JP2011158700A - Electro-optical device and electronic apparatus, and method for manufacturing the electro-optical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば液晶表示装置等の電気光学装置、及び該電気光学装置を備えた、例えば液晶プロジェクター等の電子機器、並びに電気光学装置の製造方法の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of an electro-optical device such as a liquid crystal display device, an electronic apparatus such as a liquid crystal projector including the electro-optical device, and a method of manufacturing the electro-optical device.
この種の電気光学装置として、基板上に複数の導電膜及び絶縁膜を積層することにより構成されるものがある。基板上には、例えば走査線及びデータ線等の各種配線や、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)等の各種素子が形成される(例えば、特許文献1参照)。 As this type of electro-optical device, there is one configured by laminating a plurality of conductive films and insulating films on a substrate. Various wirings such as scanning lines and data lines, and various elements such as thin film transistors (TFTs) are formed on the substrate (see, for example, Patent Document 1).
上述したような電気光学装置では、動作時に照射される光が薄膜トランジスタに入射することで、光リーク電流が発生してしまうおそれがある。このため、例えば特許文献2では、メタル層及びバリア層を積層してなる遮光膜を用いることで、遮光性能を向上させるという技術が提案されている。
In the electro-optical device as described above, light leaked during operation may be incident on the thin film transistor, thereby causing a light leakage current. For this reason, for example,
しかしながら、上述した複数の層が積層された遮光膜を用いる技術には、遮光膜を形成することによって比較的大きな段差ができてしまうおそれがある。即ち、多くの層を積層した部分とそうでない部分とで膜厚に大きな差が生じてしまう。このような段差は、例えば表示画像の品質低下や装置の信頼性の低下を招いてしまう。 However, in the technique using the light shielding film in which a plurality of layers described above are stacked, there is a possibility that a relatively large step is formed by forming the light shielding film. That is, there is a large difference in film thickness between a portion where many layers are laminated and a portion where it is not. Such a step causes, for example, a reduction in display image quality and a reduction in device reliability.
また上述した技術では、多くの層が積層されることによって、ストレスに起因するクラックが発生し易くなってしまう。クラックは、積層の数が多いほど(言い換えれば、遮光性能を高めようとする程)発生し易くなってしまう。 Further, in the above-described technique, a large number of layers are stacked, so that cracks due to stress are likely to occur. Cracks are more likely to occur as the number of stacked layers increases (in other words, as the light shielding performance is increased).
以上のように、上述した技術には、仮に遮光性能を高めることが可能であったとしても、それに伴って様々な不都合が生じてしまうという技術的問題点がある。 As described above, even if it is possible to improve the light shielding performance, the above-described technique has a technical problem that various disadvantages are caused accordingly.
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、段差及びクラックの発生を防止しつつ、好適に遮光性能を高めることが可能な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を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of, for example, the above-described problems, and is capable of suitably improving light-shielding performance while preventing generation of steps and cracks, and manufacture of an electro-optical device. It is an object to provide a method.
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、電気光学物質を挟持した一対の基板と、前記一対の基板のうち一方の基板に設けられたスイッチング素子と、前記一方の基板の少なくとも前記スイッチング素子に対向する位置に設けられた第1層、第2層及び第3層を有する遮光膜と、を備え、前記第1層は、前記第2層の上層において前記第2層より狭い範囲に設けられ、前記第3層は、前記第1層を上層側から覆うように前記第2層と重なる領域に設けられている。 In order to solve the above problems, an electro-optical device of the present invention includes a pair of substrates sandwiching an electro-optical material, a switching element provided on one of the pair of substrates, and at least the one of the one substrates. A light-shielding film having a first layer, a second layer, and a third layer provided at a position facing the switching element, and the first layer is narrower than the second layer in the upper layer of the second layer The third layer is provided in a region overlapping the second layer so as to cover the first layer from the upper layer side.
本発明の電気光学装置は、例えば、画素電極及び該画素電極に電気的に接続された画素スイッチング用TFT等であるスイッチング素子が設けられた素子基板と、画素電極に対向する対向電極が設けられた対向基板との間に、液晶等の電気光学物質を挟持してなる。当該電気光学装置の動作時には、画像信号が画素電極へ選択的に供給されることで、複数の画素電極が配列された画素領域(或いは画像表示領域)における画像表示が行われる。尚、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が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半導体素子を介して画素電極に供給される。 The electro-optical device of the present invention includes, for example, an element substrate provided with a pixel electrode and a switching element such as a pixel switching TFT electrically connected to the pixel electrode, and a counter electrode facing the pixel electrode. An electro-optic material such as liquid crystal is sandwiched between the opposite substrate. During the operation of the electro-optical device, an image signal is selectively supplied to the pixel electrode, whereby image display is performed in a pixel region (or image display region) in which a plurality of pixel electrodes are arranged. The image signal is supplied from the data line to the pixel electrode via the semiconductor element at a predetermined timing by turning on and off a switching element electrically connected between the data line and the pixel electrode, for example.
本発明の電気光学装置によれば、基板におけるスイッチング素子に対向する位置に、遮光膜が設けられている。遮光膜は、スイッチング素子に光が入射するのを防止することで、光リーク電流の発生を防止する。光リーク電流の発生を防止することで、表示画像の品質低下や装置の信頼性を高めることが可能である。 According to the electro-optical device of the present invention, the light shielding film is provided at a position facing the switching element on the substrate. The light shielding film prevents light leakage current from occurring by preventing light from entering the switching element. By preventing the occurrence of light leakage current, it is possible to reduce the quality of the displayed image and increase the reliability of the apparatus.
ここで本発明に係る遮光膜は特に、第1層、第2層及び第3層の3つの層を有している。第1層は、第2層の上層において該第2層より狭い範囲に設けられ、第3層は、第1層を上層側から覆うように第2層と重なる領域に設けられている。即ち、第1層、第2層及び第3層は、下層側から第2層、第1層、第3層の順で積層されており、第1層は、第2層及び第3層に、夫々上層側及び下層側から覆われるように形成されている。第2層及び第3層は、例えば互いに同じ領域に形成される。 Here, the light-shielding film according to the present invention particularly has three layers of a first layer, a second layer, and a third layer. The first layer is provided in a range narrower than the second layer in the upper layer of the second layer, and the third layer is provided in a region overlapping the second layer so as to cover the first layer from the upper layer side. That is, the first layer, the second layer, and the third layer are laminated in order of the second layer, the first layer, and the third layer from the lower layer side, and the first layer is stacked on the second layer and the third layer. , So as to be covered from the upper layer side and the lower layer side, respectively. For example, the second layer and the third layer are formed in the same region.
上述した遮光膜には、第1層が存在する部分と存在しない部分とがある。即ち、第1層、第2層及び第3層の3層で構成される部分(以下、適宜「3層部分」と称する)と、第2層及び第3層の2層で構成される部分(以下、適宜「2層部分」と称する)がある。ここで、3層部分は積層数が多い分、2層部分より遮光性能が高い。一方で、2層部分は積層数が少ない分、3層部分よりストレスに起因するクラックが発生し難い。このような3層部分と2層部分の違いを利用することで、遮光性能を十分に高めつつ、クラックも防止することが可能となる。具体的には、比較的高い遮光性能が求められるような箇所には遮光性能の高い3層部分、他方で遮光性能はあまり求められない箇所にはクラックに強い2層部分を配置すればよい。 The light shielding film described above includes a portion where the first layer is present and a portion where the first layer is not present. That is, a portion composed of three layers of the first layer, the second layer, and the third layer (hereinafter referred to as “three-layer portion” as appropriate) and a portion composed of two layers of the second layer and the third layer. (Hereinafter referred to as “two-layer portion” as appropriate). Here, the three-layer portion has a higher light shielding performance than the two-layer portion because of the larger number of layers. On the other hand, since the number of laminated layers in the two-layer portion is small, cracks due to stress are less likely to occur than in the three-layer portion. By utilizing such a difference between the three-layer portion and the two-layer portion, it becomes possible to prevent cracks while sufficiently improving the light shielding performance. Specifically, a three-layer portion having a high light-shielding performance may be disposed at a location where relatively high light-shielding performance is required, and a two-layer portion resistant to cracks may be disposed at a location where the light-shielding performance is not so required.
