JP2004341337A - Liquid crystal device, its manufacturing method, and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼き付き現象を防止するようにした液晶装置及びその製造方法並びに電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶装置は、ガラス基板、石英基板等の2枚の基板間に液晶を封入して構成される。アクティブマトリクス型の液晶装置では、一方の基板に、例えば薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下、TFTと称す)等の能動素子をマトリクス状に配置し、他方の基板に対向電極(透明電極(ITO(Indium Tin Oxide)))を配置して、両基板間に封入した液晶層の光学特性を画像信号に応じて変化させることで、画像表示を可能にする。液晶層の光学特性は、液晶層に画像信号に基づく電圧を印加して、液晶分子の配列を変化させることで制御する。
【0003】
電圧無印加時の液晶分子の配列を規定するために、一方の基板(アクティブマトリクス基板)及び他方の基板(対向基板)の液晶層に接する面上に配向膜を形成し、配向膜にラビング処理を施す。配向膜は、例えばポリイミド等の有機膜を約数十ナノメーターの厚さで両基板の面上に形成したものであり、配向膜によって液晶分子を基板面に沿って配向処理することができる。更に、配向膜表面にラビング処理を施すことで、配向膜を配向異方性の膜にして液晶分子の配列を規定する。
【0004】
そして、TFT素子をオンにすることによってマトリクス状に配列された画素電極(ITO)に画像信号を供給し、画素電極と対向電極相互間の液晶層に画像信号に基づく電圧を印加して、液晶分子の配列を変化させる。これにより、画素の透過率を変化させ、画素電極及び液晶層を通過する光を画像信号に応じて変化させて画像表示を行う。
【0005】
TFT素子は走査線(ゲート線)を介して供給される走査信号(ゲート信号)によってオン,オフ制御される。走査信号を印加してTFT素子をオン状態にした状態で、データ線(ソース線)を介して画素電極に、階調に応じた電圧の画像信号を印加するのである。画素電極に対する電圧供給後にTFT素子をオフにしても、各画素の印加電圧は液晶層の容量性や蓄積容量等によって維持される。
【0006】
ところで、画素電極(ITO)と配向膜との間には酸化還元反応が生じる。この酸化還元反応は光及び熱によって促進される。液晶装置をプロジェクタ用途に用いた場合には、投影画像の高輝度化のために画素領域に大光量の光が入射することから、画素電極と配向膜との酸化還元反応が促進され、配向膜が劣化してしまう。
【0007】
そこで、ITOと配向膜との間の基板全面にパシベーション膜(反応防止膜)を介在させることで、このような酸化還元反応による配向膜の劣化を防止するようになっている。なお、パシベーション膜を形成したものとして特許文献1の提案等がある。
【0008】
【特許文献1】
特願平5−241196号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶装置では、印加信号の直流成分の印加などによって、例えば、液晶成分の分解、液晶セル中の不純物による汚染が発生し、表示画像の焼き付き等の現象が現れる。そこで、一般的には、各画素電極の駆動電圧の極性を、例えば画像信号におけるフィールド毎に反転させる反転駆動が行われる。
【0010】
上述したように、液晶装置では、容量性を考慮して、画素には一部の期間にのみ駆動電圧が印加される。しかし、駆動電圧が印加されない期間においては、結合容量の影響及び電荷のリークによって、画素に印加される電圧は徐々に低下する。この場合には、正極性駆動時における電極印加電圧の低下の方が負極性駆動時における電極印加電圧の低下よりも大きい。このため、対向基板側に負電荷が蓄積されやすくなる。
【0011】
逆に、対向基板とTFT基板とでは、配向膜の形成面の凹凸形状が異なり、この影響によって、TFT基板側に負イオンが残留しやすくなる。
【0012】
液晶中の配向膜近傍の負イオンは、液晶中へ拡散又はITO電極間で緩和される。ところが、配向膜とITOとの間にパシベーション膜が形成されている場合には、絶縁性が高いパシベーション膜によってITO電極間で緩和される負イオンが減少し、配向膜近傍にイオンが残留しやすくなってしまう。即ち、液晶中のイオンが配向膜に吸着されやすくなってしまい、吸着したイオンによって液晶に印加される直流成分の影響が大きくなり、焼き付き現象を加速してしまうという問題点があった。
【0013】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、対向配置される一対の基板に形成するパシベーション膜を低抵抗化することによってパシベーション膜の電荷移動度を向上させ、これにより、配向膜界面にイオンが残留することを防止して焼き付き現象を防止することができる液晶装置及びその製造方法並びに電子機器を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液晶装置は、互いに対向配置されて液晶が封入される第1及び第2の透明基板のうちの前記第1の透明基板に形成される第1の電極と、前記第2の透明基板上に形成される第2の電極と、前記第1の電極上に形成される第1のパシベーション膜と、前記第2の電極上に形成される第2のパシベーション膜と、前記第1のパシベーション膜上に形成される第1の配向膜と、前記第2のパシベーション膜上に形成される第2の配向膜とを具備し、前記第1のパシベーション膜と前記第2のパシベーション膜の少なくとも一方は導電材料を含み、該導電材料を含むパシベーション膜の比抵抗値は106〜1014[Ω・cm]であることを特徴とする。
【0015】
このような構成によれば、第1の電極と第1の配向膜との間には第1のパシベーション膜が介在し、第2の電極と第2の配向膜との間には第2のパシベーション膜が介在する。第1及び第2のパシベーション膜によって、第1の電極と第1の配向膜との酸化還元反応及び第2の電極と第2の配向膜との酸化還元反応が阻止される。また、第1及び第2のパシベーション膜の少なくとも一方は導電材料を含んで形成され、低抵抗化されている。従って、第1及び第2のパシベーション膜の少なくとも一方は電荷移動度が高く、電荷が第1及び第2のパシベーション膜の少なくとも一方を介して第1及び第2の電極の少なくとも一方に比較的容易に流れるので、第1及び第2の配向膜の少なくとも一方の界面のイオンは減少する。これにより、第1及び第2の配向膜の少なくとも一方の界面で、イオンが滞留することはなく、直流成分が液晶に印加されること防止して、焼き付き現象を防止することができる。
【0016】
本発明に係る液晶装置は、前記第1の電極は、マトリクス状に配置される画素に対応して第1の透明基板に設けられた画素電極であり、前記第2の電極は、前記第2の透明基板の全面に設けられた共通電極であって、前記第2のパシベーション膜の比抵抗値は前記第1のパシベーション膜の比抵抗値より低いことを特徴とする。
【0017】
このような構成によれば、第2のパシベーション膜の電荷移動度を向上させて、焼付き現象を抑えることができる。
【0018】
また、前記第1の電極は、マトリクス状に配置される画素に対応して第1の透明基板に設けられた画素電極であり、前記第2の電極は、前記第2の透明基板に設けられた共通電極であって、前記第1のパシベーション膜は、隣接する複数の画素電極に跨ることなく各画素電極に対応してパターニングされていることを特徴とする。
【0019】
このような構成によれば、第1の電極はパターニングされた画素電極である。この場合でも、第1のパシベーション膜が複数の画素電極に跨ることなくパターニングされているので、画素電極同士が短絡することはない。
【0020】
また、前記第1及び第2のパシベーション膜の比抵抗値は、1011[Ω・cm]よりも小さいことを特徴とする。
【0021】
このような構成によれば、第1及び第2のパシベーション膜の比抵抗値が比較的高いので、第1及び第2のパシベーション膜によって、第1の電極同士又は第2の電極同士が短絡されることがない。
【0022】
本発明に係る液晶装置の製造方法は、互いに対向配置されて液晶が封入される第1及び第2の透明基板のうちの前記第1の透明基板に第1の電極を形成する工程と、前記第2の透明基板上に第2の電極を形成する工程と、前記第1の電極上に第1のパシベーション膜を形成する工程と、前記第2の電極上に第2のパシベーション膜を形成する工程と、前記第1のパシベーション膜上に第1の配向膜を形成する工程と、前記第2のパシベーション膜上に第2の配向膜を形成する工程とを具備し、前記第1のパシベーション膜と前記第2のパシベーション膜の少なくとも一方は導電材料を含み、該導電材料を含むパシベーション膜の比抵抗値は106〜1014[Ω・cm]であることを特徴とする。
【0023】
このような構成によれば、第1の電極上には第1のパシベーション膜を介在させて第1の配向膜が形成され、第2の電極上には第2のパシベーション膜を介在させて第2の配向膜が形成される。第1及び第2のパシベーション膜によって、第1の電極と第1の配向膜との酸化還元反応及び第2の電極と第2の配向膜との酸化還元反応が阻止される。また、第1及び第2のパシベーション膜の少なくとも一方は導電材料を含んで形成され、低抵抗化されている。従って、第1及び第2のパシベーション膜の少なくとも一方は電荷移動度が高く、電荷が第1及び第2のパシベーション膜の少なくとも一方を介して第1及び第2の電極の少なくとも一方から比較的容易に流れて、第1及び第2の配向膜の少なくとも一方の界面のイオンは減少する。これにより、第1及び第2の配向膜の少なくとも一方の界面で、イオンが滞留することはなく、直流成分が液晶に印加されること防止して、焼き付き現象を防止することができる。
【0024】
また、本発明に係る電子機器は、上記液晶装置のいずれか1つを用いて構成したことを特徴とする。
【0025】
このような構成によれば、焼き付き現象が抑制され、高画質の画像が得られる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る液晶装置を示す平面図である。図2は液晶装置を構成するTFT基板(素子基板)をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図であり、図3はTFT基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図2のH−H’線の位置で切断して示す断面図である。図4は液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。また、図5は液晶装置の画素構造を詳細に示す断面図である。図6は図1の液晶装置の素子基板の製造方法を示すフローチャートである。なお、上記各図においては、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。
本実施の形態はパシベーション膜に導電性を付与することにより、パシベーション膜の電荷移動度を向上させて、配向膜界面にイオンが滞留することを防止し、結果的に直流成分が液晶に印加されることを防いで、焼き付き現象を防止するものである。また、本実施の形態においては、TFT基板側の画素電極と配向膜との間に形成するパシベーション膜については、画素毎にパターニングすることによって、画素電極間が短絡することを防止するようになっている。
【0027】
先ず、図2乃至図4を参照して、液晶装置の全体構造について説明する。
【0028】
液晶装置は、図2及び図3に示すように、例えば、石英基板、ガラス基板、シリコン基板からなるTFT基板10と、これに対向配置される、例えばガラス基板や石英基板からなる対向基板20との間に液晶50を封入して構成される。対向配置されたTFT基板10と対向基板20とは、シール材52によって貼り合わされている。
【0029】
