JP6544448B1 - 電気光学装置、電気光学装置の製造方法、および電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】コンタクトホールに起因する凹部を絶縁膜によって平坦化した場合でも、凹部内の絶縁膜の剥離を抑制することのできる電気光学装置、電気光学装置の製造方法、および電子機器を提供すること。【解決手段】電気光学装置の第1基板10の一方面10s側には、第1電極73a、第1絶縁膜17、第2電極8a、第2絶縁膜18、および画素電極9aが形成されており、第2電極8aは、第1絶縁膜17を貫通する第1コンタクトホール17dを介して電気的に接続されている。第2電極8aおよび第2絶縁膜18は第1基板10と反対側の面が連続した平面を構成しており、画素電極9aは、第2電極8aに電気的に接続されている。第2絶縁膜18では、第1コンタクトホール17dに起因する凹部17f内に位置する内側部分181と、凹部17fの外側に設けられた外側部分182とが繋がっているため、内側部分181が剥離しにくい。【選択図】図6

Description

本発明は、絶縁膜の基板と反対側に画素電極が設けられた電気光学装置、電気光学装置の製造方法、および電子機器に関するものである。
液晶装置や有機エレクトロルミネンセンス装置等の電気光学装置では、基板と画素電極との間に中継電極および層間絶縁膜が順に接続されているため、画素電極と中継電極とを電気的に接続するには、層間絶縁膜に形成したコンタクトホールを介して中継電極と画素電極とを電気的に接続する必要がある。この場合、コンタクトホールに起因する凹部が画素電極の表面に発生する。かかる凹部は、例えば、液晶装置において液晶分子の配向を乱す原因となるため、好ましくない。
そこで、基板と画素電極との間に第1中継電極、第1絶縁膜、第2中継電極、および第2絶縁膜を順に形成し、第1絶縁膜に形成したコンタクトホールを介して第1中継電極と第2中継電極とを電気的に接続するとともに、第2絶縁膜の表面を平坦化して第2中継電極を露出させる技術が提案されている(特許文献1参照)。かかる技術によれば、平面に画素電極を設けることができるので、コンタクトホールに起因する凹部が画素電極の表面に発生することを防止することができる。
特開平11−160735号公報(図4等)
しかしながら、特許文献1に記載の構成では、平坦化工程を行った後、コンタクトホールに起因する凹部内に形成された第2絶縁膜が周囲の第2絶縁膜から独立した状構成となる。このため、平坦化工程の後、画素電極を形成する工程までの間に、凹部内に形成された第2絶縁膜が剥離するおそれがある。例えば、平坦化工程の後、画素電極を形成する前に、第1絶縁膜より下層側に形成された配線に到達するコンタクトホールを第1絶縁膜および第2絶縁膜を貫通する形成した際、レジストマスクを除去した後に、フッ化水素水等によって、コンタクトホール内に残る残滓等を除去するためのウエットエッチングを行った際、凹部内に形成された第2絶縁膜が剥離するおそれがある。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、コンタクトホールに起因する凹部を絶縁膜によって平坦化した場合でも、凹部内の絶縁膜の剥離を抑制することのできる電気光学装置、電気光学装置の製造方法、および電子機器を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係る電気光学装置の一態様は、基板と、前記基板の一方面側に設けられた第1電極と、前記第1電極の前記基板と反対側の面に設けられた第1絶縁膜と、前記第1電極に平面視で重なる位置で前記第1絶縁膜を貫通する第1コンタクトホールと、前記第1絶縁膜の前記基板と反対側の面に設けられ、前記第1コンタクトホールを介して前記第1電極に電気的に接続された第2電極と、前記第2電極の前記基板と反対側の面と連続した平面を構成する面が設けられた第2絶縁膜と、前記第2絶縁膜の前記基板と反対側の面に設けられた画素電極と、を有し、前記第2電極の前記基板と反対側の面と前記第1絶縁膜の前記第2電極から露出している面とによって形成された面は、前記第1コンタクトホールの開口縁の一部である第1縁部と平面視で重なる位置から前記第1コンタクトホールの外側に向けて延在して前記画素電極に接する第1面と、前記第1面より前記基板側で、前記開口縁の前記第1縁部とは異なる第2縁部と平面視で重なり、前記第1コンタクトホールの内側から外側に向けて延在する第2面と、を有し、前記第2絶縁膜は、前記第1コンタクトホールと平面視で重なる凹部内に位置する内側部分と、前記凹部の外側で前記第2面に設けられた外側部分と、が繋がっていることを特徴とする。
本発明では、第1絶縁膜に形成した第1コンタクトホールを介して第1電極と第2電極とを電気的に接続するとともに、第2電極に対して基板と反対側に設けた第2絶縁膜の表面を平坦化して第2電極を露出させる。従って、第2絶縁膜によってコンタクトホールの凹部を埋めて平坦化することができ、第2絶縁膜と第2電極とが構成する平面に画素電極を設けることができる。それ故、画素電極の表面に第1コンタクトホールに起因する凹部が発生することを防止することができる。また、第2電極の基板と反対側の面と第1絶縁膜の第2電極から露出している面とによって形成された面では、第1コンタクトホールの開口縁の一部である第2縁部と平面視で重なる第2面が、第1コンタクトホールの開口縁の一部である第1縁部と平面視で重なる第1面より基板側に位置する。このため、第2絶縁膜では、第1コンタクトホールと平面視で重なる凹部内に位置する内側部分が、第2面と重なる外側部分と繋がっているので、第2絶縁膜の基板と反対側の面を平坦化した後、画素電極を形成するまでの間、内側部分が剥離することを抑制することができる。
本発明において、前記第2電極は、前記第1コンタクトホール内に位置する第1部分と、前記第1縁部および前記第2縁部のうち、前記第1縁部のみに重なって前記第1部分から前記第1コンタクトホールの外側まで延在する第2部分と、を有している態様を採用することができる。かかる態様によれば、第2電極の形成パターンによって、第2絶縁膜において、第1コンタクトホールと平面視で重なる凹部内に位置する内側部分が、第2面と重なる外側部分と繋がっている態様を実現することができる。
本発明において、前記第1コンタクトホールには、前記第1絶縁膜の前記基板側の部分を構成する第1穴と、前記第1穴よりサイズが大きく、前記第1穴に前記基板と反対側で連通する第2穴と、が設けられている態様を採用することができる。かかる態様によれば、第1コンタクトホールのアスペクト比を小さくすることができるので、第1コンタクトホール内では、第2電極や第2絶縁膜にボイド等が発生することを抑制することができる。
本発明において、前記第1穴の前記基板と反対側の端部と、前記第2穴の前記基板側の端部との距離は、前記第1コンタクトホールの全周にわたって等しい態様を採用することができる。かかる態様によれば、第1穴を形成するためのエッチングマスクの第1開口部の縁部を一様に除去するだけで、第2穴を形成するための第2開口部に第1開口部を加工することができる。
本発明において、前記基板の端子領域に、前記第1電極と同一層である第3電極と、前記第3電極と平面視で重なる位置で前記第1絶縁膜および前記第2絶縁膜を貫通する第2コンタクトホールと、前記第2絶縁膜の前記基板と反対側の面に設けられ、前記第2コンタクトホールを介して前記第3電極と電気的に接続された端子と、を有し、前記画素電極は、第1導電膜と、前記第1導電膜の前記基板と反対側の面に設けられた第2導電膜と、を有し、前記端子は、前記第2導電膜と同一層である導電膜によって構成されている態様を採用することができる。かかる態様によれば、第2絶縁膜の基板と反対側の面を平坦化した後、第2絶縁膜を第1導電膜によって覆った状態で第2コンタクトホールを形成する工程を行うことができる。従って、内側部分が剥離することをより効果的に抑制することができる。
本発明に係る電気光学装置の別態様は、基板と、前記基板の一方面側に設けられた第1電極と、前記第1電極の前記基板と反対側の面に設けられた第1絶縁膜と、前記第1電極に平面視で重なる位置で前記第1絶縁膜を貫通する第1コンタクトホールと、前記第1絶縁膜の前記基板と反対側の面に設けられ、前記第1コンタクトホールを介して前記第1電極に電気的に接続された第2電極と、前記第2電極の前記基板と反対側の面と連続した平面を構成する面が設けられた第2絶縁膜と、前記第2絶縁膜の前記基板と反対側の面に設けられた画素電極と、を有し、前記基板の端子領域に、前記第1電極と同一層である第3電極と、前記第3電極と平面視で重なる位置で前記第1絶縁膜および前記第2絶縁膜を貫通する第2コンタクトホールと、前記第2絶縁膜の前記基板と反対側の面に設けられ、前記第2コンタクトホールを介して前記第3電極と電気的に接続された端子と、を有し、前記第2絶縁膜は、前記第1コンタクトホールと平面視で重なる凹部内に位置する内側部分と、前記凹部の外側に設けられた外側部分と、が分離されており、前記画素電極は、第1導電膜と、前記第1導電膜の前記基板と反対側の面に設けられた第2導電膜と、を有し、前記端子は、前記第2導電膜と同一層である導電膜によって構成されていることを特徴とする。かかる態様によれば、第2絶縁膜の基板と反対側の面を平坦化した後、第2絶縁膜を第1導電膜によって覆った状態で第2コンタクトホールを形成する工程を行うことができる。従って、第2絶縁膜の内側部分と外側部分とが分離されている場合でも、内側部分が剥離することを抑制することができる。
