JP2010096966A - 電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電気光学装置において各画素でトランジスタの光リーク電流を低減する。
【解決手段】電気光学装置は、基板（１０）と、画素電極（９ａ）と、半導体層（１ａ）及びゲート電極（３ａ）を含むトランジスタ（３０）と、半導体層に第１層間絶縁膜（４１）を介して配置され、半導体層に少なくとも部分的に重なるように形成された第１遮光膜（６ａ）とを備え、基板の表面には、基板における半導体層が形成された領域の少なくとも一部が、半導体層側に向かって局所的に突出する凸部（１１０）が形成されており、第１遮光膜は、第１層間絶縁膜における凸部に基づく段差形状に沿って、半導体層の上面及び側面の少なくとも一部を、基板とは反対側から覆うように形成される。
【選択図】図７

Description

本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置及びその製造方法、並びに該電気光学装置を備えた、例えば液晶プロジェクタ等の電子機器の技術分野に関する。

この種の電気光学装置の一例として、プロジェクタ等の電子機器に液晶装置が適用され、液晶装置において各画素では投射光等の光が透過し表示に寄与する光として出射される。各画素では、画素電極をＴＦＴ（Thin Film Transistor）等のトランジスタによりスイッチング制御することでアクティブマトリクス駆動が可能なように構成される。特許文献１又は２では、各画素のトランジスタにおける光リーク電流を低減すべく、遮光構造を形成し遮光性を向上させる技術が開示されている。特許文献１ではトランジスタの上層側及び下層側の少なくとも一方に遮光膜を配置する。特許文献２では、遮光膜の光反射率をトランジスタに対向している側では低く、その反対側では高くなるように形成する。

特開平１０−３０１１００号公報 特開２０００−３３０１３３号公報

しかしながら、上述したような遮光構造によれば、トランジスタの半導体膜に対して平板状の遮光膜が形成されるため、その側面側における遮光性が低下して光リーク電流を抑制できなくなるおそれがある。

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、各画素のトランジスタにおける光リーク電流の発生を低減でき、高品質な画像を表示可能な電気光学装置及びその製造方法、並びにそのような電気光学装置を具備してなる電子機器を提供することを課題とする。

本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、基板と、該基板上に設けられた画素電極と、前記基板上に設けられ、（ｉ）前記画素電極に電気的に接続された半導体層及び（ｉｉ）該半導体層と異なる層に配置されたゲート電極を含むトランジスタと、前記半導体層に第１層間絶縁膜を介して配置され、前記半導体層に少なくとも部分的に重なるように形成された第１遮光膜とを備え、前記基板上には、前記基板における前記半導体層が形成された領域の少なくとも一部が、前記半導体層側に向かって局所的に突出する凸部が形成されており、前記第１遮光膜は、前記第１層間絶縁膜における前記凸部に基づく段差形状に沿って、前記半導体層上面及び側面の少なくとも一部を、前記基板とは反対側から覆うように形成される。

本発明の電気光学装置によれば、基板上に、例えば走査線及びデータ線が互いに交差するように設けられ、その交差に対応して画素電極が、基板上において表示領域となるべき領域に例えばマトリクス状に複数設けられる。これにより、例えばデータ線からの画像信号の供給が画素毎に制御され、所謂アクティブマトリクス方式による画像表示が可能となる。画像信号は、例えばデータ線及び画素電極間に電気的に接続されたスイッチング素子であるトランジスタが、例えば走査線から供給される走査信号に基づいてオンオフされることによって、所定のタイミングでデータ線からトランジスタを介して画素電極に供給される。トランジスタは、ゲート電極、及びゲート電極とゲート絶縁膜を介して対向するチャネル領域を有する半導体層を含む。例えば、半導体層におけるソース領域がデータ線と電気的に接続され、且つ半導体層におけるドレイン領域が画素電極に電気的に接続される。

トランジスタより上層側に（即ち、トランジスタに対して基板とは反対側に）、半導体層と少なくとも部分的に重なるように第１遮光膜が形成される。第１遮光膜は、半導体層に対して進行する光を遮光可能なように遮光性を有する材料により形成される。第１遮光膜は、トランジスタよりも第１層間絶縁膜を介して上層側に形成される。

本発明では特に、基板上には、基板における半導体層が形成された領域の少なくとも一部が、半導体層側に向かって局所的に突出する凸部が形成される。凸部は、例えば、一の方向に沿って延びる半導体層に重なるように、該一の方向に沿って長手状に形成される。よって、基板上には、凸部が形成された（言い換えれば、半導体層が形成された領域に少なくとも一部である）部分と、凸部が形成されない、半導体層の脇に位置する部分との間に段差が生じる。このような基板上における段差形状が、第１層間絶縁膜の表面形状に反映されるように形成される。

第１遮光膜は、このような第１層間絶縁膜の表面における段差形状に沿って、半導体層の上面及び側面の少なくとも一部を、基板とは反対側から覆うように形成される。よって、半導体層の表面において、基板とは反対側に面する部分から側面部分の少なくとも一部までを、基板と反対側から第１遮光膜によって覆うことが可能となる。従って、第１遮光膜によって、半導体層に対して基板とは反対側に面する部分から側面部分に対して、基板とは反対側から入射する光や半導体層の側面部分に横方向から入射する光を遮光し、低減することができる。その結果、半導体層の表面のうち上面から側面側まで、第１遮光膜によって遮光性を強化することが可能となり、半導体層における光リーク電流を抑制することができる。

