JP2007041096A - Electrooptical device, its manufacturing method, and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、絶縁基板上において第1の配線と第2の配線との交差部分に対応して画素トランジスタおよび画素電極が形成された電気光学装置、その製造方法、および電子機器に関するものである。さらに詳しくは、製造中や製造後における画素トランジスタや配線の静電破壊を防止する技術に関するものである。 The present invention relates to an electro-optical device in which a pixel transistor and a pixel electrode are formed corresponding to an intersection of a first wiring and a second wiring on an insulating substrate, a manufacturing method thereof, and an electronic apparatus. More specifically, the present invention relates to a technique for preventing electrostatic breakdown of pixel transistors and wiring during and after manufacture.
TFTアクティブマトリクス駆動型の液晶装置やEL(エレクトロルミネッセンス)装置などの電気光学装置において、素子基板では、ガラス基板や石英基板などの絶縁基板上に複数の第1の配線および複数の第2の配線が互いに交差する方向に形成されているとともに、第1の配線と第2の配線との各交差部分に対応する位置に、画素トランジスタとしての薄膜トランジスタ(以下、TTFTという)および画素電極が形成されている。 In an electro-optical device such as a TFT active matrix driving type liquid crystal device or an EL (electroluminescence) device, the element substrate includes a plurality of first wirings and a plurality of second wirings on an insulating substrate such as a glass substrate or a quartz substrate. Are formed in a direction crossing each other, and a thin film transistor (hereinafter referred to as a TTFT) and a pixel electrode as a pixel transistor are formed at positions corresponding to the intersections of the first wiring and the second wiring. Yes.
このような素子基板を製造する際、高電圧の静電気が発生すると、画素TFTや配線が静電破壊される場合がある。そこで、第1の配線や第2の配線と、これらの配線と交差する方向に延びた第3の配線とをMOSダイオードなどで接続した静電破壊防止対策が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記特許文献に開示の技術において、MOSダイオードは、画素TFTと同時形成されるTFTのゲートとドレインとを接続することにより構成され、このようなMOSダイオードは、素子基板の製造工程の比較的、遅い段階で完成するため、それまでの間に形成したTFTのゲート絶縁膜や配線を静電破壊から防止できないという問題点がある。従って、比較的早い段階で静電破壊防止のための配線や素子が完成していることが望ましいが、それには、静電破壊防止のための配線や素子を素子基板の下層側に形成することになる。その結果、電気光学装置が完成した後、その動作に支障がないように、静電破壊防止のために形成した配線や素子を除去あるいは電気的に分離することが困難になるという問題点がある。 However, in the technique disclosed in the above-mentioned patent document, the MOS diode is configured by connecting the gate and drain of the TFT formed simultaneously with the pixel TFT. Such a MOS diode is compared with the manufacturing process of the element substrate. Since it is completed at a later stage, there is a problem that the gate insulating film and wiring of the TFT formed so far cannot be prevented from electrostatic breakdown. Therefore, it is desirable that wiring and elements for preventing electrostatic breakdown are completed at a relatively early stage. For this purpose, wiring and elements for preventing electrostatic breakdown are formed on the lower layer side of the element substrate. become. As a result, after the electro-optical device is completed, it is difficult to remove or electrically separate wirings and elements formed for preventing electrostatic breakdown so that the operation is not hindered. .
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、製造工程の早い段階から静電破壊を確実に防止可能な電気光学装置、その製造方法、および電子機器を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an electro-optical device that can reliably prevent electrostatic breakdown from an early stage of the manufacturing process, a manufacturing method thereof, and an electronic apparatus.
上記課題を解決するために、本発明では、絶縁基板上に複数の第1の配線および複数の第2の配線が互いに交差する方向に形成されているとともに、前記第1の配線と前記第2の配線との各交差部分に対応する位置に画素トランジスタおよび画素電極が形成された電気光学装置において、前記絶縁基板上には、前記第1の配線および前記第2の配線のうちの少なくとも一方と平面的に重なって延びた静電破壊防止用配線が形成され、当該静電破壊防止用配線は、前記TFTの能動層を構成する半導体膜と同一材料からなることを特徴とする。 In order to solve the above problems, in the present invention, a plurality of first wirings and a plurality of second wirings are formed in an intersecting direction on an insulating substrate, and the first wiring and the second wiring are formed. In an electro-optical device in which a pixel transistor and a pixel electrode are formed at positions corresponding to respective intersections with the first wiring, at least one of the first wiring and the second wiring is formed on the insulating substrate. An electrostatic breakdown prevention wiring extending in a planar manner is formed, and the electrostatic breakdown prevention wiring is made of the same material as the semiconductor film constituting the active layer of the TFT.
