(57)【要約】【課題】  高寿命・高品質な画素部を備えた電子機器を提供する。【解決手段】  基板１００上には、画素毎にアクティブ素子としてＴＦＴが形成される。層間絶縁膜１１４を介してＴＦＴのドレイン電極１１３と金属材料でなる画素電極１１５とが接続されている。隣接する金属材料でなる画素電極１１５の隙間において、層間絶縁膜１１４には溝部が形成されている。この溝部と画素電極１１５の隙間に光吸収物１２２が埋め込まれている。光吸収物１２２では光は反射されないため、画素電極１１５以外での反射光が無くなり、高コントラストの表示ができる。また画素電極１１５を光吸収物１２２によって光が完全に遮蔽できるため、ＴＦＴの光劣化が防止できる。【選択図】図１
2007226268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のトランジスタを覆う第１の層間絶縁膜と、
前記第１の層間絶縁膜上に形成された配線と、
前記第１の層間絶縁膜上に形成され、前記配線を覆う第２の層間絶縁膜と、
前記第２の層間絶縁膜上に形成された複数の画素電極と、
前記第２の層間絶縁膜に設けられた溝部と、を有し、
前記溝部は隣接する前記画素電極の隙間と重なり、絶縁性の光吸収物が埋め込まれており、
前記溝部と前記隙間と前記配線とは重なる位置に形成されており、
前記光吸収物の表面は前記画素電極の表面よりも突出していることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
請求項１において、
前記光吸収物は、顔料またはカーボン系材料が分散された酸化系塗布膜からなることを特徴とする電子機器。
【請求項３】
請求項１において、
前記光吸収物は、顔料またはカーボン系材料が分散された有機樹脂からなることを特徴とする電子機器。
【請求項４】
請求項３において、
前記光吸収物は、顔料またはカーボン系材料が分散されたアクリルからなることを特徴とする電子機器。
【請求項５】
請求項３において、
前記光吸収物は、顔料またはカーボン系材料が分散されたポリイミドからなることを特徴とする電子機器。
【請求項６】
請求項３において、
前記光吸収物は、顔料またはカーボン系材料が分散されたポリアミドからなることを特徴とする電子機器。
【請求項７】
請求項３において、
前記光吸収物は、顔料またはカーボン系材料が分散されたポリイミドアミドからなることを特徴とする電子機器。
【請求項８】
請求項３において、
前記光吸収物は、顔料またはカーボン系材料が分散されたエポキシからなることを特徴とする電子機器。
【請求項９】
複数のトランジスタを覆う第１の層間絶縁膜を形成し、
前記第１の層間絶縁膜上に配線を形成し、
前記第１の層間絶縁膜上に、前記配線を覆う第２の層間絶縁膜を形成し、
前記第２の層間絶縁膜上に導電膜を形成し、
前記導電膜上にレジストを形成し、
前記レジストをマスクとして前記導電膜をエッチングすることによって、隣接する画素電極の隙間と前記配線とが重なる位置になるように複数の画素電極を形成し、
前記レジストをマスクとして前記第２の層間絶縁膜をエッチングすることによって、前記隙間及び前記配線と重なる位置に溝部を形成し、
前記溝部の内部と、前記レジストマスク表面上と、に絶縁性の光吸収物を形成し、
前記光吸収物及び前記レジストをエッチングすることによって、前記溝部の内部の前記光吸収物及び前記レジストの一部を残存させ、
前記レジストのみを除去することによって、前記光吸収物を前記画素電極の表面よりも突出した形状に加工することを特徴とする電子機器の作製方法。
【請求項１０】
請求項９において、
前記光吸収物は、顔料またはカーボン系材料が分散された酸化系塗布膜からなることを特徴とする電子機器の作製方法。
【請求項１１】
請求項９において、
前記光吸収物は、顔料またはカーボン系材料が分散された有機樹脂からなることを特徴とする電子機器の作製方法。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記光吸収物は、顔料またはカーボン系材料が分散されたアクリルからなることを特徴とする電子機器の作製方法。
【請求項１３】
請求項１１において、
前記光吸収物は、顔料またはカーボン系材料が分散されたポリイミドからなることを特徴とする電子機器の作製方法。
【請求項１４】
請求項１１において、
前記光吸収物は、顔料またはカーボン系材料が分散されたポリアミドからなることを特徴とする電子機器の作製方法。
【請求項１５】
請求項１１において、
前記光吸収物は、顔料またはカーボン系材料が分散されたポリイミドアミドからなることを特徴とする電子機器の作製方法。
【請求項１６】
請求項１１において、
前記光吸収物は、顔料またはカーボン系材料が分散されたエポキシからなることを特徴とする電子機器の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の画素電極を有する画素部を有するアクティブマトリクスパネルや、画素部を備えた携帯電話、パソコン等の電子機器およびその作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報システムにおいて、電気信号（画像信号）を光信号に変換し、表示を行う液晶パネル等のフラットディスプレイが注目されている。フルカラー表示や動画像表示を行うため、これらフラットディスプレイの表示方法としてマトリクス駆動方式が採用されている。
