(57)【要約】【課題】液晶等の電気光学装置において、積層構造や製造プロセスの単純化を図り、しかも高品質な表示を可能とする。【解決手段】液晶装置は、ＴＦＴアレイ基板１０上に、Ｘ方向に沿って延在する走査線３ａと、走査線３ａにゲートが接続されたＴＦＴ３０と、ＴＦＴ３０よりも上層側に配置されており、下側電極７１、誘電体膜７５及び上側電極３００ａが下層側から順に積層されてなる蓄積容量７０とを備える。更に、蓄積容量７０よりも上層側に配置されており、蓄積容量７０とＴＦＴ３０のドレインとに接続された画素電極９ａと、ＴＦＴ３０よりも下層側に配置されており、ＴＦＴ３０のソースに接続され、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見てＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ´に対向する領域を少なくとも部分的に含むようにＹ方向に沿って延在すると共に導電性遮光膜を含んでなるデータ線６ａとを備える。【選択図】図５
2007199350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、
第１方向に沿って延在する走査線と、
前記走査線にゲートが電気的に接続された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタよりも上層側に配置されており、下側電極、誘電体膜及び上側電極が下層側から順に積層されてなる蓄積容量と、
前記蓄積容量よりも上層側に配置されており、前記蓄積容量と前記薄膜トランジスタのドレインとに電気的に接続された画素電極と、
前記薄膜トランジスタよりも下層側に配置されており、前記薄膜トランジスタのソースに電気的に接続され、前記基板上で平面的に見て前記薄膜トランジスタのチャネル領域に対向する領域を少なくとも部分的に含むように前記第１方向に交差する第２方向に沿って延在すると共に導電性遮光膜を含んでなるデータ線と
を備えたことを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記データ線は、前記導電性遮光膜として、高融点金属膜を含んでなることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記高融点金属膜は、タングステン、チタンナイトライド及びチタンのうち少なくとも一つを含んでなることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記データ線と前記ソースとは相互に、コンタクトホールを介して接続されており、
該コンタクトホール内には、導電材料からプラグが形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記データ線と前記薄膜トランジスタとの間に積層されると共に平坦化処理が施された層間絶縁膜を備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記基板における前記データ線に面する側の表面には、前記データ線に対向する領域の少なくとも一部において、前記データ線に向かって窪んだ凹部が形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記データ線は、前記第２方向に沿って延在する本線部と該本線部から前記第１方向に沿って延在する延在部とを有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項８】
前記下側電極は、ポリシリコン膜からなり、
前記上側電極は、金属膜からなる
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項９】
前記下側電極は、前記ドレイン及び前記画素電極に電気的に接続され、
前記上側電極は、固定電位を供給する容量線と電気的に接続される
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項１０】
前記蓄積容量は、前記基板上で平面的に見て前記チャネル領域に対向する領域を含む領域に配置されることを特徴とする請求項８又は９に記載の電気光学装置。
【請求項１１】
前記上側電極は、遮光性の金属を含んでなることを特徴とする請求項１０に記載の電気光学装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備してなる電子機器。
【請求項１３】
基板上に、第１方向に沿って延在する走査線と、前記走査線に電気的に接続された薄膜トランジスタと、下側電極、誘電体膜及び上側電極が下層側から順に積層された蓄積容量と、前記蓄積容量よりも上層側に配置された画素電極と、前記第１方向に交差する第２方向に沿って延在するデータ線とを備えた電気光学装置を製造する電気光学装置の製造方法であって、
前記基板上で平面的に見て前記薄膜トランジスタのチャネル領域となる領域に対向する領域を少なくとも部分的に含むように且つ前記第２方向に沿って、前記データ線を導電性遮光膜から形成するデータ線形成工程と、
前記データ線よりも層間絶縁膜を介して上層側に、ソースが前記データ線に電気的に接続するように、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のゲートに電気的に接続するように、前記第１方向に沿って前記走査線を形成する工程と、
前記薄膜トランジスタよりも上層側に、前記下側電極、前記誘電体膜及び前記上側電極が下層側から順に積層されてなるように且つ前記薄膜トランジスタと電気的に接続するように、前記蓄積容量を形成する工程と、
前記蓄積容量よりも上層側に、前記蓄積容量と前記薄膜トランジスタのドレインとに電気的に接続するように、前記画素電極を形成する工程と
を順に含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項１４】
前記層間絶縁膜に平坦化処理を施す平坦化工程を含むことを特徴とする請求項１３に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項１５】
前記データ線形成工程の前に、前記基板における前記データ線に面する側の表面に、前記データ線に対向する領域の少なくとも一部において、前記データ線に向かって窪んだ凹部をエッチングで形成する凹部形成工程を含むことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の電気光学装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置及びその製造方法、並びに該電気光学装置を備えた、例えば液晶プロジェクタ等の電子機器の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電気光学装置は、基板上に、画素電極と、該画素電極の選択的な駆動を行うための走査線、データ線、及び画素スイッチング用素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor）とを備え、アクティブマトリクス駆動可能に構成される。また、高コントラスト化等を目的として、ＴＦＴと画素電極との間に蓄積容量が設けられることがある。以上の構成要素は基板上に高密度で作り込まれ、画素開口率の向上や装置の小型化が図られる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このように、電気光学装置には更なる表示の高品質化や小型化・高精細化が要求されており、上記以外にも様々な対策が講じられている。例えば、ＴＦＴの半導体層に光が入射すると、光リーク電流が発生し、表示品質が低下してしまうことから、電気光学装置の耐光性を高めるために該半導体層の周囲に遮光層が設けられる。また、蓄積容量はできるだけ容量が大きい方が望ましいが、その反面で、画素開口率を犠牲にしないように設計するのが望ましい。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１５６６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した技術によれば、高機能化或いは高性能化に伴って、基板上における積層構造が、基本的に複雑高度化している。これは更に、製造方法の複雑高度化、製造歩留まりの低下等を招いている。逆に、基板上における積層構造や製造プロセスを単純化しようとすれば、蓄積容量の容量不足、遮光性能の低下等による表示品位の低下を招きかねないという技術的問題点がある。
【０００６】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みなされたものであり、積層構造や製造プロセスの単純化を図るのに適しており、しかも高品質な表示が可能な電気光学装置及びその製造方法、並びにそのような電気光学装置を具備してなる電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、基板上に、第１方向に沿って延在する走査線と、前記走査線にゲートが電気的に接続された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタよりも上層側に配置されており、下側電極、誘電体膜及び上側電極が下層側から順に積層されてなる蓄積容量と、前記蓄積容量よりも上層側に配置されており、前記蓄積容量と前記薄膜トランジスタのドレインとに電気的に接続された画素電極と、前記薄膜トランジスタよりも下層側に配置されており、前記薄膜トランジスタのソースに電気的に接続され、前記基板上で平面的に見て前記薄膜トランジスタのチャネル領域に対向する領域を少なくとも部分的に含むように前記第１方向に交差する第２方向に沿って延在すると共に導電性遮光膜を含んでなるデータ線とを備える。