本発明では、絶縁基板上で互いに交差する方向に延びた第1の配線および第2の配線のうちの一方と平面的に重なって延びる静電破壊防止用配線が形成されているため、この静電破壊防止用配線が形成された以降であれば、例えば、第2の配線が形成される前の段階でも、静電破壊を防止することができる。また、静電破壊防止用配線は、画素トランジスタの能動層を構成する半導体膜と同一材料からなるため、比較的、早い段階で形成されるので、製造工程の比較的早い段階から静電破壊を防止できる。さらに、静電破壊防止用配線は、TFTの能動層を構成する半導体膜と同一材料からなるため、静電破壊を防止できるだけの導電性は備えているが、そのシート抵抗はかなり高いので、静電破壊防止用配線を絶縁基板上に残したまま電気光学装置を完成させても、電気光学装置の動作に支障を及ぼすことはない。 In the present invention, since the electrostatic breakdown preventing wiring extending in a plane overlapped with one of the first wiring and the second wiring extending in the direction crossing each other on the insulating substrate is formed, this static electricity is formed. After the formation of the electric breakdown prevention wiring, for example, electrostatic breakdown can be prevented even before the second wiring is formed. In addition, since the electrostatic breakdown prevention wiring is made of the same material as the semiconductor film constituting the active layer of the pixel transistor, it is formed at a relatively early stage. Can be prevented. Furthermore, since the electrostatic breakdown prevention wiring is made of the same material as the semiconductor film constituting the active layer of the TFT, it has sufficient conductivity to prevent electrostatic breakdown, but its sheet resistance is quite high. Even if the electro-optical device is completed with the electric breakdown preventing wiring left on the insulating substrate, the operation of the electro-optical device is not hindered.
本発明において、前記静電破壊防止用配線は、前記第1の配線および前記第2の配線の双方に対して平面的に重なって延びていることが好ましい。このように構成すると、画素は、四方が静電破壊防止用配線によって囲まれた構造になるため、静電気から画素内に形成される配線やゲート絶縁膜を確実に防止することができる。 In the present invention, it is preferable that the electrostatic breakdown preventing wiring extends in a planar manner with respect to both the first wiring and the second wiring. With this configuration, the pixel has a structure in which the four sides are surrounded by the wiring for preventing electrostatic breakdown. Therefore, the wiring and the gate insulating film formed in the pixel can be surely prevented from static electricity.
本発明は、液晶装置や有機EL装置などの電気光学装置に適用できる。これらの電気光学装置のち、液晶装置に本発明に適用した場合、前記絶縁基板は、当該絶縁基板に対向配置された対向基板との間に液晶を保持する素子基板として用いられる。 The present invention can be applied to electro-optical devices such as liquid crystal devices and organic EL devices. Of these electro-optical devices, when the present invention is applied to a liquid crystal device, the insulating substrate is used as an element substrate that holds liquid crystal between the insulating substrate and a counter substrate disposed opposite to the insulating substrate.
本発明において、液晶装置の素子基板には、データ線と交差する方向には、走査線が形成されている。また、データ線と交差する方向に容量線が形成される場合もある。従って、本発明では、走査線および容量線のうちの一方を第1の配線とみなし、データ線を第2の配線とみなすことができる。ここで、走査線を第1の配線とみなした場合、前記第1の配線は、前記画素トランジスタのゲートに接続する走査線であり、前記第2の配線は、前記画素トランジスタのソース領域に接続するデータ線である。 In the present invention, scanning lines are formed on the element substrate of the liquid crystal device in a direction intersecting with the data lines. In some cases, a capacitor line is formed in a direction intersecting with the data line. Therefore, in the present invention, one of the scanning line and the capacitor line can be regarded as the first wiring, and the data line can be regarded as the second wiring. Here, when the scanning line is regarded as a first wiring, the first wiring is a scanning line connected to the gate of the pixel transistor, and the second wiring is connected to a source region of the pixel transistor. This is a data line.
本発明において、前記素子基板上には、前記第1の配線および前記第2の配線のうちの少なくとも一方の配線と交差する方向に延び、かつ、当該配線と双方向性のダイオード素子を介して電気的に接続された第3の配線が形成されていることが好ましい。 In the present invention, on the element substrate, it extends in a direction intersecting with at least one of the first wiring and the second wiring, and via the wiring and a bidirectional diode element. It is preferable that a third wiring which is electrically connected is formed.
本発明において、前記第1の配線および前記第2の配線には、少なくとも一方の端部が前記絶縁基板の基板縁まで延びた配線が含まれていることが好ましい。このように構成すると、素子基板などとして切り出される領域の外側にガードリングを形成し、このガードリングに対して第1の配線あるいは第2の配線を直接、あるいはダイオード素子を介して接続して、素子基板を切り出すまで、ガードリングによっても静電破壊を防止してもよい。 In the present invention, it is preferable that the first wiring and the second wiring include a wiring having at least one end extending to a substrate edge of the insulating substrate. If comprised in this way, a guard ring is formed in the outside of the field cut out as an element substrate etc., and the 1st wiring or the 2nd wiring is connected to this guard ring directly or via a diode element, Until the element substrate is cut out, electrostatic breakdown may be prevented by a guard ring.
また、本発明では、絶縁基板上に複数の第1の配線および複数の第2の配線が互いに交差する方向に形成されているとともに、前記第1の配線と前記第2の配線との各交差部分に対応する位置に画素トランジスタおよび画素電極が形成された電気光学装置の製造方法において、前記絶縁基板上にゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程と、前記ゲート絶縁膜の上層に半導体膜を形成する半導体膜形成工程と、前記半導体膜をパターニングして前記TFTの能動層を形成するパターニング工程とを有し、当該パターニング工程では、前記第1の配線および前記第2の配線のうちの少なくとも一方と平面的に重なって延びる領域に前記半導体膜を残して静電破壊防止用配線を形成することを特徴とする。 In the present invention, the plurality of first wirings and the plurality of second wirings are formed on the insulating substrate in directions intersecting each other, and each intersection of the first wiring and the second wiring is performed. In a method of manufacturing an electro-optical device in which a pixel transistor and a pixel electrode are formed at a position corresponding to a portion, a gate insulating film forming step of forming a gate insulating film on the insulating substrate, and a semiconductor film on the gate insulating film And a patterning step of patterning the semiconductor film to form an active layer of the TFT. In the patterning step, the first wiring and the second wiring An electrostatic breakdown preventing wiring is formed by leaving the semiconductor film in a region extending to overlap with at least one of the two layers.
