JP2003295168A - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気光学装置において、ＴＦＴに対する光の
入射を未然に防止することで高品位な画像を表示するこ
との可能とする。 【解決手段】 本発明の電気光学装置は、ＴＦＴアレイ
基板上に、画素電極に接続された、チャネル領域（１ａ
´）を含む半導体層（１ａ）を有するＴＦＴと、該ＴＦ
Ｔに接続された配線と、前記画素電極に接続された画素
電位側容量電極を含む中継層（７１）、誘電体膜及び固
定電位側容量電極を含む容量線（３００）を順次積層し
てなる蓄積容量（７０）と、前記ＴＦＴ及び前記蓄積容
量の間に配置された遮光膜（４０１）とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば液晶装置等
の電気光学装置において、薄膜トランジスタ（以下、適
宜「ＴＦＴ（Thin Film Transistor）」と称す。）をス
イッチング素子として備えた電気光学装置の技術分野に
属する。また、本発明は、そのような電気光学装置を備
えた電子機器の技術分野にも属する。

【０００２】

【背景技術】従来、画素電極及び該画素電極に接続され
た画素スイッチング素子としてのＴＦＴ等を備えること
により、いわゆるアクティブマトリクス駆動が可能とさ
れた電気光学装置が知られている。このような電気光学
装置においては、昨今、より小型でありながら、より高
品位な画像を表示可能なものが一般的に要請されてい
る。

【０００３】この要請に応えるためには、種々の課題を
克服しなければならないが、その中でも特に、各画素に
設けられたＴＦＴ、とりわけその半導体層中のチャネル
領域に対する光入射に係る課題の克服は重要である。と
いうのも、該チャネル領域に光が照射されると、該光に
よる励起で光リーク電流が発生してＴＦＴの特性が変化
するからである。このようになると、画像上にフリッカ
等が生じ、もはや高品位な画像表示が困難になる。特
に、プロジェクタのライトバルブ用の電気光学装置の場
合には、入射光の強度が高いため、ＴＦＴのチャネル領
域やその周辺領域に対する入射光の遮光を行うことはよ
り重要となる。

【０００４】そこで従来は、前記ＴＦＴ等が作り込まれ
たＴＦＴアレイ基板に対して、液晶等の電気光学物質を
挟んで対向する対向基板に、各画素の開口領域を規定す
る遮光膜を設けることにより、チャネル領域やその周辺
領域に光が到達しないような構成がとられている。ある
いはまた、ＴＦＴアレイ基板上において、ＴＦＴの上を
通過するＡｌ（アルミニウム）等の金属膜からなるデー
タ線を遮光膜として利用する構成等もとられている。こ
れらのような構成を採ることにより、当該電気光学装置
のＴＦＴないしはそのチャネル領域に光が入射するのを
未然に防ぐこと、すなわち光リーク電流の発生を未然に
防止すること、が可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た遮光技術には、以下のような問題点があった。すなわ
ち、対向基板上やＴＦＴアレイ基板上に遮光膜を形成す
る技術によれば、遮光膜とチャネル領域との間は、３次
元的に見て例えば液晶層、電極、層間絶縁膜等を介して
かなり離間しており、両者間へ斜めに入射する光に対す
る遮光が十分ではない。特に、プロジェクタのライトバ
ルブとして用いられる小型の電気光学装置においては、
入射光は光源からの光をレンズで絞った光束であり、斜
めに入射する成分を無視し得ない程度（例えば、基板に
垂直な方向から１０度から１５度程度傾いた成分を１０
％程度）含んでいるので、このような斜めの入射光に対
する遮光が十分でないことは実践上問題となる。

