(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上に下地膜と、複数のＴＦＴと、前記ＴＦＴの一方の不純物領域に電気的に接続された画素電極と、前記ＴＦＴと前記画素電極との間にある層間膜と、隣り合う前記画素電極を絶縁分離する少なくとも１つの絶縁膜と、を含むアクティブマトリクス基板と、
少なくとも対向電極を有する対向基板と、
前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に挟持された液晶層と、を備えた液晶表示装置において、
前記層間膜は遮光性を有する材料から成り、前記絶縁膜の表面と前記画素電極の表面とは平坦化されており、
前記下地膜は、黒色顔料を分散させた溶液塗布系絶縁膜から成ることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
ガラス基板上に下地膜と、複数のＴＦＴと、前記ＴＦＴの一方の不純物領域に電気的に接続された画素電極と、前記ＴＦＴと前記画素電極との間にある層間膜と、隣り合う前記画素電極を絶縁分離する少なくとも１つの絶縁膜と、を含むアクティブマトリクス基板と、
少なくとも対向電極を有する対向基板と、
前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に挟持された液晶層と、を備えた液晶表示装置において、
前記絶縁膜および層間膜は遮光性を有する材料から成り、前記絶縁膜の表面と前記画素電極の表面とは平坦化されており、
前記下地膜は、黒色顔料を分散させた溶液塗布系絶縁膜から成ることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
ガラス基板上に下地膜と、複数のＴＦＴと、前記ＴＦＴの一方の不純物領域に電気的に接続された画素電極と、前記ＴＦＴと前記画素電極との間にある複数の層間膜と、隣り合う前記画素電極を絶縁分離する少なくとも１つの絶縁膜と、を含むアクティブマトリクス基板と、
少なくとも対向電極を有する対向基板と、
前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に挟持された液晶層と、を備えた液晶表示装置において、
前記複数の層間膜のうち少なくとも１層は遮光性を有する材料から成り、前記絶縁膜の表面と前記画素電極の表面とは平坦化されており、
前記下地膜は、黒色顔料を分散させた溶液塗布系絶縁膜から成ることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
前記絶縁膜は遮光性を有する材料から成る請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記画素電極は高反射率の材料から成る請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記画素電極は、アルミニウム、あるいはアルミニウムを主成分とする材料から成る請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記絶縁膜は、有機性樹脂膜から成る請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記絶縁膜は、カーボン系材料あるいは顔料を分散させた有機性樹脂膜から成る請求項１乃至７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記層間膜は、カーボン系材料あるいは顔料を分散させた有機性樹脂膜から成る請求項１乃至８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記有機性樹脂膜は、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、アクリルのうちの一種あるいは複数種の材料から成る請求項７乃至９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記アクティブマトリクス基板上にドライバー回路、メモリ、ＣＰＵまたはクロック制御回路のうち少なくとも１つを備えた請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記溶液塗布系絶縁膜は、ＰＳＧまたはＢＳＧである請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
ガラス基板上に下地膜と、複数のＴＦＴと、前記ＴＦＴの一方の不純物領域に電気的に接続された画素電極と、前記ＴＦＴと前記画素電極との間にある層間膜と、隣り合う前記画素電極を絶縁分離する少なくとも１つの絶縁膜と、を含むアクティブマトリクス基板と、を備えた電子デバイスにおいて、
前記層間膜は遮光性を有する材料から成り、前記絶縁膜の表面と前記画素電極の表面とは平坦化されており、
前記下地膜は、黒色顔料を分散させた溶液塗布系絶縁膜から成ることを特徴とする電子デバイス。
【請求項１４】
ガラス基板上に下地膜と、複数のＴＦＴと、前記ＴＦＴの一方の不純物領域に電気的に接続された画素電極と、前記ＴＦＴと前記画素電極との間にある層間膜と、隣り合う前記画素電極を絶縁分離する少なくとも１つの絶縁膜と、を含むアクティブマトリクス基板と、を備えた電子デバイスにおいて、
前記絶縁膜および層間膜は遮光性を有する材料から成り、前記絶縁膜の表面と前記画素電極の表面とは平坦化されており、
前記下地膜は、黒色顔料を分散させた溶液塗布系絶縁膜から成ることを特徴とする電子デバイス。
【請求項１５】
ガラス基板上に下地膜と、複数のＴＦＴと、前記ＴＦＴの一方の不純物領域に電気的に接続された画素電極と、前記ＴＦＴと前記画素電極との間にある複数の層間膜と、隣り合う前記画素電極を絶縁分離する少なくとも１つの絶縁膜と、を含むアクティブマトリクス基板と、を備えた電子デバイスにおいて、
前記複数の層間膜のうち少なくとも１層は遮光性を有する材料から成り、前記絶縁膜の表面と前記画素電極の表面とは平坦化されており、
