电光装置和电子设备的制作方法

文档序号:2772049阅读:128来源:国知局
专利名称:电光装置和电子设备的制作方法
技术领域
本发明属于有源矩阵驱动方式的电光装置的技术领域,特别是属于在基板上的叠层结构中具备像素开关用的薄膜晶体管(以下,适宜叫做‘TFT’)的形式的电光装置及其制造方法,以及将之用做光阀的电子设备的技术领域。此外,本发明也属于电子纸(paper)等的电泳装置或EL(电致发光)装置或使用电子发射元件的装置(电场发射显示器和表面传导电子发射显示器)等的技术领域。
背景技术
在TFT有源矩阵驱动方式的电光装置中,当向设置在各个像素上的像素开关用的TFT的沟道区照射入射光时,归因于光激励产生光漏泄电流而使TFT的特性变化,特别是在投影仪的光阀用的电光装置的情况下,由于入射光的强度高,故重要的是要进行对于TFT的沟道区或其周边区域的入射光的遮光。
于是,以前的构成为借助于规定在对向基板上设置的各个像素的开口区域的遮光膜,或借助于在TFT阵列基板上,在TFT上通过,同时借助于由Al(铝)等的金属膜构成的数据线,对这样的沟道区及其周边区域进行遮光。此外,有时候在与TFT阵列基板上的TFT的下侧对向的位置上也要设置例如由高熔点金属构成的遮光膜。
如果像这样地在TFT的下侧也设置遮光膜,在通过棱镜等把来自TFT阵列基板一侧的背面反射光或多个电光装置组合起来构成一个光学系统的情况下,就可以防患于未然地防止从别的电光装置穿透棱镜等到来的投影光等返回光向该电光装置的TFT入射。
但是,首先倘采用上述的各种遮光技术,则存在着以下的问题。就是说,倘采用在对向基板或TFT阵列基板上形成遮光膜的技术,则在遮光膜与沟道区之间,3维地看例如因中间存在着例如液晶层、电极、层间绝缘膜等而离开相当的距离,对于斜向地向两者间入射的光的遮光是不充分的。特别是在用做投影仪的光阀的小型的电光装置中,入射光是用透镜对来自光源的光聚光后的光束,不能无视那种程度(例如,设从垂直于基板的方向倾斜10度到15度左右的成分为10%左右)地含有斜向地入射进来的成分,故对这样的斜向地入射光的遮光不充分,成为实践上的问题。
除此之外,从没有遮光膜的区域进入到电光装置内的光,在在基板的上表面或在基板的上表面上形成的遮光膜的上表面或数据线的下表面(就是说,面对沟道区一侧的面)处被反射后,这样的光或者该光再在基板的上表面或遮光膜和数据线的内面处被反射后的多重反射光,也有时候最终会到达TFT的沟道区。
特别是随着目的为满足近些年来的叫做显示图象的高品位化的一般性的要求的电光装置的高精细化或像素间距的微细化的实现,随着目的为进行更为明亮的图象显示的入射光的光强度的提高,若采用上述的现有的各种遮光技术,则要实施充分的遮光就更为困难,因而存在着归因于TFT的晶体管特性的变化产生闪烁等,而使显示图象的品位降低的问题。
另外,为了提高这样的耐光性,虽然人们认为只要展宽遮光膜的形成区域即可,但是问题在于因展宽遮光膜的形成区域,则从根本上为要求提高目的为改善显示图象的亮度的各个像素的开口率,而其实现是困难的。此外,鉴于如上所述,由于遮光膜就是说TFT的下侧的遮光膜或由数据线等构成的TFT的上侧的遮光膜等的存在,而会产生起因于斜向光的内面反射光或多重反射光的情况,要是一个劲地展宽遮光膜的形成区域,则也会存在着招致这样的内面反射光或多重反射光的增大这样的难于解决的问题。

发明内容
本发明就是鉴于上述那些问题而发明的,目的在于采用提高对薄膜晶体管的半导体层的遮光性能的办法,抑制光漏泄电流的产生,借助于此,提供可以显示无闪烁等的高品质的图象的电光装置。此外,本发明的目的还在于提供其构成为具备这样的电光装置的电子设备。
本发明的电光装置,为了解决上述课题,具备在基板上在第1方向上延伸的数据线;在与上述数据线进行交叉的第2方向上延伸的扫描线;被配置为与上述数据线和上述扫描线的交叉区域对应的像素电极和薄膜晶体管;电连到上述薄膜晶体管和上述像素电极上的存储电容器;配置在上述数据线和上述像素电极间的屏蔽层。此外,构成上述存储电容器的一对电极的一方,由含有低电阻膜的多层膜构成。
倘采用本发明的电光装置,则构成存储电容器的一对的电极中的一方(以下,有时候简称为‘一方电极’),由含有低电阻膜的多层膜构成。
倘采用这样的构成,则可以实现该一方电极的高功能化(例如,除去作为该一方电极所具有的固定电位一侧电容器电极的功能之外还同时具有别的功能等)。特别是由于在本发明的该多层膜中,含有低电阻膜,就是说,例如含有铝、铜、铬等的金属单质或含有它们的材料等,与现有的多晶硅或WSi比其电阻低的材料,故可以实现高的电导率。
在本发明的电光装置的一个形态中,其特征在于上述多层膜,下层用光吸收性的膜构成,上层用光反射性的膜构成。
倘采用这样的构成,直接入射进来的光就可以在上层进行反射,返回光在下层被吸收。
此外,在在本发明的电光装置的另一个形态中,其特征在于构成上述存储电容器的一对电极的一方,构成被形成为使之沿着上述第2方向的电容器线的一部分,同时,该电容器线由含有上述低电阻膜的多层膜构成。
倘采用本形态,首先,构成上述存储电容器的一对电极中的一方,即在上述中所定义的一方电极将构成为使之沿着第2方向就是说沿着扫描线的形成方向那样形成的的电容器线的一部分。借助于此,为了把上述一方电极变成为固定电位,对可分别设置于每个像素的存储电容器的一方电极,只要对于每一条电容器线都连接到固定电位源上等的形态即可,而没有必要个别地设置用来使它们变成为固定电位的导电构件等。因此,倘采用本形态,则可以实现制造工序的简化或制造成本的低廉化。
此外,在本形态中,特别是上述电容器线由含有上述低电阻膜的多层膜构成。倘采用这样的构成,就可以实现电容器线的高功能化,例如,可以实现除去作为该电容器线所具有的固定电位侧电容器电极的功能之外还同时具有别的功能等。特别是由于在本发明的该多层膜中,含有低电阻膜,就是说,例如含有铝、铜、铬等的金属单质或含有它们的材料等,与现有的多晶硅或WSi比其电阻低的材料,故可以实现高的电导率。此外,得益于该高的电导率的实现,在本形态中,就可以实现电容器线的狭小化,就是说,可以实现存储电容器的狭小化而不会伴随有特别的制约。因此,本形态,结果就变成为在实现开口率的改善方面作用也很大。换句话说,可以防止在现有技术中当使电容器线狭小化时所产生的起因于高电阻化的串扰的产生或烧接等的发生。
此外,由于本形态的电容器线由含有上述低电阻膜的多层膜构成,故作为该电容器线的构成部分除去该低电阻膜之外,还可以同时具有用来实现可以防止光对薄膜晶体管的入射的光屏蔽功能的由别的材料构成的膜。
再有,若像本发明那样由多层膜构成电容器线,则可以使作为存储电容器的功能稳定化。就是说,例如如果目的仅仅在于实现在上所例示的低电阻化,则只要仅仅使用那样的材料一层构成电容器线即可,但是,要是那样的话,有时候就不能充分地起到作为存储电容器所本来应具有作为电容器的功能。然而,在本发明中,如上所述,由于用2层以上的膜构成电容器线,故即便是假定使用在其1层中具有不论什么功能的特别的材料,在别的层中也可以补偿地使用应起到作为存储电容器的功能的材料,所以不会产生上述那样的问题。
另外,在本发明中,结果变成为在电容器线中为了实现上述那样的多功能化,也同时将提高电光装置的设计的自由度。
在本发明的电光装置的另外的形态中,上述电容器线,在在其上层具有上述低电阻膜的同时,在其下层具有由光吸收材料构成的膜。
倘采用该构成,则结果变成为在电容器线中可以实现以下所述的那样的多功能化。首先,由于结果变成为电容器线的上层具有上述低电阻膜,故例如当设想光从该上层一侧入射的情况时,该光结果就变成为在该低电阻膜的表面处被反射,这种反射就可以防患于未然地防止要直接到达薄膜晶体管上的光。这是以该材料一般地说具有高的光反射率为基础的。
另一方面,由于电容器线的下层,由例如多晶硅等的光吸收性的材料构成,故可以防患于未然地防止例如在入射到电光装置内部之后,在上述低电阻膜的表面,或上述数据线的下表面等处进行反射等的结果所产生的所谓的杂散光企图到达薄膜晶体管的事态。就是说由于结果变成为这样的杂散光的全部或其一部分在电容器线的下层处被吸收,因而才使得降低该杂散光到达薄膜晶体管的可能性就成为可能。
另外,在本发明中,由于电容器线的前提的‘由多层膜构成’,故例如,在本形态中,即便是假定在电容器线的上层中存在有铝,在下层中存在有多晶硅,不言而喻也可以是在该铝的更往上的上层中存在有由别的材料构成的膜,或者在该多晶硅的更往下的下层上存在有由别的材料构成的膜,或者,在该铝与该多晶硅之间存在有由别的材料构成的膜的形态等。此外,在有的情况下,当然也可以从上开始依次为铝、多晶硅和铝等这样的结构。
在本发明的电光装置的另外的形态中,上述低电阻膜由铝构成。
倘采用本形态,由于铝是电阻非常低的材料,故结果就变成为可以更为确实地得到上述的那样的作用效果。顺便提一下,铝的电阻值与上述的多晶硅或WSi比较约为1/100。
此外,倘采用在电容器线中含有铝的构成,则还可以得到如下的作用效果。在现有技术中,由于电容器线就如已经说过的那样由多晶硅单质或WSi等构成,故借助于起因于这些材料的大的收缩力或压缩力,结果就变成为在该电容器线上形成的层间绝缘膜等上就会产生大的应力,但是,在本形态中是不会产生这样的问题的。就是说,在现有技术中,归因于上述应力的存在,在层间绝缘膜的厚度上伴随有一定的制约,当把该层间绝缘膜形成得过薄时,有时候就会因该应力而破损。在本形态的情况下,由于可以不考虑这样的应力的存在,故与现有技术比,减小层间绝缘膜的膜厚是可能的,因此,可以实现电光装置全体的小型化。
在本发明的电光装置的一个形态中,其特征在于上述薄膜晶体管,具有包括在长向方向上延伸的沟道区和从该沟道区开始再在长向方向上延伸的沟道邻接区的半导体层,在上述沟道区的两边具有遮光部分。在本发明的电光装置的一个形态中,上述扫描线具有含有在与上述长向方向相交的方向上延伸,同时从平面上看重叠到上述沟道区上的上述薄膜晶体管的栅电极的主体部分,和从平面上看在上述沟道区的两边从上述主体部分向上述长向方向突出出来,构成上述遮光部分的水平突出部分。
倘采用本形态,则扫描线具有从平面上看在沟道区的两边从含有栅电极的主体部分沿着沟道邻接区突出出来的水平突出部分。因此,特别是借助于水平突出部分的光吸收或光反射,而不只是扫描线中含有栅电极的主体部分,就可以至少部分地阻止对于基板面斜向行进的入射光和返回光,以及基于它们的内面反射光和多重反射光等的斜向的光在沟道区及沟道邻接区的入射。这时,特别是采用借助于配置在在从沟道邻接区算起的层间距离非常小的位置,就是说,一般地说由配置在恰好离开栅绝缘膜的厚度的层间位置上的水平突出部分进行遮光的办法,就可以非常有效地进行该遮光。
例如,在在基板上在薄膜晶体管的下侧设置有下侧遮光膜的情况下,由于可以得到在层间距离比较小的下侧遮光膜与作为遮光膜起作用的扫描线的水平突出部分或主体部分之间,挟持着沟道邻接区和沟道区的构成,故对于斜向光可以得到非常高的遮光性能。
结果是倘采用本形态,则可以提高耐光性,即便是处于要入射强力的入射光或返回光这样的过于严厉的条件下,也可以借助于光漏泄电流减少了的薄膜晶体管良好地对像素电极进行开关控制,最终可以显示明亮且高对比度的图象。
在本发明的电光装置的另外的形态中,上述主体部分和上述水平突出部分用同一膜一体地形成。
