部が形成され、それ以外は画素領
域全面を覆うように形成される。これによって、基板上
方から入射する光をほぼ完全に遮断して画素スイッチン
グ素子３０ａ、３０Ｂ（チャネル領域およびウェル領
域）を光が通過してリーク電流が流れるのを防止するこ
とができる。

【０１２０】この実施形態においては、遮光膜１１２の
上に第３の層間絶縁膜１１３が形成され、この第３の層
間絶縁膜１１３の上に、第２の駆動用電極３および第３
の駆動用電極４が形成されている。これらの第２の駆動
用電極３および第３の駆動用電極４はアルミニウムを主
体としたメタル層で構成されている。そして、遮光膜１
１２に形成された開口部に対応してその内側に位置する
ように、第３の層間絶縁膜１１３および第２の層間絶縁
膜１１１を貫通するコンタクトホール１１６が設けられ
ており、このコンタクトホール１１６内にドレイン電極
１０７ｂと第２の駆動用電極３および第３の駆動用電極
４とを電気的に接続するタングステン等の高融点金属か
らなる柱状の接続プラグ１１５が充填されている。

【０１２１】ここで、メタル層で構成されている第２の
駆動用電極３および第３の駆動用電極４は、対向基板１
ｂに反射面を向けた反射手段を兼ねた電極である。ま
た、アクティブマトリクス基板１ａの外側表面に偏光板
が不要である点が透過型電気光学装置と異なっている。

【０１２２】（電気光学装置の動作）次に、図６および
図７を参照して、本形態の電気光学装置の基本となる制
御方法および制御状態、表示方式について説明する。

【０１２３】以下の説明においても、第１の駆動用電極
５、第２の駆動用電極３および第３の駆動用電極４に印
加する電圧をそれぞれＶｃ、Ｖｄ、Ｖｓとする。ここ
で、Ｖｃは一定電圧になっている一方、Ｖｄ、Ｖｓには
前述したＴＦＴやＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子３
０ａ、３０ｂを介して印加される信号ＳＡ１、ＳＡ２・
・・ＳＢ１、ＳＢ２・・・によって電位が変えられるよ
うになっている。

【０１２４】電極形状について、本実施の形態において
は、棒状の駆動用電極３と駆動用電極４が交互に並列配
置された形状になっているが、基本動作については、図
６、図７に示すような環状電極の場合と同一である。た
だし電界Ｅ１の向きが、電極の配置方向に一様に向く構
造となる点が異なる。

【０１２５】第１の制御状態は、下式Ｖｄ＜Ｖｃ＜ＶｓもしくはＶｓ＜Ｖｃ＜Ｖｄを満たす電圧をそれぞれの電極に印加した状態で、第３
の駆動用電極４から第２の駆動用電極３および第１の駆
動用電極５に向かって、またはその逆向きに電界Ｅ１が
発生する。例えば、正の誘電率異方性を持つネマティッ
ク液晶の場合、分子の長軸がこの電気力線に沿って配列
する（第１の配向状態）。

【０１２６】第２の制御状態は、下式Ｖｄ＝Ｖｓ≠Ｖｃを満たす電圧をそれぞれの電極に印加した状態で、第２
の駆動用電極３および第３の駆動用電極４から第１の駆
動用電極５に向かって電界Ｅ２が発生する。第一の状態
とは異なり液晶分子の長軸はこの電気力線に沿って配列
する（第２の配向状態）。

【０１２７】従って、しきい電圧が２．５Ｖ程度の一般
的なネマティック液晶を用いた場合には、Ｖｃを基準電
位（０Ｖ）に設定し、Ｖｄ、Ｖｓの大きさをそれぞれ±
２．５Ｖの間で制御することによりアナログ式に階調駆
動を行うことができる。

