JP3697964B2 - 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

電気光学装置、電気光学装置の製造方法及び電子機器 Download PDF

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明の技術分野は、アクティブマトリクス駆動方式の電気光学装置及びその製造方法の技術分野に属し、特に半導体膜への反射光を遮光するための遮光膜を備えた電気光学装置及びその製造方法に属する。また本発明の技術分野はこのような電気光学装置を備えたライトバルブを有する電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、TFT駆動によるアクティブマトリクス駆動方式の電気光学装置においては、縦横に夫々配列された多数の走査線及びデータ線並びにこれらの各交点に対応して多数のTFTがTFTアレイ基板上に設けられている。そして、TFTのゲート電極に走査線を介して走査信号が供給されると、TFTはオン状態とされ、半導体層のソース領域にデータ線を介して供給される画像信号が当該TFTのソース−ドレイン間を介して画素電極に供給される。このような画像信号の供給は、各TFTを介して画素電極毎に極めて短時間しか行われない。このため、極短時間だけオン状態とされたTFTを介して供給される画像信号の電圧を、このオン状態とされた時間よりも遥かに長時間に亘って保持するために、各画素電極には液晶容量と並列に蓄積容量が形成されるのが一般的である。
【0003】
ところで、例えば液晶パネルなどのライトバルブを用いた投射型表示装置の場合、入射光の一部は液晶パネルを透過した後反射光として再び液晶パネルに戻ることが知られている。この反射光によって薄膜トランジスタの半導体膜に光電流が生起し、スイッチング素子の特性に悪影響を及ぼすという問題がある。
【0004】
このような反射光の半導体膜への影響を回避する手法として、半導体膜と基板との間に遮光膜を設けるものがある。遮光膜としては例えばTi、Cr、W、Ta、Mo、またはPbのような不透明金属の単体、合金、あるいはシリサイドなどが用いられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、発明者の得た知見によれば、例えばWSi(タングステンシリサイド)等から遮光膜を構成した場合、このような遮光膜に起因して薄膜トランジスタの半導体膜に応力が加わり、この応力により例えば薄膜トランジスタのオフ耐圧等の各種特性が劣化し、電気光学装置の表示性能、信頼性が低下するという問題がある。
【0006】
本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであり、戻り光を遮蔽する遮光膜を備えるとともに、特性の安定した薄膜トランジスタを備えた電気光学装置及びその製造方法を提供することを課題とする。また本発明は、信頼性が高く、高品位の画像表示が可能な電気光学装置及びその製造方法を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の電気光学装置は、基板に、複数の画素電極と、該画素電極に対応して設けられた薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタに接続されたデータ線と、前記薄膜トランジスタのソース領域、チャネル領域及びドレイン領域を構成する半導体層と、該半導体層の上方に形成されている前記薄膜トランジスタのゲート電極と、前記ゲート電極の上方に形成された第1層間絶縁膜と、前記データ線の下方であって前記第1層間絶縁膜の上方に形成された第2層間絶縁膜とを具備し、前記半導体層の前記基板側に、前記半導体層と対向するように配設された高融点金属からなる第1遮光膜と、前記データ線の下方であって前記第1層間絶縁膜上に前記ゲート電極を覆うように配設され、かつ少なくとも前記半導体層の前記チャネル領域と対向するように島状に配設された高融点金属からなる第2遮光膜とを有し、前記第1層間絶縁膜の膜厚は前記第2層間絶縁膜よりも薄いことを特徴とする。
また本発明の電気光学装置は、基板に、複数の画素電極と、該画素電極に対応して設けられた薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタに接続されたデータ線と、前記薄膜トランジスタのソース領域、チャネル領域及びドレイン領域を構成する半導体層と、該半導体層の上方に形成されている前記薄膜トランジスタのゲート電極とを具備し、前記半導体層の前記基板側に、前記半導体層と対向するように配設された高融点金属からなる第1遮光膜と、前記データ線の下方であって前記ゲート電極上に直接的に前記ゲート電極を覆うように配設され、かつ少なくとも前記半導体層の前記チャネル領域と対向するように島状に配設された高融点金属からなる第2遮光膜とを有し、前記ゲート電極と前記第2遮光膜とは直接的に接続されていることを特徴とする。このような構成を採用することにより本発明の電気光学装置においては半導体層にかかる応力を小さく抑制、低減し、半導体素子の特性を安定させ、素子および電気光学装置の信頼性を向上することができる。
【0008】
本発明の電気光学装置の態様では、前記第1遮光膜と前記第2遮光膜とは同一の材料からなることを特徴とする。本発明では、第1遮光膜と第2遮光膜とが同一の材料であるので、第1遮光膜に起因して半導体膜に生じる応力と第2遮光膜に起因して半導体膜に生じる応力とが相殺され、半導体膜に生じる応力が緩和される。これにより、半導体素子の特性を安定させ、素子および電気光学装置の信頼性を向上することができる。
【0009】
本発明の電気光学装置の態様では、前記第1遮光膜と前記第2遮光膜とは熱膨張係数の同じ材料からなることを特徴とする。本発明の電気光学装置の態様では、第1遮光膜と第2遮光膜とが熱膨張係数の同じ材料からなるので、第1遮光膜に起因して半導体膜に生じる応力と第2遮光膜に起因して半導体膜に生じる応力とが相殺され、半導体膜に生じる応力が緩和される。これにより、半導体素子の特性を安定させ、素子および電気光学装置の信頼性を向上することができる。
また本発明の電気光学装置の態様では、前記第2遮光膜は前記データ線の下方に前記データ線に沿って形成されることを特徴とする。
【0010】
本発明の電気光学装置の態様では、前記第1遮光膜または前記第2遮光膜は、ポリシリコンよりも熱膨張係数の大きな材料からなる。また本発明の電気光学装置の態様では、前記第1遮光膜または前記第2遮光膜は、シリケートガラス膜、窒化シリコン膜、または酸化シリコン膜よりも熱膨張係数の大きな材料からなる。
【0011】
このような遮光膜の材料としては、Ti、Cr、W、Ta、Mo、またはPbなどの金属単体、合金、またはこれらのうちの少なくとも一つを含むシリサイドをあげることができる。
【0012】
本発明の電気光学装置においては、前記第2の遮光膜は前記ゲート電極と電気的に接続させてもよいし、絶縁層を介するなどして電気的に独立に配設するようにしてもよい。
【0013】
すなわち第2遮光膜とゲート電極あるいは走査線とを接続する態様では、第2遮光膜によりゲート電極、あるいは走査線を低抵抗化することができる。またゲート電極、あるいは走査線を冗長化することができる。第2の遮光膜は前記ゲート電極または走査線上に直接成膜するようにしても良いし、前記ゲート電極と前記第2遮光膜との間に介挿された第1層間絶縁膜を具備し、この前記第1層間絶縁膜に配設されたスルーホールを介して電気的に接続するようにしてもよい。
【0014】
また第2遮光膜と容量線とを電気的に独立にする(接続しない)態様では、第2遮光膜を補助容量電極のとして用いることができる。これにより単位画素により大きな補助容量を付加することができ、表示品質を向上することができる。
【0015】
また本発明の電気光学装置の第2の遮光膜は、対向基板などに形成されるブラックマスク又はブラックマトリクスと称される遮光膜ではなく、基板(通常はTFTアレイ基板)上に内蔵遮光膜(即ち、遮光膜からなる導電層)として設けられるものである。このようにアレイ基板の一部或いは全部を設ける構成は、製造プロセスにおける基板と対向基板との位置ずれによって画素開口率の低下を招かないなど極めて有利な点を有する。
【0016】
