JP3726567B2 - アクティブマトリクス基板、電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

アクティブマトリクス基板、電気光学装置及び電子機器 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクティブマトリクス基板、電気光学装置及び電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
電気光学装置の一例である液晶装置は、例えば、図6の断面図に示すように、透明な一方の基板の一例を構成する薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transisitor)駆動によるアクティブマトリックス基板100と、これに対向配置される透明な他方の基板の一例を構成する対向基板200とを備えている。アクティブマトリックス基板100は、例えば石英基板からなり、対向基板200は、例えばガラス基板や石英基板からなる。アクティブマトリックス基板100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(Indium Tin Oxide膜)膜などの透明導電性薄膜からなる。また配向膜16は例えば、ポリイミド薄膜などの有機薄膜からなる。
【0003】
他方、対向基板200には、その全面に渡って対向電極(共通電極)32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23が設けられている。対向電極32は例えば、ITO膜などの透明導電性薄膜からなる。また配向膜23は、ポリイミド薄膜などの有機薄膜からなる。各画素の開口領域(即ち、画像表示領域内において実際に入射光が透過して表示に有効に寄与する領域)以外の領域に、ブラックマスク或いはブラックマトリクス(以降BMと称する)と称される遮光膜22が設けられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ラビングをする際、画素電極内に生じる段差部において配向不良が生じていた。特に、ラビング方向と交差する辺において配向不良が生じる。また、図8に示すようにラビングローラによるラビング方向に対して下り勾配となる段差部分Eにおいて液晶の配向不良(ドメイン)が特に生じやすいので、図7に示すラビング開始点側の辺C及びD付近では辺に沿って配向不良が生じやすい。このような辺に沿って液晶の配向不良が生じる部分は、表示品質が悪く遮光する必要がある。対向基板側の遮光膜(BMなど)で遮光する場合、アクティブマトリクス基板と対向基板との位置合わせずれが原因で開口率が減少してしまう。詳しくは、アクティブマトリクス基板と対向基板との位置合わせを行う場合、両者の製造誤差や基板の伸縮が原因で必ず合わせずれが起こる。このため予めこのずれ量を見込んで対向基板側に形成するBMの幅を設定するので、BMの幅は遮光したい領域よりも必ずある一定の幅で太く設計しなければならない。そのため、表示領域として使用できる領域を一部BMで覆ってしまうことになる。従って、開口率が低下してしまうという問題がある。高精細パネルでなければ、1画素が大きく、有効画素面積に対して損なわれる領域の割合が少ないので問題は比較的少ない。しかし、高精細パネルになれば、1画素が小さくなり、有効画素面積に対して損なわれる領域の割合も大きくなるので、開口率が低下する割合も高くなり、大きな問題となる。
【0005】
このようなラビングによる液晶の配向不良を生じる部分を隠す目的で、保持容量電極(以下、容量線ともいう)3bをデータ線の中心に対してオフセット配置(長さ関係がA>B)して表示不良部を隠している。保持容量電極は金属で形成されるので結果的に遮光されることになる。この場合、ラビングによる液晶の配向不良を生じる部分を隠すだけで、ラビングによる液晶の配向不良を生じる部分を減少させるものではない。
【0006】
ラビングによる液晶の配向不良を生じる部分を少なくすれば、その分だけラビングによる液晶の配向不良を生じる部分を隠すための遮光膜の面積も少なくて済み、その分だけ開口率を向上できる。
【0007】
本発明は上述した背景の下になされたものであり、ラビングによる液晶の配向不良を生じる部分を少なくでき、開口率を向上できる電気光学装置及びその製造方法等の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明のアクティブマトリクス基板は、マトリクス状に形成されてなる複数の画素電極と、前記画素電極に接続してなるスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続してなる複数の走査線と複数のデータ線とを有してなるアクティブマトリクス基板において、前記画素電極よりも下層に形成されてなり、かつ前記アクティブマトリクス基板に施されるラビングのラビング方向に対し前記画素電極の上流側における領域において少なくとも前記画素電極と重なる領域を有する金属層の前記画素電極と重なる領域に存在する辺に、前記ラビング方向とほぼ平行な辺が形成されてなることを特徴とする。
【0009】
本発明のこのような構成によれば、金属層に形成される少なくとも1辺の方向をラビング方向に近づける又はラビング方向と一致させることによって、段差が原因でラビングによる液晶の配向不良の出る辺の部分が少なくなる。したがって、従来液晶の配向不良であった部分を遮光膜(例えば対向基板側の遮光膜)等で隠す必要なくなり、その分だけ高開口率となる。