尚、遮光膜には、上述した3層部分及び2層部分の他に、第2層及び第3層の一方しか形成されない1層部分が存在してもよいが、遮光膜における段差を低減する観点からすれば、1層部分はできるだけ少ない方が望ましい。 In addition to the three-layer portion and the two-layer portion described above, the light-shielding film may have a one-layer portion where only one of the second layer and the third layer is formed, but the step in the light-shielding film is reduced. From the viewpoint, it is desirable that the number of one-layer portions is as small as possible.
以上説明したように、本発明の電気光学装置によれば、段差及びクラックの発生を防止しつつ、好適に遮光性能を高めることが可能である。 As described above, according to the electro-optical device of the present invention, it is possible to suitably improve the light shielding performance while preventing the generation of steps and cracks.
本発明の電気光学装置の一態様では、前記第2層及び前記第3層は、前記第1層と比べて熱による反応を起こし難い材料からなる。 In one aspect of the electro-optical device of the present invention, the second layer and the third layer are made of a material that is less likely to cause a reaction due to heat than the first layer.
この態様によれば、熱による反応を起こし易い第1層は、熱による反応を起こし難い第2層及び第3層に、夫々上層側及び下層側から覆われるように形成される。尚、ここでの「熱による反応」とは、遮光膜を形成する際に施される熱処理を想定したものであり、具体的な温度等の条件は、どのような熱処理を行うかによって適宜設定される事項である。 According to this aspect, the first layer that easily causes a reaction by heat is formed so as to be covered by the second layer and the third layer that hardly cause a reaction by heat from the upper layer side and the lower layer side, respectively. Here, the “reaction by heat” is assumed to be a heat treatment performed when forming the light shielding film, and specific conditions such as temperature are appropriately set depending on what heat treatment is performed. It is a matter to be done.
上述した遮光膜によれば、熱による反応を起こし易い第1層が、熱による反応を起こし難い第2層及び第3層によって保護された構成となるため、例えば遮光膜を形成した後工程の熱処理において、熱反応を起こした第1層が、他の部位に悪影響を及ぼしてしまうことを防止できる。 According to the above-described light shielding film, the first layer that is likely to cause a reaction due to heat is protected by the second layer and the third layer that are unlikely to cause a reaction due to heat. In the heat treatment, it is possible to prevent the first layer that has caused the thermal reaction from adversely affecting other parts.
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第1層は、前記基板を平面的に見て、前記スイッチング素子のドレイン部に重なるように設けられている。 In another aspect of the electro-optical device according to the aspect of the invention, the first layer is provided so as to overlap a drain portion of the switching element when the substrate is viewed in plan.
この態様によれば、スイッチング素子の各部位の中でも比較的光リーク電流の発生し易いドレイン部は、遮光膜の3層部分によって遮光される。即ち、ドレイン部は、遮光膜における遮光性能の高い部分で遮光される。従って、光リーク電流の発生を効率的に抑制することが可能である。 According to this aspect, the drain portion where light leakage current is relatively likely to occur among the respective portions of the switching element is shielded from light by the three-layer portion of the light shielding film. In other words, the drain portion is shielded from light by a portion having a high light shielding performance in the light shielding film. Accordingly, it is possible to efficiently suppress the occurrence of light leakage current.
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第1層は、前記基板を平面的に見て、前記スイッチング素子のチャネル部に重なるように設けられている。 In another aspect of the electro-optical device of the present invention, the first layer is provided so as to overlap the channel portion of the switching element when the substrate is viewed in plan.
この態様によれば、スイッチング素子の各部位の中でも比較的光リーク電流の発生し易いチャネル部は、遮光膜の3層部分によって遮光される。即ち、チャネル部は、遮光膜における遮光性能の高い部分で遮光される。従って、光リーク電流の発生を効率的に抑制することが可能である。 According to this aspect, the channel portion where the light leakage current is relatively likely to occur among the respective portions of the switching element is shielded from light by the three-layer portion of the light shielding film. That is, the channel portion is shielded from light by a portion of the light shielding film having high light shielding performance. Accordingly, it is possible to efficiently suppress the occurrence of light leakage current.
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第1層は、前記基板を平面的に見て、前記スイッチング素子の半導体層に重なるように設けられている。 In another aspect of the electro-optical device of the present invention, the first layer is provided so as to overlap the semiconductor layer of the switching element when the substrate is viewed in plan.
この態様によれば、光リーク電流の発生源となる半導体層は、遮光膜の3層部分によって遮光される。即ち、半導体層は、遮光膜における遮光性能の高い部分で遮光される。従って、光リーク電流の発生を効率的に抑制することが可能である。 According to this aspect, the semiconductor layer serving as a light leakage current generation source is shielded from light by the three-layer portion of the light shielding film. That is, the semiconductor layer is shielded from light at a portion with high light shielding performance in the light shielding film. Accordingly, it is possible to efficiently suppress the occurrence of light leakage current.
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第1層は、前記基板を平面的に見て、前記スイッチング素子に走査信号を供給する走査線に重なるように設けられている。 In another aspect of the electro-optical device according to the aspect of the invention, the first layer is provided so as to overlap a scanning line that supplies a scanning signal to the switching element when the substrate is viewed in plan.
この態様によれば、スイッチング素子のゲート電極に接続される走査線の遮光性能を高めることができるため、より確実に光リーク電流の発生を抑制することができる。 According to this aspect, since the light shielding performance of the scanning line connected to the gate electrode of the switching element can be improved, the generation of the light leakage current can be suppressed more reliably.
また、遮光膜が走査線としても機能するように構成されている場合は、走査線の抵抗が低くなるという効果も得られる。即ち、積層が多い分2層部分よりも抵抗が低い3層部分を走査線とすることで、低抵抗の走査線を実現できる。 In addition, when the light shielding film is configured to function also as a scanning line, an effect of reducing the resistance of the scanning line can be obtained. That is, a scan line having a low resistance can be realized by using a three-layer portion having a lower resistance than that of the two-layer portion as the number of layers as a scan line.
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第1層は、前記基板を平面的に見て、前記スイッチング素子に走査信号を供給する走査線、及び前記スイッチング素子のチャネル部に対向するように設けられたゲート電極を互いに電気的に接続するコンタクトホールに重なるように設けられている。 In another aspect of the electro-optical device according to the aspect of the invention, the first layer may be opposed to a scanning line that supplies a scanning signal to the switching element and a channel portion of the switching element when the substrate is viewed in plan. The gate electrodes are provided so as to overlap the contact holes that are electrically connected to each other.
この態様によれば、走査線とゲート電極とを互いに電気的に接続するコンタクトホールの遮光性が高められる。ここで、このコンタクトホールは、構造上半導体層から比較的近い位置に設けられることになる。よって、光リーク電流の発生源となる半導体層の遮光性能が少なからず高められる。従って、光リーク電流の発生を効率的に抑制することが可能である。 According to this aspect, the light shielding property of the contact hole that electrically connects the scanning line and the gate electrode is improved. Here, the contact hole is provided at a position relatively close to the semiconductor layer in structure. Therefore, the light shielding performance of the semiconductor layer that is the source of the light leakage current is improved to some extent. Accordingly, it is possible to efficiently suppress the occurrence of light leakage current.