倘采用本形态,则在制造该电光装置时,由于遮光用的突出部分可以与主体部分一起在形成扫描线的工序中形成,故不需要用来形成该突出部分的追加工序。因此,可以实现在基板上的叠层结构和制造工艺的简化。
在本发明的电光装置的另外的形态中,上述主体部分,把含有上述栅电极的地方的宽度形成得宽。
倘采用本形态,由于扫描线的主体部分,把含有上述栅电极的地方的宽度形成得宽,故可以提高对于斜向光的宽度宽的主体部分的沟道区和沟道邻接区的遮光性能。此外,在制造该电光装置时,为了像这样地宽度宽地形成主体部分的特定部位,仅仅对于扫描线的平面图形加以若干变更即可而不要追加的工序。
此外,在具备水平突出部分的形态中,上述水平突出部分,从平面上看,在每一个上述沟道区内,分别位于其源一侧和漏一侧的上述沟道邻接区的两边分别突出出来。
倘采用本形态,结果就变成为在每一个薄膜晶体管上,在其源一侧和漏一侧以及是它们的两边合计设置4个突出部分。因此,借助于这些突出部分,就可以提高对于3维地从各种方向入射的斜向光的遮光性能。
在本发明的电光装置的另外的形态中,上述薄膜晶体管,具有含有在长向方向上延伸的沟道区的半导体层,具备从上侧至少把上述薄膜晶体管的上述沟道区被覆起来的上侧遮光膜,上述上侧遮光膜,至少部分地,在与上述沟道区的长向方向垂直的剖面上从上述沟道区一侧看被形成为凹状。
倘采用本形态,则具备从上侧至少把上述沟道区被覆起来的上侧遮光膜,上述上侧遮光膜,至少部分地,在与上述沟道区的长向方向垂直的剖面上从上述沟道区一侧看被形成为凹状。就是说,下侧被形成为凹状。为此,就可以借助于该上侧遮光膜更为有效地阻止与上侧遮光膜是平坦的情况比较对基板面斜向地行进的入射光和反射光以及基于入射光和返回光的内面反射光和多重反射光等的斜向光,最终从斜上侧向沟道区入射。
例如,在在基板上,在薄膜晶体管的下侧设置有下侧遮光膜的情况下,由于可以在下侧遮光膜与上侧遮光膜之间得到把沟道区挟持起来的构成,故对于斜向光可以得到非常高的遮光性。这时,下侧遮光膜,也可以至少部分地与上述的上侧遮光膜凹凸上下相反地在与沟道区的长向方向垂直的截面上从沟道区一侧看形成为凹状。
结果是,倘采用本形态,就可以提高耐光性,即便是处于要入射强力的入射光或返回光这样的过于严厉的条件下,也可以借助于光漏泄电流减少了的薄膜晶体管良好地对像素电极进行开关控制,最终可以显示明亮且高对比度的图象。
在本发明的电光装置的另外的形态中,上述薄膜晶体管,具有含有在上述第1方向上延伸的沟道区的半导体层,上述扫描线,具有含有在上述沟道区上中间存在着栅绝缘膜地对向配置的上述薄膜晶体管的栅电极,同时从平面上看在与上述第1方向进行交叉的第2方向上延伸的主线部分,具有从平面上看距上述沟道区在上述第2方向上恰好离开规定距离的部位上的上述主线部分延长设置为把上述半导体层包围起来的包围部分。
倘采用该形态,则扫描线具有从平面上看距上述沟道区在上述第2方向上恰好离开规定距离的部位上的上述主线部分延长设置为把半导体层包围起来的包围部分。因此,在扫描线之内特别是借助于由包围部分而不仅是含有栅电极的主体部分产生的光吸收或光反射,至少部分地可以阻止对基板面行进的入射光和返回光以及基于入射光和返回光的内面反射光和多重反射光等的斜向光,向沟道区和沟道邻接区入射。这时,采用特别是借助于被配置在在从沟道区或沟道邻接区算起的层间距离非常小的位置,就是说,一般地说恰好离开栅绝缘膜的厚度的层间位置上的包围部分进行遮光的办法,而且,采用借助于包围部分对于向任何方向倾斜的光都进行遮光的办法,就可以非常有效地进行该遮光。
结果是,倘采用本形态,就可以提高耐光性,即便是处于要入射强力的入射光或返回光这样的过于严厉的条件下,也可以借助于光漏泄电流减少了的薄膜晶体管良好地对像素电极进行开关控制,最终可以显示明亮且高对比度的图象。
另外,鉴于这样的技术效果,在本发明中,所谓‘从平面上看把半导体层包围起来’,是一种除去把包围部分形成为使得从平面上看在半导体层的周围途中不被切断地进行延伸的意义之外,除包括从平面上看在半导体层的周围在沟道区的下侧周围具有若干途中切断地形成包围部分,或者断续地形成包围部分之外,还包括岛状地形成点状存在的包围部分的情况等的含义广泛的概念。
在本形态中,特别是上述半导体层的源区的一部分和漏区的一部分,分别被当作为接触孔开孔区域,上述包围部分,包括上述接触孔开孔区域在内地把上述半导体层包围起来。
倘采用这样的构成,则可以通过接触孔把半导体层的源区或漏区连接到例如数据线、像素电极或存储电容器或者连接到它们上的中继线或中继层上。因此,在这时,借助于包围部分,就可以提高接触孔开孔区域的周围的遮光性能。因此,即便是设置接触孔,也可以进行可靠性高的遮光。
若使用这样的构成,上述源区和上述漏区中的至少一方,包括上述接触孔开孔区域在内,可以与上述沟道区的宽度同一宽度地形成。
倘采用这样的构成,则可以在从平面上看对含有接触孔开孔区域在内与沟道区的宽度同一宽度的源区或漏区比较邻近的位置上,借助于平面形状为矩形形状的包围部分,把它们团团围住的被覆起来。
此外,在具有该包围部分的形态中,特别是也可以作成为使得上述扫描线还具有从上述沟道区在上述第2方向上恰好离开规定距离的部位的上述主线部分向上述基板的垂直方向突出出来的垂直突出部分。
倘采用本形态,由于主线部分含有向基板的垂直方向突出出来的垂直突出部分,故借助于含有垂直突出部分的主线部分立体性地把沟道区被覆起来,以进一步提高遮光性能。特别是在扫描线位于沟道区的上侧的所谓的顶部栅型的情况下,就可以得到借助于含有垂直突出部分的主线部分从上侧立体性地把沟道区被覆起来的构成。另外,与包围部分有关的规定距离和对垂直突出部分的规定距离既可以相同也可以不同。
在具备上述包围部分的形态中,也可以作成为使得上述扫描线还具备从上述包围部分向上述基板的垂直方向突出出来的垂直突出部分。
倘采用该形态,则可以借助于主线部分的垂直突出部分和包围部分的垂直突出部分,立体性地把沟道区被覆起来,可以进一步提高遮光性能。特别是在扫描线位于沟道区的上侧的所谓顶部栅型的情况下,可以得到借助于分别含有垂直突出部分的主线部分和包围部分从上侧立体性地把沟道区被覆起来的构成。另外,这些垂直突出部分既可以连续地突出,也可以单独地突出。
在本发明的电光装置的另外的形态中,上述薄膜晶体管,具有含有在上述第1方向上延伸的沟道区的半导体层,上述扫描线,具有含有在上述沟道区上中间存在着栅绝缘膜地对向配置的上述薄膜晶体管的栅电极,同时,从平面上看在与上述第1方向进行交叉的第2方向上延伸的主线部分,具有从平面上看距上述沟道区在上述第2方向上恰好离开规定距离的部位上的上述主线部分向下方突出出来垂直突出部分。
倘采用该形态,则扫描线具有从平面上看距上述沟道区在上述第2方向上恰好离开规定距离的部位上的上述主线部分向下方突出出来的垂直突出部分。因此,在扫描线之内特别是借助于突出部分而不仅是含有栅电极的主体部分,至少部分地可以阻止对基板面行进的入射光和返回光以及基于入射光和返回光的内面反射光和多重反射光等的斜向光,向沟道区和沟道邻接区入射,在与该沟道区或沟道邻接区邻接的位置上,借助于主线部分和突出部分,对该沟道区和沟道邻接区立体性地进行遮光,故可以非常有效地进行遮光。
结果是,倘采用本形态,就可以提高耐光性,即便是处于要入射强力的入射光或返回光这样的过于严厉的条件下,也可以借助于光漏泄电流减少了的薄膜晶体管良好地对像素电极进行开关控制,借助于本发明最终可以显示明亮且高对比度的图象。
在含有上述垂直突出部分的形态中,特别是可以作成为在上述基板上,至少还具备从下侧把上述沟道区被覆起来的下侧遮光膜,上述垂直突出部分,在其顶端一侧与上述下侧遮光膜接触。
倘采用这样的构成,则可以得到在层间距离比较小的下侧遮光膜与作为遮光膜起作用的扫描线的包围部分或主体部分之间,挟持着沟道邻接区或沟道区的构成。而且,在沟道邻接区或沟道区所存在的、下侧遮光膜与扫描线的包围部分与主体部分之间的空间,被作成为用突出部分至少部分地封闭起来的空间。为此,对于向不论什么方向倾斜的斜向光都可以得到非常高的遮光性能。
此外,倘采用本形态,例如,在可以作为分别的层形成栅电极和扫描线而不仅是在同一层形成薄膜晶体管的栅电极和扫描线,同时,作为其中的扫描线,可以利用本形态的下侧遮光膜。就是说,在该情况下,结果变成为下侧遮光膜还兼备作为扫描线的功能。再有,还可以作成为这样的形态在同一层上形成栅电极和扫描线,同时,使下侧遮光膜也具有作为扫描线的功能。在该情况下,对于某一薄膜晶体管来说结果变成为并列地设置2条扫描线,对于该扫描线来说,结果变成为冗余结构。借助于此即便是在一方的扫描线上存在着断线等的什么障碍,由于可以使用另一方的扫描线,故可以得到可靠性更高的优点。
另外,在如上所述下侧遮光膜也兼备扫描线的功能的情况下,就必须把该下侧遮光膜形成为条带形状,以便使得与矩阵状地配置的薄膜晶体管的各行对应。
或者,可以作成为使得在上述基板上还具备从下侧至少把上述沟道区被覆起来的下侧遮光膜,上述垂直突出部分不与上述下侧遮光膜接触。
倘采用这样的构成,则可以得到在层间距离比较小的下侧遮光膜与作为遮光膜起作用的扫描线的包围部分或主体部分之间,挟持着沟道邻接区或沟道区的构成。而且,在沟道邻接区或沟道区所存在的、下侧遮光膜与扫描线的包围部分与主体部分之间的空间,被作成为用突出部分至少部分地封闭起来的空间。为此,对于向不论什么方向倾斜的斜向光都可以得到非常高的遮光性能。
另外,在如上所述采用不使下侧遮光膜和扫描线进行接触的情况下,就可以防患于未然地防止下侧遮光膜的电位变动带来的坏影响,例如对薄膜晶体管的坏影响而与下侧遮光膜的导电性无关。
在本发明的电光装置的另外的形态中,上述薄膜晶体管,具有含有在上述第1方向上延伸的沟道区的半导体层,上述扫描线,具有含有在上述沟道区上中间存在着栅绝缘膜地对向配置的上述薄膜晶体管的栅电极,同时,从平面上看在与上述第1方向进行交叉的第2方向上延伸的主线部分,该主线部分的构成为含有配置在在上述基板上挖成的沟内,同时从侧方至少部分地把上述沟道区被覆起来的沟内部分。
倘采用该形态,则扫描线具有从平面上看在第2方向上延伸的主线部分。在这里特别是在该主线部分之内配置在沟内的沟内部分,要从侧方至少部分地把沟道区被覆起来。因此,就可以借助于该沟内部分形成的光吸收或光反射,至少部分地阻止对于基板面斜向地行进的入射光和特别是对于背面斜向地行进的返回光以及基于它们的内面反射光和多重反射光等的斜向光,向沟道区和沟道邻接区的入射。得益于这样提高耐光性,即便是处于要入射强力的入射光或返回光这样的过于严厉的条件下,也可以借助于光漏泄电流减少了的薄膜晶体管良好地对像素电极进行开关控制,可以显示明亮且高对比度的图象。
除此之外,由于该扫描线的主线部分的构成为含有沟内部分,故也可以采用增加垂直于第2方向的截面上的沟内部分的截面面积和位于沟外的沟外部分的截面面积的办法,降低扫描线的布线电阻,若像这样地降低扫描线的布线电阻,则可以减小因扫描信号的信号延迟的串扰、闪烁等的产生,最终在可以实现电光装置的高精细化或像素间距的微细化,同时还可以显示高品位的图象。以上的结果表明倘采用本发明,则可以进行明亮且高品位的图象显示。
另外,在本发明中,像这样地至少部分地配置扫描线的主线部分的沟,既可以直接在基板上挖沟,也可以在叠层到基板上的基底绝缘膜上挖沟。