本発明において、前記基板と反対側の面に前記第1電極が設けられた第3絶縁膜を有し、前記第3絶縁膜は、前記第1コンタクトホールと平面視で重なる位置に前記基板と反対側に突出した凸部を有している態様を採用することができる。かかる態様によれば、第1コンタクトホールのアスペクト比を小さくすることができるので、第1コンタクトホール内では、第2電極や第2絶縁膜にボイド等が発生することを抑制することができる。
本発明に係る電気光学装置の製造方法の一態様において、前記第1絶縁膜を形成した後、前記第1絶縁膜の前記基板と反対側の面に第1開口部を備えたエッチングマスクを設けた状態で前記第1開口部から前記第1絶縁膜をエッチングして前記第1穴を形成する第1エッチング工程と、前記第1開口部を拡大して前記第1開口部よりサイズの大きな第2開口部とするサイズ調整工程と、前記第2開口部から前記第1絶縁膜をエッチングして前記第2穴を形成する第2エッチング工程と、を有することを特徴とする。
この場合、前記サイズ調整工程では、前記エッチングマスクの縁部全体を一定量、除去することにより、前記第1開口部を拡大させて前記第2開口部を形成する態様を採用することができる。
本発明に係る電気光学装置の製造方法の別態様において、前記第2絶縁膜の成膜工程、および前記第2絶縁膜に対する平坦化工程を行って、前記第2電極および前記第2絶縁膜の前記基板と反対側の面を連続した平面とした後、前記画素電極が設けられた表示領域に前記第1導電膜を形成する第1工程と、前記第2コンタクトホールを形成する第2工程と、前記表示領域および前記端子領域に前記第2導電膜を形成する第3工程と、前記第1導電膜および前記第2導電膜をパターニングして前記画素電極および前記端子を形成する第4工程と、を行うことを特徴とする。かかる態様によれば、第2絶縁膜の基板と反対側の面を平坦化した後、表示領域では、第2絶縁膜を第1導電膜によって覆った状態で第2コンタクトホールを形成する第2工程を行うことができる。従って、第2工程で内側部分が剥離することを抑制することができる。
本発明に係る電気光学装置は、各種電子機器に用いられる。本発明では、電子機器のうち、投射型表示装置に電気光学装置を用いる場合、投射型表示装置には、電気光学装置に供給される光を出射する光源部と、電気光学装置によって変調された光を投射する投射光学系と、が設けられる。
本発明を適用した電気光学装置の平面図。 図1に示す電気光学装置の断面図。 図1に示す電気光学装置の電気的構成を示すブロック図。 図1に示す電気光学装置において隣り合う複数の画素の平面図。 図1に示す電気光学装置に用いた第1基板のF−F′断面図。 図1に示す電気光学装置に用いた第1基板のG−G′断面図。 図5および図6に示す走査線、半導体層、およびゲート電極等の平面図。 図5および図6に示す第1容量線、ソース電極およびドレイン電極等の平面図。 図5および図6に示す第1容量電極および第2容量電極等の平面図。 図5および図6に示すデータ線および中継電極等の平面図。 図5および図6に示す第2容量線、第3容量電極および第1電極等の平面図。 図5および図6に示す画素電極および第2電極の平面図。 図5および図6に示す第2走査線等の平面図。 図6に示す第1コンタクトホール等の平面構成を示す説明図。 図6に示す第1コンタクトホール等を形成する工程を示す工程断面図。 図6に示す第1基板に端子等を形成する工程を示す工程断面図。 本発明の実施形態2に係る電気光学装置に用いた第1基板の説明図。 本発明の実施形態3に係る電気光学装置に用いた第1基板の説明図。 本発明の実施形態4に係る電気光学装置に用いた第1基板の説明図。 図19に示す第1基板に端子等を形成する工程を示す工程断面図。 本発明の実施形態5に係る電気光学装置に用いた第1基板の説明図。 図21に示す第1コンタクトホール等を形成する工程を示す工程断面図。 図21に示す第1基板に端子等を形成する工程を示す工程断面図。 本発明を適用した電気光学装置を用いた投射型表示装置(電子機器)の概略構成図。
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。また、以下の説明において、第1基板10に形成される層を説明する際、上層側あるいは表面側とは第1基板10が位置する側と反対側(他方側基板が位置する側)を意味し、下層側とは第1基板10が位置する側を意味する。
(電気光学装置の構成)
図1は、本発明を適用した電気光学装置100の平面図である。図2は、図1に示す電気光学装置100の断面図である。図1および図2に示すように、電気光学装置100では、第1基板10と第2基板20とが所定の隙間を介してシール材107によって貼り合わされており、第1基板10と第2基板20とが対向している。シール材107は第2基板20の外縁に沿うように枠状に設けられており、第1基板10と第2基板20との間でシール材107によって囲まれた領域に液晶層等の電気光学層80が配置されている。従って、電気光学装置100は液晶装置として構成されている。シール材107は、光硬化性を備えた接着剤、あるいは光硬化性および熱硬化性を備えた接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー、あるいはガラスビーズ等のギャップ材が配合されている。第1基板10および第2基板20はいずれも四角形であり、電気光学装置100の略中央には、表示領域10aが四角形の領域として設けられている。かかる形状に対応して、シール材107も略四角形に設けられ、シール材107の内周縁と表示領域10aの外周縁との間には、矩形枠状の周辺領域10bが設けられている。
第1基板10は、基板本体として、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体10wを有している。第1基板10の第2基板20側の一方面10s側において、表示領域10aの外側には、第1基板10の一辺に沿って、データ線駆動回路101と、複数の端子102が配列された端子領域10eが形成され、この一辺に隣接する他の辺に沿って走査線駆動回路104が形成されている。端子102には、フレキシブル配線基板(図示せず)が接続されており、第1基板10には、フレキシブル配線基板を介して各種電位や各種信号が入力される。
第1基板10の一方面10sにおいて、表示領域10aには、ITO(Indium Tin Oxide)膜等からなる透光性の複数の画素電極9a、および複数の画素電極9aの各々に電気的に接続する画素トランジスター(図2には図示せず)がマトリクス状に形成されている。画素電極9aに対して第2基板20側には第1配向膜19が形成されており、画素電極9aは、第1配向膜19によって覆われている。
第2基板20は、基板本体として、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体20wを有している。第2基板20において第1基板10と対向する一方面20s側には、ITO膜等からなる透光性の共通電極21が形成されており、共通電極21に対して第1基板10側には第2配向膜29が形成されている。共通電極21は、第2基板20の略全面に形成されており、第2配向膜29によって覆われている。第2基板20の一方面20s側には、共通電極21に対して第1基板10と反対側に、樹脂、金属または金属化合物からなる遮光性の遮光層27が形成され、遮光層27と共通電極21との間に透光性の保護層26が形成されている。遮光層27は、例えば、表示領域10aの外周縁に沿って延在する額縁状の見切り27aとして形成されている。遮光層27は、隣り合う画素電極9aにより挟まれた領域と平面視で重なる領域に遮光層27b(ブラックマトリクス)としても形成されている。第1基板10の周辺領域10bのうち、見切り27aと平面視で重なるダミー画素領域10cには、画素電極9aと同時形成されたダミー画素電極9bが形成されている。
第1配向膜19および第2配向膜29は、SiO(x<2)、SiO、TiO、MgO、Al等の斜方蒸着膜からなる無機配向膜(垂直配向膜)であり、電気光学層80に用いた負の誘電率異方性を備えた液晶分子を傾斜配向させている。このため、液晶分子は、第1基板10および第2基板20に対して所定の角度を成している。このようにして、電気光学装置100は、VA(Vertical Alignment)モードの液晶装置として構成されている。
