JP2024047761A - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】画素電極とスイッチング素子との間を良好に電気的に接続できる電気光学装置を提供すること。【解決手段】画素電極１０と、画素電極１０に対応して設けられたトランジスター１と、画素電極１０とトランジスター１とを電気的に接続する中継層３０と、画素電極１０と中継層３０との間に設けられたレンズ層３４と、画素電極１０とレンズ層３４との間の層に設けられた中継層２０と、中継層３０と中継層２０とを電気的に接続するコンタクトホール３３内に設けられたコンタクトプラグ３１と、コンタクトホール３３の側面とコンタクトプラグ３１との間に設けられた側壁絶縁膜３５と、を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、電気光学装置および当該電気光学装置を備えた電子機器に関する。

素子基板の基板本体上に形成された画素電極と、画素電極と基板との間に形成されたスイッチング素子と、画素電極とスイッチング素子との間に形成されたレンズを備えた電気光学装置が、特許文献１に記載されている。
特許文献１のものでは、画素電極とスイッチング素子とを電気的に接続するコンタクトホールの深さが、レンズ用凹面の深さよりも浅い。

この構成は、コンタクトホールのアスペクト比が大きくなって、電気的接続の信頼性が低下しないようにしたもので、そのために、コンタクトホールを中継する中継電極は、隣り合うレンズの間において、レンズ用凹面の底よりも浅い位置に設けられている。

特開２０１９－１３９２５２号公報

微細化に伴い、画素電極とスイッチング素子との間に設けられる内蔵レンズのように厚みが必要な箇所においては、高アスペクト比のコンタクトホールを設ける必要がある。しかしながら、高アスペクト比のコンタクトホールを加工する工程では、コンタクトホールの底にレジストマスク由来の生成物が残留し易く、残留物が後工程で剥がれることで、画素電極とスイッチング素子との電気的接続に不具合を生じる虞があった。
本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであり、コンタクトホールの加工時に生じる残留物による影響を抑制して、画素電極とスイッチング素子との間を良好に電気的に接続できる電気光学装置を提供することを課題とする。

本願の一態様に係る電気光学装置は、画素電極と、前記画素電極に対応して設けられたトランジスターと、前記画素電極と前記トランジスターとを電気的に接続する第１中継層と、前記画素電極と前記第１中継層との間に設けられたレンズ層と、前記画素電極と前記レンズ層との間の層に設けられた第２中継層と、前記第１中継層と前記第２中継層とを電気的に接続する第１コンタクトホール内に設けられた第１接続部材と、前記第１コンタクトホールの側面と前記第１接続部材との間に設けられた絶縁部材と、を備える。

本願の一態様に係る電子機器は、上記に記載の電気光学装置を備える。

実施形態１に係る電気光学装置の平面図。 図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う電気光学装置の断面図。 素子基板の電気的な構成を示す等価回路図。 素子基板の表示領域の縦構造を示す説明図。 素子基板の表示領域の一部を示す平面図。 図５のＶＩ－ＶＩ線に沿う断面図。 素子基板の表示領域の一部を示す平面図。 素子基板の表示領域の一部を示す平面図。 素子基板の表示領域の一部を示す平面図。 素子基板の表示領域の一部を示す平面図。 光学機能層の製造方法を示すフローチャート。 図１１のステップＳ８の詳細を示すフローチャート。 製造過程における一態様を示す断面図。 製造過程における一態様を示す断面図。 製造過程における一態様を示す断面図。 製造過程における一態様を示す断面図。 製造過程における一態様を示す断面図。 実施形態２に係る電気光学装置の断面図。 製造方法を示すフローチャート。 製造過程における一態様を示す断面図。 製造過程における一態様を示す断面図。 製造過程における一態様を示す断面図。 実施形態３に係る電子機器の一例を示す模式図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
また、以下では、説明の便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を適宜用いて説明する。また、Ｘ軸に沿う一方向をＸ１方向と表記し、Ｘ１方向とは反対の方向をＸ２方向と表記する。同様に、Ｙ軸に沿う一方向をＹ１方向と表記し、Ｙ１方向とは反対の方向をＹ２方向と表記する。Ｚ軸に沿う一方向をＺ１方向と表記し、Ｚ１方向とは反対の方向をＺ２方向と表記する。また、以下では、Ｚ１方向またはＺ２方向に見ることを「平面視」とし、Ｚ軸を含む断面に対して垂直方向から見ることを「断面視」とする。

さらに、以下の説明において、例えば基板に対して、「基板上に」との記載は、基板の上に接して配置される場合、基板の上に他の構造物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接して配置され、一部が他の構造物を介して配置される場合のいずれかを表すものとする。また、ある構成の上面との記載は、当該構成のＺ１方向側の面、例えば「透光層の上面」は透光層のＺ１方向側の面、を示すものとする。また、ある構成の底面との記載は、当該構成のＺ２方向側の面、例えば「コンタクトプラグの底面」はコンタクトプラグのＺ２方向側の面、を示すものとする。

１．実施形態１
本実施形態では、電気光学装置として、画素ごとにスイッチング素子としてＴＦＴ（Thin Film Transistor）を備えたアクティブ駆動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、後述する電子機器としての投射型表示装置において、光変調装置として用いられる。

１．１．液晶装置の構造の概要
本実施形態に係る電気光学装置としての液晶装置の構造について、図１と図２とを参照して説明する。図１は、実施形態１に係る電気光学装置の平面図を示し、電気光学装置として透過型の液晶装置３００の概略的な平面構成を示す。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う電気光学装置の断面図であり、液晶装置３００の概略的な断面構成を示す。

図１および図２に示すように、液晶装置３００は、透光性を有する素子基板１００と、透光性を有する対向基板２００と、枠状のシール部材８と、液晶層Ｌｃとを有する。なお、「透光性」とは、可視光に対する透過性を意味し、好ましくは可視光の透過率が５０％以上であることをいう。