在本发明的电光装置的另外的形态中,上述薄膜晶体管,具有含有在上述第1方向上延伸的沟道区的半导体层,上述扫描线,具有含有在上述沟道区上中间存在着栅绝缘膜地对向配置的上述薄膜晶体管的栅电极,同时,从平面上看在与上述第1方向进行交叉的第2方向上延伸的主线部分,该主线部分的构成为含有在上述第2方向上延伸的同时配置在在上述基板上挖成的沟内的沟内部分以及在上述第2方向上延伸的同时配置在上述沟外的沟外部分。
倘采用该形态,则扫描线具有从平面上看在第2方向上延伸的主线部分。在这里特别是由于该主线部分的构成为含有在第2方向上分别延伸的沟内部分和沟外部分,故可以根据在垂直于第2方向的截面上的沟内部分和沟外部分的合计截面面积降低扫描线的布线电阻。例如,出于与液晶的取向不良等的电光物质的工作不良之间的关系,鉴于在规定液晶等的电光物质的层厚的基板表面上可允许的台阶有一定的限度,与在平坦表面上成膜的传统的扫描线,或完全埋入到沟内的扫描线进行比较,对于在基板上的叠层结构的合计膜厚可以增加扫描线的截面面积的本发明那样的结构,在实用上是非常有利的。
归因于像这样地减小扫描线的布线电阻,就可以减小因扫描信号的信号延迟的串扰、闪烁等的产生,最终在可以实现电光装置的高精细化或像素间距的微细化,可以显示高品位的图象。
另外,在本发明中,像这样地至少部分地配置扫描线的主线部分的沟,既可以直接在基板上挖沟,也可以在叠层到基板上的基底绝缘膜上挖沟。
如上所述,由于在扫描线上具备特别的部分,例如水平突出部分、包围部分等,故在可以进行对半导体层的遮光的形态中,上述扫描线可以作成为特别由含有金属或合金的遮光膜构成。
倘采用该形态,则扫描线由含有金属或合金的遮光膜构成,具体地说含有例如Ti(钛)、Cr(铬)、W(钨)、Ta(钽)、Mo(钼)、Pb(铅)等的高熔点金属之内的至少一种,由金属单质、合金、金属硅化物、聚合硅化物以及把它们叠层起来的叠层体等构成。因此,借助于由这样的遮光膜构成的扫描线的主体部分和突出部分,就可以进一步提高沟道区或沟道邻接区对斜向光的遮光性能。
但是,即便是用多晶硅膜等而不是用这样的遮光膜形成扫描线,也可以得到与其光吸收特性对应的遮光性能。
在本形态中,上述扫描线具有金属膜与硅膜的多层结构。倘采用这样的构成,则可以进一步提高遮光性能。
在本发明的电光装置的另外的形态中,上述扫描线、上述数据线,构成上述存储电容器的一对电极和上述屏蔽层的至少一部分,由遮光性材料构成,上述至少一部分,处于上述叠层结构中,构成内置遮光膜。
倘采用本形态,则构成基板上的叠层结构的各种部分由遮光性材料构成,形成规定光透过区域的遮光膜。借助于此,结果就变成为在基板上具备所谓的‘内置遮光膜’,借助于对薄膜晶体管的半导体层的光入射,就可以防患于未然地避免产生光漏泄电流,在图象上产生闪烁等的事态。就是说,就可以提高对薄膜晶体管乃至其半导体层的耐光性。顺便提一下,如果在基板上的最下层、或接近它的层上形成薄膜晶体管,则结果就变成为上述的扫描线、数据线、存储电容器以及屏蔽层,不论哪一个都在该薄膜晶体管的上侧形成,所以可以把由这些构成的遮光膜叫做‘上侧遮光膜’。
另外,在本形态中所说的‘遮光性材料’,例如含有Ti(钛)、Cr(铬)、W(钨)、Ta(钽)、Mo(钼)等的高熔点金属之内的至少一种,由金属单质、合金、金属硅化物、聚合硅化物以及把它们叠层起来的叠层体等构成。此外,该‘遮光性材料’也可以含有铝(Al)。
此外,在本形态中,上述的各种部分的全体,当然都可以构成‘内置遮光膜’,但是,理想的是可以作成为使得在彼此交叉的方向上延伸的2个部分的至少一组,构成该‘内置遮光膜’。在例如,把电容器线形成为使得沿着上述扫描线进行延伸的第2方向,该电容器线的一部分,是构成上述存储电容器的一对电极中的一方这样的情况下,理想的是作成为这样的构成该电容器线和上述数据线由遮光性材料构成,它们构成‘内置遮光膜’。倘采用这样的构成,则‘内置遮光膜’的形状将变成为网格状,因为这样可以满意地应对作为上述的像素电极的排列形态通常所采用的矩阵状排列。
另外,在本发明中,如上所述虽然可以形成各种形态,但是,在上述的本发明的各种形态中,自由地把一个形态与别的形态组合起来而与在技术方案的范围内说明的各项技术方案的引用形式无关,基本是是可能的。但是,从事情的性质上说,也会有不能相容的情况。例如,对于具备对扫描线水平突出部分的形态来说,就是把由含有低电阻膜的多层膜构成电容器线的形态组合起来等。当然,构成同时具有3个以上的形态的电光装置也是可能的。
本发明的另外的电光装置,为了解决上述课题,具备在基板上在第1方向上延伸的数据线;在与上述数据线进行交叉的第2方向上延伸的扫描线;被配置为与上述数据线和上述扫描线的交叉区域对应的像素电极和薄膜晶体管;电连到上述薄膜晶体管和上述像素电极上的存储电容器;配置在上述数据线和上述像素电极间的遮光膜,此外,构成上述存储电容器的一对电极的一方,由含有低电阻膜的多层膜构成。
倘采用本发明的另外的电光装置,由于具备与上述的本发明的电光装置大体上同样的构成,故可以享受与在该电光装置中所得到的作用效果大体上同样的作用效果。此外,在本发明中,特别是由于变成为不设置上述的电光装置中的屏蔽层而代之以设置遮光膜的形式,故可以有效地遮挡从薄膜晶体管的上侧入射的光,借助于此,在该薄膜晶体管的半导体层中,就不会发生光漏泄电流。
本发明的电子设备,其构成为具备上述的本发明的电光装置。其中,包括其各种形态。
倘采用本发明的电子设备,由于其构成为具备上述的本发明的电光装置,故可以实现抑制对薄膜晶体管的半导体层的光入射,可以显示几乎不会产生起因于光漏泄电流的图象上的闪烁等的高品质的图象的各种电子设备投影式显示装置、液晶电视、移动电话、电子笔记本、文字处理机、取景器式或监视器直视式的视频录象机、工作站、电视电话、POS终端、触摸面板等。
本发明的这样的作用和其它的好处会从其次要说明的实施形态中了解明白。


图1的电路图,示出了设置有构成本发明的实施形态1的电光装置的图象显示区域的矩阵状的多个像素的各种元件、布线等的等效电路。
图2是本发明的实施形态1的电光装置的已形成了数据线、扫描线、像素电极等的TFT阵列基板的相邻接的多个像素群的平面图。
图3是仅仅抽出了图2之内的主要部分的平面图。
图4是图2的A-A’剖面图。
图5的平面图,与半导体层一起摘要示出了图2之内扫描线3a的水平突出部分和在基底绝缘膜上挖成的沟。
图6是图5的B-B’剖面图。
图7是图5的C-C’剖面图。
图8是图5的D-D’剖面图。
图9是与图5同一意思的图,示出的是把该图中的水平突出部分置换成包围部分的情况下的形态。
图10是图9的E-E’剖面图。
图11是图9的F-F’剖面图。
图12是作为变形形态的图9的E-E’剖面图。
图13是与图2同一意思的图,示出的是在沿着扫描线的沟设置在基底绝缘膜上这一点与该图不同的形态。
图14是图13的G-G’剖面图。
图15是对图14的变形形态的图13的G-G’剖面图。
图16是对图14的变形形态的图13的G-G’剖面图。
图17是本发明的实施形态2的电光装置的已形成了数据线、扫描线、像素电极等的TFT阵列基板的相邻接的多个像素群的平面图。
图18是图17的A-A’剖面图。
图19的平面图,示出了氮化膜的形成形态(除数据线上和图象显示区域外)。
图20是与在本发明的实施形态的电光装置的TFT阵列基板上形成的各个构成部分一起,从对向基板的一侧看该TFT阵列基板的平面图。
图21是图20的H-H’剖面图。
图22的图示性的剖面图,示出了本身为本发明的电子设备的实施形态的作为投影式彩色显示装置的彩色液晶投影仪。
具体实施例方式
以下,边参看附图边说明本发明的实施形态。以下的实施形态,是把本发明的电光装置应用于液晶装置的实施形态。
(实施形态1)第1,参看图1到图4对本发明的实施形态1的电光装置的像素部分的构成进行说明。在这里,图1是构成电光装置的图象显示区域的矩阵状形成的多个像素的各种元件、布线等的等效电路图。图2是已形成了数据线、扫描线、像素电极等的TFT阵列基板的相邻接的多个像素群的平面图。另外,图3是仅仅抽出了图2之内的主要部分,具体地说,为了示出数据线、屏蔽层和像素电极间的配置关系,主要地仅仅抽出这些的平面图。图4是图2的A-A’剖面图。另外,在图4中,为了把各层和各个构件作成为在图面上可以识别的那种程度的大小,对于个层和各个构件都采取了不同的比例。
在图1中,在构成本实施形态的电光装置的图象显示区域的矩阵状地形成的多个像素上,都形成有像素电极9a和用来开关控制该像素电极9a的TFT30,供给图象信号的数据线6a被电连到该TFT30的源上。要写入到数据线6a上的象素信号S1、S2、...、Sn,既可以按照该顺序线顺序地供给,也可以作成为对相邻的多条数据线6a彼此间每次分组供给。
此外,要构成为使得扫描线3a电连到TFT30的栅上,并以规定的定时,按照扫描信号G1、G2、...、Gm的顺序,线顺序地给扫描线3a脉冲式地加上扫描信号。象素电极9a已电连到TFT30的漏上,采用使作为开关元件的TFT30仅仅在恒定的期间内才闭合其开关的办法,以规定的定时,把从数据线6a供给的象素信号S1、S2、...、Sn写入。
通过像素电极9a写入到作为电光物质的一个例子的液晶内的规定电平的象素信号S1、S2、...、Sn在与在对向基板上形成的对向电极之间可保持恒定期间。液晶采用借助于要施加的电压电平使分子集合的取向或秩序变化的办法,对光进行调制,使得可以进行灰度等级显示。若是常态白模式,则根据在各个像素的单位中施加上的电压减小对入射光的透过率,若是常态黑模式,则根据在各个像素的单位中施加上的电压增加对入射光的透过率,作为全体从电光装置出射具有与图象信号对应的对比度的光。
在这里,为了防止所保持的图象信号进行漏泄,要与在象素电极9a和对向电极之间形成的液晶电容并联地附加上存储电容器70。该存储电容器70,被设置为与扫描线3a并行,且含有固定电位一侧电容器电极,同时,还含有已固定于恒定电位上的电容器电极300。
以下,参看图2到图4,对由上述数据线6a、扫描线3a、TFT30等实施的实现上述那样的电路工作的电光装置的实际的构成进行说明。
首先,在图2中,在TFT阵列基板10上,矩阵状地设置多个像素电极9a(用虚线部分9a’示出了轮廓),分别沿着像素电极9a的纵横边界地设置数据线6a和扫描线3a。数据线6a如后所述由含有铝膜等的叠层结构构成,扫描线3a例如由导电性的多晶硅膜等构成。此外,扫描线3a被配置为使得与半导体层1a之内用图中右上斜的斜线区域表示的沟道区1a’对向,该扫描线3a起着栅电极的作用。就是说,在扫描线3a与数据线6a之间的交叉的部位上,在沟道区1a’上分别设置有作为栅电极把扫描线3a的主线部分对向配置的像素开关用的TFT30。
其次,电光装置,如本身为图2的A-A’线剖面图的图4所示,例如,具备由石英基板、玻璃基板、硅基板构成的TFT阵列基板10,和与之对向配置的例如由玻璃基板或石英基板构成的对向基板20。