【０００８】
本発明の電気光学装置によれば、その動作時には、走査線を介して走査信号が薄膜トランジスタのゲートに順次供給され、データ線を介して画像信号が薄膜トランジスタのソースに供給され、画像信号が画素電極及び蓄積容量に書き込まれる。これらにより、複数の画素における、アクティブマトリクス駆動等の所定種類の動作が可能となる。この際、蓄積容量の存在により、画素電極における電位保持特性が向上し、コントラストやフリッカといった表示特性の向上が可能となる。
【０００９】
ここで、例えば、走査線、データ線、蓄積容量及び薄膜トランジスタは、基板上で平面的に見て、画素電極に対応する各画素の開口領域（即ち、各画素において、表示に実際に寄与する光が透過又は反射される領域）を囲む非開口領域内に配置されている。即ち、これらの走査線、データ線、蓄積容量及び薄膜トランジスタは、表示の妨げとならないように、各画素の開口領域ではなく、非開口領域内に配置されている。
【００１０】
本発明では特に、データ線は、薄膜トランジスタよりも下層側に配置されており、基板上で平面的に見て薄膜トランジスタのチャネル領域に対向する領域を少なくとも部分的に含むように、各走査線が延在する第１方向（即ち、例えば、行方向或いはＸ方向）に交差する第２方向（即ち、例えば、列方向或いはＹ方向）に沿って延在すると共に導電性遮光膜を含む。よって、データ線によって、基板における裏面反射や、複板式のプロジェクタ等で他の電気光学装置から発せられ合成光学系を突き抜けてくる光などの、戻り光に対して薄膜トランジスタのチャネル領域を殆ど或いは完全に遮光できる。即ち、データ線は、画像信号を供給する配線として機能すると共に戻り光に対する薄膜トランジスタの遮光膜として機能することが可能である。従って、上述の如き動作時に、薄膜トランジスタにおける光リーク電流は低減され、コントラスト比を向上させることができ、高品位の画像表示が可能となる。仮にデータ線が薄膜トランジスタよりも上層側に配置される場合には、戻り光に対する薄膜トランジスタの遮光膜はデータ線と互いに異なる層（即ち、薄膜トランジスタよりも下層側の層）として形成する必要がある。しかるに本発明によれば、データ線は、戻り光に対する遮光膜としても機能するので、戻り光に対する遮光膜をデータ線と互いに異なる層として形成する必要がない。即ち、仮にデータ線が薄膜トランジスタよりも上層側に配置される場合に比べて、積層構造の単純化が可能である。加えて、このようなデータ線により、例えばデータ線に沿った方向に延びる各画素における開口領域の縁部分を、言い換えればデータ線に沿った非開口領域の輪郭部分を、部分的に規定することも可能となる。これにより、該縁部分についての薄膜トランジスタの上側に形成される遮光膜や、対向基板側に形成されるブラックマトリクス或いはブラックマスクを部分的に省略することも可能となる。この意味からも、基板上における積層構造や電気光学装置の全体構造の単純化を図れる。
【００１１】
更に、本発明では、データ線は、薄膜トランジスタよりも下層側に配置されるので、データ線と薄膜トランジスタのソースとを電気的に接続するコンタクトホールを薄膜トランジスタよりも下層側に設けることができる、言い換えれば、薄膜トランジスタよりも上層側に設ける必要がない。よって、薄膜トランジスタよりも上層側に配置される蓄積容量を、基板上で平面的に見て、データ線と薄膜トランジスタのソースとを電気的に接続するコンタクトホールと重なるように形成できる、即ち、基板上のより広い面積に蓄積容量を形成できる。従って、蓄積容量の容量を増加させることができる。その結果、コントラストやフリッカといった表示特性、即ち表示品質の向上が可能となる。加えて、このように、データ線と薄膜トランジスタのソースとを電気的に接続するコンタクトホールを薄膜トランジスタの上層側に設ける必要がないので、薄膜トランジスタの上層側に配置された、例えば上側電極に電気的に接続された容量線等の配線を比較的自由に平面レイアウトすることが可能となる。よって、例えば配線幅を狭める等の、開口領域を広げる即ち各画素の開口率（即ち、各画素における全領域に対する開口領域の比率）を向上させるレイアウトが可能となる。
【００１２】
以上の結果、基板上における積層構造の単純化を図りつつ、光リーク電流の低減、或いは、蓄積容量の容量を増加させることが可能となり、高品位の画像表示が可能となる。更に、基板上における積層構造の単純化は、製造プロセスの単純化、歩留まりの向上にもつながり、装置自体の信頼性が高まる。尚、基板上における積層構造の単純化は、製造コストの低減にもつながる。
【００１３】
本発明の電気光学装置の一態様では、前記データ線は、前記導電性遮光膜として、高融点金属膜を含んでなる。
【００１４】
この態様によれば、データ線は、例えばタングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、チタンナイトライド（ＴｉＮ）等の高融点金属膜を含んでなるので、データ線の遮光性能を高めることができる。更に、データ線を形成した後に、高温プロセスを行うことが可能である。即ち、例えば、データ線を形成した後に薄膜トランジスタを形成する際、薄膜トランジスタの半導体膜からなる層を、減圧ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等の比較的高温な環境下で行われるプロセスで形成することが可能である。
【００１５】
上述したデータ線が高融点金属膜を含んでなる態様では、前記高融点金属膜は、タングステン、チタンナイトライド及びチタンのうち少なくとも一つを含んでなるようにしてもよい。
【００１６】
この場合には、データ線によって、下層側からの戻り光に対して薄膜トランジスタのチャネル領域を、より一層確実に遮光できる。この結果、薄膜トランジスタにおける光リーク電流は低減され、高品位の画像表示が可能となる。
【００１７】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記データ線と前記ソースとは相互に、コンタクトホールを介して接続されており、該コンタクトホール内には、導電材料からプラグが形成されている。
【００１８】
この態様によれば、データ線と薄膜トランジスタのソースとをコンタクトホールを介して良好に電気的に相互接続できる。
【００１９】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記データ線と前記薄膜トランジスタとの間に積層されると共に平坦化処理が施された層間絶縁膜を備える。
【００２０】
この態様によれば、基板上で、データ線及び薄膜トランジスタが層間絶縁膜を介して積層される。積層直後の層間絶縁膜の表面には、下層側のデータ線に起因した凹凸が生じる。そこで、こうしてできた凹凸を、例えば、化学的研磨処理（Chemical Mechanical Polishing：ＣＭＰ）や研磨処理、スピンコート処理、凹への埋め込み処理等の平坦化処理によって除去すれば、層間絶縁層の表面は平坦化される。よって、データ線の厚さを厚くすることによりデータ線の低抵抗化を図ることができる。即ち、データ線の厚さを厚くしても、層間絶縁膜の表面は平坦化されるので、例えば、上述の如き積層構造を有する基板と、これに対向する対向基板との間に液晶等の電気光学物質が挟み込まれている場合、基板表面が平坦であることから、電気光学物質の配向状態に乱れを生じさせる可能性を低減することができ、より高品位な表示が可能となる。
【００２１】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記基板における前記データ線に面する側の表面には、前記データ線に対向する領域の少なくとも一部において、前記データ線に向かって窪んだ凹部が形成されている。
【００２２】
この態様によれば、データ線は、基板における上層側の表面に形成された凹部に形成される。よって、データ線の厚さに起因して生じ得る基板上の凹凸を低減し、例えば液晶等の電気光学物質の配向状態に乱れが生じてしまうことを低減或いは防止できる。
【００２３】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記データ線は、前記第２方向に沿って延在する本線部と該本線部から前記第１方向に沿って延在する延在部とを有する。
【００２４】
この態様によれば、第２方向に沿って延在する延在部によって、基板上で平面的に見て、第１方向に向かってデータ線の両側からの戻り光も低減でき、薄膜トランジスタにおける光リーク電流をより一層低減できる。また、このような延在部によって、例えば走査線に沿った方向に延びる各画素における開口領域の縁部分を、言い換えれば走査線に沿った非開口領域の輪郭部分を、部分的に規定することも可能となる。
【００２５】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記下側電極は、ポリシリコン膜からなり、前記上側電極は、金属膜からなる。
【００２６】