【０００３】
図９に従来の反射型のアクティブマトリクス型液晶表示の画素部の断面図を示す。図９はいわゆるＴＦＴ基板と呼ばれる基板の断面図に相当する。絶縁表面を有する基板１上には画素毎に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２が形成されている。ＴＦＴ２は活性層３、ゲイト絶縁膜４、ゲイト電極５、活性層３のソース／ドレイン領域に接続されたソース電極６、ドレイン電極７を有する。
【０００４】
ゲイト電極５とソース電極６、ドレイン電極７は第１の層間絶縁膜８により絶縁分離されている。ソース電極６、ドレイン電極７を覆って第２の層間絶縁膜１１が設けられている。第２の層間絶縁膜１１上にはブラックマトリクス１２が形成され、ブラックマトリクス１２を覆って第３の層間絶縁膜１３が形成されている。画素電極（反射電極）１４は第２、第３の層間絶縁膜１１、１３に形成されたコンタクトホールを介して、ＴＦＴ２のドレイン電極７に接続されている。
【０００５】
配向膜形成、ラビング処理等の工程を経て、対向電極が形成された基板と、図９に示す素子基板とが貼り合わされる。基板間に液晶材料を封止され、反射型液晶表示装置のセル組が完了する。
【０００６】
なお、図９ではブラックマトリクス１２は分断されるように図示されているが、隣接する画素電極１４の隙間２０を塞ぐように、層間絶縁膜１１上に格子状に一体的に形成されている。ブラックマトリクス１２によって画素電極の隙間２０から入射した光が遮断される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、ＨＤＴＶ（高品位テレビ）、ＳＸＧＡ表示、写真ネガの読み取り装置等の表示装置の市場では、多画素化と高密度化が要求され、そのため画素ピッチが微細化が進められている。しかしながら画素ピッチが微細化されるに伴って、隣接する画素電極の隙間の占める割合が相対的に広くなるため、画素電極の隙間による問題が無視できなくなっている。
【０００８】
画素電極の隙間による第１の問題とは、図９の従来例の反射型パネルでは、通常ブラックマトリクス１２は金属材料で形成される。そのため入射光３０が画素電極の隙間２０から入射すると、この光がブラックマトリクス１２やさらに画素電極１４によって乱反射されるおそれがある。このような乱反射光３１（矢印で図示する）がＴＦＴ２に照射されるとＴＦＴ２を劣化させたり、クロストークが発生してしまう。また、乱反射光３２（矢印で図示する）のように画素電極１４での反射光に混入してしまうと、コントラストを低下させ、特に黒レベルを低下させてしまうという問題が生ずる。
【０００９】
第２に、液晶表示装置の場合では、画素電極の隙間２０の段差部で液晶分子の配向が乱れてしまう。透過型パネルではセルギャップが７〜１０μｍと、比較的厚いので、セルギャップに占める段差（画素電極の厚さ）の割合が小さく、配向の乱れは表示に大きな影響を与えずに済む。
【００１０】
しかしながら、反射型液晶パネルのセルギャップは２〜４μｍ程度であり、強誘電性・反強誘電性液晶パネルのセルギャップは液晶分子のらせんを解くため２μｍ以下であり、透過型に比べ非常に狭い。よってこれら液晶パネルでは、セルギャップに占める段差の割合は大きくなるので、液晶分子の乱れの影響が大きくなり、コントラストを低下させる原因となっている。
【００１１】
本発明の目的は、上述した課題を解消して、高寿命・高信頼性であり、また高画質表示が可能な画素部を備えた電子機器、およびその作製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するための本発明の電子機器の構成は、複数のアクティブ素子と、前記複数のアクティブ素子を覆う絶縁物層と、前記絶縁物層上に形成された複数の画素電極とが配置された画素領域を有する電子機器であって、
前記絶縁物層には、隣接する前記画素電極の隙間と重なる空隙を有する溝部が設けられ、
前記溝部、あるいは前記溝部および前記隣接する画素電極の隙間に、絶縁性の光吸収物を埋め込めこむことを特徴とする電子機器。
【００１３】
また、本発明の電子機器の作製方法の構成は、複数のアクティブ素子と、前記複数のアクティブ素子を覆う絶縁物層と、前記絶縁物層上に形成された複数の画素電極とが配置された画素領域を有する電子機器の作製方法であって、
前記絶縁物層上に前記複数の画素電極を形成する第１の工程と、
隣接する前記画素電極の隙間に存在する前記絶縁物層を除去して、溝部を形成する第２の工程と、
前記溝部に埋め込まれた絶縁性の光吸収物を形成する第３の工程と
を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の電子機器の作製方法の他の構成は、
前記絶縁物層上に前記複数の画素電極を形成する第１の工程と、