【０１２８】ここで、図７（ａ）にあるような第１の配
向状態での電界の強さが第２の電極と第３の電極の間の
電位差、Ｖｄ−Ｖｓによって決まるのに対し、図７
（ｂ）のような第２の配向状態での電界の強さは第１の
電極と第２、第３の電極の間の電位差、Ｖｃ−Ｖｄ（ま
たはＶｃ−Ｖｓ）によって決まる。よって、上記に説明
したようにＶｃをＶｄとＶｓの中間電位に設定した場合
には、第１の配向状態での電界の強さを第２の配向状態
における電界の強さよりも大きくすることができる。こ
のように、本実施形態の場合には、実施の形態１に比べ
て、図７（ａ）に示す第１の状態の電界を強く出来ると
いう特徴がある。また、Ｖｄ、Ｖｓの電圧の極性を、第
１の駆動用電極５の電位Ｖｃに対して、走査線毎、また
はフレーム毎に反転させることで、ライン反転、フレー
ム反転などの駆動も容易に実現できるという特徴もあ
る。

【０１２９】また、従来の構成による電気光学装置で
は、電界の保持が不充分な場合、フリッカーの発生など
の表示上の問題点が発生したが、本実施の形態にあるよ
うな構成では、スイッチング素子につながる駆動用電極
３、駆動用電極４の２つの電極の保持特性がほぼ同等な
らば、たとえ電荷がリークしても電界の方向が変化しな
いので、液晶の配向が大きく乱れることもなく、よって
フリッカーも発生しない。

【０１３０】さらに、本形態では、第２の駆動用電極３
および第３の駆動用電極４のそれぞれに信号入力が可能
であるため、以下の駆動方式を採用できる。すなわち、
Ｖｃとして０Ｖを準備するとともに、Ｖｄ用およびＶｓ
用として±Ｖｓｅｌを準備し、最初の１フレーム目にお
いてＶｄ≠Ｖｓに設定するときには、ＶｄおよびＶｓと
してそれぞれ＋Ｖｓｅｌおよび−Ｖｓｅｌを用い、次の
フレームにおいてＶｄ≠Ｖｓに設定するときには、Ｖｄ
用およびＶｓ用としてそれぞれ＋Ｖｓｅｌおよび−Ｖｓ
ｅｌを使用する。このとき、Ｖｄ≠Ｖｓに設定したパル
ス幅と、Ｖｄ＝Ｖｓに設定したパルス幅の比を変えてＰ
ＷＭ駆動を行えば、たとえば、１水平走査ライン毎に極
性を１フィールド毎に反転させることができる。

【０１３１】［電子機器への適用例］次に、本発明に係
る電気光学装置１００を備えた電子機器について説明す
る。

【０１３２】（投射型表示装置の構成例）図１７は、本
発明に係る透過型の電気光学装置をライトバルブとして
備え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。本発明の電気光学装置は画素の大きさが小さ
く、画素密度が非常に高い電気光学装置にたいして特に
有効なので、液晶プロジェクタに搭載されるライトバル
ブに用いられることで特に効果を発揮することができ
る。

【０１３３】本実施例で説明した透過型の電気光学装置
を使った場合のプロジェクタは、光源部１０１０と、ダ
イクロイックミラー１０４０と、反射ミラー１０５０
と、リレーレンズ１０６０と、本発明の電気光学装置か
らなる反射型液晶ライトバルブ１０７０と、クロスダイ
クロイックプリズム１０８０と、投射レンズからなる投
射光学系１０９０とで概略構成されている。

【０１３４】光源部１０１０はメタルハライド等のラン
プ１０２０とランプの光を反射するリフレクタ１０３０
とからなる。

【０１３５】光源部１０１０から出射された白色光束の
うち青色光と緑色光が第１のダイクロイックミラー１０
４０ａで反射される。一方、赤色光はダイクロイックミ
ラー１０４０ａを透過し、反射ミラー１０５０ｃで反射
されて、赤色光用液晶ライトバルブ１０７０Ｒに入射す
る。

【０１３６】第１のダイクロイックミラー１０４０ａに
て反射された色光のうち緑色光が第２のダイクロイック
ミラー１０４０ｂで反射され、緑色光用液晶ライトバル
ブ１０７０Ｇに入射する。

