(57)【要約】【課題】工程数の低減が可能な電気光学装置の製造方法および電気光学装置を提供する。【解決手段】本発明に係る電気光学装置の製造方法は、基板の上方に、第１導電性膜を形成する工程と、第１導電性膜上に、第１導電性膜を露出する第１凹部(C2)と、平面視において第１凹部を取り囲むよう配置された第２凹部(G2)と、を有する層間絶縁膜(R1,R2)を形成する工程と、第２凹部の底面をエッチングし、第２凹部より大きい開口部を有する第３凹部(G3)を形成することにより、第２凹部の下方にオーバーハング部(OH)を形成する工程と、第１、第２および第３凹部内を含む前記層間絶縁膜上に第２導電性膜を堆積することにより、第１導電性膜と電気的に接続され、第２導電性膜よりなる画素電極を形成するとともに、第３凹部(G3)によって画素電極(PE)とその外周の第２導電性膜(30b)とを電気的に分離する工程と、を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上方に、第１導電性膜を形成する工程と、
前記第１導電性膜上に、前記第１導電性膜を露出する第１凹部と、平面視において前記第１凹部を取り囲むよう配置された第２凹部と、を有する層間絶縁膜を形成する工程と、
前記第２凹部の底面をエッチングし、前記第２凹部より大きい開口部を有する第３凹部を形成することにより、前記第２凹部の下方にオーバーハング部を形成する工程と、
前記第１、第２および第３凹部内を含む前記層間絶縁膜上に第２導電性膜を堆積することにより、
前記第１導電性膜と電気的に接続され、前記第２導電性膜よりなる画素電極を形成するとともに、
前記第３凹部によって前記画素電極とその外周の第２導電性膜とを電気的に分離する工程と、
を有する電気光学装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１導電性膜は、前記画素電極を含む画素の駆動用トランジスタのソース電極およびドレイン電極のうちの一方の電極である請求項１記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項３】
前記画素電極は、平面視において略矩形状に形成され、前記第２および第３凹部は、平面視において前記略矩形状の外周に形成される請求項１又は２記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項４】
前記層間絶縁膜は、２種以上の異なる感光性絶縁膜を有する請求項１乃至３のいずれか一項記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１凹部の空間容量は、前記第２および第３凹部の空間容量の和より小さく、
前記第２導電性膜の堆積は、前記第１、第２および第３凹部内を含む前記層間絶縁膜上に、液状の導電性材料を塗布した後、固化することにより行なわれる請求項１乃至４のいずれか一項記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項６】
電気光学装置を有する電子機器の製造方法であって、請求項１乃至５のいずれか一項記載の電気光学装置の製造方法を有する電子機器の製造方法。
【請求項７】
基板上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜中に形成された第１の凹部と、
前記絶縁膜中に形成されるとともに、平面視において前記第１凹部を取り囲むよう配置され、下方にオーバーハング部を有する第２の凹部と、
前記第１の凹部の底面から露出するソース・ドレイン電極を有するトランジスタと、
前記第２の凹部の底部に位置する導電性膜と、
前記第１の凹部の底面から露出するソース・ドレイン電極と前記第１の凹部内のビアを介して電気的に接続され、前記第２の凹部の前記オーバーハング部により、前記導電性膜と電気的に分離された画素電極と、
を有する電気光学装置。
【請求項８】