TFT基板10上には画素を構成する画素電極(ITO)9a等がマトリクス状に配置される。また、対向基板20上には全面に対向電極(ITO)21が設けられる。TFT基板10の画素電極9a上には、パシベーション膜91を介してラビング処理が施された配向膜16が設けられている。パシベーション膜91は隣接する画素電極9aに跨らないように各画素毎にパターニングされて形成される。一方、対向基板20上の全面に渡って形成された対向電極21上にも、パシベーション膜92を介してラビング処理が施された配向膜22が設けられている。本実施の形態においては、パシベーション膜91,92は例えばカーボン材料等が混入されて比較的高い導電性を有する。各配向膜16,22は、例えば、ポリイミド膜等の透明な有機膜からなる。
【0030】
図4は画素を構成するTFT基板10上の素子の等価回路を示している。図4に示すように、画素領域においては、複数本の走査線11aと複数本のデータ線6aとが交差するように配線され、走査線11aとデータ線6aとで区画された領域に画素電極9aがマトリクス状に配置される。そして、走査線11aとデータ線6aの各交差部分に対応してTFT30が設けられ、このTFT30に画素電極9aが接続される。
【0031】
TFT30は走査線11aのON信号によってオンとなり、これにより、データ線6aに供給された画像信号が画素電極9aに供給される。この画素電極9aと対向基板20に設けられた対向電極21との間の電圧が液晶50に印加される。また、画素電極9aと並列に蓄積容量70が設けられており、蓄積容量70によって、画素電極9aの電圧はソース電圧が印加された時間よりも例えば3桁も長い時間の保持が可能となる。蓄積容量70によって、電圧保持特性が改善され、コントラスト比の高い画像表示が可能となる。
【0032】
画素電極9aは、TFT基板10上に、マトリクス状に複数設けられており、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11aが設けられている。データ線6aは、後述するように、アルミニウム膜等を含む積層構造からなり、走査線11aは、例えば導電性のポリシリコン膜等からなる。また、走査線11aは、後述するチャネル領域1a’に対向配置されたゲート電極3aに電気的に接続されている。すなわち、走査線11aとデータ線6aとの交差する箇所にはそれぞれ、走査線11aに接続されたゲート電極3aとチャネル領域1a’とが対向配置されて画素スイッチング用のTFT30が構成されている。
【0033】
本実施の形態においては、TFT基板10の画素電極9aと配向膜16との間にパシベーション膜91が形成され、対向基板20の対向電極21と配向膜22との間にパシベーション膜92が形成されている。パシベーション膜91,92は、電極9a,21と配向膜16,22との間の酸化還元反応を阻止すると共に、十分な導電性を有して高い電荷移動度に形成され、配向膜16,22界面のイオンは、電荷が効果的に電極9a,21に移動することで減少するようになっている。
【0034】
図5は一つの画素に着目した液晶装置の模式的断面図である。図5は図1のA−A’線断面図であり、図1は何層かの成膜パターンを示している。
【0035】
TFT基板10上には、TFT30や画素電極9aの他、これらを含む各種の構成が積層構造をなして備えられている。この積層構造は、図5に示すように、下から順に、走査線11aを含む第1層(成膜層)、ゲート電極3aを含むTFT30等を含む第2層、蓄積容量70を含む第3層、データ線6a等を含む第4層、シールド層400等を含む第5層、画素電極9a及び配向膜16等を含む第6層(最上層)からなる。また、第1層及び第2層間には下地絶縁膜12が、第2層及び第3層間には第1層間絶縁膜41が、第3層及び第4層間には第2層間絶縁膜42が、第4層及び第5層間には第3層間絶縁膜43が、第5層及び第6層間には第4層間絶縁膜44が、それぞれ設けられており、前述の各要素間が短絡することを防止している。また、これら各種の絶縁膜12、41、42、43及び44には、例えば、TFT30の半導体層1a中の高濃度ソース領域1dとデータ線6aとを電気的に接続するコンタクトホール等もまた設けられている。以下では、これらの各要素について、下から順に説明を行う。
【0036】
第1層には、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、或いは導電性ポリシリコン等からなる走査線11aが設けられている。この走査線11aは、平面的には、ストライプ状にパターニングされていると共に、データ線6aに沿って突出部を有している。なお、隣接する走査線11aから延びる突出部は相互に接続されることはなく、したがって、該走査線11aは1本1本分断されている。
【0037】
これにより、走査線11aは、同一行に存在するTFT30のON・OFFを一斉に制御する機能を有することになる。また、走査線11aは、画素電極9aが形成されない領域を略埋めるように形成されていることから、TFT30に下側から入射しようとする光を遮る機能をも有している。これにより、TFT30の半導体層1aにおける光リーク電流の発生を抑制し、フリッカ等のない高品質な画像表示が可能となる。
【0038】
第2層には、ゲート電極3aを含むTFT30が設けられている。TFT30は、図5に示すように、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有しており、その構成要素としては、上述したゲート電極3a、例えばポリシリコン膜からなりゲート電極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’、ゲート電極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における低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1c並びに高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eを備えている。
【0039】
そして、この第2層には、上述のゲート電極3aと同一膜として中継電極719が形成されている。この中継電極719は、平面的に見て、各画素電極9aの一辺の略中央に位置するように、島状に形成されている。中継電極719とゲート電極3aとは同一膜として形成されているから、後者が例えば導電性ポリシリコン膜等からなる場合においては、前者もまた、導電性ポリシリコン膜等からなる。
【0040】
なお、上述のTFT30は、好ましくは図5に示したようにLDD構造をもつが、低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1cに不純物の打ち込みを行わないオフセット構造をもってよいし、ゲート電極3aをマスクとして高濃度で不純物を打ち込み、自己整合的に高濃度ソース領域及び高濃度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。このようにデュアルゲート、あるいはトリプルゲート以上でTFTを構成すれば、チャネルとソース及びドレイン領域との接合部のリーク電流を防止でき、オフ時の電流を低減することができる。さらに、TFT30を構成する半導体層1aは非単結晶層でも単結晶層でも構わない。単結晶層の形成には、貼り合わせ法等の公知の方法を用いることができる。半導体層1aを単結晶層とすることで、特に周辺回路の高性能化を図ることができる。
【0041】
以上説明した走査線11aの上、かつ、TFT30の下には、例えばシリコン酸化膜等からなる下地絶縁膜12が設けられている。下地絶縁膜12は、走査線11aとTFT30とを絶縁する機能のほか、TFT基板10の全面に形成されることにより、TFT基板10の表面研磨時における荒れや、洗浄後に残る汚れ等による画素スイッチング用のTFT30の特性変化を防止する機能を有する。
【0042】
この下地絶縁膜12には、平面的にみて半導体層1aの両脇に、後述するデータ線6aに沿って延びる半導体層1aのチャネル長と同じ幅の溝(コンタクトホール)12cvが掘られており、この溝12cvに対応して、その上方に積層されるゲート電極3aは下側に凹状に形成された部分を含んでいる。また、この溝12cv全体を埋めるようにして、ゲート電極3aが形成されていることにより、該ゲート電極3aには、これと一体的に形成された側壁部3bが延設されるようになっている。これにより、TFT30の半導体層1aは、平面的にみて側方から覆われるようになっており、少なくともこの部分からの光の入射が抑制されるようになっている。
【0043】
また、この側壁部3bは、溝12cvを埋めるように、且つ、その下端が走査線11aと接するように形成されている。従って、同一行の走査線11aとゲート電極3aとは、同電位となる。なお、走査線11aに平行するようにして、ゲート電極3aを含む別の走査線を形成するような構造を採用してもよい。この場合においては、該走査線11aと該別の走査線とは、冗長的な配線構造をとることになる。これにより、例えば、該走査線11aの一部に何らかの欠陥があって、正常な通電が不可能となったような場合においても、当該走査線11aと同一の行に存在する別の走査線が健全である限り、それを介してTFT30の動作制御を依然正常に行うことができることになる。
【0044】
第3層には、蓄積容量70が設けられている。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下部電極71と、固定電位側容量電極としての容量電極300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。この蓄積容量70によれば、画素電極9aにおける電位保持特性を顕著に高めることが可能となる。また、蓄積容量70は、画素電極9aの形成領域にほぼ対応する光透過領域には至らないように形成されているため(換言すれば、遮光領域内に収まるように形成されているため)、電気光学装置全体の画素開口率は比較的大きく維持され、これにより、より明るい画像を表示することが可能である。
【0045】
より詳細には、下部電極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。ただし、下部電極71は、金属又は合金を含む単一層膜又は多層膜から構成してもよい。また、この下部電極71は、画素電位側容量電極としての機能のほか、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もつ。この中継接続は、後述するように、前記中継電極719を介して行われている。
【0046】
容量電極300は、蓄積容量70の固定電位側容量電極として機能する。容量電極300を固定電位とするためには、固定電位とされた後述するシールド層400と電気的接続が図られることによりなされている。
【0047】
そして、この容量電極300は、TFT基板10上において、各画素に対応するように島状に形成されており、下部電極71は、当該容量電極300とほぼ同一形状を有するように形成されている。これにより、蓄積容量70は、平面的に無駄な広がりを有さず、即ち画素開口率を低落させることなく、且つ、当該状況下で最大限の容量値を実現し得ることになる。すなわち、蓄積容量70は、より小面積で、より大きな容量値をもつ。
【0048】
誘電体膜75は、図5に示すように、例えば膜厚5〜200nm程度の比較的薄いHTO(High Temperature 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。蓄積容量70を増大させる観点からは、膜の信頼性が十分に得られる限りにおいて、誘電体膜75は薄いほどよい。そして、この誘電体膜75は、図5に示すように、下層に酸化シリコン膜75a、上層に窒化シリコン膜75bからなる2層構造を有する。比較的誘電率の大きい窒化シリコン膜75bが存在することにより、蓄積容量70の容量値を増大させることが可能となると共に、酸化シリコン膜75aが存在することにより、蓄積容量70の耐圧性を低下せしめることがない。このように、誘電体膜75を2層構造とすることにより、相反する2つの作用効果を享受することが可能となる。
【0049】
また、窒化シリコン膜75bが存在することにより、TFT30に対する水の浸入を未然に防止することが可能となっている。これにより、TFT30におけるスレッショルド電圧の上昇という事態を招来することがなく、比較的長期の装置運用が可能となる。なお、本実施の形態では、誘電体膜75は、2層構造を有するものとなっているが、例えば酸化シリコン膜、窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜等というような3層構造や、あるいはそれ以上の積層構造を有するように構成してもよい。