従って、以上説明したような本発明の電気光学装置では、各画素でトランジスタの光リーク電流を低減し、フリッカ等の表示不良を抑制して高品位な表示を行うことが可能となる。

本発明の電気光学装置の一態様では、前記第１層間絶縁膜は、ＨＤＰ―ＣＶＤ法により形成される。

この態様によれば、第１層間絶縁膜の表面に凸部に基づく段差形状に沿って生じる段差が、基板の表面における凸部と他部との段差と著しく異ならないように形成することが可能となる。よって、第１遮光膜を第１層間絶縁膜の表面形状に沿って形成することで、より確実に半導体層の表面において側面側までの遮光性を強化することができる。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記基板と前記半導体層との間に、前記半導体層に少なくとも部分的に重なるように形成された第２遮光膜を備え、前記凸部は、前記第２遮光膜に応じたパターンで形成される。

この態様によれば、第２遮光膜は、基板の側から半導体層に対して進行する光を少なくとも部分的に遮光可能なように、遮光性を有する材料により、半導体層に少なくとも部分的に重なるように形成される。凸部は第２遮光膜に応じたパターンで形成される。ここに、電気光学装置の製造プロセスにおいて、例えば第２遮光膜を形成後、第２遮光膜をマスクにして基板或いは基板上に形成された絶縁膜又は導電膜にエッチングを施すことで凸部を形成する。従って、第２遮光膜及び凸部の各々のパターニングの際に、凸部と第２遮光膜との位置ずれが生じるのを防止し、凸部と第２遮光膜とをより簡易な製造プロセスにより製造することができる。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記凸部は、前記基板、前記基板上に形成された絶縁膜又は導電膜の少なくともいずれかが掘り込まれることにより形成される。

このように構成すれば、電気光学装置の製造プロセスにおいて、例えば第２遮光膜を形成後、例えば第２遮光膜をマスクにして基板にエッチングを施すことで、凸部を容易に形成することができる。

上述した第２遮光膜を備える態様では、ＨＤＰ―ＣＶＤ法により形成され、前記第２遮光膜と前記トランジスタとを層間絶縁する第２層間絶縁膜を備えてもよい。

この場合には、上述したように第１層間絶縁膜をＨＤＰ―ＣＶＤ法により形成する場合と同様に、第２層間絶縁膜の表面に凸部に沿って生じる段差が、基板の表面における凸部と他部との段差と著しく異ならないように形成することが可能となる。従って、基板上における凸部に基づく段差形状を、第１層間絶縁膜の表面形状に、より確実に反映させることができる。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記基板上で互いに交差するデータ線及び走査線を備え、前記第１遮光膜は、前記データ線の少なくとも一部を兼ねる。

この態様では、第１遮光膜が少なくとも部分的にデータ線を兼ねるので、基板上の積層構造を簡略化することが可能となる。

上述した第２遮光膜を備える態様では、前記基板上で互いに交差するデータ線及び走査線を備え、前記第２遮光膜は、前記走査線の少なくとも一部を兼ねるように構成してもよい。

この場合には、第２遮光膜が少なくとも部分的に走査線を兼ねるので、基板上の積層構造を簡略化することが可能となる。

本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置（但し、その各種態様も含む）を具備してなる。

本発明の電子機器によれば、上述した本発明の電気光学装置を具備してなるので、高品位な表示を行うことが可能な、投射型表示装置、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。

本発明の電気光学装置の製造方法は上記課題を解決するために、基板と、該基板上に設けられた画素電極と、前記基板上に設けられ、（ｉ）前記画素電極に電気的に接続された半導体層及び（ｉｉ）該半導体層と異なる層に配置されたゲート電極を含むトランジスタと、前記前記半導体層に第１層間絶縁膜を介して配置され、前記半導体層に少なくとも部分的に重なるように形成された第１遮光膜とを備える電気光学装置を製造する電気光学装置の製造方法であって、前記基板の表面に、前記基板における前記半導体層が形成される領域の少なくとも一部が、前記半導体層側に向かって局所的に突出するように凸部を形成する工程と、前記第１層間絶縁膜における前記凸部に基づく段差形状に沿って、前記半導体層の上面及び側面の少なくとも一部を、前記基板とは反対側から覆うように、前記第１遮光膜を形成する工程とを含む。

本発明の電気光学装置の製造方法によれば、上述した本発明の電気光学装置と同様に、各画素でトランジスタの光リーク電流を低減し、フリッカ等の表示不良を抑制して電気光学装置において高品位な表示を行うことが可能となる。尚、本実施形態の電気光学装置の製造方法において、上述した本発明の電気光学装置の各種態様に対応する各種態様を採ることも可能である。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。

以下図面を参照しながら、本発明に係る電気光学装置、並びに電子機器の各実施形態を説明する。尚、本実施形態では、電気光学装置の一例として、駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例に挙げる。

先ず、本実施形態に係る液晶装置の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。ここに図１は、ＴＦＴアレイ基板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液晶装置の平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ’線断面図である。

図１及び図２において、本実施形態に係る液晶装置では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば石英基板、ガラス基板等の透明基板、又はシリコン基板である。対向基板２０も好ましくはＴＦＴアレイ基板１０と同様に透明基板である。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が封入されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。

シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（即ち、基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。本実施形態に係る液晶装置は、プロジェクタのライトバルブ用として小型で拡大表示を行うのに適している。

シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。

周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域１０ａの両側に設けられた二つの走査線駆動回路１０４間をつなぐため、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして複数の配線１０５が設けられている。

対向基板２０の４つのコーナー部に対して、両基板間において上下導通材１０６が配置されている。他方、ＴＦＴアレイ基板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アレイ基板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アレイ基板１０上には、駆動素子である画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成される。画像表示領域１０ａ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がマトリクス状に設けられている。画素電極９ａ上には、配向膜（図２中、図示省略）が形成されている。他方、対向基板２０におけるＴＦＴアレイ基板１０との対向面上に、遮光膜２３が形成されている。遮光膜２３は、例えば遮光性金属膜等から形成されており、対向基板２０上の画像表示領域１０ａ内で、例えば格子状等にパターニングされている。そして、遮光膜２３上（図２中、遮光膜２３より下側）に、ＩＴＯ等の透明材料からなる対向電極２１が複数の画素電極９ａと対向してベタ状に形成されている。対向電極２１上（図２中、対向電極２１より下側）には配向膜が形成されている（図２中、図示省略）。また、液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。

尚、図１及び図２に示したＴＦＴアレイ基板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等の駆動回路に加えて、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。

次に、本実施形態に係る液晶装置の画素部の電気的な構成について、図３を参照して説明する。ここに図３は、本実施形態に係る液晶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、配線等の等価回路図である。

図３において、画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状に形成された複数の画素の夫々には、画素電極９ａ及び本発明に係る「トランジスタ」の一例としてのＴＦＴ３０が形成されている。ＴＦＴ３０は、画素電極９ａに電気的に接続されており、液晶装置の動作時に画素電極９ａをスイッチング制御する。画像信号が供給されるデータ線６ａは、ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。

ＴＦＴ３０のゲートに走査線１１ａが電気的に接続されており、本実施形態に係る液晶装置は、所定のタイミングで、走査線１１ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９ａは、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが所定のタイミングで書き込まれる。画素電極９ａを介して電気光学物質の一例としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。

液晶層５０（図２参照）を構成する液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として液晶装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射される。

ここで保持された画像信号がリークすることを防ぐために、画素電極９ａと対向電極２１（図２参照）との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。蓄積容量７０は、画像信号の供給に応じて各画素電極９ａの電位を一時的に保持する保持容量として機能する容量素子である。蓄積容量７０の一方の電極は、画素電極９ａと並列してＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続され、他方の電極は、定電位となるように、電位固定の容量線３００に電気的に接続されている。蓄積容量７０によれば、画素電極９ａにおける電位保持特性が向上し、コントラスト向上やフリッカの低減といった表示特性の向上が可能となる。尚、蓄積容量７０は、後述するように、ＴＦＴ３０へ入射する光を遮る内蔵遮光膜としても機能する。

次に、上述の動作を実現する画素部の具体的な構成について、図４から図６を参照して説明する。図４は、相隣接する複数の画素部の平面図であり、図５は、図４に示す第１層目から第３層目までの各種構成要素に着目して示す平面図であり、図６は、図４のＡ０−Ａ０’線断面図である。図４から図６では、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。この点については、後述する各図についても同様である。図４から図６では、説明の便宜上、画素電極９ａより上側に位置する部分の図示を省略している。

図４において、画素電極９ａは、ＴＦＴアレイ基板１０上に、マトリクス状に複数設けられている。なお、図４中には、任意の一画素に着目して、かかる画素における画素電極９ａの構成を概略的に図示してある。画素電極９ａの縦横の境界にそれぞれ沿って、データ線６ａ及び走査線１１ａが設けられている。即ち、走査線１１ａは、Ｘ方向に沿って延びており、データ線６ａは、走査線１１ａと交差するように、Ｙ方向に沿って延びている。走査線１１ａ及びデータ線６ａが互いに交差する個所の各々には画素スイッチング用のＴＦＴ３０が設けられている。

走査線１１ａ、データ線６ａ、蓄積容量７０、ＴＦＴ３０、シールド層４０２及び中継層９３は、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、画素電極９ａに対応する各画素の開口領域（即ち、各画素において、表示に実際に寄与する光が透過又は反射される領域）を囲む非開口領域内に配置されている。即ち、これらの走査線１１ａ、データ線６ａ、蓄積容量７０、ＴＦＴ３０、シールド層４０２及び中継層９３は、表示の妨げとならないように、各画素の開口領域ではなく、非開口領域内に配置されている。

以下、ＴＦＴアレイ基板１０上の画素部の積層構造について第１層から順に、説明する。

第１層には、タングステンシリサイド（ＷＳｉ）等の高融点金属又は高融点金属シリサイドにより、例えば２００ｎｍの膜厚で走査線１１ａが設けられている。走査線１１ａは、図４又は図５に示すようにＸ方向に沿って延びる部分と共に、該部分からＴＦＴ３０の少なくともチャネル領域１ａ'と重なるようにＹ方向に沿って延在する部分を有している。