この態様によれば、蓄積容量は、ポリシリコン膜からなる下側電極、誘電体膜及び金属膜からなる上側電極が下層側から順に積層されてなる。即ち、蓄積容量は、半導体膜、絶縁体膜及び金属膜が順に積層されたＭＩＳ（Metal-Insulator-Semiconductor）構造を有する。よって、下側電極における上層側表面を酸化する酸化処理を施すことによって高温酸化膜即ちＨＴＯ（High Temperature Oxide）膜を形成することにより、或いは、下側電極上に誘電体膜を積層した後に誘電体膜を焼成する焼成処理を施すことによって誘電体膜の緻密さを向上させることにより、蓄積容量の耐圧を高め、リーク電流の発生を抑制或いは防止できる。即ち、下側電極はポリシリコン膜からなるので、酸化処理或いは焼成処理の際に施され得る比較的高温の熱処理によって、仮に下側電極が例えばアルミニウム（Ａｌ）等の金属膜からなる場合と比較して、下側電極が溶融してしまうことを抑制或いは防止できる。
【００２７】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記下側電極は、前記ドレイン及び前記画素電極に電気的に接続され、前記上側電極は、固定電位を供給する容量線と電気的に接続される。
【００２８】
この態様によれば、下側電極は、画素電位が供給される画素電位側電極として機能し、上側電極は、固定電位が供給される固定電位側電極として機能する。ここで「固定電位」とは、画像データの内容によらずに少なくとも所定期間ずつ固定された電位を意味し、時間軸に対して完全に一定電位に固定された固定電位であってもよいし、時間軸に対して一定期間ずつ一定電位に固定された固定電位であってもよい。よって、下側電極には、上側電極に比べて、高速に大きな電流を流す必要がないので、下側電極を比較的高抵抗な不純物ドープのポリシリコンから形成することが可能である。尚、「上側電極は、容量線と電気的に接続される」とは、容量線と上側電極とが別々の導電膜からなり且つこれらが直に積層されることで又はコンタクトホール等を介することで電気的に接続される場合の他、容量線と上側電極とが一体的になる場合も含む意味である。見方を変えれば、容量線の一部が上側電極としても機能する場合も含む意味である。
【００２９】
尚、上側電極が、ドレイン及び画素電極に電気的に接続され、下側電極が、固定電位を供給する容量線と電気的に接続されるように構成されてもよい。
【００３０】
上述した上側電極が金属膜からなる態様では、前記蓄積容量は、前記基板上で平面的に見て前記チャネル領域に対向する領域を含む領域に配置されてもよい。
【００３１】
この場合には、蓄積容量は、基板上で平面的に見て薄膜トランジスタのチャネル領域に対向する領域を含む領域に配置され且つ薄膜トランジスタより上層側に配置されており、蓄積容量の上側電極は例えばアルミニウム膜等の金属膜からなる。よって、上層側からの入射光に対して、上側電極によって薄膜トランジスタのチャネル領域を遮光できる。
【００３２】
上述した上側電極が金属膜からなり、蓄積容量がチャネル領域に対向する領域を含む領域に配置された態様では、前記上側電極は、遮光性の金属を含んでなるように構成してもよい。
【００３３】
この場合には、上側電極は、アルミニウムの他、より遮光性の高い例えばチタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、タングステン（Ｗ）等の遮光性の金属の単層膜又は多層膜からなる。このため、チャネル領域に近接配置可能な上側電極によって、上層側からの入射光に対して薄膜トランジスタのチャネル領域を、より一層確実に遮光できる。この結果、薄膜トランジスタにおける光リーク電流は低減され、高品位の画像表示が可能となる。
【００３４】
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置（但し、その各種態様も含む）を具備してなる。
【００３５】
本発明の電子機器によれば、上述した本発明の電気光学装置を具備してなるので、高品位の画像を表示可能な、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、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、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなど、更には電気光学装置を露光用ヘッドとして用いたプリンタ、コピー、ファクシミリ等の画像形成装置など、各種電子機器を実現できる。また、本発明の電子機器として、例えば、電子ペーパなどの電気泳動装置、電子放出装置（Field Emission Display及びConduction Electron-Emitter Display）等を実現することも可能である。
【００３６】
本発明の電気光学装置の製造方法は上記課題を解決するために、基板上に、第１方向に沿って延在する走査線と、前記走査線に電気的に接続された薄膜トランジスタと、下側電極、誘電体膜及び上側電極が下層側から順に積層された蓄積容量と、前記蓄積容量よりも上層側に配置された画素電極と、前記第１方向に交差する第２方向に沿って延在するデータ線とを備えた電気光学装置を製造する電気光学装置の製造方法であって、前記基板上で平面的に見て前記薄膜トランジスタのチャネル領域となる領域に対向する領域を少なくとも部分的に含むように且つ前記第２方向に沿って、前記データ線を導電性遮光膜から形成するデータ線形成工程と、前記データ線よりも層間絶縁膜を介して上層側に、ソースが前記データ線に電気的に接続するように、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のゲートに電気的に接続するように、前記第１方向に沿って前記走査線を形成する工程と、前記薄膜トランジスタよりも上層側に、前記下側電極、前記誘電体膜及び前記上側電極が下層側から順に積層されてなるように且つ前記薄膜トランジスタと電気的に接続するように、前記蓄積容量を形成する工程と、前記蓄積容量よりも上層側に、前記蓄積容量と前記薄膜トランジスタのドレインとに電気的に接続するように、前記画素電極を形成する工程とを順に含む。
【００３７】
本発明の電気光学装置の製造方法によれば、上述した本発明の電気光学装置を製造できる。ここで特に、基板上の積層構造が比較的単純であるので、製造プロセスの単純化を図ることができ、歩留まりも向上可能である。尚、製造プロセスの単純化は、製造コストの低減にもつながる。
【００３８】
本発明の電気光学装置の製造方法の一態様では、前記層間絶縁膜に平坦化処理を施す平坦化工程を含む。
【００３９】
この態様によれば、平坦化工程によって、データ線の上層側の層間絶縁膜を平坦化するので、データ線形成工程によって、データ線の厚さを厚くすることによりデータ線の低抵抗化を図ることができる。即ち、データ線形成工程によって、データ線の厚さを厚くしても、その後の平坦化工程によって、層間絶縁膜の表面を平坦化するので、例えば、上述の如き積層構造を有する基板と、これに対向する対向基板との間に液晶等の電気光学物質が挟み込まれている場合、基板表面が平坦であることから、電気光学物質の配向状態に乱れを生じさせる可能性を低減することができ、より高品位な表示が可能となる。
【００４０】
本発明の電気光学装置の製造方法の他の態様では、前記データ線形成工程の前に、前記基板における前記データ線に面する側の表面に、前記データ線に対向する領域の少なくとも一部において、前記データ線に向かって窪んだ凹部をエッチングで形成する凹部形成工程を含む。
【００４１】
この態様によれば、凹部形成工程によって、比較的容易に基板上に凹部を形成できる。よって、その後のデータ線形成工程によって形成するデータ線の厚さに起因して生じ得る基板上の凹凸を低減できる。従って、例えば液晶等の電気光学物質の配向状態に乱れが生じてしまうことを低減或いは防止できる。
【００４２】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態では、本発明の電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る液晶装置について、図１から図１５を参照して説明する。
【００４４】
先ず、本実施形態に係る液晶装置の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。ここに図１は、本実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ´線での断面図である。
【００４５】
図１及び図２において、本実施形態に係る液晶装置では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。
【００４６】
図１において、シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。この一辺に沿ったシール領域よりも内側に、サンプリング回路７が額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。また、走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿ったシール領域の内側に、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。また、ＴＦＴアレイ基板１０上には、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材１０７で接続するための上下導通端子１０６が配置されている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。