【0050】
以上説明したTFT30ないしゲート電極3a及び中継電極719の上、かつ、蓄積容量70の下には、例えば、NSG(ノンシリケートガラス)、PSG(リンシリケートガラス)、BSG(ボロンシリケートガラス)、BPSG(ボロンリンシリケートガラス)等のシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等、あるいは好ましくはNSGからなる第1層間絶縁膜41が形成されている。そして、この第1層間絶縁膜41には、TFT30の高濃度ソース領域1dと後述するデータ線6aとを電気的に接続するコンタクトホール81が、後述する第2層間絶縁膜42を貫通しつつ開孔されている。また、第1層間絶縁膜41には、TFT30の高濃度ドレイン領域1eと蓄積容量70を構成する下部電極71とを電気的に接続するコンタクトホール83が開孔されている。
【0051】
さらに、この第1層間絶縁膜41には、蓄積容量70を構成する画素電位側容量電極としての下部電極71と中継電極719とを電気的に接続するためのコンタクトホール881が開孔されている。更に加えて、第1層間絶縁膜41には、中継電極719と後述する第2中継電極6a2とを電気的に接続するコンタクトホール882が、後述する第2層間絶縁膜42を貫通しつつ開孔されている。
【0052】
図5に示すように、コンタクトホール882は、蓄積容量70以外の領域に形成されており、下部電極71を一旦下層の中継電極719に迂回させてコンタクトホール882を介して上層に引き出していることから、下部電極71を上層の画素電極9aに接続する場合でも、下部電極71を誘電体膜75及び容量電極300よりも広く形成する必要がない。従って、下部電極71、誘電体膜75及び容量電極300を1エッチング工程で同時にパターニングすることができる。これにより、下部電極71、誘電体膜75及び容量電極300の各エッチングレートの制御が容易となり、膜厚等の設計の自由度を増大させることが可能である。
【0053】
また、誘電体膜75は下部電極71及び容量電極300と同一形状に形成され広がりを有していないことから、TFT30の半導体層1aに対する水素化処理を行うような場合において、該処理に用いる水素を、蓄積容量70周辺の開口部を通じて半導体層1aにまで容易に到達させることが可能となるという作用効果を得ることも可能となる。
【0054】
なお、第1層間絶縁膜41に対しては、約1000°Cの焼成を行うことにより、半導体層1aやゲート電極3aを構成するポリシリコン膜に注入したイオンの活性化を図ってもよい。
【0055】
第4層には、データ線6aが設けられている。このデータ線6aは、TFT30の半導体層1aの延在する方向に一致するようにストライプ状に形成されている。このデータ線6aは、図5に示すように、下層より順に、アルミニウムからなる層(図5における符号41A)、窒化チタンからなる層(図5における符号41TN参照)、窒化シリコン膜からなる層(図5における符号401)の三層構造を有する膜として形成されている。窒化シリコン膜は、その下層のアルミニウム層と窒化チタン層を覆うように少し大きなサイズにパターンニングされている。このうちデータ線6aが、比較的低抵抗な材料たるアルミニウムを含むことにより、TFT30、画素電極9aに対する画像信号の供給を滞りなく実現することができる。他方、データ線6a上に水分の浸入をせき止める作用に比較的優れた窒化シリコン膜が形成されることにより、TFT30の耐湿性向上を図ることができ、その寿命長期化を実現することができる。窒化シリコン膜は、プラズマ窒化シリコン膜が望ましい。
【0056】
また、この第4層には、データ線6aと同一膜として、シールド層用中継層6a1及び第2中継電極6a2が形成されている。これらは、平面的に見ると、データ線6aと連続した平面形状を有するように形成されているのではなく、各者間はパターニング上分断されるように形成されている。すなわち、データ線6aに着目すると、その直右方に略四辺形状を有するシールド層用中継層6a1、更にその右方にシールド層用中継層6a1よりも若干大きめの面積をもつ略四辺形状を有する第2中継電極6a2が形成されている。シールド層用中継層6a1及び第2中継電極6a2は、データ線6aと同一工程で、下層より順に、アルミニウムからなる層、窒化チタンからなる層、プラズマ窒化膜からなる層の三層構造を有する膜として形成されている。そして、プラズマ窒化膜は、その下層のアルミニウム層と窒化チタン層を覆うように少し大きなサイズにパターンニングされている。窒化チタン層は、シールド層用中継層6a1、第2中継電極6a2に対して形成するコンタクトホール803,804のエッチングの突き抜け防止のためのバリアメタルとして機能する。また、シールド層用中継層6a1及び第2中継電極6a2上に、水分の浸入をせき止める作用に比較的優れたプラズマ窒化膜が形成されることにより、TFT30の耐湿性向上を図ることができ、その寿命長期化を実現することができる。尚、プラズマ窒化膜としては、プラズマ窒化シリコン膜が望ましい。
【0057】
蓄積容量70の上、かつ、データ線6aの下には、例えばNSG、PSG,BSG、BPSG等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、あるいは好ましくはTEOSガスを用いたプラズマCVD法によって形成された第2層間絶縁膜42が形成されている。この第2層間絶縁膜42には、TFT30の高濃度ソース領域1dとデータ線6aとを電気的に接続するコンタクトホール81が開孔されているとともに、前記シールド層用中継層6a1と蓄積容量70の上部電極たる容量電極300とを電気的に接続するコンタクトホール801が開孔されている。さらに、第2層間絶縁膜42には、第2中継電極6a2と中継電極719とを電気的に接続するためのコンタクトホール882が形成されている。
【0058】
第5層には、シールド層400が形成されている。このシールド層400は、平面的にみると、図7のX方向及びY方向それぞれに延在するように、格子状に形成されている。該シールド層400のうち図中Y方向に延在する部分については特に、データ線6aを覆うように、且つ、該データ線6aよりも幅広に形成されている。また、図中X方向に延在する部分については、後述の第3中継電極402を形成する領域を確保するために、各画素電極9aの一辺の中央付近に切り欠き部を有している。
【0059】
さらには、図7中、XY方向それぞれに延在するシールド層400の交差部分の隅部においては、該隅部を埋めるようにして、略三角形状の部分が設けられている。シールド層400に、この略三角形状の部分が設けられていることにより、TFT30の半導体層1aに対する光の遮蔽を効果的に行うことができる。すなわち、半導体層1aに対して、斜め上から進入しようとする光は、この三角形状の部分で反射又は吸収されることになり半導体層1aには至らないことになる。したがって、光リーク電流の発生を抑制して、フリッカ等のない高品質な画像を表示することが可能となる。
【0060】
このシールド層400は、画素電極9aが配置された画像表示領域10aからその周囲に延設され、定電位源と電気的に接続されることで、固定電位とされている。なお、定電位源としては、後述するデータ線駆動回路101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源でも構わない。
【0061】
このように、データ線6aの全体を覆うように形成されているとともに(図7参照)、固定電位とされたシールド層400の存在によれば、該データ線6a及び画素電極9a間に生じる容量カップリングの影響を排除することが可能となる。すなわち、データ線6aへの通電に応じて、画素電極9aの電位が変動するという事態を未然に回避することが可能となり、画像上に該データ線6aに沿った表示ムラ等を発生させる可能性を低減することができる。シールド層400は格子状に形成されていることから、走査線11aが延在する部分についても無用な容量カップリングが生じないように、これを抑制することが可能となっている。
【0062】
また、第4層には、このようなシールド層400と同一膜として、中継層としての第3中継電極402が形成されている。この第3中継電極402は、後述のコンタクトホール89を介して、第2中継電極6a2及び画素電極9a間の電気的接続を中継する機能を有する。なお、これらシールド層400及び第3中継電極402間は、平面形状的に連続して形成されているのではなく、両者間はパターニング上分断されるように形成されている。
【0063】
他方、上述のシールド層400及び第3中継電極402は、下層にアルミニウムからなる層、上層に窒化チタンからなる層の2層構造を有している。また、第3中継電極402において、下層のアルミニウムからなる層は、第2中継電極6a2と接続され、上層の窒化チタンからなる層は、ITO等からなる画素電極9aと接続されるようになっている。アルミニウムとITOとを直接に接続した場合には、両者間において電蝕が生じてしまい、アルミニウムの断線、あるいはアルミナの形成による絶縁等のため、好ましい電気的接続が実現されない。これに対し、窒化チタンとITOとが接続されていることから、コンタクト抵抗が低く良好な接続性が得られる。
【0064】
このように、第3中継電極402と画素電極9aとの電気的接続を良好に実現することができることにより、該画素電極9aに対する電圧印加、あるいは該画素電極9aにおける電位保持特性を良好に維持することが可能となる。
【0065】
さらには、シールド層400及び第3中継電極402は、光反射性能に比較的優れたアルミニウムを含み、且つ、光吸収性能に比較的優れた窒化チタンを含むことから、遮光層として機能し得る。すなわち、これらによれば、TFT30の半導体層1aに対する入射光(図5参照)の進行を、その上側でさえぎることが可能である。なお、このような遮光機能は、上述した容量電極300及びデータ線6aについても同様にいえる。これらシールド層400、第3中継電極402、容量電極300及びデータ線6aが、TFT基板10上に構築される積層構造の一部をなしつつ、TFT30に対する上側からの光入射を遮る上側遮光膜として機能する。
【0066】
データ線6aの上、かつ、シールド層400の下には、NSG、PSG、BSG、BPSG等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、あるいは好ましくは、TEOSガスを用いたプラズマCVD法で形成された第3層間絶縁膜43が形成されている。この第3層間絶縁膜43には、シールド層400とシールド層用中継層6a1とを電気的に接続するためのコンタクトホール803、及び、第3中継電極402と第2中継電極6a2とを電気的に接続するためのコンタクトホール804がそれぞれ開孔されている。
【0067】
なお、第2層間絶縁膜42に対しては、第1層間絶縁膜41に関して上述した焼成を行わないことにより、容量電極300の界面付近に生じるストレスの緩和を図るようにしてもよい。
【0068】
第6層には、上述したように画素電極9aがマトリクス状に形成される。画素電極9a上には隣接する画素電極9aに跨らないようにパターニングされたパシベーション膜91を介在させて配向膜16が形成されている。パシベーション膜91は十分な導電性を有する。そして、この画素電極9a下には、NSG、PSG、BSG、BPSG等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、あるいは好ましくはTEOSガスを用いたプラズマCVD法にて成膜されるプラズマTEOSからなる第4層間絶縁膜44が形成されている。この第4層間絶縁膜44には、画素電極9a及び第3中継電極402間を電気的に接続するためのコンタクトホール89が開孔されている。
【0069】
第3及び第4層間絶縁膜43,44の表面は、CMP(Chemical Mechanical Polishing)処理等により平坦化されている。平坦化された層間絶縁膜43,44の下方に存在する各種配線や素子等による段差に起因する液晶層50の配向不良が低減される。ただし、このように第3,第4層間絶縁膜43,44に平坦化処理を施すのに代えて、又は加えて、TFT基板10、下地絶縁膜12、第1層間絶縁膜41、第2層間絶縁膜42及び第3層間絶縁膜43のうち少なくとも一つに溝を掘って、データ線6a等の配線やTFT30等を埋め込むことにより、平坦化処理を行ってもよい。
