JP2004021232A - Method of manufacturing electro-optical device, electro-optical device, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶装置、EL(Electro Luminescence)表示装置、電気泳動装置等の電気光学装置を製造する製造方法の技術分野に属し、特に画素電極などの所定平面パターンを有する表示用電極を基板上に備えた液晶装置等の電気光学装置を製造する製造方法及び該電気光学装置、並びにそのような電気光学装置を具備してなる投射型表示装置等の電子機器の技術分野に属する。
【0002】
【背景技術】
一般にこの種の電気光学装置では、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)膜等からなり画素毎に島状に平面配列される透明な画素電極、列方向或いは行方向に配列される透明なストライプ状電極、セグメント毎に設けられる透明なセグメント電極などの、所定平面パターンを有する表示用電極を基板上に備える。また、このような表示用電極が形成された基板に対向する対向基板上にも、その一面に或いはストライプ状等の表示用電極を備えたりする。更に、このような表示用電極は、Al(アルミニウム)膜等からなる不透明或いは半透明の画素電極から形成される場合もある。
【0003】
そして、この種の電気光学装置の製造方法では、基板上に先ず、薄膜トランジスタ(以下適宜、“TFT”と称す)、薄膜ダイオード(以下適宜、“TFD”と称す)等の各種スイッチング素子を作り込んだり、蓄積容量等の電子素子、これらに接続された各種配線、遮光膜等を作り込む。続いて、このようなスイッチング素子や配線上に、層間絶縁膜を形成する。更に、この層間絶縁膜上の一面に、例えばITO膜をスパッタリングや蒸着によって形成する。その後、この一面に形成されたITO膜を、ウエットエッチング又はドライエッチングを利用してパターニングすることによって、所定平面パターンの表示用電極を形成している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した製造方法によれば、例えばリン酸等を含むエッチング液などによるウエットエッチングの場合、例えば投射型表示装置のライトバルブ用の液晶装置など小型の電気光学装置に要求されるパターン精度を出すことは基本的に困難である。更にウエットエッチングの場合、エッチング液が、表示用電極の下地をなす層間絶縁膜に染み込んで、層間絶縁膜下にあり例えばAl(アルミニウム)膜から形成されたデータ線等の配線を侵蝕してしまう。即ち、例えば酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜中に存在するピンホール、マイクロクラック等を介して、エッチング液が浸入して、配線を構成する導電膜部分が部分的に除去されてしまったりする。加えて、ITO膜等の緻密さを、エッチング可能な程度にまで落とす必要もある。従って、特に表示画像の高精細化という一般的要請に沿うべく画素ピッチを小さくすると、このようなウエットエッチングを用いたパターニングでは技術的に対応困難であるという問題点がある。
【0005】
他方、前述した製造方法によれば、ドライエッチングの場合、層間絶縁膜上に形成された表示用電極を構成するITO膜等を、効率良く蒸気化して除去すること自体が困難である。例えば、ITO等を含むエッチング生成物の蒸気圧が低いため、十分に気体にならずに、エッチング用チャンバ内にパーティクルとして付着してしまう。この結果、歩留まり低下を招く。即ち、このような歩留まり低下を起こさないようにドライエッチングで表示用電極を効率良くパターニングするのは技術的に困難である。
【0006】
本発明は上述した問題点に鑑みなされたものであり、高いパターニング精度を持って効率良く表示用電極を形成することが可能な電気光学装置の製造方法及び該電気光学装置、並びに該電気光学装置を具備してなる電子機器を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気光学装置の製造方法は上記課題を解決するために、基板上にパターニングされた表示用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、前記基板上における前記表示用電極が形成される領域を除く間隙領域に凸状パターンを有するように層間絶縁膜を形成する第1工程と、前記層間絶縁膜上に前記表示用電極となる導電膜を形成する第2工程と、前記導電膜の表面をCMP(Chemical Mechanical Polishing)処理で研磨することにより前記導電膜のうち前記凸状パターン上に形成された部分を除去して、前記凸状パターンの少なくとも一部を前記間隙領域に露出させる第3工程とを備える。
【0008】
本発明の電気光学装置の製造方法によれば、その製造に係る電気光学装置は、画素電極、ストライプ状電極、セグメント状電極等のパターニングされた表示用電極を、TFTアレイ基板上等の基板上に備えた液晶装置、EL表示装置等である。表示用電極は、例えばITO膜等の透明な導電膜又はAl膜等の不透明な導電膜、若しくは電気光学的に自発光する導電膜等からなる。
【0009】
その製造時には、先ず第1工程により、基板上における表示用電極が形成される領域を除く間隙領域に、例えば50nm〜200nm程度の高さの凸状パターンを有するように層間絶縁膜を形成する。例えば、凸状パターンを有する基板表面或いはその上に形成された下地膜等の表面上に、層間絶縁膜を形成することにより、このような凸状パターンを有する層間絶縁膜を形成してもよい。平坦な絶縁膜を一旦成膜し、これに対するパターニングにより、このような凸状パターンを有する層間絶縁膜を形成してもよい。或いは、凸状パターン形成用の専用部材や膜を基板上に形成してもよいし、更に層間絶縁膜下の各種配線や電子素子等の存在を利用して、このような凸状パターンを有する層間絶縁膜を形成してもよい。
【0010】
その後、第2工程により、この層間絶縁膜上に、例えばITO膜、Al膜、自発光膜等の表示用電極となる導電膜を、例えば50nm〜200nm程度の膜厚で形成する。すると、この導電膜のうち、層間絶縁膜の凸状パターン上に形成された部分は、凸状パターンを有するようになる。これに対し、この導電膜のうち、層間絶縁膜の凸状パターン以外の平坦部分上或いは凹状パターン上に形成された部分は、平坦或いは凹状パターンを有するようになる。
【0011】
その後、第3工程により、この導電膜の表面をCMP処理で化学的機械研磨することにより、この導電膜のうち凸状パターン上に形成された部分を選択的に除去する。これにより、層間絶縁膜の凸状パターンの少なくとも一部を、間隙領域に露出させる。
【0012】
以上の結果、前述の如くウエットエッチングやドライエッチングによるパターニングを表示用電極となる導電膜に対して施すことなく、層間絶縁膜の凸状パターンにより区切られた表示用電極を形成可能となる。この際、前述の如きウエットエッチングやドライエッチングにより引き起こされる問題は発生せず、比較的効率良く表示用電極をパターニング可能となり、しかもパターニング精度を比較的容易に高められる。よって、画素ピッチを微細化することにも容易に対処でき、表示画像の高精細化も可能となる。
【0013】
本発明の電気光学装置の製造方法の一態様では、前記電気光学装置は、前記表示用電極に直接又はスイッチング素子を介して信号を供給するための配線を前記層間絶縁膜下に更に備えており、前記第1工程は、前記基板上に前記配線を形成する工程と、前記配線の存在により前記凸状パターンの少なくとも一部を前記層間絶縁膜に形成する工程とを含む。
【0014】
この態様によれば、第1工程では、先ず基板上に、例えばAl膜、ポリシリコン膜等からなる走査線、データ線、容量線等の配線を形成する。続いて、この配線の存在により、その上に、凸状パターンの少なくとも一部を層間絶縁膜に形成する。よって、配線の存在を利用して、基板上における積層構造や製造工程を複雑化させること無く、層間絶縁膜における凸状パターンを形成できる。しかもこの際、例えば層間絶縁膜を800nm程度の膜厚で形成すると、その下にある配線が、第3工程のCMP処理で破壊されることはない。これは、前述の背景技術の如く層間絶縁膜下にある配線が、表示用電極のウエットエッチングによるパターニング時に破壊されることと比べると大変有利である。
【0015】
本発明の電気光学装置の製造方法の他の態様では、前記第1工程は、前記層間絶縁膜となる絶縁膜をパターニングして、前記凸状パターンの少なくとも一部を前記層間絶縁膜に形成する。
【0016】
この態様によれば、第1工程では、層間絶縁膜となる絶縁膜を先ず成膜する。この段階で絶縁膜は、凸状パターンを全く又は部分的に有していない。続いて、この絶縁膜をパターニングして、凸状パターンの少なくとも一部を層間絶縁膜に形成し、層間絶縁膜を完成させる。よって、凸状パターンを形成するために専用のパターニングを行うので、層間絶縁膜の下層に配置され得る各種配線や各種電子素子の存在に殆ど依存せずに或いはパターニング前の絶縁膜の形状に殆ど依存せずに、設計上好ましい所望の凸状パターンを精度良く形成できる。
【0017】
この態様では、前記第1工程は、前記層間絶縁膜となる絶縁膜を平坦化した後に、これをパターニングしてもよい。
【0018】
このように製造すれば、パターニング前に絶縁膜を平坦化するので、層間絶縁膜の下層に配置され得る各種配線や各種電子素子の存在に依存せずに或いはパターニング前の絶縁膜の形状に依存せずに、設計上最も好ましい所望の凸状パターンを精度良く形成できる。
【0019】
本発明の電気光学装置の製造方法の他の態様では、前記第2工程は、前記凸状パターンよりも傾斜が緩い凸状パターンを表面に有するように前記導電膜を形成する。
【0020】
この態様によれば、第2工程により、傾斜が緩い凸状パターンを表面に有する導電膜が形成される。よって、第3工程を経てパターニングされた表示用電極の、間隙領域付近の傾斜は緩くなる。よって、例えば液晶装置における液晶層表面の急峻な段差に起因した配向不良など、急峻な表面段差に起因した電気光学装置における電気光学物質の動作不良を効果的に未然防止できる。
【0021】
この態様では、前記第2工程は、流動性の有る導電材料を塗布することにより前記導電膜を形成してもよい。
【0022】
このように製造すれば、流動性の有る導電材料を塗布するという工程を利用して、傾斜が緩い凸状パターンを表面に有する導電膜を比較的容易に形成できる。
【0023】
或いは本発明の電気光学装置の製造方法の他の態様では、前記第2工程は、スパッタリング又は蒸着により、前記導電膜を形成する。
【0024】
この態様によれば、第2工程では、スパッタリング又は蒸着を利用して、導電膜を比較的容易に形成できる。この場合、導電膜の下地となる層間絶縁膜における凸状パターンの傾斜を緩く形成しておくことで、この上に間隙領域付近における傾斜が緩い表示用電極を比較的容易に形成できる。
【0025】
本発明の電気光学装置の製造方法の他の態様では、前記第2工程は、前記凸状パターンの高さよりも膜厚が大きくなるように前記導電膜を形成し、前記第3工程は、前記導電膜の全域を前記露出された凸状パターンの一部と共に平坦化する。
【0026】
この態様によれば、第2工程により、凸状パターンの高さよりも膜厚が大きい導電膜を形成する。続いて、第3工程により、導電膜の全域を、露出された凸状パターンの一部と共に平坦化するので、表示用電極及びこの間隙から露出しており且つこれを区切る凸状パターンの一面が、平坦化された構造が得られる。また、基板上における表面全体を平坦化するので、第3工程におけるCMP処理の停止制御も比較的容易となる。
【0027】
或いは本発明の電気光学装置の製造方法の他の態様では、前記第2工程は、前記凸状パターンの高さよりも膜厚が小さくなるように前記導電膜を形成し、前記第3工程は、前記導電膜のうち前記露出された凸状パターンの一部付近のみを平坦化する。
【0028】
