JP4712210B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は広視野角及び高速応答を実現する液晶表示装置の構成及びその製造方法に関する。さらに、本発明は、液晶電気光学装置の生産性向上のための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子を利用した液晶電気光学装置（以下、液晶表示装置と記す。）は、モバイルコンピュータ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、携帯電話、ヘッドマウントディスプレイ等の直視型の表示装置として、またフロントおよびリアプロジェクターの様なレンズ等の光学系により拡大表示を目的とする投射型の表示装置として開発が活発に行われている。
【０００３】
こうして、ＣＲＴの代替として、最近の液晶表示装置は液晶モニターの表示装置として用途が拡大するとともに大画面化が進んできている。
【０００４】
ここで一般的な液晶表示装置は、長細い構造で、長軸（長さ）方向と短軸（太さ）方向で２つの屈折率を有する液晶分子を表示媒体としている。このように２つの屈折率を有する媒体は一軸媒体といわれる。
【０００５】
液晶表示装置では、基板間の数μｍ程度の間隙中に、このような分子が固体のように分子間で強い結合をすることなく流動性を有している（液状で存在している）。
【０００６】
流動性を有する（液状である）ため外部からの作用（電界や磁界等）により液晶分子の配列状態を変えやすい。実際の液晶表示装置では、これらの液晶分子の振る舞いをマクロにみて、その配列状態を電界等の作用により制御することで、光学特性を変化させ表示を実現するものである。
【０００７】
従来、透過型の液晶表示装置で使用される液晶の配向モードとしては、液晶分子の配列が光の入射から出射方向に向かって９０°ツイスト配向したＴＮモード（ＴＮ液晶モード）を使用するのが一般的であった。
【０００８】
ＴＮモードの液晶表示装置は、液晶の配向方向を決めるため配向膜を形成後、ラビング等の処理を行う。そして上下の基板のラビング方向が直交するように構成される。この基板間に、ツイストの回転方向を決めるカイラル材を混入した液晶材料を注入することにより所定の方向にツイストする液晶表示装置が形成される。
【０００９】
この時、液晶中の液晶分子は、エネルギー的に最も安定な配列となるように基板面に対して、長軸を平行に配列し、ラビングの条件や配向膜の材料により基板面に対して、数度〜１０°前後の角度を持って配列する。
【００１０】
この角度はプレチルト角といわれ、この角度を確保することにより、電界印加時に液晶分子の長軸の両端部において、所定の端部を揃えて配列の変形が起こる。これにより動作時の配向が連続的となり、表示時のリバースチルトドメインという配向の欠陥を防ぐことができる。
【００１１】
ＴＮモードを採用した液晶表示装置では、液晶パネルの入射および出射側に偏光板を、その偏光軸が直交するように配置する。ここで偏光板には光に対する透過軸とこれと直交した吸収軸がある。
【００１２】
液晶が動作する電界を与えない場合は、液晶は初期のツイスト配向を維持している。これに外部より光を入射した場合を考える。
【００１３】
第一の偏光板を通過した光は直線偏光となり、この光が前記液晶パネルに入射される。この光はその偏光状態を保ったまま液晶中を進むが、その旋光性により液晶層を出る時には偏光の軸は９０°回転して出力する。つまり入射光の軸に対して９０°捩じられた直線偏光となっている。この直線偏光が第二の偏光板に入射される。この時第二の偏光板の透過軸と一致するため、光は第二の偏光板を通過し“明”状態となる。
【００１４】
次に、この液晶表示装置の液晶に電界を印加する場合を考える。
【００１５】
対向電極および画素電極間に電界を印加すると、基板界面付近の状態を除いて液晶分子は基板に概略垂直に配列するため、光の進行方向に対する屈折率は一様になり、入射した光はその性質を維持したまま通過することができる。
【００１６】
このため第一の偏光板を通して液晶パネルに入射された直線偏光は、その性質を保った状態で出射する。この出射光は第二の偏光板の吸収軸と一致するためここで吸収され“暗”状態を得ることができる。
【００１７】
しかし、このＴＮモードでは視野特性が悪いという問題がある。特定の視野角範囲外ではコントラスト特性が極端に劣化したり、階調が反転するという現象が発生する。
【００１８】
これは、電界により液晶分子の配向状態が基板面に対して垂直となるように配列が変形すると、観測者が液晶パネルを見る角度や方位によって、液晶媒体中を進む光の距離や、光の通過中の屈折率が変わることから、異なって光学変調される光を見るためである。
【００１９】
また、このＴＮモードでは基板界面近くの液晶は強い配向規制力を受けており、この近傍は初期配向状態がほぼ維持される。このため５Ｖ以上のかなり高い液晶の飽和電圧を印加しても、この近傍では液晶は垂直にはならない。
【００２０】
これらのことがＴＮモードの視野特性を狭くする要因として知られている。
【００２１】
パーソナルコンピュータ向けのモニター市場をターゲットとし、ＣＲＴと代替可能な液晶モニターの開発に注力されている。しかし、これを実現するためには、ＴＮモードに代表される現在の液晶表示モードの性能では十分だとは言い難い。ＴＮモードの最大の難点は、視野角特性にある。特に大画面化においては、視野角特性の改善が望まれている。
【００２２】
この課題を改善しうる液晶表示モードとして、垂直配向型の液晶モードが開発された。液晶の初期配向を基板に対して垂直とした液晶表示モードである。この垂直配向型の液晶モードとしては負の誘電率異方性を有する液晶を用いる。この液晶をネガ型液晶と呼ぶことができる。この場合も両基板上にある電極間に電界を印加することにより表示を実現する。
【００２３】
この垂直配向型の液晶モードは初期の配向状態が基板面に対して、基板界面からバルクの部分を含めて全体的に概略垂直であるため、“暗“状態、黒色の質が高く、高コントラストを実現することができる。また、ＴＮモードの様に界面近傍の影響を受けないため、視野特性は改善される。
【００２４】
ただし、黒や中間調表示において、ＴＮモードと同様に、観測者が液晶表示装置を見る角度や方位によって、液晶の媒体中を進む光の距離や、屈折率が異なる経路からの出射光を見ることに変わりなく、視野特性は十分とは云えない。
【００２５】
このため、画素に複数の配向状態を形成し、視野角を改善する方法が知られている。レジスト等でマスクしながら、パターンニング後に異なる方向にラビングすることを複数回繰り返すことでマルチドメインを形成する手法が用いられる（FPD Intelligence 1998，5，ｐ79）。
【００２６】
ＴＮモードの様な旋光性を利用する液晶表示モードでは、上記のようなラビングによる配向制御が一般的である。レジスト塗布、パターニング、ラビングという処理を複数回繰り返す工程の増加はあるが、従来のプロセスの延長として容易に適用できる点が利点となっている。
【００２７】
垂直配向型の液晶モードでも配向制御として同様な方法が可能である。
【００２８】
しかし、複屈折性を利用する液晶表示モードであるため若干のプレチルト角のバラツキが透過もしくは反射光量のバラツキとして目立つ。ラビング時のわずかな毛先のあたり方の差異により、スジ状の表示ムラとなり易い問題が有る。
【００２９】
特に投射型の液晶表示装置で拡大投影する場合、中間調表示におけるスジ状の表示ムラをいかに抑えるように配向制御できるかが重要な課題となっている。
【００３０】
直視型の液晶表示装置でも程度の差こそあれこの問題が有る。このため視野角を改善するためパターニングとラビングを複数回繰り返す処理は、現時点の配向膜、ラビング布の条件ではあまり良い制御方法とは云えない。
【００３１】
また、ラビング自体が、基板上の配向膜の表面を柔らかい毛で擦る処理のため発塵源となっている。さらに静電気の発生にともなう基板上の素子へのストレスや破壊への十分な対策を必要とする。
【００３２】
また、垂直配向型の液晶モードは配向膜をラビングしないと、液晶のプレチルト角が一方向に定まらず、液晶表示装置に電界を印可するとディスクリネーションが生じてしまう。
【００３３】
このため均一配向を実現し、ラビングを行わず液晶を配向させるという手法が一般的に模索されているが、特に垂直配向型の液晶モードではより緊急の課題であった。
【００３４】
この解決方法としては、例えば、「“Development of ａ Simple Process to Fabricate High-Ｑuality TFT-LCDs”Komaら, SID 96 Digest, Vol.XXVII, P-39, 1996 ,pp558−561」に電極にスリットを設けて電界の傾きを利用して配向させる手段が開示されている。
【００３５】
また、垂直配向型の液晶モードの量産に耐えうる新しい配向技術が開発された。図３３に基本構造を示す。例えば、「“Ａ Ｓuper-Ｈigh-Ｉmage-Ｑuality Multi-Domain Vertical Alignment LCD by New Rubbing-Less Technology”Ｔakedaら,SID９８ DIGEST, Vol.XXIX,41.1, 1998, pp1077−1080」には基板上に構造物を形成し、この構造物の液晶と接する面の傾斜や間隔、高さなどの物理的パラメータを調整し、さらに構造物の誘電率による電界の作用を併せることで配向を制御し液晶表示装置を作製する手段が開示されている。この新規の液晶表示モードを用いることにより、１６０°以上の視野特性を実現している。
【００３６】
図３３に示すように、アクティブマトリクス基板１及び対向基板２のＩＴＯ膜３（透明導電膜）上に構造物として微細加工された突起５のパターンが液晶分子の傾斜方向を決定しているため、配向膜４に対するラビングの工程が不要となる。突起５のパターンにより、負の誘電性異方性を有する液晶５（ネガ型液晶）が自動的に配向する。（ａ）は電界無印加時の液晶の配向状態（Off state）、（ｂ）は電界印加時の液晶の配向状態（On state）をそれぞれ表している。
【００３７】
しかし、上記の様な方法では、配向膜のラビング工程は必要がなくなるが、一方、液晶を配向させるための複雑な追加プロセスが必要となる。
【００３８】
【発明が解決しようとする課題】
ここでは、前記の問題点を解決することを課題とし、液晶パネル作製時の構造を利用することにより液晶の配向を実現し、大画面化が進んでも、基板間隔のばらつき（セルギャップムラ）の小さいマルチドメイン垂直配向型の液晶表示装置及びその製造方法を提供する。
【００３９】
特別な処理を追加することなく、ゴミの発生源となるラビング工程等を削減することができる構造として、プロセスの簡略化を図る。さらに、この構成を応用することにより視野特性の改善を図る。これにより表示品位が高く信頼性の高い製品を低価格で提供できる手段を提供する。
【００４０】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、まず、少なくとも一方が透明絶縁性の基板(透明性絶縁基板)からなる一対の基板のそれぞれに電極を設ける。さらに、この一対の基板には配向膜が設けられている。透明絶縁性の基板に設けられた配向膜を対向させておいて、前記一対の基板間の間隔を一定に保つためのギャップ保持材、ここでは壁状のスペーサ（壁状スペーサ）を形成し、一対の基板により液晶が挟持された液晶表示装置を作製する。前記液晶表示装置は、前記壁状のスペーサが傾斜した側面を有することにより、前記液晶のプレチルト角を制御し、液晶を配向させることを特徴とする。
【００４１】
壁状のスペーサの断面形状は、例えば、図２９（ａ）〜（ｆ）に示すようなものでよい。壁状のスペーサは対向もしくはアクティブマトリクス基板のいずれか一方もしくは両方に形成されるが、ここでは、そのいずれか一方の基板に注目した場合の断面を示す。図２９（ｄ）〜（ｆ）では、壁状のスペーサは図２９（ａ）〜（ｃ）の断面形状の上下が逆の状態（このような状態を逆テーパーと呼ぶ）で基板上に形成されている。図２９（ａ）〜（ｆ）に関して、セルギャップをｄとすると、セルギャップｄの５０％の高さに相当する傾斜した側面に引くことができる接線と基板面がなす角のうち鋭角となる角度を側面テーパー角θと定義する。図２９（ａ）と（ｄ）では、側面テーパー角θは基板面と傾斜した側面とがなす角と一致する。接線と基板の法線とがなす角をαとすると、θ＝９０°−αである。よって、基板の法線方向から、αだけ液晶が傾斜していることになる。側面テーパー角θが、７５．０°〜８９．９°の範囲に収まる壁状のスペーサであればよい。ただし、液晶の配向性に関しては、図２９（ａ）と（ｄ）の壁状のスペーサが最適である。また、図２９（ｂ）と（ｃ）と（ｅ）と（ｆ）の側面はへこんでいるといえるが、ふくらんだ形状のものでもよい。
【００４２】
また、本発明の液晶表示装置は、前記壁状のスペーサの傾斜した側面と電極の形状により、液晶を一定方向に配向させるものである。
【００４３】
また、配向膜は、液晶が基板に対し垂直に配向する垂直配向用の配向膜を用いることが好ましい。この場合、ラビング工程を省略することができる。
【００４４】
また、本発明の液晶表示装置は、基板間の間隔を一定に保つためのギャップ保持材、ここでは壁状のスペーサを形成した後に、壁状のスペーサ上に配向膜を形成してもよい。
【００４５】
図１〜図４のような傾斜した側面を有する壁状のスペーサを形成した液晶表示装置を用いることにより、液晶分子を一定方向に配向させる。図１〜図４の液晶分子の配向は、電界無印加時の概略図を示している。なお、液晶分子中の黒く示している部分は、対向基板に近い液晶分子の端部を示している。
【００４６】
本発明の液晶表示装置には、台形断面である壁状のスペーサを少なくとも一方の基板に配置する。この台形の側面テーパー角は、７５．０°〜８９．９°好ましくは８２°〜８７°の角度を有することが望ましい。電界無印加時には、液晶分子は、壁状のスペーサの傾斜した側面に規制力を受け、側面にほぼ平行に配向し、電界印加時には液晶分子は基板表面に平行に配向する。
【００４７】
つまり、この傾斜した側面を有する壁状のスペーサが形成された液晶表示装置を用いることにより、液晶分子のスイッチングする方向を制御できる。
【００４８】
前記壁状のスペーサはアクリル系、ポリイミド系、ポリイミドアミド系、エポキシ系の少なくとも一つを主成分とする有機系樹脂材料、もしくは酸化珪素、酸化窒化珪素のいずれか一種類の材料あるいはこれらの積層膜からなる無機系材料であることを特徴とする。
【００４９】
工業的に見て、この製造工程を用いた場合、ラビング工程に相当する配向処理を省くことができ、また、壁状のスペーサは基板の間隔（ギャップ）を保持する役割をもっているので、スペーサ散布工程の省略が可能となり、生産性が向上する。さらに、本発明の液晶表示装置においては基板上に形成された壁状のスペーサの均一性を検査するだけで、表示むらの発生を予測できる利点をも有している。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体例について図面を参照して説明する。本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００５１】
実施形態１における液晶表示装置の断面図を図１に示している。実施形態２における液晶表示装置の断面図を図２に示している。実施形態３における液晶表示装置の断面図を図３に示している。実施形態４における液晶表示装置の断面図を図４に示している。
【００５２】
図１〜図４の画素部の上面図を図５に示している。図５の液晶表示装置をＡ−Ａ’線で破断したものが図１〜図４に相当する。図５では壁状のスペーサ８５とソース電極８８を図示している。観測者から見た壁状のスペーサ８５の形状は、図５（ａ）-１，図５（ａ）-２，図５（ｂ），図５（ｃ）-１，図９（ｃ）-２，図５（ｄ），図５（ｅ）が可能であるが、本実施形態は、これらの形状に限定されるものではない。また、図５（ａ）-１，図５（ａ）-２，図５（ｄ）において、透明絶縁性の基板(透明性絶縁基板)と平行に切断されたスペーサの断面形状はストライプ状である。一方、図５（ｃ）-１，図５（ｅ）において、スペーサは分岐している（枝部を有している）。図５〜図９において、壁状のスペーサ８５−１は基板上に、壁状のスペーサ８５−２は対向基板上にそれぞれ形成されていることを意味している。Ｂ線内は一画素を示している。
【００５３】
図６は、図１の画素部の上面図であり、電圧無印加時における画素内の液晶分子のディレクターを示している。また、図６（ａ）-１，（ｃ）-１は、それぞれ図５（ａ）-１，（ｃ）-１のＢ線付近の拡大図である。８５−１は基板上の壁状のスペーサであり、８５−２は対向基板上の壁状のスペーサ８５−２である。図７は、図２の画素部の上面図であり、電圧無印加時における画素内の液晶分子のディレクターを示している。また、図７（ａ）-１，（ｃ）-１は、それぞれ図５（ａ）-１，（ｃ）-１のＢ線付近の拡大図である。８５−１は基板上に底面部が形成された壁状のスペーサであり、８５−２は対向基板上の壁状のスペーサ８５−２である。図８は、図３の画素部の上面図であり、電圧無印加時における画素内の液晶分子のディレクターを示している。また、図８（ｄ），（ｅ）は、それぞれ図５（ｄ），（ｅ）のＢ線付近の拡大図である。８５−１は基板上の壁状のスペーサであり、８８はソース電極８８である。図９は、図４の画素部の上面図であり、電圧無印加時における画素内の液晶分子のディレクターを示している。また、図９（ａ）-2，（ｂ）は、それぞれ図５（ａ）-２，（ｂ）のＢ線付近の拡大図である。８５−１は基板上の壁状のスペーサであり、８５−２は対向基板上の壁状のスペーサ８５−２である。
【００５４】
実施形態５では液晶表示装置の作製方法を図１０〜図１５に示している。実施形態６では液晶表示装置の作製方法を図１６〜図１８に示している。実施形態７では液晶表示装置の作製方法を図１９〜図２４に示している。
【００５５】
実施形態８では半導体層の結晶化方法を図２５〜図２７に示している。
【００５６】
実施形態９では、着色層（カラーフィルター）を含む対向基板を図２８に示している。実施形態１０では、本発明の薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＴＦＴ）回路によるアクティブマトリクス型液晶表示装置を組み込んだ半導体装置を図３０〜図３２に示している。
【００５７】
[実施形態１]（液晶表示装置の製造方法）
図１を用いて、本発明の液晶表示装置の製造方法について説明する。液晶表示装置を製造するためにアクティブマトリクス基板１１と対向基板１２を用いる。アクティブマトリクス基板１１は、実施形態５〜８で作成されたアクティブマトリクス基板を簡略化して図示したものである。対向基板１２は、アクティブマトリクス基板１１に対向して設けられる基板である。
【００５８】
対向基板１２とアクティブマトリクス基板１１にそれぞれ透明導電膜として酸化インジウム酸化スズ合金（Ｉｎ2Ｏ3―ＳｎＯ2；ＩＴＯ）、つまり、ＩＴＯ膜１７とＩＴＯ膜１３が形成されている。本実施形態では１７と１３にＩＴＯ膜を用いたが、１７と１３のうちいずれか一方が透明であって、１７と１３が導電膜であればよい。
【００５９】
本発明の液晶表示装置を単純マトリクス型液晶表示装置に用いる場合は、対向基板１２とアクティブマトリクス基板１１にそれぞれ設けられたＩＴＯ膜１７とＩＴＯ膜１３を互いに直交するようにストライプ状に形成する。
【００６０】
本発明の液晶表示装置をアクティブマトリクス型液晶表示装置に用いる場合は、対向基板１１の画素部を覆うようにＩＴＯ膜１７を形成し、アクティブマトリクス基板１１には各画素毎にパターニングされたＩＴＯ膜１３を形成する。
【００６１】
次に、アクティブマトリクス基板１１と対向基板１２に配向膜１４を形成し、焼成を行う。配向膜１４は、ＪＡＬＳ−２０２１（ＪＳＲ製）を利用する。配向膜１４はフレキソ印刷法により基板上に印刷する。配向膜１４の膜厚は焼成後の厚さで８０ｎｍ程度となるようにする。配向膜は８０℃のホットプレートでプリベークを行った後、２５０℃のクリーンオーブンで１．５時間焼成する。
【００６２】
本発明はラビング工程がなくても均一な液晶配向が得られものである。配向膜形成後のラビング工程は行わない。
【００６３】
次に、アクティブマトリクス基板１１及び対向基板１２に基板の間隔を保つギャップ保持材として壁状のスペーサ１５を形成する。まず、壁状のスペーサ１５はフォトリソグラフィ工程により所定の形状にかつ、所定の位置にパターニングする。所定の位置にパターニングができるように、アクティブマトリクス基板１１及び対向基板１２の四隅の内側には、それぞれマーカが設けられている。ギャップ保持材としては感光性アクリル材料を主成分とした材料のＮＮ７００（ＪＳＲ製）を利用している。ＮＮ７００をスピナーで基板全面に成膜する。膜厚は４．２μmとなるように設定している。ＮＮ７００を塗布、プリベークした後、パターニング用のマスクを用いてマスクアライナーで露光する。このあとＣＤ７００（富士フィルムレオーリン製）で現像を行い、乾燥させた基板に対し２５０℃、１時間焼成工程を行う。その結果、図１に示したような壁状のスペーサ１５を形成する。ＳＥＭ（Scanning electron microscope）観察を行ったところ、この高さは４μm程度である。
【００６４】
その後、ディスペンス描写法を用いて、対向基板１２にシール材（図示せず）を設ける。
【００６５】
シール材によって形成されたシールパターン（図示はせず）の幅は、重ね合わせ、熱プレス後、１．２〜１．５ｍｍになるように設定する。シールパターンには、その一部に注入口（図示せず）が設けられ、その注入口より液晶を注入する。シール材を塗布後、シール材を、９０℃、０．５時間程度で焼成する。
【００６６】
以上の工程を経たアクティブマトリクス基板１１と対向基板１２とを両基板に設けられたマーカが一致するように貼り合わせる。貼り合わせた一対の基板に対し、０．３〜１．０ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力を基板平面に垂直な方向にかつ基板全面に加え、同時にクリーンオーブンにて１６０℃、２時間程度、熱プレスにより接着させる。
【００６７】
そして、貼り合わせた一対の基板が冷却するのを待ってから、スクライバーとブレイカーによる分断を行う。
【００６８】
真空注入法で液晶を注入する。真空容器の中に分断後のパネルを準備し真空ポンプにより、真空容器の内部を1．３３×１０-5から1．３３×１０-7Ｐａ程度の真空状態にした後、注入口を負の誘電率異方性を有する液晶ＭＬＣ−２０３８（メルク製）が盛られた液晶皿に浸漬させる。負の誘電率異方性を有する液晶ＭＬＣ−２０３８の長軸が電界と平行に配向した状態の誘電率は４．０、その短軸が電界と平行に配向した状態の誘電率は９．０である。
【００６９】
次に、真空状態にある真空チャンバーを徐々に窒素でリークして大気圧に戻すとパネル内の気圧と大気圧との圧力差と液晶の毛細管現象の作用により液晶パネルの注入口から液晶が注入され、注入口側から徐々に反対側に液晶が進行し注入工程が完了する。負の誘電率異方性を有する液晶１６は、図１に示すように、壁状のスペーサを用いたので、一定のプレチルト角を有し、壁状のスペーサの傾斜した側面とほぼ平行に配向が制御されることが可能となった。図１中の負の誘電率異方性を有する液晶１６の黒く示したところは、その先端（端部）が対向基板１２の方に向いていることを示している。
【００７０】
シール材が形成されたシールパターンの内部が液晶で満たされたことを確認したら、液晶パネルの両面を加圧し、１５分後、余分な液晶をふきとり、加圧した状態で注入口（図示せず）に紫外線硬化型樹脂（図示せず）を塗布し、加圧を弱める。その際、紫外線硬化型樹脂が浸入する。この状態で紫外線照射（４〜１０ｍＷ／ｃｍ2、１２０秒間）により、紫外線硬化型樹脂を硬化させ、注入口の封止をおこなう。
【００７１】
次に、液晶パネルの表面及び端面に付着した液晶を有機溶媒、例えば、アセトン及びエタノールで洗浄する。その後、１３０℃、０．５時間程度で液晶を再配向させる。
【００７２】
その後、外部引出し配線（図示せず）にフレキシブルプリント配線板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ；ＦＰＣ）が接続される。次いで、液晶パネルの両面に偏光板が貼り付けられ、液晶表示装置が完成する。
【００７３】
本実施形態の液晶表示装置において電界無印加時は、壁状のスペーサの傾斜した側面の影響を受けて、その傾斜した側面とほぼ平行に液晶分子は配列する。電圧を印加すると、まず傾斜した側面とほぼ平行な方向にプレチルト角を有する傾斜した側面付近の液晶分子が基板と平行に配向し始める。そして、傾斜した側面付近以外の液晶分子もこれらの液晶分子の影響を受け、順次同じ方向へ配列しようとする。こうして、画素（Ａ1-Ａ1’）全体にわたって安定した配向が得られる。すなわち、壁状のスペーサを用いることにより、表示部全体の配向が制御される。
【００７４】
よって、図１のように、壁状のスペーサに対し液晶配向が対称になるため、広視野角表示のマルチドメイン垂直配向型の液晶表示装置を得ることができる。さらに壁状のスペーサを用いることで、基板の間隔のばらつき、すなわち、セルギャップのムラが少なくなる。
【００７５】
本発明では、壁状のスペーサの形成し易さからアクリル樹脂を用いたが、液晶よりも誘電率の小さい材料であれば特に限定されない。本発明で用いたアクリル樹脂ＮＮ７００の誘電率は、３．４である。上面部を平坦な形状となるようにした場合、対向側の基板を重ね合せた際に、液晶表示装置としての機械的な強度を確保できる。さらに、ノーマリーホワイトモードで黒色樹脂など遮光性機能を有する物質を含有するスペーサを用いた場合、スペーサ自身からの光漏れが解消され、コントラストが向上する。本明細書の壁状のスペーサにおいて、上面部とは壁状のスペーサの形成時、基板面(アクティブマトリクス基板又は対向基板上の面)から最も離れた壁状のスペーサの一面をいう。一方、後述する底面部とは壁状のスペーサの形成時、基板面(アクティブマトリクス基板又は対向基板上の面)に最も近接した壁状のスペーサの一面をいう。
【００７６】
予備実験として、ＩＴＯ膜を形成した２枚のガラス基板にＮＮ７００（膜厚４μm）を塗布し、ラビングした後、ラビング方向がアンチパラレルとなるように２枚のガラス基板をシール材で貼り合わせ、分断した。負の誘電率異方性を有する液晶ＭＬＣ−２０３８（メルク製）を注入口より注入し、プレチルト角を測定したところ、１．８〜２．７°であった。よって、ＮＮ７００の表面付近では液晶分子の長軸方向をその表面に対して概略平行となるように作用する配向規制力があることを確認した。
【００７７】
本実施形態の観測者から見た壁状のスペーサ８５の形状は、図５（ａ）-１と（ｃ）-１があげられる。図６（ａ）-１では、壁状のスペーサ８５−１と壁状のスペーサ８５−２により、配向の二分割化が可能となる。さらに、図６（ｃ）-１では、壁状のスペーサ８５−１と壁状のスペーサ８５−２が枝部をもっている、すなわち、分岐しているため、配向の二分割化以上（多分割化）が可能となる。
【００７８】
本実施形態では、壁状のスペーサのみで液晶のプレチルト角を制御し液晶を配向させたが、壁状のスペーサとスリットとの組み合わせにより、液晶のプレチルト角を制御し液晶を配向させてもよい。
【００７９】
本実施形態では、壁状のスペーサ１５をアクティブマトリクス基板１１及び対向基板１２にそれぞれ形成したが、図１のように、対向して形成された壁状のスペーサの斜辺同士がほぼ平行になるのであれば、壁状のスペーサをアクティブマトリクス基板１１又は対向基板１２のいずれか一方に形成しても良い。
【００８０】
本実施形態では、フォトリソ工程を形成したが、基板上のネガ型樹脂の塗布面の背面から露光する工程を用いてもよい。ネガ型樹脂は、光等の照射により、重合または架橋して現像液に不溶性又は難溶性となり、現像後まで基板の表面に残る感光性材料である。また、ドライエッチング法やプラズマエッチング法を用いても、前述の形状を有する壁状のスペーサの形成が可能である。
【００８１】
本実施形態では、壁状のスペーサを用いたが、柱状のスペーサを用いてその周辺に存在する液晶をマルチドメイン配向させてもよい。
【００８２】
本実施形態では、対向基板１２側にシール材を塗布したが、アクティブマトリクス基板１１側にシール材を塗布してもよい。
【００８３】
本実施形態では、ＪＳＲ製の配向膜ＪＡＬＳ−２０２１を用いたが、通常の垂直配向用の配向膜であれば特に限定されない。
【００８４】
本実施形態では、シール材の塗布の際、ディスペンス描写法を用いたが、スクリーン印刷法を用いてもよい。
【００８５】
本実施形態では、液晶注入法として浸漬法を用いたが、シールの注入口から液晶を注入する滴下注入法を用いてもよい。また、シールとして紫外線硬化型樹脂を用い、二枚の基板間に液晶を塗布し、重ね合わせ、シール処理を行ってもよい。この注入法はラミネート法と呼ばれている。
【００８６】
本実施形態では、シール材の材料としてエチルセルソルブを含有したエポキシ樹脂とフェノール硬化剤を用いたが、紫外線硬化性や熱硬化性を有する封止用の樹脂であれば特に限定されない。
【００８７】
本発明の液晶表示装置はアクティブマトリクス型液晶表示装置と単純マトリクス型液晶表示装置のいずれにおいても適用される。
【００８８】
[実施形態２]
実施形態１では、配向膜を塗布した後に壁状のスペーサを形成したが、本実施形態では、壁状のスペーサを形成した後に配向膜を塗布し、図２のような液晶表示装置を得る。
【００８９】
ＩＴＯ膜２３が設けられたアクティブマトリクス基板２１とＩＴＯ膜２７が設けられた対向基板２２にそれぞれギャップ保持材として壁状のスペーサ２５を形成する。その後、アクティブマトリクス基板２１及び対向基板２２に配向膜２４を塗布する。本実施形態では２７と２３にＩＴＯ膜を用いたが、２７と２３のうちいずれか一方が透明であって、２７と２３が導電膜であればよい。その後、アクティブマトリクス基板２１及び対向基板２２に配向膜２４を塗布する。
【００９０】
アクティブマトリクス基板２１の配向膜２４と対向基板２２の配向膜２４とを対向させておいて、一対の基板間に負の誘電率異方性を有する液晶２６を満たすことにより、図２のような液晶表示装置が得られる。アクティブマトリクス基板２１上の壁状のスペーサ２５に塗布された配向膜２８と対向基板２２上の壁状のスペーサ２５に塗布された配向膜２８により、負の誘電率異方性を有する液晶４６の配向を制御できる。
【００９１】
なお、本実施形態では壁状のスペーサ２５をアクティブマトリクス基板２１と対向基板２２に形成しているため、観測者から見た壁状のスペーサ８５の形状は、図５（ａ）−１、（ｃ）−１が望ましい。図７（ａ）-１では、壁状のスペーサ８５−１と壁状のスペーサ８５−２により、配向の２分割化が可能となる。さらに、図７（ｃ）-１では、壁状のスペーサ８５−１と壁状のスペーサ８５−２が枝部をもっているため、すなわち、分岐しているため、配向の２分割化以上（多分割化）が可能となる。
【００９２】
この液晶表示装置において電圧無印加時は、壁状のスペーサ２５上に配向膜２４があると液晶分子は配向膜に対しほぼ垂直に配向する。電圧を印加すると、まず壁状のスペーサ付近の液晶分子が基板と平行に配向し始める。そして、傾斜した側面付近以外の液晶分子もこれらの液晶分子の影響を受け、順次同じ方向へ配列しようとする。こうして、画素部（Ａ2-Ａ2’）全体にわたって安定した配向が得られる。すなわち、壁状のスペーサ２５を用いることにより、表示部全体の配向が制御される。
【００９３】
[実施形態３]
実施形態１とほぼ同様な方法で、図３のような液晶表示装置が得られる。本実施形態では、壁状のスペーサの傾斜した側面とソース配線（ソース電極）の側面に塗布された配向膜により、負の誘電率異方性を有する液晶を一定の方向に配向させることができる。
【００９４】
図３のように、まず、ＩＴＯ膜３３及びソース配線３８が設けられたアクティブマトリクス基板３１とＩＴＯ電極３３が設けられた対向基板３２にそれぞれ配向膜３４を形成する。本実施形態では３７と３３にＩＴＯ膜を用いたが、３７と３３のうちいずれか一方が透明であって、３７と３３が導電膜であればよい。さらに、アクティブマトリクス基板３１のＩＴＯ電極３３上に塗布された配向膜３４上にはギャップ保持材として壁状のスペーサ３５を形成する。
【００９５】
アクティブマトリクス基板３１の配向膜３４と対向基板３２の配向膜３４とを対向させておいて、一対の基板間に負の誘電率異方性を有する液晶３６を満たすことにより、図３のような液晶表示装置が得られる。壁状のスペーサ３５の傾斜した側面とソース配線３８の側面に塗布された配向膜により、負の誘電率異方性を有する液晶３６を一定の方向に制御できる。
【００９６】
なお、観測者から見た壁状のスペーサ８５の形状の一例は、図５（ｄ），図５（ｅ）があげられる。図８（ｄ）では、ソース配線８８と壁状のスペーサ８５−１により、配向の２分割化が可能となる。壁状のスペーサに対し、液晶分子が対称に配向するため、ソース線に対し左右対称な視野角特性が得られる。さらに、図８（ｅ）では、壁状のスペーサ８５−１が枝部をもっているため、すなわち、分岐しているため、配向の２分割化以上（多分割化）が可能となる。
【００９７】
本実施形態では、液晶分子が一定方向にプレチルトを持つためには、壁状のスペーサ３５をアクティブマトリクス基板３１に形成することが望ましい。対向基板３２に壁状のスペーサ３５を設ける場合はエッチングにより壁状のスペーサの底面部が上面部に比べ小さくなるようにするのが望ましい。
【００９８】
本実施形態の液晶表示装置において電圧無印加時は、壁状のスペーサ３５の傾斜した側面と、ソース配線３８の側面に塗布された配向膜３４の影響で、ソース配線３８と壁状のスペーサ３５に挟まれた領域の液晶分子が、ソース配線３８近傍と壁状のスペーサ３５近傍でプレチルトの違いはあるものの、基板の法線方向に対し同じ側に傾く。
【００９９】
電圧を印加すると、まず壁状のスペーサ３５の傾斜した側面付近の液晶分子とソース配線３８近傍の液晶分子が基板と平行に配向し始める。そして、壁状のスペーサ３５の傾斜した側面付近以外の液晶分子もこれらの液晶分子の影響を受け、順次同じ方向へ配列しようとする。こうして、画素部（Ａ3-Ａ3’）全体にわたって安定した液晶の配向が得られる。
【０１００】
このように、壁状のスペーサ３５の傾斜した側面とソース配線３８によりできた凸部の側面に塗布された配向膜により、負の誘電率異方性を有する液晶３６を一定の方向に配向させることができる。
【０１０１】
[実施形態４]
実施形態１では、隣り合う壁状のスペーサがその上面部と底面部が交互にするように配列させているが、図４のように隣り合う壁状のスペーサの上面部どうし底面部どうしがとなりあうように配列されても、広視野角表示のマルチドメイン垂直配向型液晶表示装置を得ることができる。
【０１０２】
図４は、まず、ＩＴＯ膜４３及びソース配線（ソース電極）４８が設けられたアクティブマトリクス基板４１とＩＴＯ膜４７が設けられた対向基板４２にそれぞれ配向膜４４を形成する。本実施形態では４７と４３にＩＴＯ膜を用いたが、４７と４３のうちいずれか一方が透明であって、４７と４３が導電膜であればよい。さらに、ＩＴＯ電極４３及びソース配線４８に塗布された配向膜４４にギャップ保持材として壁状のスペーサ４５を形成する。アクティブマトリクス基板４１の配向膜４４と対向基板４２の配向膜４４とを対向させておいて、一対の基板間に負の誘電率異方性を有する液晶４６を満たすことにより、図４のような液晶表示装置が得られる。電圧無印加時、アクティブマトリクス基板４１上に形成された壁状のスペーサ４５の側面により、負の誘電率異方性を有する液晶４６が一定の方向に配向が制御される。
