JPH11218781A - 液晶装置及びその製造方法並びに電子機器 - Google Patents

液晶装置及びその製造方法並びに電子機器

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JPH11218781A
JPH11218781A JP10020001A JP2000198A JPH11218781A JP H11218781 A JPH11218781 A JP H11218781A JP 10020001 A JP10020001 A JP 10020001A JP 2000198 A JP2000198 A JP 2000198A JP H11218781 A JPH11218781 A JP H11218781A
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liquid crystal
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film
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 TFT駆動によるアクティブマトリクス駆動
方式の液晶装置において、画素部を平坦化しつつ画素電
極の蓄積容量を増加させる。 【解決手段】 液晶装置(100)は、一対の基板間に
挟持された液晶層(50)と、TFTアレイ基板(1
0)にマトリクス状に設けられた画素電極(11)とを
備える。第1蓄積容量電極が、画素部のTFT(30)
を構成する半導体層(1a)からデータ線(6a)下に
延設されている。容量線(3b)は、データ線下におい
て第1蓄積容量電極と対向配置された第2蓄積容量電極
部を含む。層間絶縁膜は、このデータ線下にある蓄積容
量電極に対向する領域が凹状に窪んで形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜トランジスタ
(以下、TFTと称す)駆動によるアクティブマトリク
ス駆動方式の液晶装置及びその製造方法、並びにこれを
用いた電子機器の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の液晶装置においては、一
対の基板間で画素電極及び対向電極上に各々所定方向に
ラビング処理が施された一対の配向膜が設けられてお
り、これらの配向膜間に液晶が所定の配向状態で挟持さ
れている。そして、動作時には、この液晶に両電極から
電界が印加され、液晶の配向状態は変化され、液晶装置
の画面表示領域内で表示が行われる。
【0003】従って、この種の液晶装置においては、デ
ータ線、走査線、容量線などの配線を形成した領域と、
これらのデータ線等が形成されていない領域(特に画像
表示用の入射光が通過する開口領域等)とのTFTアレ
イ基板上の合計層厚の差による凹凸を、仮にそのまま液
晶に接する面(配向膜)にまで残したとすると、その凹
凸の程度に応じて液晶に配向不良(ディスクリネーショ
ン)が発生して、各画素の画像の劣化につながる。より
具体的には、各開口領域が窪んだ凹凸面上に形成された
配向膜に対してラビング処理を施したのでは、この凹凸
に応じて配向膜表面に配向規制力のばらつきが生じ、こ
の凹凸部で、液晶の配向不良が発生してコントラストが
変化してしまう。即ち、液晶の配向不良が起こると、例
えば、液晶電圧非印加時において白表示となるノーマリ
ーホワイトモードであれば、配向不良の箇所で白抜け現
象が起こり、コントラストが低下すると共に精細度も低
下してしまう。このような事態を避けるべく、配向膜間
の距離(液晶の層厚)を均等且つ所定値に保ち、配向膜
に対するラビング処理を基板の全面に渡って均等且つ適
切に施すためには、画面表示領域内に位置する画素部を
平坦化することは重要である。
【0004】他方、この種の液晶装置においては、各画
素電極に画像信号を供給する際のデューティー比が小さ
くても、フリッカやクロストークが発生しないようにす
るために、各画素電極に所定容量を付与する蓄積容量を
設けたりする。
【0005】ここで、この種の液晶装置においては、画
素開口率を上げて画面を明るくするという要請もあるた
め、このような蓄積容量を増加させるために、隣接画素
の境界として対向基板に設けられる遮光層に対応する位
置にある非透明なAl(アルミニウム)等からなるデー
タ線下やデータ線に沿った領域に、上述の如き蓄積容量
が形成されたりする。より具体的には、例えば、データ
線下の領域であれば、画素部におけるTFTを構成する
半導体層からデータ線下に延設した半導体層を第1蓄積
容量電極として形成し、ゲート絶縁膜と同じ膜からなる
絶縁膜をこの第1蓄積容量電極上に形成し、更に走査線
と同じ層の低抵抗ポリシリコン等からなり走査線に沿っ
て配設される容量線をその絶縁膜上に延設して、第1蓄
積容量電極と絶縁膜を介して対向する第2蓄積容量電極
として形成する。或いは、走査線に沿った領域であれ
ば、画素部におけるTFTを構成する半導体層から容量
線下に延設した半導体層を第1蓄積容量電極として形成
すると共に、ゲート絶縁膜と同じ膜からなる絶縁膜をこ
の第1蓄積容量電極上に形成する(この場合、第1蓄積
容量電極と絶縁膜を介して対向する容量線の部分が第2
蓄積容量電極として機能する)。
【0006】このような蓄積容量を十分にとることで高
精細な画像表示が可能とされる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ように蓄積容量をデータ線下の領域や走査線に沿った領
域に作り込むと、この部分の層厚が増加して画素部に比
較的大きな段差ができてしまう。例えば、データ線下の
領域に蓄積容量を作り込むと、蓄積容量の厚み(第1蓄
積容量電極、絶縁膜及び第2蓄積容量電極の合計の厚
み)とデータ線の厚みだけ、これらが存在しない画素部
よりも高くなることになり、その段差は約10000ナ
にもなる。このような段差があると、ラビング処理が、
当該段差部分で適切に施されなくなる。この結果、デー
タ線に沿って前述のような液晶の配向不良が起こり、コ
ントラストや精細度が低下したりする問題点が生じる。
【0008】逆に、このように蓄積容量を作り込んだこ
とにより段差の増した表面を前述のように平坦化する
と、製造効率やコストが悪化してしまう。特に、前述の
ようにデータ線下の領域に蓄積容量を形成した後に画素
部の平坦化を行おうとすると、第1及び第2蓄積容量電
極や容量形成用絶縁膜や該配線に付随して必要となる層
間絶縁膜まで重ねたデータ線部分の合計層厚が増すた
め、平坦化工程に対する負担が増加して、製造効率やコ
ストが非常に悪化してしまうという問題点がある。
【0009】本発明は上述した問題点に鑑みなされたも
のであり、蓄積容量が大きく且つ画質劣化につながるよ
うな液晶の配向不良が極力低減された液晶装置及びその
製造方法並びに当該液晶装置を備えた電子機器を提供す
ることを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の液晶装
置は上記課題を解決するために、一対の基板間に液晶が
封入されてなり、該一対の基板の一方の基板上に複数の
データ線と、該複数のデータ線に交差する複数の走査線
と、前記複数のデータ線及び走査線に各々接続された複
数の薄膜トランジスタと、該複数の薄膜トランジスタに
各々接続されて前記データ線より上方に配置された複数
の画素電極と、該複数の薄膜トランジスタのドレイン又
はソース領域を構成する半導体層と同一材料からなり少
なくとも前記データ線下に各々延設された複数の第1蓄
積容量電極部と、前記データ線下において前記複数の第
1蓄積容量電極部と絶縁膜を介して各々対向配置された
第2蓄積容量電極部を各々含む複数の容量線と、前記一
方の基板と前記画素電極との間に配置された少なくとも
1つの層間絶縁膜とを備えており、前記層間絶縁膜は、
前記容量線のうち少なくとも前記データ線下にある前記
第2蓄積容量電極部に対向する領域が凹状に窪んで形成
されてなることを特徴とする。
【0011】請求項1に記載の液晶装置によれば、第1
蓄積容量電極部は、薄膜トランジスタのドレイン又はソ
ース領域を構成する半導体層と同一材料からなり、少な
くともデータ線下に各々延設されている。第2蓄積容量
電極部は、少なくともデータ線下において第1蓄積容量
電極部と絶縁膜を介して各々対向配置されている。この
ように本発明によれば、入射光が透過しないため開口領
域としては使用不可能なデータ線下のスペースは、画素
電極に対し容量を付与するためのスペースとして有効に
使用されている。
【0012】また、本発明によれば、層間絶縁膜は、容
量線のうち少なくともデータ線下にある第2蓄積容量電
極部に対向する領域が、他の領域と比べて凹状に窪んで
形成されている。従って、データ線の上方に位置する画
素電極面はこの窪みにより平坦化される。例えば、第1
蓄積容量電極部、絶縁膜、第2蓄積容量電極部及びデー
タ線の合計層厚に等しい深さだけ凹状に窪めれば、画素
電極面は、ほぼ完全に平坦化される。
【0013】以上のように従来は、段差によりラビング
処理が適切に施せなかったことに起因して、或いは段差
による基板間距離の狂いに直接起因して液晶の配向不良
は、この開口領域のデータ線に沿った部分で最も起き易
かったが、本発明によれば、この部分における配向不良
を平坦化により低減できる。
【0014】請求項2に記載の液晶装置は上記課題を解
決するために、一対の基板間に液晶が封入されてなり、
該一対の基板の一方の基板上に複数のデータ線と、該複
数のデータ線に交差する複数の走査線と、前記複数のデ
ータ線及び走査線に各々接続された複数の薄膜トランジ
スタと、該複数の薄膜トランジスタに各々接続された複
数の画素電極と、該複数の薄膜トランジスタのドレイン
又はソース領域を構成する半導体層と同一材料からなり
少なくとも前記データ線下に各々延設された複数の第1
蓄積容量電極部と、前記データ線下において前記複数の
第1蓄積容量電極部と絶縁膜を介して各々対向配置され
た第2蓄積容量電極部を各々含む複数の容量線と、前記
一方の基板及び前記第1蓄積容量電極部の間に配置され
ている第1層間絶縁膜と、前記第2蓄積容量電極部及び
前記データ線の間に配置されている第2層間絶縁膜と、
前記データ線及び前記画素電極の間に配置されている第
3層間絶縁膜とを備えており、前記第1、第2及び第3
層間絶縁膜のうち少なくとも一つの絶縁膜は、前記容量
線のうち少なくとも前記データ線下にある前記第2蓄積
容量電極部に対向する領域が凹状に窪んで形成されたこ
とを特徴とする。
【0015】請求項2に記載の液晶装置によれば、第1
蓄積容量電極部は、薄膜トランジスタのドレイン又はソ
ース領域を構成する半導体層と同一材料からなり、少な
くともデータ線下に各々延設されている。第2蓄積容量
電極部は、少なくともデータ線下において第1蓄積容量
電極部と絶縁膜を介して各々対向配置されている。この
ように本発明によれば、入射光が透過しないため開口領
域としては使用不可能なデータ線下のスペースは、画素
電極に対し容量を付与するためのスペースとして有効に
使用されている。
【0016】他方、第1層間絶縁膜は、一方の基板及び
第1蓄積容量電極部の間に配置されており、第2層間絶
縁膜は、第2蓄積容量電極部及び前記データ線の間に配
置されており、第3層間絶縁膜は、データ線及び画素電
極の間に配置されている。ここで一般に、データ線が配
線される領域は、開口領域内に位置する画素部と比較す
ると、半導体層と同一材料からなる第1蓄積容量電極
部、絶縁膜、走査線と同じポリシリコン層等からなる容
量線の第2蓄積容量電極部、Al膜等からなるデータ線
が積層されている分だけ段差ができる。しかも、この段
差は、液晶装置の構造上、開口領域内に位置する画素部
と比較して最も大きい段差である。しかるに、本発明に
よれば、第1、第2及び第3層間絶縁膜のうち少なくと
も一つの絶縁膜は、容量線のうち少なくともデータ線下
にある第2蓄積容量電極部に対向する領域が、他の領域
と比べて凹状に窪んで形成されている。従って、データ
線の上方に位置する第3層間絶縁膜の上面或いはこの上
に形成される画素電極面は、この窪みに応じて平坦化さ
れる。例えば、第1蓄積容量電極部、容量形成用絶縁
膜、第2蓄積容量電極部及びデータ線の合計層厚に等し
い深さだけ凹状に窪めれば、第3層間絶縁膜の上面或い
はこの上に形成される画素電極面は、ほぼ完全に平坦化
される。
【0017】以上のように従来は、段差によりラビング
処理が適切に施せなかったことに起因して、或いは段差
による基板間距離の狂いに直接起因して液晶の配向不良
は、この開口領域のデータ線に沿った部分で最も起き易
かったが、本発明によれば、この部分における配向不良
を平坦化により低減できる。
【0018】請求項3に記載の液晶装置は上記課題を解
決するために請求項2に記載の液晶装置において、前記
複数の第1蓄積容量電極部は更に、前記複数の走査線と
平行に各々延設されており、前記複数の第2蓄積容量電
極部は更に、前記走査線と平行に延設された前記第1蓄
積容量電極部と前記容量形成用絶縁膜を介して対向配置
されており、前記少なくとも一つの絶縁膜は更に、前記
容量線のうち前記走査線と平行な前記第2蓄積容量電極
部に対向する領域が凹状に窪んで形成されたことを特徴
とする。
【0019】請求項3に記載の液晶装置によれば、第1
蓄積容量電極部と第2蓄積容量電極部とは、走査線と平
行な領域において、容量形成用絶縁膜を介して対向配置
されている。このように本発明によれば、データ線下だ
けでなく、走査線に平行な領域も、画素電極に対し容量
を付与するためのスペースとして有効に使用されてい
る。ここで一般に、走査線に平行に容量線が配線される
領域は、開口領域内に位置する画素部と比較すると、第
1蓄積容量電極部、容量形成用絶縁膜及び第2蓄積容量
電極部が積層されている分だけ段差ができる。しかる
に、本発明によれば、第1、第2及び第3層間絶縁膜の
うち少なくとも一つの絶縁膜は、容量線のうち少なくと
も走査線と平行な第2蓄積容量電極部に対向する領域
が、凹状に窪んで形成されている。従って、この容量線
の上方に位置する第3層間絶縁膜の上面或いはこの上に
形成される画素電極面は、この窪みに応じて平坦化され
る。例えば、第1蓄積容量電極部、容量形成用絶縁膜及
び第2蓄積容量電極部の合計層厚に等しい深さだけ凹状
に窪めれば、第3層間絶縁膜の上面或いはこの上に形成
される画素電極面は、ほぼ完全に平坦化される。
【0020】請求項4に記載の液晶装置は上記課題を解
決するために請求項3に記載の液晶装置において、前記
画素電極上に配置されており、隣接して並べられた一対
の走査線及び容量線に対して前記走査線の側から前記容
量線の側に向う前記データ線に沿った方向でラビング処
理された配向膜と、前記一対の走査線及び容量線を前記
走査線に沿った一本の帯部でまとめて覆う遮光層とを更
に備えたことを特徴とする。
【0021】請求項4に記載の液晶装置によれば、TF
Tアレイ基板において配向膜は、画素電極上に配置され
ており、隣接して並べられた一対の走査線及び容量線に
対して走査線の側から容量線の側に向うデータ線に沿っ
た方向でラビング処理されている。ここで一般に、ラビ
ング方向に面が高くなる段差に対してはラビング処理は
比較的良好に行われ、ラビング方向に面が低くなる段差
に対してはラビング処理は良好に行うことが困難である
