JP2002082630A

JP2002082630A - 電気光学装置

Info

Publication number: JP2002082630A
Application number: JP2001138293A
Authority: JP
Inventors: Shunpei Yamazaki; 舜平山崎; Yuugo Gotou; 裕吾後藤; Hideki Katsura; 秀樹桂
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2000-05-12
Filing date: 2001-05-09
Publication date: 2002-03-22
Anticipated expiration: 2021-05-09
Also published as: JP4916620B2

Abstract

(57)【要約】【課題】カラーフィルタの遮光マスクとして金属膜を
用いた従来の液晶表示装置では、他の配線との寄生容量
が形成され信号の遅延が生じやすいという問題が生じて
いた。また、カラーフィルタの遮光マスクとして黒色顔
料を含有した有機膜を用いた場合、製造工程が増加する
という問題が生じていた。【解決手段】本発明は、遮光マスク（ブラックマトリク
ス）を用いることなく、対向基板上に遮光部１５として
２層の着色層を積層した膜（青色の着色層１１と赤色の
着色層１２との積層膜）をアクティブマトリクス基板の
ＴＦＴ及びソース配線と重なるよう形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本明細書の発明は薄膜トラン
ジスタ（以下、ＴＦＴという）で構成された回路を有す
る半導体装置およびその製造方法に関する。例えば、液
晶表示パネルに代表される電気光学装置およびその様な
電気光学装置を部品として搭載した電子機器に関する。

【０００２】なお、本明細書中において半導体装置と
は、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を
指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て
半導体装置である。

【０００３】

【従来の技術】近年、絶縁表面を有する基板上に形成さ
れた半導体薄膜（厚さ数〜数百ｎｍ程度）を用いて薄膜
トランジスタ（以下、ＴＦＴと呼ぶ）を構成する技術が
注目されている。ＴＦＴはＩＣや電気光学装置のような
電子デバイスに広く応用され、特に液晶表示装置のスイ
ッチング素子として開発が急がれている。本明細書で
は、電気光学装置は表示装置と同義語である。

【０００４】液晶表示装置において、高品位な画像を得
るために、画素電極をマトリクス状に配置し、画素電極
の各々に接続するスイッチング素子としてＴＦＴを用い
たアクティブマトリクス型液晶表示装置が注目を集めて
いる。

【０００５】アクティブマトリクス型液晶表示装置には
大きく分けて透過型と反射型の二種類のタイプが知られ
ている。

【０００６】透過型の液晶表示装置は、バックライトを
用い液晶の後方から光を発して、液晶の複屈折性や旋光
性を利用して、光の通り具合を調整し表示を行ってい
る。また、透過型の液晶表示装置は、モバイルコンピュ
ータやビデオカメラ用の表示ディスプレイとしての需要
がますます高まっている。

【０００７】また、液晶表示装置においては、アモルフ
ァスシリコンまたはポリシリコンを半導体としたＴＦＴ
をマトリクス状に配置して、各ＴＦＴに接続された画素
電極とソース線とゲート線とがそれぞれ形成されたアク
ティブマトリクス基板と、これに対向配置された対向電
極を有する対向基板との間に液晶材料が挟持されてい
る。また、カラー表示するためのカラーフィルタは対向
基板に貼りつけられている。そして、アクティブマトリ
クス基板と対向基板にそれぞれ光シャッタとして偏光板
を配置し、カラー画像を表示している。

【０００８】このカラーフィルタは、Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の着色層と、画素の間隙だけを覆う遮
光マスクとを有し、光を透過させることによって赤色、
緑色、青色の光を抽出する。遮光マスクは、画面をくっ
きりと見せるためのものである。この遮光マスクは、一
般的に金属膜（クロム等）または黒色顔料を含有した有
機膜で構成されている。このカラーフィルタは、画素に
対応する位置に形成され、これにより画素ごとに取り出
す光の色を変えることができる。なお、画素に対応した
位置とは、画素電極と一致する位置を指す。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】カラーフィルタの遮光
マスクとして金属膜を用いた従来の液晶表示装置では、
他の配線との寄生容量が形成され信号の遅延が生じやす
いという問題が生じていた。また、環境を配慮して非ク
ロム系材料が注目されている。さらに、カラーフィルタ
の遮光マスクとして黒色顔料を含有した有機膜を用いた
場合には、製造工程が増加するという問題が生じてい
た。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、遮光マスク
（ブラックマトリクス）を用いることなく、ＴＦＴ及び
画素間を遮光する画素構造を特徴としている。遮光する
手段の一つとして、対向基板上に遮光部として２層の着
色層を積層した膜（赤色の着色層と青色の着色層との積
層膜）を素子基板のＴＦＴと重なるよう形成することを
特徴としている。

【００１１】本明細書では、「赤色の着色層」とは、着色
層に照射された光の一部を吸収し、赤色の光を抽出する
ものである。また、同様に「青色の着色層」とは、着色層
に照射された光の一部を吸収し、青色の光を抽出するも
のであり、「緑色の着色層」とは、着色層に照射された光
の一部を吸収し、緑色の光を抽出するものである。

【００１２】本明細書で開示する発明の構成は、ＴＦＴ
と、第１の着色層と第２の着色層の積層からなる遮光部
を有し、前記遮光部は、少なくとも前記ＴＦＴのチャネ
ル形成領域と重なって形成されていることを特徴とする
電気光学装置である。結果として、ブラックマトリクス
を形成する工程を省略することができる。

【００１３】また、他の発明の構成は、複数の画素電極
と、第１の着色層と第２の着色層の積層からなる遮光部
を有し、前記遮光部は、任意の画素電極と、該画素電極
と隣り合う画素電極との間に重なって形成されているこ
とを特徴とする電気光学装置である。結果として、ブラ
ックマトリクスを形成する工程を省略することができ
る。

【００１４】また、上記各構成において、前記第１の着
色層は青色であることを特徴としている。また、前記第
２の着色層は赤色である。

【００１５】前記遮光部は、スイッチング素子が形成さ
れた基板に設けられていることを特徴とする電気光学装
置である。

【００１６】また、上記各構成において、前記遮光部
は、対向基板に設けられている。

【００１７】また、上記各構成において、前記電気光学
装置は、画素電極が透明導電膜からなる透過型の液晶表
示装置であることを特徴とする電気光学装置である。

【００１８】

【発明の実施の形態】本明細書の発明の実施形態につい
て、以下に説明する。

【００１９】図１に本発明の構成を示す。ここでは透過
型の液晶表示装置を例にとり、以下に説明する。

【００２０】図１（Ａ）は、適宜、３色の着色層１１〜
１３を形成して、遮光部１５及び画素開口部１７〜１９
を構成した一例を示している。一般に、着色層は顔料を
分散した有機感光材料からなるカラーレジストを用いて
形成される。

【００２１】遮光部１５は、画素と該画素に近接した各
画素の間隙を遮光するように形成する。従って、入射光
は遮光部１５により吸収され観察者には、ほぼ黒色とし
て認識される。また、遮光部１５は、素子基板の画素Ｔ
ＦＴと重なるよう形成され、画素ＴＦＴを外部の光から
遮断する役目を果たしている。

【００２２】遮光部１５は、青色の着色層１１と赤色の
着色層１２とを積層して形成する。青色の着色層は、着
色層（Ｂ）１１および遮光部１５（Ｒ+Ｂ）に同時にパ
ターニングする。また、赤色の着色層は、着色層（Ｒ）
１２および遮光部１５（Ｒ+Ｂ）に同時にパターニング
する。

【００２３】なお、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）中におけ
る遮光部及び画素開口部を鎖線（Ａ１−Ａ１’）で切断
した断面構造を示している。図１（Ｂ）は対向基板１０
上に着色層（Ｇ）１３を形成した後、着色層（Ｂ）１１
と着色層（Ｒ）１２とを積層することにより、遮光部１
５（Ｒ＋Ｂ）と画素開口部（Ｂ）１７と画素開口部
（Ｒ）１８と画素開口部（Ｇ）１９とを形成した例であ
る。よって、図１（Ｃ）では、対向基板１０上に着色層
（Ｂ）１１が形成された後、着色層（Ｒ）１２が形成さ
れる。さらに、平坦化膜１４で着色層を覆っている。

【００２４】また、青色の着色層（Ｂ）１１と赤色の着
色層（Ｒ）１２との積層膜（遮光部１５）について、そ
れぞれの透過率をある測定条件（白色光源（Ｄ６５）、
視野角２°、対物レンズ５倍）で測定した。その測定結
果を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】また、表１をグラフにしたものが図３であ
る。

