JP2004341337A - Liquid crystal device, its manufacturing method, and electronic device - Google Patents

Liquid crystal device, its manufacturing method, and electronic device Download PDF

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Kazuya Sakamoto
和也 坂本
Masayuki Yazaki
正幸 矢崎
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a redox reaction between an electrode and an alignment layer due to incident light and to suppress the occurrence of image persistence phenomenon. <P>SOLUTION: The liquid crystal device is provided with a first electrode 9a formed on a first transparent substrate 10 of the first and a second substrates which are disposed opposite to each other and between which a liquid crystal is enclosed, a second electrode 21 formed on the second transparent substrate 20, a first passivation film 91 formed on the first electrode 9a and containing a conductive material, a second passivation film 92 formed on the second electrode 21 and containing a conductive material, a first alignment layer 16 formed on the first passivation film 91 and a second alignment layer 22 formed on the second passivation film 92. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

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10〜1014[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10〜1014[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 cm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 /cm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 Patent Document 1 as an example in which a passivation film is formed.
[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 TFT substrate 10 made of a quartz substrate, a glass substrate, and a silicon substrate, and an opposing substrate 20 made of, for example, a glass substrate or a quartz substrate. A liquid crystal 50 is sealed between the two. The TFT substrate 10 and the opposite substrate 20 that are arranged to be opposed to each other are bonded together with a sealant 52.
[0029]
On the TFT substrate 10, pixel electrodes (ITO) 9a and the like constituting pixels are arranged in a matrix. A counter electrode (ITO) 21 is provided on the entire surface of the counter substrate 20. On the pixel electrode 9 a of the TFT substrate 10, an alignment film 16 that has been subjected to a rubbing treatment via a passivation film 91 is provided. The passivation film 91 is formed by patterning each pixel so as not to straddle the adjacent pixel electrode 9a. On the other hand, an alignment film 22 that has been subjected to a rubbing treatment via a passivation film 92 is also provided on the counter electrode 21 formed over the entire surface of the counter substrate 20. In the present embodiment, the passivation films 91 and 92 have a relatively high conductivity by, for example, mixing a carbon material or the like. Each of the alignment films 16 and 22 is made of, for example, a transparent organic film such as a polyimide film.
[0030]
FIG. 4 shows an equivalent circuit of an element on the TFT substrate 10 constituting a pixel. As shown in FIG. 4, in the pixel region, a plurality of scanning lines 11a and a plurality of data lines 6a are wired so as to intersect with each other, and a pixel electrode is formed in a region defined by the scanning lines 11a and the data lines 6a. 9a are arranged in a matrix. Then, a TFT 30 is provided at each intersection of the scanning line 11a and the data line 6a, and the pixel electrode 9a is connected to the TFT 30.
[0031]
The TFT 30 is turned on by the ON signal of the scanning line 11a, whereby the image signal supplied to the data line 6a is supplied to the pixel electrode 9a. A voltage between the pixel electrode 9 a and the counter electrode 21 provided on the counter substrate 20 is applied to the liquid crystal 50. In addition, a storage capacitor 70 is provided in parallel with the pixel electrode 9a, and the storage capacitor 70 allows the voltage of the pixel electrode 9a to be held for a time that is, for example, three digits longer than the time during which the source voltage is applied. The storage capacitor 70 improves voltage holding characteristics and enables image display with a high contrast ratio.
[0032]
A plurality of pixel electrodes 9a are provided in a matrix on the TFT substrate 10, and data lines 6a and scanning lines 11a are provided along respective vertical and horizontal boundaries of the pixel electrodes 9a. The data line 6a has a laminated structure including an aluminum film and the like as described later, and the scanning line 11a is formed of, for example, a conductive polysilicon film. In addition, the scanning line 11a is electrically connected to a gate electrode 3a which is disposed to face a channel region 1a 'described later. That is, the gate electrode 3a connected to the scanning line 11a and the channel region 1a 'are opposed to each other where the scanning line 11a intersects with the data line 6a, thereby forming a pixel switching TFT 30.
[0033]
In the present embodiment, a passivation film 91 is formed between the pixel electrode 9a of the TFT substrate 10 and the alignment film 16, and a passivation film 92 is formed between the counter electrode 21 and the alignment film 22 of the counter substrate 20. ing. The passivation films 91 and 92 prevent the oxidation-reduction reaction between the electrodes 9a and 21 and the alignment films 16 and 22 and have sufficient conductivity and high charge mobility to form the alignment films 16 and 22. The ions at the interface are reduced by the effective movement of the charges to the electrodes 9a and 21.
[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 TFT substrate 10, in addition to the TFT 30 and the pixel electrode 9a, various configurations including these are provided in a laminated structure. As shown in FIG. 5, this laminated structure includes, in order from the bottom, a first layer (film formation layer) including the scanning line 11a, a second layer including the TFT 30 including the gate electrode 3a, and a third layer including the storage capacitor 70. A fourth layer including the data line 6a, a fifth layer including the shield layer 400 and the like, and a sixth layer (uppermost layer) including the pixel electrode 9a and the alignment film 16 and the like. A base insulating film 12 is provided between the first and second layers, a first interlayer insulating film 41 is provided between the second and third layers, and a second interlayer insulating film 42 is provided between the third and fourth layers. , A third interlayer insulating film 43 is provided between the fourth and fifth layers, and a fourth interlayer insulating film 44 is provided between the fifth and sixth layers, respectively. Has been prevented. In addition, the various insulating films 12, 41, 42, 43, and 44 are also provided with, for example, contact holes for electrically connecting the high-concentration source region 1d in the semiconductor layer 1a of the TFT 30 and the data line 6a. Has been. Hereinafter, each of these elements will be described in order from the bottom.
[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 scanning line 11a made of metal silicide, polysilicide, a laminate thereof, or conductive polysilicon is provided. The scanning line 11a is patterned in a stripe shape in a plan view, and has a protruding portion along the data line 6a. The protruding portions extending from the adjacent scanning lines 11a are not connected to each other, and therefore, the scanning lines 11a are separated one by one.