このように構成すれば、薄膜トランジスタよりも基板に近い側、即ち薄膜トランジスタの下側に設けた第1遮光膜により、基板側からの戻り光等が薄膜トランジスタのチャネル領域やLDD(Lightly Doped Drain)領域に入射する事態を未然に防ぐことができ、これに起因した光電流の発生により薄膜トランジスタの特性が劣化することを防止できる。そして、この遮光膜により画素開口領域の一部又は全部を規定することも可能となる。そして前述のように本発明の電気光学装置では、第1の遮光膜と第2の遮光膜は、半導体層に及ぼされる応力を緩和するように配設されている。これにより第1遮光膜のみ採用した構成と比較して、例えば熱付加などに伴って半導体層に印加される応力がより小さく緩和される。したがってオフ耐圧などの薄膜トランジスタの特性が安定し、信頼性も向上することができる。
【0017】
このような遮光膜を備えた態様では、少なくとも前記第1遮光膜は、前記走査線の下に延設されて定電位源に接続されてもよい。このように構成すれば、遮光膜の電位が変動して、当該遮光膜の上方に下地絶縁膜を介して設けられる薄膜トランジスタにおける特性が劣化する事態を未然に防げる。
【0018】
或いは、この遮光膜を備えた態様では、前記第1遮光膜は、前記第1遮光膜と前記半導体層との間に介在する下地絶縁膜に開孔されたコンタクトホールを介して前記容量線と電気的接続されてもよい。
【0019】
このように構成すれば、容量線及び遮光膜の電位を同一にでき、容量線及び遮光膜のいずれか一方を所定電位とする構成を採れば、他方の電位も所定電位とできる。この結果、容量線や遮光膜における電位揺れによる悪影響を低減できる。また、遮光膜からなる配線と容量線とを相互に冗長配線として機能させ得る。
【0020】
本発明の電気光学装置は、基板に複数の走査線及び複数のデータ線と、各前記走査線及び各前記データ線に接続された薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタに接続された画素電極と、該画素電極に蓄積容量を付加するための容量線と、前記薄膜トランジスタのソース領域及びドレイン領域並びに第1蓄積容量電極を構成する半導体層と、該半導体層上に形成されている絶縁薄膜と、該絶縁薄膜上に形成されていると共に前記走査線の一部からなる前記薄膜トランジスタのゲート電極と、前記絶縁薄膜上に形成されていると共に前記容量線の一部からなる第2蓄積容量電極と、前記走査線及び前記容量線の上方に形成された第1層間絶縁膜と、該第1層間絶縁膜の上方に形成された導電層と、該導電層の上方に形成された第2層間絶縁膜とを具備しており、前記半導体膜の前記基板側に、前記半導体膜と対向するように配設された第1遮光膜と、前記第1層間絶縁膜を介して前記ゲート電極を覆うように配設され、かつ少なくとも前記半導体膜の前記チャネル領域と対向するように配設された第2遮光膜とを具備している。前述のように前記第1遮光膜および前記第2遮光膜により、前記半導体膜へ印加される応力が緩和される。このような構成を採用することにより本発明の電気光学装置においては半導体層にかかる応力を小さく抑制、低減し、半導体素子の特性を安定させ、素子および電気光学装置の信頼性を向上することができる。
【0021】
本発明の電気光学装置の製造方法は、例えば上述したような本発明の電気光学装置を製造するための方法の例である。
【0022】
本発明の電気光学装置の製造方法は、基板に、複数の画素電極と、該画素電極に対応して設けられた薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタに接続されたデータ線とを有する電気光学装置の製造方法において、前記基板に第1遮光膜を形成する工程と、前記第1遮光膜を覆うように下地絶縁膜を形成する工程と、前記下地絶縁膜上に、前記第1遮光膜と対向するように、前記薄膜トランジスタのソース領域、チャネル領域及び前記ドレイン領域となる半導体層を形成する工程と、前記半導体層の上方に前記薄膜トランジスタのゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極を覆うように第1層間絶縁膜を形成する工程と、前記データ線の下方であって前記第1層間絶縁膜の上方に第2層間絶縁膜形成する工程と、前記データ線の下方であって前記第1層間絶縁膜上に前記ゲート電極を覆うように、かつ少なくとも前記半導体層の前記チャネル領域と対向するように島状に第2遮光膜を形成する工程とを含み、前記第1層間絶縁膜の膜厚は前記第2層間絶縁膜よりも薄く形成されることを特徴とする。
また本発明の電気光学装置の製造方法の別の態様は、基板に、複数の画素電極と、該画素電極に対応して設けられた薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタに接続されたデータ線とを有する電気光学装置の製造方法において、前記基板に高融点金属からなる第1遮光膜を形成する工程と、前記第1遮光膜を覆うように下地絶縁膜を形成する工程と、前記下地絶縁膜上に、前記第1遮光膜と対向するように、前記薄膜トランジスタのソース領域、チャネル領域及び前記ドレイン領域となる半導体層を形成する工程と、前記半導体層の上方に前記薄膜トランジスタのゲート電極を形成する工程と、前記データ線の下方であって前記ゲート電極上に直接的に前記ゲート電極を覆うように、かつ少なくとも前記半導体層の前記チャネル領域と対向するように島状に高融点金属からなる第2遮光膜を形成する工程とを含み、前記ゲート電極と前記第2遮光膜とは直接的に接続されるように形成されることを特徴とする。
【0023】
本発明の電気光学装置の製造方法の別の態様は、複数の走査線と、複数のデータ線と、前記各走査線とデータ線に接続された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続された画素電極と蓄積容量とを有する電気光学装置の製造方法において、基板に第1遮光膜を形成する工程と、前記第1遮光膜を覆うように下地絶縁膜を形成する工程と、前記下地絶縁膜上に、前記第1遮光膜と対向するように、前記薄膜トランジスタのソース領域、チャネル領域及び前記ドレイン領域並びに前記蓄積容量の第1蓄積容量電極となる半導体層を形成する工程と、前記半導体層上に絶縁薄膜を形成する工程と、前記絶縁薄膜上に前記走査線を形成する工程と、前記走査線を覆うように第1層間絶縁膜を形成する工程と、前記走査線上から少なくとも前記半導体膜の前記チャネル領域覆うように第2遮光膜を形成する工程とを含むものである。この態様によれば第1層間絶縁膜により、第2遮光膜と容量線とが電気的に独立に形成され、第2遮光膜を補助容量電極として用いることができるようになる。
【0024】
また、本発明の電気光学装置の製造方法の別の態様は、複数の走査線と、複数のデータ線と、前記各走査線とデータ線に接続された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続された画素電極と蓄積容量とを有する電気光学装置の製造方法において、本発明の電気光学装置の製造方法の別の態様は、基板に第1遮光膜を形成する工程と、前記第1遮光膜を覆うように下地絶縁膜を形成する工程と、前記下地絶縁膜上に、前記第1遮光膜と対向するように、前記薄膜トランジスタのソース領域、チャネル領域及び前記ドレイン領域並びに前記蓄積容量の第1蓄積容量電極となる半導体層を形成する工程と、前記半導体層上に絶縁薄膜を形成する工程と、前記絶縁薄膜上に前記走査線を形成する工程と、前記走査線を覆うように第1層間絶縁膜を形成する工程と、前記走査線上の前記第1層間絶縁膜に対しコンタクトホールを開孔する工程と、前記コンタクトホールを介して前記走査線と接続するように前記第1層間絶縁膜上に第2遮光膜を形成する工程とを含むものである。この態様によれば第2遮光膜がコンタクトホールを介してゲート電極または走査線と接続されるから、前記第2遮光膜によりゲート電極、あるいは走査線を低抵抗化することができる。またゲート電極、あるいは走査線を冗長化し、電気光学装置の生産性、信頼性を向上することができる。
【0025】