本発明では、絶縁基板上で互いに交差する方向に延びた第1の配線および第2の配線のうちの一方と平面的に重なって延びる静電破壊防止用配線が形成されるため、この静電破壊防止用配線が形成された以降であれば、例えば、第2の配線が形成される前の段階でも、静電破壊を防止することができる。また、静電破壊防止用配線は、画素トランジスタの能動層を構成する半導体膜と同一材料からなるため、比較的、早い段階で形成されるので、製造工程の比較的早い段階から静電破壊を防止できる。さらに、静電破壊防止用配線は、TFTの能動層を構成する半導体膜と同一材料からなるため、静電破壊を防止できるだけの導電性は備えているが、そのシート抵抗はかなり高いので、静電破壊防止用配線を絶縁基板上に残したまま電気光学装置を完成させても、電気光学装置の動作に支障を及ぼすことはない。さらにまた、パターニング工程では、半導体膜をパターニングして画素トランジスタの能動層を形成する際、静電破壊防止用配線を同時形成するため、工程数が増大しない。 In the present invention, since the electrostatic breakdown preventing wiring extending in a plane overlapped with one of the first wiring and the second wiring extending in the direction intersecting each other on the insulating substrate is formed, this electrostatic After the breakdown preventing wiring is formed, for example, electrostatic breakdown can be prevented even before the second wiring is formed. In addition, since the electrostatic breakdown prevention wiring is made of the same material as the semiconductor film constituting the active layer of the pixel transistor, it is formed at a relatively early stage. Can be prevented. Furthermore, since the electrostatic breakdown prevention wiring is made of the same material as the semiconductor film constituting the active layer of the TFT, it has sufficient conductivity to prevent electrostatic breakdown, but its sheet resistance is quite high. Even if the electro-optical device is completed with the electric breakdown preventing wiring left on the insulating substrate, the operation of the electro-optical device is not hindered. Furthermore, in the patterning process, when the active layer of the pixel transistor is formed by patterning the semiconductor film, the number of processes is not increased because the electrostatic breakdown preventing wiring is simultaneously formed.
本発明において、前記パターニング工程では、前記半導体膜と前記ゲート絶縁膜とを同一パターンにパターニングすることが好ましい。 In the present invention, in the patterning step, the semiconductor film and the gate insulating film are preferably patterned in the same pattern.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明に用いた各図では、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相違させてある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings used for the following description, the scales are different for each layer and each member in order to make each layer and each member large enough to be recognized on the drawing.
[実施の形態1]
(電気光学装置の全体構成)
図1(A)、(B)はそれぞれ、電気光学装置をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのH−H′断面図である。
[Embodiment 1]
(Overall configuration of electro-optical device)
FIGS. 1A and 1B are a plan view of the electro-optical device as viewed from the side of the counter substrate together with the components formed thereon, and a cross-sectional view thereof taken along line HH ′.
図1において、本形態の電気光学装置1は、アクティブマトリクス型の液晶装置であり、シール材24を介して素子基板10と対向基板20とが貼り合わされ、その間に液晶30が保持されている。シール材24が対向基板20の縁に沿うように形成されている。素子基板10において、シール材24の外側に位置する端部領域には、データ線駆動用IC1c、および走査線駆動用IC1bが実装されているとともに、基板辺に沿って実装端子1dが形成されている。対向基板20のコーナー部の少なくとも1箇所には、素子基板10と対向基板20との間で電気的導通をとるための上下導通材1eが形成され、この上下導通材1eによって、素子基板10に形成されている上下導通用電極12と対向基板20に形成されている対向電極23が電気的に接続している。シール材24は、素子基板10と対向基板20とをそれらの周辺で貼り合わせるための光硬化樹脂や熱硬化性樹脂などからなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー、あるいはガラスビーズ等のギャップ材が配合されている。なお、シール材24には、その途切れ部分によって液晶注入口25が形成され、液晶30を注入した後、封止材26により封止されている。
In FIG. 1, an electro-optical device 1 according to this embodiment is an active matrix type liquid crystal device, in which an