液晶装置３００は、画像を表示する表示領域Ａ１と、平面視において表示領域Ａ１の外側に位置する外側領域Ａ２とを有する。表示領域Ａ１には、行列状に配列される複数の画素Ｐが設けられる。なお、図１に示す液晶装置３００の形状は、四角形であるが、例えば円形であってもよい。

図２に示すように、素子基板１００と対向基板２００とは、液晶層Ｌｃを介して配置される。
本実施形態では、液晶層Ｌｃの光入射側に、対向基板２００が配置され、液晶層Ｌｃの光出射側に、素子基板１００が配置される。対向基板２００に入射した入射光ＩＬは、液晶層Ｌｃで変調されて、変調光ＭＬとして素子基板１００から射出される。

素子基板１００は、基体９０と層間絶縁層８２を含む複数の層間絶縁層と画素電極１０と配向膜１２とを有する。また、図示しないが、画素電極１０と層間絶縁層８２との間には、後述するレンズ層３４が設けられる。

基体９０は、透光性および絶縁性を有する平板である。基体９０は、例えばガラス基板または石英基板である。複数の層間絶縁層の層間には、後述のトランジスター１が配置される。
画素電極１０は、透光性を有する。画素電極１０は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）およびＦＴＯ（Fluorine-doped tin oxide）等の透明導電材料を含む。
画素電極１０の厚さ方向は、Ｚ１方向またはＺ２方向と一致する。配向膜１２は、透光性および絶縁性を有する。配向膜１２は、液晶層Ｌｃの液晶分子を配向させる。配向膜１２の材料としては、例えば酸化ケイ素またはポリイミドが挙げられる。

対向基板２００は、素子基板１００に対向して配置される基板である。対向基板２００は、基体２１０と絶縁層２２０と共通電極２３０と配向膜２４０とを有する。

基体２１０は、透光性および絶縁性を有する平板である。基体２１０は、例えばガラス基板または石英基板である。絶縁層２２０は、透光性および絶縁性を有する。絶縁層２２０の材料は、例えば酸化ケイ素等の無機材料である。共通電極２３０は、複数の画素電極１０に対向して配置される電極であり、対向電極と言い換えられる。共通電極２３０は、例えばＩＴＯ、ＩＺＯおよびＦＴＯ等の透明導電材料を含む。共通電極２３０と画素電極１０とは、液晶層Ｌｃに電界を印加する。配向膜２４０は、透光性および絶縁性を有する。

シール部材８は、素子基板１００と対向基板２００との間に配置される。シール部材８は、例えばエポキシ樹脂等の各種硬化性樹脂を含む接着剤等を用いて形成される。シール部材８は、ガラス等の無機材料で構成されるギャップ材を含んでもよい。

液晶層Ｌｃは、素子基板１００、対向基板２００およびシール部材８によって囲まれる領域内に配置される。液晶層Ｌｃは、複数の画素電極１０と共通電極２３０との間に配置される。液晶層Ｌｃは、電界に応じて光学的特性が変化する電気光学層である。液晶層Ｌｃは、正または負の誘電異方性を有する液晶分子を含む。液晶分子の配向は、液晶層Ｌｃに印加される電界に応じて変化する。液晶層Ｌｃは、印加される電界に応じて入射光ＩＬを変調する。

図１に示すように、素子基板１００の外側領域Ａ２には、複数の走査線駆動回路６とデータ線駆動回路７と複数の外部端子９とが配置される。複数の外部端子９の一部は、図示しない配線を介して走査線駆動回路６またはデータ線駆動回路７に接続される。また、複数の外部端子９は、外部から共通電位が印加される端子を含む。

１．２．素子基板の電気的な構成
図３は、素子基板の電気的な構成を示す等価回路図である。
図３に示すように、素子基板１００の表示領域Ａ１には、スイッチング素子としての複数のトランジスター１、ｎ本の走査線３、ｍ本のデータ線４、およびｍ本の容量線５が設けられる。ｎおよびｍはそれぞれ２以上の整数である。ｎ本の走査線３とｍ本のデータ線４との各交差に対応してトランジスター１が配置される。

ｎ本の走査線３のそれぞれはＸ１方向に延在し、ｎ本の走査線３はＹ１方向に等間隔で並ぶ。ｎ本の走査線３のそれぞれは、対応する複数のトランジスター１のゲート電極に電気的に接続される。ｎ本の走査線３は、図１に示す走査線駆動回路６に電気的に接続される。図３に示すように、１～ｎ本の走査線３には、走査線駆動回路６から走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、およびＧｎが線順次で供給される。

ｍ本のデータ線４のそれぞれはＹ１方向に延在し、ｍ本のデータ線４はＸ１方向に等間隔で並ぶ。ｍ本のデータ線４のそれぞれは、対応する複数のトランジスター１のソース領域に電気的に接続される。ｍ本のデータ線４は、図１に示すデータ線駆動回路７に電気的に接続される。図３に示すように、１～ｍ本のデータ線４には、データ線駆動回路７から画像信号Ｅ１、Ｅ２、…、およびＥｍが並行に供給される。

ｎ本の走査線３とｍ本のデータ線４とは、互いに電気的に絶縁されており、平面視において格子状に配置される。隣り合う２つの走査線３と隣り合う２つのデータ線４とで囲まれる領域が画素Ｐに対応する。
画素Ｐ毎に画素電極１０が設けられる。画素電極１０は、トランジスター１のドレイン領域に電気的に接続される。

ｍ本の容量線５のそれぞれはＹ１方向に延在し、ｍ本の容量線５はＸ１方向に等間隔で並ぶ。また、ｍ本の容量線５は、ｍ本のデータ線４およびｎ本の走査線３に対して電気的に絶縁されており、これらに対して間隔をもって配置される。各容量線５には、共通電位またはグランド電位等の固定電位が印加される。

容量素子２の一方の電極は、容量線５が電気的に接続される。容量素子２の他方の電極は、画素電極１０に電気的に接続され、画素電極１０に供給される画像信号の電位を保持する。