本発明の電気光学装置の製造方法の別の態様は、複数の走査線と、複数のデータ線と、前記各走査線とデータ線に接続された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続された画素電極と蓄積容量とを有する電気光学装置の製造方法において、基板に第1遮光膜を形成する工程と、前記第1遮光膜を覆うように下地絶縁膜を形成する工程と、前記下地絶縁膜上に、前記第1遮光膜と対向するように、前記薄膜トランジスタのソース領域、チャネル領域及び前記ドレイン領域並びに前記蓄積容量の第1蓄積容量電極となる半導体層を形成する工程と、前記半導体層上に絶縁薄膜を形成する工程と、前記絶縁薄膜上に前記走査線及び前記容量線を夫々形成する工程と、前記第1遮光膜と前記容量線とを覆うように第1層間絶縁膜を形成する工程と、前記ドレイン領域上の前記絶縁薄膜及び前記第1層間絶縁膜に対し第1コンタクトホールを形成するとともに、前記ゲート電極上の前記第1層間絶縁膜に対し第3コンタクトホールを形成する工程と、前記第1コンタクトホールを介して前記半導体層に接続するように前記第1層間絶縁膜上に導電層を形成する工程と、前記第3コンタクトホールを介して前記ゲート電極と接続するように前記第1層間絶縁膜上に第2遮光膜を形成する工程とを含むものである。
【0026】
本発明の電気光学装置の製造方法の別の態様は、前記導電層及び前記第2遮光膜上に第2層間絶縁膜を形成する工程と、前記第2層間絶縁膜上に前記データ線を形成する工程と、前記データ線上に第3層間絶縁膜を形成する工程と、前記第2及び第3層間絶縁膜に対し前記第2コンタクトホールを開孔する工程と、前記第2コンタクトホールを介して前記導電層に接続されるように画素電極を形成する工程とをさらに含むようにしてもよい。この態様によれば、薄膜トランジスタの下側に遮光膜が設けられた電気光学装置を比較的少ない工程数で且つ比較的簡単な各工程を用いて製造できる。
【0027】
本発明の電子機器は、上述のような本発明の電気光学装置、または電気光学装置の製造方法により製造した電気光学装置を有するライトバルブを、光源と、入射光を投射する光学系との間に介挿したものである。光源光は、ライトバルブにより変調され、前記投射光学系へと導かれ、例えばスクリーンなどに投影される。本発明の電気光学装置は、反射光の薄膜トランジスタへの悪影響を防止するとともに、薄膜トランジスタの特性が安定しており、また信頼性も高いので、高品位の画像を投影することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0029】
(電気光学装置の第1実施形態)
本発明による電気光学装置の第1実施形態である液晶装置の構成について、図1から図3を参照して説明する。図1は、液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路であり、図2は、データ線、走査線、画素電極、遮光膜等が形成されたTFTアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図であり、図3は、図2のA−A’断面図である。尚、図3においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
【0030】
図1において、本実施形態における液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に配設された複数の画素には、画素電極9aを制御するためのTFT30がそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線6aが当該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良い。また、TFT30のゲートに走査線3aが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線3a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を所定のタイミングで書き込む。画素電極9aを介して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(後述する)に形成された対向電極(後述する)との間で一定期間保持される。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、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極9aと対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70を付加する。
【0031】
図2において、液晶装置のTFTアレイ基板上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極9a(点線部9a’により輪郭が示されている)が設けられており、画素電極9aの縦横の境界に各々沿ってデータ線6a、走査線3a及び容量線3bが設けられている。データ線6aは、コンタクトホール5を介してポリシリコン膜等からなる半導体層1aのうち後述のソース領域に電気的接続されており、画素電極9aは、図中右上がりの斜線で示した領域に夫々形成されておりバッファとして機能する導電層80(以下、バリア層と称す。)を中継して、第1コンタクトホール8a及び第2コンタクトホール8bを介して半導体層1aのうち後述のドレイン領域に電気的接続されている。また、半導体層1aのうちチャネル領域1a’(図中右下りの斜線の領域)に対向するように走査線3aが配置されており、走査線3aはゲート電極として機能する。このように、走査線3aとデータ線6aとの交差する個所には夫々、チャネル領域1a’に走査線3aがゲート電極として対向配置されたTFT30が設けられている。
【0032】
容量線3bは、走査線3aに沿ってほぼ直線状に伸びる本線部と、データ線6aと交差する箇所からデータ線6aに沿って前段側(図中、上向き)に突出した突出部とを有する。
【0033】
また、図中太線で示した領域には夫々、走査線3a、容量線3b及びTFT30の下側を通るように、第1遮光膜11aが設けられている。より具体的には図2において、第1遮光膜11aは夫々、走査線3aに沿って縞状に形成されていると共に、データ線6aと交差する箇所が図中下方に幅広に形成されており、この幅広の部分により各TFTのチャネル領域1a’をTFTアレイ基板側から見て夫々覆う位置に設けられている。
【0034】
そして本実施形態では、第1遮光膜11aに加え、第1遮光膜11aと同一材料からなる第2遮光膜24が、第1層間絶縁膜81の上側から半導体膜の少なくともチャネル領域1a’を覆うように配設されている(図3参照)。この例では第1遮光膜11a及び第2遮光膜24はどちらもタングステンシリサイドにより構成されている。また第2遮光膜24は、第1層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して走査線(ゲート電極)3aと電気的に接続しているが、バリア層80、データ線6aとは電気的に独立を保つようにパターニングされている。
【0035】
次に図3の断面図に示すように、液晶装置は、透明な一方の基板の一例を構成するTFTアレイ基板10と、これに対向配置される透明な他方の基板の一例を構成する対向基板20とを備えている。TFTアレイ基板10は、例えば石英基板からなり、対向基板20は、例えばガラス基板や石英基板からなる。TFTアレイ基板10には、画素電極9aが設けられており、その上側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜16が設けられている。画素電極9aは例えば、ITO(Indium Tin Oxide)膜などの透明導電性薄膜からなる。また配向膜16は例えば、ポリイミド薄膜などの有機薄膜からなる。
【0036】
他方、対向基板20には、その全面に渡って対向電極(共通電極)21が設けられており、その下側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜22が設けられている。対向電極21は例えば、ITO膜などの透明導電性薄膜からなる。また配向膜22は、ポリイミド薄膜などの有機薄膜からなる。
【0037】
TFTアレイ基板10には、各画素電極9aに隣接する位置に、各画素電極9aをスイッチング制御する画素スイッチング用TFT30が設けられている。
【0038】