走査線１１ａは、図６において、ＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ'、データ線側ＬＤＤ領域１ｂ及び画素電極側ＬＤＤ領域１ｃ、並びにデータ線側ソースドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソースドレイン領域１ｅに対向する領域を含むように、好ましくは形成される。よって、走査線１１ａによって、ＴＦＴアレイ基板１０における裏面反射や、複板式のプロジェクタ等で他の液晶装置から発せられ合成光学系を突き抜けてくる光などの、戻り光に対してＴＦＴ３０の少なくともチャネル領域１ａ'を殆ど或いは完全に遮光できる。即ち、走査線１１ａは、走査信号を供給する配線として機能すると共に戻り光に対するＴＦＴ３０の下側遮光膜として機能することが可能である。走査線１１ａは本発明に係る「第２遮光膜」の一例を構成する。従って、本実施形態では走査線１１ａが部分的に第２遮光膜を兼ねる構成のため、画素の積層構造をより簡略化させることができる。

図６において、走査線１１ａ及び第２層のＴＦＴ３０間は、本発明に係る「第２層間絶縁膜」の一例である下地絶縁膜１２によって絶縁されている。下地絶縁膜１２は、走査線１１ａからＴＦＴ３０を絶縁する機能の他、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に形成されることにより、ＴＦＴアレイ基板１０の表面の研磨時における荒れや、洗浄後に残る汚れ等で画素スイッチング用のＴＦＴ３０の特性の劣化を防止する機能を有する。なお、下地絶縁膜１２は、例えばＴＥＯＳ（珪酸エチル）膜を膜厚４００ｎｍ及びＨＴＯ（High Temperature Oxide）膜を膜厚５０ｎｍで積層してなる２層構造を有する。

第２層には、半導体層１ａ及びゲート電極３ａを含むＴＦＴ３０が設けられている。

図６において、半導体層１ａは、例えばアモルファスシリコンから膜厚が５５ｎｍとして形成され、図４又は図５に示すＸ方向に沿ったチャネル長を有するチャネル領域１ａ'、データ線側ＬＤＤ領域１ｂ及び画素電極側ＬＤＤ領域１ｃ、並びにデータ線側ソースドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソースドレイン領域１ｅからなる。即ち、ＴＦＴ３０はＬＤＤ構造を有している。尚、図４又は図５において半導体層１ａにおける各領域については図示を省略してある。

データ線側ソースドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソースドレイン領域１ｅは、チャネル領域１ａ'を基準として、図４又は図５に示すＸ方向に沿ってほぼミラー対称に形成されている。データ線側ＬＤＤ領域１ｂは、チャネル領域１ａ'及びデータ線側ソースドレイン領域１ｄ間に形成されている。画素電極側ＬＤＤ領域１ｃは、チャネル領域１ａ'及び画素電極側ソースドレイン領域１ｅ間に形成されている。データ線側ＬＤＤ領域１ｂ、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃ、データ線側ソースドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソースドレイン領域１ｅは、例えばイオンプランテーション法等の不純物打ち込みによって半導体層１ａに不純物を打ち込んでなる不純物領域である。データ線側ＬＤＤ領域１ｂ及び画素電極側ＬＤＤ領域１ｃはそれぞれ、データ線側ソースドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソースドレイン領域１ｅよりも不純物の少ない低濃度な不純物領域として形成される。このような不純物領域によれば、ＴＦＴ３０の非動作時において、ソース領域及びドレイン領域に流れるオフ電流を低減し、且つＴＦＴ３０の動作時に流れるオン電流の低下を抑制できる。尚、ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ構造を有することが好ましいが、データ線側ＬＤＤ領域１ｂ、画素電極側ＬＤＤ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、ゲート電極をマスクとして不純物を高濃度に打ち込んでデータ線側ソースドレイン領域及び画素電極側ソースドレイン領域を形成する自己整合型であってもよい。

図４から図６において、ゲート電極３ａが、例えば導電性ポリシリコンとタングステンシリサイド（ＷＳｉ）とを夫々膜厚が１００ｎｍとして積層することにより形成される。ゲート電極３ａは、半導体層１ａとゲート絶縁膜２によって絶縁されている。本実施形態では、図４又は図５において、下地絶縁膜１２において、半導体層１ａの脇にはコンタクトホール８１０が開口される。ゲート電極３ａは、コンタクトホール８１０内にまで連続的に形成されて走査線１１ａと電気的に接続される。

図６において、ＴＦＴ３０より上層側には、第２層及び第３層間を層間絶縁する、層間絶縁膜４１が本発明に係る「第１層間絶縁膜」の一例として設けられる。層間絶縁膜４１は、例えばＴＥＯＳ膜により膜厚が４００ｎｍとして形成される。層間絶縁膜４１には、画素電極側ソースドレイン領域１ｅと中継層９３とを電気的に接続するためのコンタクトホール８３が開口される。また、データ線側ソースドレイン領域１ｄとデータ線６ａとを電気的に接続するためのコンタクトホール８１も、開口される。