ことが本発明者による研究の結果判明している。そこ
で、本発明のように、平坦化を施していない走査線の側
から平坦化を施した容量線の側に向けた方向でラビング
処理を行うようにすれば、ラビング方向の上流に位置す
る画素側の走査線の一方の縁における段差は、ラビング
方向に面が高くなる段差となるのでラビング処理が良好
に行われる。他方、容量線に隣接する側の走査線の他方
の縁における段差は、ラビング方向に面が低くなる段差
となるのでラビング処理が良好に行われない。しかしな
がら、この部分とラビング方向の下流に位置する画素と
の間には容量線の上方に位置する平坦化された面がある
と共に、遮光層の一本の帯部により、まとめて覆われて
いるので開口領域から遠く離れている。このため、走査
線の他方の縁に対応してラビング処理が良好に行われな
くても、これによる液晶の配向不良が画像に影響するこ
とは殆ど又は全く無い。仮に、ラビング処理の方向を反
対にしてしまうと、ラビング方向に面が低くなる段差
が、容量線から遠い方の走査線の縁に現われてしまい、
これによる液晶の配向不良が画像に影響を及ぼしてしま
うか或いは、このような部分を更に遮光層で覆うことに
より開口領域を狭めねばならない。
【0022】更に、TFTアレイ基板のラビング方向を
データ線に沿うようにした場合、直流駆動により液晶を
劣化させないため及び表示画像のフリッカを防止するた
めに走査線毎に液晶を駆動する電圧極性を反転させる走
査線反転駆動方式(1H反転駆動方式)が一般化しつつ
あるが、この走査線反転駆動方式によれば、データ線の
方向の段差である、走査線付近における画素部の段差に
より液晶の配向不良(ディスクリネーション)が起き易
いことが、本発明者による研究の結果判明している。そ
こで、本発明のように、データ線の方向の段差が、一対
の走査線及び容量線の縁ではなく、該一対の走査線と容
量線との間にくるように構成すれば、上述の走査線反転
駆動方式を採用した際に、液晶の配向不良が画素境界領
域の中央付近で起きるように、即ち、各画素開口領域か
ら離れた領域で起きるように出来る。この結果、本発明
は、走査線反転駆動方式を用いる際には高コントラスト
化と高精細化を図る上で、大変有利である。
【0023】請求項5に記載の液晶装置は上記課題を解
決するために請求項2から4のいずれかに記載の液晶装
置において、前記少なくとも一つの絶縁膜は、単層から
構成されていることを特徴とする。
【0024】請求項5に記載の液晶装置によれば、凹状
に窪んで形成される絶縁膜を単層から構成すればよいの
で、従来の場合と比較しても層の数を増加させる必要が
無く、凹状に窪んだ部分とそうでない部分との膜厚を制
御すれば、当該凹状に窪んで形成された絶縁膜が得られ
る。
【0025】請求項6に記載の液晶装置は上記課題を解
決するために請求項2から4に記載の液晶装置におい
て、前記少なくとも一つの絶縁膜は、単層部分と多層部
分とから構成されており、前記単層部分が前記凹状に窪
んだ部分とされており、前記多層部分が前記凹状に窪ん
でいない部分とされていることを特徴とする。
【0026】請求項6に記載の液晶装置によれば、単層
部分が凹状に窪んだ部分とされているので、凹状に窪ん
だ部分における当該窪みが形成された絶縁膜の膜厚を、
単層部分の膜厚として、比較的容易にして確実且つ高精
度に制御できる。従って、この凹状に窪んだ部分におけ
る当該窪みが形成された絶縁膜の膜厚を非常に薄くする
ことも可能となる。
【0027】請求項7に記載の液晶装置は上記課題を解
決するために請求項2から6のいずれか一項に記載の液
晶装置において、前記第1及び第2層間絶縁膜は、酸化
シリコン膜又は窒化シリコン膜から構成されていること
を特徴とする。
【0028】請求項7に記載の液晶装置によれば、酸化
シリコン膜又は窒化シリコン膜からなる第1及び第2層
間絶縁膜により、一方の基板、第1蓄積容量電極部、第
2蓄積容量電極部、データ線等を構成する各層を相互に
電気的絶縁できると共に一方の基板等からTFTへの汚
染を防止できる。しかも、このように構成された第1層
間絶縁膜は、TFTの下地膜に適している。
【0029】請求項8に記載の液晶装置は上記課題を解
決するために請求項2から7のいずれか一項に記載の液
晶装置において、前記第1層間絶縁膜を前記一方の基板
が兼ねており、前記第2及び第3層間絶縁膜のうち少な
くとも一方は、前記容量線のうち少なくとも前記データ
線下にある前記第2蓄積容量電極部に対向する領域が凹
状に窪んで形成されたことを特徴とする。
【0030】請求項8に記載の液晶装置によれば、一方
の基板が第1層間絶縁膜を兼ねている。即ち、一方の基
板がTFTの下地膜としても機能し、第1層間絶縁膜は
省略される。しかるに、本発明によれば、第2及び第3
層間絶縁膜のうち少なくとも一方は、容量線のうち少な
くともデータ線下にある第2蓄積容量電極部に対向する
領域が凹状に窪んで形成されているので、上述の本発明
と同様に第3層間絶縁膜の上面や画素電極面の平坦化が
図られる。
【0031】請求項9に記載の液晶装置は上記課題を解
決するために請求項2から7のいずれか一項に記載の液
晶装置において、前記基板と前記第1層間絶縁膜との間
において、前記複数の薄膜トランジスタの少なくともチ
ャネル形成用領域を前記一方の基板の側から見て各々重
なる位置に設けられた遮光膜を更に備えたことを特徴と
する。
【0032】請求項9に記載の液晶装置によれば、遮光
膜は、複数のTFTの少なくともチャネル形成用領域を
一方の基板の側から見て各々重なる位置において一方の
基板に設けられている。従って、一方の基板の側からの
戻り光等が当該チャネル形成用領域に入射する事態を未
然に防ぐことができ、光電流の発生によりTFTの特性
が劣化することはない。そして、遮光膜は、一方の基板
と第1層間絶縁膜との間に設けられている。従って、遮
光膜からTFT等を電気的絶縁し得ると共に遮光膜がT
FT等を汚染する事態を未然に防げる。
【0033】請求項10に記載の液晶装置は上記課題を
解決するために請求項9に記載の液晶装置において、前
記遮光膜は、前記第1蓄積容量電極部の前記データ線下
の部分及び前記走査線と平行な部分のうち少なくとも一
方と前記第1層間絶縁膜を介して対向する位置に設けら
れた第3蓄積容量電極部を含んでおり、前記第1層間絶
縁膜は、前記第3蓄積容量電極部と前記第1蓄積容量電
極部との間の領域が前記凹状に窪んで形成されたことを
特徴とする。
【0034】請求項10に記載の液晶装置によれば、遮
光膜は、第1蓄積容量電極部のデータ線下の部分及び走
査線と平行な部分のうち少なくとも一方と第1層間絶縁
膜を介して対向する位置に設けられた第3蓄積容量電極
部を含んでいる。従って、容量形成用絶縁膜を介して対
向配置された第1蓄積容量電極部と第2蓄積容量電極部
とで形成される容量に加えて、第1層間絶縁膜を介して
対向配置された第1蓄積容量電極部と第3蓄積容量電極
部とで形成される容量も、蓄積容量として画素電極に付
与される。ここで一般に、容量形成用に間に介在する絶
縁膜の膜厚が厚いほど形成される容量は小さく、薄いほ
ど形成される容量は大きくなる。しかるに、本発明によ
れば、第1層間絶縁膜は、第3蓄積容量電極部と第1蓄
積容量電極部との間の領域が凹状に窪んで形成されてい
るため、容量形成用に間に介在する絶縁膜の膜厚を凹状
の窪みの深さに応じて薄くすることが出来る。この結
果、第1及び第3蓄積容量電極部の表面積を増やすこと
なく容量を効率的に増やすことが出来る。
【0035】請求項11に記載の液晶装置は上記課題を
解決するために請求項9又は10に記載の液晶装置にお
いて、前記遮光膜は、Ti(チタン)、Cr(クロ
ム)、W(タングステン)、Ta(タンタル)、Mo
(モリブデン)及びPd(鉛)のうちの少なくとも一つ
を含むことを特徴とする。
【0036】請求項11に記載の液晶装置によれば、遮
光膜は、不透明な高融点金属であるTi、Cr、W、T
a、Mo及びPdのうちの少なくとも一つを含む、例え
ば、金属単体、合金、金属シリサイド等から構成される
ため、TFTアレイ基板上の遮光膜形成工程の後に行わ
れるTFT形成工程における高温処理により、遮光膜が
破壊されたり溶融しないようにできる。
【0037】請求項12に記載の液晶装置は上記課題を
解決するために請求項9から11のいずれか一項に記載
の液晶装置において、前記遮光膜は、定電位源に接続さ
れていることを特徴とする。
【0038】請求項12に記載の液晶装置によれば、遮
光膜は定電位源に接続されているので、遮光膜は定電位
とされる。従って、遮光膜に対向配置されるTFTに対
し遮光膜の電位変動が悪影響を及ぼすことはない。
【0039】請求項13に記載の液晶装置は上記課題を
解決するために請求項12に記載の液晶装置において、
前記第1層間絶縁膜は、前記遮光膜と前記定電位源とが
接続される位置において、前記凹状に窪んで形成される
と共に開孔されたことを特徴とする。
【0040】請求項13に記載の液晶装置によれば、第
1層間絶縁膜は、遮光膜と定電位源とが接続される位置
において凹状に窪んで形成されているので、その製造プ
ロセスにおいて、当該第1層間絶縁膜形成後に、この凹
状に窪んだ部分の深さに応じて、この位置を開孔する工
程が容易となる。
【0041】請求項14に記載の液晶装置の製造方法は
上記課題を解決するために請求項5に記載の液晶装置の
製造方法であって、前記単層を構成すべき絶縁膜を堆積
する工程と、該堆積された絶縁膜に前記凹状に窪んだ部
分に対応するレジストパターンをフォトリソグラフィで
形成する工程と、該レジストパターンを介して所定時間
のエッチングを行い前記凹状に窪んだ部分を形成するエ
ッチング工程とを備えたことを特徴とする。
【0042】請求項14に記載の液晶装置の製造方法に
よれば、先ず、一方の基板上で前記単層を構成すべき絶
縁膜が、画面表示領域の全域に堆積される。次に、該堆
積された絶縁膜に凹状に窪んだ部分に対応するレジスト
パターンが、フォトリソグラフィで形成され、その後、
エッチングが、このレジストパターンを介して所定時間
だけ行われて、凹状に窪んだ部分が形成される。従っ
て、エッチングの時間管理により、凹状に窪んだ部分の
深さや膜厚を制御できる。このエッチング工程におい
て、例えばドライエッチングを用いる場合には、ほぼ露
光寸法通りに開孔できる。
【0043】請求項15に記載の液晶装置の製造方法は
上記課題を解決するために請求項6に記載の液晶装置の
製造方法であって、前記多層部分を構成すべき第1絶縁
膜を堆積する工程と、該堆積された第1絶縁膜に前記凹
状に窪んだ部分に対応するレジストパターンをフォトリ
ソグラフィで形成する工程と、該レジストパターンを介
してエッチングを行い前記凹状に窪んだ部分に対応する
前記第1絶縁膜を除去するエッチング工程と、前記単層
部分及び多層部分を構成すべき第2絶縁膜を前記第1絶
縁膜及び前記第1絶縁膜を除去した領域上に堆積する工
程とを備えたことを特徴とする。
【0044】請求項15に記載の液晶装置の製造方法に
よれば、先ず、一方の基板上で多層部分を構成すべき第
1絶縁膜が画面表示領域の全域に堆積される。次に、こ
の堆積された第1絶縁膜に、凹状に窪んだ部分に対応す
るレジストパターンが、フォトリソグラフィで形成さ
れ、その後、エッチングが、このレジストパターンを介
して行われて、凹状に窪んだ部分に対応する第1絶縁膜
が除去される。その後、単層部分及び多層部分を構成す
べき第2絶縁膜が、第1絶縁膜及び第1絶縁膜を除去し
た領域上に堆積される。この結果、凹状に窪んだ部分に
おける第1層間絶縁膜の膜厚を、第2絶縁膜の膜厚の管
理により、比較的容易にして確実且つ高精度に制御でき
る。このエッチング工程において、例えばドライエッチ
ングを用いる場合には、ほぼ露光寸法通りに開孔でき
る。
【0045】請求項16に記載の液晶装置の製造方法は
上記課題を解決するために請求項14又は15に記載の
液晶装置の製造方法であって、前記エッチング工程は、
少なくとも前記凹状に窪んだ部分の側壁をテーパ状に形
成するウエットエッチング工程を含むことを特徴とす
る。
【0046】請求項16に記載の液晶装置の製造方法に
よれば、ウエットエッチング工程により、凹状に窪んだ
部分の側壁は、テーパ状に形成される。このように凹状
に窪んだ部分の側壁をテーパ状に形成しておけば、凹状
に窪んだ部分内に後工程で形成される、例えば、ポリシ
リコン膜等が残ることがない。このため、この部分を確
実に平坦化できる。また、ドライエッチングとウエット
エッチングとを組み合わせてもよいことは言うまでもな
い。
【0047】請求項17に記載の液晶装置の製造方法は
上記課題を解決するために請求項14ら16のいずれか
一項に記載の液晶装置の製造方法であって、前記走査線
及び容量線を一対にして相隣接する前記画素電極間に並
べるように前記第1層間絶縁膜上に形成する工程と、前
記画素電極上及び前記画素電極が形成されていない前記
第3層間絶縁膜の部分上に配向膜を形成する工程と、該
配向膜を、前記一対の走査線及び容量線に対して前記走
査線の側から前記容量線の側に向う前記データ線に沿っ
た方向でラビング処理する工程とを備えたことを特徴と
する。
【0048】請求項17に記載の液晶装置の製造方法に
よれば、一対の走査線及び容量線は相隣接する画素電極
間に並ぶように、走査線及び容量線は第1層間絶縁膜上
に形成される。次に、画素電極上及び画素電極が形成さ
れていない第3層間絶縁膜の部分上に、配向膜を形成さ
れる。そして次に、該配向膜は、一対の走査線及び容量
線に対して走査線の側から容量線の側に向うデータ線に
沿った方向で、ラビング処理される。従って前述のよう
に、ラビング方向の上流に位置する走査線のラビング処
理が良好に行われない縁は開口領域から離れているの
で、この縁付近における液晶の配向不良が画像に影響す
ることは殆ど又は全く無い。特に前述のように走査線反
転駆動方式を用いる際には高コントラスト化と高精細化
を図る上で、大変有利である。
【0049】請求項18に記載の液晶装置の製造方法は
上記課題を解決するために請求項13に記載の液晶装置
の製造方法であって、前記一方の基板上の所定領域に前
記遮光膜を形成する工程と、前記接続される位置に対応
する部分が前記凹状に窪むように前記一方の基板及び遮
光膜上に前記第1層間絶縁膜を形成する工程と、前記第
1層間絶縁膜上に前記TFTを形成する工程と、前記T
FT及び第1層間絶縁膜上に第2層間絶縁膜を形成する
工程と、前記遮光膜と前記定電位源からの配線とを接続
するためのコンタクトホールとして、前記接続される位
置において前記遮光膜に至るまで前記第2及び第1層間
絶縁膜を開孔すると同時に、前記TFTと前記データ線
とを接続するためのコンタクトホールとして、前記TF
Tを構成する半導体層のソース又はドレイン領域に対向
する位置において前記半導体層に至るまで前記第2層間
絶縁膜を開孔する工程とを備えたことを特徴とする。
【0050】請求項18に記載の液晶装置の製造方法に
よれば、一方の基板上の所定領域に遮光膜が形成され、
遮光膜と定電位源とが接続される位置に対応する部分が
凹状に窪むように一方の基板及びこの遮光膜上に第1層
間絶縁膜が形成される。その後、TFTが第1層間絶縁
膜上に形成され、更にTFT及び第1層間絶縁膜上に第
2層間絶縁膜が形成される。この第2層間絶縁膜は、T
FT、データ線、走査線、容量線等の電気絶縁用に設け
られるものである。ここで、遮光膜と定電位源からの配