電気光学装置を有する電子機器であって、請求項７記載の電気光学装置を有する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学装置の製造方法、電子機器の製造方法、電気光学装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＴＦＴ（thin film transistor、薄膜トランジスタ）用の半導体材料として、有機半導体材料が注目を集めている（例えば、下記特許文献１参照）。例えば、有機トランジスタを用いたアクティブマトリックス基板は、シリコンのような無機半導体を用いるアクティブマトリックス基板と比較して、低コスト・高スループットのプロセスで製造可能であるというメリットを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２１８８６９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らは、有機薄膜トランジスタ等、有機半導体材料を用いた電気光学装置に関する研究開発を行っている。
【０００５】
前述したとおり、有機トランジスタにおいては、抵コスト化、高スループットのメリットを有するが、更なる、改良が望まれる。特に、ディスプレイ（表示装置、電気光学装置）のアクティブマトリックス基板の駆動素子として薄膜トランジスタを用いた場合、高コントラスト化のため、上部に画素電極を配置する構造が採用される。この画素電極間隔を狭くすることで、高精細化を図ることができ、装置の品質向上に繋がる。
【０００６】
このような構成の薄膜トランジスタを形成するプロセスにおいて、工程数の削減など、更なる低コスト化、高スループット化プロセスの構築が望ましい。
【０００７】
そこで、本発明に係る具体的態様は、工程数の低減が可能な電気光学装置の製造方法および電気光学装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電気光学装置の製造方法は、基板の上方に、第１導電性膜を形成する工程と、前記第１導電性膜上に、前記第１導電性膜を露出する第１凹部と、平面視において前記第１凹部を取り囲むよう配置された第２凹部と、を有する層間絶縁膜を形成する工程と、前記第２凹部の底面をエッチングし、前記第２凹部より大きい開口部を有する第３凹部を形成することにより、前記第２凹部の下方にオーバーハング部を形成する工程と、前記第１、第２および第３凹部内を含む前記層間絶縁膜上に第２導電性膜を堆積することにより、前記第１導電性膜と電気的に接続され、前記第２導電性膜よりなる画素電極を形成するとともに、前記第３凹部によって前記画素電極とその外周の第２導電性膜とを電気的に分離する工程と、を有する。
【０００９】
かかる方法によれば、オーバーハング部において、上記導電性膜が電気的に分離され、画素電極の材料（第２導電性膜）の堆積と、パターニングを同時に行うことができる（画素電極の形成を自己整合的に行うことができる）。また、第１凹部内のコンタクトも同時に形成することができる。
【００１０】
好ましくは、前記第１導電性膜は、前記画素電極を含む画素の駆動用トランジスタのソースおよびドレイン電極のうちの一方の電極である。これにより、画素電極の形成と、駆動用トランジスタと画素電極の接続を同時に行うことができる。
【００１１】
例えば、前記画素電極は、平面視において略矩形状に形成され、前記第２および第３凹部は、平面視において前記略矩形状の外周に形成される。
【００１２】
例えば、前記層間絶縁膜は、２種以上の異なる感光性絶縁膜を有する。このように異なる感光性絶縁物を用いることで、短工程で、異なる深さの凹部を形成することができる。
【００１３】
例えば、前記第１凹部の空間容量は、前記第２および第３凹部の空間容量の和より小さく、前記第２導電性膜の堆積は、前記第１、第２および第３凹部内を含む前記層間絶縁膜上に、液状の導電性材料を塗布した後、固化することにより行なわれる。かかる方法によれば、塗布法を用いても第１凹部内を充填しつつ、オーバーハング部による導電性材料の分離を行うことができる。