【0010】
また、ラビング方向とほぼ平行な辺を有する金属層(辺)の形状は、例えば、図10(1)〜(4)に示すような形状とすることができる。図10(4)は縦方向の辺の場合の例である。金属層の例としては例えば容量線などが挙げられる。
【0011】
本発明では、前記金属層に形成される前記ラビング方向とほぼ平行な辺は前記走査線の延伸方向に対してほぼ45°で交差してなることが好ましい。
【0012】
このような構成によれば、通常は走査線と45°で交差する方向をラビング方向としているので、走査線と0°又は90°で交差するの従来の方向の辺について、ラビングによる液晶の配向不良を抑制するとともに、走査線と45°で交差する方向の辺すなわちラビング方向と平行な方向の辺を少なくとも一つ形成することで液晶の配向不良となる部分を低減し高開口率にできる。
【0013】
具体的には、例えば、従来は、図11(1)に示すように容量線3bによる実質的遮光部(左下がりの斜線を引いた部分)に対し、図11(2)に示すように対向基板側の合わせずれΔを考慮しBM22(右下がりの斜線を引いた部分)を形成している。一方、本発明においては、容量線3bによる実質的遮光部(左下がりの斜線を引いた部分)を図12(1)に示すようなジグザグ形状としている。即ち画素電極内の段差部からなる辺がジグザグ形状している。図11(1)と図12(1)とは、容量線による実質的遮光部と光透過部との面積比は同じである。図12(1)の場合、図11(1)に比べ、辺の長さは√2倍となるが、ラビング方向と交差する辺D3だけを遮光すればよく、遮光すべき辺の長さは約1/2倍となり、さらに合わせずれ量Δは同じなので、図12(2)に示すように図11(1)に比べ約√2/2倍の面積のBM22(右下がりの斜線を引いた部分)を形成すればよい。つまり、本発明では、合わせずれのために損なわれる面積は小さくて済み、開口率を向上できる。
【0014】
透過型の液晶表示装置では開口率が向上するとバックライトの光利用効率が向上して消費電力を下げられるので、ひいてはバッテリー使用による連続動作時間が長くなる。
【0015】
本発明の電気光学装置の一態様では、前記走査線の延伸方向に対して0°<θ<90°の範囲で交差する方向の辺が、前記アクティブマトリクス基板に施されるラビングのラビング方向に対してほぼ平行であることが好ましい。
【0016】
このような構成によれば、ラビング方向と平行な方向を向いた辺が、ラビングによる液晶の配向不良が最も出にくいので、それだけ高開口率にできる。
【0017】
本発明の電子機器は、上記本発明の電気光学を備えたことを特徴とする。
【0018】
本発明のこのような構成によれば、優れた電気光学を備えた電子機器が得られる。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について説明する。
【0020】
(実施の形態1)
図1は、本形態に係る電気光学装置を対向基板の側からみた平面図である。図2は、図1のH−H′線で切断したときの電気光学装置の断面図である。
【0021】
図1および図2に示すように、電気光学装置300は、石英ガラスや耐熱ガラスなどの絶縁基板10の表面に画素電極9aがマトリクス状に形成されたアクティブマトリクス基板100と、同じく石英ガラスや耐熱ガラスなどの絶縁基板41の表面に対向電極32が形成された対向基板200と、これらの基板間に電気光学物質として封入、挟持されている液晶39とから概略構成されている。アクティブマトリクス基板100と対向基板200とは、対向基板200の外周縁に沿って形成されたギャップ材含有のシール材59によって所定の間隙(セルギャップ)を介して貼り合わされている。
【0022】
対向基板200はアクティブマトリクス基板100よりも小さく、アクティブマトリクス基板100の周辺部分は、対向基板200の外周縁よりはみ出た状態に貼り合わされる。従って、アクティブマトリクス基板100の駆動回路(走査線駆動回路70やデータ線駆動回路60)や入出力端子45は対向基板200から露出した状態にある。ここで、シール材59は部分的に途切れているので、この途切れ部分によって、液晶注入口241が構成されている。このため、対向基板200とアクティブマトリクス基板100とを貼り合わせた後、シール材59の内側領域を減圧状態にすれば、液晶注入口241から液晶39を減圧注入でき、液晶39を封入した後、液晶注入口241を封止材242で塞げばよい。なお、アクティブマトリクス基板100には、シール材59の形成領域の内側において、画面表示領域11を見切りするための遮光膜55が形成されている。また、対向基板200には、アクティブマトリクス基板100の各画素電極9aの境界領域に対応する領域に遮光膜57が形成されている。
【0023】
また、対向基板200およびアクティブマトリクス基板100の光入射側の面あるいは光出射側には、ノーマリホワイトモード/ノーマリブラックモードの別に応じて、偏光板(図示せず)などが所定の向きに配置される。
【0024】
