JP2002131778A

JP2002131778A - 電気光学装置用基板およびこれを備えた電気光学装置並びに電子機器

Info

Publication number: JP2002131778A
Application number: JP2000322912A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Yamazaki; 泰志山崎; Hidenori Kawada; 英徳河田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-10-23
Filing date: 2000-10-23
Publication date: 2002-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】遮光性能が不十分であることによる光リーク
電流が発生しにくい電気光学装置用基板およびこれを備
えた電気光学装置並びに電子機器を提供する。【解決手段】一対の基板１０、２０間に電気光学材料５
０が狭持されてなる電気光学装置用基板であって、前記
一対の基板１０、２０のうち一方の基板は、光透過性の
絶縁基板からなり、前記絶縁基板の上には、単結晶シリ
コンからなる半導体層１ａが設けられ、前記半導体層１
ａに対向する位置には、高融点の金属単体または金属化
合物からなるメタル層Ｍ１と、前記メタル層Ｍ１の少な
くとも一方の面に積層された無酸素系の高融点の金属単
体または金属化合物からなるバリア層Ｂ１とを有する遮
光膜１１１が設けられたものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気光学装置用基
板およびこれを備えた電気光学装置並びに電子機器に関
し、特に、優れた遮光性能を有する遮光膜を備え、投射
型液晶表示装置などに用いて好適な電気光学装置用基板
およびこれを備えた電気光学装置並びに電子機器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図１４は、液晶装置の一例を示した断面
図である。この液晶装置は、ガラス基板、石英基板等の
透明な２枚の基板間に液晶が封入されたものであり、一
方の基板をなす薄膜トランジスタ（Thin Film Transist
or、以下、ＴＦＴと略記する）アレイ基板１０と、これ
に対向配置された他方の基板をなす対向基板２０とを備
えている。

【０００３】ＴＦＴアレイ基板１０には、画素電極９ａ
と当該画素電極９ａを制御するための画素スイッチング
用ＴＦＴ３０がマトリクス状に複数形成されており、画
像信号を供給するデータ線６ａがコンタクトホール５を
通じて当該ＴＦＴ３０のソース領域１ｄに電気的に接続
されている。また、ＴＦＴ３０のゲートに走査線３ａが
電気的に接続されており、走査線３ａにパルス的に走査
信号を順次印加するように構成されている。画素電極９
ａは、コンタクトホール８を通じて画素スイッチング用
ＴＦＴ３０のドレイン領域１ｅに電気的に接続されてお
り、データ線６ａから供給される画像信号を所定のタイ
ミングで書き込むようになっている。

【０００４】画素電極９ａを介して液晶に書き込まれた
画像信号は、対向基板２０に形成された対向電極２１と
の間で一定期間保持されるが、通常、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９ａ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を
付加している。ここでは、蓄積容量を形成する方法とし
て、容量形成用の配線である容量線３ｂが設けられてい
る。また、画素電極９ａ上には、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。

【０００５】図１４に示すように、ＴＦＴアレイ基板１
０表面の各画素スイッチング用ＴＦＴ３０に対応する位
置には、ＷＳｉ（タングステンシリサイド）からなる第
１遮光膜１１ａが設けられている。

【０００６】この第１遮光膜１１ａは、ＴＦＴアレイ基
板１０の側からの戻り光等が画素スイッチング用ＴＦＴ
３０のチャネル領域１ａ'やＬＤＤ領域１ｂ、１ｃに入
射する事態を防ぐものである。

【０００７】また、第１遮光膜１１ａと画素スイッチン
グ用ＴＦＴ３０との間には、半導体層１ａを第１遮光膜
１１ａから電気的絶縁する第１層間絶縁膜（絶縁体層）
１２が設けられている。また、走査線３ａ上、絶縁薄膜
２上を含むＴＦＴアレイ基板１０上には、高濃度ソース
領域１ｄへ通じるコンタクトホール５および高濃度ドレ
イン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が各々形成さ
れた第２層間絶縁膜４が形成されている。さらに、デー
タ線６ａ上および第２層間絶縁膜４上には、高濃度ドレ
イン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が形成された
第３層間絶縁膜７が形成されている。

【０００８】また、この液晶装置では、絶縁薄膜２を走
査線３ａに対向する位置から延設して誘電体膜として用
い、半導体膜１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆと
し、これらに対向する容量線３ｂの一部を第２蓄積容量
電極とすることにより、蓄積容量７０が構成されてい
る。

【０００９】他方、対向基板２０には、その全面にわた
って対向電極（共通電極）２１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２２が設けられている。さらに対向基板２０に
は、各画素の表示領域以外の領域に第２遮光膜２３が設
けられている。この第２遮光膜２３は、対向基板２０の
側からの入射光が画素スイッチング用ＴＦＴ３０の半導
体層１ａのチャネル領域１ａ'、ソース領域１ｂ、１
ｄ、ドレイン領域１ｃ、１ｅ等に侵入するのを防止する
ためのものであり、ブラックマトリクスとも呼ばれてい
る。

【００１０】各基板はこのような構成であり、画素電極
９ａと対向電極２１とが対向するように配置されたＴＦ
Ｔアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶が封入さ
れ、液晶層５０が形成されている。

【００１１】一方、絶縁基体上に単結晶シリコン薄膜を
形成し、その単結晶シリコン薄膜に半導体デバイスを形
成するＳＯＩ技術は、素子の高速化や低消費電力化、高
集積化等の利点を有することから、例えば、液晶装置等
の電気光学装置に好適に用いられている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなＷＳｉからなる第１遮光膜１１ａを用いた液晶
装置では、第１遮光膜１１ａの遮光性能が不十分であ
り、遮光性能の向上が望まれる。

【００１３】スイッチング素子を有する液晶装置では、
回折、反射などによりＴＦＴ基板ないを周りこむ光（迷
光）や戻り光に起因するスイッチング素子の光リーク電
流が発生して、素子のスイッチング特性に悪影響を及ぼ
し、デバイスの特性を劣化させることが問題となってい
る。特に、この液晶装置を、プロジェクタなどの強力な
光源を使用する装置に用いた場合には、迷光や戻り光に
起因する光リーク電流が発生しやすいため、問題となっ
ている。さらに、ＳＯＩ技術を使用している場合には、
素子の高速化や低消費電力化等のＳＯＩ技術の利点を十
分に生かすことができないという不都合が生じていた。

【００１４】この問題を解決するために、優れた遮光性
を有する材料であるＴｉ（チタン）を使用して第１遮光
膜１１ａを形成することが提案されている。しかしなが
ら、第１遮光膜１１ａ形成後に、絶縁膜を形成したり、
スイッチング素子を形成する際のアニール処理といっ
た、５００℃を越える高温処理工程などが行われると、
第１遮光膜１１ａであるＴｉが、Ｔｉに面する酸素元素
を含むＳｉＯ₂等の絶縁膜と化学反応し酸化膜が形成さ
れる。この酸化膜の生成によりＴｉの遮光性能が低下す
るという不具合が生じてしまう。このため、Ｔｉを用い
ても十分な遮光性能が得られない場合があった。

【００１５】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、優れた遮光性能を有する遮光膜を
備えた電気光学装置用基板を提供することを目的として
いる。

【００１６】また、上記の電気光学装置用基板を備えた
電気光学装置並びに電子機器を提供することを目的とし
ている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の電気光学装置用基板は、互いに対向する
一対の基板間に電気光学材料が狭持されてなる電気光学
装置を構成する電気光学装置用基板であって、前記一対
の基板のうち一方の基板は、光透過性の絶縁基板からな
り、前記絶縁基板の上には、単結晶シリコンからなる半
導体層が設けられ、前記半導体層に対向する位置には、
高融点の金属単体または金属化合物からなるメタル層
と、前記メタル層の少なくとも一方の面に積層された無
酸素系の高融点の金属単体または金属化合物からなるバ
リア層とを有する遮光膜が設けられたことを特徴とす
る。

【００１８】このような電気光学装置用基板によれば、
遮光膜を形成した後に高温処理が行われても、無酸素系
の高融点の金属単体または金属化合物からなるバリア層
が、メタル層の酸化現象の発生を抑制するので、遮光膜
の遮光性能を確保することができる。したがって、単結
晶シリコンからなる半導体層を有する素子の光リーク電
流の発生が抑えられるので、ＳＯＩ技術の有する素子の
高速化や低消費電力化等の利点を十分に生かすことがで
きる。

【００１９】また、本発明の電気光学装置用基板によれ
ば、上述したように、高温処理による遮光性能の低下が
生じにくいので、遮光膜の膜厚を、従来のＷＳｉを用い
た遮光膜と比較して膜厚を薄くすることが可能となる。
このことにより、従来の電気光学装置用基板と比較し
て、遮光膜の成膜工程におけるエッチング時間を短縮す
ることができるとともに、遮光膜を形成する際に使用す
る成膜ターゲットの延命およびガス量の低減をはかるこ
とができる。また、遮光膜による段差を少なくできるの
で、表示品質の高い電気光学装置を提供することが可能
な電気光学装置用基板とすることができる。

【００２０】また、本発明の電気光学装置用基板におい
ては、前記バリア層を、窒素化合物、シリコン化合物、
タングステン化合物、タングステン、シリコンのいずれ
かでなることが望ましい。

【００２１】前記バリア層の窒素化合物は、ＳｉＮ（窒
化シリコン）、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＷＮ（窒化タン
グステン）、ＭｏＮ（窒化モリブデン）、ＣｒＮ（窒化
クロム）のいずれかであることが望ましい。

【００２２】また、前記バリア層のシリコン化合物は、
ＴｉＳｉ（チタンシリサイド）、ＷＳｉ（タングステン
シリサイド）、ＭｏＳｉ（モリブデンシリサイド）、Ｃ
ｏＳｉ（コバルトシリサイド）、ＣｒＳｉ（クロムシリ
サイド）のいずれかであることが望ましい。

【００２３】また、前記バリア層のタングステン化合物
は、ＴｉＷ（チタンタングステン）、ＭｏＷ（モリブデ
ンタングステン）のいずれかであることが望ましい。

【００２４】本発明の電気光学装置用基板において、遮
光膜の前記バリア層を形成する前記高融点金属の窒素化
合物、前記シリコン化合物、前記タングステン化合物
を、それぞれ上記の材料とすることで、メタル層を形成
している材料の酸化現象の発生をより一層効果的に抑制
することができる。これにより、より高い高温処理に対
しても遮光膜の遮光性能の低下が生じにくい電気光学装
置用基板を提供することができる。

【００２５】また、前記メタル層の金属単体は、Ｔｉ
（チタン）、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデ
ン）、Ｃｏ（コバルト）、Ｃｒ（クロム）のいずれかで
あることが望ましい。

【００２６】また、前記メタル層の金属化合物は、Ｔｉ
Ｎ（窒化チタン）、ＴｉＷ（チタンタングステン）、Ｍ
ｏＷ（モリブデンタングステン）のいずれか一方である
ことが望ましい。

【００２７】本発明の電気光学装置用基板において、遮
光膜の前記金属単体と前記金属化合物とをそれぞれ上記
の材料とすることで、より一層遮光性能に優れた遮光膜
を有する電気光学装置用基板となる。