【００１４】
本発明に係る電子機器の製造方法は、上記電気光学装置の製造方法を有する。かかる方法によれば、電子機器の製造工程の簡易化および低コスト化を図ることができる。
【００１５】
本発明に係る電気光学装置は、基板上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜中に形成された第１の凹部と、前記絶縁膜中に形成されるとともに、平面視において前記第１凹部を取り囲むよう配置され、下方にオーバーハング部を有する第２の凹部と、前記第１の凹部の底面から露出するソース・ドレイン電極を有するトランジスタと、前記第２の凹部の底部に位置する導電性膜と、前記第１の凹部の底面から露出するソース・ドレイン電極と前記第１の凹部内のビアを介して電気的に接続され、前記第２の凹部の前記オーバーハング部により、前記導電性膜と電気的に分離された画素電極と、を有する。
【００１６】
かかる構造によれば、オーバーハング部において、上記画素電極と上記導電性膜との電気的な分離が図れる。
【００１７】
本発明に係る電子機器は、上記電気光学装置を有する。かかる構成によれば、電子機器の特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施の形態に係る電気光学装置のアクティブマトリクス基板の構成を示す回路図である。
【図２】トランジスタＴの構成例を示す断面図である。
【図３】本実施の形態のアクティブマトリクス基板の製造工程を示す断面図である。
【図４】本実施の形態のアクティブマトリクス基板の製造工程を示す断面図および平面図である。
【図５】本実施の形態のアクティブマトリクス基板の製造工程を示す断面図および平面図である。
【図６】本実施の形態のアクティブマトリクス基板の他の製造工程を示す断面図である。
【図７】電気光学装置を用いた電子機器の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同一の機能を有するものには同一もしくは関連の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する。
【００２０】
図１は、本実施の形態に係る電気光学装置のアクティブマトリクス基板の構成を示す回路図である。図１に示すように、複数の配線Ｌと、ゲート配線Ｇとの交点に、画素電極ＰＥおよびトランジスタＴがマトリクス状に配置される。画素電極ＰＥは、トランジスタＴを介して配線Ｌに接続され、また、トランジスタＴのゲート電極は、ゲート配線Ｇと接続されている。例えば、配線Ｌは、Ｘドライバにより駆動され、また、ゲート配線Ｇは、Ｙドライバにより駆動される。このようなＸドライバおよびＹドライバのような画素の駆動に必要な回路を周辺回路といい、例えば、複数の画素領域よりなる表示領域の外周に配置される。なお、図１は、例示であり、必要に応じて保持容量などの他の素子が組み込まれることがある。
【００２１】
図２は、上記トランジスタＴの構成例を示す断面図である。図２（Ａ）に示すように、トランジスタＴは、基板（アクティブマトリクス基板）Ｓ１上に形成されたソース、ドレイン電極２３ａ、２３ｂと、これらの電極間上に形成された有機半導体層２５と、有機半導体層２５上に形成されたゲート絶縁膜２７と、このゲート絶縁膜２７上に形成されたゲート電極２９とを有する。なお、ここでは、ソース、ドレイン電極２３ａ、２３ｂを基板Ｓ１の直上に配置しているが、これらの間に他の膜が形成されてもよい。なお、２３ａ、２３ｂの内、一方がソース電極、他方がドレイン電極となるが、ここでは、ソース又はドレイン電極を示すものとして双方を「ソース、ドレイン電極」と呼ぶものとする。
【００２２】