線とを接続するためのコンタクトホールとして、遮光膜
に至るまで第2及び第1層間絶縁膜が開孔され、同時
に、TFTとデータ線とを接続するためのコンタクトホ
ールとして、半導体層に至るまで第2層間絶縁膜が開孔
される。従って、これら2種類のコンタクトホールを一
括して開孔できる。
【0051】請求項19に記載の電子機器は上記課題を
解決するために請求項1から13に記載の液晶装置を備
えたことを特徴とする。
【0052】請求項19に記載の電子機器によれば、電
子機器は、上述した本願発明の液晶装置を備えており、
平坦化された画素電極により液晶の配向不良の少ない液
晶装置により高品位の画像表示が可能となる。
【0053】本発明のこのような作用及び他の利得は次
に説明する実施の形態から明らかにする。
【0054】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
【0055】(液晶装置の第1の実施の形態)本発明に
よる液晶装置の第1の実施の形態の構成及び動作につい
て図1から図8に基づいて説明する。図1は、データ
線、走査線、画素電極、遮光膜等が形成されたTFTア
レイ基板の開口領域内の画素部の平面図である。図2
は、遮光膜と定電位線との接続部分の平面図である。図
3は、図1のA−A’断面を対向基板等と共に示す液晶
装置の断面図である。図4は、図1のB−B’断面図で
あり、図5は、図1のC−C’断面図である。また図6
は、図2のD−D’断面図である。尚、図3から図6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。
【0056】図1において、液晶装置のTFTアレイ基
板上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極9a
(点線部9a’により輪郭が示されている)が設けられ
ており、画素電極9aの縦横の境界に各々沿ってデータ
線6a(ソース電極)、走査線3a(ゲート電極)及び
容量線3bが設けられている。データ線6aは、コンタ
クトホール5aを介してポリシリコン膜からなる半導体
層1aのうち後述のソース領域に電気的接続されてお
り、画素電極9aは、コンタクトホール8を介して半導
体層1aのうち後述のドレイン領域に電気的接続されて
いる。また、半導体層1aのうち後述のチャネル形成用
領域1a’(図中右下りの斜線の領域)に対向するよう
に走査線3a(ゲート電極)が配置されている。そし
て、図中右上がりの斜線で示した領域に画素部における
遮光膜11aが設けられている。即ち遮光膜11aは、
画素部において、半導体層1aのチャネル形成用領域1
a’を含むTFT、データ線6a、走査線3a及び容量
線3bをTFTアレイ基板の側から見て各々重なる位置
に設けられている。
【0057】図1において特に、データ線6a下に形成
された容量線3bを含む太線で囲まれた領域において
は、後述の第1層間絶縁膜が凹状に窪んで形成されてお
り、それ以外の画素電極9a及び走査線3aにほぼ対応
する領域においては、当該第1層間絶縁膜が相対的に凸
状に(平面状に)形成されている。また、TFTアレイ
基板10のラビング方向を図1の矢印の方向で行うよう
にすれば、本実施の形態は特に効果を発揮する。
【0058】従って、従来は、データ線が形成される最
も配向膜の形成面が高くなる段差により、ラビング処理
が適切に施せなかったことに起因して、或いはこのよう
な段差による基板間距離の狂いに直接起因して液晶の配
向不良は、この開口領域のデータ線に沿った部分で最も
起き易かったが、本実施の形態によれば、この部分にお
ける配向不良を平坦化により低減できる。
【0059】図2において液晶装置のTFTアレイ基板
上には、データ線6aと同じAl等の導電層から形成さ
れた定電位線6bが設けられており、コンタクトホール
5bを介して非画素部における遮光膜(遮光配線)11
bと接続されている。図2において特に、コンタクトホ
ール5bを含む太線で囲まれた領域5Cにおいては、後
述の第1層間絶縁膜が凹状に窪んで形成されており、そ
れ以外の領域においては、当該第1層間絶縁膜が相対的
に凸状に(平面状に)形成されている。
【0060】図3から図6に示すように、液晶装置10
0は、透明な一方の基板の一例を構成するTFTアレイ
基板10と、これに対向配置される透明な他方の基板の
一例を構成する対向基板20とを備えている。TFTア
レイ基板10は、例えば石英基板からなり、対向基板2
0は、例えばガラス基板や石英基板からなる。TFTア
レイ基板10には、画素電極9aが設けられており、そ
の上側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施され
た配向膜19が設けられている。画素電極9aは例え
ば、ITO膜(インジウム・ティン・オキサイド膜)な
どの透明導電性薄膜からなる。また配向膜19は例え
ば、ポリイミド薄膜などの有機薄膜からなる。
【0061】他方、対向基板20には、その全面に渡っ
て対向電極(共通電極)21が設けられており、その下
側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配
向膜22が設けられている。対向電極21は例えば、I
TO膜などの透明導電性薄膜からなる。また配向膜22
は、ポリイミド薄膜などの有機薄膜からなる。
【0062】TFTアレイ基板10には、図3に示すよ
うに、各画素電極9aに隣接する位置に、各画素電極9
aをスイッチング制御する画素スイッチング用TFT3
0が設けられている。
【0063】対向基板20には、更に図3に示すよう
に、各画素の開口領域以外の領域に遮光層23が設けら
れている。このため、対向基板20の側から入射光が画
素スイッチング用TFT30の半導体層1aのチャネル
形成用領域1a’やLDD(Lightly Doped Drain)領
域1b及び1cに侵入することはない。更に、遮光層2
3は、コントラストの向上、色材の混色防止などの機能
を有する。
【0064】このように構成され、画素電極9aと対向
電極21とが対面するように配置されたTFTアレイ基
板10と対向基板20との間には、後述のシール材52
(図13及び図14参照)により囲まれた空間に液晶が
封入され、液晶層50が形成される。液晶層50は、画
素電極9aからの電界が印加されていない状態で配向膜
19及び22により所定の配向状態を採る。液晶層50
は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合し
た液晶からなる。シール材52は、二つの基板10及び
20をそれらの周辺で貼り合わせるための、例えば光硬
化性樹脂や熱硬化性樹脂からなる接着剤であり、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或いは
ガラスビーズ等のスペーサが混入されている。
【0065】図3に示すように、画素スイッチング用T
FT30に各々対向する位置においてTFTアレイ基板
10と各画素スイッチング用TFT30との間には、遮
光膜11aが各々設けられている。遮光膜11aは、好
ましくは不透明な高融点金属であるTi、Cr、W、T
a、Mo及びPdのうちの少なくとも一つを含む、金属
単体、合金、金属シリサイド等から構成される。このよ
うな材料から構成すれば、TFTアレイ基板10上の遮
光膜11aの形成工程の後に行われる画素スイッチング
用TFT30の形成工程における高温処理により、遮光
膜11aが破壊されたり溶融しないようにできる。遮光
膜11aが形成されているので、TFTアレイ基板10
の側からの戻り光等が画素スイッチング用TFT30の
チャネル形成用領域1a’やLDD領域1b、1cに入
射する事態を未然に防ぐことができ、光電流の発生によ
り画素スイッチング用TFT30の特性が劣化すること
はない。
【0066】更に、遮光膜11aと複数の画素スイッチ
ング用TFT30との間には、単層又は多層からなる第
1層間絶縁膜12’が設けられている。第1層間絶縁膜
12’は、画素スイッチング用TFT30を構成する半
導体層1aを遮光膜11aから電気的絶縁するために設
けられるものである。更に、第1層間絶縁膜12’は、
TFTアレイ基板10の全面に形成されることにより、
画素スイッチング用TFT30のための下地膜としての
機能をも有する。即ち、TFTアレイ基板10の表面の
研磨時における荒れや、洗浄後に残る汚れ等で画素スイ
ッチング用TFT30の特性の劣化を防止する機能を有
する。
【0067】ここで特に図4及び図5に示すように、第
1層間絶縁膜12’は、TFTアレイ基板10上の容量
線3bが形成されている領域が、他の領域と比べて凹状
に窪んで形成されている。後述のように、第1層間絶縁
膜12’は、単層部分と2層部分とから構成しても良い
し、単層のみから構成してもよい。
【0068】このような第1層間絶縁膜12’は、例え
ば、NSG(ノンドープトシリケートガラス)、PSG
(リンシリケートガラス)、BSG(ボロンシリケート
ガラス)、BPSG(ボロンリンシリケートガラス)な
どの高絶縁性ガラス又は、酸化シリコン膜、窒化シリコ
ン膜等からなる。
【0069】以上の如く構成された第1層間絶縁膜1
2’により、遮光膜11aから画素スイッチング用TF
T30等を電気的絶縁し得ると共に遮光膜11aが画素
スイッチング用TFT30等を汚染する事態を未然に防
げる。ここで特に、第1層間絶縁膜12’は、データ線
6a下に容量線(第2蓄積容量電極)3bが形成された
領域において凹状に窪んで形成されると共に(図4参
照)、走査線3aに沿って容量線3bが形成された領域
において凹状に窪んで形成される(図5参照)ので、従
来のように第1層間絶縁膜を平らに形成してその上に容
量線3bを形成する場合と比較すると、凹状に窪んだ部
分の深さに応じて、この容量線3bが形成された領域と
形成されていない領域との合計層厚の差が減少し、画素
部における平坦化が促進される。
【0070】例えば、図4において、第1層間絶縁膜1
2’上の遮光膜(第3蓄積容量電極)11a、半導体層
1aのドレイン領域1eから延設された第1蓄積容量電
極1f、容量形成用絶縁膜(ゲート絶縁膜)2、容量線
3b及びデータ線6aの合計層厚に等しくなるように凹
状に窪んだ部分の深さを設定すれば、第3層間絶縁膜7
の上面は、平坦となるので、その後の平坦化処理を省略
できる。或いは、多少なりとも凹状に窪めれば、その後
の平坦化処理の負担を軽減できる。同様に、図5におい
て、第1層間絶縁膜12’上の遮光膜11a、半導体層
1aのドレイン領域1eから延設された第1蓄積容量電
極1f、容量形成用絶縁膜2、容量線3b及びデータ線
6aの合計層厚に等しくなるように凹状に窪んだ部分の
深さを設定すれば、第3層間絶縁膜7の上面は、ほぼ平
坦となる(データ線6aの分だけ画素部よりも低くな
る)。但し、図4及び図5において、第1層間絶縁膜1
2’は、遮光膜11a、第1蓄積容量電極1f、容量形
成用絶縁膜2及び容量線3bの合計層厚に対応した深さ
で凹状に窪んで形成されてもよい。このように第1層間
絶縁膜12’を構成すれば、図5において、第3層間絶
縁膜7の上面は、平坦となり、図4において、ほぼ平坦
となる(データ線6aの分だけ画素部よりも高くな
る)。
【0071】また、本実施の形態では特に図5に示すよ
うに、TFTアレイ基板10上に形成された画素電極9
a上の配向膜に対するラビング方向は、隣接して並べら
れた一対の走査線3a及び容量線3bに対して走査線3
aの側から容量線3bの側に向うデータ線6aに沿った
方向とされている。ここで一般に回転ラビング法を用い
る場合、ラビング方向に面が高くなる段差に対してはラ
ビング処理は比較的良好に行われ、ラビング方向に面が
低くなる段差に対してはラビング処理は良好に行うこと
が困難であることが本発明者による研究の結果判明して
いる。そこで、本実施の形態のように、平坦化を施して
いない走査線3aの側から平坦化を施した容量線3bの
側に向けた方向でラビング処理を行うようにすれば、ラ
ビング方向の上流に位置する画素側の走査線3aの一方
の縁における段差S1は、ラビング方向に面が高くなる
段差となるので配向規制力が強くラビング処理が良好に
行われる。他方、容量線3bに隣接する側の走査線3a
の他方の縁における段差S2は、ラビング方向に面が低
くなる段差となるので配向規制力が弱くラビング処理が
良好に行われない。しかしながら、この段差S2とラビ
ング方向の下流に位置する画素との間には容量線3bの
上方に位置する平坦化された面(小さい段差S3)があ
ると共に、遮光層23の一本の帯部により、これら一対
の走査線3a及び容量線3bは、まとめて覆われている
ので、段差S2は、開口領域から遠く離れている。この
ため、段差S2においてラビング処理が良好に行われな
くても、これによる液晶の配向不良が画像に影響するこ
とは殆ど又は全く無い。仮に、ラビング処理の方向を反
対にしてしまうと、ラビング方向に面が低くなる段差S
1による液晶の配向不良が画像に影響を及ぼしてしまう
か或いは、このような部分を更に遮光層23で覆うこと
により開口領域を狭めねばならない。従って、そのよう
な場合は、図5において、容量線3bを走査線3aに対
して反対側に設けるようにすればよい。
【0072】更に、このようにラビング処理を施すの
で、本実施の形態は、特にデータ線に沿ってラビングす
る場合には、直流駆動により液晶の劣化を生じさせない
ため及び表示画像のフリッカを防止するために走査線毎
に液晶の両端に印加する電圧の極性を反転させる走査線
反転駆動方式(1H反転駆動方式)を用いると有利であ
る。即ち、一般に液晶の配向不良(ディスクリネーショ
ン)は、データ線の方向の段差である、走査線付近にお
ける画素部の段差により起き易い。
【0073】ここで、このような液晶の配向不良の一例
として、TN液晶における横電界の影響によるディスク
リネーションを各種駆動方式について図7を参照して説
明する。図7は、上から順にDOT(画素)反転駆動方
式、1H(行)反転駆動方式、1S(列)反転駆動方式
及び1V(フレーム)反転駆動方式について、3本の走
査線及び3本のデータ線に囲まれた4つの画素開口領域
におけるディスクリネーションの様子を示しており、特
に左列は左回りのTN液晶について右列は右回りのTN
液晶についてのディスクリネーションの様子を対向基板
側から見た液晶装置の表示で示している。尚、図7で
は、横電界によりディスクリネーションが発生する領域
が左下がりの斜線部で示されており、これに加えて、デ
ータ線の段差により配向不良が発生する領域が右下がり
の斜線部で示されている。また、この例では、TFTア
レイ基板上の配向膜に対するラビング方向が図中下から
上への方向であるとする。
【0074】図7に示すように、左回り右回りを問わず
に、データ線の左右に沿った細い領域において、データ
線の段差による液晶の配向不良が発生している。そし
て、DOT反転駆動方式の場合には(図中、最上段参
照)、左回り液晶では各走査線の上側及び各データ線の
右側で横電界によるディスクリネーションが発生してお
り、右回り液晶では各走査線の上側及び各データ線の左
側で横電界によるディスクリネーションが発生してい
る。他方、1S反転駆動方式(液晶の両端に印加する電
圧の極性をデータ線単位で反転する方式)の場合には
(図中、上から3段目参照)、左回り液晶では各データ
線の右側で横電界によるディスクリネーションが僅かに
