(57)【要約】【課題】半導体素子の安定な特性を実現するとともに、良好な表示特性を供することが可能な電気光学装置を提供する。【解決手段】本発明の電気光学装置は、一対の基板１０，２０間に電気光学物質を挟持してなり、基板１０上に半導体層１を有する半導体素子３０と、半導体素子３０と接続された画素電極９１とを備え、半導体層１の上層には窒化珪素層５が形成され、該窒化珪素層５は、基板面内において、画素電極９１の形成領域に重畳する位置に少なくとも開口部を有してなることを特徴とする。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に半導体層を有する半導体素子を備えてなる電気光学基板であって、
前記半導体層の上層には窒化珪素層が形成され、
前記窒化珪素層は平面内において少なくとも開口部を有してなることを特徴とする電気光学基板。
【請求項２】
基材上に、半導体層を有する半導体素子と、該半導体素子と接続された画素電極とを備えてなる電気光学基板であって、
前記半導体層の上層には窒化珪素層が形成され、
前記窒化珪素層は平面内において、前記画素電極の形成領域に重畳する位置に少なくとも開口部を有してなることを特徴とする電気光学基板。
【請求項３】
前記基材上に平面内に開口部を有する反射膜が形成され、該開口部を透過表示領域とする一方、反射膜の形成領域を反射表示領域とした半透過反射型の表示装置に適用されるとともに、前記窒化珪素層の開口部が、前記反射膜の開口部領域たる透過表示領域と重畳する位置に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学基板。
【請求項４】
一対の基板間に電気光学物質を挟持してなる電気光学装置であって、
前記基板上に、半導体層を有する半導体素子と、前記半導体層の上層に形成された窒化珪素層とを有し、
前記窒化珪素層は、前記基板面内において少なくとも開口部を有してなることを特徴とする電気光学装置。
【請求項５】
一対の基板間に電気光学物質を挟持してなる電気光学装置であって、
前記基板上に、半導体層を有する半導体素子と、該半導体素子と接続された画素電極とを備え、
前記半導体層の上層には窒化珪素層が形成され、
前記窒化珪素層は、前記基板面内において、前記画素電極の形成領域に重畳する位置に少なくとも開口部を有してなることを特徴とする電気光学装置。
【請求項６】
前記開口部は、当該電気光学装置の表示領域と平面的に重畳して形成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の電気光学装置。
【請求項７】
一対の基板間に電気光学物質を挟持してなり、透過表示領域と反射表示領域とを含む電気光学装置であって、
前記基板上に、半導体層を有する半導体素子と、前記半導体層の上層に形成された窒化珪素層とを有し、
前記窒化珪素層は、前記基板面内において少なくとも開口部を有してなり、該開口部が前記透過表示領域に形成されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項８】
一対の基板間に電気光学物質を挟持してなり、透過表示領域と反射表示領域とを含む電気光学装置であって、
前記基板上に、半導体層を有する半導体素子と、該半導体素子と接続された画素電極とを備え、
前記半導体層の上層には窒化珪素層が形成され、
前記窒化珪素層は、前記基板面内において、前記画素電極の形成領域に重畳する位置に少なくとも開口部を有してなり、該開口部が前記透過表示領域に形成されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項９】
前記反射表示領域には反射膜が形成されるとともに、その反射膜の下方には該反射膜に凹凸面を形成するための凹凸樹脂層が形成され、該凹凸樹脂層の形成領域に平面的に重畳して前記窒化珪素層が形成されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の電気光学装置。
【請求項１０】
一対の基板間に電気光学物質を挟持してなり、透過表示領域と反射表示領域とを含む電気光学装置の製造方法であって、
前記基板上に、半導体層を有する半導体素子を形成する工程と、
前記半導体層の上層に窒化珪素層を形成する工程と、
前記窒化珪素層の上層に反射表示領域において凹凸面を形成するための樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層と前記窒化珪素層とを同一の工程にて同一パターンの平面形状にパターニングする工程と、
を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項４ないし９のいずれか１項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学基板、電気光学装置、電気光学装置の製造方法、電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶装置、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置等の電気光学装置として、マトリクス状に配置された多数の画素を、画素毎に駆動するために、各画素に薄膜半導体装置である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を設けたアクティブマトリクス型の表示装置が知られている。かかる構成の表示装置においては、画素電極とＴＦＴとを層間絶縁膜によって絶縁する一方、ＴＦＴからの駆動信号はコンタクトホールを介して画素電極に導通されている。
【０００３】
