專利名稱：電光裝置的制造方法和電光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶裝置等電光裝置的技術(shù)領(lǐng)域，特別是由采用對各像素行或各像素列使驅(qū)動電壓極性周期地反相以使加到在列方向或行方向相鄰的像素電極上的電壓的極性相反的反相驅(qū)動方式的薄膜晶體管(Thin Film Transistor以下稱為TFT)進(jìn)行的有源矩陣驅(qū)動型的液晶裝置等電光裝置的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
通常，在這種電光裝置中，為了防止施加直流電壓引起的電光物質(zhì)的劣化和顯示圖像的串?dāng)_或閃爍等，采用按指定的規(guī)則使加到各像素電極上的電壓極性反相的反相驅(qū)動方式。在進(jìn)行與其中的1幀或1場的圖像信號對應(yīng)的顯示的期間、以對向電極的電位為基準(zhǔn)用正極性的電位驅(qū)動排列為奇數(shù)行的像素電極同時以對向電極的電位為基準(zhǔn)用負(fù)極性的電位驅(qū)動排列為偶數(shù)行的像素電極、在進(jìn)行與下一幀或1場的圖像信號對應(yīng)的顯示的期間、相反則用正極性的電位驅(qū)動排列為偶數(shù)行的像素電極同時用負(fù)極性的電位驅(qū)動排列為奇數(shù)行的像素電極(即，利用同一極性的電位驅(qū)動同一行的像素電極，對各行以幀或場周期使中央的電位極性反相)的1H反相驅(qū)動方式控制比較容易，可以作為可進(jìn)行高品位的圖像顯示的反相驅(qū)動方式使用。
另外，利用同一極性的電位驅(qū)動同一列的像素電極并且對各列以幀或場周期使相關(guān)的電壓極性反相的1S反相驅(qū)動方式控制也比較容易，也可以作為可進(jìn)行高品位的圖像顯示的反相驅(qū)動方式使用。
此外，也開發(fā)了在與列方向和行方向的兩個方向相鄰的像素電極間使加到各像素電極上的電壓極性反相的點(diǎn)反相驅(qū)動方式。
但是，如上述1H反相驅(qū)動方式、1S反相驅(qū)動方式和點(diǎn)反相驅(qū)動方式那樣，在TFT陣列基板上相鄰的像素電極的電壓(即，在1H反相驅(qū)動方式中是加到在列方向相鄰的像素電極上的電壓、在1S反相驅(qū)動方式中是加到在行方向相鄰的像素電極上的電壓、在點(diǎn)反相驅(qū)動方式中是加到在行和列方向相鄰的像素電極上的電壓)的極性相反時，在相鄰的像素電極間將發(fā)生橫向電場(即，與基板面平行的電場或包含與基板面平行的成分的傾斜的電場)。對認(rèn)定施加了相對的像素電極與對向電極間的縱向電場(即方向與基板面垂直的電場)的電光物質(zhì)施加這樣的橫向電場時，將發(fā)生液晶的取向不良這樣的電光物質(zhì)的動作不良，并在該部分發(fā)生光穿透等現(xiàn)象，從而對比度將降低。對此可以利用遮光膜將發(fā)生橫向電場的區(qū)域覆蓋，但是，這樣與發(fā)生橫向電場的區(qū)域的大小相應(yīng)的像素的孔徑區(qū)域?qū)⒆冋?。特別是，隨著像素間距的微細(xì)化而相鄰的像素電極間的距離縮小，這樣的橫向電場將增大，所以，電光裝置越精細(xì)化，這樣的問題就越嚴(yán)重。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是鑒于上述問題而提案的，目的旨在提供可以可靠地降低液晶等電光物質(zhì)中橫向電場引起的動作不良從而可以制造以高對比度進(jìn)行明亮的高品位的圖像顯示的液晶裝置等電光裝置的電光裝置的制造方法和該電光裝置。
為了解決上述問題，本發(fā)明的電光裝置的制造方法是電光物質(zhì)夾在一對第1和第2基板間、包含用于按第1周期進(jìn)行反相驅(qū)動的第1像素電極組和用于按與該第1周期互補(bǔ)的第2周期進(jìn)行反相驅(qū)動的第2像素電極組的多個像素電板平面配置在上述第1基板上并且在上述第2基板上設(shè)置了與上述多個像素電極相對的對向電極的電光裝置的制造方法，其特征在于包括在上述第1基板上形成包含驅(qū)動上述像素電極的配線和元件的圖形的形成步驟、將包含該圖形的上述第1基板上的集層體的上面進(jìn)行平坦化的步驟、通過對該進(jìn)行了平坦化處理的上面進(jìn)行光刻和蝕刻從平面上看在相鄰的像素電極的間隙的區(qū)域形成凸部的步驟和形成上述多個像素電極的步驟。
按照本發(fā)明的電光裝置的制造方法，該制造的電光裝置在第1基板上平面排列著包含用于按第1周期進(jìn)行反相驅(qū)動的第1像素電極組和用于按與第1周期互補(bǔ)的第2周期進(jìn)行反相驅(qū)動的第2像素電極組的多個像素電極，存在(i)反相驅(qū)動時在各時刻用矩形相互相反的驅(qū)動電壓進(jìn)行驅(qū)動的相鄰的像素電極和(ii)反相驅(qū)動時在各時刻用相互為同一矩形的驅(qū)動電壓進(jìn)行驅(qū)動的相鄰的像素電極。如果是采用例如上述1H反相驅(qū)動方式或1S反相驅(qū)動方式等反相驅(qū)動方式的矩陣驅(qū)動型的液晶裝置等電光裝置，就存在這兩者。因此，在屬于不同的像素電極組的相鄰的像素電極(即，施加矩形相反的電位的相鄰的像素電極)間將發(fā)生橫向電場。
這里，在本發(fā)明中，在平坦化處理步驟，將具有包含驅(qū)動像素電極的配線(例如數(shù)據(jù)線、掃描線、電容線等)和元件(例如在層間絕緣膜上形成配線而構(gòu)成的凹凸表面的最上層形成的平坦化處理用的絕緣膜的上面)進(jìn)行平坦化處理。然后，在形成凸部形成用的膜的步驟中，通過對這樣進(jìn)行平坦化處理后的上面進(jìn)行光刻和腐蝕，在作為相鄰的像素電極的間隙的區(qū)域形成在平面上可見的凸部。并且，形成像素電極。
因此，作為像素電極的基底的表面，不論在其下方形成的配線和元件的圖形如何，在未形成凸部的區(qū)域打破成為非常平坦化的表面，在形成凸部的區(qū)域，成為形成指定高度和指定形狀的凸部的表面。結(jié)果，對于位于各像素的恐區(qū)域的像素電極的中央部分，便形成在非常平坦化的表面上，所以，可以降低由夾在該像素電極與對向電極間的電光物質(zhì)的層厚的偏差引起的液晶的取向不良等電光物質(zhì)的動作不良。
同時，在作為相鄰的像素電極的間隙的區(qū)域，通過腐蝕而形成凸部，所以，第1，如果各像素電極的邊緣部形成為位于該凸部上，與在相鄰的像素電極(特別是屬于不同的像素電極組的像素電極)間發(fā)生的橫向電場相比，相對地將加強(qiáng)在各像素電板與對向電極間發(fā)生的縱向電場。即，通常電場隨著電板間的距離縮短而增強(qiáng)，所以，僅在凸部的高度部分，像素電極的邊緣部接近對向電極，從而加強(qiáng)在兩者間發(fā)生的縱向電場。第2，不論各像素電極的邊緣部是否位于該凸部上，在相鄰的像素電極(特別是屬于不同的像素電極組的像素電極)間發(fā)生的橫向電場由于凸部的存在，與凸部的介電常數(shù)相應(yīng)而減弱，同時，即使通過減小橫向電場通過的電光物質(zhì)的體積(通過用凸部部分地置換)，也可以降低該橫向電場對電光物質(zhì)的作用。因此，可以降低伴隨反相驅(qū)動方式而發(fā)生的橫向電場引起的液晶的取向不良等電光物質(zhì)的動作不良。這時，如上述那樣，像素電板的邊緣部可以位于凸部上，也可以不位于凸部上，此外，也可以位于凸部的傾斜的或略垂直的側(cè)面的途中位置。
另外，特別是與利用位于像素電極的基底面的下方的配線和元件的存在而調(diào)節(jié)像素電極的邊緣的高度(由于多個存在的各膜的若干圖形偏離相互組合，所以，在最終形成的最上層基本上難于形成設(shè)計的凹凸的高度和形狀)技術(shù)相比，可以高精度地控制凸部的高度和形狀。因此，最終可以可靠地降低橫向電場引起的液晶的取向不良等電光物質(zhì)的動作不良，從而可以提高裝置的可靠性。