【００２７】表１及び図３で示されるように、Ｒ＋Ｂ
（遮光部１５に相当）は可視光領域（４００〜７００ｎ
ｍの波長域）で７％以下の透過率となり、十分に遮光マ
スクとして機能する。

【００２８】また、着色層を３層重ねれば遮光性は増す
が、３層重ねた分、凹凸が大きくなるため、基板の平坦
性が失われ、液晶層に乱れが生じてしまう。特に、強誘
電性液晶のように、下地の平坦性が配向の影響を及ぼす
液晶材料には重要な問題である。しかし、本発明のよう
に着色層を２層重ねる程度であれば、基板の平坦性に液
晶層にもほとんど影響ないレベルである。

【００２９】このように本発明では２層の着色層からな
る積層膜（Ｒ＋Ｂ）で遮光マスクを形成することを特徴
としている。結果として、ブラックマトリクスを形成す
る工程を省略することができ、工程数が低減した。

【００３０】ただし、図１（Ｂ）〜図１（Ｃ）に示した
断面図は一例であって、特に限定されず、例えば、図２
（Ｂ）〜図２（Ｃ）に示す構造を取ってもよい。図２
（Ｂ）は対向基板２０上に着色層（Ｇ）２３を形成した
後、着色層（Ｒ）２２と着色層（Ｂ）２１とを積層する
ことにより、遮光部２５（Ｒ＋Ｂ）と画素開口部（Ｂ）
２７と画素開口部（Ｒ）２８と画素開口部（Ｇ）２９と
を形成した例である。よって、図２（Ｃ）では、対向基
板２０上に着色層（Ｒ）２２が形成された後、着色層
（Ｂ）２１が積層され、遮光部(Ｂ+Ｒ) ２５が形成され
る。さらに、平坦化膜２４で着色層を覆っている。

【００３１】また、画素電極間における配線と画素電極
と着色層との位置関係を図４に示す。図４（Ａ）は、図
１に対応している。図４（Ａ）は、画素電極５１と画素
電極５２との間を遮光するように、ソース配線５０上方
で着色層（Ｂ）５８の端部と一部が重なるように着色層
（Ｒ）５９を形成している例である。着色層（Ｂ）５８
と着色層（Ｒ）５９との重なり部がソース配線５０の上
方に設けられればよい。なお、図４（Ａ）中において５
３と５５は配向膜、５４は液晶、５６は対向電極、５７
は平坦化膜である。

【００３２】図４（Ｂ）に示すような構造としてもよ
い。図４（Ｂ）は、図２に対応している。図４（Ｂ）
は、画素電極６１と画素電極６２との間を遮光するよう
に、ソース配線６０上方で着色層（Ｒ）６９の端部と一
部が重なるように着色層（Ｂ）６８を形成している例で
ある。

【００３３】なお、図４（Ａ）（Ｂ）に示した例に限定
されることなく、２層の着色層のパターニングにより形
成される遮光部（重ね合わせ部）を拡大して、ソース配
線の周辺部にも遮光部を設けてもよい。この遮光部を用
いることにより、ソースライン反転駆動時に生じる光漏
れが隠され、コントラストが向上する。

【００３４】また、画素開口部１７〜１９を通過した光
は、単層の着色層１１〜１３によりそれぞれ対応する色
に着色されて観測者に認識される。なお、図１（Ｂ）
は、図１（Ａ）中における画素開口部を鎖線（Ａ１−Ａ
１’）で切断した断面構造を示している。図１（Ｃ）に
示すように、対向基板１０上に単層の着色層１１〜１２
が順次形成されており、さらに、これらの着色層１１〜
１２を覆う平坦化膜１４が形成されている。

【００３５】画素開口部においては、図１７に示した従
来の単層の透過率の結果のように、青色の着色層は４５
０ｎｍ付近で８５％を越える透過率を示している。ま
た、緑色の着色層は５３０ｎｍ付近で８０％を越える透
過率を示している。また、赤色の着色層は６００〜８０
０ｎｍで９０％を越える透過率を示している。

【００３６】ここでは透過型の液晶表示装置の例である
ので、画素開口部１７〜１９に入射した光は、画素電極
と液晶層とを通過して、単層の着色層１１〜１３をそれ
ぞれ通過した後、それぞれの色の光が抽出され、観察者
に認識される。

【００３７】また、着色層１１〜１３には、最も単純な
ストライプパターンをはじめとして、斜めモザイク配
列、三角モザイク配列、ＲＧＢＧ四画素配列、もしくは
ＲＧＢＷ四画素配列などを用いることができる。

【００３８】以上の構成でなる本明細書の発明につい
て、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行う
こととする。

【００３９】

【実施例】［実施例１］以下、本発明の一実施例をアク
ティブマトリクス型液晶表示装置に用いる対向基板の製
造を例にとって説明する。図１は本発明に従って形成さ
れた着色層を備えた対向基板を模式的に示す図である。

【００４０】まず、透光性を有する対向基板１０にはコ
ーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなど
に代表されるバリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウ
ケイ酸ガラスなどのガラス基板を用意する。その他に、
石英基板、プラスチック基板などの透光性基板を使用す
ることもできる。

【００４１】次いで、対向基板１０上に有機感光材料
（ＣＲＹ−８０００：富士フィルムオーリン社製のCOLO
R MOSAIC）を塗布して、フォトリソグラフィ法により、
この有機感光材料を図１（Ａ）に示すように格子状にパ
ターニングして緑色の着色層（Ｇ）１３を形成する。な
お、緑色の着色層（Ｇ）１３については、この領域が緑
色の画素開口部１９となる。

【００４２】次いで、所定の位置に有機感光材料（ＣＧ
Ｙ−８０００：富士フィルムオーリン社製のCOLOR MOSA
IC）を塗布して、フォトリソグラフィ法により、この有
機感光材料を図１（Ａ）に示すようにパターニングして
青色の着色層（Ｂ）１１を所定の位置に形成する。

【００４３】次いで、所定の位置に有機感光材料（ＣＭ
−８０００：富士フィルムオーリン社製のCOLOR MOSAI
C）を塗布して、フォトリソグラフィ法により、この有
機感光材料を図１（Ａ）に示した形状にパターニングし
て青色の着色層（Ｂ）１１を形成する。図１に示すよう
に、この青色の着色層（Ｂ）１１が、赤色の着色層
（Ｒ）１２と一部重なり遮光部１５を形成する。この遮
光部１５が少なくとも、画素TFT及び、ゲート配線（図
示は省略）、ソース配線（図示は省略）と重なるように
マスクの設計が行わている。一方、図１（Ｂ）に示すよ
うに、青色の着色層（Ｂ）１１のうち、赤色の着色層
（Ｒ）１２と重なっていない領域が青色の画素開口部
（Ｂ）１７となる。また、赤色の着色層（Ｒ）１２のう
ち、青色の着色層（Ｂ）１１と重なっていない領域が赤
色の画素開口部（Ｒ）１８となる。

【００４４】なお、遮光部１５は、ＴＦＴが設けられた
素子基板と貼り合わせた時にＴＦＴのチャネル形成領域
と重なるように形成する。

【００４５】こうして３回のフォトリソグラフィ法で画
素開口部１７〜１９と、遮光部１５とを形成することが
できる。

【００４６】次いで、各着色層を覆う平坦化膜１４を形
成する。着色層が単層である領域と着色層が２層重なっ
ている領域とで１〜１．５μｍ程度の段差が生じるた
め、この平坦化膜１４としては１μｍ以上、好ましくは
２μｍの膜厚を必要とする。この平坦化膜１４としては
透光性を有する有機物、例えば、ポリイミド、アクリ
ル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシ
クロブテン）等の有機樹脂材料を用いることができる。
ただし、平坦性が問題にならないのであれば、この平坦
化膜を設ける必要はない。

【００４７】なお、本実施例では有機感光材料を塗布し
て、フォトリソグラフィ法により、所望の形状にパター
ニングして各着色層１１〜１３を形成したが、特に上記
製造方法に限定されないことは言うまでもない。

【００４８】この後、図示しないが、平坦化膜上に透明
導電膜からなる対向電極を形成し、さらにその上に液晶
材料を配向させるための配向膜を形成し、さらに必要が
あれば配向処理を施す。

【００４９】こうして得られた対向基板を用いて、アク
ティブマトリクス型の液晶表示装置を製造する。

【００５０】［実施例２］実施例１では、緑色の着色層
（Ｇ）１３、青色の着色層（Ｂ）１１、赤色の着色層
（Ｒ）１２と順次形成した例を示したが、本実施例は実
施例１と異なる順序で着色層を形成する例を以下に示
す。