層間絶縁膜４１より上層側の第３層には、データ線６ａ及び中継層９３が設けられる。図６において、データ線６ａは、コンタクトホール８１を介して、半導体層１ａのデータ線側ソースドレイン領域１ｄと電気的に接続される。また、中継層９３は、コンタクトホール８３を介して画素電極側ソースドレイン領域１ｅに電気的に接続されると共に、コンタクトホール８４を介して第５層目の下部容量電極７１と電気的に接続される。データ線６ａ及び中継層９３は、例えば金属膜等の導電材料で構成される薄膜を層間絶縁膜４１上に薄膜形成法を用いて形成しておき、当該薄膜を部分的に除去、即ちパターニングすることによって相互に離間させた状態で形成される。従って、データ線６ａ及び中継層９３を同一工程で形成できるため、装置の製造プロセスを簡便にできる。なお、例えばデータ線６ａ及び中継層９３は夫々、膜厚が２０ｎｍのチタン（Ｔｉ）膜、膜厚が５０ｎｍの窒化チタン（ＴｉＮ）膜、膜厚が３５０ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）膜、膜厚が１５０ｎｍのＴｉＮ膜をこの順に積層してなる４層構造を有する。

図４又は図５において、データ線６ａは、本発明に係る「第１遮光膜」の一例であり、Ｙ方向に沿って延在する部分から半導体層１ａと少なくとも部分的に重なってＸ方向に沿って延在する部分を有する。従って、データ線６ａにおいてＸ方向に沿って延在する部分において、半導体層１ａに対してＴＦＴアレイ基板１ａと反対側から、即ち図６において半導体層１ａの上層側から進行してくる光を遮光することができる。従って、本実施形態ではデータ線６ａが部分的に第１遮光膜を兼ねる構成のため、画素の積層構造をより簡略化させることができる。

図６において、データ線６ａ及び中継層９３より上層側には、第３層及び第４層間を層間絶縁する層間絶縁膜４２が、例えば膜厚が４００ｎｍのＴＥＯＳ膜により形成される。コンタクトホール８４は層間絶縁膜４２及び４３を貫通して、中継層９３の表面に達するように開口される。なお、好ましくは、層間絶縁膜４２の表面に対して、例えばＣＭＰ（化学的機械研磨）法等による平坦化処理が行われる。

第４層には、シールド層４０２が設けられる。図４において、シールド層４０２は、データ線６ａと同方向即ちＹ方向及び走査線１１ａと同方向即ちＸ方向に沿った格子状のパターンとして延設される。半導体層１ａにおいて少なくともチャネル領域１ａ'に対向する領域に、データ線６ａ及びシールド層４０２が配線されている。よって、半導体層１ａにおける少なくともチャネル領域１ａ'に対して上層側から進行する光を、データ線６ａ及びシールド層４０２によって遮光することが可能となる。シールド層４０２は、例えば、膜厚が２００ｎｍのＡｌ膜及び膜厚が１００ｎｍのＴｉＮ膜を積層してなる２層構造を有する遮光膜からなる。

図６において、シールド層４０２より上層側には、第４層及び第５層間を層間絶縁する層間絶縁膜４３が、例えば膜厚が２００ｎｍのＴＥＯＳ膜により形成される。コンタクトホール８４は、シールド層４０２に図４及び図６に示すように設けられた開口内に配置されて層間絶縁膜４２及び４３を貫通して開口され、中継層９３の表面に達する。

層間絶縁膜４３より上層側の第５層には、下部容量電極７１、及び誘電体膜７５を介して下部容量電極７１と対向する上部容量電極３００を有する蓄積容量７０が形成される。

上部容量電極は、容量線３００と一体的に形成される。容量線３００は、例えば、膜厚が２００ｎｍのＡｌ膜及び膜厚が１００ｎｍのＴｉＮ膜からなる２層構造を有する。容量線３００は、その詳細な構成については図示を省略してあるが、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、固定電位に維持される。容量線３００は、図４において、半導体層１ａ上において、少なくともチャネル領域１ａ'に重なるように、Ｙ方向に沿って延在する部分と、該部分からＸ方向に沿って延在する部分を有する。容量線３００において、下部容量電極７１と重なるようにＸ及びＹ方向の各々に沿って延在する部分が上部容量電極として機能する。よって、上部容量電極は固定電位に維持される、固定電位側容量電極として機能する。

下部容量電極７１は、例えば膜厚が１００ｎｍとしてＴｉＮ膜により形成される。下部容量電極７１は、図４において、Ｙ方向及びＸ方向の各々に、上部容量電極３００と誘電体膜７５を介して重なるように延在する部分を有する。そして、Ｘ方向に延在する部分において、中継層９３と重なってコンタクトホール８４を介して電気的に接続される。中継層９３は上述したようにコンタクトホール８３を介して画素電極側ソースドレイン領域１ｅと電気的に接続される。また、Ｘ方向及びＹ方向の各々に延在する部分の互いに交差する部分が、容量線３００の配置を避けて露出し、コンタクトホール８５を介して第６層目の画素電極９ａと電気的に接続される。従って、下部容量電極７１は、画素電位に維持される、画素電位側容量電極として機能する。

図６において、蓄積容量７０より上層側には、第５層及び第６層間を層間絶縁する層間絶縁膜４４が、例えば膜厚が４００ｎｍのＴＥＯＳ膜により形成される。コンタクトホール８５は層間絶縁膜４４を貫通して、下部容量電極７１の表面に達するように開口される。なお、好ましくは、層間絶縁膜４４の表面に対して平坦化処理が行われる。

図４又は図６において、第６層には、画素電極９ａが形成される。図６に示すように、画素電極９ａは、中継層９３及び下部容量電極７１によって、コンタクトホール８５、８４及び８３を介して中継されつつ、半導体層１ａの画素電極側ソースドレイン領域１ｅに電気的に接続されている。図２を参照して既に説明したように、画素電極９ａの上側表面には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜が設けられている。