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第1層は、前記基板を平面的に見て、前記スイッチング素子に走査信号を供給する走査線、及び前記スイッチング素子のチャネル部に対向するように設けられたゲート電極を互いに電気的に接続するコンタクトホールに重ならないように設けられている。 In another aspect of the electro-optical device according to the aspect of the invention, the first layer may be opposed to a scanning line that supplies a scanning signal to the switching element and a channel portion of the switching element when the substrate is viewed in plan. The gate electrodes are provided so as not to overlap the contact holes that are electrically connected to each other.
この態様によれば、走査線とゲート電極とを互いに電気的に接続するコンタクトホールに重なる部分の遮光膜は2層部分とされる。ここで特に、上述したコンタクトホールと重なる部分は、例えば後工程の薬液洗浄による第1層の腐食・浸食や第1層とゲート電極との化学反応による不具合が発生しやすい箇所である。しかしながら、上述したように、コンタクトホールと重なる部分の遮光膜を2層部分とすれば、上述の不具合を解消することが可能である。 According to this aspect, the light shielding film in the portion overlapping the contact hole that electrically connects the scanning line and the gate electrode is a two-layer portion. Here, in particular, the portion overlapping with the contact hole described above is a portion where a failure due to a chemical reaction between the first layer and the gate electrode or a corrosion of the first layer due to, for example, chemical cleaning in a post process is likely to occur. However, as described above, the above-described problem can be solved by using a two-layer light shielding film that overlaps the contact hole.
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第1層は、前記基板を平面的に見て、前記スイッチング素子が設けられる画素領域の周辺に位置する周辺領域に設けられた周辺回路に重ならないように設けられている。 In another aspect of the electro-optical device according to the aspect of the invention, the first layer overlaps with a peripheral circuit provided in a peripheral region located around a pixel region in which the switching element is provided when the substrate is viewed in plan. It is provided so as not to become.
この態様によれば、画素領域の周辺に位置する周辺領域に設けられた、例えば走査線駆動回路やデータ線駆動回路等の周辺回路は、重なる遮光膜が2層部分とされる。ここで周辺回路は、画素領域とは異なり、遮光性能よりもクラックを発生させないことが求められる部分である。従って、3層部分よりもクラックの発生し難い2層部分を配置することにで、より適切な構成を実現することが可能である。 According to this aspect, in the peripheral circuits provided in the peripheral area located around the pixel area, for example, the scanning line driving circuit and the data line driving circuit, the overlapping light shielding films are formed as two layers. Here, unlike the pixel region, the peripheral circuit is a part that is required not to generate cracks rather than the light shielding performance. Therefore, it is possible to realize a more appropriate configuration by disposing the two-layer portion where cracks are less likely to occur than the three-layer portion.
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第1層は、第4層、前記第4層の上層に設けられた第5層、及び前記第5層の上層に設けられた第6層を有し、前記第5層は、前記第4層及び前記第6層と比べて熱による反応を起こし難い材料を含んでいる。 In another aspect of the electro-optical device according to the aspect of the invention, the first layer includes a fourth layer, a fifth layer provided above the fourth layer, and a sixth layer provided above the fifth layer. The fifth layer includes a material that is less likely to cause a reaction by heat than the fourth layer and the sixth layer.
この態様によれば、第1層は、下層側から順に、第4層、第5層、第6層が積層されることで構成される。即ち、遮光膜全体は、下層側から順に、第2層、第4層、第5層、第6層、第3層の計5層が積層されることで構成される。このような5層構造によれば、後工程の熱処理において各層を適度に反応させることができ、熱処理後の遮光膜の構成をより適切な状態へとすることが可能である。 According to this aspect, the first layer is configured by laminating the fourth layer, the fifth layer, and the sixth layer in order from the lower layer side. That is, the entire light shielding film is configured by laminating a total of five layers of the second layer, the fourth layer, the fifth layer, the sixth layer, and the third layer in order from the lower layer side. According to such a five-layer structure, each layer can be appropriately reacted in the heat treatment in the subsequent process, and the configuration of the light-shielding film after the heat treatment can be brought into a more appropriate state.
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)を備える。 In order to solve the above problems, an electronic apparatus according to the present invention includes the above-described electro-optical device according to the present invention (including various aspects thereof).
本発明の電子機器によれば、上述した本発明に係る電気光学装置を具備してなるので、信頼性が高く、高品質な表示を行うことが可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサー、ビューファインダー型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダー、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。また、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパーなどの電気泳動装置等も実現することも可能である。 According to the electronic apparatus of the present invention, the electro-optical device according to the present invention described above is provided, so that the projection display device, the television set, and the mobile phone can display with high reliability and high quality. Various electronic devices such as electronic notebooks, word processors, viewfinder type or monitor direct view type video tape recorders, workstations, videophones, POS terminals and touch panels can be realized. In addition, as an electronic apparatus of the present invention, for example, an electrophoretic device such as electronic paper can be realized.
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、電気光学物質を挟持した一対の基板と、前記一対の基板のうち一方の基板に設けられたスイッチング素子と、前記一方の基板の少なくとも前記スイッチング素子に対向する位置に設けられており、第1層、並びに前記第1層と比べて熱による反応を起こし難い第2層及び第3層を有する遮光膜とを備える電気光学装置の製造方法であって、前記第2層を形成する第2層形成工程と、前記第2層の上層に、前記第1層を形成する第1層形成工程と、前記第2層が残るように、前記第1層をパターニングする第1層パターニング工程と、前記第1層を覆うように、前記第2層と重なる領域に前記第3層を形成する第3層形成工程と、前記遮光膜に熱処理を施す熱処理工程とを備える。 In order to solve the above problems, a method for manufacturing an electro-optical device according to the present invention includes a pair of substrates sandwiching an electro-optical material, a switching element provided on one of the pair of substrates, and the one substrate. An electro-optical device comprising: a first layer; and a light-shielding film having a second layer and a third layer that are less likely to cause a reaction due to heat than the first layer. The second layer forming step for forming the second layer, the first layer forming step for forming the first layer on the second layer, and the second layer remaining. A first layer patterning step of patterning the first layer, a third layer forming step of forming the third layer in a region overlapping the second layer so as to cover the first layer, and the light shielding film A heat treatment process for heat treating
本発明の電気光学装置の製造方法によれば、スイッチング素子に対向する位置に設けられた遮光膜を形成する際に、先ず熱による反応を起こし難い第2層が形成され、その第2層の上層に、熱による反応を起こし易い第1層が形成される。そして、第1層及び第2層が形成されると、第1層がエッチング等によってパターニングされる。この際、特に下層側の第2層は残るようにパターニングされるため、第1層は、第2層より狭い範囲に形成されることになる。尚、ここでの「残るように」とは、第1層が全くパターニングされないことを意味するものではなく、第1層は無くならない程度に削られてもよい。 According to the method of manufacturing the electro-optical device of the present invention, when forming the light shielding film provided at the position facing the switching element, first, the second layer that hardly reacts by heat is formed. In the upper layer, a first layer that easily causes a reaction by heat is formed. Then, when the first layer and the second layer are formed, the first layer is patterned by etching or the like. At this time, since the second layer on the lower layer side is patterned so as to remain, the first layer is formed in a narrower range than the second layer. Here, “so as to remain” does not mean that the first layer is not patterned at all, and the first layer may be cut to such an extent that it does not disappear.