隣接する前記画素電極の隙間に存在する前記絶縁物層を除去して、溝部を形成する第２の工程と、上記第２の工程の以降、前記溝部および前記画素電極の前記隙間に埋め込まれ、かつ前記複数の画素電極表面を覆う絶縁性の光吸収物を形成する第３の工程と、  少なくとも前記複数の画素電極表面を覆っている前記光吸収物を除去して、前記画素電極表面を露出する第４の工程を有することを特徴とする。
【００１５】
更に本発明の電子機器の作製方法の他の構成は、
前記絶縁物層上に導電膜を形成し、前記導電膜上にレジストマスクを形成し前記導電膜をパターニングして、前記複数の画素電極を形成する第１の工程と、
前記レジストマスクを残存させた状態で、隣接する前記画素電極の隙間に存在する前記絶縁物層を除去して、溝部を形成する第２の工程と、
前記溝部および前記画素電極の前記隙間に埋め込まれ、かつ前記レジストマスク表面を覆う絶縁性の光吸収物を形成する第３の工程と、
少なくとも前記レジストマスク表面を覆っている絶縁性の光吸収物と前記レジストマスクとを除去して、前記画素電極表面を露出させる第４の工程と
を有することを特徴とする電極構造の作製方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明においては、画素電極の隙間に形成される溝部に光吸収物を埋め込んだことにより、画素電極の隙間から光が入射することを完全に防止することができる。特に、画素電極を金属膜で構成することによって、画素電極と光吸収物にて光を完全に遮光できるため、アクティブ素子の光劣化を防止したり、クロストークを防止することができる。
【００１７】
また、本発明の光吸収物が埋め込まれる溝部は自己整合的に形成され、更に光吸収物のパターニング工程が不要なため、製造方法が簡略化され、また画素領域の開口率を損なうことなく形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１を用いて本実施形態を説明する。図１（Ａ）は本実施形態の画素部の正面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の線Ａ−Ａ’で切った断面図である。
【００１９】
図１（Ｂ）に示すように、基板１００上には、画素毎にアクティブ素子としてＴＦＴが形成されている。ＴＦＴはソース領域１０７、ドレイン領域１０８、チャネル形成領域１０９を有する活性層と、活性層を覆うゲイト絶縁膜１０２と、ゲイト電極１０５と、ソース電極１１１と、ドレイン電極１１３とを有する。
【００２０】
これらＴＦＴを覆って層間絶縁膜１１４が形成されている。層間絶縁膜１１４を介してＴＦＴのドレイン電極１１３と画素電極１１５とが接続されている。層間絶縁膜１１４には隣接する画素電極１１５の隙間と重なる部分に溝部が形成されている。光吸収物１２２はこの溝部と画素電極１１５の隙間に埋め込まれ、図１（Ａ）に示すように光吸収物１２２は一体的に格子状に設けられている。
【００２１】
光吸収物１２２を形成するには、図５（Ａ）に示すように、隣接する画素電極１１５の隙間と空隙が重なるように層間絶縁膜１１４をエッチング除去して、溝部１２０を形成する。画素電極１１５をエッチングマスクとして機能させることで、溝部１２０は自己整合的に形成され、画素電極１１５の端面（分断面）と層間絶縁膜１１４の溝部１２０の側面が概略同一平面をなすように形成される。
【００２２】
次に図５（Ｂ）に示すように、層間絶縁膜１１４の溝部１２０および画素電極の隙間に埋め込まれ、かつ複数の画素電極１１５の表面を覆うように絶縁性の光吸収物１２１を形成する。次に、ドライエッチングやＣＭＰの手段によって、画素電極１１５の表面を覆っている光吸収物１２１を除去して、図１に示すように複数の画素電極１１５の表面を露出させる。層間絶縁膜１１４の溝部および画素電極１１５の隙間に残存した部分が、図１の光吸収物１２２として機能する。
【００２３】
本実施形態では、光吸収物１２２が形成される溝部は自己整合的に形成され、また光吸収物１２２のパターニング工程が不要なため、作製工程は簡単である。また光吸収物１２２は画素電極１１５の面積（開口率）を縮小することなく形成できる。
【００２４】
本実施形態において、光吸収物１２２は少なくとも層間絶縁膜１１４に形成された溝部に存在させる。層間絶縁膜１１４の溝部の光吸収物１２２によって、画素部１１５の隙間から入射する光は吸収されて、反射したり透過したりしない。従って画素電極１１５を金属材料にて形成することにより、画素電極１１５と光吸収物１２２によって完全に光が遮蔽できるので、ＴＦＴの光劣化が防止でき、さらにクロストークも防止できる。
【００２５】
層間絶縁膜１１４の溝部、および画素電極１１５の隙間に光吸収物１２２を埋め込むことにより、画素電極１１５の段差部が低くなる。例えば本発明の画素部を液晶パネルに応用した場合には、画素電極１１５の段差部での液晶分子の配向の乱れを抑制できる。より好ましくは画素電極１１５の表面と光吸収物１２２の表面を概略同一平面とする。これにより、基板間で液晶分子の配向状態が均一化され、ディスクリネーションが防止できる。
【００２６】
また、光吸収物１２２を画素電極よりも突出させることもできる。これにより光吸収物１１２上に配置される液晶分子は画素電極１１５と対向電極が作る電界に応答しにくくなるので、表示に寄与する画素電極１１５上の液晶分子の応答を乱すことがなくなり、高画質表示が可能になる。
