JP2008233149A - 電気光学装置及び電子機器、並びに電気光学装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ショートや剥がれなどの他の不具合を発生させずに光リーク電流の発生を抑制し、遮光効果を向上させ、高品位な表示を可能とする電気光学装置、及び、そのような電気光学装置を備えた電子機器、並びに、電気光学装置の製造方法を提供する。
【解決手段】電気光学装置は、基板上に、チャネル領域を有する半導体層を含んで構成された薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタの下方に下地絶縁膜を介して設けられる下側遮光膜と、薄膜トランジスタの上方に第１層間絶縁膜を介して設けられる上側遮光膜と、画素の開口領域において、第１層間絶縁膜に、端部が下側遮光膜の端部と平面的な位置関係で重なるように形成された凹部と、を備え、上側遮光膜が凹部の側面に沿って形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置、及び該電気光学装置を備えた液晶プロジェクタ等の電子機器、並びにこのような電気光学装置の製造方法に関する。

液晶装置等の電気光学装置は、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、ＴＦＴという）等を画素選択用のスイッチング素子として用いるアクティブマトリクス駆動形式を採ることが多い。ＴＦＴのチャネル領域に入射光が照射されると、光による励起で光リーク電流が発生してＴＦＴの特性が劣化し、表示面における画質の不均一やコントラスト比の低下、フリッカ特性の劣化等の原因となる。

ＴＦＴは通常、画素の非開口領域に配置されているが、入射光自体が基板に垂直な成分だけではないために、ＴＦＴに光が入射する。そのような入射光は、配線で乱反射或いは多重反射して、ＴＦＴに照射されるものである。近年の電気光学装置は入射光強度が高いために、このようなＴＦＴへの光の入射を抑えることが重要である。

そのため、ＴＦＴの上層側に積層される層間絶縁膜の上や、ＴＦＴの下地をなす層間絶縁膜の下に遮光膜（以下、ＴＦＴの上方，下方の遮光膜をそれぞれ上側遮光膜，下側遮光膜と呼ぶ）を設け、チャネル領域やその周辺領域を遮光する構造が採られている。しかし、装置内部での多重反射からＴＦＴのチャネル領域を効果的に遮光するには、遮光膜を極力チャネル近傍に設けなければならない。

特許文献１には、ＴＦＴの上層側の層間絶縁膜における半導体層とは反対側の表面には、チャネル領域のうち少なくともその領域の縁部を遮光可能な領域において、半導体層に向かって局所的に窪んだ凹部を形成し、しかも少なくとも凹部内に上側の遮光膜を形成した構造とすることが開示されている。
特開２００６−０１０８５９号公報

しかしながら、特許文献１では、上層側の層間絶縁膜に、半導体層に向かって局所的に窪んだ凹部を形成すると、上側遮光膜も半導体層側に窪み、上側遮光膜と半導体層間の層間絶縁膜が薄くなりショートや剥がれが生じ易くなるという問題がある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、ショートや剥がれなどの他の不具合を発生させずに光リーク電流の発生を抑制し、遮光効果を向上させ、高品位な表示を可能とする電気光学装置、及び、そのような電気光学装置を備えた電子機器、並びに、電気光学装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明による電気光学装置は、基板上に、チャネル領域を有する半導体層を含んで構成された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタの下方に下地絶縁膜を介して設けられる下側遮光膜と、前記薄膜トランジスタの上方に第１層間絶縁膜を介して設けられる上側遮光膜と、画素の開口領域において、前記第１層間絶縁膜に、端部が前記下側遮光膜の端部と平面的な位置関係で重なるように形成された凹部と、を備え、前記上側遮光膜が前記凹部の側面に沿って形成されることを特徴とする。

このような構成においては、先行技術では上側遮光膜と半導体層若しくはその近辺との距離を縮めるように上層側の層間絶縁膜に凹部を形成したのに対し、本発明では、開口領域において、上層側の層間絶縁膜に凹部を形成して、光が開口領域から上側及び下側遮光膜へ入り込むのを抑えて、遮光効果を向上させる。

本発明の装置において、前記開口領域において前記第１層間絶縁膜をエッチング加工することによって、前記凹部が形成され、前記上側遮光膜の端部と前記下側遮光膜の端部間の間隔がエッチング分だけ狭く形成されることを特徴とする。

このような構成においては、凹部は、寸法形状の制御性がよいエッチングにより形成するのが好適である。その点、機械的に研磨除去する処理では、深さ方向の寸法誤差が大きくなり、クラックが発生するおそれがある。