第1層がパターニングされると、その第1層を覆うように、熱反応を起こし難い第3層が形成される。第3層は、第2層と重なる領域に形成される。これにより、熱反応を起こし易い第1層は、熱反応を起こし難い第2層及び第3層に保護されるような構成とされる。尚、第2層及び第3層は、例えば互いに同じ領域に形成される。 When the first layer is patterned, a third layer that hardly causes a thermal reaction is formed so as to cover the first layer. The third layer is formed in a region overlapping with the second layer. Accordingly, the first layer that easily causes a thermal reaction is configured to be protected by the second layer and the third layer that hardly cause a thermal reaction. The second layer and the third layer are formed in the same region, for example.
ここで仮に、上述した第1層のパターニングの際に、第2層が残らないようにパターニングされたとすると、遮光膜による段差が大きくなってしまう。即ち、第2層が無くなってしまった分だけ遮光膜における切り立った端面が大きくなり、より急な段差が生じてしまう。本発明では、このようにパターニングで生じてしまう段差を低減することができる。また、エッチングにより第2層が完全に無くなってしまう場合を考えると、第3層のみで遮光性能を確保することが求められ、同程度の遮光性能を得る為には第3層を厚くせざるを得ない。そうすると、3層の積層構造がより厚くなり、ストレス起因の不具合であるクラックが発生し易くなる。しかし、本発明では、第2層を出来るだけ残す事により、第3層との積層遮光膜を実現させ、第3層を厚くする必要が無くなる。よって、第2層を無駄にエッチングしてしまうことがなく、更に第3層を厚くする必要も無くなり、環境にも配慮した製造方法であるといえる。 Here, if the first layer is patterned so that the second layer does not remain during the patterning of the first layer, a step due to the light shielding film becomes large. That is, the sharp end face of the light shielding film is increased by the amount of the second layer that is lost, and a steep step is generated. In the present invention, it is possible to reduce the level difference caused by patterning. Considering the case where the second layer is completely eliminated by etching, it is required to secure the light shielding performance only with the third layer. To obtain the same degree of light shielding performance, the third layer needs to be thick. I do not get. If it does so, the laminated structure of 3 layers will become thicker, and it will become easy to generate | occur | produce the crack which is a malfunction resulting from stress. However, in the present invention, by leaving the second layer as much as possible, a laminated light-shielding film with the third layer is realized, and it is not necessary to increase the thickness of the third layer. Therefore, the second layer is not etched unnecessarily, and there is no need to make the third layer thicker, which can be said to be an environmentally friendly manufacturing method.
上述した第1層、第2層及び第3層から構成される遮光膜には、熱処理が施され、各層が互いに反応し合うことで合金化し遮光膜として完成される。 The above-described light shielding film composed of the first layer, the second layer, and the third layer is subjected to heat treatment, and the layers react with each other to be alloyed to complete the light shielding film.
以上説明したように、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を製造することが可能である。よって、段差及びクラックの発生を防止しつつ、好適に遮光性能を高めることが可能である。 As described above, according to the electro-optical device manufacturing method of the present invention, the above-described electro-optical device of the present invention can be manufactured. Therefore, it is possible to suitably improve the light shielding performance while preventing the generation of steps and cracks.
尚、本発明の電気光学装置の製造方法においても、上述した本発明の電気光学装置における各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。 In the electro-optical device manufacturing method of the present invention, various aspects similar to the various aspects of the electro-optical device of the present invention described above can be employed.
本発明の電気光学装置の一態様では、前記第1層、前記第2層及び前記第3層が全て形成された後に遮光膜をパターニングする遮光膜パターニング工程を備え、前記熱処理工程は、前記遮光膜パターニング工程より前に行われる。 In one aspect of the electro-optical device of the present invention, the electro-optical device includes a light-shielding film patterning step of patterning a light-shielding film after all of the first layer, the second layer, and the third layer are formed. This is performed before the film patterning step.
この態様によれば、第1層、第2層及び第3層が全て形成されると、遮光膜パターニング工程において、遮光膜全体がパターニングされる。ここで特に、熱処理工程は、遮光膜パターニング工程より前に行われる。即ち、第1層、第2層及び第3層が全て形成されると、先ず熱処理工程が行われ、その後に遮光膜パターニング工程が行われる。 According to this aspect, when all of the first layer, the second layer, and the third layer are formed, the entire light shielding film is patterned in the light shielding film patterning step. Here, in particular, the heat treatment step is performed before the light shielding film patterning step. That is, when all of the first layer, the second layer, and the third layer are formed, a heat treatment process is performed first, and then a light shielding film patterning process is performed.
仮に、熱処理工程が遮光膜パターニング工程より後に行われるとすると、遮光膜の端面に熱処理未反応の部分が残るおそれがあり、未反応部分が後工程の熱処理、薬液腐食によって、本来の遮光及び電気的接続性能を維持出来なくなり、装置の信頼性を低下させてしまう原因となる。一方で、本態様のように、熱処理工程が遮光膜パターニング工程より前に行われれば、上述したような未反応部分を無くす或いは無視できる程度に小さくすることができる。従って、信頼性の高い装置を製造することが可能である。 If the heat treatment process is performed after the light shielding film patterning process, there is a risk that an unreacted part of the heat treatment may remain on the end face of the light shielding film. Connection performance cannot be maintained and the reliability of the apparatus is reduced. On the other hand, if the heat treatment step is performed before the light shielding film patterning step as in this embodiment, the unreacted portion as described above can be eliminated or made small enough to be ignored. Therefore, it is possible to manufacture a highly reliable device.
本発明の電気光学装置の製造方法の他の態様では、前記遮光膜の上層に層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、前記層間絶縁膜における前記第1層と平面的に重なる部分に、前記遮光膜が露出するようにコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、前記コンタクトホール内に導電膜を形成する導電膜形成工程とを備える。 In another aspect of the method of manufacturing the electro-optical device according to the aspect of the invention, an interlayer insulating film forming step of forming an interlayer insulating film on the light shielding film, and a portion of the interlayer insulating film that overlaps the first layer in a plane And a contact hole forming step of forming a contact hole so that the light shielding film is exposed, and a conductive film forming step of forming a conductive film in the contact hole.
この態様によれば、遮光膜の上層には層間絶縁膜及び導電膜が順に形成され、遮光膜及び導電膜は、層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールによって互いに電気的に接続される。コンタクトホールは、平面的に見て、遮光膜の第1層に重なる位置に形成されている。即ち、コンタクトホールは、遮光膜の3層部分と重なる位置に設けられる。 According to this aspect, the interlayer insulating film and the conductive film are sequentially formed on the light shielding film, and the light shielding film and the conductive film are electrically connected to each other through the contact hole formed in the interlayer insulating film. The contact hole is formed at a position overlapping the first layer of the light shielding film as viewed in plan. That is, the contact hole is provided at a position overlapping the three-layer portion of the light shielding film.
本態様では、遮光膜の中でも比較的厚みのある3層部分に対応するようにコンタクトホールが設けられるため、例えばコンタクトホールを形成する際のオーバーエッチ等が起こりにくい。また、第1層は熱処理工程において反応し易いため、コンタクトホールは、遮光膜における十分に反応した部分に接続されることとなる。 In this aspect, since the contact hole is provided so as to correspond to the relatively thick three-layer portion in the light shielding film, for example, overetching or the like when forming the contact hole is unlikely to occur. Further, since the first layer easily reacts in the heat treatment step, the contact hole is connected to a sufficiently reacted part in the light shielding film.