【００４７】
ＴＦＴアレイ基板１０上には、外部回路接続端子１０２と、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４、上下導通端子１０６等とを電気的に接続するための引回配線９０が形成されている。
【００４８】
図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、駆動素子である画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成される。画像表示領域１０ａには、画素スイッチング用のＴＦＴや、走査線、データ線等の配線の上層に、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明材料からなる画素電極９ａが設けられている。他方、対向基板２０におけるＴＦＴアレイ基板１０との対向面上に、遮光膜２３が形成されている。そして、遮光膜２３上に、例えばＩＴＯ等の透明材料からなる対向電極２１が複数の画素電極９ａと対向して形成されている。また、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り、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。
【００４９】
尚、ここでは図示しないが、ＴＦＴアレイ基板１０上には、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４の他に、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、検査用パターン等が形成されていてもよい。
【００５０】
次に、本実施形態に係る液晶装置の画素部における電気的な構成について、図３を参照して説明する。ここに図３は、本実施形態に係る液晶装置の画像表示領域を構成する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。
【００５１】
図３において、本実施形態に係る液晶装置の画像表示領域１０ａ（図１参照）内にマトリクス状に形成された複数の画素部には夫々、画素電極９ａと該画素電極９ａをスイッチング制御するためのＴＦＴ３０とが形成されており、画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎ（但し、ｎは自然数）が供給されるデータ線６ａがＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。尚、ＴＦＴ３０は、本発明に係る「薄膜トランジスタ」の一例である。
【００５２】
また、ＴＦＴ３０のゲートに走査線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９ａ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を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。
【００５３】
画素電極９ａを介して液晶層５０（図２参照）の液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、対向基板に形成された対向電極２１との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として液晶装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射する。
【００５４】
ここで保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９ａと対向電極２１（図１及び図２参照）との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。この蓄積容量７０は、走査線３ａに並んで設けられ、固定電位側容量電極を含むと共に所定電位とされた容量線３００を含んでいる。この蓄積容量７０によって、各画素電極における電荷保持特性は向上されている。尚、容量線３００の電位は、一つの電圧値に常時固定してもよいし、複数の電圧値に所定周期で振りつつ固定してもよい。
【００５５】
次に、上述の動作を実現する画素部の具体的構成について、図４及び図５を参照して説明する。ここに図４は、本実施形態に係る液晶装置におけるデータ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図であり、図５は、図４のＡ−Ａ´線での断面図である。尚、図５においては、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。
【００５６】
図４及び図５では、図３を参照して上述した画素部の各回路要素が、パターン化され、積層された導電膜としてＴＦＴアレイ基板１０上に構築されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば、ガラス基板、石英基板、ＳＯＩ基板、半導体基板等からなり、例えばガラス基板や石英基板からなる対向基板２０と対向配置されている。また、各回路要素は、下から順に、データ線６ａ等を含む第１層、ＴＦＴ３０等を含む第２層、蓄積容量７０等を含む第３層、画素電極９ａ等を含む第４層からなる。また、第１層−第２層間には下地絶縁膜１２、第２層−第３層間には第１層間絶縁膜４１、及び第３層−第４層間には第２層間絶縁膜４２がそれぞれ設けられ、上述の各要素間が短絡することを防止している。
【００５７】
図４に示すように、データ線６ａ、走査線３ａ、ＴＦＴ３０、容量線３００及び下側電極７１は、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、画素電極９ａに対応する各画素の開口領域（即ち、各画素において、表示に実際に寄与する光が透過又は反射される領域）を囲む非開口領域内に配置されている。即ち、データ線６ａ、走査線３ａ、ＴＦＴ３０、容量線３００及び下側電極７１は、表示の妨げとならないように、各画素の開口領域ではなく、非開口領域内に配置されている。
【００５８】
（第１層の構成―データ線等―）
図４及び図５において、第１層は、データ線６ａで構成されている。データ線６ａは、図４のＹ方向に沿って延在している。データ線６ａは、本発明に係る「導電性遮光膜」の一例として、例えばタングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む金属単体、合金、金属ナイトライド、金属シリサイド、ポリシリサイド又はこれらの積層体等により形成することができる。
【００５９】
本実施形態では特に、データ線６ａは、ＴＦＴ３０の下層側に（図５参照）、チャネル領域１ａに対向する領域を含むように配置されており（図４参照）、導電性遮光膜を含んでいる。よって、データ線６ａによって、ＴＦＴアレイ基板１０における裏面反射や、複板式のプロジェクタ等で他の液晶装置から発せられ合成光学系を突き抜けてくる光などの、戻り光に対してＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ´を殆ど或いは好ましくは完全に遮光できる。即ち、データ線６ａは、画像信号Ｓ１、Ｓ２、…Ｓｎを供給する配線として機能すると共に戻り光に対するＴＦＴ３０の遮光膜として機能する。従って、液晶装置の動作時に、ＴＦＴ３０における光リーク電流は低減され、コントラスト比を向上させることができ、高品位の画像表示が可能となる。仮にデータ線がＴＦＴ３０よりも上層側に配置される場合には、戻り光に対するＴＦＴ３０の遮光膜はデータ線と互いに異なる層（即ち、ＴＦＴ３０よりも下層側の層）として形成する必要がある。しかるに本実施形態では特に、データ線６ａは、戻り光に対する遮光膜としても機能するので、戻り光に対する遮光膜をデータ線６ａと互いに異なる層として形成する必要がない。即ち、仮にデータ線６ａがＴＦＴ３０よりも上層側に配置される場合に比べて、積層構造を単純化できる。
【００６０】
ここで、本実施形態の第１変形例について、図６を参照して説明する。ここに図６は、第１変形例に係るデータ線の平面レイアウトを示す平面図である。尚、図６では、蓄積容量７０、画素電極９ａ等の構成要素は図示を省略してある。
【００６１】
図６に示すように、データ線６ａは、Ｙ方向に沿って延在する本線部６０と該本線部６０からＸ方向に沿って延在する延在部６１とを有するようにしてもよい。このようにすれば、Ｘ方向に沿って延在する延在部６１によって、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、Ｙ方向に向かってデータ線６ａの両側からの戻り光も低減でき、ＴＦＴ３０における光リーク電流をより一層低減できる。更に、延在部６１によって、Ｘ方向に延びる各画素における開口領域の縁部分を、言い換えれば走査線３ａに沿った非開口領域の輪郭部分を、部分的に規定することができる。
【００６２】
（第２層の構成―ＴＦＴ等―）
