JP4014710B2

JP4014710B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP4014710B2
Application number: JP34440397A
Authority: JP
Inventors: 雅之樋口; 智史村上; 美佐子仲沢
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 2007-11-28
Anticipated expiration: 2017-11-28
Also published as: US6856360B1; US20050134753A1; US7403238B2; JPH11160735A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本願発明は電気光学装置（特に反射型液晶表示装置）において、画素マトリクス回路に複数設けられる画素電極の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、安価なガラス基板上にＴＦＴを作製する技術が急速に発達してきている。その理由は、ＡＭＬＣＤ（Active Matrix Liquid Crystal Display）の需要が高まったことにある。
【０００３】
ＡＭＬＣＤはマトリクス状に配置された数十〜数百万個もの各画素のそれぞれにスイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を配置し、各画素電極に出入りする電荷をＴＦＴのスイッチング機能により制御するものである。
【０００４】
各画素電極と対向電極との間には液晶が挟み込まれ、一種のコンデンサを形成している。従って、ＴＦＴによりこのコンデンサへの電荷の出入りを制御することで液晶の電気光学特性を変化させ、液晶パネルを透過する光を制御して画像表示を行うことができる。
【０００５】
この様な液晶を用いた表示装置に特有の現象としてディスクリネーションと呼ばれる現象がある。液晶は画素電極と対向電極との間にある規則性をもった配向性をもって配列しているが、電極表面の凹凸に起因するラビング不良によって配向性が乱れる場合がある。この場合、その部分では正常な光シャッタとしての機能が失われ、光漏れなどの表示不良を起こす。
【０００６】
これまではディスクリネーションを防止するためにＴＦＴを平坦化膜で覆う構成などの工夫が施されたが、現状では必ずしも抜本的な解決策とはなっていない。なぜならば、如何に平坦化膜を利用しても最終的に形成される画素電極のコンタクト部の段差は平坦化が不可能だからである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、完全に平坦な導電層を形成するためのコンタクト部の構成に関する技術を提供する。
【０００８】
特にＡＭＬＣＤの画素電極を完全に平坦化し、コンタクト部の段差に起因するディスクリネーションの発生を防止することを目的とする。そして、必要なブラックマスクの面積を低減することで有効画素面積を拡大し、高精細かつ高コントラストなＡＭＬＣＤを実現する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本明細書で開示する発明の構成は、
１個乃至数個のＴＦＴと当該ＴＦＴに接続された画素電極と、を備えた複数の画素で構成される画素マトリクス回路を有する電気光学装置において、
前記画素電極の一部は前記ＴＦＴと電気的に接続するためのコンタクト部を形成し、当該コンタクト部に生じる凹部には絶縁層が埋め込まれていることを特徴とする。
【００１０】
また、他の発明の構成は、
１個乃至数個のＴＦＴと当該ＴＦＴに接続された画素電極と、を備えた複数の画素で構成される画素マトリクス回路を有する電気光学装置において、
前記画素電極は第１の金属層と第２の金属層との積層構造からなり、
前記第１の金属層と前記ＴＦＴとが接続するコンタクト部においては、前記第１の金属層と前記第２の金属層との間に絶縁層が挟み込まれていることを特徴とする。
【００１１】
また、他の発明の構成は、
１個乃至数個のＴＦＴと当該ＴＦＴに接続された画素電極と、を備えた複数の画素で構成される画素マトリクス回路を有する電気光学装置において、
前記画素電極は第１の金属層と第２の金属層との積層構造からなり、
前記第１の金属層が形成する凹部には絶縁膜が埋め込まれ、当該第１の金属層及び絶縁膜を覆って前記第２の金属層が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
上記構成において、前記第１及び／又は第２の金属層は単層であっても良いし、積層構造であっても良い。
【００１３】
また、前記第１の金属層はＴｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｔａ（タンタル）、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｎｂ（ニオブ）またはＳｉ（シリコン）から選ばれた材料で構成すれば良い。
【００１４】
さらに、前記第２の金属層はＡｌ（アルミニウム）、Ｃｕ（銅）、Ａｇ（銀）またはそれらを主成分とする金属膜から選ばれた材料で構成すれば、高反射率の画素電極を形成することが可能である。