１．３．素子基板の表示領域の断面構造
図４は、素子基板の表示領域の断面構造を示す説明図であり、表示領域Ａ１に設けられた画素Ｐの断面構造を示す。
図４に示すように、表示領域Ａ１において、素子基板１００は、絶縁性または導電性の機能層または機能膜が基体９０のＺ１方向に積層された、断面構造を有する。

基体９０と層間絶縁層８２との間には、遮光層８０が配置される。
遮光層８０は、遮光性を有する導電材料で形成される。遮光性を有する導電材料としては、例えば、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）およびアルミニウム（Ａｌ）等の金属、金属窒化物ならびに金属シリサイド等の金属材料を用いることができる。遮光層８０は、走査線３の一部を構成する。なお、「遮光性」とは、可視光に対する遮光性を意味し、好ましくは、可視光の透過率が５０％未満であることをいい、より好ましくは、１０％以下であることをいう。

層間絶縁層８２は、透光性および絶縁性を有する。層間絶縁層８２は、例えば、酸化ケイ素等の無機材料によって、形成される。
層間絶縁層８２上には、トランジスター１が配置される。

トランジスター１は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有する半導体層７０と、ゲート電極７４と、ゲート絶縁層７２とを有する。
半導体層７０は、ドレイン領域７０ｄ、ＬＤＤ領域７０ａ、チャネル領域７０ｃ、ＬＤＤ領域７０ｂおよびソース領域７０ｓを有する。
チャネル領域７０ｃは、ソース領域７０ｓとドレイン領域７０ｄとの間に位置する。ＬＤＤ領域７０ｂは、チャネル領域７０ｃとソース領域７０ｓとの間に位置する。ＬＤＤ領域７０ａは、チャネル領域７０ｃとドレイン領域７０ｄとの間に位置する。
半導体層７０は、例えば、ポリシリコンであり、チャネル領域７０ｃを除く領域には、導電性を高める不純物がドープされる。ＬＤＤ領域７０ｂおよびＬＤＤ領域７０ａ中の不純物濃度は、ソース領域７０ｓおよびドレイン領域７０ｄ中の不純物濃度よりも低い。

半導体層７０上には、ゲート絶縁層７２を介して、ゲート電極７４が設けられる。ゲート電極７４は、半導体層７０のチャネル領域７０ｃに重なる。
ゲート電極７４は、例えば、ポリシリコンに導電性を高める不純物がドープされることにより形成される。なお、ゲート電極７４は、金属、金属シリサイドおよび金属化合物の導電性を有する材料を用いて形成されてもよい。

ゲート絶縁層７２は、例えば、熱酸化またはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等で成膜される酸化ケイ素で構成される。
ゲート電極７４と遮光層８０との間は、ゲート絶縁層７２と層間絶縁層８２と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る。

トランジスター１上には、層間絶縁層７６を介して、導電層６０と中継層６２とが設けられる。導電層６０と中継層６２とは、同層に設けられ、遮光性の導電材料で形成される。層間絶縁層７６は、層間絶縁層８２と同様の材料によって、形成される。
導電層６０は、データ線４の一部を構成する。導電層６０は、層間絶縁層７６を貫通するコンタクトホール７３を介して、半導体層７０のソース領域７０ｓに電気的に接続される。
中継層６２は、層間絶縁層７６を貫通するコンタクトホール７１を介して、半導体層７０のドレイン領域７０ｄに電気的に接続される。

導電層６０および中継層６２上には、層間絶縁層６４が設けられ、層間絶縁層６４上には、中継層５２が設けられる。中継層５２は、遮光性の導電材料で形成される。層間絶縁層６４は、層間絶縁層８２と同様の材料によって、形成される。
中継層５２は、層間絶縁層６４を貫通するコンタクトホール６１を介して、中継層６２に電気的に接続される。

中継層５２上には、層間絶縁層５４を介して、容量素子２が設けられる。
容量素子２は、基体９０側に設けられた容量電極５０と、画素電極１０側に設けられた容量電極４０と、容量電極５０と容量電極４０との間に設けられた誘電体層５６とを有する。容量電極４０と容量電極５０とは、いずれも遮光性の導電材料で形成される。層間絶縁層５４は、層間絶縁層８２と同様の材料によって、形成される。

容量電極５０は、容量線５の一部を構成する。
容量電極４０は、層間絶縁層５４を貫通するコンタクトホール５１を介して、中継層５２に電気的に接続されて、トランジスター１のドレイン領域７０ｄに電気的に接続される。

容量電極４０と画素電極１０との間には、レンズ層３４を含む光学機能層ＬＳが設けられる。
光学機能層ＬＳは、光量ロスを抑制するために設けられる。具体的には、画素電極１０を通過した通過光が、データ線４や容量線５等の遮光性の材料層に当たってロスとならないように、通過光の光路を調整する。光学機能層ＬＳは、透光層４２、透光層３２、レンズ層３４、透光層２２と保護層２４とを含む。

透光層４２は、光路長を調整するためのパス層と称せられる光路長調整層である。透光層４２は、酸化ケイ素等の無機材料によって形成される。また、透光層４２の上面は、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等によって平坦化されている。

透光層３２は、光路長調整層である。また、透光層３２には、レンズ層３４のレンズ面３４ｓとなる凹部３２ｃが設けられる。透光層３２は、透光層４２と同様に、酸化ケイ素等の無機材料によって形成される。
透光層３２の凹部３２ｃは、透光層３２を１０μｍ程度の厚さ成膜した後、透光層３２をエッチングして形成する。

レンズ層３４は、透光層３２上に設けられ、凹部３２ｃに沿った凸形状を有する。レンズ層３４は、透光層３２と屈折率の異なる無機材料、例えば酸窒化ケイ素、によって形成される。レンズ層３４は、酸窒化ケイ素を、凹部３２ｃを埋めるように成膜した後、ＣＭＰ等によって平坦化して形成する。

