JP2006138960A - 液晶表示装置及びその製造方法並びに投射表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 輝度が高いと共に画像のコントラストが大きく、低コスト且つ容易に製造することができる液晶表示装置及びその製造方法並びに投射表示装置を提供する。
【解決手段】 ガラス基板５上にＴＦＴ１０を形成し、コンタクトホール１２ａ及び１２ｂの内壁及び底面に延出するように、ＳＤ配線層１３ａ及び１３ｂを形成する。このとき、ＳＤ配線層１３ａ及び１３ｂの上面にはコンタクトホール１２ａ及び１２ｂの形状を反映した凹部が形成される。次に、常圧ＣＶＤ法により、Ｏ_２中のＯ_３濃度を５乃至２０ｇ／ｍ^３とし、低濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜を成膜し、引き続き、Ｏ_２中のＯ_３濃度を１００乃至２００ｇ／ｍ^３とし、高濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜を成膜する。これにより、凹部内に埋設され平坦面１４ａを備えたシリコン酸化膜１４が形成される。その後、蓄積容量１８を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、各画素に薄膜トランジスタ及び蓄積容量が設けられた液晶表示装置及びその製造方法並びに前記液晶表示装置をライトバルブとして使用する投射表示装置に関する。

液晶表示装置等の電気光学装置は、各種機器の直視型の表示装置として、またデータプロジェクタ等の投射表示装置のライトバルブとして使用されている。このような電気光学装置のうち、アクティブマトリクス型の液晶表示装置においては、ガラス等からなる透明基板上に複数の画素回路がマトリクス状に形成されたＴＦＴアレイ基板と、このＴＦＴアレイ基板に対向して配置された対向基板とが設けられており、両基板間に電気光学物質としての液晶が配置されている。

ＴＦＴアレイ基板上には、一方向に延びる複数本のデータ線と、このデータ線に直交する方向に延びる複数本の走査線とが設けられており、データ線と走査線との最近接点毎に画素回路が設けられている。各画素回路には、ＩＴＯ膜（Indium tin oxide film：インジウム錫酸化膜）等の透明導電性膜からなる画素電極と、画素スイッチング用の薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）という）とが設けられている。このＴＦＴは、そのゲートが走査線に接続され、走査線の電位によってデータ線を画素電極に接続するか否かを切替えるものである。また、各画素回路には、画素電極に印加された電位を保持するための蓄積容量が設けられている。蓄積容量の一方の電極は、ブラックマトリクス（以下、ＢＭともいう）層を兼ねていることもある。ＢＭ層はデータ線、走査線及びＴＦＴを遮光するための層である。更に、ＴＦＴアレイ基板上には容量線が形成されていることもある。一方、対向基板上の全面には、対向電極（共通電極）が形成されている。対向電極も画素電極と同様に、ＩＴＯ膜等の透明導電性膜により形成されている。

このような透過型液晶表示装置、又はこの透過型液晶表示装置が搭載される投射表示装置の高画質化、即ち、高輝度化及び高コントラスト化を実現するためには、この透過型液晶表示装置の光の透過率を向上させる必要がある。光の透過率を向上させるためには、ＴＦＴアレイ基板における画素領域の開口率を向上させる必要があり、そのためには、各画素における開口領域以外の非開口領域、即ち、上述のデータ線、走査線及び容量線等の金属配線、ＴＦＴ並びに蓄積容量等が配置される領域の面積を極力小さくする必要がある。但し、蓄積容量を小型化しすぎると必要な容量値が確保できなくなる。このように、上述のような液晶表示装置においては、高画質化を図るために、各画素における開口率の向上及び蓄積容量の確保の両立が重要な課題となっている。

特許文献１（特開２００１−２８１６８４号公報）には、液晶表示装置を構成するＴＦＴアレイ基板において、ＴＦＴ及び金属配線の上方に蓄積容量を形成する技術が開示されている。即ち、特許文献１には、基板上の複数の層にわたってスイッチ素子としてＴＦＴを設け、このＴＦＴのソース・ドレイン電極に夫々コンタクトを接続し、一方のコンタクトの上方に、このコンタクトに接続されるように容量電極を設け、この容量電極の上方に画素電極を設け、容量電極と画素電極との間にＢＭ層を設け、容量電極とＢＭ層との間で蓄積容量を形成する技術が開示されている。これにより、蓄積容量を形成する領域を節約し、非開口領域の面積を低減することができるため、画素開口率の拡大と蓄積容量の確保の両立を図ることができる。

しかしながら、上述の特許文献１に記載された技術には、以下に示すような問題点がある。ＴＦＴ、コンタクト及び金属配線の上方に形成される層間膜の表面には、ＴＦＴ、コンタクト及び金属配線等の形状を反映して凹凸が形成される。そして、この凹凸が形成された表面上に蓄積容量を形成しようとすると、蓄積容量の下側の電極層（容量電極）と上側の電極層（ＢＭ層）との間の距離が不均一となり、両電極層間の距離が小さくなった部分でリーク電流が発生する。これを容量リークという。容量リークが発生すると、画像のコントラストが低下する。また、容量リークを確実に防止しようとすると、両電極層間の距離を十分に大きく設計する必要があり、容量値が小さくなってしまう。

そこで、特許文献２（特開平１０−１０５８０号公報）には、基板上にＴＦＴを形成し、このＴＦＴを埋め込むように、その上面が平坦な第１の有機樹脂層を形成し、この第１の有機樹脂層上に、コンタクトホールの直上域を避けてＢＭ層を兼ねた金属製のコモン電極を形成し、このコモン電極を埋め込むようにその上面が平坦な第２の有機樹脂層を形成し、その上に画素電極を形成する技術が開示されている。そして、コモン電極と画素電極とが平面視で重なっている領域に、補助容量が形成される。この技術によれば、ＴＦＴを埋め込む絶縁層として有機樹脂層を形成しているため、その上面を平坦化することができ、これにより、コモン電極を平坦化することができ、コモン電極と画素電極との間の距離を一定にすることができる。この結果、容量リークを防止しつつ、補助容量の容量値を大きくすることができる。また、コモン電極をコンタクトホールの直上域を避けて配置することにより、コモン電極をより一層平坦化し、容量リークの発生をより確実に防止することができる。

特開２００１−２８１６８４号公報（図１） 特開平１０−１０５８０号公報（図１）

しかしながら、上述の従来の技術には以下に示すような問題点がある。特許文献２に記載されているように、蓄積容量における下層側の容量電極の下地層を有機樹脂層により形成すると、有機樹脂層を形成した後のプロセス温度が、有機樹脂層が耐え得る温度に制約されてしまう。このため、蓄積容量の容量絶縁膜として低温で成膜した絶縁膜しか使用できなくなり、結果的に絶縁性が低い容量しか形成できなくなる。