[0037]
Thus, the scanning line 11a has a function of simultaneously controlling ON / OFF of the TFTs 30 existing in the same row. Further, since the scanning line 11a is formed so as to substantially fill a region where the pixel electrode 9a is not formed, the scanning line 11a also has a function of blocking light from entering the TFT 30 from below. This suppresses the occurrence of light leakage current in the semiconductor layer 1a of the TFT 30, and enables high-quality image display without flicker or the like.
[0038]
The TFT 30 including the gate electrode 3a is provided in the second layer. As shown in FIG. 5, the TFT 30 has an LDD (Lightly Doped Drain) structure, and includes a gate electrode 3a as described above, for example, a polysilicon film, and a channel formed by an electric field from the gate electrode 3a. A channel region 1a ′ of the semiconductor layer 1a to be formed, an insulating film 2 including a gate insulating film for insulating the gate electrode 3a from the semiconductor layer 1a, a low-concentration source region 1b and a low-concentration drain region 1c in the semiconductor layer 1a, and a high-concentration region A source region 1d and a high-concentration drain region 1e are provided.
[0039]
Then, a relay electrode 719 is formed on the second layer as the same film as the gate electrode 3a. The relay electrode 719 is formed in an island shape so as to be located substantially at the center of one side of each pixel electrode 9a when viewed in plan. Since the relay electrode 719 and the gate electrode 3a are formed as the same film, when the latter is made of, for example, a conductive polysilicon film, the former is also made of a conductive polysilicon film.
[0040]
The above-described TFT 30 preferably has an LDD structure as shown in FIG. 5, but may have an offset structure in which impurities are not implanted in the low-concentration source region 1b and the low-concentration drain region 1c. A self-aligned TFT in which impurities are implanted at a high concentration as a mask to form a high-concentration source region and a high-concentration drain region in a self-aligned manner may be used. Further, in the present embodiment, a single gate structure in which only one gate electrode of the pixel switching TFT 30 is disposed between the high-concentration source region 1d and the high-concentration drain region 1e has been described. Electrodes may be arranged. When a TFT is formed with a dual gate or triple gate or more as described above, a leak current at a junction between a channel and a source / drain region can be prevented, and a current in an off state can be reduced. Further, the semiconductor layer 1a constituting the TFT 30 may be a non-single-crystal layer or a single-crystal layer. For forming the single crystal layer, a known method such as a bonding method can be used. By using the semiconductor layer 1a as a single crystal layer, the performance of peripheral circuits in particular can be improved.
[0041]
Above the scanning line 11a and below the TFT 30, the underlying insulating film 12 made of, for example, a silicon oxide film is provided. The base insulating film 12 has a function of insulating the scanning lines 11a and the TFTs 30 and, furthermore, being formed on the entire surface of the TFT substrate 10 so that pixel switching due to roughness at the time of polishing the surface of the TFT substrate 10 and dirt remaining after washing is performed. A function of preventing a change in characteristics of the TFT 30 for use.
[0042]
In the base insulating film 12, grooves (contact holes) 12cv having the same width as the channel length of the semiconductor layer 1a extending along the data lines 6a to be described later are dug on both sides of the semiconductor layer 1a in plan view. Corresponding to the groove 12cv, the gate electrode 3a stacked thereabove includes a portion formed in a concave shape on the lower side. Further, since the gate electrode 3a is formed so as to fill the entire groove 12cv, a side wall 3b integrally formed with the gate electrode 3a is extended. I have. Thus, the semiconductor layer 1a of the TFT 30 is covered from the side as viewed in plan, and at least the incidence of light from this portion is suppressed.
[0043]
The side wall 3b is formed so as to fill the groove 12cv and to have the lower end in contact with the scanning line 11a. Therefore, the scanning line 11a and the gate electrode 3a in the same row have the same potential. Note that a structure in which another scanning line including the gate electrode 3a is formed so as to be parallel to the scanning line 11a may be employed. In this case, the scanning line 11a and the another scanning line have a redundant wiring structure. Thereby, for example, even when a part of the scanning line 11a has some defect and normal energization becomes impossible, another scanning line existing in the same row as the scanning line 11a is not used. As long as it is sound, the operation control of the TFT 30 can still be performed normally through it.
[0044]
The storage capacitor 70 is provided in the third layer. The storage capacitor 70 includes a lower electrode 71 serving as a pixel potential-side capacitor electrode connected to the high-concentration drain region 1 e and the pixel electrode 9 a of the TFT 30, and a capacitor electrode 300 serving as a fixed-potential-side capacitor electrode. It is formed by being arranged to face through. According to the storage capacitor 70, the potential holding characteristic of the pixel electrode 9a can be significantly improved. In addition, since the storage capacitor 70 is formed so as not to reach the light transmission region substantially corresponding to the formation region of the pixel electrode 9a (in other words, it is formed so as to fit within the light shielding region). The pixel aperture ratio of the entire electro-optical device is maintained relatively large, so that a brighter image can be displayed.
[0045]
More specifically, the lower electrode 71 is made of, for example, a conductive polysilicon film and functions as a pixel potential side capacitance electrode. However, the lower electrode 71 may be formed of a single-layer film or a multilayer film containing a metal or an alloy. The lower electrode 71 has a function of relay connection between the pixel electrode 9a and the high-concentration drain region 1e of the TFT 30, in addition to a function as a pixel potential side capacitor electrode. This relay connection is performed via the relay electrode 719 as described later.
[0046]
The capacitance electrode 300 functions as a fixed potential side capacitance electrode of the storage capacitor 70. In order to set the capacitor electrode 300 to a fixed potential, the capacitor electrode 300 is electrically connected to a shield layer 400, which is set to a fixed potential and described later.
[0047]
The capacitor electrode 300 is formed in an island shape on the TFT substrate 10 so as to correspond to each pixel, and the lower electrode 71 is formed to have substantially the same shape as the capacitor electrode 300. . As a result, the storage capacitor 70 does not have a wasteful spread in a plan view, that is, does not lower the pixel aperture ratio, and can realize the maximum capacitance value under the circumstances. That is, the storage capacitor 70 has a smaller area and a larger capacitance value.