このように構成した電気光学装置300において、アクティブマトリクス基板100では、データ線(図示せず)および後述する画素TFT50を介して画素電極9aに印加した画像信号によって、画素電極9aと対向電極32との間において液晶39の配向状態を画素毎に制御し、画像信号に対応した所定の画像を表示する。従って、アクティブマトリクス基板100では、データ線および画素TFT50を介して画素電極9aに画像信号を供給するとともに、対向電極32にも所定の電位を印加する必要がある。そこで、電気光学装置300では、アクティブマトリクス基板100の表面のうち、対向基板200の各コーナー部に対向する部分には、データ線などの形成プロセスを援用してアルミニウム膜などからなる上下導通用の第1の電極47が形成されている。一方、対向基板200の各コーナー部には、対向電極32の形成プロセスを援用してITO(Indium Tin Oxide)膜などからなる上下導通用の第2の電極48が形成されている。さらに、これらの上下導通用の第1の電極47と第2の電極48とは、エポキシ樹脂系の接着剤成分に銀粉や金めっきファイバーなどの導電粒子が配合された導通材56によって電気的に導通している。それ故、電気光学装置300では、アクティブマトリクス基板100および対向基板200のそれぞれにフレキシブル配線基板などを接続しなくても、アクティブマトリクス基板100のみにフレキシブル配線基板99を接続するだけで、アクティブマトリクス基板100および対向基板200の双方に所定の信号を入力することができる。
【0025】
(アクティブマトリクス基板の全体構成)
図3は、電気光学装置300に用いたアクティブマトリクス基板の構成を模式的に示すブロック図である。
【0026】
図3に示すように、本形態の駆動回路内蔵型のアクティブマトリクス基板では、絶縁基板(図示せず)上に、互いに交差する複数の走査線20と複数のデータ線30とに接続するスイッチング素子50が形成されてなり、スイッチング素子50に接続して画素電極9aがマトリクス状に構成されている。走査線20はタンタル膜、アルミニウム膜、アルミニウムの合金膜などで構成され、データ線30はアルミニウム膜あるいはアルミニウム合金膜などで構成され、それぞれ単層もしくは積層されている。これらの画素電極9aが形成されている領域が画素部11(画面表示領域)である。
【0027】
絶縁基板上における画素部11の外側領域(周辺部分)には、複数のデータ線30のそれぞれに画像信号を供給するデータ線駆動回路60が構成されている。また、走査線20の両端部のそれぞれには、各々の走査線20に画素選択用の走査信号を供給する走査線駆動回路70が構成されている。
【0028】
データ線駆動回路60には、X側シフトレジスタ回路、X側シフトレジスタ回路から出力された信号に基づいて動作するアナログスイッチとしてのTFT651を備えるサンプルホールド回路、6相に展開された各画像信号に対応する6本の画像信号線671などが構成されている。本例において、データ線駆動回路60は、前記のX側シフトレジスタ回路が4相で構成されており、入出力端子を介して外部からスタート信号、クロック信号、およびその反転クロック信号がX側シフトレジスタ回路に供給され、これらの信号によってデータ線駆動回路60が駆動される。従って、サンプルホールド回路は、前記のX側シフトレジスタ回路から出力された信号に基づいて各TFT651が動作し、画像信号線671を介して供給される画像信号を所定のタイミングでデータ線30に取り込み、各画素電極9aに供給することが可能である。
【0029】
一方、走査線駆動回路70には、端子を介して外部からスタート信号、クロック信号、およびその反転クロック信号が供給され、これらの信号によって走査線駆動回路70が駆動される。
【0030】
(画素およびTFTの構造)
図4は、図3に示すアクティブマトリクス基板の画素部のコーナー部分を拡大して示す平面図である。図5は、図3に示すアクティブマトリクス基板の画素の等価回路図である。図6は、図4の画素TFT部のA−A′線における断面図断面図である。
【0031】
図4および図5からわかるように、画素電極9aには、走査線20およびデータ線30に接続する画素スイッチング用のTFT50が形成されている。また、各画素電極9aに向けては容量線3bも形成されている。
【0032】
次に図6の断面図に示すように、電気光学装置は、透明な一方の基板の一例を構成するアクティブマトリクス基板板100と、これに対向配置される透明な他方の基板の一例を構成する対向基板200とを備えている。アクティブマトリクス基板100と対向基板200は例えばガラス基板や石英基板からなる。アクティブマトリクス基板100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(Indium Tin Oxide膜)などの透明導電性薄膜からなる。また配向膜16は例えば、ポリイミド薄膜などの有機薄膜からなる。
【0033】
他方、対向基板200には、その全面に渡って対向電極(共通電極)32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23が設けられている。対向電極32は例えば、ITO膜などの透明導電性薄膜からなる。また配向膜23は、ポリイミド薄膜などの有機薄膜からなる。
【0034】
対向基板200には、更に図6に示すように、各画素の開口領域(即ち、画像表示領域内において実際に入射光が透過して表示に有効に寄与する領域)以外の領域に、ブラックマスク或いはブラックマトリクスと称される第2遮光膜22が設けられている。このため、対向基板200の側から入射光が画素スイッチング用TFT50の半導体層1aのチャネル領域1a’やLDD(Lightly Doped Drain)領域1b及び1cに侵入することはない。更に、第2遮光膜22は、コントラストの向上、色材の混色防止などの機能を有する。
【0035】