【００１５】
また、他の発明の構成は、
第１の絶縁層に開孔部を形成する工程と、
前記第１の絶縁層及び開孔部を覆って第１の金属層を形成する工程と、
前記第１の金属層上に第２の絶縁層を形成する工程と、
前記第２の絶縁層をエッチングまたは研磨し、前記第１の金属層に形成された凹部のみが当該第２の絶縁層で埋め込まれた状態とする工程と、
前記第１の金属層及び埋め込まれた前記第２の絶縁層を覆って第２の金属層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、他の発明の構成は、
第１の絶縁層に開孔部を形成する工程と、
前記第１の絶縁層及び開孔部を覆って画素電極を形成する工程と、
前記画素電極上に第２の絶縁層を形成する工程と、
前記第２の絶縁層をエッチングまたは研磨し、前記画素電極に形成された凹部のみが当該第２の絶縁層で埋め込まれた状態とする工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本願発明の実施形態について、図１を用いて説明する。図１（Ａ）において、１００は下地膜であり、絶縁層、半導体層又は導電層の如何なる場合もありうる。その上には素子電極（ＴＦＴの一部となる電極）１０１がパターン形成されている。
【００１８】
素子電極１０１は層間膜（層間絶縁層）１０２によって覆われる。層間膜１０２としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素等の珪素を含む絶縁膜や有機樹脂膜を単層又は積層で用いる。ここでは有機樹脂膜を単層で設けた場合を例にとって説明する。
【００１９】
層間膜１０２を形成したら、エッチングにより開孔部（コンタクトホール）１０３を形成する。エッチングの方法はウェットエッチング法でもドライエッチング法でも良い。また、開孔部１０３の断面形状をテーパー状にすることで、次に成膜する薄膜のカバレッジを改善することも有効である。
【００２０】
こうして開孔部１０３を形成したら、第１の金属層１０４を形成する。第１の金属層１０４としては、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｔａ（タンタル）、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｎｂ（ニオブ）またはＳｉ（シリコン）から選ばれた材料を用いる。勿論、単層で用いても積層で用いても良い。この金属層は素子電極１０１との電気的接続を行うために機能する。
【００２１】
そして、第１の金属層１０４を形成したら、埋め込み絶縁層１０５を形成する。埋め込み絶縁層１０５としては有機性樹脂膜又は無機膜を用いる。
【００２２】
有機性樹脂膜ならばポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、アクリルから選ばれた一種または複数種を用いることができる。これらの膜はスピンコート法で形成されるため、被覆性が良く、膜厚を容易に厚くすることができるという利点を有する。
【００２３】
また、無機膜ならば酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜等を用いることができる。なお、より好ましくはＳＯＧ（スピンオングラス）と呼ばれる溶液塗布系材料を用いると良い。
【００２４】
その様な溶液塗布系材料としては東京応化工業株式会社のＯＣＤ（Ohka Coatimg Diffusin source）や一般的なシリケートガラス（ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ）などが挙げられる。これら溶液塗布系材料もスピンコート法で形成されるため、有機性樹脂膜と同様の利点を得ることができる。
【００２５】
スピンコート法により埋め込み絶縁層１０５を形成したら、必要に応じて焼成（キュア）工程を施して余分な溶媒を飛ばし、膜質を向上させる。キュア工程の条件は様々であるが、 300℃30min 程度のベーク（熱処理）が必要である。
【００２６】
また、溶液塗布系材料の別の利点として、着色が容易である点が挙げられる。例えば、カーボン系材料を分散させて黒色にした有機樹脂膜はブラックマスクとして利用されている。即ち、本願発明ではコンタクト部における光漏れを埋め込み絶縁層で防ぐことも可能である。
【００２７】
埋め込み絶縁層１０５を形成したら、図１（Ａ）の状態が得られる。この状態が得られたら、次に、ドライエッチング法により埋め込み絶縁層１０５をエッチバック処理して開孔部１０３によって第１の金属層１０４に形成された凹部のみを充填する様な埋め込み絶縁層１０６を形成する。（図１（Ｂ））
【００２８】
なお、このエッチバック工程では埋め込み絶縁層１０５のオーバーエッチングに注意する必要がある。即ち、この工程ではコンタクト部１０８以外の領域で第１の金属層１０４が完全に露出した時にエッチバックを完了しなければならない。過剰なオーバーエッチングを行ってしまうと、開孔部内の埋め込み絶縁層１０６が掘られて段差を生じてしまう。
【００２９】
また、エッチング条件にも注意が必要である。エッチバック工程はプラズマエッチングで行われるためエッチング条件によっては第１の金属層１０４の表面を荒らしてしまうことになる。この事は画素電極の白濁等の不具合を招くため好ましくない。なお、プラズマエッチングの最適条件は第１の絶縁層や埋め込み絶縁層の膜質によって異なるので実施者が適宜決定すれば良い。