【０１０３】
なお、観測者から見た壁状のスペーサ８５の形状は、図５（ａ）−２，図５（ｂ）, 図９（ｃ）-２（図５（ｃ）-１とは異なり、すべての壁状のスペーサが８５−１である。）があげられる。図９（ａ）-２では、隣り合う壁状のスペーサ８５−１により、配向の２分割化が可能となる。さらに、図９（ｃ）-２では、壁状のスペーサ８５−１が枝部をもっているため、すなわち、分岐しているため、配向の２分割化以上が可能となる。さらに、図９（ｂ）では、配向の４分割化が可能となる。本実施形態の液晶表示装置を用いた場合、壁状のスペーサと該壁状のスペーサとの間に液晶の境界面が生じる。
【０１０４】
特に、図５（ｂ）の形状の壁状のスペーサ８５を有する液晶表示装置には、ラミネート注入法が用いられる。図５（ｃ）の形状の壁状のスペーサ８５−１は、浸漬法を用いることができるように、図５（ｂ）の形状の壁状のスペーサを改良した一例である。
【０１０５】
本実施形態の液晶表示装置において電圧無印加時は、壁状のスペーサ４５上の液晶分子は壁状のスペーサ４５に対しほぼ平行に配向する。電圧を印加すると、まず壁状のスペーサ４５付近の液晶分子が基板と平行に配向し始める。そして、傾斜した側面付近以外の液晶分子もこれらの液晶分子の影響を受け、順次同じ方向へ配列しようとする。こうして、画素部（Ａ4-Ａ4’）全体にわたって安定した配向が得られる。すなわち、壁状のスペーサ４５を用いることにより、表示部全体の配向が制御される。
【０１０６】
本実施形態では、壁状のスペーサの形成する場所として、ＩＴＯ膜と同じ高さのソース配線を選んだが、特にこれに限定されない。
【０１０７】
本実施形態では、実施形態１、実施形態２と比べ、アクティブマトリクス基板４１あるいは対向基板４２のいずれか一方に壁状のスペーサ４５を形成すればよいので、壁状のスペーサのマスクが削減でき、工程が簡略化される。
【０１０８】
[実施形態５]（液晶表示装置の製造方法）
本発明で用いる透過型の液晶表示装置の作製方法を図１０〜図１５を参照して説明する。なお、図１０〜図１５に対応する部分には同じ符号を用いている。図１５中の鎖線Ｃ−Ｃ’は図１２中の鎖線Ｃ―Ｃ’で切断した断面図に対応している。また、図１５中の鎖線Ｄ−Ｄ’は図１２中の鎖線Ｄ―Ｄ’で切断した断面図に対応している。
【０１０９】
本実施形態における壁状のスペーサの配置は図１で示すものと対応している。かつ、図１のように配向膜を形成した後に壁状のスペーサを形成している。図１４の鎖線Ａ1−Ａ1'は図１の鎖線Ａ1−Ａ1'と対応している。図１では、液晶の配向に影響する要素が図示されている。
【０１１０】
アクティブマトリクス基板は、上面図の図１５に示すように、行方向に配置されたゲート配線と、列方向に配置されたソース配線４３９と、ゲート配線とソース配線の交差部近傍の画素ＴＦＴを有する画素部と、ｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴを有する駆動回路とを含む。ゲート配線は、行方向に配置されたゲート配線４７１とゲート電極４３６と４３８がコンタクトホールにより電気的に接続したものを指している。
【０１１１】
図１５において、ソース配線４３９とゲート電極４３６、ゲート電極４３８が同一層に形成されている。ゲート電極４３６、ゲート電極４３８は容量電極をかねている。ソース配線４３９とゲート電極４３６、ゲート電極４３８に接するように第一の層間絶縁膜（図１２の４６４）が形成されている。第一の層間絶縁膜上に第二の層間絶縁膜（図１２の４６５）が形成されている。さらに、第二の層間絶縁膜の上にゲート配線４７１、容量接続電極４７３、ドレイン電極４７２、ソース接続電極４７０が形成されている。
【０１１２】
透過型の液晶表示装置のため、ドレイン電極４７２に重なるように、画素電極４７４が形成されている。画素電極４７４は透明導電膜からなる。画素電極４７４は容量接続電極４７３、ドレイン電極４７２と重なるように形成されている。
【０１１３】
ゲート配線４７１は、ゲート電極４３６、ゲート電極４３８に対し、第一の層間絶縁膜と第二の層間絶縁膜を介して設けられている。図１５における画素構造においては、このゲート電極４３６、ゲート電極４３８は島状のパターンであり、ゲート電極となるだけでなく、前述のように隣りあう画素の保持容量を構成する電極の一つとなる役目をも果たしている。
【０１１４】
つまり、画素電極４７４の保持容量は島状半導体膜４０６を覆う絶縁膜を誘電体とする。画素電極４７４と容量接続電極４７３が電気的に接続する。さらに容量接続電極４７３と島状半導体膜４０６が電気的に接続する。これにより、島状半導体膜４０６が第一の容量電極として機能する。島状のゲート電極４３６、ゲート電極４３８が第二の容量電極として機能する。
【０１１５】
各画素間は、主に画素電極４７４の端部をソース配線４３９と重ね、遮光することが可能となる。
【０１１６】
本実施形態のアクティブマトリクス基板の作製工程を図１０〜図１２の断面図を参照して説明する。
【０１１７】
図１０（Ａ）に示すように、コーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスから成る基板４００上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜から成る下地膜４０１、下地膜４０２を形成する。例えば、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜４０１を１０〜２００nm（好ましくは５０〜１００nm）形成し、同様にＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化水素化シリコン膜４０２を５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０nm）の厚さに積層形成する。本実施形態では下地膜を２層構造として示したが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造として形成しても良い。
【０１１８】
島状半導体膜４０３〜４０６は、非晶質構造を有する半導体膜をレーザー結晶化法や公知の熱結晶化法を用いて作製した結晶質半導体膜で形成する。この島状半導体膜４０３〜４０６の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）合金などで形成すると良い。
【０１１９】
レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製するには、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザーやＹＡＧレーザー、ＹＶＯ4レーザーを用いる。これらのレーザーを用いる場合には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光学系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数３０Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜４００mJ/cm2(代表的には２００〜３００mJ/cm2)とする。また、ＹＡＧレーザーを用いる場合にはその第二高調波を用いパルス発振周波数１〜１０ｋＨｚとし、レーザーエネルギー密度を３００〜６００mJ/cm2(代表的には３５０〜５００mJ/cm2)とすると良い。そして幅１００〜１０００μｍ、例えば４００μｍで線状に集光したレーザー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率（オーバーラップ率）を８０〜９８％として行う。
【０１２０】
アクティブマトリクス基板のＴＦＴの活性層を形成する結晶質半導体膜の他の作製方法については、結晶質半導体膜を特開平７−１３０６５２号公報で開示されている触媒元素を用いて結晶化する方法がある。触媒元素を用いた結晶化法の詳細は実施形態８において図２５を参照して説明する。
【０１２１】
次いで、島状半導体膜４０３〜４０６を覆うゲート絶縁膜４０７を形成する。ゲート絶縁膜４０７はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとしてシリコンを含む絶縁膜で形成する。本実施形態では、１２０ｎｍの厚さの酸化窒化シリコン膜で形成する。勿論、ゲート絶縁膜はこのような酸化窒化シリコン膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。例えば、酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Orthosilicate）とＯ2とを混合し、反応圧力４０Pa、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度０．５〜０．８W/cm2で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化シリコン膜は、その後４００〜５００℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
【０１２２】
そして、ゲート絶縁膜４０７上にゲート電極を形成するための第一の導電膜４０８と第二の導電膜４０９とを形成する。本実施形態では、第一の導電膜４０８をＴａＮで５０〜１００ｎｍの厚さに形成し、第二の導電膜４０９をＷで１００〜３００ｎｍの厚さに形成する。
【０１２３】
Ｗ膜を形成する場合には、Ｗをターゲットとしたスパッタ法で形成する。その他に六フッ化タングステン（ＷＦ6）を用いる熱ＣＶＤ法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ膜中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。このことより、スパッタ法による場合、純度９９．９９９９％のＷターゲットを用い、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができる。
【０１２４】
なお、本実施形態では、第一の導電膜４０８をＴａＮ、第二の導電膜４０９をＷとしたが、いずれもＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。本実施形態以外の組み合わせとしては、第一の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）で形成し、第二の導電膜をＡｌとする組み合わせ、第一の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）で形成し、第二の導電膜をＣｕとする組み合わせなどがある。
【０１２５】
次に、レジストによるマスク４１１〜４１６を形成し、電極及び配線を形成するための第一のエッチング処理（図１０（Ｂ））を行う。本実施形態ではＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2を混合し、１Paの圧力でコイル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成して行う。基板側（試料ステージ）にも１００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。ＣＦ4とＣｌ2を混合した場合にはＷ膜及びＴａ膜とも同程度にエッチングされる。
【０１２６】
上記エッチング条件では、レジストによるマスクの形状を適したものとすることにより、基板側に印加するバイアス電圧の効果により第一の導電層及び第二の導電層の端部がテーパー部の角度が１５〜４５°のテーパー形状となる。ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。Ｗ膜に対する酸化窒化シリコン膜の選択比は２〜４（代表的には３）であるので、オーバーエッチング処理により、酸化窒化シリコン膜が露出した面は２０〜５０nm程度エッチングされることになる。こうして、第一のエッチング処理により第一の導電層と第二の導電層から成る第一の形状の導電層４２０〜４２５（第一の導電層４２０ａ〜４２５ａと第二の導電層４２０ｂ〜４２５ｂ）を形成する。４１８はゲート絶縁膜であり、第一の形状の導電層４２０〜４２５で覆われない領域は２０〜５０nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
【０１２７】
次に、図１０（Ｃ）に示すように第二のエッチング処理を行う。同様にＩＣＰエッチング法を用い、エッチングガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2を混合して、１Paの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ電力(13.56MHz)を供給し、プラズマを生成して行う。基板側（試料ステージ）には５０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、第一のエッチング処理に比べ低い自己バイアス電圧を印加する。このような条件によりＷ膜を異方性エッチングし、かつ、それより遅いエッチング速度で第一の導電層であるＴａＮを異方性エッチングして第二の形状の導電層４３４〜４３９（第一の導電層４３４ａ〜４３９ａと第二の導電層４３４ｂ〜４３９ｂ）を形成する。４２６はゲート絶縁膜であり、第二の形状の導電層４３４〜４３９で覆われない領域はさらに２０〜５０nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
【０１２８】
そして、第一のドーピング処理を行い、ｎ型を付与する不純物元素を低濃度中加速で添加する。ドーピングの方法はイオンドープ法若しくはイオン注入法で行えば良い。ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いる。この場合、導電層４３４〜４３８がｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に第一の不純物領域４２８〜４３２が形成される。本明細書では、第一の導電層（４３４ａ〜４３８ａ）であるＴａＮに覆われている不純物領域を第一の不純物領域（４２８〜４３２）と明記し、第一の導電層（４３４ａ〜４３８ａ）であるＴａＮに覆われていない不純物領域を第二の不純物領域（４４１〜４４５）と明記する。第一の不純物領域（４２８〜４３２）の濃度は２×１０16〜５×１０19atoms/cm3となるようにする。
【０１２９】
図１１（Ａ）に示すように第一の導電層（４３４ａ〜４３９ａ）であるＴａＮをマスクとして、ゲート絶縁膜をエッチングした。第一の導電層とゲート絶縁膜が重なり合っていない領域がエッチングにより除去される。その後ＮＭＰを主成分とする剥離液により図１０（Ｂ）に示すレジスト４１１〜４１６を剥離した。
【０１３０】
その後、図１１（Ｂ）に示すように、レジスト４４６〜４４８を形成し、第二のドーピング処理を行う。この場合、ｎ型を付与する不純物元素を低濃度高加速度で島状半導体膜に添加する。引き続きｎ型を付与する不純物元素を高濃度低加速度で島状半導体膜に添加する。このとき、画素ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴはレジストマスクで覆われている。これにより島状半導体膜に形成された第二の不純物領域（図１０（Ｃ）に示す４４１〜４４５）の外側に新たな不純物領域として、第三の不純物領域４５０〜４５８ができる。ゲート絶縁膜を介してｎ型の不純物元素が添加された領域は、不純物濃度が異なる第四の不純物領域（４６６〜４６７）が形成される。
【０１３１】
この段階で、第一の不純物領域（４２８、４３０、４３２）の濃度は２×１０16〜５×１０19atoms/cm3となるようにする。また第二の不純物領域（４４０、４４１、４４３、４４５）の濃度は１×１０16〜５×１０18atoms/cm3となるようにする。第三の不純物領域（４５０〜４５８）のｎ型不純物の濃度は１×１０20〜１×１０22atoms/cm3となるようにする。第四の不純物領域（４６６〜４６７）のｎ型不純物の濃度は第三の不純物領域の濃度と第二の不純物領域の濃度の間になる。
【０１３２】
そして、図１１（Ｃ）に示すように、レジスト４４６〜４４８を剥離後、レジスト４５９、レジスト４６０を形成する。レジスト４５９、レジスト４６０をマスクとして第三のドーピング処理をする。これにより、ｐ型を付与する不純物元素を島状半導体膜に注入し、ｐチャネル型ＴＦＴを形成する。島状半導体膜４０３に第五の不純物領域４６０〜４６１と第六の不純物領域４６２〜４６３を形成する。このとき、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する島状半導体層４０４、４０５、４０６はレジスト４５９〜４６０をマスクとして全面を被覆しておく。第五の不純物領域４６０〜４６１と第六の不純物領域４６２〜４６３は異なる濃度でリンが添加されている。本実施形態はジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法を用いる。ｐ型を付与する不純物元素の濃度はｎチャネル型ＴＦＴをｐチャネル型ＴＦＴに反転させるのに充分な量とする。この時、チャネル領域と第五の不純物領域４６０〜４６１までの距離が０．２μｍ程度の場合は、高濃度低加速で不純物をドーピングしても良い。チャネル領域と第五の不純物領域４６０〜４６１までの距離が大きい場合は、低濃度高加速の不純物ドーピングと高濃度低加速の不純物ドーピングを併用しても良い。
【０１３３】
以上の工程により、それぞれの島状半導体膜に不純物領域が形成される。島状半導体膜と重なる導電層４３４〜４３６、４３８がＴＦＴのゲート電極として機能する。４３９はソース配線、４３７は容量配線として機能する。
【０１３４】
次に、図１２（Ａ）に示すように、それぞれの島状半導体膜に添加された不純物元素を活性化する工程を行う。この工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。その他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することができる。熱アニール法では酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００〜７００℃、代表的には５００〜６００℃で行うものであり、本実施形態では５００℃で４時間の熱処理を行う。ただし、４３４〜４４０に用いた配線材料が熱に弱い場合には、配線等を保護するため層間絶縁膜（シリコンを主成分とする）を形成した後で活性化を行うことが好ましい。
【０１３５】
さらに、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、島状半導体層を水素化する工程を行う。この工程は熱的に励起された水素により半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行っても良い。
【０１３６】
次いで、図１２（Ｂ）に示すように、ゲート電極およびゲート絶縁膜上に第一の層間絶縁膜４６４を形成する。第一の層間絶縁膜は酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、またはこれらを組み合わせた積層膜で形成すれば良い。いずれにしても第一の層間絶縁膜４６４は無機絶縁物材料から形成する。第一の層間絶縁膜４６４の膜厚は１００〜２００ｎｍとする。
【０１３７】
ここで、酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法で、オルトケイ酸テトラエチル（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ Ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ：ＴＥＯＳ）とＯ2とを混合し、反応圧力４０Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１７６ＭＨｚ）電力密度０．５〜０．８Ｗ／ｃｍ2で放電させて形成することができる。酸化窒化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、ＮＨ3から作製される酸化窒化シリコン膜、またはＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜で形成すれば良い。この場合の作製条件は反応圧力２０〜２００Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（６０ＭＨｚ）電力密度０．１〜１．０Ｗ／ｃｍ2で形成することができる。また、ＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、Ｈ2から作製される酸化窒化水素化シリコン膜を適用しても良い。窒化シリコン膜も同様にプラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3から作製することが可能である。本実施形態では第一の層間絶縁膜４６４を酸化窒化シリコン膜から１００〜２００ｎｍの厚さで形成する。
【０１３８】
その後、有機絶縁物材料からなる第二の層間絶縁膜４６５を１．０〜２．０μｍの平均厚を有して形成する。有機樹脂材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用することができる。例えば、基板に塗布後、熱重合するタイプのポリイミドを用いる場合には、クリーンオーブンで３００℃で焼成して形成する。また、アクリルを用いる場合には、２液性のものを用い、主材と硬化剤を混合した後、スピナーを用いて基板全面に塗布した後、ホットプレートで８０℃で６０秒の予備加熱を行い、さらにクリーンオーブンで２５０℃で６０分焼成して形成することができる。
【０１３９】
このように、第二の層間絶縁膜を有機絶縁物材料で形成することにより、表面を良好に平坦化させることができる。また、有機樹脂材料は一般に誘電率が低いので、寄生容量を低減することができる。しかし、吸湿性があり保護膜としては適さないので、本実施形態のように、第一の層間絶縁膜４６４として形成した酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜などと組み合わせて用いる必要がある。
【０１４０】
その後、フォトマスクを用い、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの島状半導体膜に形成されたソース領域またはドレイン領域に達するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールの形成はドライエッチング法により行う。この場合、エッチングガスにＣＦ4、Ｏ2、Ｈｅの混合ガスを用い有機樹脂材料から成る第二の層間絶縁膜４６５をまずエッチングし、その後、続いてエッチングガスをＣＦ4、Ｏ2として第一の層間絶縁膜４６４をエッチングする。さらに、島状半導体層との選択比を高めるために、エッチングガスをＣＨＦ3に切り替えてゲート絶縁膜をエッチングすることにより、良好にコンタクトホールを形成することができる。
【０１４１】
そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、フォトマスクによりレジストをマスクとしてパターンを形成し、エッチングによってソース配線４２７、ソース配線４６７、ドレイン配線４６８〜４６９とドレイン電極４７２と、ソース接続電極４７０と容量接続電極４７３とゲート配線４７１を形成する。
【０１４２】
ここで、ドレイン電極４７２は後述する画素電極４７４と電気的に接続して機能するものである。容量接続電極４７３は保持容量５０４の電極として機能する島状半導体層４０６に電位を与える。ゲート配線４７１は上面図の図１５で詳細に説明したが、ゲート電極４３６、ゲート電極４３８とコンタクトホールにより電気的に接続するものである。なお、本実施形態の保持容量５０４は画素電極４７４と同一画素内にある。
【０１４３】
図１２では、導電性の金属膜としてＴｉ膜を５０〜１５０ｎｍの厚さで形成し、島状半導体膜のソース領域またはドレイン領域とコンタクトを形成し、Ｔｉ膜上に重ねてアルミニウム（Ａｌ）を３００〜４００ｎｍの厚さで形成し、さらにＴｉ膜または窒化チタン（ＴｉＮ）膜を１００〜２００ｎｍの厚さで形成して３層構造とする。この構成にすると、後述する画素電極４７４はドレイン電極４７２、容量接続電極４７３を形成するＴｉ膜のみと接触することになる。その結果、透明導電膜とＡｌとが反応するのを防止できる。
【０１４４】
その後、透明導電膜を全面に形成し、フォトマスクを用いたパターニング処理およびエッチング処理により画素電極４７４を形成する。画素電極４７４は、層間絶縁膜４６５上に形成され、画素ＴＦＴ５０３のドレイン電極４７２と、容量接続電極４７３と重なる部分を設け、接続構造を形成している。これにより、保持容量５０４の電極として機能する島状半導体膜４０６に電位が与えられる。
【０１４５】
透明導電膜の材料は、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）や酸化インジウム酸化スズ合金（Ｉｎ2Ｏ3―ＳｎＯ2；ＩＴＯ膜）などをスパッタ法や真空蒸着法などを用いて形成して用いることができる。このような材料のエッチング処理は塩酸系の溶液により行う。しかし、特にＩＴＯ膜のエッチングは残渣が発生しやすいので、エッチング加工性を改善するために酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ2Ｏ3―ＺｎＯ）を用いても良い。酸化インジウム酸化亜鉛合金は表面平滑性に優れ、ＩＴＯ膜に対して熱安定性にも優れているので、ドレイン配線４７２と容量接続配線４７３にＡｌを用いても、表面で接触するＡｌとの腐蝕反応を防止できる。同様に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）も適した材料であり、さらに可視光の透過率や導電率を高めるためにガリウム（Ｇａ）を添加した酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｇａ）などを用いることができる。
【０１４６】
この状態で水素化処理を行うとＴＦＴの特性向上に対して好ましい結果が得られる。例えば、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行うと良く、あるいはプラズマ水素化法を用いても同様の効果が得られた。島状半導体膜４０３〜４０６中の欠陥密度を１０16／ｃｍ3以下とすることが望ましく、そのために水素を０．０１〜０．１ａｔｏｍｉｃ％程度付与すれば良かった。
【０１４７】
以上のようにして、ｐチャネル型ＴＦＴ５０１、ｎチャネル型ＴＦＴ５０２を有する駆動回路部と、画素ＴＦＴ５０３、保持容量５０４とを有する画素部を同一基板上に形成することができる。本明細書中ではこのような基板をアクティブマトリクス基板と呼ぶ。
【０１４８】
本実施形態では、ゲート配線４７１を第二配線で形成し、ゲート電極４３６、４３８とコンタクトホールにより電気的に接続しているのが特徴である。つまり、ソース配線４３９とゲート電極４３６、ゲート電極４３８上に第一の層間絶縁膜４６４と第二の層間膜４６５だけを間にはさんで画素電極４７４が形成される。
【０１４９】
これはソース電極４３９上に画素電極４７４をオーバーラップできるという利点がある。
【０１５０】
本実施形態で示す工程に従えば、アクティブマトリクス基板の作製に必要なフォトマスクの数を７枚（島状半導体層パターン、第一配線パターン[ゲート電極、ソース配線、容量配線]、ｎチャネル領域のマスクパターン、ｐチャネル領域のマスクパターン、コンタクトホールパターン、第二配線パターン[ソース電極、ドレイン電極、容量の接続電極、ゲート配線を含む]、画素電極パターン）とすることができる。
【０１５１】
次に図１３のように透明絶縁性の基板５０７に透明導電膜としてＩＴＯ膜５０８を１２０ｎｍの厚さで形成する。寄生容量がつかないようにするために駆動回路部の上部のＩＴＯ膜はフォトマスクを用いたパターニング処理及びエッチング処理により除去する。ＩＴＯ膜５０８は対向電極として機能する。本明細書中ではこのような基板を対向基板と呼ぶ。
【０１５２】
垂直配向用の配向膜５０９、垂直配向用の配向膜５１０を８０ｎｍの厚さでアクティブマトリクス基板と対向基板に形成する。垂直配向用の配向膜はＳＥ１２１１（日産化学製）を用いる。
【０１５３】
さらに対向基板にＮＮ７００（ＪＳＲ製）を４．２μｍの厚さで塗布し、塗布、プリベークした後、パターニング用のマスクを用いてマスクアライナーで露光する。このあとＣＤ７００（富士フィルムレオーリン製）で現像を行い、乾燥させた基板に対し２５０℃、１時間焼成工程を行う。これにより４．０μｍの高さの壁状のスペーサ５０５を形成する。壁状のスペーサ５０５はソース配線４３９の上方に形成する。図１４の上面図に壁状のスペーサ５０５の形成位置を示す。図１４において図１５に対応する部分には同じ符号を用いている。
【０１５４】
さらにアクティブマトリクス基板にＮＮ７００（ＪＳＲ製）を４．２μｍの厚さで塗布し、塗布、プリベークした後、露光、現像を行い、乾燥させた基板に対し２５０℃、１時間焼成工程を行う。これにより４．０μｍの高さの壁状のスペーサ５０６を形成する。壁状のスペーサ５０６は画素電極４７４の上に形成する。ソース配線の上方に形成した壁状のスペーサ５０５と画素電極の上に形成した壁状のスペーサの距離が均等になるようにする。図１４の上面図に壁状のスペーサ５０６の形成位置を示す。図１４において図１５に対応する部分には同じ符号を用いている。
【０１５５】
その後、ディスペンス描写法を用いて、対向基板にシール材（図示せず）を設ける。シール材を塗布後、シール材を、９０℃、０．５時間程度で焼成する。
【０１５６】
以上の工程を経たアクティブマトリクス基板と対向基板を貼り合わせる。貼り合わせた一対の基板に対し、０．３〜１．０ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力を基板平面に垂直な方向にかつ基板全面に加え、同時にクリーンオーブンにて１６０℃、２時間程度、熱プレスにより接着させる。
【０１５７】
そして、貼り合わせた一対の基板が冷却するのを待ってから、スクライバーとブレイカーによる分断を行う。
【０１５８】
真空注入法で液晶５１１を注入する。真空容器の中に分断後のパネルを準備し真空ポンプにより、真空容器の内部を1．３３×１０-5〜1．３３×１０-7Ｐａ程度の真空状態にした後、注入口を負の誘電率異方性を有する液晶ＭＬＣ−２０３８（メルク製）が盛られた液晶皿に浸漬させる。
【０１５９】
次に、真空状態にある真空チャンバーを徐々に窒素でリークして大気圧に戻すとパネル内の気圧と大気圧との圧力差と液晶の毛細管現象の作用により液晶パネルの注入口から液晶が注入され、注入口側から徐々に反対側に液晶が進行し注入工程が完了する。
【０１６０】
シール材が形成されたシールパターンの内側（内部）が液晶で満たされたことを確認したら、液晶パネルの両面を加圧し、１５分後、余分な液晶をふきとり、加圧した状態で注入口（図示せず）に紫外線硬化型樹脂（図示せず）を塗布し、加圧を弱める。その際、紫外線硬化型樹脂が侵入する。この状態で紫外線照射（４〜１０ｍＷ／ｃｍ2、１２０秒間）により、紫外線硬化型樹脂を硬化させ、注入口封止をおこなう。
【０１６１】
次に、基板表面及び端面に付着した液晶を有機溶媒、例えば、アセトン及びエタノールで洗浄した。その後、１３０℃、０．５時間程度で液晶を再配向させる。
【０１６２】
その後、外部引出し配線（図示せず）にフレキシブルプリント配線板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ；ＦＰＣ）が接続される。次いで、アクティブマトリクス基板と対向基板に偏光板が貼り付けられ、液晶表示装置が完成する。
【０１６３】
液晶５１１は、図１と図１３に示すように、壁状のスペーサを用いたので、壁状のスペーサの傾斜した側面とほぼ平行に配向が制御されることが可能となる。対向する壁状のスペーサ５０５と壁状のスペーサ５０６の傾斜した側面は平行になるように形成されている。図１中の負の誘電率異方性を有する液晶１６の黒く示したところは、その先端が対向基板の方に向いていることを示している。
【０１６４】
本実施形態により液晶の配向の２分割化が可能となる。これにより左右対称の視野特性を持つ透過型の液晶表示装置が作製される。
【０１６５】
[実施形態６]（液晶表示装置の製造方法）
本発明で用いる透過型の液晶表示装置の作製方法を図１６〜図１８を参照して説明する。なお、図１６〜図１８において、対応する部分には同じ符号を用いている。本実施形態の画素部の上面図を図１７及び図１８に示す。図１６中の鎖線Ｅ−Ｅ’は図１７と図１８を鎖線Ｅ―Ｅ’で切断した断面図に対応している。
【０１６６】
本実施形態の液晶表示装置は図２で示す断面と対応している。かつ、図２のように壁状のスペーサの形成後に配向膜を形成している。図１８の鎖線Ａ2−Ａ2'は図２の鎖線Ａ2−Ａ2'と対応している。図２では、液晶の配向に影響する要素が図示されている。
【０１６７】
なお、本実施形態のアクティブマトリクス基板の作製工程は不純物の活性化工程、島状半導体膜の水素化工程まで（図１０（Ａ）〜図１２（Ａ）に示す）は、実施形態５に準じるので省略する。省略した工程において特徴的なことを列挙すると、以下の通りである。
【０１６８】
まず、ゲート電極を二層に分けて形成して、ゲート電極の膜厚差により、ｎ型の不純物を島状半導体層に添加するさいに、自己整合的に島状半導体層に第一の不純物領域と第二の不純物領域を設ける（図１０（Ｂ）、図１０（Ｃ））。これにより一枚のフォトマスクを用いて、二種類の濃度の不純物領域を形成することができる。
【０１６９】
次にゲート電極をマスクとしてゲート絶縁膜をエッチングする（図１１（Ａ））。
【０１７０】
さらに、ｎ型を付与する不純物元素を島状半導体膜に添加するさいに、画素ＴＦＴにおいては、レジストを設けてドーピングのマスクとすることで、島状半導体膜に第三の不純物領域を形成し、最終的には画素ＴＦＴにおいて第一の不純物領域〜第三の不純物領域が形成される。このとき、駆動回路部のｎチャネル型ＴＦＴについては、レジストを形成せず、島状半導体膜には第三の不純物領域と第四の不純物領域が形成される。このようにして駆動回路部のｎチャネル型ＴＦＴと画素ＴＦＴのｎチャネル型ＴＦＴの島状半導体膜の不純物濃度をつくりわける（図１１（Ｂ））。
【０１７１】
次に、本実施形態の透過型の液晶表示装置に対応するアクティブマトリクス基板の作製方法について図１６（１）と図１７を用いて説明する。
【０１７２】
まず、図１６（１）に示すように、ゲート電極およびゲート絶縁膜上に第一の層間絶縁膜６０１を形成する。第一の層間絶縁膜６０１は酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、またはこれらを組み合わせた積層膜で形成すれば良い。いずれにしても第一の層間絶縁膜６０１は無機絶縁物材料から形成する。第一の層間絶縁膜６０１の膜厚は１００〜２００ｎｍとする。
【０１７３】