このように構成され、画素電極9aと対向電極32とが対面するように配置されたアクティブマトリクス基板100と対向基板200との間には、前述のシール材(図1及び図2参照)により囲まれた空間に電気光学物質が封入され、電気光学物質層39が形成される。電気光学物質層39は、画素電極9aからの電界が印加されていない状態で配向膜16及び23により所定の配向状態をとる。電気光学物質層39は、例えば一種又は数種類のネマティック電気光学物質を混合した電気光学物質からなる。シール材は、二つの基板100及び200をそれらの周辺で貼り合わせるための、例えば光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂からなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー或いはガラスビーズ等のスペーサが混入されている。
【0036】
図6に示すように、アクティブマトリクス基板100と複数の画素スイッチング用TFT50との間には、絶縁膜12が設けられている。絶縁膜12は、アクティブマトリクス基板100の全面に形成されることにより、画素スイッチング用TFT50のための下地膜としての機能をも有する。即ち、アクティブマトリクス基板100の表面の研磨時における荒れや、ガラス基板からの不純物で画素スイッチング用TFT50の特性の劣化を防止する機能を有する。絶縁膜12は、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等からなる。
【0037】
図6において、画素スイッチング用TFT50は、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有しており、走査線の一部であるゲート電極3a、当該ゲート電極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’、ゲート電極3aと半導体層1aとを絶縁するゲート絶縁膜2、データ線の一部であるソース電極6a、半導体層1aの低濃度ソース領域(ソース側LDD領域)1b並びに低濃度ドレイン領域(ドレイン側LDD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。高濃度ドレイン領域1eには、複数の画素電極9aのうちの対応する一つが接続されている。ソース領域1b及び1d並びにドレイン領域1c及び1eは後述のように、半導体層1aに対し、n型又はp型のチャネルを形成するかに応じて所定濃度のn型用又はp型用のドーパントをドープすることにより形成されている。n型チャネルのTFTは、動作速度が速いという利点があり、画素のスイッチング素子である画素スイッチング用TFT50として用いられることが多い。
【0038】
図6に示すように、TFT50は、走査線20と同時形成されたゲート電極3aと、データ線30の一部としてのソース電極6aが第1の層間絶縁膜4の第1のコンタクトホール4aを介して電気的に接続するソース領域1dと、データ線30と同時形成されたアルミニウム膜などから構成されたドレイン電極6bが第1の層間絶縁膜4の第2のコンタクトホール4bを介して電気的に接続するドレイン領域1eとを有している。また、第1の層間絶縁膜4の上層側には第2の層間絶縁膜7が形成されており、この第2の層間絶縁膜7に形成された第3のコンタクトホール8aを介して、画素電極9aがドレイン電極6bに対して電気的に接続している。
【0039】
尚、図6では、説明を容易にするため、画素スイッチング用TFT50のゲート電極3aをソース−ドレイン領域1d及び1e間に1個のみ配置したシングルゲート構造の場合を挙げて説明したが、本実施の形態では、これらの間に2個以上のゲート電極を配置したデュアルゲート或いはトリプルゲート構造としてもよい。この際、各々のゲート電極には同一の信号が印加されるようにする。このようにデュアルゲート或いはトリプルゲート以上でTFTを構成すれば、チャネルとソース−ドレイン領域接合部のリーク電流を防止でき、オフ時の電流を低減することができる。
【0040】
(本実施の形態の特徴部分)
本実施の形態では、図7に示すように、画素電極9aが容量線3bと重なる部分において容量線3bを退避させて画素電極9a(表示領域)を広げるとともに、この広げた領域における段差部からなる辺(実質的には容量線3bの加工端辺)の少なくとも一部D1を、ラビング方向にほぼ平行な辺としている。尚、図7において、上述した図1乃至図6で説明した部分については同一番号を付し説明を省略する。
【0041】
ラビング方向に対してほぼ平行な辺D1を形成するには、画素電極(特に画素電極の周縁の付近)内に段差を形成する要因となる配線等(データ線、走査線、容量線、遮光層など)を形成するプロセスにおいて、これらに、ラビング方向に一致する辺が形成されるようパターニングするだけで良い。
【0042】
尚、図7及び図9(1)に示すように広げた領域における一つの辺D1をラビング方向に一致させる(45°とする)ことがもできるが、図9(2)に示すように広げた領域における二つの辺D1、D2をラビング方向に一致させることもできる。さらに、図10(1)に示すように広げた領域における三つの辺をラビング方向に一致させることもできる。
【0043】
尚、図7では、保持容量電極3bがデータ線30の中心に対してのオフセット配置した構造の場合について説明したが、保持容量電極をオフセット配置しない場合についても同様に本発明を適用できる。
【0044】
(他の実施の形態)
本発明の他の実施の形態では、凸状に形成された画素電極の周縁の辺又は画素電極内の辺について、図9及び図10に示した態様の辺を形成した。
【0045】
(アクティブマトリクス基板AMの製造方法)