また、ＴＦＴの半導体層に対する水素供給を目的として、又はＴＦＴの半導体層に対して水分の浸入を遮蔽することにより酸化を防止する目的として、該ＴＦＴの半導体層の上層に窒化珪素層を形成する技術が、例えば特許文献１に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１３８４２６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような窒化珪素層は色付きの問題があり、例えば表示領域に形成することにより表示特性の低下を引き起こす惧れがある。本発明は、半導体素子を有する電気光学装置において、半導体素子の安定な駆動を実現するとともに、良好な表示特性を供することが可能な電気光学基板、電気光学装置を提供することを目的する。また、本発明はそのような電気光学装置を好適に提供可能な電気光学装置の製造方法を提供する目的とする。さらに、本発明はそのような電気光学装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の電気光学基板は、基材上に半導体層を有する半導体素子を備えてなる電気光学基板であって、前記半導体層の上層には窒化珪素層が形成され、前記窒化珪素層は平面内において少なくとも開口部を有してなることを特徴とする。
【０００７】
このような電気光学基板によると、半導体層の上層に窒化珪素層を形成したため、該半導体層に水、酸素等の酸化の要因となる成分が浸入することを防止ないし抑制でき、半導体素子の特性低下を防止ないし抑制可能となる。また、窒化珪素層を面内において少なくとも開口部を有してなる構成としたため、当該電気光学基板を電気光学装置に適用した場合にも、該開口部を表示に供するための領域に位置合わせすることで、窒化珪素層に基づく色付きにより表示特性が低下する問題を回避することが可能となる。
【０００８】
また、上記の目的を達成するために、本発明の電気光学基板は、基材上に、半導体層を有する半導体素子と、該半導体素子と接続された画素電極とを備えてなる電気光学基板であって、前記半導体層の上層には窒化珪素層が形成され、前記窒化珪素層は平面内において前記画素電極の形成領域に重畳する位置に少なくとも開口部を有してなることを特徴とする。
【０００９】
このような電気光学基板によると、半導体層の上層に窒化珪素層を形成したため、該半導体層に水、酸素等の酸化の要因となる成分が浸入することを防止ないし抑制でき、半導体素子の特性低下を防止ないし抑制可能となる。また、窒化珪素層を面内において画素電極の形成領域に重畳する位置に少なくとも開口部を有してなる構成としたため、当該電気光学基板を電気光学装置に適用した場合にも、該開口部を表示に供するための領域（画素表示領域）に位置合わせすることで、窒化珪素層に基づく色付きにより表示特性が低下する問題を回避することが可能となる。なお、本発明の電気光学基板において、前記基材上には開口部を有する反射膜を形成することで、該開口部を透過表示領域とし、反射膜の形成領域を反射表示領域とした半透過反射型の表示装置に適用することができ、この場合、前記窒化珪素層の開口部を、前記反射膜の開口部領域たる透過表示領域に重畳する位置に形成することが好ましい。
【００１０】
次に、上記の目的を達成するために、本発明の電気光学装置は、一対の基板間に電気光学物質を挟持してなる電気光学装置であって、前記基板上に、半導体層を有する半導体素子と、前記半導体層の上層に形成された窒化珪素層とを有し、前記窒化珪素層は、前記基板面内において少なくとも開口部を有してなることを特徴とする。
【００１１】
このような電気光学装置によると、半導体層の上層に窒化珪素層を形成したため、該半導体層に水、酸素等の酸化の要因となる成分が浸入することを防止ないし抑制でき、半導体素子の特性低下を防止ないし抑制可能となる。また、窒化珪素層を基板面内において少なくとも開口部を有してなる構成としたため、該開口部を表示に供するための領域に位置合わせすることで、窒化珪素層に基づく色付きにより表示特性が低下する問題を回避することが可能となる。
【００１２】
また、上記の目的を達成するために、本発明の電気光学装置は、一対の基板間に電気光学物質を挟持してなる電気光学装置であって、前記基板上に、半導体層を有する半導体素子と、該半導体素子と接続された画素電極とを備え、前記半導体層の上層には窒化珪素層が形成され、前記窒化珪素層は、前記基板面内において、前記画素電極の形成領域に重畳する位置に少なくとも開口部を有してなることを特徴とする。
【００１３】
このような電気光学基板によると、半導体層の上層に窒化珪素層を形成したため、該半導体層に水、酸素等の酸化の要因となる成分が浸入することを防止ないし抑制でき、半導体素子の特性低下を防止ないし抑制可能となる。また、窒化珪素層を基板面内において画素電極の形成領域に重畳する位置に少なくとも開口部を有してなる構成としたため、該開口部を表示に供するための領域（画素表示領域）に位置合わせすることで、窒化珪素層に基づく色付きにより表示特性が低下する問題を回避することが可能となる。
【００１４】
本発明の電気光学装置において、前記開口部を、当該電気光学装置の表示領域と平面的に重畳して形成することができる。この場合、表示領域における窒化珪素層に基づく色付きが一層効果的に回避されるようになり、良好な表示特性を有する電気光学装置を提供することが可能となる。
【００１５】
また、上記の目的を達成するために、本発明の電気光学装置は、一対の基板間に電気光学物質を挟持してなり、透過表示領域と反射表示領域とを含む電気光学装置であって、前記基板上に、半導体層を有する半導体素子と、前記半導体層の上層に形成された窒化珪素層とを有し、前記窒化珪素層は、前記基板面内において少なくとも開口部を有してなり、該開口部が前記透過表示領域に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
このような電気光学装置によると、半導体層の上層に窒化珪素層を形成したため、該半導体層に水、酸素等の酸化の要因となる成分が浸入することを防止ないし抑制でき、半導体素子の特性低下を防止ないし抑制可能となる。また、窒化珪素層を基板面内において少なくとも開口部を有してなる構成とし、該開口部を透過表示領域に形成したため、窒化珪素層に基づく色付きにより透過表示の表示特性が低下する問題を回避することが可能となる。なお、反射表示領域に反射金属膜を形成した場合には、該反射金属膜は窒化珪素層よりも上層側に形成することで、半導体層の酸化防止機能を確実に発現できるとともに、反射表示に供する光は窒化珪素層を通過することがないため、反射表示領域での窒化珪素層に基づく色付きの問題を回避することが可能となる。
【００１７】
また、上記の目的を達成するために、本発明の電気光学装置は、一対の基板間に電気光学物質を挟持してなり、透過表示領域と反射表示領域とを含む電気光学装置であって、前記基板上に、半導体層を有する半導体素子と、該半導体素子と接続された画素電極とを備え、前記半導体層の上層には窒化珪素層が形成され、前記窒化珪素層は、前記基板面内において、前記画素電極の形成領域に重畳する位置に少なくとも開口部を有してなり、該開口部が前記透過表示領域に形成されていることを特徴とする。