第1基板10には、シール材107より外側において第2基板20の角部分と重なる領域に、第1基板10と第2基板20との間で電気的導通をとるための基板間導通用電極109が形成されている。基板間導通用電極109には、導電粒子を含んだ基板間導通材109aが配置されており、第2基板20の共通電極21は、基板間導通材109aおよび基板間導通用電極109を介して、第1基板10側に電気的に接続されている。このため、共通電極21は、第1基板10の側から共通電位が印加されている。
本形態の電気光学装置100において、画素電極9aおよび共通電極21がITO膜(透光性導電膜)により形成されており、電気光学装置100は、透過型液晶装置として構成されている。かかる電気光学装置100では、第1基板10および第2基板20のうち、一方側の基板から電気光学層80に入射した光が他方側の基板を透過して出射される間に変調されて画像を表示する。本形態では、矢印Lで示すように、第2基板20から入射した光が第1基板10を透過して出射される間に電気光学層80によって画素毎に変調され、画像を表示する。
(電気光学装置100の電気的構成)
図3は、図1に示す電気光学装置100の電気的構成を示すブロック図である。図3において、電気光学装置100は、VAモードの液晶パネル100pを備えており、液晶パネル100pは、その中央領域に複数の画素100aがマトリクス状に配列された表示領域10aを備えている。液晶パネル100pにおいて、図1および図2等を参照して説明した第1基板10では、表示領域10aの内側には、第1方向Xに延在する複数の走査線3aと、第2方向Yに延在する複数のデータ線6aとが形成されており、複数の走査線3aと複数のデータ線6aとの各交差に対応して複数の画素100aが構成されている。複数の走査線3aは、走査線駆動回路104に電気的に接続され、複数のデータ線6aは、データ線駆動回路101に接続されている。また、複数本のデータ線6aには、第2方向Yにおいてデータ線駆動回路101と反対側で検査回路105が電気的に接続している。
複数の画素100aの各々には、電界効果型トランジスター等からなる画素トランジスター30、および画素トランジスター30に電気的に接続された画素電極9aが形成されている。画素トランジスター30のソースにはデータ線6aが電気的に接続され、画素トランジスター30のゲートには走査線3aが電気的に接続され、画素トランジスター30のドレインには、画素電極9aが電気的に接続されている。データ線6aには画像信号が供給され、走査線3aには走査信号が供給される。本形態では、走査線駆動回路104は、表示領域10aに対してX方向の一方側X1および他方側X2に走査線駆動回路104s、104tとして構成されており、X方向の一方側X1の走査線駆動回路104sは、奇数番目の走査線3aを駆動し、X方向の他方側X2の走査線駆動回路104tは、偶数番目の走査線3aを駆動する。
各画素100aにおいて、画素電極9aは、図1および図2を参照して説明した第2基板20の共通電極21と電気光学層80を介して対向し、液晶容量50aを構成している。各画素100aには、液晶容量50aで保持される画像信号の変動を防ぐために、液晶容量50aと並列に保持容量55が付加されている。本実施形態では、保持容量55を構成するために、基板本体10wには、複数の画素100aに跨って延在する容量線5bが形成されており、容量線5bには共通電位が供給されている。
図3では、1本の容量線5bが第1方向Xに延在するように示されているが、本形態において、容量線5bは、以下に説明するように、第1方向Xに延在する第1容量線51aと、第2方向Yに延在する第2容量線52aとによって構成されている。また、図3では、1つの保持容量55が示されているが、本形態において、保持容量55は、以下に説明するように、第1容量線51aとの間に形成された第1保持容量551と、第2容量線52aとの間に形成された第2保持容量552とによって構成されている。
(画素の具体的構成)
図4は、図1に示す電気光学装置100において隣り合う複数の画素の平面図である。図5は、図1に示す電気光学装置100に用いた第1基板10のF−F′断面図であり、データ線6aに沿って切断したときの断面図である。図6は、図1に示す電気光学装置100に用いた第1基板10のG−G′断面図であり、走査線3aに沿って切断したときの断面図である。なお、図6では、画素電極9aに対する第1コンタクトホール17dを通る位置で切断した様子を示してある。なお、図4および後述する図7〜図13では、各層を以下の線で表してある。また、図4および図7〜図13では、互いの端部が平面視で重なり合う層については、層の形状等が分かりやすいように、端部の位置をずらしてある。
第2走査線33a=太い破線
半導体層1a=細くて短い点線
第1走査線32a=太さが中位の実線
ゲート電極31a=太い実線
第1容量線51a、ソース電極51s、ドレイン電極51d=太い一点鎖線
第1容量電極41a=細い実線
第2容量電極43a=細い二点鎖線
データ線6a、中継電極6b=細い一点鎖線
第2容量線52a=細くて長い破線
第3容量電極71a=中位の太さの実線
第1電極73a=太い二点鎖線
第2電極8a=極太の実線
画素電極9a=太くて短い点線
コンタクトホール=実線
図4に示すように、第1基板10の一方面10sには、複数の画素の各々に画素電極9aが形成されており、隣り合う画素電極9aにより挟まれた画素間領域に沿ってデータ線6aおよび走査線3a(第1容量線32aおよび第2容量線33a)が延在している。走査線3aは第1方向Xに延在し、データ線6a第2方向Yに延在している。データ線6aと走査線3aとの交差に対応して画素トランジスター30が形成されている。第1容量線51aは、走査線3aに平面視で重なるように第1方向Xに延在し、第2容量線52aは、データ線6aに平面視で重なるように第2方向Yに延在している。走査線3a、データ線6a、第1容量線51a、および第2容量線52aは、遮光性を有している。従って、走査線3a、データ線6a、第1容量線51a、および第2容量線52aが形成された領域は、光が通過しない遮光領域108aであり、遮光領域108aで囲まれた領域は、光が透過する開口領域108b(透光領域)である。
図5および図6に示すように、第1基板10の一方面10s側には、第2走査線33a、半導体層1a、ゲート絶縁層2、ゲート電極31a、第1走査線32a、第1容量線51a、第1容量電極41a、第1誘電体層42a、第2容量電極43a、データ線6a、第2容量線52a、第3容量電極71a、第2誘電体層72a、第1電極73a、第2電極8a、および画素電極9aが順に積層されている。
第2走査線33aと半導体層1aとの間には層間絶縁膜11が形成され、ゲート電極31aと第1容量線51aとの間には層間絶縁膜12が形成されている。第1容量線51aと第1容量電極41aとの間には層間絶縁膜13が形成され、第2容量電極43aとデータ線6aとの間には層間絶縁膜14が形成されている。データ線6aと第2容量線52aとの間には層間絶縁膜15が形成され、第2容量線52aと第3容量電極71aとの間には層間絶縁膜16(第3絶膜)が形成されている。第1電極73aと第2電極8aとの間には第1絶縁膜17(層間絶縁膜)が形成され、第1絶縁膜17と画素電極9aとの間には第2絶縁膜18(平坦化膜)が形成されている。層間絶縁膜11〜16、第1絶縁膜17および第2絶縁膜18はいずれも、透光性の絶縁膜である。
層間絶縁膜11の画素電極9a側の面は、CMP処理等の平坦化処理が行われており、平面になっている。層間絶縁膜12は、層間絶縁膜121、122の積層膜からなる。層間絶縁膜13は、層間絶縁膜131、132、133の積層膜からなる。層間絶縁膜131の画素電極9a側の面は、CMP処理等の平坦化処理によって平面になっている。層間絶縁膜14は、層間絶縁膜141、142の積層膜からなる。層間絶縁膜15は、層間絶縁膜151、152の積層膜からなる。層間絶縁膜151の画素電極9a側の面は、CMP処理等の平坦化処理によって平面になっている。
第1絶縁膜17は、シリコン酸化膜等からなる絶縁膜171と、ボロン含有シリケートガラス等からなる絶縁膜172との積層膜からなる。第1絶縁膜17の画素電極9a側の面は、CMP処理等の平坦化処理によって平面になっている。第2絶縁膜18は、ボロン含有シリケートガラス等からなる。第2絶縁膜18の画素電極9a側の面は、CMP処理等の平坦化処理によって平面になっている。
(各層の詳細説明)
図5および図6を参照するとともに、以下の図7〜図13を適宜、参照して、第1基板10の詳細構成を説明する。図7は、図5および図6に示す走査線3a、半導体層1a、およびゲート電極31a等の平面図である。図8は、図5および図6に示す第1容量線51a、ソース電極51sおよびドレイン電極51d等の平面図である。図9は、図5および図6に示す第1容量電極41aおよび第2容量電極43a等の平面図である。図10は、図5および図6に示すデータ線6aおよび中継電極6b等の平面図である。図11は、図5および図6に示す第2容量線52a、第3容量電極71aおよび第1電極73a等の平面図である。図12は、図5および図6に示す画素電極9aおよび第2電極8aの平面図である。図13は、図5および図6に示す第2走査線33a等の平面図である。なお、図7〜図13には、それらの図に示す電極等の電気的な接続に関連するコンタクトホールを示すとともに、基準となる位置を示すために半導体層1aを示してある。