詳しくは後述するが、素子基板10には、画素電極8aがマトリクス状に形成されている。これに対して、対向基板20には、シール材24の内側領域に遮光性材料からなる額縁22が形成され、その内側が画像表示領域1aになっている。さらに、素子基板10に形成されている画素電極8aの縦横の境界領域と対向する領域にブラックマトリクス、あるいはブラックストライプなどと称せられる遮光膜21が形成され、その上層側には、ITO膜からなる対向電極23が形成されている。なお、素子基板10および対向基板20の対向する面には配向膜(図示せず)が形成されている。
As will be described in detail later,
このように構成した電気光学装置1は、対向基板20において各画素電極8aに対向する領域にRGBのカラーフィルタをその保護膜9とともに形成することにより、モバイルコンピュータ、携帯電話機、液晶テレビなどといった電子機器のカラー表示装置として用いることができる。また、投射型表示装置(液晶プロジェクタ)に使用される場合、3枚の電気光学装置1がRGB用のライトバルブとして各々使用され、各電気光学装置1の各々には、RGB色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が投射光として各々入射されることになる。従って、前記した各形態の電気光学装置1にはカラーフィルタが形成されていない。
In the electro-optical device 1 configured as described above, an RGB color filter is formed together with its
(素子基板10の構成)
図2は、本発明の実施の形態1に係る電気光学装置1に用いた素子基板10の電気的な構成を示す説明図である。
(Configuration of element substrate 10)
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an electrical configuration of the
図2に示すように、素子基板10には、画像表示領域1aに相当する領域に複数の走査線3a(第1の配線)、および複数のデータ線7a(第2の配線)が互いに交差する方向に形成され、これらの配線の交差部分に対応する位置に画素1cが構成されている。走査線3aは走査線駆動用IC1bから延びており、データ線7aはデータ線駆動用IC1cから延びている。また、素子基板10には、画素電極8aと対向電極23(図1(B)参照)との間に構成された液晶容量を制御するための画素スイッチング用のTFT2a(画素トランジスタ)が各画素1cに形成され、TFT2aのソースにはデータ線7aが電気的に接続され、TFTのゲートには走査線3aが電気的に接続されている。画素電極8aは、TFT2aのドレインに電気的に接続されており、TFT2aを一定期間だけそのオン状態とすることにより、データ線7aから供給される画像信号を各画素1cの液晶容量に所定のタイミングで書き込む。このようにして液晶容量に書き込まれた所定レベルの画像信号は、液晶容量で一定期間保持される。本形態では、保持された画像信号がリークするのを防ぐことを目的に、素子基板10には、液晶容量と並列に蓄積容量2gが付加されている。このような蓄積容量2gを形成するにあたって、本形態では、素子基板10には、液晶容量を形成するための容量線3cが走査線駆動用IC1bから走査線3aと並列に延びている。なお、蓄積容量2gは、容量線3cの代わりに前段の走査線3aと画素電位側の容量電極との間に形成してもよい。
As shown in FIG. 2, on the
素子基板10には、上下導通材1e(図1(A)参照)を介して対向基板20との間で電気的導通をとるための上下導通用電極12が形成され、この上下導通用電極12と走査線駆動用IC1bとの間、および上下導通用電極12の間には、走査線3aと交差する方向に第1の共通電位線3g、3h(第3の配線)が延びており、データ線7aと交差する方向には第2の共通電位線3i、3j(第3の配線)が延びている。
The
素子基板10には、複数の走査線3aの各々に電気的に接続する走査線検査回路15aと、複数のデータ線7aの各々に電気的に接続するデータ線検査回路15bが構成されている。走査線検査回路15aおよびデータ線検査回路15bには、これらの検査回路を走査線3aおよびデータ線7aと接続した状態および分離した状態に制御するための検査回路切換用のTFT2h、2iが形成されており、これらの検査回路切換用のTFT2h、2iのゲートには、走査線駆動用IC1bから制御線3pが接続している。
The
なお、各配線において、同一の層間に形成された配線同士が交差する部分では、他の配線を中継してある。例えば、走査線と同時形成された配線同士が交差する部分では、一方の配線については、データ線と同時形成された配線を中継することにより、配線同士の交差を可能にしてある。 In addition, in each wiring, in the part where wiring formed between the same layers crosses, other wiring is relayed. For example, at the portion where the wirings formed simultaneously with the scanning lines intersect, the wirings can be crossed with respect to one wiring by relaying the wiring formed simultaneously with the data lines.
(静電破壊対策)
このように構成した素子基板10においては、以下に示す静電破壊対策が施されている。まず、走査線3aと第1の共通電位線3hとは、その交差部分に形成された双方向性のダイオード素子2dで電気的に接続されている。また、データ線7aと第2の共通電位線3iとは、その交差部分に形成された双方向性のダイオード素子2dで電気的に接続されている。さらに、第2の共通電位線3i、3jの両側には、双方向性のダイオード素子2dが挿入されている。
(Countermeasures against electrostatic breakdown)
The
また、本形態では、データ線7a、および第2の共通電位線3iから延びた配線3sは、端部が素子基板10の端縁にまで届いている。ここで、素子基板10の端縁は、素子基板10を大型基板から切り出した際の切断部分であり、大型基板には、一点鎖線で示すように、素子基板10として切り出される領域を囲むように静電破壊防止用のガードリング3fが形成されており、素子基板10を切り出す前、データ線7a、および第2の共通電位線から延びた配線は、ダイオード素子(図示せず)などを介してガードリング3fに接続している状態にある。
In this embodiment, the end of the
さらに、本形態では、図2には図示を省略するが、走査線3aおよびデータ線7aの双方と平面的に重なって延びた静電破壊防止用配線5b、5cが形成されており、静電破壊防止用配線5b、5cは、後述するTFT2aの説明、および素子基板10の製造方法の説明の中で詳述するように、TFT2aの能動層を構成する半導体膜と同一材料からなる。
Further, in this embodiment, although not shown in FIG. 2, electrostatic
(TFTの構成および双方向性のダイオード素子2dの構成)