図４及び図５において、第２層は、ＴＦＴ３０で構成されている。ＴＦＴ３０は、例えばＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造とされ、上述したようにゲート電極として機能する走査線３ａ、半導体層１ａ、走査線３ａと半導体層１ａを絶縁するゲート絶縁膜を含んだ絶縁膜２を備えている。走査線３ａは、図４のＸ方向に沿って延びている。走査線３ａは、例えば導電性ポリシリコンで形成される。半導体層１ａは、例えばポリシリコンからなり、チャネル領域１ａ´、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、並びに高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅからなる。尚、ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ構造を有することが好ましいが、低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに不純物打ち込みを行わないオフセット構造であってもよいし、走査線３ａをマスクとして不純物を高濃度に打ち込んで高濃度ソース領域及び高濃度ドレイン領域を形成する自己整合型であってもよい。
【００６３】
ＴＦＴ３０の高濃度ソース領域１ｄは、下地絶縁膜１２に形成されたコンタクトホール８１を介してデータ線６ａに電気的に接続されている。コンタクトホール８１内は、導電材料でプラグされており、高濃度ソース領域１ｄとデータ線６ａとは互いに、良好に電気的に接続されている。下地絶縁膜１２は、例えばシリコン酸化膜等からなり、第１層と第２層とを層間絶縁する。尚、下地絶縁膜１２は、本発明に係る「層間絶縁膜」の一例である。
【００６４】
本実施形態では特に、下地絶縁膜１２の表面は、ＣＭＰや研磨処理、スピンコート処理等の平坦化処理によって、平坦化されている。よって、データ線６ａの厚さを厚くすることによりデータ線６ａの低抵抗化を図ることができる。即ち、データ線６ａの厚さを厚くしても、下地絶縁膜１２の表面は、平坦化処理によって平坦化されるので、データ線６ａの厚さに起因した凹凸によって、液晶層５０の液晶分子の配向状態に乱れを生じさせる可能性を低減することができる。
【００６５】
尚、本実施形態に係るＴＦＴ３０は、トップゲート型であるが、ボトムゲート型であってもかまわない。また、ＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａは非単結晶層でも単結晶層でも構わない。単結晶層の形成には、貼り合わせ法等の公知の方法を用いることができる。半導体層１ａを単結晶層とすることで、特に周辺回路の高性能化を図ることができる。
【００６６】
ここで、本実施形態の第２変形例について、図７を参照して説明する。ここに図７は、第２変形例に係る図５と同趣旨の断面図である。
【００６７】
図７に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０における上層側の表面には、上側に向かって窪んだ凹部６ｄが形成されており、データ線６ａは、このような凹部６ｄ内に形成されている。即ち、凹部６ｄは、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、データ線６ａが形成されるべき領域を含むように、ＴＦＴアレイ基板１０における上側表面が掘り込まれることにより形成されており、データ線６ａは、このような凹部６ｄへ埋め込まれている。よって、データ線６ａの厚さに起因して、下地絶縁膜１２の表面に凹凸が生じてしまうことを低減或いは防止できる。言い換えれば、データ線６ａを凹部６ｄへ埋め込むことによって、下地絶縁膜１２の表面を平坦化できる。従って、データ線６ａの厚さに起因した凹凸によって、液晶層５０の液晶分子の配向状態に乱れを生じさせる可能性を低減することができる。更に、データ線６ａの厚さを厚くすると共に凹部６ｄの深さをデータ線６ａの厚さに応じて深くすることにより、下地絶縁膜１２の表面を平坦化しつつ、データ線６ａの低抵抗化を図ることができる。尚、このようなデータ線６ａの凹部６ｄへの埋め込み処理に加えて、下地絶縁膜１２の表面に上述したＣＭＰや研磨処理、スピンコート処理等の平坦化処理を施してもよい。
【００６８】
更に、本実施形態の第３変形例について、図８を参照して説明する。ここに図８は、第３変形例に係る画素スイッチング用ＴＦＴとデータ線とを電気的に接続するコンタクトホールを示す断面図である。
【００６９】
図８に示すように、ＴＦＴ３０の高濃度ソース領域１ｄとデータ線６ａとを電気的に接続するコンタクトホール８１内に形成されるプラグは、例えばタングステン（Ｗ）等の高融点金属からなる第１プラグ層９１と不純物ドープされたポリシリコンからなる第２プラグ層９２とが順に積層された積層構造を有するようにしてもよい。このようにすれば、ＴＦＴ３０を形成する際に例えば１０００℃程度の高温処理を施しても、高濃度ソース領域１ｄとデータ線６ａとを良好に電気的に接続することができる。
【００７０】
（第３層の構成―蓄積容量等―）
図４及び図５において、第４層は、蓄積容量７０で構成されている。蓄積容量７０は、第１層間絶縁膜４１を介してＴＦＴ３０の上層側に設けられており、ＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅ及び画素電極９ａに接続された下側電極７１と、容量線３００の一部からなる上側電極３００ａが、誘電体膜７５を介して対向配置されることにより形成されている。
【００７１】
下側電極７１は、導電性のポリシリコン膜からなり、第１層間絶縁膜４１に開孔されたコンタクトホール８３を介してＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅと電気的に接続されている。即ち、下側電極７１は、画素電位とされる画素電位側容量電極として機能する。下側電極７１の延在部は、第２層間絶縁膜４２を貫通して開孔されたコンタクトホール８５を介して画素電極９ａと電気的に接続されている。即ち、下側電極７１は、画素電位側容量電極としての機能のほか、コンタクトホール８３及び８５を介して、画素電極９ａとＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅとを電気的に中継接続する機能をもつ。尚、下側電極７１の上層側には、後述するように、ＨＴＯ膜が形成されている。
【００７２】
第１層間絶縁膜４１及び第２層間絶縁膜４２は夫々、例えばＮＳＧ（ノンシリケートガラス）によって形成されている。その他、第１層間絶縁膜４１及び第２層間絶縁膜４２には夫々、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）等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等を用いることができる。
【００７３】
誘電体膜７５は、例えば膜厚５〜３００ｎｍ程度の比較的薄い窒化シリコン（ＳｉＮ）膜から構成されている。蓄積容量７０を増大させる観点からは、膜の信頼性が十分に得られる限りにおいて、誘電体膜７５は薄いほどよい。尚、誘電体膜７５は、後述するように、焼成処理が施され緻密さが高められている。
【００７４】
上側電極３００ａは、容量線３００の一部として形成されており、下側電極７１と対向配置された固定電位側容量電極として機能する。容量線３００は、平面的に見ると、図４に示すように、データ線６ａの形成領域に重ねて形成されている。より具体的には容量線３００は、データ６ａに沿って延びる本線部と、図中、走査線３ａと交差する各個所から走査線３ａに沿って左右方向に夫々突出した突出部とを備えている。突出部は、走査線３ａ上の領域を利用して、蓄積容量７０の形成領域の増大に貢献する。また、容量線３００は、画素電極９ａが配置された画像表示領域１０ａからその周囲に延設され、定電位源と電気的に接続されて、固定電位とされている。このような定電位源としては、例えば、データ線駆動回路１０１に供給される正電源や負電源等の定電位源でもよいし、対向基板２０の対向電極２１に供給される対向電極電位でもよい。
【００７５】
ここで本実施形態に係る蓄積容量について、図９を参照して詳細に説明する。ここに図９は、図５のＣ１部分の部分拡大断面図である。
【００７６】
図９に示すように、蓄積容量７０は、下側電極７１、誘電体膜７５及び上側電極３００ａが下層側から順に積層されて形成されている。尚、下側電極７１の上層側には、後述するように、ＨＴＯ膜７２が形成されている。
【００７７】
図９において、下側電極７１は、導電性のポリシリコン膜からなり、上側電極３００ａはアルミニウム等からなる。即ち、蓄積容量７０は、半導体膜、絶縁体膜及び金属膜が順に積層されたＭＩＳ構造を有している。下側電極７１の上層側には、ＨＴＯ膜７２が形成されている。ＨＴＯ膜７２は、ポリシリコン膜からなる下側電極７１の上層側表面を酸化する酸化処理によって形成された高温酸化シリコン膜或いは、ＬＰ（Low Pressure）−ＣＶＤ法により形成された膜からなる。このように下側電極７１と誘電体膜７５との間に形成されたＨＴＯ膜７２によって、蓄積容量７０の耐圧が高められている。ここで、下側電極７１は、ポリシリコン膜からなるので、仮に下側電極７１が例えばアルミニウム等の金属膜からなる場合と比較して、比較的高温での熱処理を伴う酸化処理によって下側電極７１が溶融してしまうことは殆どない。
【００７８】