まず、図5、図6および図7に示すように、第1基板10と半導体層1aとの間には、第1方向Xに延在する遮光性の第2走査線33aが形成されており、半導体層1aと第2走査線33aとの間には、層間絶縁膜11が形成されている。第2走査線33aは、第1方向Xに延在する本線部分330aと、本線部分330aからデータ線6aに沿って第2方向Yの両側に突出する突出部331a、332aとを有している。
層間絶縁膜11の画素電極9a側の面には、画素トランジスター30の半導体層1aが形成されており、半導体層1aは、画素電極9a側からゲート絶縁層2で覆われている。半導体層1aは、ポリシリコン膜(多結晶シリコン膜)等によって構成されており、データ線6aの延在方向に長辺方向を向けている。ゲート絶縁層2は、半導体層1aを熱酸化したシリコン酸化膜からなる第1ゲート絶縁層と、減圧CVD法等により形成されたシリコン酸化膜からなる第2ゲート絶縁層との2層構造からなる。
ゲート絶縁層2の画素電極9a側の面には遮光性のゲート電極31aが形成されており、第1走査線32aは、半導体層1aと層間絶縁膜12との間で第1方向Xに延在し、ゲート電極31aに電気的に接続されている。第1走査線32aは遮光層からなる。第1走査線32aは、第1方向Xに延在する本線部分320aと、本線部分320aからデータ線6aに沿って第2方向Yの両側に突出する突出部321a、322aとを有している。ゲート電極31aは、層間絶縁膜12のうち、下層側の層間絶縁膜121と半導体層1aとの間に設けられ、第1走査線32aは、層間絶縁膜12のうち、層間絶縁膜121と層間絶縁膜122との間に形成されている。
ゲート電極31aは、半導体層1aの長さ方向の中央部分に重なっている。半導体層1aは、ゲート電極31aに対してゲート絶縁層2を介して対向するチャネル領域1iを備え、チャネル領域1iの両側にソース領域1bおよびドレイン領域1cを備えている。画素トランジスター30は、LDD構造を有している。従って、ソース領域1bおよびドレイン領域1cは各々、チャネル領域1iの両側に低濃度領域1d、1eを備え、低濃度領域に対してチャネル領域1iと反対側で隣接する領域に高濃度領域1f、1gを備えている。
層間絶縁膜121および層間絶縁膜11には、層間絶縁膜121および層間絶縁膜11を貫通して第1走査線32aと第2走査線33aとを電気的に接続するコンタクトホール12a(第1コンタクトホール)が形成されている。層間絶縁膜121には、層間絶縁膜121を貫通して第1走査線32aとゲート電極31aとを電気的に接続するコンタクトホール12bが形成されている。本形態において、コンタクトホール12aとコンタクトホール12bとは平面視で繋がって一体のコンタクトホール12cを構成している。
図5、図6および図8に示すように、層間絶縁膜12の画素電極9a側の面には、ゲート電極31aに平面視で重なる遮光性の第1容量線51aが形成されており、第1容量線51aには共通電位が印加されている。第1容量線51aは、第1方向Xに延在して、第1走査線32aと平面視で重なっている。層間絶縁膜12の画素電極9a側の面には、第1容量線51aに対して第2方向Yで離間する位置にソース電極51sおよびドレイン電極51dが形成されており、ソース電極51sおよびドレイン電極51dは、第1容量線51aと同一の導電層によって構成されている。ソース電極51sおよびドレイン電極51dは各々、層間絶縁膜12を貫通するコンタクトホール12s、12dを介してソース領域1bおよびドレイン領域1cに電気的に接続している。
図5、図6および図9に示すように、層間絶縁膜13の画素電極9a側の面には、第1容量線51aと平面視で重なる第1凹部44aが形成されている。第1凹部44aと重なる領域には、第1凹部44aの底部から層間絶縁膜13の画素電極9a側の面まで延在する遮光性の第1容量電極41aと、第1容量電極41aに画素電極9a側から重なる遮光性の第2容量電極43aとが形成されている。第2容量電極43aは、ドレイン電極51dおよび画素電極9aに電気的に接続されている。
第1容量電極41aは、第1凹部44aの底部で第1容量線51aに電気的に接続されている。より具体的には、第1凹部44aの底部には、層間絶縁膜13を貫通するコンタクトホール13aが形成されており、第1容量電極41aは、コンタクトホール13aを介して第1容量線51aに電気的に接続されている。第1容量電極41aと第2容量電極43aとの間には第1誘電体層42aが形成されており、第1容量電極41a、第1誘電体層42a、および第2容量電極43aによって、保持容量55の第1保持容量551が構成されている。
層間絶縁膜13の画素電極9a側の面において、第1容量電極41aに対して第2方向Yで離間する位置には、ソース電極51sに平面視で重なる中継電極41sが形成されている。中継電極41sは、第1容量電極41aと同一の導電層によって構成されている。中継電極41sは、層間絶縁膜13を貫通するコンタクトホール13sを介してソース電極51sに電気的に接続している。第2容量電極43aは、層間絶縁膜13を貫通するコンタクトホール13dを介してドレイン電極51dに電気的に接続している。
図5、図6および図10に示すように、層間絶縁膜14の画素電極9a側の面には、遮光性のデータ線6aが第2方向Yに延在するように形成されており、データ線6aは、層間絶縁膜14を貫通するコンタクトホール14sを介して中継電極41sに電気的に接続している。従って、データ線6aは、中継電極41s、およびソース電極51sを介してソース領域1bに電気的に接続されている。
データ線6aに対して第1方向Xの他方側X2で離間する位置には、第2容量電極43aに平面視で重なる中継電極6bが形成されている。中継電極6bは、層間絶縁膜14を貫通するコンタクトホール14dを介して第2容量電極43aに電気的に接続している。中継電極6bは、データ線6aと同一の導電層によって構成されている。
図5、図6および図11に示すように、層間絶縁膜15の画素電極9a側の面には、データ線6aに平面視で重なるように第2方向Yに延在する遮光性の第2容量線52aが形成されている。第2容量線52aには共通電位が印加されている。層間絶縁膜16には、第2容量線52aと平面視で重なる貫通穴からなる第2凹部74aが形成されている。第2凹部74aと重なる領域には、第2凹部74aの底部から層間絶縁膜16の画素電極9a側の面まで延在する遮光性の第3容量電極71aと、第3容量電極71aに画素電極9a側から重なる遮光性の第1電極73aとが形成されている。第2容量線52aは、データ線6aに沿って第2方向Yに向けて延在する本体部分520aと、本体部分520aから第1方向Xの一方側X1および他方側X2に突出した突出部521a、522aとを有している。第3容量電極71aおよび第1電極73aは各々、データ線6aに沿って第2方向Yの一方側Y1に向けて延在する本体部分710a、730aと、本体部分710a、730aから第1方向Xの一方側X1および他方側X2に突出した突出部711a、712a、731a、732aとを有している。第2凹部74aは、第2方向Yの一方側Y1に向けて延在している。第1電極73aは、層間絶縁膜15、16を貫通するコンタクトホール16dを介して中継電極6bに電気的に接続されている。
層間絶縁膜14は、コンタクトホール16dと平面視で重なる領域に画素電極9aの側に突出した凸部143が形成されている。従って、層間絶縁膜16のコンタクトホール16dが形成されている部分の膜厚が周辺より薄い。従って、コンタクトホール16dのアスペクト比を低減できるので、第1電極73aを中継電極6bに適正に電気的に接続することができる。かかる態様は、例えば、層間絶縁膜15を形成した後、コンタクトホール16dが形成されている部分以外の層間絶縁膜15をエッチング等により薄くすることによって実現することができる。
第3容量電極71aは、第2凹部74aの底部で第2容量線52aに電気的に接続されている。第3容量電極71aと第1電極73aとの間には第2誘電体層72aが形成されており、第3容量電極71a、第2誘電体層72a、および第1電極73aによって、保持容量55の第2保持容量552が構成されている。
図5、図6および図12に示すように、第2絶縁膜18の第1基板10と反対側の面には画素電極9aが形成されている。画素電極9aは、後述するように、第1電極73aに平面視で重なる位置で第1絶縁膜17を貫通する第1コンタクトホール17d、および第2電極8aを利用して第1電極73aに電気的に接続されている。従って、画素電極9aは、第2電極8a、第1電極73a、中継電極6b、第2容量電極43a、およびドレイン電極51dを介してドレイン領域1cに電気的に接続されている。