ここで、酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法で、オルトケイ酸テトラエチル（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ Ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ：ＴＥＯＳ）とＯ2とを混合し、反応圧力４０Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１７６ＭＨｚ）電力密度０．５〜０．８Ｗ／ｃｍ2で放電させて形成することができる。酸化窒化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、ＮＨ3から作製される酸化窒化シリコン膜、またはＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜で形成すれば良い。この場合の作製条件は反応圧力２０〜２００Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（６０ＭＨｚ）電力密度０．１〜１．０Ｗ／ｃｍ2で形成することができる。また、ＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、Ｈ2から作製される酸化窒化水素化シリコン膜を適用しても良い。窒化シリコン膜も同様にプラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3から作製することが可能である。本実施形態では第一の層間絶縁膜６０１を酸化窒化シリコン膜から１００〜２００ｎｍの厚さで形成する。
【０１７４】
その後、有機絶縁物材料からなる第二の層間絶縁膜６０２を１．０〜２．０μｍの平均厚を有して形成する。有機樹脂材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用することができる。例えば、基板に塗布後、熱重合するタイプのポリイミドを用いる場合には、クリーンオーブンで３００℃で焼成して形成する。また、アクリルを用いる場合には、２液性のものを用い、主材と硬化剤を混合した後、スピナーを用いて基板全面に塗布した後、ホットプレートで８０℃で６０秒の予備加熱を行い、さらにクリーンオーブンで２５０℃で６０分焼成して形成することができる。
【０１７５】
このように、第二の層間絶縁膜を有機絶縁物材料で形成することにより、表面を良好に平坦化させることができる。また、有機樹脂材料は一般に誘電率が低いので、寄生容量を低減することができる。しかし、吸湿性があり保護膜としては適さないので、本実施形態のように、第一の層間絶縁膜６０１として形成した酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜などと組み合わせて用いる必要がある。
【０１７６】
その後、フォトマスクを用い、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの島状半導体膜に形成されたソース領域またはドレイン領域に達するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールの形成はドライエッチング法により行う。この場合、エッチングガスにＣＦ4、Ｏ2、Ｈｅの混合ガスを用い有機樹脂材料から成る第二の層間絶縁膜６０２をまずエッチングし、その後、続いてエッチングガスをＣＦ4、Ｏ2として第一の層間絶縁膜６０１をエッチングする。さらに、島状半導体膜との選択比を高めるために、エッチングガスをＣＨＦ3に切り替えてゲート絶縁膜をエッチングすることにより、良好にコンタクトホールを形成することができる。
【０１７７】
そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、フォトマスクによりレジストマスクパターンを形成し、エッチングによってソース配線６０３〜６０４と、ドレイン電極６０６〜６０７と接続電極６０５と接続電極６０８を形成する。
【０１７８】
ここで、接続電極６０５はソース配線６１０と島状半導体膜６１１を電気的に接続する。
【０１７９】
また、接続電極６０８は画素電極６０９と電気的に接続する。かつ、保持容量７０４の容量電極として機能する島状半導体膜６０９と電気的に接続して画素電極６０９と島状半導体膜６０９を同電位にする。
【０１８０】
なお、画素電極６０９と保持容量７０４は別画素に形成される。
【０１８１】
図１６では、導電性の金属膜として、Ｔｉ膜を５０〜１５０ｎｍの厚さで形成し、島状半導体層のソースまたはドレイン領域を形成する半導体膜とコンタクトを形成し、そのＴｉ膜上に重ねてアルミニウム（Ａｌ）を３００〜４００ｎｍの厚さで形成し、さらにＴｉ膜または窒化チタン（ＴｉＮ）膜を１００〜２００ｎｍの厚さで形成して３層構造とする。
【０１８２】
その後、透明導電膜を全面に形成し、フォトマスクを用いたパターニング処理およびエッチング処理により画素電極６０９を形成する。画素電極６０９は、層間絶縁膜６０２上に形成され、画素ＴＦＴ７０３の接続電極６０８と一部が重なり、接続構造を形成している。
【０１８３】
透明導電膜の材料は、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）や酸化インジウム酸化スズ合金（Ｉｎ2Ｏ3―ＳｎＯ2；ＩＴＯ膜）などをスパッタ法や真空蒸着法などを用いて形成して用いることができる。このような材料のエッチング処理は塩酸系の溶液により行う。しかし、特にＩＴＯ膜のエッチングは残渣が発生しやすいので、エッチング加工性を改善するために酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ2Ｏ3―ＺｎＯ）を用いても良い。酸化インジウム酸化亜鉛合金は表面平滑性に優れ、ＩＴＯ膜に対して熱安定性にも優れているので、接続電極６０８にＡｌを用いても、表面で接触するＡｌとの腐蝕反応を防止できる。同様に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）も適した材料であり、さらに可視光の透過率や導電率を高めるためにガリウム（Ｇａ）を添加した酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｇａ）などを用いることができる。本実施形態では、酸化インジウム酸化亜鉛合金膜を１２０ｎｍの厚さで形成する。
【０１８４】
この状態で水素化処理を行うとＴＦＴの特性向上に対して好ましい結果が得られた。例えば、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行うと良く、あるいはプラズマ水素化法を用いても同様の効果が得られた。島状半導体膜４０３〜４０６中の欠陥密度を１０16／ｃｍ3以下とすることが望ましく、そのために水素を０．０１〜０．１ａｔｏｍｉｃ％程度付与すれば良かった。
【０１８５】
以上のようにして、ｐチャネル型ＴＦＴ７０１とｎチャネル型ＴＦＴ７０２を有する駆動回路部と、画素ＴＦＴ７０３、保持容量７０４とを有する画素部を同一基板上に形成することができる。本明細書中ではこのような基板をアクティブマトリクス基板と呼ぶ。
【０１８６】
本実施形態では、第一配線としてゲート配線６１２〜６１４と、容量配線６１５とソース配線６１０を同一層に形成して、ゲート配線とソース配線が交差しないように接続電極６０５を用いて、ソース配線を島状半導体層６１１と電気的に接続しているところが特徴である。
【０１８７】
本実施形態で示す工程に従えば、アクティブマトリクス基板の作製に必要なフォトマスクの数を７枚（島状半導体層パターン、第一配線パターン[ゲート配線、ソース配線、容量配線]、ｎチャネル領域のマスクパターン、ｐチャネル領域のマスクパターン、コンタクトホールパターン、第二配線パターン[接続電極]、画素電極パターン）とすることができる。
【０１８８】
上面図を用いて説明すると、アクティブマトリクス基板には、図１７に示すように、行方向に配置されたゲート配線６１４及び容量配線６１５と、列方向に配置されたソース配線と、ゲート配線６１４とソース配線の交差部近傍の画素ＴＦＴを有する画素部がある。
【０１８９】
ただし、図１７におけるソース配線は、列方向に配置された島状のソース配線６１０と接続電極６０５とが接続したものを指している。なお、島状のソース配線６１０は、ゲート配線６１４（ゲート電極６１２とゲート電極６１３を含む）及び容量配線６１５と同様にゲート絶縁膜（図示せず）の下部に形成されたものである。
【０１９０】
ゲート電極６１２〜６１３及びゲート配線６１４の上に接するように第一の層間絶縁膜が形成される。さらに第一の層間絶縁膜の上に第二の層間絶縁膜が形成されている。第二の層間絶縁膜の上に接続電極６０５と接続電極６０８が形成されている。
【０１９１】
島状のソース配線６１０と接続電極６０５はコンタクトホール６１６〜６１７で電気的に接続する。かつ、接続電極６０５は島状半導体膜６１１のソース領域と電気的に接続する。これによりソース配線６１０と島状半導体膜６１１のソース領域が電気的に接続される。
【０１９２】
接続電極６１１はコンタクトホール６１９により島状半導体膜６１１のドレイン領域と電気的に接続する。かつ、接続電極６１１はコンタクトホール６２０により容量電極として機能する島状半導体層６０９と電気的に接続する。接続電極６１１は後述する画素電極６０９と重なるように形成されているため、これにより容量電極として機能する島状半導体層６０９が画素電極６０９と同電位になる。
【０１９３】
隣接する画素との電気的な短絡を防ぐように、接続電極６０８の一部と直接重なるように透明導電膜からなる画素電極６０９が設けられている。
【０１９４】
本実施形態では画素電極６０９とゲート配線６１４を層間絶縁膜を間にはさんで重なり合うようなパターンにする。しかし、画素電極とゲート電極の間にできる寄生容量を減らすために、画素電極をゲート配線の内側に形成することも可能である。
【０１９５】
このような構成とすることによって、各画素間は、主に画素電極６０９の端部を島状のソース配線６１０やゲート配線６１４と重ねることにより遮光することができる。
【０１９６】
実施形態６に比べ、画素電極６０９が島状のソース配線６１０だけでなく、容量配線６１５、ゲート配線６１４と重なり合うようにすることができるため、画素電極の面積を大きくでき、開口率が高くなる。
【０１９７】
次に、図１６（２）のように透明絶縁性の基板５２０に透明導電膜としてＩＴＯ膜５２１を１２０ｎｍの厚さで形成する。寄生容量がつかないようにするために駆動回路部の上部のＩＴＯ膜はフォトマスクを用いたパターニング処理及びエッチング処理により除去する。ＩＴＯ膜５２１は対向電極として機能する。本明細書中ではこのような基板を対向基板と呼ぶ。
【０１９８】
さらに対向基板にＮＮ７００（ＪＳＲ製）を４．２μｍの厚さで塗布し、塗布、プリベークした後、露光、現像を行い、乾燥させた基板に対し２５０℃、１時間焼成工程を行う。これにより４．０μｍの高さの壁状のスペーサ５１２を形成する。壁状のスペーサ５１２はソース配線６１０の上方に形成する。図１８の上面図に壁状のスペーサ５１２の形成位置を示す。実施形態５と異なるのは本実施例では配向膜形成前に壁状のスペーサを形成していることである。図１８において図１７に対応する部分には同じ符号を用いている。
【０１９９】
さらにアクティブマトリクス基板にＮＮ７００（ＪＳＲ製）を４．２μｍの厚さで塗布し、塗布、プリベークした後、露光、現像を行い、乾燥させた基板に対し２５０℃、１時間焼成工程を行う。これにより４．０μｍの高さの壁状のスペーサ５１３を形成する。壁状のスペーサ５０６は画素電極６０９の上に形成する。
【０２００】
図１８の上面図に壁状のスペーサ５０６の形成位置を示す。ソース配線６１０の上方に形成した壁状のスペーサ５１２と画素電極の上に形成した壁状のスペーサ５１３の距離が均等になるようにする。
【０２０１】
垂直配向用の配向膜５２２、垂直配向用の配向膜５２３を８０ｎｍの厚さでアクティブマトリクス基板と対向基板に形成する。垂直配向用の配向膜はＳＥ１２１１（日産化学製）を用いる。
【０２０２】
その後、ディスペンス描写法を用いて、対向基板にシール材（図示せず）を設ける。シール材を塗布後、シール材を、９０℃、０．５時間程度で焼成する。
【０２０３】
以上の工程を経たアクティブマトリクス基板と対向基板を貼り合わせる。貼り合わせた一対の基板に対し、０．３〜１．０ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力を基板平面に垂直な方向にかつ基板全面に加え、同時にクリーンオーブンにて１６０℃、２時間程度、熱プレスにより接着させる。
【０２０４】
そして、貼り合わせた一対の基板が冷却するのを待ってから、スクライバーとブレイカーによる分断を行う。
【０２０５】
真空注入法で液晶を注入する。真空容器の中に分断後のパネルを準備し真空ポンプにより、真空容器の内部を1．３３×１０-5〜1．３３×１０-7Ｐａ程度の真空状態にした後、注入口を負の誘電率異方性を有する液晶ＭＬＣ−２０３８（メルク製）が盛られた液晶皿に浸漬させる。
【０２０６】
次に、真空状態にある真空チャンバーを徐々に窒素でリークして大気圧に戻すとパネル内の気圧と大気圧との圧力差と液晶の毛細管現象の作用により液晶パネルの注入口から液晶が注入され、注入口側から徐々に反対側に液晶が進行し注入工程が完了する。
【０２０７】
シール材が形成されたシールパターンの内側（内部）が液晶５２４で満たされたことを確認したら、液晶パネルの両面を加圧し、１５分後、余分な液晶をふきとり、加圧した状態で注入口（図示せず）に紫外線硬化型樹脂（図示せず）を塗布し、加圧を弱める。その際、紫外線硬化型樹脂が侵入する。この状態で紫外線照射（４〜１０ｍＷ／ｃｍ2、１２０秒間）により、紫外線硬化型樹脂を硬化させ、注入口の封止をおこなう。
【０２０８】
次に、液晶パネルの表面及び端面に付着した液晶を有機溶媒、例えば、アセトン及びエタノールで洗浄する。その後、１３０℃、０．５時間程度で液晶を再配向させる。
【０２０９】
その後、外部引出し配線（図示せず）にフレキシブルプリント配線板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ；ＦＰＣ）が接続される。次いで、アクティブマトリクス基板と対向基板に偏光板が貼り付けられ、液晶表示装置が完成する。
【０２１０】
図２と図１６（２）に示すように、配向膜を壁状のスペーサ上に形成したので、液晶は、壁状のスペーサの傾斜した側面とほぼ垂直に配向が制御されることが可能となる。図１６（２）中の対向する壁状のスペーサ５１２と壁状のスペーサ５１３の傾斜した側面は平行になるように形成されている。図２中の負の誘電率異方性を有する液晶１６の黒く示したところは、その先端が対向基板の方に向いていることを示している。
【０２１１】
本実施形態では液晶の配向が２分割化されている。これにより左右対称の視野特性を持つ透過型の液晶表示装置が作製される。
【０２１２】
[実施形態７]（液晶表示装置の製造方法）
本実施形態では、本発明で用いる透過型の液晶表示装置に対応するアクティブマトリクス基板の作製方法について図１９〜図２２（図２１（Ｃ）を除く）と図２４を参照して説明する。
【０２１３】
また、本発明を反射型の液晶表示装置に用いるときのアクティブマトリクス基板の作製方法について、図１９〜図２１（Ｃ）を用いて説明する。
【０２１４】
透過型の液晶表示装置に対応するアクティブマトリクス基板を用いて、透過型の液晶表示装置を作製する方法について図２３と図２４を参照して説明する。
【０２１５】
本実施形態における壁状のスペーサの配置は図３で示すものと対応している。つまり画素電極に設けられた壁状のスペーサの傾斜した側面とソース配線に塗布された配向膜により、液晶の配向方向を制御する。
【０２１６】
図２４の鎖線Ａ3−Ａ3'は図３の鎖線Ａ3−Ａ3'と対応している。図３では液晶の配向に影響する要素が図示されている。
【０２１７】
本実施形態で作製する透過型の液晶表示装置の画素部の上面図を図２４に示す。図２２と図２３中の鎖線Ｆ−Ｆ’は図２４中の鎖線Ｆ−Ｆ’で切断した断面図に対応している。
【０２１８】
なお、図１９〜図２４に対応する部分には同じ符号を用いている。
【０２１９】
まず、アクティブマトリクス基板の作製方法について図１９〜図２２を用いて説明する。ここでは、画素部の画素ＴＦＴおよび保持容量と、画素部の周辺に設けられる駆動回路のＴＦＴを同時に作製する方法について工程に従って詳細に説明する。
【０２２０】
図１９（Ａ）において、基板１０１にはコーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板の他に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）など光学的異方性を有しないプラスチック基板を用いることができる。ガラス基板を用いる場合には、ガラス歪み点よりも１０〜２０℃程度低い温度であらかじめ熱処理しておいても良い。
【０２２１】
そして、基板１０１のＴＦＴを形成する表面に、基板１０１からの不純物拡散を防ぐために、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜から成る下地膜１０２を形成する。例えば、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜１０２ａを１０〜２００nm（好ましくは５０〜１００nm）、同様にＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化水素化シリコン膜１０２ｂを５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０nm）の厚さに積層形成する。
【０２２２】
ここでは下地膜１０２を２層構造として示したが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させて形成しても良い。
【０２２３】
酸化窒化シリコン膜は従来の平行平板型のプラズマＣＶＤ法を用いて形成する。酸化窒化シリコン膜１０２ａは、ＳｉＨ4を１０SCCM、ＮＨ3を１００SCCM、Ｎ2Ｏを２０SCCMとして反応室に導入し、基板温度３２５℃、反応圧力４０Pa、放電電力密度０．４１W/cm2、放電周波数６０MHzとした。一方、酸化窒化水素化シリコン膜１０２ｂは、ＳｉＨ4を５SCCM、Ｎ2Ｏを１２０SCCM、Ｈ2を１２５SCCMとして反応室に導入し、基板温度４００℃、反応圧力２０Pa、放電電力密度０．４１W/cm2、放電周波数６０MHzとした。これらの膜は、基板温度を変化させ、反応ガスの切り替えのみで連続して形成することもできる。
【０２２４】
このようにして作製した酸化窒化シリコン膜１０２ａは、密度が９．２８×１０22/cm3であり、フッ化水素アンモニウム（ＮＨ4ＨＦ2）を７．１３％とフッ化アンモニウム（ＮＨ4Ｆ）を１５．４％含む混合溶液（ステラケミファ社製、商品名ＬＡＬ５００）の２０℃におけるエッチング速度が約６３nm/minと遅く、緻密で硬い膜である。このような膜を下地膜に用いると、この上に形成する半導体層にガラス基板からのアルカリ金属元素が拡散するのを防ぐのに有効である。
【０２２５】
次に、２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで非晶質構造を有する半導体層１０３ａを、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などの公知の方法で形成する。例えば、プラズマＣＶＤ法で非晶質シリコン膜を５５ｎｍの厚さに形成する。非晶質構造を有する半導体膜には、非晶質半導体層や微結晶半導体膜があり、非晶質シリコンゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良い。また、下地膜１０２と非晶質半導体層１０３ａとは両者を連続形成することも可能である。
【０２２６】
例えば、前述のように酸化窒化シリコン膜１０２ａと酸化窒化水素化シリコン膜１０２ｂをプラズマＣＶＤ法で連続して成膜後、反応ガスをＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、Ｈ2からＳｉＨ4とＨ2或いはＳｉＨ4のみに切り替えれば、一旦大気雰囲気に晒すことなく連続形成できる。その結果、酸化窒化水素化シリコン膜１０２ｂの表面の汚染を防ぐことが可能となり、作製するＴＦＴの特性バラツキやしきい値電圧の変動を低減させることができる。
【０２２７】
そして、結晶化の工程を行い非晶質半導体層１０３ａから結晶質半導体層１０３ｂを作製する。その方法としてレーザーアニール法や熱アニール法（固相成長法）、またはラピットサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することができる。前述のようなガラス基板や耐熱性の劣るプラスチック基板を用いる場合には、特にレーザーアニール法を適用することが好ましい。ＲＴＡ法では、赤外線ランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプなどを光源に用いる。或いは特開平７−１３０６５２号公報で開示された技術に従って、触媒元素を用いる結晶化法で結晶質半導体層１０３ｂを形成することもできる。結晶化の工程ではまず、非晶質半導体層が含有する水素を放出させておくことが好ましく、４００〜５００℃で１時間程度の熱処理を行い含有する水素量を５atom％以下にしてから結晶化させると膜表面の荒れを防ぐことができるので良い。
【０２２８】
また、プラズマＣＶＤ法で非晶質シリコン膜の形成工程において、反応ガスにＳｉＨ4とアルゴン（Ａｒ）を用い、成膜時の基板温度を４００〜４５０℃として形成すると、非晶質シリコン膜の含有水素濃度を５atomic%以下にすることもできる。このような場合において水素を放出させるための熱処理は不要となる。
【０２２９】
結晶化をレーザーアニール法にて行う場合には、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザーやアルゴンレーザーをその光源とする。パルス発振型のエキシマレーザーを用いる場合には、レーザー光を線状に加工してレーザーアニールを行う。レーザーアニール条件は実施者が適宣選択するものであるが、例えば、レーザーパルス発振周波数３０Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜５００mJ/cm2(代表的には３００〜４００mJ/cm2)とする。そして線状ビームを基板全面に渡って照射し、この時の線状ビームの重ね合わせ率（オーバーラップ率）を８０〜９８％として行う。このようにして図１９（Ｂ）に示すように結晶質半導体層１０３ｂを得ることができる。
【０２３０】
そして、結晶質半導体層１０３ｂ上に第一のフォトマスク（ＰＭ１）を用い、フォトリソグラフィーの技術を用いてレジストパターンを形成し、ドライエッチングによって結晶質半導体層を島状に分割し、図１９（Ｃ）に示すように島状半導体層１０４〜１０８を形成する。結晶質シリコン膜のドライエッチングにはＣＦ4とＯ2の混合ガスを用いる。
【０２３１】
このような島状半導体層に対し、ＴＦＴのしきい値電圧（Ｖth）を制御する目的でｐ型を付与する不純物元素を１×１０16〜５×１０17atoms／cm3程度の濃度で島状半導体層の全面に添加しても良い。半導体に対してｐ型を付与する不純物元素には、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）など周期律表第一３族の元素が知られている。その方法として、イオン注入法やイオンドープ法（或いはイオンシャワードーピング法）を用いることができるが、大面積基板を処理するにはイオンドープ法が適している。イオンドープ法ではジボラン（Ｂ2Ｈ6）をソースガスとして用いホウ素（Ｂ）を添加する。このような不純物元素の注入は必ずしも必要でなく省略しても差し支えないが、特にｎチャネル型ＴＦＴのしきい値電圧を所定の範囲内に収めるために好適に用いる手法である。
【０２３２】
ゲート絶縁膜１０９はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、膜厚を４０〜１５０ｎｍとしてシリコンを含む絶縁膜で形成する。本実施形態では、１２０ｎｍの厚さで酸化窒化シリコン膜から形成する。また、ＳｉＨ4とＮ2ＯにＯ2を添加させて作製された酸化窒化シリコン膜は、膜中の固定電荷密度が低減されているのでこの用途に対して好ましい材料となる。勿論、ゲート絶縁膜はこのような酸化窒化シリコン膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。例えば、酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法で、オルトケイ酸テトラエチル（Tetraethyl Orthosilicate：ＴＥＯＳ）とＯ2とを混合し、反応圧力４０Pa、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度０．５〜０．８W/cm2で放電させて形成することができる。このようにして作製された酸化シリコン膜は、その後４００〜５００℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
【０２３３】
そして、図１９（Ｄ）に示すように、ゲート絶縁膜１０９上にゲート電極を形成するための耐熱性導電層を形成する。耐熱性導電層は単層で形成しても良いが、必要に応じて二層あるいは三層といった複数の層から成る積層構造としても良い。例えば、ゲート電極にはこのような耐熱性導電性材料を用い、導電性の窒化物金属膜から成る導電層（Ａ）１１０と金属膜から成る導電層（Ｂ）１１１とを積層した構造とすると良い。導電層（Ｂ）１１１はＴａ、Ｔｉ、Ｗから選ばれた元素、または前記元素を成分とする合金か、前記元素を組み合わせた合金膜で形成すれば良く、導電層（Ａ）１１０は窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化タングステン（ＷＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）膜などで形成する。また、導電層（Ａ）１１０はタングステンシリサイド、チタンシリサイドを適用しても良い。導電層（Ｂ）１１１は低抵抗化を図るために含有する不純物濃度を低減させることが好ましく、特に酸素濃度に関しては３０ｐｐｍ以下とすると良い。例えば、Ｗは酸素濃度を３０ｐｐｍ以下とすることで２０μΩｃｍ以下の比抵抗値を実現することができた。
【０２３４】
導電層（Ａ）１１０は１０〜５０ｎｍ（好ましくは２０〜３０ｎｍ）とし、導電層（Ｂ）１１１は２００〜４００ｎｍ（好ましくは２５０〜３５０ｎｍ）とすれば良い。Ｗをゲート電極として形成する場合には、Ｗをターゲットとしたスパッタ法で、Ａｒガスと窒素（Ｎ2）ガスを導入して導電層（Ａ）１１１をＷＮ膜で５０nmの厚さに形成し、導電層（Ｂ）１１０をＷ膜で２５０nmの厚さに形成する。その他の方法として、Ｗ膜は６フッ化タングステン（ＷＦ6）を用いて熱ＣＶＤ法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。このことより、スパッタ法による場合、純度９９．９９９９％のＷターゲットを用い、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができる。
【０２３５】
一方、導電層（Ａ）１１０にＴａＮ膜を、導電層（Ｂ）１１１にＴａ膜を用いる場合には、同様にスパッタ法で形成することが可能である。ＴａＮ膜はＴａをターゲットとしてスパッタガスにＡｒと窒素との混合ガスを用いて形成し、Ｔａ膜はスパッタガスにＡｒを用いる。また、これらのスパッタガス中に適量のＸｅやＫｒを加えておくと、形成する膜の内部応力を緩和して膜の剥離を防止することができる。α相のＴａ膜の抵抗率は２０μΩcm程度でありゲート電極に使用することができるが、β相のＴａ膜の抵抗率は１８０μΩcm程度でありゲート電極とするには不向きであった。ＴａＮ膜はα相に近い結晶構造を持つので、この上にＴａ膜を形成すればα相のＴａ膜が容易に得られた。尚、図示しないが、導電層（Ａ）１１０の下に２〜２０ｎｍ程度の厚さでリン（Ｐ）をドープしたシリコン膜を形成しておくことは有効である。これにより、その上に形成される導電膜の密着性向上と酸化防止を図ると同時に、導電層（Ａ）１１０または導電層（Ｂ）１１１が微量に含有するアルカリ金属元素がゲート絶縁膜１０９に拡散するのを防ぐことができる。いずれにしても、導電層（Ｂ）１１１は抵抗率を１０〜５０μΩcmの範囲ですることが好ましい。
【０２３６】
本実施形態では、ゲート電極を形成するために導電層（Ａ）１１０をＷＮ膜で、導電層（Ｂ）１１１をＷ膜で形成した。次に、第二のフォトマスク（ＰＭ２）を用い、フォトリソグラフィーの技術を使用してレジストマスク１１２〜１１７を形成し、導電層（Ａ）１１０と導電層（Ｂ）１１１とを一括でエッチングしてゲート電極１１８〜１２２と容量配線１２３を形成する。ゲート電極１１８〜１２２と容量配線１２３は、導電層（Ａ）から成る１１８ａ〜１２２ａと、導電層（Ｂ）から成る１１８ｂ〜１２２ｂとが一体として形成されている（図２０（Ａ））。
【０２３７】
このとき少なくともゲート電極１１８〜１２２の端部にテーパー部が形成されるようにエッチングする。このエッチング加工はＩＣＰエッチング装置により行う。具体的なエッチング条件として、エッチングガスにＣＦ4とＣｌ2の混合ガスを用いその流量をそれぞれ３０SCCMとして、放電電力３．２W/cm2(13.56 MHz)、バイアス電力２２４mW/cm2(13.56 MHz)、圧力１．０Ｐａでエッチングを行った。このようなエッチング条件によって、ゲート電極１１８〜１２２の端部において、該端部から内側にむかって徐々に厚さが増加するテーパー部が形成され、その角度は５〜３５°、好ましくは１０〜２５°とする。テーパー部の角度は、θ1として示す部分の角度である。この角度は、後にＬＤＤ領域を形成する低濃度ｎ型不純物領域の濃度勾配に大きく影響する。尚、テーパー部の角度θ1は、テーパー部の長さ（ＷＧ）とテーパー部の厚さ（ＨＧ）を用いてＴａｎ（θ1）＝ＨＧ／ＷＧで表される。
【０２３８】
また、残渣を残すことなくエッチングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増しするオーバーエッチングを施すものとする。しかし、この時に下地とのエッチングの選択比に注意する必要がある。例えば、Ｗ膜に対する酸化窒化シリコン膜（ゲート絶縁膜１０９）の選択比は表１で示したように２〜４（代表的には３）であるので、このようなオーバーエッチング処理により、酸化窒化シリコン膜が露出した面は２０〜５０nm程度エッチングされて実質的に薄くなり、新たな形状のゲート絶縁膜１３０が形成する。
【０２３９】
そして、画素ＴＦＴおよび駆動回路のｎチャネル型ＴＦＴのＬＤＤ領域を形成するために、ｎ型を付与する不純物元素添加の工程（ｎ-ドープ工程）を行う。ゲート電極の形成に用いたレジストマスク１１２〜１１７をそのまま残し、端部にテーパー部を有するゲート電極１１８〜１２２をマスクとして自己整合的にｎ型を付与する不純物元素をイオンドープ法で添加する。ここでは、ｎ型を付与する不純物元素をゲート電極の端部におけるテーパー部とゲート絶縁膜とを通して、その下に位置する半導体層に達するように添加するためにドーズ量を１×１０13〜５×１０14atoms／cm2とし、加速電圧を８０〜１６０ｋｅＶとして行う。ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いた。このようなイオンドープ法により半導体層のリン（Ｐ）濃度は１×１０16〜１×１０19atoms／cm3の濃度範囲で添加する。このようにして、図２０（Ｂ）に示すように島状半導体層に低濃度ｎ型不純物領域１２４〜１２９を形成する。
【０２４０】
この工程において、低濃度ｎ型不純物領域１２４〜１２８において、少なくともゲート電極１１８〜１２２に重なった部分に含まれるリン（Ｐ）の濃度勾配は、ゲート電極１１８〜１２２のテーパー部の膜厚変化を反映する。即ち、低濃度ｎ型不純物領域１２４〜１２８へ添加されるリン（Ｐ）の濃度は、ゲート電極に重なる領域において、ゲート電極の端部に向かって徐々に濃度が高くなる。これはテーパー部の膜厚の差によって、半導体層に達するリン（Ｐ）の濃度が変化するためである。尚、図２０（Ｂ）では低濃度ｎ型不純物領域１２４〜１２９の端部を斜めに図示しているが、これはリン（Ｐ）が添加された領域を直接的に示しているのではなく、上述のようにリンの濃度変化がゲート電極１１８〜１２２のテーパー部の形状に沿って変化していることを表している。
【０２４１】
次に、ｎチャネル型ＴＦＴにおいて、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度ｎ型不純物領域の形成を行った（ｎ+ドープ工程）。レジストのマスク１１２〜１１７を残し、今度はゲート電極１１８〜１２２がリン（Ｐ）を遮蔽するマスクとなるように、イオンドープ法において１０〜３０ｋｅＶの低加速電圧の条件で添加する。このようにして高濃度ｎ型不純物領域１３１〜１３６を形成する。この領域におけるゲート絶縁膜１３０は、前述のようにゲート電極の加工のおいてオーバーエッチングが施されたため、当初の膜厚である１２０nmから薄くなり、７０〜１００nmとなっている。そのためこのような低加速電圧の条件でも良好にリン（P）を添加することができる。そして、この領域のリン（Ｐ）の濃度は１×１０20〜１×１０21atoms／cm3の濃度範囲となるようにする（図２０（Ｃ））。
【０２４２】
そして、ｐチャネル型ＴＦＴを形成する島状半導体層１０４、１０６にソース領域およびドレイン領域とする高濃度ｐ型不純物領域１４０、１４１を形成する。ここでは、ゲート電極１１８、ゲート電極１２０をマスクとしてｐ型を付与する不純物元素を添加し、自己整合的に高濃度ｐ型不純物領域を形成する。このとき、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する島状半導体層１０５、島状半導体層１０７、島状半導体層１０８は、第三のフォトマスク（ＰＭ３）を用いてレジストマスク１３７〜１３９を形成し全面を被覆しておく。ここで形成される不純物領域１４０、１４１はジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法で形成する。そして、ゲート電極と重ならない高濃度ｐ型不純物領域１４０ａ、１４１ａのボロン（Ｂ）濃度は、３×１０20〜３×１０21atoms／cm3となるようにする。また、ゲート電極と重なる不純物領域１４０ｂ、１４１ｂは、ゲート絶縁膜とゲート電極のテーパー部を介して不純物元素が添加されるので、実質的に低濃度ｐ型不純物領域として形成され、少なくとも１．５×１０19atoms／cm3以上の濃度とする。この高濃度ｐ型不純物領域１４０ａ、１４１ａおよび低濃度ｐ型不純物領域１４０ｂ、１４１ｂには、前工程においてリン（Ｐ）が添加されていて、高濃度ｐ型不純物領域１４０ａ、１４１ａには１×１０20〜１×１０21atoms／cm3の濃度で、低濃度ｐ型不純物領域１４０ｂ、１４１ｂには１×１０16〜１×１０19atoms／cm3の濃度で含有しているが、この工程で添加するボロン（Ｂ）の濃度をリン（Ｐ）濃度の１．５から３倍となるようにすることにより、ｐチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域として機能するために何ら問題は生じなかった。
【０２４３】
