表示装置
【課題】画素電極とソース配線、さらには画素電極とＴＦＴとの電気的な干渉を抑制する
構造を提供する。
【解決手段】薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタの活性層、ゲイト絶縁膜、及び
ゲイト電極上に形成された第１の層間絶縁膜と、前記第１の層間絶縁膜上に形成され、前
記活性層に接続されたソース配線及びドレイン電極と、前記ソース配線及び前記ドレイン
電極上に形成された第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電磁シー
ルド用の導電膜と、前記導電膜上に形成された第３の層間絶縁膜と、前記第３の層間絶縁
膜上に形成され、前記ドレイン電極に接続された画素電極とを有し、前記導電膜は前記ソ
ース配線と前記画素電極との間に設けられている。
構造を提供する。
【解決手段】薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタの活性層、ゲイト絶縁膜、及び
ゲイト電極上に形成された第１の層間絶縁膜と、前記第１の層間絶縁膜上に形成され、前
記活性層に接続されたソース配線及びドレイン電極と、前記ソース配線及び前記ドレイン
電極上に形成された第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電磁シー
ルド用の導電膜と、前記導電膜上に形成された第３の層間絶縁膜と、前記第３の層間絶縁
膜上に形成され、前記ドレイン電極に接続された画素電極とを有し、前記導電膜は前記ソ
ース配線と前記画素電極との間に設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する発明は、アクティブマトリクス型の反射型液晶パネルの構造に関す
る。
【背景技術】
【０００２】
図８に従来より公知のアクティブマトリクス型の反射型液晶パネルの概略の断面を示す
。図８に示す構成では、ソース領域部７０８、ゲイト電極部７０９、ドレイン領域部７１
０の領域でなるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が配置され、さらにこのＴＦＴのソース領域
部７１０に反射画素電極７０６が接続された構造となっている。
【０００３】
一般にこのような構造においては、ソース電極部７０８、ゲイト電極部７０９、ドレイ
ン電極部７１０との上面の平坦性や、画素領域７１１と他の領域との間における平坦性は
、図示されるようにあまり考慮されていない。
【０００４】
この平坦性の乱れ（即ち凹凸）は、３００ｎｍ〜７００ｎｍ程度となるのが普通である
。
【０００５】
このような凹凸の存在は、液晶分子の乱れ７０７の原因となる。しかし、液晶層の厚さ
が７μｍや８μｍ以上というように厚い場合は、上記の凹凸の影響は表示にそれ程大きな
影響を与えない。
【０００６】
即ち、液晶分子の乱れの影響は液晶層の厚さ方向全体には及ばず、そのことが表示に与
える影響も少ない。
【０００７】
しかし、近年は高画質の追求、及びそれに伴う液晶材料の進歩により、より液晶層の厚
さを狭くすることが要求されている。
【０００８】
特に反射型の液晶パネルにおいては、光が液晶層を２回通過するので、透過型のものに
比較してその厚さを１／２とすることが要求される。（実際にはそう単純な話にはならな
いが、概略そうであるといえる）
【０００９】
これまで、反射型の液晶パネルは、微細な表示特性や高速動画表示は求められていなか
った。従って、無理して液晶層の厚さを薄くして、表示特性を向上させる必要はなかった
。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者らの知見によれば、反射型の液晶パネルは、投影型のプロジェクターに利用す
ることが適していることが判明している。
【００１１】
これは、プロジェクターには、画面サイズが小型のものが要求（画面サイズが大きいと
光学系が高価になる）され、また反射型の液晶パネルは、画面サイズが2.5 インチ対角以
下というような小型のものに関しては、透過型よりも画素の開口率を高くできるからであ
る。
【００１２】
一般に画面サイズが小さくなると、透過型では、ＴＦＴ、配線、容量電極といった光が
透過しない領域の面積の割合が大きくなり、また透過部分の透過損失も顕在化する。（本
出願人らの算出によれば、画面サイズが2.5 インチ以下になるとこの傾向が顕在化する）
【００１３】
他方、反射型では、反射電極の下部にＴＦＴや配線や容量電極を配置させることができ
、また反射電極の反射損失も透過型の透過損失に比べればはるかに小さくできる。
【００１４】
プロジェクタには、高微細な表示を行う性能が要求される。従って、プロジェクターに
利用する反射型の液晶パネルには、高い表示特性が要求される。特にプロジェクターの場
合は、画像が数十倍〜１００倍以上に拡大されるので、この要求はシビアなものとなる。
【００１５】
このような理由により、反射型の液晶パネルにも高い表示特性が要求され、それを実現
するために液晶層の厚さを薄くことが要求される。
【００１６】
本出願人らの知見によれば、要求される表示特性を得るには、反射型の液晶パネルの場
合、液晶層の厚さは２〜４μｍ程度とすることが求められる。これは、コントラストを最
大とする条件から要求されることである。
【００１７】
このような場合、液晶層に接する面における凹凸の段差が液晶層の１０％以上あると、
液晶の配向の乱れが顕著になり、画質の低下（特にコントラストの低下）が著しくなる。
【００１８】
液晶層の厚さｄはコントラストを最大とする条件によって定められる。コントラストを
最大にする条件は、液晶材料によって決まるΔｎ（リタデーション）と液晶層の厚さｄと
の積（Δｎｄ）によって決まる。しかしこの値は、波長依存性があり、その依存性が液晶
材料によって異なるという厄介な性質があり、最適化することは簡単ではない。
【００１９】
図７に示すのは、反射型の液晶パネルを想定したシュミレーション結果である。ここで
、横軸は入射光の波長であり、縦軸は入射光と出力光との比（透過率と定義する）である
。
【００２０】
図７中のプロット点は、液晶層の厚さを変化させた場合のものである。
【００２１】
人間の目の波長感度は、４５０ｎｍ〜６８０ｎｍ程度の範囲にあり、５５０ｎｍ付近に
その最大値を有する。
【００２２】
従って、カラー表示をさせようとする場合、図７に示すような曲線は、４５０ｎｍ〜６
８０ｎｍの範囲における透過率が極力平坦であることが重要となる。特に波長感度の高い
５００ｎｍ〜６００ｎｍの範囲における平坦性が重要となる。
【００２３】
また、当然のことながら透過率が極力高いこと（即ち透過損失が極力少ないこと）が重
要となる。
【００２４】
この点を考慮すると、図７に示すシュミュレーション結果においては、液晶層の厚さが
2.86μｍ、３μｍの場合が好ましいものとなる。また、液晶層の厚さが2.5 μｍ、3.5 μ
ｍの場合が一応利用できる程度のものとなる。
【００２５】
例えば液晶層の厚さを３μｍとした場合、液晶層に接する面の凹凸は、少なくとも0.3
μｍ（３００ｎｍ）以下とすることが要求される。
【００２６】
こうなると、図８に示すような液晶層に接する面の凹凸が表示に悪影響を与えるように
なる。
【００２７】
この問題を解決する方法の一つとして、層間絶縁膜７１２として樹脂のような成膜時に
おいて流動性のある材料を用い、段差を吸収させてしまうことが考えられる。
【００２８】
しかし、そのためには層間絶縁膜をかなり厚くしなければならない。
【００２９】
層間絶縁膜を厚くすると、最終的に画素電極７０６がソース電極へとコンタクトするた
めに開溝が深くなる。これは、コンタクト不良の原因となり好ましくない。
【００３０】
特にプロジェクター用の液晶パネルのように対角寸法が２．５インチ以下というような