本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。 The effect | action and other gain of this invention are clarified from the form for implementing invention demonstrated below.
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<電気光学装置>
本実施形態に係る電気光学装置について、図1から図23を参照して説明する。尚、以下の実施形態では、本発明の電気光学装置の一例として駆動回路内蔵型アクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を挙げて説明する。
<Electro-optical device>
The electro-optical device according to this embodiment will be described with reference to FIGS. In the following embodiment, an active matrix driving type liquid crystal device with a built-in driving circuit will be described as an example of the electro-optical device of the present invention.
<第1実施形態>
先ず、第1実施形態に係る電気光学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、本実施形態に係る電気光学装置の全体構成を示す平面図であり、図2は、図1のH−H´線断面図である。
<First Embodiment>
First, the overall configuration of the electro-optical device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a plan view showing the overall configuration of the electro-optical device according to this embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line HH ′ of FIG.
図1及び図2において、本実施形態に係る電気光学装置では、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や、シリコン基板等である。対向基板20は、例えば石英基板、ガラス基板等の透明基板である。TFTアレイ基板10と対向基板20との間には、本発明の「電気光学物質」の一例である液晶層50が封入されている。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、一対の配向膜間で所定の配向状態をとる。
1 and 2, in the electro-optical device according to the present embodiment, a
TFTアレイ基板10と対向基板20とは、複数の画素電極が設けられた画像表示領域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。
The
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ー或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。尚、ギャップ材を、シール材52に混入されるものに加えて若しくは代えて、画像表示領域10a又は画像表示領域10aの周辺に位置する周辺領域に、配置するようにしてもよい。
The sealing
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。尚、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。
A light-shielding frame light-shielding
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。
A data
TFTアレイ基板10上における対向基板20の4つのコーナー部に対向する領域には、両基板間を上下導通材で接続するための上下導通端子106が配置されている。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。
In a region facing the four corners of the
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。この積層構造の詳細な構成については図2では図示を省略してあるが、この積層構造の上に、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明材料からなる画素電極9aが、画素毎に所定のパターンで島状に形成されている。
In FIG. 2, on the
画素電極9aは、対向電極21に対向するように、TFTアレイ基板10上の画像表示領域10aに形成されている。TFTアレイ基板10における液晶層50の面する側の表面、即ち画素電極9a上には、配向膜16が画素電極9aを覆うように形成されている。
The
対向基板20におけるTFTアレイ基板10との対向面上には、遮光膜23が形成されている。遮光膜23は、例えば対向基板20における対向面上に平面的に見て、格子状に形成されている。対向基板20において、遮光膜23によって非開口領域が規定され、遮光膜23によって区切られた領域が、例えばプロジェクター用のランプや直視用のバックライトから出射された光を透過させる開口領域となる。尚、遮光膜23をストライプ状に形成し、該遮光膜23と、TFTアレイ基板10側に設けられたデータ線等の各種構成要素とによって、非開口領域を規定するようにしてもよい。
A
遮光膜23上には、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と対向するように形成されている。また遮光膜23上には、画像表示領域10aにおいてカラー表示を行うために、開口領域及び非開口領域の一部を含む領域に、図2には図示しないカラーフィルターが形成されるようにしてもよい。対向基板20の対向面上における、対向電極21上には、配向膜22が形成されている。
On the
尚、図1及び図2に示したTFTアレイ基板10上には、上述したデータ線駆動回路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。
In addition to the above-described drive circuits such as the data
次に、本実施形態に係る電気光学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、本実施形態に係る電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。 Next, an electrical configuration of the pixel portion of the electro-optical device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of various elements, wirings, and the like in a plurality of pixels formed in a matrix forming the image display area of the electro-optical device according to this embodiment.
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各々には、画素電極9a及び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、本実施形態に係る電気光学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。
In FIG. 3, a
TFT30のゲートには、走査線11が電気的に接続されており、本実施形態に係る電気光学装置は、所定のタイミングで、走査線11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。
The
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。例えば、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、全体として電気光学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。 The liquid crystal constituting the liquid crystal layer 50 (see FIG. 2) modulates light and enables gradation display by changing the orientation and order of the molecular assembly depending on the applied voltage level. For example, in the normally white mode, the transmittance for incident light is reduced according to the voltage applied in units of each pixel. In the normally black mode, the transmittance is applied in units of each pixel. As a result, the transmittance for incident light is increased, and light having a contrast corresponding to an image signal is emitted from the electro-optical device as a whole.
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ーの低減といった表示特性の向上が可能となる。
In order to prevent the image signal held here from leaking, a
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及び図5を参照して説明する。ここに図4は、第1実施形態に係る電気光学装置における相隣接する複数の画素部を示す平面図であり、図5は、図4のA−A’線断面図である。尚、図4及び図5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。また図4では、説明名の便宜上、図5に示す各層のうち、TFT30より上層側の層を省略して図示している。
Next, a specific configuration of the pixel portion that realizes the above-described operation will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a plan view showing a plurality of adjacent pixel portions in the electro-optical device according to the first embodiment, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ in FIG. 4. In FIGS. 4 and 5, the scale of each layer / member is different for each layer / member to have a size that can be recognized on the drawing. In FIG. 4, for convenience of explanation, among the layers shown in FIG. 5, layers above the
図4において、走査線11及びデータ線6aは、TFTアレイ基板10上で互いに交差するように設けられている。より具体的には、走査線11はX方向に沿って延びており、データ線6aはY方向に沿って延びている。また、走査線11及びデータ線6aが互いに交差する箇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。
In FIG. 4, the
走査線11及びデータ線6a、並びにTFT30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。
The scanning lines 11, the
図4及び図5において、本発明の「スイッチング素子」の一例であるTFT30は、半導体層1a及びゲート電極3bを含んで構成されている。
4 and 5, the
