説明

電気光学装置の製造方法

【課題】例えば液晶装置等の電気光学装置の製造方法において、基板上に精度よく導電層を形成することによって、高品位な画像表示の可能な電気光学装置を製造する。
【解決手段】電気光学装置の製造方法は、基板(10)上に、導電層(9)を形成する工程と、導電層上に第1の絶縁層(41)を形成する工程と、第1の絶縁層を部分的に除去することにより導電層が部分的に露出するように開口部(43)を形成する工程と、第2の絶縁層(42)を形成する工程と、開口部の内側面に第2の絶縁層が部分的に残存するように、第2の絶縁層を除去する工程と、第1及び第2の絶縁層をマスクとして導電層を部分的に除去する工程とを含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置の製造方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【0002】
この種の電気光学装置の一例として、一方の基板上に、画素電極と、当該画素電極の選択的な駆動を行うための走査線、データ線、及び画素スイッチング素子としての薄膜トランジスター(TFT:Thin Film Transistor)とを備えてなる液晶装置がある。当該一方の基板上において、画素電極は画素毎に島状に設けられており、当該一方の基板に対向するように配置された他方の基板上に形成された対向電極との電位差に基づいて、当該一対の基板間に挟持された液晶等の電気光学物質の配向状態を制御することによって画像表示を実現する。
【0003】
ここで、画素電極は電気光学物質の配向状態を不良なく制御するために、画像表示領域において画素毎に極力広い面積に亘って形成されることが好ましい。また、反射型の電気光学パネルの場合、画素電極は光反射性の導電性材料から形成され、光源光を反射する反射層としての機能を有する場合がある。この場合、表示画像の明るさは光源光を反射する画素電極の面積に依存するため、画素電極の面積を広く設けることは表示画像の高品位化の観点からも重要である。
【0004】
このような要請に対し、例えば、特許文献1には、画素電極の下地層に空洞を設け、上層側から導電性材料で製膜することにより、隣り合う画素電極間の距離を極力小さく形成することで、画素電極を画素毎に広く形成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平10−325949号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
画素電極は典型的には、フォトレジストから形成したマスクを介して、導電膜をエッチングすることにより形成される。しかしながら、このような方法によって画素電極を形成する場合、マスクの寸法誤差や、マスクの基板に対するアライメント誤差が伴うため、画素電極の寸法の精度には限界があるという技術的問題点がある。
【0007】
特許文献1に開示された方法によって画素電極を形成する場合、画素電極の下層側に遮光層用溝として空洞が形成されているため、以下のような不具合が生じるという技術的問題点がある。まず、当該空洞内に遮光層として導電層が形成されているが、この導電層の形状はユーザ側が制御することが難しく、条件次第で周辺に形成された他の配線や素子等に電気的に短絡するおそれがある。また、当該空洞内に形成された導電層に光源光が侵入した場合、当該導電層によって反射された反射光が、積層構造内で迷光となるおそれがある。このような迷光が、例えば画素スイッチング用のTFTに到達してしまうと、半導体層において光リーク電流を誘発し、画素電極の保持特性の低下を引き起こすおそれがある。また、画素電極の上層側に更に積層構造を形成する場合、例えば、配向膜を形成する場合には、空洞の存在によって配向膜の表面に凹凸が生じ、液晶の配向状態が乱れてしまい、表示画像の画質が低下してしまうおそれがある。
【0008】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、例えば基板上に精度よく導電層を形成することによって、高品位な画像表示の可能な電気光学装置を製造することが可能な電気光学装置の製造方法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】
【0009】
本発明の電気光学装置の製造方法は上記課題を解決するために、基板上に、導電層を形成する第1の工程と、前記導電層上に第1の絶縁層を形成する第2の工程と、前記第1の絶縁層を部分的に除去することにより、前記基板上で平面的に見て前記導電層が部分的に露出するように、前記第1の絶縁層に開口部を形成する第3の工程と、前記露出した導電層及び前記第1の絶縁層上に、第2の絶縁層を形成する第4の工程と、前記開口部の内側面に第2の絶縁層が部分的に残存するように、前記第2の絶縁層を除去する第5の工程と、前記第1及び第2の絶縁層をマスクとして、前記導電層をエッチングによって部分的に除去する第6の工程とを含む。
【0010】
本発明に係る電気光学装置の製造方法は、以下に説明する第1乃至第6の工程を含んでなる。
【0011】