【００２８】また、前記遮光膜のメタル層は、遮光性の
メタル層と光吸収性のメタル層とを備え、前記光吸収性
のメタル層は、前記遮光性のメタル層の前記半導体層側
に設けられていることが望ましい。

【００２９】このような電気光学装置用基板によれば、
半導体層への遮光膜の内面反射を防ぐことができ、半導
体層の動作の信頼性をより向上できる。

【００３０】また、本発明の電気光学装置用基板におい
ては、前記遮光性のメタル層の両面に、前記光吸収性の
メタル層を積層して構成されるものとしてもよい。

【００３１】このような電気光学装置用基板によれば、
遮光膜の内面反射をより一層効果的に防ぐことができ、
より優れた遮光性能を有するものとすることができる。

【００３２】また、本発明の電気光学装置用基板におい
ては、前記メタル層は、光反射性のメタル層と光吸収性
のメタル層とを備えたものとしてもよい。

【００３３】このような電気光学装置用基板とすること
で、光反射性と光吸収性の機能を持つ遮光膜を有する電
気光学装置用基板を提供することができる。

【００３４】前記光吸収性のメタル層は、窒化化合物で
あることが望ましい。

【００３５】このような電気光学装置用基板によれば、
優れた光吸収性の機能を有する遮光膜となり、遮光膜の
内面反射をより一層効果的に防ぐことができる。

【００３６】本発明の電気光学装置用基板においては、
前記メタル層の両面に前記バリア層が積層されているこ
とが望ましい。

【００３７】このような電気光学装置用基板とすること
で、メタル層の両面側をバリア層によって保護すること
ができ、メタル層を形成している材料が酸素化合物にな
ることをより一層効果的に抑制することができる。した
がって、より高温処理による遮光性能の低下が生じにく
い電気光学装置用基板とすることができる。

【００３８】また、前記メタル層を前記バリア層で囲む
ことがより望ましい。

【００３９】これにより、メタル層の酸化を完全に防止
することができ、より一層高温処理による遮光性能の低
下が生じにくい電気光学装置用基板とすることができ
る。

【００４０】また、本発明の電気光学装置用基板におい
ては、前記遮光膜は、前記絶縁基板と前記半導体層との
間に配置され、前記遮光膜の前記バリア層が、前記メタ
ル層の前記半導体層側に面しているものとしてもよい。

【００４１】このような電気光学装置用基板とすること
により、遮光膜の製造工程における高温処理の影響を受
けやすい側の面がバリア層で保護されるので、メタル層
を形成している材料が酸素化合物になることをより一層
効果的に抑制することができる。

【００４２】また、本発明の電気光学装置用基板におい
ては、前記遮光膜は、前記電気光学材料側の前記半導体
層上に配置されているものとしてもよい。

【００４３】このような電気光学装置用基板とすること
により、半導体層に対する遮光性能に優れた電気光学装
置を提供できる。

【００４４】さらに、半導体層の上下に遮光膜を配置す
ることで、より一層半導体層への光の侵入を防ぐことが
でき、光リーク電流をより効果的に抑制することができ
る。

【００４５】さらに、本発明の電気光学装置用基板は、
互いに対向する一対の基板間に電気光学材料が狭持され
てなる電気光学装置を構成する電気光学装置用基板であ
って、前記一対の基板のうち一方の基板は、光透過性の
絶縁基板からなり、前記絶縁基板の上には、単結晶シリ
コンからなる半導体層が設けられ、前記半導体層に対向
する位置には、高融点の金属単体または金属化合物から
なるメタル層と、高融点の金属単体または金属化合物か
らなり、前記メタル層の少なくとも一方の面に積層さ
れ、前記メタル層の酸化を保護する保護層とを有する遮
光膜を備えたことを特徴とするものとしてもよい。

【００４６】このような電気光学装置用基板によれば、
遮光膜を形成した後に高温処理が行われても、メタル層
の酸化を保護する保護層が、メタル層の酸化現象の発生
を抑制するので、遮光膜の遮光性能を確保することがで
きる。したがって、ＳＯＩ技術の有する素子の高速化や
低消費電力化、高集積化等の利点を十分に生かすことが
できる。

【００４７】本発明の電気光学装置用基板は、前記遮光
膜が、前記絶縁基板と前記半導体層との間に配置され、
少なくとも電気光学装置の光弁機能を有する領域外に形
成していることを特徴とする。

【００４８】このような電気光学装置用基板とすること
により、光弁機能を有する領域（画素部）外からの光漏
れを抑制でき、表示特性の優れた電気光学装置を提供で
きる。

【００４９】本発明の電気光学装置用基板は、前記遮光
膜が、前記絶縁基板と前記半導体層との間に配置され、
少なくとも前記絶縁基板の外周に沿って形成しているこ
とを特徴とする。

【００５０】このような電気光学装置用基板とすること
により、単結晶半導体層を貼り合わせた後のアニール処
理が効果的に行われ、貼り合わせ強度の高い優れた電気
光学装置用基板を提供できる。

【００５１】本発明の電気光学装置は、上記の電気光学
装置用基板を備えたことを特徴とする。

【００５２】このような電気光学装置とすることで、遮
光性能が不十分であることによる光リーク電流が発生し
にくい電気光学装置を提供することができる。

【００５３】本発明の電子機器は、上記の電気光学装置
を備えたことを特徴とする。

【００５４】このような電子機器とすることで、強力な
光源を使用する場合にも、光リーク電流が発生しにくい
電子機器とすることができる。

【００５５】

【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］以下、本発
明の第１の実施の形態を図１ないし図３を参照して説明
する。

【００５６】本発明の第１の実施の形態は、本発明の電
気光学装置用基板および電気光学装置の一例として、本
発明を液晶装置に適用した例である。

【００５７】図１は、液晶装置の画像形成領域（画素
部）を構成するマトリクス状に形成された複数の画素に
おける各種素子、配線等の等価回路である。また、図２
は、データ線、走査線、画素電極、遮光膜等が形成され
たＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群を拡大し
て示す平面図である。また、図３は、図２のＡ−Ａ'断
面図である。なお、図３においては、各層や各部材を図
面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部
材毎に縮尺を異ならしめてある。

【００５８】図１において、本実施形態による液晶装置
の画像表示領域（画素部）を構成するマトリクス状に形
成された複数の画素は、マトリクス状に複数形成された
画素電極９ａと画素電極９ａを制御するためのＴＦＴ
（トランジスタ素子）３０とからなり、画像信号が供給
されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソースに電気的
に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ
１、Ｓ２、・・・、Ｓｎ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６ａ同士に対
して、グループ毎に供給するようにしても良い。また、
ＴＦＴ３０のゲートに走査線３ａが電気的に接続されて
おり、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走
査信号Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｍを、この順に線順次で
印加するように構成されている。画素電極９ａは、ＴＦ
Ｔ３０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６ａから供給される画像
信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎを所定のタイミングで書
き込む。

【００５９】画素電極９ａを介して液晶に書き込まれた
所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎは、対
向基板（後述する）に形成された対向電極（後述する）
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、階調表示を可能にする。ノーマリーホ
ワイトモードであれば、印加された電圧に応じて液晶部
分への入射光の透過光量が減少し、ノーマリーブラック
モードであれば、印加された電圧に応じて液晶部分への
入射光の透過光量が増加し、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持つ光が出射する。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９ａと対向電極との間に形成される液晶容
量と並列に蓄積容量７０を付加する。例えば、画素電極
９ａの電圧は、データ線に電圧が印加された時間よりも
３桁も長い時間だけ蓄積容量７０により保持される。こ
れにより、保持特性は更に改善され、コントラスト比の
高い液晶装置が実現できる。本実施形態では特に、この
ような蓄積容量７０を形成するために、後述の如く走査
線と同層、もしくは導電性の遮光膜を利用して低抵抗化
された容量線３ｂを設けている。

【００６０】次に、図２に基づいて、ＴＦＴアレイ基板
の画素部（画像表示領域）内の平面構造について詳細に
説明する。本実施の形態の液晶装置のＴＦＴアレイ基板
は、絶縁基体上に単結晶シリコン薄膜を形成し、その単
結晶シリコン薄膜に半導体デバイスを形成するＳＯＩ技
術を用いたものである。

【００６１】図２に示すように、液晶装置のＴＦＴアレ
イ基板上の画素部内には、マトリクス状に複数の透明な
画素電極９ａ（点線部９ａ'により輪郭が示されてい
る）が設けられており、画素電極９ａの縦横の境界に各
々沿ってデータ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂが設
けられている。データ線６ａは、コンタクトホール５を
介して単結晶シリコン層の半導体層１ａのうちソース領
域に電気的に接続されており、画素電極９ａは、コンタ
クトホール８を介して半導体層１ａのうちドレイン領域
に電気的に接続されている。また、半導体層１ａのうち
チャネル領域（図中右上りの斜線の領域）に対向するよ
うに走査線３ａが配置されており、走査線３ａはゲート
電極として機能する。

【００６２】容量線３ｂは、走査線３ａに沿ってほぼ直
線状に伸びる本線部（即ち、平面的に見て、走査線３ａ
に沿って形成された第１領域）と、データ線６ａと交差
する箇所からデータ線６ａに沿って前段側（図中、上向
き）に突出した突出部（即ち、平面的に見て、データ線
６ａに沿って延設された第２領域）とを有する。

【００６３】そして、図中右上がりの斜線で示した領域
には、複数の第１遮光膜１１１が設けられている。より
具体的には、第１遮光膜１１１は、夫々、画素部におい
て半導体層１ａのチャネル領域を含むＴＦＴをＴＦＴア
レイ基板の側から見て覆う位置に設けられており、更
に、容量線３ｂの本線部に対向して走査線３ａに沿って
直線状に伸びる本線部と、データ線６ａと交差する箇所
からデータ線６ａに沿って隣接する後段側（即ち、図中
下向き）に突出した突出部とを有する。第１遮光膜１１
１の各段（画素行）における下向きの突出部の先端は、
データ線６ａ下において次段における容量線３ｂの上向
きの突出部の先端と重ねられている。この重なった箇所
には、第１遮光膜１１１と容量線３ｂとを相互に電気的
接続するコンタクトホール１３が設けられている。即
ち、本実施形態では、第１遮光膜１１１は、コンタクト
ホール１３により前段あるいは後段の容量線３ｂに電気
的に接続されている。

【００６４】本実施形態において、図１１および図１２
に示すように、第１遮光膜１１１は、画素部内１１１ａ
のみならず、遮光を必要としない画素部の外側の領域１
１１ｂ（画素部の周辺領域）、すなわち対向電極基板を
貼り合わせるためのシール材を塗布するシール領域や、
入出力信号線を接続するための実装端子が形成された端
子パッド領域等にも、同様のパターンを２次元的に展開
する形で形成されている。これによって、第１遮光膜１
１１の上に形成する絶縁体層を研磨して平坦化する際
に、画素部内と画素部の周辺領域の凹凸状態がほぼ同じ
となるため、均一に平坦化することができ、単結晶シリ
コン層を良好な状態で貼り合わせることができる。ま
た、画素部の周辺領域に形成することで画素部周辺領域
からの光漏れが抑制できる。