この態様によれば、第2工程により、凸状パターンの高さよりも膜厚が小さい導電膜を形成する。続いて、第3工程により、導電膜のうち露出された凸状パターンの一部付近のみを平坦化するので、表示用電極の間隙から露出しており且つこれを区切る凸状パターン付近が、その周囲よりも土手状に若干高くされた構造が得られる。また、第3工程におけるCMP処理の停止制御も、時間制御により又は適当なストッパを用いることで実行可能である。
【0029】
本発明の電気光学装置の製造方法の他の態様では、前記第2工程は、前記導電膜として透明導電膜を形成する。
【0030】
この態様によれば、透明な画素電極、透明なストライプ状電極、透明なセグメント電極等を高いパターニング精度で形成できる。
【0031】
この態様では、前記透明導電膜は、ITO膜からなってもよい。
【0032】
このように製造すれば、特にウエットエッチングやウエットエッチングによりパターン精度を向上させることが技術的に困難であるITO膜を、高いパターニング精度でパターニングできるので実用上大変有利である。
【0033】
本発明の電気光学装置の製造方法の他の態様では、前記第2工程前に、前記表示用電極が形成された画像表示領域の周辺に位置する周辺領域に前記CMP処理に対する研磨レートが前記表示用電極又は前記層間絶縁膜よりも低いストッパ部を形成する工程を更に含む。
【0034】
この態様によれば、第2工程前に、CMP処理に対するストッパ部を、所定種類の金属膜等から形成しておく。すると、第2工程による層間絶縁膜の形成を経て第3工程におけるCMP処理時に、このストッパが露出したことを研磨レート変化により或いは光学的に検出すれば、CMP処理の停止制御を高精度で行える。
【0035】
本発明の電気光学装置の製造方法の他の態様では、前記表示用電極の表面に配向膜を形成する工程と、該配向膜に対してラビングを行う工程とを更に備える。
【0036】
この態様によれば、第3工程で表示用電極を形成後に、その表面に配向膜を形成し、更にこの配向膜に対してラビングを行う。この際、前述の如く凸状パターン付近における表示用電極の表面の傾斜は、緩やかに形成可能である。よって、例えば液晶装置における液晶層の配向制御等の電気光学装置における電気光学物質の動作制御を高精度で行うことも可能となる。
【0037】
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、基板上に、少なくとも上面側に凹凸パターンを有する層間絶縁膜と、該層間絶縁膜上における凸状パターンにより区切られた凹状パターン内にCMP処理により埋め込まれた表示用電極とを備える。
【0038】
本発明の電気光学装置は、このように構成されているため、上述した本発明の製造方法によって製造可能であり、この結果、表示用電極の微細化が可能となり、表示画像における精細度を高められる。
【0039】
尚、本発明の電気光学装置においても、上述した本発明の電気光学装置の製造方法の各種態様に対応した各種態様を採ることができる。また、本発明は、液晶装置、有機EL装置や無機EL装置、電気泳動装置等の各種電気光学装置に適用可能である。
【0040】
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(但し、その各種態様も含む)を具備してなる。
【0041】
本発明の電子機器は、上述した本発明の電気光学装置を具備してなるので、高精細の画像表示が可能な、投射型表示装置、液晶テレビ、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。
【0042】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。
【0043】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態は、本発明の電気光学装置を液晶装置に適用したものである。
【0044】
(電気光学装置の第1実施形態)
本発明の電気光学装置に係る第1実施形態ついて、図1から図7を参照して説明する。
【0045】
先ず第1実施形態の構成について図1から図4を参照して説明する。ここに図1は、電気光学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、配線等の等価回路である。図2は、データ線、走査線、画素電極等が形成されたTFTアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。図3は、図2のK−K’断面図であり、図4は、図2のB−B’断面図である。尚、図3及び図4においては夫々、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。
【0046】
図1において、本実施形態における電気光学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夫々、画素電極9aと当該画素電極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が当該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を介して電気光学物質の一例としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、…、Snは、後述する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、階調表示を可能にする。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、全体として電気光学装置からは画像信号に応じたコントラストを持つ光が出射する。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と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70を付加する。
【0047】
図2において、電気光学装置のTFTアレイ基板上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極9a(点線部9a’により輪郭が示されている)が設けられており、画素電極9aの縦横の境界に各々沿ってデータ線6a及び走査線3aが設けられている。
【0048】
また、半導体層1aのうち図2中右上がりの斜線領域で示したチャネル領域1a’に対向するように走査線3aが配置されており、走査線3aはゲート電極を含む。走査線3aは、チャネル領域1a’に対向するゲート電極部分が幅広に構成されている。
【0049】
このように、走査線3aとデータ線6aの本線部61aとの交差する個所には夫々、チャネル領域1a’に走査線3aの一部がゲート電極として対向配置された画素スイッチング用のTFT30が設けられている。
【0050】
図2から図4に示すように、画素電極9aの下地表面をなす第3層間絶縁膜43aには、後述する本願発明に固有の製造プロセスによって上面がCMP処理により平坦化された段差を有する凸部402aが、図2中、縦及び横方向に、即ちデータ線6a及び走査線3aに夫々沿って格子状に形成されている。
【0051】
蓄積容量70は、TFT30の高濃度ドレイン領域1e及び画素電極9aに接続された画素電位側容量電極としての中継層71と、固定電位側容量電極としての容量線300の一部とが、誘電体膜75を介して対向配置されることにより形成されている。
【0052】
容量線300は、例えば金属又は合金を含む導電性の遮光膜からなり上側遮光膜(内蔵遮光膜)の一例を構成すると共に固定電位側容量電極としても機能する。容量線300は、例えばTi(チタン)、Cr(クロム)、W(タングステン)、Ta(タンタル)、Mo(モリブデン)等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなる。容量線300は、Al(アルミニウム)、Ag(銀)等の他の金属を含んでもよい。但し、或いは、容量線300は、例えば導電性のポリシリコン膜等からなる第1膜と高融点金属を含む金属シリサイド膜等からなる第2膜とが積層された多層構造を持ってもよい。
【0053】
他方、中継層71は、例えば導電性のポリシリコン膜からなり画素電位側容量電極として機能する。中継層71は、画素電位側容量電極としての機能の他、上側遮光膜としての容量線300とTFT30との間に配置される、光吸収層或いは上側遮光膜の他の例としての機能を持ち、更に、画素電極9aとTFT30の高濃度ドレイン領域1eとを中継接続する機能を持つ。但し、中継層71も、容量線300と同様に、金属又は合金を含む単一層膜若しくは多層膜から構成してもよい。
【0054】
容量線300は平面的に見て、走査線3aに沿ってストライプ状に伸びており、TFT30に重なる個所が図2中上下に突出している。そして、図2中縦方向に夫々延びるデータ線6aと図2中横方向に夫々延びる容量線300とが相交差して形成されることにより、TFTアレイ基板10上におけるTFT30の上側に、平面的に見て格子状の上側遮光膜(内蔵遮光膜)が構成されており、各画素の開口領域を規定している。
【0055】
TFTアレイ基板10上におけるTFT30の下側には、下側遮光膜11aが格子状に設けられている。下側遮光膜11aは、前述の如く上側遮光膜の一例を構成する容量線300と同様に、例えば、Ti、Cr、W、Ta、Mo等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなる。或いは、Al、Ag等の他の金属を含んでなる。
【0056】
容量電極としての中継層71と容量線300との間に配置される誘電体膜75は、例えば膜厚5〜200nm(ナノメートル)程度の比較的薄いHTO(HighTemperature Oxide)膜、LTO(Low Temperature Oxide)膜等の酸化シリコン膜、あるいは窒化シリコン膜等から構成される。
【0057】
また容量線300は、画素電極9aが配置された画像表示領域からその周囲に延設され、定電位源と電気的に接続されて、固定電位とされる。係る定電位源としては、TFT30を駆動するための走査信号を走査線3aに供給するための後述の走査線駆動回路や画像信号をデータ線6aに供給するサンプリング回路を制御する後述のデータ線駆動回路に供給される正電源や負電源の定電位源でもよいし、対向基板20の対向電極21に供給される定電位でも構わない。更に、下側遮光膜11aについても、その電位変動がTFT30に対して悪影響を及ぼすことを避けるために、容量線300と同様に、画像表示領域からその周囲に延設して定電位源に接続するとよい。
【0058】
画素電極9aは、中継層71を中継することにより、コンタクトホール83及び85を介して半導体層1aのうち高濃度ドレイン領域1eに電気的に接続されている。即ち、本実施形態では、中継層71は、蓄積容量70の画素電位側容量電極としての機能及び光吸収層としての機能に加えて、画素電極9aをTFT30へ中継接続する機能を果たす。このように中継層71を利用すれば、層間距離が例えば2000nm程度に長くても、両者間を一つのコンタクトホールで接続する技術的困難性を回避しつつコンタクトホール及び溝で両者間を良好に接続でき、画素開口率を高めること可能となり、コンタクトホール開孔時におけるエッチングの突き抜け防止にも役立つ。
【0059】
図3及び図4に示すように、電気光学装置は、透明なTFTアレイ基板10と、これに対向配置される透明な対向基板20とを備えている。TFTアレイ基板10は、例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板からなり、対向基板20は、例えばガラス基板や石英基板からなる。
【0060】
TFTアレイ基板10には、画素電極9aが設けられており、その上側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜16が設けられている。画素電極9aは例えば、ITO(Indium Tin Oxide)膜などの透明導電性膜からなる。また配向膜16は例えば、ポリイミド膜などの有機膜からなる。
【0061】