図3および図4は、本形態の電気光学装置1において、画素1c1つ分に相当する領域の平面図、およびそのA−A′断面図である。図5(A)、(B)はそれぞれ、本形態の電気光学装置1の素子基板10に形成した双方向性のダイオード素子の平面図、および等価回路図である。なお、図4の右端には、双方向性のTFD素子を形成するための接続部分も表してある。また、図3および図5(A)では、走査線と同時形成された層については二点鎖線で示し、データ線と同時形成された層については一点鎖線で示し、画素電極と同時形成された層については点線で示し、半導体膜については実線で示すとともに右下がりの斜線を付してある。
(Configuration of TFT and configuration of
3 and 4 are a plan view of a region corresponding to one
図3に示すように、素子基板10では、クロム線などからなる走査線3a、およびクロム線などからなるデータ線7aで囲まれた領域が画素1cとして構成され、画素1cには、ボトムゲート型のTFT2aの能動層を構成するアモルファスシリコン膜からなる半導体膜5aが形成されている。また、走査線3aからの突出部分によってゲート電極3bが形成されている。ここで、TFT2aの能動層を構成する半導体膜5aのうち、ソース側の端部にはデータ線7aが重なっており、ドレイン側の端部には、ドレイン電極7bおよび画素電極8aがこの順に重なっている。また、走査線3aと並列して、クロム膜などからなる容量線3cが形成されており、この容量線3cに対しては、半導体膜5a、およびITO(Indium Tin Oxide)膜からなる画素電極8aが部分的に重なって蓄積容量2gが構成されている。
As shown in FIG. 3, in the
このように構成した素子基板10のA−A′断面は図4に示すように表される。まず、ガラス基板や石英基板からなる絶縁基板11上には、走査線3a、ゲート電極3bおよび容量線3cが形成され、ゲート電極3bの表面および容量線3cの表面を覆うように、シリコン窒化膜などからなるゲート絶縁膜4が形成されている。ゲート絶縁膜4の表面のうち、ゲート電極3bの上層には、TFT2aの能動層を構成する半導体膜5a(真性のポリシリコン膜)が形成されている。半導体膜5aのうち、ソース領域の上層には、ドープトシリコン膜からなるオーミックコンタクト層6、およびデータ線7aが形成され、ドレイン領域の上層にはオーミックコンタクト層6、およびクロム膜などからなるドレイン電極7bが形成され、画素スイッチング用のTFT2aが構成されている。なお、ドレイン電極7bの上層側には、画素電極8aが接続している。また、半導体膜5aおよび画素電極8aは、ゲート絶縁膜4を介して容量線3cに対向する領域にまで形成され、蓄積容量2gを構成している。なお、画素電極8aの上層には表面保護膜9が形成され、この表面保護膜9の表面には配向膜(図示せず)が形成されている。
The AA ′ cross section of the
このように構成した素子基板10において、本形態では、TFT2aの能動層を構成するアモルファスシリコン膜からなる半導体膜5aは、走査線3aと平面的に重なって延びた領域にも形成されて、静電破壊防止用配線5bが構成されている。また、TFT2aの能動層を構成する半導体膜5aは、データ線7aと平面的に重なって延びた領域にも形成されて、静電破壊防止用配線5cが構成されている。
In the
ここで、半導体膜5aと平面的に重なる領域のみにゲート絶縁膜4が形成されており、半導体膜5aが形成されていない領域にはゲート絶縁膜4が形成されていない。また、データ線7aおよびドレイン電極7bと平面的に重なる領域のみにオーミックコンタクト層6が形成されており、データ線7aおよびドレイン電極7bが形成されていない領域にはオーミックコンタクト層6が形成されていない。従って、データ線7aが通っている領域には、ゲート絶縁膜4、半導体膜5a(静電破壊防止用配線5c)、オーミックコンタクト層6、およびデータ線7aがこの順に形成されているが、走査線3aが通っている領域には、走査線3a、ゲート絶縁膜4、および半導体膜5a(静電破壊防止用配線5b)がこの順に形成され、オーミックコンタクト層6は形成されていない。
Here, the
図5(A)、(B)に示すように、本形態において、双方向性のダイオード素子2dは、画素スイッチング用のTFT2aと同一構造の第1のTFTのゲートとドレインを、画素電極8aと同時形成したITO膜8cによって接続してなるMOSダイオード2eと、画素スイッチング用のTFT2aと同一構造の第2のTFTのゲートとドレインをITO膜8dによって接続してなるMOSダイオード2fとを、互いに逆向きして並列に接続して構成されている。ここで、走査線3aと同時形成された配線3iとデータ線7aとを双方向性のダイオード素子2dを介して電気的に接続する場合、走査線3aと同時形成された配線とITO膜との電気的な接続は図4の右側端部に示すような構造により行われる。このような双方向性のダイオード素子2dは、TFTを用いた保護ダイオードであるため、しきい値電圧(Vth)の制御が容易であり、リーク電流も低減できるため、最終製品にダイオードが残存していても悪影響はない。
As shown in FIGS. 5A and 5B, in this embodiment, the
(電気光学装置1の製造方法)
図6(A)〜(E)は、本発明の電気光学装置1に用いた素子基板10の製造方法を示す工程断面図である。なお、素子基板10を製造するには、素子基板10を多数取りできる大型基板の状態で以下の工程が行われるが、以下の説明では、大型基板についても素子基板10として説明する。
(Method of manufacturing electro-optical device 1)
6A to 6E are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the
まず、図6(A)に示すように、大型のガラス基板あるいは石英基板などの絶縁基板11の表面に厚さが例えば130nmのクロム膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてクロム膜をパターニングし、走査線3a、ゲート電極3b、容量線3c、および配線3iを形成する。その際、図2に示すように、単品サイズの素子基板10として切り出される領域の周りにガードリング3fを形成する。
First, as shown in FIG. 6A, after a chromium film having a thickness of, for example, 130 nm is formed on the surface of an insulating
次に、図6(B)に示すように、プラズマCVD法により、厚さが例えば300nmのシリコン窒化膜などからなるゲート絶縁膜4を形成する。
Next, as shown in FIG. 6B, a
次に、図6(C)に示すように、プラズマCVD法により、厚さが例えば300nmの真性のシリコン膜からなる半導体膜5、および厚さが例えば50nmのn型シリコン膜からなるオーミックコンタクト層6を順次、形成する。 Next, as shown in FIG. 6C, an ohmic contact layer made of an intrinsic silicon film having a thickness of, for example, 300 nm and an n-type silicon film having a thickness of, for example, 50 nm are formed by plasma CVD. 6 are formed sequentially.