【0070】
また、蓄積容量70は、下から順に画素電位側容量電極、誘電体膜及び固定電位側容量電極という3層構造を構成していたが、これとは逆の構造を構成するようにしてもよい。
【0071】
一方、図2及び図3に示すように、対向基板20には表示領域を区画する額縁としての遮光膜53が設けられている。対向基板20の全面には、上述したように、ITO等の透明導電性膜が対向電極21として形成され、更に、対向電極21の全面には十分な導電性を有するパシベーション膜92を介在させてポリイミド系の配向膜22が形成される。配向膜22は、液晶分子に所定のプレティルト角を付与するように、所定方向にラビング処理されている。
【0072】
なお、パシベーション膜91,92は、例えば、成膜時のガス流量調整、不純物のインプラ、カーボン微粒子の導入等によって、比抵抗を下げている。
【0073】
遮光膜53の外側の領域には液晶を封入するシール材52が、TFT基板10と対向基板20間に形成されている。シール材52は対向基板20の輪郭形状に略一致するように配置され、TFT基板10と対向基板20を相互に固着する。シール材52は、TFT基板10の1辺の一部において欠落しており、貼り合わされたTFT基板10及び対向基板20相互の間隙には、液晶50を注入するための液晶注入口108が形成される。液晶注入口108より液晶が注入された後、液晶注入口108を封止材109で封止するようになっている。
【0074】
シール材52の外側の領域には、データ線6aに画像信号を所定のタイミングで供給することにより該データ線6aを駆動するデータ線駆動回路101及び外部回路との接続のための外部接続端子102がTFT基板10の一辺に沿って設けられている。この一辺に隣接する二辺に沿って、走査線11a及びゲート電極3aに走査信号を所定のタイミングで供給することによりゲート電極3aを駆動する走査線駆動回路104が設けられている。走査線駆動回路104は、シール材52の内側の遮光膜53に対向する位置においてTFT基板10上に形成される。また、TFT基板10上には、データ線駆動回路101、走査線駆動回路104、外部接続端子102及び上下導通端子107を接続する配線105が、遮光膜53の3辺に対向して設けられている。
【0075】
上下導通端子107は、シール材52のコーナー部の4箇所のTFT基板10上に形成される。そして、TFT基板10と対向基板20相互間には、下端が上下導通端子107に接触し、上端が対向電極21に接触する上下導通材106が設けられており、上下導通材106によって、TFT基板10と対向基板20との間で電気的な導通がとられている。
【0076】
各構成要素の立体的−平面的なレイアウトについても、本発明は、上記実施形態のような形態に限定されるものではなく、別の種々の形態が考えられ得る。
【0077】
このように、パシベーション膜91,92によって画素電極9a及び対向電極21は夫々完全に被覆されており、これらの電極9a,21と配向膜16,22との間の酸化還元反応を防止して、配向膜の劣化が抑制されている。
【0078】
また、パシベーション膜91,92は十分に高い導電性が付与されており、パシベーション膜91,92中の電荷の移動度は十分に大きい。従って、電荷が比較的容易にパシベーション膜91,92を夫々介して画素電極9a,対向電極21に流れて配向膜16,22表面近傍のイオンは減少する。こうして、結果的に、配向膜16,22の界面にはイオンが滞留しにくくなり、液晶に直流成分が印加されることが防止され、焼き付き現象の発生を防止することができる。なお、パシベーション膜91は隣接する画素電極9aに跨らないようにパターニングされており、パシベーション膜91の導電率が十分に高い場合でも、隣接する画素電極9a同士が短絡することはない。
【0079】
各構成要素の立体的−平面的なレイアウトについても、本発明は、上記実施形態のような形態に限定されるものではなく、別の種々の形態が考えられ得る。
【0080】
次に、図6を参照して図1の液晶装置の素子基板の製造方法について説明する。
【0081】
まず、石英基板、ガラス、シリコン基板等のTFT基板10を用意する(図10のステップS11)。ここで、好ましくはN(窒素)等の不活性ガス雰囲気で約900〜1300℃での高温でアニール処理し、後に実施される高温プロセスでTFT基板10に生じる歪が少なくなるように前処理しておく。
【0082】
次に、このように処理されたTFT基板10の全面に、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、100〜500nm程度の膜厚、好ましくは200nmの膜厚に堆積させる。そして、金属合金膜をフォトリソグラフィ及びエッチングによりパターニングして、平面形状がストライプ状の走査線11aを形成する(ステップS12)。
【0083】
次に、走査線11a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(ノンシリケートガラス)、PSG(リンシリケートガラス)、BSG(ボロンシリケートガラス)、BPSG(ボロンリンシリケートガラス)等のシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等からなる下地絶縁膜12を形成する(ステップS13)。この下地絶縁膜12の膜厚は、例えば約500〜2000nm程度とする。
【0084】
次のステップS14においては、半導体層1aが形成される。即ち、先ず、下地絶縁膜12上に、約450〜550℃、好ましくは約500℃の比較的低温環境中で、流量約400〜600cc/minのモノシランガス、ジシランガス等を用いた減圧CVD(例えば、圧力約20〜40PaのCVD)によってアモルファスシリコン膜が形成される。次に、窒素雰囲気中で、約600〜700℃にて約1〜10時間、好ましくは4〜6時間の熱処理を施すことにより、p−Si(ポリシリコン)膜を約50〜200nmの厚さ、好ましくは約100nmの厚さとなるまで固相成長させる。固相成長させる方法としては、RTAを使ったアニール処理でもよいし、エキシマレーザ等を用いたレーザアニールでもよい。この際、画素スイッチング用のTFT30を、nチャネル型とするかpチャネル型とするかに応じて、V族元素やIII族元素のドーパントを僅かにイオン注入等によりドープしてもよい。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半導体層1aを形成する。
【0085】
次に、ステップS15 においては、TFT30を構成する半導体層1aを約900〜1300°Cの温度、好ましくは約1000℃の温度により熱酸化して下層ゲート絶縁膜を形成し、場合により、これに続けて減圧CVD法等により上層ゲート絶緑膜を形成することにより、1層又は多層の高温酸化シリコン膜(HTO膜)や窒化シリコン膜からなる(ゲート絶縁膜を含む)絶縁膜2を形成する。この結果、半導体層1a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。
【0086】
次に、画素スイッチング用のTFT30のスレッシュホールド電圧Vthを制御するために、半導体層1aのうちnチャネル領域あるいはpチャネル領域に、ボロン等のドーパントを予め設定された所定量だけイオン注入等によりドープする。
【0087】
次に、下地絶縁膜12に対して、走査線11aに通ずる溝12cvを形成する。この溝12cvは、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形成する。
【0088】
次に、減圧CVD法等によりポリシリコン膜を堆積し、更にリン(P)を熱拡散して、このポリシリコン膜を導電化する。この熱拡散に代えて、Pイオンをポリシリコン膜の成膜と同時に導入したドープドシリコン膜を用いてもよい。このポリシリコン膜の膜厚は、約100〜500nmの厚さ、好ましくは約350nm程度である。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、TFT30のゲート電極部を含めて所定のパターンのゲート電極3aを形成する(ステップS16)。このゲート電極3a形成時において、これに延設される側壁部3bもまた同時に形成される。この側壁部3bは、前述のポリシリコン膜の堆積が溝12cvの内部に対しても行われることで形成される。この際、該溝12cvの底が走査線11aに接していることにより、側壁部3b及び走査線11aは電気的に接続されることになる。更に、このゲート電極3aのパターニング時、これと同時に、中継電極719もまた形成される。
【0089】
次に、前記半導体層1aについて、低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1c、並びに、高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eを形成する。
【0090】
ここでは、TFT30をLDD構造をもつnチャネル型のTFTとする場合を説明すると、具体的にまず、低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1cを形成するために、ゲート電極3aをマスクとして、P等のV族元素のドーパンを低濃度で(例えば、Pイオンを1〜3×1013 cm2のドーズ量にて)ドープする。これによりゲート電極3a下の半導体層1aはチャネル領域1a’となる。このときゲート電極3aがマスクの役割を果たすことによって、低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1cは自己整合的に形成されることになる。次に、高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eを形成するために、ゲート電極3aよりも幅の広い平面パターンを有するレジスト層をゲート電極3a上に形成する。その後、P等のV族元素のドーパントを高濃度で(例えば、Pイオンを1〜3×1015 /cm2のドーズ量にて)ドープする。
【0091】
なお、このように低濃度と高濃度の2段階に分けて、ドープを行わなくてもよい。例えば、低濃度のドープを行わずに、オフセット構造のTFTとしてもよく、ゲート電極3a(ゲート電極)をマスクとして、Pイオン・Bイオン等を用いたイオン注入技術によりセルフアライン型のTFTとしてもよい。この不純物のドープにより、ゲート電極3aは更に低抵抗化される。
【0092】
次に、ゲート電極3a上に、例えば、TEOSガス、TEBガス、TMOPガス等を用いた常圧又は減圧CVD法等により、NSG、PSG、BSG、BPSG等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からなる第1層間絶縁膜41を形成する(ステップS17)。この第1層間絶縁膜41の膜厚は、例えば約500〜2000nm程度とする。ここで好ましくは、800°C程度の高温でアニール処理し、第1層間絶縁膜41の膜質を向上させておく。
【0093】
次に、ステップS18において、第1層間絶縁膜41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83及びコンタクトホール881を開孔する。この際、前者は半導体層1aの高濃度ドレイン領域1eに通ずるように、後者は中継電極719へ通ずるように、それぞれ形成される。
【0094】
次に、ステップS19においては、第1層間絶縁膜41上に、Pt等の金属膜やポリシリコン膜を、減圧CVDやスパッタリングにより、100〜500nm程度の膜厚に成膜して、所定パターンをもつ下部電極71の金属膜を形成する。この場合の金属膜の成膜は、コンタクトホール83及びコンタクトホール881の両者が埋められるように行われ、これにより、高濃度ドレイン領域1e及び中継電極719と下部電極71との電気的接続が図られる。
【0095】
次いで、下部電極71上に、誘電体膜75の膜を形成する。この誘電体膜75は、絶縁膜2の場合と同様に、一般にTFTゲート絶縁膜を形成するのに用いられる各種の公知技術により形成可能である。酸化シリコン膜75aは前述の熱酸化、或いはCVD法等によって形成され、その後に、窒化シリコン膜75bが減圧CVD法等によって形成される。この誘電体膜75は、薄くする程、蓄積容量70は大きくなるので、結局、膜破れなどの欠陥が生じないことを条件に、膜厚50nm以下のごく薄い絶縁膜となるように形成すると有利である。次に、誘電体膜75上に、ポリシリコン膜やAL(アルミニウム)等の金属膜を、減圧CVD又はスパッタリングにより、約100〜500nm程度の膜厚に成膜して、容量電極300の金属膜を形成する。