【００１８】
このような電気光学装置によると、半導体層の上層に窒化珪素層を形成したため、該半導体層に水、酸素等の酸化の要因となる成分が浸入することを防止ないし抑制でき、半導体素子の特性低下を防止ないし抑制可能となる。また、窒化珪素層を画素電極の形成領域に重畳する位置に少なくとも開口部を有してなる構成とし、該開口部を透過表示領域に形成したため、窒化珪素層に基づく色付きにより透過表示の表示特性が低下する問題を回避することが可能となる。なお、反射表示領域に反射金属膜を形成した場合には、該反射金属膜は窒化珪素層よりも上層側に形成することで、半導体層の酸化防止機能を確実に発現できるとともに、反射表示に供する光は窒化珪素層を通過することがないため、反射表示領域での窒化珪素層に基づく色付きの問題を回避することが可能となる。
【００１９】
上記反射表示領域と透過表示領域とを備えた電気光学装置において、反射表示領域に反射膜を形成し、その反射膜の下方に、該反射膜に凹凸面を形成するための凹凸樹脂層を形成するとともに、該凹凸樹脂層の形成領域に平面的に重畳して窒化珪素層を形成することができる。この場合、凹凸樹脂層に倣って反射膜に凹凸面が形成されることとなり、反射表示における視野角が広がり表示特性が向上する。また、凹凸樹脂層と窒化珪素層とを平面的に重畳して配置させる構成としたため、これら凹凸樹脂層と窒化珪素層とを同一の工程によりパターン化することが可能となり、製造効率が向上する。すなわち、例えば凹凸樹脂層に係る樹脂凸部をフォトリソグラフィにより所定パターンにて形成する場合にも、窒化珪素層を同一のフォトリソグラフィ工程にて、樹脂凸部と重畳してパターニングすることが可能となる。なお、この場合も、反射膜としては例えば金属反射膜を用いることができ、該反射膜の下方に、さらに好ましくは凹凸樹脂層の下方に窒化珪素層を形成することが好ましい。
【００２０】
次に、本発明の電気光学装置の製造方法は、一対の基板間に電気光学物質を挟持してなり、透過表示領域と反射表示領域とを含む電気光学装置の製造方法であって、前記基板上に、半導体層を有する半導体素子を形成する工程と、前記半導体層の上層に窒化珪素層を形成する工程と、前記窒化珪素層の上層に反射表示領域において凹凸面を形成するための樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層と前記窒化珪素層とを同一の工程にて同一パターンの平面形状にパターニングする工程とを含むことを特徴とする。
【００２１】
このように透過表示領域と反射表示領域とを含み、反射表示領域において凹凸面を形成するための樹脂層を備えてなる電気光学装置を製造する場合、樹脂層と窒化珪素層とを同一の工程にて同一パターンの平面形状にパターニングすることで、例えば樹脂層と窒化珪素層とを反射表示領域にのみ選択的に配設することが可能となり、透過表示領域において窒化珪素層に基づく表示の色付きの発生を防止ないし抑制することが可能な電気光学装置を提供可能となる。しかも、樹脂層と窒化珪素層とを同一プロセスにて形成するものとしたため、製造効率が良いものとなる。
【００２２】
次に、本発明の電子機器は、上述した本発明の電気光学装置を備えたことを特徴とする。このように電子機器において、例えば上述の電気光学装置を表示手段として適用した場合には、色付きの少ない、良好な表示を示す電子機器を提供することが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
（第１の実施の形態）
まず、本発明の電気光学装置に係る液晶表示装置について、その一実施形態を図１〜図５を参照して説明する。
本実施の形態では、スイッチング素子としてＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子を用いたアクティブマトリクス方式の透過型液晶表示装置の例を挙げて説明する。
図１は本実施の形態の液晶表示装置を各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図であり、図２は図１のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。図３は、電気光学装置（液晶表示装置）の画像表示領域においてマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。なお、以下の説明に用いた各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００２４】
図１および図２において、本実施の形態の液晶表示装置１００は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とがシール材５２によって貼り合わされ、このシール材５２によって区画された領域内に液晶５０が封入、保持されている。シール材５２の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる周辺見切り５３が形成されている。シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路２０１および実装端子２０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路２０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路２０４の間を接続するための複数の配線２０５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基板間導通材２０６が配設されている。
【００２５】
なお、データ線駆動回路２０１および走査線駆動回路２０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）基板とＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的および機械的に接続するようにしてもよい。なお、液晶表示装置１００においては、使用する液晶５０の種類、すなわち、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード等の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、位相差板、偏光板等が所定の向きに配置されるが、ここでは図示を省略する。