また、コンタクトホールの直上域を避けて蓄積容量を形成すると、画素内のレイアウトが制約され、画素開口部の拡大が制約を受けてしまう。更に、コンタクトホールの影響を避けるために、コンタクトホール内に導電材料を完全に充填する方法も考えられるが、大型のガラス基板上に形成されたコンタクトホールについて実施することは困難である。更にまた、ＴＦＴ及びこれに接続されるコンタクトホールを形成した後に、無機材料からなる絶縁膜を厚く形成し、この絶縁膜をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械研磨）等により研磨することで平坦化し、その上に蓄積容量を形成することも考えられる。しかし、この方法は、無機材料からなる絶縁膜を厚く形成し、更にＣＭＰを行うことにより、液晶表示装置の製造コストが増加してしまうため、現実的ではない。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、輝度が高いと共に画像のコントラストが大きく、低コスト且つ容易に製造することができる液晶表示装置及びその製造方法並びに投射表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る液晶表示装置は、画素回路基板と、対向基板と、前記画素回路基板と前記対向基板との間に配置された液晶層と、を有し、前記画素回路基板が、基板と、この基板上に形成された薄膜トランジスタと、少なくともこの薄膜トランジスタのソース・ドレイン領域上に配置され無機材料からなる第１層間絶縁膜と、この第１層間絶縁膜における前記ソース・ドレイン領域の直上域に形成されたコンタクトホールと、前記第１層間絶縁膜上に形成され前記コンタクトホールの内壁及び底面に延出して前記ソース・ドレイン領域に接続されると共にその上面に前記コンタクトホールの形状を反映した凹部が形成された配線層と、この配線層上に形成されると共に前記凹部内に埋設され前記薄膜トランジスタの直上域における上面が平坦な無機材料からなる第２層間絶縁膜と、この第２層間絶縁膜上における前記薄膜トランジスタの直上域に配置された蓄積容量と、を有することを特徴とする。

本発明においては、薄膜トランジスタの直上域に蓄積容量が配置されているため、画素の開口率を高くして、画像の輝度を向上させることができる。また、第２層間絶縁膜が配線層の凹部内に埋設されているため、第２層間絶縁膜における薄膜トランジスタの直上域に相当する部分の上面を平坦にすることができる。これにより、蓄積容量を平坦面上に形成することができるため、蓄積容量の容量リークを防止しつつ、容量値を確保することができる。更に、第１層間絶縁膜及び第２層間絶縁膜の双方を無機材料により形成することにより、蓄積容量の容量絶縁膜を形成する際の温度を高くすることができる。これにより、蓄積容量の容量値を向上させ、画像のコントラストを向上させることができる。

また、前記第２層間絶縁膜が、Ｏ_２中のＯ_３濃度を１００乃至２００ｇ／ｍ^３とした常圧ＣＶＤ法によってＯ_３−アルコキシシラン反応により形成されたシリコン酸化膜を有していてもよい。これにより、配線層の凹部に第２層間絶縁膜を確実に埋設させることができる。

又は、前記第２層間絶縁膜が、Ｏ_２中のＯ_３濃度を１００乃至２００ｇ／ｍ^３とした常圧ＣＶＤ法によってＯ_３−ヘキサメチルジシロキサン反応により形成されたシリコン酸化膜を有していてもよい。これにより、配線層の凹部に第２層間絶縁膜を確実に埋設させることができる。

更に、前記基板が透明材料からなり、前記液晶表示装置が透過型液晶表示装置であってもよい。

本発明に係る投射表示装置は、光源と、この光源から出射された光の経路に介在するように配置された前記透過型液晶表示装置と、を有することを特徴とする。

本発明においては、ライトバルブとして前記透過型液晶表示装置を使用することにより、投射画像の画質を向上させることができる。

本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、画素回路基板を作製する工程と、対向基板を作製する工程と、前記画素回路基板と前記対向基板と相互に対向させて連結し前記画素回路基板と前記対向基板との間に液晶層を配置する工程と、を有し、前記画素回路基板を作製する工程は、基板上に薄膜トランジスタを形成する工程と、少なくともこの薄膜トランジスタのソース・ドレイン上に無機材料からなる第１層間絶縁膜を形成する工程と、この第１層間絶縁膜における前記ソース・ドレイン領域の直上域にコンタクトホールを形成する工程と、前記第１層間絶縁膜上に前記コンタクトホールの内壁及び底面に延出して前記ソース・ドレイン領域に接続されるように配線層を形成する工程と、ＣＶＤ法によってＯ_３−アルコキシシラン反応によりシリコン酸化膜を形成することにより、前記配線層の上面に形成され前記コンタクトホールの形状を反映した凹部内を埋設すると共に前記第１層間絶縁膜上に配置されるように第２層間絶縁膜を形成する工程と、この第２層間絶縁膜上における前記薄膜トランジスタの直上域に蓄積容量を形成する工程と、を有することを特徴とする。

本発明においては、第２層間絶縁膜として、Ｏ_３−アルコキシシラン反応によりシリコン酸化膜を形成することにより、凹部内に第２層間絶縁膜を埋設することができる。これにより、第２層間絶縁膜の上面を平坦とし、その上に蓄積容量を形成することができる。

本発明に係る他の液晶表示装置の製造方法は、画素回路基板を作製する工程と、対向基板を作製する工程と、前記画素回路基板と前記対向基板と相互に対向させて連結し前記画素回路基板と前記対向基板との間に液晶層を配置する工程と、を有し、前記画素回路基板を作製する工程は、基板上に薄膜トランジスタを形成する工程と、少なくともこの薄膜トランジスタのソース・ドレイン上に無機材料からなる第１層間絶縁膜を形成する工程と、この第１層間絶縁膜における前記ソース・ドレイン領域の直上域にコンタクトホールを形成する工程と、前記第１層間絶縁膜上に前記コンタクトホールの内壁及び底面に延出して前記ソース・ドレイン領域に接続されるように配線層を形成する工程と、ＣＶＤ法によってＯ_３−ヘキサメチルジシロキサン反応によりシリコン酸化膜を形成することにより、前記配線層の上面に形成され前記コンタクトホールの形状を反映した凹部内を埋設すると共に前記第１層間絶縁膜上に配置されるように第２層間絶縁膜を形成する工程と、この第２層間絶縁膜上における前記薄膜トランジスタの直上域に蓄積容量を形成する工程と、を有することを特徴とする。

本発明においては、第２層間絶縁膜として、Ｏ_３−ヘキサメチルジシロキサン反応によりシリコン酸化膜を形成することにより、凹部内に第２層間絶縁膜を埋設することができる。これにより、第２層間絶縁膜の上面を平坦とし、その上に蓄積容量を形成することができる。

また、前記第２層間絶縁膜を形成する工程において、前記ＣＶＤ法として常圧ＣＶＤ法を使用し、Ｏ_２中のＯ_３濃度を１００乃至２００ｇ／ｍ^３とすることが好ましい。これにより、配線層の凹部内により確実にシリコン酸化膜を埋設することができる。

また、前記第２層間絶縁膜を形成する工程が、前記シリコン酸化膜を形成する前に、Ｏ_２中のＯ_３濃度を５乃至２０ｇ／ｍ^３とした常圧ＣＶＤ法によってＯ_３−アルコキシシラン反応により形成された他のシリコン酸化膜を形成する工程を有することが好ましい。これにより、シリコン酸化膜を形成する際に、下地の影響を解消することができる。

更に、前記第２層間絶縁膜を形成する工程と前記蓄積容量を形成する工程との間に、前記第２層間絶縁膜における前記薄膜トランジスタの直上域に相当する部分の上面を研磨する工程を有していてもよい。これにより、第２層間絶縁膜の上面における蓄積容量が形成される領域を、より一層平坦にすることができる。

