(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、
複数の画素からなる画像表示領域と、
該画像表示領域に配置されたＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム・ティン・オキサイド）膜からなる表示用電極と、
該表示用電極の下層側に隣接して形成された窒素を含むシリコン化合物からなる下側保護膜と、
該下側保護膜の下層側に隣接して形成された酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜と、
該層間絶縁膜の下層側に形成され且つ前記表示用電極に接続された配線及び電子素子のうち少なくとも一方とを備え、
前記下側保護膜は、前記各画素の開口領域において、前記下側保護膜が設けられていない場合よりも赤色の光、緑色の光及び青色の光の透過率が大きくなるように膜厚が３０ｎｍ以上６０ｎｍ以下に設定されてなることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記配線又は電子素子のうち少なくとも一方は、Ａｌ（アルミニウム）膜から少なくとも部分的に形成されており、
前記層間絶縁膜は、前記Ａｌ膜の上層側に隣接して形成され且つ前記下側保護膜の下層側に隣接して形成されてい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】
前記表示用電極は、画素電極からなり、
前記配線又は電子素子のうち少なくとも一方は、前記画素電極に接続されたスイッチング素子及び該スイッチング素子に接続された配線を含み、
前記下側保護膜は、少なくとも前記スイッチング素子を上側から覆う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に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記下側保護膜は、窒化シリコン膜又は酸窒化シリコン膜であ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】
前記下側保護膜の膜厚は、前記画像表示領域内における緑色の光に対する透過率が、赤色の光及び青色の光に対する透過率よりも大きくなるように設定されている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】
前記下側保護膜は、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学蒸着）により成膜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】
前記表示用電極の上層側に隣接して形成された酸窒化膜からなる上側保護膜を更に備えた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】
請求項１から７のいずれか一項に記載の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、
前記基板上に、前記配線及び電子素子のうち少なくとも一方を形成する工程と、
前記配線及び電子素子のうち少なくとも一方の上に、酸化シリコン膜を成膜することにより前記層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上にプラズマＣＶＤにより窒素を含むシリコン化合物からなる膜を成膜することにより前記下側保護膜を形成する工程と、
前記下側保護膜上にスパッタリングによりＩＴＯ膜を成膜することで前記表示用電極を形成する工程と
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９】
請求項１から７のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備してなる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、液晶装置等の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投射型表示装置等の各種電子機器の技術分野に属する。
【０００２】
【背景技術】
この種の電気光学装置では、画像表示が行なわれる画像表示領域に、画素電極、ストライプ状電極等の表示用電極が設けられており、例えばＡｌ膜、導電性ポリシリコン膜、高融点金属膜等の導電膜からなる各種配線等が、表示用電極の下層側に作り込まれている。また特にアクティブマトリクス駆動方式の場合には更に、各画素電極に接続された薄膜トランジスタ（以下適宜、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）と称す）、薄膜ダイオード（以下適宜、ＴＦＤ（Thin Film Diode）と称す）等の電子素子も、画素電極の下層側に作り込まれている。
【０００３】
このようなＡｌ膜等からなる配線やＴＦＴ等の電子素子は、水分或いは湿気によりその特性が劣化して、当該電気光学装置自体の寿命を短くしてしまう要因となる。このため、この種の電気光学装置では、Ａｌ膜等からなる配線やＴＦＴ等の電子素子などが作り込まれる画像表示領域や基板の表面全域において、これらの上層側に、耐湿性或いは耐水性を向上させるためのパッシベーション膜或いは保護膜を形成する技術が開発されている。
【０００４】
より具体的には、Ａｌ膜等からなる配線やＴＦＴ等の電子素子などの上層側に、酸化シリコン膜（ＳｉＯ２膜）からなる層間絶縁膜を形成し、この上に窒化膜（ＳｉＮ膜等）を形成し、この上に１ｎｍ以上の層厚を持つ酸化シリコン膜を形成し、更にこの上にＩＴＯ膜等からなる画素電極を形成することにより、当該窒化膜を耐湿性を高めるための保護膜として機能させる技術が開発されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この種の電気光学装置では、装置寿命を長くすることと並んで、表示画像の高品位化という一般的要請があり、その一環として明るく色再現性に優れた画像表示を行なうことは極めて重要である。
【０００６】
しかしながら、画像表示領域において、上述の如く窒化膜を保護膜としてＩＴＯ膜等からなる表示用電極の下層側に形成する技術によれば、保護膜により光透過率が低下する分だけ、表示画像が暗くなってしまうという問題点が生じる。若しくは、暗さは視認し難くとも又は表示光の光量により補償しても、保護膜における光透過率の周波数依存性により、表示画像が特定の色味がかってしまうという問題点が生じる。このような光透過率の低下や特定色への色味がかりは、保護膜を構成する窒化膜を、例えば数十ｎｍから十数ｎｍ或いはそれ以下程度にまで薄く形成すれば、概ね解消可能であるものの、逆にこのように薄い保護膜では、保護膜本来としての耐湿性を高める機能が十分に発揮されない。例えば、上記積層構造では、二つの酸化シリコン膜に挟持された窒化膜からなる保護膜を、５０ｎｍ以上程度に厚く形成しないと、一般に耐湿性を高める効果は顕在化してこない。
【０００７】
このように保護膜による耐湿性の向上は、一般にその膜厚に比例するが、光透過率の低下や特定の色味がかる現象も、その膜厚に比例してしまうので、結局、保護膜により耐湿性を向上させて装置寿命を延ばそうとすると、保護膜の存在による表示画像の品位低下が増長されてしまうのである。この結果、装置寿命を延ばすことと表示画像の高品位化を図ることとを両立させることは極めて困難である。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、基板上に作り込まれる配線や電子素子等を保護膜で保護することにより装置寿命を延ばしつつ、当該保護膜の存在によって表示画像の明るさを向上させることも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投射型表示装置等の電子機器を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１電気光学装置は上記課題を解決するために、基板上に、複数の画素からなる画像表示領域と、該画像表示領域に配置されたＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム・ティン・オキサイド）膜からなる表示用電極と、該表示用電極の下層側に隣接して形成された窒素を含むシリコン化合物からなる下側保護膜と、該下側保護膜の下層側に隣接して形成された酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜と、該層間絶縁膜の下層側に形成され且つ前記表示用電極に接続された配線及び電子素子のうち少なくとも一方とを備え、前記下側保護膜は、前記各画素の開口領域において、前記下側保護膜が設けられていない場合よりも赤色の光、緑色の光及び青色の光の透過率が大きくなるように膜厚が３０ｎｍ以上６０ｎｍ以下に設定されてなる。
【００１０】