前記下地膜は、黒色顔料を分散させた溶液塗布系絶縁膜から成ることを特徴とする電子デバイス。
【請求項１６】
前記絶縁膜は遮光性を有する材料から成る請求項１５に記載の電子デバイス。
【請求項１７】
前記画素電極は高反射率の材料から成る請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項１８】
前記画素電極は、アルミニウム、あるいはアルミニウムを主成分とする材料から成る請求項１７に記載の電子デバイス。
【請求項１９】
前記絶縁膜は、有機性樹脂膜から成る請求項１３乃至１８のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項２０】
前記絶縁膜は、カーボン系材料あるいは顔料を分散させた有機性樹脂膜から成る請求項１３乃至１９のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項２１】
前記層間膜は、カーボン系材料あるいは顔料を分散させた有機性樹脂膜から成る請求項１３乃至２０のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項２２】
前記有機性樹脂膜は、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、アクリルのうちの一種あるいは複数種の材料から成る請求項１９乃至２１のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項２３】
前記アクティブマトリクス基板上にドライバー回路、メモリ、ＣＰＵまたはクロック制御回路のうち少なくとも１つを備えた請求項１３乃至２２のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項２４】
前記溶液塗布系絶縁膜は、ＰＳＧまたはＢＳＧである請求項１３乃至２３のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本明細書で開示する発明は、薄膜半導体を用いた半導体装置で構成される液晶表示装置に関する。また、液晶表示装置を備えた電子デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、モバイルコンピュータや携帯電話（ＰＨＳを含む）等の携帯情報端末機器（携帯機器）が急速に普及してきたため、反射型液晶表示装置が注目されている。反射型液晶表示装置は光源となるバックライトを必要としないため、携帯機器の小型化、軽量化、低消費電力化を実現できる。
【０００３】
ここで図６を用いて、従来の反射型液晶表示装置を構成する複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）がマトリクス状に形成されるアクティブマトリクス基板の作製工程を説明する。なお本願では、液晶に印加される電界を制御するため画素ＴＦＴをマトリクス状に配置した回路を画素マトリクス回路と呼ぶ。画素マトリクス回路は、液晶表示装置の画像表示領域を構成する回路である。
【０００４】
まず、図６において６０１は絶縁表面を有する基板、６０２は第１の画素ＴＦＴの活性層、６０３は第２の画素ＴＦＴの活性層である。第１の画素ＴＦＴと第２の画素ＴＦＴとの間の距離は画素ピッチに相当し、高精細な表示になるほど短くなる傾向にある。
【０００５】
図６では便宜上第１および第２の画素ＴＦＴのみに注目しているが、実際には数十〜数百万個の画素ＴＦＴによってアクティブマトリクス基板が構成されている。
【０００６】
また、６０４はゲイト絶縁膜である。そして、その上にはゲイト電極６０５、６０６が形成される。このゲイト電極６０５、６０６は、図示しないゲイト線と接続している。こうして図６（Ａ）の構成が得られる。
【０００７】
次に、一導電性を付与する不純物イオン（Ｎ型ならばリン（Ｐ）、Ｐ型ならばボロン（Ｂ））を活性層６０２、６０３に添加する。その結果、ソース領域６０７、６０８、ドレイン領域６０９、６１０、およびチャネル形成領域６１１、６１２が形成される（図６（Ｂ））。
【０００８】
次に、第１の層間絶縁膜６１３を形成し、コンタクトホールを開けてソース電極６１４、６１５、およびドレイン電極６１６、６１７を形成する。こうして図６（Ｃ）に示す構成が得られる。
【０００９】
さらに、第２の層間絶縁膜６１８を形成し、その上にブラックマスク６１９、６２０を形成する。その上には第３の層間絶縁膜６２１を形成し、最後に画素電極６２２、６２３を形成する。画素電極６２２、６２３は入射光を反射する金属薄膜で形成し、反射電極としての機能を持たせる（図６（Ｄ））
【００１０】
この時、ブラックマスク６１９、６２０は、画素電極（反射電極）６２２、６２３の隙間となる領域の下方に配置される。なお、図６（Ｄ）では、代表的に第１の画素ＴＦＴおよび第２の画素ＴＦＴのみ注目しているが、実際には数十〜数百万個の画素ＴＦＴの画素電極のそれぞれの間に存在する隙間に重なるようにブラックマスクが形成されており、マトリクス状に配置されている。この様に配置されたブラックマスク６１９、６２０は画素電極６２２、６２３の隙間から光が漏れることを防ぐ役割を果たす。
【００１１】
以上の工程によって、図６（Ｄ）に示すような複数の画素ＴＦＴが形成されたアクティブマトリクス基板が完成する。そしてこの後、公知のセル組み工程によってアクティブマトリクス基板と対向基板とを貼り合わせ、アクティブマトリクス基板と対向基板との間に液晶を注入し、挟持することで反射型液晶表示装置が完成する。
【００１２】
なお、図６（Ｄ）に示す構造とは異なる例としてソース電極６１４、６１５と画素電極６２２、６２３との隙間を重ね合わせることによって、ソース電極６１４、６１５をブラックマスクとして利用することもできる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