本発明の装置において、前記上側遮光膜は、画素電極に電気的に接続される蓄積容量の少なくとも一方の電極を兼ねることを特徴とする。

このような構成においては、上側遮光膜が蓄積容量の電極としても機能することで基板上の積層構造を簡単化するのに寄与する。蓄積容量は、例えば２つの電極が誘電体膜を介して対向配置されてなり、画素電極からの電流リークを防止するために、電極の一方は画素電極と電気的に接続され、他方は定電位となるように定電位配線に接続される。

本発明による電子機器は、上述のいずれかの電気光学装置を備えたことを特徴とする。

このような構成においては、上述した本発明の電気光学装置を備えてなるので、他の不具合を発生させずに光リーク電流の発生を抑制し、高品位の表示が可能な各種電子機器を実現できる。

本発明による電気光学装置の製造方法は、基板上に下側遮光膜を形成する下側遮光膜形成工程と、前記下側遮光膜上に下地絶縁膜を形成する下地絶縁膜形成工程と、前記下地絶縁膜上に半導体層を含む薄膜トランジスタを形成するトランジスタ形成工程と、前記薄膜トランジスタの上方に第１層間絶縁膜を形成する第１層間絶縁膜形成工程と、前記第１層間絶縁膜上に上側遮光膜を形成する上側遮光膜形成工程と、を備え、前記上側遮光膜形成工程は、画素の開口領域において、前記第１層間絶縁膜に凹部をその端部が前記下側遮光膜の端部と平面的な位置関係で重なるように形成した後、前記上側遮光膜を前記凹部の側面に沿って形成することを特徴とする。

このような方法においては、先行技術は上側遮光膜と半導体層若しくはその近辺との距離を縮めるように上層側の層間絶縁膜に凹部を形成したのに対し、本発明では、開口領域において上層側の層間絶縁膜に凹部を形成して、光が開口領域から上側及び下側遮光膜間へ入り込むのを抑えて、遮光効果を向上させる。

本発明の方法において、前記上側遮光膜形成工程は、前記トランジスタ形成工程の後に、前記半導体層の上に前記第１層間絶縁膜を形成し、その後に前記開口領域における前記第１層間絶縁膜の端部をマスキング及びエッチングを行って階段状に削り、その後に前記第１層間絶縁膜の端部の階段状部分の上に上側遮光膜の第１の電極，誘電体膜及び第２の電極を積層して形成することによって、前記第１層間絶縁膜の開口領域において前記凹部の端部が前記下側遮光膜の端部と平面的な位置関係で重なるように形成し、かつ前記上側遮光膜を前記凹部の側面に沿って形成することを特徴とする。

このような方法においては、上側遮光膜の第１の電極を積層する前に、第１層間絶縁膜を削るため第１層間絶縁膜を削るための専用のマスクが必要となるが、半導体層部分を囲む範囲を比較的絞って凹部を形成することができる。

本発明の方法において、前記上側遮光膜形成工程は、前記トランジスタ形成工程の後に、前記半導体層の上に前記第１層間絶縁膜を形成し、更に前記第１層間絶縁膜の上に前記上側遮光膜の第１の電極を形成した後、前記開口領域における前記第１層間絶縁膜及び前記上側遮光膜の第１の電極の積層された端部をマスキング及びエッチングを行って階段状に削り、その後に前記第１層間絶縁膜及び前記上側遮光膜の第１の電極の積層された端部の階段状部分の上に前記上側遮光膜の誘電体膜及び第２の電極を形成することによって、前記第１層間絶縁膜の開口領域において前記凹部の端部が前記下側遮光膜の端部と平面的な位置関係で重なるように形成し、かつ前記上側遮光膜の誘電体膜及び第２の電極を前記凹部の側面に沿って形成することを特徴とする。

このような方法においては、上側遮光膜の第１の電極をエッチングにて削るときに用いるマスクをそのまま兼用して深く削ることによって第１の電極と共に第１層間絶縁膜に凹部を形成することができ、専用のマスクなしで開口領域周辺の凹部形成を実現することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の電気光学装置を液晶装置に適用したものである。

本発明の電気光学装置に係る一実施形態について、図１から図９を参照して説明する。

＜電気光学装置の全体構成＞
最初に、本実施形態に係る液晶装置全体の構成を、図１及び図２を参照して説明する。ここに、図１は、本実施形態に係る液晶装置の構成を示しており、図２は図１のＩ−Ｉ’線断面を示している。

図１において、液晶装置は、対向配置されたＴＦＴアレイ基板（以下、単にＴＦＴ基板という）１０と対向基板２０との間に液晶層５０が挟持された構造をしている。即ち、本発明の一具体例として、この液晶装置には駆動回路内蔵型ＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式が採用されている。画像が表示される画像表示領域１０ａは、表示領域を囲む遮光膜５３によって規定され、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０とは、画像表示領域１０ａの周囲において、シール材５２により接着されている。画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域には、データ線駆動回路１０１、及び、配線１０５によって相互接続された２つの走査線駆動回路１０４が配設される。更に、周辺領域には、ＴＦＴ基板１０の一辺に沿って、外部接続端子１０２が複数配列するように形成されている。