【０１３７】一方、第２のダイクロイックミラー１０４
０ｂも透過した青色光は、反射ミラー１０５０ａ、１０
５０ｂで反射されて、青色光用液晶ライトバルブ１０７
０Ｂに入射する。このとき、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１０６０ａ、リ
レーレンズ１０６０ｂ、出射レンズ１０６０ｃを含むリ
レーレンズ系からなる導光手段１０６５が設けられてい
る。

【０１３８】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１０８０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１０９０によってスク
リーン１０９５上に投射され、画像が拡大されて表示さ
れる。

【０１３９】このように照度の均一化を図るためにイン
テグレータレンズ系を用いているような投射装置の場
合、電気光学装置に入射する光は平行ではなく、発散成
分を多く含んだ光束となりやすい。このとき電気光学装
置にはさまざまな角度から光が入射するので、コントラ
ストを上げるためには、表示特性の角度依存性を小さく
することが重要である。そのため先に説明した表示特性
の角度依存性を小さくできる電気光学装置を用いること
は非常に有効な手段となる。

【０１４０】（投射型表示装置の別の構成例）図１８は
本発明にかかる反射型電気光学装置をライトバルブとし
て備え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。

【０１４１】本実施例で説明した反射型の電気光学装置
を使った場合のプロジェクタは、偏光照明装置１１００
と、偏光ビームスプリッタ１１４０と、ダイクロイック
ミラー１１６０と、本発明の電気光学装置からなる反射
型液晶ライトバルブ１１７０と、投射レンズからなる投
射光学系１１８０とで概略構成されている。

【０１４２】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に至るよう
になっている。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１１
６０ａ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。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１
１６０ｂ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。

【０１４３】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１１７０
Ｒ、１１７０Ｇ、１１７０Ｂによって変調された光束は
ダイクロイックミラー１１６０ａ、１１６０ｂによって
合成され、ライトバルブで変調を受け偏光方向が変化し
た光束成分のみが偏光ビームスプリッタ１１４０を投射
レンズ方向に透過し、スクリーン１１９０に投射され
る。

【０１４４】（別の電子機器への使用例）図１９は本発
明にかかる透過型電気光学装置と凹面鏡を備えた頭部搭
載型ディスプレイ（ＨＭＤ：ＨｅａｄＭｏｕｎｔＤ
ｉｓｐｌａｙ）の要部を平面的に見た概略構成図であ
る。

【０１４５】本実施例のＨＭＤ２０００の光学系は、光
源２０４０と、本発明にかかる電気光学装置２０１０
と、ハーフミラー２０２０と、凹面鏡２０３０とで概略
構成される。

【０１４６】光源から出射された光は、透過型の電気光
学装置２０１０により透過または吸収の制御を受けた
後、ハーフミラー２０２０により反射され、凹面鏡２０
３０に到達する。観察者はこの凹面鏡２０３０に映し出
された映像をハーフミラー２０２０を介して直視するこ
とができる構造となっている。

【０１４７】ＨＭＤのような小型の電子機器に関して
は、搭載される電気光学装置も当然小型のものに限られ
画素ピッチも必然的に小さくなるため、補助電極を用い
て画素周辺の電界を積極的に利用する本発明を適用する
と効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る電気光学装置の基
本的な構成を模式的に示す等価回路図である。

【図２】（ａ）は、図１に示す電気光学装置の一例をそ
のアクティブマトリクス基板上に形成された各構成要素
と共に対向基板の側から見た平面図であり、（ｂ）は、
図２（ａ）のＨ−Ｈ′断面図である。

【図３】（ａ）は、図１に示す電気光学装置の単位画素
における各駆動用電極の位置関係などを示す平面図、
（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ′断面を模式的に示す説
明図である。