発生しており、右回り液晶では各データ線の左側で横電
界によるディスクリネーションが僅かに発生している。
そして、1V反転駆動方式(液晶の両端に印加する電圧
の極性をフレームまたは垂直走査期間毎に反転する方
式)の場合には(図中、最下段参照)、横電界によるデ
ィスクリネーションは走査線の上下において殆ど発生し
ていない。
【0075】これに対して1H反転駆動方式の場合には
(図中、上から2段目参照)、右回り左回りを問わず
に、各走査線の上側で横電界によるディスクリネーショ
ンが発生している。従って、図7に示したように、TF
Tアレイ基板上の配向膜のラビング方向を下から上の方
向にして、横電界によるディスクリネーションが発生す
る走査線の上側の領域に容量線を並べて設けると共に走
査線の段差がこれら容量線と走査線との間に位置するよ
うに構成すれば、横電界によるディスクリネーション
は、この容量線と走査線との間において主に発生するこ
ととなり、その画素開口領域に対する悪影響が低減され
ることになる。更に図7から、データ線部分を平坦化す
ることにより、どの反転駆動方式においてもデータ線に
沿って現われる液晶の配向不良を低減できることが分か
る。
【0076】そこで、本実施の形態では、データ線6a
の方向の段差が、一対の走査線3a及び容量線3bの縁
ではなく、該一対の走査線3aと容量線3bとの間にく
るように構成されている。従って、走査線反転駆動方式
(1H反転駆動方式)を採用した際に、液晶の配向不良
が、遮光層23で覆われた画素境界領域の中央付近で、
即ち各画素開口領域から離れた領域で起きることにな
る。この結果、本実施の形態によれば、走査線反転駆動
方式を用いた際に、電圧極性反転に伴って起きる走査線
3aに沿った液晶の配向不良が表示画像に及ぼす影響を
低減でき、高コントラスト化と高精細化を図れる。
【0077】以上のように、遮光膜11aを設けること
により必要となる第1層間絶縁膜12’の所定領域が凹
状に窪んで形成されているので、本実施の形態によれ
ば、前述した従来の、平坦化膜のスピンコート等による
塗布による平坦化された絶縁膜の形成等の工程を、省略
又は簡略化できる。
【0078】本実施の形態では図1及び図4に示すよう
に、半導体層1aの高濃度ドレイン領域1eは、データ
線6aに沿って延設されて第1蓄積容量電極(半導体
層)1fとされている。従って先ず、この第1蓄積容量
電極(半導体層)1fと容量線(第2蓄積容量電極)3
bとの間で、容量形成用絶縁膜2を介して蓄積容量が形
成される。これに加えて、遮光膜11aは、このデータ
線6a下に延設された第1蓄積容量電極(半導体層)1
fの下にも設けられているので、これら第1蓄積容量電
極(半導体層)1fと遮光膜11aの間でも、第1層間
絶縁膜12’を介して容量が形成される。
【0079】他方で、図1及び図5に示すように、半導
体層1aの高濃度ドレイン領域1eは、走査線3aに平
行に延設されて第1蓄積容量電極(半導体層)1fとさ
れている。従って先ず、この第1蓄積容量電極(半導体
層)1fと容量線(第2蓄積容量電極)3bとの間で、
容量形成用絶縁膜2を介して蓄積容量が形成される。こ
れに加えて、遮光膜11aは、この第1蓄積容量電極
(半導体層)1fの下にも設けられているので、これら
第1蓄積容量電極(半導体層)1fと遮光膜(第3蓄積
容量電極)11aとの間で、第1層間絶縁膜12’を介
して容量が形成される。
【0080】これらの結果、データ線6a下の領域及び
データ線に平行な領域という開口領域を外れたスペース
を有効に利用して、画素電極9aの蓄積容量を増やすこ
とが出来る。
【0081】そして本実施の形態では図1、図4及び図
5に示すように、第1層間絶縁膜12’は、これらの容
量が作り込まれる領域において凹状に窪んで形成されて
いるので平坦化が図られており、更に、この容量形成用
絶縁膜としての第1層間絶縁膜12’の凹状に窪んだ領
域における層厚は非常に薄く(例えば、1000〜50
00Å程度に)構成されているので、容量線3bの表面
積を増やすことなく、当該第1層間絶縁膜12’を介し
て対向配置された遮光膜11aと第1蓄積容量電極1f
との間における容量を増やすことが出来る。このよう
に、画素開口領域を狭めないように且つ画素部の平坦性
を害さないように、蓄積容量を増加させることができる
ので本実施の形態は大変有利である。
【0082】本実施の形態では図2及び図6に示すよう
に、遮光配線部の遮光膜11b(及びこれに接続された
画素部における遮光膜11a)は定電位線6bに電気的
接続されているので、遮光膜11aは定電位とされる。
従って、遮光膜11aに対向配置される画素スイッチン
グ用TFT30に対し遮光膜11aの電位変動が悪影響
を及ぼすことはない。この場合、定電位線6bの定電位
としては、接地電位に等しくてもよいし、対向電極21
の電位に等しくてもよい。また、定電位線6bは、液晶
装置100を駆動するための周辺回路の負電源、正電源
等の定電位源に接続されてもよい。
【0083】尚、本実施の形態では、画素スイッチング
用TFT30に対向する領域や走査線3aに対向する領
域においては、第1層間絶縁膜12’は凹状に窪められ
ていない。このため、第1層間絶縁膜12’を凹状に窪
んだ領域において非常に薄くしても、凹状に窪んでいな
い領域における膜厚を十分な値に設定すれば、画素スイ
ッチング用TFT30のチャネル形成用領域1a’に遮
光膜11bの電位が悪影響を及ぼしたり、走査線3aと
遮光膜11bとの間で、寄生容量がつくような不具合は
ない。即ち、本実施の形態の如き構成を採れば、第1層
間絶縁膜12’の凹状に窪んだ領域における膜厚を蓄積
容量増加のために、非常に薄く形成しても、画素スイッ
チング用TFT30や走査線3aに対して悪影響を及ぼ
さないので、大変有利である。
【0084】更に図2及び図6に示すように、第1層間
絶縁膜12’は、遮光膜11bと定電位線6bとが接続
される位置において、凹状に窪んで形成されているの
で、後述のように第1層間絶縁膜12’形成後にコンタ
クトホール5bをエッチングにより開孔する工程が、こ
の凹状に窪んだ部分の深さに応じて容易となり、コンタ
クトホール5aと5bとを一括して開孔できる。従っ
て、コンタクトホール5bを開孔するためだけのフォト
リソグラフィ工程及びエッチング工程が削減できるた
め、工程数を増加させることがなく歩留まりの低下を招
かない。
【0085】再び、図3において、画素スイッチング用
TFT30は、LDD(Lightly Doped Drain)構造を
有しており、走査線3a(ゲート電極)、走査線3aか
らの電界によりチャネルが形成される半導体層1aのチ
ャネル形成用領域1a’、走査線3aと半導体層1aと
を絶縁するゲート絶縁膜2、半導体層1aの低濃度ソー
ス領域(ソース側LDD領域)1b、データ線6a(ソ
ース電極)、半導体層1aの低濃度ドレイン領域(ドレ
イン側LDD領域)1c、半導体層1aの高濃度ソース
領域1e及びポリシリコン層1の高濃度ドレイン領域1
eを備えている。高濃度ドレイン領域1eには、複数の
画素電極9aのうちの対応する一つが接続されている。
ソース領域1b及び1d並びにドレイン領域1c及び1
eは後述のように、半導体層1aに対し、n型又はp型
のチャネルを形成するかに応じて所定濃度のn型用又は
p型用のドーパントをドープすることにより形成されて
いる。n型チャネルのTFTは、動作速度が速いという
利点があり、画素のスイッチング素子である画素スイッ
チング用TFT30として用いられることが多い。本実
施の形態では特にデータ線6a(ソース電極)は、Al
等の金属膜や金属シリサイド等の合金膜などの遮光性の
薄膜から構成されている。また、走査線3a(ゲート電
極)、ゲート絶縁膜2及び第1層間絶縁膜12’の上に
は、高濃度ソース領域1dへ通じるコンタクトホール5
a及び高濃度ドレイン領域1eへ通じるコンタクトホー
ル8が各々形成された第2層間絶縁膜4が形成されてい
る。このソース領域1bへのコンタクトホール5aを介
して、データ線6a(ソース電極)は高濃度ソース領域
1dに電気的接続されている。更に、データ線6a(ソ
ース電極)及び第2層間絶縁膜4の上には、高濃度ドレ
イン領域1eへのコンタクトホール8が形成された第3
層間絶縁膜7が形成されている。この高濃度ドレイン領
域1eへのコンタクトホール8を介して、画素電極9a
は高濃度ドレイン領域1eに電気的接続されている。前
述の画素電極9aは、このように構成された第3層間絶
縁膜7の上面に設けられている。
【0086】画素スイッチング用TFT30は、好まし
くは上述のようにLDD構造を持つが、低濃度ソース領
域1b及び低濃度ドレイン領域1cに不純物イオンの打
ち込みを行わないオフセット構造を持ってよいし、ゲー
ト電極3aをマスクとして高濃度で不純物イオンを打ち
込み、自己整合的に高濃度ソース及びドレイン領域を形
成するセルフアライン型のTFTであってもよい。
【0087】また本実施の形態では、画素スイッチング
用TFT30のゲート電極(データ線3a)をソース−
ドレイン領域1b及び1e間に1個のみ配置したシング
ルゲート構造としたが、これらの間に2個以上のゲート
電極を配置してもよい。この際、各々のゲート電極には
同一の信号が印加されるようにする。このようにデュア
ルゲート(ダブルゲート)以上でTFTを構成すれば、
チャネルとソース−ドレイン領域接合部のリーク電流を
防止でき、オフ時の電流を低減することができる。これ
らのゲート電極の少なくとも1個をLDD構造或いはオ
フセット構造にすれば、更にオフ電流を低減でき、安定
したスイッチング素子を得ることができる。
【0088】ここで、一般には、半導体層1aのチャネ
ル形成用領域1a’、低濃度ソース領域1b及び低濃度
ドレイン領域1c等のポリシリコン層は、光が入射する
とポリシリコンが有する光電変換効果により光電流が発
生してしまい画素スイッチング用TFT30のトランジ
スタ特性が劣化するが、本実施の形態では、走査線3a
(ゲート電極)を上側から覆うようにデータ線6a(ソ
ース電極)がAl等の遮光性の金属薄膜から形成されて
いるので、少なくとも半導体層1aのチャネル形成用領
域1a’及びLDD領域1b、1cへの入射光(即ち、
図3で上側からの光)の入射を効果的に防ぐことが出来
る。また、前述のように、画素スイッチング用TFT3
0の下側には、遮光膜11aが設けられているので、少
なくとも半導体層1aのチャネル形成用領域1a’及び
LDD領域1b、1cへの戻り光(即ち、図3で下側か
らの光)の入射を効果的に防ぐことが出来る。
【0089】尚、図6において、第1層間絶縁膜12’
は、2つの絶縁膜12及び13から構成されている。こ
のような構成については、製造工程のところで詳述す
る。
【0090】(液晶装置の第2の実施の形態)本発明に
よる液晶装置の第2の実施の形態について図8及び図9
に基づいて説明する。第2の実施の形態は、TFTアレ
イ基板10側に遮光膜11aが設けられておらず、更
に、データ線6a下に容量線3bが形成された領域での
み、第1層間絶縁膜12’が凹状に窪んで形成されてい
る点で第1の実施の形態とは異なる。尚、図1に示すよ
うに遮光膜11aが設けられていてもよいことは言うま
でもない。図8は、データ線、走査線、画素電極等が形
成されたTFTアレイ基板の平面図である。また図9
は、図8のB−B’断面図である。尚、図9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、第1実施の形態と同じ構成要素については同じ参
照符号を付し、その説明は省略する。
【0091】図8において、データ線6a下に容量線3
bが形成された太線で囲まれた領域においては、図9に
示すように第1層間絶縁膜12’が凹状に窪んで形成さ
れており、それ以外の容量線3bや画素電極9a及び走
査線3aにほぼ対応する領域においては、第1層間絶縁
膜12’が相対的に凸状に(平面状に)形成されてい
る。
【0092】従って、本実施の形態の如く平坦化処理を
何等施さなかった場合に第3層間絶縁膜7の上面で最も
段差が生じる領域のみ、即ち、液晶の配向不良が最も問
題になる領域のみを、第1層間絶縁膜12’の凹状の窪
みにより平坦化するので、平坦化処理にかかるコストや
手間を基準にした平坦化の効率が非常に良い。
【0093】また、図9に示した第1層間絶縁膜12’
は、第1の実施の形態の場合と同様に、 単層部分と2
層部分とから構成しても良く、単層のみから構成しても
よい。
【0094】本実施の形態では図9に示すように、半導
体層1aの高濃度ドレイン領域1eは、データ線6aに
沿って延設されて第1蓄積容量電極(半導体層)1fと
されているので、データ線6aに沿って延設された第1
蓄積容量電極(半導体層)1fと容量線(第2蓄積容量
電極)3bとの間で、第1層間絶縁膜12’を介して容
量が形成される。そして、このような容量が作り込まれ
る領域において平坦化が図られている。
【0095】(液晶装置の第3の実施の形態)本発明に
よる液晶装置の第3の実施の形態について図10に基づ
いて説明する。第3の実施の形態は、TFTアレイ基板
10側に遮光膜11aが設けられていない点で第1の実
施の形態とは異なる。図10は、図1のC−C’断面に
対応する位置における液晶装置の断面図である。尚、図
10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、第1の実施の形態と同じ構成要素に
ついては同じ参照符号を付し、その説明は省略する。
【0096】図10に示すように、第3の実施の形態の
液晶装置は、第1の実施の形態を示した図5と比較し
て、遮光膜11aが設けられていない。その他の構成に
ついては第1の実施の形態と同様であるので、説明を省
略する。
【0097】また、図10に示した第1層間絶縁膜1
2’は、第1の実施の形態の場合と同様に、単層部分と
2層部分とから構成しても良く、単層のみから構成して
もよい。
【0098】従って、本実施の形態の如く平坦化処理を
何等施さなかった場合に第3層間絶縁膜7の上面で最も
段差が生じるデータ線6a下に容量線3bが形成された
領域と、走査線3aに沿って容量線3bが形成された領
域との両方において、第1層間絶縁膜12’の凹状の窪
みにより平坦化が図られている。
【0099】(液晶装置の第4の実施の形態)本発明に
よる液晶装置の第4の実施の形態について図11に基づ
いて説明する。第4の実施の形態は、半導体層1aの下
地膜としての第1層間絶縁膜12’をTFTアレイ基板
10が兼ねており第1層間絶縁膜12’がなく、且つ遮
光膜11aがない点で第1の実施の形態とは異なる。図
11は、図1のB−B’断面に対応する位置における液
晶装置の断面図である。尚、図11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、第1
の実施の形態と同じ構成要素については同じ参照符号を
付し、その説明は省略する。
【0100】図11に示すように、第4の実施の形態の
液晶装置は、第1の実施の形態と比較して、遮光膜11
aが設けられていない。更に、第1層間絶縁膜12’が
なく、第1蓄積容量電極(半導体層)1fが直接TFT
アレイ基板10の上に形成されている。そして、データ
線6a下の容量線3bが形成された領域においては、第
2層間絶縁膜4が凹状に窪んで形成されており、これに
より、第3層間絶縁膜7の上面における平坦化が図られ