このような構成のアクティブマトリクス基板AMを製造する方法を、図13乃至17を参照して説明する。これらの図は、本形態のアクティブマトリクス基板AMの製造方法を示す工程断面図であり、いずれの図においても、図4のA−A′線における断面に相当する。但し、ここでは画素用TFT50の製造方法のみについて説明することし、保持容量電極72、各種の配線、走査線駆動回路70、およびデータ線駆動回路60などの製造方法の説明および図示を省略する。
【0046】
まず、図13(A)に示すように、ガラス基板、たとえば無アリカリガラスや石英などからなる透明な絶縁基板10の表面に直接、あるいは絶縁基板10の表面に形成した下地保護膜(図示せず)の表面全体に、減圧CVD法などにより厚さが約200オングストローム〜約2000オングストローム、好ましくは約1000オングストロームのポリシリコン膜からなる半導体膜1を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスクRM1を形成する。この半導体膜1の形成は、アモルファスシリコン膜を堆積した後、500℃〜700℃の温度で1時間〜72時間、好ましくは4時間〜6時間の熱アニールを施してポリシリコン膜を形成したり、ポリシリコン膜を堆積した後、シリコンを打ち込み、非晶質化した後、熱アニールにより再結晶化してポリシリコン膜を形成する方法を用いてもよい。
【0047】
次に、図13(B)に示すように、レジストマスクRMlを介して半導体膜1をパターニングし、側に島状の半導体膜1a(能動層)を形成する。
【0048】
次に、島状にパターニングした半導体膜1aの表面に残るレジストマスクRMlに対し、図13(C)に示すように、レジストマスクRMlを除去する。
【0049】
次に、図13(D)に示すように、プラズマCVD法などにより半導体膜1aの表面に厚さが約500オングストローム〜約1500オングストロームのシリコン酸化膜からなるゲート酸化膜2を形成する。あるいは、ゲート絶縁膜2としてシリコン窒化膜を用いてもよい。
【0050】
次に、図13(E)に示すように、ゲート電極などを形成するためのタンタル膜3を絶縁基板10全面に形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスクRM2を形成する。
【0051】
次に、図13(F)に示すように、レジストマスクRM2を介してタンタル膜3をパターニングし、ゲート電極3aを形成する。
【0052】
次に、ゲート電極3aの形成に用いたレジストマスクRM2に対し、図14(A)に示すように、レジストマスクRM2除去する。
【0053】
次に、図14(B)に示すように、画素TFT部および駆動回路のNチャネルTFT部の側には、ゲート電極3aをマスクとして、約1×1013/cm〜約5×1013/cmのドーズ量で低濃度の不純物イオン(リンイオン)の打ち込みを行い、画素TFT部の側には、ゲート電極3aに対して自己整合的に低濃度のソース領域1b、および低濃度のドレイン領域1cを形成する。ここで、ゲート電極3aの真下に位置しているため、不純物イオンが導入されなかった部分の半導体膜1aは真性のチャネル領域となる。
【0054】
次に、図14(C)に示すように、画素TFT部では、ゲート電極3aよりの幅の広いレジストマスクRM3を形成して高濃度の不純物イオン(リンイオン)を約1×1015/cm〜約5×1015/cmのドーズ量で打ち込み、高濃度のソース領域1dおよびドレイン領域1eを形成する。
【0055】
これらの不純物導入工程に代えて、低濃度の不純物の打ち込みを行わずにゲート電極3aより幅の広いレジストマスクRM3を形成した状態で高濃度の不純物(リンイオン)を打ち込み、オフセット構造のソース領域およびドレイン領域を形成してもよい。また、ゲート電極3aの上に高濃度の不純物(リンイオン)を打ち込んで、セルフアライン構造のソース領域およびドレイン領域を形成してもとよいことは勿論である。
【0056】
また、図示を省略するが、周辺駆動回路のPチャネルTFT部を形成するために、前記画素部およびNチャネルTFT部をレジストで被覆保護して、ゲート電極をマスクとして、約1×1015/cm〜約5×1015/cmのドーズ量でボロンイオンを打ち込むことにより、自己整合的にPチャネルのソース・ドレイン領域を形成する。なお、NチャネルTFT部の形成時と同様に、ゲート電極をマスクとして、約1×1013/cm〜約5×1013/cmのドーズ量で低濃度の不純物(ボロンイオン)を導入して、ポリシリコン膜に低濃度領域を形成した後、ゲート電極よりの幅の広いマスクを形成して高濃度の不純物(ボロンイオン)を約1×1015/cm〜約5×1015/cmのドーズ量で打ち込み、LDD構造(ライトリー・ドープト・ドレイン構造)のソース領域およびドレイン領域を形成してもよい。また、低濃度の不純物の打ち込みを行わずに、ゲート電極より幅の広いマスクを形成した状態で高濃度の不純物(リンイオン)を打ち込み、オフセット構造のソース領域およびドレイン領域を形成してもよい。これらのイオン打ち込み工程によって、CMOS化が可能になり、周辺駆動回路の同一基板内への内蔵化が可能となる。
【0057】
次に、不純物の導入に用いたレジストマスクRM3に対し、大気圧下でのプラズマ照射、および水あるいは水系洗浄液での洗浄処理を行い、図14(D)に示すように、レジストマスクRM3を除去する。尚、不純物の導入に用いたレジストマスクRM3は変質していて、硫酸による処理では短時間のうちの除去はできなかったが、プラズマ照射など本工程で示すレジスト除去方法であれば、短時間のうちに処理できる。
【0058】