その後、図２１（Ａ）に示すように、ゲート電極およびゲート絶縁膜上から第一の層間絶縁膜１４２を形成する。第一の層間絶縁膜は酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、またはこれらを組み合わせた積層膜で形成すれば良い。いずれにしても第一の層間絶縁膜１４２は無機絶縁物材料から形成する。第一の層間絶縁膜１４２の膜厚は１００〜２００ｎｍとする。ここで、酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳとＯ2とを混合し、反応圧力４０Pa、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度０．５〜０．８W/cm2で放電させて形成することができる。また、酸化窒化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、ＮＨ3から作製される酸化窒化シリコン膜、またはＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜で形成すれば良い。この場合の作製条件は反応圧力２０〜２００Pa、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（６０ＭＨｚ）電力密度０．１〜１．０W/cm2で形成することができる。また、ＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、Ｈ2から作製される酸化窒化水素化シリコン膜を適用しても良い。窒化シリコン膜も同様にプラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3から作製することが可能である。
【０２４４】
その後、それぞれの濃度で添加されたｎ型またはｐ型を付与する不純物元素を活性化する工程を行う。この工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。その他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することができる。熱アニール法では酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００〜７００℃、代表的には５００〜６００℃で行うものであり、本実施形態では５５０℃で４時間の熱処理を行った。また、基板１０１に耐熱温度が低いプラスチック基板を用いる場合にはレーザーアニール法を適用することが好ましい（図２１（Ｂ））。
【０２４５】
活性化の工程に続いて、雰囲気ガスを変化させ、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、島状半導体層を水素化する工程を行う。この工程は熱的に励起された水素により島状半導体層にある１０16〜１０18/cm3のダングリングボンドを終端する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行っても良い。いずれにしても、島状半導体層１０４〜１０８中の欠陥密度を１０16/cm3以下とすることが望ましく、そのために水素を０．０１〜０．１atomic％程度付与すれば良い。
【０２４６】
活性化および水素化の工程が終了したら、有機絶縁物材料からなる第二の層間絶縁膜１４３を１．０〜２．０μｍの平均厚を有して形成する。有機樹脂材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用することができる。例えば、基板に塗布後、熱重合するタイプのポリイミドを用いる場合には、クリーンオーブンで３００℃で焼成して形成する。また、アクリルを用いる場合には、２液性のものを用い、主材と硬化剤を混合した後、スピナーを用いて基板全面に塗布した後、ホットプレートで８０℃で６０秒の予備加熱を行い、さらにクリーンオーブンで２５０℃で６０分焼成して形成することができる。
【０２４７】
このように、第二の層間絶縁膜を有機絶縁物材料で形成することにより、表面を良好に平坦化させることができる。また、有機樹脂材料は一般に誘電率が低いので、寄生容量を低減することができる。しかし、吸湿性があり保護膜としては適さないので、本実施形態のように、第一の層間絶縁膜１４２として形成した酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜などと組み合わせて用いると良い。
【０２４８】
その後、第四のフォトマスク（ＰＭ４）を用い、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの島状半導体層に形成されたソース領域またはドレイン領域に達するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールの形成はドライエッチング法により行う。この場合、エッチングガスにＣＦ4、Ｏ2、Ｈｅの混合ガスを用い有機樹脂材料から成る第二の層間絶縁膜１４３をまずエッチングし、その後、続いてエッチングガスをＣＦ4、Ｏ2として第一の層間絶縁膜１４２をエッチングする。さらに、島状半導体膜との選択比を高めるために、エッチングガスをＣＨＦ3に切り替えてゲート絶縁膜１３０をエッチングすることにより、良好にコンタクトホールを形成することができる。
【０２４９】
そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、第五のフォトマスク（ＰＭ５）によりレジストマスクパターンを形成し、エッチングによってソース配線１４４〜１４８とドレイン配線１４９〜１５３を形成する。ドレイン配線１５４は隣の画素に帰属する画素電極を表している。
【０２５０】
以上により、駆動回路には第一のｐチャネル型ＴＦＴ（Ａ）２００ａ、第一のｎチャネル型ＴＦＴ（Ａ）２０１ａ、第二のｐチャネル型ＴＦＴ（Ａ）２０２ａ、第二のｎチャネル型ＴＦＴ（Ａ）２０３ａ、画素部には画素ＴＦＴ２０４、保持容量２０５が形成されている。このようにして反射型の液晶表示装置に用いるアクティブマトリクス基板が作製される。
【０２５１】
以上の工程で図２１（Ｃ）に示す反射型の液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を５枚のフォトマスクで作製できる。本発明を直視型で反射型の液晶表示装置に用いるには、偏光板、光学フィルムの最適化が必要である。
【０２５２】
次に、図２１（Ｂ）の基板で作製されたアクティブマトリクス基板を用い、図２２の工程を経て透過型の液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を作製する工程を説明する。
【０２５３】
図２２のように、最初に第二の層間絶縁膜１４３上に透明導電膜を形成し、パターニング処理およびエッチング処理をして画素電極２５８と画素電極２６０を形成する。画素電極２６０は隣の画素に帰属する画素電極を表している。
【０２５４】
次に、ドレイン電極２５９とソース配線２６１を形成する。ドレイン配線２５９を画素電極２５８と重なる部分を設けて形成する。ソース配線２６１とドレイン電極２５９が画素電極の上面部に対し５００ｎｍ望ましくは８００ｎｍ以上の高さを持つような膜厚で形成されている。ドレイン電極２５９とドレイン配線２５９は、Ｔｉ膜を５０〜１５０nmの厚さで形成し、島状半導体膜のソースまたはドレイン領域を形成する半導体膜とコンタクトを形成し、そのＴｉ膜上に重ねてＡｌ膜を３００〜４００nmの厚さで形成して設ける。この構成にすると、画素電極２５８はドレイン電極２５９を形成するＴｉ膜のみと接触することになる。その結果、透明導電膜とＡｌとが直接接し反応するのを確実に防止できる。
【０２５５】
異方性のエッチングによりドレイン電極２５９とソース配線２６１の上面部が底面部に比べ小さい形状を得る。
【０２５６】
透明導電膜には酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ2Ｏ3―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）も適した材料であり、さらに可視光の透過率や導電率を高めるためにガリウム（Ｇａ）を添加した酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｇａ）などを好適に用いることができる。
【０２５７】
以上により、画素電極２５８に対し、ソース配線２６１が盛り上がった凸形状をなすアクティブマトリクス基板が作製される。ソース配線２６１はコンタクトホール２３０により島状半導体膜１０８のソース領域と電気的に接続する。ゲート配線１２２がソース配線２６１と絶縁膜を間にはさんで交差する。容量配線１２３と島状半導体膜１０８により保持容量２０５が形成される。
【０２５８】
図２２の透過型の液晶表示装置に用いるアクティブマトリクス基板の、画素部の構成要素を図２４の上面図を参照して説明する。ソース配線２６１（２６１−１、２６１−２）が列方向に形成されている。ゲート配線１２２が行方向に形成されている。
【０２５９】
島状半導体膜１０８がある。ゲート配線１２２と容量配線１２３が同一層に形成されている。絶縁膜を間にはさんで、前記絶縁膜上に接するように画素電極２５８が形成されている。ソース配線２６１とドレイン電極２５９が画素電極の上面部に対し５００ｎｍ望ましくは８００ｎｍ以上の高さを持つような膜厚で形成されている。このためソース配線２６１とドレイン電極２５９が画素電極２５８に対し盛り上がった凸部を形成する。ドレイン電極２５９は画素電極２５８と重なるように形成されている。ソース配線２６１はコンタクトホール２３０により島状半導体膜のソース領域と接続している。保持容量２０５が容量電極と島状半導体膜１０８を容量電極として形成される。このようにして透過型の液晶表示装置に用いるアクティブマトリクス基板が作製される。
【０２６０】
次に、透過型の液晶表示装置を製造する工程を以下に示す。
【０２６１】
図２３のように透明絶縁性の基板５１４に透明導電膜としてＩＴＯ膜５１５を１２０ｎｍの厚さで形成する。寄生容量がつかないようにするために駆動回路部の上部のＩＴＯ膜はフォトマスクを用いたパターニング処理及びエッチング処理により除去する。ＩＴＯ膜５１５は対向電極として機能する。本明細書中ではこのような基板を対向基板と呼ぶ。
【０２６２】
垂直配向用の配向膜５２２、垂直配向用の配向膜５２３を８０ｎｍの厚さでアクティブマトリクス基板と対向基板に形成する。垂直配向用の配向膜はＳＥ１２１１（日産化学製）を用いる。アクティブマトリクス基板は図２２で作製されたものを用いる。
【０２６３】
さらにアクティブマトリクス基板にＮＮ７００（ＪＳＲ製）を４．２μｍの厚さで塗布し、塗布、プリベークした後、露光、現像を行い、乾燥させた基板に対し２５０℃、１時間焼成工程を行う。これにより４．０μｍの高さの壁状のスペーサ５１３を形成する。壁状のスペーサ５１９は画素電極２５８の上に形成する。
【０２６４】
その後、ディスペンス描写法を用いて、対向基板にシール材（図示せず）を設ける。シール材を塗布後、シール材を、９０℃、０．５時間程度で焼成する。
【０２６５】
以上の工程を経たアクティブマトリクス基板と対向基板を貼り合わせる。貼り合わせた一対の基板に対し、０．３〜１．０ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力を基板平面に垂直な方向にかつ基板全面に加え、同時にクリーンオーブンにて１６０℃、２時間程度、熱プレスにより接着させる。
【０２６６】
そして、貼り合わせた一対の基板が冷却するのを待ってから、スクライバーとブレイカーによる分断を行う。
【０２６７】
図２３のように真空注入法で液晶を注入する。真空容器の中に分断後のパネルを準備し真空ポンプにより、真空容器内部を1．３３×１０-5〜1．３３×１０-7Ｐａ程度の真空状態にした後、注入口を負の誘電率異方性を有する液晶ＭＬＣ−２０３８（メルク製）が盛られた液晶皿に浸漬させる。
【０２６８】
次に、真空状態にある真空チャンバーを徐々に窒素でリークして大気圧に戻すとパネル内の気圧と大気圧との圧力差と液晶の毛細管現象の作用により液晶パネルの注入口から液晶が注入され、注入口側から徐々に反対側に液晶が進行し注入工程が完了する。
【０２６９】
シール材により形成されたシールパターンの内側（内部）が液晶５１７で満たされたことを確認したら、液晶パネルの両面を加圧し、１５分後、余分な液晶をふきとり、加圧した状態で注入口（図示せず）に紫外線硬化型樹脂（図示せず）を塗布し、加圧を弱める。その際、紫外線硬化型樹脂が侵入する。この状態で紫外線照射（４〜１０ｍＷ／ｃｍ2、１２０秒間）により、紫外線硬化型樹脂を硬化させ、注入口の封止をおこなった。
【０２７０】
次に、液晶パネルの表面及び端面に付着した液晶を有機溶媒、例えば、アセトン及びエタノールで洗浄する。その後、１３０℃、０．５時間程度で液晶を再配向させる。
【０２７１】
その後、外部引出し配線（図示せず）にフレキシブルプリント配線板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ；ＦＰＣ）が接続される。次いで、アクティブマトリクス基板と対向基板に偏光板が貼り付けられ、液晶表示装置が完成する。
【０２７２】
図２４の上面図に壁状のスペーサ５１９の形成位置を示す。ソース配線２６１−１とソース配線２６１−２から均等な距離に壁状のスペーサ５１９を形成する。
【０２７３】
図２３に示すように、ソース配線２６１を画素電極２５８に対し、盛り上がった凸形状にする。これによりソース配線の上に形成された配向膜と壁状のスペーサの傾斜した側面により図３のように一定方向に液晶が傾く。同様のことが図３に示されている。本実施形態では液晶の配向が画素内で２分割化されている。これにより左右対称の視野特性を持つ透過型の液晶表示装置が作製される。
【０２７４】
［実施形態８］
本実施形態では、実施形態５〜７で示したアクティブマトリクス基板のＴＦＴの活性層を形成する結晶質半導体層の他の作製方法について示す。結晶質半導体層は非晶質半導体層を熱アニール法やレーザーアニール法、またはＲＴＡ法などで結晶化させて形成するが、その他に特開平７−１３０６５２号公報で開示されている触媒元素を用いる結晶化法を適用することもできる。その場合の例を図２５、図２６、図２７を用いて説明する。
【０２７５】
図２５の（Ａ）で示すように、実施形態１と同様にして、ガラス基板１１０１上に下地膜１１０２ａ、１１０２ｂ、非晶質構造を有する半導体層１１０３を２５〜８０nmの厚さで形成する。非晶質半導体層は非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）膜、非晶質シリコン・ゲルマニウム（ａ−ＳｉＧｅ）膜、非晶質炭化シリコン（ａ−ＳｉＣ）膜，非晶質シリコン・スズ（ａ−ＳｉＳｎ）膜などが適用できる。これらの非晶質半導体層は水素を０．１〜４０atomic%程度含有するようにして形成すると良い。例えば、非晶質シリコン膜を５５nmの厚さで形成する。そして、重量換算で１０ｐｐｍの触媒元素を含む水溶液をスピナーで基板を回転させて塗布するスピンコート法で触媒元素を含有する層１１０４を形成する。触媒元素にはニッケル（Ｎｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、コバルト（Ｃｏ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）などである。この触媒元素を含有する層１１０４は、スピンコート法の他に印刷法やスプレー法、バーコーター法、或いはスパッタ法や真空蒸着法によって上記触媒元素の層を１〜５nmの厚さに形成しても良い。
【０２７６】
そして、図２５の（Ｂ）に示す結晶化の工程では、まず４００〜５００℃で１時間程度の熱処理を行い、非晶質シリコン膜の含有水素量を５atom％以下にする。非晶質シリコン膜の含有水素量が成膜後において最初からこの値である場合にはこの熱処理は必ずしも必要でない。そして、ファーネスアニール炉を用い、窒素雰囲気中で５５０〜６００℃で１〜８時間の熱アニールを行う。以上の工程により結晶質シリコン膜から成る結晶質半導体層１１０５を得ることができる（図２５の（Ｃ））。しかし、この熱アニールによって作製された結晶質半導体層１１０５は、光学顕微鏡観察により巨視的に観察すると局所的に非晶質領域が残存していることが観察されることがあり、このような場合、同様にラマン分光法では４８０ｃｍ-1にブロードなピークを持つ非晶質成分が観測される。そのため、熱アニールの後に実施形態１で説明したレーザーアニール法で結晶質半導体層１１０５を処理してその結晶性を高めることは有効な手段として適用できる。
【０２７７】
図２６の（Ａ）は同様に触媒元素を用いる結晶化法の実施形態であり、触媒元素を含有する層をスパッタ法により形成するものである。まず、ガラス基板１２０１上に下地膜１２０２ａ、下地膜１２０２ｂ、非晶質構造を有する半導体層１２０３を２５〜８０nmの厚さで形成する。そして、非晶質構造を有する半導体層１２０３の表面に０．５〜５nm程度の酸化膜（図示は省略）を形成する。このような厚さの酸化膜は、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などで積極的に該当する被膜を形成しても良いが、１００〜３００℃に基板を加熱してプラズマ化した酸素雰囲気中に非晶質構造を有する半導体層１２０３の表面を晒しても良いし、過酸化水素水（Ｈ2Ｏ2）を含む溶液に非晶質構造を有する半導体層１２０３の表面を晒して形成しても良い。或いは、酸素を含む雰囲気中で紫外線光を照射してオゾンを発生させ、そのオゾン雰囲気中に非晶質構造を有する半導体層１２０３を晒すことによっても形成できる。
【０２７８】
このようにして表面に薄い酸化膜を有する非晶質構造を有する半導体層１２０３上に前記触媒元素を含有する層１２０４をスパッタ法で形成する。この層の厚さに限定はないが、１０〜１００nm程度の厚さに形成すれば良い。例えば、Ｎｉをターゲットとして、Ｎｉ膜を形成することは有効な方法である。スパッタ法では、電界で加速された前記触媒元素から成る高エネルギー粒子の一部が基板側にも飛来し、非晶質構造を有する半導体層１２０３の表面近傍、または該半導体層表面に形成した酸化膜中に打ち込まれる。その割合はプラズマ生成条件や基板のバイアス状態によって異なるものであるが、好適には非晶質構造を有する半導体層１２０３の表面近傍や該酸化膜中に打ち込まれる触媒元素の量を１×１０11〜１×１０14atoms/cm2程度となるようにすると良い。
【０２７９】
その後、触媒元素を含有する層１２０４を選択的に除去する。例えば、この層がＮｉ膜で形成されている場合には、硝酸などの溶液で除去することが可能であり、または、フッ酸を含む水溶液で処理すればＮｉ膜と非晶質構造を有する半導体層１２０３上に形成した酸化膜を同時に除去できる。いずれにしても、非晶質構造を有する半導体層１２０３の表面近傍の触媒元素の量を１×１０11〜１×１０14atoms/cm2程度となるようにしておく。そして、図２６の（Ｂ）で示すように、図２５の（Ｂ）と同様にして熱アニールによる結晶化の工程を行い、結晶質半導体層１２０５を得ることができる（図２６の（Ｃ））。
【０２８０】
図２５または図２６で作製された結晶質半導体層１１０５、結晶質半導体層１２０５から島状半導体層１０４〜１０８を作製すれば、実施形態５〜７と同様にしてアクティブマトリクス基板を完成させることができる。しかし、結晶化の工程においてシリコンの結晶化を助長する触媒元素を使用した場合、島状半導体層中には微量（１×１０17〜１×１０19atoms/cm3程度）の触媒元素が残留する。勿論、そのような状態でもＴＦＴを完成させることが可能であるが、残留する触媒元素を少なくともチャネル形成領域から除去する方がより好ましい。この触媒元素を除去する手段の一つにリン（Ｐ）によるゲッタリング作用を利用する手段がある。
【０２８１】
この目的におけるリン（Ｐ）によるゲッタリング処理は、図２６の（Ｂ）で説明した活性化工程で同時に行うことができる。この様子を図２７で説明する。ゲッタリングに必要なリン（Ｐ）の濃度は高濃度ｎ型不純物領域の不純物濃度と同程度でよく、活性化工程の熱アニールにより、ｎチャネル型ＴＦＴおよびｐチャネル型ＴＦＴのチャネル形成領域から触媒元素をその濃度でリン（Ｐ）を含有する不純物領域へ偏析させることができる（図２７で示す矢印の方向）。その結果その不純物領域には１×１０17〜１×１０19atoms/cm3程度の触媒元素が偏析した。このようにして作製したＴＦＴはオフ電流値が下がり、結晶性が良いことから高い電界効果移動度が得られ、良好な特性を達成することができる。
【０２８２】
[実施形態９]（カラーフィルターの製造方法）
直視型の液晶表示装置を製造する場合、対向基板にカラーフィルターを形成しても良い。
【０２８３】
まず、図２８のようにブラックマトリクス９２を形成する。以下、ブラックマトリクス９２をＢＭ９２とする。基板９１に金属薄膜のスパッタリングを行う。本実施形態では、金属としてクロムを用いる。ポジレジストを塗布し、露光、アルカリ水溶液を用い現像し、その後、ベークを行う。このポジレジストをマスクとしてクロム膜をエッチング（硝酸セリウム第二アンモニウムと過塩素酸の水溶液を用いる）し、最後にポジレジストの剥離を行い、ＢＭ９２を形成する。
【０２８４】
ＢＭ９２を施した基板９１にアクリルに赤色の顔料を分散した顔料分散型の感光性アクリル樹脂を塗布、乾燥させる。その後、形成されたフォトマスクを介して露光すると、光が照射された部分が固化する。次に、アルカリ現像液を用いて、現像し、ベークした後、赤色のパターンを有する着色層９３ａ（図２９においてＲで示す）を得る。緑色のパターンを有する着色層９３ｂ（図２９においてＧで示す）、青色のパターンを有する着色層９３ｃ（図２９においてＢで示す）のパターンについても同様なフォトリソグラフィ法を用い、赤色、青色、緑色の加法混色の三原色によるカラーフィルター（ＲＧＢ）のパターンを有する着色層９３を得る。
【０２８５】
ＩＴＯ膜９４の形成は、スパッタ法を用いる。本実施形態ではＩＴＯ膜を用いたが、透明導電膜であればよい。
【０２８６】
エポキシアクリレート系の材料をスピナー塗布し、２００〜２５０℃で熱硬化させ、オーバーコート層９５を形成する。
【０２８７】
本実施形態では、金属ＢＭとしてクロムを適用したが、樹脂ＢＭを用いてもよい。樹脂ＢＭの製造方法は、金属ＢＭと同様にパターニングを用いることができる。ＢＭが設けられた本発明の液晶表示装置をノーマリーホワイトモードに適用した場合、光漏れが解消され、コントラストが向上する。
【０２８８】
本実施形態では、顔料分散法を用い着色層（カラーフィルター）を形成するが、染色法、印刷法、電着法でもよい。
【０２８９】
本実施形態では、着色層（カラーフィルター）を形成する際、平滑性の改善のために、オーバーコート層を形成するが、低コスト化のために、オーバーコート層を形成しなくてもよい。
【０２９０】
[実施形態１０]
本明細書の発明を実施して形成されたＣＭＯＳ回路や画素部は様々な液晶表示装置（アクティブマトリクス型液晶ディスプレイ）に用いることができる。即ち、それら電気光学装置を表示部に組み込んだ電子機器全てに本明細書の発明を実施できる。
【０２９１】
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、プロジェクター（リア型またはフロント型）、ヘッドマウントディスプレイ（ゴーグル型ディスプレイ）、カーナビゲーション、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携帯型情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等）、ＤＶＤプレーヤー、電子遊戯機器などが挙げられる。それらの一例を図３０、図３１及び図３２に示す。
【０２９２】
図３０（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体２００１、画像入力部２００２、表示部２００３、キーボード２００４等を含む。本明細書の発明は画像入力部２００２、表示部２００３やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０２９３】
図３０（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６等を含む。本明細書の発明は表示部２１０２やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０２９４】
図３０（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、表示部２２０５等を含む。本発明は表示部２２０５やその他の信号制御回路に適用できる。
【０２９５】
図３０（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体２３０１、表示部２３０２、アーム部２３０３等を含む。本明細書の発明は表示部２３０２やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０２９６】
図３０（Ｅ）はプログラムを記録した記録媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレーヤーであり、本体２４０１、表示部２４０２、スピーカ部２４０３、記録媒体２４０４、操作スイッチ２４０５等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄｉｇｔｉａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＣＤ等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネットを行うことができる。本明細書の発明は表示部２４０２やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０２９７】
図３０（Ｆ）はデジタルカメラであり、本体２５０１、表示部２５０２、接眼部２５０３、操作スイッチ２５０４、受像部（図示しない）等を含む。本明細書の発明は表示部２５０２やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０２９８】
図３１（Ａ）はフロント型プロジェクターであり、投射装置２６０１、スクリーン２６０２等を含む。本明細書の発明は投射装置２６０１の一部を構成する後述の液晶表示装置２８０８やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０２９９】
図３１（Ｂ）はリア型プロジェクターであり、本体２７０１、投射装置２７０２、ミラー２７０３、スクリーン２７０４等を含む。本明細書の発明は投射装置２７０２の一部を構成する液晶表示装置２８０８やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０３００】
なお、図３１（Ｃ）は、図３１（Ａ）及び図３１（Ｂ）中における投射装置２６０１、投射装置２７０２の構造の一例を示した図である。投射装置２６０１、投射装置２７０２は、光源光学系２８０１、ミラー２８０２、ミラー２８０４〜２８０６、ダイクロイックミラー２８０３、プリズム２８０７、液晶表示装置２８０８、位相差板２８０９、投射光学系２８１０で構成される。投射光学系２８１０は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施形態は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単板式であってもよい。また、図３１（Ｃ）中において矢印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィルム、ＩＲフィルム等の光学系を設けてもよい。
【０３０１】
また、図３１（Ｄ）は、図３１（Ｃ）中における光源光学系２８０１の構造の一例を示した図である。本実施形態では、光源光学系２８０１は、リフレクター２８１１、光源２８１２、レンズアレイ２８１３、レンズアレイ２８１４、偏光変換素子２８１５、集光レンズ２８１６で構成される。なお、図２９（Ｄ）に示した光源光学系は一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するフィルム、ＩＲフィルム等の光学系を設けてもよい。
【０３０２】
ただし、図３１に示したプロジェクターにおいては、透過型の液晶表示装置を用いた場合を示しており、反射型の液晶表示装置での適用例は図示していない。
【０３０３】
図３２（Ａ）は携帯電話であり、本体２９０１、音声出力部２９０２、音声入力部２９０３、表示部２９０４、操作スイッチ２９０５、アンテナ２９０６等を含む。本明細書の発明は音声出力部２９０２、音声入力部２９０３、表示部２９０４やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０３０４】
図３２（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であり、本体３００１、表示部３００２、表示部３００３、記憶媒体３００４、操作スイッチ３００５、アンテナ３００６等を含む。本明細書の発明は表示部３００２、３００３やその他の信号回路に適用することができる。
【０３０５】
図３２（Ｃ）はディスプレイであり、本体３１０１、支持台３１０２、表示部３１０３等を含む。本明細書の発明は表示部３１０３に適用することができる。本発明のディスプレイは特に大画面化した場合において有利であり、対角１０インチ以上（特に３０インチ以上）のディスプレイには有利である。
【０３０６】
以上のように、本明細書の発明の適用範囲はきわめて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【０３０７】
【発明の効果】
本発明により、基板間隔のばらつきの小さく（セルギャップが均一で）、液晶分子のスイッチング方向が制御されたことを特徴とする広視野角表示のマルチドメイン垂直配向型の液晶表示装置を提供することができる。
【０３０８】
また、本発明の液晶表示装置の製造工程を用いた場合、ラビング工程を省略できる（ラビングレスを実現する）のと同時にスペーサ散布工程の省略も実現できる。
【０３０９】
さらに、本発明の液晶表示装置を用いた場合、安定なプレチルト角を得ることができるので、液晶プロジェクターのように液晶ライトバルブの画像を数十倍に拡大して表示する液晶ディスプレイを実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１における液晶表示装置の断面図及びサブピクセル内の液晶分子のディレクターを示す図。
【図２】実施形態２における液晶表示装置の断面図及びサブピクセル内の液晶分子のディレクターを示す図。
【図３】実施形態３における液晶表示装置の断面図及びサブピクセル内の液晶分子のディレクターを示す図。
【図４】実施形態４における液晶表示装置の断面図及びサブピクセル内の液晶分子のディレクターを示す図。
【図５】実施形態１から実施形態４における液晶表示装置の上面概略図。
【図６】図１の画素部の上面概略図。
【図７】図２の画素部の上面概略図。
【図８】図３の画素部の上面概略図。
【図９】図４の画素部の上面概略図。
【図１０】画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図１１】画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図１２】画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図１３】本発明の透過型の液晶表示装置を示す断面図。
【図１４】本発明の透過型の液晶表示装置を示す上面図。
【図１５】画素ＴＦＴを示す上面図。
【図１６】画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図、及び本発明の透過型の液晶表示装置を示す断面図。
【図１７】画素ＴＦＴを示す上面図。
【図１８】本発明の透過型の液晶表示装置を示す上面図。
【図１９】画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図２０】画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図２１】画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図２２】画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図２３】本発明の透過型の液晶表示装置を示す断面図。
【図２４】本発明の透過型の液晶表示装置を示す上面図。
【図２５】結晶質半導体層の作製工程を示す断面図。
【図２６】結晶質半導体層の作製工程を示す断面図。
【図２７】結晶質半導体層の作製工程を示す断面図。
【図２８】実施形態９における着色層（カラーフィルター）を含む対向基板の構成を示す図。
【図２９】本明細書における壁状のスペーサに関するテーパー角の定義。
【図３０】半導体装置の一例を示す図。
【図３１】投影型液晶表示装置の構成を示す図。
【図３２】携帯型情報端末の一例を示す図。
【図３３】従来の液晶表示装置の表示モードを示す図。
【発明の属する技術分野】
本発明は広視野角及び高速応答を実現する液晶表示装置の構成及びその製造方法に関する。さらに、本発明は、液晶電気光学装置の生産性向上のための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子を利用した液晶電気光学装置（以下、液晶表示装置と記す。）は、モバイルコンピュータ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、携帯電話、ヘッドマウントディスプレイ等の直視型の表示装置として、またフロントおよびリアプロジェクターの様なレンズ等の光学系により拡大表示を目的とする投射型の表示装置として開発が活発に行われている。
【０００３】
こうして、ＣＲＴの代替として、最近の液晶表示装置は液晶モニターの表示装置として用途が拡大するとともに大画面化が進んできている。
【０００４】
ここで一般的な液晶表示装置は、長細い構造で、長軸（長さ）方向と短軸（太さ）方向で２つの屈折率を有する液晶分子を表示媒体としている。このように２つの屈折率を有する媒体は一軸媒体といわれる。
【０００５】
液晶表示装置では、基板間の数μｍ程度の間隙中に、このような分子が固体のように分子間で強い結合をすることなく流動性を有している（液状で存在している）。
【０００６】
流動性を有する（液状である）ため外部からの作用（電界や磁界等）により液晶分子の配列状態を変えやすい。実際の液晶表示装置では、これらの液晶分子の振る舞いをマクロにみて、その配列状態を電界等の作用により制御することで、光学特性を変化させ表示を実現するものである。
【０００７】
従来、透過型の液晶表示装置で使用される液晶の配向モードとしては、液晶分子の配列が光の入射から出射方向に向かって９０°ツイスト配向したＴＮモード（ＴＮ液晶モード）を使用するのが一般的であった。
【０００８】
ＴＮモードの液晶表示装置は、液晶の配向方向を決めるため配向膜を形成後、ラビング等の処理を行う。そして上下の基板のラビング方向が直交するように構成される。この基板間に、ツイストの回転方向を決めるカイラル材を混入した液晶材料を注入することにより所定の方向にツイストする液晶表示装置が形成される。
【０００９】