近年装置および素子の小型化に伴い、上記のようなブラックマスクを用いることに問題が生じてきた。一つには、前述のソース／ドレイン電極の線幅を微細化するにあたって、ブラックマスクの高度な位置合わせ精度が要求され、ブラックマスクのわずかなずれが結果として前述した光漏れ（リーク）につながることがある。この光漏れによって入射光の一部がＴＦＴの活性層に到達し、ＴＦＴの性能の悪化を招く。
【００１４】
上記に述べたブラックマスクの位置合わせ精度を補償するために、ブラックマスクの面積を拡大する方法が取られてきた。しかし、ブラックマスクの面積を拡大すると、結果として開口率の低下につながっていた。
【００１５】
また、最近では、強い光源を用いることが多く、上述した光リークがＴＦＴの活性層に及ぼす影響は深刻な問題となっている。
【００１６】
さらに、隣り合う画素電極間に隙間が存在する、つまり段差が存在することによって、画素電極の上部に設けられる配向膜にもその段差の影響が及んでしまう。結果として、液晶分子の配向の乱れが生じ、ディスクリネーションが発生することになる。
【００１７】
また、上記段差部（画素電極のエッジ）で光の散乱が生じ、入射光の効率が低下するといった問題も浮上してきた（特に反射型液晶表示装置の場合）。この光の散乱を防ぎ、有効効率を高めることが要求されている。
【００１８】
本発明は、従来の反射型および透過型表示装置のブラックマスクに工夫を施すことによって、画素電極の隙間からの光漏れを防ぎ、ＴＦＴの活性層に光が到達することを防ぐことを目的とする。また、画素電極間の段差を解消し、平坦な配向膜を得ることによって、ディスクリネーションのない画質の良好な反射型および透過型表示装置、ならびにこれらの表示装置を用いた電子デバイスを提供することを課題とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明のある実施態様によると、複数のＴＦＴと、前記ＴＦＴの一方の不純物領域に電気的に接続された画素電極と、前記ＴＦＴと前記画素電極との間にある層間膜と、隣り合う前記画素電極を絶縁分離する少なくとも１つの絶縁膜と、を少なくとも含むアクティブマトリクス基板と、少なくとも対向電極を有する対向基板と、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に挟持された液晶層と、を少なくとも備えた液晶表示装置であって、前記絶縁膜は遮光性を有する材料から成り、前記絶縁膜の表面と前記画素電極の表面とは平坦化されている液晶表示装置が提供される。このことによって上記課題が達成される。
【００２０】
前記画素電極は透明電極であってもよい。
【００２１】
前記画素電極は高反射率の材料から成るっていてもよい。
【００２２】
前記画素電極は、アルミニウム、あるいはアルミニウムを主成分とする材料から成っていてもよい。
【００２３】
前記層間膜は遮光性を有する材料から成っていてもよい。
【００２４】
前記絶縁膜は、カーボン系材料あるいは顔料を分散させた有機性樹脂膜から成っていてもよい。
【００２５】
前記有機性樹脂膜は、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、アクリルのうちの一種あるいは複数種の材料から成っていてもよい。
【００２６】
本発明の別の実施態様によると、複数のＴＦＴと、前記ＴＦＴの一方の不純物領域に電気的に接続された画素電極と、前記ＴＦＴと前記画素電極との間にある複数の層間膜と、隣り合う前記画素電極を絶縁分離する少なくとも１つの絶縁膜と、を少なくとも含むアクティブマトリクス基板と、少なくとも対向電極を有する対向基板と、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に挟持された液晶層と、を少なくとも備えた液晶表示装置であって、前記複数の層間膜および絶縁膜のうち少なくとも１層は遮光性を有する材料から成り、前記絶縁膜の表面と前記画素電極の表面とは平坦化されている液晶表示装置が提供される。このことにより上記目的が達成される。
【００２７】
前記画素電極は高反射率の材料から成っていてもよい。
【００２８】
前記画素電極は、アルミニウム、あるいはアルミニウムを主成分とする材料から成っていてもよい。
【００２９】
前記絶縁膜および前記複数の層間膜のうち少なくとも１層は、カーボン系材料あるいは顔料を分散させた有機性樹脂膜から成っていてもよい。
【００３０】
前記有機性樹脂膜は、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、アクリルのうちの一種あるいは複数種の材料から成っていてもよい。
【００３１】
本発明の別の実施態様によると、複数のＴＦＴと、前記ＴＦＴの一方の不純物領域に電気的に接続された画素電極と、前記ＴＦＴと前記画素電極との間にある層間膜と、隣り合う前記画素電極を絶縁分離する少なくとも１つの絶縁膜と、を少なくとも含むアクティブマトリクス基板と、少なくとも対向電極を有する対向基板と、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に挟持された液晶層と、を少なくとも備えた電子デバイスであって、前記絶縁膜は遮光性を有する材料から成り、前記絶縁膜の表面と前記画素電極の表面とは平坦化されている電子デバイスが提供される。このことにより、上記目的が達成される。
【００３２】
前記画素電極は透明電極であってもよい。
【００３３】
前記画素電極は高反射率の材料から成っていてもよい。
【００３４】
前記画素電極は、アルミニウム、あるいはアルミニウムを主成分とする材料から成っていてもよい。
【００３５】
前記層間膜は遮光性を有する材料から成っていてもよい。
【００３６】
前記絶縁膜は、カーボン系材料あるいは顔料を分散させた有機性樹脂膜から成っていてもよい。
【００３７】
前記有機性樹脂膜は、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、アクリルのうちの一種あるいは複数種の材料から成っていてもよい。