在TFT阵列基板10一侧,如图4所示,设置有上述像素电极9a,在其上侧,设置有已施行了摩擦处理等的规定的取向处理的取向膜16。像素电极9a例如由ITO膜等的透明导电性膜构成。另一方面,在对向基板20一侧,遍及其整个面地设置对向电极21,在其下侧,设置有已施行了摩擦处理等的规定的取向处理的取向膜22。其中,对向电极21,与上述的像素电极9a同样,例如由ITO膜等的透明导电性膜构成,上述的取向膜16和22,例如,由聚酰亚胺膜等的透明的有机膜构成。在像这样地对向配置的TFT阵列基板10和对向基板20之间,向由后述的密封材料(参看图20和21)围起来的空间内,封入液晶等电光物质,形成液晶层50。液晶层50在未施加来自像素电极9a的电场的状态下,借助于取向膜16和22得到规定的取向状态。液晶层50例如由把一种或数种的向列液晶混合起来的电光物质构成。密封材料是用来在TFT阵列基板10和对向基板20的周边把它们粘贴起来的光硬化树脂或热硬化树脂构成的粘接剂,已混入有用来使两基板间的距离变成为规定值的玻璃纤维或玻璃微珠等的间隙材料。
另一方面,在TFT阵列基板10上,除去上述的像素电极9a和取向膜16之外,形成叠层结构地具备包括它们的各种的构成。该叠层结构,如图4所示,从TFT阵列基板10开始,按照顺序,由含有下侧遮光膜11a的第1层、含有TFT30和扫描线3a等的第2层、含有存储电容器70和数据线6a等的第3层、含有屏蔽层400等的第4层、含有上述像素电极9a和取向膜16等的第5层(最上层)构成。此外,在第1层和第2层之间设置有基底绝缘膜12,在第2层和第3层之间设置有第1层间绝缘膜41,在第3层和第4层之间设置有第2层间绝缘膜42,在第4层和第5层之间设置有第3层间绝缘膜43,防止上述的各个部分间产生短路。此外,在这些各种的绝缘膜12、41、42和43上,还设置有把TFT30的半导体层1a中的高浓度源区1d和数据线6a电连起来的接触孔等。以下,对于这些各个部分从下开始依次进行说明。
首先,在第1层上,设置有下侧遮光膜11a。该下侧遮光膜11a,从平面上看被图形化为网格状,借助于此,界定各个像素的开口区域(参看图2)。在下侧遮光膜11a的扫描线3a和数据线6a进行交叉的区域中,使得对像素电极9a的角进行倒角那样地形成突出出来的区域。
此外,在本实施形态中,特别是该下侧遮光膜11a,由具备在其下层上防止金属层M1氧化,在其上层上防止金属层M1氧化的壁垒层B1的2层结构构成。借助于此,在叠层结构中,即便是在形成比该下侧遮光膜11a更往上的构成部分时进行高温处理工序(例如,形成后述的TFT30时的退火处理等),由于在上层上具备壁垒层B1,故也可以防患于未然地防止金属层M1的氧化。另外,对于该下侧遮光膜11a来说,为了避免其电位变动对TFT30造成坏影响,可以从图象显示区域向其周围延长以连接到恒定电位源上。
其次,作为第2层,设置有TFT30和扫描线3a。TFT30,如图4所示,具有LDD(轻掺杂漏)结构,作为其构成部分,如上所述,具备作为栅电极起作用的扫描线3a,例如由多晶硅膜构成借助于来自扫描线3a的电场形成沟道的半导体层1a的沟道区1a’,含有使扫描线3a和半导体层1a绝缘的栅绝缘膜的绝缘膜2,半导体层1a中的低浓度源区1b及低浓度漏区1c以及高浓度源区1d和高浓度漏区1e。
另外,TFT30,虽然理想的是具有图4所示的那样的LDD结构,但是既可以具有向低浓度源区1b和低浓度漏区1c不进行杂质注入的偏置(offset)结构,也可以是以由扫描线3a的一部分构成的栅电极为掩模高浓度地注入杂质,自我匹配地形成高浓度源区和高浓度漏区的自对准型的TFT。此外,在本实施形态中,虽然作成为在高浓度源区1d和高浓度漏区1e之间,仅仅配置1个像素开关用的TFT30的栅电极的单个栅结构,但是也可以在它们之间配置2个以上的栅电极。若如上所述地用双栅或三栅以上构成TFT,则可以防止沟道与源和漏区之间的结部分的漏泄电流,可以减小截止时的电流。此外,构成TFT30的半导体层1a非单晶层也罢单晶层也罢都可以。单晶层的形成,可以使用粘贴法等众所周知的方法。采用使半导体层1a变成为单晶层的办法,就可以实现特别是外围电路的高性能化。
在以上所说明的下侧遮光膜11a上,而且,在TFT30的下边,设置例如由氧化硅膜等构成的基底绝缘膜12。基底绝缘膜12,归因于除去用下侧遮光膜11a对TFT30进行层间绝缘之外,在TFT阵列基板10的整个面上形成,故具有防止在TFT阵列基板10的表面研磨时的表面粗糙化或因清洗后剩下的污垢引起的像素开关用的TFT30的特性变化的功能。
此外,在本实施形态中,特别是在该基底绝缘膜12上,从平面上看在半导体层1a的两边挖了与沟道长度同一幅度,或比沟道长度更长的沟(接触孔状地形成的沟)12cv,与该沟12cv对应地在其上方叠层上的扫描线3a,在下侧含有凹状地形成的部分(在图2中为了避免复杂化而未画出来。参看图5)。此外,采用使得把该沟12cv全部填埋起来那样地形成扫描线3a的办法,结果就变成为在该扫描线3a上延长设置与之一体地形成的水平突出部分3b。借助于此,TFT30的半导体层1a,就如在图2中很好地示出的那样,从平面上看就从侧方被被覆起来,至少可以抑制来自该部分的光的入射。另外,水平突出部分3b也可以仅仅是设置在半导体层1a的单侧。另外,对于该沟12cv以及要在其上叠层的扫描线3a和水平突出部分3b,决定在以后边参看图5往后,边重新详细地讲解。
接在上述第2层后边在第3层上,设置存储电容器70和数据线6a。存储电容器70采用中间存在着电介质膜75使TFT30的高浓度漏区1e和作为已电连到像素电极9a上的像素电位一侧电容器电极的第1中继层71和作为固定电位侧电容器电极的电容器电极300对向配置的办法形成。倘使用该存储电容器70,则可以显著地提高像素电极9a的电位保持特性。此外,本实施形态的存储电容器70,由图2的平面图可知,被形成为使得不会到达与像素电极9a的形成区域大体上对应的光透过区域,换句话说,被形成为纳入遮光区域内。就是说,存储电容器70,在与相邻的数据线6a间的扫描线3a重叠的区域,和既是扫描线3a与数据线6a进行交叉的角部分又是下侧遮光膜11要对像素电极9a的角进行倒角的区域上形成。借助于此,电光装置全体的像素开口率就可以维持得比较大,借助于此,就可以显示更为明亮的图象。
说得更详细点,第1中继层71例如由导电性的多晶硅膜构成,并起着像素电位一侧电容器电极的作用。但是,第1中继层71,也可以由含有金属或合金的单一层或多层膜构成。在多层膜的情况下,可以把下层作成为光吸收性的导电性的多晶硅膜,把上层作成为反射性的金属或合金。此外,该第1中继层71,除去起着像素电位一侧电容器电极的作用之外,还具有通过接触孔83、85和89对像素电极9a和TFT30的高浓度漏区1e进行中继连接的作用。该第1中继层71,如图2所示,被形成为具有与后述的电容器电极300的平面形状大体上同一形状。
电容器电极300,起着存储电容器70的固定电位一侧电容器电极的作用。在实施形态1中,为了使电容器电极300变成为固定电位,采用通过接触孔与已变成为固定电位的屏蔽层400电连的办法完成。
但是,如后所述,在把电容器电极300和数据线6a形成为分别的层的形态中,理想的是例如也可以将该电容器电极300作成为使得采用设置与从已配置上像素电极9a的图象显示区域10a向其周围延长设置的恒定电位源电连等的手段的办法,使该电容器电极300位置于固定电位。顺便提一下,作为这里所说的‘恒定电位源’,既可以是供往数据线驱动电路101的正电源或负电源的恒定电位源,也可以是供往对向基板20的对向电极21的恒定电位源。
此外,在本实施形态中,特别是作为与该电容器电极300同一膜,形成数据线6a,在这里所谓‘同一膜’指的是作为同一层形成的膜或者在制造工序阶段中同时形成的膜。但是,在电容器电极300和数据线6a间并不是在平面形状上连续地形成,两者之间在图形上是被分断开来的。
具体地说,如图2所示,电容器电极300,使得与数据线6a的形成区域进行重叠那样地,就是说,沿着图中的X方向边分断边形成,数据线6a,则使得与半导体层1a的长向方向进行重叠那样地就是说沿着图中的Y方向延长设置那样地形成。说得更为详细一点,电容器电极300,具备沿着扫描线3a延伸的主线部分;在图2中在与半导体层1a相邻的区域中沿着该半导体层1a向图中上方突出出来的突出部分(图中看起来像似梯形部分的部分);和使后述的接触孔85对应的部位稍微变细一点的变细部分。其中该突出部分,将对存储电容器70的形成区域的增大作出贡献。
另一方面,数据线6a,具有沿着图2中的Y方向直线性地延伸的主线部分。另外,半导体层1a的处于图2中的上端的高浓度漏区1e,使得与存储电容器70的突出部分的区域重叠那样地具有向右方弯曲90度直角那样的形状,这是因为要避开数据线6a地实现该半导体层1a与存储电容器70之间的电连的缘故(参看图4)。
在本实施形态中,由于使得呈现以上那样的形状那样地实施图形化等,故结果变成为可同时形成电容器电极300和数据线6a。
此外,这些电容器电极300和数据线6a,如图4所示,被形成为具有下层为导电性的多晶硅构成的层,上层为由铝构成的层这么2层结构的膜。其中对于数据线6a来说,虽然结果变成为通过贯通后述的电介质膜75的开口部分的接触孔81与TFT30的半导体层1a电连,但是,由于该数据线6a采取上述那样的2层结构,此外,上述的第1中继层71由导电性的多晶硅膜构成,故结果就变成为该数据线6a和半导体层1a间的电连可以直接用导电性的多晶硅膜实现。就是说,结果变成为从下开始按照顺序是第1中继层的多晶硅膜、数据线6a的下层的多晶硅膜和其上层的铝膜。因此,就可以良好地保持两者间的电连。在本实施形态中,数据线6a和电容器电极300虽然作成为导电性多晶硅膜与铝膜的2层结构,但是也可以作成为从下层开始依次为导电性多晶硅层、铝层、氮化钛层这样的3层结构。
倘采用该构成,氮化钛层就起着防止接触孔87形成开口时的刻蚀的穿透的阻挡金属的作用。
此外,电容器电极300和数据线6a,由于含有光反射性能比较优良的铝,而且还含有光吸收性比较优良的多晶硅,故可以起着遮光层的作用。就是说,倘采用它们,则可以用其上侧遮住对TFT30的半导体层1a的入射光(参看图4)的行进。
电介质膜75,如图4所示,例如可以由膜厚5到200nm这样的比较薄的HTO(高温氧化物)膜,LTO(低温氧化物)膜等的氧化硅膜或氮化硅膜等构成。从增大存储电容器70的观点看,只要可以充分地得到膜的可靠性,电介质膜75越薄越好。此外,在本实施形态中,特别是该电介质膜75,如图4所示,已变成为下层是氧化硅膜75a,上层是氮化硅膜75b这样的具有2层结构的膜。上层的氮化硅膜75b被图形化为使得收纳于遮光区域(非开口区域)内。借助于此,得益于介电系数比较大的氮化硅膜75b的存在,除去可以增大存储电容器70的电容值之外,得益于氧化硅膜75a的存在,则不会使存储电容器70的耐压性降低。这样一来,采用把电介质膜75作成为2层结构的办法,就可以享受相反的2个作用效果。此外,由于具有着色性的氮化硅膜75b被图形化为不会形成透过光的区域,故可以防止透过率的降低。此外,由于氮化硅膜75b的存在,防患于未然地防止水对TFT30的浸入就成为可能。借助于此,在本实施形态中,就可以进行比较长期的装置的运行而不会招致TFT30的阈值电压的上升这样的事态的发生。另外,在本实施形态中,电介质膜75,虽然变成为具有2层结构的膜,但是在有的情况下,例如也可以作成为具有例如氧化硅膜、氮化硅膜和氧化硅膜等这样的3层结构或具有3层以上叠层结构的构成。