【００６５】なお、図１１、図１２では画素周辺部の第
１遮光膜１１１の形成する領域は模式的に示しており、
画素周辺領域全面に形成することに限定していない。す
なわち、画素周辺領域近傍のみに形成してもよいし、周
辺駆動回路の任意の領域に形成し、ＴＦＴのバックゲー
ト電極として使用してもよい。

【００６６】次に、図３に基づいて、液晶装置の画素部
内の断面構造について説明する。図３に示すように、こ
の液晶装置は、光透過性の絶縁基板の一例を構成するＴ
ＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置される透明な対
向基板２０とを備えている。ＴＦＴアレイ基板１０は、
例えば、石英基板やハードガラスからなり、対向基板２
０は、例えば、ガラス基板や石英基板からなる。ＴＦＴ
アレイ基板１０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（インジウム・ティン・オキサイド膜）
などの透明導電性膜からなる。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。

【００６７】他方、対向基板２０には、その全面に渡っ
て対向電極（共通電極）２１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２２が設けられている。対向電極２１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
２２は、ポリイミド薄膜などの有機薄膜からなる。

【００６８】ＴＦＴアレイ基板１０には、図３に示すよ
うに、各画素電極９ａに隣接する位置に、各画素電極９
ａをスイッチング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ３
０が設けられている。

【００６９】また、対向基板２０には、図３に示すよう
に、各画素部の開口領域以外の領域に第２遮光膜２３が
設けられている。第２遮光膜２３は、対向基板２０の側
からの入射光が画素スイッチング用ＴＦＴ３０の半導体
層１ａのチャネル領域１ａ'やＬＤＤ（Lightly Doped D
rain）領域１ｂ及び１ｃに侵入するのを防ぐためのもの
である。さらに、第２遮光膜２３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。

【００７０】このように構成され、画素電極９ａと対向
電極２１とが対面するように配置されたＴＦＴアレイ基
板１０と対向基板２０との間には、シール材５２により
囲まれた空間に液晶が封入されて、液晶層５０が形成さ
れる。液晶層５０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２２により所定の配
向状態を採る。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る。シール材
５２は、二つの基板１０及び２０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あるいはガラスビーズ等のスペ
ーサが混入されている。

【００７１】図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０
表面の各画素スイッチング用ＴＦＴ３０に対応する位置
には、第１遮光膜１１１が設けられている。第１遮光膜
１１１は、ＴＦＴアレイ基板１０上に設けられたメタル
層Ｍ１と、メタル層Ｍ１の上に設けられたバリア層Ｂ１
とからなるものである。

【００７２】バリア層Ｂ１は、酸素元素の無い無酸素系
の高融点の金属単体または金属化合物からなるものであ
り、具体的には、窒素化合物、シリコン化合物、タング
ステン化合物、タングステン、シリコンのうちの１種か
らなるものとされる。

【００７３】窒素化合物としては、ＳｉＮ（窒化シリコ
ン）、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＷＮ（窒化タングステ
ン）、ＭｏＮ（窒化モリブデン）、ＣｒＮ（窒化クロ
ム）などが好ましく使用される。また、前記シリコン化
合物としては、ＴｉＳｉ（チタンシリサイド）、ＷＳｉ
（タングステンシリサイド）、ＭｏＳｉ（モリブデンシ
リサイド）、ＣｏＳｉ（コバルトシリサイド）、ＣｒＳ
ｉ（クロムシリサイド）などが好ましく使用される。ま
た、タングステン化合物としては、ＴｉＷ（チタンタン
グステン）、ＭｏＷ（モリブデンタングステン）などが
好ましく使用される。また、前記シリコンとしては、ノ
ンドープのシリコンが好ましく使用される。バリア層Ｂ
１を形成する材料としては、上記の中でも特に、化学的
に安定で、比抵抗が小さく、成膜が容易なＷＳｉ（タン
グステンシリサイド）を使用することが好ましい。

【００７４】バリア層Ｂ１の膜厚は、３〜１５０ｎｍで
あることが望ましく、２０〜３０ｎｍであることがより
好ましい。バリア層Ｂ１の膜厚を３ｎｍ未満とした場
合、高温処理によるメタル層の酸化による遮光性能の低
下を十分に防ぐことができない恐れがあるため好ましく
ない。一方、バリア層Ｂ１を１５０ｎｍを越える膜厚と
した場合、ＴＦＴアレイ基板１０の反り量が大きくな
り、液晶装置の品質を低下させる恐れが生じるため好ま
しくない。このバリア層Ｂ１はメタル層の酸化を保護す
る保護層でもある。

【００７５】また、メタル層Ｍ１は、遮光性のある高融
点の金属単体または金属化合物であり、ＳｉＯ₂からな
る絶縁層との化学反応により酸素化合物になると遮光性
の劣化が見られる金属単体または金属化合物のいずれか
一方からなるものである。

【００７６】前記金属単体としては、Ｔｉ（チタン）、
Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｃｏ（コバ
ルト）、Ｃｒ（クロム）などが好ましく使用される。ま
た、前記金属化合物としては、ＴｉＮ（窒化チタン）、
ＴｉＷ（チタンタングステン）、ＭｏＷ（モリブデンタ
ングステン）などが好ましく使用される。メタル層Ｍ１
を形成する材料としては、上記の中でも特に、遮光性に
優れ、比抵抗が小さく成膜が容易なＴｉ（チタン）を使
用することが好ましい。

【００７７】メタル層Ｍ１の膜厚は、１０〜２００ｎｍ
であることが望ましい。メタル層Ｍ１の膜厚を１０ｎｍ
未満とした場合、遮光性能が不十分となる恐れがあるた
め好ましくない。一方、メタル層Ｍ１を２００ｎｍを越
える膜厚とした場合、ＴＦＴアレイ基板１０の反り量が
大きくなり、液晶装置の品質を低下させる恐れが生じる
ため好ましくない。

【００７８】また、第１遮光膜１１１と複数の画素スイ
ッチング用ＴＦＴ３０との間には、第１層間絶縁膜（絶
縁体層）１２が設けられている。第１層間絶縁膜１２
は、画素スイッチング用ＴＦＴ３０を構成する半導体層
１ａを第１遮光膜１１１から電気的に絶縁するために設
けられるものである。さらに、第１層間絶縁膜１２は、
ＴＦＴアレイ基板１０の全面に形成されており、第１遮
光膜１１１パターンの段差を解消するために表面を研磨
し、平坦化処理を施してある。

【００７９】第１層間絶縁膜１２は、例えば、ＮＳＧ
（ノンドープトシリケートガラス）、ＰＳＧ（リンシリ
ケートガラス）、ＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）、
ＢＰＳＧ（ボロンリンシリケートガラス）などの高絶縁
性ガラス又は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等から
なる。第１層間絶縁膜１２により、第１遮光膜１１１が
画素スイッチング用ＴＦＴ３０等を汚染する事態を未然
に防ぐこともできる。

【００８０】本実施形態では、ゲート絶縁膜２を走査線
３ａに対向する位置から延設して誘電体膜として用い、
半導体膜１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆとし、更
にこれらに対向する容量線３ｂの一部を第２蓄積容量電
極とすることにより、蓄積容量７０が構成されている。

【００８１】より詳細には、半導体層１ａの高濃度ドレ
イン領域１ｅが、データ線６ａ及び走査線３ａの下に延
設されて、同じくデータ線６ａ及び走査線３ａに沿って
伸びる容量線３ｂ部分に絶縁膜２を介して対向配置され
て、第１蓄積容量電極（半導体層）１ｆとされている。
特に、蓄積容量７０の誘電体としての絶縁膜２は、高温
酸化により単結晶シリコン層上に形成されるＴＦＴ３０
のゲート絶縁膜２に他ならないので、薄く且つ高耐圧の
絶縁膜とすることができ、蓄積容量７０は比較的小面積
で大容量の蓄積容量として構成できる。

【００８２】さらに、蓄積容量７０においては、図２お
よび図３から分かるように、第１遮光膜１１１は、第２
蓄積容量電極としての容量線３ｂの反対側において第１
蓄積容量電極１ｆに第１層間絶縁膜１２を介して第３蓄
積容量電極として対向配置されることにより（図３の右
側の蓄積容量７０参照）、蓄積容量が更に付与されるよ
うに構成されている。すなわち、本実施形態では、第１
蓄積容量電極１ｆを挟んで両側に蓄積容量が付与される
ダブル蓄積容量構造が構築されており、蓄積容量がより
増加する。よって、当該液晶装置が持つ、表示画像にお
けるフリッカや焼き付きを防止する機能が向上する。

【００８３】これらの結果、データ線６ａ下の領域及び
走査線３ａに沿って液晶のディスクリネーションが発生
する領域（すなわち、容量線３ｂが形成された領域）と
いう開口領域を外れたスペースを有効に利用して、画素
電極９ａの蓄積容量を増やすことができる。

【００８４】本実施形態では、第１遮光膜１１１（およ
びこれに電気的に接続された容量線３ｂ）は、定電位源
に電気的に接続されており、第１遮光膜１１１および容
量線３ｂは、定電位とされる。したがって、第１遮光膜
１１１に対向配置される画素スイッチング用ＴＦＴ３０
に対して、第１遮光膜１１１の電位変動が悪影響を及ぼ
すことはない。また、容量線３ｂは、蓄積容量７０の第
２蓄積容量電極として良好に機能し得る。この場合、定
電位源としては、当該液晶装置を駆動するための周辺回
路（例えば、走査線駆動回路、データ線駆動回路等）に
供給される負電源、正電源等の定電位源、接地電源、対
向電極２１に供給される定電位源等が挙げられる。この
ように周辺回路等の電源を利用すれば、専用の電位配線
や外部入力端子を設ける必要なく、第１遮光膜１１１お
よび容量線３ｂを定電位にすることができる。

【００８５】また、図２および図３に示したように、本
実施形態では、ＴＦＴアレイ基板１０に第１遮光膜１１
１を設けるのに加えて、コンタクトホール１３を介して
第１遮光膜１１１は、前段あるいは後段の容量線３ｂに
電気的に接続するように構成されている。したがって、
各第１遮光膜１１１が、次段の容量線に電気的に接続さ
れる場合と比較して、画素部の開口領域の縁に沿って、
データ線６ａに重ねて容量線３ｂおよび第１遮光膜１１
１が形成される領域の他の領域に対する段差が少なくて
済む。このように画素部の開口領域の縁に沿った段差が
少ないと、当該段差に応じて引き起こされる液晶のディ
スクリネーション（配向不良）を低減できるので、画素
部の開口領域を広げることが可能となる。

【００８６】また、第１遮光膜１１１は、前述のように
直線状に伸びる本線部から突出した突出部にコンタクト
ホール１３が開孔されている。ここで、コンタクトホー
ル１３の開孔箇所としては、縁に近い程、ストレスが縁
から発散される等の理由により、クラックが生じ難いこ
とが判明されている。したがって、どれだけ突出部の先
端に近づけてコンタクトホール１３を開孔するかに応じ
て（好ましくは、マージンぎりぎりまで先端に近づける
かに応じて）、製造プロセス中に第１遮光膜１１１にか
かる応力が緩和されて、より効果的にクラックを防止し
得、歩留まりを向上させることが可能となる。