此外，與由于位于像素電極的基底面的下方的配線和元件的存在而在電光物質(zhì)的層厚中存在平面的偏差的情況相比，僅利用平坦化的面顯著地減小該層厚的偏差，也可以可靠地降低層厚的平面的偏差引起的液晶的取向不良等電光物質(zhì)的動作不良。此外，可以減小用于遮蓋電光物質(zhì)的動作不良區(qū)域的遮光膜，所以，不會發(fā)生光穿透等圖像不良的現(xiàn)象，從而可以提高各像素的孔徑率。
以上的結(jié)果，是可以可靠地降低橫向電場引起的液晶等電光物質(zhì)的動作不良，從而可以比較容易地制造以高對比度進(jìn)行明亮的高品位的圖像顯示的液晶裝置等電光裝置。
此外，也可以僅在發(fā)生橫向電場的屬于不同的像素電極組的相鄰的像素電極(即，施加極性相反的電位的像素電極)間設(shè)置凸部?？梢圆辉趲缀醪话l(fā)生橫向電場的屬于同一像素電極組的相鄰的像素電極(即，施加同一極性的電位的像素電極)間設(shè)置凸部，或者設(shè)置相對的高度低的凸部，也可以得到本發(fā)明的上述效果。
本方法對于為了提高驅(qū)動元件的能力而形成在能動層中使用單晶半導(dǎo)體的元件的情況特別有效。這樣的單晶半導(dǎo)體層，通常利用稱為粘貼法的方法在支持基板上形成單晶層。在該粘貼中，將支持基板和單晶層表面進(jìn)行平坦化和鏡面化處理后將兩者接合，所以，難于自由地控制元件和配線形成后的凹凸形狀，但是，如上所述，通過將像素電極基底基板表面進(jìn)行平坦化處理和形成凸部，便可很容易控制形狀，從而可以防止液晶取向不良等。
在本發(fā)明的電光裝置的制造方法的一例中，包括上述進(jìn)行平坦化處理的步驟、形成指定膜厚的絕緣膜的步驟和通過對該指定膜厚的絕緣膜進(jìn)行CMP(Chemical Mechanical Polishing化學(xué)機(jī)械研磨)處理而形成平坦化的絕緣膜的步驟。
按照該例，在平坦化處理的步驟中，首先形成指定膜厚的絕緣膜，然后，通過對該膜進(jìn)行CMP處理，形成平坦化的絕緣膜。因此，可以比較容易地高精度地控制凸部的高度和形狀。
或者，在本發(fā)明的電光裝置的制造方法的其他例中，包括上述平坦化處理的步驟和通過涂布具有流動性的絕緣膜材料而形成平坦化的絕緣膜的步驟。
按照該例，在平坦化處理的步驟中，通過使用旋轉(zhuǎn)涂布法等涂布具有流動性的絕緣膜材料而形成平坦化的絕緣膜。因此，可以比較容易地高精度地控制凸部的高度和形狀。
此外，在本發(fā)明的電光裝置的制造方法的一例中，驅(qū)動像素電極的元件由通過粘貼而利用SOI形成的單晶半導(dǎo)體層構(gòu)成。這時，通過元件形成后的平坦化處理步驟，可以任意地并且控制性良好地形成像素電極部的凸部。
或者，在本發(fā)明的電光裝置的制造方法的其他例中，上述平坦化處理的步驟包括形成預(yù)先埋入上述圖形的溝槽的步驟。
按照該例，在平坦化處理的步驟中，在形成包含配線和元件的圖形之前，在第1基板上或在其上形成的層間絕緣膜上形成溝槽，然后，將這樣的圖形至少部分地埋入到該溝槽內(nèi)。因此，可以比較容易地使作為凸部的基底的面實(shí)現(xiàn)平坦化，結(jié)果，便可比較容易地高精度地控制凸部的高度和形狀。
在本發(fā)明的電光裝置的制造方法的其他例中，形成上述凸部的步驟沿上述相鄰的像素電極間形成格子狀的上述凸部。
按照該例，在形成凸部的步驟中，沿相鄰的像素電極的間隙形成格子狀的凸部，所以，屬于不同的像素電極組的相鄰的像素電極在圖像顯示區(qū)域內(nèi)，不論是縱向排列還是橫向排列，利用格子狀的凸部都可以降低反相驅(qū)動時橫電場的不良影響。
在該例中，形成上述凸部的步驟也可以通過在屬于不同的像素電極組的相鄰的像素電極進(jìn)行形成第1高度的上述凸部、而在屬于同一像素電極組的相鄰的像素電板間形成比上述第1高度低的第2高度的上述凸部而形成上述格子狀的凸部。
按照該例，在形成凸部的步驟中，通過在發(fā)生比較強(qiáng)的橫向電場的像素電極間形成第1高度(＞第2高度)的凸部(即，減小像素電極的邊緣部與對向電極間的距離)而相對地增強(qiáng)縱向電場。另一方面，通過在幾乎不發(fā)生橫向電場的像素電極間形成第2高度的凸部，只要稍許增強(qiáng)縱向電場就足夠了。
在本例中，進(jìn)而可以包括在上述多個像素電極上形成取向膜的步驟和對該取向膜與上述第1高度的凸部形成的臺階平行地進(jìn)行摩擦處理的步驟。
這樣，對在凸部上形成的取向膜與相對高度高的凸部形成的臺階平行地進(jìn)行摩擦處理時，可以抑制電光物質(zhì)的層厚的平面偏差引起的電光物質(zhì)的動作不良。即，通常與臺階垂直地進(jìn)行摩擦處理時，經(jīng)過摩擦處理的取向膜將引起電光物質(zhì)的取向混亂，臺階越大，該混亂也越大。因此，通過抑制基于更大臺階的電光物質(zhì)的層厚的平面偏差引起的電光物質(zhì)的動作不良(由于基于小的臺階的電光物質(zhì)的層厚的平面偏差引起的電光物質(zhì)的動作不良與摩擦處理的方向的關(guān)系本來就小)，對于裝置全體，便可降低基于凸部的臺階的電光物質(zhì)的動作不良。
在本發(fā)明的電光裝置的制造方法的其他例中，形成上述凸部的步驟通過在屬于不同的像素電極組的相鄰的像素電極間形成上述凸部而在屬于同一像素電極組的相鄰的像素電極進(jìn)行不形成上述凸部而形成在平面上可見的條紋狀的凸部。
按照該例，在形成凸部的步驟中，在屬于不同的像素電極組的相鄰(即發(fā)生橫向電場)的像素電極間形成凸部，而在屬于同一像素電極組的相鄰(即幾乎不發(fā)生橫向電場)的相似電極間不形成凸部。因此，利用在發(fā)生橫向電場的區(qū)域設(shè)置的條紋狀的凸部，可以降低反相驅(qū)動時橫向電場的不良影響。
在該例中，進(jìn)而也可以包括在上述多個像素電極上形成取向膜的步驟和對該取向膜與上述凸部形成的臺階平行地進(jìn)行摩擦處理的步驟。
這樣，對在凸部上形成的取向膜與凸部形成的臺階平行地進(jìn)行摩擦處理時，便可抑制該臺階引起的電光物質(zhì)的動作不良。即，通常與臺階垂直地進(jìn)行摩擦處理時，摩擦處理過的取向膜將引起電光物質(zhì)的取向混亂，所以，通過與臺階平行地進(jìn)行摩擦處理，便可抑制臺階引起的電光物質(zhì)的動作不良。
在本發(fā)明的電光裝置的制造方法的其他例中，形成上述凸部的步驟利用濕腐蝕法形成上述凸部。
按照該例，由于凸部形成的臺階的傾斜緩和，所以，可以抑制該臺階引起的電光物質(zhì)的動作不良。即，通常臺階越陡越發(fā)生電光物質(zhì)取向混亂，但是，如果利用濕腐蝕法形成緩和的臺階，即使形成相同高度的臺階，也可以降低臺階引起的電光物質(zhì)的動作不良。
在本發(fā)明的電光裝置的制造方法的其他例中，形成上述凸部的步驟在利用于腐蝕法和在該干腐蝕之后利用濕腐蝕法形成上述凸部。
按照該例，利用干腐蝕法可以形成尺寸嚴(yán)格的凸部，然后，利用濕腐蝕法可以使通過干腐蝕法形成的凸部的陡的臺階成為緩和的傾斜的臺階，所以，可以精細(xì)地形成位置精度和尺寸精度高的凸部，并且可以抑制該臺階引起的電光物質(zhì)的動作不良。
在本發(fā)明的電光裝置的制造方法的其他的例中，形成上述凸部的步驟包括使用在形成上述圖形的步驟中形成上述配線時使用的掩膜進(jìn)行光刻的步驟。
按照該例，共用利用光刻形成配線時使用的掩膜和利用光刻形成凸部時使用的掩膜，所以，與分別使用專用的掩膜相比，可以降低制造成本。
在該例中，形成上述凸部的步驟可以通過使用上述掩膜并且調(diào)節(jié)曝光量形成寬度與上述配線的寬度不同的上述凸部。
這樣，共用利用光刻形成配線時使用的掩膜和利用光刻形成凸部時使用的掩膜，并且通過調(diào)節(jié)曝光量可以使配線的寬度與凸部的寬度不同，所以，可以降低制造成本，并且可以提高設(shè)計的自由度。
在本發(fā)明的電光裝置的制造方法的其他例中，進(jìn)而包括在上述第2基板的與上述相鄰的像素電極的間隙相對的區(qū)域形成其他凸部的步驟。
按照該例，通過在第2基板側(cè)設(shè)置凸部，減小發(fā)生橫向電場的區(qū)域中像素電極與對向電極間的距離，可以相對地增強(qiáng)縱向電場，此外，由于存在凸部，也可以減弱橫向電場和降低橫向電場對電光物質(zhì)的作用，從而可以降低橫向電場的不良影響。
在該例中，進(jìn)而也可以包括在上述第2基板上形成其他取向膜的步驟和對該其他的取向膜與上述其他凸部形成的臺階平行地進(jìn)行摩擦處理的步驟。