【００３８】
本発明の別の実施態様によると、複数のＴＦＴと、前記ＴＦＴの一方の不純物領域に電気的に接続された画素電極と、前記ＴＦＴと前記画素電極との間にある複数の層間膜と、隣り合う前記画素電極を絶縁分離する少なくとも１つの絶縁膜と、を少なくとも含むアクティブマトリクス基板と、少なくとも対向電極を有する対向基板と、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に挟持された液晶層と、を少なくとも備えた電子デバイスであって、前記複数の層間膜および絶縁膜のうち少なくとも１層は遮光性を有する材料から成り、前記絶縁膜の表面と前記画素電極の表面とは平坦化されている、電子デバイスが提供される。このことによって、上記目的が達成される。
【００３９】
前記画素電極は高反射率の材料から成っていてもよい。
【００４０】
前記画素電極は、アルミニウム、あるいはアルミニウムを主成分とする材料から成っていてもよい。
【００４１】
前記絶縁膜および前記複数の層間膜のうち少なくとも１層は、カーボン系材料あるいは顔料を分散させた有機性樹脂膜から成っていてもよい。
【００４２】
前記有機性樹脂膜は、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、アクリルのうちの一種あるいは複数種の材料から成っていてもよい。
【００４３】
本発明の別の実施態様によると、複数のＴＦＴと、前記ＴＦＴの一方の不純物領域に電気的に接続された画素電極と、前記ＴＦＴと前記画素電極との間にある層間膜と、隣り合う前記画素電極を絶縁分離する少なくとも１つの絶縁膜と、を少なくとも含むアクティブマトリクス基板と、少なくとも対向電極を有する対向基板と、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に挟持された液晶層と、を少なくとも備えた液晶表示装置であって、前記絶縁膜および層間膜は遮光性を有する材料から成り、前記絶縁膜の表面と前記画素電極の表面とは平坦化されている液晶表示装置が提供される。このことによって、上記目的が達成される。
【００４４】
【発明の実施の形態】
本発明は、液晶表示装置のスイッチング素子である複数のＴＦＴを備えるアクティブマトリクス基板を形成するにあたって、カーボン系材料あるいは顔料を分散させた樹脂などによって画素電極間に存在する隙間を埋め、平坦化処理を施すものである。
【００４５】
【実施例】
（実施例１）
本実施例では、透過型液晶表示装置のアクティブマトリクス基板（第１の画素ＴＦＴと第２の画素ＴＦＴのみ記載）を形成する場合の例について説明する。
【００４６】
図１を参照する。まず、基板１０１の表面に下地膜（図示せず）を形成する。基板１０１には、ガラス基板、あるいは石英基板などの透光性を有する基板が用いられる。
【００４７】
次に、結晶性珪素膜でなる活性層１０２、１０３を形成する。なお、活性層１０２は後に第１の画素ＴＦＴを構成し、活性層１０３は後に第２の画素ＴＦＴを構成することになる。
【００４８】
結晶性珪素膜は減圧熱ＣＶＤ法によって直接的に形成しても良いし、非晶質珪素膜を結晶化させても良い。本実施例では１０〜７５ｎｍ（代表的には１５〜４５ｎｍ）の非晶質珪素膜を特開平７−１３０６５２号公報に記載の技術を用いて結晶化させる。活性層１０２、１０３は上記の公報に記載の技術により得られた結晶性珪素膜を島状にパターニングして形成したものである。
【００４９】
活性層１０２、１０３を形成した後、ゲイト絶縁膜１０４として酸化珪素膜を１２０ｎｍの厚さに成膜する。ゲイト絶縁膜１０４としては、他にもＳｉＯｘＮｙで示される酸化窒化珪素膜、あるいは窒化珪素膜を用いてもよいし、それらの積層膜を用いても良い。
【００５０】
次に、ゲイト絶縁膜１０４上にアルミニウムを主成分とする材料からなる電極パターン（図示せず）を形成する。なお、この電極パターンは後にゲイト電極およびゲイト配線となる（これらの配線を第１の配線と呼ぶ）。
【００５１】
そして、２回の陽極酸化工程により多孔質状の陽極酸化膜１０５、１０６および緻密な陽極酸化膜１０７、１０８を形成する。この陽極酸化工程の条件は特開平７−１３５３１８号公報を参照すれば良い。また、前述の電極パターンの陽極酸化されなかった領域１０９および１１０が、ゲイト電極１０９、１１０として確定する（図１（Ａ））。
【００５２】
なお、上記の電極パターンには、アルミニウムを主成分とする材料以外にもタンタル、モリブデン、タングステン等の陽極酸化可能な材料を用いることもできる。また、上記の電極パターンには一導電性を付与した結晶性珪素膜を用いても良い。
【００５３】
図１（Ａ）に示す構成が得られた後、一導電性を付与する不純物イオンを添加する。なお、本実施例では画素ＴＦＴをＮチャネル型とするためにＰイオン（またはＡｓイオン）を添加する。加速電圧は８０ｋｅＶとし、ドーズ量は１×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 とする。
【００５４】
この不純物イオンの添加工程の際、ゲイト電極１０９、１１０および多孔質状の陽極酸化膜１０５、１０６がマスクとなり、不純物領域であるソース領域１１１、１１２およびドレイン領域１１３、１１４が自己整合的に形成される（図１（Ｂ））
【００５５】
次に、多孔質状の陽極酸化膜１０５、１０６を除去した後、再びＰイオン（またはＡｓイオン）の添加を行う。今回のイオン添加工程では、加速電圧を８０ｋｅＶとし、ドーズ量は１×１０14ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 と、前回の添加工程よりも少なくする。
【００５６】
その結果、ソース領域１１１、１１２およびドレイン領域１１３、１１４は、さらに導電性が高まり、かつ前回多孔質状の陽極酸化膜１０５、１０６で遮蔽されていた領域１１５、１１６にはソース／ドレイン領域よりも低い濃度でＰイオンが添加される。この領域１１５、１１６は低濃度不純物領域と呼ばれ、特にドレイン領域側に位置するものはＬＤＤ領域とも呼ばれる。また、同時に不純物の添加されないチャネル形成領域１１７、１１８が確定する（図１（Ｃ））。