透光層２２は、レンズ層３４上に設けられる。透光層２２は、透光層４２と同様に酸化ケイ素等の無機材料によって形成される。透光層２２の層厚は、透光層３２の層厚よりも薄い。
透光層２２は、画素電極１０とコンタクトプラグ３１との電気的な接続を良好に行うために設けられている。コンタクトホール３３は、４つの画素電極１０の間の隙間に設けられるため、画素電極１０とコンタクトプラグ３１とを直接接続することができない。

したがって、画素電極１０とコンタクトプラグ３１との電気的な接続は、レンズ層３４上に設けられ、平面視で、コンタクトプラグ３１と画素電極１０とに重なるように設けられた中継層２０と、中継層２０と画素電極１０との間に設けられた透光層２２を貫通して設けられ画素コンタクトプラグ２１とを介して接続される。
このように、中継層２０と画素電極１０との間に透光層２２を設けることで、４つの画素電極１０の間の隙間に、コンタクトプラグ３１を設けることができ、レイアウトの制約を満たすことができる。

保護層２４は、透光層２２上に設けられる。保護層２４は、例えば、ＢＳＧ（Borosilicate Glass）等の透光性および吸湿性を有する無機材料で構成される。保護層２４上に、画素電極１０が設けられる。画素電極１０上には、配向膜１２が設けられる。

画素電極１０と容量電極４０との間は、画素コンタクトプラグ２１、中継層２０、コンタクトプラグ３１、中継層３０、およびコンタクトプラグ４１とを介して、電気的に接続される。これによって、画素電極１０は、トランジスター１のドレイン領域７０ｄに電気的に接続される。

画素コンタクトプラグ２１は、コンタクトホール２３内に設けられる。コンタクトホール２３は、保護層２４と透光層２２とを貫通して設けられる。
画素コンタクトプラグ２１は、コンタクトホール２３の内部にタングステン等の導電材料を充填することで形成される。画素コンタクトプラグ２１は、画素電極１０と中継層２０とに接触して、画素電極１０と中継層２０とを電気的に接続する。

中継層２０は、透光層２２とレンズ層３４との間に設けられる。画素コンタクトプラグ２１の材料としてタングステンを用いる場合、中継層２０は、タングステンと良好な導通が取れる材料、例えば、窒化チタン等で形成するとよい。

コンタクトプラグ３１は、コンタクトホール３３内に設けられる。コンタクトホール３３は、レンズ層３４と透光層３２とを貫通して設けられる。
コンタクトプラグ３１は、コンタクトホール３３の内部にタングステン等の導電材料を充填することで形成される。コンタクトプラグ３１は、中継層２０と中継層３０とに接触して、中継層２０と中継層３０とを電気的に接続する。なお、詳しくは後述するが、本実施形態では、コンタクトホール３３は、中継層３０を貫通して、コンタクトホール３３の底にコンタクトプラグ４１を露出する。よって、コンタクトプラグ３１は、コンタクトプラグ４１とも接触する。

中継層３０は、透光層３２と透光層４２との間に設けられる。コンタクトプラグ３１の材料としてタングステンを用いる場合、中継層３０は、タングステンと良好な導通が取れる材料、例えば、窒化チタン等で形成するとよい。

コンタクトプラグ４１は、コンタクトホール４３内に設けられる。コンタクトホール４３は、透光層４２を貫通して設けられる。
コンタクトプラグ４１は、コンタクトホール４３の内部にタングステン等の導電材料を充填することで形成される。コンタクトプラグ４１は、中継層３０、容量電極４０、およびコンタクトプラグ３１に接触して、中継層３０およびコンタクトプラグ３１と、容量電極４０とを電気的に接続する。

１．４．表示領域の平面構造
図５は、素子基板の表示領域の一部を示す平面図であり、素子基板１００の表示領域Ａ１を、液晶層Ｌｃ側からＺ２方向に見た図である。なお、図５では、画素電極１０を実線で描画し、画素電極１０よりも基体９０側に設けられた光学機能層ＬＳに含まれる構成を破線で描画した。また、以下に示す平面図では、レンズ面３４ｓの曲面形状を二点鎖線の２重円で示し、隣り合う２つのレンズ面３４ｓ同士が接する境界を境界線３４ｂで示した。

図５に示すように、画素電極１０は、Ｘ軸Ｙ軸に沿ってマトリクス状に配置される。
画素コンタクトプラグ２１は、画素電極１０と重なる位置、本実施形態では画素電極１０の四隅のうちの図面左下の角と重なる位置に設けられる。

中継層２０の形状は、矩形である。中継層２０の四隅のそれぞれは、画素電極１０のＸ２方向、Ｙ２方向、および対角方向に隣り合う４つの画素電極１０のそれぞれの角と、重なるように設けられる。
画素コンタクトプラグ２１は、平面視において中継層２０の四隅のうちの一つの角に設けられる。

コンタクトプラグ３１は、平面視において中継層２０と重なる位置に設けられる。また、本実施形態において、コンタクトプラグ３１と画素コンタクトプラグ２１とは、平面視において重ならない位置に設けられる。コンタクトプラグ３１と画素コンタクトプラグ２１とが重ならないにようにするため、コンタクトプラグ３１は、中継層２０において画素コンタクトプラグ２１が設けられた角の対角の角に寄せて設けられる。

このように画素コンタクトプラグ２１をコンタクトプラグ３１と重ならない位置に設けた場合、画素コンタクトプラグ２１をコンタクトプラグ３１と重なる位置に設けた場合よりも、画素コンタクトプラグ２１と重なる画素電極１０の成膜性を向上させることができる。

コンタクトプラグ３１は、逆円錐台の形状を有する。
中継層３０は、中継層２０と同じ大きさおよび形状に設けられる。中継層２０と中継層３０とは、平面視において略完全に重なる。
コンタクトホール３３は、平面視においてコンタクトホール４３と重なる位置に設けられる。したがって、コンタクトプラグ４１とコンタクトプラグ３１とは、重なる位置に設けられる。

