JP2014142390A - 電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】電気的な信頼性を向上させることができる液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器を提供する。
【解決手段】第1基材10aと、第1基材10aの上に配置されるTFT30と、TFT30に接続される、一対の電極の間に絶縁膜が挟持された容量素子116と、一対の電極のうちの一方の電極に電気的に接続される第1配線116a1と、一対の電極のうちの他方の電極に電気的に接続される第2配線116c1と、第1配線116a1と電気的に接続されるコンタクトホールCNT71aと、第2配線116c1と電気的に接続されるコンタクトホールCNT72aと、を含み、コンタクトホールCNT71a及びコンタクトホールCNT72aは、第1配線116a1及び第2配線116c1上に配置されるパッド絶縁層11eに設けられる。
【選択図】図7

Description

本発明は、電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び電子機器に関する。
上記電気光学装置の一つとして、例えば、画素電極をスイッチング制御する素子としてトランジスターを画素ごとに備えたアクティブ駆動方式の液晶装置が知られている。液晶装置は、例えば、直視型ディスプレイやプロジェクターのライトバルブなどにおいて用いられている。
このような液晶装置は、例えば、特許文献1に記載のように、コンタクトホールを介して、固定電位側の配線と、一対の容量電極間に誘電体膜(絶縁膜)が挟持された構造の蓄積容量とが、電気的に接続されている。
特開2005−128309号公報
しかしながら、上記一対の容量電極のうち一方の容量電極に接続される配線(固定電位側:COM電位)の面積、及び他方の容量電極に接続される配線(ソース電位)の面積の両方が比較的広い場合、例えば、製造過程において発生した静電気が、ソース電位が印加されたソース配線側、及びコモン電位が印加されたコモン配線側の両方に多くたまる(大きな寄生容量をもつ)。これにより、コモン配線側にパッド部(コンタクトホール)を開けた際、ソース配線側からコモン配線側に過剰な静電気が流れ、蓄積容量を構成する誘電体膜(絶縁膜)が静電破壊されるという課題がある。
本発明の態様は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
[適用例1]本適用例に係る電気光学装置は、第1基材と、前記第1基材の上に配置されるトランジスターと、前記トランジスターのソース領域に接続される、一対の電極の間に絶縁膜が挟持された容量と、前記一対の電極のうちの一方の電極に電気的に接続される第1配線と、前記一対の電極のうちの他方の電極に電気的に接続される第2配線と、前記第1基材の上から見て、前記第1配線と重なるように配置される第1コンタクトホールと、前記第1基材の上から見て、前記第2配線と重なるように配置される第2コンタクトホールと、を含み、前記第1コンタクトホール及び前記第2コンタクトホールは、前記第1配線及び前記第2配線上に配置される絶縁層に設けられることを特徴とする。
本適用例によれば、第1配線の上に形成される第1コンタクトホールと、第2配線の上に形成される第2コンタクトホールとが、同層の絶縁層に設けられているので、第1配線側にたまった静電気を第1コンタクトホールから逃がし、第2配線側にたまった静電気を第2コンタクトホールから逃がすことができる。言い換えれば、第1コンタクトホールとは別に、第2コンタクトホールを設けておくことにより、各配線や電極に蓄積された過剰な静電気が、第1コンタクトホールに集中して流れることを抑えることができる。つまり、過剰な静電気によって容量を破壊することを防ぐことができる。ここで、前記一対の電極のうちの一方あるいは他方の電極に電気的に接続される配線とは、前記一方あるいは他方の電極層を用いた配線を含むものとする。
[適用例2]上記適用例に係る電気光学装置において、前記第1コンタクトホールに金属膜が埋め込まれた第1電極と、前記第2コンタクトホールに金属膜が埋め込まれた第2電極と、が設けられていることが好ましい。
本適用例によれば、第1コンタクトホールに埋め込まれた第一電極から延在する配線をパターンニングする場合、前記第2コンタクトホールの底部をエッチングすることを防止することが出来る。
[適用例3]上記適用例に係る電気光学装置において、前記第1電極には、ソース電位が印加され、前記第2電極には、コモン電位が印加されることが好ましい。
本適用例によれば、第1電極にソース電位が印加され、第2電極にコモン電位が印加されるので、どちらの電極に繋がる配線も、比較的広い面積を有することになる。よって、第1配線及び第2配線に過剰な静電気が蓄積された場合でも、第1配線側の静電気を第1コンタクトホールから逃がし、第2配線側の静電気を第2コンタクトホールから逃がすことが可能となる。その結果、静電気が容量絶縁膜に流れることを抑え、容量が破壊することを防ぐことができる。
[適用例4]本適用例に係る電気光学置の製造方法は、第1基材の上にトランジスターを形成するトランジスター形成工程と、前記トランジスターの上に、前記トランジスターのソース領域と接続される、一対の電極間に絶縁膜が挟持された構造の容量を形成する容量形成工程と、前記一対の電極のうち一方の電極と電気的に接続される第1配線を形成する第1配線形成工程と、前記一対の電極のうち他方の電極と電気的に接続される第2配線を形成する第2配線形成工程と、前記第1配線及び前記第2配線の上に絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記絶縁層に、前記第1配線と電気的に接続するための第1コンタクトホールと、前記第2配線と電気的に接続するための第2コンタクトホールと、を形成するコンタクトホール形成工程と、を有することを特徴とする。
本適用例によれば、第1配線に電気的に接続される第1コンタクトホールと、第2配線に電気的に接続される第2コンタクトホールとを、同層の絶縁層に形成するので、第1配線側にたまった静電気を第1コンタクトホールから逃がし、第2配線側にたまった静電気を第2コンタクトホールから逃がすことができる。言い換えれば、第1コンタクトホールとは別に、第2コンタクトホールを形成することにより、各配線や電極に蓄積された過剰な静電気が、第1コンタクトホールに集中して流れることを抑えることができる。つまり、過剰な静電気によって容量を破壊することを防ぐことができる。