【００２６】
また、液晶表示装置１００をカラー表示用として構成する場合には、対向基板２０において、ＴＦＴアレイ基板１０の後述する各画素電極に対向する領域に、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタをその保護膜とともに形成する。
【００２７】
このような構造を有する液晶表示装置１００の画像表示領域においては、図３に示すように、複数の画素１００ａがマトリクス状に構成されているとともに、これらの画素１００ａの各々には、画素スイッチング用のＴＦＴ３０が形成されており、画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを供給するデータ線６ａがＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次で供給してもよく、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。また、ＴＦＴ３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍをこの順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９１は、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけオン状態とすることにより、データ線６ａから供給される画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを各画素に所定のタイミングで書き込む。このようにして画素電極９１を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、図２に示す対向基板２０の対向電極２１との間で一定期間保持される。
【００２８】
なお、保持された画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防ぐために、画素電極９１と対向電極２１との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量６０が付加されている。例えば、画素電極９１の電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ蓄積容量６０により保持される。これにより、電荷の保持特性は改善され、コントラスト比の高い液晶表示装置１００を実現することができる。なお、蓄積容量６０を形成する方法としては、図３に示すように、蓄積容量６０を形成するための配線である容量線３ｂとの間に形成する場合、または前段の走査線３ａとの間に形成する場合のいずれであってもよい。
【００２９】
図４は、本実施の形態に用いたＴＦＴアレイ基板の一つの画素１００ａを示す平面図である。図５は、図４のＡ−Ａ’線における画素１００ａの断面図である。図４において、ＴＦＴアレイ基板１０（図２参照）上には、画素スイッチング用のＴＦＴ３０（図２参照）と電気的に接続され、ＩＴＯ等の透明導電膜から構成される画素電極９１がマトリクス状に形成されている。また、画素電極９１が形成された領域の縦横の境界に沿って、データ線６ａ、走査線３ａおよび容量線３ｂが形成され、ＴＦＴ３０がデータ線６ａおよび走査線３ａに対して接続されている。
【００３０】
すなわち、データ線６ａは、コンタクトホール８を介してＴＦＴ３０の高濃度ソース領域１ａに電気的に接続され、画素電極９１は、コンタクトホール１５およびドレイン電極６ｂを介してＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｄに電気的に接続されている。また、ＴＦＴ３０のチャネル形成用領域１ａ’に対向するように走査線３ａが延びている。なお、蓄積容量６０（蓄積容量素子）は、画素スイッチング用のＴＦＴ３０を形成するための半導体膜１の延設部分１ｆを導電化したものを下電極とし、この下電極１ｆに、走査線３ａと同層の容量線３ｂが上電極として重なった構造になっている。
【００３１】
図５に示すように、図４に示したＡ−Ａ’線で切断したときの断面は、ＴＦＴアレイ基板１０の基体としての透明なＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’の表面に、厚さが１００ｎｍ〜５００ｎｍのシリコン酸化膜（絶縁膜）からなる下地保護膜１１が形成され、この下地保護膜１１の表面には、厚さが３０ｎｍ〜１００ｎｍの島状の半導体膜１が形成されている。半導体膜１の表面には、厚さが約５０〜１５０ｎｍのシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜２が形成され、このゲート絶縁膜２の表面に、厚さが１００ｎｍ〜８００ｎｍの走査線３ａがゲート電極として形成されている。
【００３２】
半導体膜１のうち、走査線３ａに対してゲート絶縁膜２を介して対向する領域がチャネル形成用領域１ａ’になっている。このチャネル形成用領域１ａ’に対して一方側には、低濃度領域１ｂおよび高濃度ソース領域１ａを備えるソース領域が形成され、他方側には低濃度領域１ｂおよび高濃度ドレイン領域１ｄを備えるドレイン領域が形成され、その中間には、ソース、ドレインのどちらの領域にも属さない高濃度領域１ｃが形成されている。
【００３３】
画素スイッチング用のＴＦＴ３０の表面側には、厚さが３００ｎｍ〜８００ｎｍのシリコン酸化膜からなる第１層間絶縁膜４、および厚さが１００ｎｍ〜８００ｎｍのシリコン窒化膜からなる第２層間絶縁膜（窒化珪素層）５が形成されている。この第２層間絶縁膜５は、ＴＦＴ３０の特に半導体層１に対して水、酸素等の酸化要因となる成分の浸入を防止ないし抑制する膜（表面保護膜）として機能している。また、第１層間絶縁膜４の表面には厚さが１００ｎｍ〜８００ｎｍのデータ線６ａが形成され、このデータ線６ａは、第１層間絶縁膜４に形成されたコンタクトホール８を介して高濃度ソース領域１ａに電気的に接続されている。さらに、第２層間絶縁膜５の上層には、該第２層間絶縁膜５及び第１層間絶縁膜４を覆う態様にてシリコン酸化膜からなる第３層間絶縁膜７１が形成されている。