【００５７】
図１（Ｃ）に示す構成が得られた後、ファーネスアニール、レーザーアニール、ランプアニール等による加熱処理を施し、活性層に添加された不純物イオンの活性化を行う。またこの時、不純物イオンを添加することによって活性層が受けたダメージを修復させることができる。
【００５８】
以上の様にしてＴＦＴの基本的な部分が完成した後、第１の絶縁層１１９を形成し、コンタクトホールを介してソース配線１２０、１２１およびドレイン配線１２２、１２３を形成する（これらの配線を第２の配線と呼ぶ）。
【００５９】
こうして図１（Ｄ）に示す構成が得られる。図１（Ｄ）に示す構成が得られた後、第１の画素ＴＦＴおよび第２の画素ＴＦＴを覆う様に第２の絶縁層１２４を形成する（図２（Ａ））。本実施例では、第２の絶縁層１２４として酸化珪素膜を用いる。また、第２の絶縁層として有機性樹脂膜を用いることもできる。用いられる有機性樹脂膜としてはポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、アクリル等が好ましい。
【００６０】
これらの有機性樹脂膜の利点は、スピンコート法により容易に成膜できる点、高いスループットで厚い絶縁膜を形成できる点、優れた平坦面を得られる点が挙げられる。特に、アクリルは最も安価で平坦性に優れるだけでなく、感光性なので直接露光してパターニングが可能であるという特徴を有している。
【００６１】
また、第２の絶縁層１２４は酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素または有機性樹脂から選ばれた材料を積層した構造としても良い。
【００６２】
こうして第２の絶縁層１２４を形成したら、コンタクトホールを形成し、ＩＴＯ（インディウム錫酸化物）の透明画素電極１２５、１２６を形成する（図２（Ａ））。画素電極１２５、１２６はそれぞれドレイン電極１２２、１２３と接続し、それぞれ第１の画素ＴＦＴおよび第２の画素ＴＦＴと電気的に接続される。
【００６３】
次に、水素を含む雰囲気中において加熱処理を施し、活性層の不対結合手を水素で終端する。この水素化処理によってＴＦＴの特性が大幅に改善される。
【００６４】
図２（Ａ）の構成が得られた後、本発明の特徴の一つであるブラックマスクの形成を行う。図２（Ｂ）に示すように、絶縁膜１２７を形成する。本実施例では、絶縁膜１２７はカーボン系材料（グラファイトを含む）を用いた。また、絶縁膜１２７には、有機性樹脂に顔料を分散させたものを用いることもできる。絶縁膜１２７に用いられる有機性樹脂としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、あるいはアクリル等が好ましい。上記のカーボン系材料又は顔料は、絶縁膜に遮光性を持たせるものであれば良い。従って、顔料としては黒色顔料が好ましいと言える。
【００６５】
次に、絶縁膜１２７の上面をＣＭＰ（化学機械研磨）処理によって研磨し、平坦化する。本実施例では、ＣＭＰ工程のスラリには、シリカ微粉を水酸化カリウム中に分散させたものを用いた。ＣＭＰ処理の条件は、１００ｒｐｍで、３分間とした。このＣＭＰ処理を透明画素電極１２５、１２６が露出されるまで行い、絶縁膜１２８、１２９を形成した。結果として、透明画素電極１２５、１２６および絶縁膜１２８、１２９の上面は平坦化され、その加工精度は０．１μｍであった。
【００６６】
なお、本実施例では、ＣＭＰ処理の際のスラリには、シリカ微粉を水酸化カリウム中に分散させたものを用いたが、絶縁膜１２７に用いられる材料によってスラリを変えることが望ましい。また、本実施例では、１００ｒｐｍで、３分間、ＣＭＰ処理を行ったが、絶縁膜１２７に用いられる材料によって、最適な回転数および時間で行うのが望ましい。
【００６７】
なお、本実施例では、絶縁膜１２７の平坦化工程（透明画素電極１２５、１２６および絶縁膜１２８、１２９の上面の平坦化工程）にＣＭＰを用いたが、絶縁膜１２７および透明電極１２５、１２６の上面を平坦化することができれば、いかなる方法によってこの平坦化処理工程を行ってもよい。例えば、エッチバックなどで処理してもよい。
【００６８】
以上の様にして、透過型液晶表示装置のアクティブマトリクス基板が完成する。
【００６９】
図２（Ｃ）に示される様に、本発明の構成では画素電極１２５、１２６の間に存在する隙間が、絶縁膜１２８、１２９によって埋められている。絶縁膜１２８、１２９は、カーボン系材料で形成されているので、光の吸収率が高い。よって、絶縁膜１２８、１２９がブラックマスク（遮光膜）として機能するので、絶縁膜１２８、１２９の上面から入射した光がＴＦＴの活性層に到達することはない。即ち、ＴＦＴ構造やＴＦＴサイズに影響されることなく、完全にＴＦＴの活性層を入射光から保護することが可能である。
【００７０】
また、本実施例では、絶縁膜１２８、１２９は、カーボン系材料から成る１層構造であるが、複数の材料から成る多層構造としてもよい。その場合、少なくとも１層に遮光性を持たすことによって、ＴＦＴの活性層を入射光から保護することができる。また、絶縁膜を多層構造とする場合、各層を異なる波長領域の光を吸収する材料から形成し、全体として入射光を遮光してもよい。
【００７１】
以上の様に、本発明によれば従来のブラックマスクの成膜工程、ブラックマスクのパターニング工程およびブラックマスクと画素電極とを絶縁分離する絶縁層の形成工程を省略した上で、良好な遮光性を確保することができる。
【００７２】
さらに、ＣＭＰ処理を施すことによって、絶縁膜１２８、１２９および透明画素電極１２５、１２６の優れた平坦性を確保できるので、これらの上部に塗布される配向膜を平坦に作製することができる。よって、配向膜上の液晶分子の均一な配向を得ることができ、ディスクリネーションの無い良好な表示を行うことができた。
【００７３】