容量電極４０は、Ｌ字の角に設けられた幅広部４０ｗと、幅広部４０ｗから走査線３と重なるようにＸ１方向に沿って延在する延在部と、幅広部４０ｗからデータ線４と重なるようにＹ１方向に沿って延在する延在部と、を有する。
幅広部４０ｗは、コンタクトホール３３、コンタクトホール４３、コンタクトホール５１と重なるように設けられている。また、幅広部４０ｗは、中継層２０と略完全に重なる形状に設けられる。

本実施形態において、境界線３４ｂが交差する箇所とコンタクトプラグ３１とが重なる。これは、コンタクトプラグ３１が、レンズ層３４のレンズ面３４ｓを貫通して設けられていることを示す。なお、コンタクトホール３３の内側の描画された境界線３４ｂは、レンズ面３４ｓが隙間なく設けられていることを示すためのものであり、コンタクトホール３３の内側には、レンズ面３４ｓは存在しない。

１．５．光学機能層の構造
図６は、図５のＶＩ－ＶＩ線に沿う断面図であり、光学機能層ＬＳの断面構造を示す。
図６に示すように、コンタクトホール３３は、レンズ層３４、透光層３２を貫通する。

コンタクトホール３３のアスペクト比は、他のコンタクトホール、例えば、コンタクトホール４３のアスペクト比に比べて約２倍以上高い。本実施形態において、コンタクトホール３３の深さＬは、約５～１０μｍであり、コンタクトホール３３の内径Ｄが、約１μｍであるため、アスペクト比Ｌ／Ｄは、約５～１０である。

コンタクトホール３３内の側面に沿って絶縁部材の一例である側壁絶縁膜３５が設けられる。側壁絶縁膜３５は、透光層３２と同様に、酸化ケイ素等の無機材料によって形成される。
コンタクトホール３３内には、側壁絶縁膜３５に沿って、コンタクトプラグ３１が設けられる。換言すると、側壁絶縁膜３５は、コンタクトホール３３とコンタクトプラグ３１との間に設けられるスペーサー膜である。また、側壁絶縁膜３５を設けることで、コンタクトプラグ３１の径をコンタクトホール３３の径よりも小さくすることができ、微細化に適した構成とすることができる。

コンタクトホール３３は、ドライエッチング等の異方性エッチングによって形成する。エッチングを、レンズ層３４と透光層３２とを貫通した後、中継層３０の上面を露出する位置で、止めることは難しい。したがって、中継層３０の上面には、コンタクトホール３３を形成した際に、オーバーエッチングによる凹部が、形成されてもよい。

本実施形態では、コンタクトホール３３の底面は、底面３３ｂ１と底面３３ｂ２とを有する。側壁絶縁膜３５は、底面３３ｂ１において、中継層３０に接する。コンタクトプラグ３１は、底面３３ｂ２において、中継層３０に接する。

底面３３ｂ２は、底面３３ｂ１より深い位置に設けられていてもよい。詳しくは後述するが、コンタクトホール３３の形成工程では、２回のエッチングが行われる。一回目のエッチングで、底面３３ｂ１が設けられ、２回目のエッチングで、底面３３ｂ２が設けられる。２回目のエッチングの際に、底面３３ｂ１の一部がさらにエッチングされることで、底面３３ｂ１より深い位置に底面３３ｂ２が設けられる。

コンタクトホール３３を介した電気的な接続を確実に行うため、コンタクトホール３３は、平面視においてコンタクトプラグ４１と重なる位置に設けられる。これによって、コンタクトホール３３をエッチングして形成する際に、中継層３０の一部を貫通しても、コンタクトホール３３の底面は、コンタクトプラグ４１内に形成される。したがって、コンタクトホール３３に充填されるコンタクトプラグ３１は、コンタクトプラグ４１に直接接触するため、コンタクトプラグ３１とコンタクトプラグ４１との電気的な接続を確実に行うことができる。

図７は、素子基板の表示領域の一部を示す平面図であり、図５の表示領域Ａ１の平面図において、画素電極１０を液晶層Ｌｃ側からＺ２方向に見た際の画素電極１０、画素コンタクトプラグ２１、中継層２０、およびコンタクトプラグ３１のレイアウトを示す。図７では、画素電極１０を実線で示す。
図７に示すように、画素コンタクトプラグ２１およびコンタクトプラグ３１は、平面視において中継層２０と重なる位置に設けられる。画素コンタクトプラグ２１は、コンタクトプラグ３１と、平面視において重ならないように設けられる。画素コンタクトプラグ２１とコンタクトプラグ３１とが平面視において重ならないように、画素コンタクトプラグ２１とコンタクトプラグ３１とは、それぞれ中継層２０の対角の角に配置される。

図８は、素子基板の表示領域の一部を示す平面図であり、図５の表示領域Ａ１の平面図において、中継層２０を液晶層Ｌｃ側からＺ２方向に見た際の際の中継層２０、コンタクトプラグ３１、および容量電極４０のレイアウトを示す。図８では、中継層２０を実線で示す。
図８に示すように、中継層２０は、平面視において容量電極４０の幅広部４０ｗと略完全に重なる。

隣り合う２つのレンズ面３４ｓが接する境界を示す境界線３４ｂは、Ｘ軸とＹ軸とに沿う２本の境界線３４ｂの交差が、コンタクトプラグ３１の内側に位置している。したがって、コンタクトホール３３は、レンズ層３４のレンズ面３４ｓを貫通して設けられている。
なお、レンズ面３４ｓの境界線３４ｂとコンタクトホール３３とが平面視において重ならないように、レンズ面３４ｓを形成してもよい。この場合、コンタクトホール３３が設けられる位置に、レンズ面３４ｓは形成されないため、コンタクトホール３３は、レンズ層３４を貫通することなく、隣り合う４つのレンズ面３４ｓの間の透光層３２にのみに設けられる。

図９は、素子基板の表示領域の一部を示す平面図であり、図５の表示領域Ａ１の平面図において、中継層３０を液晶層Ｌｃ側からＺ２方向に見た際の際の中継層３０、コンタクトプラグ３１および容量電極４０のレイアウトを示す。図９では、中継層３０を実線で示す。図９に示すように、中継層３０の上面を含む面には、中継層３０を貫通するコンタクトホール３３内に設けられた側壁絶縁膜３５およびコンタクトプラグ３１の断面が現れる 。