本実施形態では特に、画素電極9aは、後述する本願発明に固有の製造プロセスによってパターニングされている。即ち、製造工程の途中で凸部402a上に一旦形成されたITO膜部分が、図4中レベルLcで示したレベルまでCMP処理により研磨除去された結果として、画素電極9aは画素毎に島状に分断されている。言い換えれば、縦横に相隣接する画素電極9aは、凸部402aによって格子状に区切られている。そして、凸部402aの上面の各縁が、画素電極9aの縁に対応しており、CMP処理により研磨除去されていない第3層間絶縁膜43aの上面全域には、画素電極9aと中継層71とを接続するコンタクトホール85内も含めて、ITO膜から画素電極9aが形成されている。
【0062】
他方、対向基板20には、その全面に渡って対向電極21が設けられており、その下側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜22が設けられている。対向電極21は例えば、ITO膜などの透明導電性膜からなる。また配向膜22は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。
【0063】
対向基板20には、格子状又はストライプ状の遮光膜を設けるようにしてもよい。このような構成を採ることで、前述の如く上側遮光膜を構成する容量線300及びデータ線6aと共に当該対向基板20上の遮光膜により、対向基板20側からの入射光がチャネル領域1a’や低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1cに侵入するのを、より確実に阻止できる。更に、このような対向基板20上の遮光膜は、少なくとも入射光が照射される面を高反射な膜で形成することにより、電気光学装置の温度上昇を防ぐ働きをする。
【0064】
このように構成された、画素電極9aと対向電極21とが対面するように配置されたTFTアレイ基板10と対向基板20との間には、後述のシール材により囲まれた空間に電気光学物質の一例である液晶が封入され、液晶層50が形成される。液晶層50は、画素電極9aからの電界が印加されていない状態で配向膜16及び22により所定の配向状態をとる。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る。シール材は、TFTアレイ基板10及び対向基板20をそれらの周辺で貼り合わせるための、例えば光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂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或いはガラスビーズ等のギャップ材が混入されている。
【0065】
更に、画素スイッチング用TFT30の下には、下地絶縁膜12が設けられている。下地絶縁膜12は、下側遮光膜11aからTFT30を層間絶縁する機能の他、TFTアレイ基板10の全面に形成されることにより、TFTアレイ基板10の表面の研磨時における荒れや、洗浄後に残る汚れ等で画素スイッチング用TFT30の特性の劣化を防止する機能を有する。
【0066】
図3において、画素スイッチング用TFT30は、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有しており、走査線3a、当該走査線3aからの電界によりチャネルが形成される半導体層1aのチャネル領域1a’、走査線3aと半導体層1aとを絶縁するゲート絶縁膜を含む絶縁膜2、半導体層1aの低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1c、半導体層1aの高濃度ソース領域1d並びに高濃度ドレイン領域1eを備えている。
【0067】
走査線3a上には、高濃度ソース領域1dへ通じるコンタクトホール81及び高濃度ドレイン領域1eへ通じるコンタクトホール83が各々開孔された第1層間絶縁膜41が形成されている。
【0068】
第1層間絶縁膜41上には中継層71及び容量線300が形成されており、これらの上には、コンタクトホール81及び85が各々開孔された第2層間絶縁膜42が形成されている。
【0069】
第2層間絶縁膜42上にはデータ線6aが形成されており、これらの上には、中継層71へ通じるコンタクトホール85が形成された第3層間絶縁膜43aが形成されている。画素電極9aは、このように構成された第3層間絶縁膜43aの上面に設けられている。
【0070】
次に、以上のように構成された本実施形態に係る電気光学装置の製造プロセスについて図5から図7を参照して説明する。ここに、図5から図7は、図4に示したB−B’断面及びC−C’断面に対応する個所における断面構造を工程ごとに示す工程図である。
【0071】
先ず図5の工程(1)では、シリコン基板、石英基板、ガラス基板等の基板10を用意する。ここで、好ましくはN2(窒素)等の不活性ガス雰囲気下、約850〜1300℃、より好ましくは1000℃の高温でアニール処理し、後に実施される高温プロセスにおいて基板10に生じる歪みが少なくなるように前処理しておく。
【0072】
続いて、このように処理された基板10の全面に、例えばTi、Cr、W、Ta、Mo等の金属や金属シリサイド等の金属合金膜を、スパッタリング法などにより、100〜500nm程度の膜厚、好ましくは約200nmの膜厚の遮光層を形成した後、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、図2に示したようなパターンの下側遮光膜11aを画像表示領域内に形成する。
【0073】
続いて、下側遮光膜11aの上に、例えば、常圧又は減圧CVD法等によりTEOS(テトラ・エチル・オルソ・シリケート)ガス、TEB(テトラ・エチル・ボートレート)ガス、TMOP(テトラ・メチル・オキシ・フォスレート)ガス等を用いて、NSG、PSG、BSG、BPSGなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等からなる下地絶縁膜12を形成する。
【0074】
次に図5の工程(2)では、下地絶縁膜12の上に、減圧CVD等によりアモルファスシリコン膜を形成しアニール処理を施することにより、ポリシリコン膜を固相成長させる。或いは、アモルファスシリコン膜を経ないで、減圧CVD法等によりポリシリコン膜を直接形成する。次に、このポリシリコン膜に対し、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等を施すことにより、図2に示した所定パターンを有する半導体層1aを画像表示領域内に形成する。更に、熱酸化すること等により、ゲート絶縁膜となる絶縁膜2を形成する(図3参照)。この結果、半導体層1aや半導体層320の厚さは、約30〜150nmの厚さ、好ましくは約35〜50nmの厚さとなり、絶縁膜2の厚さは、約20〜150nmの厚さ、好ましくは約30〜100nmの厚さとなる。
【0075】
次に図5の工程(3)では、減圧CVD法等によりポリシリコン膜を約100〜500nmの厚さに堆積し、更にP(リン)を熱拡散して、このポリシリコン膜を導電化した後、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、図5では不図示であるが、図2に示した所定パターンを有する走査線3aを画像表示領域内に形成し、続いて低濃度及び高濃度の2段階で不純物イオンをドープすることにより、低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1c、高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eを含む、LDD構造の画素スイッチング用TFT30の半導体層1aを画像表示領域内に形成する。
【0076】
続いて、例えば、常圧又は減圧CVD法やTEOSガス等を用いて、NSG、PSG、BSG、BPSGなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等からなる第1層間絶縁膜41を形成する。続いて、ドライエッチング又はウエットエッチング若しくはこれらの組み合わせにより、第1層間絶縁膜41に図2及び図3に示したコンタクトホール81、83等を開孔する。
【0077】
次に図6の工程(4)では、減圧CVD法等によりポリシリコン膜を堆積し、更にリン(P)を熱拡散し、このポリシリコン膜を導電化して中継層71を形成する。更に、減圧CVD法、プラズマCVD法等により高温酸化シリコン膜(HTO膜)や窒化シリコン膜からなる誘電体膜75を膜厚50nm程度の比較的薄い厚さに堆積した後、Ti、Cr、W、Ta、Mo等の金属や金属シリサイド等の金属合金膜を、スパッタリングにより容量線300を形成する。これらにより、画像表示領域内に、蓄積容量70を形成する。
【0078】
次に図6の工程(5)では、例えば常圧又は減圧CVD法やTEOSガス等を用いて、NSG、PSG、BSG、BPSGなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等からなる第2層間絶縁膜42を形成する。
【0079】
次に図6の工程(6)では、第2層間絶縁膜42に対する反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより、コンタクトホール81を開孔した後、第2層間絶縁膜42上の全面に、スパッタリング等により、遮光性のAl等の低抵抗金属や金属シリサイド等を金属膜として、約100〜500nmの厚さ、好ましくは約300nmに堆積する。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、所定パターンを有するデータ線6aを画像表示領域内に形成する(図2及び図3参照)。
【0080】
次に図7の工程(7)では、例えば常圧又は減圧CVD法やTEOSガス等を用いて、NSG、PSG、BSG、BPSGなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等からなる第3層間絶縁膜43を形成する。ここでは例えば、基板上における画素電極9aが形成される領域を除く間隙領域に、例えば50nm〜200nm程度の高さの凸状パターンを有するように第3層間絶縁膜43を形成する。この段階では、第3層間絶縁膜43から、急峻に角張った凸部が形成されている。このような急峻な凸部は、図から明らかなように、その下地側に存在する蓄積容量70、データ線6a、半導体層1a等の存在を利用して効率的に形成されている。尚、これに代えて又は加えて、層間絶縁膜をパターニングすることによって、このような凸部を形成してもよい。
【0081】
続いて、第3層間絶縁膜43上に、ITO膜9を、例えばスパッタリング、低温又は常温CVD(Chemical Vapor Deposition)等から形成する。ここでは、例えば50nm〜200nm程度の膜厚を有するITO膜9を形成する。すると、このITO膜9のうち、第3層間絶縁膜43の凸部上に形成された部分は、凸状になる。これに対し、このITO膜9のうち、層間絶縁膜43の凸部以外の平坦部分上に形成された部分は、特にC−C’断面から明らかなように平坦になる。
【0082】
次に図7の工程(8)では、ITO膜9の表面を、CMP処理で化学的機械研磨する。具体的には、例えば研磨プレート上に固定された研磨パッド上に、シリカ粒を含んだ液状のスラリー(化学研磨液)を流しつつ、スピンドルに固定した基板表面を、回転接触させることにより、ITO膜9の表面を研磨する。そして、第3層間絶縁膜43が露出してから若干だけ研磨する。ここでは、例えば時間管理により或いは適当なストッパ層をTFTアレイ基板10上の所定位置に形成しておくことにより、研磨処理を継続した後に所望の画素電極9aがパターニングされた時点で、当該CMP処理を停止する。この結果、表面がレベルLcの位置で各縁がパターニングされた画素電極9aが完成する。
【0083】
尚、この場合のストッパ層表面の検出は、例えばCMP処理に対する研磨レートがITO膜9又は第3層間絶縁膜43よりも低いストッパ層を画像表示領域の周辺に位置する周辺領域に予め形成しておき、係るストッパ層が露出した際の摩擦係数の変化を検出する摩擦検出式、ストッパ層が露出した際に発生する振動を検出する振動検出式、ストッパ層が露出した際の反射光量の変化を検出する光学式により行えばよい。
