JP2006048086A - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
画素電極それぞれとの電気的接続を好適に実現できるとともに、該蓄積容量を含めた好適
な積層構造を有することにより、小型化・高精細化を達成する。
【解決手段】電気光学装置は、基板(10)上に、TFT(30)、該TFT上に蓄積
容量(70)及び画素電極(9a)を備えている。そして、TFT(30)のゲート電極
を含む走査線(3a)と同一膜として、中継電極(719)が備えられており、該中継電
極と蓄積容量の画素電位側容量電極としての下部電極(71)とはコンタクトホール(8
81)を介して、該中継電極と画素電極とはコンタクトホール(882)等を介して電気
的に接続されている。
【選択図】図4
Description
また本発明の電気光学装置は、上記課題を解決するため、基板上に、第1方向に延在するデータ線及び該データ線に交差する第2方向に延在する走査線、並びに、前記データ線及び前記走査線の交差領域に対応するように配置された画素電極及び薄膜トランジスタが積層構造の一部をなして備えられた電気光学装置であって、前記基板上には更に、前記データ線より下層に形成され、前記薄膜トランジスタ及び前記画素電極に電気的に接続された蓄積容量と、前記データ線より上層に形成された容量線と、前記蓄積容量の画素電位側容量電極と前記画素電極との間を電気的に接続し、前記データ線と同一層で形成された第1中継電極と、前記蓄積容量の固定電位側容量と前記容量線との間を電気的に接続し、前記データ線と同一層で形成された第2中継電極とを備え、前記データ線、前記第1中継層、前記第2中継層には、窒化膜が含まれ、
前記第1中継層は、前記容量線と同一層で形成された第3中継膜を介して前記画素電極に電気的に接続されることを特徴とする。
さらに、他の態様として、前記第4中継膜は、前記薄膜トランジスタのゲート電極と同一膜で形成するとよい。
この態様によれば、第4中継電極を特別な工程を経て製造するなどという場合に比べて、製造工程の簡略化、あるいは製造コストの低廉化等を図ることができる。また、走査線がゲート電極を含む場合においては、該ゲート電極としての機能を十分に発揮しえるように、該走査線中、少なくとも該ゲート電極部分については、例えば導電性のポリシリコン膜からなるように構成するとよい。このような場合においては、第4中継電極もまた導電性のポリシリコン膜等からなることになる。
また、本発明の電気光学装置の態様では、前記蓄積容量の前記画素電位側容量電極と前記固定電位側容量電極の間には、相異なる材料を含む複数の層からなるとともに、そのうちの一の層は他の層に比べて高誘電率材料からなる層を含む誘電体膜であるとよい。さらに、前記誘電体膜は、酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜からなるとよい。
この態様によれば、従来に比べて、電荷蓄積特性がより優れており、これにより画素電極における電位保持特性を更に向上させることができ、もってより高品質な画像を表示することが可能となる。なお、本発明にいう「高誘電率材料」としては、後述する窒化シリコンの他、TaOx(酸化タンタル)、BST(チタン酸ストロンチウムバリウム)、PZT(チタン酸ジルコン酸塩)、TiO2(酸化チタン)、ZiO2(酸化ジルコニウム)、HfO2(酸化ハフニウム)及びSiON(酸窒化シリコン)及びSiN(窒化シリコン)のうち少なくとも一つを含んでなる絶縁材料等を挙げることができる。特に、TaOx、BST、PZT、TiO2、ZiO2及びHfO2といった高誘電率材料を使用すれば、限られた基板上領域で容量値を増大できる。あるいは、SiO2(酸化シリコン)、SiON(酸窒化シリコン)及びSiNといったシリコンを含む材料を使用すれば、層間絶縁膜等におけるストレス発生を低減できる。
また、本発明は、前記画素電極の下地として配置された第1絶縁膜と、前記容量線の下地として配置された第2絶縁膜のうち、少なくとも前記第1絶縁膜の表面には平坦化処理が施されるとよい。
この態様によれば、画素電極下に層間絶縁膜が備えられているとともに、該層間絶縁膜の表面は例えばCMP(Chemical Mechanical Polishing)処理等の平坦化処理が施されていることにより、液晶等の電気光学物質の配向状態に乱れを生じさせる可能性を低減することができ、もってより高品質な画像を表示することが可能となる。これは、本発明において、中継電極が備えられていることにより、画素電極下の層間絶縁膜表面における凹凸の程度がより大きくなるという場合が考えられることを鑑みるに、より正確な動作を行う電気光学装置を提供する上で有利となる。
まず、本発明の実施形態における電気光学装置の画素部における構成について、図1から図4を参照して説明する。ここに図1は、電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。図2は、データ線、走査線、画素電極等が形成されたTFTアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。なお、図3は、図2のうち要部、具体的には、データ線、シールド層及び画素電極間の配置関係を示すために、主にこれらのみを抜き出した平面図である。図4は、図2のA−A´断面図である。なお、図4においては、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。
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。
これにより、本実施形態に係る蓄積容量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、本実施形態において、蓄積容量70は、より小面積で、より大きな容量値をもつ。
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。尚、窒化シリコン膜は、プラズマ窒化シリコン膜が望ましい。