[0048]
As shown in FIG. 5, the dielectric film 75 is, for example, a relatively thin HTO (High Temperature oxide) film having a thickness of about 5 to 200 nm, a silicon oxide film such as an LTO (Low Temperature oxide) film, or a silicon nitride film. Consists of From the viewpoint of increasing the storage capacitance 70, the thinner the dielectric film 75 is, the better the reliability of the film can be obtained. The dielectric film 75 has a two-layer structure including a silicon oxide film 75a as a lower layer and a silicon nitride film 75b as an upper layer, as shown in FIG. The presence of the silicon nitride film 75b having a relatively large dielectric constant allows the capacitance value of the storage capacitor 70 to be increased, and the presence of the silicon oxide film 75a lowers the withstand voltage of the storage capacitor 70. I won't let you go. Thus, by forming the dielectric film 75 in a two-layer structure, it is possible to enjoy two opposing effects.
[0049]
Further, the presence of the silicon nitride film 75b makes it possible to prevent water from entering the TFT 30 before it occurs. Accordingly, the operation of the device can be performed for a relatively long time without causing a situation in which the threshold voltage of the TFT 30 increases. In this embodiment, the dielectric film 75 has a two-layer structure. However, the dielectric film 75 has a three-layer structure such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxide film, or more. May be configured to have a laminated structure.
[0050]
Above the TFT 30 or the gate electrode 3a and the relay electrode 719 described above and below the storage capacitor 70, for example, NSG (non-silicate glass), PSG (phosphosilicate glass), BSG (boron silicate glass), BPSG ( A silicate glass film such as boron phosphorus silicate glass, a silicon nitride film, a silicon oxide film, or the like, or a first interlayer insulating film 41 preferably made of NSG is formed. In the first interlayer insulating film 41, a contact hole 81 for electrically connecting the high-concentration source region 1d of the TFT 30 and a data line 6a described later is opened while penetrating a second interlayer insulating film 42 described later. There is a hole. In the first interlayer insulating film 41, a contact hole 83 for electrically connecting the high-concentration drain region 1e of the TFT 30 and the lower electrode 71 constituting the storage capacitor 70 is formed.
[0051]
Further, the first interlayer insulating film 41 is provided with a contact hole 881 for electrically connecting the lower electrode 71 as a pixel potential side capacitor electrode constituting the storage capacitor 70 and the relay electrode 719. . In addition, a contact hole 882 for electrically connecting the relay electrode 719 to a second relay electrode 6a2 described later is formed in the first interlayer insulating film 41 while penetrating the second interlayer insulating film 42 described later. Have been.
[0052]
As shown in FIG. 5, the contact hole 882 is formed in a region other than the storage capacitor 70, and the lower electrode 71 is drawn out to the upper layer via the contact hole 882 by bypassing the lower layer relay electrode 719 once. Therefore, even when the lower electrode 71 is connected to the upper pixel electrode 9a, it is not necessary to form the lower electrode 71 wider than the dielectric film 75 and the capacitor electrode 300. Therefore, the lower electrode 71, the dielectric film 75, and the capacitor electrode 300 can be simultaneously patterned in one etching process. This facilitates control of the etching rate of each of the lower electrode 71, the dielectric film 75, and the capacitor electrode 300, and can increase the degree of freedom in designing the thickness and the like.
[0053]
Further, since the dielectric film 75 is formed in the same shape as the lower electrode 71 and the capacitor electrode 300 and has no spread, when the semiconductor layer 1a of the TFT 30 is subjected to hydrogenation processing, hydrogen used for the processing is used. Can easily reach the semiconductor layer 1a through the opening around the storage capacitor 70.
[0054]
The first interlayer insulating film 41 may be baked at about 1000 ° C. to activate the ions implanted in the polysilicon film forming the semiconductor layer 1a and the gate electrode 3a.
[0055]
The fourth layer is provided with a data line 6a. The data line 6a is formed in a stripe shape so as to coincide with the direction in which the semiconductor layer 1a of the TFT 30 extends. As shown in FIG. 5, the data lines 6a are, in order from the lower layer, a layer made of aluminum (reference numeral 41A in FIG. 5), a layer made of titanium nitride (see reference numeral 41TN in FIG. 5), and a layer made of silicon nitride film (see FIG. 5). It is formed as a film having a three-layer structure denoted by reference numeral 401) in FIG. The silicon nitride film is patterned to have a slightly larger size so as to cover the underlying aluminum layer and titanium nitride layer. Since the data line 6a contains aluminum, which is a relatively low-resistance material, supply of image signals to the TFT 30 and the pixel electrode 9a can be realized without interruption. On the other hand, by forming a silicon nitride film having a relatively excellent effect of damping intrusion of moisture on the data line 6a, the moisture resistance of the TFT 30 can be improved, and the life of the TFT 30 can be prolonged. The silicon nitride film is preferably a plasma silicon nitride film.
[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 data line 6a. These are not formed so as to have a planar shape continuous with the data line 6a when viewed in a plan view, but are formed so as to be separated from each other in patterning. In other words, when focusing on the data line 6a, the relay layer 6a1 has a substantially quadrangular shape immediately to the right of the data line 6a, and has a substantially quadrilateral shape slightly larger than the relay layer 6a1 to the right of the shield layer. The second relay electrode 6a2 is formed. The shield layer relay layer 6a1 and the second relay electrode 6a2 are formed in the same process as the data line 6a, and have a three-layer structure of a layer made of aluminum, a layer made of titanium nitride, and a layer made of a plasma nitride film in order from the lower layer. It is formed as. The plasma nitride film is patterned to have a slightly larger size so as to cover the underlying aluminum layer and titanium nitride layer. The titanium nitride layer functions as a barrier metal for preventing penetration of etching of the contact holes 803 and 804 formed with respect to the shield layer relay layer 6a1 and the second relay electrode 6a2. In addition, by forming a plasma nitride film having a relatively excellent effect of blocking the intrusion of moisture on the relay layer 6a1 for the shield layer and the second relay electrode 6a2, it is possible to improve the moisture resistance of the TFT 30. A longer life can be achieved. Incidentally, a plasma silicon nitride film is desirable as the plasma nitride film.