対向基板20には、更に図3に示すように、各画素の非開口領域に、ブラックマスク或いはブラックマトリクスと称される第3遮光膜23を設けても良い。このため、対向基板20の側から入射光が画素スイッチング用TFT30の半導体層1aのチャネル領域1a’やソース側LDD領域1b及びドレイン側LDD領域1cに侵入することはない。更に、第3遮光膜23は、コントラストの向上、カラーフィルタを形成した場合における色材の混色防止などの機能を有する。
【0039】
このように構成され、画素電極9aと対向電極21とが対面するように配置されたTFTアレイ基板10と対向基板20との間には、後述のシール材(図10参照)により囲まれた空間に電気光学物質の一例である液晶が封入され、液晶層50が形成される。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る。
【0040】
更に図3に示すように、画素スイッチング用TFT30に各々対向する位置においてTFTアレイ基板10と各画素スイッチング用TFT30との間には、第1遮光膜11aが設けられている。第1遮光膜11a、第2遮光膜24は、好ましくは不透明な高融点金属であるTi、Cr、W、Ta、Mo及びPbのうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド等から構成される。このような材料から構成すれば、TFTアレイ基板10上の第1遮光膜11aの形成工程の後に行われる画素スイッチング用TFT30の形成工程における高温処理により、第1遮光膜11aが破壊されたり溶融しないようにできる。第1遮光膜11aが形成されているので、TFTアレイ基板10の側からの反射光(戻り光)等が光に対して励起しやすい画素スイッチング用TFT30のチャネル領域1a’やソース側LDD領域1b、ドレイン側LDD1cに入射する事態を未然に防ぐことができ、これに起因した光電流の発生により画素スイッチング用TFT30の特性が劣化することはない。
【0041】
更に、第1遮光膜11aと複数の画素スイッチング用TFT30との間には、下地絶縁膜12が設けられている。下地絶縁膜12は、画素スイッチング用TFT30を構成する半導体層1aを第1遮光膜11aから電気的絶縁するために設けられるものである。更に、下地絶縁膜12は、TFTアレイ基板10の全面に形成されることにより、画素スイッチング用TFT30のための下地膜としての機能をも有する。即ち、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。下地絶縁膜12は、例えば、NSG(ノンドープトシリケートガラス)などの高絶縁性ガラス又は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等からなる。下地絶縁膜12により、第1遮光膜11aが画素スイッチング用TFT30等を汚染する事態を未然に防ぐこともできる。
【0042】
そして本実施形態の液晶装置では、第1遮光膜11aに加え、第1遮光膜11aと同一材料からなる第2遮光膜24が、第1層間絶縁膜81の上側から半導体膜の少なくともチャネル領域1a’を覆うように配設されている(図2参照)。この例では第1遮光膜11a及び第2遮光膜24はどちらも同一材料(例えばタングステンシリサイド)により構成されている。また第2遮光膜24は、第1層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して走査線3aと電気的に接続しているが、バリア層80、データ線6aとは電気的に独立を保つようにパターニングされている。第1遮光膜11aおよび第2遮光膜24は、半導体膜1a、特にチャネル領域1a’へ印加される応力が緩和するように配設されている。このような構成を採用することにより本発明の電気光学装置においては半導体層にかかる応力を小さく抑制、低減し、半導体素子の特性を安定させ、液晶装置の信頼性を向上することができる。さらにこの例では、第2遮光膜24は走査線3aの抵抗を低くする機能、走査線を冗長化する機能も有しており、液晶装置の信頼性、生産性を向上することができる。
【0043】
また本実施形態では、半導体層1aを高濃度ドレイン領域1eから延設して第1蓄積容量電極1fとし、これに対向する容量線3bの一部を第2蓄積容量電極とし、ゲート絶縁膜2を走査線3aに対向する位置から延設してこれらの電極間に挟持された第1誘電体膜とすることにより、第1蓄積容量70aが構成されている。更に、この第2蓄積容量電極と対向するバリア層80の一部を第3蓄積容量電極80bとし、これらの電極間に第1層間絶縁膜81を設ける。第1層間絶縁膜81は第2誘電体膜としても機能し、第2蓄積容量70bが形成されている。そして、これら第1及び第2蓄積容量70a及び70bが第1コンタクトホール8aを介して並列接続されて蓄積容量70が構成されている。この例ではバリア層80は第2遮光膜24と別個に形成され、構成材料も異なっているが、バリア層80と第2遮光膜24とを同時に第1遮光膜と実質的に同一の物性値(例えば熱膨張係数など)を有する不透明導体材料から成膜、パターニングするようにしてもよい。
【0044】
図3において、画素スイッチング用TFT30は、LDD構造を有しており、走査線3a、当該走査線3aからの電界によりチャネルが形成される半導体層1aのチャネル領域1a’、走査線3aと半導体層1aとを絶縁するゲート絶縁膜2、データ線6a、半導体層1aの低濃度ソース領域(ソース側LDD領域)1b及び低濃度ドレイン領域(ドレイン側LDD領域)1c、半導体層1aの高濃度ソース領域1d並びに高濃度ドレイン領域1eを備えている。高濃度ドレイン領域1eには、複数の画素電極9aのうちの対応する一つがバリア層80を中継して接続されている。本実施形態では特にデータ線6aは、Al等の低抵抗な金属膜や金属シリサイド等の合金膜などの遮光性且つ導電性の薄膜から構成されている。また、バリア層80及び第2誘電体膜(第1層間絶縁膜)81の上には、高濃度ソース領域1dへ通じるコンタクトホール5及びバリア層80へ通じるコンタクトホール8bが各々形成された第2層間絶縁膜4が形成されている。この高濃度ソース領域1dへのコンタクトホール5を介して、データ線6aは高濃度ソース領域1dに電気的接続されている。更に、データ線6a及び第2層間絶縁膜4の上には、バリア層80へのコンタクトホール8bが形成された第3層間絶縁膜7が形成されている。このコンタクトホール8bを介して、画素電極9aはバリア層80に電気的接続されており、更にバリア層80を中継してコンタクトホール8aを介して高濃度ドレイン領域1eに電気的接続されている。前述の画素電極9aは、このように構成された第3層間絶縁膜7の上面に設けられている。
【0045】
画素スイッチング用TFT30は、好ましくは上述のようにLDD構造を持つが、低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1cに不純物イオンの打ち込みを行わないオフセット構造を持ってよいし、ゲート電極3aをマスクとして高濃度で不純物イオンを打ち込み、自己整合的に高濃度ソース及びドレイン領域を形成するセルフアライン型のTFTであってもよい。
【0046】
(電気光学装置の第1実施形態における製造プロセス)
次に、以上のような構成を持つ実施形態における液晶装置の製造プロセスについて、図4から図7を参照して説明する。尚、図4から図7は各工程におけるTFTアレイ基板側の各層を、図3と同様に図2のA−A’断面に対応させて示す工程図である。
【0047】
先ず図4の工程(1)に示すように、石英基板、ハードガラス、シリコン基板等のTFTアレイ基板10を用意する。ここで、好ましくはN(窒素)等の不活性ガス雰囲気且つ約900〜1300℃の高温でアニール処理し、後に実施される高温プロセスにおけるTFTアレイ基板10に生じる歪みが少なくなるように前処理しておく。即ち、製造プロセスにおける最高温で高温処理される温度に合わせて、事前にTFTアレイ基板10を同じ温度かそれ以上の温度で熱処理しておく。そして、このように処理されたTFTアレイ基板10の全面に、Ti、Cr、W、Ta、Mo及びPb等の金属や金属シリサイド等の金属合金膜を、スパッタリングにより、100〜500nm程度の膜厚、好ましくは約200nmの膜厚の遮光膜11を形成する。尚、遮光膜11上には、表面反射を緩和するためにポリシリコン膜等の反射防止膜を形成しても良い。
【0048】
