KR20020026192A - 전기 광학 장치, 투사형 표시 장치 및 전기 광학 장치의제조 방법 - Google Patents

전기 광학 장치, 투사형 표시 장치 및 전기 광학 장치의제조 방법 Download PDF

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Abstract

전기 광학 장치의 TFT 어레이 기판(10)에서는, TFT(30)의 채널 영역(1a')의 상층 측이 주사선(3a), 드레인 전극(11), 제 1 차광막(13), 데이터선(3a)에 의해 덮이고, 하층 측은 제 2 차광막(14)에 의해 덮여 있다. TFT(30)의 채널 영역(1a')의 측면 방향에는 측벽 형성용 트랜치(16)가 형성되고, 이 트랜치 내에는 차광성 도전막이 제 1 차광막(13)과 동시에 형성되는 것에 의해, 차광용 측벽(131)이 형성되어 있다. 이와 같이 채널 영역(1a')을 입체적으로 차광함으로써, 화소 스위칭용 TFT의 채널 영역으로 기울어짐 또는 측면 방향으로부터 빛이 입사하는 것을 방지하여, TFT의 오동작이나 신뢰성 저하를 방지할 수 있다.

Description

전기 광학 장치, 투사형 표시 장치 및 전기 광학 장치의 제조 방법{ELECTROOPTIC DEVICE, PROJECTION TYPE DISPLAY AND METHOD FOR MANUFACTURING ELECTROOPTIC DEVICE}
TFT 액티브 매트릭스 구동 형식의 전기 광학 장치에서는, 각 화소에 마련된 화소 스위칭용 TFT의 채널 영역에 입사광이 조사되면, 광에 의한 여기(勵起)로 광 누설 전류가 발생하여 TFT의 특성이 변화한다. 특히, 프로젝터의 광밸브용 전기 광학 장치의 경우에는, 입사광의 강도가 높기 때문에, TFT의 채널 영역이나 그 주변 영역에 대한 입사광을 차광하는 것은 중요해진다. 그래서 종래에는, 대향 기판에 마련된 각 화소의 개구 영역을 규정하는 차광막에 의해, 또는 TFT 어레이 기판 상에서 TFT 위를 통과하고, 또한 Al(알루미늄) 등의 금속막으로 이루어지는 데이터선에 의해, 관련되는 채널 영역이나 그 주변 영역을 차광하도록 구성되어 있다. 또한, TFT 어레이 기판 상의 TFT의 하측에 대향하는 위치에도, 예컨대, 고융점 금속으로 이루어지는 차광막을 마련하는 경우가 있다. 이와 같이 TFT의 하측에도 차광막을 마련하면, TFT 어레이 기판 측으로부터의 이면 반사광이나, 복수의 전기 광학 장치를 프리즘 등을 거쳐 조합해서 하나의 광학계를 구성하는 경우에 다른 전기 광학 장치로부터 프리즘 등을 관통해 들어오는 투사광 등의 복귀광(returning light)이, 해당 전기 광학 장치의 TFT에 입사되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
이와 같은 전기 광학 장치는 차광 성능이 높기 때문에, 비교적 강력한 투사광이 입사되는, 예컨대, 투사형 표시 장치의 광밸브로 이용되고 있다.
본 발명은 액티브 매트릭스 구동 방식의 전기 광학 장치, 이것을 구비한 투사형 표시 장치 및 이것을 제조하는 제조 방법의 기술 분야에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 화소 스위칭용 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, TFT라고 칭함)를 기판 상의 적층 구조 중에 구비한 형식의 전기 광학 장치, 이것을 광밸브로서 구비한 투사형 표시 장치 및 이와 같은 전기 광학 장치를 제조하는 제조 방법의 기술 분야에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 전기 광학 장치에서, 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소에 형성된 각종 소자, 배선 등의 등가 회로도,
도 2는 도 1에 나타내는 전기 광학 장치에서, 데이터선, 주사선, 화소 전극, 차광막 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수 화소군의 평면도,
도 3은 도 2에 나타내는 TFT 어레이 기판에서의 화소 전극의 형성 영역을 나타내는 확대도,
도 4는 도 2에 나타내는 TFT 어레이 기판에서의 주사선 및 데이터선의 형성 영역을 나타내는 확대도,
도 5는 도 2에 나타내는 TFT 어레이 기판에서의 TFT 형성용 반도체막의 형성 영역을 나타내는 확대도,
도 6은 도 2의 A-A'선, B-B'선 및 C-C'선에 상당하는 위치에서의 단면도,
도 7은 도 2에 나타내는 TFT 어레이 기판에서의 드레인 전극의 형성 영역을 나타내는 확대도,
도 8은 도 2에 나타내는 TFT 어레이 기판에서의 제 1 차광막 및 측벽 형성용 트렌치의 형성 영역을 나타내는 확대도,
도 9는 도 2에 나타내는 TFT 어레이 기판에서의 제 1 차광막 및 측벽 형성용 트렌치의 형성 영역을 나타내는 확대도,
도 10은 도 2에 나타내는 TFT 어레이의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도,
도 11은 도 2에 나타내는 TFT 어레이의 제조 방법에 있어서, 도 10에 나타내는 공정에 이어서 행하는 각 공정의 공정 단면도,
도 12는 도 2에 나타내는 TFT 어레이의 제조 방법에 있어서, 도 11에 나타내는 공정에 이어서 행하는 각 공정의 공정 단면도,
도 13은 도 2에 나타내는 TFT 어레이의 제조 방법에 있어서, 도 12에 나타내는 공정에 이어서 행하는 각 공정의 공정 단면도,
도 14는 도 2에 나타내는 TFT 어레이의 제조 방법에 있어서, 도 13에 나타내는 공정에 이어서 행하는 각 공정의 공정 단면도,
도 15는 도 2에 나타내는 TFT 어레이의 제조 방법에 있어서, 도 14에 나타내는 공정에 이어서 행하는 각 공정의 공정 단면도,
도 16은 도 2에 나타내는 TFT 어레이의 제조 방법에 있어서, 도 15에 나타내는 공정에 이어서 행하는 각 공정의 공정 단면도,
도 17은 본 발명의 실시예 2에 따른 전기 광학 장치의 단면도,
도 18은 실시예 3에 따른 전기 광학 장치에서의 데이터선, 주사선, 화소 전극 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도,
도 19는 도 18의 D-D'선 단면도,
도 20은 도 18의 E-E'선 단면도,
도 21은 본 발명의 실시예 4에 따른 도 18의 E-E'선에 대응하는 개소의 단면도,
도 22는 본 발명의 실시예 5에 따른 도 18의 E-E'선에 대응하는 개소의 단면도,
도 23은 본 발명의 실시예 6에 따른 전기 광학 장치에 따른 주사선 반전 구동 시의 각 화소 전극에서의 구동 전압 극성과 횡 전계 발생 영역의 관계를 나타낸 복수의 화소 전극의 도식적 평면도,
도 24는 전기 광학 장치를 대향 기판 측으로부터 보았을 때의 평면도,
도 25는 도 24의 H-H'선 단면도,
도 26은 본 발명에 따른 전기 광학 장치를 표시 장치로 이용한 전자 기기의 일례로서 투사형 표시 장치의 회로 구성을 나타내는 블록도,
도 27은 본 발명에 따른 전기 광학 장치를 이용한 전자 기기의 일례로서 투사형 전기 광학 장치의 광학계 구성을 나타내는 단면도이다.
그러나, 상술한 각종 차광 기술에 의하면, 이하의 문제점이 있다.
즉, 우선 대향 기판 상이나 TFT 어레이 기판 상에 차광막을 형성하는 기술에 의하면, 차광막과 채널 영역 사이는 3차원적으로 보아, 예컨대, 액정층, 전극, 층간 절연막 등을 거쳐 상당히 떨어져 있어서, 양자 사이로 비스듬히 입사하는 광에 대한 차광이 충분하지 않다. 특히 프로젝터의 광밸브로 이용되는 소형의 전기 광학 장치에서는, 입사광은 광원으로부터의 광을 렌즈에 의해 한 점에 집중된 광속이며, 비스듬히 입사하는 성분을 무시할 수 없을 정도로(예컨대, 기판에 수직인 방향으로부터 10°에서 15°정도 기울어진 성분을 10% 정도) 포함하고 있기 때문에, 이와 같은 기울어진 입사광에 대한 차광이 충분하지 않은 것은 구동상 문제로 된다.
부가하여, 차광막이 없는 영역으로부터 전기 광학 장치 내로 침입한 광이 기판의 상면 또는 기판의 상면에 형성된 차광막의 상면이나 데이터선의 하면, 즉 채널 영역에 인접한 쪽의 내면에서 반사된 후에, 그에 대한 반사광 또는 이것이 기판의 상면 또는 차광막이나 데이터선의 내면에서 더 반사된 다중 반사광이 최종적으로 TFT의 채널 영역에 도달하는 경우도 있다.
특히 최근의 표시 화상의 고품질화라는 일반적 요청에 따라 전기 광학 장치의 고세밀화 또는 화소 피치의 미세화를 도모하는, 더 밝은 화상을 표시해야 하는 입사광의 광강도를 높이는 것에 따라서, 상술한 종래의 각종 차광 기술에 의하면, 충분한 차광을 실시하는 것이 더 곤란해지고, TFT의 트랜지스터 특성의 변화에 의해 흔들림 등이 발생하여, 표시 화상의 품질가 저하된다는 문제점이 있다.
또한, 이와 같은 내광성을 높이기 위해서는, 차광막의 형성 영역을 넓히면 좋을 것처럼 생각되지만, 차광막의 형성 영역을 넓히는 것만으로는, 표시 화상의 밝기를 향상시키기 위해 각 화소의 개구율을 높이는 것이 근본적으로 곤란해진다는 문제점이 발생한다. 또한 상술한 바와 같이, TFT의 하측 차광막이나 데이터선 등으로 이루어지는 TFT의 상측 차광막 등의 존재에 의해, 경사광에 기인한 내면 반사나 다중 반사광이 발생하는 것에 감안하여 함부로 차광막의 형성 영역을 넓히는 것은 이와 같은 내면 반사광이나 다중 반사광의 증대를 초래한다는 해결하기에 곤란한 문제점도 있다.
본 발명은 상술한 문제점에 감안한 것으로, 내광성이 우수하고, 밝게 고품질의 화상 표시를 할 수 있는 전기 광학 장치, 이것을 구비한 투사형 표시 장치 및 이 전기 광학 장치를 제조하는 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 제 1 전기 광학 장치는 상기 과제를 해결하기 위해, 제 1 기판과, 해당 제 1 기판 상에 배치된 화소 전극과, 상기 제 1 기판 상에 배치되고 또한 상기 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터의 채널 영역의 상층 측에서, 해당 채널 영역에 게이트 절연막을 거쳐서 대향하는 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극의 상층 측에 배치된 제 1 차광막을 구비하고, 상기 제 1 차광막은 차광용 측벽으로서 상기 채널 영역을 측면 방향에서 둘러싸는 위치까지 형성되어 있다.
본 발명의 제 1 전기 광학 장치에 따르면, TFT의 채널 영역의 상층 측에 형성한 제 1 차광막에 의해 제 1 기판의 상층 측으로부터 입사한 광이 채널 영역에 입사되는 것을 방지한다. 또한, 제 1 차광막은 차광용 측벽으로서 채널 영역을 측면 방향에서 둘러싸는 위치까지 형성되어 있기 때문에, 채널 영역에 대하여, 광이 경사 방향 또는 횡(橫)방향으로부터 입사되는 것도 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 제 1 기판의 상층 측으로부터 입사한 광이 TFT의 채널 영역에 입사되는 것을 확실히 방지할 수 있기 때문에, 이와 같은 광에 기인하는 TFT의 오(誤)동작이나 신뢰성 저하를 확실히 방지할 수 있다.
본 발명의 제 1 전기 광학 장치의 한 형태에서는 상기 제 1 기판에 대향 배치된 제 2 기판과, 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 유지된 전기 광학 물질을 더 구비한다.
이 형태에 따르면, 내광성이 우수하고 한 쌍의 기판 사이에 액정 등의 전기 광학 물질이 유지된 액정 장치 등의 전기 광학 장치를 구축할 수 있다.
본 발명의 제 1 전기 광학 장치의 다른 형태에서는, 상기 제 1 기판 상에는 상기 화소 전극 및 상기 박막 트랜지스터가 매트릭스 형상으로 배치되어 있다.
이 형태에 따르면, 내광성이 우수하고 액티브 매트릭스 구동 방식의 액정 장치 등의 전기 광학 장치를 구축할 수 있다.
본 발명의 제 1 전기 광학 장치의 다른 형태에서는, 상기 차광용 측벽은, 예컨대, 상기 제 1 차광막의 하층 측에 위치하는 절연막에 형성된 측벽 형성용 트렌치 내에 해당 제 1 차광막이 형성되어 이루어진다.
이와 같은 구성의 제 1 전기 광학 장치는 이하의 방법으로 제조할 수 있다. 즉, 제 1 기판과, 해당 제 1 기판 상에 배치된 화소 전극과, 상기 제 1 기판 상에 배치되고, 또한 상기 화소 전극에 접속된 TFT를 구비한 전기 광학 장치를 제조하는 전기 광학 장치의 제조 방법에 있어서, 채널 영역의 상층 측에서 게이트 절연막을 거쳐서 게이트 전극이 대향하는 상기 TFT를 상기 제 1 기판의 표면 측에 형성한 후, 해당 TFT를 피복하는 적어도 한 층의 층간 절연막을 형성하고, 다음으로, 해당층간 절연막에 대하여 상기 TFT의 채널 영역의 측면 방향을 지나는 측벽 형성 트렌치를 형성하며, 그런 후에, 적어도 상기 TFT의 채널 영역을 덮는 제 1 차광막을 형성하며, 또한, 해당 제 1 차광막을 형성할 때에는 해당 제 1 차광막을 차광용 측벽으로서 상기 측벽 형성 트렌치 내에도 형성한다.
본 발명의 제 1 전기 광학 장치의 다른 형태에서는, 상기 TFT의 드레인 영역에는 해당 드레인 영역의 상층 측에 형성된 드레인 전극이 전기적으로 접속하고, 해당 드레인 전극에는 해당 드레인 전극의 상층 측에 형성된 상기 화소 전극이 전기적으로 접속하며, 상기 드레인 전극은 상기 채널 영역을 상층 측에서 덮도록 형성된 차광성을 갖는 도전막으로 형성되어 있다.
이 형태에 따르면, 제 1 차광막에 부가하여, 차광성 드레인 전극에 의해 차광할 수도 있기 때문에, 채널 영역에 대하여 광이 입사되는 것을 확실히 방지할 수 있다.
이 형태에서는, 상기 드레인 전극과 상기 제 1 차광막은 상기 드레인 전극과 상기 제 1 차광막 사이에 형성된 절연막을 유전막으로서 축적 용량을 형성하고 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성하면, 드레인 전극 및 제 1 차광막은 모두 채널 영역을 덮는 넓은 면적에 형성되기 때문에, 이들 사이에 형성되는 절연막을 유전막으로서 이용하면 축적 용량을 구성할 수 있다. 따라서, 각 화소에 대하여 용량선을 별도 통과시킬 필요가 없기 때문에, 화소 개구율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제 1 전기 광학 장치의 다른 형태에서는, 상기 TFT의 소스 영역에는, 해당 소스 영역의 상층 측에 형성된 데이터선이 전기적으로 접속되고, 해당 데이터선은 상기 채널 영역을 상층 측에서 덮도록 형성된 차광성 도전막으로 형성되어 있다.
이 형태에 따르면, 제 1 차광막에 부가하여, 차광성 데이터선에 의해 차광할수도 있기 때문에, 채널 영역에 대하여 광이 입사되는 것을 확실히 방지할 수 있다.
이 형태에서는, 상기 TFT의 능동층은 상기 데이터선의 하층 측에서 해당 데이터선의 형성 영역의 내측에 형성된 반도체막으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성하면, TFT를 구성하는 반도체막 전체를 차광성 데이터선에 의해 차광할 수 있고, 또한, 데이터선의 형성 영역 내에 TFT를 형성할 수 있으므로, 화소 개구율을 높일 수 있다.
이 경우, 예컨대, 상기 데이터선은 같은 폭의 치수를 갖고 직선적으로 연장되어 마련되고 있다.
본 발명의 제 1 전기 광학 장치의 다른 형태에서는, 상기 채널 영역의 하층 측에는 해당 채널 영역에 겹치는 제 2 차광막이 형성되어 있다.