図９に示すように、中継層３０は、中継層２０と同様に、容量電極４０の幅広部４０ｗと略完全に重なる。コンタクトプラグ４１は、中継層３０と重なる位置において、平面視において中継層３０からはみ出さないように設けられる。

図１０は、素子基板の表示領域の一部を示す平面図であり、図５の表示領域Ａ１の平面図において、容量電極４０を液晶層Ｌｃ側からＺ２方向に見た際の容量電極４０および半導体層７０のレイアウトを示す。図１０において、容量電極４０は、実線で示す。
図１０に示すように、容量電極４０は、半導体層７０と、平面視において重なる位置に設けられる。容量電極４０の幅広部４０ｗは、半導体層７０のチャネル領域７０ｃと重なる位置に設けられ、半導体層７０のチャネル領域７０ｃの遮光層として機能する。

１．６．光学機能層の製造方法
次に、光学機能層ＬＳの製造方法について、図１１から図１７を参照して説明する。
図１１は、光学機能層ＬＳの製造方法を示すフローチャートであり、図１２は、図１１のステップＳ８の詳細を示すフローチャートであり、コンタクトホール３３の製造方法を示すフローチャートである。図１３から図１７は、各製造過程における一態様を示す断面図であり、各図における断面位置は、図６と同様である。

ステップＳ１では、窒化チタンを含む導電材料からなる中継層としての容量電極４０を形成する。
ステップＳ２では、容量電極４０上に、酸化ケイ素からなる透光層４２を形成する。
ステップＳ３では、透光層４２にコンタクトホール４３を形成する。
ステップＳ４では、コンタクトホール４３にタングステンを充填して、接続部材としてのコンタクトプラグ４１を形成する。
ステップＳ５では、コンタクトプラグ４１と、平面視において重なる位置に、窒化チタンを含む導電材料からなる中継層３０を形成する。
ステップＳ６では、中継層３０上に、酸化ケイ素からなる透光層３２を形成する。透光層３２には、レンズ層３４のレンズ面３４ｓとなる凹部３２ｃが形成される。
ステップＳ７では、酸窒化ケイ素からなるレンズ層３４を形成する。

ステップＳ８では、コンタクトホール３３を形成する。
図１２は、ステップＳ８の詳細フローチャートを示す。
ステップＳ８１では、図１３に示すように、レンズ層３４上にレジスト１１０を形成する。レジスト１１０は、コンタクトホール３３を形成する箇所が開口した所定のパターンに形成される。

ステップＳ８２では、コンタクトホール３３を形成する。この工程では、レジスト１１０をマスクとして、ドライエッチングすることによって、レンズ層３４と透光層３２とを貫通して、底面３３ｂ１に中継層３０を露出するコンタクトホール３３を形成する。

レジスト１１０をマスクとして、エッチングを行うことで、レジスト１１０由来の生成物が生成される。この生成物は、図１４に示すように、コンタクトホール３３の底面３３ｂ１に付着して、残留物１１５として、コンタクトホール３３の底面３３ｂ１に残留する。

ステップＳ８３では、アッシングを行って、レジスト１１０を除去する。
ステップＳ８４では、剥離を行う。この工程では、所定の剥離液によって、残ったレジスト１１０や残留物１１５を除去する。図１５は、アッシングおよび剥離を行った後の断面を示す。高アスペクト比のコンタクトホール３３の底面３３ｂ１に付着した残留物１１５を完全に除去することは困難なため、図１５に示すように、コンタクトホール３３の底面３３ｂ１の隅には、残留物１１５が付着したまま残される。

ステップＳ８５では、追加成膜を行う。図１６に示すように、残留物１１５を覆うように、コンタクトホール３３内に、酸化ケイ素からなる絶縁層３５ａを形成する。絶縁層３５ａの成膜には、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法を用いることができる。

ステップＳ８６では、図１７に示すように、絶縁層３５ａをエッチバックして、側壁絶縁膜３５を形成する。この工程によって、コンタクトホール３３の側面には、側壁絶縁膜３５が形成される。
底面３３ｂ１の隅に残った残留物１１５は、側壁絶縁膜３５に覆われた状態で、側壁絶縁膜３５によって、コンタクトホール３３の底に固定される。
したがって、残留物１１５が、後工程において剥離することが抑制される。また、この工程では、レジスト１１０を用いないため、新たな残留物１１５の発生は抑制される。

コンタクトホール３３の底には、中継層３０を露出する底面３３ｂ２が形成される。底面３３ｂ２の位置は、図１７に示すように、底面３３ｂ１よりも深い位置になる場合がある。コンタクトホール３３の底に中継層３０を確実に露出させるために、絶縁層３５ａをオーバーエッチングすると、底面３３ｂ２の位置は、底面３３ｂ１よりも深くなる。

図１１のフローチャートに戻る。
ステップＳ９では、ステップＳ８で形成したコンタクトホール３３に、接続部材を形成する。コンタクトホール３３に、タングステンを充填して、コンタクトプラグ３１を形成する。

ステップＳ１０では、中継層２０を形成する。コンタクトプラグ３１と、平面視において重なる位置に、窒化チタンを含む導電材料からなる中継層２０を形成する。
ステップＳ１１では、中継層２０上に、酸化ケイ素からなる透光層２２を形成する。
ステップＳ１２では、保護層２４を形成する。保護層２４は、ＢＳＧである。

ステップＳ１３では、保護層２４および透光層２２を貫通して、中継層２０を露出する画素コンタクトホールとしてのコンタクトホール２３を形成する。
ステップＳ１４では、コンタクトホール２３に接続部材としての画素コンタクトプラグ２１を形成する。
ステップＳ１５では、画素電極１０を形成する。