次に、図6(D)に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて、オーミックコンタクト層6、半導体膜5、およびゲート絶縁膜4を同時にパターニングする。その際、オーミックコンタクト層6、半導体膜5a、およびゲート絶縁膜4を、走査線3aと重なる領域にも残す。さらに、オーミックコンタクト層6、半導体膜5a、およびゲート絶遠膜を、データ線7aと重なる領域にも残す。さらに、オーミックコンタクト層6、半導体膜5a、およびゲート絶遠膜を、容量線3cの表面の一部に重なる領域にも残す。
Next, as shown in FIG. 6D, the
次に、図6(E)に示すように、厚さが例えば130nmのクロム膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてクロム膜をパターニングし、デーT線7aおよびドレイン電極7bを形成する。続いて、データ線7aおよびドレイン電極7bをマスクとして用いて、オーミックコンタクト層6をエッチングにより除去し、ソース・ドレインの分離を行う。その結果、データ線7aおよびドレイン電極7bが形成されていない領域からオーミックコンタクト層6が除去されるとともに、半導体膜5aの表面に一部がエッチングされる。このようにして、ボトムゲート型の画素スイッチング用のTFT2aが形成される。また、図5を参照して説明した双方向性のダイオード素子2d(MOSダイオード2e、2f)のTFTが形成される。
Next, as shown in FIG. 6E, after a chromium film having a thickness of, for example, 130 nm is formed, the chromium film is patterned using a photolithography technique to form the
次に、厚さが例えば50nmのITO膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングし、図4に示すように、画素電極8aを形成する。その際、画素電極8aを容量線3cの表面の一部と重なる領域まで形成する。また、配線3iと重なるようにITO膜8dを残し、図5を参照して説明したように、第1のTFTおよび第2のTFTのゲートとドレインとをITO膜によって接続し、双方向性のダイオード素子2d(MOSダイオード2e、2f)を完成させる。
Next, after forming an ITO film having a thickness of, for example, 50 nm, patterning is performed using a photolithography technique to form a
次に、図4に示すように、プラズマCVD法により、厚さが例えば200nmのシリコン窒化膜からなる表面保護膜9を形成する。続いて、配向膜(図示せず)を形成するためのポイイミド膜を形成した後、ラビング処理を施す。
Next, as shown in FIG. 4, a surface
このようにして大型基板の状態で各種配線やTFTを形成した素子基板10については、別途形成した大型の対向基板20とシール材24で貼り合わせた後、所定のサイズに切断する。それにより、液晶注入口25が開口するので、液状注入口25から素子基板10と対向基板20との間に液晶30をした後、液晶注入口25を封止材26により封止する。
In this way, the
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態では、絶縁基板11上で互いに交差する方向に延びた走査線3aおよびデータ線7aと平面的に重なって延びる静電破壊防止用配線5b、5cが形成されるため、この静電破壊防止用配線5b、5cが形成された以降であれば、データ線7aや双方向性のダイオード素子2d(MOSダイオード2e、2f)が形成される前の段階でも、成膜時などに発生する静電気からゲート絶縁膜4や走査線3aを確実に保護することができる。すなわち、絶縁基板11は、静電破壊防止用配線5b、5cの形成により、全体として絶縁抵抗が低くなっているので、静電気によって帯電しにくく、かつ、静電気によって帯電しても絶縁基板11の中央領域から外周領域に逃がすことができる。また、静電破壊防止用配線5b、5cは、TFT2aの能動層を構成する半導体膜5aと同一材料からなるため、比較的、早い段階で形成されるので、データ線7aが形成される前の製造工程の比較的早い段階から静電破壊を防止できる。さらに、静電破壊防止用配線5b、5cは、TFT2aの能動層を構成する半導体膜5aと同一材料からなるため、静電破壊を防止できるだけの導電性は備えているが、そのシート抵抗はかなり高いので、静電破壊防止用配線5b、5cを絶縁基板11上に残したまま電気光学装置1を完成させても、電気光学装置1の動作に支障を及ぼすことはない。
(Main effects of this form)
As described above, in this embodiment, the electrostatic
しかも、静電破壊防止用配線5b、5cは、走査線3aおよびデータ線7aの双方に対して平面的に重なって延びているため、画素1cは、四方が静電破壊防止用配線5b、5cによって囲まれている。従って、静電気から画素5b、5c内に形成される配線やゲート絶縁膜4を確実に防止することができる。
In addition, since the electrostatic
また、パターニング工程では、半導体膜5aをパターニングしてTFT2aの能動層を形成する際、静電破壊防止用配線5b、5cを同時形成するため、工程数が増大しない。
In the patterning process, when the active layer of the
さらに、データ線7aを形成した以降は、双方向のダイオード素子7aによって静電破壊が防止される。また、ガードリングは、素子基板10と対向基板20とを貼り合わせた後、大型基板の切断により切り離されてしまうが、静電破壊防止用配線5b、5cや双方向性のダイオード素子2dは、電気光学装置1の完成品の状態でも残る。それ故、本形態によれば、素子基板10および電気光学装置1における静電破壊を防止できるので、歩留まりおよび信頼性の向上を図ることができる。
Further, after the
[実施の形態2]
図7は、本発明の実施の形態2の電気光学装置1において、画素1c1つ分に相当する領域の平面図である。本形態は、実施の形態1と基本的な構成が共通するので、共通する部分には同一の符号を付して図示することにしてそれらの説明を省略する。なお、図7では、走査線と同時形成された層については二点鎖線で示し、データ線と同時形成された層については一点鎖線で示し、画素電極については点線で示し、半導体膜については実線で示すとともに右下がりの斜線を付してある。
[Embodiment 2]
FIG. 7 is a plan view of a region corresponding to one