【００５１】図２（Ａ）は、まず、着色層（Ｇ）２３を
形成し、着色層（Ｒ）２２と着色層（Ｂ）２１とを積層
した例である。なお、図２（Ｂ）は図２（Ａ）中の鎖線
Ａ３−Ａ３’で切断した断面図に対応し、図２（Ｃ）は
図２（Ａ）中の鎖線Ａ４−Ａ４’で切断した断面図に対
応している。

【００５２】対向基板２０には実施例１で用いた基板を
使用する。

【００５３】まず、対向基板２０上に有機感光材料（Ｃ
ＲＹ−８０００：富士フィルムオーリン社製のCOLOR MO
SAIC）を塗布して、フォトリソグラフィ法により、この
有機感光材料を図２（Ａ）に示すように格子状にパター
ニングして緑色の着色層（Ｒ）２３を形成する。なお、
緑色の着色層（Ｇ）２３については、この領域が緑色の
画素開口部２９となる。

【００５４】次いで、所定の位置に有機感光材料（ＣＧ
Ｙ−８０００：富士フィルムオーリン社製のCOLOR MOSA
IC）を塗布して、フォトリソグラフィ法により、この有
機感光材料を図２（Ａ）に示すようにパターニングして
赤色の着色層（Ｒ）２２を所定の位置に形成する。

【００５５】次いで、所定の位置に有機感光材料（ＣＭ
−８０００：富士フィルムオーリン社製のCOLOR MOSAI
C）を塗布して、フォトリソグラフィ法により、この有
機感光材料を図２（Ａ）に示した形状にパターニングし
て青色の着色層（Ｂ）２１を形成する。図２（Ｂ）及び
図２（Ａ）に示すように、この赤色の着色層（Ｒ）２２
は、青色の着色層（Ｂ）２１と一部重なり遮光部２５を
形成する。一方、図２（Ｂ）に示すように、青色の着色
層（Ｂ）２１のうち、赤色の着色層（Ｒ）２２と重なっ
ていない領域が青色の画素開口部（Ｂ）２７となる。ま
た、赤色の着色層（Ｒ）２２のうち、青色の着色層
（Ｒ）２１と重なっていない領域が赤色の画素開口部
（Ｒ）２８となる。

【００５６】なお、遮光部２５は、ＴＦＴが設けられた
アクティブマトリクス基板と貼り合わせた時にＴＦＴの
チャネル形成領域と重なるように形成する。

【００５７】こうして３回のフォトリソグラフィ法で画
素開口部２７〜２９と、遮光部２５とを形成することが
できる。

【００５８】次いで、各着色層を覆う平坦化膜２４を形
成する。着色層が単層である領域と着色層が２層重なっ
ている領域とで１〜１．５μｍ程度の段差が生じるた
め、この平坦化膜２４としては１μｍ以上、好ましくは
２μｍの膜厚を必要とする。この平坦化膜２４としては
透光性を有する有機物、例えば、ポリイミド、アクリ
ル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシ
クロブテン）等の有機樹脂材料を用いることができる。
ただし、平坦性が問題にならないのであれば、この平坦
化膜を設ける必要はない。

【００５９】なお、本実施例では有機感光材料を塗布し
て、フォトリソグラフィ法により、所望の形状にパター
ニングして各着色層２１〜２３を形成したが、特に上記
製造方法に限定されないことは言うまでもない。

【００６０】この後、図示しないが、平坦化膜上に透明
導電膜からなる対向電極を形成し、さらにその上に液晶
を配向させるための配向膜を形成し、さらに必要があれ
ば配向処理を施す。

【００６１】こうして得られた対向基板を用いて、アク
ティブマトリクス型の液晶表示装置を製造する。

【００６２】[実施例３]本実施例ではアクティブマトリ
クス基板の製造方法について図５〜図１１を用いて説明
する。

【００６３】本実施例では実施例１または実施例２で得
られた対向基板と貼り合わせるアクティブマトリクス基
板（素子基板とも言う）を製造する方法について説明す
る。ここでは、同一基板上に画素部と、画素部の周辺に
設ける駆動回路のＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴ及びｐチ
ャネル型ＴＦＴ）を同時に製造する方法について詳細に
説明する。

【００６４】まず、本実施例ではコーニング社の＃７０
５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表されるバリウ
ムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラス
などのガラスからなる基板４００を用いる。なお、基板
４００としては、石英基板を用いても良い。また、本実
施例の処理温度に耐えうる耐熱性が有するプラスチック
基板を用いてもよい。透明性を有する基板であれば特に
限定されない。

【００６５】次いで、図５（Ａ）に示すように、基板４
００上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒
化シリコン膜などの絶縁膜から成る下地膜４０１を形成
する。本実施例では下地膜４０１として２層構造を用い
るが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構
造を用いても良い。下地膜４０１の一層目としては、プ
ラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ₄、ＮＨ₃、及びＮ₂Ｏを
反応ガスとして成膜される酸化窒化シリコン膜４０１ａ
を１０〜２００nm（好ましくは５０〜１００nm）形成す
る。本実施例では、膜厚５０ｎｍの酸化窒化シリコン膜
４０１ａ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４
％、Ｈ＝１７％）を形成した。次いで、下地膜４０１の
２層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ₄、
及びＮ₂Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化シリコ
ン膜４０１ｂを５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜
１５０nm）の厚さに積層形成する。本実施例では、膜厚
１００ｎｍの酸化窒化シリコン膜４０１ｂ（組成比Ｓｉ
＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を形成し
た。

【００６６】次いで、下地膜上に半導体層４０２〜４０
６を形成する。半導体層４０２〜４０６は、非晶質構造
を有する半導体膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶ
Ｄ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜した後、
公知の結晶化処理（レーザー結晶化法、熱結晶化法、ま
たはニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法等）を行っ
て得られた結晶質半導体膜を所望の形状にパターニング
して形成する。この半導体層４０２〜４０６の厚さは２
５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで形
成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好まし
くはシリコンまたはシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）
合金などで形成すると良い。本実施例では、プラズマＣ
ＶＤ法を用い、５５ｎｍの非晶質シリコン膜を成膜した
後、ニッケルを含む溶液を非晶質シリコン膜上に保持さ
せた。この非晶質シリコン膜に脱水素化（５００℃、１
時間）を行った後、熱結晶化（５５０℃、４時間）を行
い、さらに結晶化を改善するためのレーザーアニ―ル処
理を行って結晶質シリコン膜を形成した。そして、この
結晶質シリコン膜をフォトリソグラフィ法を用いたパタ
ーニング処理によって、半導体層４０２〜４０６を形成
した。

【００６７】また、半導体層４０２〜４０６を形成した
後、ＴＦＴのしきい値を制御するために微量な不純物元
素（ボロンまたはリン）のドーピングを行ってもよい。

【００６８】また、レーザー結晶化法で結晶質半導体膜
を作製する場合には、パルス発振型または連続発光型の
エキシマレーザーやＹＡＧレーザー、ＹＶＯ₄レーザー
を用いることができる。これらのレーザーを用いる場合
には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光学
系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良
い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものである
が、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数
３０Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜４０
０mJ/cm²(代表的には２００〜３００mJ/cm²)とする。ま
た、ＹＡＧレーザーを用いる場合にはその第２高調波を
用いパルス発振周波数１〜１０ｋＨｚとし、レーザーエ
ネルギー密度を３００〜６００mJ/cm²(代表的には３５
０〜５００mJ/cm²)とすると良い。そして幅１００〜１
０００μｍ、例えば４００μｍで線状に集光したレーザ
ー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザー
光の重ね合わせ率（オーバーラップ率）を８０〜９８％
として行えばよい。

【００６９】次いで、半導体層４０２〜４０６を覆うゲ
ート絶縁膜４０７を形成する。ゲート絶縁膜４０７はプ
ラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜
１５０ｎｍとしてシリコンを含む絶縁膜で形成する。本
実施例では、プラズマＣＶＤ法により１１０ｎｍの厚さ
で酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９
％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。勿論、ゲート絶
縁膜は酸化窒化シリコン膜に限定されるものでなく、他
のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用
いても良い。

【００７０】また、酸化シリコン膜を用いる場合には、
プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Orthosilica
te）とＯ₂とを混合し、反応圧力４０Pa、基板温度３０
０〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度
０．５〜０．８W/cm²で放電させて形成することができ
る。このようにして作製される酸化シリコン膜は、その
後４００〜５００℃の熱アニールによりゲート絶縁膜と
して良好な特性を得ることができる。