また、本実施例の反射型液晶表示装置では、従来問題となっていた画素電極間の段差が解消されている。よって、この段差（画素電極のエッジ）での光の散乱を抑え、入射光の有効効率を高めることができた。
【００７４】
さらに、本発明によると、透過型表示装置の製造工程を簡略化し、スループットおよび歩留りを大幅に向上させることが可能である。また、製造コストを大幅に低減することが可能である。
【００７５】
（実施例２）
本実施例では、反射型液晶表示装置のアクティブマトリクス基板（第１の画素ＴＦＴと第２の画素ＴＦＴのみ記載）を形成する場合の例について説明する。
【００７６】
図１（Ｃ）で示される工程、つまりソース／ドレイン電極を形成する工程までは実施例１と同じであるので省略する。
【００７７】
図３を参照する。図１（Ｃ）の工程によって、ソース／ドレイン電極を形成した後、第１の画素ＴＦＴおよび第２の画素ＴＦＴを覆うように第２の絶縁層１２４を形成する。本実施例では、第２の絶縁層１２４としてカーボン系材料（グラファイトを含む）を用いた。第２の絶縁層１２４には、顔料を分散させた有機性樹脂を用いてもよい。これらカーボン系材料又は顔料は、絶縁膜に遮光性を持たせるものであれば良い。従って、顔料としては黒色顔料が好ましいと言える。有機性樹脂膜としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、あるいはアクリルなどを用いることができる。
【００７８】
また、第２の絶縁層１２４は、窒化珪素、酸化窒化珪素、あるいは有機性樹脂膜からなる材料を積層した構造にしてもよい。第２の絶縁層をそのような積層構造とした場合でも、少なくとも一層にカーボン系材料あるいは顔料を分散させ、遮光膜として機能するように作製すればよい。
【００７９】
こうして第２の絶縁層１２４を形成したら、コンタクトホールを形成して画素電極３０１、３０２を形成する。画素電極３０１、３０２はそれぞれドレイン電極１２２、１２３と接続し、それぞれ第１の画素ＴＦＴおよび第２の画素ＴＦＴと電気的に接続される（図３（Ａ））。
【００８０】
なお、画素電極３０１、３０２には反射率の高い材料を用いる。本実施例ではアルミニウムを主成分とする材料を用いる。また、画素電極３０１、３０２には、チタン、アルミニウムとシリコンとの合金、アルミニウムとチタンとの合金、あるいはアルミニウムとスカンジウムとの合金を用いてもよい。あるいはこれら複数の材料の積層構造をとってもよい。
【００８１】
次に、水素を含む雰囲気中において加熱処理を施し、活性層の不対結合手を水素で終端する。この水素化処理によってＴＦＴの特性が大幅に改善される。
【００８２】
図３（Ａ）の構成が得られた後、本発明の特徴の一つであるブラックマスクの形成を行う。図３（Ｂ）に示すように、絶縁膜３０３を形成する。本実施例では、絶縁膜３０３にはカーボン系材料（グラファイトを含む）を用いた。また、絶縁膜３０３には、有機性樹脂に顔料を分散させたものを用いることもできる。絶縁膜３０３０に用いられる有機性樹脂としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、あるいはアクリル等が好ましい。上記のカーボン系材料又は顔料は、絶縁膜３０３に遮光性を持たせるものであれば良い。従って、顔料としては黒色顔料が好ましいと言える。
【００８３】
次に、絶縁膜３０３の上面をＣＭＰ（化学機械研磨）処理によって研磨し、平坦化する。本実施例では、ＣＭＰ工程のスラリには、シリカ微粉を水酸化カリウム中に分散させたものを用いた。ＣＭＰ処理の条件は、１００ｒｐｍで、３分間とした。このＣＭＰ処理を画素電極３０１、３０２が露出されるまで行い、絶縁膜３０４、３０５を形成した。結果として、画素電極３０１、３０２と絶縁膜３０４、３０５とは平坦化され、その加工精度は０．１μｍであった。
【００８４】
なお、本実施例では、ＣＭＰ処理の際のスラリには、シリカ微粉を水酸化カリウム中に分散させたものを用いたが、絶縁膜３０３に用いられる材料によってスラリを変えることが望ましい。また、本実施例では、１００ｒｐｍで、３分間、ＣＭＰ処理を行ったが、絶縁膜３０３に用いられる材料によって、最適な回転数および時間で行うのが望ましい。
【００８５】
以上の様にして、反射型液晶表示装置の画素マトリクス回路が完成する。
【００８６】
図３（Ｃ）に示される様に、本発明の構成では画素電極３０１、３０２の下の絶縁層１２４が全てブラックマスク（遮光膜）として機能するので、入射した光がＴＦＴの活性層に到達することはない。また、画素電極３０１と３０２との間にある隙間が絶縁層３０４、３０５で塞がれている。よって、絶縁層３０４、３０５もブラックマスクとして機能し、入射した光がＴＦＴの活性層に到達することを効果的に防いでいる。即ち、ＴＦＴ構造やＴＦＴサイズに影響されることなく、良好にＴＦＴの活性層を入射光から保護することが可能である。
【００８７】
また、本実施例では、第２の絶縁層１２４および絶縁膜３０４、３０５は、カーボン系材料から成る１層構造であるが、複数の材料から成る多層構造としてもよい。その場合、少なくとも１層に遮光性を持たすことによって、ＴＦＴの活性層を入射光から保護することができる。また、第２の絶縁層１２４および絶縁膜３０４、３０５を多層構造とする場合、各層を異なる波長領域の光を吸収する材料から形成し、全体として入射光を遮光してもよい。
【００８８】
以上の様に、本発明によれば従来のブラックマスクの成膜工程、ブラックマスクのパターニング工程およびブラックマスクと画素電極とを絶縁分離する絶縁層の形成工程を省略した上で、完全な遮光性を確保することができる。
【００８９】
また、本実施例の反射型液晶表示装置では、従来問題となっていた画素電極間の段差が解消されている。よって、この段差（画素電極のエッジ）での光の散乱を抑え、入射光の有効効率を高めることができた。
【００９０】
さらに、反射型表示装置の製造工程を簡略化し、スループットおよび歩留りを大幅に向上させることが可能である。また、製造コストを大幅に低減することが可能である。