第1の工程では、例えばアルミニウム等の導電性材料を用いて、基板上に導電層を形成する。導電層は、例えばスパッタリング等の手法によって基板上に広く形成してもよいし、広く形成した導電層を更にエッチング等の手法によって特定の形状にパターニングしてもよい。
【0012】
第2の工程では、導電層上に第1の絶縁層を形成する。第1の絶縁層は、第1の工程において形成された導電層を後の工程においてエッチングによりパターニングする際に用いられるマスクとして機能する絶縁層である。第2の工程では、第1の絶縁層は導電層上に例えばベタ状に広く形成されるが、続く第3の工程においてパターニングされることにより、導電層をパターニングする際に用いられるマスクとして適した形状に加工される。
【0013】
第3の工程では、第1の絶縁層を部分的に除去することにより、前記基板上で平面的に見て前記導電層が部分的に露出するように、前記第1の絶縁層に開口部を形成する。この工程では、上述の第2の工程で形成された第1の絶縁層を、エッチング等の手法によってパターニングすることによって、開口部を形成する。開口部が形成される領域は、基板上で平面的に見て、後の工程において、導電層をパターニングによって除去すべき領域を含む領域(例えば、当該除去すべき領域よりやや広い領域)である。開口部が形成された領域では、導電層上に形成された第1の絶縁層が除去され、導電層の表面が露出することとなる。残存した第1の絶縁層は、後に導電層をパターニングする際のマスクの一部として機能する。
【0014】
補足して説明すると、導電層をパターニングする際に用いるマスクは、第2及び3の工程において形成及びパターニングされる第1の絶縁層に加えて、後述する第4及び第5の工程において更に形成及びパターニングされる第2の絶縁層によって形成される。つまり、第1の絶縁層によって当該マスクの大まかな形状を形成し、マスクの詳細な構造については後に形成する第2の絶縁層によって最終的に規定されることとなる。そのため、第1の絶縁層におけるパターニングは、第2の絶縁層が追加的に形成されることを見越して、パターニング後の第1の絶縁層のサイズが最終的なマスクのサイズに比べてやや小さく形成されるように行われるとよい。言い換えれば、導電層をパターニングによって形成する際に導電層が除去されるべき領域に比べてやや広く開口部を形成するとよい。
【0015】
第4の工程では、露出した導電層及び第1の絶縁層上に、第2の絶縁層を形成する。この工程では、第3の工程においてパターニングされることによって開口部が形成された第1の絶縁層及び当該開口部から露出している導電層上に、第2の絶縁層を形成する。第2の絶縁層は、第1の絶縁層と共に、第1の工程において形成された導電層を、後の工程においてエッチングによりパターニングする際に用いられるマスクとして機能する絶縁層である。第4の工程では、第2の絶縁層は例えばベタ状に広く形成されるが、続く第5の工程においてパターニングされることにより、導電層をパターニングする際に用いられるマスクとして適した形状に加工される。
【0016】
第5の工程では、開口部の内側面に第2の絶縁層が部分的に残存するように、第2の絶縁層を除去する。「開口部の内側面」とは、第1の絶縁層に設けられた開口部の縁部を意味する。つまり、第1の工程において形成された導電層をパターニングする際に用いるマスクは、先の第2及び3の工程において第1の絶縁層によって部分的に形成及びパターニングされているが、当該マスクの残りの部分を第2の絶縁層をパターニングすることによって補助的に形成する。
【0017】
このように、導電層をパターニングする際に使用するためのマスクを、開口部が形成された第1の絶縁層と共に、第2の絶縁層によって形成することで、導電層のパターニング精度を効果的に向上させることができる。つまり、マスクのサイズを最終的に規定する第2の絶縁層は、第5の工程において、そのサイズを精度よく調整することが可能であるため、最終的なマスクの最終的なサイズもまた精度よく規定することができる。
【0018】
第6の工程では、第1及び第2の絶縁層をマスクとして、前記導電層をエッチングによって部分的に除去する。この工程では、導電層のうちマスクが形成されていない領域(即ち、パターニングされた第1及び第2の絶縁層から露出している導電層の表面)に対してエッチングを行うことにより、導電層をパターニングすることができる。ここで用いられるマスクは、上述したように、そのサイズが高精度に規定されているため、導電層を高精度にパターニングすることができる。
【0019】
以上説明したように、本発明に係る電気光学装置の製造方法によれば、基板上において、高精度で導電層をパターニングすることができるので、高品位な画像表示の可能な電気光学装置を製造することができる。
【0020】
本発明の電気光学装置の製造方法の一態様では、基板上に互いに交差するデータ線及び走査線、並びに前記データ線及び前記走査線の交差に対応する画素毎に半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を含んでなるトランジスターを形成する工程を更に備え、前記第1の工程は、前記第1の導電層を前記半導体層に電気的に接続されるように形成し、前記第6の工程は、前記導電層を画素電極として前記画素毎に島状に形成する。
【0021】