次に工程(2)に示すように、該形成された遮光膜11上にフォトリソグラフィにより第1遮光膜11aのパターン(図2参照)に対応するレジストマスクを形成し、該レジストマスクを介して遮光膜11に対しエッチングを行うことにより、第1遮光膜11aを形成する。
【0049】
次に工程(3)に示すように、第1遮光膜11aの上に、例えば、常圧又は減圧CVD法等によりTEOS(テトラ・エチル・オルソ・シリケート)ガス、TEB(テトラ・エチル・ボートレート)ガス、TMOP(テトラ・メチル・オキシ・フォスレート)ガス等を用いて、NSG、PSG、BSG、BPSGなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等からなる下地絶縁膜12を形成する。この下地絶縁膜12の膜厚は、例えば、約500〜2000nmとする。
【0050】
次に工程(4)に示すように、下地絶縁膜12の上に、約450〜550℃、好ましくは約500℃の比較的低温環境中で、流量約400〜600cc/minのモノシランガス、ジシランガス等を用いた減圧CVD(例えば、圧力約20〜40PaのCVD)により、アモルファスシリコン膜を形成する。その後、窒素雰囲気中で、約600〜700℃にて約1〜10時間、好ましくは、4〜6時間のアニール処理を施することにより、ポリシリコン膜1を約50〜200nmの厚さ、好ましくは約100nmの厚さとなるまで固相成長させる。固相成長させる方法としては、RTA(Rapid Thermal Anneal)を使ったアニール処理でも良いし、エキシマレーザー等を用いたレーザーアニールでも良い。
【0051】
この際、図3に示した画素スイッチング用TFT30として、nチャネル型の画素スイッチング用TFT30を作成する場合には、当該チャネル領域にSb(アンチモン)、As(砒素)、P(リン)などのV族元素のドーパントを僅かにイオン注入等によりドープしても良い。また、画素スイッチング用TFT30をpチャネル型とする場合には、B(ボロン)、Ga(ガリウム)、In(インジウム)などのIII族元素のドーパントを僅かにイオン注入等によりドープしても良い。尚、アモルファスシリコン膜を経ないで、減圧CVD法等によりポリシリコン膜1を直接形成しても良い。或いは、減圧CVD法等により堆積したポリシリコン膜にシリコンイオンを打ち込んで一旦非晶質化(アモルファス化)し、その後アニール処理等により再結晶化させてポリシリコン膜1を形成しても良い。
【0052】
次に工程(5)に示すように、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、図2に示した如き第1蓄積容量電極1fを含む所定パターンを有する半導体層1aを形成する。
【0053】
次に工程(6)に示すように、画素スイッチング用TFT30を構成する半導体層1aと共に第1蓄積容量電極1fを約900〜1300℃の温度、好ましくは約1000℃の温度により熱酸化することにより、約30nmの比較的薄い厚さの熱酸化シリコン膜2aを形成し、更に工程(7)に示すように、減圧CVD法等により高温酸化シリコン膜(HTO膜)や窒化シリコン膜からなる絶縁膜2bを約50nmの比較的薄い厚さに堆積し、熱酸化シリコン膜2a及び絶縁膜2bを含む多層構造を持つ画素スイッチング用TFT30のゲート絶縁膜2と共に蓄積容量形成用の第1誘電体膜2を同時に形成する。この結果、第1蓄積容量電極1fの厚さは、約30〜150nmの厚さ、好ましくは約35〜50nmの厚さとなり、ゲート絶縁膜2(第1誘電体膜)の厚さは、約20〜150nmの厚さ、好ましくは約30〜100nmの厚さとなる。このように高温熱酸化時間を短くすることにより、特に8インチ程度の大型基板を使用する場合に熱によるそりを防止することができる。但し、ポリシリコン膜1を熱酸化することのみにより、単一層構造を持つゲート絶縁膜2を形成してもよい。
【0054】
次に工程(8)に示すように、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等によりレジスト層500を第1蓄積容量電極1fとなる部分を除く半導体層1a上に形成した後、例えばPイオンをドーズ量約3×1012/cmでドープして、第1蓄積容量電極1fを低抵抗化しても良い。
【0055】
次に工程(9)に示すように、レジスト層500を除去した後、減圧CVD法等によりポリシリコン膜3を堆積し、更にリン(P)を熱拡散し、ポリシリコン膜3を導電化する。又は、Pイオンをポリシリコン膜3の成膜と同時に導入したドープトシリコン膜を用いてもよい。ポリシリコン膜3の膜厚は、約100〜500nmの厚さ、好ましくは約300nmに堆積する。
【0056】
次に図5の工程(10)に示すように、レジストマスクを用いたフォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、図2に示した如き所定パターンの走査線3aと共に容量線3bを形成する。走査線3a及び容量線3bは、高融点金属や金属シリサイド等の金属合金膜で形成しても良いし、ポリシリコン膜等と組み合わせた多層配線としても良い。
【0057】
次に工程(11)に示すように、図3に示した画素スイッチング用TFT30をLDD構造を持つnチャネル型のTFTとする場合、半導体層1aに、先ず低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1cを形成するために、走査線3a(ゲート電極)をマスクとして、PなどのV族元素のドーパントを低濃度で(例えば、Pイオンを1〜3×1013/cmのドーズ量にて)ドープする。これにより走査線3a下の半導体層1aはチャネル領域1a’となる。この不純物のドープにより容量線3b及び走査線3aも低抵抗化される。
【0058】
次に工程(12)に示すように、画素スイッチング用TFT30を構成する高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eを形成するために、走査線3aよりも幅の広いマスクでレジスト層600を走査線3a上に形成した後、同じくPなどのV族元素のドーパントを高濃度で(例えば、Pイオンを1〜3×1015/cmのドーズ量にて)ドープする。また、画素スイッチング用TFT30をpチャネル型とする場合、半導体層1aに、低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1c並びに高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eを形成するために、BなどのIII族元素のドーパントを用いてドープする。尚、例えば、低濃度のドープを行わずに、オフセット構造のTFTとしてもよく、走査線3aをマスクとして、Pイオン、Bイオン等を用いたイオン注入技術によりセルフアライン型のTFTとしてもよい。この不純物のドープにより容量線3b及び走査線3aも更に低抵抗化される。
【0059】
尚、これらのTFT30の素子形成工程と並行して、nチャネル型TFT及びpチャネル型TFTから構成される相補型構造を持つデータ線駆動回路、走査線駆動回路等の周辺回路をTFTアレイ基板10上の周辺部に形成してもよい。このように、本実施形態において画素スイッチング用TFT30を構成する半導体層1aをポリシリコンで形成すれば、画素スイッチング用TFT30の形成時にほぼ同一工程で、周辺回路を形成することができ、製造上有利である。
【0060】
次に工程(13)に示すように、レジスト層600を除去した後、容量線3b及び走査線3a並びにゲート絶縁膜2(第1誘電体膜)上に、減圧CVD法、プラズマCVD法等により高温酸化シリコン膜(HTO膜)や窒化シリコン膜からなる第1層間絶縁膜81を10nm以上200nm以下の比較的薄い厚さに堆積する。但し、前述のように、第1層間絶縁膜81は、多層膜から構成してもよいし、一般にTFTのゲート絶縁膜を形成するのに用いられる各種の公知技術により、第1層間絶縁膜81を形成可能である。第1層間絶縁膜81の場合には、第2層間絶縁膜4の場合のように余り薄くするとデータ線6a及び走査線3a間の寄生容量が大きくなってしまうことはなく、またTFT30におけるゲート絶縁膜2のように余り薄く構成するとトンネル効果等の特異現象が発生することもない。また、第1層間絶縁膜81は、第2蓄積容量電極3bとバリア層80の間で、第2誘電体膜として機能する。そして、第2誘電体膜81を薄くする程、第2蓄積容量70bは大きくなるので、結局、膜破れなどの欠陥が生じないことを条件に、ゲート絶縁膜2よりも薄い50nm以下の厚みを持つ極薄い絶縁膜となるように第2誘電体膜81を形成すると本実施形態の効果を増大させることができる。