【0084】
以上のように工程(7)で画像表示領域の全域に形成したITO膜9のうち、第3層間絶縁膜43の凸部上に形成された部分を、工程(8)で選択的に除去することができる。これにより、画素電極9aの間隙領域に露出した第3層間絶縁膜43aの凸部402aによって区切られた画素電極9aが形成される。即ち、画素電極9aのパターニングをCMP処理により高精度で行うことができる。また工程(7)で、第3層間絶縁膜43を、例えば800nm程度の膜厚で形成することで、その下にあるデータ線6aが、工程(8)のCMP処理で破壊されることはない。そして、本実施形態では特に、画素電極9aを区切る凸部402aが、その周囲の画素電極9aよりも若干高くされた構造が得られる。
【0085】
尚、工程(8)の後には、画素電極9a上にポリイミド系の配向膜の塗布液を塗布し、更に所定のプレティルト角を持つように且つ所定方向でラビング処理を施すこと等により、配向膜16が形成される。
【0086】
当該電気光学装置を反射型として構築する場合には、ITOに代えて、Al等の反射率の高い不透明な材料から画素電極9aを形成してもよい。
【0087】
(電気光学装置の第2実施形態)
本発明の電気光学装置に係る第2実施形態について、図8から図11を参照して説明する。
【0088】
先ず第2実施形態の構成について図8を参照して説明する。ここに図8は、図4と同じく、図2のB−B’断面に対応する個所における断面図である。尚、図8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。
【0089】
第2実施形態では、上述した第1実施形態と比べて、第3層間絶縁膜43bの形状及びこれが有する凸部402bの形状並びに、これにより縁が規定される画素電極9bの形状が異なる。その他の構成については、第1実施形態と同様である。
【0090】
即ち図8に示すように第2実施形態では、第3層間絶縁膜43bの凸部402bは、その下地側に位置するデータ線6a等の存在によるのではなく、パターニングによって形成されている。よって、凸部402bは、その下地側に位置するデータ線6a等の存在に依存せずに、高い寸法精度或いは位置精度で、形成されている。更に、このような凸部402b上に形成され、レベルLcまでCMP処理により研磨除去されることで、画素電極9aの縁が規定されている。この際特に、凸部402bの側壁はパターニングによりほぼ垂直に切り立っているので、レベルLcに多少の誤差があっても、画素電極9aの平面パターン或いは輪郭を殆ど同一にできるという利点が得られる。
【0091】
次に、以上のように構成された第2実施形態に係る電気光学装置の製造プロセスについて図9及び図10を参照して説明する。ここに、図9から図10は、図4に示したB−B’断面及びC−C’断面に対応する個所における断面構造を工程ごとに示す工程図である。
【0092】
尚、第2実施形態に係る製造プロセスでは、図5から図6に示した第1実施形態に係る製造プロセスの工程(1)から工程(6)と同様の工程が行われる。このため、これら同様の工程については説明を省略する。
【0093】
即ち工程(6)に続く図9の工程(7−1b)では、例えば常圧又は減圧CVD法やTEOSガス等を用いて、NSG、PSG、BSG、BPSGなどのシリケートガラス膜、酸化シリコン膜等の層間絶縁膜を、先ず数百nm程度に厚く成膜し、この上面を、CMP処理等により一旦平坦化することで層間絶縁膜43とする。
【0094】
続いて図9の工程(7−2b)では、この平坦化された層間絶縁膜43に対するパターニングによって、例えばデータ線6aよりも狭い幅Idを有する凸部を形成する。このパターニングは、平坦化された層間絶縁膜43に対するものなので、下地に存在するデータ線6a等の影響を受けずに、高精度で実行可能である。ここでは例えば、基板上における画素電極9bが形成される領域を除く間隙領域に、例えば50nm〜200nm程度の高さの凸状パターンを有するように第3層間絶縁膜43を形成する。
【0095】
続いて図10の工程(7−3b)では、第3層間絶縁膜43上に、ITO膜9を、好ましくは流動性のITO材料の塗布によって形成する。これにより、急峻な凸部の側壁に沿って緩やかな斜面を有するITO膜9が形成される。但し、例えばスパッタリング、低温又は常温CVD等から形成してもよい。ここでは、例えば50nm〜200nm程度の膜厚を有するITO膜9を形成する。いずれの場合にも、このITO膜9のうち、第3層間絶縁膜43の凸部上に形成された部分は、緩やかな段差を有する又は急峻な段差を有する凸状になる。これに対し、このITO膜9のうち、層間絶縁膜43の凸部以外の平坦部分上に形成された部分は、特にC−C’断面から明らかなように平坦になる。
【0096】
次に図10の工程(8b)では、ITO膜9の表面を、CMP処理で化学的機械研磨する。そして、第3層間絶縁膜43が露出してから若干だけ研磨し、時間管理又は適当なストッパ層により、当該CMP処理を停止する。この結果、表面がレベルLcの位置で各縁がパターニングされた画素電極9bが完成する。
【0097】
以上のように第2実施形態に係る製造プロセスによれば、工程(7−3b)で画像表示領域の全域に形成したITO膜9のうち、第3層間絶縁膜43の凸部上に形成された部分を、工程(8b)で選択的に除去することができる。これにより、画素電極9bの間隙領域に露出した第3層間絶縁膜43bの凸部402bによって区切られた画素電極9bが形成される。即ち、画素電極9bのパターニングをCMP処理により高精度で行うことができる。加えて、凸部402bの側壁は工程(7−2b)のパターニングによりほぼ垂直に切り立っているので、工程(8b)におけるレベルLcに多少の誤差があっても、画素電極9bの平面パターン或いは輪郭を殆ど同一にできる。そして、本実施形態では特に、画素電極9bを区切る凸部402bが、その周囲の画素電極9bよりも若干高くされた構造が得られる。
【0098】
加えて、図10の工程(7−3b)において、ITO膜9を流動性のITO材料を塗布して形成することで、第3層間絶縁膜43bにおける凸部402b付近における画素電極9bの傾斜を緩く形成できる。これにより、画素電極9b上の配向膜に対するラビング処理のムラを低減でき、液晶層50の表面の急峻な段差に起因した液晶の配向不良を効果的に防止できる。より具体的には、ラビング処理の際、画素電極9bの段差は緩やかであるため、ラビングが擦り上げとなる個所でも、特に擦り下げとなる個所でも、良好にラビング処理を施すことが可能となる。
【0099】
ここで、画素電極9bの傾斜とラビング方向との関係について図11を参照して説明を加える。ここに、図11は、第2実施形態の電気光学装置における画素電極9bの段差の傾斜と液晶分子の配向状態との関係を示す図式的な側面図である。
【0100】
図11(a)に示すように、液晶層50を構成する液晶分子50aは、図中左右方向にラビング処理が施されており所定のプレティルト角を与えるように表面処理された配向膜16上で、所定の配向状態をとる。そして、画像信号に応じた電界の印加により、図中破線で示した位置に各液晶分子50aは回動する。
【0101】
この際、図11(b)に示すように、液晶層50を構成する液晶分子50aは、配向膜16の下地面に、ラビング方向に交わる方向に傾斜301を与える凸部があると、この傾斜部で液晶分子50aの配向状態は乱れる。更に図11(c)に示すように、より急峻な傾斜301’を与える凸部があると、この液晶分子50aの配向状態の乱れは顕著となる。
【0102】
従って、本実施形態のように凸部402bの付近に緩やかに傾斜する縁を有する画素電極9bを形成することで、当該凸部402b付近の段差に基づく液晶分子50cの配向不良を低減することができ有利である。更に、同一の段差であっても、段差に平行な方向にラビング処理を行えば、段差による液晶分子50cの配向状態の乱れは低減する。即ち、このような配向状態の乱れが顕著な領域に対して、図11(b)のように配向状態の乱れが低減する方向にラビング処理を行うのが有利である。
【0103】
(電気光学装置の第3実施形態)
本発明の電気光学装置に係る第3実施形態ついて、図12及び図13を参照して説明する。
【0104】
先ず第3実施形態の構成について図12を参照して説明する。ここに図12は、図4或いは図8と同じく、図2のB−B’断面に対応する個所における断面図である。尚、図12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。
【0105】
第3実施形態では、上述した第1実施形態と比べて、第3層間絶縁膜43cの形状及びこれが有する凸部402cの形状並びに、これにより縁が規定される画素電極9cの形状が異なる。その他の構成については、第1実施形態と同様である。或いは、第3層間絶縁膜43cがCMPにより研磨除去されるレベルを除いては、第2実施形態と同様である。
【0106】
即ち図12に示すように第3実施形態では、第3層間絶縁膜43cの凸部402cは、その下地側に位置するデータ線6a等の存在によるのではなく、パターニングによって形成されている。よって、凸部402cは、その下地側に位置するデータ線6a等の存在に依存せずに、高い寸法精度或いは位置精度で、形成されている。更に、このような凸部402c上に形成され、レベルLcまでCMP処理により研磨除去されることで、画素電極9cの縁が規定されている。この際特に、凸部402cの側壁はパターニングによりほぼ垂直に切り立っているので、レベルLcに多少の誤差があっても、画素電極9cの平面パターン或いは輪郭を殆ど同一にできるという利点が得られる。そして特に、凸部402cと画素電極9cの表面との高さは同一となるように、画素電極9cは、第3層間絶縁膜43cにおける凸部402c以外の凹部内に埋め込まれている。このため、画素電極9c上の配向膜に対するラビングのムラは、基本的に低減されており、段差に起因した液晶の配向不良(図11(b)及び図11(c)参照)は、基本的に生じない(図11(a)参照)。
【0107】
次に、以上のように構成された第3実施形態に係る電気光学装置の製造プロセスについて図13を参照して説明する。ここに、図13は、図4に示したB−B’断面及びC−C’断面に対応する個所における断面構造を工程ごとに示す工程図である。
【0108】
尚、第3実施形態に係る製造プロセスでは、図5から図6に示した第1実施形態に係る製造プロセスの工程(1)から工程(6)と同様の工程が行われ、これに続いて、図9に示した工程(7−1b)及び工程(7−2b)と同様の工程が行われる。このため、これら同様の工程については説明を省略する。
【0109】
即ち工程(6)に続く図13の工程(7c)では、第3層間絶縁膜43上に、ITO膜9を、例えばスパッタリング、低温又は常温CVD等から形成する。ここでは、例えば数百nm程度の膜厚を有するITO膜9を形成する。いずれの場合にも、このITO膜9のうち、第3層間絶縁膜43の凸部上に形成された部分は、緩やかな段差を有する又は急峻な段差を有する凸状になる。これに対し、このITO膜9のうち、層間絶縁膜43の凸部以外の平坦部分上に形成された部分は、特にC−C’断面から明らかなように平坦になる。
【0110】
次に図13の工程(8c)では、ITO膜9の表面を、CMP処理で化学的機械研磨する。そして、第3層間絶縁膜43が露出してから若干だけ研磨し、全面が平坦化されたことを検知して、当該CMP処理を停止する。この結果、表面がレベルLcの位置で各縁がパターニングされた画素電極9cが完成する。
【0111】
以上のように第2実施形態に係る製造プロセスによれば、工程(7c)で画像表示領域の全域に形成したITO膜9のうち、第3層間絶縁膜43の凸部上に形成された部分を、工程(8c)で選択的に除去することができる。これにより、画素電極9bの間隙領域に露出した第3層間絶縁膜43cの凸部402cによって区切られた画素電極9cが形成される。即ち、画素電極9bのパターニングをCMP処理により高精度で行うことができる。加えて、凸部402cの側壁はパターニングによりほぼ垂直に切り立っているので、工程(8c)におけるレベルLcに多少の誤差があっても、画素電極9cの平面パターン或いは輪郭を殆ど同一にできる。そして、本実施形態では特に、画素電極9cを区切る凸部402cが、その周囲の画素電極9bと同じ高さとされた構造が得られる。この結果、図11(a)に示した場合と同様に、液晶の配向不良を低減できる。