這樣，對在第2基板上形成的其他取向膜與其他凸部形成的臺階平行地進(jìn)行摩擦處理時，可以抑制該臺階引起的電光物質(zhì)的動作不良。
在該第2基板上形成其他凸部的例中，進(jìn)而包括在上述第2基板的與上述相鄰的像素電極的間隙相對的區(qū)域形成遮光膜的步驟，形成上述其他凸部的步驟也可以根據(jù)上述遮光膜的存在形成上述其他凸部。
這樣，利用通常稱為黑矩陣或黑掩膜(BM)的第2基板(對向基板)上的遮光膜，可以在第2基板上形成其他凸部，所以，與使用專用的膜形成該其他的凸部的情況相比，可以簡化制造步驟和裝置結(jié)構(gòu)。
為了解決上述問題，本發(fā)明的電光裝置具有將電光物質(zhì)夾在一對第1和第2基板間而成的包含用于按第1周期進(jìn)行反相驅(qū)動的第1像素電極組和用于按與該第1周期互補(bǔ)的第2周期進(jìn)行反相驅(qū)動的第2像素電極組同時在上述第1基板上平面配置的多個像素電極、包含驅(qū)動該像素電極的配線和元件的圖形、通過在制造工序中將包含該圖形的上述第1基板上的集層體的上面進(jìn)行平坦化處理后對該平坦化的上面進(jìn)行光刻和蝕刻從平面上看成為相鄰的像素電極的間隙的區(qū)域形成的凸部，在上述第2基板上具有與上述多個像素電極相對的對向電極。
按照本發(fā)明的電光裝置，雖然在屬于不同的像素電極組的相鄰的像素電極(即，施加極性相反的電位的相鄰的像素電極)間發(fā)生橫向電場，但是，對于位于各像素的非孔徑區(qū)域或相鄰的像素電極的邊緣部，利用腐蝕積極地形成了凸部，所以，第1，只要各像素電板的邊緣部形成為位于該凸部上，便可使在各像素電極與對向電極間發(fā)生的縱向電場與在相鄰的像素電極間發(fā)生的橫向電場相比而相對地增強(qiáng)。第2，不論各像素電極的邊緣部是否位于該凸部上，在相鄰的像素電極間發(fā)生的橫向電場也由于凸部的存在而與凸部的介電常數(shù)相應(yīng)地而減弱，同時通過減小橫向電場通過的電光物質(zhì)的體積，也可以降低該橫向電場對電光物質(zhì)的作用。因此，可以降低伴隨反相驅(qū)動方式發(fā)生的橫向電場引起的液晶的取向不良等電光物質(zhì)的動作不良。這時，如上所述，像素電極的邊緣部可以位于凸部上也可以不位于凸部上，此外，也可以位于凸部的傾斜的或略垂直的側(cè)面的中途。
同時，對于位于各像素的孔徑區(qū)域的像素電極的中央部分，形成在積極地進(jìn)行了平坦化處理的表面上，所以，可以降低由夾在該像素電極與對向電場之間的電光物質(zhì)的層厚的偏差引起的液晶的取向不良等電光物質(zhì)的動作不良。此外，由于可以減小用于遮蓋電光物質(zhì)的動作不良地方的遮光膜，所以，不會發(fā)生光穿透等圖像不良現(xiàn)象，從而可以提高各像素的孔徑率。
結(jié)果，便可可靠地降低液晶等電光物質(zhì)中橫向電場引起的動作不良，從而可以用高對比度進(jìn)行明亮的高品位的圖像顯示。
本發(fā)明除了透過型和反射型等電光裝置外，也可以應(yīng)用于各種形式的電光裝置。
本發(fā)明的這些作用和其他優(yōu)點(diǎn)通過以下說明的實(shí)施例即可明白。


圖1是設(shè)置在構(gòu)成實(shí)施例1的電光裝置的圖像顯示區(qū)域的矩陣狀的多個像素上的各種元件和配線等的等效電路。
圖2是形成實(shí)施例1的電光裝置的數(shù)據(jù)線、掃描線和像素電極等的TFT陣列基板的相鄰的多個像素群的平面圖。
圖3是沿圖2的A-A’線的剖面圖。
圖4是沿圖2的B-B’線的剖面圖。
圖5是沿圖2的C-C’線的剖面圖。
圖6是表示實(shí)施例中使用的1H反相驅(qū)動方式的各電極的電壓極性和發(fā)生橫向電場的區(qū)域的像素電板的圖示式的平面圖。
圖7是表示實(shí)施例中使用的1S反相驅(qū)動方式的各電極的電壓極性和發(fā)生橫向電場的區(qū)域的像素電極的圖示式的平面圖。
圖8是對與圖2的B-B’剖面對應(yīng)的地方順序追溯實(shí)施例的電光裝置的制造過程的的工序圖。
圖9是對與圖2的C-C’剖面對應(yīng)的地方順序追溯實(shí)施例的電光裝置的制造過程的的工序圖。
圖10是表示實(shí)施例的電光裝置的凸部形成的臺階的傾斜與液晶分子的取向狀態(tài)的關(guān)系的圖示式的側(cè)面圖。
圖11是與一個變形例的圖2的B-B’剖面對應(yīng)的地方的剖面圖。
圖12是與其他變形例的圖2的B-B’剖面對應(yīng)的地方的剖面圖。
圖13是與另一變形例的圖2的C-C’剖面對應(yīng)的地方的剖面圖。
圖14是從在TFT陣列基板上形成的各結(jié)構(gòu)要素和對向基板側(cè)看各實(shí)施例的電光裝置的TFT陣列基板的平面圖。
圖15是沿圖14的線H-H’的剖面圖。
發(fā)明的
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施例。以下的實(shí)施例是將本發(fā)明的電光裝置應(yīng)用于液晶裝置的情況。
首先，參照圖1～圖5說明本發(fā)明的實(shí)施例的電光裝置的結(jié)構(gòu)。圖1是構(gòu)成電光裝置的圖像顯示區(qū)域的形成為矩陣狀的多個像素的各種元件和配線等的等效電路。圖2是形成數(shù)據(jù)線、掃描線和像素電極等的TFT陣列基板的相鄰的多個像素群的平面圖。圖3是沿圖2的A-A’線的剖面圖，圖4是沿圖2的B-B’線的剖面圖，圖5是沿圖2的C-C’線的剖面圖。在圖3～圖5中，將各層和各部件表示為在圖面上可以識別的程度的大小，所以，對各層和各部件尺寸比例是不同的。
在圖1中，在構(gòu)成本實(shí)施例的電光裝置的圖像顯示區(qū)域的形成為矩陣狀的多個像素上，分別形成像素電極9a和用于開關(guān)控制該像素電板9a的TFT30，供給圖像信號的數(shù)據(jù)線6a與該TFT30的源極電氣連接。寫入數(shù)據(jù)線6a的圖像信號S1、S2、…、Sn可以按該順序依次供給各數(shù)據(jù)線，也可以對相鄰的多個數(shù)據(jù)線6a供給各組。另外，掃描線3a與TFT30的柵極電氣連接，在指定的時刻，將掃描信號G1、G2、…、Gm按該順序脈沖式地依次加到掃描線3a上。像素電極9a與TFT30的漏極電氣連接，通過將作為開關(guān)元件的TFT30關(guān)閉一定期間，在指定的時刻寫入從數(shù)據(jù)線6a供給的圖像信號S1S2、…、Sn。通過像素電極9a寫入作為電光物質(zhì)的一例的液晶的指定電平的圖像信號S1、S2、…、Sn在與在對向基板(后面說明)上形成的對向電極(后面說明)之間保持一定期間。液晶通過利用所加的電壓電平改變分子集合的取向或秩序，對光進(jìn)行調(diào)制，從而可以進(jìn)行色調(diào)顯示。如果是正常黑模式，就根據(jù)按各像素的單位所加的電壓增加對入射光的透過率，從而總體上從電光裝置輸出具有與圖像信號相應(yīng)的對比度的光。這里，為了防止所保持的圖像信號泄漏，附加與在像素電極9a和對向電極之間形成的液晶電容并聯(lián)的電容70。
在圖2中，在電光裝置的TFT陣列基板上，設(shè)置了矩陣狀的多個透明的像素電極9a(由虛線9a’表示輪廓)，沿像素電極9a的縱橫的邊界分別設(shè)置了數(shù)據(jù)線6a和掃描線3a。此外，電容線3b與掃描線3a平行地設(shè)置成條紋狀。更具體而言，電容線3b具有與掃描線3a平行的本線部和從該本線部與數(shù)據(jù)線6a交叉的地方沿數(shù)據(jù)線6a向圖中上側(cè)突出的突出部。
另外，在半導(dǎo)體層1a中，掃描線3a與在圖中右下方的斜線區(qū)域所示的溝道區(qū)域1a’相對地配置，掃描線3a起柵極電極的功能。這樣，在掃描線3a與數(shù)據(jù)線6a交叉的地方，分別在溝道區(qū)域1a’設(shè)置了掃描線3a作為柵極電極而相對配置的像素開關(guān)用的TFT30。