【００８７】また、容量線３ｂと走査線３ａとは、同一
のポリシリコン膜からなり、蓄積容量７０の誘電体膜と
ＴＦＴ３０のゲート絶縁膜２とは、同一の高温酸化膜か
らなり、第１蓄積容量電極１ｆと、ＴＦＴ３０のチャネ
ル形成領域１ａおよびソース領域１ｄ、ドレイン領域１
ｅ等とは、同一の半導体層１ａからなる。このため、Ｔ
ＦＴアレイ基板１０上に形成される積層構造を単純化で
き、さらに、液晶装置の製造方法において、同一の薄膜
形成工程で容量線３ｂおよび走査線３ａを同時に形成で
き、蓄積容量７０の誘電体膜およびゲート絶縁膜２を同
時に形成することができる。

【００８８】さらに、図２に示したように、第１遮光膜
１１１は、走査線３ａに沿って夫々伸延しており、しか
も、データ線６ａに沿った方向に対し複数の縞状に分断
されている。このため、例えば、各画素部の開口領域の
周りに一体的に形成された格子状の遮光膜を配設した場
合と比較して、第１遮光膜１１１、走査線３ａ及び容量
線３ｂ、データ線６ａ、層間絶縁膜などからなる当該液
晶装置の積層構造において、各膜の物性の違いに起因し
た製造プロセス中の加熱冷却に伴い発生するストレスが
格段に緩和される。このため、第１遮光膜１１１等にお
けるクラックの発生防止や歩留まりの向上が図られる。

【００８９】なお、図２では、第１遮光膜１１１におけ
る直線状の本線部分は、容量線３ｂの直線状の本線部分
にほぼ重ねられるように形成されているが、第１遮光膜
１１１が、ＴＦＴ３０のチャネル領域を覆う位置に設け
られており且つコンタクトホール１３を形成可能なよう
に容量線３ｂと何れかの箇所で重ねられていれば、ＴＦ
Ｔに対する遮光機能および容量線に対する低抵抗化機能
を発揮可能である。したがって、例えば、相隣接した走
査線３ａと容量線３ｂとの間にある走査線に沿った長手
状の間隙領域や、走査線３ａと若干重なる位置にまで
も、当該第１遮光膜１１１を設けてもよい。

【００９０】容量線３ｂと第１遮光膜１１１とは、第１
層間絶縁膜１２に開孔されたコンタクトホール１３を介
して確実に且つ高い信頼性を持って、電気的接続されて
いるが、このようなコンタクトホール１３は、画素毎に
開孔されても良く、複数の画素からなる画素グループ毎
に開孔されても良い。

【００９１】コンタクトホール１３を画素毎に開孔した
場合には、第１遮光膜１１１による容量線３ｂの低抵抗
化を促進でき、さらに、両者間における冗長構造の度合
いを高められる。他方、コンタクトホール１３を複数の
画素からなる画素グループ毎に（例えば、２画素毎にあ
るいは３画素毎に）開孔した場合には、容量線３ｂや第
１遮光膜１１１のシート抵抗、駆動周波数、要求される
仕様等を勘案しつつ、第１遮光膜１１１による容量線３
ｂの低抵抗化および冗長構造による利益と、多数のコン
タクトホール１３を開孔することによる製造工程の複雑
化あるいは当該液晶装置の不良化等の弊害とを適度にバ
ランスできるので、実践上大変有利である。

【００９２】また、このような画素毎あるいは画素グル
ープ毎に設けられるコンタクトホール１３は、対向基板
２０の側から見てデータ線６ａの下に開孔されている。
このため、コンタクトホール１３は、画素部の開口領域
から外れており、しかもＴＦＴ３０や第１蓄積容量電極
１ｆが形成されていない第１層間絶縁膜１２の部分に設
けられているので、画素部の有効利用を図りつつ、コン
タクトホール１３の形成によるＴＦＴ３０や他の配線等
の不良化を防ぐことができる。

【００９３】また、図３において、スイッチング用ＴＦ
Ｔ３０の半導体は、単結晶構造を持つ単結晶シリコンに
より形成されている。単結晶シリコンからなる半導体を
形成するには、単結晶シリコン基板と支持基板とを貼り
合わせた後に、単結晶シリコン基板側を薄膜化する貼り
合わせ法を用いることができる。このような単結晶シリ
コン薄膜を絶縁層上に形成した構造をＳＯＩ（Ｓｉｌｉ
ｃｏｎＯｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）という。また、こ
のような基板を貼り合わせＳＯＩと呼ぶ。

【００９４】また、画素スイッチング用ＴＦＴ３０は、
ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、走
査線３ａ、該走査線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'、走査線３
ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜２、データ
線６ａ、半導体層１ａの低濃度ソース領域（ソース側Ｌ
ＤＤ領域）１ｂ及び低濃度ドレイン領域（ドレイン側Ｌ
ＤＤ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。

【００９５】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、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ＴＦＴ
３０として用いられることが多い。データ線６ａは、Ａ
ｌ等の金属膜や金属シリサイド等の合金膜などの遮光性
の薄膜から構成されている。また、走査線３ａ、ゲート
絶縁膜２及び第１層間絶縁膜１２の上には、高濃度ソー
ス領域１ｄへ通じるコンタクトホール５及び高濃度ドレ
イン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が各々形成さ
れた第２層間絶縁膜４が形成されている。このソース領
域１ｂへのコンタクトホール５を介して、データ線６ａ
は高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。更
に、データ線６ａ及び第２層間絶縁膜４の上には、高濃
度ドレイン領域１ｅへのコンタクトホール８が形成され
た第３層間絶縁膜７が形成されている。この高濃度ドレ
イン領域１ｅへのコンタクトホール８を介して、画素電
極９ａは高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続されて
いる。前述の画素電極９ａは、このように構成された第
３層間絶縁膜７の上面に設けられている。尚、画素電極
９ａと高濃度ドレイン領域１ｅとは、データ線６ａと同
一のＡｌ膜や走査線３ｂと同一のポリシリコン膜を中継
して電気的に接続するようにしてもよい。

【００９６】画素スイッチング用ＴＦＴ３０は、好まし
くは上述のようにＬＤＤ構造を持つが、低濃度ソース領
域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃに不純物イオンの打
ち込みを行わないオフセット構造を持ってよいし、ゲー
ト電極３ａをマスクとして高濃度で不純物イオンを打ち
込み、自己整合的に高濃度ソース及びドレイン領域を形
成するセルフアライン型のＴＦＴであってもよい。

【００９７】また、画素スイッチング用ＴＦＴ３０のゲ
ート電極（走査線３ａ）をソース−ドレイン領域１ｂ及
び１ｅ間に１個のみ配置したシングルゲート構造とした
が、これらの間に２個以上のゲート電極を配置してもよ
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。このようにダブ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。これらのゲート電極の
少なくとも１個をＬＤＤ構造或いはオフセット構造にす
れば、更にオフ電流を低減でき、安定したスイッチング
素子を得ることができる。

【００９８】ここで、一般には、半導体層１ａのチャネ
ル領域１ａ'低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン
領域１ｃ等の単結晶シリコン層は、光が入射するとシリ
コンが有する光電変換効果により光電流が発生してしま
い画素スイッチング用ＴＦＴ３０のトランジスタ特性が
変化するが、本実施形態では、走査線３ａを上側から覆
うようにデータ線６ａがＡｌ等の遮光性の金属薄膜から
形成されているので、少なくとも半導体層１ａのチャネ
ル領域１ａ'及びＬＤＤ領域１ｂ、１ｃへの入射光の入
射を効果的に防ぐことが出来る。

【００９９】また、前述のように、画素スイッチング用
ＴＦＴ３０の下側には、第１遮光膜１１１が設けられて
いるので、少なくとも半導体層１ａのチャネル領域１
ａ'及びＬＤＤ領域１ｂ、１ｃへの戻り光の入射を効果
的に防ぐことが出来る。

【０１００】なお、この実施形態では、相隣接する前段
あるいは後段の画素に設けられた容量線３ｂと第１遮光
膜１１１とを接続しているため、最上段あるいは最下段
の画素に対して第１遮光膜１１１に定電位を供給するた
めの容量線３ｂが必要となる。そこで、容量線３ｂの数
を垂直画素数に対して１本余分に設けておくようにする
と良い。

【０１０１】次に、以上のような構成を持つ液晶装置の
製造プロセスについて説明する。

【０１０２】まず、石英基板、ハードガラスなどの光透
過性の絶縁基板からなるＴＦＴアレイ基板１０を用意
し、その全面に、スパッタにより、メタル層Ｍ１とバリ
ア層Ｂ１とを下から順に形成する。ついで、フォトリソ
グラフィにより、第１遮光膜１１１のパターン（図２参
照）に対応するレジストマスクを形成し、該レジストマ
スクを介してメタル層Ｍ１およびバリア層Ｂ１をエッチ
ングすることにより、図２に示したようなパターンの第
１遮光膜１１１を形成する。

【０１０３】続いて、第１遮光膜１１１を形成したＴＦ
Ｔアレイ基板１０の表面上に、スパッタリング法、ＣＶ
Ｄ法などにより、第１層間絶縁膜１２を形成し、表面を
ＣＭＰ（化学的機械研磨）法などの方法を用いて研磨し
て、平坦化する。

【０１０４】その後、表面が平坦化された第１層間絶縁
膜１２が形成されたＴＦＴアレイ基板１０上に単結晶シ
リコン基板を貼り合わせる。

【０１０５】ここで用いる単結晶シリコン基板のＴＦＴ
アレイ基板１０と貼り合わせる側の表面には、あらかじ
め酸化膜層が形成されていると共に、水素イオン
（Ｈ⁺）が例えば加速電圧１００ｋｅＶ、ドーズ量１０
×１０¹⁶／ｃｍ²にて注入されている。貼り合わせ工程
は、例えば、３００℃で２時間熱処理することによって
２枚の基板を直接貼り合わせる方法を採用することがで
きる。

【０１０６】次に、貼り合わせた単結晶シリコン基板の
貼り合わせ面側の酸化膜と単結晶シリコン層を残したま
ま、単結晶シリコン基板をＴＦＴアレイ基板１０から分
離するための熱処理を行う。この熱処理は、例えば、貼
り合わせた２枚の基板を毎分２０℃の昇温速度にて６０
０℃まで加熱することにより行うことができる。分離
後、１０００℃程度でアニールすることにより、十分な
貼り合わせ強度をもつことができる。なお、図１３に示
すように少なくとも基板外周に沿って第１遮光膜１１１
を形成すると第１遮光膜により効率よく加熱されるので
貼り合わせ強度をあげるのに効果的である。