この態様によれば、例えば画像表示領域において画素毎に配置され画素電極への画像信号の供給のオンオフをスイッチングするためのトランジスター及び、画素毎に島状に形成された画素電極を備えるアクティブマトリクス駆動方式の電気光学装置を製造することができる。つまり本態様では、導電膜は画素毎に島状に形成される画素電極としてパターニングされる。
【0022】
ここで、画素電極は電気光学物質の配向状態を不良なく制御するために、画像表示領域において画素毎に極力広い面積に亘って形成されることが好ましい。本態様では、画素電極を画素毎に広い面積に亘って形成することが可能であるため、配向不良が少なく、高品位な画像表示が可能な電気光学装置を製造することができる。
【0023】
また、反射型の電気光学パネルの場合、画素電極は光反射性の導電性材料から形成され、光源光を反射する反射層としての機能を有する場合がある。この場合、表示画像の明るさは光源光を反射する画素電極の面積に依存するため、画素電極の面積を広く設けることは表示画像の高品位化の観点からも重要である。この点に関しても、本態様では、光源光を反射可能な画素電極を画素毎に極力広い面積に亘って形成することが可能であるため、明るく鮮明な画像表示が可能な電気光学装置を製造することができる。
【0024】
この態様では、前記第3の工程において前記開口部から露出する前記導電層の表面を部分的に除去する工程を含んでもよい。
【0025】
この態様によれば、表面に段差を有する画素電極を備えることにより、隣り合う画素電極間に生じる横電界の発生を抑制することにより、ドメインによる表示不良の発生を効果的に抑制可能な電気光学装置を製造することができる。ここで、「表面を部分的に除去する」とは、除去前に比べて開口部において露出している導電層の膜厚が減少するように、導電層の表面を削ることを意味する。このように、導電層の表面を部分的に除去することによって、各画素電極の表面に段差を形成することができる。このように段差が存在することによって、隣り合う画素電極間における横電界を抑制することが可能である。隣り合う画素電極には一般的に互いに異なる画像信号が供給されるため電位差が生じるため、当該電位差に起因して横方向(即ち、基板の面に平行な方向)の成分を有する電界が生じる。このような横電界は、液晶等の電気光学物質に含まれる配向分子の配向不良を引き起こすことによってドメインを生じさせ、表示画像の画質を低下させてしまう要因となる。本態様によって製造される液晶装置では、画素電極の表面に形成された段差によってこのような横電界を軽減又は解消することができるため、高品位な画像表示が可能な電気光学装置を製造することができる。
【0026】
この場合、前記第1の工程は、光反射性を有する材料で前記導電層を形成してもよい。
【0027】
この態様によれば、基板の上層側から入射する光源光は、光反射性を有する材料から形成された導電層によって反射され、基板の上層側に向かって表示光として出射される。つまり、本態様に係る製造方法によれば、反射型の電気光学装置を製造することができる。
【0028】
反射型の電気光学パネルでは、画素電極は光反射性の導電性材料から形成され、光源光を反射する反射層としての機能を有する場合がある。この場合、表示画像の明るさは光源光を反射する画素電極の面積に依存するため、画素電極の面積を広く設けることは表示画像の高品位化の観点からも重要である。この点に関しても、本態様では、光源光を反射可能な画素電極を画素毎に極力広い面積に亘って形成することが可能であるため、明るく鮮明な画像表示が可能な電気光学装置を製造することができる。
【0029】
本発明の電気光学装置の製造方法の他の態様では、前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層は、互いに同じ材料から形成されている。
【0030】
この態様によれば、第1及び第2の絶縁層を同じ材料で形成するため、導電層をパターニングする際に用いるマスクの信頼性を向上させることができる。仮に両者を異なる材料から形成した場合、何らかの要因によって第1及び第2の絶縁層が剥離してしまうなど、第1及び第2の絶縁層から形成されるマスクの信頼性が低下してしまうおそれがある。その点、本態様によれば、第1及び第2の絶縁層は同じ材料から形成されているので、両者の境界付近におけるつきまわりが優れており、剥離等が生ずる可能性を低く抑えることができる。
【0031】
また、第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層は、互いに異なる材料から形成されていてもよい。
【0032】
この態様によれば、例えば互いにエッチング選択比の異なる材料から形成するとよい。この場合、第4及び第5の工程において第2の絶縁層をパターニングする際に、先に形成された第1の絶縁層が同時にパターニングされることがないので(即ち、第2の絶縁層のみをパターニングするつもりだったにもかかわらず、第1の絶縁層もパターニングされてしまう場合を回避することができるので)、より精度よくマスクを形成することができる。
【0033】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す平面図である。
【図2】図1のH−H'断面図である。
【図3】本実施形態に係る液晶装置の電気的な構成を示す回路図である。