[適用例5]上記適用例に係る電気光学装置の製造方法において、前記第1コンタクトホールに金属膜を埋め込んで第1電極を形成する第1電極形成工程と、前記第2コンタクトホールに金属膜を埋め込んで第2電極を形成する第2電極形成工程と、を有することが好ましい。
本適用例によれば、第1コンタクトホール及び第2コンタクトホールを形成して、静電気を各コンタクトホールから逃がした後、各コンタクトホールに金属膜を埋め込んで第1電極及び第2電極を形成するので、前記第1コンタクトホールに埋め込まれた第一電極から延在する配線をパターンニングする場合、前記第2コンタクトホールの底部をエッチングすることを防止することが出来る。
[適用例6]上記適用例に係る電気光学装置の製造方法において、前記第1電極には、ソース電位が印加され、前記第2電極には、コモン電位が印加されることが好ましい。
本適用例によれば、第1電極にソース電位が印加され、第2電極にコモン電位が印加されるので、どちらの電極に繋がる配線も、比較的広い面積を有することになる。よって、第1配線及び第2配線に過剰な静電気が蓄積された場合でも、第1配線側の静電気を第1コンタクトホールから逃がし、第2配線側の静電気を第2コンタクトホールから逃がすことが可能となる。その結果、静電気が容量に流れることを抑え、容量絶縁膜が破壊することを防ぐことができる。
[適用例7]本適用例に係る電子機器は、上記に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする。
本適用例によれば、容量を製造過程において過剰な静電気から保護することができ、高歩留りで生産できるうえ、製造過程での容量絶縁膜へのダメージを軽減することで、信頼性の高い電子機器を提供することができる。
電気光学装置としての液晶装置が複数面付けされたウエハの一部の構成を示す模式平面図。 液晶装置の構成を示す模式平面図。 図2に示す液晶装置のH−H’線に沿う模式断面図。 液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図。 図1に示すウエハのA部を拡大して示す拡大平面図。 図5に示す液晶装置の一部の構造を示す模式断面図。 ソース線負荷容量素子周辺の構造を示す模式断面図。 液晶装置の製造方法のうち一部の製造方法を模式断面図。 液晶装置の製造方法のうち一部の製造方法を模式断面図。 液晶装置を備えた投射型表示装置の構成を示す概略図。 変形例の液晶装置の構造を示す模式断面図。 変形例の液晶装置の構造を示す模式断面図。 変形例の液晶装置の構造を示す模式断面図。
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
なお、以下の形態において、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構成物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。
本実施形態では、電気光学装置として、薄膜トランジスター(TFT:Thin Film Transistor)を画素のスイッチング素子として備えたアクティブマトリックス型の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、例えば、投射型表示装置(液晶プロジェクター)の光変調素子(液晶ライトバルブ)として好適に用いることができるものである。
<電気光学装置の構成>
図1は、電気光学装置としての液晶装置が複数面付けされたウエハの一部の構成を示す模式平面図である。図2は、液晶装置の構成を示す模式平面図である。図3は、図2に示す液晶装置のH−H’線に沿う模式断面図である。図4は、液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。以下、液晶装置の構成を、図1〜図4を参照しながら説明する。
図1に示すように、ウエハ500は、例えば、液晶装置100を構成する一対の基板のうち一方の基板(例えば、素子基板)が複数個分、マトリックス状に面付けされている。ウエハ500の大きさは、例えば、8インチである。ウエハ500の厚みは、例えば、1.2mmである。ウエハ500の材質は、例えば、石英である。以下、液晶装置100の構成について説明する。
図2及び図3に示すように、本実施形態の液晶装置100は、対向配置された素子基板10および対向基板20と、これら一対の基板によって挟持された液晶層15とを有する。素子基板10を構成する第1基材10a、および対向基板20を構成する第2基材20aは、例えば、ガラス基板、石英基板などの透明基板が用いられている。
素子基板10は対向基板20よりも大きく、両基板は、対向基板20の外周に沿って配置されたシール材14を介して接合されている。平面視で環状に設けられたシール材14の内側で、素子基板10は対向基板20の間に正または負の誘電異方性を有する液晶が封入されて液晶層15を構成している。シール材14は、例えば熱硬化性又は紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用されている。シール材14には、一対の基板の間隔を一定に保持するためのスペーサー(図示省略)が混入されている。
シール材14の内側には、複数の画素Pが配列した表示領域Eが設けられている。図2及び図3では図示を省略したが、表示領域Eにおいて複数の画素Pをそれぞれ平面的に区分する遮光膜(ブラックマトリックス;BM)が対向基板20に設けられている。
素子基板10の1辺部に沿ったシール材14と該1辺部との間に、データ線駆動回路22が設けられている。また、該1辺部に対向する他の1辺部に沿ったシール材14と表示領域Eとの間に、検査回路25が設けられている。さらに、該1辺部と直交し互いに対向する他の2辺部に沿ったシール材14と表示領域Eとの間に走査線駆動回路24が設けられている。該1辺部と対向する他の1辺部に沿ったシール材14と検査回路25との間には、2つの走査線駆動回路24を繋ぐ複数の配線29が設けられている。