【００３０】
また、埋め込み絶縁層１０５を形成するにあたってスピンコート法を用いることは膜厚を容易に厚くできるという点で重要なである。図１（Ａ）において埋め込み絶縁層１０５の膜厚は、少なくとも層間膜１０２の膜厚と同等かそれ以上としなければならない。従って、ＣＶＤ法やスパッタ法で形成するよりははるかに高いスループットが実現できる。
【００３１】
こうして図１（Ｂ）の状態を得たら、次に第１の金属層１０４及び埋め込み絶縁層１０６を覆って第２の金属層１０７を成膜し、パターン形成する。この様にして、素子電極１０１と第２の金属層１０７とが電気的に接続される。
【００３２】
また、コンタクト部１０８では第１の金属層１０４に形成される凹部が埋め込み絶縁層１０６によって埋め込まれている。そのため、第２の金属層１０７はコンタクト部１０８においても完全に平坦性を確保することができる。
【００３３】
以上の構成でなる本願発明について、以下に記載する実施例でもって詳細な説明を行なうこととする。
【００３４】
【実施例】
〔実施例１〕
本実施例では、反射型モードで駆動するアクティブマトリクス型液晶表示装置（ＡＭＬＣＤ）の画素マトリクス回路を構成する単位画素（単位絵素）の作製方法について図２を用いて説明する。
【００３５】
まず、絶縁表面を有する基板として石英基板２０１を用意する。本実施例では後に 900〜1100℃の熱処理が行われるので耐熱性の高い材料を用いる必要がある。他にも下地膜を設けた結晶化ガラス（ガラスセラミクス）や熱酸化膜を設けたシリコン基板等を用いることもできる。
【００３６】
その上に65nm厚の非晶質珪素膜２０２を形成し、この非晶質珪素膜２０２を特開平８−７８３２９号公報記載の技術を用いて結晶化する。同公報記載の技術は結晶化を助長する触媒元素を用いて選択的な結晶化を行う技術である。
【００３７】
ここでは非晶質珪素膜２０２に対して選択的に触媒元素（本実施例ではニッケル）を添加するためにマスク絶縁膜２０３を形成する。また、マスク絶縁膜２０３には開口部２０４が設けられている。
【００３８】
そして、重量換算で10ppm のニッケルを含有したニッケル酢酸塩溶液をスピンコート法により塗布し、触媒元素含有層２０５を形成する。
【００３９】
こうして図２（Ａ）の状態が得られたら、450 ℃１時間の水素出し工程の後、570 ℃14時間の加熱処理を窒素雰囲気中で施し、横成長領域２０６を得る。こうして結晶化工程が終了したら、マスク絶縁膜２０３をそのままマスクとしてリンの添加工程を行う。この工程によりリン添加領域２０７が形成される。
【００４０】
こうして図２（Ｂ）の状態が得られたら、次に 600℃12時間の加熱処理を行い、横成長領域２０６に残留していたニッケルをリン添加領域２０７にゲッタリングさせる。こうしてニッケル濃度が 5×10¹⁷atoms/cm³ 以下にまで低減された領域（被ゲッタリング領域と呼ぶ）２０８が得られる。（図２（Ｃ））
【００４１】
次に、パターニングにより被ゲッタリング領域２０８のみで構成される活性層２０９、２１０を形成する。そして、 120nm厚のゲイト絶縁膜２１１を形成する。ゲイト絶縁膜２１１としては、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜或いはそれらの積層膜で構成される。
【００４２】
こうしてゲイト絶縁膜２１１を形成したら、酸素雰囲気中において 950℃30分の加熱処理を行い、活性層／ゲイト絶縁膜界面に熱酸化膜を形成する。こうすることで界面特性を大幅に向上させることができる。
【００４３】
なお、熱酸化工程では活性層２０９、２１０が酸化されて薄膜化される。本実施例では最終的な活性層膜厚が50nmとなる様に調節する。即ち、出発膜（非晶質珪素膜）が65nmであったので、15nmの酸化が行われ、30nmの熱酸化膜が形成されることになる（ゲイト絶縁膜２１１はトータルで 150nm厚となる) 。
【００４４】
次に、0.2wt%のスカンジウムを含有させたアルミニウム膜（図示せず）を成膜し、パターニングによりゲイト電極の原型となる島状パターンを形成する。島状パターンを形成したら、特開平７−１３５３１８号公報に記載された技術を利用する。なお、詳細は同公報を参考にすると良い。
【００４５】
まず、上記島状パターン上にパターニングで使用したレジストマスクを残したまま、３％のシュウ酸水溶液中で陽極酸化を行う。この時、白金電極を陰極として２〜３ｍＶの化成電流を流し、到達電圧は８Ｖとする。こうして、多孔性陽極酸化膜２１２、２１３が形成される。
【００４６】
その後、レジストマスクを除去した後に３％の酒石酸のエチレングリコール溶液をアンモニア水で中和した溶液中で陽極酸化を行う。この時、化成電流は５〜６ｍＶとし、到達電圧は１００Ｖとすれば良い。こうして、緻密な無孔性陽極酸化膜２１４、２１５が形成される。
【００４７】
そして、上記工程によってゲイト電極２１６、２１７が画定する。なお、画素マトリクス回路ではゲイト電極の形成と同時に１ライン毎に各ゲイト電極を接続するゲイト線も形成されている。（図３（Ａ））
【００４８】
次に、ゲイト電極２１６、２１７をマスクとしてゲイト絶縁膜２１１をエッチングする。エッチングはＣＦ₄ ガスを用いたドライエッチング法により行う。これにより２１８、２１９で示される様な形状のゲイト絶縁膜が形成される。