【0112】
以上の図1から図13を参照して説明したように各実施形態によれば、画素電極9a〜9cを高精度でパターニングすることによって、高精細の画像表示が可能となる。
【0113】
以上説明した各実施形態では、画素スイッチング用のTFT30は、トップゲート型とされているが、ボトムゲート型のTFTであってもよい。加えて、TFT30は、貼り合わせSOIによる単結晶半導体層を含んでなるように構成してもよい。
【0114】
以上説明した各実施形態では、スイッチング用TFT30は、例えば図3に示したようにLDD構造を持つが、低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1cに不純物イオンの打ち込みを行わないオフセット構造を持ってよいし、走査線3aの一部からなるゲート電極をマスクとして高濃度で不純物イオンを打ち込み、自己整合的に高濃度ソース及びドレイン領域を形成するセルフアライン型のTFTであってもよい。また本実施形態では、画素スイッチング用のTFT30のゲート電極を高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1e間に1個のみ配置したシングルゲート構造としたが、これらの間に2個以上のゲート電極を配置してもよい。
【0115】
(電気光学装置の全体構成)
以上のように構成された各実施形態における電気光学装置の全体構成を図14及び図15を参照して説明する。尚、図14は、TFTアレイ基板10をその上に形成された各構成要素と共に対向基板20の側から見た平面図であり、図15は、図14のH−H’断面図である。
【0116】
図14において、TFTアレイ基板10の上には、シール材52がその縁に沿って設けられており、その内側に並行して、画像表示領域10aの周辺を規定する額縁としての遮光膜53が設けられている。シール材52の外側の領域には、データ線6aに画像信号を所定タイミングで供給することによりデータ線6aを駆動するデータ線駆動回路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おり、走査線3aに走査信号を所定タイミングで供給することにより走査線3aを駆動する走査線駆動回路104が、この一辺に隣接する2辺に沿って設けられている。走査線3aに供給される走査信号遅延が問題にならないのならば、走査線駆動回路104は片側だけでも良いことは言うまでもない。また、データ線駆動回路101を画像表示領域10aの辺に沿って両側に配列してもよい。更にTFTアレイ基板10の残る一辺には、画像表示領域10aの両側に設けられた走査線駆動回路104間をつなぐための複数の配線105が設けられている。また、対向基板20のコーナー部の少なくとも1箇所においては、TFTアレイ基板10と対向基板20との間で電気的に導通をとるための導通材106が設けられている。そして、図15に示すように、図14に示したシール材52とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板20が当該シール材52によりTFTアレイ基板10に固着されている。
【0117】
尚、TFTアレイ基板10上には、これらのデータ線駆動回路101、走査線駆動回路104等に加えて、複数のデータ線6aに画像信号を所定のタイミングで印加するサンプリング回路、複数のデータ線6aに所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
【0118】
以上図1から図15を参照して説明した実施形態では、データ線駆動回路101及び走査線駆動回路104をTFTアレイ基板10の上に設ける代わりに、例えばTAB(Tape Automated bonding)基板上に実装された駆動用LSIに、TFTアレイ基板10の周辺部に設けられた異方性導電フィルムを介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。また、対向基板20の投射光が入射する側及びTFTアレイ基板10の出射光が出射する側には各々、例えば、TN(Twisted Nematic)モード、STN(Super Twisted Nematic)モード、VA(Vertically Aligned)モード、PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード/ノーマリー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、偏光板などが所定の方向で配置される。
【0119】
以上説明した実施形態における電気光学装置は、プロジェクタに適用されるため、3枚の電気光学装置がRGB用のライトバルブとして各々用いられ、各ライトバルブには各々RGB色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が投射光として各々入射されることになる。従って、各実施形態では、対向基板20に、カラーフィルタは設けられていない。しかしながら、画素電極9aに対向する所定領域にRGBのカラーフィルタをその保護膜と共に、対向基板20上に形成してもよい。このようにすれば、プロジェクタ以外の直視型や反射型のカラー電気光学装置について、各実施形態における電気光学装置を適用できる。また、対向基板20上に1画素1個対応するようにマイクロレンズを形成してもよい。あるいは、TFTアレイ基板10上のRGBに対向する画素電極9a下にカラーレジスト等でカラーフィルタ層を形成することも可能である。このようにすれば、入射光の集光効率を向上することで、明るい電気光学装置が実現できる。更にまた、対向基板20上に、何層もの屈折率の相違する干渉層を堆積することで、光の干渉を利用して、RGB色を作り出すダイクロイックフィルタを形成してもよい。このダイクロイックフィルタ付き対向基板によれば、より明るいカラー電気光学装置が実現できる。
【0120】
(電子機器の実施形態)
次に、以上詳細に説明した電気光学装置をライトバルブとして用いた電子機器の一例たる投射型カラー表示装置の実施形態について、その全体構成、特に光学的な構成について説明する。ここに図16は、投射型カラー表示装置の図式的断面図である。
【0121】
図16において、本実施形態における投射型カラー表示装置の一例たる液晶プロジェクタ1100は、駆動回路がTFTアレイ基板上に搭載された液晶装置100を含む液晶モジュールを3個用意し、夫々RGB用のライトバルブ100R、100G及び100Bとして用いたプロジェクタとして構成されている。液晶プロジェクタ1100では、メタルハライドランプ等の白色光源のランプユニット1102から投射光が発せられると、3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原色に対応する光成分R、G、Bに分けられ、各色に対応するライトバルブ100R、100G及び100Bに夫々導かれる。この際特にB光は、長い光路による光損失を防ぐために、入射レンズ1122、リレーレンズ1123及び出射レンズ1124からなるリレーレンズ系1121を介して導かれる。そして、ライトバルブ100R、100G及び100Bにより夫々変調された3原色に対応する光成分は、ダイクロイックプリズム1112により再度合成された後、投射レンズ1114を介してスクリーン1120にカラー画像として投射される。
【0122】
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なう電気光学装置の製造方法、該電気光学装置及び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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電気光学装置に係る第1実施形態における画像表示領域を構成するマトリクス状の複数の画素に設けられた各種素子、配線等の等価回路である。
【図2】実施形態の電気光学装置におけるデータ線、走査線、画素電極等が形成されたTFTアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。
【図3】図2のK−K’断面図である。
【図4】図2のB−B’断面図である。
【図5】第1実施形態の電気光学装置の製造プロセスを、図2のB−B’断面及びC−C’断面に対応する個所について順を追って示す工程図(その1)である。
【図6】第1実施形態の電気光学装置の製造プロセスを、図2のB−B’断面及びC−C’断面に対応する個所について順を追って示す工程図(その2)である。
【図7】第1実施形態の電気光学装置の製造プロセスを、図2のB−B’断面及びC−C’断面に対応する個所について順を追って示す工程図(その3)である。
【図8】本発明の電気光学装置に係る第2実施形態における図2のB−B’断面に対応する個所における断面図である。
【図9】第2実施形態の電気光学装置の製造プロセスを、図2のB−B’断面及びC−C’断面に対応する個所について順を追って示す工程図(その1)である。
【図10】第2実施形態の電気光学装置の製造プロセスを、図2のB−B’断面及びC−C’断面に対応する個所について順を追って示す工程図(その2)である。
【図11】第2実施形態の電気光学装置における凸部による段差の傾斜と液晶分子の配向状態との関係を示す図式的な側面図である。
【図12】本発明の電気光学装置に係る第3実施形態における図2のB−B’断面に対応する個所における断面図である。
【図13】第3実施形態の電気光学装置の製造プロセスを、図2のB−B’断面及びC−C’断面に対応する個所について順を追って示す工程図である。
【図14】実施形態の電気光学装置におけるTFTアレイ基板をその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る。
【図15】図14のH−H’断面図である。
【図16】本発明の電子機器の実施形態である投射型カラー表示装置の一例たるカラー液晶プロジェクタを示す図式的断面図である。
【符号の説明】
1a…半導体層
3a…走査線
6a…データ線
9a…画素電極
10…TFTアレイ基板
16…配向膜
20…対向基板
30…TFT
43、43a、43b、43c…第3層間絶縁膜
50…液晶層
70…蓄積容量
402a、402b、402c…凸部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of a manufacturing method for manufacturing an electro-optical device such as a liquid crystal device, an EL (Electro Luminescence) display device, and an electrophoresis device. In particular, a display electrode having a predetermined plane pattern such as a pixel electrode is formed on a substrate. The present invention belongs to a technical field of a manufacturing method for manufacturing an electro-optical device such as a liquid crystal device provided with the above, an electro-optical device, and an electronic apparatus such as a projection display device provided with such an electro-optical device.