이 형태에 따르면, 제 1 기판 또는 그 외측에서 반사된 광이 다시 제 1 기판의 이면측으로부터 입사했을 때에도, 이와 같은 광은 제 2 차광막에 의해 차광된다. 따라서, 이와 같은 반사광이 채널 영역에 대하여 입사하는 것에 기인하는 TFT의 오동작이나 신뢰성 저하를 방지할 수 있다.
이 형태에서는, 상기 제 1 차광막은 상기 측벽 형성용 트렌치를 경유하여 상기 제 2 차광막에 전기적으로 접속되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성하면, TFT의 채널 영역을 제 1 차광막, 차광용 측벽 및 상기 제 2 차광막에 의해 주위 전체를 둘러쌀 수 있기 때문에, 어떤 방향으로부터의 광도 확실히 차광할 수 있다. 또한, 제 1 차광막과 제 2 차광막이 전기적으로 접속되어 있기 때문에, 예컨대, 제 2 차광막의 전위를 고정하면, 제 1 차광막의 전위를 고정할 수 있다. 따라서, 제 1 차광막을 축적 용량의 고정 전위측 용량 전극으로서 용이하게 이용할 수 있다.
이 경우, 상기 제 1 차광막은 상기 제 2 차광막에 직접 접속되어 있어도 무방하고, 상기 제 2 차광막에 다른 차광성 도전막을 거쳐서 접속되고 있어도 관계없다.
여기서, 제 1 차광막을 제 2 차광막에 다른 차광성 도전막을 거쳐서 접속하는 경우에는, 예컨대, 상기 측벽 형성용 트렌치 내에서, 바닥부 측에 상기 게이트 전극을 구성하는 도전막과 동일한 재료로 이루어지는 도전막이 형성되고, 해당 도전막의 위에 상기 차광용 측벽이 형성되어도 무방하다.
이와 같은 제 1 전기 광학 장치를 제조하는 데 있어서는, 상기 제 1 기판의 표면 측에 상기 TFT를 형성하기 전에, 우선, 상기 제 1 기판의 표면 측에 제 2 차광막, 하지 절연막, 상기 박막 트랜지스터를 형성하는 반도체막 및 해당 박막 트랜지스터의 게이트 절연막을 형성한다. 다음으로, 상기 게이트 절연막 및 상기 하지 절연막에 대하여 상기 박막 트랜지스터의 채널 영역의 측면 방향을 거쳐 상기 제 2 차광막에 이르는 접속 트랜치를 형성한 후, 상기 게이트 전극을 형성할 때에는 해당 게이트 전극을 형성하는 도전막을 상기 접속 트랜치 내에도 형성한다. 그 이후, 상기 게이트 전극의 상층 측에 상기 층간 절연막을 형성한 후, 상기 측벽 형성용 트렌치를 형성할 때에는 상기 접속 트랜치에 연결하여 해당 접속 트랜치와 일체인 상기 측벽 형성용 트렌치를 형성하고, 그런 후에, 상기 제 1 차광막을 형성하며, 또한, 해당 제 1 차광막을 형성할 때에는 해당 제 1 차광막을 상기 측벽 형성 트렌치 내에도 형성하여 해당 측벽용 형성 트랜치 내에서 상기 도전막에 접속하는 상기 차광용 측벽을 형성한다.
한편, 제 1 차광막을 제 2 차광막에 직접 접속하는 구성의 경우에는, 예컨대, 상기 측벽 형성용 트렌치 내에, 바닥부까지 상기 제 1 차광막이 형성되어도 무방하다.
이와 같은 구성의 제 1 전기 광학 장치를 제조하는 데 있어서는, 상기 제 1 기판의 표면 측에 상기 박막 트랜지스터를 형성하기 전에, 우선, 상기 제 1 기판의 표면 측에 제 2 차광막, 하지 절연막, 상기 박막 트랜지스터를 형성하는 반도체막, 해당 박막 트랜지스터의 게이트 절연막, 해당 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 형성하고, 그 이후, 상기 게이트 전극의 상층 측에 상기 층간 절연막을 형성한다. 다음으로, 상기 측벽 형성용 트렌치를 형성할 때에는, 상기 층간 절연막, 상기 게이트 절연막, 상기 하지 절연막에 대하여 상기 박막 트랜지스터의 채널 영역의 측면 방향을 거쳐 상기 제 2 차광막에 이르는 상기 측벽 형성용 트렌치를 형성하고, 그런 후에, 상기 제 1 차광막을 형성하고, 또한, 해당 제 1 차광막을 형성할 때에는, 해당 제 1 차광막을 상기 측벽 형성 트렌치 내에도 형성하여 해당 측벽용 형성 트랜치 내에서 상기 제 2 차광막에 접속하는 상기 차광용 측벽을 형성한다.
본 발명의 제 2 전기 광학 장치는 상기 과제를 해결하기 위해서, 기판 상에, 화소 전극과, 해당 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와, 해당 박막 트랜지스터에 접속된 배선과, 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선을 입체적으로 덮는 차광 부재를 구비한다.
본 발명의 제 2 전기 광학 장치에 따르면, 화소 전극을 이것에 접속된 박막 트랜지스터에 의해 스위칭 제어함으로써, 액티브 매트릭스 구동 방식에 의한 구동을 행할 수 있다. 그리고, 차광 부재는 박막 트랜지스터를 입체적으로 덮는다. 따라서, 기판면에 대하여 위쪽으로부터 수직으로 또는 비스듬히 진행하는 입사광, 기판면에 대하여 아래쪽으로부터 수직으로 또는 비스듬히 입사하는 복귀광, 이들에 근거하는 내면 반사광 및 다중 반사광 등이, 박막 트랜지스터의 채널 영역 및 채널 인접 영역에 입사되는 것을 차광 부재에 의해 저지할 수 있다. 부가하여, 차광 부재에 의해 각 화소의 비개구 영역을 정밀하게 격자 형상으로 규정할 수 있다.
이 결과, 본 발명의 제 2 전기 광학 장치에 따르면, 내광성을 높일 수 있게 되며, 강력한 입사광이나 복귀광이 입사되는 것과 같은 악조건 하에서도 광 누설 전류가 감소된 박막 트랜지스터에 의해 화소 전극을 양호하게 스위칭 제어할 수 있어, 최종적으로는 본 발명에 의해, 밝고 고계조의 화상을 표시할 수 있게 된다.
또한, 이와 같은 기술적 효과에 감안하여, 본 발명에 있어서 「박막 트랜지스터 및 배선을 입체적으로 덮는 차광 부재」란, 좁은 의미로는 박막 트랜지스터 및 배선을 내부에 3차원적으로 폐쇄된 공간을 규정하는 차광 부재를 의미하며, 보다 넓은 의미로는, 3차원적으로 여러 방향으로부터 오는 광을 각기 많든 적든 차광(반사 또는 흡수)하는 한, 박막 트랜지스터 및 배선을 내부에, 약간 열려 있거나 또는 단속적으로 3차원적으로 폐쇄된 공간을 규정하는 차광 부재를 의미한다.
본 발명의 제 2 전기 광학 장치의 한 형태에서는, 상기 차광 부재는 상기 기판 상에 형성되고 또한 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선이 내부에 수용된 트랜치의 저면 및 측벽에 형성된 하나의 차광막과, 상기 트랜치를 상측으로부터 덮는 다른 차광막을 포함한다.
이 형태에 따르면, 트랜치가 기판에 형성되고, 이 트랜치의 저면 및 측벽에 하나의 차광막이 형성되어 있다. 그리고, 이 트랜치 내부에 박막 트랜지스터 및 배선이, 예컨대, 층간 절연막 등에 의해 상호 또는 하나의 차광막으로부터 층간 절연되면서 수용되어 있다. 그리고, 다른 차광막에 의해 이 트랜치가 상측으로부터 덮여 있다. 따라서, 비교적 단순한 구성 및 제조 프로세스를 채용하면서, 확실히 박막 트랜지스터 및 배선을 입체적으로 차광할 수 있다.
또는 본 발명의 제 2 전기 광학 장치의 다른 형태에서는, 상기 차광 부재는 상기 기판 상에 형성된 하측 차광막과, 해당 하측 차광막 상에 형성된 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선 상에 형성된 상측 차광막과, 평면적으로 보아 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선의 외측에서 상기 상측 차광막으로부터 상기 하측 차광막까지 형성된 그루브(groove) 내에 충전된 측벽 차광막을 포함한다.
이 형태에 따르면, 하측 차광막과 상측 차광막 사이에, 박막 트랜지스터 및 배선이, 예컨대, 층간 절연막 등에 의해 상호, 또는 하측 및 상측 차광막으로부터 층간 절연되면서 배치되어 있다. 그리고, 박막 트랜지스터 및 배선의 외측에는, 예컨대, 층간 절연막에, 상측 차광막으로부터 하측 차광막에 이르는 그루브가 형성되어 있고, 그 그루브 내에는 측벽 차광막이 충전되어 있다. 따라서, 비교적 단순한 구성 및 제조 프로세스를 채용하면서, 확실히 박막 트랜지스터 및 배선을 입체적으로 차광할 수 있다.
또는, 본 발명의 제 2 전기 광학 장치의 다른 형태에서는, 상기 차광 부재는 하나의 평면 영역에서, 상기 기판 상에 형성되고 또한 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선이 내부에 수용된 트랜치의 저면 및 측벽에 형성된 하나의 차광막과, 상기 트랜치를 상측으로부터 덮는 다른 차광막을 포함하고, 다른 평면 영역에서, 상기 기판 상에 형성된 하측 차광막과, 하측 차광막 상에 형성된 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선 상에 형성된 상측 차광막과, 평면적으로 보아 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선의 외측에서 상기 상측 차광막으로부터 상기 하측 차광막까지 형성된 그루브 내에 충전된 측벽 차광막을 포함한다.
이 형태에서는, 하나의 평면 영역에서 비교적 폭이 넓은 트랜치가 기판에 형성되고, 이 트랜치의 저면 및 측벽에 하나의 차광막이 형성되어 있다. 그리고, 이 트랜치 내부에 박막 트랜지스터 및 배선이, 예컨대, 층간 절연막 등에 의해 상호 또는 하나의 차광막으로부터 층간 절연되면서, 수용되어 있다. 그리고, 다른 차광막에 의해 이 트랜치가 상측으로부터 덮여 있다. 한편, 다른 영역에서, 하측 차광막과 상측 차광막 사이에, 박막 트랜지스터 및 배선이, 예컨대, 층간 절연막 등에 의해 상호 또는 하측 및 상측 차광막으로부터 층간 절연되면서, 배치되어 있다. 그리고, 박막 트랜지스터 및 배선의 외측에는, 예컨대, 층간 절연막에 상측 차광막으로부터 하측 차광막에 이르는 비교적 폭이 좁은 그루브가 형성되어 있고, 그 그루브 내에는, 측벽 차광막이 충전되어 있다. 따라서, 비교적 단순한 구성 및 제조프로세스를 채용하면서, 확실히 박막 트랜지스터 및 배선을 입체적으로 차광할 수 있다. 특히, 영역별로 차광 부재의 구성을 변경함으로써, 장치 설계의 자유도가 높아진다.
또는 본 발명의 제 2 전기 광학 장치의 다른 형태에서는, 상기 차광 부재는 상기 기판 상에 형성되고 또한 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선이 부분적으로 내부에 수용된 트랜치의 저면 및 측벽에 형성된 하나의 차광막과, 해당 하나의 차광막 상에 형성된 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선 상에 형성된 상측 차광막과, 평면적으로 보아 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선의 외측에서 상기 상측 차광막으로부터 상기 하나의 차광막까지 형성된 그루브 내에 충전된 측벽 차광막을 포함한다.
이 형태에 따르면, 비교적 폭이 넓은 트랜치가 기판에 형성되고, 이 트랜치의 저면 및 측벽에 하나의 차광막이 형성되어 있다. 그리고, 이 홈 내부에 박막 트랜지스터 및 배선이 부분적으로 수용되어 있다. 즉, 박막 트랜지스터 및 배선 일부는 기판을 기준으로 트랜치 둘레의 높이보다도 높아지도록, 해당 박막 트랜지스터 및 배선은, 예컨대, 층간 절연막 등에 의해 상호 또는 하나의 차광막으로부터 층간 절연되면서, 트랜치 내에 배치되어 있다. 또한, 이와 같이 부분적으로 트랜치 내에 수용된 박막 트랜지스터 및 배선의 상측에는 상측 차광막이 배치되어 있다. 박막 트랜지스터 및 배선의 외측에는, 상측 차광막으로부터 하나의 차광막에 이르는 비교적 폭이 좁은 그루브가 형성되어 있고, 그 그루브 내에는 측벽 차광막이 충전되어 있다. 따라서, 비교적 단순한 구성 및 제조 프로세스를 채용하면서,확실히 박막 트랜지스터 및 배선을 입체적으로 차광할 수 있다. 특히, 복수의 차광막을 조합시켜 차광 부재를 구성함으로써, 장치 설계의 자유도가 높아진다.
본 발명의 제 3 전기 광학 장치는 상기 과제를 해결하기 위해서, 한 쌍의 제 1 및 제 2 기판 사이에 전기 광학 물질이 유지되어 이루어지고, 상기 제 1 기판 상에, 제 1 주기에서 반전 구동되기 위한 제 1 화소 전극군 및 해당 제 1 주기와 상보인 제 2 주기에서 반전 구동되기 위한 제 2 화소 전극군을 포함하는 평면 배열된 복수의 화소 전극과, 해당 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와, 해당 박막 트랜지스터에 접속된 배선과, 평면적으로 보아 서로 인접하는 화소 전극의 간격으로 되는 영역에서 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선을 입체적으로 덮고, 또한, 해당 간격으로 되는 영역 중 다른 화소 전극군에 포함되는 서로 인접하는 화소 전극 상호간에 위치하는 영역 부분을 볼록 형상으로 형성하는 차광 부재를 구비하고, 상기 제 2 기판 상에, 상기 복수의 화소 전극에 대향하는 대향 전극을 구비한다.
본 발명의 제 3 전기 광학 장치에 따르면, 화소 전극을 이것에 접속된 박막 트랜지스터에 의해 스위칭 제어함으로써, 액티브 매트릭스 구동 방식에 의한 구동을 행할 수 있다. 특히, 제 1 화소 전극군을 제 1 주기에서 반전 구동하고, 제 2 화소 전극군을 제 1 주기와 상보인 제 2 주기에서 반전 구동함으로써, 각 화소에서의 구동 전압의 극성을, 예컨대, 주사선마다 반전시키는 주사선 반전 구동 방식이나 데이터선마다 반전시키는 데이터선 반전 구동 방식 등의 소위 라인 반전 구동 구동 방식의 구동이나, 화소 단위로 반전시키는 도트 반전 구동 방식을 행할 수 있다. 이와 같이 라인 반전 구동 방식 등을 채용하면, 직류 전압 인가에 의한 전기광학 물질의 열화 방지에 도움이 되고, 또한 표시 화상에서의 누화(cross-talk)나 흔들림(flickering)의 방지에도 도움이 된다. 그리고, 차광 부재는 평면적으로 보아 서로 인접하는 화소 전극의 간격으로 되는 영역에서 박막 트랜지스터 및 배선을 입체적으로 덮는다. 따라서, 기판면에 대하여 위쪽으로부터 수직으로 또는 비스듬히 진행하는 입사광 및 기판면에 대하여 아래쪽으로부터 수직으로 또는 비스듬히 입사하는 복귀광 및 이들에 근거하는 내면 반사광 및 다중 반사광 등이, 박막 트랜지스터의 채널 영역 및 채널 인접 영역에 입사되는 것을 차광 부재에 의해 저지할 수 있다. 부가하여, 차광 부재에 의해 각 화소의 비개구 영역을 정밀하게 격자 형상으로 규정할 수 있다.
또한, 차광 부재는 다른 화소 전극군에 포함되어 서로 인접하는 화소 전극 상호간에 위치하는 영역 부분을 볼록 형상으로 형성한다. 따라서, 상술한 라인 반전 구동을 행했을 때에, 구동 전위 극성이 다른 인접 화소 전극 사이에서 발생하는 횡(橫)전계를 상대적으로 약하게 할 수 있다. 즉, 일반적으로 각 화소 전극과 대향 전극 사이에서 발생하는 종(縱)전계에 의해 구동되는 것이 상정되어 있는 전기 광학 장치에 있어서, 인접하는 화소 전극 사이에 횡 전계가 발생하면, 예컨대, 액정의 배향 불량과 같은 전기 광학 물질의 동작 이상이 야기된다. 그런데 본 발명과 같이, 그러한 횡 전계가 발생하는 영역에 있어서, 차광 부재에 의해, 화소 전극과 대향 전극 사이의 거리를 좁힘으로써, 이 영역에서의 종 전계를 강화할 수 있어, 동일 영역에서 상대적으로 횡 전계에 의한 악영향을 약하게 할 수 있다.