第1基板10と反対側の面に第1電極73aが設けられた層間絶縁膜16(第3絶縁膜)には、第1コンタクトホール17dと平面視で重なる位置に第1基板10と反対側に突出した凸部160が形成されている。従って、第1コンタクトホール17dの深さを浅くすることができる。かかる凸部160は、例えば、層間絶縁膜16を形成した後、第1コンタクトホール17dが形成されている部分以外の層間絶縁膜16をエッチング等により薄くすることによって実現することができる。
図5、図6および図13に示すように、第2走査線33aと第1基板10との間には、半導体層1aと平面視で重なる遮光層33eが形成されている。本形態において、遮光層33eは、半導体層1aと平面視で重なるように第2方向Yに延在している。それ故、半導体層1aに対する第2走査線33aの遮光性が高い。
(画素電極9aの接続構造)
図14は、図6に示す第1コンタクトホール17d等の平面構成を示す説明図であり、第1コンタクトホール17d内における段部の位置等を示す説明図(a)と、面170に形成される凹部170fの説明図(b)とを示してある。図6、図11および図12に示すように、本形態では、第1コンタクトホール17dを利用して、第1電極73aと画素電極9aとを電気的に接続するにあたって、第1絶縁膜17の第1基板10と反対側の面に第2電極8aが形成されており、第2電極8aは、第1コンタクトホール17dを介して第1電極73aに電気的に接続されている。本形態において、第2電極8aは、厚さが300nm程度の薄い導電膜からなり、本形態において、第2電極8aは窒化チタン膜からなる。
また、第1絶縁膜17の第1基板10と反対側の面には第2絶縁膜18が形成されており、第2絶縁膜18は平坦化膜である。従って、第2絶縁膜18の第1基板10と反対側の面は、第2電極8aの第1基板10と反対側の面と連続した平面を構成しており、かかる平面に画素電極9aが設けられている。それ故、画素電極9aは、第2絶縁膜18と第2電極8aとが形成する平面において、第2電極8aの第2絶縁膜18から露出している部分に電気的に接続されている。かかる構成によれば、画素電極9aの第1基板10と反対側の面には第1コンタクトホール17dに起因する凹部が発生しない。よって、第1配向膜19を適正に形成することができるので、電気光学層80に用いた液晶分子を適正に配向させることができる。
本形態では、第2電極8aの第1基板10と反対側の面と第1絶縁膜17の第2電極8aから露出している面とによって形成された面170は、第1基板10からの距離(高さ)が異なる第1面176と第2面177とを有している。第1面176は、第1コンタクトホール17dの開口縁17d0の一部である第1縁部17d1と平面視で重なる位置から第1コンタクトホール17dの外側に向けて延在し、画素電極9aと接している。第2面177は、開口縁17d0の第1縁部17d1とは異なる第2縁部17d2と平面視で重なる領域を通って第1コンタクトホール17dの内側から外側に向けて延在しており、第2面177は、第1面176より第1基板10側に位置する。従って、第2絶縁膜18は、第1コンタクトホール17dと平面視で重なる凹部17f内に位置する内側部分181と、凹部17fの外側で第2面177に設けられた外側部分182とが繋がっている。
本形態では、図6および図14(a)に示すように、第2電極8aが第1コンタクトホール17d内に位置する第1部分8a1と、第1縁部17d1および第2縁部17d2のうち、第1縁部17d1のみに重なって第1部分8a1から第1コンタクトホール17dの外側まで延在して第1面176を構成する第2部分8a2とを備えている。このため、第2電極8aは、第2縁部17d2から重なって第1部分8a1から第1コンタクトホール17dの外側まで延在する部分を有してしない。従って、第1絶縁膜17の第1基板10と反対側の面のうち、第2電極8aから露出する部分と、第1部分8a1の第1基板10と反対側の面とによって第2面177が構成されている。それ故、第2面177は、第2電極8aの厚さに相当する分、第1面176より第1基板10側に位置する。よって、第2絶縁膜18は、第1コンタクトホール17dと平面視で重なる凹部17f内に位置する内側部分181と、第2面177面に設けられた外側部分182とが繋がっている。すなわち、第2電極8aの第1基板10と反対側の面と第1絶縁膜17の第2電極8aから露出している面とによって形成された面170には、図14(b)に示すように、第1コンタクトホール17dに起因する凹部17fが発生するが、第2絶縁膜18は、第1コンタクトホール17dと平面視で重なる凹部17f内に位置する内側部分181と、凹部17fの外側で第2面177に設けられた外側部分182とが繋がっている。本形態において、第1部分8a1は、第1穴17d6および第2穴17d7の双方に設けられている。
本形態においては、図6および図14(a)に示すように、第1コンタクトホール17dには、第1絶縁膜17の第1基板10側の部分を構成する第1穴17d6と、第1穴17d6に第1基板10と反対側で連通する第2穴17d7とが設けられており、第2穴17d7は、第1穴17d6よりサイズが大きい。従って、第1コンタクトホール17dのアスペクト比を小さくした構成と同様な効果が得られるため、第2電極8aを第1コンタクトホール17dの内側に適正に形成することができるとともに、第1コンタクトホール17dの内側で第2絶縁膜18にボイド等が発生することを抑制することができる。また、層間絶縁膜16(第3絶縁膜)には、第1コンタクトホール17dと平面視で重なる位置に第1基板10と反対側に突出した凸部160が形成されているため、第1コンタクトホール17dの深さを浅くすることができる。かかる構成によっても、第1コンタクトホール17dのアスペクト比を小さくすることができるため、第2電極8aを第1コンタクトホール17dの内側に適正に形成することができるとともに、第1コンタクトホール17dの内側で第2絶縁膜18にボイド等が発生することを抑制することができる。
このように構成した接続構造では、第2絶縁膜18において、凹部17f内に位置する内側部分181と、凹部17fの外側に設けられた外側部分182とが繋がっているため、第2絶縁膜18の面積が広い。従って、第2絶縁膜18は、第1基板10側(下地側)との接合強度が強く、剥がれにくい。それ故、図16を参照して後述するように、第2絶縁膜18の表面を平坦化した後、画素電極9aを形成するまでの間に、凹部17f内に位置する内側部分181が剥離することを抑制することができる。
特に、外側部分182は、第1絶縁膜17と接している。しかも、第1絶縁膜17において外側部分182と接する絶縁膜172は、第2絶縁膜18と同じホウ素含有シリケートガラスである。従って、第2絶縁膜18は、第1基板10側(下地側)との接合強度が強く、剥がれにくい。
(製造方法)
図15は、図6に示す第1コンタクトホール17d等を形成する工程を示す工程断面図である。図16は、図6に示す第1基板10に端子102等を形成する工程を示す工程断面図である。図15には表示領域10aを示し、図16には表示領域10aおよび端子領域10eを示してある。本形態の電気光学装置100の製造工程のうち、第1基板10において、第1電極73aと画素電極9aとを電気的に接続する際は、図16および図17に示す工程を行う。
まず、図16に示す工程ST11では、シリコン酸化膜等からなる絶縁膜171を成膜した後、絶縁膜171の表面をCMP処理等によって平坦化する。次に、ボロン含有シリケートガラスからなる絶縁膜172を成膜し、第1絶縁膜17を形成する。
次に、工程ST12(第1エッチング工程)では、第1絶縁膜17の表面に第1開口部M10備えた第1エッチングマスクM1を設けた状態で、第1開口部M10から第1絶縁膜17にエッチングを行う。その際、第1絶縁膜17の厚さ方向の途中位置までエッチングを行う。工程ST12では、フッ素を含有するエッチングガスを用いたドライエッチングを行う。
次に、工程ST13(第2エッチング工程)では、第1絶縁膜17の表面に、第1開口部M10よりサイズの大きな第2開口部M20を備えた第2エッチングマスクM2を設けた状態で、第2開口部M20から第1絶縁膜17にエッチングを行い、第1絶縁膜17を貫通する第1コンタクトホール17dを形成する。従って、第1コンタクトホール17dは、第1絶縁膜17の第1基板10側の部分を構成する第1穴17d6と、第1穴17d6に第1基板10と反対側で連通する第2穴17d7とを備えている。工程ST13でも、工程SY12と同様、フッ素を含有するエッチングガスを用いたドライエッチングを行う。
かかる工程を行う際、工程ST12を終了した後、第1エッチングマスクM1を除去し、再度、第2エッチングマスクM2を形成する方法を採用することができる。また、第1エッチングマスクM1がレジストマスクである場合、工程ST12を終了した後、レーザー光等の照射により、第1開口部M10のサイズを第2開口部M20のサイズまで大きくするサイズ調整工程を行ってもよい。かかる方法によれば、工程ST13を行う際、サイズ調整工程を行った後の第1エッチングマスクM1を第2エッチングマスクM2として用いることができる。