【０１０７】なお、薄膜化した単結晶シリコン層は、こ
こに述べた方法以外に、単結晶シリコン基板の表面を研
磨してその膜厚を３〜５μｍとした後、さらにＰＡＣＥ
（ＰｌａｓｍａＡｓｓｉｓｔｅｄＣｈｅｍｉｃａｌ
Ｅｔｃｈｉｎｇ）法によってその膜厚を０．０５〜
０．８μｍ程度までエッチングして仕上げる方法や、多
孔質シリコン上に形成したエピタキシャルシリコン層を
多孔質シリコン層の選択エッチングによって貼り合わせ
基板上に転写するＥＬＴＲＡＮ（Ｅｐｉｔａｘｉａｌ
ＬａｙｅｒＴｒａｎｓｆｅｒ）法によっても得ること
ができる。

【０１０８】次に、フォトリソグラフィ工程、エッチン
グ工程等により、所定パターンの半導体層１ａおよび半
導体層１ａから延設された第１蓄積容量電極１ｆを形成
する。

【０１０９】その後、従来と同様の方法などにより、図
３に示す各層が形成されて、ＴＦＴアレイ基板１０が形
成される。

【０１１０】一方、対向基板２０については、ガラス基
板等が先ず用意され、第２遮光膜２３が、例えば、金属
クロムをスパッタした後、フォトリソグラフィ工程、エ
ッチング工程を経て形成される。その後、従来と同様の
方法などにより、図３に示す各層が形成されて、対向基
板２０が形成される。

【０１１１】最後に、上述のように各層が形成されたＴ
ＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、配向膜１６お
よび２２が対面するようにシール材により貼り合わさ
れ、真空吸引等により、両基板間の空間に、例えば、複
数種類のネマティック液晶を混合してなる液晶が吸引さ
れて、所定層厚の液晶層５０が形成される。

【０１１２】（液晶装置の全体構成）以上のように構成
された本実施形態の液晶装置の全体構成を図８および図
９を参照して説明する。なお、図８は、ＴＦＴアレイ基
板１０をその上に形成された各構成要素と共に対向基板
２０の側から見た平面図であり、図９は、対向基板２０
を含めて示す図７のＨ−Ｈ'断面図である。

【０１１３】図８において、ＴＦＴアレイ基板１０の上
には、シール材５２が対向基板２０の縁に沿って設けら
れており、その内側に並行して、例えば、第２遮光膜２
３と同じあるいは異なる材料から成る周辺見切りとして
の第３遮光膜５３が設けられている。シール材５２の外
側の領域には、データ線駆動回路１０１及び実装端子１
０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられて
おり、走査線駆動回路１０４が、この一辺に隣接する２
辺に沿って設けられている。走査線３ａに供給される走
査信号遅延が問題にならない場合には、走査線駆動回路
１０４は片側だけでも良いことは言うまでもない。

【０１１４】また、データ線駆動回路１０１を画面表示
領域の辺に沿って両側に配列してもよい。例えば、奇数
列のデータ線６ａは画面表示領域の一方の辺に沿って配
設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給し、偶数
列のデータ線は前記画面表示領域の反対側の辺に沿って
配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給するよ
うにしてもよい。この様にデータ線６ａを櫛歯状に駆動
するようにすれば、データ線駆動回路の占有面積を拡張
することができるため、複雑な回路を構成することが可
能となる。

【０１１５】さらに、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺
には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路
１０４間をつなぐための複数の配線１０５が設けられて
おり、更に、周辺見切りとしての第３遮光膜５３の下に
隠れてプリチャージ回路を設けてもよい。また、対向基
板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、Ｔ
ＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的導通
をとるための導通材１０６が設けられている。そして、
図９に示すように、図８に示したシール材５２とほぼ同
じ輪郭を持つ対向基板２０が当該シール材５２によりＴ
ＦＴアレイ基板１０に固着されている。

【０１１６】以上の液晶装置のＴＦＴアレイ基板１０上
には、さらに、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等を形成してもよ
い。また、データ線駆動回路１０１および走査線駆動回
路１０４をＴＦＴアレイ基板１０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、ＴＦＴアレ
イ基板１０の周辺領域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２０の投射光が入射する側およびＴ
ＦＴアレイ基板１０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、Ｓ
ＴＮ（スーパーＴＮ）モード、Ｄ−ＳＴＮ（デュアルス
キャン−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、偏光手段などが所
定の方向で配置される。

【０１１７】以上説明した液晶装置は、例えば、カラー
液晶プロジェクタ（投射型表示装置）に適用される場合
には、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、その場合
には、上記実施形態で示したように、対向基板２０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２３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２０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、上記実施形態の液晶
装置を適用することができる。さらに、対向基板２０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。さらにまた、
対向基板２０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。

【０１１８】以上説明した実施形態における液晶装置で
は、従来と同様に入射光を対向基板２０の側から入射す
ることとしたが、ＴＦＴアレイ基板１０に第１遮光膜１
１１を設けているので、ＴＦＴアレイ基板１０の側から
入射光を入射し、対向基板２０の側から出射するように
しても良い。すなわち、このように液晶装置を液晶プロ
ジェクタに取り付けても、半導体層１ａのチャネル領域
１ａ'及びＬＤＤ領域１ｂ、１ｃに光が入射することを
防ぐことができ、高画質の画像を表示することが可能で
ある。ここで、従来は、ＴＦＴアレイ基板１０の裏面側
での反射を防止するために、反射防止用のＡＲ（Ａｎｔ
ｉ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）被膜された偏光手段を別途
配置したり、ＡＲフィルムを貼り付ける必要があった。
しかし、上記の実施形態では、ＴＦＴアレイ基板１０の
表面と半導体層１ａの少なくともチャネル領域１ａ'及
びＬＤＤ領域１ｂ、１ｃとの間に第１遮光膜１１１が形
成されているため、このようなＡＲ被膜された偏光手段
やＡＲフィルムを用いたり、ＴＦＴアレイ基板１０その
ものをＡＲ処理した基板を使用する必要が無くなる。従
って、上記実施形態によれば、材料コストを削減でき、
また偏光手段の貼り付け時に、ごみ、傷等により、歩留
まりを落とすことがなく大変有利である。また、耐光性
が優れているため、明るい光源を使用したり、偏光ビー
ムスプリッタにより偏光変換して、光利用効率を向上さ
せても、光によるクロストーク等の画質劣化を生じな
い。

【０１１９】また、このような液晶装置には、バリア層
Ｂ１とメタル層Ｍ１とを有する第１遮光膜１１１が備え
られているので、第１遮光膜１１１の遮光性能が不十分
であることによる光リーク電流が発生しにくく、強力な
光源を有する電子機器などに好適に使用できる液晶装置
とすることができる。また、ＳＯＩ技術の有する素子の
高速化や低消費電力化等の利点を十分に生かすことが可
能な液晶装置とすることができる。

【０１２０】すなわち、第１遮光膜１１１が、ＴＦＴア
レイ基板１０と画素スイッチング用ＴＦＴ３０との間に
設けられ、画素スイッチング用ＴＦＴ３０側（半導体層
１ａ側）にバリア層Ｂ１を有するものであるので、第１
遮光膜１１１を形成した後に、第１層間絶縁膜１２の形
成や、画素スイッチング用ＴＦＴ３０を形成する際のア
ニール処理等の高温処理を行っても、高温処理の影響を
受けやすい側の面であるメタル層Ｍ１の半導体層１ａ側
の表面に、酸素元素を含まないバリア層Ｂ１が設けられ
ていることにより、メタル層Ｍ１と第１層間絶縁膜１２
との酸化現象の発生が抑制されるので、メタル層Ｍ１を
形成している材料が酸素化合物になることに起因する遮
光性能の低下を防止することができ、第１遮光膜１１１
の遮光性能を確保することができる。

【０１２１】これにより、遮光性能の高い、例えば、Ｔ
ｉなどの材料でメタル層Ｍ１を形成することが可能とな
り、優れた遮光性能を有する第１遮光膜１１１が得られ
る。

【０１２２】また、第１遮光膜１１１は、高温処理によ
る遮光性能の低下が生じにくく、優れた遮光性能を有す
るので、従来の遮光膜と比較して膜厚を薄くすることが
できる。このことにより、従来の遮光膜と比較して、第
１遮光膜１１１の成膜工程におけるエッチング時間を短
縮することができるとともに、第１遮光膜１１１を形成
する際に使用する成膜ターゲットの延命およびガス量の
低減をはかることができる。また、第１遮光膜１１１の
上に形成する第１層間絶縁膜１２を研磨して平坦化する
際の凹凸状態が小さいものとなるため、容易に平坦化す
ることができる。

【０１２３】また、第１遮光膜１１１において、バリア
層Ｂ１を形成する材料である高融点金属の窒素化合物、
シリコン化合物、タングステン化合物、シリコンを、そ
れぞれ上述した好ましい材料とすることで、メタル層Ｍ
１を形成している材料が酸素化合物になることをより一
層効果的に抑制することができるバリア層Ｂ１となり、
より一層高温処理による遮光性能の低下が生じにくい第
１遮光膜１１１とすることができる。

【０１２４】また、メタル層Ｍ１を形成する材料である
金属単体または金属化合物をそれぞれ上述した好ましい
材料とすることで、より一層遮光性能に優れた第１遮光
膜１１１とすることができる。

【０１２５】とくに、バリア層Ｂ１を形成する材料を、
ＷＳｉ、ＭｏＳｉ、ＴｉＳｉ、ＣｏＳｉ、ＣｒＳｉのい
ずれかとし、メタル層Ｍ１を形成する材料を、Ｔｉ、Ｍ
ｏ、Ｗのいずれかとした場合、バリア層を形成する材料
がＳｉを放出するドナーとして働き、メタル層Ｍ１を形
成する材料がＳｉを受け入れるアクセプターとして働く
ため、バリア層Ｂ１とメタル層Ｍ１との物性の違いに起
因するストレスが緩和され、バリア層Ｂ１とメタル層Ｍ
１との関係が安定するので、メタル層Ｍ１を形成してい
る材料が酸素化合物になることをより一層効果的に抑制
することができ、より一層高温処理による遮光性能の低
下が生じにくい第１遮光膜１１１とすることができる。

【０１２６】また、バリア層Ｂ１とメタル層Ｍ１との関
係が安定するので、第１遮光膜１１１に、製造プロセス
中の加熱冷却によるクラックが発生しにくく、歩留まり
の向上をはかることができる。

【０１２７】さらに、バリア層Ｂ１の膜厚を、３〜１５
０ｎｍとすることで、ＴＦＴアレイ基板１０の反り量が
少ないものとなるとともに、高温処理による遮光性能の
低下を十分に防ぐことができる。したがって、より一層
優れた第１遮光膜１１１とすることができる。

【０１２８】さらにまた、メタル層Ｍ１の膜厚を、１０
〜２００ｎｍとすることで、ＴＦＴアレイ基板１０の反
り量が少ないものとなるとともに、十分な遮光性能を備
えたものとなり、より一層優れた第１遮光膜１１１とす
ることができる。

【０１２９】［第２の実施の形態］以下、本発明の第２
の実施の形態を図４を参照して説明する。

【０１３０】本実施形態が上述した第１の実施の形態と
異なるところは、図３に示す液晶装置に備えられている
第１遮光膜１１１に代えて、ＴＦＴアレイ基板１０側に
バリア層Ｂ２が設けられ、バリア層Ｂ２の上にメタル層
Ｍ１が設けられた図４に示す第１遮光膜１１２が備えら
れているところである。