【００３４】
そして、第３層間絶縁膜７１の上層には、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる画素電極９１が形成されている。そして、図示しないバックライトからの光を当該画素電極９１を透過させることによって、透過表示を可能としている。また、画素電極９１の表面側にはポリイミド膜からなる配向膜１２が形成されており、この配向膜１２の表面側には、ラビング処理が施されている。
【００３５】
なお、ＴＦＴ３０は、好ましくは上述のようにＬＤＤ構造（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ構造）を持つが、低濃度領域１ｂに相当する領域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有していてもよい。また、ＴＦＴ３０は、ゲート電極（走査線３ａの一部）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のソースおよびドレイン領域を形成したセルフアライン型のＴＦＴであってもよい。
【００３６】
また、本実施の形態では、ＴＦＴ３０のゲート電極（走査線３ａ）をソース−ドレイン領域の間に２個配置したデュアルゲート（ダブルゲート）構造としたが、１個配置したシングルゲート構造であってもよく、また、これらの間に３個以上のゲート電極を配置したトリプルゲート以上の構造であってもよい。ゲート電極を複数個配置した場合、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）、またはトリプルゲート以上でＴＦＴ３０を構成すれば、チャネルとソース−ドレイン領域の接合部で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構造またはオフセット構造にすれば、さら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。
【００３７】
一方、対向基板２０においては、対向基板側のガラス基板２０’上であって、ＴＦＴアレイ基板１０上の画素電極９１の縦横の境界領域と対向する領域に、ブラックマトリクスまたはブラックストライプと称せられる遮光膜２３が形成され、その上層側にはＩＴＯ膜からなる対向電極２１が形成されている。また、対向電極２１の上層側には、ポリイミド膜からなる配向膜２２が形成されている。そして、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶５０が封入されている。
【００３８】
本実施形態の液晶表示装置１００では、ガラス基板１０’上に、半導体層１を有するＴＦＴ３０と画素電極９１とを備えてなるＴＦＴアレイ基板（電気光学基板）と、対向基板２０とにより液晶（電気光学物質）を挟持した構成をなしている。ここで、半導体層１の上層には第２層間絶縁膜（窒化珪素層）５を形成することで、該半導体層１に水、酸素等の酸化要因となる成分が浸入することを防止ないし抑制可能とし、ＴＦＴ３０の良好なスイッチング特性の維持に寄与することを可能にした。
【００３９】
また、第２層間絶縁膜５を、図５に示すようにＴＦＴ３０の形成領域に選択的に形成することとし、少なくとも画素電極９１の形成領域に重畳する位置に開口部（第２層間絶縁膜非形成領域）を有してなる構成とした。すなわち、当該液晶表示装置１００の表示領域に第２層間絶縁膜５を選択的に形成しない構成としたため、ＴＦＴ３０の良好な特性を維持しつつ、第２層間絶縁膜５の構成成分である窒化珪素層に基づいて、表示に際して色付きが発生する問題を回避することを可能とした。
【００４０】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の電気光学装置に係る液晶表示装置について、その第２実施形態を図６及び図７を参照して説明する。
本実施の形態では、素子基板上の画素電極が反射表示領域と透過表示領域とを備えた、アクティブマトリクス方式の半透過反射型液晶表示装置の例を挙げて説明する。なお、第１実施形態の液晶表示装置と同じ構成要素のものには、同じ符号を付し説明を省略する。
【００４１】
図６は、本実施の形態に用いたＴＦＴアレイ基板の一つの画素を示す平面図である。図７は、図６のＡ−Ａ’線における画素の断面図である。なお、液晶表示装置を各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図と、その断面図と、液晶表示装置の画像表示領域における等価回路図は、それぞれ第１実施形態にて示した図１〜図３の構成と同じである。
【００４２】
図６及び図７において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、アルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、または上記の金属膜とチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等の金属膜との積層膜から構成される反射膜９と、該反射膜９上に形成されたＩＴＯ等の透明導電膜から構成される画素電極９１とが形成され、画素電極９１には画素スイッチング用のＴＦＴ３０が電気的に接続されている。また、画素電極９１が形成された領域の縦横の境界に沿って、データ線６ａ、走査線３ａおよび容量線３ｂが形成され、ＴＦＴ３０がデータ線６ａおよび走査線３ａに対して接続されている。
【００４３】
すなわち、データ線６ａは、コンタクトホール８を介してＴＦＴ３０の高濃度ソース領域１ａに電気的に接続され、画素電極９１は、コンタクトホール１５およびドレイン電極６ｂを介してＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｄに電気的に接続されている。また、ＴＦＴ３０のチャネル形成用領域１ａ’に対向するように走査線３ａが延びている。なお、蓄積容量６０（蓄積容量素子）は、画素スイッチング用のＴＦＴ３０を形成するための半導体膜１の延設部分１ｆを導電化したものを下電極とし、この下電極１ｆに、走査線３ａと同層の容量線３ｂが上電極として重なった構造になっている。