このように、下部電極71及び画素電極9aが、これらそれぞれからみて、より下層に位置する中継電極719を介して接続されていることにより、該中継電極719と下部電極71との電気的接続点、とりわけ下部電極71に着目した電気的接続点は、該下部電極71の下側に位置することになる(図4におけるコンタクトホール881参照)。
以下では、上記実施形態に類似する電気光学装置の製造方法について、図6及び図7を参照しながら説明する。ここに、図6及び図7は、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法を、順を追って示す工程断面図である。
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続元素のドーパントを高濃度で(例えば、Pイオンを1〜3×1015/cm2のドーズ量にて)ドープする。
以下では、以上のように構成された本実施形態における電気光学装置の全体構成を図8及び図9を参照して説明する。なお、図8は、TFTアレイ基板をその上に形成された各構成要素とともに対向基板20の側からみた平面図であり、図9は図8のH−H´断面図である。
また、対向基板20のコーナ部の少なくとも一箇所においては、TFTアレイ基板10と対向基板20との間で電気的に導通をとるための導通材106が設けられている。
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10は、投射型カラー表示装置の図式的断面図である。
6a…データ線
9a…画素電極
10…TFTアレイ基板
30…TFT
70…蓄積容量
71…下部電極
75…誘電体膜
75a…酸化シリコン膜
75b…窒化シリコン膜
300…容量電極
400…シールド層
719…中継電極
43…第3層間絶縁膜
44…第4層間絶縁膜
881…(下部電極と中継電極を接続する)コンタクトホール
882…(画素電極と中継電極を接続する)コンタクトホール
Claims (12)
- 基板上に、第1方向に延在するデータ線及び該データ線に交差する第2方向に延在する
走査線、並びに、前記データ線及び前記走査線の交差領域に対応するように配置された画
素電極及び薄膜トランジスタが積層構造の一部をなして備えられた電気光学装置であって
、
前記基板上には更に、
前記データ線より下層に形成され、前記薄膜トランジスタ及び前記画素電極に電気的に
接続された蓄積容量と、
前記データ線より上層に形成された容量線と、
前記蓄積容量の画素電位側容量電極と前記画素電極との間を電気的に接続し、前記デー
タ線と同一層で形成された第1中継電極と、
前記蓄積容量の固定電位側容量と前記容量線との間を電気的に接続し、前記データ線と
同一層で形成された第2中継電極とを備え、
前記データ線、前記第1中継層、前記第2中継層には、窒化チタンが含まれている
ことを特徴とする電気光学装置。 - 基板上に、第1方向に延在するデータ線及び該データ線に交差する第2方向に延在する
走査線、並びに、前記データ線及び前記走査線の交差領域に対応するように配置された画
素電極及び薄膜トランジスタが積層構造の一部をなして備えられた電気光学装置であって
、
前記基板上には更に、
前記データ線より下層に形成され、前記薄膜トランジスタ及び前記画素電極に電気的に
接続された蓄積容量と、
前記データ線より上層に形成された容量線と、
前記蓄積容量の画素電位側容量電極と前記画素電極との間を電気的に接続し、前記デー
タ線と同一層で形成された第1中継電極と、
前記蓄積容量の固定電位側容量と前記容量線との間を電気的に接続し、前記データ線と
同一層で形成された第2中継電極とを備え、
前記データ線、前記第1中継層、前記第2中継層には、窒化膜が含まれ、
前記第1中継層は、前記容量線と同一層で形成された第3中継膜を介して前記画素電極
に電気的に接続されることを特徴とする電気光学装置。 - 前記データ線、前記第1中継層、前記第2中継層は、導電層上に窒化膜を含むことを特
徴とする請求項1又は2のいずれか一項に記載の電気光学装置。 - 前記データ線、前記第1中継層、前記第2中継層は、アルミニウム、窒化チタン膜、窒
化シリコン膜の3層構造であることを特徴とする請求項3に記載の電気光学装置。 - 前記容量線及び前記第3中継膜は、導電層上に窒化膜を含むことを特徴とする請求項4
に記載の電気光学装置。 - 前記容量線及び前記第3中継膜は、アルミニウム、窒化チタン膜、窒化シリコン膜の3
層構造であることを特徴とする請求項5に記載の電気光学装置。 - 前記走査線は前記薄膜トランジスタの下層に設けられ、かつ、前記薄膜トランジスタの
半導体置層上に設けられたゲート電極とコンタクトホールを介して接続されることを特徴
とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の電気光学装置。 - 前記蓄積容量の前記画素電位側容量電極と前記固定電位側容量電極の間には、相異なる
材料を含む複数の層からなるとともに、そのうちの一の層は他の層に比べて高誘電率材料
からなる層を含む誘電体膜であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載
の電気光学装置。 - 前記誘電体膜は、酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜からなることを特徴とする請求項
8に記載の電気光学装置。 - 前記容量線は、遮光膜で形成されると共に、前記データ線に沿い、且つ、前記データ線
よりも幅広に形成されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の電気
光学装置。 - 前記画素電極の下地として配置された第1絶縁膜と、前記容量線の下地として配置され
た第2絶縁膜のうち、少なくとも前記第1絶縁膜の表面には平坦化処理が施されているこ
とを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の電気光学装置。 - 請求項1乃至11のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備してなることを特徴とす
る電子機器。
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