この時、液晶中の液晶分子は、エネルギー的に最も安定な配列となるように基板面に対して、長軸を平行に配列し、ラビングの条件や配向膜の材料により基板面に対して、数度〜１０°前後の角度を持って配列する。
【００１０】
この角度はプレチルト角といわれ、この角度を確保することにより、電界印加時に液晶分子の長軸の両端部において、所定の端部を揃えて配列の変形が起こる。これにより動作時の配向が連続的となり、表示時のリバースチルトドメインという配向の欠陥を防ぐことができる。
【００１１】
ＴＮモードを採用した液晶表示装置では、液晶パネルの入射および出射側に偏光板を、その偏光軸が直交するように配置する。ここで偏光板には光に対する透過軸とこれと直交した吸収軸がある。
【００１２】
液晶が動作する電界を与えない場合は、液晶は初期のツイスト配向を維持している。これに外部より光を入射した場合を考える。
【００１３】
第一の偏光板を通過した光は直線偏光となり、この光が前記液晶パネルに入射される。この光はその偏光状態を保ったまま液晶中を進むが、その旋光性により液晶層を出る時には偏光の軸は９０°回転して出力する。つまり入射光の軸に対して９０°捩じられた直線偏光となっている。この直線偏光が第二の偏光板に入射される。この時第二の偏光板の透過軸と一致するため、光は第二の偏光板を通過し“明”状態となる。
【００１４】
次に、この液晶表示装置の液晶に電界を印加する場合を考える。
【００１５】
対向電極および画素電極間に電界を印加すると、基板界面付近の状態を除いて液晶分子は基板に概略垂直に配列するため、光の進行方向に対する屈折率は一様になり、入射した光はその性質を維持したまま通過することができる。
【００１６】
このため第一の偏光板を通して液晶パネルに入射された直線偏光は、その性質を保った状態で出射する。この出射光は第二の偏光板の吸収軸と一致するためここで吸収され“暗”状態を得ることができる。
【００１７】
しかし、このＴＮモードでは視野特性が悪いという問題がある。特定の視野角範囲外ではコントラスト特性が極端に劣化したり、階調が反転するという現象が発生する。
【００１８】
これは、電界により液晶分子の配向状態が基板面に対して垂直となるように配列が変形すると、観測者が液晶パネルを見る角度や方位によって、液晶媒体中を進む光の距離や、光の通過中の屈折率が変わることから、異なって光学変調される光を見るためである。
【００１９】
また、このＴＮモードでは基板界面近くの液晶は強い配向規制力を受けており、この近傍は初期配向状態がほぼ維持される。このため５Ｖ以上のかなり高い液晶の飽和電圧を印加しても、この近傍では液晶は垂直にはならない。
【００２０】
これらのことがＴＮモードの視野特性を狭くする要因として知られている。
【００２１】
パーソナルコンピュータ向けのモニター市場をターゲットとし、ＣＲＴと代替可能な液晶モニターの開発に注力されている。しかし、これを実現するためには、ＴＮモードに代表される現在の液晶表示モードの性能では十分だとは言い難い。ＴＮモードの最大の難点は、視野角特性にある。特に大画面化においては、視野角特性の改善が望まれている。
【００２２】
この課題を改善しうる液晶表示モードとして、垂直配向型の液晶モードが開発された。液晶の初期配向を基板に対して垂直とした液晶表示モードである。この垂直配向型の液晶モードとしては負の誘電率異方性を有する液晶を用いる。この液晶をネガ型液晶と呼ぶことができる。この場合も両基板上にある電極間に電界を印加することにより表示を実現する。
【００２３】
この垂直配向型の液晶モードは初期の配向状態が基板面に対して、基板界面からバルクの部分を含めて全体的に概略垂直であるため、“暗“状態、黒色の質が高く、高コントラストを実現することができる。また、ＴＮモードの様に界面近傍の影響を受けないため、視野特性は改善される。
【００２４】
ただし、黒や中間調表示において、ＴＮモードと同様に、観測者が液晶表示装置を見る角度や方位によって、液晶の媒体中を進む光の距離や、屈折率が異なる経路からの出射光を見ることに変わりなく、視野特性は十分とは云えない。
【００２５】
このため、画素に複数の配向状態を形成し、視野角を改善する方法が知られている。レジスト等でマスクしながら、パターンニング後に異なる方向にラビングすることを複数回繰り返すことでマルチドメインを形成する手法が用いられる（FPD Intelligence 1998，5，ｐ79）。
【００２６】
ＴＮモードの様な旋光性を利用する液晶表示モードでは、上記のようなラビングによる配向制御が一般的である。レジスト塗布、パターニング、ラビングという処理を複数回繰り返す工程の増加はあるが、従来のプロセスの延長として容易に適用できる点が利点となっている。
【００２７】
垂直配向型の液晶モードでも配向制御として同様な方法が可能である。
【００２８】
しかし、複屈折性を利用する液晶表示モードであるため若干のプレチルト角のバラツキが透過もしくは反射光量のバラツキとして目立つ。ラビング時のわずかな毛先のあたり方の差異により、スジ状の表示ムラとなり易い問題が有る。
【００２９】
特に投射型の液晶表示装置で拡大投影する場合、中間調表示におけるスジ状の表示ムラをいかに抑えるように配向制御できるかが重要な課題となっている。
【００３０】
直視型の液晶表示装置でも程度の差こそあれこの問題が有る。このため視野角を改善するためパターニングとラビングを複数回繰り返す処理は、現時点の配向膜、ラビング布の条件ではあまり良い制御方法とは云えない。
【００３１】
また、ラビング自体が、基板上の配向膜の表面を柔らかい毛で擦る処理のため発塵源となっている。さらに静電気の発生にともなう基板上の素子へのストレスや破壊への十分な対策を必要とする。
【００３２】
また、垂直配向型の液晶モードは配向膜をラビングしないと、液晶のプレチルト角が一方向に定まらず、液晶表示装置に電界を印可するとディスクリネーションが生じてしまう。
【００３３】
このため均一配向を実現し、ラビングを行わず液晶を配向させるという手法が一般的に模索されているが、特に垂直配向型の液晶モードではより緊急の課題であった。
【００３４】
この解決方法としては、例えば、「“Development of ａ Simple Process to Fabricate High-Ｑuality TFT-LCDs”Komaら, SID 96 Digest, Vol.XXVII, P-39, 1996 ,pp558−561」に電極にスリットを設けて電界の傾きを利用して配向させる手段が開示されている。
【００３５】
また、垂直配向型の液晶モードの量産に耐えうる新しい配向技術が開発された。図３３に基本構造を示す。例えば、「“Ａ Ｓuper-Ｈigh-Ｉmage-Ｑuality Multi-Domain Vertical Alignment LCD by New Rubbing-Less Technology”Ｔakedaら,SID９８ DIGEST, Vol.XXIX,41.1, 1998, pp1077−1080」には基板上に構造物を形成し、この構造物の液晶と接する面の傾斜や間隔、高さなどの物理的パラメータを調整し、さらに構造物の誘電率による電界の作用を併せることで配向を制御し液晶表示装置を作製する手段が開示されている。この新規の液晶表示モードを用いることにより、１６０°以上の視野特性を実現している。
【００３６】
図３３に示すように、アクティブマトリクス基板１及び対向基板２のＩＴＯ膜３（透明導電膜）上に構造物として微細加工された突起５のパターンが液晶分子の傾斜方向を決定しているため、配向膜４に対するラビングの工程が不要となる。突起５のパターンにより、負の誘電性異方性を有する液晶５（ネガ型液晶）が自動的に配向する。（ａ）は電界無印加時の液晶の配向状態（Off state）、（ｂ）は電界印加時の液晶の配向状態（On state）をそれぞれ表している。
【００３７】
しかし、上記の様な方法では、配向膜のラビング工程は必要がなくなるが、一方、液晶を配向させるための複雑な追加プロセスが必要となる。
【００３８】
【発明が解決しようとする課題】
ここでは、前記の問題点を解決することを課題とし、液晶パネル作製時の構造を利用することにより液晶の配向を実現し、大画面化が進んでも、基板間隔のばらつき（セルギャップムラ）の小さいマルチドメイン垂直配向型の液晶表示装置及びその製造方法を提供する。
【００３９】
特別な処理を追加することなく、ゴミの発生源となるラビング工程等を削減することができる構造として、プロセスの簡略化を図る。さらに、この構成を応用することにより視野特性の改善を図る。これにより表示品位が高く信頼性の高い製品を低価格で提供できる手段を提供する。
【００４０】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、まず、少なくとも一方が透明絶縁性の基板(透明性絶縁基板)からなる一対の基板のそれぞれに電極を設ける。さらに、この一対の基板には配向膜が設けられている。透明絶縁性の基板に設けられた配向膜を対向させておいて、前記一対の基板間の間隔を一定に保つためのギャップ保持材、ここでは壁状のスペーサ（壁状スペーサ）を形成し、一対の基板により液晶が挟持された液晶表示装置を作製する。前記液晶表示装置は、前記壁状のスペーサが傾斜した側面を有することにより、前記液晶のプレチルト角を制御し、液晶を配向させることを特徴とする。
【００４１】
壁状のスペーサの断面形状は、例えば、図２９（ａ）〜（ｆ）に示すようなものでよい。壁状のスペーサは対向もしくはアクティブマトリクス基板のいずれか一方もしくは両方に形成されるが、ここでは、そのいずれか一方の基板に注目した場合の断面を示す。図２９（ｄ）〜（ｆ）では、壁状のスペーサは図２９（ａ）〜（ｃ）の断面形状の上下が逆の状態（このような状態を逆テーパーと呼ぶ）で基板上に形成されている。図２９（ａ）〜（ｆ）に関して、セルギャップをｄとすると、セルギャップｄの５０％の高さに相当する傾斜した側面に引くことができる接線と基板面がなす角のうち鋭角となる角度を側面テーパー角θと定義する。図２９（ａ）と（ｄ）では、側面テーパー角θは基板面と傾斜した側面とがなす角と一致する。接線と基板の法線とがなす角をαとすると、θ＝９０°−αである。よって、基板の法線方向から、αだけ液晶が傾斜していることになる。側面テーパー角θが、７５．０°〜８９．９°の範囲に収まる壁状のスペーサであればよい。ただし、液晶の配向性に関しては、図２９（ａ）と（ｄ）の壁状のスペーサが最適である。また、図２９（ｂ）と（ｃ）と（ｅ）と（ｆ）の側面はへこんでいるといえるが、ふくらんだ形状のものでもよい。
【００４２】
また、本発明の液晶表示装置は、前記壁状のスペーサの傾斜した側面と電極の形状により、液晶を一定方向に配向させるものである。
【００４３】
また、配向膜は、液晶が基板に対し垂直に配向する垂直配向用の配向膜を用いることが好ましい。この場合、ラビング工程を省略することができる。
【００４４】
また、本発明の液晶表示装置は、基板間の間隔を一定に保つためのギャップ保持材、ここでは壁状のスペーサを形成した後に、壁状のスペーサ上に配向膜を形成してもよい。
【００４５】
図１〜図４のような傾斜した側面を有する壁状のスペーサを形成した液晶表示装置を用いることにより、液晶分子を一定方向に配向させる。図１〜図４の液晶分子の配向は、電界無印加時の概略図を示している。なお、液晶分子中の黒く示している部分は、対向基板に近い液晶分子の端部を示している。
【００４６】
本発明の液晶表示装置には、台形断面である壁状のスペーサを少なくとも一方の基板に配置する。この台形の側面テーパー角は、７５．０°〜８９．９°好ましくは８２°〜８７°の角度を有することが望ましい。電界無印加時には、液晶分子は、壁状のスペーサの傾斜した側面に規制力を受け、側面にほぼ平行に配向し、電界印加時には液晶分子は基板表面に平行に配向する。
【００４７】
つまり、この傾斜した側面を有する壁状のスペーサが形成された液晶表示装置を用いることにより、液晶分子のスイッチングする方向を制御できる。
【００４８】
前記壁状のスペーサはアクリル系、ポリイミド系、ポリイミドアミド系、エポキシ系の少なくとも一つを主成分とする有機系樹脂材料、もしくは酸化珪素、酸化窒化珪素のいずれか一種類の材料あるいはこれらの積層膜からなる無機系材料であることを特徴とする。
【００４９】
工業的に見て、この製造工程を用いた場合、ラビング工程に相当する配向処理を省くことができ、また、壁状のスペーサは基板の間隔（ギャップ）を保持する役割をもっているので、スペーサ散布工程の省略が可能となり、生産性が向上する。さらに、本発明の液晶表示装置においては基板上に形成された壁状のスペーサの均一性を検査するだけで、表示むらの発生を予測できる利点をも有している。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体例について図面を参照して説明する。本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００５１】
実施形態１における液晶表示装置の断面図を図１に示している。実施形態２における液晶表示装置の断面図を図２に示している。実施形態３における液晶表示装置の断面図を図３に示している。実施形態４における液晶表示装置の断面図を図４に示している。
【００５２】
図１〜図４の画素部の上面図を図５に示している。図５の液晶表示装置をＡ−Ａ’線で破断したものが図１〜図４に相当する。図５では壁状のスペーサ８５とソース電極８８を図示している。観測者から見た壁状のスペーサ８５の形状は、図５（ａ）-１，図５（ａ）-２，図５（ｂ），図５（ｃ）-１，図９（ｃ）-２，図５（ｄ），図５（ｅ）が可能であるが、本実施形態は、これらの形状に限定されるものではない。また、図５（ａ）-１，図５（ａ）-２，図５（ｄ）において、透明絶縁性の基板(透明性絶縁基板)と平行に切断されたスペーサの断面形状はストライプ状である。一方、図５（ｃ）-１，図５（ｅ）において、スペーサは分岐している（枝部を有している）。図５〜図９において、壁状のスペーサ８５−１は基板上に、壁状のスペーサ８５−２は対向基板上にそれぞれ形成されていることを意味している。Ｂ線内は一画素を示している。
【００５３】
図６は、図１の画素部の上面図であり、電圧無印加時における画素内の液晶分子のディレクターを示している。また、図６（ａ）-１，（ｃ）-１は、それぞれ図５（ａ）-１，（ｃ）-１のＢ線付近の拡大図である。８５−１は基板上の壁状のスペーサであり、８５−２は対向基板上の壁状のスペーサ８５−２である。図７は、図２の画素部の上面図であり、電圧無印加時における画素内の液晶分子のディレクターを示している。また、図７（ａ）-１，（ｃ）-１は、それぞれ図５（ａ）-１，（ｃ）-１のＢ線付近の拡大図である。８５−１は基板上に底面部が形成された壁状のスペーサであり、８５−２は対向基板上の壁状のスペーサ８５−２である。図８は、図３の画素部の上面図であり、電圧無印加時における画素内の液晶分子のディレクターを示している。また、図８（ｄ），（ｅ）は、それぞれ図５（ｄ），（ｅ）のＢ線付近の拡大図である。８５−１は基板上の壁状のスペーサであり、８８はソース電極８８である。図９は、図４の画素部の上面図であり、電圧無印加時における画素内の液晶分子のディレクターを示している。また、図９（ａ）-2，（ｂ）は、それぞれ図５（ａ）-２，（ｂ）のＢ線付近の拡大図である。８５−１は基板上の壁状のスペーサであり、８５−２は対向基板上の壁状のスペーサ８５−２である。
【００５４】
実施形態５では液晶表示装置の作製方法を図１０〜図１５に示している。実施形態６では液晶表示装置の作製方法を図１６〜図１８に示している。実施形態７では液晶表示装置の作製方法を図１９〜図２４に示している。
【００５５】
実施形態８では半導体層の結晶化方法を図２５〜図２７に示している。
【００５６】
実施形態９では、着色層（カラーフィルター）を含む対向基板を図２８に示している。実施形態１０では、本発明の薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＴＦＴ）回路によるアクティブマトリクス型液晶表示装置を組み込んだ半導体装置を図３０〜図３２に示している。
【００５７】
[実施形態１]（液晶表示装置の製造方法）
図１を用いて、本発明の液晶表示装置の製造方法について説明する。液晶表示装置を製造するためにアクティブマトリクス基板１１と対向基板１２を用いる。アクティブマトリクス基板１１は、実施形態５〜８で作成されたアクティブマトリクス基板を簡略化して図示したものである。対向基板１２は、アクティブマトリクス基板１１に対向して設けられる基板である。
【００５８】
対向基板１２とアクティブマトリクス基板１１にそれぞれ透明導電膜として酸化インジウム酸化スズ合金（Ｉｎ2Ｏ3―ＳｎＯ2；ＩＴＯ）、つまり、ＩＴＯ膜１７とＩＴＯ膜１３が形成されている。本実施形態では１７と１３にＩＴＯ膜を用いたが、１７と１３のうちいずれか一方が透明であって、１７と１３が導電膜であればよい。
【００５９】
本発明の液晶表示装置を単純マトリクス型液晶表示装置に用いる場合は、対向基板１２とアクティブマトリクス基板１１にそれぞれ設けられたＩＴＯ膜１７とＩＴＯ膜１３を互いに直交するようにストライプ状に形成する。
【００６０】
本発明の液晶表示装置をアクティブマトリクス型液晶表示装置に用いる場合は、対向基板１１の画素部を覆うようにＩＴＯ膜１７を形成し、アクティブマトリクス基板１１には各画素毎にパターニングされたＩＴＯ膜１３を形成する。
【００６１】
次に、アクティブマトリクス基板１１と対向基板１２に配向膜１４を形成し、焼成を行う。配向膜１４は、ＪＡＬＳ−２０２１（ＪＳＲ製）を利用する。配向膜１４はフレキソ印刷法により基板上に印刷する。配向膜１４の膜厚は焼成後の厚さで８０ｎｍ程度となるようにする。配向膜は８０℃のホットプレートでプリベークを行った後、２５０℃のクリーンオーブンで１．５時間焼成する。
【００６２】
本発明はラビング工程がなくても均一な液晶配向が得られものである。配向膜形成後のラビング工程は行わない。
【００６３】
次に、アクティブマトリクス基板１１及び対向基板１２に基板の間隔を保つギャップ保持材として壁状のスペーサ１５を形成する。まず、壁状のスペーサ１５はフォトリソグラフィ工程により所定の形状にかつ、所定の位置にパターニングする。所定の位置にパターニングができるように、アクティブマトリクス基板１１及び対向基板１２の四隅の内側には、それぞれマーカが設けられている。ギャップ保持材としては感光性アクリル材料を主成分とした材料のＮＮ７００（ＪＳＲ製）を利用している。ＮＮ７００をスピナーで基板全面に成膜する。膜厚は４．２μmとなるように設定している。ＮＮ７００を塗布、プリベークした後、パターニング用のマスクを用いてマスクアライナーで露光する。このあとＣＤ７００（富士フィルムレオーリン製）で現像を行い、乾燥させた基板に対し２５０℃、１時間焼成工程を行う。その結果、図１に示したような壁状のスペーサ１５を形成する。ＳＥＭ（Scanning electron microscope）観察を行ったところ、この高さは４μm程度である。
【００６４】
その後、ディスペンス描写法を用いて、対向基板１２にシール材（図示せず）を設ける。
【００６５】
シール材によって形成されたシールパターン（図示はせず）の幅は、重ね合わせ、熱プレス後、１．２〜１．５ｍｍになるように設定する。シールパターンには、その一部に注入口（図示せず）が設けられ、その注入口より液晶を注入する。シール材を塗布後、シール材を、９０℃、０．５時間程度で焼成する。
【００６６】
以上の工程を経たアクティブマトリクス基板１１と対向基板１２とを両基板に設けられたマーカが一致するように貼り合わせる。貼り合わせた一対の基板に対し、０．３〜１．０ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力を基板平面に垂直な方向にかつ基板全面に加え、同時にクリーンオーブンにて１６０℃、２時間程度、熱プレスにより接着させる。
【００６７】
そして、貼り合わせた一対の基板が冷却するのを待ってから、スクライバーとブレイカーによる分断を行う。
【００６８】
真空注入法で液晶を注入する。真空容器の中に分断後のパネルを準備し真空ポンプにより、真空容器の内部を1．３３×１０-5から1．３３×１０-7Ｐａ程度の真空状態にした後、注入口を負の誘電率異方性を有する液晶ＭＬＣ−２０３８（メルク製）が盛られた液晶皿に浸漬させる。負の誘電率異方性を有する液晶ＭＬＣ−２０３８の長軸が電界と平行に配向した状態の誘電率は４．０、その短軸が電界と平行に配向した状態の誘電率は９．０である。
【００６９】
次に、真空状態にある真空チャンバーを徐々に窒素でリークして大気圧に戻すとパネル内の気圧と大気圧との圧力差と液晶の毛細管現象の作用により液晶パネルの注入口から液晶が注入され、注入口側から徐々に反対側に液晶が進行し注入工程が完了する。負の誘電率異方性を有する液晶１６は、図１に示すように、壁状のスペーサを用いたので、一定のプレチルト角を有し、壁状のスペーサの傾斜した側面とほぼ平行に配向が制御されることが可能となった。図１中の負の誘電率異方性を有する液晶１６の黒く示したところは、その先端（端部）が対向基板１２の方に向いていることを示している。
【００７０】
シール材が形成されたシールパターンの内部が液晶で満たされたことを確認したら、液晶パネルの両面を加圧し、１５分後、余分な液晶をふきとり、加圧した状態で注入口（図示せず）に紫外線硬化型樹脂（図示せず）を塗布し、加圧を弱める。その際、紫外線硬化型樹脂が浸入する。この状態で紫外線照射（４〜１０ｍＷ／ｃｍ2、１２０秒間）により、紫外線硬化型樹脂を硬化させ、注入口の封止をおこなう。
【００７１】
次に、液晶パネルの表面及び端面に付着した液晶を有機溶媒、例えば、アセトン及びエタノールで洗浄する。その後、１３０℃、０．５時間程度で液晶を再配向させる。
【００７２】
その後、外部引出し配線（図示せず）にフレキシブルプリント配線板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ；ＦＰＣ）が接続される。次いで、液晶パネルの両面に偏光板が貼り付けられ、液晶表示装置が完成する。
【００７３】
本実施形態の液晶表示装置において電界無印加時は、壁状のスペーサの傾斜した側面の影響を受けて、その傾斜した側面とほぼ平行に液晶分子は配列する。電圧を印加すると、まず傾斜した側面とほぼ平行な方向にプレチルト角を有する傾斜した側面付近の液晶分子が基板と平行に配向し始める。そして、傾斜した側面付近以外の液晶分子もこれらの液晶分子の影響を受け、順次同じ方向へ配列しようとする。こうして、画素（Ａ1-Ａ1’）全体にわたって安定した配向が得られる。すなわち、壁状のスペーサを用いることにより、表示部全体の配向が制御される。
【００７４】
よって、図１のように、壁状のスペーサに対し液晶配向が対称になるため、広視野角表示のマルチドメイン垂直配向型の液晶表示装置を得ることができる。さらに壁状のスペーサを用いることで、基板の間隔のばらつき、すなわち、セルギャップのムラが少なくなる。
【００７５】
本発明では、壁状のスペーサの形成し易さからアクリル樹脂を用いたが、液晶よりも誘電率の小さい材料であれば特に限定されない。本発明で用いたアクリル樹脂ＮＮ７００の誘電率は、３．４である。上面部を平坦な形状となるようにした場合、対向側の基板を重ね合せた際に、液晶表示装置としての機械的な強度を確保できる。さらに、ノーマリーホワイトモードで黒色樹脂など遮光性機能を有する物質を含有するスペーサを用いた場合、スペーサ自身からの光漏れが解消され、コントラストが向上する。本明細書の壁状のスペーサにおいて、上面部とは壁状のスペーサの形成時、基板面(アクティブマトリクス基板又は対向基板上の面)から最も離れた壁状のスペーサの一面をいう。一方、後述する底面部とは壁状のスペーサの形成時、基板面(アクティブマトリクス基板又は対向基板上の面)に最も近接した壁状のスペーサの一面をいう。
【００７６】
予備実験として、ＩＴＯ膜を形成した２枚のガラス基板にＮＮ７００（膜厚４μm）を塗布し、ラビングした後、ラビング方向がアンチパラレルとなるように２枚のガラス基板をシール材で貼り合わせ、分断した。負の誘電率異方性を有する液晶ＭＬＣ−２０３８（メルク製）を注入口より注入し、プレチルト角を測定したところ、１．８〜２．７°であった。よって、ＮＮ７００の表面付近では液晶分子の長軸方向をその表面に対して概略平行となるように作用する配向規制力があることを確認した。
【００７７】
本実施形態の観測者から見た壁状のスペーサ８５の形状は、図５（ａ）-１と（ｃ）-１があげられる。図６（ａ）-１では、壁状のスペーサ８５−１と壁状のスペーサ８５−２により、配向の二分割化が可能となる。さらに、図６（ｃ）-１では、壁状のスペーサ８５−１と壁状のスペーサ８５−２が枝部をもっている、すなわち、分岐しているため、配向の二分割化以上（多分割化）が可能となる。
【００７８】
本実施形態では、壁状のスペーサのみで液晶のプレチルト角を制御し液晶を配向させたが、壁状のスペーサとスリットとの組み合わせにより、液晶のプレチルト角を制御し液晶を配向させてもよい。
【００７９】
本実施形態では、壁状のスペーサ１５をアクティブマトリクス基板１１及び対向基板１２にそれぞれ形成したが、図１のように、対向して形成された壁状のスペーサの斜辺同士がほぼ平行になるのであれば、壁状のスペーサをアクティブマトリクス基板１１又は対向基板１２のいずれか一方に形成しても良い。
【００８０】
本実施形態では、フォトリソ工程を形成したが、基板上のネガ型樹脂の塗布面の背面から露光する工程を用いてもよい。ネガ型樹脂は、光等の照射により、重合または架橋して現像液に不溶性又は難溶性となり、現像後まで基板の表面に残る感光性材料である。また、ドライエッチング法やプラズマエッチング法を用いても、前述の形状を有する壁状のスペーサの形成が可能である。
【００８１】
本実施形態では、壁状のスペーサを用いたが、柱状のスペーサを用いてその周辺に存在する液晶をマルチドメイン配向させてもよい。
【００８２】
本実施形態では、対向基板１２側にシール材を塗布したが、アクティブマトリクス基板１１側にシール材を塗布してもよい。
【００８３】
本実施形態では、ＪＳＲ製の配向膜ＪＡＬＳ−２０２１を用いたが、通常の垂直配向用の配向膜であれば特に限定されない。
【００８４】
本実施形態では、シール材の塗布の際、ディスペンス描写法を用いたが、スクリーン印刷法を用いてもよい。
【００８５】
本実施形態では、液晶注入法として浸漬法を用いたが、シールの注入口から液晶を注入する滴下注入法を用いてもよい。また、シールとして紫外線硬化型樹脂を用い、二枚の基板間に液晶を塗布し、重ね合わせ、シール処理を行ってもよい。この注入法はラミネート法と呼ばれている。
【００８６】
本実施形態では、シール材の材料としてエチルセルソルブを含有したエポキシ樹脂とフェノール硬化剤を用いたが、紫外線硬化性や熱硬化性を有する封止用の樹脂であれば特に限定されない。
【００８７】
本発明の液晶表示装置はアクティブマトリクス型液晶表示装置と単純マトリクス型液晶表示装置のいずれにおいても適用される。
【００８８】
[実施形態２]
実施形態１では、配向膜を塗布した後に壁状のスペーサを形成したが、本実施形態では、壁状のスペーサを形成した後に配向膜を塗布し、図２のような液晶表示装置を得る。
【００８９】
ＩＴＯ膜２３が設けられたアクティブマトリクス基板２１とＩＴＯ膜２７が設けられた対向基板２２にそれぞれギャップ保持材として壁状のスペーサ２５を形成する。その後、アクティブマトリクス基板２１及び対向基板２２に配向膜２４を塗布する。本実施形態では２７と２３にＩＴＯ膜を用いたが、２７と２３のうちいずれか一方が透明であって、２７と２３が導電膜であればよい。その後、アクティブマトリクス基板２１及び対向基板２２に配向膜２４を塗布する。
【００９０】
アクティブマトリクス基板２１の配向膜２４と対向基板２２の配向膜２４とを対向させておいて、一対の基板間に負の誘電率異方性を有する液晶２６を満たすことにより、図２のような液晶表示装置が得られる。アクティブマトリクス基板２１上の壁状のスペーサ２５に塗布された配向膜２８と対向基板２２上の壁状のスペーサ２５に塗布された配向膜２８により、負の誘電率異方性を有する液晶４６の配向を制御できる。
【００９１】
なお、本実施形態では壁状のスペーサ２５をアクティブマトリクス基板２１と対向基板２２に形成しているため、観測者から見た壁状のスペーサ８５の形状は、図５（ａ）−１、（ｃ）−１が望ましい。図７（ａ）-１では、壁状のスペーサ８５−１と壁状のスペーサ８５−２により、配向の２分割化が可能となる。さらに、図７（ｃ）-１では、壁状のスペーサ８５−１と壁状のスペーサ８５−２が枝部をもっているため、すなわち、分岐しているため、配向の２分割化以上（多分割化）が可能となる。
【００９２】
この液晶表示装置において電圧無印加時は、壁状のスペーサ２５上に配向膜２４があると液晶分子は配向膜に対しほぼ垂直に配向する。電圧を印加すると、まず壁状のスペーサ付近の液晶分子が基板と平行に配向し始める。そして、傾斜した側面付近以外の液晶分子もこれらの液晶分子の影響を受け、順次同じ方向へ配列しようとする。こうして、画素部（Ａ2-Ａ2’）全体にわたって安定した配向が得られる。すなわち、壁状のスペーサ２５を用いることにより、表示部全体の配向が制御される。
【００９３】
[実施形態３]
実施形態１とほぼ同様な方法で、図３のような液晶表示装置が得られる。本実施形態では、壁状のスペーサの傾斜した側面とソース配線（ソース電極）の側面に塗布された配向膜により、負の誘電率異方性を有する液晶を一定の方向に配向させることができる。
【００９４】
図３のように、まず、ＩＴＯ膜３３及びソース配線３８が設けられたアクティブマトリクス基板３１とＩＴＯ電極３３が設けられた対向基板３２にそれぞれ配向膜３４を形成する。本実施形態では３７と３３にＩＴＯ膜を用いたが、３７と３３のうちいずれか一方が透明であって、３７と３３が導電膜であればよい。さらに、アクティブマトリクス基板３１のＩＴＯ電極３３上に塗布された配向膜３４上にはギャップ保持材として壁状のスペーサ３５を形成する。
【００９５】
アクティブマトリクス基板３１の配向膜３４と対向基板３２の配向膜３４とを対向させておいて、一対の基板間に負の誘電率異方性を有する液晶３６を満たすことにより、図３のような液晶表示装置が得られる。壁状のスペーサ３５の傾斜した側面とソース配線３８の側面に塗布された配向膜により、負の誘電率異方性を有する液晶３６を一定の方向に制御できる。
【００９６】
なお、観測者から見た壁状のスペーサ８５の形状の一例は、図５（ｄ），図５（ｅ）があげられる。図８（ｄ）では、ソース配線８８と壁状のスペーサ８５−１により、配向の２分割化が可能となる。壁状のスペーサに対し、液晶分子が対称に配向するため、ソース線に対し左右対称な視野角特性が得られる。さらに、図８（ｅ）では、壁状のスペーサ８５−１が枝部をもっているため、すなわち、分岐しているため、配向の２分割化以上（多分割化）が可能となる。
【００９７】
本実施形態では、液晶分子が一定方向にプレチルトを持つためには、壁状のスペーサ３５をアクティブマトリクス基板３１に形成することが望ましい。対向基板３２に壁状のスペーサ３５を設ける場合はエッチングにより壁状のスペーサの底面部が上面部に比べ小さくなるようにするのが望ましい。
【００９８】
本実施形態の液晶表示装置において電圧無印加時は、壁状のスペーサ３５の傾斜した側面と、ソース配線３８の側面に塗布された配向膜３４の影響で、ソース配線３８と壁状のスペーサ３５に挟まれた領域の液晶分子が、ソース配線３８近傍と壁状のスペーサ３５近傍でプレチルトの違いはあるものの、基板の法線方向に対し同じ側に傾く。
【００９９】
電圧を印加すると、まず壁状のスペーサ３５の傾斜した側面付近の液晶分子とソース配線３８近傍の液晶分子が基板と平行に配向し始める。そして、壁状のスペーサ３５の傾斜した側面付近以外の液晶分子もこれらの液晶分子の影響を受け、順次同じ方向へ配列しようとする。こうして、画素部（Ａ3-Ａ3’）全体にわたって安定した液晶の配向が得られる。
【０１００】
このように、壁状のスペーサ３５の傾斜した側面とソース配線３８によりできた凸部の側面に塗布された配向膜により、負の誘電率異方性を有する液晶３６を一定の方向に配向させることができる。
【０１０１】
[実施形態４]
実施形態１では、隣り合う壁状のスペーサがその上面部と底面部が交互にするように配列させているが、図４のように隣り合う壁状のスペーサの上面部どうし底面部どうしがとなりあうように配列されても、広視野角表示のマルチドメイン垂直配向型液晶表示装置を得ることができる。
【０１０２】
図４は、まず、ＩＴＯ膜４３及びソース配線（ソース電極）４８が設けられたアクティブマトリクス基板４１とＩＴＯ膜４７が設けられた対向基板４２にそれぞれ配向膜４４を形成する。本実施形態では４７と４３にＩＴＯ膜を用いたが、４７と４３のうちいずれか一方が透明であって、４７と４３が導電膜であればよい。さらに、ＩＴＯ電極４３及びソース配線４８に塗布された配向膜４４にギャップ保持材として壁状のスペーサ４５を形成する。アクティブマトリクス基板４１の配向膜４４と対向基板４２の配向膜４４とを対向させておいて、一対の基板間に負の誘電率異方性を有する液晶４６を満たすことにより、図４のような液晶表示装置が得られる。電圧無印加時、アクティブマトリクス基板４１上に形成された壁状のスペーサ４５の側面により、負の誘電率異方性を有する液晶４６が一定の方向に配向が制御される。
【０１０３】
なお、観測者から見た壁状のスペーサ８５の形状は、図５（ａ）−２，図５（ｂ）, 図９（ｃ）-２（図５（ｃ）-１とは異なり、すべての壁状のスペーサが８５−１である。）があげられる。図９（ａ）-２では、隣り合う壁状のスペーサ８５−１により、配向の２分割化が可能となる。さらに、図９（ｃ）-２では、壁状のスペーサ８５−１が枝部をもっているため、すなわち、分岐しているため、配向の２分割化以上が可能となる。さらに、図９（ｂ）では、配向の４分割化が可能となる。本実施形態の液晶表示装置を用いた場合、壁状のスペーサと該壁状のスペーサとの間に液晶の境界面が生じる。
【０１０４】
特に、図５（ｂ）の形状の壁状のスペーサ８５を有する液晶表示装置には、ラミネート注入法が用いられる。図５（ｃ）の形状の壁状のスペーサ８５−１は、浸漬法を用いることができるように、図５（ｂ）の形状の壁状のスペーサを改良した一例である。
【０１０５】
本実施形態の液晶表示装置において電圧無印加時は、壁状のスペーサ４５上の液晶分子は壁状のスペーサ４５に対しほぼ平行に配向する。電圧を印加すると、まず壁状のスペーサ４５付近の液晶分子が基板と平行に配向し始める。そして、傾斜した側面付近以外の液晶分子もこれらの液晶分子の影響を受け、順次同じ方向へ配列しようとする。こうして、画素部（Ａ4-Ａ4’）全体にわたって安定した配向が得られる。すなわち、壁状のスペーサ４５を用いることにより、表示部全体の配向が制御される。
【０１０６】
本実施形態では、壁状のスペーサの形成する場所として、ＩＴＯ膜と同じ高さのソース配線を選んだが、特にこれに限定されない。
【０１０７】
本実施形態では、実施形態１、実施形態２と比べ、アクティブマトリクス基板４１あるいは対向基板４２のいずれか一方に壁状のスペーサ４５を形成すればよいので、壁状のスペーサのマスクが削減でき、工程が簡略化される。
【０１０８】
[実施形態５]（液晶表示装置の製造方法）
本発明で用いる透過型の液晶表示装置の作製方法を図１０〜図１５を参照して説明する。なお、図１０〜図１５に対応する部分には同じ符号を用いている。図１５中の鎖線Ｃ−Ｃ’は図１２中の鎖線Ｃ―Ｃ’で切断した断面図に対応している。また、図１５中の鎖線Ｄ−Ｄ’は図１２中の鎖線Ｄ―Ｄ’で切断した断面図に対応している。