【００７１】次いで、ゲート絶縁膜４０７上に膜厚２０
〜１００ｎｍの第１の導電膜４０８と、膜厚１００〜４
００ｎｍの第２の導電膜４０９とを積層形成する。本実
施例では、膜厚３０ｎｍのＴａＮ膜からなる第１の導電
膜４０８と、膜厚３７０ｎｍのＷ膜からなる第２の導電
膜４０９を積層形成した。ＴａＮ膜はスパッタ法で形成
し、Ｔａのターゲットを用い、窒素を含む雰囲気内でス
パッタした。また、Ｗ膜は、Ｗのターゲットを用いたス
パッタ法で形成した。その他に六フッ化タングステン
（ＷＦ₆）を用いる熱ＣＶＤ法で形成することもでき
る。いずれにしてもゲート電極として使用するためには
低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃ
ｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくす
ることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ膜中に酸
素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高
抵抗化する。従って、本実施例では、高純度のＷ（純度
９９．９９９９％）のターゲットを用いたスパッタ法
で、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないよ
うに十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９
〜２０μΩｃｍを実現することができた。

【００７２】なお、本実施例では、第１の導電膜４０８
をＴａＮ、第２の導電膜４０９をＷとしたが、特に限定
されず、いずれもＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕか
ら選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材
料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等
の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表
される半導体膜を用いてもよい。また、ＡｇＰｄＣｕ合
金を用いてもよい。また、第１の導電膜をタンタル（Ｔ
ａ）膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組み合わ
せ、第１の導電膜を窒化チタン（ＴｉＮ）膜で形成し、
第２の導電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を
窒化タンタル（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＡ
ｌ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タンタル
（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＣｕ膜とする組
み合わせとしてもよい。

【００７３】次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジ
ストからなるマスク４１０〜４１５を形成し、電極及び
配線を形成するための第１のエッチング処理を行う。第
１のエッチング処理では第１及び第２のエッチング条件
で行う。本実施例では第１のエッチング条件として、Ｉ
ＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズ
マ）エッチング法を用い、エッチング用ガスにＣＦ₄と
Ｃｌ₂とＯ₂とを用い、それぞれのガス流量比を２５／２
５／１０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電
極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズ
マを生成してエッチングを行った。ここでは、松下電器
産業（株）製のＩＣＰを用いたドライエッチング装置
（Model Ｅ６４５−^□ＩＣＰ）を用いた。基板側（試
料ステージ）にも１５０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投
入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。この
第１のエッチング条件によりＷ膜をエッチングして第１
の導電層の端部をテーパー形状とする。

【００７４】この後、レジストからなるマスク４１０〜
４１５を除去せずに第２のエッチング条件に変え、エッ
チング用ガスにＣＦ₄とＣｌ₂とを用い、それぞれのガス
流量比を３０／３０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコ
イル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入
してプラズマを生成して約３０秒程度のエッチングを行
った。基板側（試料ステージ）にも２０WのＲＦ（13.56
MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を
印加する。ＣＦ₄とＣｌ₂を混合した第２のエッチング条
件ではＷ膜及びＴａＮ膜とも同程度にエッチングされ
る。なお、ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチ
ングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチン
グ時間を増加させると良い。

【００７５】上記第１のエッチング処理では、レジスト
からなるマスクの形状を適したものとすることにより、
基板側に印加するバイアス電圧の効果により第１の導電
層及び第２の導電層の端部がテーパー形状となる。この
テーパー部の角度は１５〜４５°となる。こうして、第
１のエッチング処理により第１の導電層と第２の導電層
から成る第１の形状の導電層４１７〜４２２（第１の導
電層４１７ａ〜４２２ａと第２の導電層４１７ｂ〜４２
２ｂ）を形成する。４１６はゲート絶縁膜であり、第１
の形状の導電層４１７〜４２２で覆われない領域は２０
〜５０nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成され
る。

【００７６】そして、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第１のドーピング処理を行い、半導体層にｎ型を付
与する不純物元素を添加する。（図５（Ｂ））ドーピン
グ処理はイオンドープ法、若しくはイオン注入法で行え
ば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０¹³
〜５×１０¹⁵atoms/cm²とし、加速電圧を６０〜１００
ｋｅＶとして行う。本実施例ではドーズ量を１．５×１
０¹⁵atoms/cm²とし、加速電圧を８０ｋｅＶとして行っ
た。ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元
素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いる
が、ここではリン（Ｐ）を用いた。この場合、導電層４
１７〜４２１がｎ型を付与する不純物元素に対するマス
クとなり、自己整合的に高濃度不純物領域４２３〜４２
７が形成される。高濃度不純物領域４２３〜４２７には
１×１０²⁰〜１×１０²¹atoms/cm ³の濃度範囲でｎ型を
付与する不純物元素を添加する。

【００７７】次いで、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第２のエッチング処理を行う（図５（Ｃ））。ここ
では、エッチングガスにＣＦ₄とＣｌ₂とＯ₂とを用い、
Ｗ膜を選択的にエッチングする。この時、第２のエッチ
ング処理により第１の導電層４２８ｂ〜４３３ｂを形成
する。一方、第２の導電層４１７ａ〜４２２ａは、ほと
んどエッチングされず、第２の導電層４２８ａ〜４３３
ａを形成する。次いで、第２のドーピング処理を行って
図５（Ｃ）の状態を得る。ドーピングは第２の導電層４
１７ａ〜４２２ａを不純物元素に対するマスクとして用
い、第１の導電層のテーパー部下方の半導体層に不純物
元素が添加されるようにドーピングする。こうして、第
１の導電層と重なる不純物領域４３４〜４３８を形成す
る。この不純物領域へ添加されたリン（Ｐ）の濃度は、
第１の導電層のテーパー部の膜厚に従って緩やかな濃度
勾配を有している。なお、第１の導電層のテーパー部と
重なる半導体層において、第１の導電層のテーパー部の
端部から内側に向かって若干、不純物濃度が低くなって
いるものの、ほぼ同程度の濃度である。また、第１の不
純物領域４２３〜４２７にも不純物元素が添加され、不
純物領域４３９〜４４３を形成する。

【００７８】次いで、レジストからなるマスクを除去せ
ずに、図６（Ａ）のように第３のエッチング処理を行
う。この第３のエッチング処理では第１の導電層のテー
パー部を部分的にエッチングして、半導体層と重なる領
域を縮小するために行われる。第３のエッチングは、エ
ッチングガスにＣＨＦ₃を用い、反応性イオンエッチン
グ法（ＲＩＥ法）を用いて行う。第３のエッチングによ
り、第１の導電層４４４〜４４９が形成される。この
時、同時に絶縁膜４１６もエッチングされて、絶縁膜４
５０ａ〜ｄ、４５１が形成される。

【００７９】上記第３のエッチングによって、第１の導
電層４４４〜４４８と重ならない不純物領域（ＬＤＤ領
域）４３４ａ〜４３８ａが形成される。なお、不純物領
域（ＧＯＬＤ領域）４３４ｂ〜４３８ｂは、第１の導電
層４４４〜４４８と重なったままである。

【００８０】このようにすることで、本実施例は、第１
の導電層４４４〜４４８と重なる不純物領域（ＧＯＬＤ
領域）４３４ｂ〜４３８ｂにおける不純物濃度と、第１
の導電層４４４〜４４８と重ならない不純物領域（ＬＤ
Ｄ領域）４３４ａ〜４３８ａにおける不純物濃度との差
を小さくすることができ、信頼性を向上させることがで
きる。

【００８１】次いで、図６（Ｂ）のようにレジストから
なるマスクを除去した後、新たにレジストからなるマス
ク４５２〜４５４を形成して第３のドーピング処理を行
う。この第３のドーピング処理により、ｐチャネル型Ｔ
ＦＴの活性層となる半導体層に前記一導電型とは逆の導
電型を付与する不純物元素が添加された不純物領域４５
５〜４６０を形成する。第２の導電層４２８ａ〜４３２
ａを不純物元素に対するマスクとして用い、ｐ型を付与
する不純物元素を添加して自己整合的に不純物領域を形
成する。本実施例では、不純物領域４５５〜４６０はジ
ボラン（Ｂ₂Ｈ₆）を用いたイオンドープ法で形成する。
この第３のドーピング処理の際には、ｎチャネル型ＴＦ
Ｔを形成する半導体層はレジストからなるマスク４５２
〜４５４で覆われている。第１のドーピング処理及び第
２のドーピング処理によって、不純物領域４５５〜４６
０にはそれぞれ異なる濃度でリンが添加されているが、
そのいずれの領域においてもｐ型を付与する不純物元素
の濃度を２×１０²⁰〜２×１０²¹atoms/cm³となるよう
にドーピング処理することにより、ｐチャネル型ＴＦＴ
のソース領域およびドレイン領域として機能するために
何ら問題は生じない。本実施例では、ｐチャネル型ＴＦ
Ｔの活性層となる半導体層の一部が露呈しているため、
不純物元素（ボロン）を添加しやすい利点を有してい
る。