[0057]
Above the storage capacitor 70 and below the data line 6a, a silicate glass film such as NSG, PSG, BSG, or BPSG, a silicon nitride film, a silicon oxide film, or the like, or preferably, a plasma CVD method using TEOS gas The second interlayer insulating film 42 is formed. In the second interlayer insulating film 42, a contact hole 81 for electrically connecting the high concentration source region 1d of the TFT 30 and the data line 6a is opened, and the shield layer relay layer 6a1 and the storage capacitor 70 are formed. A contact hole 801 for electrically connecting the capacitor electrode 300 serving as the upper electrode is formed. Further, a contact hole 882 for electrically connecting the second relay electrode 6a2 and the relay electrode 719 is formed in the second interlayer insulating film.
[0058]
The shield layer 400 is formed on the fifth layer. The shield layer 400 is formed in a lattice shape so as to extend in the X direction and the Y direction in FIG. Particularly, a portion of the shield layer 400 extending in the Y direction in the drawing is formed so as to cover the data line 6a and to be wider than the data line 6a. In addition, the portion extending in the X direction in the drawing has a cutout near the center of one side of each pixel electrode 9a in order to secure a region for forming a third relay electrode 402 described later.
[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 shield layer 400, light can be effectively shielded from the semiconductor layer 1a of the TFT 30. That is, light that is about to enter the semiconductor layer 1a obliquely from above is reflected or absorbed by this triangular portion, and does not reach the semiconductor layer 1a. Therefore, it is possible to display a high-quality image free from flicker or the like while suppressing the occurrence of light leakage current.
[0060]
The shield layer 400 extends from the image display area 10a in which the pixel electrode 9a is arranged to the periphery thereof, and is electrically connected to a constant potential source to have a fixed potential. Note that the constant potential source may be a constant potential source of a positive power supply or a negative power supply supplied to the data line driving circuit 101 described later, or a constant potential source supplied to the counter electrode 21 of the counter substrate 20.
[0061]
As described above, the capacitance formed between the data line 6a and the pixel electrode 9a is formed so as to cover the entire data line 6a (see FIG. 7). It is possible to eliminate the influence of the coupling. That is, it is possible to avoid a situation in which the potential of the pixel electrode 9a fluctuates in accordance with the energization of the data line 6a, which may cause display unevenness or the like along the data line 6a on an image. Can be reduced. Since the shield layer 400 is formed in a lattice shape, it is possible to suppress unnecessary capacitive coupling even at a portion where the scanning line 11a extends, without causing unnecessary capacitive coupling.
[0062]
In the fourth layer, a third relay electrode 402 as a relay layer is formed as the same film as the shield layer 400. The third relay electrode 402 has a function of relaying an electrical connection between the second relay electrode 6a2 and the pixel electrode 9a via a contact hole 89 described later. The shield layer 400 and the third relay electrode 402 are not formed continuously in a planar shape, but are formed so as to be separated on patterning.
[0063]
On the other hand, the above-mentioned shield layer 400 and third relay electrode 402 have a two-layer structure of a lower layer made of aluminum and an upper layer made of titanium nitride. In the third relay electrode 402, the lower layer made of aluminum is connected to the second relay electrode 6a2, and the upper layer made of titanium nitride is connected to the pixel electrode 9a made of ITO or the like. I have. When aluminum and ITO are directly connected, electrolytic corrosion occurs between the two, and a favorable electrical connection cannot be realized due to disconnection of aluminum or insulation due to formation of alumina. On the other hand, since the titanium nitride and the ITO are connected, a low contact resistance and a good connection can be obtained.
[0064]
As described above, since the electrical connection between the third relay electrode 402 and the pixel electrode 9a can be satisfactorily realized, the voltage application to the pixel electrode 9a or the potential holding characteristic of the pixel electrode 9a is maintained satisfactorily. It becomes possible.
[0065]
Further, since the shield layer 400 and the third relay electrode 402 include aluminum having relatively excellent light reflection performance and titanium nitride having relatively excellent light absorption performance, they can function as a light shielding layer. That is, according to these, it is possible to block the progress of the incident light (see FIG. 5) on the semiconductor layer 1a of the TFT 30 on the upper side. Note that such a light shielding function can be similarly applied to the above-described capacitance electrode 300 and data line 6a. The shield layer 400, the third relay electrode 402, the capacitor electrode 300, and the data line 6a form a part of a laminated structure built on the TFT substrate 10 and serve as an upper light-shielding film that blocks light from entering the TFT 30 from above. Function.
[0066]
Above the data line 6a and below the shield layer 400, a silicate glass film such as NSG, PSG, BSG, BPSG, etc., a silicon nitride film, a silicon oxide film, or the like, or preferably, a plasma CVD method using TEOS gas The third interlayer insulating film 43 is formed. In the third interlayer insulating film 43, a contact hole 803 for electrically connecting the shield layer 400 and the relay layer 6a1 for the shield layer, and a third relay electrode 402 and the second relay electrode 6a2 are electrically connected. The contact holes 804 for connecting to each other are opened.
[0067]
The second interlayer insulating film 42 may not be subjected to the above-described baking with respect to the first interlayer insulating film 41, so that the stress generated near the interface of the capacitor electrode 300 may be reduced.
[0068]
As described above, the pixel electrodes 9a are formed in a matrix on the sixth layer. An alignment film 16 is formed on the pixel electrode 9a with a passivation film 91 patterned so as not to extend over the adjacent pixel electrode 9a. The passivation film 91 has sufficient conductivity. Under the pixel electrode 9a, a silicate glass film such as NSG, PSG, BSG, or BPSG, a silicon nitride film, a silicon oxide film, or the like, or preferably, a plasma film formed by a plasma CVD method using a TEOS gas. A fourth interlayer insulating film 44 made of TEOS is formed. A contact hole 89 for electrically connecting the pixel electrode 9a and the third relay electrode 402 is formed in the fourth interlayer insulating film 44.