また、対向基板２０の４つのコーナー部には、両基板間の上下導通端子として機能する上下導通材１０６が配置されている。他方、ＴＦＴ基板１０にはこれらのコーナー部に対向する領域において上下導通端子が設けられている。これらにより、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。

図２において、ＴＦＴ基板１０側には、画素スイッチング用ＴＦＴや走査線、データ線等の配線の上層に画素電極９ａが設けられている。そして、画素電極９ａの直上に配向膜１６が形成されている。一方、対向基板２０側には、ストライプ状の遮光膜２３を介して対向電極２１が形成されている。対向電極２１の上層には、配向膜２２が形成されている。液晶層５０は、ＴＦＴ基板１０及び対向基板２０の周縁をシール材５２により封止して形成した空間に、液晶を封入して形成される。液晶層５０における液晶配向は、画素電極９ａと対向電極２１との間に印加される電界に応じて変化するが、電界が印加されていない状態では、配向膜１６及び配向膜２２によって規定される配向状態をとるようになっている。

尚、このような液晶装置においては、光が入射する対向基板２０側及び透過光が射出されるＴＦＴ基板１０側の夫々に、例えばＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＳＴＮ（Super 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、偏光板などを配置してもよい。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、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線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液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。

＜液晶装置の主要部の構成＞
次に、本実施形態に係る液晶装置の主要部の構成について、図３から図６を参照して説明する。

図３は、本実施形態に係る液晶装置のうち、画素部の等価回路を表している。図４及び図５は、ＴＦＴ基板上の画素部に係る部分構成を表す平面図である。なお、図４及び図５は、それぞれ、後述する積層構造のうち下層部分（図４）と上層部分（図５）に相当する。図６は、図４及び図５を重ね合わせた場合のII−II’線における断面図である。なお、図６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・各部材の縮尺比率を適宜に変えてある。

＜画素部の原理的構成＞
図３に示したように、画像表示領域１０ａにおいては、複数の走査線１１ａ及び複数のデータ線６ａが相交差して配列しており、その線間に、走査線１１ａ，データ線６ａの各一により選択される画素部が設けられている。各画素部は、ＴＦＴ３０、画素電極９ａ及び蓄積容量７０を含んで構成されている。ＴＦＴ３０は、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを選択画素に印加するために設けられ、ゲートが走査線１１ａに接続され、ソースがデータ線６ａに接続され、ドレインが画素電極９ａに接続されている。画素電極９ａは、後述の対向電極２１との間で液晶容量を形成し、入力される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを一定期間保持するようになっている。蓄積容量７０の一方の電極は、画素電極９ａと並列してＴＦＴ３０のドレインに接続され、他方の電極は、定電位となるように、電位固定の容量配線４００に接続されている。

この液晶装置は、例えばＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式を採り、走査線駆動回路１０４（図１参照）から各走査線１１ａに走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを線順次に印加すると共に、それによってＴＦＴ３０がオン状態となる水平方向の選択画素部の列に対し、データ線駆動回路１０１（図１参照）からの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを、データ線６ａを通して印加するようになっている。これにより、画像信号が選択画素に対応する画素電極９ａに供給される。即ち、画素電極９ａにより画素毎の表示領域（以下では、“画素領域”と呼ぶ）が画定される。ＴＦＴ基板１０は、液晶層５０を介して対向基板２０と対向配置されているので（図２参照）、以上のようにして区画配列された画素部毎に液晶層５０に電界を印加することにより、両基板間の透過光量が画素毎に制御され、画像が階調表示される。また、このとき各画素部に保持された画像信号は、蓄積容量７０によりリークが防止される。

このように、アクティブマトリクス方式では、画素部毎に電荷を保持することで画質を維持しているため、画素部における電荷の流出（即ち、リーク電流）はできるだけ低く抑える必要がある。ところが、ＴＦＴ３０は一般的なポリシリコンＴＦＴとして構成されており、光吸収等に起因するリーク電流を、わずかながら発生させる可能性がある。本実施形態では、このようなＴＦＴ３０を本発明の「薄膜トランジスタ」の一具体例としている。