次に、図14(E)に示すように、ゲート電極3aの表面側にCVD法などにより、酸化シリコン膜やSOG膜(スピン・オン・グラス)などからなる第1の層間絶縁膜4を3000オングストローム〜15000オングストローム程度の膜厚で形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、第1の層間絶縁膜4にコンタクトホールや切断用孔を形成するためのレジストマスクRM4を形成する。
【0059】
次に、図15(A)に示すように、レジストマスクRM4を介して第1の層間絶縁膜4にエッチングを行い、第1の層間絶縁膜4のうち、ソース領域1dおよびドレイン領域1eに対応する部分にコンタクトホール4a、4dをそれぞれ形成する。
【0060】
次に、コンタクトホール4a、4dの形成に用いたレジストマスクRM4に対し、図15(B)に示すように、レジストマスクRM4を除去する。
【0061】
次に、図15(C)に示すように、第1の層間絶縁膜4の表面側に、ソース電極などを構成するためのアルミニウム膜6をスパッタ法などで形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、レジストマスクRM5を形成する。
【0062】
次に、レジストマスクRM5を介してアルミニウム膜6にエッチングを行い、図15(D)に示すように、ソース領域1dに第1のコンタクトホール4aを介して電気的に接続するアルミニウム膜からなるソース電極6a(データ線の一部)と、ドレイン領域1eに第2のコンタクトホール4dを介して電気的に接続するドレイン電極6dとを形成する。
【0063】
本実施の形態では、アルミニウム膜6にエッチングを行い、データ線及びデータ線の一部であるソース電極6aを形成する際に、図7に示すように、隙間部3cにおいてデータ線30を拡幅すると同時に、段差部X1、X2、X3、X4においてデータ線を拡幅している。段差部X1、X2、X3、X4上においてデータ線30を拡幅部30aで拡幅することによって、段差部におけるデータ線の断線を防止している。この技術は高精細化のためデータ線の線幅が3μm以下となった場合であっても段差部におけるデータ線の細りや断線を防止できるので、高精細化に対応できる。この技術は、特に、大型ガラス基板上における高精細パネルにおいて必要かつ有効である。また、データ線30に沿って保持容量電極3bが形成されていない部分3cにおいてデータ線を拡幅することによって、この部分がデータ線によって遮光できる。したがって、この部分を対向基板側の遮光膜で遮光する必要がなく、対向基板側の遮光膜が原因で生じる開口率の減少を回避でき、その分だけ開口率を向上できる。
【0064】
次に、ソース電極6aおよびドレイン電極6dの形成に用いたレジストマスクRM5に対し、図15(E)に示すように、レジストマスクRM5を除去する。
【0065】
次に、図16(A)に示すように、ソース電極6aおよびドレイン電極6dの表面側に、ペルヒドロポリシラザンまたはこれを含む組成物の塗布膜を焼成した絶縁膜7aを形成する。さらに、この絶縁膜7aの表面に、TEOSを用いたCVD法によりたとえば400℃程度の温度条件下で厚さが約500オングストローム〜約15000オングストロームのシリコン酸化膜からなる絶縁膜7bを形成する。これらの絶縁膜7a、7bによって、第2の層間絶縁膜7が形成されるここで、ペルヒドロポリシラザンとは無機ポリシラザンの一種であり、大気中で焼成することによってシリコン酸化膜に転化する塗布型コーティング材料である。たとえば、東燃(株)製のポリシラザンは、−(SiHNH)−を単位とする無機ポリマーであり、キシレンなどの有機溶剤に可溶である。従って、この無機ポリマーの有機溶媒溶液(たとえば、20%キシレン溶液)を塗布液としてスピンコート法(たとえば、2000rpm、20秒間)で塗布した後、450℃の温度で大気中で焼成すると、水分や酸素と反応し、CVD法で成膜したシリコン酸化膜と同等以上の緻密なアモルファスのシリコン酸化膜を得ることができる。従って、この方法で成膜した絶縁膜7a(シリコン酸化膜)は、層間絶縁膜として用いることができるとともに、ドレイン電極6dに起因する凹凸などを平坦化してくれる。それ故、液晶の配向状態が凹凸に起因して乱れることを防止できる。
【0066】
次に、フォトリソグラフイ技術を用いて、第2の層間絶縁膜7にコンタクトホールを形成するためのレジストマスクRM6を形成する。
【0067】
次に、レジストマスクRM6を介して第2の層間絶縁膜7にエッチングを行い、図16(B)に示すように、ドレイン電極6dに対応する部分にコンタクトホール7c、7dからなる第3のコンタクトホール8aを形成する。
【0068】
次に、第3のコンタクトホール8aの形成に用いたレジストマスクRM6に対し、図16(C)に示すように、レジストマスクRM6を除去する。
【0069】
次に、図16(D)に示すように、第2の層間絶縁膜7の表面側に、ドレイン電極を構成するための厚さが約400オングストローム〜約2000オングストロームのITO膜9(Indium Tin Oxide)をスパッタ法などで形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、ITO膜9をパターニングするためのレジストマスクRM7を形成する。
【0070】
次に、レジストマスクRM7を介してITO膜9にエッチングを行って、図17(A)に示すように、第3のコンタクトホール8aを介してドレイン電極6dに電気的に接続する画素電極9aを形成する。
【0071】
しかる後に、画素電極9aの形成に用いたレジストマスクRM7に対し、図17(B)に示すように、レジストマスクRM7を除去する。