【００４４】
なお、本実施形態の場合、反射膜９に形成された開口部９ｄに画素電極９１が形成され、透過表示モードにおいては、開口部９ｄ領域内の画素電極９１から液晶に画像信号が供給され、この開口部９ｄを介してバックライト（図示略）からの光が液晶層を透過することによって表示に供されることとなる。また、反射表示モードにおいては、対向基板２０側から入射した自然光が、画素電極９１にて駆動される液晶５０を透過し、さらに該画素電極９１を透過した後に反射膜９にて反射し、再び液晶５０を透過した後に表示に供されることとなる。さらに、本実施形態では、画素電極９１とドレイン電極６ｂとを電気的に接続する構成としたが、反射膜９をドレイン電極６ｂと接続して、該反射膜９と画素電極９１との電気的接続を行って反射表示領域及び透過表示領域における各表示を行うものとしてもよい。
【００４５】
図７に示すように、この反射領域のＡ−Ａ’線で切断したときの断面は、ＴＦＴアレイ基板１０の基体としての透明なＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’の表面に、厚さが１００ｎｍ〜５００ｎｍのシリコン酸化膜（絶縁膜）からなる下地保護膜１１が形成され、この下地保護膜１１の表面には、厚さが３０ｎｍ〜１００ｎｍの島状の半導体膜１が形成されている。半導体膜１の表面には、厚さが約５０〜１５０ｎｍのシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜２が形成され、このゲート絶縁膜２の表面に、厚さが１００ｎｍ〜８００ｎｍの走査線３ａがゲート電極として形成されている。
【００４６】
画素スイッチング用のＴＦＴ３０の表面側には、厚さが３００ｎｍ〜８００ｎｍのシリコン酸化膜からなる第１層間絶縁膜４、および厚さが１００ｎｍ〜８００ｎｍのシリコン窒化膜からなる第２層間絶縁膜（窒化珪素層）５が形成されている。また、第１層間絶縁膜４の上層には、アクリル樹脂を主体として構成される凸部形成部たる樹脂凸部（凹凸樹脂層）７２が散在した形にて形成され、この樹脂凸部７２と第２層間絶縁膜５との上層にはシリコン酸化膜からなる第３層間絶縁膜７１が形成されている。なお、樹脂凸部７２の形成位置に対応して、第３層間絶縁膜７１の表面にはなだらかな湾曲面を有する凸部パターン９ｇが形成されている。樹脂凸部７２は、透明性の高い樹脂からなり、具体的には波長４００ｎｍの光の透過率が９５％以上の樹脂から構成されている。すなわち、アクリル樹脂にみられる黄色の色付きを所定の方法により回避した構成となっている。
【００４７】
そして、第３層間絶縁膜７１の上層には、アルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、またはこれらの金属膜とチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等の金属膜との積層膜からなる反射膜９が形成されている。反射膜９には、各画素毎に開口部９ｄが形成され、該反射膜９及び該開口部９ｄ上には、ＩＴＯ等の透明導電膜から構成される画素電極９１が形成されている。そして、図示しないバックライトからの光を開口部９ｄから透過させることによって、透過表示を可能としている。また、画素電極９１の表面側にはポリイミド膜からなる配向膜１２が形成されており、この配向膜１２の表面側には、ラビング処理が施されている。
【００４８】
このような構成の液晶表示装置においては、樹脂凸部７２に倣って反射膜９に凹凸面が形成されることとなり、反射表示における視野角が広がり表示特性が向上する。また、半導体層１の上層に第２層間絶縁膜（窒化珪素層）５を形成したため、該半導体層１に水、酸素等の酸化要因となる成分が浸入することを防止ないし抑制可能とし、ＴＦＴ３０の良好なスイッチング特性の維持に寄与することを可能にした。そして、第２層間絶縁膜５を、図７に示すようにＴＦＴ３０の形成領域に選択的に形成することとし、少なくとも反射膜９の開口部９ｄの形成位置、すなわち透過表示領域に重畳する位置に、第２層間絶縁膜５を形成しない構成とした。したがって、ＴＦＴ３０の良好な特性を維持しつつ、第２層間絶縁膜５の構成成分である窒化珪素層に基づいて、透過表示に際して色付きが発生する問題を回避することを可能とした。
【００４９】
なお、図８に示すように、第２層間絶縁膜５及び第１層間絶縁膜４を覆う態様にてシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜４８を形成し、この層間絶縁膜４８上に上述の樹脂凸部７２及び第３層間絶縁膜７１を形成するものとしてもよい。また、図９に示すように反射膜９に凸部パターン９ｇを形成するために、凹凸表面を有した凹凸樹脂層７３を形成することもできる。この場合、例えば反射膜９の開口部９ｄの形成領域に重畳する形にて、凹凸樹脂層７３に開口部７３ｄを形成することで、当該凹凸樹脂層７３に基づく色付き等の表示不具合の発生を防止することができる。
【００５０】
さらに、図１０に示すように、第２層間絶縁膜５と、反射膜９の凸部パターン９ｇを形成するための樹脂層７２とを平面的に重畳して配設することもできる。この場合、樹脂層７２と第２層間絶縁膜５とを平面的に重畳して配設させる構成としたため、これら樹脂層７２と第２層間絶縁膜５とを同一の工程によりパターン形成することが可能となり製造効率が向上する。すなわち、例えば樹脂層７２をフォトリソグラフィにより所定パターン（ランダムなパターンを含む）にて形成する場合に、第２層間絶縁膜５を同一のフォトリソグラフィ工程にて、樹脂層７２に倣ってパターニングすることが可能となる。なお、この場合も、第２層間絶縁膜５による半導体層１の酸化防止効果、及び透過表示における色付きの防止効果を得ることが可能である。
【００５１】
（液晶表示装置の製造方法）
次に、本発明の電気光学装置の製造方法の一例として、図１０に示した液晶表示装置の製造方法を、図面を参照しつつ具体的に説明する。図１１〜図１４は、本実施の形態のＴＦＴアレイ基板１０の製造方法を工程順に示す断面図である。
【００５２】