＜画素部の具体的構成＞
次に、上述の動作を実現する画素部の具体的構成について、図４から図６を参照して説明する。
図４から図６では、上述した画素部の各回路要素が、パターン化され、積層された導電膜としてＴＦＴ基板１０上に構築されている。本実施形態のＴＦＴ基板１０は、石英基板からなり、ガラス基板や石英基板等からなる対向基板２０と対向配置されている。また、各回路要素は、下から順に、走査線１１ａを含む第１層、ゲート電極３ａを含む第２層、蓄積容量７０の固定電位側容量電極を含む第３層、データ線６ａ等を含む第４層、容量配線４００等を含む第５層、画素電極９ａ等を含む第６層からなる。また、第１層−第２層間には下地絶縁膜１２、第２層−第３層間には第１層間絶縁膜４１、第３層−第４層間には第２層間絶縁膜４２、第４層−第５層間には第３層間絶縁膜４３、第５層−第６層間には第４層間絶縁膜４４がそれぞれ設けられ、前述の各要素間が短絡することを防止している。なお、このうち、第１層から第３層が下層部分として図４に示され、第４層から第６層が上層部分として図５に示されている。

（第１層の構成―走査線等―）
第１層は、走査線１１ａで構成される。走査線１１ａは、図４のＸ方向に沿って延びる本線部と、データ線６ａ或いは容量配線４００が延在する図４のＹ方向に延びる突出部とからなる形状にパターニングされている。このような走査線１１ａは、例えば導電性ポリシリコンからなり、その他にもチタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）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、ポリシリサイド又はこれらの積層体等により形成することができる。本実施形態における走査線１１ａは、できるだけ画素領域の間の領域を覆うことで、ＴＦＴ３０を下側から遮光する下側遮光膜としても機能する。なお、画素領域の周囲の領域は、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間に設けられた遮光膜によって遮光領域に規定されている。遮光領域では、液晶装置における入射光（図６参照）のうち直進成分が遮られる。

（第２層の構成―ＴＦＴ等―）
第２層は、ＴＦＴ３０及び中継電極７１９で構成されている。本発明の「薄膜トランジスタ」の一例たるＴＦＴ３０は、例えばＬＤＤ構造とされ、ゲート電極３ａ、半導体層１ａ、ゲート電極３ａと半導体層１ａを絶縁するゲート絶縁膜２を備えている。ゲート絶縁膜２は、例えば、ＨＴＯ（High Temperature Oxide）等の熱酸化されたシリコン酸化膜からなる。ゲート電極３ａは、例えば導電性ポリシリコンで形成される。半導体層１ａは、例えばポリシリコンからなり、チャネル領域１ａ’、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からなる。

ＴＦＴ３０は、半導体層１ａ、特にチャネル領域１ａ’に光が照射されると、光励起によりリーク電流が生じる。そこで、本実施形態では、ＴＦＴ３０の半導体層１ａ、チャネル領域１ａ’を効果的に遮光するために、開口領域（画素領域にほぼ同じ）において第１層間絶縁膜４１に凹部３５を形成して、光が開口領域から上側遮光膜７０及び下側遮光膜１１ａ間へ入り込むのを抑えるように構成している（図６参照）。凹部３５は、その端部が、開口領域において、第１層間絶縁膜４１上に下側遮光膜１１ａの端部と平面的な位置関係で重なるように形成されている。しかも、上側遮光膜７０の少なくとも一部（少なくとも容量電極３００）が凹部３５の側面に沿って形成されている。なお、上側遮光膜７０は蓄積容量で構成され、下側遮光膜１１ａは走査線で構成されていることは、前述した通りである。凹部３５は、例えばエッチング加工により形成されている。

尚、ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ構造を有することが好ましいが、低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに不純物打ち込みを行わないオフセット構造であってもよいし、ゲート電極３ａをマスクとして不純物を高濃度に打ち込んで高濃度ソース領域及び高濃度ドレイン領域を形成する自己整合型であってもよい。また、中継電極７１９は、例えばゲート電極３ａと同一膜として形成される。

ＴＦＴ３０のゲート電極３ａは、下地絶縁膜１２に形成されたコンタクトホール１２ｃｖを介して走査線１１ａに電気的に接続されている。下地絶縁膜１２は、例えば、ＨＴＯ等のシリコン酸化膜、或いはＮＳＧ（ノンシリケートガラス）膜からなり、第１層と第２層との層間を絶縁する他、ＴＦＴ基板１０の全面に形成されることで、基板表面の研磨による荒れや汚れ等が惹き起こすＴＦＴ３０の素子特性の変化を防止する機能を有している。

（第３層の構成―蓄積容量等―）
第３層は、蓄積容量７０で構成されている。蓄積容量７０は、容量電極３００と下部電極７１とが誘電体膜７５を介して対向配置された構成となっている。このうち、容量電極３００は、容量配線４００に電気的に接続されている。下部電極７１は、ＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅ及び画素電極９ａの夫々に電気的に接続されている。