【００８２】以上までの工程でそれぞれの半導体層に不
純物領域が形成される。

【００８３】次いで、レジストからなるマスク４５２〜
４５４を除去して第１の層間絶縁膜４６１を形成する。
この第１の層間絶縁膜４６１としては、プラズマＣＶＤ
法またはスパッタ法を用い、厚さを１００〜２００ｎｍ
としてシリコンを含む絶縁膜で形成する。本実施例で
は、プラズマＣＶＤ法により膜厚１５０ｎｍの酸化窒化
シリコン膜を形成した。勿論、第１の層間絶縁膜４６１
は酸化窒化シリコン膜に限定されるものでなく、他のシ
リコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用いて
も良い。

【００８４】次いで、図６（Ｃ）に示すように、それぞ
れの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理する
工程を行う。この活性化工程はファーネスアニール炉を
用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸
素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の
窒素雰囲気中で４００〜７００℃、代表的には５００〜
５５０℃で行えばよく、本実施例では５５０℃、４時間
の熱処理で活性化処理を行った。なお、熱アニール法の
他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルア
ニール法（ＲＴＡ法）を適用することができる。

【００８５】なお、本実施例では、上記活性化処理と同
時に、結晶化の際に触媒として使用したニッケルが高濃
度のリンを含む不純物領域４３９、４４１、４４２、４
５５、４５８にゲッタリングされ、主にチャネル形成領
域となる半導体層中のニッケル濃度が低減される。この
ようにして作製したチャネル形成領域を有するＴＦＴは
オフ電流値が下がり、結晶性が良いことから高い電界効
果移動度が得られ、良好な特性を達成することができ
る。

【００８６】また、第１の層間絶縁膜を形成する前に活
性化処理を行っても良い。ただし、用いた配線材料が熱
に弱い場合には、本実施例のように配線等を保護するた
め層間絶縁膜（シリコンを主成分とする絶縁膜、例えば
窒化珪素膜）を形成した後で活性化処理を行うことが好
ましい。

【００８７】また、上記活性化処理後での画素部におけ
る上面図を図７に示す。なお、図５及び図６に対応する
部分には同じ符号を用いている。図６中の鎖線Ｃ−Ｃ’
は図７中の鎖線Ｃ―Ｃ’で切断した断面図に対応してい
る。また、図６中の鎖線Ｄ−Ｄ’は図７中の鎖線Ｄ―
Ｄ’で切断した断面図に対応している。

【００８８】さらに、３〜１００％の水素を含む雰囲気
中で、３００〜５５０℃で１〜１２時間の熱処理を行
い、半導体層を水素化する工程を行う。本実施例では水
素を約３％の含む窒素雰囲気中で４１０℃、１時間の熱
処理を行った。この工程は層間絶縁膜に含まれる水素に
より半導体層のダングリングボンドを終端する工程であ
る。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズ
マにより励起された水素を用いる）を行っても良い。

【００８９】また、活性化処理としてレーザーアニール
法を用いる場合には、上記水素化を行った後、エキシマ
レーザーやＹＡＧレーザー等のレーザー光を照射するこ
とが望ましい。

【００９０】有機樹脂からなる第２の層間絶縁膜４６
２、各半導体層に接続される配線４６３〜４７１、４７
９を形成し、その後、フォトマスクを用いたパターニン
グ処理により、透明導電膜４７２を全面に形成し、図８
の状態を得ることができる。

【００９１】透明導電膜の材料は、酸化インジウム（Ｉ
ｎ₂Ｏ₃）や酸化インジウム酸化スズ合金（Ｉｎ₂Ｏ₃―Ｓ
ｎＯ₂；ＩＴＯ膜）などをスパッタ法や真空蒸着法など
を用いて形成して用いることができる。このような材料
のエッチング処理は塩酸系の溶液により行う。しかし、
特にＩＴＯ膜のエッチングは残渣が発生しやすいので、
エッチング加工性を改善するために酸化インジウム酸化
亜鉛合金（Ｉｎ₂Ｏ₃―ＺｎＯ）を用いても良い。酸化イ
ンジウム酸化亜鉛合金は表面平滑性に優れ、ＩＴＯ膜に
対して熱安定性にも優れているので、ドレイン配線と容
量接続配線にＡｌを用いても、表面で接触するＡｌとの
腐蝕反応を防止できる。同様に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）も
適した材料であり、さらに可視光の透過率や導電率を高
めるためにガリウム（Ｇａ）を添加した酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ：Ｇａ）などを用いることができる。

【００９２】以上の様にして、ｎチャネル型ＴＦＴ３０
１、ｐチャネル型ＴＦＴ３０２、ｎチャネル型ＴＦＴ３
０３を有する駆動回路３０６と、画素ＴＦＴ３０４、保
持容量３０５とを有する画素部３０７を同一基板上に形
成することができる。本明細書中ではこのような基板を
便宜上アクティブマトリクス基板と呼ぶ。

【００９３】駆動回路３０６のｎチャネル型ＴＦＴ３０
１はチャネル形成領域４７２、ゲート電極を形成する第
２の形状の導電層４２８と重なる不純物領域４３４ｂ
（ＧＯＬＤ領域）、ゲート電極の外側に形成される不純
物領域４３４ａ（ＬＤＤ領域）とソース領域またはドレ
イン領域として機能する不純物領域４３９を有してい
る。ｐチャネル型ＴＦＴ３０２にはチャネル形成領域４
７３、ゲート電極を形成する第２の形状の導電層４２９
と重なる不純物領域４５７、ゲート電極の外側に形成さ
れる不純物領域４５６、ソース領域またはドレイン領域
として機能する不純物領域４５５を有している。ｎチャ
ネル型ＴＦＴ３０３にはチャネル形成領域４７４、ゲー
ト電極を形成する第２の形状の導電層４３０と重なる不
純物領域４３６ｂ（ＧＯＬＤ領域）、ゲート電極の外側
に形成される不純物領域４３６ａ（ＬＤＤ領域）とソー
ス領域またはドレイン領域として機能する不純物領域４
４１を有している。

【００９４】画素部の画素ＴＦＴ３０４にはチャネル形
成領域４７５、ゲート電極を形成する第２の形状の導電
層４３１と重なる不純物領域４３７ｂ（ＧＯＬＤ領
域）、ゲート電極の外側に形成される不純物領域４３７
ａ（ＬＤＤ領域）とソース領域またはドレイン領域とし
て機能する不純物領域４４２を有している。また、保持
容量３０５の一方の電極として機能する半導体層４５８
〜４６０には不純物領域と同じ濃度で、それぞれｐ型を
付与する不純物元素が添加されている。保持容量３０５
は、絶縁膜（ゲート絶縁膜と同一膜）を誘電体として、
電極４３２ｂ，４４８と、半導体層４５８〜４６０とで
形成している。

【００９５】本実施例で製造するアクティブマトリクス
基板の画素部の上面図を図９に示す。なお、図５〜図８
に対応する部分には同じ符号を用いている。図９中の鎖
線Ａ−Ａ’は図８中の鎖線Ａ―Ａ’で切断した断面図に
対応している。また、図９中の鎖線Ｂ−Ｂ’は図８中の
鎖線Ｂ―Ｂ’で切断した断面図に対応している。

【００９６】このように、本実施例の画素構造を有する
アクティブマトリクス基板は、一部がゲート電極の機能
を果たす電極４３１ｂ，４４７とゲート配線４７０とを
異なる層に形成し、ゲート配線４７０で半導体層を遮光
することを特徴としている。

【００９７】また、本実施例の画素構造は、ブラックマ
トリクスを用いることなく、画素電極間の隙間が遮光さ
れるように、画素電極の端部をソース配線と重なるよう
に形成する。

【００９８】また、本実施例で示す工程に従えば、アク
ティブマトリクス基板の製造に必要なフォトマスクの数
を６枚（半導体層パターンマスク、第１配線パターンマ
スク（電極４３１ｂ，４４７、電極４３２ｂ，４４８、
ソース配線４３３ｂ，４４９を含む）、ｐ型ＴＦＴのソ
ース領域及びドレイン領域形成のパターンマスク、コン
タクトホール形成のパターンマスク、第２配線パターン
マスク（接続電極４６７、接続電極４６９、ゲート配線
４７０、接続電極４７１、接続電極４７９を含む）、画
素電極パターンマスク）とすることができる。その結
果、工程を短縮し、製造コストの低減及び歩留まりの向
上に寄与することができる。