【０１０９】
本実施形態における壁状のスペーサの配置は図１で示すものと対応している。かつ、図１のように配向膜を形成した後に壁状のスペーサを形成している。図１４の鎖線Ａ1−Ａ1'は図１の鎖線Ａ1−Ａ1'と対応している。図１では、液晶の配向に影響する要素が図示されている。
【０１１０】
アクティブマトリクス基板は、上面図の図１５に示すように、行方向に配置されたゲート配線と、列方向に配置されたソース配線４３９と、ゲート配線とソース配線の交差部近傍の画素ＴＦＴを有する画素部と、ｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴを有する駆動回路とを含む。ゲート配線は、行方向に配置されたゲート配線４７１とゲート電極４３６と４３８がコンタクトホールにより電気的に接続したものを指している。
【０１１１】
図１５において、ソース配線４３９とゲート電極４３６、ゲート電極４３８が同一層に形成されている。ゲート電極４３６、ゲート電極４３８は容量電極をかねている。ソース配線４３９とゲート電極４３６、ゲート電極４３８に接するように第一の層間絶縁膜（図１２の４６４）が形成されている。第一の層間絶縁膜上に第二の層間絶縁膜（図１２の４６５）が形成されている。さらに、第二の層間絶縁膜の上にゲート配線４７１、容量接続電極４７３、ドレイン電極４７２、ソース接続電極４７０が形成されている。
【０１１２】
透過型の液晶表示装置のため、ドレイン電極４７２に重なるように、画素電極４７４が形成されている。画素電極４７４は透明導電膜からなる。画素電極４７４は容量接続電極４７３、ドレイン電極４７２と重なるように形成されている。
【０１１３】
ゲート配線４７１は、ゲート電極４３６、ゲート電極４３８に対し、第一の層間絶縁膜と第二の層間絶縁膜を介して設けられている。図１５における画素構造においては、このゲート電極４３６、ゲート電極４３８は島状のパターンであり、ゲート電極となるだけでなく、前述のように隣りあう画素の保持容量を構成する電極の一つとなる役目をも果たしている。
【０１１４】
つまり、画素電極４７４の保持容量は島状半導体膜４０６を覆う絶縁膜を誘電体とする。画素電極４７４と容量接続電極４７３が電気的に接続する。さらに容量接続電極４７３と島状半導体膜４０６が電気的に接続する。これにより、島状半導体膜４０６が第一の容量電極として機能する。島状のゲート電極４３６、ゲート電極４３８が第二の容量電極として機能する。
【０１１５】
各画素間は、主に画素電極４７４の端部をソース配線４３９と重ね、遮光することが可能となる。
【０１１６】
本実施形態のアクティブマトリクス基板の作製工程を図１０〜図１２の断面図を参照して説明する。
【０１１７】
図１０（Ａ）に示すように、コーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスから成る基板４００上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜から成る下地膜４０１、下地膜４０２を形成する。例えば、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜４０１を１０〜２００nm（好ましくは５０〜１００nm）形成し、同様にＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化水素化シリコン膜４０２を５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０nm）の厚さに積層形成する。本実施形態では下地膜を２層構造として示したが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造として形成しても良い。
【０１１８】
島状半導体膜４０３〜４０６は、非晶質構造を有する半導体膜をレーザー結晶化法や公知の熱結晶化法を用いて作製した結晶質半導体膜で形成する。この島状半導体膜４０３〜４０６の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）合金などで形成すると良い。
【０１１９】
レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製するには、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザーやＹＡＧレーザー、ＹＶＯ4レーザーを用いる。これらのレーザーを用いる場合には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光学系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数３０Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜４００mJ/cm2(代表的には２００〜３００mJ/cm2)とする。また、ＹＡＧレーザーを用いる場合にはその第二高調波を用いパルス発振周波数１〜１０ｋＨｚとし、レーザーエネルギー密度を３００〜６００mJ/cm2(代表的には３５０〜５００mJ/cm2)とすると良い。そして幅１００〜１０００μｍ、例えば４００μｍで線状に集光したレーザー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率（オーバーラップ率）を８０〜９８％として行う。
【０１２０】
アクティブマトリクス基板のＴＦＴの活性層を形成する結晶質半導体膜の他の作製方法については、結晶質半導体膜を特開平７−１３０６５２号公報で開示されている触媒元素を用いて結晶化する方法がある。触媒元素を用いた結晶化法の詳細は実施形態８において図２５を参照して説明する。
【０１２１】
次いで、島状半導体膜４０３〜４０６を覆うゲート絶縁膜４０７を形成する。ゲート絶縁膜４０７はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとしてシリコンを含む絶縁膜で形成する。本実施形態では、１２０ｎｍの厚さの酸化窒化シリコン膜で形成する。勿論、ゲート絶縁膜はこのような酸化窒化シリコン膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。例えば、酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Orthosilicate）とＯ2とを混合し、反応圧力４０Pa、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度０．５〜０．８W/cm2で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化シリコン膜は、その後４００〜５００℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
【０１２２】
そして、ゲート絶縁膜４０７上にゲート電極を形成するための第一の導電膜４０８と第二の導電膜４０９とを形成する。本実施形態では、第一の導電膜４０８をＴａＮで５０〜１００ｎｍの厚さに形成し、第二の導電膜４０９をＷで１００〜３００ｎｍの厚さに形成する。
【０１２３】
Ｗ膜を形成する場合には、Ｗをターゲットとしたスパッタ法で形成する。その他に六フッ化タングステン（ＷＦ6）を用いる熱ＣＶＤ法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ膜中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。このことより、スパッタ法による場合、純度９９．９９９９％のＷターゲットを用い、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができる。
【０１２４】
なお、本実施形態では、第一の導電膜４０８をＴａＮ、第二の導電膜４０９をＷとしたが、いずれもＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。本実施形態以外の組み合わせとしては、第一の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）で形成し、第二の導電膜をＡｌとする組み合わせ、第一の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）で形成し、第二の導電膜をＣｕとする組み合わせなどがある。
【０１２５】
次に、レジストによるマスク４１１〜４１６を形成し、電極及び配線を形成するための第一のエッチング処理（図１０（Ｂ））を行う。本実施形態ではＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2を混合し、１Paの圧力でコイル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成して行う。基板側（試料ステージ）にも１００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。ＣＦ4とＣｌ2を混合した場合にはＷ膜及びＴａ膜とも同程度にエッチングされる。
【０１２６】
上記エッチング条件では、レジストによるマスクの形状を適したものとすることにより、基板側に印加するバイアス電圧の効果により第一の導電層及び第二の導電層の端部がテーパー部の角度が１５〜４５°のテーパー形状となる。ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。Ｗ膜に対する酸化窒化シリコン膜の選択比は２〜４（代表的には３）であるので、オーバーエッチング処理により、酸化窒化シリコン膜が露出した面は２０〜５０nm程度エッチングされることになる。こうして、第一のエッチング処理により第一の導電層と第二の導電層から成る第一の形状の導電層４２０〜４２５（第一の導電層４２０ａ〜４２５ａと第二の導電層４２０ｂ〜４２５ｂ）を形成する。４１８はゲート絶縁膜であり、第一の形状の導電層４２０〜４２５で覆われない領域は２０〜５０nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
【０１２７】
次に、図１０（Ｃ）に示すように第二のエッチング処理を行う。同様にＩＣＰエッチング法を用い、エッチングガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2を混合して、１Paの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ電力(13.56MHz)を供給し、プラズマを生成して行う。基板側（試料ステージ）には５０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、第一のエッチング処理に比べ低い自己バイアス電圧を印加する。このような条件によりＷ膜を異方性エッチングし、かつ、それより遅いエッチング速度で第一の導電層であるＴａＮを異方性エッチングして第二の形状の導電層４３４〜４３９（第一の導電層４３４ａ〜４３９ａと第二の導電層４３４ｂ〜４３９ｂ）を形成する。４２６はゲート絶縁膜であり、第二の形状の導電層４３４〜４３９で覆われない領域はさらに２０〜５０nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
【０１２８】
そして、第一のドーピング処理を行い、ｎ型を付与する不純物元素を低濃度中加速で添加する。ドーピングの方法はイオンドープ法若しくはイオン注入法で行えば良い。ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いる。この場合、導電層４３４〜４３８がｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に第一の不純物領域４２８〜４３２が形成される。本明細書では、第一の導電層（４３４ａ〜４３８ａ）であるＴａＮに覆われている不純物領域を第一の不純物領域（４２８〜４３２）と明記し、第一の導電層（４３４ａ〜４３８ａ）であるＴａＮに覆われていない不純物領域を第二の不純物領域（４４１〜４４５）と明記する。第一の不純物領域（４２８〜４３２）の濃度は２×１０16〜５×１０19atoms/cm3となるようにする。
【０１２９】
図１１（Ａ）に示すように第一の導電層（４３４ａ〜４３９ａ）であるＴａＮをマスクとして、ゲート絶縁膜をエッチングした。第一の導電層とゲート絶縁膜が重なり合っていない領域がエッチングにより除去される。その後ＮＭＰを主成分とする剥離液により図１０（Ｂ）に示すレジスト４１１〜４１６を剥離した。
【０１３０】
その後、図１１（Ｂ）に示すように、レジスト４４６〜４４８を形成し、第二のドーピング処理を行う。この場合、ｎ型を付与する不純物元素を低濃度高加速度で島状半導体膜に添加する。引き続きｎ型を付与する不純物元素を高濃度低加速度で島状半導体膜に添加する。このとき、画素ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴはレジストマスクで覆われている。これにより島状半導体膜に形成された第二の不純物領域（図１０（Ｃ）に示す４４１〜４４５）の外側に新たな不純物領域として、第三の不純物領域４５０〜４５８ができる。ゲート絶縁膜を介してｎ型の不純物元素が添加された領域は、不純物濃度が異なる第四の不純物領域（４６６〜４６７）が形成される。
【０１３１】
この段階で、第一の不純物領域（４２８、４３０、４３２）の濃度は２×１０16〜５×１０19atoms/cm3となるようにする。また第二の不純物領域（４４０、４４１、４４３、４４５）の濃度は１×１０16〜５×１０18atoms/cm3となるようにする。第三の不純物領域（４５０〜４５８）のｎ型不純物の濃度は１×１０20〜１×１０22atoms/cm3となるようにする。第四の不純物領域（４６６〜４６７）のｎ型不純物の濃度は第三の不純物領域の濃度と第二の不純物領域の濃度の間になる。
【０１３２】
そして、図１１（Ｃ）に示すように、レジスト４４６〜４４８を剥離後、レジスト４５９、レジスト４６０を形成する。レジスト４５９、レジスト４６０をマスクとして第三のドーピング処理をする。これにより、ｐ型を付与する不純物元素を島状半導体膜に注入し、ｐチャネル型ＴＦＴを形成する。島状半導体膜４０３に第五の不純物領域４６０〜４６１と第六の不純物領域４６２〜４６３を形成する。このとき、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する島状半導体層４０４、４０５、４０６はレジスト４５９〜４６０をマスクとして全面を被覆しておく。第五の不純物領域４６０〜４６１と第六の不純物領域４６２〜４６３は異なる濃度でリンが添加されている。本実施形態はジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法を用いる。ｐ型を付与する不純物元素の濃度はｎチャネル型ＴＦＴをｐチャネル型ＴＦＴに反転させるのに充分な量とする。この時、チャネル領域と第五の不純物領域４６０〜４６１までの距離が０．２μｍ程度の場合は、高濃度低加速で不純物をドーピングしても良い。チャネル領域と第五の不純物領域４６０〜４６１までの距離が大きい場合は、低濃度高加速の不純物ドーピングと高濃度低加速の不純物ドーピングを併用しても良い。
【０１３３】
以上の工程により、それぞれの島状半導体膜に不純物領域が形成される。島状半導体膜と重なる導電層４３４〜４３６、４３８がＴＦＴのゲート電極として機能する。４３９はソース配線、４３７は容量配線として機能する。
【０１３４】
次に、図１２（Ａ）に示すように、それぞれの島状半導体膜に添加された不純物元素を活性化する工程を行う。この工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。その他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することができる。熱アニール法では酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００〜７００℃、代表的には５００〜６００℃で行うものであり、本実施形態では５００℃で４時間の熱処理を行う。ただし、４３４〜４４０に用いた配線材料が熱に弱い場合には、配線等を保護するため層間絶縁膜（シリコンを主成分とする）を形成した後で活性化を行うことが好ましい。
【０１３５】
さらに、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、島状半導体層を水素化する工程を行う。この工程は熱的に励起された水素により半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行っても良い。
【０１３６】
次いで、図１２（Ｂ）に示すように、ゲート電極およびゲート絶縁膜上に第一の層間絶縁膜４６４を形成する。第一の層間絶縁膜は酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、またはこれらを組み合わせた積層膜で形成すれば良い。いずれにしても第一の層間絶縁膜４６４は無機絶縁物材料から形成する。第一の層間絶縁膜４６４の膜厚は１００〜２００ｎｍとする。
【０１３７】
ここで、酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法で、オルトケイ酸テトラエチル（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ Ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ：ＴＥＯＳ）とＯ2とを混合し、反応圧力４０Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１７６ＭＨｚ）電力密度０．５〜０．８Ｗ／ｃｍ2で放電させて形成することができる。酸化窒化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、ＮＨ3から作製される酸化窒化シリコン膜、またはＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜で形成すれば良い。この場合の作製条件は反応圧力２０〜２００Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（６０ＭＨｚ）電力密度０．１〜１．０Ｗ／ｃｍ2で形成することができる。また、ＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、Ｈ2から作製される酸化窒化水素化シリコン膜を適用しても良い。窒化シリコン膜も同様にプラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3から作製することが可能である。本実施形態では第一の層間絶縁膜４６４を酸化窒化シリコン膜から１００〜２００ｎｍの厚さで形成する。
【０１３８】
その後、有機絶縁物材料からなる第二の層間絶縁膜４６５を１．０〜２．０μｍの平均厚を有して形成する。有機樹脂材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用することができる。例えば、基板に塗布後、熱重合するタイプのポリイミドを用いる場合には、クリーンオーブンで３００℃で焼成して形成する。また、アクリルを用いる場合には、２液性のものを用い、主材と硬化剤を混合した後、スピナーを用いて基板全面に塗布した後、ホットプレートで８０℃で６０秒の予備加熱を行い、さらにクリーンオーブンで２５０℃で６０分焼成して形成することができる。
【０１３９】
このように、第二の層間絶縁膜を有機絶縁物材料で形成することにより、表面を良好に平坦化させることができる。また、有機樹脂材料は一般に誘電率が低いので、寄生容量を低減することができる。しかし、吸湿性があり保護膜としては適さないので、本実施形態のように、第一の層間絶縁膜４６４として形成した酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜などと組み合わせて用いる必要がある。
【０１４０】
その後、フォトマスクを用い、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの島状半導体膜に形成されたソース領域またはドレイン領域に達するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールの形成はドライエッチング法により行う。この場合、エッチングガスにＣＦ4、Ｏ2、Ｈｅの混合ガスを用い有機樹脂材料から成る第二の層間絶縁膜４６５をまずエッチングし、その後、続いてエッチングガスをＣＦ4、Ｏ2として第一の層間絶縁膜４６４をエッチングする。さらに、島状半導体層との選択比を高めるために、エッチングガスをＣＨＦ3に切り替えてゲート絶縁膜をエッチングすることにより、良好にコンタクトホールを形成することができる。
【０１４１】
そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、フォトマスクによりレジストをマスクとしてパターンを形成し、エッチングによってソース配線４２７、ソース配線４６７、ドレイン配線４６８〜４６９とドレイン電極４７２と、ソース接続電極４７０と容量接続電極４７３とゲート配線４７１を形成する。
【０１４２】
ここで、ドレイン電極４７２は後述する画素電極４７４と電気的に接続して機能するものである。容量接続電極４７３は保持容量５０４の電極として機能する島状半導体層４０６に電位を与える。ゲート配線４７１は上面図の図１５で詳細に説明したが、ゲート電極４３６、ゲート電極４３８とコンタクトホールにより電気的に接続するものである。なお、本実施形態の保持容量５０４は画素電極４７４と同一画素内にある。
【０１４３】
図１２では、導電性の金属膜としてＴｉ膜を５０〜１５０ｎｍの厚さで形成し、島状半導体膜のソース領域またはドレイン領域とコンタクトを形成し、Ｔｉ膜上に重ねてアルミニウム（Ａｌ）を３００〜４００ｎｍの厚さで形成し、さらにＴｉ膜または窒化チタン（ＴｉＮ）膜を１００〜２００ｎｍの厚さで形成して３層構造とする。この構成にすると、後述する画素電極４７４はドレイン電極４７２、容量接続電極４７３を形成するＴｉ膜のみと接触することになる。その結果、透明導電膜とＡｌとが反応するのを防止できる。
【０１４４】
その後、透明導電膜を全面に形成し、フォトマスクを用いたパターニング処理およびエッチング処理により画素電極４７４を形成する。画素電極４７４は、層間絶縁膜４６５上に形成され、画素ＴＦＴ５０３のドレイン電極４７２と、容量接続電極４７３と重なる部分を設け、接続構造を形成している。これにより、保持容量５０４の電極として機能する島状半導体膜４０６に電位が与えられる。
【０１４５】
透明導電膜の材料は、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）や酸化インジウム酸化スズ合金（Ｉｎ2Ｏ3―ＳｎＯ2；ＩＴＯ膜）などをスパッタ法や真空蒸着法などを用いて形成して用いることができる。このような材料のエッチング処理は塩酸系の溶液により行う。しかし、特にＩＴＯ膜のエッチングは残渣が発生しやすいので、エッチング加工性を改善するために酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ2Ｏ3―ＺｎＯ）を用いても良い。酸化インジウム酸化亜鉛合金は表面平滑性に優れ、ＩＴＯ膜に対して熱安定性にも優れているので、ドレイン配線４７２と容量接続配線４７３にＡｌを用いても、表面で接触するＡｌとの腐蝕反応を防止できる。同様に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）も適した材料であり、さらに可視光の透過率や導電率を高めるためにガリウム（Ｇａ）を添加した酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｇａ）などを用いることができる。
【０１４６】
この状態で水素化処理を行うとＴＦＴの特性向上に対して好ましい結果が得られる。例えば、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行うと良く、あるいはプラズマ水素化法を用いても同様の効果が得られた。島状半導体膜４０３〜４０６中の欠陥密度を１０16／ｃｍ3以下とすることが望ましく、そのために水素を０．０１〜０．１ａｔｏｍｉｃ％程度付与すれば良かった。
【０１４７】
以上のようにして、ｐチャネル型ＴＦＴ５０１、ｎチャネル型ＴＦＴ５０２を有する駆動回路部と、画素ＴＦＴ５０３、保持容量５０４とを有する画素部を同一基板上に形成することができる。本明細書中ではこのような基板をアクティブマトリクス基板と呼ぶ。
【０１４８】
本実施形態では、ゲート配線４７１を第二配線で形成し、ゲート電極４３６、４３８とコンタクトホールにより電気的に接続しているのが特徴である。つまり、ソース配線４３９とゲート電極４３６、ゲート電極４３８上に第一の層間絶縁膜４６４と第二の層間膜４６５だけを間にはさんで画素電極４７４が形成される。
【０１４９】
これはソース電極４３９上に画素電極４７４をオーバーラップできるという利点がある。
【０１５０】
本実施形態で示す工程に従えば、アクティブマトリクス基板の作製に必要なフォトマスクの数を７枚（島状半導体層パターン、第一配線パターン[ゲート電極、ソース配線、容量配線]、ｎチャネル領域のマスクパターン、ｐチャネル領域のマスクパターン、コンタクトホールパターン、第二配線パターン[ソース電極、ドレイン電極、容量の接続電極、ゲート配線を含む]、画素電極パターン）とすることができる。
【０１５１】
次に図１３のように透明絶縁性の基板５０７に透明導電膜としてＩＴＯ膜５０８を１２０ｎｍの厚さで形成する。寄生容量がつかないようにするために駆動回路部の上部のＩＴＯ膜はフォトマスクを用いたパターニング処理及びエッチング処理により除去する。ＩＴＯ膜５０８は対向電極として機能する。本明細書中ではこのような基板を対向基板と呼ぶ。
【０１５２】
垂直配向用の配向膜５０９、垂直配向用の配向膜５１０を８０ｎｍの厚さでアクティブマトリクス基板と対向基板に形成する。垂直配向用の配向膜はＳＥ１２１１（日産化学製）を用いる。
【０１５３】
さらに対向基板にＮＮ７００（ＪＳＲ製）を４．２μｍの厚さで塗布し、塗布、プリベークした後、パターニング用のマスクを用いてマスクアライナーで露光する。このあとＣＤ７００（富士フィルムレオーリン製）で現像を行い、乾燥させた基板に対し２５０℃、１時間焼成工程を行う。これにより４．０μｍの高さの壁状のスペーサ５０５を形成する。壁状のスペーサ５０５はソース配線４３９の上方に形成する。図１４の上面図に壁状のスペーサ５０５の形成位置を示す。図１４において図１５に対応する部分には同じ符号を用いている。
【０１５４】
さらにアクティブマトリクス基板にＮＮ７００（ＪＳＲ製）を４．２μｍの厚さで塗布し、塗布、プリベークした後、露光、現像を行い、乾燥させた基板に対し２５０℃、１時間焼成工程を行う。これにより４．０μｍの高さの壁状のスペーサ５０６を形成する。壁状のスペーサ５０６は画素電極４７４の上に形成する。ソース配線の上方に形成した壁状のスペーサ５０５と画素電極の上に形成した壁状のスペーサの距離が均等になるようにする。図１４の上面図に壁状のスペーサ５０６の形成位置を示す。図１４において図１５に対応する部分には同じ符号を用いている。
【０１５５】
その後、ディスペンス描写法を用いて、対向基板にシール材（図示せず）を設ける。シール材を塗布後、シール材を、９０℃、０．５時間程度で焼成する。
【０１５６】
以上の工程を経たアクティブマトリクス基板と対向基板を貼り合わせる。貼り合わせた一対の基板に対し、０．３〜１．０ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力を基板平面に垂直な方向にかつ基板全面に加え、同時にクリーンオーブンにて１６０℃、２時間程度、熱プレスにより接着させる。
【０１５７】
そして、貼り合わせた一対の基板が冷却するのを待ってから、スクライバーとブレイカーによる分断を行う。
【０１５８】
真空注入法で液晶５１１を注入する。真空容器の中に分断後のパネルを準備し真空ポンプにより、真空容器の内部を1．３３×１０-5〜1．３３×１０-7Ｐａ程度の真空状態にした後、注入口を負の誘電率異方性を有する液晶ＭＬＣ−２０３８（メルク製）が盛られた液晶皿に浸漬させる。
【０１５９】
次に、真空状態にある真空チャンバーを徐々に窒素でリークして大気圧に戻すとパネル内の気圧と大気圧との圧力差と液晶の毛細管現象の作用により液晶パネルの注入口から液晶が注入され、注入口側から徐々に反対側に液晶が進行し注入工程が完了する。
【０１６０】
シール材が形成されたシールパターンの内側（内部）が液晶で満たされたことを確認したら、液晶パネルの両面を加圧し、１５分後、余分な液晶をふきとり、加圧した状態で注入口（図示せず）に紫外線硬化型樹脂（図示せず）を塗布し、加圧を弱める。その際、紫外線硬化型樹脂が侵入する。この状態で紫外線照射（４〜１０ｍＷ／ｃｍ2、１２０秒間）により、紫外線硬化型樹脂を硬化させ、注入口封止をおこなう。
【０１６１】
次に、基板表面及び端面に付着した液晶を有機溶媒、例えば、アセトン及びエタノールで洗浄した。その後、１３０℃、０．５時間程度で液晶を再配向させる。
【０１６２】
その後、外部引出し配線（図示せず）にフレキシブルプリント配線板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ；ＦＰＣ）が接続される。次いで、アクティブマトリクス基板と対向基板に偏光板が貼り付けられ、液晶表示装置が完成する。
【０１６３】
液晶５１１は、図１と図１３に示すように、壁状のスペーサを用いたので、壁状のスペーサの傾斜した側面とほぼ平行に配向が制御されることが可能となる。対向する壁状のスペーサ５０５と壁状のスペーサ５０６の傾斜した側面は平行になるように形成されている。図１中の負の誘電率異方性を有する液晶１６の黒く示したところは、その先端が対向基板の方に向いていることを示している。
【０１６４】
本実施形態により液晶の配向の２分割化が可能となる。これにより左右対称の視野特性を持つ透過型の液晶表示装置が作製される。
【０１６５】
[実施形態６]（液晶表示装置の製造方法）
本発明で用いる透過型の液晶表示装置の作製方法を図１６〜図１８を参照して説明する。なお、図１６〜図１８において、対応する部分には同じ符号を用いている。本実施形態の画素部の上面図を図１７及び図１８に示す。図１６中の鎖線Ｅ−Ｅ’は図１７と図１８を鎖線Ｅ―Ｅ’で切断した断面図に対応している。
【０１６６】
本実施形態の液晶表示装置は図２で示す断面と対応している。かつ、図２のように壁状のスペーサの形成後に配向膜を形成している。図１８の鎖線Ａ2−Ａ2'は図２の鎖線Ａ2−Ａ2'と対応している。図２では、液晶の配向に影響する要素が図示されている。
【０１６７】
なお、本実施形態のアクティブマトリクス基板の作製工程は不純物の活性化工程、島状半導体膜の水素化工程まで（図１０（Ａ）〜図１２（Ａ）に示す）は、実施形態５に準じるので省略する。省略した工程において特徴的なことを列挙すると、以下の通りである。
【０１６８】
まず、ゲート電極を二層に分けて形成して、ゲート電極の膜厚差により、ｎ型の不純物を島状半導体層に添加するさいに、自己整合的に島状半導体層に第一の不純物領域と第二の不純物領域を設ける（図１０（Ｂ）、図１０（Ｃ））。これにより一枚のフォトマスクを用いて、二種類の濃度の不純物領域を形成することができる。
【０１６９】
次にゲート電極をマスクとしてゲート絶縁膜をエッチングする（図１１（Ａ））。
【０１７０】
さらに、ｎ型を付与する不純物元素を島状半導体膜に添加するさいに、画素ＴＦＴにおいては、レジストを設けてドーピングのマスクとすることで、島状半導体膜に第三の不純物領域を形成し、最終的には画素ＴＦＴにおいて第一の不純物領域〜第三の不純物領域が形成される。このとき、駆動回路部のｎチャネル型ＴＦＴについては、レジストを形成せず、島状半導体膜には第三の不純物領域と第四の不純物領域が形成される。このようにして駆動回路部のｎチャネル型ＴＦＴと画素ＴＦＴのｎチャネル型ＴＦＴの島状半導体膜の不純物濃度をつくりわける（図１１（Ｂ））。
【０１７１】
次に、本実施形態の透過型の液晶表示装置に対応するアクティブマトリクス基板の作製方法について図１６（１）と図１７を用いて説明する。
【０１７２】
まず、図１６（１）に示すように、ゲート電極およびゲート絶縁膜上に第一の層間絶縁膜６０１を形成する。第一の層間絶縁膜６０１は酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、またはこれらを組み合わせた積層膜で形成すれば良い。いずれにしても第一の層間絶縁膜６０１は無機絶縁物材料から形成する。第一の層間絶縁膜６０１の膜厚は１００〜２００ｎｍとする。
【０１７３】
ここで、酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法で、オルトケイ酸テトラエチル（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ Ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ：ＴＥＯＳ）とＯ2とを混合し、反応圧力４０Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１７６ＭＨｚ）電力密度０．５〜０．８Ｗ／ｃｍ2で放電させて形成することができる。酸化窒化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、ＮＨ3から作製される酸化窒化シリコン膜、またはＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜で形成すれば良い。この場合の作製条件は反応圧力２０〜２００Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（６０ＭＨｚ）電力密度０．１〜１．０Ｗ／ｃｍ2で形成することができる。また、ＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、Ｈ2から作製される酸化窒化水素化シリコン膜を適用しても良い。窒化シリコン膜も同様にプラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3から作製することが可能である。本実施形態では第一の層間絶縁膜６０１を酸化窒化シリコン膜から１００〜２００ｎｍの厚さで形成する。
【０１７４】
その後、有機絶縁物材料からなる第二の層間絶縁膜６０２を１．０〜２．０μｍの平均厚を有して形成する。有機樹脂材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用することができる。例えば、基板に塗布後、熱重合するタイプのポリイミドを用いる場合には、クリーンオーブンで３００℃で焼成して形成する。また、アクリルを用いる場合には、２液性のものを用い、主材と硬化剤を混合した後、スピナーを用いて基板全面に塗布した後、ホットプレートで８０℃で６０秒の予備加熱を行い、さらにクリーンオーブンで２５０℃で６０分焼成して形成することができる。
【０１７５】