【００９１】
本発明を用いるとブラックマスクを別途設ける必要がないので、製造工程を大幅に簡略化し、製造コストの低減、製造歩留りの向上、製造スループットの向上を実現することが可能である。
【００９２】
（実施例３）
本実施例では同一基板上に画素マトリクス回路とドライバー回路とを集積化したアクティブマトリクス型の反射型液晶表示装置を作製する工程例を図４に示す。なお、本発明は本実施例に限定されるべきものではない。
【００９３】
まず、図４（Ａ）において４０１はガラス基板、４０２は下地膜（酸化珪素膜）、４０３〜４０５は活性層、４０６はＣＶＤ法により形成したゲイト絶縁膜である。なお、活性層４０３〜４０５は実施例１に示した工程に従って形成すれば良い。また、４０３はＣＭＯＳ回路を構成するＮチャネル型ＴＦＴの活性層、４０４はＣＭＯＳ回路を構成するＰチャネル型ＴＦＴの活性層、４０５は画素ＴＦＴの活性層である。
【００９４】
次に、図示しないアルミニウムを主成分とする金属膜を成膜し、パターニングによって後のゲイト電極の原型を形成する。ここで特開平７−１３５３１８号公報に記載の技術を利用する。同公報に記載の技術を利用することで多孔状の陽極酸化膜４０７〜４０９、緻密な陽極酸化膜４１０〜４１２、ゲイト電極４１３〜４１５が形成される。
【００９５】
次に、ゲイト電極４１３〜４１５、多孔質状の陽極酸化膜４０７〜４０９をマスクとしてゲイト絶縁膜４０６をドライエッチング法によりエッチングし、ゲイト絶縁膜４１６〜４１８を形成する。そしてその後、多孔質状の陽極酸化膜４０７〜４０９を除去する。こうしてゲイト絶縁膜４１６〜４１８の端部が露出した状態となる（図４（Ｂ））。
【００９６】
次に、Ｎ型を付与する不純物イオンを２回に分けて添加する。本実施例では、まず１回目の不純物添加を高加速電圧で行い、ｎ- 領域を形成する。この時、加速電圧が高いので不純物イオンは露出した活性層表面だけでなく露出したゲイト絶縁膜の端部の下にも添加される。さらに、２回目の不純物添加を低加速電圧で行い、ｎ+ 領域を形成する。この時は加速電圧が低いのでゲイト絶縁膜がマスクとして機能する。
【００９７】
以上の工程を経て、ＣＭＯＳ回路を構成するＮチャネル型ＴＦＴの不純物領域であるソース領域４１９、ドレイン領域４２０、低濃度不純物領域４２１、チャネル形成領域４２２が形成される。また、画素ＴＦＴを構成する不純物領域であるＮチャネル型ＴＦＴのソース領域４２３、ドレイン領域４２４、低濃度不純物領域４２５、チャネル形成領域４２６が確定する（図４（Ｃ））。
【００９８】
なお、図４（Ｃ）に示す状態ではＣＭＯＳ回路を構成するＰチャネル型ＴＦＴもＮチャネル型ＴＦＴと同じ構成となっている。
【００９９】
次に、Ｎチャネル型ＴＦＴを覆ってレジストマスク４２７を設け、Ｐ型を付与する不純物イオンの添加を行う。この工程も前述の不純物添加工程と同様に２回に分けて行い、ＣＭＯＳ回路を構成するＰチャネル型ＴＦＴのソース領域４２８、ドレイン領域４２９、低濃度不純物領域４３０、チャネル形成領域４３１を形成する（図４（Ｄ））。
【０１００】
以上の様にして活性層が完成したら、実施例１と同様に不純物イオンの活性化およびイオン添加時の損傷の回復を図る。そして、後は実施例１と同様に第１の絶縁層４３２、ソース配線４３３〜４３５、ドレイン配線４３６、４３７を形成して図５（Ａ）に示す構成を得る。
【０１０１】
次に、酸化珪素膜４３８と黒色顔料を分散させたポリイミド膜４３９との積層構造でなる第２の絶縁層４４０を形成する。本実施例においても第２の絶縁層４４０はブラックマスクとしての機能を兼ねている。
【０１０２】
そして、第２の絶縁層４４０を形成したら、コンタクトホールを形成してアルミニウムを主成分とする材料でなる画素電極４４１を形成する。
【０１０３】
なお、画素電極４４１には反射率の高い材料を用いる。本実施例ではアルミニウムを主成分とする材料を用いる。また、画素電極３０１、３０２には、チタン、アルミニウムとシリコンとの合金、アルミニウムとチタンとの合金、あるいはアルミニウムとスカンジウムとの合金を用いてもよい。あるいは電極３０１、３０２は、これら複数の材料の積層構造をとってもよい。
【０１０４】
次に、水素を含む雰囲気中において加熱処理を施し、活性層の不対結合手を水素で終端する。この水素化処理によってＴＦＴの特性が大幅に改善される。
【０１０５】
その後、実施例２と同様に、上部に絶縁膜を形成し、ＣＭＰ処理を施す。本実施例では、この絶縁膜には黒色顔料を分散させたポリイミド膜を用いた。また、この絶縁膜には、カーボン系材料（グラファイトを含む）を用いることもできる。上記絶縁膜に用いられる有機性樹脂としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、あるいはアクリル等が好ましい。上記のカーボン系材料又は顔料は、上記絶縁膜に遮光性を持たせるものであれば良い。従って、顔料としては黒色顔料が好ましいと言える。
【０１０６】
上記のＣＭＰ処理工程によって、図５（Ｂ）に示すように、絶縁膜４４２、４４３が形成される。しかも、絶縁膜４４２、４４３および画素電極４４１の上部は平坦化されている。
【０１０７】
以上の様にして、反射型液晶表示装置の画素マトリクス回路およびドライバー回路を含むアクティブマトリクス基板が形成される。
【０１０８】
次に、アクティブマトリクス基板の最上層（画素電極４４１および絶縁膜４４２、４４３）の上面に配向膜４４４を形成する。また、対向電極４４５、配向膜４４６を形成した対向基板４４７を準備する。なお、対向基板４４７には必要に応じてカラーフィルターを設けてもよい。
【０１０９】
そして、対向基板側にはシール材（図示せず）を印刷し、アクティブマトリクス基板側にはスペーサを散布して両基板の貼り合わせを行う。さらに、両基板間に液晶材料を注入してシール材で封止する。この様にして、対向基板とアクティブマトリクス基板との間に液晶層４４８が挟持される。
【０１１０】