小型で微細な構造を有する場合は、上記コンタクトの問題が顕在化する。
【００３１】
このように、液晶に接する面を平坦化することは、他の要求事項との兼ね合いもあり、
容易ではない。
【００３２】
本明細書で開示する発明は、この問題を解決し、他の要求事項を満足しつつ、液晶に接
する面を平坦化できる構造を提供することを課題とする。また、画素電極とソース配線、
さらには画素電極とＴＦＴとの電気的な干渉を抑制する構造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】
【００３３】
〔第１の発明〕
本明細書で開示する発明の一つは、図１乃至図６にその作製工程が例示される構成のよ
うに、
格子状に配置されたソース配線３０５とゲイト配線２０４（図３参照）と、
前記ソース配線３０５にソース領域２０７が接続され、前記ゲイト配線２０４がゲイト
電極２０２に接続された薄膜トランジスタと、
前記ソース配線３０５と同時に形成されたドレイン電極３０３と、（図６参照）
前記ドレイン電極３０３の上方に形成された補助容量用電極４０１と、（図６参照）
前記補助容量用電極４０１の上方に形成された反射画素電極６０２と、（図６参照）
を有し、
前記ドレイン電極３０３と前記補助容量用電極４０１との間には補助容量が形成され、
（図６参照）
前記ドレイン電極３０３は画素領域の大部分を占めている（図３参照）ことを特徴とす
る。
【００３４】
上記の構成において、ソース配線３０５とゲイト配線２０４とは、図示されるように直
線状の形状が交差した格子形状を有している。しかし、格子状の配置としては、この構造
のみに限定されない。例えば、少なくとも一方が屈曲したパターンとなっているのでもよ
い。
【００３５】
または配線の構造としては、単層でも多層でもよい。図３に示す構造においては、ゲイ
ト配線はアルミニウム膜の単層で構成されている。なお、ゲイト電極２０２はゲイト配線
２０４から延在したパターンとして形成されている。
【００３６】
また、図３に示す構造においては、ソース配線３０５はチタン膜３０２とアルミニウム
膜３０３とチタン膜３０４との積層膜でもって構成されている。図３においては、ソース
配線として配線の主要部を構成するアルミニウム材料でなる部分３０５が図示されている
。（上下のチタン膜は省略されている）
【００３７】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴと称する）の構造としては、図２にその基本構造を示すソー
ス領域２０７とドレイン領域２０５（コンタクト３０８の下部に存在する）との間にチャ
ネル領域（ゲイト電極２０２の下部に存在する）を配置した基本的な構造の他に、図１０
に示すように活性層１１が屈曲したものを挙げることができる。
【００３８】
あるいは、同じく図１０に示すような活性層１１にゲイト電極が複数カ所において設け
られ、実質的に複数のＴＦＴが直列に接続された構造のものを利用することができる。
【００３９】
またＴＦＴの構造としては、逆スタガー型のものを利用することもできる。
【００４０】
また、上記第１の発明の構成において、
・〔ソース配線３０５と同時に形成されたドレイン電極３０３〕（図６参照）
は、図３に代表的に示されるように、同一の表面上（この場合は層間絶縁膜３０１上）
に成膜された膜をパターニングすることにより、３０３と３０５で示されるようなパター
ンを形成することによって得られる。
【００４１】
この同時に形成されたかどうかを確認するには、電子顕微鏡を利用して断面拡大写真を
撮影すれば確認することができる。
【００４２】
また、ドレイン電極３０３は画素領域の大部分を占めている（図３参照）というのは、
図３に例示されるようにソース配線とゲイト配線とで囲まれる領域を画素領域と定義し、
その領域の少なくとも５０％以上、好ましくは７０％以上を占めるような構造のこという
。
【００４３】
なお、反射画素電極は、ソース配線及びゲイト配線と一部が重なっているので、画素領
域の周囲（縁の部分）は、ソース配線及びゲイト配線に一部重なる。
【００４４】
上記第１の発明の構成において、補助容量は、図６の下段に示されるようにドレイン電
極３０３と補助容量用電極４０１との間に誘電膜として窒化珪素膜４００を挟んだ構造と
して形成されている。
【００４５】
また図６に示す構造においては、補助容量の上方は、ポリイミド樹脂膜５０１によって
平坦化されている。
【００４６】
〔第２の発明〕
他の発明の構成は、
格子状に配置されたソース配線とゲイト配線と、
前記ソース配線にソース領域が接続され、前記ゲイト配線がゲイト電極に接続された薄
膜トランジスタと、
前記ソース配線と同時に形成されたドレイン電極と、
前記ドレイン電極の上方に形成された補助容量用電極と、
前記補助容量用電極の上方に形成された電磁シールド用の導電膜と、
前記導電膜の上方に形成された反射画素電極と、
を有し、
前記ドレイン電極と前記補助容量用電極との間には補助容量が形成され、
前記ドレイン電極は画素領域の大部分を占めていることを特徴とする。
【００４７】
ここで、電磁シールド用の導電膜というのは、図６の５０２で示される膜である。この
導電膜５０２は、画素電極６０２とドレイン電極３０３とのコンタクト部分６０３以外の
領域の全てを覆う構造となっている。
【００４８】
こうすることで、画素電極とソース配線、さらには画素電極とＴＦＴとが電気的に干渉
してしまうことを抑制することができる。
【００４９】
〔第３の発明〕
他の発明に構成は、
格子状に配置されたソース配線とゲイト配線と、
前記ソース配線にソース領域が接続され、前記ゲイト配線がゲイト電極に接続された薄
膜トランジスタと、
前記ソース配線と同時に形成されたドレイン電極と、
前記ドレイン電極の上方に誘電体膜を介して形成された補助容量用電極と、
前記補助容量用電極の上方に形成された電磁シールド用の導電膜と、
前記導電膜の上方に形成された反射画素電極と、
を有し、
前記ドレイン電極と前記補助容量用電極との間には補助容量が形成され、
前記ドレイン電極は画素領域の大部分を占めて形成されており、
前記ゲイト電極と前記ソース配線と前記ドレイン電極とでもって、前記誘電体膜が形成
される面の平坦性が確保されていることを特徴とする。
【００５０】
この構成は、図６に例示するような構造において、ゲイト電極２０２が存在することに
起因する層間絶縁膜３０１の盛り上がり部分と、その上部表面が合うようにドレイン電極
３０３とソース配線３０５とを形成することで、窒化珪素膜４００が成膜される面の凹凸
を是正し、樹脂膜５０１によって、残存する凹凸を吸収できるようにしたことを特徴とす
る。
【００５１】
この場合、ゲイト電極２０２の厚さと、３０３で示されるアルミニウム膜及びその上下
に成膜されたチタン膜との合計の厚さとをある程度一致させる必要がある。
【００５２】
〔第４の発明〕
他の発明の構成は、
格子状に配置されたソース配線とゲイト配線と、
前記ソース配線にソース領域が接続され、前記ゲイト配線がゲイト電極に接続された薄
膜トランジスタと、
前記ソース配線と同時に形成されたドレイン電極と、
前記ドレイン電極の上方に誘電体膜を介して形成された補助容量用電極と、
前記補助容量用電極の上方に形成された電磁シールド用の導電膜と、
前記導電膜の上方に形成された反射画素電極と、
を有し、
前記ドレイン電極と前記補助容量用電極との間には補助容量が形成され、
前記ドレイン電極は画素領域の大部分を占めて形成されており、
前記ゲイト電極と前記ソース配線及び前記ドレイン電極との厚さの差は、液晶層の厚さ
の２０％以下であることを特徴とする。
【００５３】
この構成は、ゲイト電極２０２の厚さ（図６に例示する場合は陽極酸化膜の膜厚も含め
る）と、ドレイン電極３０３の厚さ（図６に例示する場合は上下のチタン膜の膜厚も含め