本発明によれば、蓄積容量を薄膜トランジスタの直上域に形成することにより、画素の開口率を向上させることができる。また、第２層間絶縁膜を配線層の凹部を埋設するように形成することにより、第２層間絶縁膜の上面における蓄積容量が形成される領域を平坦にすることができ、更に、第１層間絶縁膜及び第２層間絶縁膜の双方を無機材料により形成することにより、蓄積容量の容量絶縁膜を高温で形成することができる。これにより、蓄積容量の容量リークを防止すると共に、容量値を向上させることができ、輝度が高く、画像のコントラストが大きい液晶表示装置を、低コスト且つ容易に製造することができる。

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は本実施形態に係る透過型液晶表示装置を示す断面図であり、図２はこの透過型液晶表示装置を示す回路図である。本実施形態に係る透過型液晶表示装置は、例えば、データプロジェクタ等の投射表示装置のライトバルブとして使用されるものである。

図１に示すように、本実施形態に係る透過型液晶表示装置１においては、画素回路基板としてのＴＦＴアレイ基板２及び対向基板３が相互に平行に且つ対向して設けられている。ＴＦＴアレイ基板２と対向基板３との間には、液晶層４が配置されている。

ＴＦＴアレイ基板２においては、ガラス基板５が設けられており、このガラス基板５における対向基板３側の表面上の全面に、膜厚が例えば１μｍであるシリコン酸化膜６が設けられている。シリコン酸化膜６はガラス基板５から不純物が拡散することを遮蔽し、この不純物で後述するＴＦＴが汚染されることを防止するＴＦＴの下地膜として機能する。また、シリコン酸化膜６上の一部には、多結晶シリコン層７が設けられている。この多結晶シリコン層７はＴＦＴの活性層となる。そして、多結晶シリコン層７を覆うように、シリコン酸化膜６上の全面にシリコン酸化膜８が設けられている。シリコン酸化膜８上の一部には、例えばタングステンシリサイド（ＷＳｉ）、クロム（Ｃｒ）又はアルミニウム（Ａｌ）からなるゲート電極９が設けられている。なお、多結晶シリコン層７におけるゲート電極９の直下域に相当する部分がＴＦＴのチャネル領域となり、多結晶シリコン層７におけるチャネル領域の両側の部分がソース・ドレイン領域となる。また、シリコン酸化膜８における多結晶シリコン層７上の部分が、ＴＦＴのゲート絶縁膜として機能する。多結晶シリコン層７（チャネル領域、ソース・ドレイン領域）、シリコン酸化膜８（ゲート絶縁膜）及びゲート電極９により、ＴＦＴ１０が形成されている。

また、ゲート電極９を覆うように、シリコン酸化膜８上の全面にシリコン酸化膜１１が設けられている。シリコン酸化膜１１は第１層間絶縁膜である。そして、シリコン酸化膜８及び１１には、２つのコンタクトホール１２ａ及び１２ｂが形成されている。コンタクトホール１２ａ及び１２ｂは夫々多結晶シリコン層７のソース・ドレイン領域まで到達している。シリコン酸化膜１１上におけるコンタクトホール１２ａ及び１２ｂの直上域を含む領域には、夫々例えばＡｌからなるＳＤ配線層１３ａ及び１３ｂが設けられている。ＳＤ配線層１３ａ及び１３ｂを形成するＡｌ層は、夫々コンタクトホール１２ａ及び１２ｂの内壁及び底部にも形成されている。これにより、ＳＤ配線層１３ａはコンタクトホール１２ａを介して多結晶シリコン層７のソース・ドレイン領域の一方に接続されており、ＳＤ配線層１３ｂはコンタクトホール１２ｂを介して多結晶シリコン層７のソース・ドレイン領域の他方に接続されている。また、ＳＤ配線層１３ａ及び１３ｂはコンタクトホール１２ａ及び１２ｂの内壁及び底面に延出している。これにより、ＳＤ配線層１３ａ及び１３ｂにおけるコンタクトホール１２ａ及び１２ｂの直上域に相当する部分は、コンタクトホール１２ａ及び１２ｂの形状を反映して上面が凹んでおり、この凹みがコンタクトホール１２ａ及び１２ｂの内部に連通している。

シリコン酸化膜１１上には、シリコン酸化膜１４が設けられている。シリコン酸化膜１４は、Ｏ_２中のＯ_３濃度が５乃至２０ｇ／ｍ^３、例えば１０ｇ／ｍ^３の条件で、常圧ＣＶＤ法（Chemical Vapor Deposition法：化学気相成長法）により、Ｏ_３−ＴＥＯＳ（Tetra-Etyl-Ortho-Silicate：Si(OC₂H₅)₄：アルコキシシラン）反応により形成した膜厚が例えば１００ｎｍのＳｉＯ_２膜（以下、低濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜ともいう）の上に、Ｏ_２中のＯ_３濃度が１００乃至２００ｇ／ｍ^３、例えば１６０ｇ／ｍ^３の条件で、常圧ＣＶＤ法により、ＴＥＯＳ−Ｏ_３反応により形成したＳｉＯ_２膜（以下、高濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜ともいう）が積層された積層膜である。シリコン酸化膜１４は、コンタクトホール１２ａ及び１２ｂの内部並びにＳＤ配線層１３ａ及び１３ｂの凹部（以下、総称して凹部ともいう）内にも埋設されており、この結果、シリコン酸化膜１４における多結晶シリコン層７の直上域に相当する部分は、その上面が平坦になっている。なお、シリコン酸化膜１４において、高濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜は低濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜よりも厚く形成されているため、凹部内は事実上高濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜により充填されている。また、シリコン酸化膜１４の上面における多結晶シリコン層７の直上域の部分は、多結晶シリコン層７の直上域以外の部分よりも高くなっており、両部分の境界には傾斜面からなる段差が形成されている。シリコン酸化膜１４は第２層間絶縁膜である。

そして、シリコン酸化膜１４における多結晶シリコン層７の直上域に相当する部分の上面（以下、平坦面１４ａという）上には、例えばＣｒからなり、膜厚が０．２μｍの容量下部電極１５が設けられている。そして、この容量下部電極１５を覆うように、シリコン酸化膜１４上の全面に、シリコン窒化物からなり膜厚が例えば０．１μｍのシリコン窒化膜１６が設けられている。更に、シリコン窒化膜１６上における容量下部電極１５の直上域を含む領域には、例えばＡｌからなり、膜厚が０．２μｍの容量上部電極１７が設けられている。容量上部電極１７は遮光膜を兼ねている。シリコン窒化膜１６における容量下部電極１５と容量上部電極１７との間に位置する部分が、容量絶縁膜となっている。これにより、容量下部電極１５、シリコン窒化膜１６及び容量上部電極１７により蓄積容量１８が形成されている。シリコン窒化膜１６及びシリコン酸化膜１４にはコンタクトホール１９が形成されており、容量上部電極１７はこのコンタクトホール１９を介してＳＤ配線層１３ｂに接続されている。

また、容量上部電極１７を覆うように、シリコン窒化膜１６上の全面に、膜厚が例えば０．４μｍであるシリコン窒化膜２０が設けられている。シリコン窒化膜２０は第３層間絶縁膜である。更に、シリコン窒化膜２０上の全面には、有機樹脂からなる有機平坦化膜２１が設けられている。有機平坦化膜２１は塗布法により形成されたものであり、その上面は平坦になっている。有機平坦化膜２１の平均膜厚は例えば１．２μｍである。