如圖2和圖3所示，數(shù)據(jù)線6a通過接觸孔5與半導(dǎo)體層1a中的高濃度源極區(qū)域1d電氣連接。另一方面，像素電極9a通過接觸孔8與半導(dǎo)體層1a中的高濃度漏極區(qū)域1e電氣連接。
另外，從高濃度漏極區(qū)域1e延伸的像素電位側(cè)電容電極1f和作為電容線3b的固定電位測電容電極的部分通過作為電介質(zhì)膜的絕緣薄膜2相對配置，構(gòu)成電容70。電容線3b從配置像素電極9a的圖像顯示區(qū)域向其周圍延伸，與恒壓源電氣連接，成為固定電位。
在圖3～圖5中，電光裝置具有透明的TFT陣列基板10和與其相對配置的透明的對向基板20。TFT陣列基板10由例如石英基板、玻璃基板、硅基板構(gòu)成，對向基板20由例如玻璃基板或石英基板構(gòu)成。
在TFT陣列基板10上，設(shè)置像素電極9a，在其上側(cè)設(shè)置進(jìn)行了摩擦處理等指定的取向處理的取向膜16。像素電極9a由例如ITO(Indium Tin Oxide)膜等透明導(dǎo)電性薄膜構(gòu)成。另外，取向膜16由例如聚酰亞銨薄膜等有機(jī)薄膜構(gòu)成。
另一方面，在對向基板20上，覆蓋其整個面設(shè)置對向電極21，在其下側(cè)，設(shè)置進(jìn)行了摩擦處理等指定的取向處理的取向膜22。對向電極21由例如ITO膜等透明導(dǎo)電性薄膜構(gòu)成。另外，取向膜22由聚酰亞銨薄膜等有機(jī)薄膜構(gòu)成。此外，如圖3和圖5所示，在對向電極20上，在各像素的非孔徑區(qū)域設(shè)置通常稱為黑掩膜或黑矩陣(BM)的遮光膜23。因此，入射光幾乎不會從對向基板20側(cè)侵入到像素開關(guān)用的TFT30的半導(dǎo)體層1a的溝道區(qū)域1a’及低濃度源極區(qū)域1b和低濃度漏極區(qū)域1c。此外，遮光膜23具有提高對比度和在形成彩色濾光器時防止色材混色等功能。在本實(shí)施例中，在由A1等構(gòu)成的遮光性的數(shù)據(jù)線6a上，通過將各像素的非孔徑區(qū)域中沿數(shù)據(jù)線6a的部分遮光，可以規(guī)定各像素的孔徑區(qū)域中沿數(shù)據(jù)線6a的輪廓部分(這時，也可以設(shè)置沿掃描線3a的條紋狀的折磨膜23)，也可以用對沿該數(shù)據(jù)線6a的非孔徑區(qū)域冗長地或單獨(dú)設(shè)置在對向基板20上的遮光膜23進(jìn)行遮光(這時，設(shè)置格子狀的遮光膜23)。也可以在TFT陣列基板10上的集層體內(nèi)設(shè)置由高熔點(diǎn)金屬膜等構(gòu)成內(nèi)藏遮光膜規(guī)定各像素的孔徑區(qū)域的一部分或全部來取代這樣的遮光。
如圖3～圖5所示，在像素電極9a和對向電極21相對配置的TFT陣列基板10與對向基板20之間，作為電光物質(zhì)的一例的液晶封入到由后面所述的密封材料包圍的空間中，形成液晶層50。液晶層50在未加像素電極9a的電場的狀態(tài)下，由取向膜16和22決定指定的取向狀態(tài)。液晶層50由例如將一種或多種向列液晶混合的液晶構(gòu)成。密封材料是用于將TFT陣列基板10和對向基板20在它們的周邊相互粘合的由例如光硬化性樹脂或熱硬化性樹脂構(gòu)成的粘接劑，混入了用于使兩基板間的距離成為指定值的玻璃纖維或玻璃珠等間隔材料。
此外，在像素開關(guān)用的TFT30下面，設(shè)置了基底絕緣膜12?；捉^緣膜12在TFT陣列基板10的整個面上形成，具有防止在TFT陣列基板10的表面研磨時的毛刺或清洗后殘留的污垢等引起的像素開關(guān)用的TFT30的特性劣化的功能。
像素開關(guān)用的TFT30具有LDD(Lightly Doped Drain)結(jié)構(gòu)，包括掃描線3a、利用該掃描線3a的電場形成溝道的半導(dǎo)體層1a的溝道區(qū)域1a’、包含將掃描線3a與半導(dǎo)體層1a絕緣的柵極絕緣膜的絕緣薄膜2、半導(dǎo)體層1a的低濃度源極區(qū)域1b和低濃度漏極區(qū)域1c、半導(dǎo)體層1a的高濃度源極區(qū)域1d和高濃度漏極區(qū)域1e。
在掃描線3a上，形成了分別開設(shè)通向高濃度源極區(qū)域1d的接觸孔5和通向高濃度漏極區(qū)域1e的接觸孔8的第1層間絕緣膜4。
在第1層間絕緣膜4上，形成數(shù)據(jù)線6a，并在其上形成開設(shè)接觸孔8的第2層間絕緣膜7。
在本實(shí)施例中，特別在第2層間絕緣膜7上形成了第3層間絕緣膜80。第3層間絕緣膜80具有在平面上可見的沿數(shù)據(jù)線6a延伸的同時從基板面上垂直突起的堤壩狀的凸部81(參見圖4)和沿掃描線3a延伸的同時從基板面垂直突起的堤壩狀的凸部82(參見圖5)。并且，由這些凸部81和凸部82沿各像素的非孔徑區(qū)域在整個圖像顯示區(qū)域構(gòu)成在平面上可見的格子狀的凸部。這些凸部81和凸部82是如后面所述的那樣在第2層間絕緣膜7上形成平坦化處理用的絕緣膜后通過CMP處理使之平坦化、然后對其進(jìn)行腐蝕處理保留下凸部81和凸部82而形成的。即，第3層間絕緣膜80在各像素的孔徑區(qū)域積極地形成平坦化，而在各像素的非孔徑區(qū)域積極地形成凸部。像素電極9a設(shè)置在這樣構(gòu)成的第3層間絕緣膜80的上面。在圖3～圖5所示的各剖面圖中，用虛線表示對平坦化用的絕緣膜進(jìn)行CMP處理時得到的平坦化的表面的水平LV。
在本實(shí)施例中，使用上述先有的各種反相驅(qū)動方式中的1H反相驅(qū)動方式進(jìn)行驅(qū)動。這樣，便可避免施加直流電壓引起的液晶的劣化，進(jìn)行降低在幀或場周期中發(fā)生的閃爍或縱向串?dāng)_的圖像顯示。
下面，參照圖6說明在本實(shí)施例中采用的1H反相驅(qū)動方式的相鄰的像素電極9a的電壓極性與橫向電場的發(fā)生區(qū)域的關(guān)系。
即，如圖6(a)所示，在顯示第n(n是自然數(shù))個場或幀的圖像信號的期間中，對各像素電極9a用+或-表示的液晶驅(qū)動電壓的極性不反相，對各行用同一極性驅(qū)動像素電極9a。然后，如圖6(b)所示，在顯示第n+1個場或1幀的圖像信號時，各像素電極9a的液晶驅(qū)動電壓的電壓極性反相，在顯示該第n+1個場或1幀的圖像信號的期間中，對個像素電極9a用+或-表示的液晶驅(qū)動電壓的極性不反相，對各行用同一極性驅(qū)動像素電極9a。并且，圖6(a)和圖6(b)所示的狀態(tài)按1場或1幀的周期反復(fù)進(jìn)行本實(shí)施例的1H反相驅(qū)動方式的驅(qū)動。結(jié)果，按照本實(shí)施例，可以避免施加直流電壓引起的液晶的劣化，進(jìn)行降低串?dāng)_或閃爍的圖像顯示。按照1H反相驅(qū)動方式，與1S反相驅(qū)動方式相比，縱向的串?dāng)_幾乎沒有。
由圖6(a)和圖6(b)可知，在1H反相驅(qū)動方式中，橫向電場的發(fā)生區(qū)域C1總是在縱向(Y方向)相鄰的像素電極9a間的間隙附近。
因此，如圖3和圖5所示，在本實(shí)施例中，形成凸部82，增強(qiáng)配置在該凸部82上的像素電極9a的邊緣附近的縱向電場，同時減弱橫向電場。更具體而言，如圖5所示，將配置在凸部82上的像素電極9a的邊緣附近與對向電極21的距離減小凸部82的臺階(高度)的距離。因此，在圖6所示的橫向電場的發(fā)生區(qū)域C1中，可以增強(qiáng)像素電極9a與對向電極21之間的縱向電場。并且，在圖3和圖5中，由于相鄰的像素電極9a間的間隙是一定的，所以，間隙越窄，增強(qiáng)的橫向電場的大小也一定。因此，在圖6所示的橫向電場的發(fā)生區(qū)域C1中，可以增強(qiáng)相對于橫向電場的縱向電場。
此外，由于存在由絕緣膜構(gòu)成的凸部82，也減弱了橫向電場的強(qiáng)度，同時減少了置換為存在橫向電場的凸部82部分的受橫向電場作用的液晶部分，所以，可以減弱該橫向電場對液晶層50的作用。
結(jié)果，通過使縱向電場占主導(dǎo)地位，可以防止橫向電場的發(fā)生區(qū)域C1中橫向電場引起的液晶的取向不良。