【００２７】
光吸収物１２２は光を吸収する着色された絶縁材料で形成される。画素電極１１５の隙間の微細な溝部に充填されるため、光吸収物はスピンコート法で形成できる塗布膜が好適である。このような塗布膜として、アクリル、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、エポキシから選ばれた有機樹脂や、ＰＳＧ、ＳｉＯ2 等の酸化珪素系塗布膜を用いることができる。またこれら絶縁材料を着色するには、絶縁材料中に顔料やカーボン系材料を分散させる。
【００２８】
以下、図１〜図８を用いて、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２９】
本実施例では、本発明を反射型液晶表示装置に応用した例を説明する。図１は本実施例の画素部の構成図であり、図１（Ａ）は画素部の正面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の線Ａ−Ａ’で切った断面図である。
【００３０】
図１に示す画素部において、絶縁表面を有する基板１００上には画素毎にアクティブ素子としてＴＦＴが形成されている。ＴＦＴを覆って層間絶縁膜１１４が形成されている。層間絶縁膜１１４を介してＴＦＴのドレイン電極１１３と金属材料でなる画素電極１１５とが接続されている。層間絶縁膜１１４には、隣接する画素電極１１５の隙間に空隙が重なるように溝部が形成されている。この溝部と画素電極１１５の隙間に光吸収物１２２が埋め込まれている。
【００３１】
図１（Ａ）に示すように、画素電極１１５の隙間に光吸収物１２２は一体的に格子状に設けられ、画素電極１１５の隙間から光が侵入するのを防止している。以下、図２〜図６を用いて、図１に示す画素部の作製工程を説明する。
【００３２】
絶縁表面を有する基板１００を用意する。基板１００には、ガラス基板や石英基板が用いられる。ガラス基板を用いる場合は、その表面にＮａイオン等の不純物の拡散を防止するための酸化珪素でなる下地絶縁膜を形成すると良い。
【００３３】
基板１００上に画素毎にＴＦＴの活性層１０１を形成する。活性層１０１を形成するには厚さ４０〜１００ｎｍ、ここでは厚さ５０ｎｍの非晶質シリコンを成膜し、多結晶化し、この多結晶化されたシリコンを島状に分離し活性層１０１を形成する。そして、しきい値制御のために活性層１０１にボロンをドーピングする。次に基板全体にゲイト絶縁膜１０２として機能する酸化珪素膜を成膜する。酸化珪素膜の厚さは１２０ｎｍとする。
【００３４】
ゲイト絶縁膜１０２上に、ゲイト電極・配線を構成する導電膜を形成する。本実施例では、Ｓｃを微量に添加したアルミニウム膜を４００ｎｍの厚さに形成する。アルミニウム膜をパターニングして、ゲイト電極１０４、ゲイト配線１０５を形成する。ゲイト電極１０４はゲイト配線１０５と一体的に形成され、配線１０５から延在した構成とされる。
【００３５】
ゲイト電極・配線１０４、１０５を陽極とした陽極酸化処理を施し、その表面に陽極酸化膜１０６を形成する。この陽極酸化膜１０６はゲイト電極・配線１０４、１０５を電気的に物理的に保護する機能を有する。なお、図２（Ａ）では陽極酸化膜１０６は省略されている。
【００３６】
次に、イオンドーピング法にて、リンイオンを活性層１０１にドープする。ゲイト電極１０４がマスクになるため、ソース領域１０７、ドレイン領域１０８、チャネル形成領域１０９が自己整合的に形成される。ドーピング終了後、レーザ照射または熱処理によって、ドーピングされたリンを活性化すると同時に、ドーピングによって損傷した活性層をアニールする。
【００３７】
なお、図２（Ａ）は画素部の上面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の線Ａ−Ａ’で切った断面図である。以降の工程を図３を用いて説明する。図３（Ａ）は画素部の上面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の線Ａ−Ａ’で切った断面図である。
【００３８】
図３（Ｂ）に示すように、第１の層間絶縁膜１１０を成膜する。ここでは、プラズマＣＶＤ法により厚さ２０ｎｍの窒化珪素膜を成膜し、連続して、厚さ８００ｎｍの窒化酸化珪素膜を成膜する。そして、層間絶縁膜１１０にソース／ドレイン領域１０７、１０８に達するコンタクトホールを開口する。
【００３９】
次に、チタン膜／アルミニウム膜／チタン膜でなる積層膜を成膜する。各チタン膜の厚さは１００ｎｍとし、アルミニウム膜の厚さは３００ｎｍとする。この積層膜をパターニングしてソース電極１１１、ソース配線１１２、ドレイン電極１１３をそれぞれ形成する。ソース電極１１１はソース配線１１２と一体的に形成され、配線１１２から延在した構成とされる。以上の工程により、画素部のＴＦＴが完成する。
【００４０】
以降の工程を図４を用いて説明する。図４（Ａ）は画素部の上面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の線Ａ−Ａ’で切った断面図である。
【００４１】