【図4】本実施形態に係る液晶装置の画素部の平面図である。
【図5】図4のA−A´断面図である。
【図6】本実施形態に係る液晶装置が備えるTFTアレイ基板上の積層構造の製造方法の一例を、順を追って示す工程断面図である。
【図7】本変形例に係る液晶装置が備えるTFTアレイ基板上の積層構造の製造方法の一例を、順を追って示す工程断面図である。
【図8】本変形例に係る液晶装置が備えるTFTアレイ基板上の積層構造の製造方法の一例を、図7に続いて順を追って示す工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0035】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態では、本発明の電気光学装置の製造方法によって製造可能な電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のTFT(Thin Film Transistor)アクティブマトリクス駆動方式の反射型の液晶装置を例にとる。
【0036】
<液晶装置>
第1実施形態に係る液晶装置について、図1から図5を参照して説明する。
【0037】
先ず、本実施形態に係る液晶装置の全体構成について、図1及び図2を参照して説明する。
【0038】
図1は、本実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す平面図であり、図2は、図1のH−H’線断面図である。
【0039】
図1及び図2において、本実施形態に係る液晶装置100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は、単結晶シリコン基板からなり、本発明に係る「基板」の一例である。対向基板20は、例えばガラス基板、石英基板等の透明基板からなる。TFTアレイ基板10と対向基板20との間には液晶層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。
【0040】
図1において、シール材52が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域10aの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜53が、対向基板20側に設けられている。周辺領域のうち、シール材52が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路101及び外部回路接続端子102がTFTアレイ基板10の一辺に沿って設けられている。この一辺に沿ったシール領域よりも内側に、サンプリング回路7が額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。走査線駆動回路104は、この一辺に隣接する2辺に沿ったシール領域の内側に、額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。TFTアレイ基板10上には、対向基板20の4つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材107で接続するための上下導通端子106が配置されている。これらにより、TFTアレイ基板10と対向基板20との間で電気的な導通をとることができる。
【0041】
TFTアレイ基板10上には、外部回路接続端子102と、データ線駆動回路101、走査線駆動回路104、上下導通端子106等とを電気的に接続するための引回配線90が形成されている。
【0042】
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TFTや走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成されている。画像表示領域10aには、画素スイッチング用TFTや走査線、データ線等の配線の上層側に、画素毎にマトリクス状に透明な導電性材料で形成された画素電極9が設けられている。尚、本実施形態に係る液晶装置では、画素電極9は光反射性を有する導電性材料であるアルミニウムによって形成されており、対向基板20側から入射する光源光を反射することによって、反射光として表示光を射出する。画素電極9上には、配向膜が形成されている。他方、対向基板20におけるTFTアレイ基板10との対向面上に、ITO等の透明材料からなる対向電極21が複数の画素電極9と対向してほぼ全面に形成されている。対向電極21上には配向膜が形成されている。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。
【0043】
尚、ここでは図示しないが、TFTアレイ基板10上には、データ線駆動回路101、走査線駆動回路104の他に、製造途中や出荷時の当該液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路、検査用パターン等が形成されていてもよい。
【0044】
次に、本実施形態に係る液晶装置の電気的な構成について、図3を参照して説明する。
【0045】