また、第1エッチングマスクM1がレジストマスクである場合、工程ST12を終了した後、サイズ調整工程において、第1エッチングマスクM1に酸素プラズマを照射するアッシング工程を行い、レジストマスクを薄くしてもよい。かかる方法によれば、第1開口部M10を第2開口部M20のサイズまで大きくすることができる。従って、エッチングガスの種類を切り換えて、工程ST12、アッシング工程、および工程ST13を行うことによって、工程ST13を行う際、サイズ調整工程を行った後のレジストマスクを第2エッチングマスクM2として用いることができる。この場合、サイズ調整工程においてレジストマスクの縁部全体が一定量、除去される。従って、第1開口部M10は、全周にわたって同一のサイズ分、大きな第2開口部M20となる。それ故、第1穴17d6の第1基板10と反対側の端部17d60と、第2穴17d7の第1基板10側の端部17d70との距離dは、第1コンタクトホール17dの全周にわたって等しくなる。
次に、工程ST14では、第1絶縁膜17の表面側に導電膜を形成した後、パターニングし、第2電極8aを形成する。本形態では、図13を参照して説明したように、第2電極8aは、第1コンタクトホール17d内に位置する第1部分8a1と、第1縁部17d1および第2縁部17d2のうち、第1縁部17d1のみに重なって第1部分8a1から第1コンタクトホール17dの外側まで延在して第1面176を構成する第2部分8a2とを備えている。従って、第1絶縁膜17の第1基板10と反対側の面のうち、第2電極8aから露出する部分と、第1部分8a1の第1基板10と反対側の面とによって第2面177が構成され、第2面177は、第2電極8aの厚さに相当する分、第2電極8aの第1コンタクトホール17dの外側に位置する部分の表面(第1面176)より第1基板10側に位置することになる。
次に、工程ST15では、第2電極8aおよび第1絶縁膜17を覆うように、厚さが800nm程度の第2絶縁膜18を成膜した後(成膜工程)、工程ST16では、第2絶縁膜18の表面にCMP処理を行い、第2電極8aを露出させる(平坦化工程)。この状態で、第2絶縁膜18は、第1コンタクトホール17dと平面視で重なる凹部17f内に位置する内側部分181と、第2面177面に設けられた外側部分182とが繋がっている。かかる工程の際、第1コンタクトホール17dが浅く、かつ、第2電極8aの膜厚が比較的薄いので、工程ST15で成膜する第2絶縁膜18の厚さが比較的薄くてよい。従って、第2絶縁膜18の表面に対するCMP処理を短時間に完了することができる。
図16に示すように、図15に示す工程ST16を終了した段階で、図1に示す端子102が配列される端子領域10eでは、第1電極73aと同一層の第3電極73e、第1絶縁膜17および第2絶縁膜18が順に積層された状態にある。この状態から画素電極9aおよび端子102を形成するには、工程ST17、工程ST18、および工程ST19を行う。
工程ST17では、第2絶縁膜18の表面に第3開口部M30を備えたレジストマスクからなるエッチングマスクM3を設けた状態で第3開口部M30からエッチングを行い、第3電極73eと平面視で重なる位置に第1絶縁膜17および第2絶縁膜18を貫通する第2コンタクトホール18eを形成する。
次に、工程ST18では、エッチングマスクM3を除去した後、第1基板10をフッ化水素水と接触させて第2コンタクトホール18e内の残滓等を除去する。かかる工程ST18を行った場合でも、第2絶縁膜18では、第1コンタクトホール17dと平面視で重なる凹部17f内に位置する内側部分181が外側部分182とが繋がっているため、内側部分181の剥離を抑制することができる。
次に、工程ST19では、第2絶縁膜18の表面にITO膜等の導電膜を成膜した後、導電膜をパターニングし、画素電極9aおよび端子102を形成する。しかる後には、図2を参照して説明した第1配向膜19を形成する。
[実施形態2]
図17は、本発明の実施形態2に係る電気光学装置100に用いた第1基板10の説明図であり、図4のG−G′断面図に相当する。なお、本形態の基本的な構成は実施形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。実施形態1では、第2電極8aの第1部分8a1が第1穴17d6および第2穴17d7の双方に設けられていた。本形態では、図17に示すように、第1部分8a1は、第1コンタクトホール17dの第1縁部17d1側では、第1穴17d6および第2穴17d7の双方に設けられているが、第2縁部17d2側では、第1穴17d6のみに設けられ、第2穴17d7に設けられていない。その他の構成は、実施形態1と同様であるため、説明を省略する。
かかる形態でも、実施形態1と同様、第2絶縁膜18では、第1コンタクトホール17dと平面視で重なる凹部17f内に位置する内側部分181が、第2面177に設けられた外側部分182と繋がっているため、内側部分181が剥離しにくい等、実施形態1と同様な効果を奏する。
[実施形態3]
図18は、本発明の実施形態3に係る電気光学装置100に用いた第1基板10の説明図であり、図4のG−G′断面図に相当する。なお、本形態の基本的な構成は実施形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。実施形態1では、第1コンタクトホール17dが第1穴17d6と、第1穴17d6よりわずかに大きな第2穴17d7とを備えていた。これに対して、本形態では、図18に示すように、第2穴17d7に相当する部分が第1穴17d6と平面視で重なる領域に加えて、第1コンタクトホール17dに対する一方側で広い範囲にわたって形成されている。
このため、第1絶縁膜17の第1基板10と反対側の面は、第1コンタクトホール17dの両側で第1基板10からの距離(高さ)が異なっており、第1コンタクトホール17dの開口縁の一部である第1縁部17d1から延在する第1段面17aと、第1段面17aより第1基板10側で開口縁の他の一部である第2縁部17d2から延在する第2段面17bとが存在する。
第2電極8aは、第1コンタクトホール17d内に位置する第1部分8a1と、第1縁部17d1に重なって第1部分8a1から第1コンタクトホール17dの外側の第1段面17aで延在する第2部分8a2とを備えている。さらに、第2電極8aは、第2縁部17d2に重なって第1部分8a1から第1コンタクトホール17dの外側の第2段面17bで延在する第3部分8a3を備えている。ここで、第3部分8a3の第1基板10と反対側の面は、第2部分8a2の第1基板10と反対側の面より第1基板10側に位置する。従って、第2電極8aの第1基板10と反対側の面と第1絶縁膜17の第2電極8aから露出している面とによって形成された面170は、第1基板10からの距離(高さ)が異なる第1面176と第2面177とを有しており、第2面177は、第1面176より第1基板10側に位置する。その他の構成は、実施形態1と同様であるため、説明を省略する。
このように構成した場合も、実施形態1と同様、第2絶縁膜18は、第1コンタクトホール17dと平面視で重なる凹部17f内に位置する内側部分181と、第2面177に設けられた外側部分182とが繋がっている。それ故、内側部分181が剥離しにくい等、実施形態1と同様な効果を奏する。
[実施形態4]
図19は、本発明の実施形態4に係る電気光学装置100に用いた第1基板10の説明図であり、図4のG−G′断面図に相当する。図20は、図19に示す第1基板10に端子102等を形成する工程を示す工程断面図である。図20には表示領域10aおよび端子領域10eを示してある。なお、本形態の基本的な構成は実施形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
実施形態1では、画素電極9aが1層の導電膜によって構成されていた。これに対して、本形態では、図19に示すように、画素電極9aは、ITO膜等からなる第1導電膜91aと、第1導電膜91aに第1基板10と反対側の面に設けられたITO膜等からなる第2導電膜92aとを備えている。その他の構成は、実施形態1と同様である。
かかる電気光学装置100の製造工程では、図15に示す工程ST11〜工程ST16までを実施した後、図20に示す工程ST21から工程ST24を行い、端子領域10eに端子102を形成する。より具体的には、本実施形態でも、図20に示すように、図15に示す工程ST16を終了した段階で、端子領域10eでは、第1電極73aと同一層の第3電極73e、第1絶縁膜17および第2絶縁膜18が順に積層された状態にある。
工程ST21(第1工程)では、第2絶縁膜18の表面にITO膜等からなる第1導電膜91を形成した後、端子領域10eから第1導電膜91を除去する。
次に、工程ST22(第2工程)では、第2絶縁膜18の表面に、第3開口部M30を備えたレジストマスクからなるエッチングマスクM3を設けた状態で第3開口部M30からエッチングを行い、第3電極73eと平面視で重なる位置に第1絶縁膜17および第2絶縁膜18を貫通する第2コンタクトホール18eを形成する。次に、工程ST22では、エッチングマスクM3を除去した後、第1基板10をフッ化水素水と接触させて第2コンタクトホール18e内の残滓等を除去する。