半導体層1aは、例えばポリシリコンからなり、Y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、ここでのチャネル領域1a’は、本発明の「チャネル部」の一例であり、画素電極側ソースドレイン領域1eは、本発明の「ドレイン部」の一例である。
The
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、Y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、例えばイオンイ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ている。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間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。
The data line side source /
図4及び図5において、ゲート電極3bは、例えば導電性ポリシリコンから形成されている。ゲート電極3bは、コンタクトホール34a及び34bによって走査線11と電気的に接続されており、半導体層1aにおけるチャネル領域1a’と重なるように配置されている。ゲート電極3b及び半導体層1a間は、ゲート絶縁膜2aによって絶縁されている。
4 and 5, the
図4及び図5において、TFTアレイ基板10上のTFT30よりも下地絶縁膜12を介して下層側には、走査線11が設けられている。走査線11は、例えば、Ti(チタン)等の高融点金属を積層して構成されている。走査線11は、本発明の「遮光膜」の一例であり、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ー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、TFTアレイ基板10側から装置内に入射する戻り光からTFT30のチャネル領域1a’及びその周辺を遮光する。
4 and 5, the
本発明の走査線11は特に、積層構造の中間に位置する第1層11bが存在する領域と、存在しない領域とを有している。走査線11の具体的な積層構造については、後に詳述する。
In particular, the
図5において、下地絶縁膜12は、走査線11からTFT30を層間絶縁する機能の他、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TFT30の特性の劣化を防止する機能を有する。
In FIG. 5, the
図5において、TFTアレイ基板10上のTFT30よりも第1層間絶縁膜41を介して上層側には、蓄積容量70が設けられている。蓄積容量70は、下部容量電極71と上部容量電極300が誘電体膜75を介して対向配置されることにより形成されている。
In FIG. 5, a
上部容量電極300は、定電位源と電気的に接続され、固定電位に維持された固定電位側容量電極である。上部容量電極300は、例えばAl(アルミニウム)、Ag(銀)等の金属又は合金を含んだ非透明な金属膜から形成されており、TFT30を遮光する上側遮光膜(内蔵遮光膜)としても機能する。尚、上部容量電極300は、例えば、Ti、Cr、W、Ta、Mo、Pd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等から構成されていてもよい。この場合には、上部容量電極300の内臓遮光膜としての機能を高めることができる。
The
下部容量電極71は、例えば導電性のポリシリコンから形成されており、TFT30の画素電極側ソースドレイン領域1e及び画素電極9aに電気的に接続された画素電位側容量電極として機能する。より具体的には、下部容量電極71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と電気的に接続されると共に、コンタクトホール84を介して中継層93に電気的に接続されている。更に、中継層93は、コンタクトホール85を介して画素電極9aに電気的に接続されている。即ち、下部容量電極71は、中継層93と共に画素電極側ソースドレイン領域1e及び画素電極9a間の電気的な接続を中継する。尚、下部容量電極71は、画素電位側容量電極としての機能の他、上側遮光膜としての上部容量電極300とTFT30との間に配置される、光吸収層或いは遮光膜としての機能も有する。
The
誘電体膜75は、例えばHTO(High Temperature Oxide)膜、LTO(Low Temperature Oxide)膜等の酸化シリコン(SiO2)膜、或いは窒化シリコン(SiN)膜等から構成された単層構造、或いは多層構造を有している。
The
図5において、TFTアレイ基板10上の蓄積容量70よりも第2層間絶縁膜42を介して上層側には、データ線6a及び中継層93が設けられている。
In FIG. 5, a
データ線6aは、半導体層1aのデータ線側ソースドレイン領域1d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81を介して電気的に接続されている。データ線6a及びコンタクトホール81内部は、例えば、Al−Si−Cu、Al−Cu等のAl(アルミニウム)含有材料、又はAl単体、若しくはAl層とTiN層等との多層膜からなる。データ線6aは、TFT30を遮光する機能も有している。
The
中継層93は、第2層間絶縁膜42上においてデータ線6aと同層に形成されている。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第2層間絶縁膜42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。
The
図5において、画素電極9aは、データ線6aよりも第3層間絶縁膜43を介して上層側に形成されている。画素電極9aは、下部容量電極71、コンタクトホール83、84及び85並びに中継層93を介して半導体層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。コンタクトホール85は、層間絶縁層43を貫通するように形成された孔部の内壁にITO等の画素電極9aを構成する導電材料が成膜されることによって形成されている。尚、ここでの図示は省略しているが、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。
In FIG. 5, the
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。
The configuration of the pixel portion described above is common to each pixel portion as shown in FIG. Such pixel portions are periodically formed in the
次に、本実施形態に係る電気光学装置における走査線の具体的な構成について、図4に加えて図6及び図7を参照して説明する。ここに図6は、第1実施形態に係る電気光学装置における走査線の積層構造を示す断面図であり、図7は、比較例に係る電気光学装置における走査線の積層構造を示す断面図である。 Next, a specific configuration of the scanning lines in the electro-optical device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7 in addition to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a stacked structure of scanning lines in the electro-optical device according to the first embodiment, and FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a stacked structure of scanning lines in the electro-optical device according to the comparative example. is there.
図6において、本実施形態に係る電気光学装置の走査線11は、第1層11bと、第1層11bを下層側から覆う第2層11a及び第1層を上層側から覆う第3層11cとを備えて構成されている。本実施形態に係る走査線11は、3つの層を備えているため、単層で構成される場合と比べて遮光性能が高い。
In FIG. 6, the
第1層11bは、例えばチタン等の金属を含んで構成されており、図4に示すように、半導体層1aにおける画素電極側ソースドレイン領域1e及びチャネル領域1a’、並びに走査線11とゲート電極3bとを電気的に接続するコンタクトホール34a及び34bと重なるように配置されている。
The
第2層11a及び第3層11cは、例えばタングステンシリサイド等を含んで構成されており、図4に示すように、第1層11bの配置される箇所に加えて、半導体層1aにおけるデータ線側ソースドレイン領域1dや、走査線11として機能する各TFT30間を結ぶ位置にも設けられている。尚、本実施形態に係る第2層11a及び第3層11cは、互いに同じ領域に形成されている。
The
上述したように、本実施形態に係る走査線11は、第1層11bが、第2層11a及び第3層11cと比べて狭い範囲に設けられている。これにより、走査線11は、第1層11b、第2層11a及び第3層11cが重なる3層部分と、第2層11a及び第3層11cが重なる2層部分とを有する構成とされている。また、第1層11bの端面は、図6に示すように、第3層11cに覆われるような構成となる。
As described above, in the
図7に示す比較例のように、同じ大きさの第1層11b、第2層11a及び第3層11cを積層した走査線11では、第1層11bの端面が露出されるような構成となる。ここで特に、第1層11bは、第2層11a及び第3層11cと比べると熱による反応を起こし易い材料を含んで構成されるため、熱処理等において端面が酸化等の予期しない反応を起こしてしまうおそれがある。
As in the comparative example shown in FIG. 7, in the
これに対し、本実施形態に係る走査線11は、上述したように、第1層11bの端面が第3層11cに覆われるような構成となっているため、熱処理等における予期しない反応を防止することができる。即ち、第1層11bは、第2層11a及び第3層11cによって保護されるような構成とされている。
On the other hand, as described above, the
本実施形態に係る走査線11は更に、比較的高い遮光性能が求められる画素電極側ソースドレイン領域1e及びチャネル領域1a’、並びに走査線11とゲート電極3bとを電気的に接続するコンタクトホール34a及び34bに重なる部分には、遮光性能の高い3層部分(即ち、第1層11bが存在する部分)が配置される。一方で、高い遮光性能が求められない他の部分には、2層部分(即ち、第1層11bが存在しない)部分が配置される。この2層部分は、3層部分と比べて遮光性能は劣るものの、ストレスによるクラックに対しては3層部分よりも強い。よって、上述したように3層部分及び2層部分を配置すれば、クラックを防止しつつ、好適に遮光性能を高めることができる。
In the
次に、上述した電気光学装置の製造方法について、図8から図19を参照して説明する。ここに図8から図10、図13から図15、並びに18及び図19は夫々、第1実施形態に係る電気光学装置の製造工程を、順を追って示す工程断面図である。また図11及び図12、並びに図16及び図17は夫々、比較例に係る電気光学装置の製造工程を、順を追って示す工程断面図である。尚、以下では、本実施形態に特徴的な走査線部分の製造工程について詳細に説明し、その他の製造工程は適宜省略する。 Next, a method for manufacturing the above electro-optical device will be described with reference to FIGS. FIGS. 8 to 10, FIGS. 13 to 15, 18 and 19 are process cross-sectional views sequentially showing the manufacturing process of the electro-optical device according to the first embodiment. 11 and 12 and FIGS. 16 and 17 are process cross-sectional views sequentially showing the manufacturing process of the electro-optical device according to the comparative example. In the following, the manufacturing process of the scanning line portion characteristic of the present embodiment will be described in detail, and the other manufacturing processes will be omitted as appropriate.