図４（Ｂ）に示すように、ＴＦＴを覆う厚さ１〜２μｍの第２の層間絶縁膜１１４を形成する。ここでは、層間絶縁膜１１４として厚さ１．５μｍのアクリル膜を形成する。
【００４２】
層間絶縁膜１１４の材料には有機樹脂膜が好ましい。有機樹脂膜はスピンコート法にて溶液を塗布することで成膜できるため、下部の凹凸を相殺して、表面が平坦な膜に成膜することができる。有機樹脂膜として、具体的には、アクリル、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、エポキシ等が用いられる。また、有機樹脂の他に塗布膜として、ＰＳＧ、ＳｉＯ2 等の酸化珪素系塗布膜を用いることができる。
【００４３】
層間絶縁膜１１４にドレイン電極１１３に達するコンタクトホールを開口する。次に、画素電極１１５を構成する金属膜を成膜する。アルミニウム膜を厚さ２００〜４００ｎｍ、ここでは厚さ３００ｎｍにスパッタ法にて成膜する。次にアルミニウム膜上にパターニング用のレジストマスク１１６を形成する。このマスク１１６を用いてアルミニウム膜をパターニングし、画素電極１１５を形成する。なお、図４（Ａ）においては、レジストマスク１１６は省略されている。
【００４４】
各画素電極１１５は画素毎にＴＦＴのドレイン電極１１３に接続され、またＸ方向、Ｙ方向それぞれ間隔Px、Pyを隔てて、マトリクス状に配置されている。間隔Px、Pyは開口率が最大になるようなデザインルールのみに従って設定すれば良く、間隔Px、Pyは１〜３μｍ程度とすることができる。ここでは間隔Px、Pyを２μｍとする。
【００４５】
次に、図５に示すように、画素電極１１５をエッチングマスクに用いて、第２の層間絶縁膜１１４に溝部１２０を自己整合的に形成する。溝部１２０を形成するには、プラズマエッチングやＲＩＥ（反応性イオンエッチング）等のドライエッチング法を用いる。本実施例では、プラズマエッチング法を用い、エッチングガスは、Ｏ2 とＣＦ4 の混合ガスを用いる。ＣＦ4 の濃度は全ガスに対して１〜１０％とする。ＣＦ4 の濃度、圧力等の条件によりエッチングレートが制御できる。またエッチングガスによって、画素電極１１５の表面が変質されないようにするため、画素電極１１５の保護するためレジストマスク１１６は残存させてエッチングを行う。
【００４６】
ここではＣＦ4 の濃度が５％のエッチングガスを用い、プラズマエッチングによって、画素電極１１５の隙間の第２の層間絶縁膜１１４を深さ約１μｍ除去し、溝部１２０を形成する。図５（Ａ）の断面図では溝部１２０は個々に分離されているように図示されているが、実際には、溝部１２０は画素電極１１５の隙間に重なるように、格子状に一体的に形成される。
【００４７】
次に図５（Ｂ）に示すように、レジストマスク１１６を剥離した後、溝部１２０、隣接する画素電極１１５の隙間に充填され、かつ画素電極１１５表面を覆う絶縁物層１２１を形成する。本実施例では、スピンコート法にて黒色顔料を分散させたアクリル樹脂を塗布し硬化して、黒色のアクリルでなる絶縁物層１２１を形成する。
【００４８】
溝部１２０の深さは１μｍであり、またその幅は２μｍである。このような微細な格子状のパターンを画素部全体で絶縁物層１２１によって充填するため、絶縁物層１２１は溶液から形成できる塗布膜を用いる。このような塗布膜としてアクリル、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、エポキシ等の有機樹脂が用いられる。本実施例で用いたアクリルは液晶材料よりも比誘電率が低く、列記した樹脂材料のなかで最も安価であるという特長がある。また溶液から形成できる膜として、ＰＳＧ、ＳｉＯ2 等の酸化珪素系塗布膜を用いることができる。
【００４９】
また、絶縁物層１２１に、従来のブラックマトリクスと同様の遮光機能を持たせるため、黒色顔料を分散させたが、カーボン系材料を分散させることもできる。また顔料は黒色に限定されるものではなく、絶縁物層１２１が光を吸収できるような色であれば良い。
【００５０】
次に、Ｏ2 アッシング等のドライエッチング処理により、画素電極１１５表面を覆う絶縁物層１２１を除去して、図１（Ｂ）に示すように隣接する画素電極１１５の隙間、および溝部１２０のみ絶縁物層１２１を残す。残存された絶縁物層１２１が光吸収物１２２となる。図１（Ｂ）では光吸収物は個々に分離されて図示されているが、実際には図１（Ａ）に示すように光吸収物１２２は画素電極１１５の隙間を埋めて、格子状に一体的に形成される。
【００５１】
本実施例では光吸収物１２２を形成する手段にＯ2 アッシングを用いる。アッシングのエッチングレートは代表的には０．３〜１μｍ／分程度であることを考慮すると、図５（Ｂ）において、画素電極１１５を覆う絶縁物層１２１の厚さｔ1が０．３〜１．５μｍ程度となるようにする。ｔ1 の厚さは、絶縁物層１２１を形成する際のスピナ−の回転速度や、絶縁物層１２１の原料溶液の粘度等により制御できる。
【００５２】