【００９９】また、本実施例で製造したアクティブマト
リクス基板を用いて実施例１、実施例２、実施例４〜８
の工程に従えば、液晶表示装置が得られる。

【０１００】[実施例４]本実施例では、実施例３で製造
したアクティブマトリクス基板から、アクティブマトリ
クス型液晶表示装置を製造する工程を以下に説明する。
説明には図１０を用いる。

【０１０１】まず、実施例３に従い、図８の状態のアク
ティブマトリクス基板を得た後、図９に示すようにアク
ティブマトリクス基板上に配向膜１０１を形成し配向処
理を行う。なお、本実施例では配向膜１０１を形成する
前に、アクリル樹脂膜等の有機樹脂膜をパターニングす
ることによって基板間隔を保持するための柱状のスペー
サ１０２を所望の位置に形成した。また、柱状のスペー
サに代えて、球状のスペーサを基板全面に散布してもよ
い。

【０１０２】次いで、対向基板１０３を用意する。対向
基板１０３上に第１の着色層１０４、第２の着色層１０
５、平坦化膜１０６を形成した。実施例１に従い、第１
の着色層１０４として着色層（Ｂ）、第２の着色層１０
５として着色層（Ｒ）を用いた。第１の着色層１０４と
第２の着色層１０５とを一部重ねて、遮光部を形成し
た。

【０１０３】次いで、対向電極１０７を画素部に形成
し、対向基板の全面に配向膜１０８を形成し、配向処理
を施した。

【０１０４】そして、画素部と駆動回路が形成されたア
クティブマトリクス基板と対向基板とをシール剤１０９
で貼り合わせる。シール剤１０９にはフィラーが混入さ
れていて、このフィラーと柱状スペーサ１０２によって
均一な間隔を持って２枚の基板が貼り合わせられる。そ
の後、両基板の間に液晶材料を注入し、２枚の基板には
さまれた液晶層１１０を形成する。次いで、封止剤（図
示せず）によって完全に封止する。液晶材料には公知の
液晶材料を用いれば良い。このようにして図１０に示す
アクティブマトリクス型液晶表示装置が完成する。

【０１０５】本実施例では、実施例３に示す基板を用い
ている。従って、実施例３の画素部の上面図を示す図９
では、少なくともゲート配線４７０と画素電極４７２の
間隙（ゲート配線４７０と接続電極４６９の間隙と、接
続電極４７９とゲート配線４７０の間隙と、画素電極４
７２と接続電極４６９の間隙とを含む）、ソース配線４
３３ｂ，４４９と半導体層４７４の間隙（ゲート配線４
７０とソース配線４３３ｂ，４４９の間隙を含む）と、
ソース配線４７３と半導体層４７４の間隙とを遮光する
必要がある。本実施例では、それらの遮光すべき位置に
遮光部が重なるように対向基板を貼り合わせた。

【０１０６】なお、図１１に完成した液晶表示装置の画
素部の一部を示す簡略図を示す。図１１では、鎖線で示
した画素電極４７２上に着色層（Ｒ）１２が重なるよう
に形成されている。なお、図１１において、図１（Ａ）
に対応する部分は同じ符号を用いた。また、画素電極４
７２と隣り合う画素電極４７５との間は、遮光部１５で
遮光されている。この遮光部１５は着色層（Ｂ）１１と
着色層（Ｒ）１２とを重ねて形成されている。また、こ
の遮光部１５は隣りの画素（Ｇ）の画素ＴＦＴも遮光し
ている。同時に、ソース配線４３３ｂ，４４９も重なる
着色層（Ｂ）１１と着色層（Ｒ）１２とが重なるように
パターニングを行い、遮光部１５が形成されている。

【０１０７】このように、ブラックマスクを形成するこ
となく、各画素間の隙間を遮光部１５で遮光することに
よって工程数の低減を可能とした。

【０１０８】本実施例では、第１の着色層１０４として
着色層（Ｂ）、第２の着色層１０５として着色層（Ｒ）
を用いたが、第１の着色層１０４として着色層（Ｒ）、
第２の着色層１０５として着色層（Ｂ）を用いてもよ
い。

【０１０９】[実施例５]実施例４を用いて得られたアク
ティブマトリクス型液晶表示装置（図１０）の構成を図
１２の上面図を用いて説明する。なお、図１０と対応す
る部分には同じ符号を用いた。

【０１１０】図１２で示す上面図は、画素部、駆動回
路、ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板：Flexible P
rinted Circuit）を貼り付ける外部入力端子２０３、外
部入力端子と各回路の入力部までを接続する配線２０４
などが形成されたアクティブマトリクス基板２０１と、
着色層などが形成された対向基板２０２とがシール剤１
０８を介して貼り合わされている。

【０１１１】ゲート配線側駆動回路２０５とソース配線
側駆動回路２０６の上面には対向基板側に赤色のカラー
フィルタまたは赤色と青色の着色層を積層させた遮光部
２０７が形成されている。また、画素部３０７上の対向
基板側に形成された着色層２０８は赤色（Ｒ）、緑色
（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の着色層が各画素に対応して
設けられている。実際の表示に際しては、赤色（Ｒ）の
着色層、緑色（Ｇ）の着色層、青色（Ｂ）の着色層の３
色でカラー表示を形成するが、これら各色の着色層の配
列は任意なものとする。

【０１１２】図１３（Ａ）は、図１２で示す外部入力端
子２０３のＥ−Ｅ'線に対する断面図を示している。外
部入力端子はアクティブマトリクス基板側に形成され、
層間容量や配線抵抗を低減し、断線による不良を防止す
るために配線２０９によって層間絶縁膜２１０を介して
ゲート配線と同じ層で形成される配線２１１と接続す
る。配線２０９上には実施例４中の透明導電膜のパター
ニングよって形成された透明導電膜２１７が設けられて
いる。

【０１１３】また、外部入力端子にはベースフィルム２
１２と配線２１３から成るＦＰＣが異方性導電性樹脂２
１４で貼り合わされている。さらに補強板２１５で機械
的強度を高めている。

【０１１４】図１３（Ｂ）はその詳細図を示し、図１３
（Ａ）で示す外部入力端子の断面図を示している。アク
ティブマトリクス基板側に設けられる外部入力端子が第
１の電極及びソース配線と同じ層で形成される配線２１
１と、画素電極と同じ層で形成される配線２０９とから
形成されている。勿論、これは端子部の構成を示す一例
であり、どちらか一方の配線のみで形成しても良い。例
えば、第１の電極及びソース配線と同じ層で形成される
配線２１１で形成する場合にはその上に形成されている
層間絶縁膜を除去する必要がある。配線２０９は、Ｔｉ
膜２０９ａ、合金膜（ＡｌとＴｉとの合金膜）２０９
ｂ、Ｔｉ膜２０９ｃの３層構造で形成されている。さら
に、Ｔｉ膜２０９ａ上には、電気伝導性を高めるために
透明導電膜２１７が設けられている。ＦＰＣはベースフ
ィルム２１２と配線２１３から形成され、この配線２１
３と透明導電膜２１７とは、熱硬化型の接着剤２１４と
その中に分散している導電性粒子２１６とから成る異方
性導電性接着剤で貼り合わされ、電気的な接続構造を形
成している。

【０１１５】以上のようにして製造されるアクティブマ
トリクス型の液晶表示装置は各種電子機器の表示部とし
て用いることができる。

【０１１６】[実施例６]アクティブマトリクス型液晶表
示装置の他の例の構成を図１４の断面図を用いて説明す
る。

【０１１７】アクティブマトリクス基板８００は、ゲー
ト配線８０１と、ソース配線８０２と電気的に接続した
接続配線８０３とが層間絶縁膜８０４上、すなわち、同
一の層にあることを特徴とする。また、アクティブマト
リクス基板８００は、ゲート電極８０５及びソース配線
８０２をタングステンで同時に形成し、ゲート配線８０
１及び接続配線８０３をアルミニウムで同時に製造され
ている。さらに、アクティブマトリクス基板８００は、
ｐチャネル型ＴＦＴ５０１、ｎチャネル型ＴＦＴ５０
２、ｎチャネル型ＴＦＴ５０３を有する駆動回路５０６
と、画素ＴＦＴ５０４、保持容量５０５とを有する画素
部５０７を同一基板上に形成している。