【0096】
次に、下部電極71、誘電体膜75及び容量電極300の膜を一挙にパターニングして、下部電極71、誘電体膜75及び容量電極300を形成して、蓄積容量70を完成させる。
【0097】
次に、例えば、TEOSガス等を用いた常圧又は減圧CVD法により、好ましくはプラズマCVD法により、NSG、PSG、BSG、BPSG等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(ステップS30)。容量電極300にアルミニウムを用いた場合には、プラズマCVDで低温成膜する必要がある。この第2層間絶縁膜42の膜厚は、例えば約500〜1500nm程度とする。次に、ステップS21において、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、801及び882を開孔する。この際、コンタクトホール81は半導体層1aの高濃度ソース領域1dに通ずるように、コンタクトホール801は容量電極300へ通ずるように、また、コンタクトホール882は中継電極719に通ずるように、それぞれ形成される。
【0098】
次に、ステップS22において、第2層間絶縁膜42上の全面に、スパッタリング等により、遮光性のアルミニウム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程度の厚さ、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、所定パターンをもつデータ線6aを形成する。この際、当該パターニング時においては、シールド層用中継層6a1及び第2中継層6a2もまた同時に形成される。シールド層用中継層6a1は、コンタクトホール801を覆うように形成されるとともに、第2中継層6a2は、コンタクトホール882を覆うように形成されることになる。
【0099】
次に、これらの上層の全面にプラズマCVD法等によって窒化チタンからなる膜を形成した後、これがデータ線6a上にのみ残存するように、パターニング処理を実施する。ただし、該窒化チタンからなる層をシールド層用中継層6a1及び第2中継層6a2上にも残存するように形成してよいし、場合によってはTFT基板10の全面に関して残存するように形成してもよい。また、アルミニウムの成膜時に同時に成膜して、一括してエッチングしても良い。
【0100】
次に、データ線6a等の上を覆うように、例えばTEOSガス等を用いた常圧又は減圧CVD法により、好ましくは低温成膜できるプラズマCVD法により、NSG、PSG、BSG、BPSG等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(ステップS23)。この第3層間絶縁膜43の膜厚は、例えば約500〜3500nm程度とする。
【0101】
次に、ステップS24において、図5に示すように、第3層間絶縁膜43を例えばCMPを用いて平坦化する。
【0102】
次に、ステップS25において、第3層間絶縁膜43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803及び804を開孔する。この際、コンタクトホール803は前記のシールド層用中継層6a1に通ずるように、また、コンタクトホール804は第2中継層6a2に通ずるように、それぞれ形成されることになる。
【0103】
次に、ステップS26において、第3層間絶縁膜43の上には、スパッタリング法、或いはプラズマCVD法等により、シールド層400の金属膜を形成する。ここでまず、第3層間絶縁膜43の直上には、例えばアルミニウム等の低抵抗な材料を用いて下層膜を形成し、次いで、この下層膜上に、例えば窒化チタン等その他後述の画素電極9aを構成するITOと電蝕を生じない材料を用いて上層膜を形成し、最後に、下層膜及び上層膜をともにパターニングすることで、2層構造を有するシールド層400が形成される。なお、この際、シールド層400とともに、第3中継電極402もまた形成される。
【0104】
次に、例えばTEOSガス等を用いた常圧又は減圧CVD法により、NSG、PSG、BSG、BPSG等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4層間絶縁膜44を形成する(ステップS27)。この第4層間絶縁膜44の膜厚は、例えば約500〜1500nm程度とする。
【0105】
次に、ステップS28において、図5に示すように、第4層間絶縁膜44を例えばCMPを用いて平坦化する。次いで、第4層間絶縁膜44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89を開孔する(ステップS29)。この際、コンタクトホール89は前記の第3中継電極402に通ずるように形成されることになる。
【0106】
次に、第4層間絶縁膜44上に、スパッタ処理等により、ITO膜等の透明導電性膜を、約50〜200nmの厚さに堆積する。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、画素電極9aを形成する(ステップS20)。なお、当該電気光学装置を、反射型として用いる場合には、AL等の反射率の高い不透明な材料によって画素電極9aを形成してもよい。
【0107】
次に、本実施の形態においては、ステップS31において、画素電極9a上に蒸着法、スパッタ法等によってパシベーション膜91を形成する。例えば蒸着法で形成する場合には、画素電極9aが形成されたTFT基板10を蒸着装置内に搬入する。次いで、カーボン等の導電材料を蒸発源とし、膜厚センサ等で蒸着膜の膜厚をモニタリングするか、あるいは蒸発源の引加電圧を時間制御する等により、蒸着膜の膜厚を制御し、所定膜厚のパシベーション膜を形成する。本実施の形態においては、導電材料を十分に混入させることによって、パシベーション膜を十分に低抵抗化する。
【0108】
次に、フォトリソグラフィ及びエッチングによって、隣接する画素電極9aに跨らないように、各画素電極9aを被覆するように、形成したパシベーション膜をパターニングする。これにより、各画素電極9aを夫々被覆するパシベーション膜91が形成される。
【0109】
一方、対向基板20については、ガラス基板等がまず用意され、額縁としての遮光膜53が、例えば金属クロムをスパッタした後、フォトリソグラフィ及びエッチングを経て形成される。なお、これらの遮光膜53は、導電性である必要はなく、Cr、Ni、AL等の金属材料のほか、カーボンやTiをフォトレジストに分散した樹脂ブラック等の材料から形成してもよい。
【0110】
次に、対向基板20の全面にスパッタ処理等により、ITO等の透明導電性膜を、約50〜200nmの厚さに堆積することにより、対向電極21を形成する。次に、本実施の形態においては、対向電極21上に蒸着法、スパッタ法等によりパシベーション膜92を形成する。即ち、対向電極21が形成された対向基板20を蒸着装置内に搬入し、カーボン等の導電材料を蒸発源として、膜厚センサ等で蒸着膜の膜厚をモニタリングするか、あるいは蒸発源の引加電圧を時間制御する等により、蒸着膜の膜厚を制御し、所定膜厚のパシベーション膜92を形成する。パシベーション膜92は、導電材料を十分に混入させることによって十分に低抵抗化する。
【0111】
なお、パシベーション膜91,92は、スパッタ等によって形成してもよいことは明らかである。この場合には、スパッタ時のガス(O2 ,N2 等)流量等の調整を行うと共に、カーボン等の導電材料を導入する。これにより、パシベーション膜91,92を十分に低抵抗化する。他には、不純物インプラにより低抵抗化できる。
【0112】
次に、TFT基板10のパシベーション膜91上に、ポリイミド系の配向膜の塗布液を塗布した後、所定のプレティルト角をもつように、か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。
【0113】
一方、対向基板20の対向電極21の全面には、ポリイミド系の配向膜の塗布液を塗布した後、所定のプレティルト角をもつように、かつ所定方向でラビング処理を施すこと等により、配向膜22が形成される。
【0114】
そして、図2及び図3に示すように、各層が形成されたTFT基板10と対向基板20とは、例えば対向基板20の4辺に沿ってシール材52を形成すると共に、シール材52の4隅に上下導通材106を形成して、配向膜16及び22が対面するようにシール材52により貼り合わされる。これにより、上下導通材106は下端においてTFT基板10の上下導通端子107に接触し、上端において対向基板20の対向電極21に接触する。
【0115】
そして、真空吸引等により、両基板間の空間に、例えば複数種のネマテッィク液晶を混合してなる液晶が吸引されて、所定層厚の液晶層50が形成される。
【0116】
なお、シール材52は、両基板を貼り合わせるため、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、紫外線、加熱等により硬化させられたものである。また、このシール材52中には、本実施形態における液晶装置を、液晶装置がプロジェクタ用途のように小型で拡大表示を行う液晶装置に適用するのであれば、両基板間の距離(基板間ギャップ)を所定値とするためのグラスファイバ、あるいはガラスビーズ等のキャップ材(スペーサ)が散布されている。あるいは、当該液晶装置を液晶ディスプレイや液晶テレビのように大型で等倍表示を行う液晶装置に適用するのであれば、このようなギャップ材は、液晶層50中に含まれてよい。
【0117】
なお、走査線11a及びゲート電極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は片側だけでもよ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。
【0118】
また、TFT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。
【0119】
また、上述した実施形態においては、データ線駆動回路101及び走査線駆動回路104をTFT基板10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基板10の出射光が出射する側には、それぞれ、例えばTN(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、偏光板等が所定の方向で配置される。
【0120】
また、上記実施の形態おいては、液晶装置用基板の例について説明したが、半導体基板等にも適用可能であることは明らかである。
【0121】
このように本実施の形態においては、パシベーション膜91,92を十分に低抵抗化していることから、パシベーション膜91,92中の電荷の移動度が高い。これにより、配向膜16,22界面のイオンは、電荷が比較的容易にパシベーション膜91,92を介して画素電極9a又は対向電極21に流れることで減少する。従って、反転駆動による理由あるいは配向膜表面の凹凸の理由等によって配向膜16,22に吸着しやすいイオンであっても効果的に減少させることができ、結果的に、配向膜16,22界面にイオンが滞留することを防いで、液晶に直流成分が印加されることを防止することができる。これにより、焼き付き現象の発生が防止される。
【0122】
なお、対向基板側とTFT基板側とでイオンが滞留しやすい条件が異なる場合等には、対向基板側に形成するパシベーション膜とTFT基板側に形成するパシベーション膜との抵抗(電荷移動度)を相互に異なるものにすることで、イオンの滞留を防ぐようにすることも可能である。
【0123】
図7は本発明の第2の実施の形態に係り、液晶装置を構成するTFT基板(素子基板)をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図である。図7において図3と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【0124】