【００４９】
そして、この状態で一導電性を付与する不純物イオンをイオン注入法またはプラズマドーピング法により添加する。この場合、画素マトリクス回路をＮ型ＴＦＴで構成するならばＰ（リン）イオンを、Ｐ型ＴＦＴで構成するならばＢ（ボロン）イオンを添加すれば良い。
【００５０】
なお、上記不純物イオンの添加工程は２度に分けて行う。１度目は８０ｋｅＶ程度の高加速電圧で行い、ゲイト絶縁膜２１８、２１９の端部（突出部）の下に不純物イオンのピークがくる様に調節する。そして、２度目は５ｋｅＶ程度の低加速電圧で行い、ゲイト絶縁膜２１８、２１９の端部（突出部）の下には不純物イオンが添加されない様に調節する。
【００５１】
こうしてＴＦＴのソース領域２２０、２２１、ドレイン領域２２２、２２３、低濃度不純物領域（ＬＤＤ領域とも呼ばれる）２２４、２２５、チャネル形成領域２２６、２２７が形成される。（図３（Ｂ））
【００５２】
この時、ソース／ドレイン領域は 300〜500 Ω／□のシート抵抗が得られる程度に不純物イオンを添加することが好ましい。また、低濃度不純物領域はＴＦＴの性能に合わせて最適化を行う必要がある。また、不純物イオンの添加工程が終了したら熱処理を行い、不純物イオンの活性化を行う。
【００５３】
次に、第１の層間絶縁膜２２８として酸化珪素膜を 400nmの厚さに形成し、その上にソース電極２２９、２３０、ドレイン電極２３１、２３２を形成する。なお、本実施例ではドレイン電極２２８を画素内に広げて形成する。
【００５４】
これは、ドレイン電極を補助容量の下部電極として用いるため、可能な限り大きい容量を確保するための工夫である。本実施例は反射型の例であるため、後に画素電極が配置される領域の下も開口率を気にせず自由に使える。
【００５５】
こうして図３（Ｃ）の状態が得られたら、ソース／ドレイン電極を覆って50nm厚の窒化珪素膜２３３を形成する。そして、その上に容量電極としてチタン膜２３４を形成する。本実施例では窒化珪素膜２３３を誘電体としてドレイン電極２３１と容量電極２３４との間で補助容量を形成している。
【００５６】
その次に第２の層間絶縁膜２３５として１μｍ厚のアクリル樹脂膜を形成する。勿論、アクリル以外にもポリイミド等の有機性樹脂膜を用いても良い。そして、第２の層間絶縁膜２３５の上にブラックマスク２３６を形成する。
【００５７】
ブラックマスク２３６はブラックマスクとしての機能以外に電界遮蔽膜としての機能も持っている。即ち、ソース／ドレイン配線から生じる電界が後に形成する画素電極に影響するのを防ぐ効果を持つ。
【００５８】
こうして図３（Ｄ）の状態が得られたら、第３の層間絶縁膜２３７として再び１μｍ厚のアクリル樹脂膜を設け、それに対して開孔部２３８、２３９を形成する。そして、第３の層間絶縁膜２３７及び開孔部２３８、２３９を被覆する様にしてチタン膜（第１の金属層）２４０を形成する。
【００５９】
なお、チタン膜以外にもクロム、タンタル、タングステン、モリブデン、ニオブまたはシリコン（ただし導電性を付与したシリコン）から選ばれた材料を用いることができる。また、これらから選ばれた材料で積層構造としても良い。
【００６０】
次に、チタン膜２４０を形成したら、埋め込み絶縁層としてアクリル樹脂膜２４１を２μｍの厚さに形成する。この時、アクリル樹脂膜２４１はスピンコート法で形成されるため、開孔部２３８、２３９によって第１の金属層２４０に形成された凹部の内部まで十分に被覆することができる。（図４（Ａ））
【００６１】
次に、酸素ガスを用いたドライエッチング法によりエッチバック処理を行い、アクリル樹脂膜２４１をエッチングする。そして開孔部２３８、２３９が埋め込み絶縁層２４２、２４３で充填された状態を実現する。（図４（Ｂ））
【００６２】
そして、埋め込み絶縁層２４２、２４３によって完全に平坦化されたチタン膜２４０上にアルミニウムを主成分とする材料（第２の金属層）を400 nmの厚さに成膜し、パターニングして画素電極２４４、２４５を形成する。
【００６３】
また、この時、チタン膜２４０も連続的にパターニングする。こうすることで各画素電極を物理的に絶縁することができる。なお、パターニング端面には二層の金属層の膜厚分だけ段差が生じるが、ソース電極２２９、２３０の上に配置しておけば結局ブラックマスクで遮光されるので問題とはならない。むしろディスクリネーションの発生位置をこの場所に固定できるので都合が良い。
【００６４】
以上の様な構成で画素電極を形成した場合、開孔部２３８、２３９の内部は埋め込み絶縁層２４２、２４３で充填されているので、画素電極２４４、２４５は平坦性を確保したままドレイン電極との電気的な接続が実現される。
【００６５】
なお、本実施例では画素電極としてアルミニウムを主成分とする材料を用いているが、銅や銀またはそれらを主成分とする材料を用いることもできる。その他、反射率の高い材料であれば画素電極としての使用が可能である。
【００６６】
また、その様な反射率の高い画素電極の下地として他の導電膜（チタン、クロム、タンタル等）を積層させた構造としても良い。アルミニウム、銅、銀といった材料は反応性も高いので、他の導電膜（特にシリコン膜）とのオーミック接触をとるにはチタン膜などの下地膜を設けた方が良い場合もある。
【００６７】