る）の膜厚とをそろえたものとし、その差が液晶層の厚さの２０％以下とすることを特徴
とする。
【００５４】
これは、図６の下段に例示するような構造においては、ゲイト電極２０２とドレイン電
極３０３との膜厚の差が上方の樹脂膜で吸収しきれない場合、そのことにより生じる段差
が画素電極表面の段差となり、それが液晶層の配向不良の要因となることを抑制するため
の構成である。
【００５５】
２０％以下というのは、最終的に残存する凹凸の段差を１０％以下とする際に樹脂層に
よる凹凸の吸収を考慮した値である。勿論、ゲイト電極とドレイン電極との膜厚の差が小
さいほど好ましい。
【００５６】
また図６（または図５）に示す構成においては、ソース線及びゲイト線の全てが電磁シ
ールド用の導電膜５０２によって完全に覆われている。またＴＦＴのドレインコンタクト
部を除いて、電磁シールド用の導電膜５０２によって覆われている。
【００５７】
このような構成とすることにより、画素電極とソース及びドレイン電極の電気的な干渉
を排除することができる。また、画素電極とＴＦＴとの間の電気的な干渉を排除すること
ができる。
【発明の効果】
【００５８】
本明細書で開示する発明を採用することで、コンタクトを容易に形成でき、かつ液晶に
接する面を平坦化できる構造を有する反射型の液晶パネルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】液晶パネルの作製工程を示す図。
【図２】液晶パネルの作製工程を示す図。
【図３】液晶パネルの作製工程を示す図。
【図４】液晶パネルの作製工程を示す図。
【図５】液晶パネルの作製工程を示す図。
【図６】液晶パネルの作製工程を示す図。
【図７】反射型の液晶パネルを透過する光の波長と透過率との関係を液晶層の厚さを代えてシュミュレーションした結果を示す図。
【図８】従来の反射型の液晶パネルの断面構造を示す図。
【図９】発明を利用した液晶パネルを備えた装置の例を示す図。
【図１０】ＴＦＴの構造のバリエーションを示す図。
【実施例１】
【００６０】
本実施例は、図６の上段にその上面から見た概略を、また図６の下段にＦ−Ｆ’で切っ
た断面を示すように、ＴＦＴのドレイン電極を画素領域下に延在させ、そのパターンを利
用して補助容量を形成し、さらにそのパターンが存在することで、画素電極面の凹凸を抑
制した構造としている。
【００６１】
以下において、図１〜図６に概略の作製工程を示す。まず図１に示すようにＴＦＴの活
性層となる領域を形成する。ここでは、ＴＦＴの活性層を非晶質珪素膜を結晶化させた結
晶性珪素膜（厚さ５０ｎｍ）を利用して構成する。
【００６２】
ここで１０１、１０２で例示されるのがＴＦＴの活性層パターンである。ここではＴＦ
ＴとしてＮチャネル型のＴＦＴを作製する場合の例を示す。
【００６３】
図１の上段に図示されるのが上面から様子である。また図１の下段に示されるのが上段
のＡ−Ａ’で切った断面を示すものである。また、図１の下段において、１００で示され
るのがガラス基板（または石英基板）である。
【００６４】
図１に示す状態を得たら、図２の下段に示されるようにゲイト絶縁膜として機能する酸
化珪素膜２０１を成膜する。ここでは、酸化珪素膜２０１の膜厚は１００ｎｍとする。
【００６５】
図２において、上段のＢ−Ｂ’で切った断面が下段に示される断面状態図である。
【００６６】
酸化珪素膜２０１を成膜したら、次にアルミウムでもってゲイト電極２０２を形成する
。このアルミニウム電極を構成するアルミウム膜の膜厚は、５００ｎｍとする。
【００６７】
またこのゲイト電極の周囲表面には、陽極酸化技術を利用して陽極酸化膜２０３を５０
ｎｍの厚さに成膜する。この陽極酸化膜２０３は、ゲイト電極２０２を電気及び物理的に
保護する機能を有している。
【００６８】
また、ゲイト電極２０１は、図２の上段に示されるようにゲイト配線２０４から延在し
たものとして形成される。
【００６９】
図２の下段に示す状態を得たら、燐のドーピングをプラズマドーピング法でもって行い
、ソース領域２０７、チャネル領域２０６、ドレイン領域２０７を自己整合的に形成する
。
【００７０】
ドーピングが終了したら、レーザー光の照射を行い、ドーピングされた燐の活性化とド
ーピング時の損傷のアニールとを行う。
【００７１】
こうして図２に示す状態を得る。次に図３に示すように層間絶縁膜として酸化珪素膜３
０１をプラズマＣＶＤ法により７００ｎｍの厚さに成膜する。
【００７２】
酸化珪素膜３０１を成膜した状態においては、ゲイト電極２０２の上方は盛り上がった
凸状となっている。この盛り上がりの高さは、ゲイト電極の高さ（５００ｎｍ）とほぼ同
じものとなる。
【００７３】
次に５０ｎｍ厚のチタン膜と４００ｎｍ厚さのアルミニウム膜と５０ｎｍ厚のチタン膜
をスパッタ法によって積層成膜する。そして、それをパターニングすることによって３０
６、３０３、３０５のパターンを得る。（ここでは、アルミニウム膜のみのパターンを示
し、上下のチタン膜の記載は省略する）
【００７４】
図３の３０６、３０３、３０５で示されるのは、パターニングされたアルミニウム膜で
ある。そしてその上下に接しているのがチタン膜である。例えば、３０３で示されるアル
ニウムパターンの下面にはチタン膜のパターン３０２が形成されており、上面にはチタン
膜のパターン３０４が形成されている。
【００７５】
なお、チタン膜を利用するのは、良好なコンタクトをとるためである。
【００７６】
図３の上段には、アルミニウム膜でなるパターンが示されている。（チタン膜は示され
ていない）
【００７７】
図３において、３０５、３０６はソース配線である。ソース配線３０５は、コンタクト
部３０７を介してＴＦＴのソース領域に接続される。
【００７８】
３０２、３０３、３０４の積層体パターン（ドレイン電極）はＴＦＴのドレイン領域に
コンタクトホール３０８を介して接続されている。図３の上段に示されるようにこの積層
体パターンは、画素領域の大部分を示す形状を有している。
【００７９】
ここで、ゲイト電極２０２の膜厚は、およそ５００ｎｍである。（陽極酸化膜の成長形
態によって、厚さは多少変化する）
【００８０】
また、３０６、３０３、３０５のアルミニウムパターンとその上下のチタン膜の合計の
膜厚も５００ｎｍである。
【００８１】
従って、多少の凹凸は形成されるが、図３の下段に示される状態において、際上面に大
きな凹凸（百ｎｍ以上に及ぶ段差を有する凹凸）は形成されない。
【００８２】
よって、液晶層を３μｍ程度としても液晶分子の乱れの影響を顕在化させない構造とす
ることができる。
【００８３】
図３に示す状態を得たら、プラズマＣＶＤ法により、窒化珪素膜４００を５０ｎｍの厚
さに成膜する。（図４の下段参照）
【００８４】
この窒化珪素膜４００は、補助容量の誘電体として機能する。また、５０ｎｍとその膜
厚を薄くするのは、その容量を極力大きくするためである。
【００８５】
次に厚さ１００ｎｍのチタン膜をスパッタリング法でもって成膜し、それをパターニン
グすることにより、補助容量形成用の電極４０１を形成する。
【００８６】
この電極４０１は、図４の上段に示されるようにソース配線３０５、３０６に平行して
延在している。
【００８７】
なお、図４の上段のＤ−Ｄ’で切った断面が図４の下段に対応している。
【００８８】
電極４０１とＴＦＴのドレイン領域に接続されたドレイン電極３０３とは、５０ｎｍ厚
の窒化珪素膜を挟んで配置され、補助容量を形成している。
【００８９】
この補助容量は、図３上段の３０３で示されるように大きな面積（コンタクト３０８の
領域は除く）でもって構成され、また窒化珪素膜４００の厚さを薄くできることから、必
要とする容量を容易に確保することができる。
【００９０】
このことは、液晶パネルが小型化し、一つ一つの画素の面積が小さくなった場合に特に
有効なこととなる。
【００９１】