図９において、誘電体膜７５は、焼成処理が施されることによって緻密さが高められている、即ち、蓄積容量７０の耐圧が高められている。よって、蓄積容量７０におけるリーク電流の発生を抑制或いは防止できる。ここで、下側電極７１は、ポリシリコン膜からなるので、仮に下側電極７１が例えばアルミニウム等の金属膜からなる場合と比較して、比較的高温での熱処理を伴う焼成処理によって下側電極７１が溶融してしまうことは殆どない。尚、誘電体膜７５は、ＳｉＮの他、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等の高誘電率材料の単層膜又は多層膜であってもよい。或いは、これら高誘電率材料よりも誘電率の低い低誘電率材料と共に多層膜としてもよい。
【００７９】
図９において、上側電極３００ａ（言い換えれば、容量線３００）は、第１遮光層３１１、導電層３２０及び第２遮光層３１２が下層側から順に積層された積層構造を有する多層膜からなる。第１遮光層３１１及び第２遮光層３１２はいずれもチタンナイトライド（ＴｉＮ）膜から形成されており、導電層３２０は、アルミニウム（Ａｌ）膜から形成されている。
【００８０】
再び図４に示すように、蓄積容量７０は、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見てＴＦＴ３０のチャネル領域１ａに対向する領域を含む領域に配置され、且つ、ＴＦＴ３０より上層側に配置されている。よって、金属膜からなる上側電極３００ａにより上層側からの入射光に対してＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ´を遮光できる。尚、第１遮光層３１１及び第２遮光層３１２は、ＴｉＮ膜の他、チタン（Ｔｉ）膜、タングステン（Ｗ）膜等の高融点金属膜から形成してもよい。
【００８１】
（第４層の構成―画素電極等―）
図４及び図５において、第３層の全面には第２層間絶縁膜４２が形成され、更にその上に、第４層として画素電極９ａが形成されている。第２層間絶縁膜４２の表面は、下地絶縁膜１２と同様にＣＭＰ等の平坦化処理がなされている。
【００８２】
画素電極９ａ（図４中、破線９ａ'で輪郭が示されている）は、縦横に区画配列された画素領域の各々に配置され、その境界にデータ線６ａ及び走査線３ａが格子状に配列するように形成されている（図４及び図５参照）。画素電極９ａは、例えばＩＴＯ等の透明導電膜からなる。
【００８３】
画素電極９ａは、第２層間絶縁膜４２を貫通するコンタクトホール８５を介して、下側電極７１の延在部と電気的に接続されている。更に、下側電極７１は、上述したように、ＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅと電気的に接続されている。即ち、画素電極９ａとＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅとは、下側電極７１の延在部を中継して中継接続されている。従って、画素電極９ａ及び高濃度ドレイン領域１ｅ間の層間距離が長くて一つのコンタクトホールで両者間を接続するのが困難となる事態を、回避できる。
【００８４】
画素電極９ａ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１６が設けられている。
【００８５】
以上が、ＴＦＴアレイ基板１０側の画素部の構成である。
【００８６】
他方、対向基板２０には、その対向面の全面に対向電極２１が設けられており、更にその上（図５では対向電極２１の下側）に配向膜２２が設けられている。対向電極２１は、画素電極９ａと同様、例えばＩＴＯ膜等の透明導電性膜からなる。尚、対向基板２０と対向電極２１の間には、ＴＦＴ３０における光リーク電流の発生等を防止するため、少なくともＴＦＴ３０と正対する領域を覆うように遮光膜２３が設けられている。
【００８７】
このように構成されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０の間には、液晶層５０が設けられている。液晶層５０は、基板１０及び２０の周縁部をシール材５２（図１及び図２参照）により封止して形成した空間に液晶を封入して形成される。液晶層５０は、画素電極９ａと対向電極２１との間に電界が印加されていない状態において、ラビング処理等の配向処理が施された配向膜１６及び配向膜２２によって、所定の配向状態をとるようになっている。
【００８８】
以上に説明した画素部の構成は、図４及び図５に示すように、各画素部に共通である。前述の画像表示領域１０ａ（図１を参照）には、かかる画素部が周期的に形成されていることになる。他方、このような液晶装置では、画像表示領域１０ａの周囲に位置する周辺領域に、図１及び図２を参照して説明したように、走査線駆動回路１０４及びデータ線駆動回路１０１等の駆動回路が形成されている。
【００８９】
次に、本実施形態に係る液晶装置の容量線の配置について、図１０から図１５を参照して詳細に説明する。ここに、図１０は、本実施形態に係る液晶装置の相隣接する複数の画素群の平面図であり、図１１は、図１０のＢ−Ｂ´線での断面図であり、図１２は、図１０のＣ−Ｃ´断面図である。図１３は、比較例における図１０と同趣旨の平面図であり、図１４は、図１３のＤ−Ｄ´線での断面図であり、図１５は、図１３のＥ−Ｅ´線での断面図である。尚、図１０及び図１３では、データ線６ａ及び画素電極９ａの図示を省略してある。また、図１２及び図１５では、配向膜１６、液晶層５０、及び対向基板２０側の各要素の図示を省略してある。
【００９０】
本実施形態では、データ線６ａは、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、Ｙ方向に延在している。本実施形態では特に、データ線６ａは、図４及び図５を参照して上述したように、ＴＦＴ３０の下層側に配置されている。よって、図１０及び図１１に示すように、ＴＦＴ３０の上層側に配置された容量線３００を、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、データ線６ａと重なるようにＹ方向に沿って、分断することなく配線できる。従って、図１０及び図１２に示すように、容量線３００を、Ｘ方向では分断するように配線できる。言い換えれば、Ｘ方向に沿って相隣接する各画素に設けられた上側電極３００ａを容量線３００によって、電気的に接続する必要がない。
【００９１】
図１３及び図１４に比較例として示すように、仮に、データ線６ａが蓄積容量７０の上層側に配置された場合には、容量線３００に対して互いに反対側に配置されることとなるデータ線６ａと高濃度ソース領域１ｄとを電気的に接続するコンタクトホール８１０を形成するために、容量線３００をＹ方向に沿って分断せずに配線することが困難となり、容量線３００は、実践上、Ｙ方向では分断せざるを得ない。このため、図１３に示すように、容量線３００は、Ｘ方向に沿って、分断せずに配線する必要がある。言い換えれば、Ｘ方向に沿って相隣接する各画素に設けられた上側電極３００ａを繋ぐように配線される。更に、図１３及び図１５に示すように、容量線３００は、画素電極９ａと下側電極７１とを電気的に接続するコンタクトホール８５と、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て重ならないように配線する必要がある。即ち、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、Ｘ方向（即ち、走査線３ａに沿った方向）の遮光幅ｄ２内に、コンタクトホール８５と容量線３００との両方を配置する必要がある。よって、遮光幅ｄ２を狭くする、即ち、画素の開口率を向上させることが困難である。尚、図１４に示すように、上述した比較例においては、ＴＦＴ３０よりも下層側に、戻り光に対する遮光膜１１ａが設けられている。更に、蓄積容量７０の上層側に設けられたデータ線６ａと画素電極９ａとを層間絶縁するための第３層間絶縁膜４３が設けられている。
【００９２】
しかるに本実施形態では特に、上述したように、データ線６ａがＴＦＴ３０の下層側に配置されているので、容量線３００を、Ｘ方向では分断するように配線できる。即ち、Ｘ方向に沿って相隣接する各画素に設けられた上側電極３００ａを繋ぐように配線する必要がない。よって、図１０に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、Ｘ方向の遮光幅ｄ１内にコンタクトホール８５だけを配置することができる、即ち、遮光幅ｄ１内にコンタクトホール８５と容量線３００との両方を配置する必要がない。よって、遮光幅ｄ１を狭くする、即ち、画素の開口率を向上させることが可能である。
【００９３】
尚、図１３から図１５を参照して上述した比較例において、仮にデータ線よりも上層側に配置された、上側電極とは相異なる導電膜から容量線を形成した場合には、Ｙ方向に沿って分断せずに容量線を配線することはできるが、積層構造が複雑化してしまう、更にはコストアップにも繋がってしまうおそれがある。
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る液晶装置について、図１６及び図１７を参照して説明する。ここに図１６は、第２実施形態における図４と同趣旨の平面図であり、図１７は、図１６のＦ−Ｆ´線での断面図である。尚、図１６及び図１７において、図１から図１５に示した第１実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。