【0072】
(他の実施の態様)
以上図1から図17を参照して説明した各実施の形態では、データ線駆動回路60及び走査線駆動回路70をアクティブマトリクス基板100の上に設ける代わりに、例えばTAB(テープオートメイテッドボンディング基板)上に実装された駆動用LSIに、アクティブマトリクス基板100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200の投射光が入射する側及びアクティブマトリクス基板100の出射光が出射する側には各々、例えば、TN(ツイステッドネマティック)モード、STN(スーパーTN)モード、D−STN(ダブル−STN)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。
【0073】
以上説明した各実施の形態における液晶装置は、例えば、カラー液晶プロジェクタに適用されるため、3枚の液晶装置がRGB用のライトバルブとして各々用いられ、各パネルには各々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、各実施の形態では、対向基板200に、カラーフィルタは設けられていない。しかしながら、第2遮光膜22の形成されていない画素電極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200上に形成してもよい。このようにすれば、液晶プロジェクタ以外の直視型や反射型のカラー液晶テレビなどのカラー液晶装置に各実施の形態における液晶装置を適用できる。更に、対向基板200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。このようにすれば、入射光の集光効率を向上することで、明るい液晶装置が実現できる。更にまた、対向基板200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、より明るいカラー液晶装置が実現できる。
【0074】
また、各画素に設けられるスイッチング素子としては、正スタガ型又はコプラナー型のポリシリコンTFTであるとして説明したが、逆スタガ型のTFTやアモルファスシリコンTFT等の他の形式のTFTに対しても、各実施の形態は有効である。
【0075】
更に、液晶装置の各画素のスイッチング素子として、TFTに変えて、TFD、MIM等の2端子型非線形素子を用いてもよい。この場合には、走査線及びデータ線のうちの一方を対向基板に設けてストライプ状の対向電極とし、他方を素子アレイ基板に設けて、各TFD素子等を介して各画素電極に接続するように構成すればよい。
【0076】
(電子機器)
次に、以上詳細に説明した電気光学装置(液晶装置など)300を備えた電子機器の実施の形態について図18から図20を参照して説明する。
【0077】
先ず図18に、このように液晶装置300を備えた電子機器の概略構成を示す。
【0078】
図18において、電子機器は、表示情報出力源1000、表示情報処理回路1002、駆動回路1004、液晶装置300、クロック発生回路1008並びに電源回路1010を備えて構成されている。表示情報出力源1000は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、光ディスク装置などのメモリ、画像信号を同調して出力する同調回路等を含み、クロック発生回路1008からのクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号などの表示情報を表示情報処理回路1002に出力する。表示情報処理回路1002は、増幅・極性反転回路、シリアル−パラレル変換回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種処理回路を含んで構成されており、クロック信号に基づいて入力された表示情報からデジタル信号を順次生成し、クロック信号CLKと共に駆動回路1004に出力する。駆動回路1004は、液晶装置100を駆動する。電源回路1010は、上述の各回路に所定電源を供給する。尚、液晶装置300を構成するアクティブマトリクス基板の上に、駆動回路1004を搭載してもよく、これに加えて表示情報処理回路10026搭載してもよい。
【0079】
次に図19から図20に、このように構成された電子機器の具体例を各々示す。
【0080】
図19において、電子機器の一例たる液晶プロジェクタ1100は、上述した駆動回路1004がアクティブマトリクス基板上に搭載された液晶装置300を含む液晶表示モジュールを3個用意し、各々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に各々導かれる。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により各々変調された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。
【0081】
図20において、電子機器の他の例たるマルチメディア対応のラップトップ型のパーソナルコンピュータ(PC)1200は、上述した液晶装置300がトップカバーケース内に設けられており、更にCPU、メモリ、モデム等を収容すると共にキーボード1202が組み込まれた本体1204を備えている。
【0082】