在以上所说明的TFT30或扫描线3a上边,而且,在存储电容器70或数据线6a的下边,形成例如NSG(非硅酸盐玻璃)、PSG(磷硅酸盐玻璃)、BSG(硼硅酸盐玻璃)、BPSG(硼磷硅酸盐玻璃)等硅酸盐玻璃膜、氮化硅膜或氧化硅膜等,或者理想地说形成由NSG构成的第1层间绝缘膜41。然后,在该第1层间绝缘膜41上形成把TFT30的高浓度源区1d和数据线6a电连起来的接触孔81的开孔,此外,在第1层间绝缘膜41上,形成把TFT30的高浓度漏区1e和构成存储电容器70的第1中继层71电连起来的接触孔83的开孔。
另外,在这2个接触孔之内,在接触孔81的形成部分中,就可以不形成上述的电介质膜75,换句话说就可以在该电介质膜75上形成开口部分。这是因为在该接触孔81中,需要中间存在着第1中继层71地实现高浓度源区1b和数据线6a间的电连的缘故。顺便提一下,如果在电介质膜75上设置有该开口部分,则在进行对TFT30的半导体层1a的氢化处理之类的情况下,也可以得到使该处理中所用的氢可以通过该开口部分容易地到达半导体层1a的作用效果。
此外,在本实施形态中,对于第1层间绝缘膜41,也可以采用进行约1000℃的烘焙的办法,实现已注入到构成半导体层1a和扫描线3a的多晶硅膜内的离子的激活化。
接在上述的第3层后边在第4层上,形成遮光性的屏蔽层400。该屏蔽层400,从平面上看,如图2和图3所示,被形成为分别在图2中的X方向和Y方向上延伸的网格状。对于在该屏蔽层400之内在图2中的Y方向上延伸的部分来说,特别要形成为使得把数据线6a被覆起来,而且,要形成得比该数据线6a的宽度更宽。此外,至于在图2中的X方向上延伸的部分,为了确保形成后述的第3中继电极402,在各个像素电极9a的一边的中央附近具有切缺部分。再有,在在图2中XY方向中的每一方向上延伸的屏蔽层400的交叉部分的角部分上,使得与上述的电容器电极300的大体上的梯形形状的突出部分相对应那样地设置大体上三角形形状的部分。屏蔽层400,宽度既可以与下侧遮光膜11a相同,也可以比下侧遮光膜11a宽度更宽或者更窄。
该屏蔽层400,采用从配置有像素电极9a的图象显示区域10a向其周围延长设置,并与恒定电位源进行电连的办法,变成为固定电位。另外,这里所说的‘恒定电位源’,既可以是供往数据线驱动电路101的正电源或负电源的恒定电位源,也可以是供往对向基板20的对向电极21的恒定电位源。
如上所述,如果存在着被形成为把数据线6a的全体都被覆起来,同时(参看图3)已变成为固定电位的屏蔽层400,则可以排除在该数据线6a和像素电极9a间产生的电容耦合的影响。就是说,可以防患于未然地避免因相应于给数据线6a的通电而使得像素电极9a的电位变动这样的事态,可以减低在图象上发生沿着该数据线6a的显示不均匀等。在本实施形态中,由于屏蔽层400被形成为网格状,故即便是对扫描线3a的延长部分来说,也可以把它形成为使得不会产生无用的电容耦合,可将其抑制。此外,屏蔽层400中的上述的三角形形状的部分,可以排除在电容器电极300和像素电极9a之间产生的电容耦合的影响,因此,也可以得到与上述大致同样的作用效果。
此外,在第4层上,作为与这样的屏蔽层400同一膜,形成作为在本发明中所说的‘中继层’的一个例子的第2中继层402。该第2中继层402,具有通过后述的接触孔89对构成存储电容器70的第1中继层71和像素电极9a间的电连进行中继的功能。在这些屏蔽层400和第2中继层402间,与上述的电容器电极300和数据线6a同样,并不是平面形状地连续地形成,而是被形成为两者之间在图形上被分断开来。
另一方面,上述的屏蔽层400和第2中继层402,具有下层是由铝构成的层,上层是由氮化钛构成的层的2层结构。借助于此,首先可以期待氮化钛作为接触孔89的开口时的刻蚀的穿透的防止的壁垒金属的作用效果。此外,在第2中继层402中,下层的由铝构成的层与构成存储电容器70的第1中继层71连接,上层的由氮化钛构成的层,与由ITO等构成的像素电极9a连接。在该情况下,结果就变成为特别是后者的连接可以良好地进行。这一点,假如采用铝和ITO直接进行连接的形态,则在两者间就会产生电蚀,产生铝的断线、或者因氧化铝的形成而产生的绝缘等,故不能实现理想的电连的情况,形成鲜明的对照。如上所述,在本实施形态中,由于可以良好地实现第1中继层402与像素电极9a之间的电连,故可以良好地维持对该像素电极9a的电压施加、或该像素电极9a的电位保持特性。
此外,屏蔽层400和第2中继层402,由于含有光反射性能比较优良的铝,而且还含有光吸收特性比较优良的氮化钛,故可以起着遮光层的作用。就是说,倘采用这些,则可以在其上侧阻挡对TFT30的半导体层1a的入射光(参看图2)的前进。另外,就这样的事态来说,就如已经说明的那样,对于上述的电容器电极300和数据线6a,可以说也是同样的。在本实施形态中,这些屏蔽层400、第2中继层402、电容器电极300和数据线6a,在构成要在TFT阵列基板10上构筑的叠层结构的一部分的同时,还可以作为遮挡对TFT30的来自上侧的光入射的上侧遮光膜(或者,如果着眼于已构成‘叠层结构的一部分’这一点则是‘内置遮光膜’)发挥作用。另外,倘应用该‘上侧遮光膜’或‘内置遮光膜’的概念,则除去上述的构成外,还可以考虑为扫描线3a或第1中继层71等以及含于其中的构件。总之,如果是在最为广义地进行理解的前提下,要在TFT阵列基板10上构筑的由不透明的材料构成的构成,则可以叫做‘上侧遮光膜’或‘内置遮光膜’。
在以上所说明的上述数据线6a上,而且,在屏蔽层400的下边,形成NSG、PSG、BSG、BPSG等硅酸盐玻璃膜、氮化硅膜或氧化硅膜等,或者理想地说形成由NSG构成的第2层间绝缘膜42。在该第2层间绝缘膜42上,分别形成用来把上述屏蔽层400和电容器电极300电连起来的接触孔87,和用来把第2中继层402和第1中继层71电连起来的接触孔85的开孔。另外,在实施形态1中,由于已经形成了上述第2中继层402,故就变成为像素电极9a和TFT30间的电连,可以通过3个接触孔83、85和89,就是说,通过3个层间绝缘膜41、42和43进行。如上所述,如果作成为使得把比较短小的接触孔连结起来实现像素电极9a与TFT30间的电连,则比起用比较长大的接触孔来实现电连来,归因于该短小的接触孔的制造容易性,可以得到这样的优点可以造价更低,而且可靠性更高地进行电光装置的制造。
另外,对于第2层间绝缘膜42来说,也可以作成为采用不进行对于第1层间绝缘膜41所说的那样的烘焙的办法,实现在电容器电极300的界面附近产生的应力的缓和。
最后,在第5层上,如上所述地矩阵状地形成像素电极9a,在该像素电极9a上形成取向膜16。该像素电极9a,也可以是角部分被切掉的形状。此外,在该像素电极9a的下边,可以形成NSG、PSG、BSG、BPSG等硅酸盐玻璃膜、氮化硅膜或氧化硅膜等,或者理想地说形成由BPSG构成的第3层间绝缘膜43。在该第3层间绝缘膜43上,形成用来把像素电极9a和上述第2中继层402间电连起来的接触孔89的开孔。此外,在本实施形态中,特别是第3层间绝缘膜43的表面,已用CMP(化学机械研磨)处理等进行了平坦化,以减少起因于在其下方存在的各种布线或元件形成的台阶的液晶层50的取向不良。但是,也可以采用在TFT阵列基板10、基底绝缘膜12、第1层间绝缘膜41和第2层间绝缘膜42中的至少一者上挖沟,埋入数据线6a等的布线或TFT30等的办法,进行平坦化处理,而不仅像上述那样地对第3层间绝缘膜43施行平坦化处理。此外,也可以仅仅在上述的沟内进行平坦化处理而不进行第3层间绝缘膜43的平坦化处理。
(与对TFT的光遮挡有关的构成)以下,对于与对TFT30的光遮挡有关的构成,说得更详细点,对于与含有该TFT30的栅电极的扫描线3a和基底绝缘膜12的沟12cv或下侧遮光膜11a等有关联的结构,进行说明。
(其1设置有在基底绝缘膜12上形成的沟12cv和从扫描线3a延长出来的水平突出部分3b的例子的光遮挡)首先第一,边参看图5到图8边对扫描线3a和水平突出部3b的构成和作用效果以及在基底绝缘膜12上挖出的沟12cv的构成和作用效果进行详述。在这里,图5的平面图,与半导体层一起摘要示出了图2之内扫描线3a的水平突出部分3b和在基底绝缘膜12上挖成的沟12cv,图6是图5的B-B’剖面图,图7是图5的C-C’剖面图,图8是图5的D-D’剖面图。
如图5到图8所示,在基底绝缘膜12上,在半导体层1a的两边,沿着数据线6a挖成沟12cv。在沟12cv内,部分地已埋入了扫描线3a的水平突出部分3b,此外,还中间存在着第1层间绝缘膜41地,与沟12cv相对应地,使第1中继层71和电容器电极300部分地凹进去。借助于此,在图6到图8所示的各个剖面图上,扫描线3a的水平突出部分3b、电容器电极300等就都含有与沟12cv对应地在下侧形成了凹状的部分。另外,在本形态中,由于水平突出部分3b已埋入到沟12cv内,故该水平突出部分3b还同时具有作为沟12cv的深度方向的垂直突出部分的性质。
倘采用这样的形态,第1,由于在用多晶硅构成的扫描线3a上设置有水平突出部分3b,故采用不仅用扫描线3a之内作为栅电极起作用的主体部分,特别是用水平突出部分3b主要地吸收光,一部分反射光的办法,就可以至少部分地阻止对于TFT阵列基板10的基板面斜向行进的入射光和返回光,以及基于它们的内面反射光和多重反射光等的斜向的光,向沟道区1a及其邻接区域,就是说,低浓度源区1b和低浓度漏区1c入射。这时,由于用邻近半导体层1a的水平突出部分3b和扫描线3a主体部分进行遮光,故可以非常有效地进行该遮光。
此外,第2,由于作为从上侧把半导体层1a被覆起来的上侧遮光膜起作用的扫描线3a(包括水平突出部分3b)、第1中继层71和电容器电极300,分别含有与沟12cv对应起来在下侧凹状地形成的部分,故与上侧遮光膜是平坦的膜的情况下比较,可以借助于该上侧遮光膜更为有效地阻止对于基板面斜向行进的入射光和返回光,以及基于它们的内面反射光和多重反射光等的斜向的光,最终从斜上侧向沟道区1a及其邻接区域入射。就是说,由于借助于在下侧是凹状或在上侧是凸状的上侧遮光膜的上表面部分,与沟12cv相对应地加强使来自上侧的斜向光进行扩散的倾向,故最终可以减小从上侧向沟道区1a及其邻接区域入射的光量。另外,出于同样的理由,也可以把下侧遮光膜11a至少部分地形成为与上述上侧遮光膜的凹凸上下相反地,在上侧形成为凹状,在下侧形成为凸状。
在这里,在本实施形态中,如图2和图4所示,借助于各种遮光膜从上下进行对TFT30的遮光。就是说,对于电光装置的上侧,就是说,对于从入射光的入射一侧入射进来的入射光来说,电容器电极300和屏蔽层400等,起着上侧遮光膜的作用。另一方面,对于从该电光装置的下侧,就是说,对于从入射光的出射一侧入射进来的返回光来说下侧遮光膜11a顾名思义起着下侧遮光膜的作用。因此,也可以考虑在扫描线3a上设置水平突出部分3b的必要性,或借助于沟12cv在作为上侧遮光膜的电容器电极300等上不规定特别形状的必要性。但是,入射光含有对基板10从斜向入射的斜向光。为此,斜向光因在基板10的上表面或下侧遮光膜11a的上表面处被反射,或者因在上侧遮光膜的下表面处被反射后,这些反射光再在该电光装置内的别的界面处被反射,而可以产生内面反射光和多重反射光。因此,即便是在TFT30的上下具备各种的遮光膜,由于也可以存在通过两者间的间隙进入的斜向光,故如本实施形态,在半导体层1a的侧边进行遮光的水平突出部分3b或与沟12cv对应的凹状部分的遮光的效果大。