이 결과, 본 발명의 제 3 전기 광학 장치에 따르면, 내광성을 높일 수 있게되고, 강력한 입사광이나 복귀광이 입사되는 것과 같은 악조건 하에서도 광 누설 전류가 감소된 박막 트랜지스터에 의해 화소 전극을 양호하게 스위칭 제어할 수 있고, 또한, 전기 광학 물질의 수명 증대나 흔들림 등의 감소에 도움이 될 수 있는 라인 반전 구동 방식 등을 채용하면서, 최종적으로는 본 발명에 의해, 밝고 고계조의 화상을 표시할 수 있게 된다.
본 발명의 제 3 전기 광학 장치의 한 형태에서는, 상기 차광 부재는 동일한 화소 전극군에 포함되는 서로 인접하는 화소 전극 상호간에 위치하는 영역 부분에서, 상기 기판 상에 형성되고 또한 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선이 내부에 수용된 트랜치의 저면 및 측벽에 형성된 하나의 차광막과, 상기 트랜치를 상측으로부터 덮는 다른 차광막을 포함하고, 상기 다른 화소 전극군에 포함되는 서로 인접하는 화소 전극 상호간에 위치하는 영역 부분에서, 상기 기판 상에 형성된 하측 차광막과, 해당 하측 차광막 상에 형성된 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선 상에 형성된 상측 차광막과, 평면적으로 보아 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선의 외측에서 상기 상측 차광막으로부터 상기 하측 차광막까지 형성된 그루브 내에 충전된 측벽 차광막을 포함한다.
이 형태에서는, 횡 전계가 발생하지 않는 각 화소간의 간격 영역에서는, 비교적 폭이 넓은 트랜치가 제 1 기판에 형성되고, 이 홈의 저면 및 측벽에 하나의 차광막이 형성되어 있다. 그리고, 이 홈 내부에 박막 트랜지스터 및 배선이, 예컨대, 층간 절연막 등에 의해 상호 또는 하나의 차광막으로부터 층간 절연되면서, 수용되어 있다. 그리고, 다른 차광막에 의해 이 홈이 상측으로부터 덮여 있다. 한편, 횡 전계가 발생하는 각 화소간의 간격 영역에서는, 하측 차광막과 상측 차광막 사이에, 박막 트랜지스터 및 배선이, 예컨대, 층간 절연막 등에 의해 상호 또는 하측 및 상측 차광막으로부터 층간 절연되면서, 배치되어 있다. 그리고, 박막 트랜지스터 및 배선의 외측에는, 예컨대, 층간 절연막에, 상측 차광막으로부터 하측 차광막에 이르는 비교적 폭이 좁은 그루브가 형성되어 있고, 그 그루브 내에는 측벽 차광막이 충전되어 있다. 따라서, 횡 전계가 발생하는 간격 영역에서는, 차광 부재의 존재에 의해 국소적으로 볼록 형상으로 형성할 수 있게 되어, 횡 전계에 의한 악영향을 감소시킬 수 있다. 동시에, 횡 전계가 발생하지 않는 간격 영역에서는, 차광 부재의 존재에 의해 볼록 형상으로 북돋을 수 없게 되어, 전기 광학 물질에 접하는 제 1 기판 상의 화소 전극의 하지 표면에서의 단차(段差)에 근거하는 액정의 배향 불량 등의 전기 광학 물질의 동작 불량을 감소시킬 수 있다.
이 형태에서는, 상기 동일한 화소 전극군에 포함되는 서로 인접하는 화소 전극 상호간에 위치하는 영역 부분에서, 상기 화소 전극의 하지에 대하여 평탄화 처리가 실시되도록 구성해도 무방하다.
이와 같이 구성하면, 횡 전계가 발생하지 않는 간격 영역에서는, 차광 부재가 존재하지만, 화소 전극의 하지에 대하여 평탄화 처리가 실시되고 있다. 예컨대, CMP(Chemical Mechanical Polishing : 화학적 기계 연마) 처리, 스핀코팅 처리 등에 의해 또는 박막 트랜지스터 및 배선을 수용하는 트랜치의 깊이를 조절함으로써, 평탄화 처리가 실시되고 있다. 이 결과, 횡 전계가 발생하지 않는 간격 영역에서는, 전기 광학 물질에 접하는 화소 전극의 하지 표면에서의 단차에 근거하는액정의 배향 불량 등의 전기 광학 물질의 동작 불량을 최대한 감소시킬 수 있다.
본 발명의 제 2 또는 제 3 전기 광학 장치에 따른 차광 부재가 측벽 차광막을 포함하는 형태에서는, 상기 상측 차광막과 상기 측벽 차광막은 일체 형성되도록 구성해도 무방하다.
이와 같이 구성하면, 비교적 간단한 구성 및 제조 프로세스를 이용하여, 신뢰성이 높은 차광 부재를 구축할 수 있다. 예컨대, 박막 트랜지스터나 배선과 서로 전후하여 적층 형성된 층간 절연막에 그루브를 형성한 후에 상측 차광막을 채우도록 형성하면 좋다.
본 발명의 제 2 또는 제 3 전기 광학 장치에 따른 다른 형태에서는, 상기 화소 전극과 상기 박막 트랜지스터는 차광성 도전막을 거쳐 접속되어 있다.
이 형태에 따르면, 예컨대, 컨택트 홀이 개방되어, 차광 부재로 둘러싸인 내부 공간에 대하여 외부로부터의 광누설이 발생하기 쉬운 화소 전극과 박막 트랜지스터의 접속 개소에서의 광누설을 확실히 저지할 수 있다.
본 발명의 제 2 또는 제 3 전기 광학 장치에 따른 다른 형태에서는, 상기 화소 전극과 상기 박막 트랜지스터의 접속 개소는 평면적으로 보아 서로 인접하는 박막 트랜지스터의 중앙에 위치한다.
이 형태에 따르면, 차광 부재로 둘러싸인 내부 공간에 대하여, 화소 전극과 박막 트랜지스터의 접속 개소, 예컨대, 컨택트 홀을 거쳐 외부에서의 광누설이 발생했다고 해도, 해당 광누설의 개소는 각 박막 트랜지스터와 기판면을 따라 이간되어 있기 때문에, 누설된 광 중 박막 트랜지스터의 채널 영역 및 그 인접 영역에까지 도달하는 것을 최대한 감소시킬 수 있다.
본 발명의 제 2 또는 제 3 전기 광학 장치에 따른 다른 형태에서는, 상기 기판에 대향하고, 또한, 상기 화소 전극과 상기 박막 트랜지스터의 접속 개소에 대향하여 형성된 차광막을 갖는다.
이 형태에 따르면, 예컨대, 컨택트 홀이 개방되어, 차광 부재로 둘러싸인 내부 공간에 대하여 외부로부터의 광누설이 발생하기 쉬운 화소 전극과 박막 트랜지스터의 접속 개소에서의 광누설을 확실히 저지할 수 있다.
본 발명의 제 2 또는 제 3 전기 광학 장치에 따른 다른 형태에서는, 상기 차광 부재는 고융점 금속을 포함하는 막으로 이루어진다.
이 형태에 따르면, 차광 부재는, 예컨대, Ti(티타늄), Cr(크롬), W(텅스텐), Ta(탄탈), Mo(몰리브덴), Pb(납) 등의 고융점 금속 중 적어도 하나를 포함하는, 금속 단체, 합금, 금속 실리사이드, 폴리실리사이드, 이들을 적층한 것 등의 고융점 금속을 포함하는 막으로 이루어진다. 따라서, 차광 부재에 의해 양호한 높은 차광 성능이 얻어진다.
본 발명의 제 2 또는 제 3 전기 광학 장치에 따른 다른 형태에서는, 상기 배선은 서로 교차하는 주사선 및 데이터선을 포함하고, 상기 차광 부재는 평면적으로 보아 격자 형상으로 형성되어 있다.
이 형태에 따르면, 화상 표시 영역에는 주사선 및 데이터선이 서로 교차하여 격자 형상으로 배선되어 있지만, 이들은 격자 형상으로 형성된 차광 부재에 의해 완전히 입체적으로 덮여 있다. 이 때문에, 주사선 및 데이터선 부근을 거쳐 이들에 접속된 박막 트랜지스터로 광이 누설될 가능성을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 제 2 또는 제 3 전기 광학 장치에 따른 다른 형태에서는, 상기 제 1 기판 상에 상기 차광 부재에 의해 입체적으로 덮인 공간 내에 배치되어 있고 상기 화소 전극에 접속된 축적 용량을 더 구비한다.
이 형태에 따르면, 차광 부재에 의해 입체적으로 덮인 공간 내에 축적 용량을 구축하기 때문에, 축적 용량의 존재에 의해 차광 성능이 저하되는 것을 방지하면서, 화소 전극에 대하여 축적 용량을 부가함으로써 화소 전극에서의 전위 유지 특성을 현저히 높일 수 있다.
본 발명의 투사형 표시 장치는 상기 과제를 해결하기 위해서, 상술한 본 발명의 제 1, 제 2 또는 제 3 전기 광학 장치(단, 그 각종 형태도 포함함)로 이루어지는 광밸브와, 해당 광밸브에 투사광을 조사하는 광원과, 상기 광밸브로부터 출사되는 투사광을 투사하는 광학계를 구비한다.
본 발명의 투사형 표시 장치에 의하면, 광원으로부터 투사광이 광밸브에 조사되고, 광밸브로부터 출사되는 투사광은 광학계에 의해 스크린 등으로 투사된다. 이 때, 해당 광밸브는 상술한 본 발명의 제 1, 제 2 또는 제 3 전기 광학 장치로 이루어지기 때문에, 투사광 강도를 높여도, 상술한 바와 같이 우수한 차광 성능에 따라 광 누설 전류가 감소된 박막 트랜지스터에 의해 화소 전극을 양호하게 스위칭 제어할 수 있다. 이 결과, 최종적으로는 밝게 고계조의 화상을 표시할 수 있게 된다.
본 발명의 이와 같은 작용 및 다른 이득은 다음에 설명하는 실시예로부터 명백해진다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 실시예에 대하여 실시예마다 순서대로 도면에 근거하여 설명한다. 이하의 각 실시예는 본 발명의 전기 광학 장치를 액정 장치에 적용한 것이다.
(실시예 1)
우선 실시예 1의 전기 광학 장치에 대하여, 도 1 내지 도 16을 참조하여 설명한다.
본 발명을 적용한 전기 광학 장치의 구성 및 동작에 대하여, 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한다. 도 1은 전기 광학 장치의 화상 표시 영역을 구성하는 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 화소에서의 각종 소자, 배선 등의 등가 회로도이다. 도 2는 데이터선, 주사선, 화소 전극, 차광막 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도이다. 도 3은 이 TFT 어레이 기판에서의 화소 전극의 형성 영역을 나타내는 확대도이다. 도 4는 이 TFT 어레이 기판에서의 주사선 및 데이터선의 형성 영역을 나타내는 확대도이다. 도 5는 이 TFT 어레이 기판에서의 TFT 형성용 반도체막의 형성 영역을 나타내는 확대도이다. 도 6은 도 2의 A-A'선, B-B'선 및 C-C'선에 상당하는 위치에서의 단면도이다. 도 7은 이 TFT 어레이 기판에서의 드레인 전극의 형성 영역을 나타내는 확대도이다. 도 8은 이 TFT 어레이 기판에서의 제 1 차광막 및 측벽 형성용 트렌치의 형성 영역을 나타내는 확대도이다. 도 9는 이 TFT 어레이 기판에서의 제 1 차광막 및 측벽 형성용 트렌치의 형성 영역을 나타내는 확대도이며, 이들 도면에서, 각 층이나 각 부재를 도면 상에서 인식할 수 있는 정도의 크기로 하기 위해, 각 층이나 각 부재마다 축척을 다르게 하고 있다.
도 1에서, 전기 광학 장치의 화면 표시 영역에서, 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 화소 각각에는, 화소 전극(9a)을 제어하기 위한 화소 스위칭용 TFT(30)가 형성되어 있고, 화소 신호를 공급하는 데이터선(6a)이 해당 TFT(30)의 소스에 전기적으로 접속되어 있다. 데이터선(6a)에 기록하는 화소 신호 S1, S2 … Sn은 이 순서대로 선순차적으로 공급해도 관계없고, 서로 인접하는 복수의 데이터선(6a)끼리에 대하여, 그룹마다 공급하도록 해도 무방하다. 또한, TFT(30)의 게이트에는 주사선(3a)이 전기적으로 접속되어 있고, 소정의 타이밍에서, 주사선(3a)에 펄스 형상으로 주사 신호 G1, G2 … Gm을, 이 순서대로 선순차적으로 인가하도록 구성되어 있다. 화소 전극(9a)은 TFT(30)의 드레인에 전기적으로 접속되어 있고, 스위칭 소자인 TFT(30)를 일정 기간만큼 그 온 상태로 함으로써, 데이터선(6a)에서 공급되는 화소 신호 S1, S2 … Sn을 각 화소에 소정의 타이밍에서 기록한다. 이렇게 하여 화소 전극(9a)을 거쳐서 전기 광학 물질에 기록된 소정 레벨의 화소 신호 Sl, S2 … Sn은 후술하는 대향 기판에 형성된 대향 전극 사이에서 일정 기간 유지된다. 전기 광학 물질은 인가되는 전압 레벨에 의해 분자 집합의 배향이나 질서가 변화되는 것에 의해, 광을 변조하여 계조 표시를 할 수 있게 한다. 노멀리 화이트 모드(Normally white mode)이면, 인가된 전압에 따라 입사광에 대한 투과율이 감소하고, 노멀리 블랙 모드(Normally black mode)이면, 인가된 전압에 따라 입사광에 대한 투과율이 증가되어, 전체적으로 전기 광학 장치로부터는 화소 신호에 따른 계조를 갖는 광이 출사된다.
여기서, 유지된 화소 신호가 누설되는 것을 방지하기 위해서, 화소 전극(9)과 대향 전극 사이에 형성되는 액정 용량과 병렬로 축적 용량(70)을 부가하는 경우가 있다. 예컨대, 화소 전극(9a)의 전압은 소스 전압이 인가된 시간보다도 1000배 긴 시간만큼 축적 용량(70)에 의해 유지된다. 이에 따라, 전하의 유지 특성은 개선되고, 계조비가 높은 전기 광학 장치(100)를 실현할 수 있다.
도 2에서, 전기 광학 장치의 TFT 어레이 기판 상에는 매트릭스 형상으로 복수의 투명한 화소 전극(9a)이 각 화소마다 형성되어 있다. 이 화소 전극(9a)의 형성 영역은 도 3에 나타내는 확대 도면에서 우상(右上)의 사선으로 표현한 직사각형의 영역이다.
또한, 화소 전극(9a)의 종횡의 경계 영역을 따라 데이터선(6a) 및 주사선(3a)이 형성되어 있지만, 전통적인 전기 광학 장치와 달리, 전용의 용량선은 형성되지 않는다.
데이터선(6a)의 형성 영역은 도 4에 나타내는 확대 도면에서 우하(右下)의 사선으로 표현한 영역이며, 데이터선(6a)의 양단 부분은 화소 전극(9a)의 단부와 겹치고 있다. 주사선(3a)의 형성 영역은, 도 4에 나타내는 확대 도면에서 우상의 사선으로 표현한 영역이며, 주사선(3a)의 양단 부분도 화소 전극(9a)의 단부와 겹쳐져 있다.
본 실시예에서, 데이터선(6a)은 컨택트 홀(5)을 거쳐서 폴리실리콘막으로 이루어지는 반도체막(1a) 중 후술하는 소스 영역에 전기적으로 접속되어 있고, 화소 전극(9a)은 컨택트 홀(81, 82)을 거쳐서, 반도체막(1a) 중 후술하는 드레인 영역에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 반도체막(1a) 중 후술하는 채널 형성용 영역에 대향하도록 주사선(3a)(게이트 전극)이 지나고 있다.
이 반도체막(1a)의 형성 영역은 도 5에 나타내는 확대 도면에서 우상의 사선으로 표현한 영역이다.