[0002]
[Background Art]
Generally, in this type of electro-optical device, for example, a transparent pixel electrode made of an ITO (Indium Tin Oxide) film or the like and arranged in a plane in an island shape for each pixel, or a transparent striped electrode arranged in a column direction or a row direction A display electrode having a predetermined plane pattern, such as a transparent segment electrode provided for each segment, is provided on a substrate. In addition, a display electrode having a stripe shape or the like is provided on one surface of a counter substrate facing the substrate on which such a display electrode is formed. Further, such a display electrode may be formed of an opaque or translucent pixel electrode made of an Al (aluminum) film or the like.
[0003]
In this type of electro-optical device manufacturing method, first, various switching elements such as a thin film transistor (hereinafter appropriately referred to as “TFT”) and a thin film diode (hereinafter appropriately referred to as “TFD”) are formed on a substrate. In addition, electronic elements such as storage capacitors, various wirings connected to these elements, light shielding films, and the like are formed. Subsequently, an interlayer insulating film is formed on such switching elements and wirings. Further, for example, an ITO film is formed on one surface of the interlayer insulating film by sputtering or vapor deposition. Thereafter, the ITO film formed on one surface is patterned by using wet etching or dry etching to form a display electrode having a predetermined plane pattern.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above-described manufacturing method, for example, in the case of wet etching using an etching solution containing phosphoric acid or the like, the pattern accuracy required for a small electro-optical device such as a liquid crystal device for a light valve of a projection display device is reduced. Getting out is basically difficult. Further, in the case of wet etching, the etchant penetrates into the interlayer insulating film underlying the display electrode, and erodes wirings such as data lines which are under the interlayer insulating film and formed of, for example, an Al (aluminum) film. . That is, for example, an etchant intrudes through pinholes, microcracks, and the like existing in an interlayer insulating film made of a silicon oxide film, and a conductive film portion forming a wiring is partially removed. In addition, it is necessary to reduce the density of the ITO film or the like to an extent that can be etched. Therefore, in particular, if the pixel pitch is reduced to meet the general demand for higher definition of a display image, there is a problem that it is technically difficult to perform patterning using such wet etching.
[0005]
On the other hand, according to the above-described manufacturing method, in the case of dry etching, it is difficult to efficiently vaporize and remove the ITO film and the like constituting the display electrode formed on the interlayer insulating film. For example, since the vapor pressure of an etching product containing ITO or the like is low, the gas does not sufficiently turn into a gas and adheres as particles in the etching chamber. As a result, the yield is reduced. That is, it is technically difficult to efficiently pattern the display electrode by dry etching so as not to cause such a decrease in yield.
[0006]
The present invention has been made in consideration of the above-described problems, and has a method of manufacturing an electro-optical device capable of efficiently forming a display electrode with high patterning accuracy, the electro-optical device, and the electro-optical device. It is an object to provide an electronic device including:
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The method for manufacturing an electro-optical device according to the present invention is a method for manufacturing an electro-optical device for manufacturing an electro-optical device having a display electrode patterned on a substrate, in order to solve the above-mentioned problems. A first step of forming an interlayer insulating film so as to have a convex pattern in a gap region excluding a region where the display electrode is formed; and a step of forming a conductive film serving as the display electrode on the interlayer insulating film. At least a part of the convex pattern is removed by removing the portion of the conductive film formed on the convex pattern by polishing the surface of the conductive film by a CMP (Chemical Mechanical Polishing) process in two steps. In the gap region.
[0008]
According to the method for manufacturing an electro-optical device of the present invention, the electro-optical device according to the present invention is configured such that a patterned display electrode such as a pixel electrode, a striped electrode, or a segmented electrode is formed on a substrate such as a TFT array substrate. Liquid crystal device, EL display device, etc. The display electrode is made of, for example, a transparent conductive film such as an ITO film, an opaque conductive film such as an Al film, or a conductive film which emits light electro-optically.
[0009]
At the time of manufacturing, first, in a first step, an interlayer insulating film is formed so as to have a convex pattern with a height of about 50 nm to 200 nm in a gap region excluding a region where a display electrode is formed on a substrate. For example, an interlayer insulating film having such a convex pattern may be formed by forming an interlayer insulating film on the surface of a substrate having a convex pattern or a surface of a base film or the like formed thereon. . A flat insulating film may be formed once and an interlayer insulating film having such a convex pattern may be formed by patterning the flat insulating film. Alternatively, a dedicated member or film for forming a convex pattern may be formed on the substrate, and further, such a convex pattern may be formed by utilizing the existence of various wirings and electronic elements under the interlayer insulating film. An interlayer insulating film may be formed.
[0010]
Thereafter, in a second step, a conductive film serving as a display electrode such as an ITO film, an Al film, or a self-luminous film is formed on the interlayer insulating film to a thickness of, for example, about 50 nm to 200 nm. Then, a portion of the conductive film formed on the convex pattern of the interlayer insulating film has a convex pattern. On the other hand, in the conductive film, a portion formed on a flat portion or a concave pattern other than the convex pattern of the interlayer insulating film has a flat or concave pattern.
[0011]
Thereafter, in a third step, the surface of the conductive film is chemically and mechanically polished by a CMP process, so that a portion of the conductive film formed on the convex pattern is selectively removed. Thereby, at least a part of the convex pattern of the interlayer insulating film is exposed to the gap region.
[0012]
As a result, as described above, it is possible to form the display electrodes separated by the convex pattern of the interlayer insulating film without performing patterning by wet etching or dry etching on the conductive film serving as the display electrodes. At this time, the problems caused by the wet etching and the dry etching as described above do not occur, the display electrode can be patterned relatively efficiently, and the patterning accuracy can be relatively easily increased. Accordingly, it is possible to easily cope with the reduction in the pixel pitch, and it is also possible to increase the definition of a display image.
[0013]
In one aspect of the method of manufacturing an electro-optical device according to the present invention, the electro-optical device further includes a wiring for supplying a signal to the display electrode directly or via a switching element below the interlayer insulating film. The first step includes a step of forming the wiring on the substrate, and a step of forming at least a part of the convex pattern on the interlayer insulating film due to the presence of the wiring.
[0014]
According to this aspect, in the first step, first, wirings such as a scanning line, a data line, and a capacitance line made of, for example, an Al film or a polysilicon film are formed on the substrate. Subsequently, due to the presence of the wiring, at least a part of the convex pattern is formed on the interlayer insulating film thereon. Therefore, the convex pattern in the interlayer insulating film can be formed by utilizing the existence of the wiring without complicating the laminated structure and the manufacturing process on the substrate. Moreover, at this time, if the interlayer insulating film is formed to a thickness of about 800 nm, for example, the underlying wiring is not broken by the CMP process in the third step. This is very advantageous in comparison with the case where the wiring under the interlayer insulating film is broken at the time of patterning of the display electrode by wet etching as in the background art described above.
[0015]
In another aspect of the method for manufacturing an electro-optical device of the present invention, in the first step, at least a part of the convex pattern is formed in the interlayer insulating film by patterning an insulating film to be the interlayer insulating film. .
[0016]
According to this aspect, in the first step, an insulating film to be an interlayer insulating film is first formed. At this stage, the insulating film has no or partial convex pattern. Subsequently, the insulating film is patterned to form at least a part of the convex pattern in the interlayer insulating film, thereby completing the interlayer insulating film. Therefore, since a dedicated patterning is performed to form a convex pattern, it hardly depends on the existence of various wirings and various electronic elements that can be arranged under the interlayer insulating film, or almost does not depend on the shape of the insulating film before patterning. A desired convex pattern that is preferable in design can be accurately formed without depending on the pattern.
[0017]
In this aspect, in the first step, the insulating film serving as the interlayer insulating film may be planarized and then patterned.
[0018]
If manufactured in this way, the insulating film is planarized before patterning, so it does not depend on the existence of various wirings and various electronic elements that can be arranged under the interlayer insulating film, or depends on the shape of the insulating film before patterning. Without this, it is possible to accurately form a desired convex pattern which is most preferable in design.
[0019]
In another aspect of the method for manufacturing an electro-optical device according to the present invention, in the second step, the conductive film is formed so as to have a convex pattern having a gentler slope than the convex pattern on the surface.