[0069]
The surfaces of the third and fourth interlayer insulating films 43 and 44 are flattened by a CMP (Chemical Mechanical Polishing) process or the like. Poor alignment of the liquid crystal layer 50 due to steps due to various wirings, elements, etc. existing below the planarized interlayer insulating films 43, 44 is reduced. However, instead of or in addition to performing the planarization process on the third and fourth interlayer insulating films 43 and 44 in this manner, the TFT substrate 10, the base insulating film 12, the first interlayer insulating film 41, and the second interlayer insulating film 41 A flattening process may be performed by digging a groove in at least one of the insulating film 42 and the third interlayer insulating film 43 and burying the wiring such as the data line 6a or the TFT 30 or the like.
[0070]
Further, the storage capacitor 70 has a three-layer structure of a pixel potential side capacitance electrode, a dielectric film, and a fixed potential side capacitance electrode in order from the bottom, but may have a structure opposite thereto. .
[0071]
On the other hand, as shown in FIGS. 2 and 3, the opposing substrate 20 is provided with a light-shielding film 53 as a frame for dividing a display area. As described above, a transparent conductive film such as ITO is formed on the entire surface of the counter substrate 20 as the counter electrode 21, and a passivation film 92 having sufficient conductivity is interposed on the entire surface of the counter electrode 21. A polyimide-based alignment film 22 is formed. The alignment film 22 is rubbed in a predetermined direction so as to give a predetermined pretilt angle to the liquid crystal molecules.
[0072]
The specific resistance of the passivation films 91 and 92 is reduced by, for example, adjusting the gas flow rate during film formation, implanting impurities, and introducing carbon fine particles.
[0073]
In a region outside the light-shielding film 53, a sealing material 52 for enclosing liquid crystal is formed between the TFT substrate 10 and the counter substrate 20. The sealing material 52 is disposed so as to substantially match the contour shape of the counter substrate 20, and fixes the TFT substrate 10 and the counter substrate 20 to each other. The sealing material 52 is missing at a part of one side of the TFT substrate 10, and a liquid crystal injection port 108 for injecting the liquid crystal 50 is formed in a gap between the bonded TFT substrate 10 and the counter substrate 20. You. After the liquid crystal is injected from the liquid crystal injection port 108, the liquid crystal injection port 108 is sealed with a sealing material 109.
[0074]
A data line driving circuit 101 for driving the data line 6a by supplying an image signal to the data line 6a at a predetermined timing and an external connection terminal 102 for connection to an external circuit are provided in a region outside the sealing material 52. Are provided along one side of the TFT substrate 10. Along the two sides adjacent to the one side, a scanning line driving circuit 104 for driving the gate electrode 3a by supplying a scanning signal to the scanning line 11a and the gate electrode 3a at a predetermined timing is provided. The scanning line driving circuit 104 is formed on the TFT substrate 10 at a position facing the light shielding film 53 inside the sealing material 52. Further, on the TFT substrate 10, a wiring 105 for connecting the data line driving circuit 101, the scanning line driving circuit 104, the external connection terminal 102, and the upper / lower conduction terminal 107 is provided facing three sides of the light shielding film 53. I have.
[0075]
The upper and lower conductive terminals 107 are formed on the four TFT substrates 10 at the corners of the sealing material 52. A vertical conductive material 106 is provided between the TFT substrate 10 and the counter substrate 20, the lower end of which contacts the upper and lower conductive terminals 107 and the upper end of which contacts the counter electrode 21. Electrical continuity is established between 10 and counter substrate 20.
[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 pixel electrode 9a and the counter electrode 21 are completely covered with the passivation films 91 and 92, respectively, and the oxidation-reduction reaction between these electrodes 9a and 21 and the alignment films 16 and 22 is prevented. Deterioration of the alignment film is suppressed.
[0078]
The passivation films 91 and 92 have sufficiently high conductivity, and the mobility of the charges in the passivation films 91 and 92 is sufficiently large. Accordingly, the electric charges relatively easily flow to the pixel electrode 9a and the counter electrode 21 via the passivation films 91 and 92, respectively, and the ions near the surfaces of the alignment films 16 and 22 are reduced. As a result, as a result, ions are less likely to stay at the interface between the alignment films 16 and 22, the DC component is prevented from being applied to the liquid crystal, and the burn-in phenomenon can be prevented. Note that the passivation film 91 is patterned so as not to straddle the adjacent pixel electrodes 9a. Even when the conductivity of the passivation film 91 is sufficiently high, the adjacent pixel electrodes 9a do not short-circuit.
[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 TFT substrate 10 such as a quartz substrate, glass, or silicon substrate is prepared (Step S11 in FIG. 10). Here, annealing is preferably performed at a high temperature of about 900 to 1300 ° C. in an inert gas atmosphere such as N (nitrogen), and pre-processing is performed so that distortion generated in the TFT substrate 10 in a high-temperature process performed later is reduced. Keep it.
[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 TFT substrate 10 thus processed by sputtering to a thickness of about 100 to 500 nm, preferably. Is deposited to a thickness of 200 nm. Then, the metal alloy film is patterned by photolithography and etching to form the scanning lines 11a having a planar shape of a stripe (Step S12).
[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 scanning line 11a by, for example, normal pressure or reduced pressure CVD. A silicate glass film such as NSG (non-silicate glass), PSG (phosphorus silicate glass), BSG (boron silicate glass), BPSG (boron phosphorus silicate glass), a silicon nitride film or a silicon oxide film using a fossate (gas) gas or the like. Then, a base insulating film 12 made of, for example, is formed (Step S13). The thickness of the base insulating film 12 is, for example, about 500 to 2000 nm.
[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 pixel switching TFT 30 is an n-channel type or a p-channel type, a dopant of a group V element or a group III element may be slightly doped by ion implantation or the like. Then, a semiconductor layer 1a having a predetermined pattern is formed by photolithography and etching.