このように、第二の層間絶縁膜を有機絶縁物材料で形成することにより、表面を良好に平坦化させることができる。また、有機樹脂材料は一般に誘電率が低いので、寄生容量を低減することができる。しかし、吸湿性があり保護膜としては適さないので、本実施形態のように、第一の層間絶縁膜６０１として形成した酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜などと組み合わせて用いる必要がある。
【０１７６】
その後、フォトマスクを用い、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの島状半導体膜に形成されたソース領域またはドレイン領域に達するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールの形成はドライエッチング法により行う。この場合、エッチングガスにＣＦ4、Ｏ2、Ｈｅの混合ガスを用い有機樹脂材料から成る第二の層間絶縁膜６０２をまずエッチングし、その後、続いてエッチングガスをＣＦ4、Ｏ2として第一の層間絶縁膜６０１をエッチングする。さらに、島状半導体膜との選択比を高めるために、エッチングガスをＣＨＦ3に切り替えてゲート絶縁膜をエッチングすることにより、良好にコンタクトホールを形成することができる。
【０１７７】
そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、フォトマスクによりレジストマスクパターンを形成し、エッチングによってソース配線６０３〜６０４と、ドレイン電極６０６〜６０７と接続電極６０５と接続電極６０８を形成する。
【０１７８】
ここで、接続電極６０５はソース配線６１０と島状半導体膜６１１を電気的に接続する。
【０１７９】
また、接続電極６０８は画素電極６０９と電気的に接続する。かつ、保持容量７０４の容量電極として機能する島状半導体膜６０９と電気的に接続して画素電極６０９と島状半導体膜６０９を同電位にする。
【０１８０】
なお、画素電極６０９と保持容量７０４は別画素に形成される。
【０１８１】
図１６では、導電性の金属膜として、Ｔｉ膜を５０〜１５０ｎｍの厚さで形成し、島状半導体層のソースまたはドレイン領域を形成する半導体膜とコンタクトを形成し、そのＴｉ膜上に重ねてアルミニウム（Ａｌ）を３００〜４００ｎｍの厚さで形成し、さらにＴｉ膜または窒化チタン（ＴｉＮ）膜を１００〜２００ｎｍの厚さで形成して３層構造とする。
【０１８２】
その後、透明導電膜を全面に形成し、フォトマスクを用いたパターニング処理およびエッチング処理により画素電極６０９を形成する。画素電極６０９は、層間絶縁膜６０２上に形成され、画素ＴＦＴ７０３の接続電極６０８と一部が重なり、接続構造を形成している。
【０１８３】
透明導電膜の材料は、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）や酸化インジウム酸化スズ合金（Ｉｎ2Ｏ3―ＳｎＯ2；ＩＴＯ膜）などをスパッタ法や真空蒸着法などを用いて形成して用いることができる。このような材料のエッチング処理は塩酸系の溶液により行う。しかし、特にＩＴＯ膜のエッチングは残渣が発生しやすいので、エッチング加工性を改善するために酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ2Ｏ3―ＺｎＯ）を用いても良い。酸化インジウム酸化亜鉛合金は表面平滑性に優れ、ＩＴＯ膜に対して熱安定性にも優れているので、接続電極６０８にＡｌを用いても、表面で接触するＡｌとの腐蝕反応を防止できる。同様に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）も適した材料であり、さらに可視光の透過率や導電率を高めるためにガリウム（Ｇａ）を添加した酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｇａ）などを用いることができる。本実施形態では、酸化インジウム酸化亜鉛合金膜を１２０ｎｍの厚さで形成する。
【０１８４】
この状態で水素化処理を行うとＴＦＴの特性向上に対して好ましい結果が得られた。例えば、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行うと良く、あるいはプラズマ水素化法を用いても同様の効果が得られた。島状半導体膜４０３〜４０６中の欠陥密度を１０16／ｃｍ3以下とすることが望ましく、そのために水素を０．０１〜０．１ａｔｏｍｉｃ％程度付与すれば良かった。
【０１８５】
以上のようにして、ｐチャネル型ＴＦＴ７０１とｎチャネル型ＴＦＴ７０２を有する駆動回路部と、画素ＴＦＴ７０３、保持容量７０４とを有する画素部を同一基板上に形成することができる。本明細書中ではこのような基板をアクティブマトリクス基板と呼ぶ。
【０１８６】
本実施形態では、第一配線としてゲート配線６１２〜６１４と、容量配線６１５とソース配線６１０を同一層に形成して、ゲート配線とソース配線が交差しないように接続電極６０５を用いて、ソース配線を島状半導体層６１１と電気的に接続しているところが特徴である。
【０１８７】
本実施形態で示す工程に従えば、アクティブマトリクス基板の作製に必要なフォトマスクの数を７枚（島状半導体層パターン、第一配線パターン[ゲート配線、ソース配線、容量配線]、ｎチャネル領域のマスクパターン、ｐチャネル領域のマスクパターン、コンタクトホールパターン、第二配線パターン[接続電極]、画素電極パターン）とすることができる。
【０１８８】
上面図を用いて説明すると、アクティブマトリクス基板には、図１７に示すように、行方向に配置されたゲート配線６１４及び容量配線６１５と、列方向に配置されたソース配線と、ゲート配線６１４とソース配線の交差部近傍の画素ＴＦＴを有する画素部がある。
【０１８９】
ただし、図１７におけるソース配線は、列方向に配置された島状のソース配線６１０と接続電極６０５とが接続したものを指している。なお、島状のソース配線６１０は、ゲート配線６１４（ゲート電極６１２とゲート電極６１３を含む）及び容量配線６１５と同様にゲート絶縁膜（図示せず）の下部に形成されたものである。
【０１９０】
ゲート電極６１２〜６１３及びゲート配線６１４の上に接するように第一の層間絶縁膜が形成される。さらに第一の層間絶縁膜の上に第二の層間絶縁膜が形成されている。第二の層間絶縁膜の上に接続電極６０５と接続電極６０８が形成されている。
【０１９１】
島状のソース配線６１０と接続電極６０５はコンタクトホール６１６〜６１７で電気的に接続する。かつ、接続電極６０５は島状半導体膜６１１のソース領域と電気的に接続する。これによりソース配線６１０と島状半導体膜６１１のソース領域が電気的に接続される。
【０１９２】
接続電極６１１はコンタクトホール６１９により島状半導体膜６１１のドレイン領域と電気的に接続する。かつ、接続電極６１１はコンタクトホール６２０により容量電極として機能する島状半導体層６０９と電気的に接続する。接続電極６１１は後述する画素電極６０９と重なるように形成されているため、これにより容量電極として機能する島状半導体層６０９が画素電極６０９と同電位になる。
【０１９３】
隣接する画素との電気的な短絡を防ぐように、接続電極６０８の一部と直接重なるように透明導電膜からなる画素電極６０９が設けられている。
【０１９４】
本実施形態では画素電極６０９とゲート配線６１４を層間絶縁膜を間にはさんで重なり合うようなパターンにする。しかし、画素電極とゲート電極の間にできる寄生容量を減らすために、画素電極をゲート配線の内側に形成することも可能である。
【０１９５】
このような構成とすることによって、各画素間は、主に画素電極６０９の端部を島状のソース配線６１０やゲート配線６１４と重ねることにより遮光することができる。
【０１９６】
実施形態６に比べ、画素電極６０９が島状のソース配線６１０だけでなく、容量配線６１５、ゲート配線６１４と重なり合うようにすることができるため、画素電極の面積を大きくでき、開口率が高くなる。
【０１９７】
次に、図１６（２）のように透明絶縁性の基板５２０に透明導電膜としてＩＴＯ膜５２１を１２０ｎｍの厚さで形成する。寄生容量がつかないようにするために駆動回路部の上部のＩＴＯ膜はフォトマスクを用いたパターニング処理及びエッチング処理により除去する。ＩＴＯ膜５２１は対向電極として機能する。本明細書中ではこのような基板を対向基板と呼ぶ。
【０１９８】
さらに対向基板にＮＮ７００（ＪＳＲ製）を４．２μｍの厚さで塗布し、塗布、プリベークした後、露光、現像を行い、乾燥させた基板に対し２５０℃、１時間焼成工程を行う。これにより４．０μｍの高さの壁状のスペーサ５１２を形成する。壁状のスペーサ５１２はソース配線６１０の上方に形成する。図１８の上面図に壁状のスペーサ５１２の形成位置を示す。実施形態５と異なるのは本実施例では配向膜形成前に壁状のスペーサを形成していることである。図１８において図１７に対応する部分には同じ符号を用いている。
【０１９９】
さらにアクティブマトリクス基板にＮＮ７００（ＪＳＲ製）を４．２μｍの厚さで塗布し、塗布、プリベークした後、露光、現像を行い、乾燥させた基板に対し２５０℃、１時間焼成工程を行う。これにより４．０μｍの高さの壁状のスペーサ５１３を形成する。壁状のスペーサ５０６は画素電極６０９の上に形成する。
【０２００】
図１８の上面図に壁状のスペーサ５０６の形成位置を示す。ソース配線６１０の上方に形成した壁状のスペーサ５１２と画素電極の上に形成した壁状のスペーサ５１３の距離が均等になるようにする。
【０２０１】
垂直配向用の配向膜５２２、垂直配向用の配向膜５２３を８０ｎｍの厚さでアクティブマトリクス基板と対向基板に形成する。垂直配向用の配向膜はＳＥ１２１１（日産化学製）を用いる。
【０２０２】
その後、ディスペンス描写法を用いて、対向基板にシール材（図示せず）を設ける。シール材を塗布後、シール材を、９０℃、０．５時間程度で焼成する。
【０２０３】
以上の工程を経たアクティブマトリクス基板と対向基板を貼り合わせる。貼り合わせた一対の基板に対し、０．３〜１．０ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力を基板平面に垂直な方向にかつ基板全面に加え、同時にクリーンオーブンにて１６０℃、２時間程度、熱プレスにより接着させる。
【０２０４】
そして、貼り合わせた一対の基板が冷却するのを待ってから、スクライバーとブレイカーによる分断を行う。
【０２０５】
真空注入法で液晶を注入する。真空容器の中に分断後のパネルを準備し真空ポンプにより、真空容器の内部を1．３３×１０-5〜1．３３×１０-7Ｐａ程度の真空状態にした後、注入口を負の誘電率異方性を有する液晶ＭＬＣ−２０３８（メルク製）が盛られた液晶皿に浸漬させる。
【０２０６】
次に、真空状態にある真空チャンバーを徐々に窒素でリークして大気圧に戻すとパネル内の気圧と大気圧との圧力差と液晶の毛細管現象の作用により液晶パネルの注入口から液晶が注入され、注入口側から徐々に反対側に液晶が進行し注入工程が完了する。
【０２０７】
シール材が形成されたシールパターンの内側（内部）が液晶５２４で満たされたことを確認したら、液晶パネルの両面を加圧し、１５分後、余分な液晶をふきとり、加圧した状態で注入口（図示せず）に紫外線硬化型樹脂（図示せず）を塗布し、加圧を弱める。その際、紫外線硬化型樹脂が侵入する。この状態で紫外線照射（４〜１０ｍＷ／ｃｍ2、１２０秒間）により、紫外線硬化型樹脂を硬化させ、注入口の封止をおこなう。
【０２０８】
次に、液晶パネルの表面及び端面に付着した液晶を有機溶媒、例えば、アセトン及びエタノールで洗浄する。その後、１３０℃、０．５時間程度で液晶を再配向させる。
【０２０９】
その後、外部引出し配線（図示せず）にフレキシブルプリント配線板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ；ＦＰＣ）が接続される。次いで、アクティブマトリクス基板と対向基板に偏光板が貼り付けられ、液晶表示装置が完成する。
【０２１０】
図２と図１６（２）に示すように、配向膜を壁状のスペーサ上に形成したので、液晶は、壁状のスペーサの傾斜した側面とほぼ垂直に配向が制御されることが可能となる。図１６（２）中の対向する壁状のスペーサ５１２と壁状のスペーサ５１３の傾斜した側面は平行になるように形成されている。図２中の負の誘電率異方性を有する液晶１６の黒く示したところは、その先端が対向基板の方に向いていることを示している。
【０２１１】
本実施形態では液晶の配向が２分割化されている。これにより左右対称の視野特性を持つ透過型の液晶表示装置が作製される。
【０２１２】
[実施形態７]（液晶表示装置の製造方法）
本実施形態では、本発明で用いる透過型の液晶表示装置に対応するアクティブマトリクス基板の作製方法について図１９〜図２２（図２１（Ｃ）を除く）と図２４を参照して説明する。
【０２１３】
また、本発明を反射型の液晶表示装置に用いるときのアクティブマトリクス基板の作製方法について、図１９〜図２１（Ｃ）を用いて説明する。
【０２１４】
透過型の液晶表示装置に対応するアクティブマトリクス基板を用いて、透過型の液晶表示装置を作製する方法について図２３と図２４を参照して説明する。
【０２１５】
本実施形態における壁状のスペーサの配置は図３で示すものと対応している。つまり画素電極に設けられた壁状のスペーサの傾斜した側面とソース配線に塗布された配向膜により、液晶の配向方向を制御する。
【０２１６】
図２４の鎖線Ａ3−Ａ3'は図３の鎖線Ａ3−Ａ3'と対応している。図３では液晶の配向に影響する要素が図示されている。
【０２１７】
本実施形態で作製する透過型の液晶表示装置の画素部の上面図を図２４に示す。図２２と図２３中の鎖線Ｆ−Ｆ’は図２４中の鎖線Ｆ−Ｆ’で切断した断面図に対応している。
【０２１８】
なお、図１９〜図２４に対応する部分には同じ符号を用いている。
【０２１９】
まず、アクティブマトリクス基板の作製方法について図１９〜図２２を用いて説明する。ここでは、画素部の画素ＴＦＴおよび保持容量と、画素部の周辺に設けられる駆動回路のＴＦＴを同時に作製する方法について工程に従って詳細に説明する。
【０２２０】
図１９（Ａ）において、基板１０１にはコーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板の他に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）など光学的異方性を有しないプラスチック基板を用いることができる。ガラス基板を用いる場合には、ガラス歪み点よりも１０〜２０℃程度低い温度であらかじめ熱処理しておいても良い。
【０２２１】
そして、基板１０１のＴＦＴを形成する表面に、基板１０１からの不純物拡散を防ぐために、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜から成る下地膜１０２を形成する。例えば、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜１０２ａを１０〜２００nm（好ましくは５０〜１００nm）、同様にＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化水素化シリコン膜１０２ｂを５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０nm）の厚さに積層形成する。
【０２２２】
ここでは下地膜１０２を２層構造として示したが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させて形成しても良い。
【０２２３】
酸化窒化シリコン膜は従来の平行平板型のプラズマＣＶＤ法を用いて形成する。酸化窒化シリコン膜１０２ａは、ＳｉＨ4を１０SCCM、ＮＨ3を１００SCCM、Ｎ2Ｏを２０SCCMとして反応室に導入し、基板温度３２５℃、反応圧力４０Pa、放電電力密度０．４１W/cm2、放電周波数６０MHzとした。一方、酸化窒化水素化シリコン膜１０２ｂは、ＳｉＨ4を５SCCM、Ｎ2Ｏを１２０SCCM、Ｈ2を１２５SCCMとして反応室に導入し、基板温度４００℃、反応圧力２０Pa、放電電力密度０．４１W/cm2、放電周波数６０MHzとした。これらの膜は、基板温度を変化させ、反応ガスの切り替えのみで連続して形成することもできる。
【０２２４】
このようにして作製した酸化窒化シリコン膜１０２ａは、密度が９．２８×１０22/cm3であり、フッ化水素アンモニウム（ＮＨ4ＨＦ2）を７．１３％とフッ化アンモニウム（ＮＨ4Ｆ）を１５．４％含む混合溶液（ステラケミファ社製、商品名ＬＡＬ５００）の２０℃におけるエッチング速度が約６３nm/minと遅く、緻密で硬い膜である。このような膜を下地膜に用いると、この上に形成する半導体層にガラス基板からのアルカリ金属元素が拡散するのを防ぐのに有効である。
【０２２５】
次に、２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで非晶質構造を有する半導体層１０３ａを、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などの公知の方法で形成する。例えば、プラズマＣＶＤ法で非晶質シリコン膜を５５ｎｍの厚さに形成する。非晶質構造を有する半導体膜には、非晶質半導体層や微結晶半導体膜があり、非晶質シリコンゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良い。また、下地膜１０２と非晶質半導体層１０３ａとは両者を連続形成することも可能である。
【０２２６】
例えば、前述のように酸化窒化シリコン膜１０２ａと酸化窒化水素化シリコン膜１０２ｂをプラズマＣＶＤ法で連続して成膜後、反応ガスをＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、Ｈ2からＳｉＨ4とＨ2或いはＳｉＨ4のみに切り替えれば、一旦大気雰囲気に晒すことなく連続形成できる。その結果、酸化窒化水素化シリコン膜１０２ｂの表面の汚染を防ぐことが可能となり、作製するＴＦＴの特性バラツキやしきい値電圧の変動を低減させることができる。
【０２２７】
そして、結晶化の工程を行い非晶質半導体層１０３ａから結晶質半導体層１０３ｂを作製する。その方法としてレーザーアニール法や熱アニール法（固相成長法）、またはラピットサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することができる。前述のようなガラス基板や耐熱性の劣るプラスチック基板を用いる場合には、特にレーザーアニール法を適用することが好ましい。ＲＴＡ法では、赤外線ランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプなどを光源に用いる。或いは特開平７−１３０６５２号公報で開示された技術に従って、触媒元素を用いる結晶化法で結晶質半導体層１０３ｂを形成することもできる。結晶化の工程ではまず、非晶質半導体層が含有する水素を放出させておくことが好ましく、４００〜５００℃で１時間程度の熱処理を行い含有する水素量を５atom％以下にしてから結晶化させると膜表面の荒れを防ぐことができるので良い。
【０２２８】
また、プラズマＣＶＤ法で非晶質シリコン膜の形成工程において、反応ガスにＳｉＨ4とアルゴン（Ａｒ）を用い、成膜時の基板温度を４００〜４５０℃として形成すると、非晶質シリコン膜の含有水素濃度を５atomic%以下にすることもできる。このような場合において水素を放出させるための熱処理は不要となる。
【０２２９】
結晶化をレーザーアニール法にて行う場合には、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザーやアルゴンレーザーをその光源とする。パルス発振型のエキシマレーザーを用いる場合には、レーザー光を線状に加工してレーザーアニールを行う。レーザーアニール条件は実施者が適宣選択するものであるが、例えば、レーザーパルス発振周波数３０Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜５００mJ/cm2(代表的には３００〜４００mJ/cm2)とする。そして線状ビームを基板全面に渡って照射し、この時の線状ビームの重ね合わせ率（オーバーラップ率）を８０〜９８％として行う。このようにして図１９（Ｂ）に示すように結晶質半導体層１０３ｂを得ることができる。
【０２３０】
そして、結晶質半導体層１０３ｂ上に第一のフォトマスク（ＰＭ１）を用い、フォトリソグラフィーの技術を用いてレジストパターンを形成し、ドライエッチングによって結晶質半導体層を島状に分割し、図１９（Ｃ）に示すように島状半導体層１０４〜１０８を形成する。結晶質シリコン膜のドライエッチングにはＣＦ4とＯ2の混合ガスを用いる。
【０２３１】
このような島状半導体層に対し、ＴＦＴのしきい値電圧（Ｖth）を制御する目的でｐ型を付与する不純物元素を１×１０16〜５×１０17atoms／cm3程度の濃度で島状半導体層の全面に添加しても良い。半導体に対してｐ型を付与する不純物元素には、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）など周期律表第一３族の元素が知られている。その方法として、イオン注入法やイオンドープ法（或いはイオンシャワードーピング法）を用いることができるが、大面積基板を処理するにはイオンドープ法が適している。イオンドープ法ではジボラン（Ｂ2Ｈ6）をソースガスとして用いホウ素（Ｂ）を添加する。このような不純物元素の注入は必ずしも必要でなく省略しても差し支えないが、特にｎチャネル型ＴＦＴのしきい値電圧を所定の範囲内に収めるために好適に用いる手法である。
【０２３２】
ゲート絶縁膜１０９はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、膜厚を４０〜１５０ｎｍとしてシリコンを含む絶縁膜で形成する。本実施形態では、１２０ｎｍの厚さで酸化窒化シリコン膜から形成する。また、ＳｉＨ4とＮ2ＯにＯ2を添加させて作製された酸化窒化シリコン膜は、膜中の固定電荷密度が低減されているのでこの用途に対して好ましい材料となる。勿論、ゲート絶縁膜はこのような酸化窒化シリコン膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。例えば、酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法で、オルトケイ酸テトラエチル（Tetraethyl Orthosilicate：ＴＥＯＳ）とＯ2とを混合し、反応圧力４０Pa、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度０．５〜０．８W/cm2で放電させて形成することができる。このようにして作製された酸化シリコン膜は、その後４００〜５００℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
【０２３３】
そして、図１９（Ｄ）に示すように、ゲート絶縁膜１０９上にゲート電極を形成するための耐熱性導電層を形成する。耐熱性導電層は単層で形成しても良いが、必要に応じて二層あるいは三層といった複数の層から成る積層構造としても良い。例えば、ゲート電極にはこのような耐熱性導電性材料を用い、導電性の窒化物金属膜から成る導電層（Ａ）１１０と金属膜から成る導電層（Ｂ）１１１とを積層した構造とすると良い。導電層（Ｂ）１１１はＴａ、Ｔｉ、Ｗから選ばれた元素、または前記元素を成分とする合金か、前記元素を組み合わせた合金膜で形成すれば良く、導電層（Ａ）１１０は窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化タングステン（ＷＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）膜などで形成する。また、導電層（Ａ）１１０はタングステンシリサイド、チタンシリサイドを適用しても良い。導電層（Ｂ）１１１は低抵抗化を図るために含有する不純物濃度を低減させることが好ましく、特に酸素濃度に関しては３０ｐｐｍ以下とすると良い。例えば、Ｗは酸素濃度を３０ｐｐｍ以下とすることで２０μΩｃｍ以下の比抵抗値を実現することができた。
【０２３４】
導電層（Ａ）１１０は１０〜５０ｎｍ（好ましくは２０〜３０ｎｍ）とし、導電層（Ｂ）１１１は２００〜４００ｎｍ（好ましくは２５０〜３５０ｎｍ）とすれば良い。Ｗをゲート電極として形成する場合には、Ｗをターゲットとしたスパッタ法で、Ａｒガスと窒素（Ｎ2）ガスを導入して導電層（Ａ）１１１をＷＮ膜で５０nmの厚さに形成し、導電層（Ｂ）１１０をＷ膜で２５０nmの厚さに形成する。その他の方法として、Ｗ膜は６フッ化タングステン（ＷＦ6）を用いて熱ＣＶＤ法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。このことより、スパッタ法による場合、純度９９．９９９９％のＷターゲットを用い、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができる。
【０２３５】
一方、導電層（Ａ）１１０にＴａＮ膜を、導電層（Ｂ）１１１にＴａ膜を用いる場合には、同様にスパッタ法で形成することが可能である。ＴａＮ膜はＴａをターゲットとしてスパッタガスにＡｒと窒素との混合ガスを用いて形成し、Ｔａ膜はスパッタガスにＡｒを用いる。また、これらのスパッタガス中に適量のＸｅやＫｒを加えておくと、形成する膜の内部応力を緩和して膜の剥離を防止することができる。α相のＴａ膜の抵抗率は２０μΩcm程度でありゲート電極に使用することができるが、β相のＴａ膜の抵抗率は１８０μΩcm程度でありゲート電極とするには不向きであった。ＴａＮ膜はα相に近い結晶構造を持つので、この上にＴａ膜を形成すればα相のＴａ膜が容易に得られた。尚、図示しないが、導電層（Ａ）１１０の下に２〜２０ｎｍ程度の厚さでリン（Ｐ）をドープしたシリコン膜を形成しておくことは有効である。これにより、その上に形成される導電膜の密着性向上と酸化防止を図ると同時に、導電層（Ａ）１１０または導電層（Ｂ）１１１が微量に含有するアルカリ金属元素がゲート絶縁膜１０９に拡散するのを防ぐことができる。いずれにしても、導電層（Ｂ）１１１は抵抗率を１０〜５０μΩcmの範囲ですることが好ましい。
【０２３６】
本実施形態では、ゲート電極を形成するために導電層（Ａ）１１０をＷＮ膜で、導電層（Ｂ）１１１をＷ膜で形成した。次に、第二のフォトマスク（ＰＭ２）を用い、フォトリソグラフィーの技術を使用してレジストマスク１１２〜１１７を形成し、導電層（Ａ）１１０と導電層（Ｂ）１１１とを一括でエッチングしてゲート電極１１８〜１２２と容量配線１２３を形成する。ゲート電極１１８〜１２２と容量配線１２３は、導電層（Ａ）から成る１１８ａ〜１２２ａと、導電層（Ｂ）から成る１１８ｂ〜１２２ｂとが一体として形成されている（図２０（Ａ））。
【０２３７】
このとき少なくともゲート電極１１８〜１２２の端部にテーパー部が形成されるようにエッチングする。このエッチング加工はＩＣＰエッチング装置により行う。具体的なエッチング条件として、エッチングガスにＣＦ4とＣｌ2の混合ガスを用いその流量をそれぞれ３０SCCMとして、放電電力３．２W/cm2(13.56 MHz)、バイアス電力２２４mW/cm2(13.56 MHz)、圧力１．０Ｐａでエッチングを行った。このようなエッチング条件によって、ゲート電極１１８〜１２２の端部において、該端部から内側にむかって徐々に厚さが増加するテーパー部が形成され、その角度は５〜３５°、好ましくは１０〜２５°とする。テーパー部の角度は、θ1として示す部分の角度である。この角度は、後にＬＤＤ領域を形成する低濃度ｎ型不純物領域の濃度勾配に大きく影響する。尚、テーパー部の角度θ1は、テーパー部の長さ（ＷＧ）とテーパー部の厚さ（ＨＧ）を用いてＴａｎ（θ1）＝ＨＧ／ＷＧで表される。
【０２３８】
また、残渣を残すことなくエッチングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増しするオーバーエッチングを施すものとする。しかし、この時に下地とのエッチングの選択比に注意する必要がある。例えば、Ｗ膜に対する酸化窒化シリコン膜（ゲート絶縁膜１０９）の選択比は表１で示したように２〜４（代表的には３）であるので、このようなオーバーエッチング処理により、酸化窒化シリコン膜が露出した面は２０〜５０nm程度エッチングされて実質的に薄くなり、新たな形状のゲート絶縁膜１３０が形成する。
【０２３９】
そして、画素ＴＦＴおよび駆動回路のｎチャネル型ＴＦＴのＬＤＤ領域を形成するために、ｎ型を付与する不純物元素添加の工程（ｎ-ドープ工程）を行う。ゲート電極の形成に用いたレジストマスク１１２〜１１７をそのまま残し、端部にテーパー部を有するゲート電極１１８〜１２２をマスクとして自己整合的にｎ型を付与する不純物元素をイオンドープ法で添加する。ここでは、ｎ型を付与する不純物元素をゲート電極の端部におけるテーパー部とゲート絶縁膜とを通して、その下に位置する半導体層に達するように添加するためにドーズ量を１×１０13〜５×１０14atoms／cm2とし、加速電圧を８０〜１６０ｋｅＶとして行う。ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いた。このようなイオンドープ法により半導体層のリン（Ｐ）濃度は１×１０16〜１×１０19atoms／cm3の濃度範囲で添加する。このようにして、図２０（Ｂ）に示すように島状半導体層に低濃度ｎ型不純物領域１２４〜１２９を形成する。
【０２４０】
この工程において、低濃度ｎ型不純物領域１２４〜１２８において、少なくともゲート電極１１８〜１２２に重なった部分に含まれるリン（Ｐ）の濃度勾配は、ゲート電極１１８〜１２２のテーパー部の膜厚変化を反映する。即ち、低濃度ｎ型不純物領域１２４〜１２８へ添加されるリン（Ｐ）の濃度は、ゲート電極に重なる領域において、ゲート電極の端部に向かって徐々に濃度が高くなる。これはテーパー部の膜厚の差によって、半導体層に達するリン（Ｐ）の濃度が変化するためである。尚、図２０（Ｂ）では低濃度ｎ型不純物領域１２４〜１２９の端部を斜めに図示しているが、これはリン（Ｐ）が添加された領域を直接的に示しているのではなく、上述のようにリンの濃度変化がゲート電極１１８〜１２２のテーパー部の形状に沿って変化していることを表している。
【０２４１】
次に、ｎチャネル型ＴＦＴにおいて、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度ｎ型不純物領域の形成を行った（ｎ+ドープ工程）。レジストのマスク１１２〜１１７を残し、今度はゲート電極１１８〜１２２がリン（Ｐ）を遮蔽するマスクとなるように、イオンドープ法において１０〜３０ｋｅＶの低加速電圧の条件で添加する。このようにして高濃度ｎ型不純物領域１３１〜１３６を形成する。この領域におけるゲート絶縁膜１３０は、前述のようにゲート電極の加工のおいてオーバーエッチングが施されたため、当初の膜厚である１２０nmから薄くなり、７０〜１００nmとなっている。そのためこのような低加速電圧の条件でも良好にリン（P）を添加することができる。そして、この領域のリン（Ｐ）の濃度は１×１０20〜１×１０21atoms／cm3の濃度範囲となるようにする（図２０（Ｃ））。
【０２４２】
そして、ｐチャネル型ＴＦＴを形成する島状半導体層１０４、１０６にソース領域およびドレイン領域とする高濃度ｐ型不純物領域１４０、１４１を形成する。ここでは、ゲート電極１１８、ゲート電極１２０をマスクとしてｐ型を付与する不純物元素を添加し、自己整合的に高濃度ｐ型不純物領域を形成する。このとき、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する島状半導体層１０５、島状半導体層１０７、島状半導体層１０８は、第三のフォトマスク（ＰＭ３）を用いてレジストマスク１３７〜１３９を形成し全面を被覆しておく。ここで形成される不純物領域１４０、１４１はジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法で形成する。そして、ゲート電極と重ならない高濃度ｐ型不純物領域１４０ａ、１４１ａのボロン（Ｂ）濃度は、３×１０20〜３×１０21atoms／cm3となるようにする。また、ゲート電極と重なる不純物領域１４０ｂ、１４１ｂは、ゲート絶縁膜とゲート電極のテーパー部を介して不純物元素が添加されるので、実質的に低濃度ｐ型不純物領域として形成され、少なくとも１．５×１０19atoms／cm3以上の濃度とする。この高濃度ｐ型不純物領域１４０ａ、１４１ａおよび低濃度ｐ型不純物領域１４０ｂ、１４１ｂには、前工程においてリン（Ｐ）が添加されていて、高濃度ｐ型不純物領域１４０ａ、１４１ａには１×１０20〜１×１０21atoms／cm3の濃度で、低濃度ｐ型不純物領域１４０ｂ、１４１ｂには１×１０16〜１×１０19atoms／cm3の濃度で含有しているが、この工程で添加するボロン（Ｂ）の濃度をリン（Ｐ）濃度の１．５から３倍となるようにすることにより、ｐチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域として機能するために何ら問題は生じなかった。
【０２４３】
その後、図２１（Ａ）に示すように、ゲート電極およびゲート絶縁膜上から第一の層間絶縁膜１４２を形成する。第一の層間絶縁膜は酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、またはこれらを組み合わせた積層膜で形成すれば良い。いずれにしても第一の層間絶縁膜１４２は無機絶縁物材料から形成する。第一の層間絶縁膜１４２の膜厚は１００〜２００ｎｍとする。ここで、酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳとＯ2とを混合し、反応圧力４０Pa、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度０．５〜０．８W/cm2で放電させて形成することができる。また、酸化窒化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、ＮＨ3から作製される酸化窒化シリコン膜、またはＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜で形成すれば良い。この場合の作製条件は反応圧力２０〜２００Pa、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（６０ＭＨｚ）電力密度０．１〜１．０W/cm2で形成することができる。また、ＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、Ｈ2から作製される酸化窒化水素化シリコン膜を適用しても良い。窒化シリコン膜も同様にプラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3から作製することが可能である。
【０２４４】
その後、それぞれの濃度で添加されたｎ型またはｐ型を付与する不純物元素を活性化する工程を行う。この工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。その他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することができる。熱アニール法では酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００〜７００℃、代表的には５００〜６００℃で行うものであり、本実施形態では５５０℃で４時間の熱処理を行った。また、基板１０１に耐熱温度が低いプラスチック基板を用いる場合にはレーザーアニール法を適用することが好ましい（図２１（Ｂ））。