【００９４】
図１６及び図１７に示すように、本実施形態では特に、複数のＴＦＴ３０は夫々、Ｙ方向（即ち、データ線６ａに沿った方向）に相隣接して配置された一対のＴＦＴ３０における、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見てＹ方向に対する高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅの向きが相互にミラー対称となるように配置されている。更に、Ｙ方向に第i（但し、iは偶数または奇数のいずれかをとる）番目のＴＦＴ３０（ｉ）の高濃度ドレイン領域１ｅをデータ線６ａに電気的に接続するコンタクトホール８２０と、Ｙ方向に第i＋１番目のＴＦＴ３０（ｉ＋１）の高濃度ドレイン領域１ｅをデータ線６ａに電気的に接続するコンタクトホール８２０とは、共通である。他の構成については、上述した第１実施形態に係る液晶装置と概ね同様である。
【００９５】
図１６及び図１７に示すように、本実施形態では特に、複数のＴＦＴ３０は夫々、Ｙ方向に相隣接して配置された一対のＴＦＴ３０における、Ｙ方向に対する高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅの向きが相互にミラー対称となるように配置されている。例えば、上下方向を、Ｙ方向とすれば、一対のＴＦＴ３０は、上下反転した或いは上下ミラー反転したＴＦＴ３０ということになる。そして、このようにミラー対称に配置された複数のＴＦＴ３０は、Ｙ方向に第i番目のＴＦＴ３０（ｉ）とデータ線６ａとを接続するコンタクトホール８２０と、Ｙ方向に第i＋１番目のＴＦＴ３０（ｉ＋１）とデータ線６ａとを接続するコンタクトホール８２０とは、共通である。
【００９６】
従って、一つのコンタクトホール８２０のみによって、一対のＴＦＴ（図中、ＴＦＴ３０（ｉ）とＴＦＴ３０（ｉ＋１））の両方についての高濃度ドレイン領域１ｅとデータ線６ａとの電気的な接続をとることが可能となる。
【００９７】
即ち、仮に、画素毎に別々に蓄積容量７０を設け且つ画素毎に別々にコンタクトホール８２０を介してＴＦＴ３０とデータ線６ａとの電気的な接続をとる場合に比べて、本実施形態によれば、コンタクトホールの数を飛躍的に少なくことが可能となる。尚、一対のＴＦＴとしては、好ましくは、全てのＴＦＴが夫々、隣接するＴＦＴと一対をなして、各対について、コンタクトホール８２０が共通とされる。これにより、上述の如きコンタクトホール数の削減という効果は最大限得られる。但し、コンタクトホール８２０が共通とされる一対のＴＦＴが一つだけ存在すれば、上述の如きコンタクトホール数の削減という効果は相応に得られる。
【００９８】
以上の結果、本実施形態の液晶装置によれば、蓄積容量７０による表示特性の向上を図りつつ、狭ピッチ化による小型化・高精細化が実現可能となる。
＜製造方法＞
次に、上述した第１実施形態に係る液晶装置の製造方法について、図１８から図２２を参照して説明する。ここに図１８から図２２は、本実施形態に係る液晶装置を製造する一連の製造工程を示す工程断面図である。尚、図１８、図１９、図２１及び図２２では、図５に示した画素部の断面図に対応して示してあり、図２０では、図９に示した蓄積容量の部分拡大断面図に対応して示してある。尚、ここでは、第１実施形態における液晶装置のうち、主要部分である走査線、ＴＦＴ、データ線、蓄積容量及び画素電極の形成工程に関して主に説明することにする。
【００９９】
先ず、図１８に示すように、データ線形成工程によって、ＴＦＴアレイ基板１０上に、所定のパターンで、例えばタングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）等の導電性遮光膜を積層して、データ線６ａを形成する。その後、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に下地絶縁膜１２の前駆膜１２ａを形成する。前駆膜１２ａの表面には、下層側のデータ線６ａに起因した凹凸が生じる。そこで、前駆膜１２ａを厚めに成膜し、例えばＣＭＰ処理によって図中の点線の位置まで削り取り、その表面を平坦化することによって下地絶縁膜１２を得る。下地絶縁膜１２は、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法等によりＴＥＯＳ（テトラ・エチル・オルソ・シリケート）ガス、ＴＥＢ（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等のシリケートガラス膜、窒化膜や酸化シリコン膜等から形成する。この下地絶縁膜１２の膜厚は、例えば約５００ｎｍ〜２０００ｎｍ程度、好ましくは約８００ｎｍ程度とする。
【０１００】
次に、図１９に示すように、下地絶縁膜１２の表面の所定位置にエッチングを施し、データ線６ａに達する深さのコンタクトホール８１を開孔した後、コンタクトホール８１内に、導電材料からプラグを形成する。続いて、ＴＦＴ３０を、データ線６ａとゲート電極としての走査線３ａとの交差に対応する領域に形成する。尚、ＴＦＴ３０を形成する工程には、通常の半導体集積化技術を用いることができる。また、ＴＦＴ３０を形成する工程において、アニール処理或いはアニーリング処理等の熱処理が施され、ＴＦＴ３０の特性が高められる。この際のアニール温度は、約９００〜１３００℃、好ましくは例えば約１０００℃程度である。
【０１０１】
次に、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に第１層間絶縁膜４１を形成する。第１層間絶縁膜４１は、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法等によりＴＥＯＳガス、ＴＥＢガス、ＴＭＯＰガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ等のシリケートガラス膜、窒化膜や酸化シリコン膜等から形成される。この第１層間絶縁膜４１の膜厚は、例えば約５００ｎｍ〜２０００ｎｍ程度、好ましくは約８００ｎｍ程度とする。ここで好ましくは、８００℃程度の高温でアニール処理し、第１層間絶縁膜４１の膜質を向上させる。尚、第１層間絶縁膜４１の形成後、その表面を、例えばＣＭＰ処理等によって平坦化してもよい。
【０１０２】
次に、第１層間絶縁膜４１の表面の所定位置にエッチングを施し、高濃度ドレイン領域１ｅに達する深さのコンタクトホール８３を開孔する。続いて、所定のパターンで導電性のポリシリコン膜を積層し、下側電極７１を形成する。下側電極７１は、コンタクトホール８３によって高濃度ドレイン領域１ｅとひとつながりに接続する。
【０１０３】
続いて、図２０（ａ）に示すように、ポリシリコン膜からなる下側電極７１の上層側表面に酸化処理を施す、或いは、ＬＰ−ＣＶＤ法により、高温酸化シリコン膜からなるＨＴＯ膜７２を形成する。
【０１０４】
次に、図２０（ｂ）に示すように、ＨＴＯ膜７２上に、原子層堆積法即ちＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法によってＳｉＮ膜を積層し、誘電体膜７５を形成する。この際、誘電体膜７５を焼成する焼成処理を行なう。よって、誘電体膜７５の緻密さを向上させることができ、蓄積容量７０の耐圧を高めることができる。更に、ＡＬＤ法によって誘電材料を積層することにより誘電体膜７５を形成するので、誘電体膜７５をより薄く高精度に形成することができる。本実施形態によれば、ＨＴＯ膜７２と誘電体膜７５に対する焼成処理とによって、蓄積容量７０の耐圧が高められるので、誘電体膜７５を薄く形成してもリーク電流は殆ど或いは好ましくは全く発生しない。即ち、高耐圧且つ大容量の蓄積容量７０を形成することが可能である。尚、誘電体膜７５は、ＳｉＮの他、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＨｆＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の高誘電率材料の単層膜又は多層膜として形成してもよい。或いは、これら高誘電率材料よりも誘電率の低い低誘電率材料と共に多層膜として形成してもよい。
【０１０５】
次に、図２０（ｃ）に示すように、所定のパターンで上側電極３００ａ（言い換えれば、容量線３００）を形成する。即ち、先ず、誘電体膜７５上に、所定のパターンで、ＴｉＮを積層し、第１遮光層３１１を形成する。次に、第１遮光層３１１の上に所定パターンで、Ａｌを積層し、導電層３２０を形成する。次に、導電膜３２０上に所定パターンで、ＴｉＮを積層し、第２遮光膜３１２を形成する。この際、上側電極３００ａは、所定のパターンとして、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見てＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ´に対向する領域を含む領域に形成する。よって、第１遮光層３１１及び第２遮光層３１２を含む上側電極３００ａにより、ＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ´を確実に遮光できる。
【０１０６】