[0020]
According to this aspect, in the second step, a conductive film having a convex pattern with a gentle inclination on the surface is formed. Therefore, the inclination of the display electrode patterned through the third step near the gap region becomes gentle. Therefore, it is possible to effectively prevent the malfunction of the electro-optical material in the electro-optical device due to the steep surface step, for example, the alignment defect due to the steep step on the surface of the liquid crystal layer in the liquid crystal device.
[0021]
In this aspect, in the second step, the conductive film may be formed by applying a conductive material having fluidity.
[0022]
According to this manufacturing method, a conductive film having a convex pattern with a gentle slope on the surface can be formed relatively easily by utilizing a process of applying a conductive material having fluidity.
[0023]
Alternatively, in another aspect of the method for manufacturing an electro-optical device according to the present invention, in the second step, the conductive film is formed by sputtering or vapor deposition.
[0024]
According to this aspect, in the second step, the conductive film can be formed relatively easily using sputtering or vapor deposition. In this case, by forming the slope of the convex pattern in the interlayer insulating film serving as the base of the conductive film to be gentle, a display electrode having a gentle slope near the gap region can be relatively easily formed thereon.
[0025]
In another aspect of the method of manufacturing an electro-optical device according to the aspect of the invention, in the second step, the conductive film is formed so that a film thickness is larger than a height of the convex pattern. The entire region of the conductive film is planarized together with a part of the exposed convex pattern.
[0026]
According to this aspect, in the second step, a conductive film having a thickness larger than the height of the convex pattern is formed. Subsequently, in the third step, the entire area of the conductive film is flattened together with a part of the exposed convex pattern, so that one surface of the convex pattern exposed from and separated from the display electrode and the gap is formed. And a flattened structure is obtained. Further, since the entire surface on the substrate is flattened, stop control of the CMP process in the third step is relatively easy.
[0027]
Alternatively, in another aspect of the method for manufacturing an electro-optical device according to the aspect of the invention, in the second step, the conductive film is formed such that a film thickness is smaller than a height of the convex pattern. The conductive film is planarized only near a part of the exposed convex pattern.
[0028]
According to this aspect, in the second step, a conductive film having a thickness smaller than the height of the convex pattern is formed. Subsequently, in the third step, only a part of the exposed convex pattern of the conductive film is flattened, so that the vicinity of the convex pattern that is exposed from the gap between the display electrodes and separates it is the same. A structure that is slightly higher than the surroundings like a bank is obtained. Also, the stop control of the CMP process in the third step can be executed by time control or by using an appropriate stopper.
[0029]
In another aspect of the method for manufacturing an electro-optical device according to the present invention, in the second step, a transparent conductive film is formed as the conductive film.
[0030]
According to this aspect, a transparent pixel electrode, a transparent striped electrode, a transparent segment electrode, and the like can be formed with high patterning accuracy.
[0031]
In this aspect, the transparent conductive film may be made of an ITO film.
[0032]
Manufacturing in this manner is very advantageous in practice because it can pattern an ITO film, which is technically difficult to improve the pattern accuracy by wet etching or wet etching, with high patterning accuracy.
[0033]
In another aspect of the method for manufacturing an electro-optical device according to the present invention, before the second step, a polishing rate for the CMP process is set in a peripheral area located around an image display area in which the display electrode is formed. Forming a stopper portion lower than the electrode for use or the interlayer insulating film.
[0034]
According to this aspect, before the second step, the stopper for the CMP process is formed from a predetermined type of metal film or the like. Then, during the CMP process in the third process after the formation of the interlayer insulating film in the second process, the stop control of the CMP process can be performed with high accuracy by detecting the exposure of the stopper by a change in the polishing rate or optically. .
[0035]
In another aspect of the method for manufacturing an electro-optical device according to the present invention, the method further includes a step of forming an alignment film on the surface of the display electrode, and a step of rubbing the alignment film.
[0036]
According to this aspect, after the display electrode is formed in the third step, an alignment film is formed on the surface thereof, and rubbing is performed on the alignment film. At this time, as described above, the inclination of the surface of the display electrode near the convex pattern can be formed gently. Therefore, it is possible to control the operation of the electro-optical material in the electro-optical device with high accuracy, for example, to control the alignment of the liquid crystal layer in the liquid crystal device.
[0037]
In order to solve the above-mentioned problems, an electro-optical device according to the present invention includes, on a substrate, an interlayer insulating film having a concavo-convex pattern at least on an upper surface side, and a CMP in a concave pattern divided by a convex pattern on the interlayer insulating film. Display electrodes embedded by the processing.
[0038]
Since the electro-optical device of the present invention is configured as described above, the electro-optical device can be manufactured by the above-described manufacturing method of the present invention. As a result, the display electrode can be miniaturized, and the definition of a display image can be increased. Can be
[0039]
Note that the electro-optical device of the present invention can also adopt various aspects corresponding to the various aspects of the above-described method of manufacturing the electro-optical device of the present invention. Further, the present invention is applicable to various electro-optical devices such as a liquid crystal device, an organic EL device, an inorganic EL device, and an electrophoretic device.
[0040]
In order to solve the above problems, an electronic apparatus according to the present invention includes the above-described electro-optical device (including various aspects thereof) according to the present invention.
[0041]
Since the electronic apparatus of the present invention includes the above-described electro-optical device of the present invention, a projection display device, a liquid crystal television, a mobile phone, an electronic organizer, a word processor, and a viewfinder type capable of displaying a high-definition image are provided. Alternatively, various electronic devices such as a monitor direct-view video tape recorder, a workstation, a videophone, a POS terminal, and a touch panel can be realized.
[0042]
The operation and other advantages of the present invention will become more apparent from the embodiments explained below.
[0043]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the electro-optical device of the present invention is applied to a liquid crystal device.
[0044]
(First Embodiment of Electro-Optical Device)
A first embodiment according to the electro-optical device of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0045]
First, the configuration of the first embodiment will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is an equivalent circuit of various elements, wiring, and the like in a plurality of pixels formed in a matrix forming an image display area of the electro-optical device. FIG. 2 is a plan view of a plurality of pixel groups adjacent to each other on a TFT array substrate on which data lines, scanning lines, pixel electrodes, and the like are formed. FIG. 3 is a sectional view taken along the line KK ′ of FIG. 2, and FIG. 4 is a sectional view taken along the line BB ′ of FIG. In FIGS. 3 and 4, the scale of each layer and each member is made different so that each layer and each member have a size recognizable in the drawings.
[0046]
In FIG. 1, a plurality of pixels formed in a matrix forming an image display area of the electro-optical device according to the present embodiment are each provided with a
[0047]
2, a plurality of
[0048]
In addition, a
[0049]
As described above, at the intersections of the
[0050]
As shown in FIGS. 2 to 4, the third
[0051]
The
[0052]
The
[0053]
On the other hand, the
[0054]
The
[0055]
Below the
[0056]
The
[0057]
The
[0058]
The
[0059]
As shown in FIGS. 3 and 4, the electro-optical device includes a transparent
[0060]
The
[0061]
In this embodiment, in particular, the
[0062]
On the other hand, a
[0063]
The opposing
[0064]
Between the
[0065]
Further, a
[0066]
In FIG. 3, the
[0067]
On the
[0068]
A
[0069]
The data lines 6a are formed on the second
[0070]
Next, a manufacturing process of the electro-optical device according to the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. Here, FIGS. 5 to 7 are process diagrams showing the cross-sectional structures at locations corresponding to the BB ′ cross section and the CC ′ cross section shown in FIG. 4 for each process.
[0071]
First, in step (1) of FIG. 5, a
[0072]
Subsequently, a metal such as Ti, Cr, W, Ta, Mo, or a metal alloy film such as a metal silicide is formed on the entire surface of the
[0073]
Subsequently, a TEOS (tetra-ethyl-ortho-silicate) gas, a TEB (tetra-ethyl-borate) gas, and a TMOP (tetra-methyl) are formed on the lower light-shielding
[0074]
Next, in step (2) of FIG. 5, an amorphous silicon film is formed on the
[0075]
Next, in step (3) of FIG. 5, a polysilicon film is deposited to a thickness of about 100 to 500 nm by a low pressure CVD method or the like, and P (phosphorus) is thermally diffused to make the polysilicon film conductive. Thereafter, a
[0076]
Subsequently, a first
[0077]
Next, in step (4) of FIG. 6, a polysilicon film is deposited by a low-pressure CVD method or the like, and phosphorus (P) is thermally diffused, and the polysilicon film is made conductive to form a
[0078]
Next, in step (5) of FIG. 6, a silicate glass film such as NSG, PSG, BSG, or BPSG, a silicon nitride film, a silicon oxide film, or the like is formed using, for example, normal pressure or reduced pressure CVD, TEOS gas, or the like. A two-
[0079]
Next, in step (6) of FIG. 6, after the
[0080]
Next, in step (7) of FIG. 7, a silicate glass film such as NSG, PSG, BSG, or BPSG, a silicon nitride film, a silicon oxide film, or the like is formed using, for example, normal pressure or reduced pressure CVD, TEOS gas, or the like. A three-
[0081]
Subsequently, the
[0082]
Next, in step (8) of FIG. 7, the surface of the
[0083]
In this case, the stopper layer surface is detected by, for example, forming a stopper layer having a lower polishing rate for the CMP process than the
[0084]
As described above, of the
[0085]
After the step (8), a coating liquid for a polyimide-based alignment film is applied onto the
[0086]
When the electro-optical device is constructed as a reflection type, the
[0087]
(Second embodiment of electro-optical device)
A second embodiment according to the electro-optical device of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0088]
First, the configuration of the second embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIG. 8 is a cross-sectional view at a location corresponding to the BB ′ cross-section of FIG. In FIG. 8, the scale of each layer and each member is different so that each layer and each member have a size that can be recognized in the drawing.