対向基板20における環状に配置されたシール材14と表示領域Eとの間には、遮光膜18(見切り部)が設けられている。遮光膜18は、例えば、遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなり、遮光膜18の内側が複数の画素Pを有する表示領域Eとなっている。なお、図2では図示を省略したが、表示領域Eにおいても複数の画素Pを平面的に区分する遮光膜が設けられている。
これらデータ線駆動回路22、走査線駆動回路24に繋がる配線は、該1辺部に沿って配列した複数の外部接続用端子65に接続されている。以降、該1辺部に沿った方向をX方向とし、該1辺部と直交し互いに対向する他の2辺部に沿った方向をY方向として説明する。
図3に示すように、第1基材10aの液晶層15側の表面には、画素Pごとに設けられた透光性の画素電極27およびスイッチング素子である薄膜トランジスター(TFT:Thin Film Transistor、以降、「TFT30」と呼称する)と、信号配線と、これらを覆う配向膜28とが形成されている。
また、TFT30における半導体層に光が入射してスイッチング動作が不安定になることを防ぐ遮光構造が採用されている。本発明における素子基板10は、少なくとも画素電極27、TFT30、配向膜28を含むものである。
対向基板20の液晶層15側の表面には、遮光膜18と、これを覆うように成膜された平坦化層33と、平坦化層33を覆うように設けられた対向電極31と、対向電極31を覆う配向膜32とが設けられている。本発明における対向基板20は、少なくとも対向電極31、配向膜32を含むものである。
遮光膜18は、図2に示すように、表示領域Eを取り囲むと共に、平面的に走査線駆動回路24、検査回路25と重なる位置に設けられている(図示簡略)。これにより対向基板20側からこれらの駆動回路を含む周辺回路に入射する光を遮蔽して、周辺回路が光によって誤動作することを防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が表示領域Eに入射しないように遮蔽して、表示領域Eの表示における高いコントラストを確保している。
平坦化層33は、例えば酸化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して遮光膜18を覆うように設けられている。このような平坦化層33の形成方法としては、例えばプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法などを用いて成膜する方法が挙げられる。
対向電極31は、例えばITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電膜からなり、平坦化層33を覆うと共に、図2に示すように対向基板20の四隅に設けられた導通部としての上下導通部26により素子基板10側の配線に電気的に接続している。
画素電極27を覆う配向膜28および対向電極31を覆う配向膜32は、液晶装置100の光学設計に基づいて選定される。例えば、気相成長法を用いてSiOx(酸化シリコン)などの無機材料を成膜して、負の誘電異方性を有する液晶分子に対して略垂直配向させた無機配向膜が挙げられる。
このような液晶装置100は透過型であって、電圧が印加されない時の画素Pの透過率が電圧印加時の透過率よりも大きくて明表示となるノーマリーホワイトや、電圧が印加されない時の画素Pの透過率が電圧印加時の透過率よりも小さくて暗表示となるノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子が光学設計に応じて配置されて用いられる。
図4に示すように、液晶装置100は、少なくとも表示領域Eにおいて互いに絶縁されて直交する複数の走査線3aおよび複数のデータ線6aと、容量線3bとを有する。走査線3aが延在する方向がX方向であり、データ線6aが延在する方向がY方向である。
走査線3aとデータ線6aならびに容量線3bと、これらの信号線類により区分された領域に、画素電極27と、TFT30と、容量としての容量素子16とが設けられ、これらが画素Pの画素回路を構成している。
走査線3aはTFT30のゲートに電気的に接続され、データ線6aはTFT30のデータ線側ソースドレイン領域(ソース領域)に電気的に接続されている。画素電極27は、TFT30の画素電極側ソースドレイン領域(ドレイン領域)に電気的に接続されている。
データ線6aは、データ線駆動回路22(図2参照)に接続されており、データ線駆動回路22から供給される画像信号D1,D2,…,Dnを画素Pに供給する。走査線3aは、走査線駆動回路24(図2参照)に接続されており、走査線駆動回路24から供給される走査信号SC1,SC2,…,SCmを各画素Pに供給する。
データ線駆動回路22からデータ線6aに供給される画像信号D1〜Dnは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣り合う複数のデータ線6a同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路24は、走査線3aに対して、走査信号SC1〜SCmを所定のタイミングで供給する。
液晶装置100は、スイッチング素子であるTFT30が走査信号SC1〜SCmの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線6aから供給される画像信号D1〜Dnが所定のタイミングで画素電極27に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極27を介して液晶層15に書き込まれた所定レベルの画像信号D1〜Dnは、画素電極27と液晶層15を介して対向配置された対向電極31との間で一定期間保持される。
保持された画像信号D1〜Dnがリークするのを防止するため、画素電極27と対向電極31との間に形成される液晶容量と並列に容量素子16が接続されている。容量素子16は、TFT30の画素電極側ソースドレイン領域と容量線3bとの間に設けられている。容量素子16は、2つの容量電極の間に誘電体層を有するものである。
図5は、図1に示すウエハのA部を拡大して示す拡大平面図である。図6は、図5に示す液晶装置の一部の構造を示す模式断面図である。図7は、図5に示す液晶装置の一部の構造を示す模式断面図である。以下、液晶装置の構成を、図5〜図7を参照しながら説明する。なお、図6及び図7は、各構成要素の断面的な位置関係を示すものであり、明示可能な尺度で表されている。