[0085]
Next, in step S15, the semiconductor layer 1a constituting the TFT 30 is thermally oxidized at a temperature of about 900 to 1300 ° C., preferably at a temperature of about 1000 ° C. to form a lower gate insulating film. Subsequently, an upper gate insulating film is formed by a low-pressure CVD method or the like, thereby forming an insulating film 2 (including a gate insulating film) made of a single or multilayer high-temperature silicon oxide film (HTO film) or a silicon nitride film. . As a result, the semiconductor layer 1a has a thickness of about 30 to 150 nm, preferably about 35 to 50 nm, and the insulating film 2 has a thickness of about 20 to 150 nm, preferably about 30 to 100 nm. It will be thick.
[0086]
Next, in order to control the threshold voltage Vth of the pixel switching TFT 30, a predetermined amount of a dopant such as boron is doped into the n-channel region or the p-channel region of the semiconductor layer 1a by ion implantation or the like. I do.
[0087]
Next, a groove 12cv communicating with the scanning line 11a is formed in the base insulating film 12. The groove 12cv is formed by dry etching such as reactive ion etching and reactive ion beam etching.
[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 gate electrode 3a having a predetermined pattern including the gate electrode portion of the TFT 30 is formed by photolithography and etching (step S16). When the gate electrode 3a is formed, the side wall 3b extending therefrom is also formed at the same time. The side wall 3b is formed by depositing the above-described polysilicon film also on the inside of the trench 12cv. At this time, since the bottom of the groove 12cv is in contact with the scanning line 11a, the side wall 3b and the scanning line 11a are electrically connected. Further, when patterning the gate electrode 3a, a relay electrode 719 is also formed at the same time.
[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 TFT 30 is an n-channel TFT having an LDD structure will be described. Specifically, first, in order to form the low-concentration source region 1b and the low-concentration drain region 1c, the gate electrode 3a is used as a mask. Dopan of a group V element such as P is doped at a low concentration (for example, P ions at a dose of 1 to 3 × 10 13 cm 2 ). Thus, the semiconductor layer 1a below the gate electrode 3a becomes a channel region 1a '. At this time, the low concentration source region 1b and the low concentration drain region 1c are formed in a self-aligned manner by the gate electrode 3a serving as a mask. Next, a resist layer having a plane pattern wider than the gate electrode 3a is formed on the gate electrode 3a in order to form the high-concentration source region 1d and the high-concentration drain region 1e. Thereafter, a dopant of a group V element such as P is doped at a high concentration (for example, P ions are doped at a dose of 1 to 3 × 10 15 / cm 2 ).
[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 gate electrode 3a (gate electrode) as a mask and an ion implantation technique using P ions, B ions, or the like. Good. The resistance of the gate electrode 3a is further reduced by the doping of the impurity.
[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 gate electrode 3a by, for example, normal pressure or reduced pressure CVD using TEOS gas, TEB gas, TMOP gas, or the like. A first interlayer insulating film 41 made of a silicon film is formed (Step S17). The thickness of the first interlayer insulating film 41 is, for example, about 500 to 2000 nm. Here, preferably, annealing is performed at a high temperature of about 800 ° C. to improve the film quality of the first interlayer insulating film 41.
[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 interlayer insulating film 41. At this time, the former is formed so as to communicate with the high-concentration drain region 1e of the semiconductor layer 1a, and the latter is formed so as to communicate with the relay electrode 719.
[0094]
Next, in step S19, a metal film such as Pt or a polysilicon film is formed on the first interlayer insulating film 41 to a thickness of about 100 to 500 nm by low-pressure CVD or sputtering, and a predetermined pattern is formed. The metal film of the lower electrode 71 is formed. In this case, the formation of the metal film is performed so that both the contact hole 83 and the contact hole 881 are buried, so that the high-concentration drain region 1e, the relay electrode 719, and the lower electrode 71 are electrically connected. Can be
[0095]
Next, a dielectric film 75 is formed on the lower electrode 71. This dielectric film 75 can be formed by various known techniques generally used for forming a TFT gate insulating film, similarly to the case of the insulating film 2. The silicon oxide film 75a is formed by the above-described thermal oxidation or the CVD method, and thereafter, the silicon nitride film 75b is formed by the low pressure CVD method or the like. As the dielectric film 75 becomes thinner, the storage capacitance 70 becomes larger. Therefore, it is advantageous to form the dielectric film 75 into a very thin insulating film having a thickness of 50 nm or less on condition that defects such as film breakage do not occur. It is. Next, a metal film such as a polysilicon film or AL (aluminum) is formed on the dielectric film 75 to a thickness of about 100 to 500 nm by low-pressure CVD or sputtering, and the metal film of the capacitor electrode 300 is formed. To form
[0096]
Next, the film of the lower electrode 71, the dielectric film 75 and the capacitor electrode 300 is patterned at a time to form the lower electrode 71, the dielectric film 75 and the capacitor electrode 300, and the storage capacitor 70 is completed.
[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-layer insulating film 42 is formed (Step S30). When aluminum is used for the capacitor electrode 300, it is necessary to form a film at a low temperature by plasma CVD. The thickness of the second interlayer insulating film 42 is, for example, about 500 to 1500 nm. Next, in step S21, contact holes 81, 801 and 882 are formed by dry etching such as reactive ion etching and reactive ion beam etching on the second interlayer insulating film. At this time, the contact hole 81 is formed so as to communicate with the high-concentration source region 1d of the semiconductor layer 1a, the contact hole 801 is formed so as to communicate with the capacitor electrode 300, and the contact hole 882 is formed so as to communicate with the relay electrode 719. You.
[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 interlayer insulating film 42 by sputtering or the like, and a thickness of about 100 to 500 nm is preferable. Deposits at about 300 nm. Then, a data line 6a having a predetermined pattern is formed by photolithography and etching. At this time, at the time of the patterning, the shield layer relay layer 6a1 and the second relay layer 6a2 are also formed at the same time. The relay layer 6a1 for the shield layer is formed so as to cover the contact hole 801 and the second relay layer 6a2 is formed so as to cover the contact hole 882.