次に、図２１に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０上の全面に、例えば５００℃未満で行なうプラズマＣＶＤ法により、ＴＥＯＳガスを用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ等のシリケートガラス膜からなる第２層間絶縁膜４２を形成する。この第２層間絶縁膜４２の膜厚は、例えば約４００ｎｍ程度とする。よって、第２層間絶縁膜４２を形成する際に、例えば５００℃以上に加熱する処理を必要としない。従って、金属膜からなる上側電極３００ａ（言い換えれば、容量線３００）を殆ど或いは好ましくは全く溶融してしまうことなく、第２層間絶縁膜４２を形成することができる。尚、高密度プラズマＣＶＤ法によって第２層間絶縁膜４２を形成してもよい。尚、第２層間絶縁膜４２の形成後、その表面を、ＣＭＰ処理等によって平坦化してもよい。
【０１０７】
次に、図２２に示すように、第２層間絶縁膜４２の表面の所定位置にエッチングを施し、下側電極７１の延在部に達する深さのコンタクトホール８５を開孔する。続いて、所定のパターンでＩＴＯ等の透明導電膜を積層し、画素電極９ａを形成する。画素電極９ａは、コンタクトホール８５によって下側電極７１の延在部とひとつながりに接続する。よって、画素電極９ａは、下側電極７１の延在部によって、高濃度ドレイン領域１ｅと電気的に中継接続される。
【０１０８】
以上説明した液晶装置の製造方法によれば、上述した第１実施形態の液晶装置を製造できる。本実施形態では特に、ＴＦＴアレイ基板１０上の積層構造が比較的単純であるので、製造プロセスの単純化を図ることができ、歩留まりも向上可能である。尚、製造プロセスの単純化は、製造コストの低減にもつながる。
【０１０９】
次に、上述した液晶装置の製造方法の変形例について、図２３を参照して説明する。ここに図２３は、本実施形態の液晶装置の製造方法の変形例に係る凹部形成工程及びデータ線形成工程を示す工程断面図である。
【０１１０】
図２３に変形例として示すように、データ線６ａを形成するデータ線形成工程の前に、凹部形成工程によって、ＴＦＴアレイ基板１０の表面に、データ線６ａを形成する領域において、上側に向かって窪んだ凹部６ｄを形成してもよい。
【０１１１】
即ち、先ず、図２３（ａ）に示すように、凹部形成工程によって、ＴＦＴアレイ基板１０の表面におけるデータ線６ａが形成されるべき領域にエッチングを施し、上側に向かって窪んだ凹部６ｄを形成する。
【０１１２】
次に、図２３（ｂ）に示すように、データ線形成工程によって、ＴＦＴアレイ基板１０上の凹部６ｄ内に、例えばタングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）等の導電性遮光膜を積層して、データ線６ａを形成する。その後、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に下地絶縁膜１２を形成する。即ち、データ線６ａを、凹部６ｄへ埋め込むように形成する。よって、データ線６ａの厚さに起因して、下地絶縁膜１２の表面に凹凸が生じてしまうことを低減或いは防止できる。尚、下地絶縁膜１２の形成後、その表面を、ＣＭＰ処理等によって平坦化してもよい。
＜電子機器＞
次に、上述した電気光学装置である液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について説明する。
【０１１３】
先ず、この液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。図２４は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。この図２４に示されるように、プロジェクタ１１００内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド１１０４内に配置された４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原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇに入射される。
【０１１４】
液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇの構成は、上述した液晶装置と同等であり、画像信号処理回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。このダイクロイックプリズム１１１２においては、Ｒ及びＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。従って、各色の画像が合成される結果、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。
【０１１５】
ここで、各液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇによる表示像について着目すると、液晶パネル１１１０Ｇによる表示像は、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂによる表示像に対して左右反転することが必要となる。
【０１１６】
尚、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇには、ダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。
【０１１７】
尚、図２４を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型のパーソナルコンピュータや、携帯電話、液晶テレビ、ビューファインダ型、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、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。
【０１１８】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置、電気光学装置の製造方法及び該電気光学装置を備えてなる電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】第１実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ´線断面図である。
【図３】第１実施形態に係る液晶装置の画素における各種素子等の等価回路図である。
【図４】第１実施形態に係る液晶装置の相隣接する複数の画素群の平面図（その１）である。
【図５】図４のＡ−Ａ´線断面図である。
【図６】第１変形例に係るデータ線の平面レイアウトを示す平面図である。
【図７】第２変形例に係る図５と同趣旨の断面図である。
【図８】第３変形例に係る画素スイッチング用ＴＦＴとデータ線とを電気的に接続するコンタクトホールを示す断面図である。
【図９】図５のＣ１部分の部分拡大断面図である。
【図１０】第１実施形態に係る液晶装置の相隣接する複数の画素群の平面図（その２）である。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ´線断面図である。
【図１２】図１０のＣ−Ｃ´断面図である。
【図１３】比較例における図１０と同趣旨の平面図である。
【図１４】図１３のＤ−Ｄ´線断面図である。
【図１５】図１３のＥ−Ｅ´線断面図である。
【図１６】第２実施形態における図４と同趣旨の平面図である。
【図１７】図１６のＦ−Ｆ´線断面図である。
【図１８】第１実施形態に係る液晶装置を製造する一連の製造工程を示す工程断面図（その１）である。
【図１９】第１実施形態に係る液晶装置を製造する一連の製造工程を示す工程断面図（その２）である。
【図２０】第１実施形態に係る液晶装置を製造する一連の製造工程を示す工程断面図（その３）である。
【図２１】第１実施形態に係る液晶装置を製造する一連の製造工程を示す工程断面図（その４）である。
【図２２】第１実施形態に係る液晶装置を製造する一連の製造工程を示す工程断面図（その５）である。
【図２３】第１実施形態に係る液晶装置の製造方法の変形例に係る凹部形成工程及びデータ線形成工程を示す工程断面図である。
【図２４】電気光学装置を適用した電子機器の一例たるプロジェクタの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１ａ´…チャネル領域、２…絶縁膜、３ａ…走査線、６ａ…データ線、９ａ…画素電極、７…サンプリング回路、１０…ＴＦＴアレイ基板、１０ａ…画像表示領域、１２…下地絶縁膜、１６…配向膜、２０…対向基板、２１…対向電極、２３…遮光膜、２２…配向膜、３０…ＴＦＴ、４１…第１層間絶縁膜、４２…第２層間絶縁膜、５０…液晶層、５２…シール材、５３…額縁遮光膜、７０…蓄積容量、７１…下側電極、７２…ＨＴＯ膜、７５…誘電体膜、８１、８３、８５、８１０、８２０…コンタクトホール、９１…第１プラグ層、９２…第２プラグ層、１０１…データ線駆動回路、１０２…外部回路接続端子、１０４…走査線駆動回路、１０６…上下導通端子、１０７…上下導通材、３００…容量線、３００ａ…上側電極、３１１…第１遮光層、３１２…第２遮光層、３２０…導電層
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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