如上所述,倘采用本实施形态的电光装置,由于要设置水平突出部分3b和沟12cv,故可以提高耐光性,即便是处于强力的入射光或返回光进行入射的过严的条件下,也可以借助于光漏泄电流已减少了的TFT30对像素电极9a良好地进行开关控制,最终可以显示明亮且高对比度的图象。
除此之外,在本实施形态中,上侧遮光膜,由于由含有水平突出部分3b的扫描线3a、电容器电极300、屏蔽层400等的一部分构成,故作为全体可以实现TFT阵列基板10的叠层结构和制造工序的简化。此外,在本实施形态中,水平突出部分3b,由于由与扫描线3a同一膜一体地构成,为了形成水平突出部分3b,不需要追加性的工序。
除此之外,在本形态中,沟12cv并未到达下侧遮光膜11a,因此,含有被形成为把该沟12cv的底面被覆起来的水平突出部分3b和深度方向的垂直突出部分的扫描线3a,并未与下侧遮光膜11a接触。为此,即便是下侧遮光膜11a是导电膜,也可以防患于未然地防止其电位变动给扫描线3a造成的坏影响。
在以上所说明的形态中,与下侧遮光膜11a的情况下同样,也可以将扫描线3a用含有金属或合金的遮光膜(含有Ti、Cr、W、Ta、Mo等的高熔点金属之内至少一者的金属单质、合金、金属硅化物、聚合硅化物、和把它们叠层起来的叠层体等)构成。倘采用这样的构成,则可以借助于扫描线3a和水平突出部分3b提高反射性能以进一步提高沟道区1a’或沟道邻接区对斜向光的遮光性能。
另外,水平突出部分3b,虽然对各个沟道区1a’形成了4个,但是无论是仅仅在沟道区1a’的一边一侧形成或在图2中仅仅在沟道区1a’的上侧或仅仅在下侧形成,都可以得到某种程度的类似效果。例如,鉴于半导体层1a的周围的布线或元件的配置,难于在沟道区1a’的两边或上下两方合计形成4个水平突出部分3b的情况下等,则可以仅仅在一边一侧或者仅仅在上侧或下侧,在每个沟道区上设置3个以下的水平突出部分3b而不会给布局造成困难。
(其2把上述水平突出部分3b置换成包围部分3c的例子的光遮挡)第二,边参看图9到图11,边对扫描线3a,对于要形成把半导体层1a包围起来的包围部分3c的形态,进行说明。在这里,图9是与图5同一意思的图,示出的是把该图中的水平突出部分3b置换成包围部分3c的情况下的形态的平面图,图10是图9的E-E’剖面图,图11是图9的F-F’剖面图,图12是作为变形形态的图9的E-E’剖面图。
如图9到图11所示,本实施形态,不设置上述的水平突出部分3b而代之以在从平面上看从沟道区1a’沿着扫描线3a恰好离开规定距离的地方的扫描线3a的主线部分开始延长设置包围部分3c,使得把含有沟道区1a和接触孔的开孔区域,就是说含有已分别形成了接触孔83和81的开孔的区域等的半导体层1a全体都包围起来。其它的构成,例如,该包围部分3c,由于也被埋入到沟12cv内,故对于同时具有作为沟12cv的深度方向的垂直突出部分的性质等,与上述的其1的构成大体上是同样的。
此外,由于用这样的形态,也可以得到把半导体层1a挟持在层间距离比较小的下侧遮光膜11a和上侧遮光膜之间,故对于与基板面垂直的光来说基本上可以得到非常高的遮光性。此外,特别是如图10和图11所示,即便是产生了对于基板面斜向行进的入射光和返回光,以及基于它们的内面反射光和多重反射光等的斜向的光L1和L3的情况下,其一部分,在到达半导体层1a的前阶段,不只靠扫描线3a的主线部分,特别是借助于由包围部分3c进行的光吸收或光反射,也可以衰减到低光强度的光L2和L4。这时,采用用被配置在距半导体层1a的层间距离非常小的位置上的包围部分3c进行遮光的办法,而且,采用借助于包围部分3c对于向任何方向倾斜的光L1和L3也进行遮光的办法,就可以非常有效地进行该遮光。
此外,在本形态中,特别是包括已形成了接触孔81和83的开孔的接触孔开孔区域在内把半导体层1a包围起来,故一般地说可以提高易于漏光的接触孔81和83附近的遮光性能。
另外,在本形态中,也可以不作成为上述图10这样的构成,而代之以图12所示作成为使得垂直突出部分与下侧遮光膜11a进行接触的形态。若作成为这样的形态,则该半导体层1a将变成为被配置在闭合起来的空间内这样的形态,就可以更好地实现对该半导体层1a的遮光。顺便提一下,如上所述,使下侧遮光膜11a与扫描线3a进行接触的形态,在上述的图5到图8中也同样地可以实现。
但是,在这些情况下,有时候会受到下侧遮光膜11a的电位变动带来的坏影响,这已经说过了。由此可知,结果就变成为究竟使扫描线3a与下侧遮光膜11a接触或不接触,要在考虑对半导体层1a的遮光的必要性,和由下侧遮光膜11a的电位变动所可受到的坏影响进行比较考量后,根据不同情况适宜决定。
此外,在本形态中,也可以沿着扫描线3a的整个包围部分3c挖沟12cv,形成遍及整个包围部分3c地向下方突出出来的突出部分,就是说,形成垂直突出部分。此外,在像本形态这样设置包围部分3c的情况下,如果把半导体层1a的接触孔的开孔区域的宽度,和其沟道区1a的宽度形成为相同,则在从平面上看比较接近半导体层1a的位置上,就可以用平面形状为矩形的包围部分3c把半导体层1a的周围被覆起来。因此,被认为可以得到更高的光遮挡效果。
除此之外,在上述中,包围部分3c,虽然由于已被形成为埋入到沟12cv内,而变成为同时具有作为垂直突出部分的性质的部分,但是,在本形态中,即便是设置仅仅具有把半导体层1a的周围圈起来的水平的部分的包围部分,也可以期待与其相应的作用效果的发挥。本发明,把这样的形态也收入到其范围之内。
(其3设置有沿着扫描线3a延长设置的沟12cva的例子的光遮挡)第三,边参看图13到图16边对设置沿着扫描线3a延长设置的沟12cva,而且向该沟12cva内埋入该扫描线3a的主线部分的一部分的形态进行说明。在这里,图13是与图2同一意思的图,示出的是在沿着扫描线3a的沟12cva设置在基底绝缘膜12上这一点与该图不同的形态的平面图,图14是图13的G-G’剖面图。此外,图15和图16是对图14的变形形态的图13的G-G’剖面图。
扫描线3a的构成为含有配置在沿着扫描线3a延伸的沟12cva内,同时从侧方部分地把沟道区1a’及其邻接区域被覆起来的沟内部分。因此,即便是用这样的形态,也可以借助于该沟内部分进行的光吸收或光反射,部分地阻止对于基板面斜向行进的入射光和特别是对背面斜向地行进的返回光,以及基于它们的内面反射光和多重反射光等的斜向的光,向沟道区1a’及其邻接区域的入射,归因于像这样地提高耐光性,即便是处于强力的入射光或返回光进行入射的过严的条件下,也可以借助于光漏泄电流已减少了的TFT30对像素电极9a良好地进行开关控制。
另外,在该形态中,如图15所示,也可以形成含有由遮光性材料构成的第1层311和由光吸收性材料构成的第2层312的叠层体构成的扫描线3a’,来取代在上述的图14中扫描线3a的一层结构。在该情况下,第1层311,例如由WSi、TiSi等构成。第2层312,例如由SiGe或本身为与半导体层1a同一层的多晶硅膜等构成。即便是像这样地形成扫描线3a’,也可以与扫描线3a’之内配置在沟12cva内的沟内部分对应地提高对沟道区1a’及其邻接区域的遮光性能,同时,降低扫描线的布线电阻。此外,由SiGe等构成的第2层312,在TFT30中,也可以作为与栅氧化膜对向配置的栅电极良好地发挥作用。另外,第1层311和第2层312的叠层顺序也可以上下颠倒过来。
或者,如图16所示,也可以把扫描线3a”形成为使得不完全地埋入沟12cva内。即便是像这样地形成扫描线3a”,也可以与扫描线3a”之内配置在沟12cva内的沟内部分对应地提高对沟道区1a’及其邻接区域的遮光性能,同时,降低扫描线的布线电阻。
如上所述,在各种光遮挡的构成和作用效果中,归纳地说,由于可以有效地防止对TFT30的来自上侧或下侧的光入射,或来自侧方的光入射,以及来自斜向的光入射,故可以极力防止在TFT30中的光漏泄电流的发生。顺便提一下,上述的上侧遮光膜或内置遮光膜的存在,也将对这样的作用效果作出大的贡献。
就是说,扫描线3a、数据线6a、电容器电极300、屏蔽层400等,在叠层结构中,要在TFT30的上侧形成的不透明材料构成的各种部分,通过防患于未然地防止对该TFT30的半导体层1a的来自上侧的光入射,仍可以抑制该半导体层1a中的光漏泄电流的发生。
其结果是,倘采用本实施形态,由于包括TFT30的开关工作可以正确地进行在内,在其半导体层1a中,可以避免归因于光漏泄电流的流动而说起来总是要加上偏置电压这样的状态,故也可以实现高频驱动。此外,只要可以有效地进行对TFT30的光遮挡,则在要想实现电光装置的小型化时,也不会产生特别的障碍。就是说,出于必须显示恒定的亮度的图象的关系,即便是假定电光装置已小型化,也需要与之对应的恒定的像素开口率,于是,结果就变成为在‘小型化’中也存在着这样的侧面将提高对TFT30的光入射的危险性。
借助于以上,结果是倘采用本实施形态的电光装置,则在可以尽可能地维持施加在像素电极上的电压的同时,一边实现小型化、高精细化,一边用高频驱动显示高品质的图象。
(实施形态2在各自的层上形成屏蔽层和数据线的情况)以下,参看图17到图19,对本发明的实施形态的电光装置进行说明。在这里,图17是与图2同一意思的图,是已形成了数据线、扫描线、像素电极等的TFT阵列基板的相邻接的多个像素群的平面图。此外,图18是与图3同一意思的图,是图17的A-A’剖面图。而图19的平面图,示出了在实施形态2中特征性的氮化膜的形成形态。另外,实施形态2的电光装置,具备与上述的实施形态1的电光装置的像素部分的构成大体上同样的构成。
因此,以下,决定主要仅仅对实施形态2中特征性的部分加以说明,至于剩下的部分,决定适宜省略或简化其说明。
在实施形态2中,如图18所示,与图4比较在不把作为构成存储电容器70的上部电极的电容器电极300和数据线6a作为同一膜构成这一点,此外,与此同时,在增加了层间绝缘膜,就是说,新设置了另外1层、‘第4层间绝缘膜44’这一点,以及把中继电极719形成为与栅电极3a同一膜这一点,大不相同。借助于此,就可以从TFT阵列基板10上开始,按照顺序由含有兼用做扫描线的下侧遮光膜11a的第1层、含有具有栅电极3aa的TFT30等的第2层、含有存储电容器70的第3层、含有数据线6a等的第4层、形成屏蔽层404的第5层、含有上述像素电极9a和取向膜16等的第6层(最上层)构成。此外,在第1层和第2层之间设置有基底绝缘膜12,在第2层和第3层之间设置有第1层间绝缘膜41,在第3层和第4层之间设置有第2层间绝缘膜42,在第4层和第5层之间设置有第3层间绝缘膜43,在第5层和第6层之间设置有第4层间绝缘膜44,以防止在上述的各个部分间形成短路。
再有,在实施形态2中,也可以取代在实施形态1的第2层上形成的扫描线3a,形成取代扫描线3a的栅电极3a,同时,作为与之同一膜新形成中继电极719。以下,更为详细地对各层中的构成进行说明。