ている。尚、走査線3aに沿って容量線3bが形成され
た領域については、第2層間絶縁膜4を凹状に窪めて形
成して平坦化してもよいし、第2の実施の形態のように
平坦化しなくてもよい。
【0101】また、図11に示した第2層間絶縁膜4
は、第1の実施の形態における第1層間絶縁膜12’の
場合と同様に、 単層部分と2層部分とから構成しても
良く、単層のみから構成してもよい。
【0102】このように第2層間絶縁膜4を利用して平
坦化することも可能である。
【0103】尚、図1に示すように、遮光膜11aや第
1層間絶縁膜12’を設けてもよいことは言うまでもな
い。
【0104】(液晶装置の第5の実施の形態)本発明に
よる液晶装置の第5の実施の形態について図12に基づ
いて説明する。第5の実施の形態は、半導体層1aの下
地膜としての第1層間絶縁膜12’をTFTアレイ基板
10が兼ねており第1層間絶縁膜12’がなく、且つ遮
光膜11aがない点で第1の実施の形態とは異なる。図
12は、図1のB−B’断面に対応する位置における液
晶装置の断面図である。尚、図12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、第1
の実施の形態と同じ構成要素については同じ参照符号を
付し、その説明は省略する。
【0105】図12に示すように、第4の実施の形態の
液晶装置は、第1の実施の形態と比較して、遮光膜11
aが設けられていない。更に、第1層間絶縁膜12’が
なく、第1蓄積容量電極(半導体層)1fが直接TFT
アレイ基板10の上に形成されている。そして、データ
線6a下の容量線3bが形成された領域においては、第
3層間絶縁膜7が凹状に窪んで形成されており、これに
より、第3層間絶縁膜7の上面における平坦化が図られ
ている。尚、走査線3aに沿って容量線3bが形成され
た領域については、第3層間絶縁膜7を凹状に窪めて形
成して平坦化してもよいし、第2の実施の形態のように
平坦化しなくてもよい。
【0106】また、図12に示した第3層間絶縁膜7
は、第1の実施の形態における第1層間絶縁膜12’の
場合と同様に、 単層部分と2層部分とから構成しても
良く、単層のみから構成してもよい。
【0107】このように第3層間絶縁膜7を利用して平
坦化することも可能である。
【0108】尚、図1に示すように、遮光膜11aや第
1層間絶縁膜12’を設けてもよいことは言うまでもな
い。
【0109】(液晶装置の全体構成)以上のように構成
された液晶装置の各実施の形態の全体構成を図13及び
図14を参照して説明する。尚、図13は、TFTアレ
イ基板10をその上に形成された各構成要素と共に対向
基板20の側から見た平面図であり、図14は、対向基
板20を含めて示す図13のH−H’断面図である。
【0110】図13において、TFTアレイ基板10の
上には、シール材52がその縁に沿って設けられてお
り、その内側に並行して、例えば遮光層23と同じ或い
は異なる材料から成る遮光性の周辺見切り53が設けら
れている。シール材52の外側の領域には、データ線駆
動回路101及び実装端子102がTFTアレイ基板1
0の一辺に沿って設けられており、走査線駆動回路10
4が、この一辺に隣接する2辺に沿って設けられてい
る。走査線3aに供給される走査信号遅延が問題になら
ないのならば、走査線駆動回路104は片側だけでも良
いことは言うまでもない。また、データ線駆動回路10
1を画面表示領域の辺に沿って両側に配列してもよい。
例えば奇数列のデータ線6aは画面表示領域の一方の辺
に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供
給し、偶数列のデータ線は前記画面表示領域の反対側の
辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を
供給するようにしてもよい。この様にデータ線6aを櫛
歯状に駆動するようにすれば、データ線駆動回路の占有
面積を拡張することができるため、複雑な回路を構成す
ることが可能となる。更にTFTアレイ基板10の残る
一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動
回路104間をつなぐための複数の配線105が設けら
れている。また、対向基板20のコーナー部の少なくと
も1箇所においては、TFTアレイ基板10と対向基板
20との間で電気的導通をとるための導通材からなる銀
点106が設けられている。そして、図14に示すよう
に、図13に示したシール材52とほぼ同じ輪郭を持つ
対向基板20が当該シール材52によりTFTアレイ基
板10に固着されている。
【0111】データ線駆動回路101及び走査線駆動回
路104は配線によりデータ線6a(ソース電極)及び
走査線3a(ゲート電極)に各々電気的接続されてい
る。データ線駆動回路101には、図示しない制御回路
から即時表示可能な形式に変換された画像信号が入力さ
れ、走査線駆動回路104がパルス的に走査線3aに順
番にゲート電圧を送るのに合わせて、データ線駆動回路
101は画像信号に応じた信号電圧をデータ線6a(ソ
ース電極)に送る。本実施の形態では特に、画素スイッ
チング用TFT30はp−Si(ポリシリコン)タイプ
のTFTであるので、画素スイッチング用TFT30の
形成時にほぼ同一工程で、データ線駆動回路101及び
走査線駆動回路104を構成する相補型TFTを形成す
ることも可能であり、製造上有利である。
【0112】次に、図15に第1の実施の形態における
遮光配線部をなす遮光膜11bのTFTアレイ基板10
0上の2次元的レイアウトを示す。
【0113】図15に示すように、遮光膜11aは、周
辺見切り53内の画面表示領域において走査線3a、容
量線3b及びデータ線6aを覆うように引き回されてお
り、画面表示領域の外側で、対向基板20上の周辺見切
り53の下部を通るように配線し、図2に示したように
定電位線に接続される。このように配線すれば、周辺見
切り53下のデッドスペースを有効に使うことが出来、
シール材を硬化させる面積を広くとることが出来る。ま
た、対向基板20上に設けられた周辺見切り53をTF
Tアレイ基板10上に遮光膜11aと同層で同材料で設
け、遮光膜11a及び11bと電気的に接続するように
してもよい。このように、周辺見切り53を内蔵するこ
とにより対向基板20上の遮光層は必要無くなるため、
TFアレイ基板10と対向基板20の張り合わせ時の精
度は無視することが出来、透過率のばらつかない明るい
液晶装置を実現できる。
【0114】尚、図13から図15において、TFTア
レイ基板10上には更に、複数のデータ線6aに所定電
圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々
供給するプリチャージ回路、画像信号をサンプリングし
て複数のデータ線6aに各々供給するサンプリング回
路、製造途中や出荷時の当該液晶装置の品質、欠陥等を
検査するための検査回路等を形成してもよい。また、デ
ータ線駆動回路101及び走査線駆動回路104をTF
Tアレイ基板10の上に設ける代わりに、例えばTAB
(テープオートメイテッドボンディング基板)上に実装
された駆動用LSIに、TFTアレイ基板10の周辺部
に設けられた異方性導電フィルムを介して電気的及び機
械的に接続するようにしてもよい。
【0115】また、図1から図15には示されていない
が、対向基板20の投射光が入射する側及びTFTアレ
イ基板10の出射光が出射する側には各々、例えば、T
N(ツイステッドネマティック)モード、 STN(ス
ーパーTN)モード、D−STN(ダブル−STN)モ
ード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード/ノ
ーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、
位相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置され
る。
【0116】次に以上のように構成された本実施の形態
の動作について図3及び図13から図15を参照して説
明する。
【0117】先ず、制御回路から画像信号を受けたデー
タ線駆動回路101は、この画像信号に応じたタイミン
グ及び大きさで信号電圧をデータ線6a(ソース電極)
に印加し、これと並行して、走査線駆動回路104は、
所定タイミングで走査線3a(ゲート電極)にゲート電
圧をパルス的に順次印加し、画素スイッチング用TFT
30は駆動される。これにより、ゲート電圧がオンとさ
れた時点でソース電圧が印加された画素スイッチング用
TFT30においては、ソース領域1d及び1b、半導
体層1aのチャネル形成用領域1a’に形成されたチャ
ネル並びにドレイン領域1c及び1eを介して画素電極
9aに電圧が印加される。そして、この画素電極9aの
電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも例えば3桁
も長い時間だけ蓄積容量(図4及び図5参照)により保
持される。
【0118】以上のように、画素電極9aに電圧が印加
されると、液晶層50におけるこの画素電極9aと対向
電極21とに挟まれた部分における液晶の配向状態が変
化し、ノーマリーホワイトモードであれば、印加された
電圧に応じて入射光がこの液晶部分を通過不可能とさ
れ、ノーマリーブラックモードであれば、印加された電
圧に応じて入射光がこの液晶部分を通過可能とされ、全
体として液晶装置100からは画像信号に応じたコント
ラストを持つ光が出射する。
【0119】特に本実施の形態では、層間絶縁膜を凹状
に窪めて形成することにより画素部における平坦化が図
られているため、液晶の配向不良が特に容量線が形成さ
れた領域の付近で低減されており、液晶装置100によ
り、高コントラストで高画質の画像を表示することが可
能となる。
【0120】以上説明した液晶装置100は、カラー液
晶プロジェクタに適用されるため、3枚の液晶装置10
0がRGB用のライトバルブとして各々用いられ、各パ
ネルには各々RGB色分解用のダイクロイックミラーを
介して分解された各色の光が投射光として各々入射され
ることになる。従って、各実施の形態では、対向基板2
0に、カラーフィルタは設けられていない。しかしなが
ら、液晶装置100においても遮光層23の形成されて
いない画素電極9aに対向する所定領域にRGBのカラ
ーフィルタをその保護膜と共に、対向基板20上に形成
してもよい。このようにすれば、液晶プロジェクタ以外
の直視型や反射型のカラー液晶テレビなどのカラー液晶
装置に本実施の形態の液晶装置を適用できる。更に、対
向基板20上に1画素1個対応するようにマイクロレン
ズを形成してもよい。このようにすれば、入射光の集光
効率を向上することで、明るい液晶装置が実現できる。
更にまた、対向基板20上に、何層もの屈折率の相違す
る干渉層を堆積することで、光の干渉を利用して、RG
B色を作り出すダイクロイックフィルタを形成してもよ
い。このダイクロイックフィルタ付き対向基板によれ
ば、より明るいカラー液晶装置が実現できる。
【0121】液晶装置100では、従来と同様に入射光
を対向基板20の側から入射することとしたが、第1の
実施の形態のように遮光膜11aを設けた場合には、T
FTアレイ基板10の側から入射光を入射し、対向基板
20の側から出射するようにしても良い。即ち、このよ
うに液晶装置100を液晶プロジェクタに取り付けて
も、半導体層1aのチャネル形成用領域1a’及びLD
D領域1b、1cに光が入射することを防ぐことが出
来、高画質の画像を表示することが可能である。ここ
で、従来は、TFTアレイ基板100の裏面側での反射
を防止するために、反射防止用のAR被膜された偏光板
を別途配置したり、ARフィルムを貼り付ける必要があ
った。しかし、第1の実施の形態では、TFTアレイ基
板10の表面と半導体層1aの少なくともチャネル形成
用領域1a’及びLDD領域1b、1cとの間に遮光膜
11aが形成されているため、このようなAR被膜され
た偏光板やARフィルムを用いたり、TFTアレイ基板
10そのものをAR処理した基板を使用する必要が無く
なる。従って、本実施の形態によれば、材料コストを削
減でき、また偏光板貼り付け時に、ごみ、傷等により、
歩留まりを落とすことがなく大変有利である。また、耐
光性が優れているため、明るい光源を使用したり、偏光
ビームスプリッタにより偏光変換して、光利用効率を向
上させても、光によるクロストーク等の画質劣化を生じ
ない。
【0122】また、液晶装置100のスイッチング素子
は、正スタガ型又はコプラナー型のポリシリコンTFT
であるとして説明したが、逆スタガ型のTFTやアモル
ファスシリコンTFT等の他の形式のTFTに対して
も、本実施の形態は有効である。
【0123】更に、液晶装置100においては、一例と
して液晶層50をネマティック液晶から構成したが、液
晶を高分子中に微小粒として分散させた高分子分散型液
晶を用いれば、配向膜19及び22、並びに前述の偏光
フィルム、偏光板等が不要となり、光利用効率が高まる
ことによる液晶装置の高輝度化や低消費電力化の利点が
得られる。更に、画素電極9aをAl等の反射率の高い
金属膜から構成することにより、液晶装置100を反射
型液晶装置に適用する場合には、電圧無印加状態で液晶
分子がほぼ垂直配向されたSH(スーパーホメオトロピ
ック)型液晶などを用いても良い。更にまた、液晶装置
100においては、液晶層50に対し垂直な電界(縦電
界)を印加するように対向基板20の側に対向電極21
を設けているが、液晶層50に平行な電界(横電界)を
印加するように一対の横電界発生用の電極から画素電極
9aを各々構成する(即ち、対向基板20の側には縦電
界発生用の電極を設けることなく、TFTアレイ基板1
0の側に横電界発生用の電極を設ける)ことも可能であ
る。このように横電界を用いると、縦電界を用いた場合
よりも視野角を広げる上で有利である。その他、各種の
液晶材料(液晶相)、動作モード、液晶配列、駆動方法
等に本実施の形態を適用することが可能である。
【0124】(製造プロセス)次に、以上のような構成
を持つ液晶装置の製造プロセスについて第1の実施の形
態の液晶装置を例として図16から図23を参照して説
明する。尚、図16から図19は各工程におけるTFT
アレイ基板側の各層を、第1の実施の形態における特徴
的な箇所を含む図4のB−B’断面に対応させて示す工
程図であり、更に、図20から図23は各工程における
TFTアレイ基板側の各層を図6のD−D’断面に対応
させて示す工程図である。そして、これらの図に記され
た工程(1)〜工程(20)は、TFTアレイ基板1上
の相異なる部分における同一の工程として各々一括して
行われるものである。
【0125】先ず、図16から図19を参照して、図4
のB−B’断面に対応するデータ線3a並びにその下に
形成された容量線3b及び第1蓄積容量電極(半導体
層)1fを含む部分の製造プロセスを中心に説明する。
尚、図3のA−A’断面に示された構成要素の製造行程
や図5のC−C’断面に示された構成要素の製造行程
も、図16から図19に示した各行程と一括して行われ
るものであるので、これらの製造工程についても各行程
毎に適宜説明を加える。
【0126】図16の工程(1)に示すように、石英基
板、ハードガラス等のTFTアレイ基板10を用意す