図２（Ａ）に示すトランジスタＴの製造方法に制限はないが、例えば、以下に示す工程により形成することができる。基板Ｓ１として、例えば、ガラス基板を準備し、この基板Ｓ１上に、スパッタリング法等により導電性膜を形成し、所望の形状にパターニングすることによりソース、ドレイン電極２３ａ、２３ｂを形成する。次いで、ソース、ドレイン電極２３ａ、２３ｂ間上に有機半導体膜２５を形成する。有機半導体材料として例えばオリゴチオフェン化合物を用い、当該化合物溶液をソース、ドレイン電極２３ａ、２３ｂ間上に吐出し、乾燥、焼成（結晶化）することにより有機半導体膜２５を形成する。次いで、有機半導体膜２５上に、ＣＶＤ（化学的気相成長、Chemical Vapor Deposition）法等によりゲート絶縁膜２７を形成する。次いで、ゲート絶縁膜２７上にスパッタリング法等により導電性膜を形成し、所望の形状にパターニングすることによりゲート電極２９を形成する。
【００２３】
図２（Ａ）においては、いわゆるトップゲート構造のトランジスタを例に説明したが、トランジスタ構造に制限はなく、例えば、図２（Ｂ）に示すボトムゲート構造のトランジスタを用いてもよい。なお、図２（Ａ）と同一の機能を有する箇所には同一の符号を付し、その説明を省略する。かかる構造のトランジスタにおいては、各構成部位の形成順序が異なるだけで、図２（Ａ）のものと同様の材料および成膜方法を用いて形成することができる。
【００２４】
このようなトランジスタＴのソース、ドレイン電極の一方（ここでは、２３ｂとする）が、画素電極ＰＥと接続される。
【００２５】
図３〜図５は、本実施の形態のアクティブマトリクス基板の製造工程を示す断面図又は平面図である。断面図は、平面図（図４（Ｂ））のＡ−Ａ断面に対応する。なお、断面図においては、ソース、ドレイン電極２３ｂおよびゲート絶縁膜２７以外のトランジスタＴの構成部の図示を省略してある。また、平面図においても、図面を分かり易くするためハッチングを付けて表示した箇所がある。
【００２６】
トランジスタＴの形成後、図３（Ａ）に示すように、ゲート絶縁膜２７上にフォトレジスト膜（感光性絶縁膜）Ｒ１を形成する。なお、前述したボトムゲート構造のトランジスタの場合には、ゲート絶縁膜２７がソース、ドレイン電極２３ｂの下層となり、ソース、ドレイン電極２３ｂが上層となる。
【００２７】
次いで、図３（Ｂ）に示すように、フォトレジスト膜Ｒ１を露光・現像すること（フォトリスグラフィ）によりソース、ドレイン電極２３ｂ上に開口部を形成した後、フォトレジスト膜Ｒ１をマスクにゲート絶縁膜２７をエッチングすることによりコンタクトホールＣ１を形成する（図３（Ｃ））。例えば、このコンタクトホールＣ１は平面視において、直径がＡ１の略円形である。なお、上層の膜をマスクとして下層の膜をエッチングする場合、上層の膜の方が下層の膜よりエッチング速度が小さくなるような材料又はエッチング条件を選択すればよい。また、ボトムゲート構造のトランジスタの場合には、ソース、ドレイン電極２３ｂがゲート絶縁膜２７より上層となるため、上記エッチング工程を省略することができる。
【００２８】
次いで、図３（Ｄ）に示すように、コンタクトホールＣ１内を含むフォトレジスト膜Ｒ１上にフォトレジスト膜Ｒ２を形成する。このフォトレジストＲ２は、フォトレジストＲ１とは異なる材料よりなる。次いで、図４（Ａ）に示すように、フォトレジスト膜Ｒ２を露光・現像することによりソース、ドレイン電極２３ｂ上にコンタクトホール（凹部）Ｃ２を形成するとともに、溝（凹部）Ｇ２を形成する。
【００２９】
コンタクトホールＣ２は、上記コンタクトホールＣ１より一回り小さく、平面視において、直径がＡ２（Ａ２＜Ａ１）の略円形である。言い換えれば、上記工程は、コンタクトホールＣ１の側壁を覆うようにフォトレジスト膜Ｒ２を残存させる工程である。
【００３０】
一方、溝Ｇ２は、画素電極の分離領域において、コンタクトホールＣ２より浅く形成され、例えば、図４（Ｂ）に示すように、平面視において、幅Ｗ１の格子状に形成される。即ち、この溝Ｇ２によって画素電極ＰＥが区画される。言い換えれば、溝Ｇ２によって囲まれた内部領域が一の画素電極ＰＥの形成領域と対応する（図５（Ｂ）参照）。
【００３１】