【0061】
次に工程(14)に示すように、バリア層80と高濃度ドレイン領域1eとを電気的接続するためのコンタクトホール8a及び第2遮光膜24と走査線3aとを接続するためのコンタクトホール8cを、例えば反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより形成する。このようなドライエッチングは、指向性が高いため、小さな径のコンタクトホール8a、8cを開孔可能である。或いは、コンタクトホール8aが半導体層1aを突き抜けるのを防止するのに有利なウエットエッチングを併用してもよい。このウエットエッチングは、コンタクトホール8aに対し、より良好なコンタクトをとるためのテーパを付与する観点からも有効である。
【0062】
次に工程(15)に示すように、第1層間絶縁膜81及びコンタクトホール8aを介して覗く高濃度ドレイン領域1eの全面に、Ti、Cr、W、Ta、Mo及びPb等の金属や金属シリサイド等の金属合金膜をスパッタ処理により堆積して、50〜500nm程度の膜厚の導電膜80’を形成する。50nm程度の厚みがあれば、後に第2コンタクトホール8bを開孔する時に突き抜ける可能性は殆どない。尚、この導電膜80’上には、表面反射を緩和するためにポリシリコン膜等の反射防止膜を形成しても良い。また、導電膜80’は応力緩和のためにドープトポリシリコン膜等を用いても良い。
【0063】
次に図6の工程(16)に示すように、該形成された導電膜80’上にフォトリソグラフィによりバリア層80のパターン(図2参照)に対応するとともに、走査線3aに接続される第2遮光膜24に対応するレジストマスクを形成し、該レジストマスクを介して導電膜80’に対しエッチングを行うことにより、第3蓄積容量電極80aを含むバリア層80及び第2遮光膜24を形成する。
【0064】
また、同時に、この場合、第2遮光膜24は、第1遮光膜11aと同一材料を用いて成膜すれば、応力緩和に特に効果的である。
【0065】
この後、さらに第1層間絶縁膜81、第2遮光膜24及びバリア層80を覆うように、例えば、常圧又は減圧CVD法やTEOSガス等を用いて、NSG、PSG(リンシリケートガラス)、BSG(ボロンシリケートガラス)、BPSG(ボロンリンシリケートガラス)などのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等からなる第2層間絶縁膜4を形成する。第2層間絶縁膜4の膜厚は、約500〜1500nmが好ましい。第2層間絶縁膜4の膜厚が500nm以上あれば、データ線6a及び走査線3a間における寄生容量は余り又は殆ど問題とならない。
【0066】
次に工程(17)の段階で、高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eを活性化するために約1000℃のアニール処理を20分程度行った後、データ線6aに対するコンタクトホール5を開孔する。また、走査線3aや容量線3bを基板周辺領域において図示しない配線と接続するためのコンタクトホールも、コンタクトホール5と同一の工程により第2層間絶縁膜4に開孔することができる。
【0067】
次に、工程(18)に示すように、第2層間絶縁膜4の上に、スパッタリング等により、遮光性のAl等の低抵抗金属や金属シリサイド等を金属膜6として、約100〜500nmの厚さ、好ましくは約300nmに堆積する。
【0068】
次に工程(19)に示すように、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、データ線6aを形成する。
【0069】
次に図7の工程(20)に示すように、データ線6a上を覆うように、例えば、常圧又は減圧CVD法やTEOSガス等を用いて、NSG、PSG、BSG、BPSGなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等からなる第3層間絶縁膜7を形成する。第3層間絶縁膜7の膜厚は、約500〜1500nmが好ましい。
【0070】
次に工程(21)に示すように、画素電極9aとバリア層80とを電気的接続するためのコンタクトホール8bを、反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより形成する。また、テーパ状にするためにウェットエッチングを用いても良い。
【0071】
次に工程(22)に示すように、第3層間絶縁膜7の上に、スパッタ処理等により、ITO膜等の透明導電性薄膜9を、約50〜200nmの厚さに堆積し、更に工程(23)に示すように、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、画素電極9aを形成する。尚、当該液晶装置を反射型の液晶装置に用いる場合には、Al等の反射率の高い不透明な材料から画素電極9aを形成してもよい。
【0072】
続いて、画素電極9aの上にポリイミド系の配向膜の塗布液を塗布した後、所定のプレティルト角を持つように且つ所定方向でラビング処理を施すこと等により、配向膜16(図3参照)が形成される。
【0073】
他方、図3に示した対向基板20については、ガラス基板等が先ず用意され、第3遮光膜23及び額縁としての第3遮光膜(図10及び図11参照)が、例えば金属クロムをスパッタした後、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程を経て形成される。尚、これらの第2及び第3遮光膜は、Cr、Ni、Alなどの金属材料の他、カーボンやTiをフォトレジストに分散した樹脂ブラックなどの材料から形成してもよい。尚、TFTアレイ基板10上で、データ線6a、バリア層80、第1遮光膜11a、第2遮光膜24等で遮光領域を規定すれば、対向基板20上の第3遮光膜23を省くことができる。
【0074】
その後、対向基板20の全面にスパッタ処理等により、ITO等の透明導電性薄膜を約50〜200nmの厚さに堆積することにより、対向電極21を形成する。更に、対向電極21の全面にポリイミド系の配向膜の塗布液を塗布した後、所定のプレティルト角を持つように且つ所定方向でラビング処理を施すこと等により、配向膜22(図3参照)が形成される。
【0075】
最後に、上述のように各層が形成されたTFTアレイ基板10と対向基板20とは、配向膜16及び22が対面するようにシール材(図9及び図10参照)により貼り合わされ、真空吸引等により、両基板間の空間に、例えば複数種類のネマティック液晶を混合してなる液晶が吸引されて、所定層厚の液晶層50が形成される。
【0076】
上述の実施形態においては、走査線3aとバリア層80とを同一膜で同時に形成及びパターニングすることにより、少ない工程で蓄積容量の付加と走査線の低抵抗化及び遮光膜による応力緩和を実現することができる。
【0077】
上述の実施形態では、第2遮光膜24とバリア層80を同一膜により同時に形成したが、工程は増えるが、別材料で別工程で形成しても同様な効果は得られる。
【0078】
さらに図8に本発明の電気光学装置の例である液晶装置の別の例を示す。図8は、上述の実施形態とほぼ同様な構成を有し、バリア層80を有さない点が異なり、異なる点のみ記載する。
【0079】
図8の液晶装置では走査線3a及び容量線3bの形成までは、上述の実施形態と同様な構成を有し、しかる後に、走査線3a上に不透明性導電層を形成し、パターニングしては第2遮光膜24を形成する。次に、第2遮光膜24及び容量線3bの上に第2層間絶縁膜4を形成し、第2層間絶縁膜4に形成されたコンタクトホール5を介してデータ線6aを形成し、データ線6a上に第3層間絶縁膜7を形成し、第3層間絶縁膜7及び第2層間絶縁膜4及び第1層間絶縁膜81に形成されたコンタクトホール8を介して画素電極9aを形成する。このような構成でも図3の例と同様に第2遮光膜によりゲート電極、あるいは走査線を低抵抗化することができる。またゲート電極、あるいは走査線を冗長化することができる。さらに、第1遮光膜11aと第2遮光膜24が同一の材料あるいは、熱膨張係数を同様にすることにより、応力緩和することが可能となる。
【0080】
(電気光学装置の全体構成)