本発明の第１電気光学装置によれば、例えば画素電極、ストライプ状電極等の表示用電極に対して、画像信号等をデータ線、走査線等の配線から、ＴＦＴ、ＴＦＤ等の電子素子を介して又は直接に供給する。これにより、アクティブマトリクス駆動やパッシブマトリクス駆動などが可能となる。ここで特に、配線や電子素子の上層側には、酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜と、窒化シリコン膜（ＳｉＮ膜）等の窒化膜、酸窒化シリコン膜（ＳｉＯＮ膜等）の酸窒化膜などの窒素を含むシリコン化合物からなる下側保護膜と、ＩＴＯ膜からなる表示用電極とが、下層側から上層側に向かってこの順に形成されており、しかも下側保護膜は、表示用電極の下層側に隣接して形成されている。従って、窒化シリコン、酸窒化シリコン等からなる下側保護膜の存在により、表示用電極側から浸入する湿気や水分を表示用電極の下側界面で有効に食い止めることができる。このため、その下層側に層間絶縁膜を介して形成されている配線や電子素子を湿気や水分から保護できる。即ち、当該電気光学装置における耐湿性を向上させることができ、これにより装置寿命を長くすることが可能となる。
【００１１】
更に、伝統的技術の如く保護膜が設けられることなく、配線や電子素子の上層側に酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜とＩＴＯ膜からなる表示用電極とがこの順に積層されてなる積層構造や、前述した背景技術の如く窒化膜からなる下側保護膜が、ＩＴＯ膜からなる表示用電極の下層側において二つの酸化シリコン膜間に挟持されてなる積層構造と比較して、上述した本発明の第１電気光学装置の如く酸化シリコン膜、窒化シリコン膜（或いは酸窒化シリコン膜等）及びＩＴＯ膜がこの順で積層され且つこの窒化シリコン膜（或いは酸窒化シリコン膜等）がＩＴＯ膜の下層側に隣接形成されてなる積層構造の方が、当該窒化シリコン膜（或いは酸窒化シリコン膜等）の膜厚が耐湿性を高めるのに実用上適当である範囲内にある限りにおいて、可視光に対する透過率が高いことが判明している。即ち、本発明の第１電気光学装置の如き、酸化シリコン膜、窒素を含むシリコン化合物膜及びＩＴＯ膜がこの順で積層され且つ窒素を含むシリコン化合物膜がＩＴＯ膜の下層側に隣接形成されてなる積層構造を採用すれば、この積層構造中の窒素を含むシリコン化合物膜からなる下側保護膜が、耐湿性を向上させる保護膜として極めて有効に機能すると同時に、透過率を向上させることも可能となるのである。
【００１２】
加えて、本発明の第１電気光学装置によれば、窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜等からなる下側保護膜は、ＩＴＯ膜からなる表示用電極の下層側に位置している。このため、誘電体膜の一つである窒化膜からなる保護膜を表示用電極の上層側に配置させてなる積層構造を採用した場合のように、例えば画像信号に応じて表示用電極により電圧印加されるべき液晶等の電気光学物質に対して、保護膜の誘電分極による電圧が作用して、所謂「表示画像の焼きつき現象」を起こすことも無い。
【００１３】
以上の結果、本発明の第１電気光学装置によれば、基板上に作り込まれる配線や電子素子等を保護膜で保護することにより装置寿命を延ばしつつ、当該保護膜の存在によって表示画像の明るさを向上させることも可能となり、長期に亘って明るく高品位の画像表示を行なうことが可能となる。
【００１４】
本発明の第１電気光学装置の一態様では、前記配線又は電子素子のうち少なくとも一方は、Ａｌ膜から少なくとも部分的に形成されており、前記層間絶縁膜は、前記Ａｌ膜の上層側に隣接して形成され且つ前記下側保護膜の下層側に隣接して形成されている。
【００１５】
この態様によれば、配線や電子素子は、Ａｌ膜から少なくとも部分的に形成されており、湿気や水分に対して弱い。しかるに、このＡｌ膜の上層側には、層間絶縁膜が隣接して形成され、更にその上には、窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜等からなる下側保護膜が隣接して形成されている。従って、当該Ａｌ膜からなる配線や電子素子を、装置製造中や装置完成後において、下側保護膜により湿気或いは水分から有効に保護できる。しかも、このように層間絶縁膜に隣接してその上層側に下側保護膜が形成され且つこの下側保護膜に隣接してその上層側に表示用電極が形成されているので、可視光に対する透過率を高めることが可能となる。
【００１６】
尚、配線や電子素子は、Ａｌ膜に代えて又は加えて、ポリシリコン膜、高融点金属膜等の各種導電膜或いは半導体膜から形成されてもよい。
【００１７】
本発明の第１電気光学装置の他の態様では、前記表示用電極は、画素電極からなり、前記配線又は電子素子のうち少なくとも一方は、前記画素電極に接続されたスイッチング素子及び該スイッチング素子に接続された配線を含み、前記下側保護膜は、少なくとも前記スイッチング素子を上側から覆う位置に形成されている。
【００１８】
この態様によれば、例えばデータ線や走査線等の配線を介して画像信号や走査信号等を供給しつつ、ＴＦＴ等のスイッチング素子により画素電極をスイッチング制御することにより、アクティブマトリクス駆動が可能となる。そして特に、このようなＴＦＴ等のスイッチング素子は、下側保護膜によってその上側から覆われるので、湿気や水分から有効に保護される。この結果、例えば、Ｐチャネル型ＴＦＴの如く湿気によって寿命が短くなり易く、よって装置寿命を律則することの多い型のＴＦＴを、スイッチング素子として採用しても、当該スイッチング素子の寿命を長くできるので、装置全体の寿命を効果的に長くできる。
【００１９】
本発明の第１電気光学装置の他の態様では、前記下側保護膜は、窒化シリコン膜又は酸窒化シリコン膜である。
【００２１】
本発明の第１電気光学装置の他の態様では、前記下側保護膜の膜厚は、３０ｎｍ以上８０ｎｍ以下である。
【００２２】
このように構成すれば、５５０ｎｍ程度の波長付近における光に対する透過率を顕著に高めることが可能となる。
【００２３】
本発明の第１電気光学装置の他の態様では、前記下側保護膜の膜厚は、前記画像表示領域内における緑色の光に対する透過率が、赤色の光及び青色の光に対する透過率よりも大きくなるように設定されている。
【００２４】
この態様によれば、当該電気光学装置の画像表示領域における透過率は、窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜等からなる下側保護膜の存在等によって、特に緑色の光に対して高められる。従って、同一光量であれば、人間の視覚上での明るさを高めることができるので実用上有利である。
【００２５】
本発明の第１電気光学装置の他の態様では、前記下側保護膜は、プラズマＣＶＤにより成膜されている。
【００２６】
この態様によれば、例えば３００〜４００℃といった比較的低い温度でも、プラズマに含まれる中性励起粒子のラジカルを利用して、緻密な窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜等を下側保護膜として、酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜の上層側に形成できる。従って、係る層間絶縁膜やその下層側に存在するＡｌ膜等からなる配線や電子素子を、上記プラズマＣＶＤを行なう際のプロセス温度である３００〜４００℃以上の高温に曝さないで済む。このため、高温による装置欠陥の発生を低減でき、装置信頼性を向上しつつ或いは製造歩留まりを向上しつつ、上述の如き耐湿性を高める効果及び透過率を高める効果が得られるので非常に有利である。
【００２７】
本発明の第１電気光学装置の他の態様では、前記表示用電極の上層側に隣接して形成された酸窒化膜からなる上側保護膜を更に備える。
【００２８】
この態様によれば、耐湿性を高めるための保護膜として、窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜等からなる下側保護膜に加えて、酸窒化シリコン膜等の窒素及び酸素の両者を含む酸窒化膜からなる上側保護膜が形成されるので、両保護膜により、耐湿性を高めることが可能となる。
【００２９】
そして、このように酸窒化膜であれば、表示用電極を構成するＩＴＯ膜上にも、比較的簡単に緻密な膜を低温プロセスにより形成可能である。しかも、このように、ＩＴＯ膜からなる表示用電極の上層側に酸窒化膜からなる上側保護膜を隣接して形成し且つＩＴＯ膜からなる表示用電極の下層側に下側保護膜を隣接して形成することにより、この積層構造中の窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜等からなる下側保護膜及び酸窒化シリコン膜等の酸窒化膜からなる上側保護膜を、耐湿性を向上させる保護膜として夫々有効に機能させつつ、透過率を向上させることも可能となるのである。
【００３０】
本発明の参考例に係る第２電気光学装置は上記課題を解決するために、基板上に、複数の画素からなる画像表示領域と、画像表示領域に配置されたＩＴＯ膜からなる表示用電極と、該表示用電極の上層側に隣接して形成された酸窒化膜からなる上側保護膜と、前記表示用電極の下層側に形成された酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜と、該層間絶縁膜の下層側に形成され且つ前記表示用電極に接続された配線及び電子素子のうち少なくとも一方とを備え、前記上側保護膜は、前記各画素の開口領域において、前記上側保護膜が設けられていない場合よりも可視光の透過率が大きくなるように膜厚が設定されてなる。
【００３１】