次いで、図４（Ｃ）に示すように、フォトレジスト膜Ｒ２をマスクとして下層のフォトレジスト膜Ｒ１を等方的にエッチングする。
【００３２】
これにより、溝Ｇ２の底面から横方向にエッチングが進み、溝Ｇ２の底部に幅Ｗ２の開口を有する溝（凹部）Ｇ３が形成される。これにより、溝Ｇ２の底部にオーバーハング部（サイドエッチング部）ＯＨが形成される。
【００３３】
一方、コンタクトホールＣ２においては、側壁部がフォトレジスト膜Ｒ２で覆われているため、オーバーハング部は形成されない。
【００３４】
次いで、図５（Ａ）に示すように、コンタクトホールＣ２および溝Ｇ２、Ｇ３内を含むフォトレジストＲ２上に堆積法を用いて導電性膜３０ａ、３０ｂを形成する。堆積法としては、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法などを用いることができる。導電性膜３０ａの膜厚としては、幅Ｗ１の１／２より小さく、より好ましくは、幅Ｗ１の１／３以下とする。
【００３５】
これにより、フォトレジスト膜Ｒ２上から延在する導電性膜３０ａは、画素電極ＰＥとコンタクト部（ビア）Ｐ２を構成し、このコンタクト部Ｐ２により画素電極ＰＥとソース、ドレイン電極２３ｂとが接続される。
【００３６】
一方、溝Ｇ３の底面にも導電性膜３０ｂが堆積するが、導電性膜３０ａとはオーバーハング部ＯＨで電気的に分離され、結果として、図５（Ｂ）に示すように、画素電極ＰＥが画素ごとに分離される（本図においては、３０ｂのパターンを省略してある）。なお、溝Ｇ２の側壁にも導電性膜３０ａが堆積する場合があるが、前述のとおりオーバーハング部ＯＨにより分離されるため、当該箇所に導電性膜３０ａが延在しても問題はない。
【００３７】
この後、必要に応じて、保護膜（絶縁膜）や配向膜を形成することにより、マトリクス基板が形成される。
【００３８】
さらに、共通電極がその表面に形成された対向基板と上記マトリクス基板との間に液晶を注入し、外周を封止することで、液晶装置が形成される。
【００３９】
このように、本実施の形態においては、凹部（Ｃ１、Ｇ２、Ｇ３）を形成することで、「画素電極ＰＥとソース、ドレイン電極２３ｂとのコンタクトＰ２の形成」および「複数の画素電極ＰＥの分離（区画）」を短工程で行うことができる。言い換えれば、マスクレスで、自己整合的に画素電極ＰＥおよびコンタクトＰ２を形成することができる。
【００４０】
また、画素電極ＰＥ間を狭くすることができ、高開口率、高精彩な電気光学装置を製造することができる。
【００４１】
図６は、本実施の形態のアクティブマトリクス基板の他の製造工程を示す断面図である。上記工程においては、図６（Ａ）に示す形状の凹部（Ｇ２およびＧ３）を形成したが、例えば、図６（Ｂ）に示すように、溝Ｇ３の開口部が下層に向かって広がる形状（テーパー形状）としてもよい。かかる構造においても、溝Ｇ２の底部にオーバーハング部（サイドエッチング部）ＯＨが形成され、当該部位において、溝Ｇ３の底面の導電性膜３０ｂと画素電極ＰＥとが電気的に分離される。
【００４２】
また、上記工程においては、堆積法を用いて導電性膜３０ａ、３０ｂを形成したが、印刷法を用いてこれらの膜を形成してもよい。
【００４３】
例えば、図４（Ｃ）に示すコンタクトホールＣ２、溝Ｇ２、Ｇ３およびフォトレジストＲ２上に、液状の導電性材料を印刷する。具体的には、印刷法を用いて、液状の導電性材料を所定の膜厚で全面に塗布する。その後、熱処理等を施すことにより、固化し、導電性膜３０ａ、３０ｂを形成する。この際、コンタクトホールＣ２の空間容量（空間体積）を溝Ｇ２およびＧ３の空間容量の和より小さくすることが好ましい。即ち、コンタクトホールＣ２の空間容量（空間体積）を小さくすることで、コンタクトホールＣ２内部に、導電性膜が充填されやすくなる。また、溝Ｇ２およびＧ３の空間容量の和を大きくすることで、溝Ｇ２、Ｇ３内部に残存する導電性膜と画素電極ＰＥの電気的分離が行いやすくなる。より好ましくは、コンタクトホールＣ２の断面積を溝Ｇ２およびＧ３の断面積の和より小さくする。