また、本実施例の特徴はコンタクト部において画素電極２４４、２４５に段差が生じないため、画素電極の全面を有効に利用できる点にある。即ち、有効画素面積を拡大させることで、光の利用効率が大幅に向上する。
【００６８】
こうして画素電極２４４、２４５を形成したら、その上に配向膜（図示せず）を形成すれば液晶表示装置の一方の基板であるアクティブマトリクス基板が完成する。その後は公知の手段によって対向基板を用意し、セル組み工程を施してアクティブマトリクス型液晶表示装置が完成する。
【００６９】
こうして完成したアクティブマトリクス型液晶表示装置は、高精細でありながら輝度が高く、コントラストの高い映像表示が可能である。
【００７０】
〔実施例２〕
実施例１では、埋め込み導電層に対してエッチバック処理を行って開孔部の充填を行っているが、エッチバック処理の代わりに研磨処理を行うことも可能である。代表的にはＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）と呼ばれる技術を採用することもできる。
【００７１】
この技術を用いる場合には発塵に注意する必要があるが、この技術を用いれば開孔部内における過剰なオーバーエッチングの恐れがない。また、第１の金属層が研磨ストッパーとして機能しうるので優れた平坦性を実現できる。
【００７２】
〔実施例３〕
本実施例では、実施例１とは異なる構成で反射型のＡＭＬＣＤを作製する技術について図５を用いて説明する。
【００７３】
まず、実施例１の作製工程に従って第３の層間絶縁膜２３７を形成し、開孔部５０１を形成する。そして、第３の層間絶縁膜２３７及び開孔部５０１を被覆する様に画素電極５０２を形成する。（図５（Ａ））
【００７４】
次に、画素電極５０２を覆って埋め込み絶縁層５０３を２μｍの厚さに形成する。本実施例では埋め込み絶縁層としてポリイミド樹脂膜を用いる。（図５（Ｂ））
【００７５】
次に、埋め込み絶縁層５０３をエッチバック法または研磨法により後退（膜厚を薄くするという意味）させ、開孔部５０１によって画素電極５０２上に形成された凹部に埋め込み絶縁層５０４を形成する。また、同時に画素電極と画素電極との隙間にも埋め込み絶縁層５０５が形成される。こうして図５（Ｃ）に示す様な平坦面が得られる。
【００７６】
なお、予め埋め込み絶縁層５０３に対して顔料やカーボン系材料（グラファイト等）を分散させておくことで埋め込み絶縁層５０４、５０５を黒色に着色することができる。
【００７７】
この様に着色用微粒子を分散させることで埋め込み絶縁層５０４、５０５を光吸収層とすれば凹部における光の乱反射を防ぐことができるため、コントラストの高い液晶表示装置を作製することができる。
【００７８】
なお、本実施例に対して実施例２を実施することも可能である。
【００７９】
〔実施例４〕
実施例１〜５ではトップゲイト構造（ここではプレーナ型）のＴＦＴを例にとって説明したが、トップゲイト構造の代わりにボトムゲイト構造（代表的には逆スタガ型）のＴＦＴを用いても同様の効果を得ることができる。
【００８０】
また、本願発明はＴＦＴに限らず、画素スイッチング素子として単結晶シリコンウェハ上に形成されたＭＯＳＦＥＴを用いる場合においても適用することが可能である。
【００８１】
以上の様に、本願発明は画素電極を有する電気光学装置であれば如何なる構造のデバイス素子に対しても適用することが可能である。
【００８２】
〔実施例５〕
実施例１〜５に記載された電気光学装置において、画素電極の表面を電解メッキにより被覆して反射率を高めることも可能である。
【００８３】
例えば、アルミニウムを主成分とする材料で画素電極を形成した後、陽極酸化を行って電極表面に多孔質状の陽極酸化膜を形成する。こうすることでメッキの密着性が高まり、非常に反射率の高い画素電極が実現できる。メッキ材料としては反射率の高い銀を用いることが好ましい。
【００８４】
本実施例を実施すれば、画素電極として利用しうる金属膜の種類も大幅に広がり、プロセスマージンも広がる。また、銀電極を利用するよりは安価な製造コストで銀の反射率を活かした画素電極が形成できる。
【００８５】
〔実施例６〕
実施例１〜５では反射型モードで駆動するＡＭＬＣＤを例にとって説明しているが、透過型モードで駆動するＡＭＬＣＤに本願発明を適用することも可能である。その場合は補助容量の配置やブラックマスクの配置を変えて光透過窓を確保した上で画素電極を透明導電膜（代表的にはＩＴＯ）とすれば良い。
【００８６】
また、透過型ＬＣＤを作製する場合、画素電極（透明導電膜）と活性層とを直接接続させようとすると、コンタクト部からの光漏れが問題となりうる。この様な場合においても埋め込み絶縁層を着色して光吸収性を持たせておけば効果的に光漏れを防ぐことができる。
【００８７】
〔実施例７〕
本実施例では実施例１〜６に示した構成のアクティブマトリクス基板（素子形成側基板）を用いてＡＭＬＣＤを構成した場合の例について説明する。ここで本実施例のＡＭＬＣＤの外観を図６に示す。
【００８８】
図６（Ａ）において、６０１はアクティブマトリクス基板であり、画素マトリクス回路６０２、ソース側駆動回路６０３、ゲイト側駆動回路６０４が形成されている。駆動回路はＮ型ＴＦＴとＰ型ＴＦＴとを相補的に組み合わせたＣＭＯＳ回路で構成することが好ましい。また、６０５は対向基板である。
【００８９】