按照本實(shí)施例，著眼于在1H反相驅(qū)動方式中發(fā)生的橫向電場的特性，通過在橫向電場的發(fā)生區(qū)域C1中設(shè)置凸部82，相對地增強(qiáng)縱向電場，來降低橫向電場的不良影響。通過這樣降低橫向電場引起的液晶的取向不良，便可減小用于遮蓋液晶的取向不良等的遮光膜23(但是，為了遮蓋凸部82的臺階引起的液晶的取向不良等，最好將遮光膜23的寬度設(shè)定為大于凸部82的寬度)。因此，不會發(fā)生光穿透等圖像不良現(xiàn)象，可以提高各像素的孔徑率，從而最終可以進(jìn)行底板高并且明亮的高品位的圖像顯示。
此外，在本實(shí)施例中，像素電極9a的邊緣最好位于凸部82的延伸為堤壩狀的上面的寬度方向的邊緣。如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，便可最大限度地利用凸部82的高度來縮短該邊緣的像素電板9a與對向電極21之間的距離。同時，可以最大限度地應(yīng)用凸部82的上面的寬度，擴(kuò)大發(fā)生橫向電場的相鄰的像素電板9a間的間隔。這樣，便可非常有效地利用凸部82的形狀，在橫向電場的發(fā)生區(qū)域C1中增強(qiáng)相對橫向電場的縱向電場。
作為垂直于以上說明的凸部82的長軸切開的剖面形狀，可以是例如梯形、三角形、半圓形、半橢圓形、頂部附近平坦的半圓形或半橢圓形、或者隨著向頂部而側(cè)邊的傾斜逐漸增加的2次曲線或3次曲線狀的略呈梯形、略呈三角形的等各種形狀。在實(shí)踐上，最好根據(jù)液晶的性質(zhì)適當(dāng)?shù)夭捎每梢詼p小臺階引起的液晶的取向不良的剖面形狀。
在本實(shí)施例中，如用圖6說明的那樣，設(shè)置了沿掃描線3a的與橫向電場的發(fā)生區(qū)域C1對應(yīng)的凸部82，但是，如圖3和圖4所示，也沿數(shù)據(jù)線6a與像素的非孔徑區(qū)域?qū)?yīng)地設(shè)置了凸部81。這是鑒于在沿數(shù)據(jù)線6a的像素的非孔徑區(qū)域圖像信號也會引起發(fā)生若干橫向電場而采取的措施。但是，由于同一液晶驅(qū)動電壓減弱同一極性的橫向排列的像素電極問(參見圖6)發(fā)生的橫向電場，所以，由圖3可知，凸部81形成為高度低于凸部82。例如，液晶層50的層厚為3μm時，就使凸部82的高度約為0.5μm、使凸部81的高度約為0.35μm。但是，從防止橫向電場的發(fā)生區(qū)域C1中液晶的取向不良的觀點(diǎn)考慮，也可以省略凸部81(即，可以僅設(shè)置沿掃描線3a的條紋狀的凸部82)。
在本實(shí)施例中，將相鄰的像素電板9a的電壓極性與橫向電場的發(fā)生區(qū)域C2的關(guān)系采用圖7所示的1S反相驅(qū)動方式(即，對各樓梯硅液晶驅(qū)動電壓的極性、而橫向電場的發(fā)生區(qū)域C2成為沿數(shù)據(jù)線6a的像素的間隙的方式)時，在圖3～圖5的結(jié)構(gòu)中，可以將凸部81形成為高于凸部82(例如，液晶層50的層厚為3μm時，可以使凸部81的高度約為0.5μm、而使凸部82的高度約為0.35μm)。但是，從防止橫向電場的發(fā)生區(qū)域C2中的液晶的取向不良，也可以省略凸部82(即，可以僅設(shè)置沿數(shù)據(jù)線6a的條紋狀的凸部81)。
或者，在本實(shí)施例中，采用點(diǎn)反相驅(qū)動方式(即，對各列各行改變液晶驅(qū)動電壓的極性、橫向電場的發(fā)生區(qū)域成為沿數(shù)據(jù)線6a和掃描線3a的像素的間隙的方式)時，在圖3～圖5的結(jié)構(gòu)中，可以將凸部81和凸部82形成同等的高度(例如，液晶層50的層厚為3μm時，可以使凸部81的高度約為0.5μm、使凸部82的高度也約為0.5μm)。
此外，在本發(fā)明的1H反相驅(qū)動方式中，可以使驅(qū)動電壓的極性每1行發(fā)生反相，也可以每相鄰的2行發(fā)生反相或每多行發(fā)生反相。同樣，在本發(fā)明的1S反相驅(qū)動方式中，可以使驅(qū)動電壓的極性每1列發(fā)生反相，也可以每相鄰的2列發(fā)生反相或每多列發(fā)生反相，對于點(diǎn)反相驅(qū)動方式的情況，也可以使驅(qū)動電壓的極性按由多個像素電極構(gòu)成的各塊發(fā)生反相。
在以上說明的實(shí)施例中，開關(guān)用TFT30的溝道部1a’、低濃度源極區(qū)域1b和低濃度漏極區(qū)域1c、以及高濃度源極區(qū)域1d和高濃度漏極區(qū)域1e由半導(dǎo)體材料構(gòu)成，具有多晶結(jié)構(gòu)或單晶結(jié)構(gòu)。此外，像素開關(guān)用TFT30最好如圖3所示的那樣具有LDD結(jié)構(gòu)，但是，可以具有對低濃度源極區(qū)域1b和低濃度漏極區(qū)域1c不進(jìn)行雜質(zhì)離子的攙入的偏置結(jié)構(gòu)，也可以是將由掃描線3a的一部分構(gòu)成的柵極電極作為掩膜以高濃度攙入雜質(zhì)離子而自整合地形成高濃度源極和漏極區(qū)域的自調(diào)節(jié)型的TFT。另外，在本實(shí)施例中，將像素開關(guān)用的TFT30的柵極電極采用在高濃度源極區(qū)域1d和高濃度漏極區(qū)域1e之間僅配置1個的單個柵極結(jié)構(gòu)，但是，也可以在它們之間配置2個以上的柵極電極。這樣，如果用雙柵極或三重柵極以上構(gòu)成TFT，便可防止溝道與源極和漏極區(qū)域的接合部的漏電流，從而可以減小截止時的電流。
此外，不限于投射式或透過式的液晶裝置，將本發(fā)明應(yīng)用于反射式的液晶裝置，同樣也可以獲得本實(shí)施例的降低橫向電場引起的液晶的取向不良。
(制造過程)下面，參照圖8和圖9說明構(gòu)成具有以上的結(jié)構(gòu)的電光裝置的TFT陣列基板側(cè)的制造過程。圖8是將各工序中TFT陣列基板側(cè)的各層和圖4一樣與圖2的B-B’剖面對應(yīng)地表示的工序圖，圖9是和圖5一樣與圖2的C-C’剖面對應(yīng)地表示的工序圖。
首先，如圖8和圖9的工序(a)所示，在石英基板、硬化玻璃基板、硅基板等TFT陣列基板10上，利用例如常壓或減壓CVD法等，使用TEOS氣體、TEB氣體、TMOP氣體等形成由NSG、PSG、BSG、BPSG等硅酸鹽玻璃膜、氮化硅膜及氧化硅膜等構(gòu)成的膜厚約為500～2000nm的基底絕緣膜12。然后，在基底絕緣膜12上，形成半導(dǎo)體層。半導(dǎo)體層由多晶結(jié)構(gòu)或單晶結(jié)構(gòu)構(gòu)成。在多晶半導(dǎo)體時，通過利用減壓CVD法等形成非結(jié)晶硅膜并在約600℃的溫度下進(jìn)行退火處理，使多晶硅膜固相成長?；蛘?，也可以使用不經(jīng)過非結(jié)晶硅膜而利用減壓CVD法等直接形成多晶硅膜的方法。另外，在形成單晶半導(dǎo)體層時，可以使用在將單晶基板與支持基板相互貼合之后使單晶基板側(cè)實(shí)現(xiàn)薄膜化的貼合法。作為單晶半導(dǎo)體，使用硅非常合適，但是，只要是具有作為半導(dǎo)體的特性并且可以形成開關(guān)元件的材料，同樣可以使用。將在絕緣層上形成這樣的薄膜硅單晶層的結(jié)構(gòu)特別稱為SOI(Silicon on Insulator)，通常將這樣的方法稱為貼合法，將這樣的基板稱為貼合SOI基板。在該貼合法中，作為形成膜厚均勻性優(yōu)異的單晶硅層的方法之一，最好使用眾所周知的使用氫離子注入和退火的方法。這就是向要形成薄膜層的由硅構(gòu)成的單晶基板進(jìn)行具有規(guī)定的注入深度的氫離子注入，通過在將該單晶硅基板與TFT陣列形成基板相互貼合后進(jìn)行約500℃～600℃的退火處理，在TFT陣列形成基板上留下極薄的單晶膜，將單晶硅基板分離。得到的單晶硅膜，缺陷少、品質(zhì)高、并且膜厚的均勻性非常高。