【００４４】
また、上記印刷法によれば、高価な装置（真空プロセス）の使用を低減でき、製造コストの低減を図ることができる。また、導電性カーボンなどの金属材料と比較し、安価な材料の使用が可能となり、かかる材料を用いることで更なる低コスト化を図ることができる。
【００４５】
また、上記実施の形態においては、層間絶縁膜としてフォトレジスト膜（感光性絶縁膜、Ｒ１、Ｒ２）を用いたが、感光性を有さない絶縁膜を用いて凹部（Ｃ１、Ｇ２、Ｇ３）を形成してもよい（図４（Ｃ）参照）。但し、感光性絶縁膜を用いた場合、エッチング工程を省略でき、効果的である。
【００４６】
また、上記実施の形態においては、有機トランジスタを例に説明したが、無機トランジスタを用いてもよい。また、上記実施の形態においては、液晶表示装置を例に説明したが、この他、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス；electroluminescence）装置、電子ペーパーディスプレイ（ＥＰＤ）装置など、画素電極を有する電気光学装置に広く適用可能である。
【００４７】
このように、上記実施の形態を通じて説明された実施例や応用例は、用途に応じて適宜に組み合わせて、又は変更若しくは改良を加えて用いることができ、本発明は上述した実施の形態の記載に限定されるものではない。
＜電子機器＞
次いで、上記電気光学装置が使用される電子機器について説明する。図７に、電気光学装置を用いた電子機器の例を示す。
【００４８】
図７（Ａ）は携帯電話への適用例であり、図７（Ｂ）は、ビデオカメラへの適用例である。また、図７（Ｃ）は、テレビジョン（ＴＶ）への適用例であり、図７（Ｄ）は、ロールアップ式テレビジョンへの適用例である。これらの電子機器の表示部に、上記実施の形態で説明した電気光学装置を組み込むことができる。
【００４９】
図７（Ａ）に示すように、携帯電話５３０には、アンテナ部５３１、音声出力部５３２、音声入力部５３３、操作部５３４および電気光学装置（表示部）５００を備えている。
【００５０】
図７（Ｂ）に示すように、ビデオカメラ５４０には、受像部５４１、操作部５４２、音声入力部５４３および電気光学装置（表示部）５００を備えている。
【００５１】
図７（Ｃ）に示すように、テレビジョン５５０は、電気光学装置（表示部）５００を備えている。なお、パーソナルコンピュータ等に用いられるモニタ装置（電気光学装置）にも適用することができる。
【００５２】
図７（Ｄ）に示すように、ロールアップ式テレビジョン５６０は、電気光学装置（表示部）５００を備えている。
【００５３】
なお、電気光学装置を有する電子機器としては、上記の他、表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、電子手帳、電光掲示板、宣伝広告用ディスプレイなどがある。これらの電子機器の表示部にも、上記実施の形態で説明した電気光学装置を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
２３ａ、２３ｂ…ソース、ドレイン電極、２５…有機半導体層、２７…ゲート絶縁膜、２９…ゲート電極、３０ａ、３０ｂ…導電性膜、５００…電気光学装置（表示部）、５３０…携帯電話、５３１…アンテナ部、５３２…音声出力部、５３３…音声入力部、５３４…操作部、５４０…ビデオカメラ、５４１…受像部、５４２…操作部、５４３…音声入力部、５５０…テレビジョン、５６０…ロールアップ式テレビジョン、Ｃ１…コンタクトホール、Ｃ２…コンタクトホール、Ｇ２…溝、Ｇ３…溝、Ｇ…ゲート配線、Ｌ…配線、ＯＨ…オーバーハング部、Ｐ２…コンタクト部、ＰＥ…画素電極、Ｒ１…フォトレジスト膜、Ｒ２…フォトレジスト膜、Ｓ１…基板、Ｔ…トランジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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