次に図５の下段に示されるようにポリイミド樹脂でなる膜５０１を成膜する。膜厚は平
均で１μｍとする。ポリイミド以外には、ポリアミド、ポリイミドアミド、アクリル、エ
ポキシ等の材料を利用することができる。
【００９２】
このポリイミド膜によって、窒化珪素膜４００の表面の凹凸やチタン膜４０１が存在す
ることによる凹凸が吸収される。即ち、表面のほぼ平坦なポリイミド膜５０１が成膜され
る。
【００９３】
次にチタン膜を成膜し、さらにそれをパターニングすることにより、５０２で示される
チタン膜のパターンを得る。
【００９４】
なお、図５の上段のＥ−Ｅ’で切り取られる断面が図５の下段に示される。
【００９５】
この状態においては、ＴＦＴのドレイン領域のコンタクト用に開口が形成された状態と
なる。
【００９６】
チタン膜５０２は、その上に形成される画素電極がソース配線やＴＦＴに電気的な干渉
を与えないようにするための電磁シールドとして設けられる。
【００９７】
図５に示す状態を得たら、図６の下段に示されるようにポリイミド樹脂膜６０１を平均
1.5 μｍの厚さに成膜し、さらにコンタクトホールの形成を行う。そして、反射画素電極
６０２をアルミニウムでもって形成する。
【００９８】
この画素電極６０２を構成するアルミニウム膜は、スパッタ法により２０００Åの厚さ
に成膜したものを利用する。
【００９９】
なお、図６の上段におけるＦ−Ｆ’で切り取られる断面を図６の下段に示す。
【０１００】
この構成においては、ソース電極３０３が存在するために６０３の部分に形成されるコ
ンタクトを比較的容易に形成することができる。即ち、反射画素電極６０２のコンタクト
６０３の開口をそれ程深く形成する必要がなく、コンタクトを容易に形成することができ
る。（間口が狭く、深い開口はコンタクト不良の要因となる）
【０１０１】
画素電極は、格子状に配置されたソース配線及びドレイン配線の縁に一部が重なるよう
に設ける。こうすることで、開溝率を最大限高めることができる。
【０１０２】
図６に示す状態を得たら、配向膜としてポリイミド膜（図示せず）を１２０ｎｍの厚さ
に成膜し、ラビング処理（配向処理）を施す。この際、画素電極表面の平坦性が保たれて
いるので、部分的な配向不良を抑制することができる。
【０１０３】
あとは対向基板を用意し、対向基板との間に液晶を注入して、液晶セルを作製する。こ
うして反射型の液晶パネルが完成する。
【０１０４】
なお、ここでは、アクティブマトリクス回路を駆動する周辺回路については記載してい
ないが、周辺駆動回路をもＴＦＴによって同一基板上に作製する構造とすることが好まし
い。また周辺駆動回路をＩＣチップの外付け回路で構成するのでもよい。
【実施例２】
【０１０５】
本実施例に示すのは、実施例１とは異なる構造を有するＴＦＴの例である。本実施例で
示すＴＦＴは、図１０にその上面から見た概略を示すように、活性層１１がゲイト配線１
２と３カ所において交差しており、この部分にゲイト電極が配置された構造となっている
点である。
【０１０６】
この構造は、等価的に３つのＴＦＴが直列に接続されたものと見ることができる。
【０１０７】
この構造においては、活性層の中の１５の領域がソース領域、１６の領域がドレイン領
域として定義される。
【０１０８】
図１０には、ソース配線１３とソース配線と同時に形成されるドレイン電極１４が示さ
れている。
【０１０９】
ドレイン電極１４は、画素電極内の大部分を占めるようにそのパターンが形成されてい
る。ドレイン電極１４は、図３のパターン３０３に対応する。
【０１１０】
このドレイン電極１４は、
（１）補助容量の形成
（２）画素電極の平坦化
（３）画素電極のコンタクト形成を容易にする。
といった役割を有している。
【０１１１】
図１０に示すような構造は、活性層１１中に３つのチャネルが形成され、各チャネルに
は、ソース配線と画素電極との間に加わる電圧を３分圧したものが加わることになる。こ
うすることで、ＴＦＴの耐圧を高めることができる。
【実施例３】
【０１１２】
本実施例では、発明を利用して得られた反射型の液晶パネルを利用した表示装置の例を
示す。
【０１１３】
図９（Ａ）に示すのは、携帯型の情報処理端末であり、電話回線を利用した通信機能を
有している。
【０１１４】
この電子装置は、集積化回路２００６を本体２００１の内部に備えている。そして、Ｔ
ＦＴをスイッチング素子として配置した反射型のアクティブマトリクス型の液晶パネル２
００５、画像を取り込むカメラ部２００２、さらに操作スイッチ２００４を備えている。
【０１１５】
図９（Ｂ）に示すのは、ヘッドマウントディスプレイと呼ばれる電子装置である。この
装置は、バンド２１０３によって頭に本体２１２０１を装着して、疑似的に目の前に画像
を表示する機能を有している。画像は、左右の目に対応した反射型のアクティブマトクス
型の液晶パネル２１０２によって構成される。
【０１１６】
図９（Ｃ）に示すのは、人工衛星からの信号を基に地図情報や各種情報を表示する機能
を有している。アンテナ２２０４で捉えた衛星からの情報は、本体２２０１内部に備えた
電子回路で処理され、アクティブマトリクス型の反射型の液晶パネル２２０２に必要な情
報が表示される。
【０１１７】
装置の操作は、操作スイッチ２２０３によって行われる。このような装置においてもＴ
ＦＴを利用した回路が利用される。
【０１１８】
図９（Ｄ）に示すのは、携帯電話である。この電子装置は、本体２３０１にアンテナ２
３０６、音声出力部２３０２、液晶パネル２３０４、操作スイッチ２３０５、音声入力部
２３０３を備えている。
【０１１９】
図９（Ｅ）に示す電子装置は、ビデオカメラと称される携帯型の撮像装置である。この
電子装置は、本体２４０１に開閉部材に取り付けられた反射型の液晶パネル２４０２、開
閉部材に取り付けられた操作スイッチ２４０４を備えている。
【０１２０】
さらにまた、本体２４０１には、画像の受像部２４０６、集積化回路２４０７、音声入
力部２４０３、操作スイッチ２４０４、バッテリー２４０５が備えられている。
【０１２１】
図９（Ｆ）に示す電子装置は、投射型の液晶表示装置である。この装置は、本体２５０
１に光源２５０２、反射型の液晶パネル２５０３、光学系２５０４備え、スクリンー２５
０５に画像を投影する機能を有している。
【０１２２】
なお、本明細書で開示する発明は、液晶を利用する場合の以外のフラットパネルディス
プレイにも利用することができる。例えば、ＥＬディスプレイであれば、発光層の下地を
平坦化する場合に利用することができる。またＥＣディスプレイ等にも利用することがで
きる。
【０１２３】
即ち、本明細書で開示する発明は、画素領域の上方の表面を平坦にしたい構造を実現す
るために利用することができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１０１、１０２ ＴＦＴの活性層
１００ ガラス基板（または石英基板）
２０１ ゲイト絶縁膜
２０２ ゲイト電極（アルミニウムで構成される）
２０３ 陽極酸化膜
２０４ ゲイト配線
３０１ 層間絶縁膜（酸化珪素膜）
３０２ ドレイン電極（チタン膜）
３０３ ドレイン電極（アルミニウム膜）
３０４ ドレイン電極（チタン膜）
３０５ ソース配線（ソース電極）
３０６ ソース配線（ソース電極）
３０７ ソースコンタクト部
３０８ ドレインコンタクト部
４００ 窒化珪素膜
４０１ 容量形成用の電極
５０１ 層間絶縁膜（ポリイミド樹脂膜）
５０２ 電界遮蔽用シールド（ブラックマトリクス）
６０１ 層間絶縁膜（ポリイミド樹脂膜）
６０２ 画素電極（アルミニウム膜）
６０３ 画素コンタクト部
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する発明は、アクティブマトリクス型の反射型液晶パネルの構造に関す
る。
【背景技術】
【０００２】