図8において、本実施形態に係る電気光学装置の製造工程では、走査線11を形成する際に、先ず第2層11aが成膜され、その上層に第1層11bが成膜される。
In FIG. 8, in the manufacturing process of the electro-optical device according to the present embodiment, when the
図9において、第2層11a及び第1層11bが成膜されると、第1層11bの残したい部分にレジスト510が配置され、第1層11bのレジスト510から露出した部分がエッチングによってパターニングされる。この際、第1層11bの下層の第2層11aは残るようにエッチングされる。
In FIG. 9, when the
図10において、エッチングが終了すると、第2層11aの上層にパターニングされた第1層11aが積層された構造となる。この上から、第3層11cを成膜すれば、図6に示すような3層構造の走査線11bができる。
In FIG. 10, when the etching is completed, the patterned
図11において、仮に図9で示したエッチングの際に、第2層11aが残らないような構成としてしまうと、図12に示すように、第3層11cで第1層11bの端面を覆うことはできるものの、図6で示す場合と比べて大きな段差が生じてしまう。即ち、第2層11aが無くなってしまった分だけ新たな段差が生じてしまう。本実施形態に係る製造方法では、このようにパターニングで生じてしまう段差を低減することができる。また、第2層11aを無駄にエッチングしてしまうことがないため、環境にも配慮した製造方法であるといえる。
In FIG. 11, if the
図13において、第1層11b、第2層11a及び第3層11cが積層されると、走査線11には、例えば600度の熱を加える熱処理が施される。これにより、熱による反応を起こし易い第1層11bが、周囲の第2層11a及び第3層11cと反応して合金化する(図の網掛け部分参照)。
In FIG. 13, when the
図14及び図15において、熱処理工程が終了すると、走査線の上にレジスト520が設けられ、レジスト520から露出された部分がエッチング等によってパターニングされる。これにより、走査線11は図4に示すような平面形状とされる。このような走査線11全体のパターニングは熱処理工程の前に行うことも可能であるが、熱処理工程が行われた後にすることが望ましい。
14 and 15, when the heat treatment step is completed, a resist 520 is provided on the scanning line, and a portion exposed from the resist 520 is patterned by etching or the like. As a result, the
図16のように、走査線11全体のパターニングによって第1層11bの端面が一部露出してしまうような場合は、パターニング後に熱処理を施すと、図17に示すように、熱処理による反応を起こさない端面が露出してしまうおそれがある。即ち、合金化されていない第1層11bが露出してしまうおそれがある。
As shown in FIG. 16, in the case where the end face of the
これに対し、本実施形態に係る製造方法では、上述したように、熱処理工程が行われた後に走査線11全体のパターニングが行われるため、仮に図16に示したように第1層11bの端面が露出してしまう場合であっても、露出される端面は合金化されている。従って、熱処理工程において露出した端面が予期しない反応を起こしてしまうことを防止することができる。
On the other hand, in the manufacturing method according to the present embodiment, as described above, since the
図18において、走査線11が完成すると、走査線11の上層には下地絶縁膜12が形成される。そして図19に示すように、下地絶縁膜12にはコンタクトホール34が設けられる。下地絶縁膜12には、図示しない半導体層1aやゲート絶縁膜2a(図5参照)が形成された後、ゲート電極3bが形成される。ゲート電極3bはコンタクトホール34を介して走査線11と電気的に接続される。
In FIG. 18, when the
以上説明したように、本実施形態に係る電気光学装置及び該電気光学装置の製造方法によれば、段差及びクラックの発生等の様々な不都合を抑制しつつ、好適に遮光性能を高めることが可能である。 As described above, according to the electro-optical device and the method of manufacturing the electro-optical device according to the present embodiment, it is possible to suitably improve the light shielding performance while suppressing various inconveniences such as steps and cracks. It is.
<第2実施形態>
次に、第2実施形態に係る電気光学装置について、図20を参照して説明する。ここに図20は、第2実施形態に係る電気光学装置における相隣接する複数の画素部を示す平面図である。尚、第2実施形態は、上述の第1実施形態と比べて、走査線の一部の構成が異なり、その他の構成については概ね同様である。このため第2実施形態では、第1実施形態と異なる部分について詳細に説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略する。
Second Embodiment
Next, an electro-optical device according to a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 20 is a plan view showing a plurality of adjacent pixel portions in the electro-optical device according to the second embodiment. The second embodiment differs from the first embodiment described above in the configuration of a part of the scanning line, and the other configurations are substantially the same. Therefore, in the second embodiment, portions different from the first embodiment will be described in detail, and descriptions of other overlapping portions will be omitted as appropriate.
図20において、第2実施形態に係る電気光学装置では、上述した第1実施形態(図4参照)と比べて、走査線11における第1層11bが存在する部分が、半導体層1aにおけるデータ線側ソースドレイン領域1d及び各TFT30間の走査線として機能する部分にまで広げられている。
20, in the electro-optical device according to the second embodiment, the portion where the
第2実施形態に係る走査線11によれば、光リーク電流の発生源となる半導体層1a全体が、走査線11の3層部分によって遮光される。即ち、半導体層1aは、走査線11における遮光性能の高い部分で遮光される。従って、光リーク電流の発生を効率的に抑制することが可能である。
According to the
加えて第2実施形態に係る走査線11によれば、各TFT30間を結ぶ部分が3層部分とされているため、走査線11の抵抗が低くなるという効果も得られる。即ち、積層が多い分2層部分よりも抵抗が低い3層部分を利用することで、低抵抗の走査線11を実現できる。
In addition, according to the
以上説明したように、第2実施形態に係る電気光学装置によれば、上述した第1実施形態と比べて、より高い遮光性能を得られると共に、走査線11の低抵抗化が実現可能である。
As described above, according to the electro-optical device according to the second embodiment, it is possible to obtain higher light shielding performance and lower resistance of the
<第3実施形態>
次に、第3実施形態に係る電気光学装置について、図21を参照して説明する。ここに図20は、第3実施形態に係る電気光学装置における相隣接する複数の画素部を示す平面図である。尚、第3実施形態は、上述の第2実施形態と比べて、走査線の一部の構成が異なり、その他の構成については概ね同様である。このため第3実施形態では、第2実施形態と異なる部分について詳細に説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, an electro-optical device according to a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 20 is a plan view showing a plurality of adjacent pixel portions in the electro-optical device according to the third embodiment. The third embodiment differs from the second embodiment described above in the configuration of a part of the scanning line, and the other configurations are substantially the same. For this reason, in 3rd Embodiment, a different part from 2nd Embodiment is demonstrated in detail, and description is abbreviate | omitted suitably about another overlapping part.
図21において、第3実施形態に係る電気光学装置では、上述した第2実施形態(図20参照)と比べて、走査線11とゲート電極3bとを互いに接続するコンタクトホール34a及び34bと重なる位置には、第1層11bが存在しないように構成されている。即ち、走査線11におけるコンタクトホール34a及び34bにおける部分は、2層部分とされている。
In FIG. 21, the electro-optical device according to the third embodiment overlaps with the
本願発明者の研究によれば、上述したコンタクトホール34a及び34bと重なる部分は、例えば後工程の薬液洗浄や化学反応による不具合が発生しやすい箇所である。しかしながら、上述したように、コンタクトホール34a及び34bと重なる部分の走査線11を2層部分とすれば、上述の不具合を解消することが可能である。
According to the inventor's research, the portions overlapping the
以上説明したように、第2実施形態に係る電気光学装置によれば、上述した第2実施形態に係る効果に加えて、製造工程における様々な不具合を解消できるという効果を得ることが可能である。 As described above, according to the electro-optical device according to the second embodiment, in addition to the effect according to the second embodiment described above, it is possible to obtain an effect that various problems in the manufacturing process can be eliminated. .