另外，作為形成膜厚的均勻性優(yōu)異的單晶硅層的別的方法，也可以使用眾所周知的將外延成長為多孔質(zhì)硅層狀的單晶硅層轉(zhuǎn)印到陣列基板上的方法。這就是在將表面通過電解研磨形成多孔質(zhì)化的硅基板表面上外延成長了單晶硅層之后，將其與陣列基板相互貼合，流噴射等物理的方法使脆弱的多孔質(zhì)層破碎，從而將硅基板與單晶硅層分離。分離之后，利用包含HF/H2O2的腐蝕劑以高的選擇比將殘留在外延單晶硅層表面上的多孔質(zhì)硅的殘渣物除去。這樣，轉(zhuǎn)印到陣列基板上的單晶硅膜就是缺陷少、品質(zhì)高、并且膜厚的均勻性非常高的薄膜。
其次，通過對該多晶硅或單晶硅膜進(jìn)行光刻和腐蝕等處理，形成具有包含圖2所示的像素地位側(cè)電容電極1f的指定圖形的半導(dǎo)體層1a。
然后，利用熱氧化等方法，形成圖3～圖5所示的包含TFT30的柵極絕緣膜和電容形成用的電介質(zhì)膜的絕緣薄膜2。結(jié)果，半導(dǎo)體層1a的厚度成為約30～150nm，最好是約為35～50nm，絕緣薄膜2的厚度成為約20～150nm，最好是約30～100nm。接著，利用減壓CVD法等將多晶硅蛑堆積約100～500nm的厚度，進(jìn)而將P(磷)進(jìn)行熱擴(kuò)散，使該多晶硅膜實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電化后，通過光刻和腐蝕工序等，形成圖2所示的指定圖形的掃描線3a和電容線3b。掃描線3a和電容線3b可以用高熔點(diǎn)金屬或金屬硅化物等金屬合金膜形成，也可以采用與多晶硅膜等組合的多層配線。然后，通過在低濃度和高濃度的2個階段攙雜雜質(zhì)離子，形成包含低濃度源極區(qū)域1b和低濃度漏極區(qū)域1c、高濃度源極區(qū)域1d和高濃度漏極區(qū)域1e的LDD結(jié)構(gòu)的像素開關(guān)用的TFT30。
也可以與圖8和圖9的工序(a)并行地在TFT陣列基板10上的周邊部形成由TFT構(gòu)成的數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路、掃描線驅(qū)動電路等周邊電路。
其次，如圖8和圖9的工序(b)所示，使用例如常壓或減壓CVD法或TEOS氣體等形成由NSG、PSG、BSG、BPSG等硅酸鹽玻璃膜、氮化硅膜或氧化硅膜等構(gòu)成的第1層間絕緣膜4，用以將由掃描線3a、電容線3b、絕緣薄膜2和基底絕緣膜12構(gòu)成的集層體覆蓋。
第1層間絕緣膜4的厚度約為例如1000～2000nm。另外，也可以與該熱燒結(jié)并行地或其前后進(jìn)行約1000℃的退火處理，使半導(dǎo)體層1a活性化。并且，在第1層間絕緣膜4和絕緣薄膜2上開設(shè)用于將圖3所示的數(shù)據(jù)線6a與半導(dǎo)體層1a的高濃度源極區(qū)域1d電氣連接的接觸孔5，另外，也可以在通過和接觸孔5的同一工序在基板周邊區(qū)域開設(shè)將掃描線3a和電容線3b與圖中未示出的配線連接的接觸孔。然后，在第1層間絕緣膜4上，通過濺射處理等，將A1等低電阻金屬膜或金屬硅化物膜堆積約100～500nm的厚度后，通過光刻和腐蝕工序等形成數(shù)據(jù)線6a。
其次，如圖8和圖9的工序(c)所示，在數(shù)據(jù)線6a上形成第2層間絕緣膜7。另外，如圖3所示，通過反應(yīng)性離子腐蝕、反應(yīng)性離子束腐蝕等干腐蝕或濕腐蝕形成用于將像素堆積9a與高濃度漏極區(qū)域1e電氣連接的接觸孔8。然后，在第2層間絕緣膜7上，使用常壓或減壓CVD法或TEOS氣體等形成由NSG、PSG、BSG、BPSG等硅酸鹽玻璃膜、氮化硅膜或氧化硅膜等構(gòu)成的平坦化用的絕緣膜。這時，在這樣的平坦化膜用的絕緣膜的表面，與其下方存在的掃描線3a、電容線3b和數(shù)據(jù)線6a等相應(yīng)地有凹凸。接著，通過對有該凹凸的表面進(jìn)行CMP處理，可以使其平坦化，在進(jìn)行CMP處理之前的時刻，以足夠的膜厚形成平坦化用的絕緣膜，以使表面上的最低的地方的高度也比位于其下層的第2層間絕緣膜7的最高的地方的高度高。并且，通過CMP處理，進(jìn)行研磨直至研磨掉該最低的部分，此外，通過研磨到第2層間絕緣膜7至少數(shù)據(jù)線6a不露出的程度的厚度，使表面在水平LV上完全平坦。作為CMP處理，具體而言，將包含二氧化硅粒子的液體狀的粘接劑(化學(xué)研磨液)涂到例如固定在研磨板上的研磨片上，通過使固定在主軸上的基板表面旋轉(zhuǎn)接觸，研磨平坦化膜80c的表面。并且，在露出第2層間絕緣膜7或數(shù)據(jù)線6a之前，通過時間管理或者將適當(dāng)?shù)淖钃鯇有纬稍赥FT陣列基板10上的指定物質(zhì)，來停止研磨處理。結(jié)果，就完成了表面在水平LV的物質(zhì)實(shí)現(xiàn)平坦化的平坦化膜80c。這時，阻擋層表面的檢測，可以利用例如檢測阻擋層露出時的摩擦系數(shù)的變化的摩擦檢測方式、檢測阻擋層露出時方式的振動的振動檢測方式、檢測阻擋層露出時的反射光量的變化的光學(xué)方式進(jìn)行。
其次，如圖8和圖9的工序(d)所示，通過對平坦化膜80c進(jìn)行光刻和腐蝕處理，腐蝕除了凸部81和凸部82的區(qū)域，結(jié)果，形成凸部81和凸部82。因此，除了凸部81和凸部82的第3層間絕緣膜80的表面利用腐蝕的均勻性而成為平坦的表面。如果將凸部81和凸部82形成為相同的高度，則可將兩者同時形成。如果將凸部81和凸部82形成為不同的高度，可以分別對兩者進(jìn)行腐蝕處理。例如，設(shè)液晶層50的層厚為3μm時，就進(jìn)行使凸部82的高度約為0.5μm、使凸部81的高度約為0.35μm的腐蝕處理。作為這樣的腐蝕處理，如果進(jìn)行濕腐蝕乎將干腐蝕和濕腐蝕組合而進(jìn)行處理，則可將凸部81和凸部82的側(cè)面形成為緩和地傾斜。
特別是在工序(d)中，最好在工序(a)或工序(b)中，使用形成掃描線3a或數(shù)據(jù)線6a等配線圖形時使用的掩膜進(jìn)行光刻處理。這樣，與分別使用專用的掩膜的情況相比，可以降低制造成本。這時，進(jìn)而可以共用掩膜，并且對于配線的寬度和凸部的寬度，通過調(diào)節(jié)曝光量便可形成不同的寬度。
如圖8和圖9的工序(e)所示，在第3層間剪羊毛80上，通過濺射處理等將ITO膜等透明導(dǎo)電性薄膜堆積為約50～200nm的厚度，進(jìn)而通過光刻和腐蝕工序等形成像素堆積9a。將該電光裝置作為反射型使用時，可以用A1等反射率高的不透明的材料形成像素堆積9a。然后，在其上形成傾向膜16。對這樣的傾向膜16最好如上述那樣對更大的凸部82形成的臺階平行地進(jìn)行摩擦處理。
如上所述，按照本實(shí)施例的制造方法，在形成第2層間絕緣膜7后，通過使用CMP處理形成平坦化膜80c，使圖像顯示區(qū)域內(nèi)的基板表面全體平坦化后，通過腐蝕處理形成凸部81和凸部82，所以，可以極大地提高凸部81和凸部82的高度和形狀或尺寸的精度。結(jié)果，便可比較容易地制造在方式橫向電場的區(qū)域利用凸部81和凸部82可靠地降低橫向電場引起的液晶傾向不良的裝置的可靠性高的液晶裝置。
下面，參照圖10說明凸部81和凸部82的側(cè)面的傾斜與摩擦方向的關(guān)系。
如圖10(a)所示，構(gòu)成液晶層50的液晶分子50a，在圖中沿左右方向進(jìn)行摩擦，在以指定的夾角進(jìn)行表面處理的取向膜16上得到指定的取向狀態(tài)。并且，由于與圖像信號相應(yīng)的電場的作用，各液晶分子50a在圖中用虛線所示的物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)動。
這時，如圖10(b)所示，構(gòu)成液晶層50的液晶分子50a在取向膜16的基底面上有向與摩擦方向相交的方向傾斜的凸部時，在該傾斜部，液晶分子50a的取向狀態(tài)將方式混亂。此外，如圖10(c)所示，在有更陡的傾斜的凸部時，該液晶分子50a的取向狀態(tài)的混亂就更顯著。