【０２４５】
活性化の工程に続いて、雰囲気ガスを変化させ、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、島状半導体層を水素化する工程を行う。この工程は熱的に励起された水素により島状半導体層にある１０16〜１０18/cm3のダングリングボンドを終端する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行っても良い。いずれにしても、島状半導体層１０４〜１０８中の欠陥密度を１０16/cm3以下とすることが望ましく、そのために水素を０．０１〜０．１atomic％程度付与すれば良い。
【０２４６】
活性化および水素化の工程が終了したら、有機絶縁物材料からなる第二の層間絶縁膜１４３を１．０〜２．０μｍの平均厚を有して形成する。有機樹脂材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用することができる。例えば、基板に塗布後、熱重合するタイプのポリイミドを用いる場合には、クリーンオーブンで３００℃で焼成して形成する。また、アクリルを用いる場合には、２液性のものを用い、主材と硬化剤を混合した後、スピナーを用いて基板全面に塗布した後、ホットプレートで８０℃で６０秒の予備加熱を行い、さらにクリーンオーブンで２５０℃で６０分焼成して形成することができる。
【０２４７】
このように、第二の層間絶縁膜を有機絶縁物材料で形成することにより、表面を良好に平坦化させることができる。また、有機樹脂材料は一般に誘電率が低いので、寄生容量を低減することができる。しかし、吸湿性があり保護膜としては適さないので、本実施形態のように、第一の層間絶縁膜１４２として形成した酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜などと組み合わせて用いると良い。
【０２４８】
その後、第四のフォトマスク（ＰＭ４）を用い、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの島状半導体層に形成されたソース領域またはドレイン領域に達するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールの形成はドライエッチング法により行う。この場合、エッチングガスにＣＦ4、Ｏ2、Ｈｅの混合ガスを用い有機樹脂材料から成る第二の層間絶縁膜１４３をまずエッチングし、その後、続いてエッチングガスをＣＦ4、Ｏ2として第一の層間絶縁膜１４２をエッチングする。さらに、島状半導体膜との選択比を高めるために、エッチングガスをＣＨＦ3に切り替えてゲート絶縁膜１３０をエッチングすることにより、良好にコンタクトホールを形成することができる。
【０２４９】
そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、第五のフォトマスク（ＰＭ５）によりレジストマスクパターンを形成し、エッチングによってソース配線１４４〜１４８とドレイン配線１４９〜１５３を形成する。ドレイン配線１５４は隣の画素に帰属する画素電極を表している。
【０２５０】
以上により、駆動回路には第一のｐチャネル型ＴＦＴ（Ａ）２００ａ、第一のｎチャネル型ＴＦＴ（Ａ）２０１ａ、第二のｐチャネル型ＴＦＴ（Ａ）２０２ａ、第二のｎチャネル型ＴＦＴ（Ａ）２０３ａ、画素部には画素ＴＦＴ２０４、保持容量２０５が形成されている。このようにして反射型の液晶表示装置に用いるアクティブマトリクス基板が作製される。
【０２５１】
以上の工程で図２１（Ｃ）に示す反射型の液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を５枚のフォトマスクで作製できる。本発明を直視型で反射型の液晶表示装置に用いるには、偏光板、光学フィルムの最適化が必要である。
【０２５２】
次に、図２１（Ｂ）の基板で作製されたアクティブマトリクス基板を用い、図２２の工程を経て透過型の液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を作製する工程を説明する。
【０２５３】
図２２のように、最初に第二の層間絶縁膜１４３上に透明導電膜を形成し、パターニング処理およびエッチング処理をして画素電極２５８と画素電極２６０を形成する。画素電極２６０は隣の画素に帰属する画素電極を表している。
【０２５４】
次に、ドレイン電極２５９とソース配線２６１を形成する。ドレイン配線２５９を画素電極２５８と重なる部分を設けて形成する。ソース配線２６１とドレイン電極２５９が画素電極の上面部に対し５００ｎｍ望ましくは８００ｎｍ以上の高さを持つような膜厚で形成されている。ドレイン電極２５９とドレイン配線２５９は、Ｔｉ膜を５０〜１５０nmの厚さで形成し、島状半導体膜のソースまたはドレイン領域を形成する半導体膜とコンタクトを形成し、そのＴｉ膜上に重ねてＡｌ膜を３００〜４００nmの厚さで形成して設ける。この構成にすると、画素電極２５８はドレイン電極２５９を形成するＴｉ膜のみと接触することになる。その結果、透明導電膜とＡｌとが直接接し反応するのを確実に防止できる。
【０２５５】
異方性のエッチングによりドレイン電極２５９とソース配線２６１の上面部が底面部に比べ小さい形状を得る。
【０２５６】
透明導電膜には酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ2Ｏ3―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）も適した材料であり、さらに可視光の透過率や導電率を高めるためにガリウム（Ｇａ）を添加した酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｇａ）などを好適に用いることができる。
【０２５７】
以上により、画素電極２５８に対し、ソース配線２６１が盛り上がった凸形状をなすアクティブマトリクス基板が作製される。ソース配線２６１はコンタクトホール２３０により島状半導体膜１０８のソース領域と電気的に接続する。ゲート配線１２２がソース配線２６１と絶縁膜を間にはさんで交差する。容量配線１２３と島状半導体膜１０８により保持容量２０５が形成される。
【０２５８】
図２２の透過型の液晶表示装置に用いるアクティブマトリクス基板の、画素部の構成要素を図２４の上面図を参照して説明する。ソース配線２６１（２６１−１、２６１−２）が列方向に形成されている。ゲート配線１２２が行方向に形成されている。
【０２５９】
島状半導体膜１０８がある。ゲート配線１２２と容量配線１２３が同一層に形成されている。絶縁膜を間にはさんで、前記絶縁膜上に接するように画素電極２５８が形成されている。ソース配線２６１とドレイン電極２５９が画素電極の上面部に対し５００ｎｍ望ましくは８００ｎｍ以上の高さを持つような膜厚で形成されている。このためソース配線２６１とドレイン電極２５９が画素電極２５８に対し盛り上がった凸部を形成する。ドレイン電極２５９は画素電極２５８と重なるように形成されている。ソース配線２６１はコンタクトホール２３０により島状半導体膜のソース領域と接続している。保持容量２０５が容量電極と島状半導体膜１０８を容量電極として形成される。このようにして透過型の液晶表示装置に用いるアクティブマトリクス基板が作製される。
【０２６０】
次に、透過型の液晶表示装置を製造する工程を以下に示す。
【０２６１】
図２３のように透明絶縁性の基板５１４に透明導電膜としてＩＴＯ膜５１５を１２０ｎｍの厚さで形成する。寄生容量がつかないようにするために駆動回路部の上部のＩＴＯ膜はフォトマスクを用いたパターニング処理及びエッチング処理により除去する。ＩＴＯ膜５１５は対向電極として機能する。本明細書中ではこのような基板を対向基板と呼ぶ。
【０２６２】
垂直配向用の配向膜５２２、垂直配向用の配向膜５２３を８０ｎｍの厚さでアクティブマトリクス基板と対向基板に形成する。垂直配向用の配向膜はＳＥ１２１１（日産化学製）を用いる。アクティブマトリクス基板は図２２で作製されたものを用いる。
【０２６３】
さらにアクティブマトリクス基板にＮＮ７００（ＪＳＲ製）を４．２μｍの厚さで塗布し、塗布、プリベークした後、露光、現像を行い、乾燥させた基板に対し２５０℃、１時間焼成工程を行う。これにより４．０μｍの高さの壁状のスペーサ５１３を形成する。壁状のスペーサ５１９は画素電極２５８の上に形成する。
【０２６４】
その後、ディスペンス描写法を用いて、対向基板にシール材（図示せず）を設ける。シール材を塗布後、シール材を、９０℃、０．５時間程度で焼成する。
【０２６５】
以上の工程を経たアクティブマトリクス基板と対向基板を貼り合わせる。貼り合わせた一対の基板に対し、０．３〜１．０ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力を基板平面に垂直な方向にかつ基板全面に加え、同時にクリーンオーブンにて１６０℃、２時間程度、熱プレスにより接着させる。
【０２６６】
そして、貼り合わせた一対の基板が冷却するのを待ってから、スクライバーとブレイカーによる分断を行う。
【０２６７】
図２３のように真空注入法で液晶を注入する。真空容器の中に分断後のパネルを準備し真空ポンプにより、真空容器内部を1．３３×１０-5〜1．３３×１０-7Ｐａ程度の真空状態にした後、注入口を負の誘電率異方性を有する液晶ＭＬＣ−２０３８（メルク製）が盛られた液晶皿に浸漬させる。
【０２６８】
次に、真空状態にある真空チャンバーを徐々に窒素でリークして大気圧に戻すとパネル内の気圧と大気圧との圧力差と液晶の毛細管現象の作用により液晶パネルの注入口から液晶が注入され、注入口側から徐々に反対側に液晶が進行し注入工程が完了する。
【０２６９】
シール材により形成されたシールパターンの内側（内部）が液晶５１７で満たされたことを確認したら、液晶パネルの両面を加圧し、１５分後、余分な液晶をふきとり、加圧した状態で注入口（図示せず）に紫外線硬化型樹脂（図示せず）を塗布し、加圧を弱める。その際、紫外線硬化型樹脂が侵入する。この状態で紫外線照射（４〜１０ｍＷ／ｃｍ2、１２０秒間）により、紫外線硬化型樹脂を硬化させ、注入口の封止をおこなった。
【０２７０】
次に、液晶パネルの表面及び端面に付着した液晶を有機溶媒、例えば、アセトン及びエタノールで洗浄する。その後、１３０℃、０．５時間程度で液晶を再配向させる。
【０２７１】
その後、外部引出し配線（図示せず）にフレキシブルプリント配線板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ；ＦＰＣ）が接続される。次いで、アクティブマトリクス基板と対向基板に偏光板が貼り付けられ、液晶表示装置が完成する。
【０２７２】
図２４の上面図に壁状のスペーサ５１９の形成位置を示す。ソース配線２６１−１とソース配線２６１−２から均等な距離に壁状のスペーサ５１９を形成する。
【０２７３】
図２３に示すように、ソース配線２６１を画素電極２５８に対し、盛り上がった凸形状にする。これによりソース配線の上に形成された配向膜と壁状のスペーサの傾斜した側面により図３のように一定方向に液晶が傾く。同様のことが図３に示されている。本実施形態では液晶の配向が画素内で２分割化されている。これにより左右対称の視野特性を持つ透過型の液晶表示装置が作製される。
【０２７４】
［実施形態８］
本実施形態では、実施形態５〜７で示したアクティブマトリクス基板のＴＦＴの活性層を形成する結晶質半導体層の他の作製方法について示す。結晶質半導体層は非晶質半導体層を熱アニール法やレーザーアニール法、またはＲＴＡ法などで結晶化させて形成するが、その他に特開平７−１３０６５２号公報で開示されている触媒元素を用いる結晶化法を適用することもできる。その場合の例を図２５、図２６、図２７を用いて説明する。
【０２７５】
図２５の（Ａ）で示すように、実施形態１と同様にして、ガラス基板１１０１上に下地膜１１０２ａ、１１０２ｂ、非晶質構造を有する半導体層１１０３を２５〜８０nmの厚さで形成する。非晶質半導体層は非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）膜、非晶質シリコン・ゲルマニウム（ａ−ＳｉＧｅ）膜、非晶質炭化シリコン（ａ−ＳｉＣ）膜，非晶質シリコン・スズ（ａ−ＳｉＳｎ）膜などが適用できる。これらの非晶質半導体層は水素を０．１〜４０atomic%程度含有するようにして形成すると良い。例えば、非晶質シリコン膜を５５nmの厚さで形成する。そして、重量換算で１０ｐｐｍの触媒元素を含む水溶液をスピナーで基板を回転させて塗布するスピンコート法で触媒元素を含有する層１１０４を形成する。触媒元素にはニッケル（Ｎｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、コバルト（Ｃｏ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）などである。この触媒元素を含有する層１１０４は、スピンコート法の他に印刷法やスプレー法、バーコーター法、或いはスパッタ法や真空蒸着法によって上記触媒元素の層を１〜５nmの厚さに形成しても良い。
【０２７６】
そして、図２５の（Ｂ）に示す結晶化の工程では、まず４００〜５００℃で１時間程度の熱処理を行い、非晶質シリコン膜の含有水素量を５atom％以下にする。非晶質シリコン膜の含有水素量が成膜後において最初からこの値である場合にはこの熱処理は必ずしも必要でない。そして、ファーネスアニール炉を用い、窒素雰囲気中で５５０〜６００℃で１〜８時間の熱アニールを行う。以上の工程により結晶質シリコン膜から成る結晶質半導体層１１０５を得ることができる（図２５の（Ｃ））。しかし、この熱アニールによって作製された結晶質半導体層１１０５は、光学顕微鏡観察により巨視的に観察すると局所的に非晶質領域が残存していることが観察されることがあり、このような場合、同様にラマン分光法では４８０ｃｍ-1にブロードなピークを持つ非晶質成分が観測される。そのため、熱アニールの後に実施形態１で説明したレーザーアニール法で結晶質半導体層１１０５を処理してその結晶性を高めることは有効な手段として適用できる。
【０２７７】
図２６の（Ａ）は同様に触媒元素を用いる結晶化法の実施形態であり、触媒元素を含有する層をスパッタ法により形成するものである。まず、ガラス基板１２０１上に下地膜１２０２ａ、下地膜１２０２ｂ、非晶質構造を有する半導体層１２０３を２５〜８０nmの厚さで形成する。そして、非晶質構造を有する半導体層１２０３の表面に０．５〜５nm程度の酸化膜（図示は省略）を形成する。このような厚さの酸化膜は、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などで積極的に該当する被膜を形成しても良いが、１００〜３００℃に基板を加熱してプラズマ化した酸素雰囲気中に非晶質構造を有する半導体層１２０３の表面を晒しても良いし、過酸化水素水（Ｈ2Ｏ2）を含む溶液に非晶質構造を有する半導体層１２０３の表面を晒して形成しても良い。或いは、酸素を含む雰囲気中で紫外線光を照射してオゾンを発生させ、そのオゾン雰囲気中に非晶質構造を有する半導体層１２０３を晒すことによっても形成できる。
【０２７８】
このようにして表面に薄い酸化膜を有する非晶質構造を有する半導体層１２０３上に前記触媒元素を含有する層１２０４をスパッタ法で形成する。この層の厚さに限定はないが、１０〜１００nm程度の厚さに形成すれば良い。例えば、Ｎｉをターゲットとして、Ｎｉ膜を形成することは有効な方法である。スパッタ法では、電界で加速された前記触媒元素から成る高エネルギー粒子の一部が基板側にも飛来し、非晶質構造を有する半導体層１２０３の表面近傍、または該半導体層表面に形成した酸化膜中に打ち込まれる。その割合はプラズマ生成条件や基板のバイアス状態によって異なるものであるが、好適には非晶質構造を有する半導体層１２０３の表面近傍や該酸化膜中に打ち込まれる触媒元素の量を１×１０11〜１×１０14atoms/cm2程度となるようにすると良い。
【０２７９】
その後、触媒元素を含有する層１２０４を選択的に除去する。例えば、この層がＮｉ膜で形成されている場合には、硝酸などの溶液で除去することが可能であり、または、フッ酸を含む水溶液で処理すればＮｉ膜と非晶質構造を有する半導体層１２０３上に形成した酸化膜を同時に除去できる。いずれにしても、非晶質構造を有する半導体層１２０３の表面近傍の触媒元素の量を１×１０11〜１×１０14atoms/cm2程度となるようにしておく。そして、図２６の（Ｂ）で示すように、図２５の（Ｂ）と同様にして熱アニールによる結晶化の工程を行い、結晶質半導体層１２０５を得ることができる（図２６の（Ｃ））。
【０２８０】
図２５または図２６で作製された結晶質半導体層１１０５、結晶質半導体層１２０５から島状半導体層１０４〜１０８を作製すれば、実施形態５〜７と同様にしてアクティブマトリクス基板を完成させることができる。しかし、結晶化の工程においてシリコンの結晶化を助長する触媒元素を使用した場合、島状半導体層中には微量（１×１０17〜１×１０19atoms/cm3程度）の触媒元素が残留する。勿論、そのような状態でもＴＦＴを完成させることが可能であるが、残留する触媒元素を少なくともチャネル形成領域から除去する方がより好ましい。この触媒元素を除去する手段の一つにリン（Ｐ）によるゲッタリング作用を利用する手段がある。
【０２８１】
この目的におけるリン（Ｐ）によるゲッタリング処理は、図２６の（Ｂ）で説明した活性化工程で同時に行うことができる。この様子を図２７で説明する。ゲッタリングに必要なリン（Ｐ）の濃度は高濃度ｎ型不純物領域の不純物濃度と同程度でよく、活性化工程の熱アニールにより、ｎチャネル型ＴＦＴおよびｐチャネル型ＴＦＴのチャネル形成領域から触媒元素をその濃度でリン（Ｐ）を含有する不純物領域へ偏析させることができる（図２７で示す矢印の方向）。その結果その不純物領域には１×１０17〜１×１０19atoms/cm3程度の触媒元素が偏析した。このようにして作製したＴＦＴはオフ電流値が下がり、結晶性が良いことから高い電界効果移動度が得られ、良好な特性を達成することができる。
【０２８２】
[実施形態９]（カラーフィルターの製造方法）
直視型の液晶表示装置を製造する場合、対向基板にカラーフィルターを形成しても良い。
【０２８３】
まず、図２８のようにブラックマトリクス９２を形成する。以下、ブラックマトリクス９２をＢＭ９２とする。基板９１に金属薄膜のスパッタリングを行う。本実施形態では、金属としてクロムを用いる。ポジレジストを塗布し、露光、アルカリ水溶液を用い現像し、その後、ベークを行う。このポジレジストをマスクとしてクロム膜をエッチング（硝酸セリウム第二アンモニウムと過塩素酸の水溶液を用いる）し、最後にポジレジストの剥離を行い、ＢＭ９２を形成する。
【０２８４】
ＢＭ９２を施した基板９１にアクリルに赤色の顔料を分散した顔料分散型の感光性アクリル樹脂を塗布、乾燥させる。その後、形成されたフォトマスクを介して露光すると、光が照射された部分が固化する。次に、アルカリ現像液を用いて、現像し、ベークした後、赤色のパターンを有する着色層９３ａ（図２９においてＲで示す）を得る。緑色のパターンを有する着色層９３ｂ（図２９においてＧで示す）、青色のパターンを有する着色層９３ｃ（図２９においてＢで示す）のパターンについても同様なフォトリソグラフィ法を用い、赤色、青色、緑色の加法混色の三原色によるカラーフィルター（ＲＧＢ）のパターンを有する着色層９３を得る。
【０２８５】
ＩＴＯ膜９４の形成は、スパッタ法を用いる。本実施形態ではＩＴＯ膜を用いたが、透明導電膜であればよい。
【０２８６】
エポキシアクリレート系の材料をスピナー塗布し、２００〜２５０℃で熱硬化させ、オーバーコート層９５を形成する。
【０２８７】
本実施形態では、金属ＢＭとしてクロムを適用したが、樹脂ＢＭを用いてもよい。樹脂ＢＭの製造方法は、金属ＢＭと同様にパターニングを用いることができる。ＢＭが設けられた本発明の液晶表示装置をノーマリーホワイトモードに適用した場合、光漏れが解消され、コントラストが向上する。
【０２８８】
本実施形態では、顔料分散法を用い着色層（カラーフィルター）を形成するが、染色法、印刷法、電着法でもよい。
【０２８９】
本実施形態では、着色層（カラーフィルター）を形成する際、平滑性の改善のために、オーバーコート層を形成するが、低コスト化のために、オーバーコート層を形成しなくてもよい。
【０２９０】
[実施形態１０]
本明細書の発明を実施して形成されたＣＭＯＳ回路や画素部は様々な液晶表示装置（アクティブマトリクス型液晶ディスプレイ）に用いることができる。即ち、それら電気光学装置を表示部に組み込んだ電子機器全てに本明細書の発明を実施できる。
【０２９１】
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、プロジェクター（リア型またはフロント型）、ヘッドマウントディスプレイ（ゴーグル型ディスプレイ）、カーナビゲーション、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携帯型情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等）、ＤＶＤプレーヤー、電子遊戯機器などが挙げられる。それらの一例を図３０、図３１及び図３２に示す。
【０２９２】
図３０（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体２００１、画像入力部２００２、表示部２００３、キーボード２００４等を含む。本明細書の発明は画像入力部２００２、表示部２００３やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０２９３】
図３０（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６等を含む。本明細書の発明は表示部２１０２やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０２９４】
図３０（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、表示部２２０５等を含む。本発明は表示部２２０５やその他の信号制御回路に適用できる。
【０２９５】
図３０（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体２３０１、表示部２３０２、アーム部２３０３等を含む。本明細書の発明は表示部２３０２やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０２９６】
図３０（Ｅ）はプログラムを記録した記録媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレーヤーであり、本体２４０１、表示部２４０２、スピーカ部２４０３、記録媒体２４０４、操作スイッチ２４０５等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄｉｇｔｉａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＣＤ等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネットを行うことができる。本明細書の発明は表示部２４０２やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０２９７】
図３０（Ｆ）はデジタルカメラであり、本体２５０１、表示部２５０２、接眼部２５０３、操作スイッチ２５０４、受像部（図示しない）等を含む。本明細書の発明は表示部２５０２やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０２９８】
図３１（Ａ）はフロント型プロジェクターであり、投射装置２６０１、スクリーン２６０２等を含む。本明細書の発明は投射装置２６０１の一部を構成する後述の液晶表示装置２８０８やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０２９９】
図３１（Ｂ）はリア型プロジェクターであり、本体２７０１、投射装置２７０２、ミラー２７０３、スクリーン２７０４等を含む。本明細書の発明は投射装置２７０２の一部を構成する液晶表示装置２８０８やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０３００】
なお、図３１（Ｃ）は、図３１（Ａ）及び図３１（Ｂ）中における投射装置２６０１、投射装置２７０２の構造の一例を示した図である。投射装置２６０１、投射装置２７０２は、光源光学系２８０１、ミラー２８０２、ミラー２８０４〜２８０６、ダイクロイックミラー２８０３、プリズム２８０７、液晶表示装置２８０８、位相差板２８０９、投射光学系２８１０で構成される。投射光学系２８１０は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施形態は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単板式であってもよい。また、図３１（Ｃ）中において矢印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィルム、ＩＲフィルム等の光学系を設けてもよい。
【０３０１】
また、図３１（Ｄ）は、図３１（Ｃ）中における光源光学系２８０１の構造の一例を示した図である。本実施形態では、光源光学系２８０１は、リフレクター２８１１、光源２８１２、レンズアレイ２８１３、レンズアレイ２８１４、偏光変換素子２８１５、集光レンズ２８１６で構成される。なお、図２９（Ｄ）に示した光源光学系は一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するフィルム、ＩＲフィルム等の光学系を設けてもよい。
【０３０２】
ただし、図３１に示したプロジェクターにおいては、透過型の液晶表示装置を用いた場合を示しており、反射型の液晶表示装置での適用例は図示していない。
【０３０３】
図３２（Ａ）は携帯電話であり、本体２９０１、音声出力部２９０２、音声入力部２９０３、表示部２９０４、操作スイッチ２９０５、アンテナ２９０６等を含む。本明細書の発明は音声出力部２９０２、音声入力部２９０３、表示部２９０４やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０３０４】
図３２（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であり、本体３００１、表示部３００２、表示部３００３、記憶媒体３００４、操作スイッチ３００５、アンテナ３００６等を含む。本明細書の発明は表示部３００２、３００３やその他の信号回路に適用することができる。
【０３０５】
図３２（Ｃ）はディスプレイであり、本体３１０１、支持台３１０２、表示部３１０３等を含む。本明細書の発明は表示部３１０３に適用することができる。本発明のディスプレイは特に大画面化した場合において有利であり、対角１０インチ以上（特に３０インチ以上）のディスプレイには有利である。
【０３０６】
以上のように、本明細書の発明の適用範囲はきわめて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【０３０７】
【発明の効果】
本発明により、基板間隔のばらつきの小さく（セルギャップが均一で）、液晶分子のスイッチング方向が制御されたことを特徴とする広視野角表示のマルチドメイン垂直配向型の液晶表示装置を提供することができる。
【０３０８】
また、本発明の液晶表示装置の製造工程を用いた場合、ラビング工程を省略できる（ラビングレスを実現する）のと同時にスペーサ散布工程の省略も実現できる。
【０３０９】
さらに、本発明の液晶表示装置を用いた場合、安定なプレチルト角を得ることができるので、液晶プロジェクターのように液晶ライトバルブの画像を数十倍に拡大して表示する液晶ディスプレイを実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１における液晶表示装置の断面図及びサブピクセル内の液晶分子のディレクターを示す図。
【図２】実施形態２における液晶表示装置の断面図及びサブピクセル内の液晶分子のディレクターを示す図。
【図３】実施形態３における液晶表示装置の断面図及びサブピクセル内の液晶分子のディレクターを示す図。
【図４】実施形態４における液晶表示装置の断面図及びサブピクセル内の液晶分子のディレクターを示す図。
【図５】実施形態１から実施形態４における液晶表示装置の上面概略図。
【図６】図１の画素部の上面概略図。
【図７】図２の画素部の上面概略図。
【図８】図３の画素部の上面概略図。
【図９】図４の画素部の上面概略図。
【図１０】画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図１１】画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図１２】画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図１３】本発明の透過型の液晶表示装置を示す断面図。
【図１４】本発明の透過型の液晶表示装置を示す上面図。
【図１５】画素ＴＦＴを示す上面図。
【図１６】画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図、及び本発明の透過型の液晶表示装置を示す断面図。
【図１７】画素ＴＦＴを示す上面図。
【図１８】本発明の透過型の液晶表示装置を示す上面図。
【図１９】画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図２０】画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図２１】画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図２２】画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図２３】本発明の透過型の液晶表示装置を示す断面図。
【図２４】本発明の透過型の液晶表示装置を示す上面図。
【図２５】結晶質半導体層の作製工程を示す断面図。
【図２６】結晶質半導体層の作製工程を示す断面図。
【図２７】結晶質半導体層の作製工程を示す断面図。
【図２８】実施形態９における着色層（カラーフィルター）を含む対向基板の構成を示す図。
【図２９】本明細書における壁状のスペーサに関するテーパー角の定義。
【図３０】半導体装置の一例を示す図。
【図３１】投影型液晶表示装置の構成を示す図。
【図３２】携帯型情報端末の一例を示す図。
【図３３】従来の液晶表示装置の表示モードを示す図。
Claims (10)
- 第１の基板上に設けられたトランジスタと、
前記トランジスタのドレインと電気的に接続された画素電極と、
前記トランジスタのソースと電気的に接続されたソース配線と、
前記トランジスタ、前記ソース配線、及び前記画素電極上に設けられた第１の配向膜と、
前記第１の配向膜上に設けられ、前記画素電極と重なる第１のスペーサと、
前記第１の配向膜上に設けられ、前記ソース配線と重なる第２のスペーサと、
前記第１のスペーサ及び前記第２のスペーサ上に設けられた第２の配向膜と、
前記第２の配向膜上に設けられた第２の基板と、
前記第１の配向膜と前記第２の配向膜とに挟まれ、且つ、前記第１のスペーサと前記第２のスペーサとの間に設けられた液晶と、を有し、
前記第１のスペーサ及び前記第２のスペーサによって、前記第１の基板と前記第２の基板との間隔が一定に保たれ、
前記第１のスペーサは、前記第１の基板の表面に対して傾斜した側面を有し、
前記第２のスペーサは、前記第２の基板の表面に対して傾斜した側面を有し、
対向する前記第１のスペーサの側面と前記第２のスペーサの側面とは、平行であることを特徴とする表示装置。 - 第１の基板上に設けられたトランジスタと、
前記トランジスタ上の絶縁膜と、
前記絶縁膜に設けられた第１のコンタクトホールを介して、前記トランジスタのドレインと電気的に接続された画素電極と、
前記絶縁膜に設けられた第２のコンタクトホールを介して、前記トランジスタのソースと電気的に接続されたソース配線と、
前記絶縁膜上に設けられ、前記画素電極と重なる第１のスペーサと、
前記絶縁膜上に設けられ、前記ソース配線と重なる第２のスペーサと、
前記第１のスペーサ及び前記第２のスペーサ上に設けられた第１の配向膜と、
前記第１の配向膜上に設けられた第２の配向膜と、
前記第２の配向膜上に設けられた第２の基板と、
前記第１の配向膜と前記第２の配向膜とに挟まれ、且つ、前記第１のスペーサと前記第２のスペーサとの間に設けられた液晶と、を有し、
前記第１のスペーサ及び前記第２のスペーサによって、前記第１の基板と前記第２の基板との間隔が一定に保たれ、
前記第１のスペーサは、前記第１の基板の表面に対して傾斜した側面を有し、
前記第２のスペーサは、前記第２の基板の表面に対して傾斜した側面を有し、
対向する前記第１のスペーサの側面と前記第２のスペーサの側面とは、平行であることを特徴とする表示装置。 - 請求項１又は請求項２において、
隣り合う前記第１のスペーサと前記第２のスペーサとは、上面部と底面部が交互に配置されていることを特徴とする表示装置。 - 請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記画素電極の端部は、前記ソース配線と重なることを特徴とする表示装置。 - 請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記第１のスペーサ及び前記第２のスペーサの断面形状は、ストライプ状であることを特徴とする表示装置。 - 請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記第１のスペーサ又は前記第２のスペーサは、分岐していることを特徴とする表示装置。 - 請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記第１のスペーサ又は前記第２のスペーサは、壁状スペーサであることを特徴とする表示装置。 - 請求項１至乃請求項７のいずれか一項において、
前記第１のスペーサ又は前記第２のスペーサは、アクリル系、ポリイミド系、ポリイミドアミド系、エポキシ系の少なくとも一つを主成分とする有機系樹脂材料、又は、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素のいずれか一種類の材料もしくはこれらの積層膜からなる無機系材料を有することを特徴とする表示装置。 - 請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の前記表示装置を用いたことを特徴とする電子機器。
- 請求項９に記載の前記電子機器は、パーソナルコンピュータ、ビデオカメラ、携帯型情報端末、デジタルカメラ、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイ、カーナビゲーション、カーステレオ、ＤＶＤプレーヤー、または電子遊戯機器としての機能を有することを特徴とする電子機器。
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