【図４】図３（ａ）のＢ−Ｂ′における断面図である。

【図５】図１に示す電気光学装置において、反射電極を
形成したアクティブマトリクス基板の断面構成を示す図
であり、図４に対応する部分の断面図である。

【図６】図１に示す電気光学装置における単位画素の電
極構造を示す平面図である。

【図７】図１に示す電気光学装置における第１の制御状
態（第１の配向状態）および第２の制御状態（第２の配
向状態）を示す断面図である。

【図８】図１に示す電気光学装置における単位画素の他
の電極構造を示す平面図である。

【図９】図１に示す電気光学装置における単位画素のさ
らに別の電極構造（立体的な補助電極）における制御状
態を表す断面図である。

【図１０】図１に示す電気光学装置における第３の駆動
用電極の厚さとコントラストの関係を示すグラフであ
る。

【図１１】図１に示す電気光学装置における単位画素の
さらに別の電極構造を示す平面図である。

【図１２】本発明の実施の形態２に係る電気光学装置の
基本的な構成を模式的に示す等価回路図である。

【図１３】（ａ）は、図１２に示す電気光学装置の一例
をそのアクティブマトリクス基板上に形成された各構成
要素と共に対向基板の側から見た平面図であり、（ｂ）
は、図１３（ａ）のＨ−Ｈ′断面図である。

【図１４】（ａ）は、図１２に示す電気光学装置の単位
画素における各駆動用電極の位置関係などを示す平面
図、（ｂ）は、図１４（ａ）のＣ−Ｃ′断面を模式的に
示す説明図である。