因此，在進(jìn)行上述圖8和圖9的工序(d)所示的腐蝕處理時，通過用濕腐蝕形成凸部81和凸部82或者通過干腐蝕與濕腐蝕的組合形成凸部81和凸部82，使凸部81和凸部82的臺階緩和時，便可降低該臺階引起的液晶分子50c的取向不良。此外，即使是同一臺階，如果在與臺階平行的方向進(jìn)行摩擦處理，便可降低臺階引起的液晶分子50c的取向狀態(tài)的混亂。因此，在本實(shí)施例中，對TFT陣列基板10側(cè)的取向膜16沿格子狀的凸部81和凸部82中大的凸部的臺階方向進(jìn)行摩擦處理是有利的?；蛘?，沿僅在上述方式橫向電場的區(qū)域形成條紋狀的凸部的臺階的方向進(jìn)行摩擦處理時則更有利。
(變形例)下面，參照圖11～圖13說明上述實(shí)施例的各種變形例。圖11是和圖4一樣與圖2的B-B’剖面對應(yīng)的地方的一個變形例的剖面圖。圖12是和圖4一樣與圖2的B-B’剖面對應(yīng)的地方的其他變形例的剖面圖。圖13是和圖5一樣與圖2的C-C’剖面對應(yīng)的地方的另一變形例的剖面圖。
在圖11所示的變形例中，預(yù)先在與TFT陣列基板10的電容線3b、數(shù)據(jù)線6a等相對的位置通過腐蝕處理等形成溝槽201，通過將這些電容線3b、數(shù)據(jù)線6a等埋入到該溝槽201內(nèi)，在形成第2層間絕緣膜7的時刻使TFT陣列基板10上的集層體的上面實(shí)現(xiàn)平坦化，取代在圖4所示的實(shí)施例中通過CMP處理使第3層間絕緣膜80實(shí)現(xiàn)平坦化的處理。并且，在這樣積極地進(jìn)行平坦化處理的第2層間絕緣膜7的上面，通過光刻和腐蝕處理形成凸部81’，所以，可以形成高度和形狀或尺寸精度高的凸部81’。在本變形例中，這樣的溝槽201可以在沿數(shù)據(jù)線6a的方向形成條紋狀，也可以在沿掃描線3a的方向形成條紋狀，或者在沿數(shù)據(jù)線6a和掃描線3a的方向形成格子狀。
在圖12所示的變形例中，將凸部81和像素電極9a設(shè)計為像素電極9a的邊緣部位于凸部81的下面，取代在圖4所示的實(shí)施例中像素電極9a的邊緣部位于凸部81的上面。即使這樣形成，由于存在由絕緣膜構(gòu)成的凸部81，也可以獲得減弱橫向電場的效果和在存在橫向電場的區(qū)域通過利用凸部81置換液晶可以獲得減小橫向電場對液晶層50的作用的效果。
在圖13所示的變形例中，在對向基板20側(cè)形成在平面上可見的沿掃描線3a延伸的或者格子狀的凸部23a，取代在圖5所示的實(shí)施例中在TFT陣列基板側(cè)形成凸部82。并且，TFT陣列基板10上的第3層間絕緣膜80’通過CMP處理成為平坦化膜。即使這樣在對向基板側(cè)設(shè)置凸部23a，在橫向電場的方式區(qū)域也可以獲得相對地增強(qiáng)縱向電場并且減弱橫向電場的不良影響的效果。如變形例那樣在對向基板20側(cè)設(shè)置凸部23a時，可以省略TFT陣列基板10側(cè)的凸部81或凸部82?；蛘撸部梢约仍趯ο蚧?0側(cè)設(shè)置凸部23a，同時又設(shè)置TFT陣列基板10側(cè)的凸部81或凸部82或凸部81和凸部82。例如，可以將沿掃描線3a方向的凸部設(shè)置在TFT陣列基板10側(cè)，并且將沿數(shù)據(jù)線6a方向的凸部設(shè)置在對向基板20側(cè)，相反，也可以將沿掃描線3a方向的凸部設(shè)置在對向基板20側(cè)，并且將沿數(shù)據(jù)線6a方向的凸部設(shè)置在TFT陣列基板10側(cè)。這里，TFT陣列基板10側(cè)的取向膜16的摩擦處理的方向與對向基板20側(cè)的取向膜22的摩擦處理的方向通常本一致(例如，處于相互正交的方向)。因此，如果在TFT陣列基板10上形成條紋狀的凸部、而在對向基板20上與其正交的方向形成條紋狀的凸部并對取向膜16與TFT陣列基板10側(cè)的凸部形成的臺階平行地進(jìn)行摩擦處理、對取向膜22與對向基板20側(cè)的凸部形成的臺階平行地進(jìn)行摩擦處理，便可利用凸部降低橫向電場的不良影響，并且降低凸部的臺階引起的電光物質(zhì)的動作不良。如本變形例那樣，在對向基板20側(cè)形成凸部時，通過形成厚的遮光膜23而形成凸部時，與使用專用的膜形成凸部的情況相比，可以簡化制造工序和裝置結(jié)構(gòu)。
在上述實(shí)施例中，如圖8和圖9的工序(c)所示，使用CMP處理實(shí)現(xiàn)平坦化膜80c，但是，也可以不使用CMP處理，而使用例如旋轉(zhuǎn)涂敷等，通過涂布具有流動性的絕緣膜材料來形成平坦化膜80c。
(電光裝置的全體結(jié)構(gòu))下面，參照圖14和圖15說明上述結(jié)構(gòu)的各實(shí)施例的電光裝置的全體結(jié)構(gòu)。圖14是從在TFT陣列基板10上形成的各結(jié)構(gòu)要素和對向基板20側(cè)看TFT陣列基板10的平面圖，圖15是沿圖14的H-H’線的剖面圖。
在圖14中，在TFT陣列基板10上，沿其邊緣設(shè)置了密封材料52，在其內(nèi)側(cè)平行地設(shè)置了由與例如遮光膜23相同或不同的材料構(gòu)成的作為規(guī)定圖像顯示區(qū)域的周邊的畫框的遮光膜53。在密封材料52的外側(cè)的區(qū)域，沿TFT陣列基板10的一邊設(shè)置了通過在指定的時刻向數(shù)據(jù)線6a供給圖像信號而驅(qū)動數(shù)據(jù)線6a的數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路101和外部電路連接端子102，沿著與該一邊相鄰的2邊設(shè)置了通過在指定的時刻向掃描線3a供給掃描信號而驅(qū)動掃描線3a的掃描線驅(qū)動電路104。如果供給掃描線3a的掃描信號延遲不算什么問題，當(dāng)然就可以僅在一邊設(shè)置掃描線驅(qū)動電路104。另外，也可以將數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路101沿圖像顯示區(qū)域的邊排列在兩側(cè)。此外，在TFT陣列基板10的其余的一邊，設(shè)置了用于將設(shè)置在圖像顯示區(qū)域的兩側(cè)的掃描線驅(qū)動電路104之間連接的多個配線105。另外，在對向基板20的角部的至少1個地方設(shè)置了用于在TFT陣列基板10與對向基板20之間進(jìn)行電氣導(dǎo)通的導(dǎo)通材料106。并且，如圖15所示，利用密封材料52將具有與圖14所示的密封材料52基本上相同的輪廓的對向基板20與TFT陣列基板10固定在一起。
在TFT陣列基板10上，除了數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路101和掃描線驅(qū)動電路104等外，也可以形成在指定的時刻將圖像信號供給多個數(shù)據(jù)線6a的采樣電路、在圖像信號之前先行分別將指定電壓電平的預(yù)充電信號供給多個數(shù)據(jù)線6a的預(yù)充電電路和用于檢測制造過程中或出廠時該電管裝置的品質(zhì)、缺陷等的檢測電路等。
在以上參照圖1～圖14說明的各實(shí)施例中，可以通過在TFT陣列基板10的周邊部設(shè)置的各向異性導(dǎo)電膜與裝配在例如TAB(Tape Automated Bonding)基板上的驅(qū)動用LSI電氣和機(jī)械連接，取代在TFT陣列基板10上設(shè)置數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路101和掃描線驅(qū)動電路104。
另外，在入射對向基板20的投射光的一側(cè)和出射TFT陣列基板10的出射光的一側(cè)，在指定的方向，根據(jù)TN模式、VA(Vertically Aligned)模式、PDLC(Polymer Dispersed LiquidCpystal)模式等工作模式或正常白模式/正常黑模式的不同，配置了偏振薄膜、相位差薄膜和偏振片等。