下部電極７１と高濃度ドレイン領域１ｅとは、第１層間絶縁膜４１に開孔されたコンタクトホール８３を介して接続されている。また、下部電極７１と画素電極９ａとは、コンタクトホール８８１、８８２、８０４、及び中継電極７１９、第２中継電極６ａ２、第３中継電極４０２により各層を中継し、コンタクトホール８９において電気的に接続されている。

このような容量電極３００には、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ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、或いは好ましくはタングステンシリサイドからなる。これにより、容量電極３００は、ＴＦＴ３０に上側から入射しようとする光を遮る機能を有している。また、下部電極７１には、例えば導電性のポリシリコンが用いられる。誘電体膜７５は、例えば、膜厚５〜２００ｎｍ程度の比較的薄いＨＴＯ膜、ＬＴＯ（Low Temperature Oxide）膜等の酸化シリコン膜、或いは窒化シリコン膜等からなる。

また、第１層間絶縁膜４１は、例えば、ＮＳＧによって形成されている。その他、第１層間絶縁膜４１には、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、窒化シリコンや酸化シリコン等を用いることができる。

尚、蓄積容量７０は、図４からもわかるように、遮光領域内に収まるように形成され、ＴＦＴ３０を上面側から遮光しており、本発明の「上側遮光膜」の一例として機能する。

（第４層の構成―データ線等―）
第４層は、データ線６ａで構成されている。データ線６ａは、下から順にアルミニウム層４１Ａ、窒化チタン層４１ＴＮ、及び窒化シリコン層４０１の３層膜として形成されている。窒化シリコン層４０１は、下層のアルミニウム層４１Ａと窒化チタン層４１ＴＮを覆うように少し大きなサイズにパターニングされている。また、第４層には、データ線６ａと同一膜として、容量配線用中継層６ａ１及び第２中継電極６ａ２が形成されている。これらは、図５に示したように、夫々が分断されるように形成されている。

このうち、データ線６ａは、第１層間絶縁膜４１及び第２層間絶縁膜４２を貫通するコンタクトホール８１を介して、ＴＦＴ３０の高濃度ソース領域１ｄと電気的に接続されている。

また、容量配線用中継層６ａ１は、第２層間絶縁膜４２に開孔されたコンタクトホール８０１を介して容量電極３００と電気的に接続され、容量電極３００と容量配線４００との間を中継している。容量配線用中継層６ａ２は、前述したように、第１層間絶縁膜４１及び第２層間絶縁膜４２を貫通するコンタクトホール８８２を介して中継電極７１９さらにコンタクトホール８８１を介して下部電極７１に電気的に接続されている。このような第２層間絶縁膜４２は、例えばＮＳＧからなり、その他、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等によって形成することができる。

（第５層の構成―容量配線等―）
第５層は、容量配線４００及び第３中継電極４０２により構成されている。容量配線４００は、画像表示領域１０ａの周囲にまで延設され、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。また、容量配線４００は、第３層間絶縁膜４３に開孔されたコンタクトホール８０３を介して、容量配線用中継層６ａ１と電気的に接続されている。このような容量配線４００は、例えばアルミニウム、窒化チタンを積層した二層構造となっている。

容量配線４００は、図５に示すように、Ｘ方向、Ｙ方向に延在する格子状に形成され、Ｘ方向に延在する部分には、第３中継電極４０２の形成領域を確保するために切り欠きが設けられている。容量配線４００は、遮光膜としても機能し、下層のデータ線６ａ、走査線１１ａ、ＴＦＴ３０等を覆うように、これらの回路要素よりも幅広に形成されており、遮光領域を最終に規定する形状となっている。

また、第５層には、容量配線４００と同一膜として、第３中継電極４０２が形成されている。第３中継電極４０２は、前述のように、コンタクトホール８０４及びコンタクトホール８９を介して、第２中継電極６ａ２−画素電極９ａ間を中継している。

こうした第５層の下には、全面に第３層間絶縁膜４３が形成されている。第３層間絶縁膜４３は、例えばＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等によって形成することができる。

（第６層の構成―画素電極等―）
第５層の全面には第４層間絶縁膜４４が形成され、更にその上に、第６層として画素電極９ａが形成されている。第４層間絶縁膜４４には、画素電極９ａ−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。このような第４層間絶縁膜４４は、例えばＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等によって形成することができる。

画素電極９ａ（図５中、破線９ａ’で輪郭が示されている）は、縦横に区画配列された画素領域の各々に配置されている。画素電極９ａの形成領域は、画素領域に略対応しており、その周囲の遮光領域にデータ線６ａ及び走査線１１ａが格子状に配列するように形成されている（図４及び図５参照）。このような画素電極９ａは、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電膜からなる。更に、画素電極９ａ上には配向膜１６が形成されている。以上が、ＴＦＴ基板１０側の画素部の構成である。