図5に示すように、液晶装置100は、中央の領域に複数の画素Pが配列した表示領域Eが設けられている。表示領域Eの周囲には、画素Pと同じ構造を有するダミー表示領域E1が設けられている。また、ダミー表示領域E1の周囲には、容量としてのソース線負荷容量素子116(図7参照)などが配置された非表示領域E2が設けられている。
図5及び図7に示すように、液晶装置100において、ソース線負荷容量素子116を構成する、ソース領域と接続される第1配線116a1(データ線)と、コモン電位となる第2配線116c1とは、パネル全面に渡って形成されており、広い面積を有する配線パターンとなっている。
これにより、液晶装置100を製造する際に蓄積される静電気は、ソース線負荷容量素子116を構成する第1負荷容量電極116a側及び第2負荷容量電極116c側の両方に多く蓄積される(大きな寄生容量をもつ)。以下、液晶装置100の断面構造について説明する。
<電気光学装置の構成>
図6に示すように、第1基材10a上には、チタン(Ti)やクロム(Cr)、タングステン(W)等からなる下側遮光膜3cが形成されている。下側遮光膜3cは、平面的に格子状にパターニングされており、各画素の開口領域を規定している。なお、下側遮光膜3cは、走査線3aの一部として機能するようにしてもよい。第1基材10a及び下側遮光膜3c上には、シリコン酸化膜等からなる下地絶縁層11aが形成されている。
下地絶縁層11a上には、TFT30及び走査線3a等が形成されている。TFT30は、例えば、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有しており、ポリシリコン等からなる半導体層30aと、半導体層30a上に形成されたゲート絶縁膜11gと、ゲート絶縁膜11g上に形成されたポリシリコン膜等からなるゲート電極30gとを有する。上記したように、走査線3aは、ゲート電極30gとしても機能する。
半導体層30aは、例えば、リン(P)イオン等のN型の不純物イオンが注入されることにより、N型のTFT30として形成されている。具体的には、半導体層30aは、チャネル領域30cと、データ線側LDD領域30s1と、データ線側ソースドレイン領域30sと、画素電極側LDD領域30d1と、画素電極側ソースドレイン領域30dとを備えている。
チャネル領域30cには、ボロン(B)イオン等のP型の不純物イオンがドープされている。その他の領域(30s1,30s,30d1,30d)には、リン(P)イオン等のN型の不純物イオンがドープされている。このように、TFT30は、N型のTFTとして形成されている。
ゲート電極30g、下地絶縁層11a、及び走査線3a上には、シリコン酸化膜等からなる第1層間絶縁層11bが形成されている。第1層間絶縁層11bには、平面視で半導体層30aの端部と重なる位置に、2つのコンタクトホールCNT41,CNT42が設けられている。
具体的には、コンタクトホールCNT41及びコンタクトホールCNT42を埋めると共に、第1層間絶縁層11bを覆うようにAl(アルミニウム)などの遮光性の導電部材料を用いて導電膜を成膜し、これをパターニングすることにより、コンタクトホールCNT41、コンタクトホールCNT42、コンタクトホールCNT41を介してデータ線側ソースドレイン領域30sに繋がるデータ線41a、及びコンタクトホールCNT42を介して画素電極側ソースドレイン領域30dに繋がる中継配線51が形成される。
データ線41aと中継配線51とは、後述するシールド線6aと共にTFT30を遮光している。データ線41a及び中継配線51上には、データ線41aと中継配線51及び第1層間絶縁層11bを覆うようにして、第2層間絶縁層11cが設けられている。第2層間絶縁層11cには、中継配線51の一部と重なるようにコンタクトホールCNT44が設けられている。
具体的には、コンタクトホールCNT44を埋めると共に第2層間絶縁層11cを覆うように、Al(アルミニウム)などの遮光性の導電部材料を用いて導電膜を成膜し、これをパターニングすることにより、シールド線6a、中継配線52が形成される。
シールド線6aは、データ線41aの信号が、後述するドレイン電位となる第1容量電極16aに影響を及ぼすのを防ぐシールド層として、例えばコモン電位のような固定電位が与えられる。
シールド線6a及び中継配線52上には、シールド線6a、中継配線52、及び第2層間絶縁層11cを覆うように、第3層間絶縁層11dが設けられている。第3層間絶縁層11dは、例えば、シリコンの酸化物や窒化物からなり、TFT30などを覆うことによって生ずる表面の凹凸を平坦化する平坦化処理を施してもよい。平坦化処理の方法としては、例えば、化学的機械的研磨処理(Chemical Mechanical Polishing:CMP処理)やスピンコート処理などが挙げられる。
第3層間絶縁層11d上には、容量素子16を構成する第1容量電極16aがパターニングされて設けられている。第1容量電極16a上には、容量素子16を構成する誘電体膜16bが積層されている。
誘電体膜16bとしては、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等のシリコン化合物を用いることができる他、アルミニウム酸化膜、チタン酸化膜、タンタル酸化膜、ニオブ酸化膜、ハフニウム酸化膜、ランタン酸化膜、ジルコニウム酸化膜等の高誘電率の誘電体層を用いることができる。
誘電体膜16bの上層には、容量素子16を構成する第2容量電極16cがパターニングされて積層されている。第2容量電極16cは、誘電体膜16bを介して第1容量電極16aに重なって配置されており、第1容量電極16a及び誘電体膜16bと共に容量素子16を構成している。
具体的には、TFT30の画素電極側ソースドレイン領域30d(ドレイン領域)及び画素電極27に電気的に接続された画素電位側容量電極としての第1容量電極16aと、固定電位側容量電極としての第2容量電極16cの一部とが、誘電体膜16bを介して対向配置されることにより、容量素子16が形成されている。
なお、第1容量電極16a及び第2容量電極16cは、例えば、Ti(チタン)、Cr(クロム)、W(タングステン)、Ta(タンタル)、Mo(モリブデン)等の高融点金属のうち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してもよいし、或いは、Al(アルミニウム)膜から形成することも可能である。