図3は、本実施形態に係る液晶装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【0046】
図3に示すように、本実施形態に係る液晶装置100には、そのTFTアレイ基板10上の周辺領域に、走査線駆動回路104、データ線駆動回路101及びサンプリング回路7を含む駆動回路(或いは周辺回路)並びに画像信号線95が設けられている。
【0047】
走査線駆動回路104には、Yクロック信号CLY、反転Yクロック信号CLYinv及びYスタートパルスDYが供給される。走査線駆動回路104は、YスタートパルスDYが入力されると、Yクロック信号CLY及び反転Yクロック信号CLYinvに基づくタイミングで、走査信号Gi(但し、i=1、・・・、m)を順次生成して出力する。
【0048】
データ線駆動回路101には、Xクロック信号CLX、反転Xクロック信号CLXinv及びXスタートパルスDXが供給される。データ線駆動回路101は、XスタートパルスDXが入力されると、Xクロック信号CLX及び反転Xクロック信号XCLXinvに基づくタイミングで、サンプリング信号Si(但し、i=1、2、・・・、n)を順次生成して出力する。
【0049】
サンプリング回路7は、データ線6毎に設けられた複数のサンプリング用TFT171を備えている。サンプリング用TFT171は、例えばPチャネル型又はNチャネル型の片チャネル型TFTから構成されている。尚、サンプリング用TFT171は、相補型のTFTから構成されるようにしてもよい。
【0050】
サンプリング用TFT171のソース配線171Sは、画像信号線95に電気的に接続されており、サンプリング用TFT171のゲート配線171Gは、サンプリング信号線97に電気的に接続されており、サンプリング用TFT171のドレイン配線171Dは、データ線6に電気的に接続されている。各サンプリング用TFT171は、画像信号線95を介して画像信号VIDが入力されると共にサンプリング信号線97を介してデータ線駆動回路101からサンプリング信号Si(但し、i=1、2、・・・、n)が入力されると、画像信号VIDをサンプリングして、各データ線6にデータ信号Di(但し、i=1、2、・・・、n)として印加するように構成されている。
【0051】
図3に示すように、TFTアレイ基板10の画像表示領域10aを構成するマトリクス状に形成された複数の画素部には、それぞれ、画素電極9と該画素電極9をスイッチング制御するための画素スイッチング用TFT30とが形成されており、データ信号Diが供給されるデータ線6が当該画素スイッチング用TFT30のソースに電気的に接続されている。
【0052】
データ線6に書き込むデータ信号Di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6同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。また、画素スイッチング用TFT30のゲートに走査線11が電気的に接続されている。走査線11には、走査線駆動回路104から所定のタイミングで走査信号G1、G2、・・・、Gmが、この順に線順次で印加される。尚、本実施形態では、説明の簡単のため、走査信号G1、G2、・・・、Gmがこの順に線順次で走査線11に印加されるように構成しているが、走査信号Gi(但し、i=1、2、・・・、m)が走査線11に印加される順序は、任意の順序であってもよい。画素電極9は、画素スイッチング用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画素スイッチング用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6から供給されるデータ信号Diを所定のタイミングで書き込む。
【0053】
画素電極9を介して液晶に書き込まれた所定レベルのデータ信号Di(但し、i=1、2、・・・、n)は、対向基板20(図2参照)に形成された対向電極21(図2参照)との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として液晶装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射される。
【0054】
ここで保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極9と対向電極21との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70が付加されている。蓄積容量70の一方の電極は、画素電極9と並列して画素スイッチング用TFT30のドレインに電気的に接続され、他方の電極は、定電位となるように、電位固定の容量配線400に電気的に接続されている。
【0055】
次に、上述の動作を実現する画素部の具体的構成について、図4及び図5を参照して説明する。
【0056】
図4は、本実施形態に係る液晶装置の画素部の平面図である。図5は、図4のA−A’線断面図である。尚、図4及び図5においては、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。
【0057】