[0089]
In the second embodiment, the shape of the third
[0090]
That is, as shown in FIG. 8, in the second embodiment, the
[0091]
Next, a manufacturing process of the electro-optical device according to the second embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. 9 to 10 are process diagrams showing, for each process, a cross-sectional structure at a location corresponding to the BB 'cross section and the CC' cross section shown in FIG.
[0092]
In the manufacturing process according to the second embodiment, the same steps as the steps (1) to (6) of the manufacturing process according to the first embodiment shown in FIGS. 5 and 6 are performed. Therefore, description of these similar steps is omitted.
[0093]
That is, in the step (7-1b) of FIG. 9 following the step (6), for example, a silicate glass film such as NSG, PSG, BSG, BPSG, a silicon oxide film, etc. Is first formed to a thickness of about several hundred nm, and the upper surface is once flattened by a CMP process or the like to form an
[0094]
Subsequently, in the step (7-2b) of FIG. 9, a convex portion having a width Id smaller than the
[0095]
Subsequently, in a step (7-3b) in FIG. 10, an
[0096]
Next, in a step (8b) in FIG. 10, the surface of the
[0097]
As described above, according to the manufacturing process according to the second embodiment, the
[0098]
In addition, in the step (7-3b) of FIG. 10, by forming the
[0099]
Here, the relationship between the inclination of the
[0100]
As shown in FIG. 11A, the
[0101]
At this time, as shown in FIG. 11 (b), when the
[0102]
Therefore, by forming the
[0103]
(Third embodiment of electro-optical device)
A third embodiment according to the electro-optical device of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0104]
First, the configuration of the third embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIG. 12 is a cross-sectional view at a location corresponding to the BB ′ cross-section in FIG. 2 as in FIG. 4 or FIG. In FIG. 12, the scale of each layer and each member is made different in order to make each layer and each member a recognizable size in the drawing.
[0105]
In the third embodiment, the shape of the third
[0106]
That is, as shown in FIG. 12, in the third embodiment, the
[0107]
Next, a manufacturing process of the electro-optical device according to the third embodiment configured as described above will be described with reference to FIG. Here, FIG. 13 is a process diagram showing a cross-sectional structure at a position corresponding to the BB ′ cross section and the CC ′ cross section shown in FIG. 4 for each process.
[0108]
In the manufacturing process according to the third embodiment, steps similar to the steps (1) to (6) of the manufacturing process according to the first embodiment shown in FIGS. 5 and 6 are performed. The same steps as the steps (7-1b) and (7-2b) shown in FIG. 9 are performed. Therefore, description of these similar steps is omitted.
[0109]
That is, in the step (7c) of FIG. 13 subsequent to the step (6), the
[0110]
Next, in a step (8c) of FIG. 13, the surface of the
[0111]
As described above, according to the manufacturing process according to the second embodiment, of the
[0112]
As described with reference to FIGS. 1 to 13 described above, according to each embodiment, a high-definition image can be displayed by patterning the
[0113]
In each of the embodiments described above, the
[0114]
In each of the embodiments described above, the switching
[0115]
(Overall configuration of electro-optical device)
The overall configuration of the electro-optical device according to each embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a plan view of the
[0116]
In FIG. 14, a sealing
[0117]
In addition, on the
[0118]
In the embodiment described above with reference to FIGS. 1 to 15, instead of providing the data line driving
[0119]
Since the electro-optical device in the embodiment described above is applied to a projector, three electro-optical devices are used as light valves for RGB, respectively, and each light valve is provided with a dichroic mirror for RGB color separation. The light of each color decomposed is then incident as projection light. Therefore, in each embodiment, the opposing
[0120]
(Embodiment of electronic device)
Next, an overall configuration, particularly an optical configuration, of an embodiment of a projection type color display device as an example of an electronic apparatus using the electro-optical device described above in detail as a light valve will be described. FIG. 16 is a schematic sectional view of a projection type color display device.
[0121]
In FIG. 16, a
[0122]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist or the idea of the invention which can be read from the claims and the entire specification, and the electro-optic with such changes The method of manufacturing the device, the electro-optical device, and the electronic device are also included in the technical scope of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an equivalent circuit of various elements, wirings, and the like provided in a plurality of pixels in a matrix forming an image display area according to a first embodiment of the electro-optical device of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a plurality of pixel groups adjacent to each other on a TFT array substrate on which data lines, scanning lines, pixel electrodes, and the like are formed in the electro-optical device of the embodiment.
FIG. 3 is a sectional view taken along the line KK ′ of FIG. 2;
FIG. 4 is a sectional view taken along line BB ′ of FIG. 2;
FIG. 5 is a process diagram (part 1) illustrating the manufacturing process of the electro-optical device according to the first embodiment in order at locations corresponding to the BB ′ cross section and the CC ′ cross section of FIG. 2;
FIG. 6 is a process diagram (part 2) illustrating the manufacturing process of the electro-optical device according to the first embodiment in order at locations corresponding to the BB ′ cross section and the CC ′ cross section of FIG. 2;
FIG. 7 is a process diagram (part 3) illustrating the manufacturing process of the electro-optical device of the first embodiment in order at locations corresponding to the BB ′ cross section and the CC ′ cross section of FIG. 2;
FIG. 8 is a cross-sectional view of a portion corresponding to a cross section taken along line BB ′ of FIG. 2 in a second embodiment according to the electro-optical device of the present invention.
FIG. 9 is a process diagram (part 1) illustrating a manufacturing process of the electro-optical device according to the second embodiment in order at locations corresponding to the BB ′ cross section and the CC ′ cross section of FIG. 2;
FIG. 10 is a process diagram (part 2) showing the manufacturing process of the electro-optical device according to the second embodiment in order at locations corresponding to the BB ′ section and the CC ′ section in FIG. 2;
FIG. 11 is a schematic side view illustrating the relationship between the inclination of a step due to a convex portion and the alignment state of liquid crystal molecules in the electro-optical device according to the second embodiment.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a portion corresponding to a cross section taken along line BB ′ of FIG. 2 in a third embodiment according to the electro-optical device of the present invention.
FIG. 13 is a process diagram sequentially illustrating a manufacturing process of the electro-optical device according to the third embodiment at locations corresponding to the BB ′ cross section and the CC ′ cross section of FIG. 2;
FIG. 14 is a plan view of a TFT array substrate in the electro-optical device according to the embodiment, together with components formed thereon, as viewed from a counter substrate side.
FIG. 15 is a sectional view taken along the line HH ′ of FIG. 14;
FIG. 16 is a schematic sectional view showing a color liquid crystal projector as an example of a projection type color display device which is an embodiment of the electronic apparatus of the invention.
[Explanation of symbols]
1a: Semiconductor layer
3a: scanning line
6a Data line
9a: Pixel electrode
10 ... TFT array substrate
16 Alignment film
20: Counter substrate
30 ... TFT
43, 43a, 43b, 43c: Third interlayer insulating film
50 ... Liquid crystal layer
70 ... Storage capacity
402a, 402b, 402c ... convex portions
Claims (15)
前記基板上における前記表示用電極が形成される領域を除く間隙領域に凸状パターンを有するように層間絶縁膜を形成する第1工程と、
前記層間絶縁膜上に前記表示用電極となる導電膜を形成する第2工程と、
前記導電膜の表面をCMP(Chemical Mechanical Polishing)処理で研磨することにより前記導電膜のうち前記凸状パターン上に形成された部分を除去して、前記凸状パターンの少なくとも一部を前記間隙領域に露出させる第3工程と
を備えたことを特徴とする電気光学装置の製造方法。A method of manufacturing an electro-optical device for manufacturing an electro-optical device including a display electrode patterned on a substrate,
A first step of forming an interlayer insulating film so as to have a convex pattern in a gap region excluding a region where the display electrode is formed on the substrate;
A second step of forming a conductive film serving as the display electrode on the interlayer insulating film;
The surface of the conductive film is polished by a CMP (Chemical Mechanical Polishing) process to remove a portion of the conductive film formed on the convex pattern, so that at least a part of the convex pattern is formed in the gap region. A third step of exposing the electro-optical device.
前記第1工程は、前記基板上に前記配線を形成する工程と、前記配線の存在により前記凸状パターンの少なくとも一部を前記層間絶縁膜に形成する工程とを含むことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置の製造方法。The electro-optical device further includes a wiring for supplying a signal to the display electrode directly or via a switching element below the interlayer insulating film,
2. The method according to claim 1, wherein the first step includes a step of forming the wiring on the substrate and a step of forming at least a part of the convex pattern on the interlayer insulating film due to the presence of the wiring. 2. The method for manufacturing an electro-optical device according to item 1.
前記第3工程は、前記導電膜の全域を前記露出された凸状パターンの一部と共に平坦化することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。In the second step, the conductive film is formed so that a film thickness is larger than a height of the convex pattern,
8. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 1, wherein in the third step, an entire area of the conductive film is planarized together with a part of the exposed convex pattern. 9. .
前記第3工程は、前記導電膜のうち前記露出された凸状パターンの一部付近のみを平坦化することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。In the second step, the conductive film is formed such that the film thickness is smaller than the height of the convex pattern,
The manufacturing of the electro-optical device according to any one of claims 1 to 7, wherein the third step planarizes only a part of the exposed conductive pattern in the conductive film. Method.
該配向膜に対してラビングを行う工程と
を更に備えたことを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。Forming an alignment film on the surface of the display electrode;
13. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 1, further comprising: rubbing the alignment film.
少なくとも上面側に凹凸パターンを有する層間絶縁膜と、
該層間絶縁膜上における凸状パターンにより区切られた凹状パターン内にCMP処理により埋め込まれた表示用電極と
を備えたことを特徴とする電気光学装置。On the substrate,
An interlayer insulating film having an uneven pattern at least on the upper surface side,
An electro-optical device comprising: a display electrode embedded by a CMP process in a concave pattern divided by a convex pattern on the interlayer insulating film.
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CN106937533A (en) * | 2014-03-26 | 2017-07-07 | 索尼公司 | The method of semiconductor device, display panel, display device, electronic installation and manufacture semiconductor device |
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