본 실시예에서, 데이터선(6a)은 같은 폭의 치수를 갖고 직선으로 연장되어 마련된 알루미늄 등의 금속막이나 금속 실리사이드 등의 합금막 등과 같은 차광성을 갖는 도전막으로 이루어지고, 반도체막(1a)은 이 데이터선(6a)의 하층 측에서 데이터선(6a)의 형성 영역 내측에 형성되어 있다. 즉, 반도체막(1a)은 각 화소 전극(9a)의 종횡의 경계 영역을 이용하여 형성되어 있다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 전기 광학 장치(100)는 TFT 어레이 기판(10)(제 1 기판)과, 이것에 대향 배치되는 대향 기판(20)(제 2 기판)을 구비하고 있다. TFT 어레이 기판(10)은, 예컨대, 석영 기판으로 이루어지고, 대향 기판(20)은, 예컨대, 유리 기판이나 석영 기판으로 이루어진다. TFT 어레이 기판(10)에는 화소 전극(9a)이 마련되어 있고, 그 위쪽에는 러빙 처리 등 소정의 배향 처리가 실시된 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 화소 전극(9a)은, 예컨대, ITO(Induim·Tin·Oxide)막 등의 투명한 도전성 박막으로 이루어진다. 또한 배향막은, 예컨대, 폴리이미드 박막 등의 유기 박막으로 이루어진다.
TFT 어레이 기판(10)에서는, 데이터선(6a)의 바로 아래 위치에 각 화소 전극(9a)을 스위칭 제어하는 화소 스위칭용 TFT(30)가 형성되어 있다. 이 TFT(30)는 LDD(Lightly Doped Drain) 구조를 갖고, 주사선(3a)(게이트 전극), 주사선(3a)에서 공급되는 주사 신호의 전계에 의해 채널이 형성되는 반도체막(1a)의 채널 영역(1a'), 주사선(3a)과 반도체막(1a)을 절연하는 2층 구조의 게이트 절연막(2), 데이터선(6a)(소스 전극), 반도체막(1a)의 저농도 소스 영역(소스측 LDD 영역)(1b) 및 저농도 드레인 영역(드레인측 LDD 영역)(1c) 및 반도체막(1a)의 고농도 소스 영역(1d) 및 고농도 드레인 영역(1e)을 구비하고 있다. 고농도 드레인 영역(1e)에는 복수의 화소 전극(9a) 중 대응하는 하나가 전기적으로 접속되어 있다.
소스 영역(1b, 1d) 및 드레인 영역(1c, 1e)은, 후술하는 바와 같이, 반도체막(1a)에서 n형 채널을 형성하는지, 또는 p형 채널을 형성하는지에 따라 소정농도의 n형용 또는 p형용 도펀트(dopant)가 도핑되는 것에 의해 형성되어 있다. n형 채널의 TFT는 동작 속도가 빠르다는 이점이 있어, 화소 스위칭용 TFT로 이용되는 경우가 많다.
여기서, TFT(30)는, 바람직하게는 상술한 바와 같이, LDD 구조를 갖지만, 저농도 소스 영역(1b) 및 저농도 드레인 영역(1c)에 상당하는 영역에 불순물 이온을 투입하지 않는 오프셋 구조를 갖고 있어도 무방하다. 또한, TFT(30)는 게이트 전극(3a)을 마스크로서 고농도로 불순물 이온을 투입하여, 자기 정합적으로 고농도 소스 및 드레인 영역을 형성한 자기 정합형 TFT여도 관계없다. 또, 본 실시예에서는, TFT(30)의 게이트 전극(데이터선(3a))을 소스-드레인 영역(1b, 1e) 사이에 한 개만 배치한 단일 게이트 구조로 했지만, 이들 사이에 두 개 이상의 게이트 전극을 배치해도 무방하다. 이 때, 각각의 게이트 전극에는 동일한 신호가 인가되도록 한다. 이와 같이 이중 게이트(더블 게이트) 또는 삼중 게이트 이상으로 TFT를 구성하면, 채널과 소스-드레인 영역 접합부의 누설 전류를 방지할 수 있어, 오프 상태 시의 전류를 감소시킬 수 있다. 이들 게이트 전극 중 적어도 한 개를 LDD 구조 또는 오프셋 구조로 하면, 오프 전류를 더 감소시킬 수 있어, 안정한 스위칭 소자를 얻을 수 있다.
본 실시예에서, 데이터선(6a)(소스 전극)은 알루미늄 등의 금속막이나 금속 실리사이드 등의 합금막 등으로 구성되어 있다.
또한, 주사선(3a)(게이트 전극) 및 게이트 절연막(2)의 상층 측에는, 고농도 소스 영역(1d)으로 통하는 컨택트 홀(5) 및 고농도 드레인 영역(1e)으로 통하는 컨택트 홀(81)이 각각 형성된 제 1 층간 절연막(4)이 형성되어 있다. 제 1 층간 절연막(4) 상에는 제 2 층간 절연막(7a)이 형성되고, 이 제 2 층간 절연막(7a) 상에는 제 3 층간 절연막(7b)이 형성되어 있다.
데이터선(6a)은 제 2 층간 절연막(7a) 상에 형성되고, 소스 영역(1d)으로의 컨택트 홀(5)을 거쳐서, 데이터선(6a)(소스 전극)은 고농도 소스 영역(1d)에 전기적으로 접속되어 있다.
화소 전극(9a)은 제 3 층간 절연막(7b) 상에 형성되어 있다. 그래서, 본 실시예에서는, 화소 전극(9a)을 TFT(30)의 고농도 드레인 영역(1e)에 전기적으로 접속하는 데 있어서, 제 1 층간 절연막(4)의 표면에 드레인 전극(11)을 형성하고, 이 드레인 전극(11)을 제 1 층간 절연막(4)의 컨택트 홀(81)을 거쳐서 TFT(30)의 고농도 드레인 영역(1e)에 전기적으로 접속하고, 또한, 제 2 층간 절연막(7a) 및 제 3 층간 절연막(7b)에 컨택트 홀(82)을 형성하고, 이 컨택트 홀(82)을 거쳐서 화소 전극(9a)을 드레인 전극(11)에 전기적으로 접속하고 있다. 따라서, 화소 전극(9a)은 드레인 전극(11)을 거쳐서 TFT(30)의 고농도 드레인 영역(1e)에 전기적으로 접속되어 있다.
본 실시예에서, 드레인 전극(11)은 고농도 드레인 영역(le)의 상층 측으로부터 채널 영역(1a)을 상층 측에서 완전히 덮도록 형성된 도핑 실리콘막(폴리실리콘 중계 전극) 등과 같은 차광성 도전막으로 이루어지고(도 2참조), 이 드레인전극(11)의 형성 영역은 도 7에 우상의 사선 영역으로 도시되어 있듯이, 각 화소 전극(9a)의 종횡의 경계 영역에서, 데이터선(6a)과 주사선(3a)의 교점으로부터 데이터선(6a)과 주사선(3a)에 따라 십자 형상으로 각 화소마다 형성되어 있다.
다시, 도 6에서, 본 실시예에서는, 드레인 전극(11)의 표면 측에는 얇은 절연막(12)이 형성되고, 이 얇은 절연막(12)과 제 2 층간 절연막(7a)의 층 사이에는, TFT(30)의 채널 영역(1a')을 덮도록 제 1 차광막(13)이 형성되어 있다. 본 실시예에서, 제 1 차광막(13)은 티타늄, 크롬, 텅스텐, 탄탈, 몰리브덴, 팔라듐, 알루미늄, 이들의 금속 합금, 이들의 금속 실리사이드막, 또는 도핑 실리콘 등의 차광성을 갖는 도전막으로 구성되어 있다. 이 제 1 차광막(13)의 형성 영역은 도 8에 우하의 사선 영역으로 도시되어 있으며, 제 1 차광막(13)은 각 화소 전극(9a)의 종횡의 경계 영역을 따라 격자 형상으로 형성되고, 각 화소 사이에서 공통 전위로 유지된다.
여기서, 제 1 차광막(13)의 하층 측에는 드레인 전극(11)이 형성되어 있고, 이들 제 1 차광막(13)과 드레인 전극(11)은 얇은 절연막(12)을 거쳐서 넓은 영역에 걸쳐 대향하고 있다. 그래서, 본 실시예에서는, 이 얇은 절연막(12)을 유전막으로서, 제 1 차광막(13)과 드레인 전극(11)을 전극으로 하는 축적 용량(70)이 구성되어 있다.
또한, 본 실시예에서는, 도 6에 도시하는 바와 같이, TFT 어레이 기판(10)에서는, 그 기체(基體)의 표면에는 TFT(30)의 채널 영역(1a')을 하층 측으로부터 덮도록 제 2 차광막(14)이 형성되고, 이 제 2 차광막(14)의 표면에는 하지절연막(15)이 형성되어 있다. 이 제 2 차광막(14)의 형성 영역은 도 9에 우하의 사선 영역으로 도시하고 있다.
또한, 본 실시예에서는, TFT(30)의 채널 영역(1a')을 측면 방향에서 둘러싸도록, 얇은 절연막(12) 및 제 1 층간 절연막(4)을 관통하는 측벽 형성용 트랜치(16)가 형성되어 있다. 측벽 형성용 트렌치(16)는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 제 1 차광막(13)의 형성 영역의 내측에서 그 외주연을 따라 형성되고, 측벽 형성용 트렌치(16)의 형성 영역에 대해서는, 도 8에서, 제 1 차광막(13)의 형성 영역의 내측 중, 제 1 차광막(13)에 나타낸 사선보다도 피치가 더 좁은 우하의 사선으로 표현한 영역에 형성되어 있다.
본 실시예에서, 측벽 형성용 트렌치(16)는 게이트 절연막(2) 및 하지 절연막(15)을 관통하는 접속 트랜치(161)에 연결되어 있다. 이 접속 트랜치(161)는 주사선(3a)(게이트 전극)과 동시에 형성된 차광성 도전막(162)으로 채워지고, 측벽 형성용 트렌치(16)는 제 1 차광막(13)과 동시에 형성된 차광성 도전막으로 이루어지는 차광용 측벽(131)으로 채워지고 있다.
따라서, TFT(30)의 채널 영역(1a')은 그 위쪽이 주사선(3a), 드레인 전극(11), 제 1 차광막(13) 및 데이터선(6a)에 의해 차광되고, 아래쪽이 제 2 차광막(14)에 의해 차광되며, 측면 방향은 측벽 형성용 트렌치(16) 내의 차광용 측벽(131)과 접속 트랜치(161) 내의 도전막(162)에 의해 차광되어 있다.
한편, 다시 도 6에서, 대향 기판(20)에는 그 전면에 걸쳐 대향 전극(공통 전극)(21)이 마련되어 있고, 그 하측에는 러빙 처리 등 소정의 배향 처리가 실시된배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 대향 전극(21)도, 예컨대, ITO막 등의 투명 도전성 박막으로 이루어진다. 또한, 대향 기판(20)의 배향막도 폴리이미드 박막 등의 유기 박막으로 이루어진다. 대향 기판(20)에는 각 화소의 개구 영역 이외의 영역에 대향 기판측 차광막(23)이 매트릭스 형상으로 형성되는 경우가 있다.
이 때문에, 대향 기판(20) 측으로부터의 입사광 L1은 TFT(30)의 반도체막(1a)의 채널 영역(1a')이나 LDD 영역(1b, 1c)에 미치지는 않는다. 또한, 대향 기판측 차광막(23)은 계조의 향상, 색재(色材)의 혼색 방지 등의 기능을 갖는다.
이와 같이 구성한 TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20)은 화소 전극(9a)과 대향 전극(21)이 대면하도록 배치되고, 또한, 이들 기판 사이에는, 후술하는 밀봉재에 의해 둘러싸인 공간 내에 전기 광학 물질로서의 액정(50)이 봉입되어, 사이에 유지된다. 액정(50)은 화소 전극(9a)으로부터의 전계가 인가되어 있지 않은 상태에서 배향막에 의해 소정의 배향 상태를 취한다. 액정(50)은, 예컨대, 한 종류 또는 여러 종류의 네마틱 전기 광학 물질을 혼합한 것 등으로 이루어진다. 또, 밀봉재는 TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20)을 그들 주변에서 접합시키기 위한 광경화성 수지나 열경화성 수지 등으로 이루어지는 접착제이며, 양 기판 사이의 거리를 소정값으로 하기 위한 유리 섬유(glass fiber) 또는 유리 구슬(glass beads) 등의 스페이서(spacer)가 배합되어 있다.
이상 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는, TFT(30)의 채널 영역(1a') 및 LDD 영역(1b, 1c)의 상층 측에는, 주사선(3a), 드레인 전극(11), 제 1 차광막(13) 및 데이터선(6a)이 형성되어 있으므로, 대향 기판(20) 측으로부터 입사된 강한 광이 그대로, 채널 영역(1a)에 입사되는 경우는 없다. 또한, TFT(30)의 채널 영역(1a') 및 LDD 영역(1b, 1c)의 하층 측에는, 제 2 차광막(14)에 의해 차광되어 있으므로, TFT 어레이 기판(10)으로부터의 반사광, 또는 그 외부에 배치된 광학부품으로부터의 반사광 등이 TFT 어레이 기판(10)의 이면측으로부터 입사되어도, 이와 같은 광이 채널 영역(1a)에 입사되는 경우는 없다.
또한, 본 실시예에서는, 대향 기판(20) 측으로부터 입사된 강한 광이 채널 영역(1a) 및 LDD 영역(1b, 1c)으로 경사 방향 또는 횡 방향으로부터 입사되도록 해도, TFT(30)의 채널 영역(1a') 및 LDD 영역(1b, 1c)의 측면 방향은 측벽 형성용 트렌치(16) 내의 차광용 측벽(131)과 접속 트랜치(161) 내의 도전막(162)에 의해 차광되어 있기 때문에, 이와 같은 광도 채널 영역(1a)으로 입사되는 경우는 없다.
따라서, 본 실시예의 전기 광학 장치(100)는, 후술하는 투사형 표시 장치와같이, 강한 광이 대향 기판(20) 측으로부터 입사되는 경우에도, 광이 TFT(30)의 채널 영역(1a')에 입사되는 것에 기인하는 TFT(30)의 오동작이나 신뢰성 저하를 완전히 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 각 화소마다 화소 전극(9a)에 전기적으로 접속하는 드레인 전극(11)과 각 화소 사이에서 공통의 제 1 차광막(13)은, 얇은 절연막(12)을 거쳐서 넓은 면적에서 대향하고 있다. 또한, 제 1 차광막(13)과 제 2 차광막(14)은 측벽 형성용 트렌치(16) 내의 차광용 측벽(131)과 접속 트랜치(161) 내의 도전막(162)을 거쳐서 전기적으로 접속하고 있기 때문에, 제 2 차광막(14)의전위를 고정하면, 제 1 차광막(13)의 전위를 고정할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 드레인 전극(11)과 제 1 차광막(13)을 용량 전극으로 하고, 또한, 얇은 절연막(12)을 유전막으로 이용함으로써, 축적 용량(70)을 구성하고 있다. 그 때문에, 각 화소에 대해 전용 용량선을 통과시킬 필요가 없기 때문에, 화소 개구율을 향상시킬 수 있다.
(전기 광학 장치의 제조 방법)
다음으로, 이상과 같은 구성을 갖는 실시예 1에 따른 전기 광학 장치(100)의 제조 방법에 대하여 도 10 내지 도 16을 참조하여 설명한다.
우선 TFT 어레이 기판(10)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 10 내지 도 16은 모두 본 실시예의 TFT 어레이 기판(10)의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도이다. 또, 도 10 내지 도 16에는, 도 2의 A-A'선에 상당하는 위치에서의 단면, B-B'선에 상당하는 위치에서의 단면, 및 C-C'선에 상당하는 위치에서의 단면을 나타내고 있다.
우선, 도 10(a)에 도시하는 바와 같이, 석영 기판, 하드 유리 등의 TFT 어레이 기판(10)을 준비한다. TFT 어레이 기판(10)에 대해서는, N2(질소) 등의 비활성 가스 분위기 또한 약 900℃ 내지 약 1300℃의 고온으로 어닐링 처리하여, 후에 실시되는 고온 처리에서 왜곡이 적어지도록 전(前)처리해 두는 것이 바람직하다. 즉, 제조 프로세스에서의 최고 온도에 맞춰 미리 TFT 어레이 기판(10)을 동일 온도나 그 이상으로 열 처리해 둔다.
다음으로, 제 2 차광막(14)을 형성해야 하는 텅스텐 실리사이드막(140)을, 예컨대, 200㎚의 막두께로 형성한 후, 이 텅스텐 실리사이드막(140)을, 도 10(b)에 도시하는 바와 같이 패터닝하여, 제 2 차광막(14)을 형성한다.