【０１３１】上記のように本実施形態が第１の実施の形
態と異なるところは、第１遮光膜のみであるので、図４
には、ＴＦＴアレイ基板と第１遮光膜のみを図示し、第
１の実施の形態と同様である他の部分については省略す
る。

【０１３２】図４において、符号１０は、ＴＦＴアレイ
基板１０を示している。このＴＦＴアレイ基板１０の上
には、バリア層Ｂ２とバリア層Ｂ２の上に設けられたメ
タル層Ｍ２とからなる第１遮光層１１２が設けられてい
る。

【０１３３】この第１遮光膜１１２のバリア層Ｂ２およ
びメタル層Ｍ２は、上述した第１の実施の形態に示した
第１遮光膜１１１のバリア層Ｂ１およびメタル層Ｍ１と
同様の材料および膜厚で形成されることが好ましい。

【０１３４】このような液晶装置を製造するには、ま
ず、石英基板、ハードガラス等からなるＴＦＴアレイ基
板１０を用意し、その全面に、スパッタにより、バリア
層Ｂ２とメタル層Ｍ２とを下から順に形成する。その
後、第１の実施の形態と同様の方法などにより、ＴＦＴ
アレイ基板１０が形成される。さらに、第１の実施の形
態と同様の方法などにより、対向基板２０が形成され、
ＴＦＴアレイ基板１０と貼り合わされて、液晶装置とさ
れる。

【０１３５】この液晶装置に備えられている第１遮光膜
１１２は、バリア層Ｂ２を有するものであるので、第１
遮光膜１１２を形成した後に高温処理を行っても、メタ
ル層Ｍ２のバリア層Ｂ２側、すなわちＴＦＴアレイ基板
１０側の表面が酸素化合物になるのを、バリア層Ｂ２が
抑制するので、メタル層Ｍ２を形成している材料が酸素
化合物になることに起因する遮光性能の低下を防止する
ことができ、第１遮光膜１１２の遮光性能を確保するこ
とができる。したがって、メタル層Ｍ２に、優れた遮光
性能を有しているが高温処理によって遮光性能の低下が
生じることが問題となっていた材料を使用することが可
能となり、遮光性能に優れた材料によりメタル層Ｍ２を
形成することができる。このため、優れた遮光性能を有
する第１遮光膜１１２となる。

【０１３６】本実施形態の液晶装置は、バリア層Ｂ２と
メタル層Ｍ２とを有する第１遮光膜１１２が備えられて
いるので、第１遮光膜１１２の遮光性能が不十分である
ことによる光リーク電流が発生しにくく、強力な光源を
有する電子機器などに好適に使用できる液晶装置とする
ことができる。

【０１３７】［第３の実施の形態］以下、本発明の第３
の実施の形態を図５を参照して説明する。

【０１３８】本実施形態が上述した第１の実施の形態と
異なるところは、図３に示す液晶装置に備えられている
第１遮光膜１１１に代えて、メタル層Ｍ３が２層のバリ
ア層Ｂ３、Ｂ４の間に設けられている図５に示す第１遮
光膜１１３が備えられているところである。

【０１３９】上記のように本実施形態においても、第１
の実施の形態と異なるところは第１遮光膜のみであるの
で、図５には、ＴＦＴアレイ基板と第１遮光膜のみを図
示し、第１の実施の形態と同様である他の部分について
は省略する。

【０１４０】図５において、符号１０は、ＴＦＴアレイ
基板１０を示している。このＴＦＴアレイ基板１０の上
には、バリア層Ｂ４と、バリア層Ｂ４の上に設けられた
メタル層Ｍ３と、メタル層Ｍ３の上に設けられたバリア
層Ｂ３とからなる第１遮光層１１３が設けられている。

【０１４１】この第１遮光膜１１３のバリア層Ｂ３、Ｂ
４は、上述した第１の実施の形態に示した第１遮光膜１
１１のバリア層Ｂ１と同様の材料で形成されることが好
ましい。また、バリア層Ｂ３、Ｂ４は、各々、上述した
第１の実施の形態に示した第１遮光膜１１１のバリア層
Ｂ１と同様の膜厚で形成されることが好ましい。

【０１４２】また、この第１遮光膜１１３のメタル層Ｍ
３は、上述した第１の実施の形態に示した第１遮光膜１
１１のメタル層Ｍ１と同様の材料および膜厚で形成され
ることが好ましい。

【０１４３】このような液晶装置を製造するには、ま
ず、石英基板、ハードガラス等からなるＴＦＴアレイ基
板１０を用意し、その全面に、スパッタにより、バリア
層Ｂ４、メタル層Ｍ３、バリア層Ｂ３を下から順に形成
する。その後、第１の実施の形態と同様の方法などによ
り、ＴＦＴアレイ基板１０が形成される。さらに、第１
の実施の形態と同様の方法などにより、対向基板２０が
形成され、ＴＦＴアレイ基板１０と貼り合わされて、液
晶装置とされる。

【０１４４】この液晶装置に備えられている第１遮光膜
１１３においては、メタル層Ｍ３が２層のバリア層Ｂ
３、Ｂ４の間に挟まれた状態となっているので、第１遮
光膜１１３を形成した後に高温処理を行っても、メタル
層Ｍ３のＴＦＴアレイ基板１０側およびＴＦＴアレイ基
板１０と反対側の両側の表面が酸素化合物になるのを、
バリア層Ｂ３、Ｂ４が抑制するので、メタル層Ｍ３を形
成している材料が酸素化合物になることに起因する遮光
性能の低下を一層効果的に防止することができ、第１遮
光膜１１３の遮光性能を確保することができる。したが
って、メタル層Ｍ３に、優れた遮光性能を有しているが
高温処理によって遮光性能の低下が生じることが問題と
なっていた材料を使用することが可能となり、遮光性能
に優れた材料によりメタル層Ｍ３を形成することができ
る。このため、優れた遮光性能を有する第１遮光膜１１
３となる。

【０１４５】本実施形態の液晶装置は、上記の第１遮光
膜１１３が備えられているので、第１遮光膜１１３の遮
光性能が不十分であることによる光リーク電流がより一
層発生しにくく、より強力な光源を有する電子機器など
に好適に使用できる液晶装置とすることができる。

【０１４６】［第４の実施の形態］以下、本発明の第４
の実施の形態を図６を参照して説明する。

【０１４７】本実施形態が上述した第３の実施の形態と
異なるところは、図５に示す液晶装置に備えられている
第１遮光膜１１３のメタル層Ｍ３に代えて、図６に示す
ように、３層構造のメタル層としたところである。

【０１４８】上記のように本実施形態が第３の実施の形
態と異なるところは、第１遮光膜のみであるので、図６
には、ＴＦＴアレイ基板と第１遮光膜のみを図示し、図
５に示す第３の実施の形態と同様に、第１の実施の形態
と同様である他の部分については省略する。

【０１４９】図６において、符号１０は、ＴＦＴアレイ
基板１０を示している。このＴＦＴアレイ基板１０の上
には、バリア層Ｂ４、メタル層Ｍ６、メタル層Ｍ５、メ
タル層Ｍ４、バリア層Ｂ３が下から順に設けられた第１
遮光層１１５が設けられている。

【０１５０】メタル層Ｍ５は、遮光性を有するものであ
り、上述した第１の実施の形態に示した第１遮光膜１１
１のメタル層Ｍ１と同様の材料で形成されることが好ま
しい。また、メタル層Ｍ５を挟むメタル層Ｍ４、Ｍ６
は、遮光性を有するとともに光吸収性を有するものとさ
れ、高融点の金属単体または金属化合物からなり、具体
的には、ＴｉＮなどにより形成されることが好ましい。

【０１５１】この第１遮光膜１１５のメタル層Ｍ４、Ｍ
５、Ｍ６の膜厚の合計は、上述した第１の実施の形態に
示した第１遮光膜１１１のメタル層Ｍ１と同様の膜厚で
形成されることが好ましい。

【０１５２】また、この第１遮光膜１１５のバリア層Ｂ
３、Ｂ４は、上述した第３の実施の形態に示した第１遮
光膜１１３のバリア層Ｂ３、Ｂ４と同様の材料および膜
厚で形成されることが好ましい。

【０１５３】さらに、バリア層Ｂ３、Ｂ４を形成する材
料として、ＷＳｉ、ＭｏＳｉ、ＴｉＳｉ、ＣｏＳｉのい
ずれかを使用し、３層からなるメタル層Ｍ４、Ｍ５、Ｍ
６のうち中央に位置するメタル層Ｍ５を形成する材料と
して、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗのいずれかを使用し、バリア層Ｂ
３、Ｂ４側に位置するメタル層Ｍ６、Ｍ４を形成する材
料として、中央に位置するメタル層Ｍ５に使用した材料
の窒化化合物を使用することがより好ましい。

【０１５４】このような液晶装置を製造するには、ま
ず、石英基板、ハードガラス等からなるＴＦＴアレイ基
板１０を用意し、その全面に、スパッタにより、バリア
層Ｂ４、メタル層Ｍ６、メタル層Ｍ５、メタル層Ｍ４、
バリア層Ｂ３を下から順に形成する。その後、第１の実
施の形態と同様の方法などにより、ＴＦＴアレイ基板１
０が形成される。さらに、第１の実施の形態と同様の方
法などにより、対向基板２０が形成され、ＴＦＴアレイ
基板１０と貼り合わされて、液晶装置とされる。

【０１５５】この液晶装置に備えられている第１遮光膜
１１５においては、メタル層Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６が２層の
バリア層Ｂ３、Ｂ４の間に挟まれた状態となっているの
で、第１遮光膜１１５を形成した後に高温処理を行った
場合、第３の実施の形態と同様にして、第１遮光膜１１
５の遮光性能を確保することができる。したがって、優
れた遮光性能を有する第１遮光膜１１５となる。

【０１５６】また、バリア層Ｂ３、Ｂ４およびメタル層
Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６の関係が安定するので、第１遮光膜１
１５に、製造プロセス中の加熱冷却によるクラックが発
生しにくく、歩留まりの向上をはかることができる。

【０１５７】さらに、バリア層Ｂ３、Ｂ４を形成する材
料として、ＷＳｉ、ＭｏＳｉ、ＴｉＳｉ、ＣｏＳｉのい
ずれかを使用し、３層からなるメタル層Ｍ４、Ｍ５、Ｍ
６のうち中央に位置するメタル層Ｍ５を形成する材料と
して、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗのいずれかを使用し、バリア層Ｂ
３、Ｂ４側に位置するメタル層Ｍ６、Ｍ４を形成する材
料として、中央に位置するメタル層Ｍ５に使用した材料
の窒素化合物を使用した場合には、各層の物性の違いに
よるストレスがより一層少ないものとなり、各層の関係
がより一層安定するので、メタル層を３層構造とするこ
とによる効果をより一層高めることができる。

【０１５８】さらに、メタル層は、遮光性のメタル層で
あるメタル層Ｍ５の画素スイッチング用ＴＦＴ３０側を
光吸収性のメタル層であるメタル層Ｍ４で形成している
ので、メタル層Ｍ４に入射した光は吸収され画素スイッ
チング用ＴＦＴ３０に反射させることはない。