次に、工程ST23では、第2絶縁膜18の表面にITO膜等からなる第2導電膜を成膜した後(第3工程)、第1導電膜91および第2導電膜をパターニングし、画素電極9aおよび端子102を形成する(第4工程)。従って、画素電極9aは、第1導電膜91aと第2導電膜92aとを備えているのに対して、端子102は、第2導電膜92aと同一層の導電膜92eによって構成される。
かかる形態でも、実施形態1と同様、第2絶縁膜18では、第1コンタクトホール17dと平面視で重なる凹部17f内に位置する内側部分181と、第2面177に設けられた外側部分182とが繋がっている。それ故、第2絶縁膜18に対する平坦化処理を実施した後でも、内側部分181が剥離しにくい等、実施形態1と同様な効果を奏する。また、工程ST22では、第2絶縁膜18等を覆うように第1導電膜91が形成されているため、内側部分181の剥離を確実に抑制することができる。
[実施形態5]
図21は、本発明の実施形態5に係る電気光学装置100に用いた第1基板10の説明図であり、図4のG−G′断面図に相当する。図22は、図21に示す第1コンタクトホール17d等を形成する工程を示す工程断面図である。図23は、図21に示す第1基板10に端子102等を形成する工程を示す工程断面図である。図22には表示領域10aを示し、図23には表示領域10aおよび端子領域10eを示してある。なお、本形態の基本的な構成は実施形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図21に示すように、本形態では、第1コンタクトホール17dを利用して、第1電極73aと画素電極9aとを電気的に接続するにあたって、第1絶縁膜17の第1基板10と反対側の面に第2電極8aが形成されており、第2電極8aは、第1コンタクトホール17dを介して第1電極73aに電気的に接続されている。第1絶縁膜17の第1基板10と反対側の面には第2絶縁膜18が形成されており、第2絶縁膜18は平坦化膜である。従って、第2絶縁膜18の第1基板10と反対側の面と、第2電極8aの第1基板10と反対側の面とは連続した平面を構成し、かかる平面に画素電極9aが設けられている。
それ故、画素電極9aは、第2絶縁膜18と第2電極8aとが形成する平面において、第2電極8aの第2絶縁膜18から露出している部分に電気的に接続されている。かかる構成によれば、画素電極9aの第1基板10と反対側の面には第1コンタクトホール17dに起因する凹部が発生しない。よって、第1配向膜19を適正に形成することができるので、電気光学層80に用いた液晶分子を適正に配向させることができる。
本形態において、第2電極8aは、第1コンタクトホール17d内に位置する第1部分8a1と、第1部分8a1から第1コンタクトホール17dの外側まで延在した第2部分8a5とを備えており、第2部分8a5は、第1コンタクトホール17dを全周にわたって囲むように形成されている。このため、第2絶縁膜18は、第1コンタクトホール17dと平面視で重なる凹部17f内に位置する内側部分186と、第1コンタクトホール17dの外側に形成された外側部分187とが第2電極8aの第2部分8a5によって分離されている。
ここで、画素電極9aは、ITO膜等からなる第1導電膜91aと、第1導電膜91aに第1基板10と反対側の面に設けられたITO膜等からなる第2導電膜92aとを備えている。その他の構成は、実施形態1と同様である。
かかる電気光学装置100の製造工程では、第1基板10において、第1電極73aと画素電極9aとを電気的に接続する際は、図22および図23に示す工程を行う。まず、図22に示す工程ST31では、シリコン酸化膜等からなる絶縁膜171を成膜した後、絶縁膜171の表面をCMP処理等によって平坦化する。次に、ボロン含有シリケートガラスからなる絶縁膜172を成膜し、第1絶縁膜17を形成する。
次に、工程ST32(第1エッチング工程)では、第1絶縁膜17の表面に開口部M40を備えたエッチングマスクM4を設けた状態で、開口部M40から第1絶縁膜17にエッチングを行い、第1絶縁膜17を貫通する第1コンタクトホール17dを形成する。次に、工程ST33では、第1絶縁膜17の表面側に導電膜を形成した後、パターニングし、第2電極8aを形成する。
次に、工程ST34では、第2電極8aおよび第1絶縁膜17を覆うように第2絶縁膜18を成膜した後、工程ST35では、第2絶縁膜18の表面にCMP処理を行い、第2電極8aを露出させる。その結果、第2絶縁膜18は、第1コンタクトホール17dと平面視で重なる凹部17f内に位置する内側部分186と、第1コンタクトホール17dの外側に形成された外側部分187とは分離された状態となる。
図23に示すように、図22に示す工程ST35を終了した段階で、端子領域10eでは、第1電極73aと同一層の第3電極73e、第1絶縁膜17および第2絶縁膜18が順に積層された状態にある。この状態から画素電極9aおよび端子102を形成するには、工程ST36、工程ST37、工程ST38および工程ST39を行う。
工程ST36(第1工程)では、第2絶縁膜18の表面にITO膜等からなる第1導電膜91を形成した後、端子領域10eから第1導電膜91を除去する。
次に、工程ST37(第2工程)では、第2絶縁膜18の表面に、第3開口部M30を備えたレジストマスクからなるエッチングマスクM3を設けた状態で第3開口部M30からエッチングを行い、第3電極73eと平面視で重なる位置に第1絶縁膜17および第2絶縁膜18を貫通する第2コンタクトホール18eを形成する。次に、工程ST38では、エッチングマスクM3を除去した後、第1基板10をフッ化水素水と接触させて第2コンタクトホール18e内の残滓等を除去する。
次に、工程ST39では、第2絶縁膜18の表面にITO膜等からなる第2導電膜を成膜した後(第3工程)、第1導電膜91および第2導電膜をパターニングし、画素電極9aおよび端子102を形成する(第4工程)。従って、画素電極9aは、第1導電膜91aと第2導電膜92aとを備えているのに対して、端子102は、第2導電膜92aと同一層の導電膜92eによって構成される。
かかる形態でも、実施形態4と同様、工程ST38では、第2絶縁膜18等を覆うように第1導電膜91が形成されているため、内側部分181の剥離を確実に抑制することができる。
[他の実施形態]
上記実施形態1〜4では、第1コンタクトホール17dが第1穴17d6と第2穴17d7とによって構成されていたが、実施形態5のように、第1コンタクトホール17dが1つの穴によって構成されていてもよい。上記実施形態5では、第1コンタクトホール17dが1つの穴によって構成されていたが、実施形態1〜4のように、第1コンタクトホール17dが第1穴17d6と第2穴17d7とによって構成されていてもよい。
上記実施形態1〜5では、第2基板20側から光源光が入射する場合を例示したが、第1基板10側から光源光が入射する場合に本発明を適用してもよい。また、上記実施形態1〜5では、電気光学装置100が透過型の液晶装置であったが、電気光学装置100が反射型の液晶装置である場合に本発明を適用してもよい。
上記実施形態1〜5では、電気光学装置100が液晶装置であったが、電気光学装置100が有機エレクトロルミネッセンス装置等である場合に本発明を適用してもよい。
[電子機器への搭載例]
上述した実施形態に係る電気光学装置100を用いた電子機器について説明する。図24は、本発明を適用した電気光学装置100を用いた投射型表示装置(電子機器)の概略構成図である。図24では、位相差板や偏光板等の図示を省略してある。図24に示す投射型表示装置2100は、電気光学装置100を用いた電子機器の一例である。投射型表示装置2100において、電気光学装置100がライトバルブとして用いられ、装置を大きくすることなく高精細で明るい表示が可能である。この図に示されるように、投射型表示装置2100の内部には、ハロゲンランプ等の白色光源を有するランプユニット2102(光源部)が設けられている。ランプユニット2102から射出された投射光は、内部に配置された3枚のミラー2106および2枚のダイクロイックミラー2108によってR(赤)色、G(緑)色、B(青)色の3原色に分離される。分離された投射光は、各原色に対応するライトバルブ100R、100Gおよび100Bにそれぞれ導かれ、変調される。なお、B色の光は、他のR色やG色と比較すると光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ2122、リレーレンズ2123および出射レンズ2124を有するリレーレンズ系2121を介して導かれる。
ライトバルブ100R、100G、100Bによってそれぞれ変調された光は、ダイクロイックプリズム2112に3方向から入射する。そして、ダイクロイックプリズム2112において、R色およびB色の光は90度に反射し、G色の光は透過する。したがって、各原色の画像が合成された後、スクリーン2120には、投射レンズ群2114(投射光学系)によってカラー画像が投射される。