まず、図１１（Ａ）に示すように、超音波洗浄等により清浄化したＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’を準備した後、基板温度が１５０℃〜４５０℃の温度条件下で、ＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’の全面に、シリコン酸化膜からなる下地保護膜１１をプラズマＣＶＤ法により１００ｎｍ〜５００ｎｍの厚さに形成する。このときの原料ガスとしては、例えば、モノシランと笑気ガス（一酸化二窒素）との混合ガスやＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン：Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）と酸素、またはジシランとアンモニアを用いることができる。
【００５３】
次に、基板温度が１５０℃〜４５０℃の温度条件下で、ＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’の全面に、非晶質シリコン膜からなる半導体膜１をプラズマＣＶＤ法により３０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さに形成する。このときの原料ガスとしては、例えばジシランやモノシランを用いることができる。次に、半導体膜１に対してレーザ光を照射してレーザアニールを施す。その結果、アモルファスの半導体膜１は、一度溶融し、冷却固化過程を経て結晶化する。
【００５４】
次に、半導体膜１の表面にフォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスク５５１を介して半導体膜１をエッチングすることにより、図１１（Ｂ）に示すように、島状の半導体膜１（能動層）を形成するための半導体膜を各々分離した状態に形成する。
【００５５】
次に、３５０℃以下の温度条件下で、半導体膜１の表面を含むＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’の全面に、ＣＶＤ法等によりシリコン酸化膜等からなるゲート絶縁膜２を５０ｎｍ〜１５０ｎｍの厚さに形成する。このときの原料ガスは、例えばＴＥＯＳと酸素ガスとの混合ガスを用いることができる。次に、図示を省略するが、所定のレジストマスクを介して半導体膜１の延設部分１ｆに不純物イオンを打ち込んで、容量線３ｂとの間に蓄積容量６０を構成するための下電極を形成する。
【００５６】
次に、図１１（Ｃ）に示すように、スパッタ法等により、ＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’の全面に、走査線３ａ等を形成するためのアルミニウム、タンタル、モリブデン等からなる金属膜、またはこれらの金属のいずれかを主成分とする合金膜からなる導電膜３を１００ｎｍ〜８００ｎｍの厚さに形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスク５５２を形成する。その後、レジストマスクを介して導電膜３をドライエッチングし、図１１（Ｄ）に示すように、走査線３ａ（ゲート電極）、容量線３ｂ等を形成する。
【００５７】
次に、画素ＴＦＴ部および駆動回路のＮチャネルＴＦＴ部（図示せず）の側には、走査線３ａやゲート電極をマスクとして、約０．１×１０１３／ｃｍ２〜約１０×１０１３／ｃｍ２のドーズ量で低濃度の不純物イオン（リンイオン）を打ち込んで、走査線３ａに対して自己整合的に低濃度領域１ｂを形成する。ここで、走査線３ａの真下に位置し、不純物イオンが導入されなかった部分は半導体膜１のままのチャネル形成用領域１ａ’となる。
【００５８】
次に、図１２（Ａ）に示すように、画素用のＴＦＴ部において、走査線３ａ（ゲート電極）より幅の広いレジストマスク５５３を形成して高濃度の不純物イオン（リンイオン）を約０．１×１０１５／ｃｍ２〜約１０×１０１５／ｃｍ２のドーズ量で打ち込み、高濃度ソース領域１ａ、高濃度領域１ｃおよび高濃度ドレイン領域１ｄを形成する。
【００５９】
これらの不純物導入工程に代えて、低濃度の不純物の打ち込みを行わずにゲート電極より幅の広いレジストマスクを形成した状態で高濃度の不純物（リンイオン）を打ち込み、オフセット構造のソース領域およびドレイン領域を形成してもよい。また、走査線３ａをマスクにして高濃度の不純物を打ち込んで、セルフアライン構造のソース領域およびドレイン領域を形成してもよい。
【００６０】
次に、図１２（Ｂ）に示すように、走査線３ａの表面側に、ＣＶＤ法等によりシリコン酸化膜等からなる層間絶縁膜４を３００ｎｍ〜８００ｎｍの厚さに形成する。このときの原料ガスは、例えば、ＴＥＯＳと酸素ガスとの混合ガスを用いることができる。次に、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスク５５４を形成する。そして、レジストマスク５５４を介して層間絶縁膜４のドライエッチングを行い、図１２（Ｃ）に示すように、層間絶縁膜４においてソース領域およびドレイン領域に対応する部分等にコンタクトホールをそれぞれ形成する。
【００６１】
次に、図１２（Ｄ）に示すように、層間絶縁膜４の表面側に、データ線６ａ（ソース電極）等を構成するためのアルミニウム膜、チタン膜、窒化チタン膜、タンタル膜、モリブデン膜、またはこれらの金属のいずれかを主成分とする合金膜、または積層膜からなる金属膜６をスパッタ法等で１００ｎｍ〜８００ｎｍの厚さに形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスク５５５を形成する。次に、レジストマスク５５５を介して金属膜６にドライエッチングを行い、図１３（Ａ）に示すように、データ線６ａおよびドレイン電極６ｂを形成する。金属膜６は、ウェットエッチングで加工しても良い。
【００６２】
次に、図１３（Ｂ）に示すように、シリコン窒化膜からなる第２層間絶縁膜５を、データ線６ａおよびドレイン電極６ｂの表面側にＣＶＤ法等により１００ｎｍ〜８００ｎｍの膜厚に形成する。さらに、図１３（Ｃ）に示すように、アクリル樹脂等の有機系の透光性の樹脂層７２を１．０μｍ以上程度の厚さに例えばスピンコート法で塗布した後、所定パターンのフォトマスク５５６を形成し、樹脂層７２及び第２層間絶縁膜５をフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする。このような加工工程により、図１３（Ｄ）に示すように、表面に複数の凸部を有する樹脂層７２が形成され、その樹脂層７２に重畳する形にて、該樹脂層７２の下層に第２層間絶縁膜５が形成されることとなる。