他方、対向基板２０には、その対向面の全面に対向電極２１が設けられており、更にその上（図６では対向電極２１の下側）に配向膜２２が設けられている。対向電極２１は、画素電極９ａと同様、例えばＩＴＯ膜等の透明導電性膜からなる。なお、対向基板２０と対向電極２１の間には、ＴＦＴ３０における光リーク電流の発生等を防止するため、少なくともＴＦＴ３０と正対する領域を覆うように遮光膜２３が設けられている。

以上のように構成されたＴＦＴ基板１０と対向基板２０の間には、液晶層５０が設けられている。液晶層５０は、基板１０及び２０の周縁部をシール材により封止して形成した空間に液晶を封入して形成される。液晶層５０は、画素電極９ａと対向電極２１との間に電界が印加されていない状態において、ラビング処理等の配向処理が施された配向膜１６及び配向膜２２によって、所定の配向状態をとるようになっている。

＜ＴＦＴの遮光構造の製造方法＞
本発明の液晶装置に係るＴＦＴの遮光構造の製造方法について説明する。
液晶装置の製造方法は、基板１０上に下側遮光膜としての走査線１１ａを形成する下側遮光膜形成工程と、走査線１１ａ上に下地絶縁膜１２を形成する下地絶縁膜形成工程と、下地絶縁膜１２上に半導体層を含む薄膜トランジスタとしてのＴＦＴ３０を形成するトランジスタ形成工程と、ＴＦＴの上方に第１層間絶縁膜４１を形成する第１層間絶縁膜形成工程と、層間絶縁膜４１上に上側遮光膜としての蓄積容量（下部電極７１、誘電体膜７５及び容量電極３００）７０を形成する上側遮光膜形成工程と、を備えている。そして、上側遮光膜形成工程は、開口領域において、前記第１層間絶縁膜４１に凹部３５の端部を例えばエッチング加工によって平面的な位置関係において走査線１１ａの端部と重なるように形成した後、蓄積容量７０の少なくとも一部（少なくとも容量電極３００）を凹部３５の側面に沿って形成する。

＜ＴＦＴの遮光に関する構成及びその製造方法の２つの実施例＞
次に、ＴＦＴ３０を遮光するためのＴＦＴの上層部分及び下層部分の構成について、図７乃至図１１を参照してより詳細に説明する。図７は、開口領域においてＴＦＴ３０の上層側に設けられる第１層間絶縁膜４１での凹部、換言すれば第１層間絶縁膜４１上に形成される上側遮光膜としての蓄積容量７０の掘り下げ位置Ａ又はＢを示している。つまり、図７は、エッチング加工によって開口領域における第１層間絶縁膜４１に凹部３５を形成した場合に、第１層間絶縁膜４１に形成される凹部３５の形成方法の２つの実施例のそれぞれに対応した下部電極７１の掘り下げ位置Ａ及びＢを示している。

図８は第１層間絶縁膜４１に形成される凹部３５の第１の形成方法を示すもので、図７のIII−III’線における断面及びその付近の開口領域の断面図を示している。図９は図８における第１層間絶縁膜４１の凹部３５に対応する下部電極７１の掘り下げ位置Ａのエッチング加工を説明する図である。

図８及び図９に示すように、上側遮光膜形成工程としての蓄積容量形成工程は、トランジスタ形成工程の後に、ＴＦＴ３０の上に第１層間絶縁膜４１を形成し、その後に開口領域における層間絶縁膜４１の端部を、マスクとしてのレジスト４１０を用いてエッチング加工して階段状に削り（図９の斜線部分がエッチングにて削る部分）、その後に第１層間絶縁膜４１の端部の階段状部分の上に蓄積容量７０の下部電極７１，誘電体膜７５及び容量電極３００を積層して形成することによって、第１層間絶縁膜４１の開口領域において凹部３５の端部を平面的な位置関係において走査線１１ａの端部と重なるように形成し、かつ蓄積容量７０を凹部３５の側面に沿って形成する。図８及び図９において、符号ｄは、エッチング加工によって第１層間絶縁膜４１が掘り下げられた高さ分であり、図８において、符号Ｈは、上側遮光膜（蓄積容量７０）の端部と下側遮光膜（走査線１１ａ）の端部間の間隔を示している。

このような製造方法においては、蓄積容量７０の下部電極７１を積層する前に、層間絶縁膜４１を削るために層間絶縁膜を削るための専用のマスク４１０が必要となるが、図７の符号Ａに示すように半導体層部分１ａを囲む範囲を比較的狭い範囲に絞って凹部３５を形成することができる。