TFTアレイ基板10上には、データ線6及び走査線11が、夫々X方向及びY方向に沿って配置されている。データ線6及び走査線11は、例えば、遮光性の導電材料、Al(アルミニウム)、W(タングステン)、Ti(チタン)、TiN(窒化チタン)等から形成されている。
【0058】
TFT30は、TFTアレイ基板10上で平面的に見て、データ線6及び走査線11との交差に対応するように、画素毎に配置されている。TFT30は、半導体層30aと、ゲート絶縁膜30cを介して上層側に形成されたゲート電極30bとを有して構成されている。
【0059】
半導体層30aは、ソース領域30a1、チャネル領域30a2、ドレイン領域30a3含んで形成されている。ここで、 チャネル領域30a2とソース領域30a1、又は、チャネル領域30a2とドレイン領域30a3との界面にはLDD(Lightly Doped Drain)領域が形成されていてもよい。
【0060】
ゲート電極30bは、ゲート絶縁膜30cを介して、半導体層30aのチャネル領域30a2に対向するように形成されている。ゲート電極30bは、下層側に設けられた走査線11にコンタクトホール34を介して電気的に接続されており、走査線11から供給される走査信号が印加されることによってTFT30をオン/オフ制御する。
【0061】
ソース領域30a1は、コンタクトホール31を介してデータ線6に電気的に接続されている。データ線6は、ソース領域30a1より上層側に設けられており、その一部が層間絶縁膜13及びゲート絶縁膜30cに開孔されたコンタクトホール31の内部に形成されることにより、ソース領域30a1に電気的に接続されている。
【0062】
ドレイン領域30a3は、コンタクトホール32を介して中継層7に電気的に接続されている。中継層7は、ドレイン領域30a3より上層側に設けられており、その一部が層間絶縁膜13及びゲート絶縁膜30cに開孔されたコンタクトホール32の内部に形成されることにより、ドレイン領域30a3に電気的に接続されている。
【0063】
中継層7は、コンタクトホール33を介して、本発明に係る「導電層」の一例である画素電極9に電気的に接続されている。画素電極9は、中継層7より上層側に設けられており、その一部が層間絶縁膜14に開孔されたコンタクトホール33の内部に形成されることにより、中継層7に電気的に接続されている。このように画素電極9は、中継層7を経由してドレイン領域30a3に電気的に接続されることによって、ドレイン領域30a3から画像信号に対応する電圧信号が供給される。
【0064】
画素電極9は、データ線6及び走査線11によってマトリクス状に区分けされた画素毎に島状に形成されている。本実施形態では特に、画素電極9はアルミニウム等の光反射性を有する導電性材料から形成されている。そのため、TFTアレイ基板10の上層側(即ち対向基板20側)から入射する光源光は、画素電極9の表面で反射される。反射された光源光は、TFTアレイ基板10及び対向基板20間に設けられた液晶50によって偏光され、画像表示を行う。
【0065】
中継層7の上層側には容量絶縁膜72を介して容量電極71が設けられている。つまり、本実施形態に係る液晶装置は、中継層7及び容量電極71を一対の容量電極とした蓄積容量70を備えている。このように蓄積容量70を設けることで、中継層7に電気的に接続されている画素電極9の電圧を、実際に画像信号が印加されている時間よりも、例えば3桁も長い時間だけ保持することが可能となる。その結果、液晶素子の保持特性が改善される結果、高コントラスト比を有する液晶装置を実現することができる。尚、容量電極71は容量配線400に電気的に接続されることにより、電位が一定に保持されている(図3参照)。
【0066】
画素電極9上にはTFTアレイ基板10及び対向基板20間に挟持されるように設けられた液晶50の配向状態を規制するための配向膜15が設けられている。配向膜の表面にはラビング処理が施されており、当該配向膜15に接するように配置される液晶50に含まれる液晶分子の配向状態が制御される。
【0067】
<製造方法>
続いて、上述した実施形態に係る液晶装置が備えるTFTアレイ基板10上の積層構造の製造方法について、図6を参照して説明する。図6は、本実施形態に係る液晶装置が備えるTFTアレイ基板10上の積層構造の製造方法の一例を、順を追って示す工程断面図である。
【0068】
ここで、図5において層間絶縁膜14より下層側の積層構造は、スパッタリング等の製膜法及びエッチング等のパターニング法など、一般的な製造方法によって形成可能であるため、その詳細な製造工程については説明を省略することとする。
【0069】
まず、層間絶縁膜14上に、後の工程においてパターニングにより画素電極9を形成するための導電膜9’をベタ状に形成し、更に、当該導電膜9’をパターニングする際にマスクとして機能する第1レジスト膜41をベタ状に形成する(図6(a)参照)。ここで、第1レジスト膜41は、本発明に係る「第1の絶縁膜」の一例である。
【0070】