首先,在第2层中,使得与半导体层1a的沟道区1a’对向那样地形成栅电极3a。该栅电极3a,与在TFT阵列基板10上岛状地形成半导体层1a或沟道区1a’相对应地,被形成为岛状而不是像实施形态1的扫描线3a那样被形成线状。此外,在实施形态2中,与之相对应地,构成接触孔的沟12cv的底,具有与第1层的下侧遮光膜11a的表面进行接连的深度,同时,该下侧遮光膜11a,在图17中被形成为在X方向延伸的条带状。借助于此,在沟12cv上形成的栅电极3a,结果变成为通过该沟12cv与下侧遮光膜11a电连。就是说,在实施形态2中,变成为通过下侧遮光膜11a向栅电极3a供给扫描信号。换句话说,结果变成为实施形态2的下侧遮光膜11a担负起作为扫描线的功能。
另外,对于实施形态2的下侧遮光膜11a来说,如图17所示,沿着数据线6a进行延伸的方向具有突出部分。借助于此,实施形态2的下侧遮光膜11a结果就变成为也发挥比实施形态1中的网格状的下侧遮光膜11a毫不逊色的遮光功能。但是,从相邻接的下侧遮光膜11a进行延伸的突出部分,彼此电绝缘而不会彼此接触。因为如果不这样,则就不可能使下侧遮光膜11a发挥扫描线的功能。此外,下侧遮光膜11a,在与数据线6a进行交叉的区域中,使得像素电极9a的角进行倒角那样地形成了突出出来的区域。
此外,在实施形态2中,特别是作为与上述的栅电极3a同一膜形成中继电极719。中继电极719,从平面上看,如图17所示,使得位于各个像素电极9a的一边的大体上中央那样地岛状地形成。由于中继电极719和栅电极3a被形成同一膜,故在后者例如由导电性多晶硅膜等构成的情况下,前者也由导电性的多晶硅膜等构成。
其次,在第3层上,形成构成存储电容器70的第1中继层71,电介质膜75和电容器电极300。其中第2中继层71,可用多晶硅形成。此外,电容器电极300,由于已不与数据线6a同时形成,故如实施形态1所示,在对该数据线6a和TFT30间的电连的意义上考虑,也不一定非需要形成该铝膜和导电性的多晶硅膜这样的2层结构不可。因此,该电容器电极300,例如,与下侧遮光膜11a同样,可以由至少含有Ti、Cr、W、Ta、Mo等的高熔点金属之内至少一者的金属单质、合金、金属硅化物、聚合硅化物、和把它们叠层起来的叠层体等的遮光性材料构成。倘采用该构成,则电容器电极300就可以更好地发挥作为上述的‘上侧遮光膜’或‘内置遮光膜’的功能(但是,对于构成实施形态2的电容器电极300的材料,请参看后述)。
此外,根据同一理由,就是说,由于在不同的层上形成电容器电极300和数据线6a,故在本形态中,不需要实现在同一平面内的两者间的电绝缘。因此,电容器电极300,可以形成为在扫描线3a的方向上延伸的电容器线的一部分。
另一方面,在第4层上形成的数据线6a,也可以是铝单质,或铝合金。
在以上所述的栅电极3a和中继电极719上,而且,在存储电容器70的下边,虽然形成有第1层间绝缘膜41,但是,该第1层间绝缘膜41与上述大致同样,可以用NSG、PSG、BSG、BPSG等硅酸盐玻璃膜、氮化硅膜或氧化硅膜等构成。此外,在该第1层间绝缘膜41上,在第1中继层71的图18中的下表面上形成被配置为具有电连接点那样的接触孔881的开孔。借助于此,结果就变成为可以实现第1中继层71和中继电极719间的电连。此外,在第1层间绝缘膜41上,为了实现中继电极719与后述的第2中继层6a2之间的电连,要形成被开孔为使得也贯通后述第2层间绝缘膜42的接触孔882的开孔。
此外,在实施形态2中,特别是如上所述由铝等构成的数据线6a,形成从下层开始依次具有由铝构成的层(参看标号41A)、由氮化钛构成的层(参看标号41TN)、由氮化硅膜构成的层(参看标号401)这3层结构的膜。氮化硅膜401,被图形化为稍微大一点的尺寸,以便把其下层的铝层和氮化钛层被覆起来。其中数据线6a由于含有本身为电阻比较低的材料的铝,故可以实现无停顿地对TFT30、像素电极9a的图象信号的供给。另一方面由于在数据线6a上形成有防止水分的浸入的作用比较优良的氮化硅膜,故可以实现TFT30的耐湿性,可以实现其寿命长期化。氮化硅膜理想的是等离子体氮化硅膜。
此外,本实施形态的氮化硅膜401,除去在数据线6a上之外,在被规定为要被配置把矩阵状地排列的像素电极9a以及它们的间隙连接起来的数据线6a和扫描线3a的区域的图象显示区域10a的周围,也口字状地形成。另外,该氮化钛膜和氮化硅膜401的厚度,例如为10到100nm左右,更为理想的是构成为10到30nm左右。
归因于以上,结果变成为本实施形态的氮化硅膜401,在TFT阵列基板10上,以在图19的全体地概略地所示的那样的形状形成。另外,在图19中,在图象显示区域10a的周围存在着的氮化硅膜401,将对防止水分对构成后述的数据线驱动电路101或扫描线驱动电路104的CMOS型TFT的浸入作出大的贡献(参看图20)。但是,由于预测氮化物与别的材料比在干法刻蚀等中的刻蚀速率会减小,故在既是要在上述图象显示区域10a的周围区域形成氮化硅膜401的情况下,又是在必须在该区域内形成接触孔等的情况下,就可以预先在该氮化硅膜401内形成与该接触孔的位置对应的孔。该孔的形成如果在实施图19所示的那样的图形化时同时进行,则可以简化该制造工序。
此外,在第4层上,作为与数据线6a同一膜,形成屏蔽层用中继层6a1和第2中继层6a2(但是,意义与实施形态1中的‘第2中继层’稍稍不同)。其中前者,是用来把遮光性的屏蔽层404和电容器电极300电连起来的中继层,后者是用来把像素电极9a和第1中继层71电连起来的中继层。另外,它们可用与数据线6a同一的材料构成,这是不言而喻的。
在上述的存储电容器70上,而且,在数据线6a、屏蔽层用中继层6a1和第2中继层6a2的下边,虽然形成有第2层间绝缘膜42,但是,该第2层间绝缘膜42,与上述大致同样,可以用NSG、PSG、BSG、BPSG等硅酸盐玻璃膜、氮化硅膜或氧化硅膜等构成。
在电容器电极300使用铝的情况下,必须用等离子体CVD低温成膜。此外,在该第2层间绝缘膜42上,使得与上述的屏蔽层用中继层6a1和第2中继层6a2相对应那样地形成接触孔801以及上述的接触孔882的开孔。
其次,在第5层上,形成遮光性的屏蔽层404。屏蔽层404,例如与上述的屏蔽层400同样,既可以有上层为由氮化钛构成的层、下层为由铝构成的层这样的2层结构构成,此外,在有的情况下也可以用ITO等其它的导电性材料构成。该屏蔽层404,通过上述的屏蔽层用中继层6a1与电容器电极300电连。借助于此,屏蔽层404就变成为固定电位,与上述的实施形态1同样,排除在像素电极9a和数据线6a间产生的电容耦合的影响。
此外,在该第5层上,作为与屏蔽层404同一膜,形成第3中继层406。
在上述的数据线6a上而且在屏蔽层404的下边,形成第3层间绝缘膜43。对于构成该第3层间绝缘膜43的材料等来说,也可以与上述的第2层间绝缘膜42同样。但是,在数据线6a等如上所述含有铝等的情况下,为了避免将之暴露于高温环境下,该第3层间绝缘膜43,理想的是用等离子体CVD法等的低温成膜法形成。
此外,在该第3层间绝缘膜43上,形成用来把屏蔽层404和上述的屏蔽层用中继层6a1电连起来的接触孔803,通往上述的第2中继层6a2,形成与第3中继层406对应的接触孔804。
其余的构成是这样的在第6层上形成像素电极9a和取向膜16,同时,在该第6层和第5层间,形成第4层间绝缘膜44,在该第4层间绝缘膜44上,形成用来把像素电极9a和第3中继层406电连起来的接触孔89。
另外,在上述的构成中,对于第3中继层406来说,由于结果变成为直接与由ITO等构成的像素电极9a接触,故应当注意上述的电蚀。因此,若考虑这些,则屏蔽层404和第3中继层406,理想的是与实施形态1同样,作成为由铝和氮化钛构成的2层结构。此外,即便是用ITO构成屏蔽层404和第3中继层406在屏蔽层404和屏蔽层用中继层6a1间,或在第3中继层406与第2中继层6a2间,由于可以避免ITO与铝的直接接触,故不必担心电蚀的发生。
或者,在实施形态2中,如上所述,电容器电极300由于可以作为电容器线的一部分构成,故为了使该电容器电极300变成为固定电位,可以作成为使该电容器线一直延伸到图象显示区域10a的外边以便连接到恒定电位源上。此外,在该情况下,含有电容器电极300的电容器线,其自身也可以独立地连接到恒定电位源上,屏蔽层404,其自身也可以独立地连接到恒定电位源上,所以,在采用这样的构成的情况下,就没有必要再设置使两者间电连的接触孔801或803。因此,在该情况下,在进行构成屏蔽层404和电容器电极300的材料选择或屏蔽层用中继层6a1的材料选择时(说起来该屏蔽用中继层6a1已不再需要),就没有必要担心‘电蚀’的发生。
在变成为以上那样的构成的实施形态2的电光装置中,首先,可以收到与上述的实施形态1大体上同样的作用效果,这一点是明白的。就是说,与实施形态1同样,由于把沟12cv形成为使得沿着半导体层1a,故可以有效地进行对TFT30的半导体层1a的光遮挡,可以显示没有闪烁等的高品质的图象。
此外,在实施形态2中,特别是由于在数据线6a上而且在图象显示区域10a的周围上,形成了氮化硅膜401,故可以进一步提高TFT30的耐湿性。就是说,氮化膜或氮化物,就如已经说明的那样,由于具有优良的防止水分的浸入或扩散的作用,故可以防患于未然地防止水分对TFT30的半导体层1a的浸入。在实施形态2中,除此之外,在屏蔽层404、第3中继层406等或在构成存储电容器70的电介质膜75中,虽然可以使用氮化膜,但是对于它们的所有的构成的来说,只要具备这样的氮化膜,结果就变成为会更为有效地发挥水分浸入防止作用。但是,也可以作成为在所有的构成中都不设置‘氮化膜’的形态,这是理所当然的。
此外,在实施形态2中,由于在第4层中,除去图象显示区域10a之外的区域,仅仅在数据线6a上才存在氮化硅膜401,故不会发生大的应力进行集中这样的事态,因而不会招致氮化硅膜401自身因其内部应力而遭受破坏,或归因于其应力作用于外部而产生在氮化硅膜401的周围存在的例如在第3层间绝缘膜43等上形成裂纹这样的事态。这种情况,如果假设已在TFT阵列基板10上整个面上都设置了氮化膜,则是更为显而易见的。
再有,实施形态2的氮化钛膜和氮化硅膜401,由于其厚度为10到100nm左右,更为理想的是10到30nm左右,被形成得比较小,故结果变成为可以更好地享受上述那样的作用效果。
除此之外,在实施形态2中,特别是由于设置有中继电极719,故可以得到如下那样的作用效果。就是说,在图4中,为了实现TFT30和像素电极9a间的电连,如同图中的接触孔85所示,在构成存储电容器70的、本身为更外下层的电极的第1中继层71的图中的‘上表面’上必须实现接触。
但是,在这样的形态中,在电容器电极300和电介质膜75的形成工序中,在对它们的前驱膜进行刻蚀时,就必须实施在健全地残存着位于其正下边的第1中继层71的同时,执行该前驱膜的刻蚀这样的非常困难的制造工序。特别是在像本发明这样,作为电介质膜75使用高介电系数材料的情况下,一般地说,其刻蚀是困难的,此外,由于还要加上电容器电极300的刻蚀速率和该高介电系数材料的刻蚀速率不一致等的条件,故结果变成为该制造工序的困难性更高了。因此,在这样的情况下,在第1中继层71中,产生所谓的‘穿透’等的可能性很大。这样一来,在不好的情况下,还会产生在构成存储电容器70的电容器电极300和第1中继层71间产生短路的危险性。