また、第1容量電極16aの端部は、平面的に中継配線52(16a1)の一部と重なっており、第3層間絶縁層11dに設けられたコンタクトホールCNT45を介して中継配線52の延在部と電気的に接続されている。
第2容量電極16c上には、第2容量電極16c及び第3層間絶縁層11dを覆うように、絶縁層としてのパッド絶縁層11eが設けられている。パッド絶縁層11eは、例えば、シリコンの酸化物や窒化物からなり、配線や電極などを覆うことによって生ずる表面の凹凸を平坦化する平坦化処理が施されることが多い。
パッド絶縁層11e上には、ITO膜などからなる透光性の画素電極27が設けられている。画素電極27は、パッド絶縁層11eに設けられたコンタクトホールCNT71を介して第1容量電極16aの延在部と電気的に接続されている。
このようにして、画素電極27及び第1容量電極16aは、中継配線52、コンタクトホールCNT44、中継配線51、コンタクトホールCNT42を介して、半導体層30aの画素電極側ソースドレイン領域30d(ドレイン領域)に電気的に接続されている。
また、パッド絶縁層11eには、第2容量電極16cと接続された第2配線16c1の一部と平面視で重なる領域に、静電気開放用のコンタクトホールCNT72が第2配線16c1と電気的に導通して設けられている。これにより、コモン電位となる第2容量電極16c及び第2配線16c1に蓄積された静電気を、静電気開放用のコンタクトホールCNT72から逃がすことにより、容量素子16に過大な電流が流れることを抑えることができる。なお、コンタクトホールCNT72は、表示領域Eの外側の領域に設けられているため、表示に影響を与えない。
画素電極27及びパッド絶縁層11e上には、酸化シリコン(SiO2)などの無機材料を斜方蒸着した配向膜28が設けられている(図3参照)。配向膜28上には、シール材14により囲まれた空間に液晶等が封入された液晶層15が設けられている(図3参照)。
<ソース線負荷容量素子の構成>
次に、図7を参照しながら、ソース線負荷容量素子116の周辺の構造について説明する。図7に示すように、半導体層30aのデータ線側ソースドレイン領域30s(ソース領域)は、コンタクトホールCNT41とデータ線41aとコンタクトホールCNT46とを介して、ソース線負荷容量素子116を構成する第1負荷容量電極116aと電気的に接続されている。
ソース線負荷容量素子116は、第1負荷容量電極116a上に配置された負荷誘電体膜116b(絶縁膜)と、負荷誘電体膜116b上に配置された第2負荷容量電極116cと、によって構成されている。第1負荷容量電極116aには、ソース電位が印加される。第2負荷容量電極116cには、コモン電位が印加される。
ソース電位が印加される第1負荷容量電極116aは、一方をコンタクトホールCNT48と中継電極53及びコンタクトホールCNT46により、データ線41aに電気的に接続されており、他方はコンタクトホールCNT47を介して、第1配線116a1と電気的に接続されている。第1配線116a1は、パッド絶縁層11eに設けられた第1電極としての第1パッド部71と電気的に接続されている。即ち、データ線電位はトランジスターを介さずに基板表面に露出する構造となっている。
また、コモン電位が印加されている第2負荷容量電極116cは、延在する第2配線116c1と電気的に接続されている。第2配線116c1は、第2電極としての第2パッド部72と電気的に接続されている。第2パッド部72は、例えば、液晶装置100から露出して設けられている。
このように、コモン電位が印加される第2パッド部72とは別に、第2パッド部72が設けられたパッド絶縁層11eと同層にソース電位が印加される第1パッド部71を設けるので、第1配線116a1(ソース領域30s)側に蓄積された静電気を、第1パッド部71を形成する前のコンタクトホールCNT71a(第1コンタクトホール)から逃がすことができる。また、第2配線116c1側(コモン電位側)に蓄積された静電気を、第2パッド部72を形成する前のコンタクトホールCNT72a(第2コンタクトホール)から逃がすことができる。
よって、ソース線負荷容量素子116に、ソース電位側に蓄積された静電気や、コモン電位側に蓄積された静電気が流れることを抑え、ソース線負荷容量素子116が破壊することを防ぐことができる。
<電気光学装置の製造方法>
図8及び図9は、電気光学装置としての液晶装置の製造方法のうち、ソース線負荷容量素子周辺の製造方法を示す模式断面図である。以下、液晶装置の製造方法を、図8及び図9を参照しながら説明する。なお、図8及び図9は、図7に示す液晶装置の断面構造を簡略化して説明する。
まず、図8(a)に示す工程(トランジスター形成工程)は、ガラス基板などからなる第1基材10a上に、周知の成膜技術、フォトグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、TFT30を形成する。
図8(b)に示す工程(容量形成工程、第1配線形成工程、第2配線形成工程)は、TFT30の上層にソース線負荷容量素子116を形成する。具体的には、まず、TFT30及び第1基材10a上に、シリコン酸化膜等からなる第1層間絶縁層11bを成膜する。第1層間絶縁層11bの製造方法としては、例えば、CVD法(化学気相成長法:Chemical Vapor Deposition)を用いる。その後、第1層間絶縁層11bにコンタクトホールCNT41を形成する。そして、コンタクトホールCNT41と電気的に接続されるデータ線41aを、第1層間絶縁層11b上に形成する。
次に、データ線41a及び第1層間絶縁層11b上に、CVD法などを用いて第2層間絶縁層11cを形成する。その後、第2層間絶縁層11cの表面の凹凸を平坦化するために、CMP処理などの平坦化処理を行う。次に、第2層間絶縁層11cにコンタクトホールCNT46をエッチングにより形成する。その後、第2層間絶縁層11c上に第3層間絶縁層11dを形成する。
次に、第3層間絶縁層11d上に、コンタクトホールCNT46と電気的に接続される中継配線54を形成する。その後、第3層間絶縁層11dに、中継配線54と電気的に接続されるコンタクトホールCNT48を形成する。