図８に従来より公知のアクティブマトリクス型の反射型液晶パネルの概略の断面を示す
。図８に示す構成では、ソース領域部７０８、ゲイト電極部７０９、ドレイン領域部７１
０の領域でなるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が配置され、さらにこのＴＦＴのソース領域
部７１０に反射画素電極７０６が接続された構造となっている。
【０００３】
一般にこのような構造においては、ソース電極部７０８、ゲイト電極部７０９、ドレイ
ン電極部７１０との上面の平坦性や、画素領域７１１と他の領域との間における平坦性は
、図示されるようにあまり考慮されていない。
【０００４】
この平坦性の乱れ（即ち凹凸）は、３００ｎｍ〜７００ｎｍ程度となるのが普通である
。
【０００５】
このような凹凸の存在は、液晶分子の乱れ７０７の原因となる。しかし、液晶層の厚さ
が７μｍや８μｍ以上というように厚い場合は、上記の凹凸の影響は表示にそれ程大きな
影響を与えない。
【０００６】
即ち、液晶分子の乱れの影響は液晶層の厚さ方向全体には及ばず、そのことが表示に与
える影響も少ない。
【０００７】
しかし、近年は高画質の追求、及びそれに伴う液晶材料の進歩により、より液晶層の厚
さを狭くすることが要求されている。
【０００８】
特に反射型の液晶パネルにおいては、光が液晶層を２回通過するので、透過型のものに
比較してその厚さを１／２とすることが要求される。（実際にはそう単純な話にはならな
いが、概略そうであるといえる）
【０００９】
これまで、反射型の液晶パネルは、微細な表示特性や高速動画表示は求められていなか
った。従って、無理して液晶層の厚さを薄くして、表示特性を向上させる必要はなかった
。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者らの知見によれば、反射型の液晶パネルは、投影型のプロジェクターに利用す
ることが適していることが判明している。
【００１１】
これは、プロジェクターには、画面サイズが小型のものが要求（画面サイズが大きいと
光学系が高価になる）され、また反射型の液晶パネルは、画面サイズが2.5 インチ対角以
下というような小型のものに関しては、透過型よりも画素の開口率を高くできるからであ
る。
【００１２】
一般に画面サイズが小さくなると、透過型では、ＴＦＴ、配線、容量電極といった光が
透過しない領域の面積の割合が大きくなり、また透過部分の透過損失も顕在化する。（本
出願人らの算出によれば、画面サイズが2.5 インチ以下になるとこの傾向が顕在化する）
【００１３】
他方、反射型では、反射電極の下部にＴＦＴや配線や容量電極を配置させることができ
、また反射電極の反射損失も透過型の透過損失に比べればはるかに小さくできる。
【００１４】
プロジェクタには、高微細な表示を行う性能が要求される。従って、プロジェクターに
利用する反射型の液晶パネルには、高い表示特性が要求される。特にプロジェクターの場
合は、画像が数十倍〜１００倍以上に拡大されるので、この要求はシビアなものとなる。
【００１５】
このような理由により、反射型の液晶パネルにも高い表示特性が要求され、それを実現
するために液晶層の厚さを薄くことが要求される。
【００１６】
本出願人らの知見によれば、要求される表示特性を得るには、反射型の液晶パネルの場
合、液晶層の厚さは２〜４μｍ程度とすることが求められる。これは、コントラストを最
大とする条件から要求されることである。
【００１７】
このような場合、液晶層に接する面における凹凸の段差が液晶層の１０％以上あると、
液晶の配向の乱れが顕著になり、画質の低下（特にコントラストの低下）が著しくなる。
【００１８】
液晶層の厚さｄはコントラストを最大とする条件によって定められる。コントラストを
最大にする条件は、液晶材料によって決まるΔｎ（リタデーション）と液晶層の厚さｄと
の積（Δｎｄ）によって決まる。しかしこの値は、波長依存性があり、その依存性が液晶
材料によって異なるという厄介な性質があり、最適化することは簡単ではない。
【００１９】
図７に示すのは、反射型の液晶パネルを想定したシュミレーション結果である。ここで
、横軸は入射光の波長であり、縦軸は入射光と出力光との比（透過率と定義する）である
。
【００２０】
図７中のプロット点は、液晶層の厚さを変化させた場合のものである。
【００２１】
人間の目の波長感度は、４５０ｎｍ〜６８０ｎｍ程度の範囲にあり、５５０ｎｍ付近に
その最大値を有する。
【００２２】
従って、カラー表示をさせようとする場合、図７に示すような曲線は、４５０ｎｍ〜６
８０ｎｍの範囲における透過率が極力平坦であることが重要となる。特に波長感度の高い
５００ｎｍ〜６００ｎｍの範囲における平坦性が重要となる。
【００２３】
また、当然のことながら透過率が極力高いこと（即ち透過損失が極力少ないこと）が重
要となる。
【００２４】
この点を考慮すると、図７に示すシュミュレーション結果においては、液晶層の厚さが
2.86μｍ、３μｍの場合が好ましいものとなる。また、液晶層の厚さが2.5 μｍ、3.5 μ
ｍの場合が一応利用できる程度のものとなる。
【００２５】
例えば液晶層の厚さを３μｍとした場合、液晶層に接する面の凹凸は、少なくとも0.3
μｍ（３００ｎｍ）以下とすることが要求される。
【００２６】
こうなると、図８に示すような液晶層に接する面の凹凸が表示に悪影響を与えるように
なる。
【００２７】
この問題を解決する方法の一つとして、層間絶縁膜７１２として樹脂のような成膜時に
おいて流動性のある材料を用い、段差を吸収させてしまうことが考えられる。
【００２８】
しかし、そのためには層間絶縁膜をかなり厚くしなければならない。
【００２９】
層間絶縁膜を厚くすると、最終的に画素電極７０６がソース電極へとコンタクトするた
めに開溝が深くなる。これは、コンタクト不良の原因となり好ましくない。
【００３０】
特にプロジェクター用の液晶パネルのように対角寸法が２．５インチ以下というような
小型で微細な構造を有する場合は、上記コンタクトの問題が顕在化する。
【００３１】
このように、液晶に接する面を平坦化することは、他の要求事項との兼ね合いもあり、
容易ではない。
【００３２】
本明細書で開示する発明は、この問題を解決し、他の要求事項を満足しつつ、液晶に接
する面を平坦化できる構造を提供することを課題とする。また、画素電極とソース配線、
さらには画素電極とＴＦＴとの電気的な干渉を抑制する構造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】
【００３３】
〔第１の発明〕
本明細書で開示する発明の一つは、図１乃至図６にその作製工程が例示される構成のよ
うに、
格子状に配置されたソース配線３０５とゲイト配線２０４（図３参照）と、
前記ソース配線３０５にソース領域２０７が接続され、前記ゲイト配線２０４がゲイト
電極２０２に接続された薄膜トランジスタと、
前記ソース配線３０５と同時に形成されたドレイン電極３０３と、（図６参照）
前記ドレイン電極３０３の上方に形成された補助容量用電極４０１と、（図６参照）
前記補助容量用電極４０１の上方に形成された反射画素電極６０２と、（図６参照）
を有し、
前記ドレイン電極３０３と前記補助容量用電極４０１との間には補助容量が形成され、
（図６参照）
前記ドレイン電極３０３は画素領域の大部分を占めている（図３参照）ことを特徴とす
る。
【００３４】
上記の構成において、ソース配線３０５とゲイト配線２０４とは、図示されるように直
線状の形状が交差した格子形状を有している。しかし、格子状の配置としては、この構造
のみに限定されない。例えば、少なくとも一方が屈曲したパターンとなっているのでもよ
い。
【００３５】
または配線の構造としては、単層でも多層でもよい。図３に示す構造においては、ゲイ