本発明の参考例に係る第２電気光学装置によれば、例えば画素電極、ストライプ状電極等の表示用電極に対して、画像信号等をデータ線、走査線等の配線から、ＴＦＴ、ＴＦＤ等の電子素子を介して又は直接に供給する。これにより、アクティブマトリクス駆動やパッシブマトリクス駆動などが可能となる。ここで特に、配線や電子素子の上層側には、酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜と、ＩＴＯ膜からなる表示用電極と、酸窒化シリコン膜等の酸窒化膜からなる上側保護膜とが、下層側から上層側に向かってこの順に形成されており、しかも酸窒化膜からなる上側保護膜は、表示用電極の上層側に隣接して形成されている。従って、酸窒化膜からなる上側保護膜の存在により、湿気や水分を表示用電極の上層側で有効に食い止めることができる。このため、その下層側に層間絶縁膜を介して形成されている配線や電子素子を湿気や水分から保護できる。即ち、当該電気光学装置における耐湿性を向上させることができ、これにより装置寿命を長くすることが可能となる。
【００３２】
更に、伝統的技術の如く保護膜が設けられることなく、配線や電子素子の上層側に酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜とＩＴＯ膜からなる表示用電極とがこの順に積層されてなる積層構造や、前述した背景技術の如く窒化膜からなる下側保護膜が、ＩＴＯ膜からなる表示用電極の下層側において二つの酸化シリコン膜間に挟持されてなる積層構造と比較して、上述した本発明の第２電気光学装置の如く酸化シリコン膜、ＩＴＯ膜及び酸窒化膜がこの順で積層され且つ酸窒化膜がＩＴＯ膜の上層側に隣接形成されてなる積層構造の方が、当該酸窒化膜の膜厚が耐湿性を高めるのに実用上適当である範囲内にある限りにおいて、可視光に対する透過率が高いことが判明している。即ち、本発明の第２電気光学装置の如き、酸化シリコン膜、ＩＴＯ膜及び酸窒化膜がこの順で積層され且つ酸窒化膜がＩＴＯ膜の上層側に隣接形成されてなる積層構造を採用すれば、この積層構造中の酸窒化膜が、耐湿性を向上させる保護膜として極めて有効に機能すると同時に、透過率を向上させることも可能となるのである。
【００３３】
加えて、酸窒化膜であれば、表示用電極を構成するＩＴＯ膜上にも、比較的簡単に緻密な膜を低温プロセスにより形成可能である。
【００３４】
以上の結果、本発明の第２電気光学装置によれば、基板上に作り込まれる配線や電子素子等を保護膜で保護することにより装置寿命を延ばしつつ、当該保護膜の存在によって表示画像の明るさを向上させることも可能となり、長期に亘って明るく高品位の画像表示を行なうことが可能となる。
【００３５】
本発明の第２電気光学装置の一態様では、前記配線又は電子素子のうち少なくとも一方は、Ａｌ膜から少なくとも部分的に形成されており、前記層間絶縁膜は、前記Ａｌ膜の上層側に隣接して形成され且つ前記表示用電極の下層側に隣接して形成されている。
【００３６】
この態様によれば、配線や電子素子は、Ａｌ膜から少なくとも部分的に形成されており、湿気や水分に対して弱い。しかるに、このＡｌ膜の上層側には、層間絶縁膜が隣接して形成され、その上には、ＩＴＯ膜からなる表示用電極が隣接して形成されており、更にその上層側から上側保護膜により保護されている。従って、当該Ａｌ膜からなる配線や電子素子を、装置製造中や装置完成後において、上側保護膜により湿気或いは水分から有効に保護できる。しかも、このような積層構造により、可視光に対する透過率を高めることが可能となる。
【００３７】
本発明の第２電気光学装置の他の態様では、前記表示用電極は、画素電極からなり、前記配線又は電子素子のうち少なくとも一方は、前記画素電極に接続されたスイッチング素子及び該スイッチング素子に接続された配線を含み、前記上側保護膜は、少なくとも前記スイッチング素子を上側から覆う位置に形成されている。
【００３８】
この態様によれば、例えばデータ線や走査線等の配線を介して画像信号や走査信号等を供給しつつ、ＴＦＴ等のスイッチング素子により画素電極をスイッチング制御することにより、アクティブマトリクス駆動が可能となる。そして特に、このようなＴＦＴ等のスイッチング素子は、上側保護膜によってその上側から覆われるので、湿気や水分から有効に保護される。この結果、例えば、Ｐチャネル型ＴＦＴの如く湿気によって寿命が短くなり易く、よって装置寿命を律則することの多い型のＴＦＴを、スイッチング素子として採用しても、当該スイッチング素子の寿命を長くできるので、装置全体の寿命を効果的に長くできる。
【００３９】
本発明の第２電気光学装置の他の態様では、前記上側保護膜は、プラズマＣＶＤにより成膜されている。
【００４０】
この態様によれば、プラズマＣＶＤによって、低温で緻密な酸窒化膜をＩＴＯ膜からなる表示用電極の上層側に隣接して形成できる。従って、ＩＴＯ膜やその下層側に存在する酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜更にはＡｌ膜等からなる配線や電子素子を、上記プラズマＣＶＤを行なう際のプロセス温度以上の高温に曝さないで済む。このため、高温による装置欠陥の発生を低減でき、装置信頼性を向上しつつ或いは製造歩留まりを向上しつつ、上述の如き耐湿性を高める効果及び透過率を高める効果が得られるので非常に有利である。
【００４１】
本発明の第１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、上述した本発明の第１電気光学装置（但し、その各種態様も含む）を製造する電気光学装置の製造方法であって、前記基板上に、前記配線及び電子素子のうち少なくとも一方を形成する工程と、前記配線及び電子素子のうち少なくとも一方の上に、酸化シリコン膜を成膜することにより前記層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜上にプラズマＣＶＤにより窒素を含むシリコン化合物からなる膜を成膜することにより前記下側保護膜を形成する工程と、前記下側保護膜上にスパッタリングによりＩＴＯ膜を成膜することで前記表示用電極を形成する工程とを含む。
【００４２】
本発明の第１の電気光学装置の製造方法によれば、基板上にＡｌ膜等から配線や電子素子を形成した後に、その上層側に、酸化シリコン膜を成膜することにより層間絶縁膜を形成する。その後、この上に、プラズマＣＶＤにより窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜等の窒素を含むシリコン化合物からなる膜を成膜することにより、下側保護膜を形成する。この際、プラズマＣＶＤによって、低温で緻密な下側保護膜を形成できるので、層間絶縁膜、更にはＡｌ膜等からなる配線や電子素子などを、このプラズマＣＶＤを行なう際のプロセス温度以上の高温に曝さないで済む。その後、下側保護膜上に、スパッタリングによりＩＴＯ膜を成膜することで表示用電極を形成する。従って、上述した本発明の第１電気光学装置を比較的容易に製造できる。
【００４３】
本発明の第２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、上述した本発明の第２電気光学装置（但し、その各種態様も含む）を製造する電気光学装置の製造方法であって、前記基板上に、前記配線及び電子素子のうち少なくとも一方を形成する工程と、前記配線及び電子素子のうち少なくとも一方の上に酸化シリコン膜を成膜することにより前記層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜上にスパッタリングによりＩＴＯ膜を成膜することで前記表示用電極を形成する工程と、前記表示電極上にプラズマＣＶＤにより酸窒化膜を成膜することにより前記上側保護膜を形成する工程とを含む。
【００４４】
本発明の第２の電気光学装置の製造方法によれば、基板上にＡｌ膜等から配線や電子素子を形成した後に、その上層側に、酸化シリコン膜を成膜することにより層間絶縁膜を形成する。その後、この上に、スパッタリングによりＩＴＯ膜を成膜することで表示用電極を形成する。その後、この上に、プラズマＣＶＤにより酸窒化シリコン膜等の酸窒化膜を成膜することにより、上側保護膜を形成する。この際、プラズマＣＶＤによって、低温で緻密な上側保護膜を形成できるので、ＩＴＯ膜からなる表示用電極、層間絶縁膜、更にはＡｌ膜等からなる配線や電子素子などを、このプラズマＣＶＤを行なう際のプロセス温度以上の高温に曝さないで済む。従って、上述した本発明の第２電気光学装置を比較的容易に製造できる。
【００４５】
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の第１又は第２電気光学装置（但し、それらの各種態様も含む）を具備してなる。
【００４６】
本発明の電子機器は、上述した本発明の第１又は第２電気光学装置を具備してなるので、明るく高品位の画像画像を長期に亘って可能な、投射型表示装置、液晶テレビ、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、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。
【００４７】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態は、本発明の電気光学装置を液晶装置に適用したものである。