第1の実施の形態においては、電極と配向膜との間のパシベーション膜を十分に低抵抗化することによって、電荷移動度を向上させて配向膜界面にイオンが滞留することを防止した。この場合には、TFT基板10側の画素電極9a上に形成するパシベーション膜91については画素電極9a同士を短絡させないようにパターニングする必要があった。しかし、画素電極同士の短絡させようとするパシベーション膜の抵抗値を適宜設定した場合には、画素電極と配向膜との間のパシベーション膜を必ずしもパターニングする必要はない。本実施の形態はこの場合に適用したものである。
【0125】
図7は図3に対応したものであり、TFT基板10側においては、画素電極9a及び第4層間絶縁膜44(図5参照)上の全面にパシベーション膜111が形成されている。また、対向基板20側においては、対向電極21上の全面にパシベーション膜112が形成されている。
【0126】
パシベーション膜111は、蒸着法、スパッタ法等によって形成される。例えば蒸着法でパシベーション膜111を形成する場合には、カーボン等の導電材料を蒸発源として、蒸発源の引加電圧を時間制御して所定の抵抗値のパシベーション膜111を形成する。本実施の形態においては、パシベーション膜の抵抗値は1011Ω以上に設定する。対向基板20側のパシベーション膜112についても同様に形成する。
【0127】
なお、パシベーション膜111,112を、スパッタ法によって形成する場合には、スパッタ時のガス(O2 ,N2 等)流量のスパッタ条件を適宜適宜設定すると共に、カーボン等の導電材料を導入する。そして、パシベーション膜111の抵抗値を1011Ω以上に設定することから、パシベーション膜111が隣接する画素電極9aを跨いで接触する場合でも、画素電極9a間の短絡は生じない。
【0128】
また、画素電極9a同士を短絡させない範囲内で、パシベーション膜111,112が低抵抗化されていることから、電荷移動度を向上させて配向膜界面にイオンが滞留することを防止することができる。
【0129】
このように本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態においてはパシベーション膜111をパターニングする必要がなく、製造工程を簡略化することができる。
【0130】
なお、本実施の形態においても、TFT基板側の画素電極と配向膜との間のパシベーション膜と対向基板側の対向電極と配向膜との間のパシベーション膜との抵抗値を異なる値に設定してもよいことは明らかである。
【0131】
(電子機器)
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8は、投射型カラー表示装置の説明図である。
【0132】
図8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を含む液晶モジュールを3個用意し、それぞれRGB用のライトパルブ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枚のダイクロックミラー1108によって、RGBの三原色に対応する光成分R、G及びBに分けられ、各色に対応するライトバルブ100R、100G及び100Bにそれぞれ導かれる。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によりそれぞれ変調された三原色に対応する光成分は、ダイクロックプリズム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。
【0133】
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、あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【0134】
尚、本発明は、TFT液晶装置に限るものでなく、TFD液晶装置あるいはパッシブ方式の液晶装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る液晶装置を示す平面図。
【図2】液晶装置を構成するTFT基板(素子基板)をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図。
【図3】TFT基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図2のH−H’線の位置で切断して示す断面図。
【図4】液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図。
【図5】液晶装置の画素構造を詳細に示す断面図。
【図6】図1の液晶装置の素子基板の製造方法を示すフローチャート。
【図7】本発明の第2の実施の形態を示す平面図。
【図8】投射型カラー表示装置の説明図。
【符号の説明】
10…TFT基板、20…対向基板、9a…画素電極、16,22…配向膜、91,92…パシベーション膜。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal device capable of preventing a burn-in phenomenon, a manufacturing method thereof, and an electronic apparatus.
[0002]
[Prior art]
A liquid crystal device is configured by sealing liquid crystal between two substrates such as a glass substrate and a quartz substrate. In an active matrix type liquid crystal device, active elements such as thin film transistors (hereinafter, referred to as TFTs) are arranged in a matrix on one substrate, and a counter electrode (transparent electrode (ITO) is disposed on the other substrate). (Tin Oxide))) is arranged to change the optical characteristics of the liquid crystal layer sealed between the two substrates according to an image signal, thereby enabling image display. The optical characteristics of the liquid crystal layer are controlled by applying a voltage based on an image signal to the liquid crystal layer to change the arrangement of liquid crystal molecules.
[0003]
In order to regulate the arrangement of liquid crystal molecules when no voltage is applied, an alignment film is formed on a surface of one substrate (active matrix substrate) and the other substrate (counter substrate) that are in contact with the liquid crystal layer, and a rubbing process is performed on the alignment film. Is applied. The alignment film is formed by forming an organic film of, for example, polyimide on the surfaces of both substrates with a thickness of about several tens of nanometers. The alignment film can align liquid crystal molecules along the substrate surface. Further, by performing a rubbing treatment on the surface of the alignment film, the alignment film is made an alignment anisotropic film and the alignment of the liquid crystal molecules is defined.
[0004]
Then, by turning on the TFT element, an image signal is supplied to the pixel electrodes (ITO) arranged in a matrix, and a voltage based on the image signal is applied to a liquid crystal layer between the pixel electrode and the counter electrode, and the liquid crystal is turned on. Changes the arrangement of molecules. Thus, the image display is performed by changing the transmittance of the pixel and changing the light passing through the pixel electrode and the liquid crystal layer according to the image signal.
[0005]
The TFT element is turned on and off by a scanning signal (gate signal) supplied via a scanning line (gate line). In a state where the scanning signal is applied to turn on the TFT element, an image signal of a voltage corresponding to the gradation is applied to the pixel electrode via the data line (source line). Even if the TFT element is turned off after the voltage is supplied to the pixel electrode, the voltage applied to each pixel is maintained by the capacitance of the liquid crystal layer, the storage capacitance, and the like.
[0006]
Incidentally, an oxidation-reduction reaction occurs between the pixel electrode (ITO) and the alignment film. This redox reaction is accelerated by light and heat. When a liquid crystal device is used for a projector, a large amount of light is incident on the pixel region to increase the brightness of the projected image, so that the oxidation-reduction reaction between the pixel electrode and the alignment film is promoted, and the alignment film is Deteriorates.