【０１５９】また、メタル層は、ＴＦＴアレイ基板１０
側を光吸収性のメタル層であるメタル層Ｍ６で形成して
いるので、ＴＦＴアレイ基板１０側から入射される光を
吸収することができる。このように、画素スイッチング
用ＴＦＴ３０の光リーク量をより抑える第１遮光膜１１
５とすることができる。

【０１６０】さらにまた、光吸収性のメタル層Ｍ４、Ｍ
６を窒素化合物からなるものとすることで、一層優れた
光吸収性の機能を有する第１遮光膜１１５とすることが
できる。

【０１６１】本実施形態の液晶装置は、第１遮光膜１１
５が備えられているので、第１遮光膜１１５の遮光性能
が不十分であることによる光リーク電流がより一層発生
しにくく、より強力な光源を有する電子機器などに好適
に使用できる液晶装置とすることができる。

【０１６２】なお、上述した液晶装置の例において、メ
タル層Ｍ６を光反射性を有するものにより形成してもよ
い。

【０１６３】このような第１遮光膜を備えた液晶装置で
は、メタル層のＴＦＴアレイ基板１０側に設けられた光
反射性のメタル層Ｍ６により、ＴＦＴアレイ基板１０側
から入射される光を反射することができる。したがっ
て、画素スイッチング用ＴＦＴ３０の光リーク量をより
一層抑えることができる。

【０１６４】また、上述した液晶装置の例において、第
１遮光膜のメタル層Ｍ６は、形成しなくてもよい。この
ような液晶装置においても、遮光性のメタル層Ｍ５の画
素スイッチング用ＴＦＴ３０側に光吸収性のメタル層Ｍ
４が形成されているので、メタル層Ｍ４に入射した光は
吸収され画素スイッチング用ＴＦＴ３０に反射させるこ
とがなく好ましい。

【０１６５】［第５の実施の形態］以下、本発明の第５
の実施の形態を図７を参照して説明する。

【０１６６】本実施形態が上述した第３の実施の形態と
異なるところは、図５に示す液晶装置に備えられている
第１遮光膜１１３に代えて、図７に示すように、メタル
層Ｍ３のＴＦＴアレイ基板１０側と反対側（図７におい
て上側）に設けられたバリア層Ｂ５が、メタル層Ｍ３の
ＴＦＴアレイ基板１０側（図７において下側）に設けら
れたバリア層Ｂ４の側面とメタル層Ｍ３の側面とを覆っ
て、ＴＦＴアレイ基板１０上に延出して形成されている
第１遮光膜１１４が備えられているところである。

【０１６７】上記のように本実施形態が第３の実施の形
態と異なるところは、第１遮光膜のみであるので、図７
には、ＴＦＴアレイ基板と第１遮光膜のみを図示し、図
５に示す第３の実施の形態と同様に、第１の実施の形態
と同様である他の部分については省略する。

【０１６８】図７において、符号１０は、ＴＦＴアレイ
基板１０を示している。このＴＦＴアレイ基板１０の上
には、バリア層Ｂ４と、バリア層Ｂ４の上に設けられた
メタル層Ｍ３と、メタル層Ｍ３上とバリア層Ｂ４側面と
メタル層Ｍ３側面とを覆ってＴＦＴアレイ基板１０上に
延出して形成されているバリア層Ｂ５とからなる第１遮
光層１１４が設けられている。

【０１６９】この第１遮光膜１１４のバリア層Ｂ４、Ｂ
５およびメタル層Ｍ３は、上述した第３の実施の形態に
示した第１遮光膜１１３のバリア層Ｂ３、Ｂ４およびメ
タル層Ｍ３と同様の材料および膜厚で形成されることが
好ましい。

【０１７０】このような液晶装置を製造するには、ま
ず、石英基板、ハードガラス等からなるＴＦＴアレイ基
板１０を用意し、その全面に、スパッタにより、バリア
層Ｂ４、メタル層Ｍ３を下から順に形成する。ついで、
フォトリソグラフィにより、第１遮光膜１１４のパター
ンに対応するレジストマスクを形成して、該レジストマ
スクを介してメタル層Ｍ３およびバリア層Ｂ４をエッチ
ングする。そして、このようにして形成されたメタル層
Ｍ３およびバリア層Ｂ４からなる膜を覆うように、スパ
ッタすることにより、メタル層Ｍ３上とメタル層Ｍ３側
面とバリア層Ｂ４側面とを覆い、ＴＦＴアレイ基板１０
上に延出するバリア層Ｂ５を形成する。続いて、バリア
層Ｂ５のＴＦＴアレイ基板１０上に延出する部分のうち
余分な部分をフォトリソグラフィによりエッチングする
ことにより、図７に示した第１遮光膜１１４が形成され
る。その後、第１の実施の形態と同様の方法などによ
り、ＴＦＴアレイ基板１０が形成される。さらに、第１
の実施の形態と同様の方法などにより、対向基板２０が
形成され、ＴＦＴアレイ基板１０と貼り合わされて、液
晶装置とされる。

【０１７１】この液晶装置に備えられている第１遮光膜
１１４においては、メタル層Ｍ３が２層のバリア層Ｂ
４、Ｂ５の間に挟まれた状態となっているので、第１遮
光膜１１４を形成した後に高温処理を行った場合、第３
の実施の形態と同様にして、第１遮光膜１１４の遮光性
能を確保することができる。

【０１７２】さらに、バリア層Ｂ５が、メタル層Ｍ３上
とバリア層Ｂ４側面とメタル層Ｍ３側面とを覆ってＴＦ
Ｔアレイ基板１０上に延出して形成されているととも
に、バリア層Ｂ４が、メタル層Ｍ３の下に形成されてい
るので、メタル層Ｍ３全体が、バリア層Ｂ４およびバリ
ア層Ｂ５によって囲まれた状態とされ、第１遮光膜１１
４を形成した後に高温処理を行った場合、メタル層Ｍ３
の上面、下面、および側面が酸素化合物になるのを防止
することができ、メタル層Ｍ３を形成している材料が酸
素化合物になることに起因する遮光性能の低下をより一
層確実に防止することができる。したがって、優れた遮
光性能を有する第１遮光膜１１４となる。

【０１７３】本実施形態の液晶装置は、第１遮光膜１１
４が備えられているので、第１遮光膜１１４の遮光性能
が不十分であることによる光リーク電流がより一層発生
しにくく、より強力な光源を有する電子機器などに好適
に使用できる液晶装置とすることができる。

【０１７４】なお、上記の液晶装置においては、遮光膜
は、第５の実施の形態に示したように、バリア層Ｂ５と
ＴＦＴアレイ基板１０との間に、メタル層Ｍ３とバリア
層Ｂ４とが設けられたものとすることができるが、図７
に示すメタル層Ｍ３とバリア層Ｂ４との２層に代えて、
例えば、第１〜第４の実施の形態に示した第１遮光膜１
１１、１１２、１１３、１１５が設けられたものとして
もよい。

【０１７５】この場合、第１遮光膜１１１、１１２、１
１３、１１５上と側面とがバリア層Ｂ５によって覆われ
たものとなり、メタル層を形成している材料が酸素化合
物になることに起因する遮光性能の低下をより確実に防
止することができ、より優れた遮光性能を有する第１遮
光膜とすることができる。

【０１７６】また、第１〜第５実施形態で示される遮光
膜は、画素スイッチング用ＴＦＴ上、例えば、画素スイ
ッチング用ＴＦＴとデータ線との間の層にも形成しても
よい。このような液晶装置とすることで、より一層画
素スイッチング用ＴＦＴへの光の進入を防ぐことがで
き、光リーク電流をより効果的に抑制することができ
る。

【０１７７】（電子機器）上記の実施形態の液晶装置を
用いた電子機器の一例として、投射型表示装置の構成に
ついて、図１０を参照して説明する。図１０において、
投射型表示装置１１００は、上述した液晶装置を３個用
意し、夫々ＲＧＢ用の液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ及び
９６２Ｂとして用いた投射型液晶装置の光学系の概略構
成図を示す。本例の投射型表示装置の光学系には、光源
装置９２０と、均一照明光学系９２３が採用されてい
る。そして、投射型表示装置は、この均一照明光学系９
２３から出射される光束Ｗを赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）に分離する色分離手段としての色分離光学系９２
４と、各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂを変調する変調手段としての
３つのライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂと、
変調された後の色光束を再合成する色合成手段としての
色合成プリズム９１０と、合成された光束を投射面１０
０の表面に拡大投射する投射手段としての投射レンズユ
ニット９０６を備えている。また、青色光束Ｂを対応す
るライトバルブ９２５Ｂに導く導光系９２７をも備えて
いる。

【０１７８】均一照明光学系９２３は、２つのレンズ板
９２１、９２２と反射ミラー９３１を備えており、反射
ミラー９３１を挟んで２つのレンズ板９２１、９２２が
直交する状態に配置されている。均一照明光学系９２３
の２つのレンズ板９２１、９２２は、それぞれマトリク
ス状に配置された複数の矩形レンズを備えている。光源
装置９２０から出射された光束は、第１のレンズ板９２
１の矩形レンズによって複数の部分光束に分割される。
そして、これらの部分光束は、第２のレンズ板９２２の
矩形レンズによって３つのライトバルブ９２５Ｒ、９２
５Ｇ、９２５Ｂ付近で重畳される。従って、均一照明光
学系９２３を用いることにより、光源装置９２０が出射
光束の断面内で不均一な照度分布を有している場合で
も、３つのライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂ
を均一な照明光で照明することが可能となる。

【０１７９】各色分離光学系９２４は、青緑反射ダイク
ロイックミラー９４１と、緑反射ダイクロイックミラー
９４２と、反射ミラー９４３から構成される。まず、青
緑反射ダイクロイックミラー９４１において、光束Ｗに
含まれている青色光束Ｂおよび緑色光束Ｇが直角に反射
され、緑反射ダイクロイックミラー９４２の側に向か
う。赤色光束Ｒはこのミラー９４１を通過して、後方の
反射ミラー９４３で直角に反射されて、赤色光束Ｒの出
射部９４４からプリズムユニット９１０の側に出射され
る。

【０１８０】次に、緑反射ダイクロイックミラー９４２
において、青緑反射ダイクロイックミラー９４１におい
て反射された青色、緑色光束Ｂ、Ｇのうち、緑色光束Ｇ
のみが直角に反射されて、緑色光束Ｇの出射部９４５か
ら色合成光学系の側に出射される。緑反射ダイクロイッ
クミラー９４２を通過した青色光束Ｂは、青色光束Ｂの
出射部９４６から導光系９２７の側に出射される。本例
では、均一照明光学素子の光束Ｗの出射部から、色分離
光学系９２４における各色光束の出射部９４４、９４
５、９４６までの距離がほぼ等しくなるように設定され
ている。

【０１８１】色分離光学系９２４の赤色、緑色光束Ｒ、
Ｇの出射部９４４、９４５の出射側には、それぞれ集光
レンズ９５１、９５２が配置されている。したがって、
各出射部から出射した赤色、緑色光束Ｒ、Ｇは、これら
の集光レンズ９５１、９５２に入射して平行化される。