【００４９】
（第１実施形態）
先ず、本発明の第１実施形態における電気光学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。ここでは、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。
【００５０】
図１は、ＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共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’断面図である。
【００５１】
図１及び図２において、本実施形態に係る電気光学装置では、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。
【００５２】
シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。また、シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。即ち、本実施形態の電気光学装置は、プロジェクタのライトバルブ用として小型で拡大表示を行うのに適している。但し、当該電気光学装置が液晶ディスプレイや液晶テレビのように大型で等倍表示を行う液晶装置であれば、このようなギャップ材は、液晶層５０中に含まれてもよい。
【００５３】
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。但し、このような額縁遮光膜の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。
【００５４】
画像表示領域の周辺に広がる領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する周辺領域には、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おり、走査線駆動回路１０４が、この一辺に隣接する２辺に沿って設けられている。更にＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域１０ａの両側に設けられた走査線駆動回路１０４間をつなぐための複数の配線１０５が設けられている。また図１に示すように、対向基板２０の４つのコーナー部には、両基板間の上下導通端子として機能する上下導通材１０６が配置されている。他方、ＴＦＴアレイ基板１０にはこれらのコーナーに対向する領域において上下導通端子が設けられている。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。
【００５５】
図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極９ａ上に、配向膜が形成されている。他方、対向基板２０上には、対向電極２１の他、最上層部分に配向膜が形成されている。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。
【００５６】
図１及び図２では図示されていないが、本実施形態では特に、画素電極９ａは、ＩＴＯ膜からなり、その下層側に隣接してＳｉＮ、ＳｉＯＮ等の窒素を含むシリコン化合物からなる保護膜が形成されており、当該電気光学装置の画像表示領域１０ａ内における耐湿性が向上されている。即ち、画像表示領域１０ａ内に設けられたＡｌ膜からなるデータ線等の配線や、ポリシリコン膜等からなるＴＦＴについては、保護膜により、その上側からの湿気や水分の浸入が抑制されている。このような保護膜の構成及び作用については、後に図６から図８を参照して詳述する。
【００５７】
尚、図１及び図２に示したＴＦＴアレイ基板１０上には、これらのデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４等に加えて、データ線駆動回路１０１から供給される画像信号をサンプリングするサンプリング回路、複数のデータ線６ａに所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
【００５８】
次に以上の如く構成された電気光学装置における回路構成及び動作について図３を参照して説明する。図３は、電気光学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、配線等の等価回路を示す回路図である。
【００５９】
図３において、本実施形態における電気光学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は夫々、画素電極９ａと当該画素電極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、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、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良い。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。画素電極９ａを介して電気光学物質の一例として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、階調表示を可能にする。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、全体として電気光学装置からは画像信号に応じたコントラストを持つ光が出射する。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と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０を付加する。走査線３ａに並んで、蓄積容量７０の固定電位側容量電極を含むと共に定電位に固定された容量線３００が設けられている。
【００６０】
次に、本発明の実施形態の電気光学装置の画像表示領域における構成について、図４及び図５を参照して説明する。図４は、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る。図５は、図４のＡ−Ａ’断面図である。尚、図５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しめてある。
【００６１】
図４において、電気光学装置のＴＦＴアレイ基板上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極９ａ（点線部９ａ’により輪郭が示されている）が設けられており、画素電極９ａの縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ及び走査線３ａが設けられている。
【００６２】
また、半導体層１ａのうち図中右上がりの斜線領域で示したチャネル領域１ａ’に対向するように走査線３ａが配置されており、走査線３ａはゲート電極として機能する。このように、走査線３ａとデータ線６ａとの交差する個所には夫々、チャネル領域１ａ’に走査線３ａがゲート電極として対向配置された画素スイッチング用のＴＦＴ３０が設けられている。
【００６３】
図４及び図５に示すように、蓄積容量７０は、ＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅ及び画素電極９ａに接続された画素電位側容量電極としての中継層７１と、固定電位側容量電極としての容量線３００の一部とが、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。
【００６４】
容量線３００は平面的に見て、走査線３ａに沿ってストライプ状に伸びており、ＴＦＴ３０に重なる個所が図４中上下に突出している。このような容量線３００は好ましくは、高融点金属を含む導電性遮光膜からなり、容量線３００或いは蓄積容量７０の固定電位側容量電極としての機能の他、ＴＦＴ３０の上側において入射光からＴＦＴ３０を遮光する遮光層としての機能を持つ。
【００６５】
他方、ＴＦＴアレイ基板１０上におけるＴＦＴ３０の下側には、下側遮光膜１１ａが格子状に設けられている。下側遮光膜１１ａは、例えば、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｐｄ（パラジウム）等の高融点金属のうち少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなる。或いは、Ａｌ（アルミニウム）膜から下側遮光膜１１ａを形成することも可能である。
【００６６】
そして、図４中縦方向に夫々伸びるデータ線６ａと図４中横方向に夫々伸びる容量線３００とが相交差して形成されること及び格子状に形成された下側遮光膜１１ａにより、各画素の開口領域を規定している。
【００６７】
図４及び図５に示すように、データ線６ａは、コンタクトホール８１を介して、例えばポリシリコン膜からなる半導体層１ａのうち高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。尚、上述した中継層７１と同一膜からなる中継層を形成して、当該中継層及び２つのコンタクトホールを介してデータ線６ａと高濃度ソース領域１ｄとを電気的に接続してもよい。