다음으로, TFT 어레이 기판(10) 상에, 예컨대, 대기압 또는 감압 CVD법 등에 의해 TEOS(Tetra·ethyl·ortho·silicate) 가스, TEB(Tetra·ethyl·borate) 가스, TMOP(Tetra·methyl·oxy·phosphate) 가스 등을 이용하여, NSG(non-silicate glass), PSG(phosphosilicate glass), BSG(boron silicate glass), BPSG(boron phospho silicate glass) 등의 실리케이트 유리막, 질화 실리콘막이나 산화 실리콘막 등으로 이루어지는 하지 절연막(15)을 형성한다. 이 하지 절연막(15)의 층두께는, 예컨대, 약 500㎚ 내지 약 2000㎚로 한다.
다음으로, 도 10(c)에 도시하는 바와 같이, 하지 절연막(15) 상에, 약 450℃ 내지 약 550℃, 바람직하게는 약 500℃의 비교적 저온 환경 속에서, 유량 약 400㏄/min 내지 약 600㏄/min인 모노실란 가스, 디실란 가스 등을 이용한 감압 CVD(예컨대, 압력 약 20 ~ 40Pa의 CVD)에 의해, 아몰퍼스 실리콘막(1a")을 형성한다. 그 후, 질소 분위기 중에서, 약 600℃ 내지 약 700℃에서 약 1 시간 내지 약 10시간, 바람직하게는, 약 4 시간 내지 약 6 시간의 어닐링 처리를 실시함으로써, 폴리실리콘막(1)을 약 50㎚ 내지 약 2OO㎚의 두께, 바람직하게는 약 1OO㎚의 두께로 될 때까지 고상 성장(solid-phase epitaxy)시킨다.
이 때, 화소 스위칭용 TFT(30)를 P 채널형으로 하는 경우에는, 그 채널 형성용 영역에 Sb(안티몬), As(비소), P(인) 등의 V족 원소의 도펀트 약간을 이온 주입 등에 의해 도핑해도 무방하다. 또한, 화소 스위칭용 TFT(30)를 N 채널형으로 하는 경우에는, B(붕소), Ga(갈륨), In(인듐) 등의 Ⅲ족 원소의 도펀트 약간을 이온 주입 등에 의해 도핑해도 무방하다. 또, 아몰퍼스 실리콘막을 거치지 않고, 감압 CVD법 등에 의해 폴리실리콘막(1)을 직접 형성해도 무방하다. 또는, 감압 CVD법 등에 의해 퇴적한 폴리실리콘층에 실리콘 이온을 투입하여 일단 비정질화(아몰퍼스화)하고, 그 후 어닐링 처리 등에 의해 재결정화시켜 폴리실리콘막(1)을 형성해도 관계없다.
다음으로, 도 10(d)에 도시하는 바와 같이, 포토리소그래피 공정, 에칭 공정 등에 의해, 도 2 및 도 5에 나타낸 패턴의 반도체막(1a)을 형성한다.
다음으로, 도 11(a)에 도시하는 바와 같이, TFT(30)를 구성하는 반도체막(1a)을 약 900℃ 내지 약 1300℃의 온도, 바람직하게는 약 1000℃의 온도에서 열산화시킴으로써, 약 30㎚의 비교적 얇은 열산화 실리콘막(201)을 형성하고, 또한 감압 CVD법 등에 의해 고온산화 실리콘막(202)(HTO막)이나 질화 실리콘막을 약 50㎚의 비교적 얇은 두께로 퇴적하여, 다층 구조를 갖는 게이트 절연막(2)을 형성한다. 단, 열산화만으로 단일층 구조를 갖는 게이트 절연막(2)을 형성해도 무방하다. 또한, 게이트 절연막(2)을 형성한 후에, 상기한 이온 주입 공정을 행해도 무방하다.
다음으로, 도 11(b)에 도시하는 바와 같이, 게이트 절연막(2) 및 하지 절연막(15)에 대하여, 제 2 차광막(14)에 이르는 접속 트랜치(161)를 형성한다.
다음으로, 도 11(c)에 도시하는 바와 같이, 감압 CVD법 등에 의해 폴리실리콘막(3)을 퇴적한 후, 인(P)을 열확산하여, 폴리실리콘막(3)을 도전화한다. 또는, P 이온을 폴리실리콘막(3)의 성막과 함께 도입한 도핑 실리콘막을 이용해도 무방하다.
다음으로, 도 11(d)에 도시하는 바와 같이, 레지스트 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정, 에칭 공정 등에 의해, 도 2 및 도 4에 나타낸 패턴의 주사선(3a)(게이트 전극)을 형성한다. 이 주사선(3a)의 층두께는, 예컨대, 약 350㎚ 이다. 또한, 접속 트랜치(161)는 주사선(3a)과 동일 재료의 도전막(162)으로 채워진다.
다음으로, 도 12(a)에 도시하는 바와 같이, 도 6에 나타낸 TFT(30)를 LDD 구조를 갖는 n 채널형 TFT로 하는 경우, 반도체막(1a)에, 우선 저농도 소스 영역(1b) 및 저농도 드레인 영역(1c)을 형성하기 위해, 주사선(3a)(게이트 전극)을 확산 마스크로서, P 등의 V족 원소의 도펀트(200)를 저농도로(예컨대, P 이온을 1×1013/㎝2~ 3×1013/㎝2의 도즈량으로) 도핑한다. 이에 의해 주사선(3a)(게이트 전극) 아래의 반도체막(1a)은 채널 형성용 영역(1a')으로 된다. 이 불순물의 도핑에 의해 주사선(3a)도 저저항화된다.
이어서, 도 12(b)에 도시하는 바와 같이, TFT(30)의 고농도 소스 영역(1d) 및 고농도 드레인 영역(1e)을 형성하기 위해, 주사선(3a)(게이트 전극)보다도 폭이 넓은 마스크로 레지스트 마스크(203)를 주사선(3a)(게이트 전극) 상에 형성한 후,동일하게 P 등의 V족 원소의 도펀트(201)를 고농도로(예컨대, P 이온을 1 ~ 3×1O15/㎝2의 도즈량으로) 도핑한다. 또한, 상기 n 채널형 TFT는 저농도의 불순물을 주입하지 않는 오프셋 구조로 하여도 무방하다.
또, TFT(30)를 p 채널형으로 하는 경우, 반도체막(1a)에 저농도 소스 영역(1b), 저농도 드레인 영역(1c), 고농도 소스 영역(1d) 및 고농도 드레인 영역(1e)을 형성하기 위해, B 등의 Ⅲ족 원소의 도펀트를 이용하여 도핑한다. 또, 저농도 도핑을 행하지 않고, 오프셋 구조의 TFT로 하여도 무방하고, 주사선(3a)(게이트 전극)을 마스크로서, P 이온, B 이온 등을 이용한 이온 주입 기술에 의해 자기 정합형 TFT(self-alignment TFT)로 하여도 관계없다. 이 불순물의 도핑에 의해 주사선(3a)은 더 저저항화된다.
이들 공정과 동시에 병행하여, n 채널형 TFT 및 p 채널형 TFT로 구성되는 상보형 구조를 갖는 데이터선 구동 회로 및 주사선 구동 회로 등의 주변 회로를 TFT 어레이 기판(10) 상의 주변부에 형성한다. 이와 같이, 본 실시예에서 화소 스위칭용 TFT(30)는 폴리실리콘 TFT이기 때문에, 화소 스위칭용 TFT(30)의 형성 시에 거의 동일 공정에서, 데이터선 구동 회로 및 주사선 구동 회로 등의 주변 회로를 형성할 수 있어, 제조상 유리하다.
다음으로, 도 12(c)에 도시하는 바와 같이, TFT(30)에서의 주사선(3a)(게이트 전극)을 덮도록, 예컨대, 대기압 또는 감압 CVD법이나 TEOS 가스 등을 이용하여, NSG, PSG, BSG, BPSG 등의 실리케이트 유리막, 질화 실리콘막이나 산화 실리콘막 등으로 이루어지는 제 1 층간 절연막(4)을 형성한다. 제 1 층간 절연막(4)의 층두께는 약 500㎚ 내지 약 1500㎚가 바람직하다.
다음으로, 도 12(d)에 도시하는 바와 같이, TFT(30)의 고농도 드레인 영역(1e)과 드레인 전극(11)을 접속하기 위한 컨택트 홀(81)을, 반응성 에칭, 반응성 이온 빔 에칭 등의 건식 에칭에 의해, 또는 습식 에칭에 의해 형성한다.
다음으로, 도 13(a)에 도시하는 바와 같이, 감압 CVD법 등에 의해 제 1 층간 절연막(4)의 표면에 드레인 전극(11)을 형성하기 위한 폴리실리콘층(110)을 퇴적한 후, 인(P)을 열확산하여, 폴리실리콘막(110)을 도전화한다. 또는, P 이온을 폴리실리콘막(110)의 성막과 동시에 도입한 도핑 실리콘막을 이용해도 무방하다.
다음으로, 도 13(b)에 도시하는 바와 같이, 레지스트 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정, 에칭 공정 등에 의해, 도 2 및 도 7에 나타낸 패턴의 드레인 전극(11)을 형성한다.
다음으로, 도 13(c)에 도시하는 바와 같이, 드레인 전극(11)의 표면에 얇은 절연막(12)을 형성한다.
다음으로, 도 13(d)에 도시하는 바와 같이, 절연막(12) 및 제 1 층간 절연막(4)에 대하여, 제 1 차광막(13)을 이용한 차광용 측벽(131)을 형성하기 위한 측벽 형성용 트렌치(16)를 반응성 에칭, 반응성 이온 빔 에칭 등의 건식 에칭에 의해 접속 트랜치(161)와 연결되도록 형성하고, 이 접속 트랜치(161)도 포함시켜 일체의 측벽 형성용 트렌치(16)를 형성한다.
다음으로, 도 14(a)에 도시하는 바와 같이, 절연막(12)의 표면에 제 1 차광막(13)을 형성하기 위한 텅스텐 실리사이드막(130)을, 예컨대, 200㎚의 막두께로 형성한 후, 텅스텐 실리사이드막(130)을, 도 14(b)에 도시하는 바와 같이 패터닝하여 제 1 차광막(13)을 형성한다. 또한, 측벽 형성용 트렌치(16) 내에는 제 1 차광막(13)과 동시에 형성되고, 이 측벽 형성용 트렌치(16) 내에서, 차광용 측벽(131)은 바닥부의 도전막(162)과 전기적으로 접속한다.
다음으로, 도 14(c)에 도시하는 바와 같이, 대기압 또는 감압 CVD법이나 TEOS 가스 등을 이용하여, NSG, PSG, BSG, BPSG 등의 실리케이트 유리막, 질화 실리콘막이나 산화 실리콘막 등으로 이루어지는 제 2 층간 절연막(7a)을 형성한다. 제 2 층간 절연막(7a)의 층두께는 약 500㎚ 내지 약 1500㎚가 바람직하다.
다음으로, 도 15(a)에 도시하는 바와 같이, 데이터선(3a)(소스 전극)에 대한 컨택트 홀(5)을 반응성 에칭, 반응성 이온 빔 에칭 등의 건식 에칭에 의해, 또는 습식 에칭에 의해 형성한다.
다음으로, 도 15(b)에 도시하는 바와 같이, 제 2 층간 절연층(7a) 상에, 스퍼터링 처리 등에 의해, Al 등의 저저항 금속이나 금속 실리사이드 등의 금속막(6)을 약 100㎚ 내지 약 500㎚의 두께, 바람직하게는 약 300㎚로 퇴적한다.
다음으로, 도 15(c)에 도시하는 바와 같이, 포토리소그래피 공정, 에칭 공정 등에 의해, 데이터선(6a)(소스 전극)을 형성한다.
다음으로, 도 16(a)에 도시하는 바와 같이, 데이터선(6a)(소스 전극) 위를 덮도록, 예컨대, 대기압 또는 감압 CVD법이나 TEOS 가스 등을 이용하여, NSG, PSG, BSG, BPSG 등의 실리케이트 유리막, 질화 실리콘막이나 산화 실리콘막 등으로 이루어지는 제 3 층간 절연막(7b)을 형성한다. 제 3 층간 절연막(7b)의 층두께는 약 500㎚ 내지 약 1500㎚가 바람직하다.
다음으로, 도 16(b)에 도시하는 바와 같이, 화소 전극(9a)과 드레인 전극(11)을 전기적으로 접속하기 위한 컨택트 홀(82)을, 반응성 에칭, 반응성 이온 빔 에칭 등의 건식 에칭에 의해 형성한다.
다음으로, 도 16(c)에 도시하는 바와 같이, 제 3 층간 절연막(7b) 상에, 스퍼터링 처리 등에 의해, ITO막 등의 투명 도전성 박막(9)을 약 50㎚ 내지 약 200㎚의 두께로 퇴적한다.
다음으로, 포토리소그래피 공정, 에칭 공정 등에 의해 투명 도전성 박막(9)을 패터닝하여, 도 6에 도시하는 바와 같이, 화소 전극(9a)을 형성한다. 계속해서, 화소 전극(9a) 상에 폴리이미드계 배향막의 도포액을 도포한 후, 소정의 프리틸트각을 갖도록 또한 소정 방향에서 러빙 처리를 실시하는 것 등에 의해, 배향막이 형성된다.
이상으로부터 전기 광학 장치(100) 중 TFT 어레이 기판(10) 측의 구성이 완성된다.
한편, 도 6에 나타낸 대향 기판(20)에 대해서는, 유리 기판 등이 우선 준비되어, 대향 기판측 차광막(23) 및 표시 영역과 비표시 영역을 구분하기 위한 프레임으로서의 차광막(53)(도 24 및 도 25를 참조)이, 예컨대, 금속 크롬을 스퍼터링한 후, 포토리소그래피 공정, 에칭 공정을 거쳐 형성된다. 또, 대향 기판측 차광막(23) 및 표시 화면의 프레임으로서의 차광막(53)은 Cr, Ni, Al 등의 금속 재료이외에, 카본이나 Ti를 포토레지스트로 분산한 수지 검정(resin black) 등의 재료로 형성하는 것도 있다.
다음으로, 대향 기판(20)의 전면(全面)에 스퍼터링 처리 등에 의해, ITO 등의 투명 도전성 박막을 약 50㎚ 내지 약 200㎚의 두께로 퇴적함으로써, 대향 전극(21)을 형성한다. 또한, 대향 전극(21)의 전면에 폴리이미드계 배향막의 도포액을 도포한 후, 소정의 프리틸트각을 갖도록 또한 소정 방향에서 러빙 처리하는 것 등에 의해, 배향막이 형성된다.
이상에 의해 전기 광학 장치(100) 중 대향 기판(20) 측의 구성이 완성된다.
이렇게 하여 제조한 TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20)은, 도 6으로부터 알 수 있듯이, 배향막이 대면하도록 밀봉재(도시하지 않음)에 의해 접착되고, 진공 흡인 등에 의해 양 기판 사이의 공간에, 예컨대, 복수 종류의 네마틱 전기 광학 물질을 혼합하여 이루어지는 전기 광학 물질이 흡인되어, 소정 층두께의 액정(50)층이 형성된다.
이상으로부터 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한 실시예 1의 전기 광학 장치(100)가 완성된다.
(실시예 2)
다음으로, 본 발명의 실시예 2에 따른 전기 광학 장치에 대하여 도 17을 참조하여 설명한다. 도 17은 실시예 2에 따른 전기 광학 장치(100')의 단면도이다.
실시예 2에 따른 전기 광학 장치(100')는 상술한 실시예 1의 전기 광학장치(100)의 제조 방법에 있어서, 도 11(b)를 참조하여 설명한 접속 트랜치(161)의 형성 공정을 생략하고, 또한, 도 13(d)를 참조하여 설명한 측벽 형성용 트렌치(16)의 형성 공정에 있어서, 도 17에 도시하는 바와 같이, 이 측벽 형성용 트렌치(16)를 제 2 차광막(14)에 이르도록 형성함으로써 제조한다. 그 밖의 제조 공정에 대해서는, 실시예 1의 경우와 마찬가지이다.
도 17에 도시하는 바와 같이, 이와 같이 제조하면, 제 1 차광막(13)을 형성했을 때, 제 1 차광막(13)과 동일 재료로 이루어지는 차광용 측벽(131)에 의해 측벽 형성용 트렌치(16)가 채워지고, 이 측벽 형성용 트렌치(16)의 바닥부에서, 차광용 측벽(131)은 제 2 차광막(14)에 직접 접하게 된다. 따라서, 실시예 2의 전기 광학 장치(100')는 도 6에 나타낸 실시예 1의 전기 광학 장치(100)에서의 TFT 어레이 기판(10)의 별도 구성예이며, 그 밖의 구성은 도 6을 참조하여 설명한 바와 같기 때문에, 대응하는 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.