(他の投射型表示装置)
なお、投射型表示装置については、光源部として、各色の光を出射するLED光源等を用い、かかるLED光源から出射された色光を各々、別の液晶装置に供給するように構成してもよい。
(他の電子機器)
本発明を適用した電気光学装置100を備えた電子機器は、上記実施形態の投射型表示装置2100に限定されない。例えば、投射型のHUD(ヘッドアップディスプレイ)や直視型のHMD(ヘッドマウントディスプレイ)、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ等の電子機器に用いてもよい。
1a…半導体層、8a…第2電極、8a1…第1部分、8a2、8a5…第2部分、8a3…第3部分、9a…画素電極、10…第1基板、10a…表示領域、10b…周辺領域、10c…ダミー画素領域、10e…端子領域、17…第1絶縁膜、17d…第1コンタクトホール、17d0…開口縁、17d1…第1縁部、17d2…第2縁部、17f…凹部、17d6…第1穴、17d7…第2穴、17d60、17d70…端部、18…第2絶縁膜、18e…第2コンタクトホール、20…第2基板、21…共通電極、30…画素トランジスター、73a…第1電極、73e…第3電極、80…電気光学層、91a…第1導電膜、92a…第2導電膜、92e…導電膜、100…電気光学装置、100B、100G、100R…ライトバルブ、160…凸部、171、172…絶縁膜、176…第1面、177…第2面、181、186…内側部分、182、187…外側部分、2100…投射型表示装置、2102…ランプユニット(光源部)、2112…ダイクロイックプリズム、2114…投射レンズ群(投射光学系)、M1…第1エッチングマスク、M10…第1開口部、M2…第2エッチングマスク、M20…第2開口部。

Claims (11)

  1. 基板と、
    前記基板の一方面側に設けられた第1電極と、
    前記第1電極の前記基板と反対側の面に設けられた第1絶縁膜と、
    前記第1電極に平面視で重なる位置で前記第1絶縁膜を貫通する第1コンタクトホールと、
    前記第1絶縁膜の前記基板と反対側の面に設けられ、前記第1コンタクトホールを介して前記第1電極に電気的に接続された第2電極と、
    前記第2電極の前記基板と反対側の面と連続した平面を構成する面が設けられた第2絶縁膜と、
    前記第2絶縁膜の前記基板と反対側の面に設けられた画素電極と、
    を有し、
    前記第2電極の前記基板と反対側の面と前記第1絶縁膜の前記第2電極から露出している面とによって形成された面は、前記第1コンタクトホールの開口縁の一部である第1縁部と平面視で重なる位置から前記第1コンタクトホールの外側に向けて延在して前記画素電極に接する第1面と、前記第1面より前記基板側で、前記開口縁の前記第1縁部とは異なる第2縁部と平面視で重なり、前記第1コンタクトホールの内側から外側に向けて延在する第2面と、を有し、
    前記第2絶縁膜は、前記第1コンタクトホールと平面視で重なる凹部内に位置する内側部分と、前記凹部の外側で前記第2面に設けられた外側部分と、が繋がっていることを特徴とする電気光学装置。
  2. 請求項1に記載の電気光学装置において、
    前記第2電極は、前記第1コンタクトホール内に位置する第1部分と、前記第1縁部および前記第2縁部のうち、前記第1縁部のみに重なって前記第1部分から前記第1コンタクトホールの外側まで延在する第2部分と、を有していることを特徴とする電気光学装置。
  3. 請求項1または2に記載の電気光学装置において、
    前記第1コンタクトホールには、前記第1絶縁膜の前記基板側の部分を構成する第1穴と、前記第1穴よりサイズが大きく、前記第1穴に前記基板と反対側で連通する第2穴と、が設けられていることを特徴とする電気光学装置。
  4. 請求項3に記載の電気光学装置において、
    前記第1穴の前記基板と反対側の端部と、前記第2穴の前記基板側の端部との距離は、前記第1コンタクトホールの全周にわたって等しいことを特徴とする電気光学装置。
  5. 請求項1から4までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
    前記基板の端子領域に、
    前記第1電極と同一層である第3電極と、
    前記第3電極と平面視で重なる位置で前記第1絶縁膜および前記第2絶縁膜を貫通する第2コンタクトホールと、
    前記第2絶縁膜の前記基板と反対側の面に設けられ、前記第2コンタクトホールを介して前記第3電極と電気的に接続された端子と、
    を有し、
    前記画素電極は、第1導電膜と、前記第1導電膜の前記基板と反対側の面に設けられた第2導電膜と、を有し、
    前記端子は、前記第2導電膜と同一層である導電膜によって構成されていることを特徴とする請求項1から4までの何れか一項に記載の電気光学装置。
  6. 基板と、
    前記基板の一方面側に設けられた第1電極と、
    前記第1電極の前記基板と反対側の面に設けられた第1絶縁膜と、
    前記第1電極に平面視で重なる位置で前記第1絶縁膜を貫通する第1コンタクトホールと、
    前記第1絶縁膜の前記基板と反対側の面に設けられ、前記第1コンタクトホールを介して前記第1電極に電気的に接続された第2電極と、
    前記第2電極の前記基板と反対側の面と連続した平面を構成する面が設けられた第2絶縁膜と、
    前記第2絶縁膜の前記基板と反対側の面に設けられた画素電極と、
    を有し、
    前記基板の端子領域に、
    前記第1電極と同一層である第3電極と、
    前記第3電極と平面視で重なる位置で前記第1絶縁膜および前記第2絶縁膜を貫通する第2コンタクトホールと、
    前記第2絶縁膜の前記基板と反対側の面に設けられ、前記第2コンタクトホールを介して前記第3電極と電気的に接続された端子と、
    を有し、
    前記第2絶縁膜は、前記第1コンタクトホールと平面視で重なる凹部内に位置する内側部分と、前記凹部の外側に設けられた外側部分と、が分離されており、
    前記画素電極は、第1導電膜と、前記第1導電膜の前記基板と反対側の面に設けられた第2導電膜と、を有し、
    前記端子は、前記第2導電膜と同一層である導電膜によって構成されていることを特徴とする電気光学装置。
  7. 請求項1から6までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
    前記基板と反対側の面に前記第1電極が設けられた第3絶縁膜を有し、
    前記第3絶縁膜は、前記第1コンタクトホールと平面視で重なる位置に前記基板と反対側に突出した凸部を有していることを特徴とする電気光学装置。
  8. 請求項3または4に記載の電気光学装置の製造方法において、
    前記第1電極および前記第1絶縁膜を形成した後、
    前記第1絶縁膜の前記基板と反対側の面に第1開口部を備えたエッチングマスクを設けた状態で前記第1開口部から前記第1絶縁膜をエッチングして前記第1穴を形成する第1エッチング工程と、
    前記第1開口部を拡大して前記第1開口部よりサイズの大きな第2開口部とするサイズ調整工程と、
    前記第2開口部から前記第1絶縁膜をエッチングして前記第2穴を形成する第2エッチング工程と、
    を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
  9. 請求項8に記載の電気光学装置の製造方法において、
    前記サイズ調整工程では、前記エッチングマスクの縁部全体を一定量、除去することにより、前記第1開口部を拡大させて前記第2開口部を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
  10. 請求項5または6に記載の電気光学装置の製造方法において、
    前記第2絶縁膜の成膜工程、および前記第2絶縁膜に対する平坦化工程を行って、前記第2電極および前記第2絶縁膜の前記基板と反対側の面を連続した平面とした後、
    前記画素電極が設けられた表示領域に第1導電膜を形成する第1工程と、
    前記第2コンタクトホールを形成する第2工程と、
    前記表示領域および前記端子領域に前記第2導電膜を形成する第3工程と、
    前記第1導電膜および前記第2導電膜をパターニングして前記画素電極および前記端子を形成する第4工程と、
    を行うことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
  11. 請求項1から7までの何れか一項に記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。
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