【００６８】
また容量線３００は好ましくは、画素電極９ａが配置された画像表示領域１０ａ（図１参照）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、固定電位とされる。このような定電位源としては、データ線駆動回路に供給される正電源や負電源の定電位源でもよいし、対向基板２０の対向電極２１に供給される定電位でも構わない。更に、ＴＦＴ３０の下側に設けられる下側遮光膜１１ａについても、その電位変動がＴＦＴ３０に対して悪影響を及ぼすことを避けるために、容量線３００と同様に、画像表示領域からその周囲に延設して定電位源に接続するとよい。
【００６９】
画素電極９ａは、中継層７１を中継することにより、コンタクトホール８３及び８５を介して半導体層１ａのうち高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続されている。
【００７０】
図４及び図５において、電気光学装置は、透明なＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置される透明な対向基板２０とを備えている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板からなり、対向基板２０は、例えばガラス基板や石英基板からなる。
【００７１】
図５に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０には、画素電極９ａが設けられており、その上側には、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。画素電極９ａは例えば、ＩＴＯ膜などの透明導電性膜からなる。また配向膜１６は例えば、ポリイミド膜などの透明な有機膜からなる。
【００７２】
他方、対向基板２０には、その全面に渡って対向電極２１が設けられており、その下側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜２２が設けられている。対向電極２１は例えば、ＩＴＯ膜などの透明導電性膜からなる。また配向膜２２は、ポリイミド膜などの透明な有機膜からなる。
【００７３】
このように構成された、画素電極９ａと対向電極２１とが対面するように配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、シール材５２（図１及び図２参照）により囲まれた空間に電気光学物質の一例である液晶が封入され、液晶層５０が形成される。
【００７４】
更に、画素スイッチング用のＴＦＴ３０下には、下地絶縁膜１２が設けられている。下地絶縁膜１２は、下側遮光膜１１ａからＴＦＴ３０を層間絶縁する機能の他、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に形成されることにより、ＴＦＴアレイ基板１０の表面の研磨時における荒れや、洗浄後に残る汚れ等で画素スイッチング用のＴＦＴ３０の特性変化を防止する機能を有する。
【００７５】
図５において、画素スイッチング用のＴＦＴ３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、走査線３ａ、当該走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜を含む絶縁膜２、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄ並びに高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。
【００７６】
走査線３ａ上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール８１及び高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８３が各々開孔された第１層間絶縁膜４１が形成されている。
【００７７】
第１層間絶縁膜４１上には中継層７１及び容量線３００が形成されており、これらの上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール８１及び中継層７１へ通じるコンタクトホール８５が各々開孔された第２層間絶縁膜４２が形成されている。
【００７８】
第２層間絶縁膜４２上にはデータ線６ａが形成されており、これらの上には、中継層７１へ通じるコンタクトホール８５が形成された平坦化した第３層間絶縁膜４３が形成されている。画素電極９ａは、このように構成された第３層間絶縁膜４３の上面に設けられている。
【００７９】
本実施形態では、第３層間絶縁膜４３の表面は、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械研磨）処理等により平坦化されており、その下方に存在する各種配線や素子による段差に起因する液晶層５０における液晶の配向不良を低減する。
【００８０】
以上の如き構成において、本実施形態では特に、ＩＴＯ膜からなる画素電極９ａの下層側に隣接して且つ酸化シリコン膜からなる第３層間絶縁膜４３の上層側に隣接して、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ等の窒素を含むシリコン化合物からなる保護膜５０１が形成されている。
【００８１】
次に、図６から図８を参照して、保護膜５０１の構成及び作用効果について説明する。ここに、図６は、図５に示した断面のうち各画素の開口領域おける画素電極９ａ付近の積層構造を抽出して示す部分断面図であり、図７（ａ）及び（ｂ）は夫々、比較例における同一個所の部分断面図である。図８は、本実施形態における保護膜５０１の膜厚と相対的な透過率との関係を各色の光別に示す特性図である。
【００８２】
図６に示すように、下側保護膜の一例としての保護膜５０１は、画素電極９ａの下側に隣接して形成されており、且つ第３層間絶縁膜４３の上層側に隣接して形成されている。ここで、保護膜５０１は窒素を含むシリコン化合物からなるので、その存在により、液晶層５０側から浸入する湿気や水分を画素電極９ａの下側界面で有効に食い止めることができる。このため、その下層側に第３層間絶縁膜４３等を介して形成されている、データ線６ａ、走査線３ａ、蓄積容量７０或いは容量線３００、ＴＦＴ３０等の各種配線や電子素子などを湿気や水分から保護できる。
【００８３】
これに対し、図７（ａ）に示した如き伝統的な、窒化膜等からなる保護膜が画素電極付近に形成されていない積層構造の場合には、液晶層５０側から浸入する湿気や水分を画素電極９ａの下側界面で食い止めることができないので、その下層側に第３層間絶縁膜４３等を介して形成されている、データ線６ａ、走査線３ａ、蓄積容量７０或いは容量線３００、ＴＦＴ３０等の各種配線や電子素子などを湿気や水分から保護できないのである。
【００８４】
更に本実施形態では図６に示すように、酸化シリコン膜（ＳｉＯ２膜）からなる第３層間絶縁膜４３と、窒素を含むシリコン化合物からなる保護膜５０１と、ＩＴＯ膜からなる画素電極９ａとは、この順で、ＴＦＴアレイ基板１０に積層形成されている。このため、可視光に属する、波長帯域が５５０〜６４０ｎｍである赤色（Ｒ）の光、波長帯域が５１５〜６０５ｎｍである緑色（Ｇ）光及び波長帯域が４２０〜４８０ｎｍである青色（Ｂ）光、並びに波長帯域が６００〜７００ｎｍである赤外線よりの赤色（Ｒ６５０）光の各々について、透過率を向上させることが可能となる。この様子を図８の特性図に示す。
【００８５】
図８に示した特性図は、例えば以下のようなシミュレーションにより得られる。即ち、一般に金属膜や絶縁膜などの吸収体の屈折率ｎ＊は、次式の如く複素数で表される。
【００８６】
ｎ＊＝ｎ−ｉｋ
但し、ｎ、ｋ：吸収体の光学定数
これらの光学定数ｎ、ｋは、各吸収体に固有のものであり、波長依存性がある。また、成膜条件と膜厚によっても変化する。本実施形態では、各層の成膜条件或いは材質を固定することにより、各層の光学定数を規定する。即ち、本実施形態では、画素電極９ａは、スパッタリング等における成膜条件を固定したＩＴＯ膜からなり、この下層側に隣接して形成された保護膜５０１は、プラズマＣＶＤ等における成膜条件を固定した窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜等からなり、その下層側に形成された複数の第３層間絶縁膜等は、プラズマＣＶＤ、低温ＣＶＤ等の成膜条件を固定した酸化シリコン膜からなる。従って、この関係式により、各画素の開口領域内におけるＴＦＴアレイ基板１０上に積層された各層の光学定数は夫々、一義的に定まる。そして、このように求められた光学定数を用いて、公知のＲｏｕａｒｄの方法などにより、ＴＦＴアレイ基板１０上に積層された画素電極９ａ及び保護膜５０１、並びにその下層側に形成された複数の層間絶縁膜からなる積層体における、液晶層５０側からの入射光に対する反射率を波長別に算出する。そして、得られた反射率から、当該積層構造における液晶層５０側からの入射光に対する光透過率が波長別に算出される。但し、このような透過率の算出は、他の公知のシミュレーション手法や理論演算、若しくは実験的に又は実験を交えて行なってもよいことは言うまでもない。
【００８７】