【００６３】
この際、形成すべき凸部パターンに対応したパターンを有するフォトマスクを用いるが、仮に樹脂層７２としてポジタイプの感光性樹脂を用いる場合には凸部パターンの箇所が遮光パターンとなったフォトマスクを用いればよい。また、ネガタイプの感光性樹脂を用いる場合には凸部パターンの箇所が透光パターンとなったフォトマスクを用いればよい。
【００６４】
次に、図１４（Ａ）に示すように、第２層間絶縁膜５及び樹脂層７２が形成された第１層間絶縁膜４の上層に第３層間絶縁膜７１となるシリコン酸化膜をＣＶＤ法等を用いて形成し、さらにアルミニウム等からなる反射膜９を例えばスパッタリング法等により形成する。なお、反射膜９の成膜後、例えばフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、反射膜９をパターニングして開口部９ｄを形成する。
【００６５】
そして、図１４（Ｂ）に示すように、例えばフォトリソグラフィ技術により、第３層間絶縁膜７１及び樹脂層７２、第２層間絶縁膜７２を貫通する形にて、コンタクトホール１５をドレイン電極６ｂの表面に達するまで開口させ、さらにＩＴＯからなる画素電極９１及びラビング処理した配向膜１２を形成して、ＴＦＴアレイ基板１０が製造される。
【００６６】
一方、対向基板２０については、ガラス等からなる基板本体２０’を用意し、基板本体２０’表面の画素間に対応する領域に遮光膜２３を形成した後、スパッタリング法等によりＩＴＯ等の透明導電性材料を堆積し、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることにより、基板本体２０’のほぼ全面に共通電極２１を形成する。さらに、共通電極２１の全面に、配向膜形成用の塗布液を塗布した後、ラビング処理を施すことにより、配向膜２２を形成し、対向基板２０が製造される。
【００６７】
上述のようにして製造されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを、配向膜１２，２２が互いに対向するようにシール材を介して貼り合わせ、真空注入法などの方法により両基板間の空間に液晶を注入し、液晶層５０を形成する。最後に、こうしてできた液晶セルの外側に必要に応じて位相差板、偏光板等を貼付し、図１０に示した本実施形態の液晶表示装置が完成する。
【００６８】
上述の液晶表示装置の製造プロセスにおいては、ＴＦＴアレイ基板１０を製造する際に、樹脂層７２と第２層間絶縁膜５とを同一の工程にて同一パターンの平面形状にパターニングすることで、該樹脂層７２と第２層間絶縁膜５とを反射表示領域にのみ選択的に配設することが可能となり、各層を別途パターニングする場合に比して製造効率が良いものとなる。
【００６９】
以上、本発明の電気光学装置の製造方法について説明したが、図５、図７〜図９等に示した液晶表示装置の例については、第２層間絶縁膜５に対して、フォトリソグラフィ法により表示領域に対応する位置のみに開口部を形成するものとすればよい。これにより、選択的に半導体層１の上層に第２層間絶縁膜５を形成することができる一方、表示に寄与する領域には第２層間絶縁膜５を形成しないものとすることができる。
【００７０】
［電子機器］
上記実施の形態の液晶表示装置を備えた電子機器の例について説明する。
図１５は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１５において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。このような携帯電話等の電子機器に本発明に係る液晶表示装置を用いた場合、広い視野角で明るい反射表示が視認可能で、透過表示では色付き等のない表示特性に優れた表示部を備えた電子機器を実現することができる。
【００７１】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施の形態ではＴＦＴをスイッチング素子としたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置に本発明を適用した例を示したが、その他、ＴＦＤをスイッチング素子としたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置に本発明を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の液晶表示装置を各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図。
【図２】図１のＨ−Ｈ’線に沿う断面図。
【図３】図１の液晶表示装置の画像表示領域においてマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図。
【図４】図１の液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の一つの画素を示す平面図。
【図５】図４のＡ−Ａ’線における画素の断面図。
【図６】本発明の第２実施形態の液晶表示装置について一つの画素を示す平面図。
【図７】図６のＡ−Ａ’線における画素の断面図。
【図８】第２実施形態の液晶表示装置の変形例を示す断面図。
【図９】第２実施形態の液晶表示装置の変形例を示す断面図。
【図１０】第２実施形態の液晶表示装置の変形例を示す断面図。
【図１１】図１０に示した液晶表示装置の製造方法を示す工程断面図。
【図１２】図１１に続く工程断面図。
【図１３】図１２に続く工程断面図。
【図１４】図１３に続く工程断面図。
【図１５】本発明の電子機器の一例を示す斜視図。
【符号の説明】
１…半導体層、５…第２層間絶縁層（窒化珪素層）、１０’…ガラス基板（基材）、１０…ＴＦＴアレイ基板（電気光学基板）、３０…ＴＦＴ（半導体素子）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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