次に、第3層間絶縁層11d上に、ソース線負荷容量素子116を形成する。具体的には、まず、第3層間絶縁層11dの表面の凹凸を平坦化するために、CMP処理などの平坦化処理を行う。次に、第3層間絶縁層11d上に、コンタクトホールCNT48を埋めると共に、ソース線負荷容量素子116を構成する第1負荷容量電極116aを形成する。その後、同様に、第3層間絶縁層11d上に、周知の成膜技術、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、残りのソース線負荷容量素子116(負荷誘電体膜116b、第2負荷容量電極116c)などを形成する。
第1負荷容量電極116aは、TFT30のソース領域30s、及びコンタクトホールCNT47を介して第1配線116a1と電気的に接続されている。また、第2負荷容量電極116cは、コモン電位が印加された第2配線116c1と電気的に接続されている。
図8(c)に示す工程(絶縁層形成工程)では、ソース線負荷容量素子116を覆うようにパッド絶縁層11eを形成する。具体的には、例えば、CVD法を用いて成膜する。その後、パッド絶縁層11eの表面の凹凸を平坦化するために、CMP処理などの平坦化処理を行う。
図9(d)に示す工程(コンタクトホール形成工程)では、パッド絶縁層11eに、コンタクトホールCNT71a,72aを形成する。具体的には、パッド絶縁層11eにおける、第1配線116a1と平面視で重なる位置にコンタクトホールCNT71a、及び第2配線116c1と平面視で重なる位置にコンタクトホールCNT72aを形成する。
このように、第1負荷容量電極116a(116a1)と繋がるコンタクトホールCNT71aを開口する際、第2負荷容量電極116c(116c1)と繋がるコンタクトホールCNT72を、同じパッド絶縁層11eに開口するので、第1負荷容量電極116a側にたまった静電気をコンタクトホールCNT71aから逃がし、コモン電位に接続された第2負荷容量電極116c側(固定電位側容量電極側)にたまった静電気をコンタクトホールCNT72aから逃がすことができる。つまり、負荷誘電体膜116bに過剰な静電気が流れないので、ソース線負荷容量素子116が破壊することを防ぐことができる。
図9(e)に示す工程(第1電極形成工程、第2電極形成工程)では、第1パッド部71及び第2パッド部72を形成する。具体的には、周知の成膜技術、フォトグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、アルミニウムなどからなるパッド部71,72を形成する。なお、パッド部はコンタクトホールそのものを利用しても良いし、画素電極と同じITOなどの透光性導電膜を用いてもよい。これにより、ソース領域30sと第1パッド部71とが電気的に接続される。また、コモン電位と第2パッド部72とが電気的に接続される。
<電子機器の構成>
次に、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置について、図10を参照して説明する。図10は、上記した液晶装置を備えた投射型表示装置の構成を示す概略図である。
図10に示すように、本実施形態の投射型表示装置1000は、システム光軸Lに沿って配置された偏光照明装置1100と、光分離素子としての2つのダイクロイックミラー1104,1105と、3つの反射ミラー1106,1107,1108と、5つのリレーレンズ1201,1202,1203,1204,1205と、3つの光変調手段としての透過型の液晶ライトバルブ1210,1220,1230と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム1206と、投射レンズ1207とを備えている。
偏光照明装置1100は、超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源からなる光源としてのランプユニット1101と、インテグレーターレンズ1102と、偏光変換素子1103とから概略構成されている。
ダイクロイックミラー1104は、偏光照明装置1100から射出された偏光光束のうち、赤色光(R)を反射させ、緑色光(G)と青色光(B)とを透過させる。もう1つのダイクロイックミラー1105は、ダイクロイックミラー1104を透過した緑色光(G)を反射させ、青色光(B)を透過させる。
ダイクロイックミラー1104で反射した赤色光(R)は、反射ミラー1106で反射した後にリレーレンズ1205を経由して液晶ライトバルブ1210に入射する。ダイクロイックミラー1105で反射した緑色光(G)は、リレーレンズ1204を経由して液晶ライトバルブ1220に入射する。ダイクロイックミラー1105を透過した青色光(B)は、3つのリレーレンズ1201,1202,1203と2つの反射ミラー1107,1108とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ1230に入射する。
液晶ライトバルブ1210,1220,1230は、クロスダイクロイックプリズム1206の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ1210,1220,1230に入射した色光は、映像情報(映像信号)に基づいて変調されクロスダイクロイックプリズム1206に向けて射出される。
このプリズムは、4つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が合成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ1207によってスクリーン1300上に投射され、画像が拡大されて表示される。
液晶ライトバルブ1210は、上述した液晶装置100が適用されたものである。液晶装置100は、色光の入射側と射出側とにおいてクロスニコルに配置された一対の偏光素子の間に隙間を置いて配置されている。他の液晶ライトバルブ1220,1230も同様である。
このような投射型表示装置1000によれば、液晶ライトバルブ1210,1220,1230として、焼き付き等が抑えられた液晶装置100を用いているので、高い表示品質を実現することができる。