以上のように得られる図８の特性図では、図７（ａ）に示した如き保護膜が設けられていない比較例の場合の透過率を基準、即ち“１”とした場合における、図６に示した如き積層構造中の保護膜５０１の膜厚を横軸にとり、保護膜５０１の各膜厚に対する、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光、並びにＲ６５０光の各々についての相対的な透過率を縦軸に示している。即ち、図７（ａ）に示した如き保護膜が設けられていない比較例と比較して、透過率が向上していれば、相対的な透過率は１より大となり、透過率が減少していれば、相対的な透過率は１より小となる。
【００８８】
図８から分かるように、図７（ａ）に示した如き伝統的な、窒化膜等からなる保護膜が画素電極付近に形成されていない積層構造の場合と比較して、本実施形態の如く酸化シリコン膜、窒化シリコン膜（或いは酸窒化シリコン膜等）及びＩＴＯ膜がこの順で積層され且つ窒化シリコン膜（或いは酸窒化シリコン膜等）がＩＴＯ膜の下層側に隣接形成されてなる積層構造の方が、概ね窒化シリコン膜（或いは酸窒化シリコン膜等）の膜厚が耐湿性を高めるのに実用上適当である範囲内にあれば、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光、並びにＲ６５０光のうち少なくとも一つについては、透過率を向上させることができる。
【００８９】
より具体的には、窒化シリコン膜（或いは酸窒化シリコン膜等）の膜厚が１〜１００ｎｍの範囲にあれば、これからなる保護膜５０１によって、可視光に対する透過率を高めることが可能となる。尚、これらの第３層間絶縁膜４３等を構成する酸化シリコン膜の光学膜厚（即ち、屈折率×膜厚）、保護膜５０１を構成する窒化シリコン膜等の光学膜厚及び画素電極９ａを構成するＩＴＯ膜の光学膜厚によって、これらからなる積層構造における透過率は変化するが、このように保護膜５０１の膜厚が、１〜１００ｎｍ以下の範囲にあれば、一般に画素電極９ａとして好適に用いられるＩＴＯ膜や一般に第３層間絶縁膜４３等として好適に用いられる酸化シリコン膜であれば、当該積層構造における透過率は、程度の差こそあれ高められる。
【００９０】
そして、図８から分かるように、保護膜５０１の膜厚は、３０〜８０ｎｍに設定するのが好ましい。このように構成すれば、人間の視覚上の明暗に相対的に強く関係する、緑色の光或いは５５０ｎｍ付近の波長の光に対する透過率を顕著に高められる。
【００９１】
尚、このように緑色の光或いは５５０ｎｍ付近の波長の光に対する透過率を大きくするための、保護膜５０１を構成する窒化シリコン膜（或いは酸窒化シリコン膜等）の膜厚は、実際の製造に用いる、第３層間絶縁膜４３等を構成する酸化シリコン膜や、画素電極９ａを構成するＩＴＯ膜の光学膜厚等の諸条件に応じて、実験的、経験的、シミュレーション等により個別具体的に設定すればよい。
【００９２】
加えて、保護膜５０１の膜厚を、例えば２０００ｎｍ程度まで厚くしても、第３層間絶縁膜４３等を構成する酸化シリコン膜や画素電極９ａを構成するＩＴＯ膜の光学膜厚等の諸条件によっては、透過率を高め得る場合もあるので、結局、装置仕様上必要とされる耐湿性と透過率とを勘案して、保護膜５０１を構成する窒化シリコン膜（或いは酸窒化シリコン膜等）の膜厚を決定するのがより好ましい。
【００９３】
他方、図７（ｂ）に示した比較例の如く、窒化膜等からなる保護膜５０１’が、ＩＴＯ膜からなる画素電極９ａの下層側において二つの酸化シリコン膜４３ａ及び４３ｂ間に挟持されてなる積層構造の場合には、図７（ａ）の比較例と比較して、透過率が低下する、即ち相対的な透過率は１より小であることが判明している。
【００９４】
図６から図８から分かるように、本実施形態によれば特に、図７（ａ）に示した保護膜が設けられていない積層構造の場合と比較して、当該電気光学装置における耐湿性を、保護膜５０１により顕著に向上させることができ、装置寿命を長くできる。同時に、図７（ａ）に示した保護膜のない積層構造の場合や図７（ｂ）に示した保護膜が本実施形態とは異なる積層位置に設けられている積層構造の場合と比較して、各画素の開口領域における透過率を、１〜１０％程度或いはそれ以上といったように顕著に向上させることができる。これらの結果、本実施形態の電気光学装置により、明るく高品位の画像を長期に亘って行なうことが可能となる。
【００９５】
更に、本実施形態によれば、窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜等からなる保護膜５０１は、ＩＴＯ膜からなる画素電極９ａの下層側に位置しているので、保護膜を画素電極の上層側に配置させてなる積層構造を採用した場合のように、液晶層５０に対して、保護膜の誘電分極による電圧が作用して、表示画像の焼きつき現象を起こすことも無く、この観点からも高品位の画像表示を行なえる。
【００９６】
加えて、本実施形態によれば、画像表示領域１０ａにおける耐湿性が顕著に向上するので、例えば一般に湿気によって寿命が短くなり易いＰチャネル型ＴＦＴを、画素スイッチング用ＴＦＴ３０として採用することも可能となり、或いはこのようなＰチャネル型ＴＦＴを含んでなる相補型（ＣＭＯＳ型）ＴＦＴを、画素スイッチング用ＴＦＴ３０として採用することも可能となる。
【００９７】
尚、以上説明した実施形態では、図５示したように多数の導電層を積層することにより、画素電極９ａの下地面（即ち、第３層間絶縁膜４３の表面）におけるデータ線６ａや走査線３ａに沿った領域に段差が生じるのを、第３層間絶縁膜４３の表面を平坦化することで緩和しているが、これに代えて或いは加えて、ＴＦＴアレイ基板１０、下地絶縁膜１２、第１層間絶縁膜４１、第２層間絶縁膜４２或いは第３層間絶縁膜４３に溝を掘って、データ線６ａ等の配線やＴＦＴ３０等を埋め込むことにより平坦化処理を行ってもよいし、第２層間絶縁膜４２の上面の段差をＣＭＰ処理等で研磨することにより、或いは有機又は無機ＳＯＧを用いて平らに形成することにより、当該平坦化処理を行ってもよい。
【００９８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態における電気光学装置について、図９を参照して説明する。ここに図９は、第２実施形態における画素電極付近における積層構造を図６と同様に抽出して示す部分断面図である。尚、図９において、図１から図８に示した第１実施形態と同様の構成要素には同様の参照符号を付しそれらの説明は省略する。
【００９９】
図９に示すように、第２実施形態では、画素電極９ａの下層側に隣接して形成された保護膜５０１に加えて、画素電極９ａの上層側に隣接して形成された、酸窒化シリコン膜等の窒素及び酸素の両者を含むシリコン化合物などの酸窒化膜からなる保護膜５０２を備える。その他の構成については、図１から図８を参照して説明した第１実施形態の場合と同様である。
【０１００】
従って、第２実施形態によれば、画素電極９ａの上層側及び下層側の両方に、保護膜を形成するので、耐湿性を高められる。
【０１０１】
第２実施形態では特に、保護膜５０２は、酸窒化膜からなるので、画素電極９ａを構成するＩＴＯ膜上にも、比較的簡単に緻密な膜を低温プロセスにより形成できる。しかも、このように、ＩＴＯ膜からなる画素電極９ａの上層側に酸窒化膜からなる保護膜５０２を隣接して形成し且つＩＴＯ膜からなる画素電極９ａの下層側に保護膜５０１を隣接して形成することにより、透過率を向上させることも可能となる。即ち、相異なる屈折率を有し且つ膜厚を任意に選択可能である二つの保護膜５０１及び５０２を採用することで、積層構造における透過率を決定するパラメータ数が増加するので、係るパラメータの自由度の増加によって、より好ましい耐湿性と透過率との組み合わせを得ることも可能となる。
【０１０２】
尚、このように透過率を大きくするための保護膜５０１及び保護膜５０２の膜厚は夫々、実際の製造に用いる、酸化シリコン膜やＩＴＯ膜の光学膜厚等の諸条件に応じて、実験的、経験的、シミュレーション等により個別具体的に設定すればよい。
【０１０３】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態における電気光学装置について、図１０を参照して説明する。ここに図１０は、第３実施形態における画素電極付近における積層構造を図６と同様に抽出して示す部分断面図である。尚、図１０において、図１から図８に示した第１実施形態及び図９に示した第２実施形態と同様の構成要素には同様の参照符号を付しそれらの説明は省略する。
【０１０４】
図１０に示すように、第３実施形態では、画素電極９ａの下層側に隣接して形成された保護膜５０１に代えて、画素電極９ａの上層側に隣接して形成された、酸窒化シリコン膜等の窒素及び酸素の両者を含むシリコン化合物などの酸窒化膜からなる保護膜５０２を備える。その他の構成については、図１から図８を参照して説明した第１実施形態の場合と同様である。
【０１０５】
従って、第３実施形態によれば、画素電極９ａの上層側に、酸窒化膜からなる保護膜５０２を形成するので、耐湿性を高められる。
【０１０６】
第３実施形態では特に、保護膜５０２は、酸窒化膜からなるので、画素電極９ａを構成するＩＴＯ膜上にも、比較的簡単に緻密な膜を低温プロセスにより形成できる。しかも、このように、ＩＴＯ膜からなる画素電極９ａの上層側に酸窒化膜からなる保護膜５０２を隣接して形成することにより、透過率を向上させることも可能となる。
【０１０７】