る。ここで、好ましくはN2(窒素)等の不活性ガス雰
囲気且つ約900〜1300℃の高温でアニール処理
し、後に実施される高温プロセスにおけるTFTアレイ
基板10に生じる歪みが少なくなるように前処理してお
く。即ち、製造プロセスにおける最高温で高温処理され
る温度に合わせて、事前にTFTアレイ基板10を同じ
温度かそれ以上の温度で熱処理しておく。
【0127】このように処理されたTFTアレイ基板1
0の全面に、Ti、Cr、W、Ta、Mo及びPd等の
金属や金属シリサイド等の金属合金膜を、スパッタによ
り、1000〜5000Å程度の層厚、好ましくは約2
000Åの層厚の遮光膜11を形成する。
【0128】続いて、工程(2)に示すように、該形成
された遮光膜11上にフォトリソグラフィにより遮光膜
11aのパターン(図1参照)に対応するレジストマス
クを形成し、該レジストマスクを介して遮光膜11に対
しエッチングを行うことにより、遮光膜11aを形成す
る。
【0129】次に工程(3)に示すように、遮光膜11
aの上に、例えば、常圧又は減圧CVD法等によりTE
OS(テトラ・エチル・オルソ・シリケート)ガス、T
EB(テトラ・エチル・ボートレート)ガス、TMOP
(テトラ・メチル・オキシ・フォスレート)ガス等を用
いて、NSG、PSG、BSG、BPSGなどのシリケ
ートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等から
なる第1絶縁膜12(2層の第1層間絶縁膜12’の下
層)を形成する。この第1絶縁膜12の層厚は、例え
ば、約5000〜20000Åとし、後の工程で埋め込
みたい膜の膜厚により第1絶縁膜12の厚みを決定する
ようにする。
【0130】次に工程(4)に示すように、容量線3b
を上方に形成する予定の領域(図1、図4及び図5参
照)に対して、エッチングを行い、この領域における第
1絶縁膜12を除去する。ここで、前記エッチングを反
応性エッチング、反応性イオンビームエッチング等のド
ライエッチングで処理した場合、フォトリソグラフィに
より形成したレジストマスクとほぼ同じサイズで異方的
に第1絶縁膜12が除去できるため、設計寸法通りに容
易に制御できる利点がある。一方、少なくもとウエット
エッチングを用いた場合には、等方性のため、第1絶縁
膜12の開孔領域が広がるが、開孔部の側壁面をテーパ
ー状に形成できるため、後工程の例えば走査線3aを形
成するためのポリシリコン膜3やレジストが、開孔部の
側壁周囲にエッチングや剥離されずに残ってしまうこと
がなく、歩留まりの低下を招かない。尚、第1絶縁膜1
2の開孔部の側壁面をテーパー状に形成する方法として
は、ドライエッチングで一度エッチングしてから、レジ
ストパターンを後退させて、再度ドライエッチングを行
ってもよい。また、ドライエッチングとウェットエッチ
ングを組み合わせてもよいことは言うまでもない。
【0131】次に工程(5)に示すように、遮光膜11
a及び第1絶縁膜12の上に、第1絶縁膜12と同様
に、シリケートガラス膜、又は窒化シリコン膜や酸化シ
リコン膜等からなる第2絶縁膜13(2層の第1層間絶
縁膜12’の上層)を形成する。この第2絶縁膜13の
層厚は、例えば、約1000〜2000Åとする。第2
絶縁膜13に対し、約900℃のアニール処理を施すこ
とにより、汚染を防ぐと共に平坦化してもよい。
【0132】本実施の形態では特に、第1層間絶縁膜1
2’を形成する第1絶縁膜12及び第2絶縁膜13の層
厚は、図4に示したようにデータ線6a下に容量線3b
が形成される領域において、画素電極9aが形成される
前に画素領域がほぼ平坦になるように設定される。
【0133】次に工程(6)に示すように、第2絶縁膜
13の上に、約450〜550℃、好ましくは約500
℃の比較的低温環境中で、流量約400〜600cc/
minのモノシランガス、ジシランガス等を用いた減圧
CVD(例えば、圧力約20〜40PaのCVD)によ
り、アモルファスシリコン膜を形成する。その後、窒素
雰囲気中で、約600〜700℃にて約1〜10時間、
好ましくは、4〜6時間のアニール処理を施することに
より、ポリシリコン膜1を約500〜2000Åの厚
さ、好ましくは約1000Åの厚さとなるまで固相成長
させる。
【0134】この際、図3に示した画素スイッチング用
TFT30として、nチャネル型の画素スイッチング用
TFT30を作成する場合には、当該チャネル形成用領
域にSb(アンチモン)、As(砒素)、P(リン)な
どのV族元素のドーパントを僅かにイオン注入等により
ドープする。また、画素スイッチング用TFT30をp
チャネル型とする場合には、B(ボロン)、Ga(ガリ
ウム)、In(インジウム)などのIII族元素のドーパ
ントを僅かにイオン注入等によりドープする。尚、アモ
ルファスシリコン膜を経ないで、減圧CVD法等により
ポリシリコン膜1を直接形成しても良い。或いは、減圧
CVD法等により堆積したポリシリコン膜にシリコンイ
オンを打ち込んで一旦非晶質化(アモルファス化)し、
その後アニール処理等により再結晶化させてポリシリコ
ン膜1を形成しても良い。
【0135】次に図17の工程(7)に示すように、フ
ォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、図1
に示した如き所定パターンの半導体層1aを形成する。
即ち、特にデータ線6a下で容量線3bが形成される領
域及び走査線3aに沿って容量線3bが形成される領域
には、画素スイッチング用TFT30を構成する半導体
層1a(図3参照)から延設された第1蓄積容量電極
(半導体層)1fを形成する(図4及び図5参照)。
【0136】次に工程(8)に示すように、画素スイッ
チング用TFT30を構成する半導体層1aと共に第1
蓄積容量電極(半導体層)1fを約900〜1300℃
の温度、好ましくは約1000℃の温度により熱酸化す
ることにより、約300Åの比較的薄い厚さの熱酸化シ
リコン膜を形成し、更に減圧CVD法等により高温酸化
シリコン膜(HTO膜)や窒化シリコン膜を約500Å
の比較的薄い厚さに堆積し、多層構造を持つ画素スイッ
チング用TFT30のゲート絶縁膜2(図3参照)と共
に容量形成用絶縁膜2を形成する(図4及び図5参
照)。この結果、第1蓄積容量電極1f(半導体層1
a)の厚さは、約300〜1500Åの厚さ、好ましく
は約350〜500Åの厚さとなり、容量形成用絶縁膜
(ゲート絶縁膜)2の厚さは、約200〜1500Åの
厚さ、好ましくは約300〜1000Åの厚さとなる。
このように高温熱酸化時間を短くすることにより、特に
8インチ程度の大型ウエーハを使用する場合に熱による
そりを防止することができる。但し、ポリシリコン層1
を熱酸化することのみにより、単一層構造を持つ容量形
成用絶縁膜2(ゲート絶縁膜2)を形成してもよい。
【0137】尚、工程(8)において特に限定されない
が、第1蓄積容量電極1fとなる半導体層部分に、例え
ば、Pイオンをドーズ量約3×1012/cm2でドープ
して、低抵抗化させてもよい。
【0138】次に工程(9)に示すように、減圧CVD
法等によりポリシリコン層3を堆積した後、リン(P)
を熱拡散し、ポリシリコン膜3を導電化する。又は、P
イオンをポリシリコン膜3の成膜と同時に導入したドー
プトシリコン膜を用いてもよい。工程(10)に示すよ
うに、レジストマスクを用いたフォトリソグラフィ工
程、エッチング工程等により、図1に示した如き所定パ
ターンの走査線3a(ゲート電極)と共に容量線3bを
形成する。これらの容量線3b(走査線3a)の層厚
は、例えば、約3500Åとされる。
【0139】但し、容量線3bや走査線3aを、ポリシ
リコン層ではなく、WやMo等の高融点金属膜又は金属
シリサイド膜から形成してもよいし、若しくはこれらの
金属膜又は金属シリサイド膜とポリシリコン膜を組み合
わせて多層に形成してもよい。この場合、容量線3bや
走査線3aを、遮光層23が覆う領域の一部又は全部に
対応する遮光膜として配置すれば、金属膜や金属シリサ
イド膜の持つ遮光性により、遮光層23の一部或いは全
部を省略することも可能となる。この場合特に、対向基
板20とTFTアレイ基板10との貼り合わせずれによ
る画素開口率の低下を防ぐことが出来る利点がある。
【0140】次に工程(11)に示すように、図3に示
した画素スイッチング用TFT30をLDD構造を持つ
nチャネル型のTFTとする場合、半導体層1aに、先
ず低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1cを
形成するために、走査線3a(ゲート電極)を拡散マス
クとして、PなどのV族元素のドーパント200を低濃
度で(例えば、Pイオンを1〜3×1013/cm2のド
ーズ量にて)ドープする。これにより走査線3a(ゲー
ト電極)下の半導体層1aはチャネル形成用領域1a’
となる。この不純物のドープにより容量線3b及び走査
線3aも低抵抗化される(図4及び図5参照)。
【0141】続いて、図18の工程(12)に示すよう
に、画素スイッチング用TFT30を構成する高濃度ソ
ース領域1b及び高濃度ドレイン領域1cを形成するた
めに、走査線3a(ゲート電極)よりも幅の広いマスク
でレジスト層202を走査線3a(ゲート電極)上に形
成した後、同じくPなどのV族元素のドーパント201
を高濃度で(例えば、Pイオンを1〜3×1015/cm
2のドーズ量にて)ドープする。また、画素スイッチン
グ用TFT30をpチャネル型とする場合、半導体層1
aに、低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1
c並びに高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域
1eを形成するために、BなどのIII族元素のドーパン
トを用いてドープする。このようにLDD構造とした場
合、ショートチャネル効果を低減できる利点が得られ
る。尚、例えば、低濃度のドープを行わずに、オフセッ
ト構造のTFTとしてもよく、走査線3a(ゲート電
極)をマスクとして、Pイオン、Bイオン等を用いたイ
オン注入技術によりセルフアライン型のTFTとしても
よい。
【0142】この不純物のドープにより容量線3b及び
走査線3aも更に低抵抗化される(図4及び図5参
照)。
【0143】これらの工程と並行して、nチャネル型T
FT及びpチャネル型TFTから構成される相補型構造
を持つデータ線駆動回路101及び走査線駆動回路10
4をTFTアレイ基板10上の周辺部に形成する。この
ように、本実施の形態において画素スイッチング用TF
T30はポリシリコンTFTであるので、画素スイッチ
ング用TFT30の形成時にほぼ同一工程で、データ線
駆動回路101及び走査線駆動回路104を形成するこ
とができ、製造上有利である。
【0144】次に工程(13)に示すように、画素スイ
ッチング用TFT30における走査線3a(ゲート電
極)と共に容量線3b及び走査線3aを覆うように(図
4及び図5参照)、例えば、常圧又は減圧CVD法やT
EOSガス等を用いて、NSG、PSG、BSG、BP
SGなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化
シリコン膜等からなる第2層間絶縁膜4を形成する。第
2層間絶縁膜4の層厚は、約5000〜15000Åが
好ましい。
【0145】次に工程(14)の段階で、図3に示すよ
うに高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1e
を活性化するために約1000℃のアニール処理を20
分程度行った後、データ線31(ソース電極)に対する
コンタクトホール5aを、反応性エッチング、反応性イ
オンビームエッチング等のドライエッチングにより形成
する。この際、反応性エッチング、反応性イオンビーム
エッチングのような異方性エッチングにより、コンタク
トホール5a等を開孔した方が、開孔形状をマスク形状
とほぼ同じにできるという利点がある。但し、ドライエ
ッチングとウエットエッチングとを組み合わせて開孔す
れば、これらのコンタクトホール5a等をテーパ状にで
きるので、配線接続時の断線を防止できるという利点が
得られる。また、走査線3aや容量線3b(図5参照)
を図示しない配線と接続するためのコンタクトホール
も、コンタクトホール5aと同一の工程により第2層間
絶縁膜4に開孔する。
【0146】次に工程(15)に示すように、第2層間
絶縁膜4の上に、スパッタ処理等により、遮光性のAl
等の低抵抗金属や金属シリサイド等を金属膜6として、
約1000〜5000Åの厚さ、好ましくは約3000
Åに堆積し、更に工程(16)に示すように、フォトリ
ソグラフィ工程、エッチング工程等により、データ線6
a(ソース電極)を形成する。
【0147】次に図19の工程(17)に示すように、
データ線6a(ソース電極)上を覆うように、例えば、
常圧又は減圧CVD法やTEOSガス等を用いて、NS
G、PSG、BSG、BPSGなどのシリケートガラス
膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等からなる第3層
間絶縁膜7を形成する。第3層間絶縁膜7の層厚は、約
5000〜15000Åが好ましい。
【0148】本実施の形態では、特に図16の工程
(4)及び(5)により、容量線3bが形成される領域
において、第1層間絶縁膜が凹状に窪んで形成されてい
るため、この工程(17)を終えた段階で、容量線3b
の上方に位置する画素領域の表面はほぼ平坦となる。
尚、液晶装置100において、TFTアレイ基板10側
における液晶分子の配向不良を更に抑制するために、第
3層間絶縁膜7の上に更に平坦化膜をスピンコート等で
塗布してもよく、又はCMP処理を施してもよい。或い
は、第3層間絶縁膜7を平坦化膜で形成してもよい。本
実施の形態では、図4から図6等に示したように、第1
層間絶縁膜12’の凹状の窪みにより容量線等が形成さ
れた部分とそれ以外の部分とが殆ど同じ高さとされるた
め、このような平坦化処理は一般に必要でないが、より
高品位の画像を表示するために、このように最上層部に
おいて更なる平坦化を行う場合にも、平坦化膜を非常に
薄くできたり、平坦化処理を僅かに加えるだけです済む
ので本実施の形態は、大変有利である。
【0149】次に工程(18)の段階において、図3に
示すように、画素スイッチング用TFT30において、
画素電極9aと高濃度ドレイン領域1eとを電気的接続
するためのコンタクトホール8を、反応性エッチング、
反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングに
より形成する。この際、反応性エッチング、反応性イオ
ンビームエッチングのような異方性エッチングにより、
コンタクトホール8を開孔した方が、開孔形状をマスク
形状とほぼ同じにできるという利点が得られる。但し、
ドライエッチングとウエットエッチングとを組み合わせ
て開孔すれば、コンタクトホール8をテーパ状にできる
ので、配線接続時の断線を防止できるという利点が得ら
れる。
【0150】次に工程(19)に示すように、第3層間
絶縁膜7の上に、スパッタ処理等により、ITO膜等の
透明導電性薄膜9を、約500〜2000Åの厚さに堆
積し、更に工程(20)に示すように、フォトリソグラ