なお、液晶装置100が搭載される電子機器としては、投射型表示装置1000の他、ヘッドアップディスプレイ、スマートフォン、EVF(Electrical View Finder)、モバイルミニプロジェクター、携帯電話、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ディスプレイ、車載機器、オーディオ機器、露光装置や照明機器など各種電子機器に用いることができる。
以上詳述したように、本実施形態の液晶装置100、液晶装置100の製造方法、及び電子機器によれば、以下に示す効果が得られる。
(1)本実施形態の液晶装置100によれば、第1配線116a1に電気的に接続される第1パッド部71と、第2配線116c1に電気的に接続される第2パッド部72とが、同層のパッド絶縁層11eに設けられているので、第1配線116a1(ソース電位)側にたまった静電気をコンタクトホールCNT71aから逃がし、第2配線116c1(コモン電位)側にたまった静電気をコンタクトホールCNT72aから逃がすことができる。言い換えれば、コンタクトホールCNT71aとは別に、コンタクトホールCNT72aを設けておくことにより、各配線や電極に蓄積された過剰な静電気が、コンタクトホールCNT71aに集中して流れることを抑えることができる。つまり、過剰な静電気によってソース線負荷容量素子116を破壊することを防ぐことができる。
(2)本実施形態の液晶装置100の製造方法によれば、第1配線116a1に電気的に接続されるコンタクトホールCNT71aと、第2配線116c1に電気的に接続されるコンタクトホールCNT72aとを、同層のパッド絶縁層11eに形成するので、第1配線116a1側にたまった静電気をコンタクトホールCNT71aから逃がし、第2配線116c1側にたまった静電気をコンタクトホールCNT72aから逃がすことができる。言い換えれば、コンタクトホールCNT71aとは別に、コンタクトホールCNT72aを形成することにより、各配線や電極に蓄積された過剰な静電気が、コンタクトホールCNT71aに集中して流れることを抑えることができる。つまり、過剰な静電気によってソース線負荷容量素子116を破壊することを防ぐことができる。
(3)本実施形態の電子機器によれば、ソース線負荷容量素子116を製造過程において過剰な静電気から保護することができ、高歩留りで生産できるうえ、製造過程での容量絶縁膜へのダメージを軽減することで、信頼性の高い電子機器を提供することができる。
なお、本発明の態様は、上記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あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、本発明の態様の技術範囲に含まれるものである。また、以下のような形態で実施することもできる。
(変形例1)
上記したように、液晶装置の構造は、図7に示すような構造であることに限定されず、例えば、図11〜図13に示すような構造でもよい。図11〜図13は、変形例の液晶装置の構造を示す模式断面図である。
図11に示す液晶装置101は、第1基材10a上に半導体層30aが設けられている。半導体層30aのソース領域30sは、コンタクトホール及び中継配線などを介して、第1負荷容量電極116aと電気的に接続されている。また、第1負荷容量電極116aは、コンタクトホールを介して第1配線116a1に電気的に接続されている。第1配線116a1は、第1配線116a1上のパッド絶縁層11eに設けられた第1パッド部71と電気的に接続されている。
第1負荷容量電極116a上には、負荷誘電体膜116bを介して第2負荷容量電極116cが形成されている。第2負荷容量電極116cは、コンタクトホールや中継配線を介して、第2配線116c1に電気的に接続されている。第2配線116c1は、第2配線116c1上のパッド絶縁層11eに設けられた第2パッド部72と電気的に接続されている。
このように、図7に示す液晶装置100とソース線負荷容量素子116の構造は異なるものの、第1パッド部71及び第2パッド部72が設けられるパッド絶縁層11eに、コンタクトホールCNT71a及びコンタクトホールCNT72aを設けるので、ソース線側にたまった静電気をコンタクトホールCNT71aから逃がし、コモン電位側にたまった静電気をコンタクトホールCNT72aから逃がすことができる。これにより、過剰な静電気によってソース線負荷容量素子116を破壊することを防ぐことができる。
図12に示す液晶装置102は、第1基材10a上に半導体層30aが設けられている。半導体層30aのソース領域30sは、コンタクトホール及び中継配線などを介して、第1負荷容量電極116aと電気的に接続されている。また、第1負荷容量電極116aは、コンタクトホールや中継配線を介して、第1配線116a1に電気的に接続されている。第1配線116a1は、第1配線116a1上のパッド絶縁層11eに設けられた第1パッド部71と電気的に接続されている。
第1負荷容量電極116a上には、負荷誘電体膜116bを介して第2負荷容量電極116cが形成されている。第2負荷容量電極116cは、第2負荷容量電極116cから延在する第2配線116c1を介して、第2配線116c1上のパッド絶縁層11eに設けられた第2パッド部72と電気的に接続されている。
このように、図7や図11に示す液晶装置100,101とソース線負荷容量素子116の構造は異なるものの、第1パッド部71となる前のコンタクトホールCNT71aと同層に、第2パッド部72となる前のコンタクトホールCNT72aが設けられているので、ソース線側の静電気を、コンタクトホールCNT71aから逃がすことができる。また、コモン電位側の静電気を、コンタクトホールCNT72aから逃がすことができる。これにより、過剰な静電気によってソース線負荷容量素子116が破壊することを防ぐことができる。
図13に示す液晶装置103は、第1基材10a上に半導体層30aが設けられている。半導体層30aのソース領域30sは、コンタクトホール及び中継配線などを介して、第1負荷容量電極116aと電気的に接続されている。また、第1負荷容量電極116aは、延在する第1配線116a1に電気的に接続されている。第1配線116a1は、第1配線116a1上のパッド絶縁層11eに設けられた第1パッド部71と電気的に接続されている。
第1負荷容量電極116aの下には、負荷誘電体膜116bを介して第2負荷容量電極116cが形成されている。第2負荷容量電極116cは、コンタクトホールや中継配線を介して、第2配線116c1と電気的に接続されている。第2配線116c1は、パッド絶縁層11eに設けられた第2パッド部72と電気的に接続されている。