【０１８２】このように平行化された赤色、緑色光束
Ｒ、Ｇは、ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇに入射して
変調され、各色光に対応した画像情報が付加される。す
なわち、これらの液晶装置は、不図示の駆動手段によっ
て画像情報に応じてスイッチング制御されて、これによ
り、ここを通過する各色光の変調が行われる。一方、青
色光束Ｂは、導光系９２７を介して対応するライトバル
ブ９２５Ｂに導かれ、ここにおいて、同様に画像情報に
応じて変調が施される。尚、本例のライトバルブ９２５
Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂは、それぞれさらに入射側偏光
手段９６０Ｒ、９６０Ｇ、９６０Ｂと、出射側偏光手段
９６１Ｒ、９６１Ｇ、９６１Ｂと、これらの間に配置さ
れた液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９６２Ｂとからなる
液晶ライトバルブである。

【０１８３】導光系９２７は、青色光束Ｂの出射部９４
６の出射側に配置した集光レンズ９５４と、入射側反射
ミラー９７１と、出射側反射ミラー９７２と、これらの
反射ミラーの間に配置した中間レンズ９７３と、ライト
バルブ９２５Ｂの手前側に配置した集光レンズ９５３と
から構成されている。集光レンズ９４６から出射された
青色光束Ｂは、導光系９２７を介して液晶装置９６２Ｂ
に導かれて変調される。各色光束の光路長、すなわち、
光束Ｗの出射部から各液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９
６２Ｂまでの距離は青色光束Ｂが最も長くなり、したが
って、青色光束の光量損失が最も多くなる。しかし、導
光系９２７を介在させることにより、光量損失を抑制す
ることができる。

【０１８４】各ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２
５Ｂを通って変調された各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂは、色合成
プリズム９１０に入射され、ここで合成される。そし
て、この色合成プリズム９１０によって合成された光が
投射レンズユニット９０６を介して所定の位置にある投
射面１００の表面に拡大投射されるようになっている。

【０１８５】本例では、液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、
９６２Ｂには、ＴＦＴの下側に遮光層が設けられている
ため、当該液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９６２Ｂから
の投射光に基づく液晶プロジェクタ内の投射光学系によ
る反射光、投射光が通過する際のＴＦＴアレイ基板の表
面からの反射光、他の液晶装置から出射した後に投射光
学系を突き抜けてくる投射光の一部等が、戻り光として
ＴＦＴアレイ基板の側から入射しても、画素電極のスイ
ッチング用のＴＦＴのチャネルに対する遮光を十分に行
うことができる。したがって、強力な光源を使用する場
合にも、光リーク電流が発生しにくい電子機器とするこ
とができる。

【０１８６】また、小型化に適したプリズムユニットを
投射光学系に用いても、各液晶装置９６２Ｒ、９６２
Ｇ、９６２Ｂとプリズムユニットとの間において、戻り
光防止用のフィルムを別途配置したり、偏光手段に戻り
光防止処理を施したりすることが不要となるので、構成
を小型且つ簡易化する上で大変有利である。

【０１８７】さらに、本実施形態では、戻り光によるＴ
ＦＴのチャネル領域への影響を抑えることができるた
め、液晶装置に直接戻り光防止処理を施した偏光手段９
６１Ｒ、９６１Ｇ、９６１Ｂを貼り付けなくてもよい。
そこで、偏光手段を液晶装置から離して形成、より具体
的には、一方の偏光手段９６１Ｒ、９６１Ｇ、９６１Ｂ
はプリズムユニット９１０に貼り付け、他方の偏光手段
９６０Ｒ、９６０Ｇ、９６０Ｂは集光レンズ９５３、９
４５、９４４に貼り付けることが可能である。このよう
に、偏光手段をプリズムユニットあるいは集光レンズに
貼り付けることにより、偏光手段の熱は、プリズムユニ
ットあるいは集光レンズで吸収されるため、液晶装置の
温度上昇を防止することができる。

【０１８８】また、図示を省略するが、液晶装置と偏光
手段とを離間形成することにより、液晶装置と偏光手段
との間には空気層ができるため、冷却手段を設け、液晶
装置と偏光手段との間に冷風等の送風を送り込むことに
より、液晶装置の温度上昇をさらに防ぐことができ、液
晶装置の温度上昇による誤動作を防ぐことができる。

【０１８９】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
電気光学装置用基板によれば、遮光膜を形成した後に高
温処理が行われても、無酸素系の高融点の金属単体また
は金属化合物からなるバリア層が、メタル層の酸化現象
の発生を抑制するので、遮光膜の遮光性能を確保するこ
とができる。したがって、強力な光源を有する電子機器
などに好適に使用できる電気光学装置用基板となる。ま
た、単結晶シリコンからなる半導体層を有する素子の光
リーク電流の発生が抑えられるものとなるので、ＳＯＩ
技術の有する素子の高速化や低消費電力化等の利点を十
分に生かすことができる電気光学装置用基板となる。

【０１９０】本発明の電気光学装置および電子機器は、
上記の電気光学装置用基板を備えたものであるので、遮
光性能が不十分であることによる光リーク電流が発生し
にくいものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】液晶装置の一実施形態における画像形成領域
を構成するマトリクス状の複数の画素に設けられた各種
素子、配線等の等価回路図である。

【図２】液晶装置の一実施形態におけるデータ線、走
査線、画素電極、遮光膜等が形成されたＴＦＴアレイ基
板の相隣接する複数の画素群の平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ'断面図である。

【図４】本発明の電気光学装置用基板の他の例を説明
するための図である。

【図５】本発明の電気光学装置用基板の他の例を説明
するための図である。

【図６】本発明の電気光学装置用基板の他の例を説明
するための図である。

【図７】本発明の電気光学装置用基板の他の例を説明
するための図である。

【図８】液晶装置の一実施形態におけるＴＦＴアレイ
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９】図８のＨ−Ｈ'断面図である。

【図１０】液晶装置を用いた電子機器の一例である投
射型表示装置の構成図である。

【図１１】本発明の遮光膜の配置の仕方をチップ内で
模式的に示した断面図である。

【図１２】図１１の平面図である。

【図１３】本発明の遮光膜の配置の仕方を基板全体で
示した平面図である。

【図１４】従来の液晶装置の画素部内の断面構造を示
した図である。

【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１０・・・ＴＦＴアレイ基板１１ａ、１１１、１１１ａ、１１１ｂ、１１２、１１
３、１１４、１１５・・・第１遮光膜１２・・・第１層間絶縁膜Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ５、Ｍ６・・・メタル層Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４・・・バリア層

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対向する一対の基板間に電気光学
材料が狭持されてなる電気光学装置を構成する電気光学
装置用基板であって、前記一対の基板のうち一方の基板は、光透過性の絶縁基
板からなり、前記絶縁基板の上には、単結晶シリコンからなる半導体
層が設けられ、前記半導体層に対向する位置には、高融点の金属単体ま
たは金属化合物からなるメタル層と、前記メタル層の少
なくとも一方の面に積層された無酸素系の高融点の金属
単体または金属化合物からなるバリア層とを有する遮光
膜が設けられたことを特徴とする電気光学装置用基板。
【請求項２】前記バリア層は、窒素化合物、シリコン
化合物、タングステン化合物、タングステン、シリコン
のうちの１種からなることを特徴とする請求項１に記載
の電気光学装置用基板。
【請求項３】前記バリア層の窒素化合物が、Ｓｉ
Ｎ、ＴｉＮ、ＷＮ、ＭｏＮ、ＣｒＮのいずれかであるこ
とを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置用基板。
【請求項４】前記バリア層のシリコン化合物が、Ｔｉ
Ｓｉ、ＷＳｉ、ＭｏＳｉ、ＣｏＳｉ、ＣｒＳｉのいずれ
かであることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装
置用基板。
【請求項５】前記バリア層のタングステン化合物が、
ＴｉＷ、ＭｏＷのいずれかであることを特徴とする請求
項２に記載の電気光学装置用基板。
【請求項６】前記メタル層の金属単体が、Ｔｉ、Ｗ、
Ｍｏ、Ｃｏ、Ｃｒのいずれかであることを特徴とする請
求項１に記載の電気光学装置用基板。
【請求項７】前記メタル層の金属化合物が、ＴｉＮ、
ＴｉＷ、ＭｏＷのいずれか一方であることを特徴とする
請求項１に記載の電気光学装置用基板。
【請求項８】前記メタル層は、遮光性のメタル層と光
吸収性のメタル層とを備え、前記光吸収性のメタル層は、前記遮光性のメタル層の前
記半導体層側に設けられていることを特徴とする請求項
１ないし請求項７のいずれかに記載の電気光学装置用基
板。
【請求項９】前記メタル層は、遮光性のメタル層の両
面に光吸収性のメタル層を積層して構成されることを特
徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の電
気光学装置用基板。
【請求項１０】前記メタル層は、光反射性のメタル層
を備えることを特徴とする請求項８に記載の電気光学装
置用基板。
【請求項１１】前記光吸収性のメタル層は、窒化化合
物であることを特徴とする請求項８または請求項９に記
載の電気光学装置用基板。
【請求項１２】前記メタル層の両面に前記バリア層が
積層されていることを特徴とする請求項１ないし請求項
１１のいずれかに記載の電気光学装置用基板。
【請求項１３】前記メタル層を前記バリア層で囲むこ
とを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれかに
記載の電気光学装置用基板。
【請求項１４】前記遮光膜は、前記絶縁基板と前記半
導体層との間に配置され、前記遮光膜の前記バリア層が、前記メタル層の前記半導
体層側に面していることを特徴とする請求項１ないし請
求項１３のいずれかに記載の電気光学装置用基板。
【請求項１５】前記遮光膜は、前記電気光学材料側の
前記半導体層上に配置されていることを特徴とする請求
項１ないし請求項１４に記載の電気光学装置用基板。
【請求項１６】互いに対向する一対の基板間に電気光
学材料が狭持されてなる電気光学装置を構成する電気光
学装置用基板であって、前記一対の基板のうち一方の基板は、光透過性の絶縁基
板からなり、前記絶縁基板の上には、単結晶シリコンからなる半導体
層が設けられ、前記半導体層に対向する位置には、高融点の金属単体ま
たは金属化合物からなるメタル層と、高融点の金属単体
または金属化合物からなり、前記メタル層の少なくとも
一方の面に積層され、前記メタル層の酸化を保護する保
護層とを有する遮光膜を備えたことを特徴とする電気光
学装置用基板。
【請求項１７】前記遮光膜は、前記絶縁基板と前記半
導体層との間に配置され、少なくとも電気光学装置の光弁機能を有する領域外に形
成していることを特徴とする請求項１ないし請求項１６
に記載の電気光学装置用基板。
【請求項１８】前記遮光膜は、前記絶縁基板と前記半
導体層との間に配置され、少なくとも前記絶縁基板の外周に沿って形成しているこ
とを特徴とする請求項１ないし請求項１７に記載の電気
光学装置用基板。
【請求項１９】請求項１ないし請求項１８に記載の電
気光学装置用基板を備えたことを特徴とする電気光学装
置。
【請求項２０】請求項１９に記載の電気光学装置を備
えたことを特徴とする電子機器。