【図１５】図１４のＤ−Ｄ′における断面図である。

【図１６】図１２に示す電気光学装置において、反射電
極を形成したアクティブマトリクス基板の断面構成を示
す図であり、図１５に対応する部分の断面図である。

【図１７】本発明に係る透過型電気光学装置をライトバ
ルブとして備えた液晶プロジェクタの概略構成図であ
る。

【図１８】本発明に係る反射型電気光学装置をライトバ
ルブとして備えた液晶プロジェクタの概略構成図であ
る。

【図１９】本発明に係る電気光学装置を備えた凹面鏡型
のＨＭＤの概略構成図である。

【図２０】ＴＮモードの表示原理を示す断面図である。

【符号の説明】

１ａアクティブマトリクス基板（第２の基板）１ｂ対向基板（第１の基板）２ａ、２ｂ偏光板３第２の駆動用電極４第３の駆動用電極５第１の駆動用電極６シール材７位相差フィルム８カラーフィルタ１０液晶２０走査線２１、２１ａ、２１ｂデータ線３０、３０ａ、３０ｂ画素スイッチング素子１００電気光学装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の基板と第２の基板との間に電気光
学物質が挟持されてなり、前記第１の基板および前記第
２の基板には前記電気光学物質を第１の配向状態と該第
１の配向状態とは異なる第２の配向状態とに制御するた
めの電極群が形成されてなる電気光学装置において、前記電極群には、単位画素あたり、少なくとも前記第１
の基板において前記第２の基板と対向する側の表面に形
成された第１の駆動用電極と、前記第２の基板において前記第１の基板と対向する側の
表面に前記第１の駆動用電極と対向して形成された第２
の駆動用電極と、前記第２の基板において前記第１の基板と対向する側の
表面に前記第２の駆動用電極と絶縁されて形成された第
３の駆動用電極とが含まれていることを特徴とする電気
光学装置。
【請求項２】請求項１において、前記の各電極に印加
される信号に基づいて前記電気光学物質が前記第１の配
向状態と前記第２の配向状態とに制御されることを特徴
とする電気光学装置。
【請求項３】請求項１または２において、前記電気光
学物質は液晶であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項４】請求項１または２において、前記液晶
は、正または負の誘電率異方性を持つネマティック液晶
であり、該ネマチティック液晶の屈性率異方性を利用して光の透
過状態を制御することを特徴とする電気光学装置。
【請求項５】請求項３または４において、前記第１の
基板および前記第２の基板は、前記電気光学物質に電界
が印加されていない状態で各基板表面が前記液晶に配向
規制力を発生しない表面状態を有していることを特徴と
する電気光学装置。
【請求項６】請求項３ないし５のいずれかにおいて、
前記第２の駆動用電極および前記第３の駆動用電極に印
加される電圧をそれぞれＶｄ、Ｖｓとしたとき、Ｖｄ、
Ｖｓが下式Ｖｄ≠Ｖｓを満たす関係にあるときには前記電気光学物質は第１の
配向状態に制御され、Ｖｄ、Ｖｓが下式Ｖｄ＝Ｖｓを満たす関係にあるときには前記電気光学物質は前記第
２の配向状態に制御されることを特徴とする電気光学装
置。
【請求項７】請求項３ないし５のいずれかにおいて、
前記第１の駆動用電極、前記第２の駆動用電極および前
記第３の駆動用電極に印加される電圧をそれぞれＶｃ、
Ｖｄ、Ｖｓとしたとき、Ｖｃ、Ｖｄ、Ｖｓが下式Ｖｄ＝Ｖｃ≠Ｖｓを満たす関係にあるときには、前記液晶の分子が前記基
板面と略平行な第１の配向状態に制御され、Ｖｃ、Ｖｄ、Ｖｓが下式Ｖｄ＝Ｖｓ≠Ｖｃを満たす関係にあるときには、前記液晶の分子が基板面
に対してほぼ垂直方向となる前記第２の配向状態に制御
されることを特徴とする電気光学装置。
【請求項８】請求項１ないし７のいずれかにおいて、
前記第３の駆動用電極は、前記単位画素内で前記第２の
駆動用電極の周囲を囲むように形成されていることを特
徴とする電気光学装置。
【請求項９】請求項１ないし８のいずれかにおいて、
前記第２の駆動用電極と前記第３の駆動用電極は、前記
単位画素内で交互に並列配置されていることを特徴とす
る電気光学装置。
【請求項１０】請求項１ないし８のいずれかにおい
て、前記第２の駆動用電極および前記第３の駆動用電極
は、前記単位画素内で複数に分割されていることを特徴
とする電気光学装置。
【請求項１１】請求項１ないし１０のいずれかにおい
て、前記第３の駆動用電極、または該第３の駆動用電極
の一部は、前記電気光学物質の層の厚さの３分の１以上
の厚さを有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項１２】請求項１ないし１１のいずれかにおい
て、前記第２の駆動用電極は、前記単位画素の各々に形
成されたスイッチング素子を介して信号が供給されるこ
とを特徴とすることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１３】請求項１ないし１１のいずれかにおい
て、前記第２の駆動用電極は、前記単位画素の各々に形
成された第１のスイッチング素子を介して信号が供給さ
れ、前記第３の駆動用電極は、前記単位画素の各々に形
成された第２のスイッチング素子を介して信号が供給さ
れることを特徴とすることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１４】請求項１２または１３において、前記
第２の駆動用電極および前記第３の駆動用電極の両方、
または少なくともその一方は、前記スイッチング素子と
該スイッチング素子に接続する配線の全体、または少な
くとも一部を絶縁膜を介して覆うように形成されている
ことを特徴とする電気光学装置。
【請求項１５】請求項１２ないし１４のいずれかにお
いて、前記スイッチング素子は、薄膜トランジスタであ
ることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１６】請求項１ないし１５のいずれかにおい
て、前記第１の基板および前記第２の基板のうち、少な
くとも光が入射してくる一方の基板に対して偏光手段が
配置されてなり、当該一方の基板と前記偏光手段との間
に少なくとも１枚の位相差フィルムが配置されているこ
とを特徴とする電気光学装置。
【請求項１７】請求項１ないし１６のいずれかにおい
て、前記第１の基板および前記第２の基板のうち、少な
くとも光が入射してくる一方の基板と対向する他方側の
基板には、前記一方の基板の方に反射面を向ける反射手
段が形成されてなることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１８】請求項１ないし１７のいずれかにおい
て、前記第１の基板および前記第２の基板のいずれか一
方の基板にカラーフィルタ層が形成されてなることを特
徴とする電気光学装置。
【請求項１９】請求項１ないし１８のいずれかに記載
の電気光学装置を備えてなることを特徴とする電子機
器。