以上說明的各實(shí)施例的電光裝置適用于投影儀，所以，3個電光裝置分別作為RGB用的光閥使用，通過各RGB色分解用的分色鏡分解的各色的光作為投射光分別入射到各光閥上。因此，在各實(shí)施例中，在對向基板20上不設(shè)置彩色濾光器。但是，在與像素電極9a相對的指定區(qū)域，可以在對向基板20上將RGB的彩色濾光器與其保護(hù)膜一起形成。這樣，對于投影儀以外的直視型或反射型的彩色電光裝置，就可以應(yīng)用各實(shí)施例的電光裝置。
此外，在以上的實(shí)施例中，如特開平9-127497號公報、特公平3-52611號公報、特開平3-125123號公報、特開平8-171101號公報等所公開的那樣，在TFT陣列基板10上，在與像素開關(guān)用TFT30相對的位置(即TFT的下側(cè))，也可以設(shè)置由例如高熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的遮光膜。這樣，如果在TFT的下側(cè)也設(shè)置遮光膜，通過棱鏡等將來自TFT陣列基板10側(cè)的背面反射(回射光)及多個液晶裝置組合構(gòu)成1個光學(xué)系統(tǒng)時，可以防止從其他液晶裝置穿過棱鏡等而來的投射光部分等入射到該液晶裝置的TFT上。另外，在對向基板20上，也可以與像素一一對應(yīng)地形成微透鏡?；蛘撸部梢栽谂cTFT陣列基板10上的RGB相對的像素電板9a的下面用彩色電阻等形成彩色濾光器層。這樣，通過提高入射光的聚光效率，便可實(shí)現(xiàn)明亮的電光裝置。此外，在對向基板20上，也可以通過堆積幾層折射率不同的干涉層，利用光的干涉形成產(chǎn)生RGB色的分色濾光器。利用該帶分色濾光器的對向基板，可以實(shí)現(xiàn)更明亮的彩色電光裝置。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，在不違反權(quán)利要求和說明書說明的本發(fā)明的主旨或思想的范圍內(nèi)，可以適當(dāng)?shù)刈兏c這樣的變更相應(yīng)的電光裝置及其制造方法也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電光物質(zhì)夾在一對第1和第2基板間、包含用于按第1周期進(jìn)行反相驅(qū)動的第1像素電極組和用于按與該第1周期互補(bǔ)的第2周期進(jìn)行反相驅(qū)動的第2像素電極組的多個像素電極平面配置在上述第1基板上并且在上述第2基板上設(shè)置了與上述多個像素電極相對的對向電極的電光裝置的制造方法，其特征在于包括在上述第1基板上形成包含驅(qū)動上述像素電極的配線和元件的圖形的形成步驟、將包含該圖形的上述第1基板上的集層體的上面進(jìn)行平坦化的步驟、通過對該進(jìn)行了平坦化處理的上面進(jìn)行光刻和蝕刻從平面上看在相鄰的像素電極的間隙的區(qū)域形成凸部的步驟和形成上述多個像素電極的步驟。
2.按權(quán)利要求1所述的電光裝置的制造方法，其特征在于上述平坦化的步驟包括形成指定膜厚的絕緣膜的步驟和通過對該指定膜厚的絕緣膜進(jìn)行CMP(Chemical Mechanical Polishing化學(xué)機(jī)械研磨)處理形成平坦化的絕緣膜的步驟。
3.按權(quán)利要求1所述的電光裝置的制造方法，其特征在于上述平坦化的步驟包括通過涂布具有流動性的絕緣膜材料形成平坦化的絕緣膜的步驟。
4.按權(quán)利要求1～3所述的電光裝置的制造方法，其特征在于驅(qū)動在上述第1基板上形成的像素電極的元件由貼合SOI(Silicon OnInsulator)形成的單晶半導(dǎo)體層構(gòu)成。
5.按權(quán)利要求1所述的電光裝置的制造方法，其特征在于上述平坦化的步驟包括預(yù)先形成埋入上述圖形的溝槽的步驟。
6.按權(quán)利要求1～5的任一權(quán)項(xiàng)所述的電光裝置的制造方法，其特征在于形成上述凸部的步驟沿上述相鄰的像素電極的間隙形成格子狀的上述凸部。
7.按權(quán)利要求6所述的電光裝置的制造方法，其特征在于形成上述凸部的步驟通過在包含在不同的像素電極組的相鄰的像素電極間形成第1高度的上述凸部、在包含在同一像素電板組的相鄰的像素電極間形成比上述第1高度低的第2高度的上述凸部而形成上述格子狀的凸部。
8.按權(quán)利要求7所述的電光裝置的制造方法，其特征在于進(jìn)而包括在上述多個像素電極上形成取向膜的步驟和對該取向膜與上述第1高度的凸部形成的臺階平行地進(jìn)行摩擦處理的步驟。
9.按權(quán)利要求1～6的任一權(quán)項(xiàng)所述的電光裝置的制造方法，其特征在于形成上述凸部的步驟通過在包含在不同的像素電極組的相鄰的像素電極間形成上述凸部、在包含在同一像素電極組的相鄰的像素電極間不形成上述凸部而形成在平面上可見的條紋狀的凸部。
10.按權(quán)利要求9所述的電光裝置的制造方法，其特征在于進(jìn)而包括在上述多個像素電極上形成取向膜的步驟和對該取向膜與上述凸部形成的臺階平行地進(jìn)行摩擦處理的步驟。
11.按權(quán)利要求1～10的任一權(quán)項(xiàng)所述的電光裝置的制造方法，其特征在于形成上述凸部的步驟利用濕腐蝕處理形成上述凸部。
12.按權(quán)利要求1～10的任一權(quán)項(xiàng)所述的電光裝置的制造方法，其特征在于形成上述凸部的步驟利用干腐蝕處理和該干腐蝕處理之后的濕腐蝕處理形成上述凸部。
13.按權(quán)利要求1～12的任一權(quán)項(xiàng)所述的電光裝置的制造方法，其特征在于形成上述凸部的步驟包括使用在形成上述圖形的步驟中形成上述配線時使用的掩膜進(jìn)行光刻處理的步驟。
14.按權(quán)利要求13所述的電光裝置的制造方法，其特征在于形成上述凸部的步驟通過使用上述掩膜并且調(diào)節(jié)曝光量而形成具有與上述配線的寬度不同的寬度的上述凸部。
15.按權(quán)利要求1～14的任一權(quán)項(xiàng)所述的電光裝置的制造方法，其特征在于進(jìn)而包括在上述第2基板上與上述相鄰的像素電極的間隙相對的區(qū)域形成其他凸部的步驟。
16.按權(quán)利要求15所述的電光裝置的制造方法，其特征在于進(jìn)而包括在上述第2基板上形成其他取向膜的步驟和對該其他取向膜與上述其他凸部形成的臺階平行地進(jìn)行摩擦處理的步驟。
17.按權(quán)利要求15或16所述的電光裝置的制造方法，其特征在于進(jìn)而包括在上述第2基板上與上述相鄰的像素電極的間隙相對的區(qū)域形成遮光膜的步驟，形成上述凸部的步驟根據(jù)上述遮光膜的存在形成上述凸部。
18.一種電光裝置其特征在于將電光物質(zhì)夾在一對第1和第2基板間而成，具有包含用于按第1周期進(jìn)行反相驅(qū)動的第1像素電極組和用于按與該第1周期互補(bǔ)的第2周期進(jìn)行反相驅(qū)動的第2像素電極組同時在上述第1基板上平面配置的多個像素電極、包含驅(qū)動該像素電極的配線和元件的圖形、通過在制造工序中將包含該圖形的上述第1基板上的集層體的上面進(jìn)行平坦化處理后對該平坦化的上面進(jìn)行光刻和蝕刻在從平面上看成為相鄰的像素電極的間隙的區(qū)域形成的凸部，在上述第2基板上具有與上述多個像素電極相對的對向電極。
全文摘要
一種電光裝置的制造方法及電光裝置,制造可以可靠地降低液晶等電光物質(zhì)中橫向電場引起的動作不良并且可以用高對比度進(jìn)行明亮的高品位的圖像顯示的液晶裝置等電光裝置。電光裝置在TFT陣列基板(10)上具有像素電極(9a),在對向基板(20)上具有對向電極(21)。TFT陣列基板上的像素電極基底面在與相鄰的像素電極的間隙相對的區(qū)域設(shè)置了凸部(81、82)。制造方法包括在TFT陣列基板上形成包含配線和TFT等的形成步驟、將包含該圖形的基板上的集層體的上面進(jìn)行平坦化處理的步驟和通過對該平坦化的上面進(jìn)行光刻和腐蝕處理形成凸部的步驟。
文檔編號G09F9/00GK1336632SQ011246
公開日2002年2月20日 申請日期2001年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月28日
發(fā)明者平林幸哉, 山崎泰志 申請人:精工愛普生株式會社