【０１１８】駆動回路５０１のｐチャネル型ＴＦＴ５０
１にはチャネル形成領域８０６、高濃度ｐ型不純物領域
からなるソース領域８０７、ドレイン領域８０８を有し
たシングルドレインの構造が形成されている。第１のｎ
チャネル型ＴＦＴ５０２は、島状半導体層にチャネル形
成領域８０９、ＬＤＤ領域８１０、ドレイン領域８１
１、ソース領域８１２を有している。駆動回路５０６の
第２のｎチャネル型ＴＦＴ５０３は、島状半導体層にチ
ャネル形成領域８１３、ゲート電極８１４と一部が重な
るＬＤＤ領域８１５を有している。画素ＴＦＴ５０４に
は、島状半導体層にチャネル形成領域８１６、ＬＤＤ領
域８１７、ソースまたはドレイン領域８１８が形成され
ており、このソースまたはドレイン領域８１８が画素電
極８２０と電気的な接続を形成する。また、保持容量５
０５は、画素電極８２０と不純物領域８１９と電気的な
接続を形成する。

【０１１９】本明細書中ではこのような基板を便宜上ア
クティブマトリクス基板８００と呼ぶ。

【０１２０】次いで、アクティブマトリクス基板８００
上に配向膜８２１を形成し配向処理を行う。なお、本実
施例では配向膜８２１を形成する前に、アクリル樹脂膜
等の有機樹脂膜をパターニングすることによって基板間
隔を保持するための柱状のスペーサ８２２を所望の位置
に形成した。また、柱状のスペーサに代えて、球状のス
ペーサを基板全面に散布してもよい。

【０１２１】次いで、対向基板８２３を用意する。対向
基板８２３上に第１の着色層８２４、第２の着色層８２
５、平坦化膜８２６を形成する。実施例１に従い、第１
の着色層８２４として着色層（Ｂ）、第２の着色層８２
５として着色層（Ｒ）を用いる。第１の着色層８２４と
第２の着色層８２５とを一部重ねて、遮光部を形成す
る。画素電極上方以外の領域には、第１の着色層８２４
と第２の着色層８２５とを一部重ねて、遮光部を形成す
る。

【０１２２】次いで、対向電極８２７を画素部に形成
し、対向基板の全面に配向膜８２８を形成し、配向処理
を施す。

【０１２３】そして、画素部と駆動回路が形成されたア
クティブマトリクス基板と対向基板とをシール剤８２９
で貼り合わせる。その後、両基板の間に液晶材料を注入
し、２枚の基板にはさまれた液晶層８３０を形成する。
次いで、封止剤（図示せず）によって完全に封止する。
液晶材料には公知の液晶材料を用いれば良い。

【０１２４】このようにして、図１４に示すアクティブ
マトリクス型液晶表示装置が完成する。

【０１２５】[実施例７]本実施例では、逆スタガ型ＴＦ
Ｔを有する液晶表示装置について図１５を用いて説明す
る。

【０１２６】基板表面上に画素ＴＦＴのゲート電極９０
１が形成され、第１の絶縁層９０２及び第２の絶縁層９
０３を介して半導体層が形成されている。ソース配線９
０４は、ゲート電極９０１と同じ基板表面上に形成され
ている。ゲート配線９０５と接続配線（接続電極）９０
６は、半導体層上に形成された第４の絶縁層（平坦膜）
９０７の上に形成されている。そして、ゲート配線９０
５及び接続配線（接続電極）９０８は、それぞれコンタ
クトホールを介してゲート電極９０１及び半導体層と接
続している。また、ソース配線９０４と半導体層は、ゲ
ート配線９０５と同じ層に形成された接続配線９０６に
より接続されている。さらに、保護膜９０９（第３の絶
縁層）が形成されている。

【０１２７】同一の基板上にｐチャネル型ＴＦＴ６０１
とｎチャネル型ＴＦＴ６０２を有する駆動回路６０５
と、画素ＴＦＴ６０３と保持容量６０４を有する画素部
６０６が形成されている。駆動回路６０５のｐチャネル
型ＴＦＴ６０１には、チャネル形成領域９１０、ソース
またはドレイン領域９１１が形成されている。ｎチャネ
ル型ＴＦＴ６０２には、チャネル形成領域９１２、ＬＤ
Ｄ領域９１３、ソースまたはドレイン領域９１４が形成
されている。画素部６０６の画素ＴＦＴ６０３には、マ
ルチゲート構造であり、チャネル形成領域９１５、ソー
スまたはドレイン領域９１６、ＬＤＤ領域９１７、ソー
スまたはドレイン領域９２０が形成されている。保持容
量６０４は、容量配線９１８と半導体層９１９とその間
に形成される第３の絶縁層９０９及び第４の絶縁層９０
７とから形成されている。

【０１２８】ソースまたはドレイン領域９２０は、画素
電極９２１と電気的な接続が形成される。また、画素電
極９２１は、保持容量６０４の半導体層９１９と接続し
ている。

【０１２９】本明細書中ではこのような基板を便宜上ア
クティブマトリクス基板９００と呼ぶ。

【０１３０】次いで、アクティブマトリクス基板９００
上に配向膜９２２を形成し配向処理を行う。なお、本実
施例では配向膜９２２を形成する前に、アクリル樹脂膜
等の有機樹脂膜をパターニングすることによって基板間
隔を保持するための柱状のスペーサ９２３を所望の位置
に形成する。また、柱状のスペーサに代えて、球状のス
ペーサを基板全面に散布してもよい。

【０１３１】次いで、対向基板９２４を用意する。対向
基板９２４上に第１の着色層９２５、第２の着色層９２
６、平坦化膜９２７を形成する。実施例１に従い、第１
の着色層９２５として着色層（Ｂ）、第２の着色層９２
６として着色層（Ｒ）を用いる。画素電極上方には、第
１の着色層９２５が形成されている。画素電極９２１上
方以外の領域には、第１の着色層９２５と第２の着色層
９２６とを一部重ねて、遮光部を形成する。

【０１３２】次いで、対向電極９２８を画素部に形成
し、対向基板の全面に配向膜９２９を形成し、配向処理
を施す。

【０１３３】そして、画素部と駆動回路が形成されたア
クティブマトリクス基板と対向基板とをシール剤９３０
で貼り合わせる。その後、両基板の間に液晶材料を注入
し、２枚の基板にはさまれた液晶層９３１を形成する。
次いで、封止剤（図示せず）によって完全に封止する。
液晶材料には公知の液晶材料を用いれば良い。

【０１３４】ＴＦＴを逆スタガ型で形成することの利点
の一つは、ｎチャネル型ＴＦＴにおいてゲート電極とオ
ーバーラップするＬＤＤ領域を裏面露光のプロセスによ
り自己整合的に形成できることにあり、ゲート絶縁膜と
半導体層を連続形成できる特徴と相まってＴＦＴの特性
ばらつきを小さくすることができる。

【０１３５】[実施例８]本実施例では、チャネル・エッ
チ型のボトムゲートＴＦＴ構造を採用した液晶表示装置
の製造方法について図１６を用いて説明する。このＴＦ
Ｔは、ソース領域及びドレイン領域のパターニングと画
素電極のパターニングを同じフォトマスクで行うことを
特徴としている。

【０１３６】本実施例で用いるアクティブマトリクス基
板１０００の構成は、絶縁表面上に形成されたゲート配
線１００１と、ゲート配線１００１上に形成された絶縁
膜１００２と、絶縁膜１００２上に形成された非晶質半
導体膜１００３と、非晶質半導体膜１００３上に形成さ
れたソース領域１００４及びドレイン領域１００５と、
ソース領域１００４またはドレイン領域１００５上に形
成されたソース配線１００６または電極（ドレイン電
極）１００７と、電極１００７上に形成された画素電極
１００８とを有し、ドレイン領域１００５またはソース
領域１００４の一つの端面は、非晶質半導体膜１００３
の端面及び電極１００７の端面と概略一致することを特
徴としている。７００、７０１は、それぞれ、画素ＴＦ
Ｔ部、容量部を示している。

【０１３７】次いで、アクティブマトリクス基板１００
０上に配向膜１００９を形成し配向処理を行う。なお、
本実施例では図示していないが、配向膜１００９上に柱
状のスペーサや球状のスペーサを形成してもよい。

【０１３８】次いで、対向基板１０１０を用意する。対
向基板１０１０上に第１の着色層１０１１、第２の着色
層１０１２、平坦化膜１０１３を形成する。実施例１に
従い、第１の着色層１０１１として着色層（Ｂ）、第２
の着色層１０１２として着色層（Ｒ）を用いる。第１の
着色層１０１１と第２の着色層１０１２とを一部重ね
て、遮光部を形成する。