ト配線はアルミニウム膜の単層で構成されている。なお、ゲイト電極２０２はゲイト配線
２０４から延在したパターンとして形成されている。
【００３６】
また、図３に示す構造においては、ソース配線３０５はチタン膜３０２とアルミニウム
膜３０３とチタン膜３０４との積層膜でもって構成されている。図３においては、ソース
配線として配線の主要部を構成するアルミニウム材料でなる部分３０５が図示されている
。（上下のチタン膜は省略されている）
【００３７】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴと称する）の構造としては、図２にその基本構造を示すソー
ス領域２０７とドレイン領域２０５（コンタクト３０８の下部に存在する）との間にチャ
ネル領域（ゲイト電極２０２の下部に存在する）を配置した基本的な構造の他に、図１０
に示すように活性層１１が屈曲したものを挙げることができる。
【００３８】
あるいは、同じく図１０に示すような活性層１１にゲイト電極が複数カ所において設け
られ、実質的に複数のＴＦＴが直列に接続された構造のものを利用することができる。
【００３９】
またＴＦＴの構造としては、逆スタガー型のものを利用することもできる。
【００４０】
また、上記第１の発明の構成において、
・〔ソース配線３０５と同時に形成されたドレイン電極３０３〕（図６参照）
は、図３に代表的に示されるように、同一の表面上（この場合は層間絶縁膜３０１上）
に成膜された膜をパターニングすることにより、３０３と３０５で示されるようなパター
ンを形成することによって得られる。
【００４１】
この同時に形成されたかどうかを確認するには、電子顕微鏡を利用して断面拡大写真を
撮影すれば確認することができる。
【００４２】
また、ドレイン電極３０３は画素領域の大部分を占めている（図３参照）というのは、
図３に例示されるようにソース配線とゲイト配線とで囲まれる領域を画素領域と定義し、
その領域の少なくとも５０％以上、好ましくは７０％以上を占めるような構造のこという
。
【００４３】
なお、反射画素電極は、ソース配線及びゲイト配線と一部が重なっているので、画素領
域の周囲（縁の部分）は、ソース配線及びゲイト配線に一部重なる。
【００４４】
上記第１の発明の構成において、補助容量は、図６の下段に示されるようにドレイン電
極３０３と補助容量用電極４０１との間に誘電膜として窒化珪素膜４００を挟んだ構造と
して形成されている。
【００４５】
また図６に示す構造においては、補助容量の上方は、ポリイミド樹脂膜５０１によって
平坦化されている。
【００４６】
〔第２の発明〕
他の発明の構成は、
格子状に配置されたソース配線とゲイト配線と、
前記ソース配線にソース領域が接続され、前記ゲイト配線がゲイト電極に接続された薄
膜トランジスタと、
前記ソース配線と同時に形成されたドレイン電極と、
前記ドレイン電極の上方に形成された補助容量用電極と、
前記補助容量用電極の上方に形成された電磁シールド用の導電膜と、
前記導電膜の上方に形成された反射画素電極と、
を有し、
前記ドレイン電極と前記補助容量用電極との間には補助容量が形成され、
前記ドレイン電極は画素領域の大部分を占めていることを特徴とする。
【００４７】
ここで、電磁シールド用の導電膜というのは、図６の５０２で示される膜である。この
導電膜５０２は、画素電極６０２とドレイン電極３０３とのコンタクト部分６０３以外の
領域の全てを覆う構造となっている。
【００４８】
こうすることで、画素電極とソース配線、さらには画素電極とＴＦＴとが電気的に干渉
してしまうことを抑制することができる。
【００４９】
〔第３の発明〕
他の発明に構成は、
格子状に配置されたソース配線とゲイト配線と、
前記ソース配線にソース領域が接続され、前記ゲイト配線がゲイト電極に接続された薄
膜トランジスタと、
前記ソース配線と同時に形成されたドレイン電極と、
前記ドレイン電極の上方に誘電体膜を介して形成された補助容量用電極と、
前記補助容量用電極の上方に形成された電磁シールド用の導電膜と、
前記導電膜の上方に形成された反射画素電極と、
を有し、
前記ドレイン電極と前記補助容量用電極との間には補助容量が形成され、
前記ドレイン電極は画素領域の大部分を占めて形成されており、
前記ゲイト電極と前記ソース配線と前記ドレイン電極とでもって、前記誘電体膜が形成
される面の平坦性が確保されていることを特徴とする。
【００５０】
この構成は、図６に例示するような構造において、ゲイト電極２０２が存在することに
起因する層間絶縁膜３０１の盛り上がり部分と、その上部表面が合うようにドレイン電極
３０３とソース配線３０５とを形成することで、窒化珪素膜４００が成膜される面の凹凸
を是正し、樹脂膜５０１によって、残存する凹凸を吸収できるようにしたことを特徴とす
る。
【００５１】
この場合、ゲイト電極２０２の厚さと、３０３で示されるアルミニウム膜及びその上下
に成膜されたチタン膜との合計の厚さとをある程度一致させる必要がある。
【００５２】
〔第４の発明〕
他の発明の構成は、
格子状に配置されたソース配線とゲイト配線と、
前記ソース配線にソース領域が接続され、前記ゲイト配線がゲイト電極に接続された薄
膜トランジスタと、
前記ソース配線と同時に形成されたドレイン電極と、
前記ドレイン電極の上方に誘電体膜を介して形成された補助容量用電極と、
前記補助容量用電極の上方に形成された電磁シールド用の導電膜と、
前記導電膜の上方に形成された反射画素電極と、
を有し、
前記ドレイン電極と前記補助容量用電極との間には補助容量が形成され、
前記ドレイン電極は画素領域の大部分を占めて形成されており、
前記ゲイト電極と前記ソース配線及び前記ドレイン電極との厚さの差は、液晶層の厚さ
の２０％以下であることを特徴とする。
【００５３】
この構成は、ゲイト電極２０２の厚さ（図６に例示する場合は陽極酸化膜の膜厚も含め
る）と、ドレイン電極３０３の厚さ（図６に例示する場合は上下のチタン膜の膜厚も含め
る）の膜厚とをそろえたものとし、その差が液晶層の厚さの２０％以下とすることを特徴
とする。
【００５４】
これは、図６の下段に例示するような構造においては、ゲイト電極２０２とドレイン電
極３０３との膜厚の差が上方の樹脂膜で吸収しきれない場合、そのことにより生じる段差
が画素電極表面の段差となり、それが液晶層の配向不良の要因となることを抑制するため
の構成である。
【００５５】
２０％以下というのは、最終的に残存する凹凸の段差を１０％以下とする際に樹脂層に
よる凹凸の吸収を考慮した値である。勿論、ゲイト電極とドレイン電極との膜厚の差が小
さいほど好ましい。
【００５６】
また図６（または図５）に示す構成においては、ソース線及びゲイト線の全てが電磁シ
ールド用の導電膜５０２によって完全に覆われている。またＴＦＴのドレインコンタクト
部を除いて、電磁シールド用の導電膜５０２によって覆われている。
【００５７】
このような構成とすることにより、画素電極とソース及びドレイン電極の電気的な干渉
を排除することができる。また、画素電極とＴＦＴとの間の電気的な干渉を排除すること
ができる。
【発明の効果】
【００５８】
本明細書で開示する発明を採用することで、コンタクトを容易に形成でき、かつ液晶に
接する面を平坦化できる構造を有する反射型の液晶パネルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】液晶パネルの作製工程を示す図。
【図２】液晶パネルの作製工程を示す図。
【図３】液晶パネルの作製工程を示す図。
【図４】液晶パネルの作製工程を示す図。
【図５】液晶パネルの作製工程を示す図。
【図６】液晶パネルの作製工程を示す図。
【図７】反射型の液晶パネルを透過する光の波長と透過率との関係を液晶層の厚さを代えてシュミュレーションした結果を示す図。
【図８】従来の反射型の液晶パネルの断面構造を示す図。