更に、画素電極１２１の反射率を損なわないようにするため、Ｏ2 アッシングでは画素電極１１５表面を覆う絶縁物層１２１を完全に除去する必要がある。画素電極１１５表面を覆う絶縁物層１２１を完全に除去される以前に、少なくとも溝部１２０に埋め込まれた絶縁物層１２１（後の光吸収物１２２となる部分）が除去されないようにするため、画素電極１１５の厚さと溝部１２０深さを加算した厚さｔ0 、即ち光吸収物１２２の厚さｔ0 は、アッシングされる絶縁物層１２１の厚さｔ1 よりも厚くする。これによってエッチングのマージンが確保でき、画素電極１１５の隙間および溝部１２０に埋め込まれた絶縁物層１２１を除去しないようすることができる。
【００５３】
図５（Ｂ）において、ｔ0 は溝部１２０の深さ１μｍと、画素電極の厚さ３００ｎｍを加算した値の１．３μｍであり、ここでは除去される絶縁物層１２１の厚さｔ1 は０．５μｍとした。
【００５４】
なおここでは、溝部１２０は絶縁物層１１４に凹状に形成したが、深さｔ0 を稼ぐため絶縁物層１１４を貫通するように形成してもよい。この場合は、溝部１２０はゲイト配線１０５、ソース配線１１２が成す格子（図４参照）に沿って形成されるので、絶縁物層１１４を貫通するとソース配線１１２表面がエッチングガスに曝される。この場合には、ソース配線１１２表面はエッチングガスによって変質されない材料であることが必要である。
【００５５】
また画素電極の間隔Px、Pyは１〜３μｍ程度であるので、アッシング工程において、画素電極１１５の隙間にはプラズマが殆ど入り込まず、この箇所の絶縁物層１２１は除去され難い。そのためアッシングによって、画素電極１１５の表面に形成された絶縁物層１２１は除去して、画素電極１１５の隙間および溝部１２０に埋め込まれた絶縁物層１２１を残存させることが可能である。この残存した絶縁物層１２１が図１の光吸収物１２２に相当する。
【００５６】
なお、図１では、光吸収物１２２の表面と画素電極１１５が一致するよう図示されているが、上記したようにＯ2アッシングでは画素電極１１５表面を覆う絶縁物層１２１を完全に除去する必要がある。このため、図６（Ａ）において、１５０で示すように、画素電極１１５の隙間の絶縁物層１２１が一部除去される場合もある。しかし図５（Ａ）のように、光吸収物１２２の表面が画素電極１１５の表面よりも低くくなっていても、画素電極１１５の隙間を通過する光は光吸収物１２２によって遮光できる。
【００５７】
即ち、画素電極１１５の隙間を通過する光を遮光するためには、少なくとも溝部１２０の側面および底面を光吸収物１２２によって被覆すればよい。従って、画素電極１１５表面を覆う絶縁物層１２１を完全に除去するために、図６（Ｂ）において１６０で示すように、画素電極１１５の隙間の絶縁物層１２１を殆ど除去してもよい。
【００５８】
光吸収物１２２を形成し図１に示す画素部が完成した後、公知のセル組工程により反射型液晶表示装置を完成する。なお液晶材料は常誘電性液晶、もしくは強誘電性液晶、反強誘電性液晶等表示モードに合わせて適宜に選択する。
【００５９】
本実施例では光吸収物１２２は黒色顔料が分散されたアクリルで構成されているため、その表面で光が乱反射することがない。よって表示に寄与する光は画素電極１１５で反射された光だけとなるので、コントラストの高い表示が行える。    
【００６０】
また、光吸収物１２２を光が透過することがなく、画素電極１１５の材料は金属であるため、画素電極１１５と光吸収物１１２によって、ＴＦＴに光が照射されることが完全に防止できるので、光劣化が防止できる。
【００６１】
また、光吸収物１２２を画素電極１１５の隙間にも埋め込むことにより、画素電極１１５の段差を緩和できる。この結果、画素電極１１５の段差部での液晶分子の配向の乱れを抑制できる。この効果は反射型表示装置だけでなく、透過型表示装置でも得ることができる。なお、透過型表示装置の場合は、光吸収物１２２の他に、ＴＦＴの活性層を遮光するブラックマトリクスを形成する必要がある。    
【００６２】
また本実施例では、光吸収物１２２が埋め込まれる溝部は自己整合的に形成され、また光吸収物１２２はパターニング工程が不要なため、工程が簡略化できる。更に開口率を損なうことなく形成できる。
【実施例２】
【００６３】
実施例１では、光吸収物１２２を形成する際に、画素電極１１５表面を覆う余分な絶縁物層１２１を除去する手段として、ドライエッチング法を用いた。本実施例では、余分な絶縁物層１２１を除去する手段にＣＭＰ（化学的機械的研磨）を用いる。
【００６４】
先ず、実施例１と同様の工程に従って、図５（Ｂ）に示す構造を作製する。そしてＣＭＰによって、画素電極１１５表面を覆う余分な絶縁物層１２１を研磨し除去する。ＣＰＭの条件は絶縁物層１２１は研磨するが画素電極１５５をできるだけ研磨しないように、スラリの種類や研磨布の回転数を設定することで、画素電極１５５表面が露出した時にＣＭＰを終了させることが可能である。
【００６５】
このため、画素電極１５５表面の硬度と絶縁物層１２１の硬度差ができるだけ大きくなるようにする。例えば、実施例１のようにアルミニウム材料で画素電極１５５を形成した場合、その表面を陽極酸化処理等によって酸化してアルミナを形成すればよい。
【実施例３】
【００６６】
図７は本実施例の光吸収物の作製工程の説明図である。本実施例では、光吸収物の他の作製方法を説明する。図８ではＴＦＴを一部のみを図示した。また、図７において図１〜図５と同じ符号は同じ部材を示す。