<第4実施形態>
次に、第4実施形態に係る電気光学装置について、図22及び図23を参照して説明する。ここに図22は、第4実施形態に係る電気光学装置における走査線の積層構造を示す断面図であり、図23は、第4実施形態に係る電気光学装置における走査線の熱処理工程時の反応を概念的に示す断面図である。尚、第4実施形態は、上述の第1から第3実施形態と比べて、走査線の積層構造が異なり、その他の構成については概ね同様である。このため第4実施形態では、第1から第3実施形態と異なる部分について詳細に説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略する。
<Fourth embodiment>
Next, an electro-optical device according to a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 22 is a cross-sectional view showing a stacked structure of scanning lines in the electro-optical device according to the fourth embodiment, and FIG. 23 is a reaction at the time of a heat treatment process of the scanning lines in the electro-optical device according to the fourth embodiment. FIG. The fourth embodiment is different from the first to third embodiments described above in the stacked structure of the scanning lines, and the other configurations are generally the same. Therefore, in the fourth embodiment, portions different from the first to third embodiments will be described in detail, and descriptions of other overlapping portions will be omitted as appropriate.
図22において、第4実施形態に係る電気光学装置では、走査線11における第1層11bが、第4層11d、第5層11e及び第6層11fの3層を備えて構成されている。即ち、走査線11は、下層側から順に、第2層11a、第4層11b、第5層11e、第6層11f、第3層11cの計5層が積層されることで構成される。
In FIG. 22, in the electro-optical device according to the fourth embodiment, the
図23において、上述した5層構造によれば、後工程の熱処理において各層を適度に反応させることができ、熱処理後の遮光膜の構成をより適切な状態へとすることが可能である。具体的には、第1層11bの中心部分に未反応部分が残ってしまうことを防止することができる。
In FIG. 23, according to the five-layer structure described above, each layer can be appropriately reacted in the heat treatment in the subsequent process, and the configuration of the light-shielding film after the heat treatment can be brought into a more appropriate state. Specifically, it is possible to prevent an unreacted portion from remaining in the central portion of the
以上説明したように、第4実施形態に係る電気光学装置によれば、熱処理工程において、走査線11の各層をより好適に反応させることが可能である。
As described above, according to the electro-optical device according to the fourth embodiment, it is possible to cause each layer of the
<電子機器>
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24は、プロジェクター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ーについて説明する。
<Electronic equipment>
Next, the case where the liquid crystal device which is the above-described electro-optical device is applied to various electronic devices will be described. FIG. 24 is a plan view showing a configuration example of the projector. Hereinafter, a projector using the liquid crystal device as a light valve will be described.
図24に示されるように、プロジェクター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。
As shown in FIG. 24, a
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。
The configurations of the
ここで、各液晶パネル1110R、1110B及び1110Gによる表示像について着目すると、液晶パネル1110Gによる表示像は、液晶パネル1110R、1110Bによる表示像に対して左右反転することが必要となる。
Here, paying attention to the display images by the
尚、液晶パネル1110R、1110B及び1110Gには、ダイクロイックミラー1108によって、R、G、Bの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルターを設ける必要はない。
Since light corresponding to the primary colors R, G, and B is incident on the
尚、図24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、液晶テレビや、ビューファインダー型、モニタ直視型のビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、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。 In addition to the electronic devices described with reference to FIG. 24, mobile personal computers, mobile phones, liquid crystal televisions, viewfinder type, monitor direct-view type video tape recorders, car navigation devices, pagers, electronic Examples include notebooks, calculators, word processors, workstations, videophones, POS terminals, and devices with touch panels. Needless to say, the present invention can be applied to these various electronic devices.
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)、プラズマディスプレイ(PDP)、電界放出型ディスプレイ(FED、SED)、有機ELディスプレイ、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、電気泳動装置等にも適用可能である。 In addition to the liquid crystal devices described in the above embodiments, the present invention includes a reflective liquid crystal device (LCOS), a plasma display (PDP), a field emission display (FED, SED), an organic EL display, and a digital micromirror device. (DMD), electrophoresis apparatus and the like are also applicable.
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許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、及び該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もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit or idea of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and an electro-optical device with such a change. In addition, an electronic apparatus including the electro-optical device and a method for manufacturing the electro-optical device are also included in the technical scope of the present invention.
1a…半導体層、3b…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、11…走査線、11a…第2層、11b…第1層、11c…第3層、11d…第4層、11e…第5層、11f…第6層、12…下地絶縁膜、20…対向基板、30…TFT、50…液晶層、70…蓄積容量、93…中継層、510,520…レジスト
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記一対の基板のうち一方の基板に設けられたスイッチング素子と、
前記一方の基板の少なくとも前記スイッチング素子に対向する位置に設けられた第1層、第2層及び第3層を有する遮光膜と
を備え、
前記第1層は、前記第2層の上層において前記第2層より狭い範囲に設けられ、
前記第3層は、前記第1層を上層側から覆うように前記第2層と重なる領域に設けられている
ことを特徴とする電気光学装置。 A pair of substrates sandwiching an electro-optic material;
A switching element provided on one of the pair of substrates;
A light-shielding film having a first layer, a second layer, and a third layer provided at a position facing at least the switching element of the one substrate;
The first layer is provided in a range narrower than the second layer in the upper layer of the second layer,
The electro-optical device, wherein the third layer is provided in a region overlapping the second layer so as to cover the first layer from the upper layer side.
前記第5層は、前記第4層及び前記第6層と比べて熱による反応を起こし難い材料を含んでいる
ことを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の電気光学装置。 The first layer includes a fourth layer, a fifth layer provided on an upper layer of the fourth layer, and a sixth layer provided on an upper layer of the fifth layer,
10. The electro-optical device according to claim 1, wherein the fifth layer includes a material that is less likely to cause a reaction by heat than the fourth layer and the sixth layer. .
前記第2層を形成する第2層形成工程と、
前記第2層の上層に、前記第1層を形成する第1層形成工程と、
前記第2層が残るように、前記第1層をパターニングする第1層パターニング工程と、
前記第1層を覆うように、前記第2層と重なる領域に前記第3層を形成する第3層形成工程と、
前記遮光膜に熱処理を施す熱処理工程と
を備えることを特徴とする電気光学装置の製造方法。 A pair of substrates sandwiching an electro-optic material, a switching element provided on one of the pair of substrates, and at least a position of the one substrate facing the switching element, the first layer And a method of manufacturing an electro-optical device comprising a light-shielding film having a second layer and a third layer that are less likely to cause a reaction by heat than the first layer,
A second layer forming step of forming the second layer;
A first layer forming step of forming the first layer on the second layer;
A first layer patterning step of patterning the first layer so that the second layer remains;
Forming a third layer in a region overlapping the second layer so as to cover the first layer;
And a heat treatment step of performing a heat treatment on the light-shielding film.
前記熱処理工程は、前記遮光膜パターニング工程より前に行われる
ことを特徴とする請求項12に記載の電気光学装置の製造方法。 A light-shielding film patterning step of patterning the light-shielding film after all of the first layer, the second layer, and the third layer are formed,
The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 12, wherein the heat treatment step is performed before the light shielding film patterning step.
前記層間絶縁膜における前記第1層と平面的に重なる部分に、前記遮光膜が露出するようにコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、
前記コンタクトホール内に導電膜を形成する導電膜形成工程と
を備えることを特徴とする請求項12又は13に記載の電気光学装置の製造方法。 An interlayer insulating film forming step of forming an interlayer insulating film on the light shielding film; and
A contact hole forming step of forming a contact hole so that the light shielding film is exposed at a portion of the interlayer insulating film that overlaps the first layer in a plane;
The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 12, further comprising: a conductive film forming step of forming a conductive film in the contact hole.
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