図１０は第１層間絶縁膜４１に形成される凹部３５の第２の形成方法を示すもので、図７のIII−III’線における断面及びその付近の開口領域の断面図を示している。図１１は図１０における第１層間絶縁膜４１の凹部３５に対応する下部電極７１の掘り下げ位置Ｂのエッチング加工を説明する図である。

図１０及び図１１に示すように、上側遮光膜形成工程としての蓄積容量形成工程は、トランジスタ形成工程の後に、ＴＦＴ３０の上に第１層間絶縁膜４１を形成し、更に第１層間絶縁膜４１の上に蓄積容量７０の下部電極７１を形成した後、開口領域における第１層間絶縁膜４１及び蓄積容量７０の下部電極７１の積層された端部を、マスクとしてのレジスト７１０を用いてエッチング加工して階段状に削り（図１１の斜線部分がエッチングにて削る部分）、その後に第１層間絶縁膜４１及び蓄積容量７０の下部電極７１の積層された端部の階段状部分の上に蓄積容量７０の誘電体膜７５及び容量電極３００を形成することによって、層間絶縁膜４１の開口領域において凹部３５の端部を平面的な位置関係において走査線１１ａの端部と重なるように形成し、かつ蓄積容量７０の誘電体膜７５及び容量電極３００を凹部３５の側面に沿って形成する。図１０及び図１１において、符号ｄは、エッチング加工によって第１層間絶縁膜４１が掘り下げられた高さ分であり、図１０において、符号Ｈは、上側遮光膜（蓄積容量７０）の端部と下側遮光膜（走査線１１ａ）の端部間の間隔を示している。

このような方法においては、蓄積容量７０の下部電極７１をエッチング加工にて削るときに用いるマスク７１０をそのまま兼用して深く削ることによって下部電極７１の切削と共に層間絶縁膜４１の一部を切削して凹部３５を形成することができ、専用のマスクなしで開口領域周辺の凹部形成を実現することができる。

＜電子機器＞
以上に説明した液晶装置は、例えばプロジェクタに適用される。ここでは、上記実施形態の液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。
図１２は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。

図１２において、プロジェクタ１１００内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド内に配置された４枚のミラー１１０６及び２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶装置１００Ｒ、１００Ｂ及び１００Ｇに入射される。液晶装置１００Ｒ、１００Ｂ及び１００Ｇの構成は上述した液晶装置と同等であり、それぞれにおいて画像信号処理回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号が変調される。これらの液晶装置によって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。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。ダイクロイックプリズム１１１２では、各色の画像が合成され、カラー画像として射出される。カラー画像は、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン１１２０等に投写される。

なお、上記実施形態の液晶装置は、プロジェクタ以外の直視型や反射型のカラー表示装置に適用することもできる。その場合、対向基板２０上における画素電極９ａに対向する領域に、ＲＧＢのカラーフィルタをその保護膜と共に形成すればよい。或いは、ＴＦＴ基板１０上のＲＧＢに対向する画素電極９ａ下にカラーレジスト等でカラーフィルタ層を形成することも可能である。更に、以上の各場合において、対向基板２０上に画素と１対１に対応するマイクロレンズを設けるようにすれば、入射光の集光効率が向上し、表示輝度を向上させることができる。更にまた、対向基板２０上に、何層もの屈折率の相違する干渉層を堆積することで、光の干渉を利用してＲＧＢ色を作り出すダイクロイックフィルタを形成してもよい。このダイクロイックフィルタ付き対向基板によれば、より明るい表示が可能となる。

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或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及びこれを備えた電子機器、並びに、そのような電気光学装置の製造方法もまた本発明の技術的範囲に含まれる。

以上では、液晶装置及び液晶プロジェクタを例に挙げて本発明について説明したが、本発明の電気光学装置は、ＴＦＴを用いて表示用電極を駆動する装置であればよく、液晶装置の他にも、例えば、電子ペーパなどの電気泳動装置や、電子放出素子を用いた表示装置（Field Emission Display及びSurface-Conduction Electron-Emitter Display）等として実現することができる。また、本発明の電子機器は、このような本発明の電気光学装置を備えることで実現され、上述したプロジェクタの他に、テレビジョン受像機や、ビューファインダ型或いはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等の各種の電子機器として実現可能である。