【００６７】
先ず、実施例１と同様の工程に従って、図５（Ａ）に示す構造を作製する。そして、図７（Ａ）に示すように画素電極１１５のパターニング用のレジストマスク１１６を残存させた状態で、絶縁物層２０１を形成する。この絶縁物層２０１は後に光吸収物を構成するものであり、着色された絶縁物材料でなる。
【００６８】
本実施例でも実施例１と同様に、絶縁物層２０１をスピンコート法にて黒色顔料を分散させたアクリル樹脂を塗布し、硬化して、黒色のアクリルで形成する。これは、溝部１２０および画素電極１１５の隙間を絶縁物層２０１によって充填するためである。アクリル樹脂の他、スピンコート法で作成可能なポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、エポキシ等の有機樹脂や、ＰＳＧ、ＳｉＯ2 等の酸化珪素系塗布膜を用いることが可能である。なお絶縁物層２０１には黒色顔料を分散させたが、カーボン系材料を分散させることもできる。
【００６９】
次に、Ｏ2 アッシング等のドライエッチング処理により、画素電極１１５表面を覆う絶縁物層２０１を除去する。エッチングを継続し、レジストマスク１１６と共にこの隙間に充填されていた絶縁物層２０１も除去する。そしてレジストマスク１１６が厚さｈ程残存した状態でエッチングを終了する。厚さｈはエッチング時間により制御できる。
【００７０】
図７（Ｂ）の状態で、溝部１２０、画素電極１１５の隙間、レジストマスク１１６の隙間に充填された絶縁物層２０１が残存する。これが光吸収物２０２となる。そして、図７（Ｃ）に示すように、専用の剥離液によってレジストマスク１１６のみを剥離する。この結果、画素電極１１５表面から突出して、光吸収物２０２が形成される。
【００７１】
光吸収物２０２を画素電極１１５表面突出させることにより、光吸収物２０２上に（画素電極１１５の隙間上に）存在する液晶分子は近傍の画素電極１１５が作る電界の作用がおよび難く、応答させないようにできる。画素電極１１５の間に存在する液晶分子は表示に寄与しないため、このような液晶分子を応答させないことにより、画素電極１１５上に存在する液晶分子の応答不良が防止でき、高画質表示が可能になる。
【００７２】
また図７に示す工程では、絶縁物層２０１とレジストマスレジストマスク１１６のエッチングレートがほぼ同じ、もしくは絶縁物層２０１のエッチングレートが高い場合に特に有効であり、レジストマスク１１６を厚さｈだけ残すことで、光吸収物２０２を画素電極１１５から突出させることができる。
【００７３】
一方絶縁物層２０１よりもレジストマスク１１６のエッチングレートが高くなるように双方の材料を選択することも可能である。この場合にはレジストマスク１１６を完全に除去するまでエッチングを行う。エッチングが終了した時点では、エッチングレートの差により絶縁物層２０１が画素電極１１５の表面よりも突出して残存させることができる。また、レジストマスク１１６が完全に除去されたか否かはエッチング装置にてモニタリング可能であるが、レジストマスク１１６を残存させる厚さｈは時間で制御しており、モニタリング不可能なので、完全に除去するほうがレジストマスク１１６を残存させてエッチングを終了させるよりも制御性・再現性に優れる。
【００７４】
また、本実施例では光吸収物２０２を画素電極１１５表面よりも突出させるようにしたが、エッチング時間を延長してレジストマスク１１６を完全に除去し、光吸収物２０２の表面が画素電極１１５表面とほぼ同じになるようにすることもできる。また図６において１５０、１６０で示すように、画素電極１１５表面よりも陥没した状態までエッチングしても良く、光吸収物２０２を少なくとも層間絶縁膜１１４の溝部１２０に残存させればよい。
【００７５】
あるいは図７（Ａ）の構造まで作製した後、実施例２で説明したＣＭＰ工程によって、光吸収物２０２を形成することもできる。この場合、絶縁物層２０１と共にレジストマスク１１６も研磨除去して、画素電極１１５表面を露出させればよい。
【００７６】
なお、実施例１〜３において画素部のアクティブ素子はトップゲイト型のＴＦＴにしたが、この構造に限定されるものではなく、ボトムゲイト型ＴＦＴ等の他の構造のＴＦＴでもよい。またＴＦＴに限らず、ダイオード、ＭＩＭ素子等を形成することができる。
【００７７】
また、実施例１〜３では基板１００に絶縁性のガラスや石英を用いたが、反射型の画素部を形成する場合は単結晶シリコン基板を用いることができる。この場合には、アクティブマトリクス素子として、単結晶シリコン基板にＭＯＳ型トランジスタを形成すればよい。単結晶シリコン基板を用いることにより、画素電極１１５と光吸収物１２２によって基板表面からの光が遮蔽されると共に、基板裏面からの光も遮蔽できる。
【実施例４】
【００７８】
図８は本実施例の電子機器の概略外観図である。本実施例では、本発明の電子機器の応用製品を説明する。本発明を応用した電子機器として、ビデオカメラ、スチルカメラ、プロジェクタ、ヘッドマウントディスプレイ、カーナビゲイション、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話）等が挙げられる。
【００７９】