以上に説明した画素部の構成は、図４に示すように、各画素部に共通である。画像表示領域１０ａ（図１参照）には、かかる画素部が周期的に形成されている。

次に、図７を参照して本実施形態において特徴的なＴＦＴ３０に対する遮光構造について、より詳細に説明する。図７は、図５のＢ０―Ｂ０’線断面図である。図７中、半導体層１ａに対して上層側或いは側面側から進行してくる光の進行方向の一例を、黒塗り矢印で示してある。

ＴＦＴアレイ基板１０は図４から図６を参照して説明した画素の積層構造の下地であり、図７に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０においてＴＦＴ３０の半導体層１ａの少なくとも一部の下地となる一部は凸状に突出する凸部１１０として形成される。凸部１１０は、ＴＦＴアレイ基板１０の一部が例えばエッチング等により掘り込まれることにより形成される。

本実施形態では凸部１１０は、好ましくは走査線１１ａに応じたパターンで形成される。この場合、ＴＦＴアレイ基板１０において、半導体層１ａの下地となる一部を含む走査線１１ａの下地部分が凸状に突出した凸部１１０として、例えば図５に示す走査線１１ａと同形状のパターンで形成される。

図７において、凸部１１０は、ＴＦＴアレイ基板１０上に、半導体層１ａ側に向かって局所的に突出するように形成されている。より具体的には、凸部１１０は、ＴＦＴアレイ基板１０において半導体層１ａの下地となる表面部分が、半導体層１ａの側面側へ延在するＴＦＴアレイ基板１０の他部に対して凸状に突出するように形成される。よって、ＴＦＴアレイ基板１０において凸部１１０の半導体層１ａの下地となる表面部分と、半導体層１ａの脇における他部の表面部分との間に段差が生じている。更に、凸部１１０が走査線１１ａの下地としても形成されており、走査線１１ａの凸部１１０上に位置する表面部分と、ＴＦＴアレイ基板１０の半導体層１ａの脇に延在する他部との間に段差が生じている。

このような段差形状が、下地絶縁膜１２を介してそれよりも上層側の層間絶縁膜４１の表面形状に反映されるように形成される。本実施形態では特に、下地絶縁膜１２及び層間絶縁膜４１は夫々ＨＤＰ―ＣＶＤ法により形成されるのが好ましい。ＨＤＰ―ＣＶＤ法によれば、成膜とスパッタ（による膜のエッチング）とを同時に進行させることができる。そして条件設定により、上述の成膜のレートとエッチングのレートとの比を所定の範囲内で制御できる。これにより、図７において特に凸部１１０上に位置する走査線１１ａの端部Ｅ１（凸部１１０の角部に位置する走査線１１ａの端部）に対応する部分では、下地絶縁膜１２及び層間絶縁膜４１の各々の成膜のレートよりエッチングのレートの方が高くなり、図７に示すような凸部１１０及び走査線１１ａの段差形状に沿う急峻な表面形状を有する膜が得られる。

従って、下地絶縁膜１２及び層間絶縁膜４１の各々の表面形状を、凸部１１０及び走査線１１ａによる段差形状を著しく変形させないように、これに対応して形成することができる。よって、下地絶縁膜１２の表面に凸部１１０及び走査線１１ａに基づいて生じる段差が、凸部１１０上に位置する走査線１１ａの表面部分と、ＴＦＴアレイ基板１０の半導体層１ａの脇における他部の表面部分との間に生じる段差に対して著しく異ならないように形成することが可能となる。従って、更に下地絶縁膜１２より上層側の層間絶縁膜４１において、凸部１１０及び走査線１１ａによる段差形状が著しく変化しないように下地絶縁膜１２を介して、その表面形状に反映させることができる。

これにより、層間絶縁膜４１の表面は、凸部１１０上の走査線１１ａの表面部分と重なる部分と、ＴＦＴアレイ基板１０の半導体層１ａの脇における他部の表面部分と重なる他の部分とで段差が生じるように形成される。よって、ＴＦＴアレイ基板１０上において層間絶縁膜４１と半導体層１ａとは、層間絶縁膜４１の表面において凸部１１０上の走査線１１ａの表面部分と重なる部分に対して段差が生じる他の部分が、半導体層１ａの側面の位置と同位置（同じ高さ）或いはそれと段差が生じる位置（即ち図７中半導体層１ａの側面より下側）となるように配置される。

図７においてデータ線６ａは、このような層間絶縁膜４１の表面における段差形状に沿って形成される。より具体的には、データ線６ａは、層間絶縁膜４１の表面において凸部１１０上の走査線１１ａの表面部分と重なる部分から、該部分と段差が生じる他の部分までの表面形状に沿って形成される。よって、半導体層１ａの表面において、ＴＦＴアレイ基板１０とは反対側即ち上層側に面する部分から側面部分の少なくとも一部までを、上層側からデータ線６ａによって覆うことが可能となる。言い換えれば、データ線６ａを、半導体層１ａの上層側表面（即ち、上面）に加えて、半導体層１ａの側面を覆うように形成することができる（つまり、半導体層１ａを上層側及び側面側から囲むようにデータ線６ａを形成することができる）。