以上、述べたとおり、本実施形態の電気光学装置としての液晶装置３００は、画素電極１０と、画素電極１０に対応して設けられたトランジスター１と、画素電極１０とトランジスター１とを電気的に接続する中継層３０と、画素電極１０と中継層３０との間に設けられたレンズ層３４と、画素電極１０とレンズ層３４との間の層に設けられた中継層２０と、中継層３０と中継層２０とを電気的に接続するコンタクトホール３３内に設けられたコンタクトプラグ３１と、コンタクトホール３３の側面とコンタクトプラグ３１との間に設けられた絶縁部材としての側壁絶縁膜３５と、を備える。

このように、コンタクトホール３３の側面とコンタクトプラグ３１との間に、側壁絶縁膜３５が設けられる。よって、コンタクトホール３３の底に残留物１１５が生じたとしても、画素電極１０とスイッチング素子との間を良好に電気的に接続できる。さらには、側壁絶縁膜３５が設けられることで、コンタクトプラグ３１の径をコンタクトホール３３の径よりも小さくすることができ、微細化に適した構成とすることができる。

本実施形態の液晶装置３００において、さらに、トランジスター１を覆う遮光層としての容量電極４０を備え、中継層３０及び中継層２０は、平面視において、容量電極４０と重なる。
このように、中継層３０及び中継層２０は、平面視において、容量電極４０と重なるように設けられている。よって、レイアウト上の制約を満たして、微細化に適した構成とすることができる。

本実施形態の液晶装置３００において、さらに、画素電極１０と中継層３０とは、コンタクトホール２３を介して電気的に接続され、コンタクトホール２３とコンタクトホール３３は、平面視において、重ならない。
このように、コンタクトホール２３とコンタクトホール３３は、平面視において、重ならないように設けられている。よって、レイアウト上の制約を満たして、微細化に適した構成とすることができる。さらには、コンタクトホール２３と重なる画素電極１０の成膜性を向上させることができる。

本実施形態の液晶装置３００において、さらに、コンタクトホール２３内に設けられた画素コンタクトプラグ２１を備え、コンタクトプラグ３１は、平面視において、画素コンタクトプラグ２１と重ならない。
このように、コンタクトプラグ３１は、平面視において、画素コンタクトプラグ２１と重ならないように設けられる。よって、レイアウト上の制約を満たして、微細化に適した構成とすることができる。さらには、画素コンタクトプラグ２１と重なる画素電極１０の成膜性を向上させることができる。

本実施形態の液晶装置３００において、さらに、中継層３０とトランジスター１とを電気的に接続する容量電極４０を備え、コンタクトホール３３は、平面視において、中継層３０と容量電極４０とを電気的に接続するコンタクトホール４３と重なる。
このように、コンタクトホール３３は、平面視において、コンタクトホール４３と重なるように設けられている。よって、レイアウト上の制約を満たすとともに、画素電極１０とトランジスター１との間を良好に電気的に接続できる。

本実施形態の液晶装置３００において、さらに、コンタクトホール４３内に設けられたコンタクトプラグ４１を備え、コンタクトプラグ３１は、平面視において、コンタクトプラグ４１と重なる。
このように、コンタクトプラグ３１は、平面視において、コンタクトプラグ４１と重なるように設けられる。よって、レイアウト上の制約を満たすとともに、画素電極１０とトランジスター１との間を良好に電気的に接続できる。

２．実施形態２
実施形態２に係る電気光学装置としての液晶装置３００の構造について、図１８を参照して説明する。図１８は、実施形態２に係る電気光学装置の断面図であり、実施形態１の図６に対応する図である。

図１８に示すように、実施形態２に係る素子基板１２０は、コンタクトホール３３内に側壁絶縁膜３５を有しない点、およびコンタクトホール３３の底部に残留物１１５が残留していない点で、実施形態１と異なる。なお、実施形態１と同じ構成には、同じ符号を付して、説明を省略する。
本実施形態において、コンタクトホール３３は、深さＬおよび開口側の径Ｄに形成される。

また、実施形態２では、素子基板１２０の構成を実現するために、製造方法の一部を、実施形態１と異ならせている。具体的は、図１１に示したフローチャートにおいて、ステップＳ８のコンタクトホール３３の製造方法が異なる。

次に、実施形態２の製造方法について、図１９から図２２を参照して説明する。
図１９は、ステップＳ８の詳細フローチャートである。図２０から図２２は、各製造過程における一態様を示す断面図であり、各図における断面位置は、図６と同様である。

ステップＳ８１では、レンズ層３４上にレジスト１１０を形成する。レジスト１１０は、コンタクトホール３３を形成する箇所に開口を有する所定のパターンに形成される。

ステップＳ８２１では、コンタクトホール３３ａを形成する。図２０に示すように、この工程では、レジスト１１０をマスクとして素子基板１２０をドライエッチングすることによって、レンズ層３４を貫通して、透光層３２内に底を有するコンタクトホール３３ａを形成する。
コンタクトホール３３ａは、コンタクトホール３３の深さＬよりも若干浅い、深さＬａの深さに形成される。また、コンタクトホール３３ａは、コンタクトホール３３の開口側の径Ｄよりも若干小さい、径Ｄａの大きさに形成される。

レジスト１１０をマスクとしてコンタクトホール３３ａを形成することによって、レジスト１１０由来の生成物が生成される。この生成物は、図２０に示すように、コンタクトホール３３ａの底に残留物１１５として付着している。

ステップＳ８３では、アッシングを行って、レジスト１１０を除去する。
ステップＳ８４では、剥離を行う。この工程では、所定の剥離液によって、残ったレジスト１１０や残留物１１５を除去する。図２１は、アッシングおよび剥離を行った後の断面を示す図である。高アスペクト比のコンタクトホール３３ａの底に付着した残留物１１５を完全に除去することは困難なため、図２１に示すように、コンタクトホール３３ａの底には、残留物１１５が付着したまま残される。