図６（Ａ）に示すＡＭＬＣＤはアクティブマトリクス基板６０１と対向基板６０５とが端面を揃えて貼り合わされている。ただし、ある一部だけは対向基板６０５を取り除き、露出したアクティブマトリクス基板に対してＦＰＣ（フレキシブル・プリント・サーキット）６０６を接続してある。このＦＰＣ６０６によって外部信号を回路内部へと伝達する。
【００９０】
また、ＦＰＣ６０６を取り付ける面を利用してＩＣチップ６０７、６０８が取り付けられている。これらのＩＣチップはビデオ信号の処理回路、タイミングパルス発生回路、γ補正回路、メモリ回路、演算回路など、様々な回路をシリコン基板上に形成して構成される。図６（Ａ）では２個取り付けられているが、１個でも良いし、さらに複数個であっても良い。
【００９１】
また、図６（Ｂ）の様な構成もとりうる。図６（Ｂ）において図６（Ａ）と同一の部分は同じ符号を付してある。ここでは図６（Ａ）でＩＣチップが行っていた信号処理を、同一基板上にＴＦＴでもって形成されたロジック回路６０９によって行う例を示している。この場合、ロジック回路６０９も駆動回路６０３、６０４と同様にＣＭＯＳ回路を基本として構成される。
【００９２】
また、本実施例のＡＭＬＣＤはブラックマスクをアクティブマトリクス基板に設ける構成（ＢＭ on ＴＦＴ）を採用するが、それに加えて対向側にブラックマスクを設ける構成とすることも可能である。
【００９３】
また、カラーフィルターを用いてカラー表示を行っても良いし、ＥＣＢ（電界制御複屈折）モード、ＧＨ（ゲストホスト）モードなどで液晶を駆動し、カラーフィルターを用いない構成としても良い。
【００９４】
また、特開平８−１５６８６号公報に記載された技術の様に、マイクロレンズアレイを用いる構成にしても良い。
【００９５】
〔実施例８〕
実施例１〜７に示した構成のＡＭＬＣＤは、様々な電子機器の表示用ディスプレイとして利用される。その様な電子機器としては、ビデオカメラ、スチルカメラ、プロジェクター、プロジェクションＴＶ、ヘッドマウントディスプレイ、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ（ノート型を含む）、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話等）などが挙げられる。それらの一例を図７に示す。
【００９６】
図７（Ａ）は携帯電話であり、本体２００１、音声出力部２００２、音声入力部２００３、表示装置２００４、操作スイッチ２００５、アンテナ２００６で構成される。本願発明は表示装置２００４等に適用することができる。
【００９７】
図７（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示装置２１０２、音声入力部２１０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６で構成される。本願発明は表示装置２１０２に適用することができる。
【００９８】
図７（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モービルコンピュータ）であり、本体２２０１、カメラ部２２０２、受像部２２０３、操作スイッチ２２０４、表示装置２２０５で構成される。本願発明は表示装置２２０５等に適用できる。
【００９９】
図７（Ｄ）はヘッドマウントディスプレイであり、本体２３０１、表示装置２３０２、バンド部２３０３で構成される。本発明は表示装置２３０２に適用することができる。
【０１００】
図７（Ｅ）はリア型プロジェクターであり、本体２４０１、光源２４０２、表示装置２４０３、偏光ビームスプリッタ２４０４、リフレクター２４０５、２４０６、スクリーン２４０７で構成される。本発明は表示装置２４０３に適用することができる。
【０１０１】
図７（Ｆ）はフロント型プロジェクターであり、本体２５０１、光源２５０２、表示装置２５０３、光学系２５０４、スクリーン２５０５で構成される。本発明は表示装置２５０３に適用することができる。
【０１０２】
以上の様に、本願発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。また、他にも電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイなどにも活用することができる。
【０１０３】
【発明の効果】
本願発明を実施することで完全に平坦な画素電極を形成することが可能となり、その結果、画素電極のコンタクト部（凹部）に起因するディスクリネーションを防ぐことができる。のため、有効表示領域が大幅に拡大し、より高精細な電子光学装置を高いコントラストで実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画素電極の接続構造の構成を示す図。
【図２】画素マトリクス回路の作製工程を示す図。
【図３】画素マトリクス回路の作製工程を示す図。
【図４】画素マトリクス回路の作製工程を示す図。
【図５】画素マトリクス回路の作製工程を示す図。
【図６】電気光学装置の構成を示す図。
【図７】電子機器の構成を示す図。

Claims

基板上にＴＦＴと画素電極を有する液晶表示装置であって、
前記画素電極は、前記ＴＦＴと接する第１の金属層と第２の金属層との積層構造からなり、
前記第１の金属層と前記ＴＦＴとが接続するコンタクト部において、前記第１の金属層と前記第２の金属層との間に絶縁物が挟み込まれ、