フィ工程、エッチング工程等により、画素電極9aを形
成する。尚、当該液晶装置100を反射型の液晶装置に
用いる場合には、Al等の反射率の高い不透明な材料か
ら画素電極9aを形成してもよい。
【0151】続いて、画素電極9aの上にポリイミド系
の配向膜の塗布液を塗布した後、所定のプレティルト角
を持つように且つ所定方向でラビング処理を施すこと等
により、図3に示した配向膜19が形成される。
【0152】他方、図3に示した対向基板20について
は、ガラス基板等が先ず用意され、遮光層23及び遮光
性の周辺見切り53が、例えば金属クロムをスパッタし
た後、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程を経て
形成される。尚、遮光層23及び周辺見切り53は、C
r、Ni、Alなどの金属材料の他、カーボンやTiを
フォトレジストに分散した樹脂ブラックなどの材料から
形成してもよい。
【0153】その後、対向基板20の全面にスパッタ処
理等により、ITO等の透明導電性薄膜を、約500〜
2000Åの厚さに堆積することにより、対向電極21
を形成する。更に、対向電極21の全面にポリイミド系
の配向膜の塗布液を塗布した後、所定のプレティルト角
を持つように且つ所定方向でラビング処理を施すこと等
により、配向膜22が形成される。
【0154】本実施の形態では、前述のように、データ
線6aに沿って相隣接した走査線3aの側から容量線3
bの側に向かう方向でラビング処理が行われる。これに
より、その性質上ラビング処理が困難な段差S2(図5
参照)が遮光層23により覆われる境界領域の中央付近
に位置するため、この段差S2における配向不良が画素
開口領域に悪影響を及ぼすことが殆ど又は全くない。
【0155】最後に、上述のように各層が形成されたT
FTアレイ基板10と対向基板20とは、配向膜19及
び22が対面するようにシール材52により貼り合わさ
れ、真空吸引等により、両基板間の空間に、例えば複数
種類のネマティック液晶を混合してなる液晶が吸引され
て、所定層厚の液晶層50が形成される。
【0156】次に、図20から図23を参照して、図6
のD−D’断面に対応する遮光膜と定電位線との接続部
分を含む部分の製造プロセスについて説明する。
【0157】図20の工程(1)から図23の工程(2
0)は、前述した図16の工程(1)から図19の工程
(20)と同一の製造プロセスとして行われる。
【0158】即ち、図20の工程(1)に示すように、
TFTアレイ基板10の全面に遮光膜11を形成した
後、工程(2)に示すように、フォトリソグラフィ工
程、エッチング工程等により遮光膜11bを形成する。
【0159】次に工程(3)に示すように、遮光膜11
bの上に、第1絶縁膜12(2層の第1層間絶縁膜1
2’の下層)を形成し、工程(4)に示すように、接続
部分を上方に形成する予定の領域に対して、エッチング
を行い、この領域における第1絶縁膜12を除去する。
ここで、エッチングを反応性エッチング、反応性イオン
ビームエッチング等のドライエッチングで処理した場
合、フォトリソグラフィにより形成したレジストマスク
とほぼ同じサイズで異方的に第1絶縁膜12が除去でき
るため、設計寸法通りに容易に制御できる利点がある。
一方、少なくもとウエットエッチングを用いた場合に
は、等方性のため、第1絶縁膜12の開孔領域が広がる
が、開孔部の側壁面をテーパー状に形成できるため、後
工程の例えば走査線3aを形成するためのポリシリコン
膜やレジストが、開孔部の側壁周囲にエッチングや剥離
されずに残ってしまうことがなく、歩留まりの低下を招
かない。尚、第1絶縁膜12の開孔部の側壁面をテーパ
ー状に形成する方法としては、ドライエッチングで一度
エッチングしてから、レジストパターンを後退させて、
再度ドライエッチングを行ってもよい。
【0160】その後、工程(5)に示すように、遮光膜
11b及び第1絶縁膜12の上に、第2絶縁膜13(2
層の第1層間絶縁膜12’の上層)を形成する。
【0161】次に工程(6)に示すように、第2絶縁膜
13上にアモルファスシリコン膜を形成した後、ポリシ
リコン膜1を固相成長させる。
【0162】次に図21の工程(7)及び(8)では、
画素部における半導体層1aとゲート絶縁膜2の形成を
待ち、その後、工程(9)に示すように、ポリシリコン
層3を一旦堆積した後、工程(10)に示すように、こ
の接続部分ではポリシリコン層3は全て除去される。
【0163】次に図21の工程(11)及び図22の工
程(12)に示すように、半導体層1aのための不純物
イオンのドープが終了する。
【0164】次に工程(13)に示すように、第1絶縁
膜13を覆うように、第2層間絶縁膜4を形成し、工程
(14)に示すように、遮光膜11bと定電位線6bと
を接続するためのコンタクトホール5bを第2層間絶縁
膜4に開ける。この際、第2層間絶縁膜4の下に形成さ
れているのは第1層間絶縁膜12’のうち第2絶縁膜1
3だけなので、半導体層1aの高濃度ソース領域1d上
で第2層間絶縁膜4を開孔して、コンタクトホール5a
を形成する工程(図18の工程(14))と同じエッチ
ング工程で一気に開孔できる。
【0165】次に工程(15)に示すように、第2層間
絶縁膜4の上に、スパッタ処理等により、Al等を金属
膜6として堆積した後に、工程(16)に示すように、
フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、デ
ータ線と同一層(Al等)からなる定電位線6bを形成
する。
【0166】次に図23の工程(17)に示すように、
定電位線6b及び第2層間絶縁膜4上を覆うように、第
3層間絶縁膜7を形成する。
【0167】次に工程(18)では、図3に示すコンタ
クトホール8が開孔されるのを待った後、工程(19)
に示すように、第3層間絶縁膜7の上に、ITO膜等の
透明導電性薄膜9を一旦堆積し、更に工程(20)に示
すように、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等
によりこの部分については全て除去する。
【0168】以上のように本実施の形態における液晶装
置の製造方法によれば、遮光膜11bと定電位線6bと
を接続するためのコンタクトホール5bとして、遮光膜
11bに至るまで第2層間絶縁膜4及び第1絶縁膜13
(第1層間絶縁膜の上層)が開孔され、同時に、画素ス
イッチング用TFT30とデータ線6aとを接続するた
めのコンタクトホール5aとして、半導体層1aに至る
まで第2層間絶縁膜4が開孔される。従って、これら2
種類のコンタクトホール5a及び5bを一括して開孔で
きるので、製造上有利である。例えば、選択比を適当な
値に設定してのウエットエッチングにより、このような
2種類のコンタクトホール5a及び5bを各々所定の深
さとなるように一括して開孔することが可能となる。特
に、第1層間絶縁膜の凹状に窪んだ部分の深さに応じ
て、これらのコンタクトホールを開孔する工程が容易と
なる。遮光膜と定電位線を接続するためのコンタクトホ
ール開孔工程(フォトリソグラフィ工程、エッチング工
程等)が削除できるので、工程増による製造コストの増
大や歩留まりの低下を招かない。
【0169】以上説明したように本実施の形態における
製造プロセスによれば、凹状に窪んだ部分における第1
層間絶縁膜12’の層厚を、第2絶縁膜13の層厚の管
理により、比較的容易にして確実且つ高精度に制御でき
る。従って、この凹状に窪んだ部分における第1層間絶
縁膜12’の層厚を非常に薄くすることも可能となる。
【0170】尚、第1層間絶縁膜12を単層から構成す
る場合には、図16及び図20に各々示した工程
(3)、(4)及び(5)に若干の変更を加えて、工程
(1)から(20)を行えばよい。即ち、工程(3)に
おいて、遮光膜11aの上に、例えば、約10000〜
15000Åといったように若干厚めの単層の第1層間
絶縁膜12を堆積し、工程(4)において、容量線3b
を上方に形成する予定の領域に対して、エッチングを行
い、この領域における第1層間絶縁膜12を1000〜
2000Å程度の厚みを残すようにする。そして、工程
(5)を省略する。この場合にも、第1層間絶縁膜12
のエッチングしない部分の層厚とエッチングした部分の
層厚とは、後に画素電極9aが形成される前に画素領域
がほぼ平坦になるように設定される。このように第1層
間絶縁膜12を単層から構成すれば、従来の場合と比較
しても層の数を増加させる必要が無く、凹状に窪んだ部
分とそうでない部分との層厚をエッチング時間管理によ
り制御すれば平坦化を図れるので便利である。
【0171】(電子機器)次に、以上詳細に説明した液
晶装置100を備えた電子機器の実施の形態について図
24から図28を参照して説明する。
【0172】先ず図24に、このように液晶装置100
を備えた電子機器の概略構成を示す。
【0173】図24において、電子機器は、表示情報出
力源1000、表示情報処理回路1002、駆動回路1
004、液晶装置100、クロック発生回路1008並
びに電源回路1010を備えて構成されている。表示情
報出力源1000は、ROM(Read Only Memory)、R
AM(Random Access Memory)、光ディスク装置などの
メモリ、画像信号を同調して出力する同調回路等を含
み、クロック発生回路1008からのクロック信号に基
づいて、所定フォーマットの画像信号などの表示情報を
表示情報処理回路1002に出力する。表示情報処理回
路1002は、増幅・極性反転回路、相展開回路、ロー
テーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周
知の各種処理回路を含んで構成されており、クロック信
号に基づいて入力された表示情報からデジタル信号を順
次生成し、クロック信号CLKと共に駆動回路1004に
出力する。駆動回路1004は、液晶装置100を駆動
する。電源回路1010は、上述の各回路に所定電源を
供給する。尚、液晶装置100を構成するTFTアレイ
基板の上に、駆動回路1004を搭載してもよく、これ
に加えて表示情報処理回路1002を搭載してもよい。
【0174】次に図25から図28に、このように構成
された電子機器の具体例を各々示す。
【0175】図25において、電子機器の一例たる液晶
プロジェクタ1100は、上述した駆動回路1004が
TFTアレイ基板上に搭載された液晶装置100を含む
液晶モジュールを3個用意し、各々RGB用のライトバ
ルブ100R、100G及び100Bとして用いたプロ
ジェクタとして構成されている。液晶プロジェクタ11
00では、メタルハライドランプ等の白色光源のランプ
ユニット1102から投射光が発せられると、3枚のミ
ラー1106及び2枚のダイクロイックミラー1108
によって、RGBの3原色に対応する光成分R、G、B
に分けられ、各色に対応するライトバルブ100R、1
00G及び100Bに各々導かれる。この際特にB光
は、長い光路による光損失を防ぐために、入射レンズ1
122、リレーレンズ1123及び出射レンズ1124
からなるリレーレンズ系1121を介して導かれる。そ
して、ライトバルブ100R、100G及び100Bに
より各々変調された3原色に対応する光成分は、ダイク
ロイックプリズム1112により再度合成された後、投
射レンズ1114を介してスクリーン1120にカラー
画像として投射される。
【0176】本実施の形態では特に、遮光膜がTFTの
下側にも設けられているため、当該液晶装置100から
の投射光に基づく液晶プロジェクタ内の投射光学系によ
る反射光、投射光が通過する際のTFTアレイ基板の表
面からの反射光、他の液晶装置から出射した後にダイク
ロイックプリズム1112を突き抜けてくる投射光の一
部等が、戻り光としてTFTアレイ基板の側から入射し
ても、画素電極のスイッチング用のTFT等のチャネル
領域に対する遮光を十分に行うことができる。このた
め、小型化に適したプリズムを投射光学系に用いても、
各液晶装置のTFTアレイ基板とプリズムとの間におい
て、戻り光防止用のARフィルムを貼り付けたり、偏光
板にAR被膜処理を施したりすることが不要となるの
で、構成を小型且つ簡易化する上で大変有利である。
【0177】図26において、電子機器の他の例たるマ
ルチメディア対応のラップトップ型のパーソナルコンピ
ュータ(PC)1200は、上述した液晶装置100が
トップカバーケース内に備えられており、更にCPU、
メモリ、モデム等を収容すると共にキーボード1202
が組み込まれた本体1204を備えている。
【0178】図27において、電子機器の他の例たるペ
ージャ1300は、金属フレーム1302内に前述の駆
動回路1004がTFTアレイ基板上に搭載されて液晶
表示モジュールをなす液晶装置100が、バックライト
1306aを含むライトガイド1306、回路基板13
08、第1及び第2のシールド板1310及び131
2、二つの弾性導電体1314及び1316、並びにフ
ィルムキャリアテープ1318と共に収容されている。
この例の場合、前述の表示情報処理回路1002(図2
4参照)は、回路基板1308に搭載してもよく、液晶
装置100のTFTアレイ基板上に搭載してもよい。更
に、前述の駆動回路1004を回路基板1308上に搭
載することも可能である。
【0179】尚、図27に示す例はページャであるの
で、回路基板1308等が設けられている。しかしなが
ら、駆動回路1004や更に表示情報処理回路1002
を搭載して液晶モジュールをなす液晶装置100の場合
には、金属フレーム1302内に液晶装置100を固定
したものを液晶装置として、或いはこれに加えてライト
ガイド1306を組み込んだバックライト式の液晶装置
として、生産、販売、使用等することも可能である。
【0180】また図28に示すように、駆動回路100
4や表示情報処理回路1002を搭載しない液晶装置1
00の場合には、駆動回路1004や表示情報処理回路
1002を含むIC1324がポリイミドテープ132
2上に実装されたTCP(Tape Carrier Package)1
320に、TFTアレイ基板10の周辺部に設けられた
異方性導電フィルムを介して物理的且つ電気的に接続し
て、液晶装置として、生産、販売、使用等することも可
能である。
【0181】以上図25から図28を参照して説明した
電子機器の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型又
はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲー
ション装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、エン
ジニアリング・ワークステーション(EWS)、携帯電
話、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた装
置等などが図24に示した電子機器の例として挙げられ
る。
【0182】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、製造効率が高く、高コントラストで高品位の画像表
示が可能な液晶装置100を備えた各種の電子機器を実
現できる。
【0183】
【発明の効果】本発明の液晶装置によれば、画素開口領
域として使用不可能なデータ線下のスペースや走査線に