尚、このように透過率を大きくするための保護膜５０２を構成する酸窒化膜の膜厚は、実際の製造に用いる、酸化シリコン膜やＩＴＯ膜の光学膜厚等の諸条件に応じて、実験的、経験的、シミュレーション等により個別具体的に設定すればよい。
【０１０８】
（変形形態）
上述した第１から第３実施形態では、画素電極９ａの下層側や上層側における、基本的にＴＦＴアレイ基板１０の全面に、保護膜５０１や５０２を形成することにより耐湿性を高めているが、変形形態としては、データ線６ａ、走査線３ａ、容量線３００、ＴＦＴ３０、蓄積容量７０、下側遮光膜１１ａ等の存在の有無に応じて、これらをコンタクトホール等により適宜、相互接続する必要性がある領域については、局所的に保護膜５０１や５０２を形成しないようにしてもよい。このようにすれば、コンタクトホールの開孔等に係る製造工程が容易となり、限られた各画素の非開口領域内でコンタクトホールの開孔等を良好に行なうことが可能となる。
【０１０９】
以上図１から図１０を参照して説明した各実施形態では、データ線駆動回路１０１や走査線駆動回路１０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に設ける代わりに、例えばＴＡＢ（Tape Automated bonding）基板上に実装された駆動用ＬＳＩに、ＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に設けられた異方性導電フィルムを介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。また、対向基板２０の投射光が入射する側及びＴＦＴアレイ基板１０の出射光が出射する側には各々、例えば、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＶＡ（Vertically Aligned）モード、ＰＤＬＣ(Polymer Dispersed Liquid Crystal)モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード／ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。
【０１１０】
以上説明した実施形態における電気光学装置は、プロジェクタに適用されるため、３枚の電気光学装置がＲＧＢ用のライトバルブとして各々用いられ、各ライトバルブには各々ＲＧＢ色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が投射光として各々入射されることになる。従って、各実施形態では、対向基板２０に、カラーフィルタは設けられていない。しかしながら、画素電極９ａに対向する所定領域にＲＧＢのカラーフィルタをその保護膜と共に、対向基板２０上に形成してもよい。このようにすれば、プロジェクタ以外の直視型や反射型のカラー電気光学装置について、各実施形態における電気光学装置を適用できる。また、対向基板２０上に１画素１個対応するようにマイクロレンズを形成してもよい。或いは、ＴＦＴアレイ基板１０上のＲＧＢに対向する画素電極９ａ下にカラーレジスト等でカラーフィルタ層を形成することも可能である。このようにすれば、入射光の集光効率を向上することで、明るい電気光学装置が実現できる。更にまた、対向基板２０上に、何層もの屈折率の相違する干渉層を堆積することで、光の干渉を利用して、ＲＧＢ色を作り出すダイクロイックフィルタを形成してもよい。このダイクロイックフィルタ付き対向基板によれば、より明るいカラー電気光学装置が実現できる。
【０１１１】
（製造プロセス）
次に、上述した各実施形態の電気光学装置の製造方法について説明する。
【０１１２】
先ず、第１実施形態の電気光学装置の製造方法について、図１１を参照して説明する。ここに、図１１は、図５に示したＡ−Ａ’断面に概ね対応する個所における断面構造を工程ごとに示す工程図である。
【０１１３】
先ず図１１の工程（１）では、シリコン基板、石英基板、ガラス基板等の基板１０を用意する。ここで、好ましくはＮ2（窒素）等の不活性ガス雰囲気下、約８５０〜１３００℃、より好ましくは１０００℃の高温でアニール処理し、後に実施される高温プロセスにおいて基板１０に生じる歪みが少なくなるように前処理しておく。
【０１１４】
このように処理された基板１０の全面に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ及びＰｄ等の金属や金属シリサイド等の金属合金膜を、スパッタリング法などにより、１００〜５００ｎｍ程度の膜厚、好ましくは約２００ｎｍの膜厚の遮光層を形成した後、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、図４及び図５に示したようなパターンの下側遮光膜１１ａを画像表示領域１０ａ内に形成する。続いて、下側遮光膜１１ａの上に、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、ＢＰＳＧなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等からなる第１層間絶縁膜１２を形成する。
【０１１５】
次に工程（２）に示すように、下地絶縁膜１２の上に、減圧ＣＶＤ等によりアモルファスシリコン膜を形成しアニール処理を施することにより、ポリシリコン膜を固相成長させる。或いは、アモルファスシリコン膜を経ないで、減圧ＣＶＤ法等によりポリシリコン膜を直接形成する。次に、このポリシリコン膜に対し、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等を施すことにより、図４及び図５に示した所定パターンを有する半導体層１ａを画像表示領域１０ａ内に形成する。
【０１１６】
次に工程（３）に示すように、熱酸化すること等により、ゲート絶縁膜となる絶縁膜２を形成する。この結果、半導体層１ａや半導体層３２０の厚さは、約３０〜１５０ｎｍの厚さ、好ましくは約３５〜５０ｎｍの厚さとなり、絶縁膜２の厚さは、約２０〜１５０ｎｍの厚さ、好ましくは約３０〜１００ｎｍの厚さとなる。
【０１１７】
次に工程（４）に示すように、減圧ＣＶＤ法等によりポリシリコン膜を約１００〜５００ｎｍの厚さに堆積し、更にＰ（リン）を熱拡散して、このポリシリコン膜を導電化した後、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、図４及び図５に示した所定パターンを有する走査線３ａを画像表示領域１０ａ内に形成する。次に、低濃度及び高濃度の２段階で不純物イオンをドープすることにより、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅを含む、ＬＤＤ構造の画素スイッチング用ＴＦＴ３０の半導体層１ａを画像表示領域１０ａ内に形成する。
【０１１８】
次に工程（５）に示すように、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法やＴＥＯＳガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等からなる第２層間絶縁膜４１を形成する。
【０１１９】
続いて、減圧ＣＶＤ法等によりポリシリコン膜を堆積し、更にリン（Ｐ）を熱拡散し、このポリシリコン膜を導電化して中継層７１を形成する。減圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等により高温酸化シリコン膜（ＨＴＯ膜）や窒化シリコン膜からなる誘電体膜７５を膜厚５０ｎｍ程度の比較的薄い厚さに堆積した後、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ及びＰｄ等の金属や金属シリサイド等の金属合金膜を、スパッタリングにより容量線３００を形成する。これらにより、画像表示領域１０ａ内に、蓄積容量７０を形成する。
【０１２０】
その後、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法やＴＥＯＳガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等からなる第２層間絶縁膜４２を形成する。続いて、第２層間絶縁膜４２に対する反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより、コンタクトホールを開孔した後、第２層間絶縁膜４２上の全面に、スパッタリング等により、遮光性のＡｌ等の低抵抗金属や金属シリサイド等を金属膜として、約１００〜５００ｎｍの厚さ、好ましくは約３００ｎｍに堆積する。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、所定パターンを有するデータ線６ａを画像表示領域１０ａ内に形成する。
【０１２１】
次に工程（６）では、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法を用いて、酸化シリコン膜を、各画素の開口領域に位置する第２層間絶縁膜４２の表面とデータ線６ａの表面との段差よりも、厚い膜厚となるように成膜する。その後、この酸化シリコン膜に対して、ＣＭＰ処理により表面を平坦化することにより、平坦化されており且つ前述したシミュレーション結果等に基づいて予め設定された膜厚（例えば、数十〜数百ｎｍ或いは数千ｎｍ程度の範囲内にある所定膜厚）を有するように、第３層間絶縁膜４３を形成する。