前記絶縁物の上面及び前記第１の金属層の上面は同一平面をなすことを特徴とする液晶表示装置。
基板上にＴＦＴと画素電極を有する液晶表示装置であって、
前記ＴＦＴ上に形成された第１の層間絶縁膜と、
前記第１の層間絶縁膜上に形成されたドレイン電極と、
前記ドレイン電極を覆う窒化珪素膜と、
前記ドレイン電極上に、前記窒化珪素膜を介して形成された容量電極と、
前記窒化珪素膜及び前記容量電極上に形成された第２の層間絶縁膜と、
前記第２の層間絶縁膜上に形成された第３の層間絶縁膜と、
前記窒化珪素膜、前記第２の層間絶縁膜、及び前記第３の層間絶縁膜に設けられた前記ドレイン電極の一部を露呈する開孔部と、
前記第３の層間絶縁膜及び前記開孔部に接して形成された第１の金属層と、
前記開孔部に埋めこまれた前記第１の金属層上に形成された絶縁物と、
前記絶縁物及び前記第１の金属層上に接して形成された第２の金属層とを有することを特徴とする液晶表示装置。
基板上にＴＦＴと画素電極を有する液晶表示装置であって、
前記ＴＦＴ上に形成された第１の層間絶縁膜と、
前記第１の層間絶縁膜上に形成されたドレイン電極と、
前記ドレイン電極を覆う窒化珪素膜と、
前記ドレイン電極上に、前記窒化珪素膜を介して形成された容量電極と、
前記窒化珪素膜及び前記容量電極上に形成された第２の層間絶縁膜と、
前記第２の層間絶縁膜上に形成されたブラックマスクと、
前記ブラックマスクを覆う第３の層間絶縁膜と、
前記窒化珪素膜、前記第２の層間絶縁膜、及び前記第３の層間絶縁膜に設けられた前記ドレイン電極の一部を露呈する開孔部と、
前記第３の層間絶縁膜及び前記開孔部に接して形成された第１の金属層と、
前記開孔部に埋めこまれた前記第１の金属層上に形成された絶縁物と、
前記絶縁物及び前記第１の金属層上に接して形成された第２の金属層とを有することを特徴とする液晶表示装置。
請求項２又は請求項３において、前記開孔部の断面形状はテーパー状であることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、前記第１の金属層は単層または積層構造からなることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、前記第２の金属層は単層または積層構造からなることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、前記第１の金属層はＴｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、ＮｂまたはＳｉから選ばれた材料で構成され、前記第２の金属層はＡｌ、Ｃｕ、Ａｇまたはそれらを主成分とする金属膜から選ばれた材料で構成されることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、前記第１の金属層及び前記第２の金属層は、透明導電膜が用いられていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１乃至請求項８のいずれか一において、前記第２の金属層は、平坦化されていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１乃至請求項９のいずれか一において、前記絶縁物はポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、アクリルから選ばれた一種または複数種の有機性樹脂膜であることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１乃至請求項９のいずれか一において、前記絶縁物は顔料またはカーボン系材料を含むことを特徴とする液晶表示装置。
請求項１乃至請求項９のいずれか一において、前記絶縁物は光吸収層であることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１乃至請求項１２のいずれか一に記載の液晶表示装置を用いたビデオカメラ。
請求項１乃至請求項１２のいずれか一に記載の液晶表示装置を用いたスチルカメラ。
請求項１乃至請求項１２のいずれか一に記載の液晶表示装置を用いたプロジェクター。
請求項１乃至請求項１２のいずれか一に記載の液晶表示装置を用いたプロジェクションＴＶ。
請求項１乃至請求項１２のいずれか一に記載の液晶表示装置を用いたヘッドマウントディスプレイ。
請求項１乃至請求項１２のいずれか一に記載の液晶表示装置を用いたカーナビゲーション。
請求項１乃至請求項１２のいずれか一に記載の液晶表示装置を用いたパーソナルコンピュータ。
請求項１乃至請求項１２のいずれか一に記載の液晶表示装置を用いた携帯電話。
請求項１乃至請求項１２のいずれか一に記載の液晶表示装置を用いたモバイルコンピュータ。
電極を有する画素スイッチング素子と、
前記電極上に形成され、当該電極の一部を露呈する開孔部を有する層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜及び前記開孔部に接して形成された第１の金属層と、
前記開孔部に埋めこまれた前記第１の金属層上に形成された絶縁物と、
前記絶縁物及び前記第１の金属層上に接して形成された第２の金属層と、を有することを特徴とする液晶表示装置。