有機平坦化膜２１上の一部には、画素毎にパターニングされたＩＴＯ膜からなる画素電極２２が設けられており、画素電極２２を覆うように、有機平坦化膜２１上の全面に配向膜２３が設けられている。配向膜２３は液晶層４に接触している。また、シリコン窒化膜２０（第３層間絶縁膜）及び有機平坦化膜２１にはコンタクトホール２４が形成されており、画素電極２２はコンタクトホール２４を介して、容量上部電極１７に接続されている。即ち、画素電極２２、容量上部電極１７及びＳＤ配線層１３ｂは相互に接続されている。

一方、対向基板３においては、ガラス基板３１が設けられており、このガラス基板３１におけるＴＦＴアレイ基板２側の表面上に、ＩＴＯからなる対向電極３２が設けられている。また、対向電極３２上の全面に、配向膜３３が設けられている。配向膜３３は液晶層４に接している。

このように形成された透過型液晶表示装置１において、画素の単位面積をＸとし、各画素におけるコンタクトホールの有効面積の合計値をＹとすると、比（Ｙ／Ｘ）は０．０１（１％）以上である。

図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板２のガラス基板５上には、矩形の表示領域４１が設けられており、表示領域４１においては、複数の画素４２がマトリクス状に配列されている。また、ガラス基板５上における表示領域４１の外部には、表示領域４１の一辺に対向する位置に、データドライバ４３が設けられている。データドライバ４３からは複数本のデータ線４４が引き出されている。データ線４４は一方向に延び、各画素４２におけるＴＦＴ１０のソース・ドレインの一方に接続されている。ＴＦＴ１０のソース・ドレインの他方は、蓄積容量１８の容量上部電極１７（図１参照）及び画素電極２２（図１参照）に接続されている。データドライバ４３にはデータ入力線４５が接続されており、このデータ入力線４５を介して、外部からデータドライバ４３に画像データに基づいた駆動データが入力されるようになっている。

また、表示領域４１におけるデータドライバ４３に対向している辺と隣り合う辺に対向する位置に、ゲートドライバ４６が設けられている。ゲートドライバ４６からは複数本のゲート線４７が引き出されており、データ線４４が延びる方向に直交する方向に延び、ＴＦＴ１０のゲートに接続されている。なお、図２においては、便宜上、画素４２、データ線４４、及びゲート線４７は各１ずつしか図示されていないが、実際には夫々複数設けられている。

本実施形態において、シリコン酸化膜１４の下層を構成する低濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜は、下地の影響を解消し、その上に高濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜を安定して成膜できるようにする膜であり、高濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜の下地膜として機能する。そして、シリコン酸化膜１４の上層を高濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜によって構成することにより、シリコン酸化膜１４をコンタクトホール１２ａ及び１２ｂの内部にも確実に成膜し、コンタクトホール１２ａ及び１２ｂの内部を含むＳＤ配線層１３ａ及び１３ｂの凹部を埋め込むことができる。これにより、多結晶シリコン層７の直上域に位置するシリコン酸化膜１４の上面を、コンタクトホール１２ａ及び１２ｂの直上域も含めて、平坦化することができる。

そして、平坦面１４ａ上に蓄積容量１８の容量下部電極１５を形成し、その上に容量絶縁膜としてのシリコン窒化膜１６を形成し、その上に容量上部電極１７を形成することにより、シリコン窒化膜１６を薄くしても容量下部電極１５と容量上部電極１７との間の距離を均一に保つことができ、蓄積容量１８の容量値を確保しつつ、容量リークを防止することができる。このため、透過型液晶表示装置１において、蓄積容量１８をＴＦＴ１０の直上域に配置して画素の開口率を高くしても、蓄積容量１８において十分な容量値を得ることができ、輝度が高くコントラストが高い高品質な画像を表示することができる。

また、本実施形態においては、コンタクトホール１２ａ及び１２ｂの直上域にも蓄積容量１８を形成することができるため、コンタクトホール１２ａ及び１２ｂによって蓄積容量１８のレイアウトが制約されることがない。即ち、蓄積容量１８のレイアウトの自由度が高い。この結果、蓄積容量１８の容量値を確保しつつ、透過型液晶表示装置１の開口率を向上させることができる。

更に、シリコン窒化膜１６を形成する前の工程において、有機樹脂膜を形成しておらず、全ての絶縁層を無機材料により形成しているため、高温プロセスによりシリコン窒化膜１６を形成することができる。この結果、蓄積容量１８の容量値を増大させることができる。

更にまた、本実施形態においては、無機材料からなる絶縁層を厚く形成する必要がなく、また、ＣＭＰ等の研磨工程を実施する必要もないため、透過型液晶表示装置の製造コストが低い。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、前述の第１の実施形態に係る透過型液晶表示装置の製造方法の実施形態である。図３は本実施形態において使用する常圧ＣＶＤ装置を示す図である。また、図４（ａ）乃至（ｅ）、図５（ａ）乃至（ｄ）、図６（ａ）乃至（ｃ）、図７（ａ）乃至（ｃ）、図８（ａ）乃至（ｃ）は、本実施形態に係る透過型液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法をその工程順に示す断面図である。

図３に示すように、本実施形態において使用する常圧ＣＶＤ装置５１においては、チャンバー５２が設けられており、このチャンバー５２内に、基板ホルダー５３が設けられている。基板ホルダー５３は水平方向に往復運動できるようになっている。そして、基板ホルダー５３の下部にはヒーター５４が埋め込まれており、ヒーター５４の下方には真空吸着装置５５が設けられている。この真空吸着装置５５により、ＴＦＴアレイ基板のガラス基板５が、基板ホルダー５３の下面に真空吸着して保持されるようになっている。

また、基板ホルダー５３の下方には、ディスパージョンヘッド５６が設けられている。ディスパージョンヘッド５６には、基板ホルダー５３の下面に対向するように複数のノズル５７が設けられている。そして、ディスパージョンヘッド５６の各ノズル５７には、Ｏ_３／Ｏ_２ガスを供給する供給管５８と、Ｓｉを含有するガス、例えばＴＥＯＳガスを供給する供給管５９とが連通されている。供給管５９はシリコンソース６０に連通されている。更に、ディスパージョンヘッド５６の側方及び下方には、ディスパージョンヘッド５６の側面及び下面を覆うようにカバー６１が設けられており、カバー６１におけるディスパージョンヘッド５６の下方中心部に相当する位置には、排気孔６２が形成されている。排気孔６２は、チャンバー５２内から反応生成ガス（リアクター）を排気するものである。

次に、透過型液晶表示装置の製造方法について説明する。先ず、図４（ａ）に示すように、ガラス基板５上にＣＶＤ法によりシリコン酸化膜６を形成する。このシリコン酸化膜６は、下地に用いたガラス基板５から金属等の不純物が、ＴＦＴ形成工程を経るうちに拡散してＴＦＴ１０（図１参照）に電気的な影響を及ぼすことを防ぐ下地膜である。このため、シリコン酸化膜６（下地膜）の膜厚は、この不純物の拡散を遮蔽するために十分な厚さが必要である。シリコン酸化膜６の膜厚は例えば１μｍとする。

次に、図４（ｂ）に示すように、シリコン酸化膜６（下地膜）上に、ＣＶＤ法により膜厚が例えば０．０３乃至０．０６μｍのアモルファスシリコン層２５を成膜する。次に、このアモルファスシリコン層２５におけるチャネル領域となる予定の部分に、イオン注入法により所望の量のドーパントを注入する。