【０１２２】
この酸化シリコン膜の成膜の際には、４００℃以下の温度で成膜を行うことが好ましい。このように形成すれば、酸化シリコン膜を形成する最中に、酸化シリコン膜に含まれる水分がその下側に位置するＡｌ膜からなる配線又は電極更にはＴＦＴ３０等に浸入するのを効果的に防止できる。
【０１２３】
その後、第３層間絶縁膜４３上に、好ましくはプラズマＣＶＤにより、窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜等の窒素を含むシリコン化合物からなる保護膜５０１を、前述したシミュレーション結果等に基づいて予め設定された膜厚（例えば、数〜数百ｎｍ程度の範囲内にある所定膜厚）を有するように形成する。この際、プラズマＣＶＤを用いることにより、例えば３００〜４００℃といった比較的低い温度でも、緻密な窒化シリコン膜等を形成できる。従って、その下層側に存在するＡｌ膜等からなるデータ線６ａ等を、プラズマＣＶＤを行なう際のプロセス温度である３００〜４００℃以上の高温に曝さないで済む。
【０１２４】
尚、上述した変形形態の如く、保護膜５０１をコンタクトホール等に対応させて局所的に形成しない場合には、この段階で、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、所定パターンの保護膜５０１を形成する。
【０１２５】
次に工程（７）では、第３層間絶縁膜４３に対する反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより、コンタクトホール８５を開孔する。ここで、保護膜５０１は、窒素を含むシリコン化合物からなるので概ねエッチングし難いため、この膜を貫通させる時と、第３層間絶縁膜４３及び第２層間絶縁膜４２を貫通させる時とでは、エッチャントを変更してもよい。或いは、前述の変形形態の如くコンタクトホール８５の付近に保護膜５０１を形成しないのであれば、このような面倒なく、コンタクトホール８５を比較的容易に開孔できる。
【０１２６】
その後、保護膜５０１上に、スパッタ処理等により、ＩＴＯ膜を、前述したシミュレーション結果等に基づいて予め設定された膜厚（例えば、数〜数百ｎｍ程度の範囲内にある所定膜厚）を有するように形成する。そして、このＩＴＯ膜に対して、フォトリソグラフィ及びエッチングを行なうことにより、画素電極９ａを形成する。その後、この上にポリイミド系の配向膜の塗布液を塗布し、更に所定のプレティルト角を持つように且つ所定方向でラビング処理を施すこと等により、配向膜１６が形成される。
【０１２７】
以上説明した製造プロセスにより、画像表示領域１０ａに各種配線やＴＦＴ等が作り込まれていると共に、画素電極９ａの下層側に隣接して保護膜５０１が形成された積層構造を有する第１実施形態の電気光学装置を比較的容易に製造できる。
【０１２８】
次に、第２実施形態の電気光学装置の製造方法について説明する。
【０１２９】
第２実施形態を製造する場合には、上述した第１実施形態の製造方法における工程（１）〜工程（７）の完了後に更に、好ましくはプラズマＣＶＤにより、ＩＴＯ膜からなる画素電極上の表面全体に、酸窒化シリコン膜等の酸窒化膜５０２を、前述したシミュレーション結果等に基づいて予め設定された膜厚（例えば、数〜数百ｎｍ程度の範囲内にある所定膜厚）を有するように形成する。この際、プラズマＣＶＤを用いることにより、例えば３００〜４００℃といった比較的低い温度でも、緻密な酸窒化膜５０２を形成できる。従って、その下層側に存在するＩＴＯ膜からなる画素電極９ａ、Ａｌ膜等からなるデータ線６ａ等を、プラズマＣＶＤを行なう際のプロセス温度である３００〜４００℃以上の高温に曝さないで済む。
【０１３０】
次に、第３実施形態の電気光学装置の製造方法について説明する。
【０１３１】
第３実施形態を製造する場合には、上述した第１実施形態の製造方法における工程（６）における保護膜５０１を形成する工程を削除する。その代わりに、工程（７）の完了後に更に、好ましくはプラズマＣＶＤにより、ＩＴＯ膜からなる画素電極上の表面全体に、酸窒化シリコン膜等の酸窒化膜５０２を、前述したシミュレーション結果等に基づいて予め設定された膜厚（例えば、数〜数百ｎｍ程度の範囲内にある所定膜厚）を有するように形成する。この際、プラズマＣＶＤを用いることにより、例えば３００〜４００℃といった比較的低い温度でも、緻密な酸窒化膜５０２を形成できる。従って、その下層側に存在するＩＴＯ膜からなる画素電極９ａ、Ａｌ膜等からなるデータ線６ａ等を、プラズマＣＶＤを行なう際のプロセス温度である３００〜４００℃以上の高温に曝さないで済む。
【０１３２】
（電子機器の実施形態）
次に、以上詳細に説明した電気光学装置をライトバルブとして用いた電子機器の一例たる投射型カラー表示装置の実施形態について、その全体構成、特に光学的な構成について説明する。ここに図１２は、投射型カラー表示装置の図式的断面図である。
【０１３３】
図１２において、本実施形態における投射型カラー表示装置の一例たる液晶プロジェクタ１１００は、駆動回路がＴＦＴアレイ基板上に搭載された液晶装置１００を含む液晶モジュールを３個用意し、夫々ＲＧＢ用のライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂとして用いたプロジェクタとして構成されている。液晶プロジェクタ１１００では、メタルハライドランプ等の白色光源のランプユニット１１０２から投射光が発せられると、３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原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂに分けられ、各色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂに夫々導かれる。この際特にＢ光は、長い光路による光損失を防ぐために、入射レンズ１１２２、リレーレンズ１１２３及び出射レンズ１１２４からなるリレーレンズ系１１２１を介して導かれる。そして、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂにより夫々変調された３原色に対応する光成分は、ダイクロイックプリズム１１１２により再度合成された後、投射レンズ１１１４を介してスクリーン１１２０にカラー画像として投射される。
【０１３４】
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なう電気光学装置及びその製造方法、並びに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】
【図１】本発明の第１実施形態の電気光学装置におけるＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ’断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の電気光学装置における画像表示領域を構成するマトリクス状の複数の画素に設けられた各種素子、配線等の等価回路を示す回路図である。
【図４】実施形態の電気光学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る。
【図５】図４のＡ−Ａ’断面図である。
【図６】図５に示した断面のうち各画素の開口領域おける画素電極付近の積層構造を抽出して示す部分断面図である。
【図７】各種比較例における同一個所の部分断面図である。
【図８】第１実施形態における窒素を含むシリコン化合物からなる保護膜の膜厚と相対的な透過率との関係を各色の光別に示す特性図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る画素電極付近の積層構造を抽出して示す部分断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る画素電極付近の積層構造を抽出して示す部分断面図である。
【図１１】第１実施形態の電気光学装置における断面構造をその製造プロセスの工程ごとに示す工程図である。
【図１２】本発明の電子機器の実施形態である投射型カラー表示装置の一例たるカラー液晶プロジェクタを示す図式的断面図である。
【符号の説明】
１ａ…半導体層
１ａ’…チャネル領域
１ｂ…低濃度ソース領域
１ｃ…低濃度ドレイン領域
１ｄ…高濃度ソース領域
１ｅ…高濃度ドレイン領域
２…絶縁膜
３ａ…走査線
６ａ…データ線
９ａ…画素電極
１０…ＴＦＴアレイ基板
１１ａ…下側遮光膜
１２…下地絶縁膜
１６…配向膜
２０…対向基板
２１…対向電極
２２…配向膜
３０…ＴＦＴ
５０…液晶層
５３…額縁遮光膜
７０…蓄積容量
７１…中継層
８１、８３、８５…コンタクトホール
１０１…データ線駆動回路
１０４…走査線駆動回路
３００…容量線
５０１、５０２…保護膜
【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】
0004050486.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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