[0007]
Therefore, by interposing a passivation film (reaction prevention film) on the entire surface of the substrate between the ITO and the alignment film, the deterioration of the alignment film due to such a redox reaction is prevented. Note that there is a proposal in
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application No. 5-241196
[Problems to be solved by the invention]
In a liquid crystal device, for example, the application of a DC component of an applied signal causes decomposition of the liquid crystal component and contamination by impurities in the liquid crystal cell, thereby causing a phenomenon such as burn-in of a display image. Therefore, in general, inversion driving is performed in which the polarity of the driving voltage of each pixel electrode is inverted for each field in an image signal, for example.
[0010]
As described above, in the liquid crystal device, the driving voltage is applied to the pixel only in a part of the period in consideration of the capacitance. However, during a period in which the drive voltage is not applied, the voltage applied to the pixel gradually decreases due to the influence of the coupling capacitance and the leakage of the charge. In this case, the decrease in the electrode applied voltage during the positive drive is greater than the decrease in the electrode applied voltage during the negative drive. Therefore, negative charges are likely to be accumulated on the counter substrate side.
[0011]
Conversely, the counter substrate and the TFT substrate have different irregularities on the surface on which the alignment film is formed, and this effect makes it easier for negative ions to remain on the TFT substrate side.
[0012]
Negative ions near the alignment film in the liquid crystal diffuse into the liquid crystal or are relaxed between the ITO electrodes. However, when a passivation film is formed between the alignment film and the ITO, the negative ions relaxed between the ITO electrodes by the passivation film having a high insulating property decrease, and the ions easily remain near the alignment film. turn into. That is, there is a problem that ions in the liquid crystal are easily adsorbed on the alignment film, and the effect of the DC component applied to the liquid crystal by the adsorbed ions increases, thereby accelerating the burn-in phenomenon.
[0013]
The present invention has been made in view of such a problem, and improves the charge mobility of a passivation film by lowering the resistance of a passivation film formed on a pair of substrates disposed to face each other. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal device, a method of manufacturing the same, and an electronic apparatus capable of preventing ions from remaining at an interface and preventing a burn-in phenomenon.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The liquid crystal device according to the present invention includes: a first electrode formed on the first transparent substrate among the first and second transparent substrates which are disposed to face each other and in which liquid crystal is sealed; A second electrode formed on the substrate, a first passivation film formed on the first electrode, a second passivation film formed on the second electrode, A first alignment film formed on a passivation film; and a second alignment film formed on the second passivation film, wherein at least one of the first passivation film and the second passivation film is provided. One includes a conductive material, and the passivation film including the conductive material has a specific resistance of 10 6 to 10 14 [Ω · cm].
[0015]
According to such a configuration, the first passivation film intervenes between the first electrode and the first alignment film, and the second passivation film intervenes between the second electrode and the second alignment film. A passivation film is interposed. The first and second passivation films prevent a redox reaction between the first electrode and the first alignment film and a redox reaction between the second electrode and the second alignment film. Further, at least one of the first and second passivation films is formed to contain a conductive material, and has a low resistance. Therefore, at least one of the first and second passivation films has a high charge mobility, and charges are relatively easily transferred to at least one of the first and second electrodes via at least one of the first and second passivation films. , Ions at the interface of at least one of the first and second alignment films are reduced. Thereby, ions do not stay at at least one interface between the first and second alignment films, and a DC component is prevented from being applied to the liquid crystal, so that a burn-in phenomenon can be prevented.
[0016]
In the liquid crystal device according to the present invention, the first electrode is a pixel electrode provided on a first transparent substrate corresponding to pixels arranged in a matrix, and the second electrode is Wherein the specific resistance of the second passivation film is lower than the specific resistance of the first passivation film.
[0017]
According to such a configuration, the charge mobility of the second passivation film can be improved, and the image sticking phenomenon can be suppressed.
[0018]
Further, the first electrode is a pixel electrode provided on a first transparent substrate corresponding to pixels arranged in a matrix, and the second electrode is provided on the second transparent substrate. Wherein the first passivation film is patterned corresponding to each pixel electrode without straddling a plurality of adjacent pixel electrodes.
[0019]
According to such a configuration, the first electrode is a patterned pixel electrode. Even in this case, since the first passivation film is patterned without straddling a plurality of pixel electrodes, there is no short circuit between the pixel electrodes.
[0020]
Further, the first and second passivation films have a specific resistance value smaller than 10 11 [Ω · cm].
[0021]
According to such a configuration, since the first and second passivation films have relatively high specific resistance values, the first and second passivation films short-circuit the first electrodes or the second electrodes. Never.
[0022]
The method for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention includes a step of forming a first electrode on the first transparent substrate among the first and second transparent substrates in which liquid crystal is sealed while being opposed to each other; Forming a second electrode on the second transparent substrate, forming a first passivation film on the first electrode, and forming a second passivation film on the second electrode A step of forming a first alignment film on the first passivation film, and a step of forming a second alignment film on the second passivation film, wherein the first passivation film And at least one of the second passivation film contains a conductive material, and the passivation film containing the conductive material has a specific resistance of 10 6 to 10 14 [Ω · cm].
[0023]
According to such a configuration, the first alignment film is formed on the first electrode with the first passivation film interposed therebetween, and the first alignment film is formed on the second electrode with the second passivation film interposed therebetween. 2 are formed. The first and second passivation films prevent a redox reaction between the first electrode and the first alignment film and a redox reaction between the second electrode and the second alignment film. Further, at least one of the first and second passivation films is formed to contain a conductive material, and has a low resistance. Therefore, at least one of the first and second passivation films has a high charge mobility, and charges are relatively easily transferred from at least one of the first and second electrodes via at least one of the first and second passivation films. At the interface of at least one of the first and second alignment films. Thereby, ions do not stay at at least one interface between the first and second alignment films, and a DC component is prevented from being applied to the liquid crystal, so that a burn-in phenomenon can be prevented.
[0024]
According to another aspect of the invention, there is provided an electronic apparatus configured using any one of the above liquid crystal devices.
[0025]
According to such a configuration, the burn-in phenomenon is suppressed, and a high-quality image can be obtained.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing a liquid crystal device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of a TFT substrate (element substrate) constituting a liquid crystal device together with components formed thereon as viewed from the counter substrate side. FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the liquid crystal device after completion of an assembling step of sealing the liquid crystal device, taken along the line HH ′ in FIG. 2. FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of various elements, wiring, and the like in a plurality of pixels constituting a pixel region of the liquid crystal device. FIG. 5 is a sectional view showing the pixel structure of the liquid crystal device in detail. FIG. 6 is a flowchart showing a method of manufacturing the element substrate of the liquid crystal device of FIG. In each of the above drawings, the scale of each layer and each member is different in order to make each layer and each member have a size recognizable in the drawings.
In this embodiment, by imparting conductivity to the passivation film, the charge mobility of the passivation film is improved, ions are prevented from staying at the interface of the alignment film, and as a result, a DC component is applied to the liquid crystal. This prevents the image sticking phenomenon. In the present embodiment, the passivation film formed between the pixel electrode on the TFT substrate side and the alignment film is patterned for each pixel to prevent short circuit between the pixel electrodes. ing.
[0027]
First, the overall structure of the liquid crystal device will be described with reference to FIGS.
[0028]
As shown in FIGS. 2 and 3, the liquid crystal device includes, for example, a
[0029]
On the
[0030]
FIG. 4 shows an equivalent circuit of an element on the
[0031]
The
[0032]
A plurality of
[0033]
In the present embodiment, a
[0034]
FIG. 5 is a schematic sectional view of a liquid crystal device focusing on one pixel. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1, and FIG. 1 shows several film formation patterns.
[0035]
On the
[0036]
The first layer includes, for example, a simple metal or an alloy including at least one of refractory metals such as Ti (titanium), Cr (chromium), W (tungsten), Ta (tantalum), and Mo (molybdenum). A
[0037]
Thus, the
[0038]
The
[0039]
Then, a
[0040]
The above-described
[0041]
Above the
[0042]
In the
[0043]
The
[0044]
The
[0045]
More specifically, the
[0046]
The
[0047]
The
[0048]
As shown in FIG. 5, the
[0049]
Further, the presence of the
[0050]
Above the
[0051]
Further, the first
[0052]
As shown in FIG. 5, the
[0053]
Further, since the
[0054]
The first
[0055]
The fourth layer is provided with a
[0056]
In the fourth layer, a relay layer 6a1 for a shield layer and a second relay electrode 6a2 are formed as the same film as the
[0057]
Above the
[0058]
The
[0059]
Further, in FIG. 7, substantially triangular portions are provided at corners of intersections of the shield layers 400 extending in the X and Y directions so as to fill the corners. By providing the substantially triangular portion in the
[0060]
The
[0061]
As described above, the capacitance formed between the
[0062]
In the fourth layer, a
[0063]
On the other hand, the above-mentioned
[0064]
As described above, since the electrical connection between the
[0065]
Further, since the
[0066]
Above the
[0067]
The second
[0068]
As described above, the
[0069]
The surfaces of the third and fourth
[0070]
Further, the
[0071]
On the other hand, as shown in FIGS. 2 and 3, the opposing
[0072]
The specific resistance of the
[0073]
In a region outside the light-shielding
[0074]
A data
[0075]
The upper and lower
[0076]
The present invention is not limited to the three-dimensional and two-dimensional layout of each component, but may be various other forms.
[0077]
As described above, the
[0078]
The
[0079]
The present invention is not limited to the three-dimensional and two-dimensional layout of each component, but may be various other forms.
[0080]
Next, a method of manufacturing the element substrate of the liquid crystal device of FIG. 1 will be described with reference to FIG.