【図９】発明を利用した液晶パネルを備えた装置の例を示す図。
【図１０】ＴＦＴの構造のバリエーションを示す図。
【実施例１】
【００６０】
本実施例は、図６の上段にその上面から見た概略を、また図６の下段にＦ−Ｆ’で切っ
た断面を示すように、ＴＦＴのドレイン電極を画素領域下に延在させ、そのパターンを利
用して補助容量を形成し、さらにそのパターンが存在することで、画素電極面の凹凸を抑
制した構造としている。
【００６１】
以下において、図１〜図６に概略の作製工程を示す。まず図１に示すようにＴＦＴの活
性層となる領域を形成する。ここでは、ＴＦＴの活性層を非晶質珪素膜を結晶化させた結
晶性珪素膜（厚さ５０ｎｍ）を利用して構成する。
【００６２】
ここで１０１、１０２で例示されるのがＴＦＴの活性層パターンである。ここではＴＦ
ＴとしてＮチャネル型のＴＦＴを作製する場合の例を示す。
【００６３】
図１の上段に図示されるのが上面から様子である。また図１の下段に示されるのが上段
のＡ−Ａ’で切った断面を示すものである。また、図１の下段において、１００で示され
るのがガラス基板（または石英基板）である。
【００６４】
図１に示す状態を得たら、図２の下段に示されるようにゲイト絶縁膜として機能する酸
化珪素膜２０１を成膜する。ここでは、酸化珪素膜２０１の膜厚は１００ｎｍとする。
【００６５】
図２において、上段のＢ−Ｂ’で切った断面が下段に示される断面状態図である。
【００６６】
酸化珪素膜２０１を成膜したら、次にアルミウムでもってゲイト電極２０２を形成する
。このアルミニウム電極を構成するアルミウム膜の膜厚は、５００ｎｍとする。
【００６７】
またこのゲイト電極の周囲表面には、陽極酸化技術を利用して陽極酸化膜２０３を５０
ｎｍの厚さに成膜する。この陽極酸化膜２０３は、ゲイト電極２０２を電気及び物理的に
保護する機能を有している。
【００６８】
また、ゲイト電極２０１は、図２の上段に示されるようにゲイト配線２０４から延在し
たものとして形成される。
【００６９】
図２の下段に示す状態を得たら、燐のドーピングをプラズマドーピング法でもって行い
、ソース領域２０７、チャネル領域２０６、ドレイン領域２０７を自己整合的に形成する
。
【００７０】
ドーピングが終了したら、レーザー光の照射を行い、ドーピングされた燐の活性化とド
ーピング時の損傷のアニールとを行う。
【００７１】
こうして図２に示す状態を得る。次に図３に示すように層間絶縁膜として酸化珪素膜３
０１をプラズマＣＶＤ法により７００ｎｍの厚さに成膜する。
【００７２】
酸化珪素膜３０１を成膜した状態においては、ゲイト電極２０２の上方は盛り上がった
凸状となっている。この盛り上がりの高さは、ゲイト電極の高さ（５００ｎｍ）とほぼ同
じものとなる。
【００７３】
次に５０ｎｍ厚のチタン膜と４００ｎｍ厚さのアルミニウム膜と５０ｎｍ厚のチタン膜
をスパッタ法によって積層成膜する。そして、それをパターニングすることによって３０
６、３０３、３０５のパターンを得る。（ここでは、アルミニウム膜のみのパターンを示
し、上下のチタン膜の記載は省略する）
【００７４】
図３の３０６、３０３、３０５で示されるのは、パターニングされたアルミニウム膜で
ある。そしてその上下に接しているのがチタン膜である。例えば、３０３で示されるアル
ニウムパターンの下面にはチタン膜のパターン３０２が形成されており、上面にはチタン
膜のパターン３０４が形成されている。
【００７５】
なお、チタン膜を利用するのは、良好なコンタクトをとるためである。
【００７６】
図３の上段には、アルミニウム膜でなるパターンが示されている。（チタン膜は示され
ていない）
【００７７】
図３において、３０５、３０６はソース配線である。ソース配線３０５は、コンタクト
部３０７を介してＴＦＴのソース領域に接続される。
【００７８】
３０２、３０３、３０４の積層体パターン（ドレイン電極）はＴＦＴのドレイン領域に
コンタクトホール３０８を介して接続されている。図３の上段に示されるようにこの積層
体パターンは、画素領域の大部分を示す形状を有している。
【００７９】
ここで、ゲイト電極２０２の膜厚は、およそ５００ｎｍである。（陽極酸化膜の成長形
態によって、厚さは多少変化する）
【００８０】
また、３０６、３０３、３０５のアルミニウムパターンとその上下のチタン膜の合計の
膜厚も５００ｎｍである。
【００８１】
従って、多少の凹凸は形成されるが、図３の下段に示される状態において、際上面に大
きな凹凸（百ｎｍ以上に及ぶ段差を有する凹凸）は形成されない。
【００８２】
よって、液晶層を３μｍ程度としても液晶分子の乱れの影響を顕在化させない構造とす
ることができる。
【００８３】
図３に示す状態を得たら、プラズマＣＶＤ法により、窒化珪素膜４００を５０ｎｍの厚
さに成膜する。（図４の下段参照）
【００８４】
この窒化珪素膜４００は、補助容量の誘電体として機能する。また、５０ｎｍとその膜
厚を薄くするのは、その容量を極力大きくするためである。
【００８５】
次に厚さ１００ｎｍのチタン膜をスパッタリング法でもって成膜し、それをパターニン
グすることにより、補助容量形成用の電極４０１を形成する。
【００８６】
この電極４０１は、図４の上段に示されるようにソース配線３０５、３０６に平行して
延在している。
【００８７】
なお、図４の上段のＤ−Ｄ’で切った断面が図４の下段に対応している。
【００８８】
電極４０１とＴＦＴのドレイン領域に接続されたドレイン電極３０３とは、５０ｎｍ厚
の窒化珪素膜を挟んで配置され、補助容量を形成している。
【００８９】
この補助容量は、図３上段の３０３で示されるように大きな面積（コンタクト３０８の
領域は除く）でもって構成され、また窒化珪素膜４００の厚さを薄くできることから、必
要とする容量を容易に確保することができる。
【００９０】
このことは、液晶パネルが小型化し、一つ一つの画素の面積が小さくなった場合に特に
有効なこととなる。
【００９１】
次に図５の下段に示されるようにポリイミド樹脂でなる膜５０１を成膜する。膜厚は平
均で１μｍとする。ポリイミド以外には、ポリアミド、ポリイミドアミド、アクリル、エ
ポキシ等の材料を利用することができる。
【００９２】
このポリイミド膜によって、窒化珪素膜４００の表面の凹凸やチタン膜４０１が存在す
ることによる凹凸が吸収される。即ち、表面のほぼ平坦なポリイミド膜５０１が成膜され
る。
【００９３】
次にチタン膜を成膜し、さらにそれをパターニングすることにより、５０２で示される
チタン膜のパターンを得る。
【００９４】
なお、図５の上段のＥ−Ｅ’で切り取られる断面が図５の下段に示される。
【００９５】
この状態においては、ＴＦＴのドレイン領域のコンタクト用に開口が形成された状態と
なる。
【００９６】
チタン膜５０２は、その上に形成される画素電極がソース配線やＴＦＴに電気的な干渉
を与えないようにするための電磁シールドとして設けられる。
【００９７】
図５に示す状態を得たら、図６の下段に示されるようにポリイミド樹脂膜６０１を平均
1.5 μｍの厚さに成膜し、さらにコンタクトホールの形成を行う。そして、反射画素電極
６０２をアルミニウムでもって形成する。
【００９８】
この画素電極６０２を構成するアルミニウム膜は、スパッタ法により２０００Åの厚さ
に成膜したものを利用する。
【００９９】
なお、図６の上段におけるＦ−Ｆ’で切り取られる断面を図６の下段に示す。
【０１００】
この構成においては、ソース電極３０３が存在するために６０３の部分に形成されるコ
ンタクトを比較的容易に形成することができる。即ち、反射画素電極６０２のコンタクト
６０３の開口をそれ程深く形成する必要がなく、コンタクトを容易に形成することができ
る。（間口が狭く、深い開口はコンタクト不良の要因となる）
【０１０１】
画素電極は、格子状に配置されたソース配線及びドレイン配線の縁に一部が重なるよう