以上図18から図20を参照して説明した電子機器の他にも、液晶テレビ、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、デジタルカメラ、カーナビゲーション装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、エンジニアリング・ワークステーション(EWS)、携帯電話、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた装置等などが電子機器の例として挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態におけるアクティブマトリクス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】 アクティブマトリクス基板の構成を模式的に示すブロック図である。
【図4】 図3に示すアクティブマトリクス基板の画素部のコーナー部分を拡大して示す平面図である。
【図5】 図3に示すアクティブマトリクス基板の画素の等価回路図である。
【図6】 図4の画素TFT部のA−A′線における断面図断面図である。
【図7】 画素電極周辺におけるのラビング方向を向いた辺の一実施形態を説明するための部分拡大平面図である。
【図8】 ラビングによる配向不良を説明するための平面図である。
【図9】 ラビング方向を向いた辺の他の形態を説明するための平面図である。
【図10】 ラビング方向を向いた辺の他の形態を説明するための平面図である。
【図11】 従来における開口率の低下の様子を具体的に説明するための平面図である。
【図12】 本発明における開口率の向上の様子を具体的に説明するための平面図である。
【図13】 液晶装置の製造プロセスを順を追って示す工程図(その1)である。
【図14】 液晶装置の製造プロセスを順を追って示す工程図(その2)である。
【図15】 液晶装置の製造プロセスを順を追って示す工程図(その3)である。
【図16】 液晶装置の製造プロセスを順を追って示す工程図(その4)である。
【図17】 液晶装置の製造プロセスを順を追って示す工程図(その5)である。
【図18】 本発明による電子機器の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図19】 電子機器の一例として液晶プロジェクタを示す断面図である。
【図20】 電子機器の他の例としてパーソナルコンピュータを示す正面図である。
【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(ソース側LDD領域)
1c…低濃度ドレイン領域(ドレイン側LDD領域)
1d…高濃度ソース領域
1e…高濃度ドレイン領域
1f…第1蓄積容量電極
2…ゲート絶縁膜
3a…ゲート電極
3b…容量線(第2蓄積容量電極)
4…第1層間絶縁膜
4a…第1コンタクトホール
4b…第2コンタクトホール
6a…ソース電極
7…第2層間絶縁膜
8a…第3コンタクトホール
9a…画素電極
10…絶縁基板
11…画素部(画面表示領域)
12…絶縁膜
16…配向膜
20…走査線
22…第2遮光膜
23…配向膜
30…データ線
32…対向電極
39…液晶層(電気光学物質層)
41…絶縁膜
50…画素スイッチング用TFT
59…シール材
71…蓄積容量
60…データ線駆動回路
70…走査線駆動回路
100…アクティブマトリクス基板
200…対向基板
300…電気光学装置(液晶装置)

Claims (6)

  1. マトリクス状に形成されてなる複数の画素電極と、前記画素電極に接続してなるスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続してなる複数の走査線と複数のデータ線とを有してなるアクティブマトリクス基板において、
    前記画素電極よりも下層に形成されてなり、かつ前記アクティブマトリクス基板に施されるラビングのラビング方向に対し前記画素電極の上流側における領域において少なくとも前記画素電極と重なる領域を有する金属層の前記画素電極と重なる領域に存在する辺に、前記ラビング方向とほぼ平行な辺が形成されてなることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
  2. 前記金属層は容量線であることを特徴とする請求項1記載のアクティブマトリクス基板。
  3. 前記金属層に形成される前記ラビング方向とほぼ平行な辺は前記走査線の延伸方向に対してほぼ45°で交差してなることを特徴とする請求項1又は2に記載のアクティブマトリクス基板。
  4. 前記スイッチング素子が薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のアクティブマトリクス基板。
  5. マトリクス状に形成されてなる複数の画素電極と、前記画素電極に接続してなるスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続してなる複数の走査線と複数のデータ線とを有してなるアクティブマトリクス基板を有してなる電気光学装置において、
    前記画素電極よりも下層に形成されてなり、かつ前記アクティブマトリクス基板に施されるラビングのラビング方向に対し前記画素電極の上流側における領域において少なくとも前記画素電極と重なる領域を有する金属層の前記画素電極と重なる領域に存在する辺に、前記ラビング方向とほぼ平行な辺が形成されてなることを特徴とする電気光学装置。
  6. 請求項5に記載の電気光学装置を搭載したことを特徴とする電子機器。
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