[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 data line 6a. However, the layer made of the titanium nitride may be formed so as to remain also on the shield layer relay layer 6a1 and the second relay layer 6a2, and may be formed so as to remain on the entire surface of the TFT substrate 10 in some cases. Is also good. Alternatively, a film may be formed at the same time as the aluminum film is formed, and may be etched at a time.
[0100]
Next, a silicate such as NSG, PSG, BSG, BPSG, or the like is formed so as to cover the data line 6a or the like by a normal pressure or reduced pressure CVD method using TEOS gas or the like, preferably by a plasma CVD method capable of forming a film at a low temperature. A third interlayer insulating film 43 made of a glass film, a silicon nitride film, a silicon oxide film, or the like is formed (Step S23). The thickness of the third interlayer insulating film 43 is, for example, about 500 to 3500 nm.
[0101]
Next, in step S24, as shown in FIG. 5, the third interlayer insulating film 43 is flattened using, for example, CMP.
[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 interlayer insulating film 43. At this time, the contact hole 803 is formed so as to communicate with the relay layer 6a1 for the shield layer, and the contact hole 804 is formed so as to communicate with the second relay layer 6a2.
[0103]
Next, in step S26, a metal film of the shield layer 400 is formed on the third interlayer insulating film 43 by a sputtering method, a plasma CVD method, or the like. Here, first, a lower layer film is formed directly on the third interlayer insulating film 43 using a low-resistance material such as aluminum, and then, on the lower layer film, for example, titanium nitride or another pixel electrode 9a described later. The upper layer film is formed using ITO and a material that does not cause electrolytic corrosion, and finally, the lower layer film and the upper layer film are both patterned to form the shield layer 400 having a two-layer structure. At this time, the third relay electrode 402 is also formed together with the shield layer 400.
[0104]
Next, a fourth interlayer insulating film 44 made of a silicate glass film such as NSG, PSG, BSG, BPSG, or the like, a silicon nitride film, a silicon oxide film, or the like is formed by, for example, normal pressure or reduced pressure CVD using TEOS gas or the like. (Step S27). The thickness of the fourth interlayer insulating film 44 is, for example, about 500 to 1500 nm.
[0105]
Next, in step S28, as shown in FIG. 5, the fourth interlayer insulating film 44 is planarized using, for example, CMP. Next, a contact hole 89 is formed by dry etching such as reactive ion etching or reactive ion beam etching on the fourth interlayer insulating film 44 (step S29). At this time, the contact hole 89 is formed so as to communicate with the third relay electrode 402.
[0106]
Next, a transparent conductive film such as an ITO film is deposited on the fourth interlayer insulating film 44 by sputtering or the like to a thickness of about 50 to 200 nm. Then, the pixel electrode 9a is formed by photolithography and etching (Step S20). When the electro-optical device is used as a reflection type, the pixel electrode 9a may be formed of an opaque material having a high reflectance such as AL.
[0107]
Next, in the present embodiment, in step S31, a passivation film 91 is formed on the pixel electrode 9a by an evaporation method, a sputtering method, or the like. For example, when forming by a vapor deposition method, the TFT substrate 10 on which the pixel electrode 9a is formed is carried into a vapor deposition device. Next, a conductive material such as carbon is used as an evaporation source, and the thickness of the deposited film is controlled by monitoring the thickness of the deposited film using a film thickness sensor or the like, or by controlling the applied voltage of the evaporation source over time, A passivation film having a predetermined thickness is formed. In this embodiment mode, the resistance of the passivation film is sufficiently reduced by sufficiently mixing the conductive material.
[0108]
Next, the formed passivation film is patterned by photolithography and etching so as to cover each pixel electrode 9a without straddling the adjacent pixel electrode 9a. Thus, a passivation film 91 covering each of the pixel electrodes 9a is formed.
[0109]
On the other hand, as the counter substrate 20, a glass substrate or the like is first prepared, and a light-shielding film 53 as a frame is formed by, for example, sputtering metal chromium and then performing photolithography and etching. The light-shielding film 53 does not need to be conductive, and may be formed of a material such as resin black in which carbon or Ti is dispersed in a photoresist, in addition to a metal material such as Cr, Ni, or AL.
[0110]
Next, an opposing electrode 21 is formed by depositing a transparent conductive film such as ITO to a thickness of about 50 to 200 nm on the entire surface of the opposing substrate 20 by sputtering or the like. Next, in the present embodiment, a passivation film 92 is formed on the counter electrode 21 by an evaporation method, a sputtering method, or the like. That is, the counter substrate 20 on which the counter electrode 21 is formed is carried into the vapor deposition apparatus, and the thickness of the vapor deposition film is monitored by a film thickness sensor or the like using a conductive material such as carbon as an evaporation source, or the evaporation source is pulled. The thickness of the deposited film is controlled by, for example, controlling the applied voltage over time to form a passivation film 92 having a predetermined thickness. The resistance of the passivation film 92 is sufficiently reduced by sufficiently mixing a conductive material.
[0111]
It is clear that the passivation films 91 and 92 may be formed by sputtering or the like. In this case, the flow rate of gas (O2, N2, etc.) at the time of sputtering is adjusted, and a conductive material such as carbon is introduced. Thereby, the resistance of the passivation films 91 and 92 is sufficiently reduced. Otherwise, the resistance can be reduced by impurity implantation.
[0112]
Next, a coating liquid for a polyimide-based alignment film is applied on the passivation film 91 of the TFT substrate 10 and then subjected to a rubbing process in a predetermined direction so as to have a predetermined pretilt angle, and the like. Is formed.
[0113]
On the other hand, a coating liquid for a polyimide-based alignment film is applied to the entire surface of the counter electrode 21 of the counter substrate 20, and then a rubbing process is performed in a predetermined direction so as to have a predetermined pretilt angle and the like. 22 are formed.
[0114]
Then, as shown in FIGS. 2 and 3, the TFT substrate 10 on which each layer is formed and the opposing substrate 20 form the sealing material 52 along, for example, four sides of the opposing substrate 20 and The upper and lower conductive members 106 are formed at the corners, and the alignment films 16 and 22 are bonded to each other by the sealant 52 so as to face each other. As a result, the upper and lower conductive material 106 contacts the upper and lower conductive terminals 107 of the TFT substrate 10 at the lower end, and contacts the counter electrode 21 of the counter substrate 20 at the upper end.