次に、図４（ｃ）に示すように、アモルファスシリコン層２５にレーザー光を照射してレーザーアニール処理を施し、アモルファスシリコン層２５を結晶化させる。これにより、アモルファスシリコン層２５が多結晶シリコン層７ａとなる。次に、図４（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィ及びエッチングを行い、多結晶シリコン層７ａを選択的に除去してパターニングし、多結晶シリコン層７を形成する。このとき、多結晶シリコン層７における図４（ｂ）に示す工程でドーパントを注入した部分がチャネル領域となり、その両側の部分がソース・ドレイン領域となる。次に、図４（ｅ）に示すように、多結晶シリコン層７を覆うように、シリコン酸化膜６上の全面にＣＶＤ法により膜厚が例えば０．１μｍのシリコン酸化膜８（ゲート絶縁膜）を形成する。

次に、図５（ａ）に示すように、シリコン酸化膜８（ゲート絶縁膜）上に、ＷＳｉ、Ｃｒ又はＡｌ等のゲート配線材料からなる膜を成膜し、多結晶シリコン層７の直上域の一部のみにおいて残留するようにパターニングして、ゲート電極９を形成する。これにより、多結晶シリコン層７（チャネル領域、ソース・ドレイン領域）、シリコン酸化膜８（ゲート絶縁膜）及びゲート電極９により、ＴＦＴ１０が形成される。

次に、図５（ｂ）に示すように、ゲート電極９を覆うようにシリコン酸化膜８上の全面に、ＣＶＤ法により膜厚が例えば０．４μｍであるシリコン酸化膜１１を成膜する。シリコン酸化膜１１は第１層間絶縁膜となる。次に、図５（ｃ）に示すように、シリコン酸化膜１１及び８に多結晶シリコン層７のソース・ドレイン領域まで到達するように、コンタクトホール１２ａ及び１２ｂを形成する。

次に、図５（ｄ）に示すように、スパッタリング法によりＡｌ層を堆積させてパターニングし、シリコン酸化膜１１上におけるコンタクトホール１２ａ及び１２ｂの直上域を含む領域に、ＳＤ配線層１３ａ及び１３ｂを形成する。このとき、Ａｌ層はコンタクトホール１２ａ及び１２ｂの内壁及び底面にも堆積されるため、ＳＤ配線層１３ａ及び１３ｂは、コンタクトホール１２ａ及び１２ｂを介して多結晶シリコン層７のソース・ドレイン領域に夫々接続される。また、ＳＤ配線層１３ａ及び１３ｂの上面には、コンタクトホール１２ａ及び１２ｂの形状を反映して凹部が形成される。

次に、図６（ａ）に示すように、図３に示す常圧ＣＶＤ装置を使用して、シリコン酸化膜１４を成膜する。先ず、図４（ａ）乃至図５（ｄ）に示す工程を経たガラス基板５を、真空吸着装置５５により基板ホルダー５３の下面に成膜面を下面にして吸着させ、保持する。そして、ヒーター５４によりガラス基板５の温度を例えば３５０乃至４００℃とし、基板ホルダー５３を水平方向に往復運動させる。また、シリコンソース６０にＴＥＯＳを入れ、供給管５８によりＯ_３／Ｏ_２ガスをディスパージョンヘッド５６のノズル５７に供給すると共に、供給管５９によりＴＥＯＳガスをノズル５７に供給する。このとき、原料ガスの流量比を、Ｏ_２：ＴＥＯＳ：Ｎ_２＝７．５：１．０〜１．５：１８．０とし、Ｏ_２中のＯ_３濃度を５乃至２０ｇ／ｍ^３、例えば１０ｇ／ｍ^３とし、Ｏ_３−ＴＥＯＳ反応によりＳｉＯ_２膜を例えば１００ｎｍ程度の膜厚に成膜する。これにより、低濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜が成膜される。なお、この膜におけるＳｉとＯとの化学量論比は、厳密に１：２であるとは限らない。

その後、ガラス基板５を常圧ＣＶＤ装置５１内に収納したまま、引き続き、高濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜を成膜する。このとき、基板温度は３５０乃至４００℃とし、原料ガスの流量比を、Ｏ_２：ＴＥＯＳ：Ｎ_２＝７．５：０．４〜０．６：１８．０とし、Ｏ_２中のＯ_３濃度を１００乃至２００ｇ／ｍ^３、例えば１６０ｇ／ｍ^３とし、Ｏ_３−ＴＥＯＳ反応によりＳｉＯ_２膜を成膜する。これにより、高濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜が形成され、低濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜及び高濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜の２層膜からなるシリコン酸化膜１４が形成される。なお、高濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜におけるＳｉとＯとの化学量論比は、厳密に１：２であるとは限らない。

シリコン酸化膜１４は第２層間絶縁膜であり、その膜厚は例えば０．６μｍ以上である。このとき、高濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜はＳＤ配線層１３ａ及び１３ｂの凹部内にも堆積されるため、シリコン酸化膜１４における多結晶シリコン層７の直上域には、平坦面１４ａが形成される。また、シリコン酸化膜１４における多結晶シリコン層７の直上域は、この直上域以外の領域よりも盛り上がっており、平坦面１４ａはそれ以外のシリコン酸化膜１４の上面よりも高い位置にある。

なお、低濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜を成膜する目的は、高濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜を成膜するときの下地依存性を解消するためである。従って、異常成長等の不具合が発生しない膜上に高濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜を成膜する場合、及び、ウェット処理等を施すことにより下地依存性を解消できる場合は、低濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜の成膜は不要である。

次に、図６（ｂ）に示すように、平坦面１４ａ上の一部の領域にスパッタリングによりＣｒを例えば０．２μｍの厚さに堆積させ、容量下部電極１５を形成する。次に、図６（ｃ）に示すように、容量下部電極１５を覆うように、シリコン酸化膜１４（第２層間絶縁膜）上の全面に膜厚が例えば０．１μｍであるシリコン窒化膜１６を形成する。

次に、図７（ａ）に示すように、シリコン酸化膜１４（第２層間絶縁膜）及びシリコン窒化膜１６における多結晶シリコン層７の直上域であって容量下部電極１５が形成されていない領域に、ＳＤ配線層１３ｂに到達するようにコンタクトホール１９を形成する。次に、図７（ｂ）に示すように、シリコン窒化膜１６上における容量下部電極１５の直上域及びコンタクトホール１９の直上域を含む領域に、スパッタリングによりＡｌ膜を例えば０．２μｍの厚さに成膜して、容量上部電極１７を形成する。このとき、コンタクトホール１９の内部もＡｌにより埋め込まれるようにする。これにより、容量上部電極１７はコンタクトホール１９を介してＳＤ配線層１３ｂに接続される。また、シリコン窒化膜１６のうち、容量下部電極１５と容量上部電極１７との間に位置する部分が容量絶縁膜となる。これにより、容量下部電極１５、シリコン窒化膜１６（容量絶縁膜）及び容量上部電極１７により、蓄積容量１８が形成される。容量上部電極１７は遮光膜を兼ねている。

次に、図７（ｃ）に示すように、容量上部電極１７を覆うように、シリコン窒化膜１６上の全面に膜厚が例えば０．４μｍのシリコン窒化膜２０を形成する。シリコン窒化膜２０は第３層間絶縁膜である。