以上の様にして、図４（Ｃ）に示す様なアクティブマトリクス型の反射型液晶表示装置が完成する。なお、動作時には図４（Ｃ）に示す様に入射光が画素電極４４１に反射されて画像が表示される。
【０１１１】
また、本実施例の様にドライバー回路と画素マトリクス回路とを同一基板上に形成した場合、ドライバー回路の上方には画素電極４４１の様に光路を塞ぐ物質が存在しない。この様な場合においても、第２の絶縁層４４０および絶縁膜４４２、４４３がブラックマスクとして機能するのでＴＦＴの活性層を光から保護することができる。
【０１１２】
従って、例えばドライバー回路以外にメモリ、ＣＰＵ、クロック制御回路等のロジック回路を搭載したシステム・オン・パネル構造に対しても本発明は容易に適用することが可能である。
【０１１３】
また、本実施例では、第２の絶縁層は、酸化珪素膜４３８と黒色顔料を分散させたポリイミド膜４３９との多層構造から成り、絶縁膜４４２、４４３は、黒色顔料を分散させたポリイミド膜から成っている。これらの絶縁層及び絶縁膜のをさらに多層構造とし、各層を異なる波長領域の光を吸収する材料から形成し、全体として入射光を遮光してもよい。
【０１１４】
（実施例４）
実施例１〜３ではプレーナ型ＴＦＴを例にとって説明してきたが、本発明は当然の如くＴＦＴ構造には何ら影響されない。従って、回路を構成する個々のＴＦＴが逆スタガ型ＴＦＴであってもマルチゲイト型ＴＦＴであっても何ら問題はない。
【０１１５】
（実施例５）
実施例３では第２の絶縁層のベース材料としてポリイミドを用い、分散質として黒色顔料を用いる例を示したが、本発明はベース材料として溶液塗布系絶縁膜（例えばＰＳＧ、ＢＳＧなど）を用いることも可能である。
【０１１６】
その場合、ベース材料として有機性樹脂膜を用いる場合よりも耐熱性の高い絶縁層を形成できるという利点が得られる。
【０１１７】
（実施例６）
実施例２〜実施例３では絶縁表面を有する基板として、表面に下地膜（図示せず）を形成したガラス基板を用いた。本発明を反射型の表示装置に用いる場合、基板の下地膜として実施例４に示した溶液塗布系絶縁膜を用いることで、下地膜そのものをブラックマスクとして機能させることができる。
【０１１８】
（実施例７）
本実施例では、本発明による反射型表示装置を適用しうる電子デバイスについて説明する。本発明を利用した電子デバイスとしては（デジタル）ビデオカメラ、（デジタル）スチルカメラ、プロジェクション、ヘッドマウントディスプレイ、カーナビゲーション、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）などが挙げられる。
【０１１９】
モバイルコンピュータ（モービルコンピュータ）は、本体、カメラ部、受像部、操作スイッチ、および表示装置などで構成される。本発明は表示装置に適用することができる。なお、モバイルコンピュータにはＰＨＳ（ＰｅｒｓｏｎａｌＨａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）回路を内蔵したタイプもある。
【０１２０】
ヘッドマウントディスプレイは、本体、表示装置、およびバンド部などで構成される。本発明を表示装置に適用することで大幅に装置の低価格化が図れる。
【０１２１】
フロント型プロジェクションは、本体、光源、表示装置、光学系、およびスクリーンで構成される。本発明は表示装置に適用できる。なお、図面は画像をスクリーンに投影するタイプであるが、ＴＶスクリーンに裏から投影するリア型プロジェクションとすることもできる。
【０１２２】
携帯電話は、本体、音声出力部、音声入力部、表示装置、操作スイッチ、およびアンテナなどで構成される。本発明を表示装置に適用することで視認性に優れたモニタを搭載することができる。
【０１２３】
ビデオカメラは、本体、表示装置、音声入力部、操作スイッチ、バッテリー、および受像部で構成される。本発明は表示装置に適用することができる。
【０１２４】
以上の様に、本発明の応用範囲は極めて広く、あらゆる分野の表示媒体に適用することが可能である。特に、モバイルコンピュータ、携帯電話、ビデオカメラ等の携帯情報端末機器には、バックライトの不要な反射型表示装置が最も適している。勿論、プロジェクションの様にバックライトを用いる場合においても問題なく適用することができる。
【０１２５】
【発明の効果】
本発明を利用することでＴＦＴの活性層に光が入射することを防ぐことができる。また、各種配線または電極間を絶縁分離する絶縁層そのものをブラックマスクとして活用することもできる。結果として、別途ブラックマスクを設ける必要がなくなり、製造工程を大幅に簡略化することができる。
【０１２６】
従って、反射型表示装置を作製する際にスループットの向上、歩留りの向上および製造コストの低減を実現することが可能である。また、その様な反射型表示装置を具備した電子デバイスの低価格化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による投射型液晶表示装置の作製工程を示す図である。
【図２】  本発明による投射型液晶表示装置の作製工程を示す図である。
【図３】  本発明による反射型液晶表示装置の作製工程を示す図である。
【図４】  本発明による反射型液晶表示装置の作製工程を示す図である。
【図５】  本発明による反射型液晶表示装置の作製工程を示す図である。
【図６】  従来の反射型液晶表示装置の作製工程を示す図である。
【符号の説明】
１２８、１２９    絶縁膜
１２５、１２６    画素電極
１２４、４４０    絶縁層
３０１、３０２    画素電極
３０４、３０５    絶縁膜
４４１            画素電極
４４２、４４３    絶縁膜
【図１】
0003980118.tif 000002
【図２】
0003980118.tif 000003
【図３】
0003980118.tif 000004
【図４】
0003980118.tif 000005
【図５】
0003980118.tif 000006
【図６】
0003980118.tif 000007