以上のように構成された各実施形態における液晶装置の全体構成を図9及び図10を参照して説明する。尚、図9は、TFTアレイ基板10をその上に形成された各構成要素と共に対向基板20の側から見た平面図であり、図10は、図9のH−H’断面図である。
【0081】
図9において、TFTアレイ基板10の上には、シール材52がその縁に沿って設けられており、その内側に並行して、例えば第3遮光膜23と同じ或いは異なる材料から成る画像表示領域の周辺を規定する額縁としての第3遮光膜53が設けられている。シール材52の外側の領域には、データ線6aに画像信号を所定タイミングで供給することによりデータ線6aを駆動するデータ線駆動回路101及び実装端子102がTFTアレイ基板10の一辺に沿って設けられており、走査線3aに走査信号を所定タイミングで供給することにより走査線3aを駆動する走査線駆動回路104が、この一辺に隣接する2辺に沿って設けられている。そして、図10に示すように、図9に示したシール材52とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板20が当該シール材52によりTFTアレイ基板10に固着されている。尚、本実施の形態によれば、対向基板20上の第3遮光膜23はTFTアレイ基板10の遮光領域よりも小さく形成すれば良い。また、液晶装置の用途により、第3遮光膜23は容易に取り除くことができる。
【0082】
以上図1から図10を参照して説明した各実施形態では、データ線駆動回路101及び走査線駆動回路104をTFTアレイ基板10の上に設ける代わりに、例えばTAB(Tape Automated Bonding)基板上に実装された駆動用LSIに、TFTアレイ基板10の周辺部に設けられた異方性導電フィルムを介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。また、対向基板20の投射光が入射する側及びTFTアレイ基板10の出射光が出射する側には各々、例えば、TN(Twisted Nematic)モード、VA(Vertically Aligned)モード、PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード/ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。
【0083】
以上説明した各実施形態における液晶装置は、カラー液晶プロジェクタに適用される場合、対向基板20に、カラーフィルタは設けられていない。しかしながら、第3遮光膜23の形成されていない画素電極9aに対向する所定領域にRGBのカラーフィルタをその保護膜と共に、対向基板20上に形成してもよい。あるいは、TFTアレイ基板10上のRGBに対向する画素電極9a下にカラーフィルタ層を形成することも可能である。このようにすれば、液晶プロジェクタ以外の直視型や反射型のカラー液晶テレビなどのカラー液晶装置に各実施形態における液晶装置を適用できる。
【0084】
以上説明した各実施形態における液晶装置では、従来と同様に入射光を対向基板20の側から入射することとしたが、第1遮光膜11aを設けているので、TFTアレイ基板10の側から入射光を入射し、対向基板20の側から出射するようにしても良い。即ち、このように液晶装置を液晶プロジェクタに取り付けても、半導体層1aのチャネル領域1a’及びソース側LDD領域1b、ドレイン側LDD領域1cに光が入射することを防ぐことが出来、高画質の画像を表示することが可能である。ここで、従来は、TFTアレイ基板10の裏面側での反射を防止するために、反射防止用のAR(Anti Reflection)被膜された偏光板を別途配置したり、ARフィルムを貼り付ける必要があったが、各実施形態では、TFTアレイ基板10の表面と半導体層1aの少なくともチャネル領域1a’及びソース側LDD領域1b、ドレイン側LDD領域1cとの間に第1遮光膜11aが形成されているため、このようなAR被膜された偏光板やARフィルムを用いたり、TFTアレイ基板10そのものをAR処理した基板を使用する必要が無くなる。従って、各実施形態によれば、材料コストを削減でき、また偏光板貼り付け時に、ごみ、傷等により、歩留まりを落とすことがなく大変有利である。また、耐光性が優れているため、明るい光源を使用したり、偏光ビームスプリッタにより偏光変換して、光利用効率を向上させても、光によるクロストーク等の画質劣化を生じない。
【0085】
また、各画素に設けられるスイッチング素子としては、正スタガ型又はコプラナー型のポリシリコンTFTであるとして説明したが、逆スタガ型のTFTやアモルファスシリコンTFT等の他の形式のTFTに対しても、各実施形態は有効である。
【0086】
(電子機器)
次に、以上詳細に説明した液晶装置100を備えた電子機器の実施の形態について図11から図13を参照して説明する。
【0087】
先ず図11に、このように液晶装置100を備えた電子機器の概略構成を示す。
【0088】
図11において、電子機器は、表示情報出力源1000、表示情報処理回路1002、駆動回路1004、液晶装置100、クロック発生回路1008並びに電源回路1010を備えて構成されている。表示情報出力源1000は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、光ディスク装置などのメモリ、画像信号を同調して出力する同調回路等を含み、クロック発生回路1008からのクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号などの表示情報を表示情報処理回路1002に出力する。表示情報処理回路1002は、増幅・極性反転回路、シリアル−パラレル変換回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種処理回路を含んで構成されており、クロック信号に基づいて入力された表示情報からデジタル信号を順次生成し、クロック信号CLKと共に駆動回路1004に出力する。駆動回路1004は、液晶装置100を駆動する。電源回路1010は、上述の各回路に所定電源を供給する。尚、液晶装置100を構成するTFTアレイ基板の上に、駆動回路1004を搭載してもよく、これに加えて表示情報処理回路1002を搭載してもよい。
【0089】
次に図12から図13に、このように構成された電子機器の具体例を各々示す。
【0090】
図12において、電子機器の一例たる液晶プロジェクタ1100は、上述した駆動回路1004がTFTアレイ基板上に搭載された液晶装置100を含む液晶表示モジュールを3個用意し、各々RGB用のライトバルブ100R、100G及び100Bとして用いたプロジェクタとして構成されている。液晶プロジェクタ1100では、メタルハライドランプ等の白色光源のランプユニット1102から投射光が発せられると、3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原色に対応する光成分R、G、Bに分けられ、各色に対応するライトバルブ100R、100G及び100Bに各々導かれる。この際特にB光は、長い光路による光損失を防ぐために、入射レンズ1122、リレーレンズ1123及び出射レンズ1124からなるリレーレンズ系1121を介して導かれる。そして、ライトバルブ100R、100G及び100Bにより各々変調された3原色に対応する光成分は、ダイクロイックプリズム1112により再度合成された後、投射レンズ1114を介してスクリーン1120にカラー画像として投射される。
【0091】
図13において、電子機器の他の例たるマルチメディア対応のラップトップ型のパーソナルコンピュータ(PC)1200は、上述した液晶装置100がトップカバーケース内に設けられており、更にCPU、メモリ、モデム等を収容すると共にキーボード1202が組み込まれた本体1204を備えている。
【0092】
以上図12から図13を参照して説明した電子機器の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、エンジニアリング・ワークステーション(EWS)、携帯電話、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた装置等などが図11に示した電子機器の例として挙げられる。
【0093】