(실시예 3)
다음으로 본 발명의 실시예 3에 따른 전기 광학 장치의 화소부에서의 구성에 대하여, 도 1 및 도 18 내지 도 20을 참조하여 설명한다. 도 18은 실시예 3에서의 데이터선, 주사선, 화소 전극 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도이다. 도 19는 도 18의 D-D'선 단면도이며, 도 20은 TFT 어레이 기판(10) 상에 형성된 적층체 부분에 따른 도 18의 E-E'선 단면도이다. 또한, 도 19 및 도 20에서는, 각 층이나 각 부재를 도면 상에서 인식할 수 있을 정도의크기로 하기 위해, 각 층이나 각 부재마다 축척을 다르게 하고 있다. 또한, 실시예 3에 따른 도 18 내지 도 20에서는, 도 1 내지 도 9에 나타낸 실시예 1과 마찬가지의 구성 요소에는 같은 참조 부호를 부여하고, 그 설명은 적절히 생략한다.
실시예 3의 전기 광학 장치는 도 1에 나타낸 실시예 1의 전기 광학 장치와 마찬가지의 기본적인 회로 구성을 갖는다. 단, 실시예 1에서는, 제 2 차광막(14)이 축적 용량(70)의 고정 전위측 용량 전극을 고정 전위로 떨어뜨리는 용량선으로서의 기능을 갖고 있지만, 본 실시예 3에서는 주사선(3a)의 상측(上側)에 주사선(3a)을 따라 용량선이 더 마련되고 있다.
즉, 도 18 및 도 19에 도시하는 바와 같이, 실시예 3에서는 고정 전위측 용량 전극을 포함하는 용량선(300)이 마련되어 있다. 보다 구체적으로는, 용량선(300)은 평면적으로 보아, 주사선(3a)을 따라 스트라이프 형상으로 연장되어 있고, TFT(30)에 겹치는 개소가 도 18 중 상하로 돌출되어 있다. 이에 따라, 주사선(3a) 상의 영역 및 데이터선(6a) 아래의 영역을 이용하여 축적 용량(70)의 형성 영역을 증대시키고 있다.
도 18 내지 도 20에 도시하는 바와 같이, 실시예 3에서는, 축적 용량(70)은 TFT(30)의 고농도 드레인 영역(1e) 및 화소 전극(9a)에 접속된 화소 전위측 용량 전극으로서의 중계층(71)과, 고정 전위측 용량 전극으로서의 용량선(300) 일부가 유전체막(75)을 거쳐 대향 배치되는 것에 의해 형성되어 있다.
용량선(300)은, 예컨대, 금속 또는 합금을 포함하는 도전막으로 이루어지고 고정 전위측 용량 전극으로서도 기능한다. 용량선(300)은, 예컨대, Ti, Cr, W,Ta, Mo, Pb 등의 고융점 금속 중 적어도 하나를 포함하는 금속 단체, 합금, 금속 실리사이드, 폴리실리사이드, 이들을 적층한 것 등으로 이루어진다. 단, 용량선(300)은, 예컨대, 도전성 폴리실리콘막 등으로 이루어지는 제 1 막과 고융점 금속을 포함하는 금속 실리사이드막 등으로 이루어지는 제 2 막이 적층된 다층 구조를 가져도 무방하다.
중계층(71)은, 예컨대, 도전성 폴리실리콘막으로 이루어지며 화소 전위측 용량 전극으로서 기능한다. 중계층(71)은 화소 전위측 용량 전극으로서의 기능 이외에, 화소 전극(9a)과 TFT(30)의 고농도 드레인 영역(1e)을 중계 접속하는 기능을 갖는다. 단, 중계층(71)도, 용량선(300)과 마찬가지로, 금속 또는 합금을 포함하는 단층막 또는 다층막으로 구성해도 무방하다.
도 18 내지 도 20에 도시하는 바와 같이, 도 18 중에서 우하의 간격이 넓은 사선 영역으로 나타낸 격자 형상의 영역에는, TFT 어레이 기판(10)에 트랜치(10cv)가 형성되어 있고, 또한, 이 트랜치(10cv) 내에는 하측 차광막(400)이 격자 형상으로 마련되어 있다. 하측 차광막(400)은 용량선(300)과 같이, 예컨대, Ti, Cr, W, Ta, Mo, Pb 등의 고융점 금속 중 적어도 하나를 포함하는 금속 단체, 합금, 금속 실리사이드, 폴리실리사이드, 이들을 적층한 것 등으로 이루어진다.
도 18 중 우하의 간격이 넓은 사선 영역으로 나타낸 격자 형상의 영역에는, 상측 차광막(401)이 하측 차광막(400)과 같이, 예컨대, Ti, Cr, W, Ta, Mo, Pb 등의 고융점 금속 중 적어도 하나를 포함하는 금속 단체, 합금, 금속 실리사이드, 폴리실리사이드, 이들을 적층한 것 등으로 형성되어 있다. 또한, 폭이 좁은 그루브가 상측 차광막(401)의 윤곽을 따라 또는 상측 차광막(401)으로부터 제 4 층간 절연막(44), 제 3 층간 절연막(43), 유전체막(75), 제 2 층간 절연막(42), 제 1 층간 절연막(41) 및 하지 절연막(40)을 관통하여 하측 차광막(400)에 이르는 그루브를 채우는 형태로, 측벽 차광막(402)이 형성되어 있다. 측벽 차광막(402)은, 예컨대, Ti, Cr, W, Ta, Mo, Pb 등의 고융점 금속 중 적어도 하나를 포함하는 금속 단체, 합금, 금속 실리사이드, 폴리실리사이드 등으로 형성되어 있다. 단, 이들 하측 차광막(400), 상측 차광막(401) 및 측벽 차광막(402)은 동일한 차광막으로 형성되어도 무방하지만, 상이한 차광막으로 형성되어도 관계없다.
특히 도 19 및 도 20에 도시하는 바와 같이, 실시예 3에서는, TFT(30), 주사선(3a), 데이터선(6a), 용량선(300), 축적 용량(70) 등의 화상 표시 영역에서의 TFT 어레이 기판(10) 상에 형성된 배선이나 소자는, 하측 차광막(400), 상측 차광막(401) 및 측벽 차광막(402)에 의해 입체적으로 차광되어 있다. 또한, 도 19에 도시하는 바와 같이, 화소 전극(9a)과 중계층(71)을 접속하는 컨택트 홀(85)에는, 도전성의 차광막(403)이 배치되어 있고, 하측 차광막(400), 상측 차광막(401) 및 측벽 차광막(402)에 의해 규정되는 공간 내에, 컨택트 홀(85)의 부근으로부터 광이 진입하지 않도록 차광한다.
도 19 및 도 20에서, 용량 전극으로서의 중계층(71)과 용량선(300) 사이에 배치되는 유전체막(75)은, 예컨대, 막두께 5 내지 200㎚ 정도의 비교적 얇은 HTO(High Temperature Oxide)막, LTO(Low Temperature Oxide)막 등의 산화 실리콘막, 또는 질화 실리콘막 등으로 구성된다. 축적 용량(70)을 증대시키는 관점에서는, 막의 신뢰성이 충분히 얻어지는 한, 유전체막(75)은 얇을수록 좋다.
용량선(300)은 화소 전극(9a)이 배치된 화상 표시 영역으로부터 그 주위에 연장되어 마련되고, 정전위원(定電位原)과 전기적으로 접속되어 고정 전위로 된다. 그에 대한 정전위원으로는, TFT(30)를 구동하기 위한 주사 신호를 주사선(3a)에 공급하기 위한 후술하는 주사선 구동 회로나 화상 신호를 데이터선(6a)에 공급하는 샘플링 회로를 제어하는 후술하는 데이터선 구동 회로에 공급되는 정전원(正電原)이나 부전원(負電原)의 정전위원이어도 무방하고, 대향 기판(20)의 대향 전극(21)에 공급되는 정전위(正電位)라도 상관없다.
또한, 하측 차광막(400), 상측 차광막(401) 및 측벽 차광막(402)에 대해서도, 그 전위 변동이 TFT(30)에 대하여 악영향을 미치게 하는 것을 피하기 위해서, 용량선(300)과 마찬가지로, 화상 표시 영역에서 그 주위로 연장하여 마련해서 정전위원에 접속하면 좋다.
화소 전극(9a)은 중계층(71)을 중계함으로써, 컨택트 홀(83, 85)을 거쳐서 반도체층(1a) 중 고농도 드레인 영역(le)에 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 본 실시예에서는, 중계층(71)은 축적 용량(70)의 화소 전위측 용량 전극으로서의 기능에 부가하여, 화소 전극(9a)을 TFT(30)로 중계 접속하는 기능을 한다. 이와 같이 중계층(71)을 이용하면, 층간 거리가, 예컨대, 2000㎚ 정도로 길어도, 양자 사이를 하나의 컨택트 홀로 접속하는 기술적 곤란성을 회피하면서 비교적 작은 직경을 가진 두개 이상의 직렬인 컨택트 홀로 양자 간을 양호하게 접속할 수 있어, 화소 개구율을 높일 수 있게 되고, 컨택트 홀 개구 시에 에칭의 관통 방지에도 도움이 된다.
마찬가지의 시점으로부터, 데이터선(6a)은 중계층(71)과 동일 도전막으로 형성되어 있는 중계층(72)을 중계함으로써, 컨택트 홀(181, 182)을 거쳐서 반도체층(1a) 중 고농도 소스 영역(1d)에 접속되어 있다.
도 19에 도시하는 바와 같이, TFT 어레이 기판(10)에는 화소 전극(9a)이 마련되고 있고, 그 상측에는, 러빙 처리 등 소정의 배향 처리가 실시된 배향막(19)이 마련되어 있다. 화소 전극(9a)은, 예컨대, ITO(Indium Tin Oxide)막 등의 투명 도전성 막으로 이루어진다. 또한 배향막(19)은, 예컨대, 폴리이미드막 등의 유기막으로 이루어진다.
한편, 대향 기판(20)에는 그 전면(全面)에 걸쳐 대향 전극(21)이 마련되어 있고, 그 하측에는 러빙 처리 등 소정의 배향 처리가 실시된 배향막(22)이 마련되어 있다. 대향 전극(21)은, 예컨대, ITO막 등의 투명 도전성 막으로 이루어진다. 또한 배향막(22)은 폴리이미드막 등의 유기막으로 이루어진다.
또한, 화소 스위칭용 TFT(30) 아래에는, 하지 절연막(40)이 마련되어 있다. 하지 절연막(40)은 하측 차광막(400)으로부터 TFT(30)를 층간 절연하는 기능 이외에, TFT 어레이 기판(10)의 전면에 형성되는 것에 의해, TFT 어레이 기판(10) 표면 연마 시의 거칠기나, 세정 후에 남는 오염 등으로 인한 화소 스위칭용 TFT(30)의 특성 열화를 방지하는 기능을 갖는다.
주사선(3a) 상에는, 고농도 소스 영역(1d)으로 통하는 컨택트 홀(182) 및 고농도 드레인 영역(1e)으로 통하는 컨택트 홀(83)이 각각 개방된 제 1 층간절연막(41)에 형성되어 있다.
제 1 층간 절연막(41) 상에는 중계층(71), 중계층(72) 및 용량선(300)이 형성되어 있고, 이들 위에는, 중계층(72) 및 중계층(71)으로 각기 통하는 컨택트 홀(181) 및 컨택트 홀(85)이 각각 개방된 제 2 층간 절연막(42)에 형성되어 있다.
제 2 층간 절연막(42) 상에는 데이터선(6a)이 형성되어 있고, 이들 위에는, 중계층(71)으로 통하는 컨택트 홀(85)이 형성된 제 3 층간 절연막(43)이 형성되어 있다. 제 3 층간 절연막(43) 상에는, 상측 차광막(401)이 형성되어 있다. 상측 차광막(401) 상에 컨택트 홀(85)이 형성된 제 4 층간 절연막(44)이 형성되어 있고, 화소 전극(9a)은 이와 같이 구성된 제 4 층간 절연막(44)의 상면에 마련되어 있다.
이상 설명한 바와 같이 실시예 3에서는, TFT(30), 주사선(3a), 데이터선(6a), 용량선(300), 축적 용량(70) 등의 화상 표시 영역에서의 TFT 어레이 기판(10) 상에 형성된 배선이나 소자는 하측 차광막(400), 상측 차광막(401) 및 측벽 차광막(402)에 의해 입체적으로 차광되어 있다. 이 때문에, 기판면에 대하여 위쪽으로부터 수직으로 또는 비스듬히 진행하는 입사광, 기판면에 대하여 아래쪽으로부터 수직으로 또는 비스듬히 입사하는 복귀광, 이들에 근거하는 내면 반사광 및 다중 반사광 등이, TFT(30)의 채널 영역(1a'), 저농도 소스 영역(1b) 및 저농도 드레인 영역(1c)에 입사되는 것을 하측 차광막(400), 상측 차광막(401) 및 측벽 차광막(402)에 의해 저지할 수 있다. 부가하여, 도 18에 도시한 바와 같이, 이들 차광막에 의해, 각 화소의 비개구 영역을 정밀하게 격자 형상으로 규정할 수 있다.
또한, 실시예 3에서는, 컨택트 홀(85)에는 차광막(403)이 형성되어 있으므로, 외부로부터의 광누설이 발생하기 쉬운 컨택트 홀(85)에서의 광누설을 확실히 저지할 수 있다. 부가하여, 컨택트 홀(85)은, 도 18에 도시한 바와 같이, 횡 방향에 서로 인접하는 TFT(30)의 중앙에 위치하기 때문에, 컨택트 홀(85)을 거쳐서 약간의 광누설이 발생했다고 해도, 해당 광누설의 개소는 각 TFT(30)로부터 비교적 이간되어 있기 때문에, 누설된 광이 TFT(30)까지 도달하는 경우는 거의 없다.
그 결과, 실시예 3에 따르면, 내광성을 높일 수 있게 되어, 강력한 입사광이나 복귀광이 입사되는 악조건 하에서도 광 누설 전류가 감소된 TFT(30)에 의해 화소 전극(9a)을 양호하게 스위칭 제어할 수 있어, 최종적으로는 밝게 고계조의 화상을 표시할 수 있게 된다.
특히 실시예 3에 따르면, 기판(10)에 형성된 트랜치(10cv)의 저면에 하측 차광막(400)이 형성되어 있고, 이 트랜치(10cv) 내에 수용된 TFT(30) 등의 상측에 상측 차광막(401)이 배치되어 있다. 그리고, TFT(30) 등의 외측에는, 상측 차광막(401)으로부터 제 1 차광막(400)에 이르는 그루브 내에 측벽 차광막(402)이 충전되어 있다.
따라서, 상술한 실시예 1의 제조 방법과 마찬가지의 에칭 처리, 성막 처리 등의 비교적 단순한 제조 프로세스 및 구성을 채용하면서, 확실히 TFT(30) 등을 입체적으로 차광할 수 있다. 또한, 실시예 3에서는, 상술한 실시예 1 또는 2의 경우와 마찬가지로, 상측 차광막(401)과 측벽 차광막(402)은 일체 형성되어도 무방하다. 예컨대, 그루브를 형성한 후에 그 위에 상측 차광막(401)으로 이것을 채우도록 적층하면 좋다.
또한, 실시예 3에서는, 대향 기판(20)에서 컨택트 홀(85)에 대향하는 위치에 차광층을 마련해도 무방하다. 이와 같은 구성으로 하면, 컨택트 홀(85) 부근으로부터의 광 진입을 보다 감소시킬 수 있다.
또, 실시예 3의 화소 스위치용 TFT(30)를 구성하는 반도체층(1a)은 비단결정층(非單結晶層)이나 단결정층(單結晶層)이어도 상관없다. 단결정층의 형성에는 접합법 등과 같은 공지의 방법을 이용할 수 있다. 반도체층(1a)을 단결정층으로 함으로써 특히 주변 회로의 고성능화를 도모할 수 있다.
(실시예 4)
다음으로, 본 발명의 실시예 4에 따른 전기 광학 장치에 대하여 도 21을 참조하여 설명한다. 여기에, 도 21은 실시예 4에 따른 전기 광학 장치에서의 도 18의 E-E'선 단면에 대응하는 개소의 단면도이다.