ここに、図８を参照して本実施形態の比較例について、異なる点についてのみ詳細に説明する。図８は、比較例について図７に対応する断面部分の構成を示す断面図である。尚、図８中において図７と同様の構成については同一番号を付して示し、その説明を省略する。

図８において、ＴＦＴアレイ基板１０には凸部１１０は形成されず、下地絶縁膜１２及び層間絶縁膜４１には夫々、走査線１１ａの存在に起因する段差形状のみが生じており、データ線６ａは、層間絶縁膜４１の表面形状に沿って形成される。この場合には、半導体層１ａの表面において、ＴＦＴアレイ基板１０とは反対側即ち上層側に面する部分を、上層側からデータ線６ａによって覆うことが可能となる。従って、図８中黒塗りの矢印によって示す進行方向により上層側から斜め方向に進行してくる光の一部はデータ線６ａによって遮光することが可能であるが、このような斜め方向の光でも半導体層１ａの側面側に進行する横方向に近い或いは同一の方向の光を遮光することができず、半導体層１ａの側面側における遮光性が低下するおそれがある。

これに対して本実施形態では、図７中黒塗りの矢印によって示すように、データ線６ａによって、半導体層１ａに対して上層側に面する部分から側面部分にかけて、上層側から斜め方向に入射する光に加えて半導体層１ａの側面部分に横方向から入射する光をもより確実に遮光し、低減することができる。その結果、半導体層１ａの表面において側面側まで、データ線６ａによって遮光性を強化することが可能となり、ＴＦＴ３０における光リーク電流を抑制することができる。更に、本実施形態では、遮光膜としても機能する走査線１１ａが半導体層１ａの下層側に形成されているので、遮光膜としてのデータ線６ａ及び走査線１１ａによって、半導体層１ａをより確実に取り囲むことができ、ＴＦＴ３０における光リーク電流をより一層確実に抑制することができる。

従って、以上説明したような本実施形態に係る液晶装置によれば、各画素でＴＦＴ３０の光リーク電流を低減できる。従って、フリッカ等の表示不良が低減された高品位な表示を行うことが可能となる。

尚、図７に示す遮光構造では、ＴＦＴアレイ基板１０に凸部１１０を設けるようにしたが、これに加えて若しくは代えて走査線１１ａの膜厚を調整して凸部の高さを所定値とするようにしてもよい。即ち、この場合には凸部１１０がＴＦＴアレイ基板１０に設けられると共に走査線１１ａの膜厚が調整されて、或いは、凸部１１０が形成されず走査線１１ａの膜厚のみが調整されて、下地絶縁膜１２を介してそれよりも上層側の層間絶縁膜４１の表面における段差形状に反映され、半導体層１ａとデータ線６ａとの配置関係が決定される。従って、凸部１１０に加えて若しくは代えて走査線１１ａの膜厚を調整することで、半導体層１ａに対するデータ線６ａの配置を調整し、より確実に半導体層１ａの表面において側面側までの遮光性を強化することができる。

次に、上述した液晶装置の製造方法について、本実施形態において特徴的な図７を参照して説明した遮光構造に係る製造プロセスについてのみ着目して、図９又は図１０を参照して説明する。図９及び図１０は夫々、遮光構造に係る製造プロセスについて各工程における図７に示す断面部分の構成を示す工程図である。以下では、図４から図６を参照して説明した画素の積層構造のうち、図７を参照して説明した遮光構造に係る製造プロセスについてのみ詳述し、それ以外の各種構成要素の製造プロセスについては説明を省略する。

図９（ａ）において、ＴＦＴアレイ基板１０上に走査線１１ａを形成し、図９（ｂ）において、走査線１１ａをマスクとしてＴＦＴアレイ基板１０に対してエッチングを施して凸部１１０を形成する。その後、図９（ｃ）において、ＨＤＰ―ＣＶＤ法により下地絶縁膜１２を形成し、ＴＦＴ３０を形成する。

続いて図１０（ａ）において、ＨＤＰ―ＣＶＤ法により層間絶縁膜４１を形成した後、図１０（ｂ）において、データ線６ａを形成し、その後、層間絶縁膜４２を形成する。

従って、本実施形態の遮光構造に係る製造プロセスによれば、走査線１１ａと、凸部１１０とをパターニングする際に、凸部１１０と走査線１１ａとの位置ずれが生じるのを防止し、より簡易な製造プロセスにより製造することができる。

上述した本実施形態の変形例について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、変形例における図７に対応する断面部分の構成を示す断面図であり、図１２は、変形例の遮光構造に係る製造プロセスについて各工程における図１１に示す断面部分の構成を示す工程図である。

本変形例では図１１において、ＴＦＴアレイ基板１０上に、凸部２１０がポリシリコン膜から形成される。凸部２１０は、ＴＦＴアレイ基板１０における静電気を抑制するための前処理においてＴＦＴアレイ基板１０上の全面にポリシリコン膜が形成された後、該ポリシリコン膜が走査線１１ａに応じたパターンでパターニングされることにより形成される。

図１２を参照して、本変形例において特徴的な凸部２１０の形成に係る製造プロセスについてのみ説明する。図１２（ａ）において、ＴＦＴアレイ基板１０上に前処理としてポリシリコン膜２１０を形成した後、図１２（ｂ）において、ポリシリコン膜２１０上に走査線１１ａとなる導電膜を形成する。その後、図１２（ｃ）において、走査線１１ａのパターニングと同時に、例えばドライエッチングをポリシリコン膜２１０に対しても施して、走査線１１ａ及びこれに対応するパターンでポリシリコン膜２１０により凸部を形成する。