以上説明したように、本実施の形態によれば、製造効率が高く高品位の画像表示が可能な液晶装置を備えた各種の電子機器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 電気光学装置の第1実施形態である液晶装置における画像表示領域を構成するマトリクス状の複数の画素に設けられた各種素子、配線等の等価回路である。
【図2】 第1実施形態の液晶装置におけるデータ線、走査線、画素電極、遮光膜等が形成されたTFTアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。
【図3】 図2のA−A’断面図である。
【図4】 第1実施形態の液晶装置の製造プロセスを順を追って示す工程図(その1)である。
【図5】 第1実施形態の液晶装置の製造プロセスを順を追って示す工程図(その2)である。
【図6】 第1実施形態の液晶装置の製造プロセスを順を追って示す工程図(その3)である。
【図7】 第1実施形態の液晶装置の製造プロセスを順を追って示す工程図(その4)である。
【図8】 電気光学装置の別の実施形態である液晶装置の断面図である。
【図9】 各実施形態の液晶装置におけるTFTアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図である。
【図10】 図9のH−H’断面図である。
【図11】本発明による電子機器の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図12】電子機器の一例として液晶プロジェクタを示す断面図である。
【図13】電子機器の他の例としてのパーソナルコンピュータを示す正面図である。
【符号の説明】
1a…半導体層
1a’…チャネル領域
1b…低濃度ソース領域(ソース側LDD領域)
1c…低濃度ドレイン領域(ドレイン側LDD領域)
1d…高濃度ソース領域
1e…高濃度ドレイン領域
1f…第1蓄積容量電極
2…ゲート絶縁膜(第1誘電体膜)
3a…走査線
3b…容量線(第2蓄積容量電極)
4…第2層間絶縁膜
5…コンタクトホール
6a…データ線
7…第3層間絶縁膜
8a…第1コンタクトホール
8b…第2コンタクトホール
8c…第3コンタクトホール
9a…画素電極
10…TFTアレイ基板
11a、11b…第1遮光膜
12…下地絶縁膜
15…コンタクトホール
16…配向膜
20…対向基板
21…対向電極
22…配向膜
23…第3遮光膜
24…第3遮光膜
30…画素スイッチング用TFT
50…液晶層
52…シール材
53…第3遮光膜
70…蓄積容量
70a…第1蓄積容量
70b…第2蓄積容量
80…バリア層
81…第1層間絶縁膜(第2誘電体膜)
101…データ線駆動回路
104…走査線駆動回路

Claims (8)

  1. 基板に、複数の画素電極と、
    該画素電極に対応して設けられた薄膜トランジスタと、
    該薄膜トランジスタに接続されたデータ線と、
    前記薄膜トランジスタのソース領域、チャネル領域及びドレイン領域を構成する半導体層と、
    該半導体層の上方に形成されている前記薄膜トランジスタのゲート電極と、
    前記ゲート電極の上方に形成された第1層間絶縁膜と、
    前記データ線の下方であって前記第1層間絶縁膜の上方に形成された第2層間絶縁膜とを具備し、
    前記半導体層の前記基板側に、前記半導体層と対向するように配設された高融点金属からなる第1遮光膜と、
    前記データ線の下方であって前記第1層間絶縁膜上に前記ゲート電極を覆うように配設され、かつ少なくとも前記半導体層の前記チャネル領域と対向するように島状に配設された高融点金属からなる第2遮光膜とを有し、
    前記第1層間絶縁膜の膜厚は前記第2層間絶縁膜よりも薄いことを特徴とする電気光学装置。
  2. 基板に、複数の画素電極と、
    該画素電極に対応して設けられた薄膜トランジスタと、
    該薄膜トランジスタに接続されたデータ線と、
    前記薄膜トランジスタのソース領域、チャネル領域及びドレイン領域を構成する半導体層と、
    該半導体層の上方に形成されている前記薄膜トランジスタのゲート電極とを具備し、
    前記半導体層の前記基板側に、前記半導体層と対向するように配設された高融点金属からなる第1遮光膜と、
    前記データ線の下方であって前記ゲート電極上に直接的に前記ゲート電極を覆うように配設され、かつ少なくとも前記半導体層の前記チャネル領域と対向するように島状に配設された高融点金属からなる第2遮光膜とを有し、
    前記ゲート電極と前記第2遮光膜とは直接的に接続されていることを特徴とする電気光学装置。
  3. 前記第1遮光膜と前記第2遮光膜とは同一の材料からなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電気光学装置。
  4. 前記第1遮光膜と前記第2遮光膜とは熱膨張係数の同じ材料からなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電気光学装置。
  5. 前記第2遮光膜は前記データ線の下方に前記データ線に沿って形成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電気光学装置。
  6. 基板に、複数の画素電極と、該画素電極に対応して設けられた薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタに接続されたデータ線とを有する電気光学装置の製造方法において、
    前記基板に高融点金属からなる第1遮光膜を形成する工程と、
    前記第1遮光膜を覆うように下地絶縁膜を形成する工程と、
    前記下地絶縁膜上に、前記第1遮光膜と対向するように、前記薄膜トランジスタのソース領域、チャネル領域及び前記ドレイン領域となる半導体層を形成する工程と、
    前記半導体層の上方に前記薄膜トランジスタのゲート電極を形成する工程と、
    前記ゲート電極を覆うように第1層間絶縁膜を形成する工程と、
    前記データ線の下方であって前記第1層間絶縁膜の上方に第2層間絶縁膜形成する工程と、
    前記データ線の下方であって前記第1層間絶縁膜上に前記ゲート電極を覆うように、かつ少なくとも前記半導体層の前記チャネル領域と対向するように島状に高融点金属からなる第2遮光膜を形成する工程とを含み、
    前記第1層間絶縁膜の膜厚は前記第2層間絶縁膜よりも薄く形成されることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
  7. 基板に、複数の画素電極と、該画素電極に対応して設けられた薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタに接続されたデータ線とを有する電気光学装置の製造方法において、
    前記基板に高融点金属からなる第1遮光膜を形成する工程と、
    前記第1遮光膜を覆うように下地絶縁膜を形成する工程と、
    前記下地絶縁膜上に、前記第1遮光膜と対向するように、前記薄膜トランジスタのソース領域、チャネル領域及び前記ドレイン領域となる半導体層を形成する工程と、
    前記半導体層の上方に前記薄膜トランジスタのゲート電極を形成する工程と、
    前記データ線の下方であって前記ゲート電極上に直接的に前記ゲート電極を覆うように、かつ少なくとも前記半導体層の前記チャネル領域と対向するように島状に高融点金属からなる第2遮光膜を形成する工程とを含み、
    前記ゲート電極と前記第2遮光膜とは直接的に接続されるように形成されることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
  8. 光源と、
    入射光を投射する光学系と、
    前記光源と前記光学系との間に介挿され、前記光源からの光を変調して前記光学系に導く、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の電気光学装置または請求項6又は請求項7に記載の製造方法により製造した電気光学装置を有するライトバルブと、
    を具備したことを特徴とする電子機器。
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