次に、図８（ａ）に示すように、シリコン窒化膜２０（第３層間絶縁膜）上の全面に、アクリル系有機樹脂からなる有機平坦化膜２１を、塗布法により例えば平均膜厚が１．２μｍになるように形成する。このとき、有機平坦化膜２１の上面は平坦になり、この上面における多結晶シリコン層７の直上域もこの直上域以外の領域も同じ高さになる。次に、図８（ｂ）に示すように、シリコン窒化膜２０（第３層間絶縁膜）及び有機平坦化膜２１における容量上部電極１７の直上域に相当する部分の一部に、容量上部電極１７に到達するコンタクトホール２４を形成する。

次に、図８（ｃ）に示すように、有機平坦化膜２１上に、スパッタリングによりＩＴＯ膜を成膜し、このＩＴＯ膜をパターニングすることにより、画素電極２２を形成する。画素電極２２は画素毎にコンタクトホール２４を含む領域に形成する。これにより、画素電極２２はコンタクトホール２４を介して容量上部電極１７に接続される。

次に、図１に示すように、画素電極２２を覆うように、有機平坦化膜２１上の全面に配向膜２３を形成する。これにより、ＴＦＴアレイ基板２が作製される。

一方、図１に示すように、ガラス基板３１を用意し、このガラス基板３１の表面上にスパッタリングによりＩＴＯ膜を成膜し、ＩＴＯからなる対向電極３２を形成する。次に、対向電極３２上に配向膜３３を形成する。これにより、対向基板３が作製される。

そして、ＴＦＴアレイ基板２と対向基板３とを、配向膜２３と配向膜３３とが相互に対向するように、スペーサー（図示せず）を介して張り合わせる。次に、ＴＦＴアレイ基板２と対向基板３との間に液晶を封入し、液晶層４を形成する。これにより、透過型液晶表示装置１が製造される。本実施形態における効果は、前述の第１の実施形態と同様である。

なお、前述の第１及び第２の実施形態においては、図６（ａ）に示す工程において、シリコン酸化膜１４（第２層間絶縁膜）の上層を、高濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜により構成する例を示したが、本発明はこれに限定されず、シリコン酸化膜１４の上層を、常圧ＣＶＤ法により、Ｏ_３−ＨＭＤＳＯ（ヘキサメチルジシロキサン）反応により形成されるＳｉＯ_２膜（以下、高濃度Ｏ_３−ＨＭＤＳＯ系ＳｉＯ_２膜という）により形成してもよい。この高濃度Ｏ_３−ＨＭＤＳＯ系ＳｉＯ_２膜は、シリコン酸化膜１４の下層として、図３に示す常圧ＣＶＤ装置５１により低濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜を成膜した後、引き続き同じ常圧ＣＶＤ装置５１により、シリコン酸化膜１４の上層として成膜する。このとき、常圧ＣＶＤ装置５１のシリコンソース６０には、ＴＥＯＳの替わりにＨＭＤＳＯを補給しておく。そして、Ｏ_２中のＯ_３濃度は、１００乃至２００ｇ／ｍ^３、例えば、１６０ｇ／ｍ^３とする。高濃度Ｏ_３−ＨＭＤＳＯ系ＳｉＯ_２膜によっても、高濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜と同様に、ＳＤ配線層１３ａ及び１３ｂの凹部を埋め込むことができ、シリコン酸化膜１４における多結晶シリコン層７の直上域に、平坦面１４ａを形成することができる。なお、高濃度Ｏ_３−ＨＭＤＳＯ系ＳｉＯ_２膜におけるＳｉとＯとの化学量論比は、厳密に１：２であるとは限らない。

次に、前述の第１及び第２の実施形態の効果をより明確にするために、比較例について説明する。図９は本発明の比較例に係る透過型液晶表示装置を示す断面図である。図９に示すように、本比較例においては、第２層間絶縁膜として、前述の第１及び第２の実施形態におけるシリコン酸化膜１４の替わりに、シリコン酸化膜２７が設けられている。第１及び第２の実施形態におけるシリコン酸化膜１４は、Ｏ_３−ＴＥＯＳ反応により形成された低濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜及び高濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜の積層膜であるのに対し、シリコン酸化膜２７は、ＰＥＣＶＤ法（Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition法：プラズマ化学気相成長法）により形成されたＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜である。本比較例における上記以外の構成及び製造方法は、前述の第１及び第２の実施形態と同様である。

本比較例においては、第２層間絶縁膜としてＰＥＣＶＤ法によりシリコン酸化膜２７を形成しているため、ＳＤ配線層１３ａ及び１３ｂの凹部をシリコン酸化膜２７により完全に埋め込むことができない。このため、シリコン酸化膜２７の上面に、ＳＤ配線層１３ａ及び１３ｂの凹部を反映した凹部が形成されてしまい、シリコン酸化膜２７の上面における多結晶シリコン層７の直上域に相当する領域を平坦にすることができない。この結果、シリコン酸化膜２７の上面上に配置する容量下部電極１５及び容量上部電極１７を平坦に形成することができず、コンタクトホール１２ａ及び１２ｂの直上域において、容量下部電極１５及び容量上部電極１７が下方に変位し、両電極間の距離が小さくなってしまう。これにより、この部分において容量リークが発生してしまい、画像のコントラストが低下してしまう。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図１０は本実施形態に係る透過型液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を示す断面図である。本実施形態に係る透過型液晶表示装置は、図１に示す前述の第１の実施形態に係る透過型液晶表示装置１と比較して、シリコン酸化膜１４の平坦面１４ａが、５０乃至１００ｎｍ程度、ＣＭＰにより研磨されている点が異なっている。本実施形態に係る上記以外の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。

次に、本実施形態に係る透過型液晶表示装置の製造方法について説明する。先ず、図４（ａ）乃至（ｅ）、図５（ａ）乃至（ｄ）、図６（ａ）に示す工程により、ガラス基板５上に、シリコン酸化膜６（下地膜）及びＴＦＴ１０を形成し、このＴＦＴ１０を埋め込むように、シリコン酸化膜１４（第２層間絶縁膜）を形成する。

次に、図１０に示すように、シリコン酸化膜１４の平坦面１４ａを、ＣＭＰにより例えば５０乃至１００ｎｍ程度研磨する。なお、平坦面１４ａは、前述の如く、シリコン酸化膜１４における多結晶シリコン層７の直上域に相当する領域、即ち、その上に蓄積容量１８が形成される予定の領域である。

次に、図６（ｂ）及び（ｃ）、図７（ａ）乃至（ｃ）、図８（ａ）乃至（ｃ）に示す工程により、平坦面１４ａがＣＭＰにより研磨されたシリコン酸化膜１４上に、蓄積容量１８、シリコン窒化膜２０（第３層間絶縁膜）、有機平坦化膜２１、画素電極２２及び配向膜２３等を形成し、ＴＦＴアレイ基板２を作製する。そして、このＴＦＴアレイ基板２を対向基板３と重ね合わせ、両基板間に液晶を封入して透過型液晶表示装置を製造する。

本実施形態においては、前述の第１及び第２の実施形態と比較して、平坦面１４ａの平坦性、即ち、容量下部電極１５が形成される下地の平坦性を、より確実により向上させることができる。これにより、ＳＤ配線層１３ａ及び１３ｂを構成するＡｌ層の膜厚がばらつくことにより、例えば、Ａｌ層の膜厚がイレギュラーに厚い部分が形成されることにより、ＳＤ配線層１３ａ及び１３ｂの上面の凹凸が通常よりも大きくなり、シリコン酸化膜１４の成膜直後の表面平坦性が低くなった場合においても、この部分をＣＭＰにより研磨することにより、平坦面１４ａの平坦性を確保することができる。このように、本実施形態においては、ＣＭＰ工程を設けることにより、製造コストの面では前述の第２の実施形態よりも不利になるものの、製造工程のばらつき等に起因する平坦面１４ａの凹凸を確実に解消することができ、平坦面１４ａの平坦性をより向上させることができるため、透過型液晶表示装置の品質安定性を向上させることができると共に、容量耐圧をより一層向上させることができる。本実施形態における上記以外の効果は、前述の第１及び第２の実施形態と同様である。