도 21에 도시하는 바와 같이, 실시예 4에서는, TFT 어레이 기판(10)에 형성된 트랜치(10cv')의 깊이가 더 깊고, 하측 차광막(400')이 트랜치(10cv')의 바닥부 및 테이퍼가 부착된 측벽을 따라 형성되고, 또한 상측 차광막(401')이 이 큰 트랜치(10cv')를 덮도록 형성되어 있는 점 및 측벽 차광막이 없는 점이 실시예 3과 다르고, 그 밖의 구성에 대해서는 실시예 3과 거의 마찬가지이다.
따라서, 실시예 4에 따르면, 비교적 단순한 구성 및 제조 프로세스를 채용하면서, 확실히 TFT(30) 및 각종 배선을 입체적으로 차광할 수 있다.
또한, 트랜치(10cv')의 깊이를 조절함으로써, TFT(30)나 각종 배선이 형성된평면 영역에서의 화소 전극(9a)의 하지, 즉, 제 4 층간 절연막(44') 표면의 평탄화를 도모할 수도 있게 된다. 이에 따라, 표면의 단차에 기인한 액정의 배향 불량을 감소시킬 수 있다.
(실시예 5)
다음으로, 본 발명의 실시예 5에 따른 전기 광학 장치에 대하여 도 22를 참조하여 설명한다. 여기에, 도 22는 실시예 5에 따른 전기 광학 장치에서의 도 18의 E-E'선 단면에 대응하는 개소의 단면도이다.
도 22에 도시하는 바와 같이, 실시예 5에서는, TFT 어레이 기판(10)에 트랜치가 형성되어 있지 않은 점 및 그 만큼 깊게 형성된 그루브 내에 측벽 차광막(402")이 형성되어 있는 점이 실시예 3과 다르다. 또한, 이 트랜치가 없는 것에 따라 하측 차광막(400")이 평탄하며, 하지 절연막(40")으로부터 상측 차광막(401")에 이르는 것과 함께 데이터선(6a)의 존재에 따라 형성되고 최종적으로 제 4 층간 절연막(44")의 표면이 데이터선(6a)에 따라 볼록 형상으로 형성되어 있는 점이 실시예 3과 다르고, 그 밖의 구성에 관해서는 실시예 3과 거의 마찬가지이다. 또한, 도 22에는 도시되지 않지만, 이 경우, 제 4 층간 절연막(44")은 주사선(3a)을 따라서도 능선 형상으로 형성되어 있다.
따라서, 실시예 5에 따르면, 비교적 단순한 구성 및 제조 프로세스를 채용하면서, 확실히 TFT(30) 및 각종 배선을 입체적으로 차광할 수 있다.
(실시예 6)
다음으로, 본 발명의 실시예 6에 따른 전기 광학 장치에 대하여 도 23을 참조하여 설명한다. 여기에, 도 23은 주사선 반전 구동 방식에 의해 구동한 경우의 각 화소 전극에서의 구동 전압의 극성과 횡 전계의 발생 영역의 관계를 나타낸 복수의 화소 전극의 도식적 평면도이다.
우선, 도 23(a)에 도시하는 바와 같이, n(단, n은 자연수)번째 필드 또는 프레임의 화상 신호를 표시하는 기간 동안에는, 화소 전극(9a)마다 ＋ 또는 -로 나타내는 액정 구동 전압의 극성은 반전되지 않고, 행마다 동일 극성으로 화소 전극(9a)이 구동된다. 그 후, 도 23(b)에 도시하는 바와 같이, n+1번째의 필드 또는 1 프레임의 화상 신호를 표시할 때에, 각 화소 전극(9a)에서의 액정 구동 전압의 전압 극성은 반전되고, 이 n+1번째의 필드 또는 1 프레임의 화상 신호를 표시하는 기간 중에는, 화소 전극(9a)마다 ＋ 또는 -로 나타내는 액정 구동 전압의 극성은 반전되지 않아, 행마다 동일 극성으로 화소 전극(9a)이 구동된다. 그리고, 도 23(a) 및 도 23(b)에 나타낸 상태가, 1 필드 또는 1 프레임의 주기로 반복되어, 본 실시예에서의 주사선 반전 구동 방식에 의한 구동이 행해진다. 그 결과, 본 실시예에 따르면, 직류 전압 인가에 의한 액정의 열화를 피하면서, 누화나 흔들림이 감소된 화상을 표시할 수 있다. 또한, 주사선 반전 구동 방식에 의하면, 데이터선 반전 구동 방식에 비해, 세로 방향의 누화가 거의 없는 점에서 유리하며, 도트 반전 구동 방식에 비해, 횡 전계가 발생하는 영역이 근본적으로 적은 점에서 유리하다.
도 23(a) 및 도 23(b)로부터 알 수 있듯이, 주사선 반전 구동 방식에서는, 횡 전계의 발생 영역 C1은 항상, 세로 방향(Y 방향)에 서로 인접하는 화소 전극(9a) 사이의 간격 부근으로 된다.
그래서, 실시예 6에서는, 주사선(3a)에 따른 각 화소간의 간격 영역인 횡 전계의 발생 영역 C1에서는, 실시예 5와 같이 TFT 어레이 기판(10)에 트랜치를 형성하지 않는 구성을 채용하고, 이에 따라, 주사선(3a)을 따라 화소 전극(9a)의 하지에 볼록부를 형성한다. 한편, 데이터선(6a)에 따른 각 화소간의 간격 영역인 횡 전계가 발생하지 않는 영역에서는, 실시예 4와 같이, TFT 어레이 기판(10)에 트랜치를 깊게 형성하는 구성을 채용하고, 그에 따라 데이터선(6a)을 따라 화소 전극(9a)의 하지를 평탄화한다.
따라서 실시예 6에 따르면, 주사선 반전 구동 방식의 채용에 의해, 직류 전압 인가에 의한 전기 광학 물질의 열화를 방지할 수 있고, 또한 표시 화상에서의 누화나 흔들림을 방지할 수 있는 동시에, 횡 전계의 발생 영역 C1에서 화소 전극(9a)의 하지를 볼록 형상으로 형성하는 것에 의해 종 전계를 강화함으로써, 횡 전계를 상대적으로 약하게 할 수 있다. 즉, 횡 전계에 의한 액정의 배향 불량을 감소시킬 수 있다.
또한, 횡 전계가 발생하지 않는 간격 영역에서는, 깊은 트랜치를 형성하여 화소 전극(9a)의 하지를 평탄화함으로써, 화소 전극(9a) 하지의 단차에 근거하는 액정의 배향 불량을 감소시킬 수 있다.
이 결과, 액정 등의 전기 광학 물질에 있어서의 횡 전계에 의한 동작 불량을확실히 감소시킬 수 있어, 고계조로 밝은 고품질의 화상 표시를 행할 수 있다.
또한, 주사선 반전 구동 방식 대신에 데이터선 반전 구동 방식을 채용하는 경우에는, 데이터선(6a)에 따른 각 화소간의 간격 영역인 횡 전계의 발생 영역에서 종 전계를 강화하도록, 데이터선(6a)에 따른 영역에서 화소 전극의 하지를 볼록 형상으로 북돋아, 주사선(3a)에 따른 영역에서 화소 전극(9a)의 하지를 평탄화하면 좋다. 한편, 도트 반전 구동 방식을 채용하는 경우에는, 주사선(3a) 및 데이터선(6a) 각각에 따른 각 화소간의 간격 영역인 횡 전계의 발생 영역에서 종 전계를 강화하도록, 주사선(3a) 및 데이터선(6a) 각각에 따른 영역에서 화소 전극의 하지를 볼록 형상으로 형성하면 좋다.
또한, 본 발명에 있어서의 주사선 반전 구동 방식에서는 구동 전압의 극성을 1행마다 반전시켜도 무방하고, 서로 인접하는 2행마다 또는 복수행마다 반전시켜도 관계없다. 마찬가지로 본 발명에 따른 데이터선 반전 구동 방식에서는 구동 전압의 극성을, 1열마다 반전시켜도 무방하고, 서로 인접하는 2열마다 또는 복수열마다 반전시켜도 무방하며, 도트 반전 구동 방식의 경우에도, 복수의 화소 전극으로 이루어지는 블록마다 구동 전압의 극성을 반전시켜도 관계없다.
(전기 광학 장치의 전체 구성)
이상과 같이 구성된 전기 광학 장치의 각 실시예의 전체 구성을 도 24 및 도 25를 참조하여 설명한다. 또, 도 24는 전기 광학 장치(100)를 그 위에 형성된 각 구성 요소와 함께 대향 기판(20) 측으로부터 본 평면도이며, 도 25는 대향기판(20)을 포함해서 나타내는 도 24의 H-H'선 단면도이다.
도 24에서, TFT 어레이 기판(10) 상에는, 밀봉재(52)가 그 둘레를 따라 마련되고 있고, 그 내측 영역에는 차광성 재료로 이루어지는 프레임으로서의 차광막(53)이 형성되어 있다. 밀봉재(52) 외측의 영역에는, 데이터선 구동 회로(101) 및 실장 단자(102)가 TFT 어레이 기판(10)의 한 변을 따라 마련되어 있고, 주사선 구동 회로(104)가 이 한 변에 인접하는 두 변을 따라 형성되어 있다. 주사선에 공급되는 주사 신호의 지연이 문제가 되지 않는 것이라면, 주사선 구동 회로(104)는 한 쪽만으로도 좋은 것은 물론이다. 또한, 데이터선 구동 회로(101)를 화상 표시 영역의 변을 따라 양쪽에 배열해도 무방하다. 예컨대, 기수열의 데이터선은 화상 표시 영역의 한쪽의 변을 따라 배치된 데이터선 구동 회로로부터 화상 신호를 공급하고, 우수열의 데이터선은 상기 화상 표시 영역의 반대측 변을 따라 배치된 데이터선 구동 회로로부터 화상 신호를 공급하도록 해도 무방하다. 이와 같이 데이터선을 빗살 형상으로 구동하도록 하면, 데이터선 구동 회로(101)의 형성 면적을 확장할 수 있기 때문에, 복잡한 회로를 구성할 수 있게 된다. 또한 TFT 어레이 기판(10)의 남는 한 변에는, 화상 표시 영역의 양쪽에 마련된 주사선 구동 회로(104) 사이를 연결하기 위한 복수의 배선(105)이 마련되어 있다. 또한, 대향 기판(20)의 코너부의 적어도 한 개소에서는, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20) 사이에서 전기적 도통을 취하기 위한 상하 도통재(106)가 형성되어 있다. 그리고, 도 25에 도시하는 바와 같이, 도 24에 나타낸 밀봉재(52)와 거의 동일한 윤곽을 갖는 대향 기판(20)이 해당 밀봉재(52)에 의해 TFT 어레이 기판(10)에 고착되어 있다.
TFT 어레이 기판(10) 상에는, 이들 데이터선 구동 회로(101), 주사선 구동 회로(104) 등에 부가하여, 복수의 데이터선(6a)에 화상 신호를 소정 타이밍에서 인가하는 샘플링 회로, 복수의 데이터선(6a)에 소정 전압 레벨의 프리 차지 신호를 화상 신호에 선행하여 각각 공급하는 프리 차지 회로, 제조 도중이나 출하 시의 해당 전기 광학 장치의 품질, 결함 등을 검사하기 위한 검사 회로 등을 형성해도 무방하다. 또한, 이와 같은 샘플링 회로, 프리 차지 회로, 검사 회로 등은 차광막(53) 아래의 영역을 이용하여 마련해도 무방하다.
이상 설명한 각 실시예에서는, 데이터선 구동 회로(101) 및 주사선 구동 회로(104)를 TFT 어레이 기판(10) 상에 마련하는 대신에, 예컨대, TAB (Tape Automated bonding) 기판 상에 실장된 구동용 LSI에, TFT 어레이 기판(10)의 주변부에 마련된 이방성 도전막을 거쳐 전기적 및 기계적으로 접속하도록 해도 무방하다. 또한, 대향 기판(20) 및 TFT 어레이 기판(10)의 광입사 측의 면 또는 광출사 측에는, 사용하는 액정(50)의 종류, 즉, 예컨대, TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertically Aligned) 모드, PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal) 모드 등의 동작 모드나, 노멀리 화이트 모드/노멀리 블랙 모드와 별도로, 편광필름, 위상차 필름, 편광판 등이 소정의 방향으로 배치된다.
또한, 이와 같이 형성한 전기 광학 장치는, 예컨대, 투사형 표시 장치(액정 프로젝터)에서 사용된다. 이 경우, 3개의 전기 광학 장치(100)가 RGB용 광밸브로서 각각 사용되고, 각 전기 광학 장치(100)의 각각에는, RGB 색분해용 다이클로익미러를 거쳐서 분해된 각 색의 광이 투사광으로서 각각 입사되게 된다. 따라서, 상기한 각 실시예의 전기 광학 장치(100)에는 컬러 필터가 형성되어 있지 않다. 그러나, 화소 전극(9a)에 대향하는 소정 영역에 RGB의 컬러 필터를 그 보호막과 함께, 대향 기판(20) 상에 형성해도 무방하다. 이와 같이 하면, 프로젝터 이외의 직시형이나 반사형의 컬러 전기 광학 장치에 대하여, 각 실시예에서의 전기 광학 장치를 적용할 수 있다. 또한, 대향 기판(20) 상에 1화소당 한 개 대응하도록 마이크로 렌즈를 형성해도 관계없다. 또는, TFT 어레이 기판(10) 상의 RGB에 대향하는 화소 전극(9a) 아래에 컬러레지스트 등에 의해 컬러 필터층을 형성할 수도 있다. 이와 같이 하면, 입사광의 집광 효율을 향상시킴으로써, 밝은 전기 광학 장치를 실현할 수 있다. 또한, 대향 기판(20) 상에, 몇 층 정도의 굴절율이 서로 다른 간섭층을 더 퇴적하는 것에 의해, 광의 간섭을 이용하여 RGB 색을 만들어내는 다이클로익 필터를 형성해도 무방하다. 이 다이클로익 필터를 부착한 대향 기판에 의하면, 더 밝은 컬러 전기 광학 장치를 실현할 수 있다.
또한, 각 화소에 형성되는 화소 스위칭용 TFT로는, 정 스태거형(positive stagger type) 또는 코플래너형(coplanar type)의 폴리실리콘 TFT를 이용한 예로 설명했지만, 역 스태거형(reverse stagger type)의 TFT나 아몰퍼스 실리콘 TFT등, 다른 형식의 TFT를 화소 스위칭용으로 이용해도 무방하다.
(투사형 표시 장치)
다음으로, 이상 상세히 설명한 전기 광학 장치를 광밸브로 이용한 전자 기기의 일례인 투사형 컬러 표시 장치의 실시예에 대하여 도 26 및 도 27을 참조하여 설명한다.
우선, 본 실시예의 투사형 컬러 표시 장치의 회로 구성에 대하여 도 26의 블록도를 참조하여 설명한다. 또한, 도 26은 투사형 컬러 표시 장치에서의 3개의 광밸브 중 1개에 관한 회로 구성을 나타낸 것이다. 이들 3개의 광밸브는 기본적으로 어느 것이나 동일 구성을 가지므로, 여기서는 하나의 회로 구성에 따른 부분에 대하여 설명을 부가하는 것이다. 단 엄밀하게는, 3개의 광밸브에서는, 입력 신호가 각기 다르고(즉, R용, G용, B용 신호로 각기 구동됨), 또한 G용의 광밸브에 따른 회로 구성에서는, R용 및 B용의 경우에 비해, 화상을 반전하여 표시하도록 화상 신호의 순서를 각 필드 또는 프레임 내에서 역전시키거나 수평 또는 수직 주사 방향을 역전시키는 점도 다르다.
도 26에서, 투사형 컬러 표시 장치는 표시 정보 출력원(1000), 표시 정보 처리 회로(1002), 구동 회로(1004), 액정 장치(100), 클럭 발생 회로(1008) 및 전원 회로(1010)를 구비하여 구성되어 있다. 표시 정보 출력원(1OOO)은 ROM(Read 0nly Memory), RAM(Random Access Memory), 광디스크 장치 등의 메모리, 화상 신호를 동조하여 출력하는 동조 회로 등을 포함하고, 클럭 발생 회로(1008)로부터의 클럭 신호에 근거하여, 소정 형식의 화상 신호 등의 표시 정보를 표시 정보 처리 회로(1002)에 출력한다. 표시 정보 처리 회로(1002)는 증폭·극성 반전 회로, 위상 전개 회로, 로테이션 회로, 감마 보정 회로, 클램프 회로 등 주지의 각종 처리 회로를 포함하여 구성되어 있고, 클럭 신호에 근거하여 입력된 표시 정보로부터 디지털 신호를 순차적으로 생성하여, 클럭 신호 CLK와 함께 구동 회로(1004)에 출력한다. 구동 회로(1004)는 액정 장치(100)를 구동한다. 전원 회로(1010)는 상술한 각 회로에 소정 전원을 공급한다. 또한, 액정 장치(100)를 구성하는 TFT 어레이 기판 상에, 구동 회로(1004)를 탑재해도 무방하고, 이에 부가하여 표시 정보 처리 회로(1002)를 탑재해도 관계없다.