図８（Ａ）はモバイルコンピュータ（モービルコンピュータ）であり、本体２００１、カメラ部２００２、受像部２００３、操作スイッチ２００４、反射型液晶表示装置２００５で構成される。
【００８０】
図８（Ｂ）はヘッドマウントディスプレイであり、本体２１０１、一対の反射型液晶表示装置２１０２、本体を頭部に固定するためのバンド部２１０３で構成される。一対の液晶表示装置は左眼用の画像、右眼用の画像をそれぞれ表示される。使用者はこの画像を光学系を介して視覚する。すると目前に大画面が表示されているように視覚することができる。
【００８１】
図８（Ｃ）は携帯電話であり、本体２２０１、音声出力部２２０２、音声入力部２２０３、反射型液晶表示装置２２０４、操作スイッチ２２０５、アンテナ２２０６で構成される。
【００８２】
図８（Ｄ）はビデオカメラであり、本体２３０１、反射型液晶表示表示装置２３０２、音声入力部２３０３、操作スイッチ２３０４、バッテリー２３０５、受像部２３０６で構成される。
【００８３】
図８（Ｅ）はリア型プロジェクタであり、本体２４０１内部に配置された光源２４０２から出射した光は、反射型液晶表示装置２４０３の画素部で反射・変調される。この反射光は偏光ビームスプリッタ２５０４、リフレクタ２５０５、２５０６を経て、スクリーン２５０７に投影され、画像として表示される。
【００８４】
図８（Ａ）〜（Ｅ）に示す電子機器において、反射型液晶表示装置２００５、２１０２、２２０２、２３０２、２４０３には、本発明の画素部が設けられ、またこの画素部を制御するための周辺駆動回路も画素部と同一基板上に形成されている。また、液晶材料は強誘電性液晶、反強誘電性液晶等、表示モードに合わせて適宜に選択する。
【００８５】
本発明の画素部の構造によって、アクティブ素子の光劣化が防止されるため、長寿命化、信頼性の向上が図れる。特に、図８（Ｅ）のリア型プロジェクタのように強い光を照射する電子機器に非常に有効である。
【００８６】
また、画素電極以外の反射光が無くなるため、高コントラストの高い、高画質表示が実現できる。この効果は、図８（Ｅ）のリア型プロジェクタのように、画像を数十〜数百倍にも拡大投影するような電子機器に非常に有効である。
【００８７】
また、光吸収物によって画素電極の段差を平坦化もしくは緩和されているため、段差部での液晶分子の配向の乱れが無くなり、この配向の乱れによって生じていたコントラストの低下、特に黒表示の低下をなくすことができる。
【００８８】
液晶分子の配向の乱れを防止する効果は、セルギャップが２〜４μｍ程度の反射型液晶表示装置や、セルギャップが２μｍ以下の強誘電性液晶・反強誘電性液晶表示装置に特に有効である。更に、図８（Ｅ）に示すプロジェクタは画素数が多く、その面積が微細なので、配向の乱れを防止することは画質の向上に非常に効果的である。プロジェクタの他の構成を図８（Ｆ）に示す。
【００８９】
図８（Ｆ）はフロント型プロジェクタであり、本体２５０１において、光源２５０２からの光は透過型液晶表示装置２５０３で変調されて透過する。この透過光は光学系２５０４によってスクリーン２５０５に投影され、画像が表示される。本発明の画素部が透過型表示装置２５０３に用いられており、高精細な表示が実現できる。
【００９０】
なお実施例１〜４では、液晶表示装置について説明したが、本発明の画素部はＥＬ表示装置等の他のアクティブマトリクス型表示装置に応用でき、光吸収物により画素部のアクティブ素子の光劣化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】実施例１の画素部の正面図と断面図。
【図２】実施例１の画素部の作製工程を説明するための正面図と断面図。
【図３】実施例１の画素部の作製工程を説明するための正面図と断面図。
【図４】実施例１の画素部の作製工程を説明するための正面図と断面図。
【図５】実施例１の画素部の作製工程を説明するための断面図。
【図６】実施例１の光吸収物の作製工程を説明するための溝部の拡大図。
【図７】実施例３の画素部の作製工程を説明するための断面図。
【図８】実施例４の電子機器の応用製品の説明図。
【図９】従来例の画素部の正面図と断面図。
【符号の説明】
【００９２】
１００  基板
１０１  活性層
１０２  ゲイト絶縁膜
１０４  ゲイト電極
１０５  ゲイト配線
１０７  ソース領域
１０８  ドレイン領域
１０９  チャネル形成領域
１１０  第１の層間絶縁膜
１１１  ソース電極
１１２  ソース配線
１１３  ドレイン電極
１１４  第２の層間絶縁膜
１１５  画素電極
１１６  レジストマスク
１２０  溝部
１２１  絶縁物層
１２２  光吸収物
２０１  絶縁物層
２０２  光吸収物
【図１】
2007226268.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007226268.tif 000007
【図６】
2007226268.tif 000008
【図７】
2007226268.tif 000009
【図８】
2007226268.tif 000010
【図９】
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