なお、本実施形態においても、シリコン酸化膜１４（第２層間絶縁膜）の上層として、高濃度Ｏ_３−ＴＥＯＳ系ＳｉＯ_２膜の替わりに高濃度Ｏ_３−ＨＭＤＳＯ系ＳｉＯ_２膜を形成してもよい。

次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図１１は、本実施形態に係る投射表示装置としての液晶プロジェクタ装置を示す図である。本実施形態に係る液晶プロジェクタ装置は、例えば前面投射型データプロジェクタであるが、前面投射型家庭用プロジェクタ又は背面投射型家庭用プロジェクタであってもよい。

図１１に示すように、本実施形態に係る液晶プロジェクタ装置８０においては、光源として白色光を出射するハロゲンランプ８１が設けられている。また、ハロゲンランプ８１から出射された白色光が照射される位置に、赤色光を透過させ緑色光及び青色光を反射するハーフミラー８２ａが設けられており、このハーフミラー８２ａを透過した赤色光が照射される位置に、ミラー８３ａが設けられている。更に、ハーフミラー８２ａにより反射された光が照射される位置に、青色光を透過させ緑色光を反射するハーフミラー８２ｂが設けられており、このハーフミラー８２ｂを透過した青色光の光路に沿って、ミラー８３ｂ及び８３ｃがこの順に設けられている。

また、ミラー８３ａにより反射された赤色光の光路に介在するように、赤色用ライトバルブ８４Ｒが設けられており、ハーフミラー８２ｂにより反射された緑色光の光路に介在するように、緑色用ライトバルブ８４Ｇが設けられており、ミラー８３ｃにより反射された青色光の光路に介在するように、青色用ライトバルブ８４Ｂが設けられている。赤色用ライトバルブ８４Ｒ、緑色用ライトバルブ８４Ｇ及び青色用ライトバルブ８４Ｂは夫々モノクロの液晶表示装置であり、前述の第１又は第３の実施形態に係る透過型液晶表示装置である。

更に、赤色用ライトバルブ８４Ｒを透過した光、緑色用ライトバルブ８４Ｇを透過した光、及び青色用ライトバルブ８４Ｂを透過した光が入射する位置に、これらの光を合成するプリズム８５が設けられており、プリズム８５から出射される合成光の光路に介在するように、この合成光を液晶プロジェクタ装置８０の外部に設けられたスクリーン８７上に拡大投影する投射レンズ群８６が設けられている。

次に、上述の如く構成された本実施形態に係る液晶プロジェクタ装置の動作について説明する。先ず、赤色用ライトバルブ８４Ｒ、緑色用ライトバルブ８４Ｇ及び青色用ライトバルブ８４Ｂに、夫々赤色用画像、緑色用画像及び青色用画像を表示させる。この状態で、ハロゲンランプ８１を点灯させると、ハロゲンランプ８１から出射した白色光８８Ｗがハーフミラー８２ａに到達し、この白色光８８Ｗを構成する各色光のうち、赤色光８８Ｒがハーフミラー８２ａを透過し、緑色光８８Ｇ及び青色光８８Ｂがハーフミラー８２ａにより反射される。ハーフミラー８２ａを透過した赤色光８８Ｒはミラー８３により反射され、赤色用ライトバルブ８４Ｒに入射する。

一方、ハーフミラー８２ａにより反射された緑色光８８Ｇ及び青色光８８Ｂは、ハーフミラー８２ｂに到達し、青色光８８Ｂがハーフミラー８２ｂを透過し、緑色光８８Ｇがハーフミラー８２ｂにより反射される。ハーフミラー８２ｂにより反射された緑色光８８Ｇは、緑色用ライトバルブ８４Ｇに入射する。ハーフミラー８２ｂを透過した青色光８８Ｂは、ミラー８３ｂ及び８３ｃにより反射され、青色用ライトバルブ８４Ｂに入射する。

ミラー８３により反射された赤色光８８Ｒは、赤色用ライトバルブ８４Ｒを透過することにより赤色用画像が付加され、プリズム８５に入射する。また、ハーフミラー８２ｂにより反射された緑色光８８Ｇは、緑色用ライトバルブ８４Ｇを透過することにより緑色用画像が付加され、プリズム８５に入射する。更に、ミラー８３ｃにより反射された青色光８８Ｂは、青色用ライトバルブ８４Ｂを透過することにより青色用画像が付加され、プリズム８５に入射する。そして、プリズム８５により、赤色光８８Ｒ、緑色光８８Ｇ及び青色光８８Ｂが合成され、白色光８９としてプリズム８５から出射し、投射レンズ群８６により拡光され、スクリーン８７上に拡大投影される。

本実施形態においては、赤色用ライトバルブ８４Ｒ、緑色用ライトバルブ８４Ｇ及び青色用ライトバルブ８４Ｂを構成する透過型液晶表示装置の開口率が高く、輝度が高くコントラストが高い高品質な画像を表示することができるため、液晶プロジェクタ装置８０がスクリーン８７上に投影する画像も、輝度が高くコントラストが高い高品質な画像となる。

本発明は、前面投射型データプロジェクタ、前面投射型家庭用プロジェクタ、及び背面投射型家庭用プロジェクタのライトバルブに好適に利用することができる。

本発明の第１の実施形態に係る透過型液晶表示装置を示す断面図である。 この透過型液晶表示装置を示す回路図である。 本発明の第２の実施形態において使用する常圧ＣＶＤ装置を示す図である。 （ａ）乃至（ｅ）は、本実施形態に係る透過型液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法をその工程順に示す断面図である。 （ａ）乃至（ｄ）は、本実施形態に係る透過型液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法をその工程順に示す断面図であり、図４（ｅ）の次の工程を示す。 （ａ）乃至（ｃ）は、本実施形態に係る透過型液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法をその工程順に示す断面図であり、図５（ｄ）の次の工程を示す。 （ａ）乃至（ｃ）は、本実施形態に係る透過型液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法をその工程順に示す断面図であり、図６（ｃ）の次の工程を示す。 （ａ）乃至（ｃ）は、本実施形態に係る透過型液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法をその工程順に示す断面図であり、図７（ｃ）の次の工程を示す。 本発明の比較例に係る透過型液晶表示装置を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る透過型液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を示す断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る液晶プロジェクタ装置を示す図である。