然而,如本形态所示,采用设置中继电极719的办法,由于使之在第1中继层71的图中的‘下表面’上也具有电连接点,故只要使之实现TFT30和像素电极9a间的电连,就不会产生上述那样的缺憾。因为就如由图18也可以弄明白的那样,在本形态中,不需要进行务必边对电容器电极300和电介质膜75的前驱膜进行刻蚀,边使第1中继层71残存下来这样的工序。
由以上可知,倘采用本形态,由于不需要经过上述那样的困难的刻蚀工序,故可以良好地实现第1中继层71和像素电极9a间的电连。这是因为除去通过中继电极719实现两者间的电连之外别无他法。再者,说起来出于同样的理由,倘采用本形态,则在电容器电极300和第1中继层71间产生短路的可能性极其之小。就是说,可以满意地形成无缺陷的存储电容器70。
除此之外,在实施形态2中,特别是如上所述由于可以把电容器电极300作为电容器线的一部分形成,故对于与每一个像素对应地设置的电容器电极中的每一个来说,没有必要个别地设置用来使它们变成为固定电位的导电构件等,只要对该每一条电容器线都采用连接到固定电位源上等的形态即可。因此,倘采用本实施形态,则可以简化制造工序,或可以实现制造成本的低廉化等。
此外,如上所述,对含有电容器电极的电容器线来说,与上述的实施形态1同样,也可以形成为使得具有含有铝膜和多晶硅膜这样的2层结构的形态。如果该电容器线含有铝膜,则在该电容器线中就可以享受高的电导率。借助于此,在这样的形态中,就可以实现该电容器线的狭小化,就是说实现存储电容器70的狭小化而不伴随有特别的制约。因此,在实施形态2中,结果就变成为可以进一步实现开口率的提高。此外,当从别的观点来谈这件事时,在现有技术中由于电容器线是由多晶硅或WSi等的材料单质构成的,故当要想提高开口率而狭小化时,由于上述材料是高电阻,故就会发生串扰或烧接等,但是,在实施形态2中,则消除了产生这样的缺憾的危险性。
顺便提一下,在这样的形态中,由于铝膜具有光反射性,多晶硅膜具有光吸收性,故就如在上述的实施形态1中所说的那样,也可以期待电容器线作为遮光膜发挥作用。此外,若使用这样的电容器线,则与现有技术比,可以减小其内部应力(铝的内部应力比WSi等小)。因此,在本形态中,结果变成为可以把变成为连接到电容器线上的第3层间绝缘膜43等形成得尽可能地薄,可以更好地实现电光装置的小型化。
(电光装置的全体构成)参看图20和图21说明像以上那样地构成的各个实施形态的电光装置的全体构成。另外,图20是与在本发明的实施形态的电光装置的TFT阵列基板上形成的各个构成部分一起,从对向基板20的一侧看该TFT阵列基板的平面图,图21是图20的H-H’剖面图。
在图20和图21中,在本实施形态的电光装置中,TFT阵列基板10和对向基板20对向配置。在TFT阵列基板10和对向基板20之间已封入了液晶50,TFT阵列基板10和对向基板20,借助于设置在位于图象显示区域10a的周围的密封区域上的密封材料52彼此粘接起来。
密封材料52,为了把两个基伴粘接起来,由例如紫外线硬化树脂、热硬化树脂等构成,可借助于紫外线、加热等使之硬化。此外,在该密封材料52中,如果本实施形态的液晶装置是像投影仪用途那样小型且进行扩大显示的液晶装置,则散布有目的为使两基板间的距离(基板间间隙)变成为规定值的玻璃纤维或玻璃微珠等的间隙材料(衬垫材料)。或者,如果该液晶装置是液晶显示器或液晶电视那样地大型且进行等倍显示的液晶装置,则在液晶层50中可以含有这样的间隙材料。
在密封材料52的外侧的区域中,采用用规定的定时向数据线6a供给图象信号的办法,沿着TFT阵列基板10的一边设置驱动该数据线6a的数据线驱动电路101和外部电路连接端子102,采用以规定的定时向扫描线3a供给扫描信号的办法,沿着与该一边邻接的2边设置驱动扫描线3a的扫描线驱动电路104。
另外,若供往扫描线3a的扫描信号延迟不会成为问题,则也可以仅仅在单侧设置扫描线驱动电路104,这是不言而喻的。此外,也可以沿着图象显示区域10a的边在两侧排列数据线驱动电路101。
在TFT阵列基板10的剩下的一边上,设置用来把设置在图象显示区域10a的两侧的扫描线驱动电路104间连接起来的多条布线105。
此外,在对向基板20的角部分中的至少一个地方上,设置取得TFT阵列基板10和对向基板20间的电导通用的导通构件106。
在图21中,在TFT阵列基板10上,在已形成了像素开关用的TFT或扫描线,数据线等的布线后的像素电极9a上,形成取向膜。另一方面,在对向基板20上,除去对向电极21之外,在最上层部分上还形成有取向膜。此外,液晶层50,例如由把1种或数种的向列液晶混合起来的液晶构成,在这些一对的取向膜间,形成规定的取向状态。
另外,在TFT阵列基板10上,除去这些数据线驱动电路101、扫描线驱动电路104等之外,也可以形成以规定的定时向多条数据线6a施加规定的图象信号的采样电路,先于图象信号分别向多条数据线6a供给规定的电压电平的预充电信号的预充电电路,用来在制造途中或出厂时检查该电光装置的品质,缺陷等的检查电路等。
(电子设备)
其次,对本身为把以上详细地说明的电光装置用做光阀的电子设备的一个例子的投影式彩色显示装置的实施形态,对其全体构成、特别是光学上的构成,进行说明。在这里,图22是投影式彩色显示装置的图示性的剖面图。
在图22中,本身为本实施形态的投影式彩色显示装置的一个例子的液晶投影仪1100的构成为准备3个含有在TFT阵列基板上装载有驱动电路的液晶装置的液晶模块,分别用做RGB用的光阀100R、100G、100B。在液晶投影仪1100中,当从金属卤素灯泡等的白光源的灯泡单元1102发出投影光后,借助于3块的反射镜1106和2块的分色镜1108,分成与RGB的3原色对应的光成分R、G和B,并分别导入与各色对应的光阀100R、100G和100B内。这时特别是B光,为了防止因光路长所带来的光损耗,要通过由入射透镜1122、中继透镜1123和出射透镜1124构成的中继透镜系统1121导入。然后,与分别用光阀100R、100G和100B进行调制后的3原色对应的光成分,借助于分色棱镜1112再次合成后,通过投影透镜1114作为彩色图象被投影到屏幕1120上。
本发明并不限于上所说的实施形态,在不违背从技术方案的范围和说明书全体中可能读到的发明的要旨或思想的范围内,适宜变更是可能的,伴随着这样的变更的电光装置和电子设备也包括在本发明的技术范围内。作为电光装置,可以在电泳装置或EL装置或使用电子发射元件的装置(场发射显示器及表面传导电子发射显示器)等中应用。
权利要求
1.一种电光装置,其特征在于具备在基板上在第1方向上延伸的数据线;在与上述数据线进行交叉的第2方向上延伸的扫描线;被配置为与上述数据线和上述扫描线的交叉区域对应的像素电极和薄膜晶体管;电连到上述薄膜晶体管和上述像素电极上的存储电容器;配置在上述数据线和上述像素电极间的屏蔽层,构成上述存储电容器的一对电极的一方,由含有低电阻膜的多层膜构成。
2.根据权利要求1所述的电光装置,其特征在于上述多层膜,下层用光吸收性的膜构成,上层用光反射性的膜构成。
3.根据权利要求1所述的电光装置,其特征在于构成上述存储电容器的一对电极的一方,构成沿着上述第2方向形成的电容器线的一部分,同时,该电容器线由含有上述低电阻膜的多层膜构成。
4.根据权利要求1所述的电光装置,其特征在于上述多层膜用与上述数据线同一膜形成。
5.根据权利要求1所述的电光装置,其特征在于上述低电阻膜由铝构成。
6.根据权利要求1所述的电光装置,其特征在于上述薄膜晶体管,具有包括在长向方向上延伸的沟道区和从该沟道区更向长向方向上延伸的沟道邻接区的半导体层,在上述沟道区的两侧具有遮光部分。
7.根据权利要求6所述的电光装置,其特征在于上述扫描线具有含有在与上述长向方向相交的方向上延伸的,同时从平面上看重叠到上述沟道区上的上述薄膜晶体管的栅电极的主体部分,和从平面上看在上述沟道区的两侧从上述主体部分向上述长向方向突出出来,构成上述遮光部分的水平突出部分。
8.根据权利要求7所述的电光装置,其特征在于上述主体部分,把含有上述栅电极的地方形成得宽。
9.根据权利要求7所述的电光装置,其特征在于上述水平突出部分,从平面上看,在每一个上述沟道区内,分别位于其源一侧和漏一侧的上述沟道邻接区的两侧分别突出出来。
10.根据权利要求1所述的电光装置,其特征在于上述薄膜晶体管,具有含有在长向方向上延伸的沟道区的半导体层,具备至少从上侧将上述薄膜晶体管的上述沟道区被覆起来的上侧遮光膜,上述上侧遮光膜,至少部分地,在与上述沟道区的长向方向垂直的截面上从上述沟道区一侧看被形成为凹状。
11.根据权利要求7所述的电光装置,其特征在于上述扫描线,还具有从距上述沟道区在上述第2方向上恰好离开规定的距离的地方的上述主线部分,和在上述基板的垂直方向上突出出来的垂直突出部分。
12.根据权利要求11所述的电光装置,其特征在于在上述基板上,还具有至少从下侧将上述沟道区被覆起来的下侧遮光膜,上述垂直突出部分,在其前端侧与上述下侧遮光膜接触。
13.根据权利要求1所述的电光装置,其特征在于上述薄膜晶体管,具有含有在上述第1方向上延伸的沟道区的半导体层,上述扫描线,具有含有在上述沟道区上中间存在着栅绝缘膜地对向配置的上述薄膜晶体管的栅电极,同时从平面上看在与上述第1方向进行交叉的第2方向上延伸的主线部分,该主线部分,其构成为含有配置在上述基板上挖的沟内的同时至少从侧方部分地把上述沟道区被覆起来的沟内部分。
14.根据权利要求1所述的电光装置,其特征在于上述扫描线、上述数据线,构成上述存储电容器的一对电极和上述屏蔽层的至少一部分,由遮光性材料构成,上述至少一部分,处于上述叠层结构中,构成内置遮光膜。
15.一种电光装置,其特征在于具备在基板上在第1方向上延伸的数据线;在与上述数据线进行交叉的第2方向上延伸的扫描线;被配置为与上述数据线和上述扫描线的交叉区域对应的像素电极和薄膜晶体管;电连到上述薄膜晶体管和上述像素电极上的存储电容器;和配置在上述数据线和上述像素电极间的遮光膜,构成上述存储电容器的一对电极的一方,由含有低电阻膜的多层膜构成。
16.一种电子设备,其特征在于具备电光装置,该电光装置具备在基板上在第1方向上延伸的数据线;在与上述数据线进行交叉的第2方向上延伸的扫描线;被配置为与上述数据线和上述扫描线的交叉区域对应的像素电极和薄膜晶体管;电连到上述薄膜晶体管和上述像素电极上的存储电容器;配置在上述数据线和上述像素电极间的屏蔽层,构成上述存储电容器的一对电极的一方,由含有低电阻膜的多层膜构成。
全文摘要
在电光装置中,具备在基板上在第1方向上延伸的数据线,在与上述数据线进行交叉的第2方向上延伸的扫描线,被配置为与上述数据线和上述扫描线的交叉区域对应的像素电极和薄膜晶体管,电连到上述薄膜晶体管和上述像素电极上的存储电容器,配置在上述数据线和上述像素电极间的屏蔽层,构成上述存储电容器的一对电极的一方,由含有低电阻膜的多层膜构成。
文档编号G02F1/1362GK1499458SQ20031010308
公开日2004年5月26日 申请日期2003年10月30日 优先权日2002年10月31日
发明者山崎康二, 高原研一, 壹岐拓则, 一, 则 申请人:精工爱普生株式会社
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