本発明の一実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図。 図１のＩ−Ｉ’線断面を示す断面図。 本発明の実施形態に係る液晶装置のうち、画素部の等価回路を表す回路図。 ＴＦＴ基板上の画素部に係る部分構成（下層部分）を表す平面図。 ＴＦＴ基板上の画素部に係る部分構成（上層部分）を表す平面図。 図４及び図５を重ね合わせた場合のII−II’線における断面図。 開口領域における第１層間絶縁膜に凹部を形成した場合に、第１層間絶縁膜の凹部の形成方法に関する２つの実施例のそれぞれに対応する下部電極の掘り下げ位置を示す平面図。 第１層間絶縁膜の凹部の第１の形成方法を示すもので、図７のIII−III’線における断面及びその付近の開口領域の断面を示す図。 図８における第１層間絶縁膜の凹部に対応する下部電極の掘り下げ位置Ａのエッチング加工を説明する図。 第１層間絶縁膜の凹部の第２の形成方法を示すもので、図７のIII−III’線における断面及びその付近の開口領域の断面を示す図。 図１０における第１層間絶縁膜の凹部に対応する下部電極の掘り下げ位置Ｂのエッチング加工を説明する図。 本発明に係る電子機器としてのプロジェクタの構成例を示す平面図。

符号の説明

１ａ…半導体層、２…ゲート絶縁膜、３ａ…ゲート電極、１０…基板、１１ａ…走査線（下側遮光膜）、１２…下地絶縁膜、３０…ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、４１…第１層間絶縁膜、７０…蓄積容量（上側遮光膜）、７１…下部電極、７５…誘電体膜、３００…容量電極、４１０，７１０…レジスト（マスク）。

Claims (7)

1. 基板上に、
   チャネル領域を有する半導体層を含んで構成された薄膜トランジスタと、
   前記薄膜トランジスタの下方に下地絶縁膜を介して設けられる下側遮光膜と、
   前記薄膜トランジスタの上方に第１層間絶縁膜を介して設けられる上側遮光膜と、
   画素の開口領域において、前記第１層間絶縁膜に、端部が前記下側遮光膜の端部と平面的な位置関係で重なるように形成された凹部と、
   を備え、
   前記上側遮光膜が前記凹部の側面に沿って形成されることを特徴とする電気光学装置。
2. 前記開口領域において前記第１層間絶縁膜をエッチング加工することによって、前記凹部が形成され、前記上側遮光膜の端部と前記下側遮光膜の端部間の間隔がエッチング分だけ狭く形成されることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記上側遮光膜は、画素電極に電気的に接続される蓄積容量の少なくとも一方の電極を兼ねることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
5. 基板上に下側遮光膜を形成する下側遮光膜形成工程と、
   前記下側遮光膜上に下地絶縁膜を形成する下地絶縁膜形成工程と、
   前記下地絶縁膜上に半導体層を含む薄膜トランジスタを形成するトランジスタ形成工程と、
   前記薄膜トランジスタの上方に第１層間絶縁膜を形成する第１層間絶縁膜形成工程と、
   前記第１層間絶縁膜上に上側遮光膜を形成する上側遮光膜形成工程と、
   を備え、
   前記上側遮光膜形成工程は、
   画素の開口領域において、前記第１層間絶縁膜に凹部をその端部が前記下側遮光膜の端部と平面的な位置関係で重なるように形成した後、前記上側遮光膜を前記凹部の側面に沿って形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
6. 前記上側遮光膜形成工程は、
   前記トランジスタ形成工程の後に、前記半導体層の上に前記第１層間絶縁膜を形成し、その後に前記開口領域における前記第１層間絶縁膜の端部をマスキング及びエッチングを行って階段状に削り、その後に前記第１層間絶縁膜の端部の階段状部分の上に上側遮光膜の第１の電極，誘電体膜及び第２の電極を積層して形成することによって、
   前記第１層間絶縁膜の開口領域において前記凹部の端部が前記下側遮光膜の端部と平面的な位置関係で重なるように形成し、かつ前記上側遮光膜を前記凹部の側面に沿って形成することを特徴とする請求項５に記載の電気光学装置の製造方法。
7. 前記上側遮光膜形成工程は、
   前記トランジスタ形成工程の後に、前記半導体層の上に前記第１層間絶縁膜を形成し、更に前記第１層間絶縁膜の上に前記上側遮光膜の第１の電極を形成した後、前記開口領域における前記第１層間絶縁膜及び前記上側遮光膜の第１の電極の積層された端部をマスキング及びエッチングを行って階段状に削り、その後に前記第１層間絶縁膜及び前記上側遮光膜の第１の電極の積層された端部の階段状部分の上に前記上側遮光膜の誘電体膜及び第２の電極を形成することによって、前記第１層間絶縁膜の開口領域において前記凹部の端部が前記下側遮光膜の端部と平面的な位置関係で重なるように形成し、かつ前記上側遮光膜の誘電体膜及び第２の電極を前記凹部の側面に沿って形成することを特徴とする請求項５に記載の電気光学装置の製造方法。

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