【０１３９】次いで、対向電極１０１４を形成し、対向
基板１０１０の全面に配向膜１０１５を形成し、配向処
理を施す。

【０１４０】そして、画素ＴＦＴ部７００と容量部７０
１が形成されたアクティブマトリクス基板１０００と対
向基板１０１０とをシール剤（図示しない）で貼り合わ
せる。その後、両基板の間に液晶材料を注入し、２枚の
基板にはさまれた液晶層１０１６を形成する。次いで、
封止剤（図示せず）によって封止する。液晶材料には公
知の液晶材料を用いれば良い。

【０１４１】次に、端子部の入力端子１０１７にフレキ
シブルプリント配線板（Flexible Printed Circuit：Ｆ
ＰＣ）を接続する。ＦＰＣはポリイミドなどの有機樹脂
フィルム１０１８に銅配線１０１９が形成されていて、
異方性導電性接着剤で入力端子を覆う透明導電膜と接続
する。異方性導電性接着剤は接着剤１０２０と、その中
に混入され金などがメッキされた数十〜数百μｍ径の導
電性表面を有する粒子１０２１により構成され、この粒
子１０２１が入力端子１０１７上の透明導電膜と銅配線
１０１９とに接触することによりこの部分で電気的な接
触が形成される。さらに、この部分の機械的強度を高め
るために樹脂層１０２２を設ける。このようにして、図
１６に示すようなアクティブマトリクス型液晶表示装置
が完成する。

【０１４２】アクティブマトリクス型液晶表示装置は、
ソース配線１００６は画素電極と同じ材料である導電膜
１０２３で覆い、基板全体を外部の静電気等から保護す
る構造とする。また、この導電膜１０２３を用いて画素
ＴＦＴ部７００以外の領域に保護回路を形成する構造と
してもよい。このような構成とすることで、製造工程に
おいて製造装置と絶縁体基板との摩擦による静電気の発
生を防止することができる。特に、製造工程で行われる
配向処理のラビング時に発生する静電気からＴＦＴ等を
保護することができる。[実施例９]上記各実施例１乃至
８のいずれか一項を実施して形成されたＴＦＴは様々な
電気光学装置（アクティブマトリクス型液晶ディスプレ
イ、アクティブマトリクス型ＥＣディスプレイ）に用い
ることができる。即ち、それら電気光学装置を表示部に
組み込んだ電子機器全てに本明細書の発明を実施でき
る。

【０１４３】その様な電子機器としては、パーソナルコ
ンピュータ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ヘッドマ
ウントディスプレイ（ゴーグル型ディスプレイ）、ＤＶ
Ｄプレーヤー（電子遊技機器）、携帯情報端末（モバイ
ルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等）、カーナ
ビゲーション、カーステレオ、デジタルカメラなどが挙
げられる。それらの一例を図１８及び図１９に示す。

【０１４４】図１８（Ａ）はパーソナルコンピュータで
あり、本体２００１、画像入力部２００２、表示部２０
０３、キーボード２００４等を含む。本発明は表示部２
００３に適用することができる。

【０１４５】図１８（Ｂ）はビデオカメラであり、本体
２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３、操作
スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０
６等を含む。本発明は表示部２１０２に適用することが
できる。

【０１４６】図１８（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モ
ービルコンピュータ）であり、本体２２０１、カメラ部
２２０２、受像部２２０３、操作スイッチ２２０４、表
示部２２０５等を含む。本発明は表示部２２０５に適用
することができる。

【０１４７】図１８（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイで
あり、本体２３０１、表示部２３０２、アーム部２３０
３等を含む。本発明は表示部２３０２に適用することが
できる。

【０１４８】図１８（Ｅ）はプログラムを記録した記録
媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレーヤーであ
り、本体２４０１、表示部２４０２、スピーカ部２４０
３、記録媒体２４０４、操作スイッチ２４０５等を含
む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄ
ｉｇｔｉａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）、ＣＤ
等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネッ
トを行うことができる。本発明は表示部２４０２に適用
することができる。

【０１４９】図１８（Ｆ）はデジタルカメラであり、本
体２５０１、表示部２５０２、接眼部２５０３、操作ス
イッチ２５０４、受像部（図示しない）等を含む。本発
明は表示部２５０２に適用することができる。

【０１５０】図１９（Ａ）は携帯電話であり、本体２９
０１、音声出力部２９０２、音声入力部２９０３、表示
部２９０４、操作スイッチ２９０５、アンテナ２９０６
等を含む。本発明は表示部２９０４に適用することがで
きる。

【０１５１】図１９（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であ
り、本体３００１、表示部３００２、表示部３００３、
記憶媒体３００４、操作スイッチ３００５、アンテナ３
００６等を含む。本発明は表示部３００２、表示部３０
０３に適用することができる。

【０１５２】図１９（Ｃ）はディスプレイであり、本体
３１０１、支持台３１０２、表示部３１０３等を含む。
本発明は表示部３１０３に適用することができる。本発
明のディスプレイは特に大画面化した場合において有利
であり、対角１０インチ以上（特に３０インチ以上）の
ディスプレイには有利である。

【０１５３】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能であ
る。また、本実施例の電子機器は実施例１〜８のどのよ
うな組み合わせからなる構成を用いても実現することが
できる。

【０１５４】

【発明の効果】本発明では２層の着色層からなる積層膜
（Ｒ＋Ｂ）で遮光部を形成する。結果として、ブラック
マトリクスを形成する工程を省略することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】着色層の配置を示す上面図及び断面図。

【図２】着色層の配置を示す上面図及び断面図。

【図３】積層した着色層の透過率を示す図。

【図４】配線と着色層の重なりを示す図。

【図５】ＡＭ（アクティブマトリクス型）−ＬＣＤ
の製造工程を示す図。

【図６】ＡＭ−ＬＣＤの製造工程を示す図。

【図７】画素の上面図を示す図。

【図８】ＡＭ−ＬＣＤの製造工程を示す図。

【図９】画素の上面図を示す図。

【図１０】アクティブマトリクス型液晶表示装置の断
面図。

【図１１】着色層の配置を示す図。

【図１２】ＡＭ−ＬＣＤの外観を示す図。

【図１３】ＡＭ−ＬＣＤの端子部を示す図。

【図１４】アクティブマトリクス型液晶表示装置の断
面図。

【図１５】アクティブマトリクス型液晶表示装置の断
面図。

【図１６】アクティブマトリクス型液晶表示装置の断
面図。

【図１７】着色層の単層での透過率を示す図。

【図１８】電子機器の一例を示す図。

【図１９】電子機器の一例を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｆ 1/1368 Ｇ０２Ｆ 1/1368 Ｆターム(参考） 2H042 AA09 AA15 AA26 2H048 BA02 BA11 BA45 BA48 BB00 BB02 BB42 2H091 FA02Y FA35Y FB04 FC10 FC26 FC29 FC30 2H092 GA59 JA24 JA26 JA33 JA38 JA42 JB52 JB63 JB69 KA07 MA30 PA09 5C094 AA08 AA43 AA44 BA03 BA43 CA19 CA23 DA09 DA13 EA04 EA05 EB02 ED03 ED15 FA01 FA02 GB10 HA07 HA08 HA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＴＦＴと、第１の着色層と第２の着色層の
積層からなる遮光部を有し、前記遮光部は、少なくとも
前記ＴＦＴのチャネル形成領域と重なって形成されてい
ることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】複数の画素電極と、第１の着色層と第２の着色層の積層からなる遮光部を有
し、前記遮光部は、任意の画素電極と、該画素電極と隣り合
う画素電極との間に重なって形成されていることを特徴
とする電気光学装置。
【請求項３】請求項１乃至２のいずれか一項において、
前記第１の着色層は青色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乃至２のいずれか一項において、
前記第２の着色層は赤色であることを特徴とする電気光
学装置。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれか一項において、
前記遮光部は、スイッチング素子が形成された基板に設
けられていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項６】請求項１乃至４のいずれか一項において、
前記遮光部は、対向基板に設けられていることを特徴と
する電気光学装置。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれか一項において、
前記電気光学装置は、画素電極が透明導電膜からなる透
過型の液晶表示装置であることを特徴とする電気光学装
置。
【請求項８】請求項１乃至７のいずれか一項において、
前記電気光学装置は、パーソナルコンピュータ、ビデオ
カメラ、携帯型情報端末、デジタルカメラ、ＤＶＤプレ
ーヤーまたは電子遊技機器であることを特徴とする電気
光学装置。