ステップＳ８７では、追加エッチングを行う。この工程では、素子基板１２０をドライエッチングすることで、透光層３２を貫通し、中継層３０を露出するコンタクトホール３３を形成する。
図２２に示すように、コンタクトホール３３ａの底に付着した残留物１１５は、追加エッチングによって、除去される。この工程では、レジスト１１０を用いないため、新たな残留物１１５の発生は抑制される。

以上、述べたとおり、本実施形態の電気光学装置としての液晶装置３００によれば、上記実施形態の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
本実施形態では、側壁絶縁膜３５を有しないため、実施形態１の製造方法よりも少ない工程数で、コンタクトホール３３を形成することができる。

３．実施形態３
図２３は、電子機器の一例である投射型表示装置としてのプロジェクターを示す模式図である。
プロジェクター１０００は、例えば、上述した液晶装置３００を３枚備えた３板式のプロジェクターである。液晶装置３００Ｒは赤色の表示色に対応し、液晶装置３００Ｇは緑色の表示色に対応し、液晶装置３００Ｂは青色の表示色に対応する。制御部１００５は、例えばプロセッサーおよびメモリーを含み、液晶装置３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂの動作を制御する。

照明光学系１００１は、光源である照明装置１００２からの出射光のうち赤色成分ＲＬを液晶装置３００Ｒに供給し、緑色成分ＧＬを液晶装置３００Ｇに供給し、青色成分ＢＬを液晶装置３００Ｂに供給する。各液晶装置３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂは、照明光学系１００１から供給される各色光ＲＬ，ＧＬ，ＢＬを表示画像に応じて変調する光変調装置として機能する。
投射光学系１００３は、各液晶装置３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂからの出射光を合成してプロジェクタースクリーン１００４に投射する。

以上、述べたとおり、本実施形態の電子機器としてのプロジェクター１０００は、上述した液晶装置３００を備える。
よって、光学性能および電気的な信頼性の高い液晶装置３００を採用することで、プロジェクター１０００の性能を向上させることができる。

なお、電子機器は、例示した３板式のプロジェクター１０００に限定されない。例えば、単板式、２板式、または、４枚以上の液晶装置３００を備えたプロジェクターであってもよい。また、電子機器は、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、車載用の表示器、電子手帳、電子ペーパー、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、およびＰＯＳ（Point of sale）、プリンター、スキャナー、複写機、ビデオプレーヤー、またはタッチパネルを備えた機器等であってもよい。

以上、好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。また、本発明の各部の構成は、上述の実施形態の同様の機能を発揮する任意の構成に置換でき、また、任意の構成を付加できる。

１…トランジスター、２…容量素子、３…走査線、４…データ線、５…容量線、６…走査線駆動回路、７…データ線駆動回路、８…シール部材、９…外部端子、１０…画素電極、１２…配向膜、２０…中継層、２１…画素コンタクトプラグ、２２…透光層、２３…コンタクトホール、２４…保護層、３０…中継層、３１…コンタクトプラグ、３２…透光層、３２ｃ…凹部、３３，３３ａ…コンタクトホール、３３ｂ１，３３ｂ２…底面、３４…レンズ層、３４ｂ…境界線、３４ｓ…レンズ面、３５…側壁絶縁膜、３５ａ…絶縁層、４０…容量電極、４０ｗ…幅広部、４１…コンタクトプラグ、４２…透光層、４３…コンタクトホール、５０…容量電極、５１…コンタクトホール、５２…中継層、５４…層間絶縁層、５６…誘電体層、６０…導電層、６１…コンタクトホール、６２…中継層、６４…層間絶縁層、７０…半導体層、７０ａ，７０ｂ…ＬＤＤ領域、７０ｃ…チャネル領域、７０ｄ…ドレイン領域、７０ｓ…ソース領域、７１…コンタクトホール、７２…ゲート絶縁層、７３…コンタクトホール、７４…ゲート電極、７６…層間絶縁層、８０…遮光層、８１…コンタクトホール、８２…層間絶縁層、９０…基体、１００…素子基板、１１０…レジスト、１１５…残留物、１２０…素子基板、２００…対向基板、２１０…基体、２２０…絶縁層、２３０…共通電極、２４０…配向膜、３００，３００Ｂ，３００Ｇ，３００Ｒ…液晶装置、１０００…プロジェクター、１００１…照明光学系、１００２…照明装置、１００３…投射光学系、１００４…プロジェクタースクリーン、１００５…制御部、Ａ１…表示領域、Ａ２…外側領域、ＬＳ…光学機能層

Claims (7)

1. 画素電極と、
   前記画素電極に対応して設けられたトランジスターと、
   前記画素電極と前記トランジスターとを電気的に接続する第１中継層と、
   前記画素電極と前記第１中継層との間に設けられたレンズ層と、
   前記画素電極と前記レンズ層との間の層に設けられた第２中継層と、
   前記第１中継層と前記第２中継層とを電気的に接続する第１コンタクトホール内に設けられた第１接続部材と、
   前記第１コンタクトホールの側面と前記第１接続部材との間に設けられた絶縁部材と、を備える、
   電気光学装置。
2. 前記トランジスターを覆う遮光層を備え、
   前記第１中継層及び前記第２中継層は、平面視において、前記遮光層と重なる、
   請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記画素電極と前記第１中継層とは、第２コンタクトホールを介して電気的に接続され、
   前記第２コンタクトホールと前記第１コンタクトホールは、平面視において、重ならない、
   請求項１に記載の電気光学装置。
4. 前記第２コンタクトホール内に設けられた第２接続部材を備え、
   前記第１接続部材は、平面視において、前記第２接続部材と重ならない、
   請求項３に記載の電気光学装置。
5. 前記第１中継層と前記トランジスターとを電気的に接続する第３中継層を備え、
   前記第１コンタクトホールは、平面視において、前記第１中継層と前記第３中継層とを電気的に接続する第３コンタクトホールと重なる、
   請求項１に記載の電気光学装置。
6. 前記第３コンタクトホール内に設けられた第３接続部材を備え、
   前記第１接続部材は、平面視において、前記第３接続部材と重なる、
   請求項５に記載の電気光学装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えた電子機器。

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