このように、図7、図11、図12に示す液晶装置100,101,102とソース線負荷容量素子116の構造は異なるものの、第1パッド部71となる前のコンタクトホールCNT71aと同層に、第2パッド部72となる前のコンタクトホールCNT72aを設けるので、ソース線側の静電気を、コンタクトホールCNT71aから逃がすことができる。また、コモン電位側の静電気を、コンタクトホールCNT72aから逃がすことができる。これにより、過剰な静電気によってソース線負荷容量素子116が破壊することを防ぐことができる。
(変形例2)
上記したように、透過型の液晶装置100であることに限定されず、例えば、反射型の液晶装置に本発明を適用するようにしてもよい。
(変形例3)
上記したように、電気光学装置として液晶装置100を用いることに限定されず、例えば、有機EL装置、プラズマディスプレイ、電子ペーパー等に適用するようにしてもよい。
3a…走査線、3b…容量線、3c…下側遮光膜、6a…データ線(シールド線)、10…素子基板、10a…第1基材、11a…下地絶縁層、11b…第1層間絶縁層、11c…第2層間絶縁層、11d…第3層間絶縁層、11e…絶縁層としてのパッド絶縁層、11g…ゲート絶縁膜、14…シール材、15…液晶層、16…容量としての容量素子、16a…第1容量電極、16a1…第1配線、16b…誘電体膜、16c…第2容量電極、16c1…第2配線、18…遮光膜、20…対向基板、20a…第2基材、22…データ線駆動回路、24…走査線駆動回路、25…検査回路、26…上下導通部、27…画素電極、28,32…配向膜、29…配線、30…TFT、30a…半導体層、30c…チャネル領域、30d…画素電極側ソースドレイン領域(ドレイン領域)、30d1…画素電極側LDD領域、30g…ゲート電極、30s…データ線側ソースドレイン領域(ソース領域)、30s1…データ線側LDD領域、31…対向電極、33…平坦化層、CNT41,42,43,44,45,46,47…コンタクトホール、41a…データ線、51,52,53,54…中継配線、65…外部接続用端子、CNT71a…コンタクトホール(第1コンタクトホール)、CNT72a…コンタクトホール(第2コンタクトホール)、71…第1電極としての第1パッド部、72…第2電極としての第2パッド部、100,101,102,103…液晶装置、116…容量としてのソース線負荷容量素子、116a1…第1配線、116b…負荷誘電体膜、116c1…第2配線、500…ウエハ、1000…投射型表示装置、1100…偏光照明装置、1101…ランプユニット、1102…インテグレーターレンズ、1103…偏光変換素子、1104,1105…ダイクロイックミラー、1106,1107,1108…反射ミラー、1201,1202,1203,1204,1205…リレーレンズ、1206…クロスダイクロイックプリズム、1207…投射レンズ、1210,1220,1230…液晶ライトバルブ、1300…スクリーン。

Claims (7)

  1. 第1基材と、
    前記第1基材の上に配置されるトランジスターと、
    前記トランジスターのソース領域に接続される、一対の電極の間に絶縁膜が挟持された容量と、
    前記一対の電極のうちの一方の電極に電気的に接続される第1配線と、
    前記一対の電極のうちの他方の電極に電気的に接続される第2配線と、
    前記第1基材の上から見て、前記第1配線と重なるように配置される第1コンタクトホールと、
    前記第1基材の上から見て、前記第2配線と重なるように配置される第2コンタクトホールと、
    を含み、
    前記第1コンタクトホール及び前記第2コンタクトホールは、前記第1配線及び前記第2配線上に配置される絶縁層に設けられることを特徴とする電気光学装置。
  2. 請求項1に記載の電気光学装置であって、
    前記第1コンタクトホールに金属膜が埋め込まれた第1電極と、
    前記第2コンタクトホールに金属膜が埋め込まれた第2電極と、が設けられていることを特徴とする電気光学装置。
  3. 請求項2に記載の電気光学装置であって、
    前記第1電極には、ソース電位が印加され、
    前記第2電極には、コモン電位が印加されることを特徴とする電気光学装置。
  4. 第1基材の上にトランジスターを形成するトランジスター形成工程と、
    前記トランジスターの上に、前記トランジスターのソース領域と接続される、一対の電極間に絶縁膜が挟持された構造の容量を形成する容量形成工程と、
    前記一対の電極のうち一方の電極と電気的に接続される第1配線を形成する第1配線形成工程と、
    前記一対の電極のうち他方の電極と電気的に接続される第2配線を形成する第2配線形成工程と、
    前記第1配線及び前記第2配線の上に絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
    前記絶縁層に、前記第1配線と電気的に接続するための第1コンタクトホールと、前記第2配線と電気的に接続するための第2コンタクトホールと、を形成するコンタクトホール形成工程と、
    を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
  5. 請求項4に記載の電気光学装置の製造方法であって、
    前記第1コンタクトホールに金属膜を埋め込んで第1電極を形成する第1電極形成工程と、
    前記第2コンタクトホールに金属膜を埋め込んで第2電極を形成する第2電極形成工程と、を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
  6. 請求項4又は請求項5に記載の電気光学装置の製造方法であって、
    前記第1電極には、ソース電位が印加され、
    前記第2電極には、コモン電位が印加されることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
  7. 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ることを特徴とする電子機器。
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