符号の説明

１；透過型液晶表示装置
２；ＴＦＴアレイ基板
３；対向基板
４；液晶層
５；ガラス基板
６；シリコン酸化膜（下地層）
７、７ａ；多結晶シリコン層
８；シリコン酸化膜（ゲート絶縁膜）
９；ゲート電極
１０；ＴＦＴ
１１；シリコン酸化膜（第１層間絶縁膜）
１２ａ、１２ｂ；コンタクトホール
１３ａ、１３ｂ；ＳＤ配線層
１４；シリコン酸化膜（第２層間絶縁膜）
１４ａ；平坦面
１５；容量下部電極
１６；シリコン窒化膜（容量絶縁膜）
１７；容量上部電極
１８；蓄積容量
１９；コンタクトホール
２０；シリコン窒化膜（第３層間絶縁膜）
２１；有機平坦化膜
２２；画素電極
２３；配向膜
２４；コンタクトホール
２５；アモルファスシリコン層
２７；シリコン酸化膜（第２層間絶縁膜）
３１；ガラス基板
３２；対向電極
３３；配向膜
４１；表示領域
４２；画素
４３；データドライバ
４４；データ線
４５；データ入力線
４６；ゲートドライバ
４７；ゲート線
５１；常圧ＣＶＤ装置
５２；チャンバー
５３；基板ホルダー
５４；ヒーター
５５；真空吸着装置
５６；ディスパージョンヘッド
５７；ノズル
５８、５９；供給管
６０；シリコンソース
６１；カバー
６２；排気孔
８０；液晶プロジェクタ装置
８１；ハロゲンランプ
８２ａ、８２ｂ；ハーフミラー
８３ａ、８３ｂ、８３ｃ；ミラー
８４Ｒ；赤色用ライトバルブ
８４Ｇ；緑色用ライトバルブ
８４Ｂ；青色用ライトバルブ
８５；プリズム
８６；投射レンズ群
８７；スクリーン
８８Ｗ、８９；白色光
８８Ｒ；赤色光
８８Ｇ；緑色光
８８Ｂ；青色光

Claims (16)

1. 画素回路基板と、対向基板と、前記画素回路基板と前記対向基板との間に配置された液晶層と、を有し、前記画素回路基板が、基板と、この基板上に形成された薄膜トランジスタと、少なくともこの薄膜トランジスタのソース・ドレイン領域上に配置され無機材料からなる第１層間絶縁膜と、この第１層間絶縁膜における前記ソース・ドレイン領域の直上域に形成されたコンタクトホールと、前記第１層間絶縁膜上に形成され前記コンタクトホールの内壁及び底面に延出して前記ソース・ドレイン領域に接続されると共にその上面に前記コンタクトホールの形状を反映した凹部が形成された配線層と、この配線層上に形成されると共に前記凹部内に埋設され前記薄膜トランジスタの直上域における上面が平坦な無機材料からなる第２層間絶縁膜と、この第２層間絶縁膜上における前記薄膜トランジスタの直上域に配置された蓄積容量と、を有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第２層間絶縁膜が、Ｏ_２中のＯ_３濃度を１００乃至２００ｇ／ｍ^３とした常圧ＣＶＤ法によってＯ_３−アルコキシシラン反応により形成されたシリコン酸化膜を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第２層間絶縁膜が、Ｏ_２中のＯ_３濃度を１００乃至２００ｇ／ｍ^３とした常圧ＣＶＤ法によってＯ_３−ヘキサメチルジシロキサン反応により形成されたシリコン酸化膜を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記第２層間絶縁膜が、前記シリコン酸化膜の下地膜として、Ｏ_２中のＯ_３濃度を５乃至２０ｇ／ｍ^３とした常圧ＣＶＤ法によってＯ_３−アルコキシシラン反応により形成された他のシリコン酸化膜を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の液晶表示装置。
5. 前記第２層間絶縁膜における前記薄膜トランジスタの直上域に相当する部分の上面が、前記直上域以外の領域に相当する部分の上面よりも高い位置にあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
6. 各画素の単位面積をＸとし、各画素におけるコンタクトホールの有効面積の合計値をＹとするとき、比（Ｙ／Ｘ）の値が０．０１以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶表示措置。
7. 前記基板が透明材料からなり、透過型液晶表示装置であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液晶表示措置。
8. 光源と、この光源から出射された光の経路に介在するように配置された請求項７に記載の液晶表示装置と、を有することを特徴とする投射表示装置。
9. 画素回路基板を作製する工程と、対向基板を作製する工程と、前記画素回路基板と前記対向基板と相互に対向させて連結し前記画素回路基板と前記対向基板との間に液晶層を配置する工程と、を有し、前記画素回路基板を作製する工程は、基板上に薄膜トランジスタを形成する工程と、少なくともこの薄膜トランジスタのソース・ドレイン上に無機材料からなる第１層間絶縁膜を形成する工程と、この第１層間絶縁膜における前記ソース・ドレイン領域の直上域にコンタクトホールを形成する工程と、前記第１層間絶縁膜上に前記コンタクトホールの内壁及び底面に延出して前記ソース・ドレイン領域に接続されるように配線層を形成する工程と、ＣＶＤ法によってＯ_３−アルコキシシラン反応によりシリコン酸化膜を形成することにより、前記配線層の上面に形成され前記コンタクトホールの形状を反映した凹部内を埋設すると共に前記第１層間絶縁膜上に配置されるように第２層間絶縁膜を形成する工程と、この第２層間絶縁膜上における前記薄膜トランジスタの直上域に蓄積容量を形成する工程と、を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
10. 画素回路基板を作製する工程と、対向基板を作製する工程と、前記画素回路基板と前記対向基板と相互に対向させて連結し前記画素回路基板と前記対向基板との間に液晶層を配置する工程と、を有し、前記画素回路基板を作製する工程は、基板上に薄膜トランジスタを形成する工程と、少なくともこの薄膜トランジスタのソース・ドレイン上に無機材料からなる第１層間絶縁膜を形成する工程と、この第１層間絶縁膜における前記ソース・ドレイン領域の直上域にコンタクトホールを形成する工程と、前記第１層間絶縁膜上に前記コンタクトホールの内壁及び底面に延出して前記ソース・ドレイン領域に接続されるように配線層を形成する工程と、ＣＶＤ法によってＯ_３−ヘキサメチルジシロキサン反応によりシリコン酸化膜を形成することにより、前記配線層の上面に形成され前記コンタクトホールの形状を反映した凹部内を埋設すると共に前記第１層間絶縁膜上に配置されるように第２層間絶縁膜を形成する工程と、この第２層間絶縁膜上における前記薄膜トランジスタの直上域に蓄積容量を形成する工程と、を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
11. 前記第２層間絶縁膜を形成する工程において、前記ＣＶＤ法として常圧ＣＶＤ法を使用し、Ｏ_２中のＯ_３濃度を１００乃至２００ｇ／ｍ^３とすることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の液晶表示装置の製造方法。
12. 前記第２層間絶縁膜を形成する工程が、前記シリコン酸化膜を形成する前に、Ｏ_２中のＯ_３濃度を５乃至２０ｇ／ｍ^３とした常圧ＣＶＤ法によってＯ_３−アルコキシシラン反応により形成された他のシリコン酸化膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
13. 前記第２層間絶縁膜を形成する工程と前記蓄積容量を形成する工程との間に、前記第２層間絶縁膜における前記薄膜トランジスタの直上域に相当する部分の上面を研磨する工程を有することを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
14. 前記第２層間絶縁膜を形成する工程において、前記第２層間絶縁膜における前記薄膜トランジスタの直上域に相当する部分の上面を、前記直上域以外の領域に相当する部分の上面よりも高い位置とすることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
15. 各画素の単位面積をＸとし、各画素におけるコンタクトホールの有効面積の合計値をＹとするとき、比（Ｙ／Ｘ）の値を０．０１以上とすることを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか１項に記載の液晶表示措置の製造方法。
16. 前記基板を透明材料により形成し、透過型液晶表示装置を製造することを特徴とする請求項９乃至１５のいずれか１項に記載の液晶表示措置の製造方法。

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