[0081]
First, a
[0082]
Next, a metal alloy film such as a metal such as Ti, Cr, W, Ta, or Mo or a metal silicide is formed on the entire surface of the
[0083]
Next, a TEOS (tetra-ethyl-ortho-silicate) gas, a TEB (tetra-ethyl-borate) gas, and a TMOP (tetra-methyl-oxy) gas are formed on the
[0084]
In the next step S14, the semiconductor layer 1a is formed. That is, first, under a relatively low temperature environment of about 450 to 550 ° C., preferably about 500 ° C., a low pressure CVD using a monosilane gas, a disilane gas or the like at a flow rate of about 400 to 600 cc / min on the base insulating film 12 (for example, An amorphous silicon film is formed by CVD under a pressure of about 20 to 40 Pa). Next, a p-Si (polysilicon) film having a thickness of about 50 to 200 nm is formed by performing a heat treatment in a nitrogen atmosphere at about 600 to 700 ° C. for about 1 to 10 hours, preferably for 4 to 6 hours. , Preferably solid phase growth to a thickness of about 100 nm. As a method for solid phase growth, annealing using RTA or laser annealing using an excimer laser or the like may be used. At this time, depending on whether the
[0085]
Next, in step S15, the semiconductor layer 1a constituting the
[0086]
Next, in order to control the threshold voltage Vth of the
[0087]
Next, a groove 12cv communicating with the
[0088]
Next, a polysilicon film is deposited by a low pressure CVD method or the like, and phosphorus (P) is thermally diffused to make the polysilicon film conductive. Instead of the thermal diffusion, a doped silicon film in which P ions are introduced simultaneously with the formation of the polysilicon film may be used. The thickness of the polysilicon film is about 100 to 500 nm, preferably about 350 nm. Then, a
[0089]
Next, a low-concentration source region 1b and a low-concentration drain region 1c, and a high-concentration source region 1d and a high-concentration drain region 1e are formed on the semiconductor layer 1a.
[0090]
Here, a case where the
[0091]
Note that doping may not be performed in two stages of low concentration and high concentration. For example, a TFT having an offset structure may be used without performing low-concentration doping, and a self-aligned TFT may be formed using a
[0092]
Next, a silicate glass film such as NSG, PSG, BSG, BPSG, or the like, a silicon nitride film, or an oxide is formed on the
[0093]
Next, in step S18, the contact holes 83 and 881 are formed by dry etching such as reactive ion etching and reactive ion beam etching on the first
[0094]
Next, in step S19, a metal film such as Pt or a polysilicon film is formed on the first
[0095]
Next, a
[0096]
Next, the film of the
[0097]
Next, for example, a silicate glass film of NSG, PSG, BSG, BPSG, or the like, a silicon nitride film, a silicon oxide film, or the like is formed by normal pressure or reduced pressure CVD using TEOS gas or the like, preferably by plasma CVD. The two-
[0098]
Next, in step S22, a low-resistance metal such as aluminum or a metal silicide having a light-shielding property or a metal silicide is used as a metal film on the entire surface of the second
[0099]
Next, after a film made of titanium nitride is formed on the entire upper layer by a plasma CVD method or the like, a patterning process is performed so that this film remains only on the
[0100]
Next, a silicate such as NSG, PSG, BSG, BPSG, or the like is formed so as to cover the
[0101]
Next, in step S24, as shown in FIG. 5, the third
[0102]
Next, in step S25, contact holes 803 and 804 are formed by dry etching such as reactive ion etching and reactive ion beam etching on the third
[0103]
Next, in step S26, a metal film of the
[0104]
Next, a fourth
[0105]
Next, in step S28, as shown in FIG. 5, the fourth
[0106]
Next, a transparent conductive film such as an ITO film is deposited on the fourth
[0107]
Next, in the present embodiment, in step S31, a
[0108]
Next, the formed passivation film is patterned by photolithography and etching so as to cover each
[0109]
On the other hand, as the
[0110]
Next, an opposing
[0111]
It is clear that the
[0112]
Next, a coating liquid for a polyimide-based alignment film is applied on the
[0113]
On the other hand, a coating liquid for a polyimide-based alignment film is applied to the entire surface of the
[0114]
Then, as shown in FIGS. 2 and 3, the
[0115]
Then, for example, a liquid crystal obtained by mixing a plurality of types of nematic liquid crystals is sucked into a space between the two substrates by vacuum suction or the like, and a
[0116]
The sealing
[0117]
If the delay of the scanning signal supplied to the
[0118]
Further, on the
[0119]
In the above-described embodiment, instead of providing the data line driving
[0120]
Further, in the above embodiment, the example of the substrate for the liquid crystal device has been described. However, it is apparent that the present invention can be applied to a semiconductor substrate and the like.
[0121]
As described above, in this embodiment, since the resistance of the
[0122]
If the conditions under which ions tend to stay on the counter substrate side and the TFT substrate side are different, the resistance (charge mobility) between the passivation film formed on the counter substrate side and the passivation film formed on the TFT substrate side is determined. By making them different from each other, it is also possible to prevent stagnation of ions.
[0123]
FIG. 7 is a plan view of a TFT substrate (element substrate) constituting a liquid crystal device, together with components formed thereon, viewed from a counter substrate side according to a second embodiment of the present invention. 7, the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0124]
In the first embodiment, by sufficiently lowering the resistance of the passivation film between the electrode and the alignment film, the charge mobility is improved and ions are prevented from staying at the alignment film interface. In this case, it is necessary to pattern the
[0125]
FIG. 7 corresponds to FIG. 3. On the
[0126]
The
[0127]
When the
[0128]
In addition, since the resistance of the
[0129]
As described above, also in the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, in the present embodiment, it is not necessary to pattern the
[0130]
Also in this embodiment, the resistance values of the passivation film between the pixel electrode on the TFT substrate side and the alignment film and the passivation film between the counter electrode on the counter substrate side and the alignment film are set to different values. Obviously, it may be.
[0131]
(Electronics)
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. 8 is an explanatory diagram of the projection type color display device.
[0132]
8, a
[0133]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed within the scope of the invention or the idea that can be read from the entirety of the claims and the specification, and an electro-optical device with such a change. Are also included in the technical scope of the present invention.
[0134]
The present invention is not limited to a TFT liquid crystal device, but is also applicable to a TFD liquid crystal device or a passive liquid crystal device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a liquid crystal device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a TFT substrate (element substrate) constituting the liquid crystal device together with components formed thereon as viewed from the counter substrate side.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the liquid crystal device after the assembly step of bonding a liquid crystal by bonding a TFT substrate and a counter substrate together, cut along a line HH ′ in FIG. 2;
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of various elements, wiring, and the like in a plurality of pixels forming a pixel region of a liquid crystal device.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a pixel structure of a liquid crystal device in detail.
FIG. 6 is a flowchart showing a method of manufacturing the element substrate of the liquid crystal device of FIG.
FIG. 7 is a plan view showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a projection type color display device.
[Explanation of symbols]
10: TFT substrate, 20: counter substrate, 9a: pixel electrode, 16, 22: alignment film, 91, 92: passivation film.
Claims (6)
前記第2の透明基板上に形成される第2の電極と、
前記第1の電極上に形成される第1のパシベーション膜と、
前記第2の電極上に形成される第2のパシベーション膜と、
前記第1のパシベーション膜上に形成される第1の配向膜と、
前記第2のパシベーション膜上に形成される第2の配向膜とを具備し、
前記第1のパシベーション膜と前記第2のパシベーション膜の少なくとも一方は導電材料を含み、該導電材料を含むパシベーション膜の比抵抗値は106〜1014[Ω・cm]であることを特徴とする液晶装置。A first electrode formed on the first transparent substrate out of the first and second transparent substrates which are disposed to face each other and in which liquid crystal is sealed;
A second electrode formed on the second transparent substrate;
A first passivation film formed on the first electrode;
A second passivation film formed on the second electrode;
A first alignment film formed on the first passivation film;
A second alignment film formed on the second passivation film,
At least one of the first passivation film and the second passivation film contains a conductive material, and the passivation film containing the conductive material has a specific resistance of 10 6 to 10 14 [Ω · cm]. Liquid crystal device.
前記第2の電極は、前記第2の透明基板の全面に設けられた共通電極であって、
前記第2のパシベーション膜の比抵抗値は前記第1のパシベーション膜の比抵抗値より低いことを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。The first electrode is a pixel electrode provided on a first transparent substrate corresponding to pixels arranged in a matrix,
The second electrode is a common electrode provided on the entire surface of the second transparent substrate,
The liquid crystal device according to claim 1, wherein the second passivation film has a specific resistance lower than that of the first passivation film.
前記第2の電極は、前記第2の透明基板に設けられた共通電極であって、
前記第1のパシベーション膜は、隣接する複数の画素電極に跨ることなく各画素電極に対応してパターニングされていることを特徴とする請求項1又は2のいずれか一方に記載の液晶装置。The first electrode is a pixel electrode provided on a first transparent substrate corresponding to pixels arranged in a matrix,
The second electrode is a common electrode provided on the second transparent substrate,
The liquid crystal device according to claim 1, wherein the first passivation film is patterned corresponding to each pixel electrode without straddling a plurality of adjacent pixel electrodes.
前記第2の透明基板上に第2の電極を形成する工程と、
前記第1の電極上に第1のパシベーション膜を形成する工程と、
前記第2の電極上に第2のパシベーション膜を形成する工程と、
前記第1のパシベーション膜上に第1の配向膜を形成する工程と、
前記第2のパシベーション膜上に第2の配向膜を形成する工程とを具備し、
前記第1のパシベーション膜と前記第2のパシベーション膜の少なくとも一方は導電材料を含み、該導電材料を含むパシベーション膜の比抵抗値は106〜1014[Ω・cm]であることを特徴とする液晶装置の製造方法。Forming a first electrode on the first transparent substrate of the first and second transparent substrates which are arranged to face each other and in which liquid crystal is sealed;
Forming a second electrode on the second transparent substrate;
Forming a first passivation film on the first electrode;
Forming a second passivation film on the second electrode;
Forming a first alignment film on the first passivation film;
Forming a second alignment film on the second passivation film,
At least one of the first passivation film and the second passivation film contains a conductive material, and the passivation film containing the conductive material has a specific resistance of 10 6 to 10 14 [Ω · cm]. Of manufacturing a liquid crystal device.
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