沿った画素境界のスペースを、画素電極に対し蓄積容量
を付与するために有効利用できると同時に、データ線の
上方に位置する画素部付近の平坦化が図られており、こ
の付近で最も起き易かった液晶の配向不良を効率的に低
減でき、高コントラストで高精細な画像表示が可能とな
る。他方、所定方向でラビング処理を施すことにより、
ラビング処理を適切に施すことが困難で液晶の配向不良
が起き易い箇所を画像表示に悪影響を及ぼさない位置に
配置でき、言い換えれば画素開口率を効率的に高めるこ
とも可能となる。特に、走査線反転駆動方式(1H反転
駆動方式)を使用した際に、この効果は顕著に現われ
る。また、平坦化のために凹状に窪められ、従って薄い
絶縁膜部分を容量形成用絶縁膜として利用することで、
画素電極の蓄積容量を限られたスペースの中で効率的に
増加できる。更に、TFTの下側に配置した遮光膜をも
利用して、この蓄積容量を更に効率的に増加できる。更
にまた、遮光膜と定電位源との接続を容易にすることも
可能である。
【0184】他方、本発明の液晶装置の製造方法によれ
ば、比較的簡単な工程制御により或いは信頼性の高い工
程により、本発明の液晶装置を製造するが可能となる。
また、容量形成用絶縁膜を非常に薄くすることにより、
画素電極の蓄積容量を効率的に増加することも可能とな
る。更に、各種のコンタクトホールを一括して開孔する
ことにより、液晶装置における低コスト化を図ることも
可能である。
【0185】また、本発明の電子機器によれば、液晶の
配向不良による画質の低下が低減されており、高コント
ラストで高品位の画像表示が可能であり、しかも低コス
トの液晶プロジェクタ、パーソナルコンピュータ、ペー
ジャ等の様々な電子機器を実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態における液晶装置
に備えられる、データ線、走査線、画素電極、遮光膜等
が形成されたTFTアレイ基板の平面図である。
【図2】 第1の実施の形態における遮光膜と定電位線
との接続部分を示すTFTアレイ基板の平面図である。
【図3】 図1のA−A’断面を対向基板等と共に示す
液晶装置の断面図である。
【図4】 図1のB−B’断面図である。
【図5】 図1のC−C’断面図である。
【図6】 図1のD−D’断面を対向基板等と共に示す
液晶装置の断面図である。
【図7】 TN液晶における横電界の影響によるディス
クリネーションを各種駆動方式について模式的に示した
説明図である。
【図8】 本発明の第2の実施の形態における液晶装置
に備えられる、データ線、走査線、画素電極等が形成さ
れたTFTアレイ基板の平面図である。
【図9】 図8のB−B’断面図である。
【図10】 本発明の第3の実施の形態における液晶装
置の図8のC−C’断面に対応する箇所における部分断
面図である。
【図11】 本発明の第4の実施の形態における液晶装
置の図8のB−B’断面に対応する箇所における部分断
面図である。
【図12】 本発明の第5の実施の形態における液晶装
置の図8のB−B’断面に対応する箇所における部分断
面図である。
【図13】 本実施の形態における液晶装置の全体構成
を示す平面図である。
【図14】 本実施の形態における液晶装置の全体構成
を示す断面図である。
【図15】 遮光配線をなす遮光膜の2次元的レイアウ
トを示すTFTアレイ基板上の平面図である。
【図16】 液晶装置の実施の形態の製造プロセスを図
4に示した部分について順を追って示す工程図(その
1)である。
【図17】 液晶装置の実施の形態の製造プロセスを図
4に示した部分について順を追って示す工程図(その
2)である。
【図18】 液晶装置の実施の形態の製造プロセスを図
4に示した部分について順を追って示す工程図(その
3)である。
【図19】 液晶装置の実施の形態の製造プロセスを図
4に示した部分について順を追って示す工程図(その
4)である。
【図20】 液晶装置の実施の形態の製造プロセスを図
6に示した部分について順を追って示す工程図(その
1)である。
【図21】 液晶装置の実施の形態の製造プロセスを図
6に示した部分について順を追って示す工程図(その
2)である。
【図22】 液晶装置の実施の形態の製造プロセスを図
6に示した部分について順を追って示す工程図(その
3)である。
【図23】 液晶装置の実施の形態の製造プロセスを図
6に示した部分について順を追って示す工程図(その
4)である。
【図24】 本発明による電子機器の実施の形態の概略
構成を示すブロック図である。
【図25】 電子機器の一例としての液晶プロジェクタ
を示す断面図である。
【図26】 電子機器の他の例としてのパーソナルコン
ピュータを示す正面図である。
【図27】 電子機器の一例としてのページャを示す分
解斜視図である。
【図28】 電子機器の一例としてのTCPを用いた液
晶装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
1a…半導体層 1a’…チャネル形成用領域 1b…低濃度ソース領域(ソース側LDD領域) 1c…低濃度ドレイン領域(ドレイン側LDD領域) 1d…高濃度ソース領域 1e…高濃度ドレイン領域 1f…第1蓄積容量電極 2…容量形成用絶縁膜(ゲート絶縁膜) 3a…走査線(ゲート電極) 3b…容量線(第2蓄積容量電極) 4…第2層間絶縁膜 5a、5b…コンタクトホール 6a…データ線(ソース電極) 6b…定電位線 7…第3層間絶縁膜 8…コンタクトホール 9a…画素電極 10…TFTアレイ基板 11a、11b…遮光膜(第3蓄積容量電極) 12…第1絶縁膜(第1層間絶縁膜の下層) 12’…第1層間絶縁膜 13…第2絶縁膜(第1層間絶縁膜の上層) 19…配向膜 20…対向基板 21…対向電極 22…配向膜 23…遮光層 30…TFT 50…液晶層 52…シール材 53…周辺見切り 70…蓄積容量 100…液晶装置 101…データ線駆動回路 104…走査線駆動回路

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一対の基板間に液晶が封入されてなり、該
    一対の基板の一方の基板上に複数のデータ線と、該複数
    のデータ線に交差する複数の走査線と、前記複数のデー
    タ線及び走査線に各々接続された複数の薄膜トランジス
    タと、該複数の薄膜トランジスタに各々接続されて前記
    データ線より上方に配置された複数の画素電極と、該複
    数の薄膜トランジスタのドレイン又はソース領域を構成
    する半導体層と同一材料からなり少なくとも前記データ
    線下に各々延設された複数の第1蓄積容量電極部と、前
    記データ線下において前記複数の第1蓄積容量電極部と
    絶縁膜を介して各々対向配置された第2蓄積容量電極部
    を各々含む複数の容量線と、前記一方の基板と前記画素
    電極との間に配置された少なくとも1つの層間絶縁膜と
    を備えており、 前記層間絶縁膜は、前記容量線のうち少なくとも前記デ
    ータ線下にある前記第2蓄積容量電極部に対向する領域
    が凹状に窪んで形成されてなることを特徴とする液晶装
    置。
  2. 【請求項2】 一対の基板間に液晶が封入されてなり、
    該一対の基板の一方の基板上に複数のデータ線と、該複
    数のデータ線に交差する複数の走査線と、前記複数のデ
    ータ線及び走査線に各々接続された複数の薄膜トランジ
    スタと、該複数の薄膜トランジスタに各々接続された複
    数の画素電極と、該複数の薄膜トランジスタのドレイン
    又はソース領域を構成する半導体層と同一材料からなり
    少なくとも前記データ線下に各々延設された複数の第1
    蓄積容量電極部と、前記データ線下において前記複数の
    第1蓄積容量電極部と絶縁膜を介して各々対向配置され
    た第2蓄積容量電極部を各々含む複数の容量線と、前記
    一方の基板及び前記第1蓄積容量電極部の間に配置され
    ている第1層間絶縁膜と、前記第2蓄積容量電極部及び
    前記データ線の間に配置されている第2層間絶縁膜と、
    前記データ線及び前記画素電極の間に配置されている第
    3層間絶縁膜とを備えており、 前記第1、第2及び第3層間絶縁膜のうち少なくとも一
    つの絶縁膜は、前記容量線のうち少なくとも前記データ
    線下にある前記第2蓄積容量電極部に対向する領域が凹
    状に窪んで形成されたことを特徴とする液晶装置。
  3. 【請求項3】 前記複数の第1蓄積容量電極部は更に、
    前記複数の走査線と平行に各々延設されており、 前記複数の第2蓄積容量電極部は更に、前記走査線と平
    行に延設された前記第1蓄積容量電極部と前記容量形成
    用絶縁膜を介して対向配置されており、 前記少なくとも一つの絶縁膜は更に、前記容量線のうち
    前記走査線と平行な前記第2蓄積容量電極部に対向する
    領域が凹状に窪んで形成されたことを特徴とする請求項
    2に記載の液晶装置。
  4. 【請求項4】 前記画素電極上に配置されており、隣接
    して並べられた一対の走査線及び容量線に対して前記走
    査線の側から前記容量線の側に向う前記データ線に沿っ
    た方向でラビング処理された配向膜と、 前記一対の走査線及び容量線を前記走査線に沿った一本
    の帯部でまとめて覆う遮光層とを更に備えたことを特徴
    とする請求項3に記載の液晶装置。
  5. 【請求項5】 前記少なくとも一つの絶縁膜は、単層か
    ら構成されていることを特徴とする請求項2から4のい
    ずれか一項に記載の液晶装置。
  6. 【請求項6】 前記少なくとも一つの絶縁膜は、単層部
    分と多層部分とから構成されており、 前記単層部分が前記凹状に窪んだ部分とされており、前
    記多層部分が前記凹状に窪んでない部分とされているこ
    とを特徴とする請求項2から4のいずれか一項に記載の
    液晶装置。
  7. 【請求項7】 前記第1及び第2層間絶縁膜は、酸化シ
    リコン膜又は窒化シリコン膜から各々構成されているこ
    とを特徴とする請求項2から6のいずれか一項に記載の
    液晶装置。
  8. 【請求項8】 前記第1層間絶縁膜を前記一方の基板が
    兼ねており、 前記第2及び第3層間絶縁膜のうち少なくとも一方は、
    前記容量線のうち少なくとも前記データ線下にある前記
    第2蓄積容量電極部に対向する領域が凹状に窪んで形成
    されたことを特徴とする請求項2から7のいずれか一項
    に記載の液晶装置。
  9. 【請求項9】 前記基板と前記第1層間絶縁膜との間に
    おいて、前記複数の薄膜トランジスタの少なくともチャ
    ネル形成用領域を前記一方の基板の側から見て各々重な
    る位置に設けられた遮光膜を更に備えたことを特徴とす
    る請求項2から7のいずれか一項に記載の液晶装置。
  10. 【請求項10】 前記遮光膜は、前記第1蓄積容量電極
    部の前記データ線下の部分及び前記走査線と平行な部分
    のうち少なくとも一方と前記第1層間絶縁膜を介して対
    向する位置に設けられた第3蓄積容量電極部を含んでお
    り、 前記第1層間絶縁膜は、前記第3蓄積容量電極部と前記
    第1蓄積容量電極部との間の領域が前記凹状に窪んで形
    成されたことを特徴とする請求項9に記載の液晶装置。
  11. 【請求項11】 前記遮光膜は、Ti、Cr、W、T
    a、Mo及びPdのうちの少なくとも一つを含むことを
    特徴とする請求項9又は10に記載の液晶装置。
  12. 【請求項12】 前記遮光膜は、定電位源に接続されて
    いることを特徴とする請求項9から11のいずれか一項
    に記載の液晶装置。
  13. 【請求項13】 前記第1層間絶縁膜は、前記遮光膜と
    前記定電位源とが接続される位置において、前記凹状に
    窪んで形成されると共に開孔されたことを特徴とする請
    求項12に記載の液晶装置。
  14. 【請求項14】 請求項5に記載の液晶装置の製造方法
    であって、 前記単層を構成すべき絶縁膜を堆積する工程と、 該堆積された絶縁膜に前記凹状に窪んだ部分に対応する
    レジストパターンをフォトリソグラフィで形成する工程
    と、 該レジストパターンを介して所定時間のエッチングを行
    い前記凹状に窪んだ部分を形成するエッチング工程とを
    備えたことを特徴とする液晶装置の製造方法。
  15. 【請求項15】 請求項6に記載の液晶装置の製造方法
    であって、 前記多層部分を構成すべき第1絶縁膜を堆積する工程
    と、 該堆積された第1絶縁膜に前記凹状に窪んだ部分に対応
    するレジストパターンをフォトリソグラフィで形成する
    工程と、 該レジストパターンを介してエッチングを行い前記凹状
    に窪んだ部分に対応する前記第1絶縁膜を除去するエッ
    チング工程と、 前記単層部分及び多層部分を構成すべき第2絶縁膜を前
    記第1絶縁膜及び前記第1絶縁膜を除去した領域上に堆
    積する工程とを備えたことを特徴とする液晶装置の製造
    方法。
  16. 【請求項16】 前記エッチング工程は、前記凹状に窪
    んだ部分の側壁をテーパ状に形成するウエットエッチン
    グ工程を含むことを特徴とする請求項13又は15に記
    載の液晶装置の製造方法。
  17. 【請求項17】 前記走査線及び容量線を一対にして相
    隣接する前記画素電極間に並べるように前記第1層間絶
    縁膜上に形成する工程と、 前記画素電極上及び前記画素電極が形成されていない前
    記第3層間絶縁膜の部分上に配向膜を形成する工程と、 該配向膜を、前記一対の走査線及び容量線に対して前記
    走査線の側から前記容量線の側に向う前記データ線に沿
    った方向でラビング処理する工程とを備えたことを特徴
    とする請求項14から16のいずれか一項に記載の液晶
    装置の製造方法。
  18. 【請求項18】 請求項13に記載の液晶装置の製造方
    法であって、 前記一方の基板上の所定領域に前記遮光膜を形成する工
    程と、 前記接続される位置に対応する部分が前記凹状に窪むよ
    うに前記一方の基板及び遮光膜上に前記第1層間絶縁膜
    を形成する工程と、 前記第1層間絶縁膜上に前記薄膜トランジスタを形成す
    る工程と、 前記薄膜トランジスタ及び第1層間絶縁膜上に第2層間
    絶縁膜を形成する工程と、 前記遮光膜と前記定電位源からの配線とを接続するため
    のコンタクトホールとして、前記接続される位置におい
    て前記遮光膜に至るまで前記第2及び第1層間絶縁膜を
    開孔すると同時に、前記薄膜トランジスタと前記データ
    線とを接続するためのコンタクトホールとして、前記薄
    膜トランジスタを構成する半導体層のソース又はドレイ
    ン領域に対向する位置において前記半導体層に至るまで
    前記第2及び第1層間絶縁膜を開孔する工程とを備えた
    ことを特徴とする液晶装置の製造方法。
  19. 【請求項19】 請求項1から13に記載の液晶装置を
    備えたことを特徴とする電子機器。
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