従って、以上説明したような本変形例においても本実施形態と同様の利益を得ることが可能である。

次に、上述した電気光学装置である液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について説明する。ここに図１３は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。以下では、こ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１３に示されるように、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１１０４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パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇに入射される。

液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇの構成は、上述した液晶装置と同等であり、画像信号処理回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネル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。このダイクロイックプリズム１１１２においては、Ｒ及びＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。従って、各色の画像が合成される結果、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。

尚、図１３を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型のパーソナルコンピュータや、携帯電話、液晶テレビ、ビューファインダ型、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が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。

また、本発明は上述の各実施形態で説明した液晶装置以外にも反射型液晶装置（ＬＣＯＳ）等にも適用可能である。

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その製造方法、ならびに該電気光学装置を備えた電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

液晶装置の概略的な平面図である。 図１のＨ−Ｈ’線断面図である。 本実施形態に係る液晶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、配線等の等価回路図である。 相隣接する複数の画素部の平面図である。 図４に示す第１層目から第３層目までの各種構成要素に着目して示す平面図である。 図４のＡ０−Ａ０’線断面図である。 図５のＢ０―Ｂ０’線断面図である。 比較例について図７に対応する断面部分の構成を示す断面図である。 遮光構造に係る製造プロセスについて各工程における図７に示す断面部分の構成を示す工程図（その１）である。 遮光構造に係る製造プロセスについて各工程における図７に示す断面部分の構成を示す工程図（その２）である。 変形例における図７に対応する断面部分の構成を示す断面図である。 変形例の遮光構造に係る製造プロセスについて各工程における図１１に示す断面部分の構成を示す工程図である。 液晶装置を適用した電子機器の一例たるプロジェクタの構成を示す平面図である。

符号の説明

１ａ…半導体層、１ａ'…チャネル領域、１ｂ…データ線側ＬＤＤ領域、１ｃ…画素電極側ＬＤＤ領域、１ｄ…データ線側ソースドレイン領域、１ｅ…画素電極側ソースドレイン領域、３ａ…ゲート電極、６ａ…データ線、９ａ…画素電極、１０…ＴＦＴアレイ基板、１０ａ…画像表示領域、１１ａ…走査線、３０…ＴＦＴ、１２、４１…層間絶縁膜、１１０…凸部

Claims (9)

1. 基板と、
   該基板上に設けられた画素電極と、
   前記基板上に設けられ、（ｉ）前記画素電極に電気的に接続された半導体層及び（ｉｉ）該半導体層と異なる層に配置されたゲート電極を含むトランジスタと、
   前記半導体層に第１層間絶縁膜を介して配置され、前記半導体層に少なくとも部分的に重なるように形成された第１遮光膜と
   を備え、
   前記基板上には、前記基板における前記半導体層が形成された領域の少なくとも一部が、前記半導体層側に向かって局所的に突出する凸部が形成されており、
   前記第１遮光膜は、前記第１層間絶縁膜における前記凸部に基づく段差形状に沿って、前記半導体層の上面及び側面の少なくとも一部を、前記基板とは反対側から覆うように形成される
   ことを特徴とする電気光学装置。
2. 前記第１層間絶縁膜は、ＨＤＰ―ＣＶＤ法により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. 前記基板と前記半導体層との間に、前記半導体層に少なくとも部分的に重なるように形成された第２遮光膜を備え、
   前記凸部は、前記第２遮光膜に応じたパターンで形成される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
4. 前記凸部は、前記基板、前記基板上に形成された絶縁膜又は導電膜の少なくともいずれかが掘り込まれることにより形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
5. ＨＤＰ―ＣＶＤ法により形成され、前記第２遮光膜と前記トランジスタとを層間絶縁する第２層間絶縁膜を備えることを特徴とする請求項３又は４に記載の電気光学装置。
6. 前記基板上で互いに交差するデータ線及び走査線を備え、
   前記第１遮光膜は、前記データ線の少なくとも一部を兼ねる
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電気光学装置。
7. 前記基板上で互いに交差するデータ線及び走査線を備え、
   前記第２遮光膜は、前記走査線の少なくとも一部を兼ねる
   ことを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の電気光学装置。
8. 請求項１から７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。
9. 基板と、該基板上に設けられた画素電極と、前記基板上に設けられ、（ｉ）前記画素電極に電気的に接続された半導体層及び（ｉｉ）該半導体層と異なる層に配置されたゲート電極を含むトランジスタと、前記半導体層に第１層間絶縁膜を介して配置され、前記半導体層に少なくとも部分的に重なるように形成された第１遮光膜とを備える電気光学装置を製造する電気光学装置の製造方法であって、
   前記基板の表面に、前記基板における前記半導体層が形成される領域の少なくとも一部が、前記半導体層側に向かって局所的に突出するように凸部を形成する工程と、
   前記第１層間絶縁膜における前記凸部に基づく段差形状に沿って、前記半導体層の上面及び側面の少なくとも一部を、前記基板とは反対側から覆うように、前記第１遮光膜を形成する工程と
   を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。

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