に設ける。こうすることで、開溝率を最大限高めることができる。
【０１０２】
図６に示す状態を得たら、配向膜としてポリイミド膜（図示せず）を１２０ｎｍの厚さ
に成膜し、ラビング処理（配向処理）を施す。この際、画素電極表面の平坦性が保たれて
いるので、部分的な配向不良を抑制することができる。
【０１０３】
あとは対向基板を用意し、対向基板との間に液晶を注入して、液晶セルを作製する。こ
うして反射型の液晶パネルが完成する。
【０１０４】
なお、ここでは、アクティブマトリクス回路を駆動する周辺回路については記載してい
ないが、周辺駆動回路をもＴＦＴによって同一基板上に作製する構造とすることが好まし
い。また周辺駆動回路をＩＣチップの外付け回路で構成するのでもよい。
【実施例２】
【０１０５】
本実施例に示すのは、実施例１とは異なる構造を有するＴＦＴの例である。本実施例で
示すＴＦＴは、図１０にその上面から見た概略を示すように、活性層１１がゲイト配線１
２と３カ所において交差しており、この部分にゲイト電極が配置された構造となっている
点である。
【０１０６】
この構造は、等価的に３つのＴＦＴが直列に接続されたものと見ることができる。
【０１０７】
この構造においては、活性層の中の１５の領域がソース領域、１６の領域がドレイン領
域として定義される。
【０１０８】
図１０には、ソース配線１３とソース配線と同時に形成されるドレイン電極１４が示さ
れている。
【０１０９】
ドレイン電極１４は、画素電極内の大部分を占めるようにそのパターンが形成されてい
る。ドレイン電極１４は、図３のパターン３０３に対応する。
【０１１０】
このドレイン電極１４は、
（１）補助容量の形成
（２）画素電極の平坦化
（３）画素電極のコンタクト形成を容易にする。
といった役割を有している。
【０１１１】
図１０に示すような構造は、活性層１１中に３つのチャネルが形成され、各チャネルに
は、ソース配線と画素電極との間に加わる電圧を３分圧したものが加わることになる。こ
うすることで、ＴＦＴの耐圧を高めることができる。
【実施例３】
【０１１２】
本実施例では、発明を利用して得られた反射型の液晶パネルを利用した表示装置の例を
示す。
【０１１３】
図９（Ａ）に示すのは、携帯型の情報処理端末であり、電話回線を利用した通信機能を
有している。
【０１１４】
この電子装置は、集積化回路２００６を本体２００１の内部に備えている。そして、Ｔ
ＦＴをスイッチング素子として配置した反射型のアクティブマトリクス型の液晶パネル２
００５、画像を取り込むカメラ部２００２、さらに操作スイッチ２００４を備えている。
【０１１５】
図９（Ｂ）に示すのは、ヘッドマウントディスプレイと呼ばれる電子装置である。この
装置は、バンド２１０３によって頭に本体２１２０１を装着して、疑似的に目の前に画像
を表示する機能を有している。画像は、左右の目に対応した反射型のアクティブマトクス
型の液晶パネル２１０２によって構成される。
【０１１６】
図９（Ｃ）に示すのは、人工衛星からの信号を基に地図情報や各種情報を表示する機能
を有している。アンテナ２２０４で捉えた衛星からの情報は、本体２２０１内部に備えた
電子回路で処理され、アクティブマトリクス型の反射型の液晶パネル２２０２に必要な情
報が表示される。
【０１１７】
装置の操作は、操作スイッチ２２０３によって行われる。このような装置においてもＴ
ＦＴを利用した回路が利用される。
【０１１８】
図９（Ｄ）に示すのは、携帯電話である。この電子装置は、本体２３０１にアンテナ２
３０６、音声出力部２３０２、液晶パネル２３０４、操作スイッチ２３０５、音声入力部
２３０３を備えている。
【０１１９】
図９（Ｅ）に示す電子装置は、ビデオカメラと称される携帯型の撮像装置である。この
電子装置は、本体２４０１に開閉部材に取り付けられた反射型の液晶パネル２４０２、開
閉部材に取り付けられた操作スイッチ２４０４を備えている。
【０１２０】
さらにまた、本体２４０１には、画像の受像部２４０６、集積化回路２４０７、音声入
力部２４０３、操作スイッチ２４０４、バッテリー２４０５が備えられている。
【０１２１】
図９（Ｆ）に示す電子装置は、投射型の液晶表示装置である。この装置は、本体２５０
１に光源２５０２、反射型の液晶パネル２５０３、光学系２５０４備え、スクリンー２５
０５に画像を投影する機能を有している。
【０１２２】
なお、本明細書で開示する発明は、液晶を利用する場合の以外のフラットパネルディス
プレイにも利用することができる。例えば、ＥＬディスプレイであれば、発光層の下地を
平坦化する場合に利用することができる。またＥＣディスプレイ等にも利用することがで
きる。
【０１２３】
即ち、本明細書で開示する発明は、画素領域の上方の表面を平坦にしたい構造を実現す
るために利用することができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１０１、１０２ ＴＦＴの活性層
１００ ガラス基板（または石英基板）
２０１ ゲイト絶縁膜
２０２ ゲイト電極（アルミニウムで構成される）
２０３ 陽極酸化膜
２０４ ゲイト配線
３０１ 層間絶縁膜（酸化珪素膜）
３０２ ドレイン電極（チタン膜）
３０３ ドレイン電極（アルミニウム膜）
３０４ ドレイン電極（チタン膜）
３０５ ソース配線（ソース電極）
３０６ ソース配線（ソース電極）
３０７ ソースコンタクト部
３０８ ドレインコンタクト部
４００ 窒化珪素膜
４０１ 容量形成用の電極
５０１ 層間絶縁膜（ポリイミド樹脂膜）
５０２ 電界遮蔽用シールド（ブラックマトリクス）
６０１ 層間絶縁膜（ポリイミド樹脂膜）
６０２ 画素電極（アルミニウム膜）
６０３ 画素コンタクト部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子状に配置されたソース配線とゲイト配線と、
前記ソース配線にソース領域が接続され、前記ゲイト配線がゲイト電極に接続された薄膜トランジスタと、
前記ソース配線と同時に形成されたドレイン電極と、前記ドレイン電極の上方に形成された補助容量用電極と、
前記補助容量用電極の上方に形成された反射画素電極と、を有し、
前記ドレイン電極と前記補助容量用電極との間には補助容量が形成され、
前記ドレイン電極は画素領域の大部分を占めていることを特徴とする表示装置。
【請求項１】
格子状に配置されたソース配線とゲイト配線と、
前記ソース配線にソース領域が接続され、前記ゲイト配線がゲイト電極に接続された薄膜トランジスタと、
前記ソース配線と同時に形成されたドレイン電極と、前記ドレイン電極の上方に形成された補助容量用電極と、
前記補助容量用電極の上方に形成された反射画素電極と、を有し、
前記ドレイン電極と前記補助容量用電極との間には補助容量が形成され、
前記ドレイン電極は画素領域の大部分を占めていることを特徴とする表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２５２３６１（Ｐ２０１２−２５２３６１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１８８６８５（Ｐ２０１２−１８８６８５）
【出願日】平成２４年８月２９日（２０１２．８．２９）
【分割の表示】特願２００９−１３２２７４（Ｐ２００９−１３２２７４）の分割
【原出願日】平成９年３月２６日（１９９７．３．２６）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月２９日（２０１２．８．２９）
【分割の表示】特願２００９−１３２２７４（Ｐ２００９−１３２２７４）の分割
【原出願日】平成９年３月２６日（１９９７．３．２６）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]