実施の形態1では、画素スイッチング用のTFT2aの能動層を構成する半導体膜5aによって構成した静電破壊防止用配線5b、5cを走査線3aおよびデータ線7aの双方と重なって延びるように形成したが、図7に示すように、走査線3aおよびデータ線7aのうち、データ線7aのみと重なって延びるように静電破壊防止用配線5cを形成してもよい。このように構成した場合も、絶縁基板11は、静電破壊防止用配線5cの形成により、全体として絶縁抵抗が低くなっているので、静電気によって帯電しにくく、かつ、静電気によって帯電しても絶縁基板11の中央領域から外周領域に逃がすことができる。また、静電破壊防止用配線5cは、TFT2aの能動層を構成する半導体膜5aと同一材料からなるため、比較的、早い段階で形成されるので、データ線7aが形成される前の製造工程の比較的早い段階から静電破壊を防止できる。さらに、静電破壊防止用配線5cは、TFT2aの能動層を構成する半導体膜5aと同一材料からなるため、静電破壊を防止できるだけの導電性は備えているが、そのシート抵抗はかなり高いので、静電破壊防止用配線5cを絶縁基板11上に残したまま電気光学装置1を完成させても、電気光学装置1の動作に支障を及ぼすことはない。
In the first embodiment, the electrostatic
[実施の形態3]
図8は、本発明の実施の形態3の電気光学装置1において、画素1c1つ分に相当する領域の平面図である。本形態は、実施の形態1と基本的な構成が共通するので、共通する部分には同一の符号を付して図示することにしてそれらの説明を省略する。なお、図8では、走査線と同時形成された層については二点鎖線で示し、データ線と同時形成された層については一点鎖線で示し、画素電極については点線で示し、半導体膜については実線で示すとともに右下がりの斜線を付してある。
[Embodiment 3]
FIG. 8 is a plan view of a region corresponding to one
実施の形態1では、画素スイッチング用のTFT2aの能動層を構成する半導体膜5aによって構成した静電破壊防止用配線5b、5cを走査線3aおよびデータ線7aの双方と重なって延びるように形成したが、図8に示すように、走査線3aおよびデータ線7aのうち、走査線3aのみと重なって延びるように静電破壊防止用配線5bを形成してもよい。このように構成すると、走査線3aが静電破壊されるのを防止することができる。
In the first embodiment, the electrostatic
[実施の形態4]
実施の形態1、3では、画素スイッチング用のTFT2aの能動層を構成する半導体膜5aによって構成した静電破壊防止用配線5bを走査線3aと重なって延びるように形成したが、走査線3aに代えて、あるいは走査線3bに加えて、容量線3bと重なって延びるように静電破壊防止用配線5bを形成してもよい。
[Embodiment 4]
In the first and third embodiments, the electrostatic
[実施の形態5]
図9は、本発明の実施の形態5に係る電気光学装置1に用いた素子基板10の電気的な構成を示す説明図である。本形態は、実施の形態1と基本的な構成が共通するので、共通する部分には同一の符号を付して図示することにしてそれらの説明を省略する。
[Embodiment 5]
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an electrical configuration of the
実施の形態1では、走査線3aの一方の端部が共通電位線3hと交差する部分、およびデータ線7aの一方の端部が共通電位線3iと交差する部分に双方向性のダイオード素子2dを形成したが、図9に示すように、走査線3aの両方の端部が共通電位線3g、3hと交差する部分、およびデータ線7aの両方の端部が共通電位線3i、3jと交差する部分の各々に双方向性のダイオード素子2dを形成してもよい。
In the first embodiment, a
[実施の形態6]
図10は、本発明の実施の形態6に係る電気光学装置1に用いた素子基板10の電気的な構成を示す説明図である。本形態は、実施の形態1と基本的な構成が共通するので、共通する部分には同一の符号を付して図示することにしてそれらの説明を省略する。
[Embodiment 6]
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an electrical configuration of the
実施の形態1では、走査線3aと交差する配線、およびデータ線7aと交差する配線のいずれもが共通電位線であって、双方の電位が共通であったが、図9に示すように、データ線7aと交差する部分に双方向性のダイオード素子2dを備えた配線については共通電位線3iを用い、走査線3aと交差する部分に双方向性のダイオード素子2dを備えた配線については、共通電位線と別の電位線7d(第3の配線)を用いてもよい。
In the first embodiment, both the wiring intersecting with the
[その他の実施の形態]
上記形態では、半導体膜5aとゲート絶縁膜4を同時にパターニングしたため、蓄積容量2gでは、容量線3cの上層に半導体膜5aが介在する構成であったが、半導体膜5aのみをパターニングし、ゲート絶縁膜4については、ゲート絶縁膜4の下層側と上層側で導通を図る必要のある部分のみに対してコンタクトホールを形成するなどの構成を採用してもよい。
[Other embodiments]
In the above embodiment, since the
また、上記形態では、画素スイッチング用のTFT2aとして、ゲート電極3b、ゲート絶縁膜4、半導体膜5aがこの順に形成されたボトムゲート構造を用いた例を説明したが、半導体膜5a、ゲート絶縁膜4、ゲート電極3bがこの順に形成されたトップゲート構造の画素スイッチング用のTFT2aでも、半導体膜5aを形成した以降、配線が形成されるので、トップゲート構造の画素スイッチング用のTFT2aを用いた電気光学装置1に本発明を適用してもよい。
Further, in the above embodiment, the example using the bottom gate structure in which the
さらに、上記形態では、液晶装置を例に説明したが、有機EL装置でも、絶縁基板11上で、走査線3aと、データ線7aおよび電源線とが交差する方向に形成され、かつ、これらの配線の交差部分に対応して、画素スイッチング用のTFT2aおよび画素電極8aを備えた画素1cが構成される。従って、有機EL装置に本発明を適用してもよい。
Further, in the above embodiment, the liquid crystal device has been described as an example. However, even in the organic EL device, the
[電子機器の実施形態]