다음에 도 27을 참조하여, 본 실시예의 투사형 컬러 표시 장치의 전체 구성(특히, 광학적인 구성)에 대하여 설명한다. 여기에 도 27은 투사형 컬러 표시 장치의 도식적 단면도이다.
도 27에서, 본 실시예에서의 투사형 컬러 표시 장치의 일례인 액정 프로젝터(1100)는 상술한 구동 회로(1004)가 TFT 어레이 기판 상에 탑재된 액정 장치(100)를 포함하는 액정 모듈을 3개 준비하고, 각기 RGB용 광밸브(100R, 100G, 100B)로 이용한 프로젝터로서 구성되어 있다. 액정 프로젝터(1100)에서는, 금속 할로겐 램프 등과 같은 백색 광원의 램프 유닛(1102)으로부터 투사광이 발생하면, 3개의 미러(1106) 및 두 개의 다이클로익 미러(1108)에 의해, RGB의 3원색에 대응하는 광성분 R, G, B로 나누어지고, 각 색에 대응하는 광밸브(100R, 100G, 100B)로 각기 유도된다. 이 때, 특히 B광은 긴 광로에 의한 광손실을 방지하기 위해, 입사 렌즈(1122), 릴레이 렌즈(1123) 및 출사 렌즈(1124)로 이루어지는 릴레이 렌즈계(1121)를 거쳐 유도된다. 그리고, 광밸브(100R, 100G, 100B)에 의해 각기 변조된 3원색에 대응하는 성분은 다이클로익 프리즘(1112)에 의해 다시 합성된 후, 투사 렌즈(1114)를 거쳐 스크린(1120)에 컬러 화상으로서 투사된다.
본 발명은, 상술한 각 실시예에 한정되는 것이 아니라, 청구의 범위 및 명세서 전체로부터 판독할 수 있는 발명의 요지 또는 사상에 반하지 않는 범위에서 적절히 변경할 수 있고, 또한 그와 같은 변경을 수반하는 전기 광학 장치, 투사형 표시 장치 및 전기 광학 장치의 제조 방법도 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것이다.
본 발명에 따른 전기 광학 장치는 내광성이 우수하고, 밝게 고품질의 화상 표시를 할 수 있는 각종 표시 장치로서 이용할 수 있고, 또한 투사형 표시 장치 이외에, 액정 텔레비젼, 뷰파인더형(view finder type) 또는 모니터 직시형의 비디오 테이프 레코더, 자동 항법 장치, 전자 수첩, 전자 계산기, 워드 프로세서, 워크 스테이션, 휴대 전화, 화상 전화, POS 단말, 접촉 패널 등의 각종 전자 기기의 표시부를 구성하는 표시 장치로 이용할 수 있다.

Claims (36)

  1. 제 1 기판과,
    해당 제 1 기판 상에 배치된 화소 전극과,
    상기 제 1 기판 상에 배치되고, 또한 상기 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와,
    상기 박막 트랜지스터의 채널 영역의 상층 측에서, 해당 채널 영역에 게이트 절연막을 개재하여 대향하는 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극의 상층 측에 배치된 제 1 차광막을 구비하되,
    상기 제 1 차광막은 차광용 측벽으로서 상기 채널 영역을 측면 방향에서 둘러싸는 위치까지 형성되어 있는
    전기 광학 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판에 대향 배치된 제 2 기판과,
    상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 유지된 전기 광학 물질을 더 구비한 전기 광학 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 상에는 상기 화소 전극 및 상기 박막 트랜지스터가 매트릭스 형상으로 배치되어 있는 전기 광학 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 차광용 측벽은 상기 제 1 차광막의 하층 측에 위치하는 적어도 한 층의 절연막에 형성된 측벽 형성용 트렌치(trench) 내에 해당 제 1 차광막이 형성되어 이루어지는 전기 광학 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터의 드레인 영역에는 해당 드레인 영역의 상층 측에 형성된 드레인 전극이 전기적으로 접속되고,
    해당 드레인 전극에는 해당 드레인 전극의 상층 측에 형성된 상기 화소 전극이 전기적으로 접속되며,
    상기 드레인 전극은 상기 채널 영역을 상층 측에서 덮도록 형성된 차광성을 갖는 도전막으로 형성되어 있는
    전기 광학 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 드레인 전극과 상기 제 1 차광막은 상기 드레인 전극과 상기 제 1 차광막 사이에 형성된 절연막을 유전막으로 하여 축적 용량을 형성하고 있는 전기 광학 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터의 소스 영역에는 해당 소스 영역의 상층 측에 형성된 데이터선이 전기적으로 접속되고,
    해당 데이터선은 상기 채널 영역을 상층 측에서 덮도록 형성된 차광성의 도전막으로 형성되어 있는
    전기 광학 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터의 능동층은 상기 데이터선의 하층 측에서 해당 데이터선의 형성 영역의 내측에 형성된 반도체막으로 형성되어 있는 전기 광학 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 데이터선은 동일한 폭 치수를 갖고 직선적으로 연장되어 있는 전기 광학 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널 영역의 하층 측에는 해당 채널 영역에 겹치는 제 2 차광막이 형성되어 있는 전기 광학 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 차광막은 상기 측벽 형성용 트렌치를 경유하여 상기 제 2 차광막에 전기적으로 접속되어 있는 전기 광학 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 차광막은 상기 제 2 차광막에 직접 접속되어 있는 전기 광학 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 측벽 형성용 트렌치 내에는 바닥부까지 상기 제 1 차광막이 형성되어 있는 전기 광학 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 차광막은 상기 제 2 차광막에 다른 차광성의 도전막을 거쳐 접속되어 있는 전기 광학 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 측벽 형성용 트렌치 내에서는 바닥부 측에 상기 게이트 전극을 구성하는 도전막과 동일한 재료로 이루어지는 도전막이 형성되고, 해당 도전막 상에 상기 차광용 측벽이 형성되어 있는 전기 광학 장치.
  16. (i) 제 1 기판과, 해당 제 1 기판 상에 배치된 화소 전극과, 상기 제 1 기판 상에 배치되고, 또한 상기 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터의 채널 영역의 상층 측에서, 해당 채널 영역에 게이트 절연막을 개재하여대향하는 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극의 상층 측에 배치된 제 1 차광막을 구비하되, 상기 제 1 차광막은 차광용 측벽으로서 상기 채널 영역을 측면 방향에서 둘러싸는 위치까지 형성되어 있는 전기 광학 장치로 이루어지는 광밸브와,
    (ⅱ) 해당 광밸브에 투사광을 조사하는 광원과,
    (ⅲ) 상기 광밸브로부터 출사되는 투사광을 투사하는 광학계
    를 구비한 투사형 표시 장치.
  17. 제 1 기판과,
    해당 제 1 기판 상에 배치된 화소 전극과,
    상기 제 1 기판 상에 배치되고, 또한 상기 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터를 구비한 전기 광학 장치를 제조하는 전기 광학 장치의 제조 방법에 있어서,
    채널 영역의 상층 측에서 게이트 절연막을 개재하여 게이트 전극이 대향하는 상기 박막 트랜지스터를 상기 제 1 기판의 표면 측에 형성한 후,
    해당 박막 트랜지스터를 덮는 적어도 한 층의 층간 절연막을 형성하고,
    다음에, 해당 층간 절연막에 대하여 상기 박막 트랜지스터의 채널 영역의 측면을 통과하는 측벽 형성 트렌치를 형성하고,
    그런 후에, 적어도 상기 박막 트랜지스터의 채널 영역을 덮는 제 1 차광막을 형성하고, 또한, 해당 제 1 차광막을 형성할 때에는 해당 제 1 차광막을 차광용 측벽으로 하여 상기 측벽 형성 트렌치 내에도 형성하는
    전기 광학 장치의 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 기판의 표면 측에 상기 박막 트랜지스터를 형성하기 전에, 상기 제 1 기판의 표면 측에 제 2 차광막, 하지 절연막, 상기 박막 트랜지스터를 형성하는 반도체막 및 해당 박막 트랜지스터의 게이트 절연막을 형성하고,
    다음에, 상기 게이트 절연막 및 상기 하지 절연막에 대하여 상기 박막 트랜지스터의 채널 영역의 측면 방향을 거쳐 상기 제 2 차광막에 이르는 접속 트렌치를 형성한 후, 상기 게이트 전극을 형성할 때에는 해당 게이트 전극을 형성하는 도전막을 상기 접속 트렌치 내에도 형성하고,
    그 이후, 상기 게이트 전극의 상층 측에 상기 층간 절연막을 형성한 후, 상기 측벽 형성용 트렌치를 형성할 때에는 상기 접속 트렌치에 연결하여 해당 접속 트렌치와 일체인 상기 측벽 형성용 트렌치를 형성하고,
    그런 후에, 상기 제 1 차광막을 형성하고, 또한 해당 제 1 차광막을 형성할 때에는 해당 제 1 차광막을 상기 측벽 형성 트렌치 내에도 형성하여 해당 측벽용 형성 트렌치 내에서 상기 도전막에 접속하는 상기 차광용 측벽을 형성하는
    전기 광학 장치의 제조 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 기판의 표면 측에 상기 박막 트랜지스터를 형성하기 전에, 상기 제 1 기판의 표면 측에 제 2 차광막, 하지 절연막, 상기 박막 트랜지스터를 형성하는 반도체막, 해당 박막 트랜지스터의 게이트 절연막, 해당 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 형성하고,
    그 이후, 상기 게이트 전극의 상층 측에 상기 층간 절연막을 형성하고,
    다음에, 상기 측벽 형성용 트렌치를 형성할 때에는, 상기 층간 절연막, 상기 게이트 절연막, 상기 하지 절연막에 대하여 상기 박막 트랜지스터의 채널 영역의 측면 방향을 거쳐 상기 제 2 차광막에 이르는 상기 측벽 형성용 트렌치를 형성하고,
    그런 후에, 상기 제 1 차광막을 형성하고, 또한 해당 제 1 차광막을 형성할 때에는 해당 제 1 차광막을 상기 측벽 형성 트렌치 내에도 형성하여 해당 측벽용 형성 트렌치 내에서 상기 제 2 차광막에 접속하는 상기 차광용 측벽을 형성하는
    전기 광학 장치의 제조 방법.
  20. 기판 상에,
    화소 전극과,
    해당 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와,
    해당 박막 트랜지스터에 접속된 배선과,
    상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선을 입체적으로 덮는 차광 부재
    를 구비한 전기 광학 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 차광 부재는
    상기 기판 상에 형성되고, 또한 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선이 내부에 수용된 트렌치의 저면 및 측벽에 형성된 하나의 차광막과,
    상기 트렌치를 상측으로부터 덮는 다른 차광막을 포함하는
    전기 광학 장치.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 차광 부재는
    상기 기판 상에 형성된 하측 차광막과,
    해당 하측 차광막 상에 형성된 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선 상에 형성된 상측 차광막과,
    평면적으로 보아 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선의 외측에서 상기 상측 차광막으로부터 상기 하측 차광막까지 형성된 그루브(groove) 내에 충전된 측벽 차광막을 포함하는
    전기 광학 장치.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 차광 부재는
    하나의 평면 영역에서, 상기 기판 상에 형성되고 또한 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선이 내부에 수용된 트렌치의 저면 및 측벽에 형성된 하나의 차광막과, 상기 트렌치를 상측으로부터 덮는 다른 차광막을 포함하고,
    다른 평면 영역에서, 상기 기판 상에 형성된 하측 차광막과, 해당 하측 차광막 상에 형성된 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선 상에 형성된 상측 차광막과, 평면적으로 보아 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선의 외측에서 상기 상측 차광막으로부터 상기 하측 차광막까지 형성된 그루브 내에 충전된 측벽 차광막을 포함하는
    전기 광학 장치.
  24. 제 20 항에 있어서,
    상기 차광 부재는
    상기 기판 상에 형성되고, 또한 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선이 부분적으로 내부에 수용된 트렌치의 저면 및 측벽에 형성된 하나의 차광막과,
    해당 하나의 차광막 상에 형성된 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선 상에 형성된 상측 차광막과,
    평면적으로 보아 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선의 외측에서 상기 상측 차광막으로부터 상기 하나의 차광막까지 형성된 그루브 내에 충전된 측벽 차광막을 포함하는
    전기 광학 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 상측 차광막과 상기 측벽 차광막은 일체적으로 형성되어 있는 전기 광학 장치.
  26. 한 쌍의 제 1 및 제 2 기판 사이에 전기 광학 물질이 유지되어 이루어지고,
    상기 제 1 기판 상에,
    제 1 주기에서 반전 구동되기 위한 제 1 화소 전극군 및 해당 제 1 주기와 상보인 제 2 주기에서 반전 구동되기 위한 제 2 화소 전극군을 포함하는 평면 배열된 복수의 화소 전극과,
    해당 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와,
    해당 박막 트랜지스터에 접속된 배선과,
    평면적으로 보아 서로 인접하는 화소 전극의 간극으로 되는 영역에서 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선을 입체적으로 덮고, 또한 해당 간극으로 되는 영역 중 서로 다른 화소 전극군에 포함되는 서로 인접하는 화소 전극 상호간에 위치하는 영역 부분을 볼록 형상으로 돌출시키는 차광 부재
    를 구비하되,
    상기 제 2 기판 상에, 상기 복수의 화소 전극에 대향하는 대향 전극을 구비한
    전기 광학 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 차광 부재는
    동일한 화소 전극군에 포함되는 서로 인접하는 화소 전극 상호간에 위치하는 영역 부분에서, 상기 기판 상에 형성되고, 또한 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선이 내부에 수용된 트렌치의 저면 및 측벽에 형성된 하나의 차광막과, 상기 트렌치를 상측으로부터 덮는 다른 차광막을 포함하고,
    상기 서로 다른 화소 전극군에 포함되는 서로 인접하는 화소 전극 상호간에 위치하는 영역 부분에서, 상기 기판 상에 형성된 하측 차광막과, 해당 하측 차광막 상에 형성된 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선 상에 형성된 상측 차광막과, 평면적으로 보아 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선의 외측에서 상기 상측 차광막으로부터 상기 하측 차광막까지 형성된 그루브 내에 충전된 측벽 차광막을 포함하는
    전기 광학 장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 동일한 화소 전극군에 포함되는 서로 인접하는 화소 전극 상호간에 위치하는 영역 부분에서, 상기 화소 전극의 하지에 대하여 평탄화 처리가 실시되어 있는 전기 광학 장치.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 상측 차광막과 상기 측벽 차광막은 일체적으로 형성되어 있는 전기 광학 장치.
  30. 제 20 항에 있어서,
    상기 화소 전극과 상기 박막 트랜지스터는 차광성의 도전막을 거쳐 접속되어 있는 전기 광학 장치.
  31. 제 20 항에 있어서,
    상기 화소 전극과 상기 박막 트랜지스터의 접속 개소는 평면적으로 보아 서로 인접하는 박막 트랜지스터의 중앙에 위치하는 전기 광학 장치.
  32. 제 20 항에 있어서,
    상기 기판에 대향하고, 또한 상기 화소 전극과 상기 박막 트랜지스터의 접속 개소에 대향하여 형성된 차광막을 갖는 전기 광학 장치.
  33. 제 20 항에 있어서,
    상기 차광 부재는 고융점 금속을 포함하는 막으로 이루어지는 전기 광학 장치.
  34. 제 20 항에 있어서,
    상기 배선은 서로 교차하는 주사선 및 데이터선을 포함하고, 상기 차광 부재는 평면적으로 보아 격자 형상으로 형성되어 있는 전기 광학 장치.
  35. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 상에 상기 차광 부재에 의해 입체적으로 덮여진 공간 내에 배치되어 있고 상기 화소 전극에 접속된 축적 용량을 더 구비한 전기 광학 장치.
  36. (ⅰ) 기판 상에, 화소 전극과, 해당 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와, 해당 박막 트랜지스터에 접속된 배선과, 상기 박막 트랜지스터 및 상기 배선을 입체적으로 덮는 차광 부재를 구비한 전기 광학 장치로 이루어지는 광밸브와,
    (ⅱ) 해당 광밸브에 투사광을 조사하는 광원과,
    (ⅲ) 상기 광밸브로부터 출사되는 투사광을 투사하는 광학계
    를 구비한 투사형 표시 장치.
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