次に、TFTアレイ基板10上で平面的に見て、導電膜9’をパターニングする際に導電膜9’を除去すべき領域(即ち、互いに隣り合う画素電極9間の隙間となるべき領域)を含む領域に亘って、第1レジスト膜41を部分的に除去し、開口部43を形成する(図6(b)参照)。ここで、開口部43は、本発明に係る「開口部」の一例である。このような第1レジスト膜41の部分的な除去は、例えば、エッチングによって行うとよい。その結果、図6(b)に示すように、第1レジスト膜41のうち部分的に除去された領域(即ち、開口部43)において、導電膜9’の表面が露出する。
【0071】
補足して説明すると、画素電極9を形成するために導電膜9’をパターニングする際に用いるマスクは、このように部分的に除去された第1レジスト膜41に加えて、後述する工程において更に形成される第2レジスト膜42によって形成される。つまり、第1レジスト膜41によって当該マスクの大まかな形状を形成し、マスクの詳細な構造については後に形成する第2レジスト膜42によって最終的に規定されることとなる。そのため、第1レジスト膜41におけるパターニングは、第2レジスト膜42が追加的に形成されることを見越して、パターニング後の第1レジスト膜41のサイズが最終的なマスクのサイズに比べてやや小さく形成されるように行われる。言い換えれば、画素電極9をパターニングによって形成する際に導電膜9’が除去されるべき領域に比べてやや広く開口部43を形成するとよい。
【0072】
続いて、この露出した導電膜9’の表面及び残存している第1レジスト膜41上に、第2レジスト膜42を形成する(図6(c)参照)。本実施形態では特に、露出した導電膜9’の表面上においても、第1レジスト膜41上においても、第2レジスト膜42の膜厚がほぼ均一になるように形成されている。ここで、第1レジスト膜41の端部付近に注目すると、第2レジスト膜42の表面が少なからず丸みを帯びると共に、膜厚がその周辺に比べて大きく形成される。
【0073】
次に、第2レジスト膜42に対して、上層側からエッチングを施すことにより、第1レジスト膜41の開口部43の内側面に第2レジスト膜42が部分的に残存するように、第2レジスト膜42を部分的に除去する(図6(d)参照)。本実施形態では、第2レジスト膜42全体に対して、所定の期間エッチングを施すことによって、所定の膜厚分だけ均一に第2レジスト膜42を除去する。その結果、周囲に比べて膜厚が大きく第2レジスト膜42が形成されていた第1レジスト膜41の端部(即ち、開口部43の内側面)付近にのみ第2レジスト膜42が残存する。ここで、残存する第2絶縁膜16の大きさは、エッチングを行う期間を調整することによって容易且つ精度よく変更することができる。
【0074】
このようにして、開口部43が形成された第1レジスト膜41と共に、当該開口部43の付近に形成された第2レジスト膜42によって、導電層9’をパターニングする際に使用するためのマスクを精度よく形成することができる。つまり、マスクのサイズを最終的に規定する第2レジスト膜42はエッチングが施される期間によって、そのサイズを精度よく調整することが可能であるため、最終的なマスクの最終的なサイズもまた精度よく規定することができる。
【0075】
尚、本実施形態では、第1及び第2レジスト膜41及び42の2種類のレジスト膜を用いて最終的なマスクのサイズを規定しているが、3種類以上のレジスト膜を用いて規定してもよい。
【0076】
続いて、第1及び第2レジスト膜41及び42によって最終的に規定されたマスクを介して、導電膜9’に対してエッチングを施すことによってパターニングを行う(図6(e)参照)。その結果、TFTアレイ基板10上で平面的に見て、第1及び第2レジスト膜41及び42に重ならない領域における導電層9’が部分的に除去され、画素毎に島状の画素電極9が形成される。
【0077】
画素電極9のパターニング後は、第1及び第2レジスト膜41及び42を除去し、画素電極9上に配向膜18を形成する(図6(f)参照)。配向膜18の表面は、例えばCMP(Chemical Mechanical Polishing)等によって平坦化処理を行った後、ラビング処理を行う。
【0078】
以上説明した各工程を経ることによって、素子基板10上に積層構造を形成することで、上述のアクティブマトリクス基板を製造することができる。
【0079】
<変形例>
続いて、図7及び図8を参照して変形例に係る液晶装置の構造及び製造方法について説明する。図7及び図8は、本変形例に係る液晶装置が備えるTFTアレイ基板10上の積層構造の製造方法の一例を、順を追って示す工程断面図である。尚、変形例に係る液晶装置の製造方法及び構造の概要は、基本的に上述の実施形態に係る液晶装置と同様である。そのため、上述の実施形態と共通する点に関しては説明を適宜省略し、異なる点について重点的に説明することとする。
【0080】
本変形例に係る液晶装置は、図6(a)と同様に、まず、層間絶縁膜14上に、後の工程においてパターニングにより画素電極9を形成するための導電膜9’をベタ状に形成し、更に、当該導電膜9’をパターニングする際にマスクとして機能する第1レジスト膜41をベタ状に形成する(図7(a)参照)。そして、図6(b)と同様に、TFTアレイ基板10上で平面的に見て、導電膜9’をパターニングする際に導電膜9’を除去すべき領域(即ち、互いに隣り合う画素電極9間の隙間となるべき領域)を含む領域に亘って、第1レジスト膜41を部分的に除去し、開口部43を形成する(図7(b)参照)。
【0081】