図11は、本発明に係る電気光学装置1を各種の電子機器の表示装置として用いる場合の一実施形態を示している。ここに示す電子機器は、パーソナルコンピュータや携帯電話機などであり、表示情報出力源170、表示情報処理回路171、電源回路172、タイミングジェネレータ173、そして電気光学装置174を有する。また、電気光学装置174は、パネル175および駆動回路176を有しており、前述した液晶装置を用いることができる。表示情報出力源170は、ROM(ReadOnly Memory)、RAM(Random Access Memory)等といったメモリ、各種ディスク等といったストレージユニット、デジタル画像信号を同調出力する同調回路等を備え、タイミングジェネレータ173によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等といった表示情報を表示情報処理回路171に供給する。表示情報処理回路171は、シリアル−パラレル変換回路や、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等といった周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像信号をクロック信号CLKと共に駆動回路176へ供給する。電源回路172は、各構成要素に所定の電圧を供給する。
[Embodiment of Electronic Device]
FIG. 11 shows an embodiment in which the electro-optical device 1 according to the present invention is used as a display device of various electronic devices. The electronic apparatus shown here is a personal computer, a cellular phone, or the like, and includes a display
1 電気光学装置、1c 画素、2a 画素スイッチング用のTFT(画素トランジスタ)、2d 双方向性のダイオード素子、2g 蓄積容量、3a 走査線(第1の配線)、3c 容量線、5c 静電破壊防止用配線、7a データ線(第2の配線)、10 素子基板、20 対向基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electro-optical device, 1c pixel, 2a Pixel switching TFT (pixel transistor), 2d Bidirectional diode element, 2g Storage capacity, 3a Scan line (first wiring), 3c Capacity line, 5c Prevention of electrostatic breakdown Wiring, 7a data line (second wiring), 10 element substrate, 20 counter substrate
Claims (9)
前記絶縁基板上には、前記第1の配線および前記第2の配線のうちの少なくとも一方と平面的に重なって延びた静電破壊防止用配線が形成され、
当該静電破壊防止用配線は、前記画素トランジスタの能動層を構成する半導体膜と同一材料からなることを特徴とする電気光学装置。 A plurality of first wirings and a plurality of second wirings are formed on the insulating substrate in directions intersecting with each other, and at positions corresponding to respective intersections of the first wirings and the second wirings. In an electro-optical device in which a pixel transistor and a pixel electrode are formed,
On the insulating substrate, an electrostatic breakdown preventing wiring extending in a plane overlapping with at least one of the first wiring and the second wiring is formed,
The electro-optical device, wherein the electrostatic breakdown preventing wiring is made of the same material as the semiconductor film constituting the active layer of the pixel transistor.
前記絶縁基板上にゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程と、
前記ゲート絶縁膜の上層に半導体膜を形成する半導体膜形成工程と、
前記半導体膜をパターニングして前記画素トランジスタの能動層を形成するパターニング工程とを有し、
当該パターニング工程では、前記第1の配線および前記第2の配線のうちの少なくとも一方と平面的に重なって延びる領域に前記半導体膜を残して静電破壊防止用配線を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。 A plurality of first wirings and a plurality of second wirings are formed on the insulating substrate in directions intersecting with each other, and at positions corresponding to respective intersections of the first wirings and the second wirings. In a method for manufacturing an electro-optical device in which a pixel transistor and a pixel electrode are formed,
Forming a gate insulating film on the insulating substrate; and
A semiconductor film forming step of forming a semiconductor film on the gate insulating film;
Patterning the semiconductor film to form an active layer of the pixel transistor,
In the patterning step, an electrostatic breakdown preventing wiring is formed by leaving the semiconductor film in a region extending in a plane overlapping with at least one of the first wiring and the second wiring. Manufacturing method of electro-optical device.
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