[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 liquid crystal layer 50 having a predetermined thickness is formed.
[0116]
The sealing material 52 is made of, for example, an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, or the like, and is cured by ultraviolet light, heating, or the like in order to bond the two substrates together. In addition, if the liquid crystal device according to the present embodiment is applied to a liquid crystal device that is small and performs enlarged display such as a projector, the distance between the two substrates (the gap between the substrates) ) Is set to a predetermined value, and a cap material (spacer) such as glass fiber or glass beads is sprayed. Alternatively, such a gap material may be included in the liquid crystal layer 50 if the liquid crystal device is applied to a liquid crystal device that performs large-size and equal-size display such as a liquid crystal display or a liquid crystal television.
[0117]
If the delay of the scanning signal supplied to the scanning line 11a and the gate electrode 3a does not matter, it goes without saying that the scanning line driving circuit 104 may be provided on only one side. Further, the data line driving circuits 101 may be arranged on both sides along the side of the image display area 10a.
[0118]
Further, on the TFT substrate 10, in addition to the data line driving circuit 101, the scanning line driving circuit 104, etc., a sampling circuit for applying an image signal to a plurality of data lines 6a at a predetermined timing, a plurality of data lines 6a A precharge circuit for supplying a precharge signal of a predetermined voltage level prior to the image signal, an inspection circuit for inspecting the quality, defects, and the like of the electro-optical device during manufacturing or shipping. Good.
[0119]
In the above-described embodiment, instead of providing the data line driving circuit 101 and the scanning line driving circuit 104 on the TFT substrate 10, for example, a driving LSI mounted on a TAB (Tape Automated Bonding) substrate is provided with a TFT substrate. The connection may be made electrically and mechanically via an anisotropic conductive film provided on the periphery of the device 10. For example, a TN (Twisted Nematic) mode, a VA (Vertically Aligned) mode, and a PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal) are provided on the side of the opposite substrate 20 where the projected light is incident and on the side where the emitted light of the TFT substrate 10 is emitted, respectively. A polarizing film, a retardation film, a polarizing plate, and the like are arranged in a predetermined direction according to an operation mode such as a mode and a normally white mode / normally black mode.
[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 passivation films 91 and 92 is sufficiently reduced, the mobility of charges in the passivation films 91 and 92 is high. As a result, the ions at the interface between the alignment films 16 and 22 are reduced because the electric charges relatively easily flow to the pixel electrode 9a or the counter electrode 21 through the passivation films 91 and 92. Therefore, even if the ions are likely to be adsorbed on the alignment films 16 and 22 due to the inversion drive or the unevenness of the alignment film surface, the ions can be effectively reduced. By preventing the ions from staying, it is possible to prevent a DC component from being applied to the liquid crystal. This prevents the burn-in phenomenon from occurring.
[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 passivation film 91 formed on the pixel electrode 9a on the TFT substrate 10 so as not to short-circuit the pixel electrodes 9a. However, when the resistance value of the passivation film for short-circuiting the pixel electrodes is appropriately set, it is not always necessary to pattern the passivation film between the pixel electrode and the alignment film. The present embodiment is applied to this case.
[0125]
FIG. 7 corresponds to FIG. 3. On the TFT substrate 10 side, a passivation film 111 is formed on the entire surface of the pixel electrode 9a and the fourth interlayer insulating film 44 (see FIG. 5). On the counter substrate 20 side, a passivation film 112 is formed on the entire surface of the counter electrode 21.
[0126]
The passivation film 111 is formed by an evaporation method, a sputtering method, or the like. For example, when the passivation film 111 is formed by a vapor deposition method, a passivation film 111 having a predetermined resistance value is formed by using a conductive material such as carbon as an evaporation source and controlling the applied voltage of the evaporation source over time. In the present embodiment, the resistance value of the passivation film is set to 10 11 Ω or more. The passivation film 112 on the counter substrate 20 side is formed in the same manner.
[0127]
When the passivation films 111 and 112 are formed by a sputtering method, sputtering conditions for the flow rate of gas (O2, N2, etc.) at the time of sputtering are appropriately set, and a conductive material such as carbon is introduced. Further, since the resistance value of the passivation film 111 is set to 10 11 Ω or more, even when the passivation film 111 contacts the adjacent pixel electrodes 9a, a short circuit between the pixel electrodes 9a does not occur.
[0128]
In addition, since the resistance of the passivation films 111 and 112 is reduced so long as the pixel electrodes 9a are not short-circuited, charge mobility can be improved and ions can be prevented from staying at the interface of the alignment film. .
[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 passivation film 111, and the manufacturing process can be simplified.
[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 liquid crystal projector 1100, which is an example of a projection type color display device in the present embodiment, prepares three liquid crystal modules each including a liquid crystal device in which a driving circuit is mounted on a TFT array substrate, and each of the light bulbs 100R for RGB. , 100G and 100B. In the liquid crystal projector 1100, when projection light is emitted from a lamp unit 1102 of a white light source such as a metal halide lamp, three mirrors 1106 and two dichroic mirrors 1108 emit light components R, G and R corresponding to the three primary colors RGB. B, and are led to light valves 100R, 100G, and 100B corresponding to each color. In this case, in particular, the B light is guided through a relay lens system 1121 including an entrance lens 1122, a relay lens 1123, and an exit lens 1124 in order to prevent light loss due to a long optical path. The light components corresponding to the three primary colors modulated by the light valves 100R, 100G, and 100B are combined again by the dichroic prism 1112, and then projected as a color image on the screen 1120 via the projection lens 1114.
[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)

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10〜1014[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請求項3に記載の液晶装置。4. The liquid crystal device according to claim 3, wherein the first and second passivation films have a specific resistance smaller than 10 11 [Ω · cm]. 5. 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10〜1014[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.
前記請求項1乃至4に記載の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電子機器。An electronic apparatus, comprising: the liquid crystal device according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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