ここで、図7(c)に示すように、開口部43に露出した導電層9’にエッチングを施し、導電層9’の表面を部分的に除去することによって(即ち、当該除去前に比べて開口部43における導電層9’の膜厚が減少するように、導電層9’の表面を削る。このように、導電層9’の表面を部分的に除去することによって、後の工程において画素毎に導電層9’を分離することで画素電極9を島状にパターニングした際に、画素電極9の表面に段差を形成することができる(図7(g)参照)。尚、図7(d)及び図8(e)から図7(g)に示す各工程は、図6(c)から図6(f)と同様であるため、ここでは詳細な説明は省略することとする。
【0082】
このように形成された画素電極9は、表面に段差を有する。本変形例に係る液晶装置は、当該段差の存在によって、隣り合う画素電極9間における横電界を抑制することが可能である。つまり、隣り合う画素電極9には一般的に互いに異なる画像信号が供給されるため、電位差が生じる。当該電位差に起因して横方向(即ち、TFTアレイ基板10に平行な方向)の成分を有する電界が生じる。このような横電界は、基板間に挟持されるように設けられた液晶50に配向不良を引き起こすことによってドメインを生じさせ、表示画像の画質を低下させてしまう。本変形例によって製造される液晶装置では、画素電極9の表面にこのような段差によって画素電極9間に生ずる横電界を軽減又は解消することができ、液晶50のドメイン発生を抑制し、高品位な画像表示を実現することができる。
【0083】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う半導体装置用基板の製造方法、及び半導体装置用基板もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0084】
6 データ線、 7 中継層、 10 TFTアレイ基板、 11 走査線、 30 TFT、 33 コンタクトホール、 41 第1レジスト膜、 42 第2レジスト膜、 43 開口部、 70 蓄積容量、 71 容量電極、 72 容量絶縁膜

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板上に、
導電層を形成する第1の工程と、
前記導電層上に第1の絶縁層を形成する第2の工程と、
前記第1の絶縁層を部分的に除去することにより、前記基板上で平面的に見て前記導電層が部分的に露出するように、前記第1の絶縁層に開口部を形成する第3の工程と、
前記露出した導電層及び前記第1の絶縁層上に、第2の絶縁層を形成する第4の工程と、
前記開口部の内側面に第2の絶縁層が部分的に残存するように、前記第2の絶縁層を除去する第5の工程と、
前記第1及び第2の絶縁層をマスクとして、前記導電層をエッチングによって部分的に除去する第6の工程と
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2】
基板上に互いに交差するデータ線及び走査線、並びに前記データ線及び前記走査線の交差に対応する画素毎に半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を含んでなるトランジスターを形成する工程を更に備え、
前記第1の工程は、前記第1の導電層を前記半導体層に電気的に接続されるように形成し、
前記第6の工程は、前記導電層を画素電極として前記画素毎に島状に形成す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の製造方法。
【請求項3】
前記第3の工程において前記開口部から露出する前記導電層の表面を部分的に除去する工程を含むことを特徴とする請求項2に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項4】
前記第1の工程は、光反射性を有する材料で前記導電層を形成することを特徴とする請求項2又は3のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項5】
前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層は、互いに同じ材料から形成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の製造方法。
【請求項6】
前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層は、互いに異なる材料から形成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の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2011−118236(P2011−118236A)
【公開日】平成23年6月16日(2011.6.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−276745(P2009−276745)
【出願日】平成21年12月4日(2009.12.4)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】