第１の電極を有する画素スイッチング素子と、第２の電極と、を有し、
前記第２の電極は、前記第１の電極と接する第１の金属層と第２の金属層との積層構造からなり、
前記第１の金属層と前記第１の電極とが接続するコンタクト部において、前記第１の金属層と前記第２の金属層との間に絶縁物が挟み込まれ、
前記絶縁物の上面及び前記第１の金属層の上面は同一平面をなすことを特徴とする液晶表示装置。
第１の電極を有する画素スイッチング素子と、当該第１の電極に接続された第２の電極とを有し、
前記第２の電極は、第１の金属層と第２の金属層との積層構造からなり、
前記第１の金属層が形成する凹部には絶縁物が埋め込まれ、当該第１の金属層及び当該絶縁物を覆って前記第２の金属層が形成され、
前記絶縁物の上面及び前記第１の金属層の上面は同一平面をなすことを特徴とする液晶表示装置。
請求項２２乃至請求項２４のいずれか一において、前記第１の金属層は単層または積層構造からなることを特徴とする液晶表示装置。
請求項２２乃至請求項２５のいずれか一において、前記第２の金属層は単層または積層構造からなることを特徴とする液晶表示装置。
請求項２２乃至請求項２６のいずれか一において、前記第１の金属層はＴｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、ＮｂまたはＳｉから選ばれた材料で構成され、前記第２の金属層はＡｌ、Ｃｕ、Ａｇまたはそれらを主成分とする金属膜から選ばれた材料で構成されることを特徴とする液晶表示装置。
請求項２２乃至請求項２６のいずれか一において、前記第１の金属層及び前記第２の金属層は、透明導電膜が用いられていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項２２乃至請求項２８のいずれか一において、前記第２の金属層は、平坦化されていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項２２乃至請求項２９のいずれか一において、前記絶縁物はポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、アクリルから選ばれた一種または複数種の有機性樹脂膜であることを特徴とする液晶表示装置。
請求項２２乃至請求項２９のいずれか一において、前記絶縁物は顔料またはカーボン系材料を含むことを特徴とする液晶表示装置。
請求項２２乃至請求項２９のいずれか一において、前記絶縁物は光吸収層であることを特徴とする液晶表示装置。
電極を有する画素スイッチング素子を形成し、
前記電極を覆って第１の絶縁層を形成し、
前記第１の絶縁層に前記電極上面の一部を露呈する開孔部を形成し、
前記第１の絶縁層及び前記開孔部に接して第１の金属層を形成し、
前記第１の金属層上に第２の絶縁層を形成し、
前記第２の絶縁層をエッチングまたは研磨して、前記第１の金属層に形成された凹部のみを当該第２の絶縁層で埋め込み、
前記第１の金属層及び埋め込まれた前記第２の絶縁層に接して第２の金属層を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
請求項３３において、前記第１の金属層は単層または積層構造からなることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
請求項３３又は請求項３４において、前記第２の金属層は単層または積層構造からなることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
請求項３３乃至請求項３５のいずれか一において、前記第１の金属層はＴｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、ＮｂまたはＳｉから選ばれた材料で構成され、前記第２の金属層はＡｌ、Ｃｕ、Ａｇまたはそれらを主成分とする金属膜から選ばれた材料で構成されることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
請求項３３乃至請求項３５のいずれか一において、前記第１の金属層及び前記第２の金属層は、透明導電膜が用いられていることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
請求項３３乃至請求項３７のいずれか一において、前記第２の金属層は、平坦化されていることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
請求項３３乃至請求項３８のいずれか一において、前記第２の絶縁層はポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、アクリルから選ばれた一種または複数種の有機性樹脂膜であることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
請求項３３乃至請求項３８のいずれか一において、前記第２の絶縁層は顔料またはカーボン系材料を含むことを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
請求項３３乃至請求項３８のいずれか一において、前記第２の絶縁層は光吸収層であることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。