【０００６】特に、上述した電気光学装置の小型化とい
う一般的要請に沿うべく、該装置の高精細化あるいは画
素ピッチの微細化が進むとともに、表示画像の高品位化
という一般的要請に沿って更に明るい画像を表示すべ
く、入射光の光強度は高まる傾向にあり、上述した従来
の遮光技術によれば、十分な遮光を施すのがより困難な
状況にある。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、ＴＦＴに対する光の入射を未然に防止するこ
とで高品位な画像を表示することの可能な電気光学装置
を提供することを課題とする。また、本発明は、そのよ
うな電気光学装置を具備してなる電子機器を提供するこ
とも課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の電気光学装置
は、上記課題を解決するため、基板上に、画素電極と、
該画素電極に接続された薄膜トランジスタと、該薄膜ト
ランジスタに接続された配線と、前記薄膜トランジスタ
の上側に配置された蓄積容量と、前記薄膜トランジスタ
及び前記蓄積容量の間に配置され、かつ、前記薄膜トラ
ンジスタの少なくともチャネル領域をその上側から覆う
遮光膜とを備えている。

【０００９】本発明の電気光学装置によれば、まず、配
線の一例たる走査線を通じて、薄膜トランジスタの動作
を制御することが可能であるとともに、同じく配線の一
例たるデータ線を通じて、前記薄膜トランジスタを介し
て画素電極に画像信号を書き込むことが可能となること
で、いわゆるアクティブマトリクス駆動を行うことが可
能である。この際、画素電極に印加された電圧は蓄積容
量に一定時間蓄えられることになるから、電位保持特性
が向上し、より高品位な画像の表示を行うことが可能で
ある。

【００１０】ここで特に、本発明においては、薄膜トラ
ンジスタ及び蓄積容量の間に遮光膜を備えている。これ
により、従前に比べて、薄膜トランジスタと遮光膜との
距離が小さくなるから、より高い確度で、薄膜トランジ
スタ、ないしはその半導体層中のチャネル領域に対する
光の入射を未然に防止することが可能となる。とりわ
け、薄膜トランジスタと遮光膜との距離が小さくなると
いうことは、斜めに入射してくる光の遮光を、確実に実
施することができることを意味する。

【００１１】したがって、本発明に係る電気光学装置に
よれば、薄膜トランジスタにおいて、光リーク電流が発
生する可能性を低減することが可能となるから、画像上
にフリッカ等を生じさせるなどの不具合の可能性を低減
することができ、もって高品位な画像を表示することが
可能となる。

【００１２】なお、遮光膜としては、後述するように、
これを島状に形成する等の場合が考えられる他、場合に
よっては、格子状に、あるいは縞状に形成するような形
態としてもよい。

【００１３】本発明の電気光学装置の一態様では、前記
遮光膜の外形形状は、平面的にみて、前記チャネル領域
の外形形状よりも大きい。

【００１４】この態様によれば、薄膜トランジスタのチ
ャネル領域に対する遮光をより確実に実現することが可
能となる。また、斜め光に対する遮光についても、本態
様は大きな作用効果を生む。

【００１５】本発明の電気光学装置の他の態様では、前
記遮光膜は、平面的にみて、島状、ストライプ状及び格
子状のいずれかに形成されている。

【００１６】この態様によれば、画素電極、配線、薄膜
トランジスタ等のレイアウトの自由度を高めることが可
能である。

【００１７】より具体的には、薄膜トランジスタを構成
する半導体層には、ソース電極及びドレイン電極を電気
的に接続するか、あるいは延設等する必要があるが、本
態様によれば、遮光膜が島状、ストライプ状及び格子状
のいずれかに形成されていることにより、例えば、半導
体層と遮光膜とが完全には重ならないような構成をとる
ことが可能であり、この遮光膜に重ならない半導体層に
は、容易にコンタクトホール等を設けることが可能とな
る。したがって、本態様によれば、容易に、ソース電極
又はドレイン電極を形成することが可能となる。

【００１８】本発明の電気光学装置の他の態様では、前
記遮光膜の外形形状は、平面的にみて、前記蓄積容量の
外形形状に一致されている。

【００１９】この態様によれば、本発明に係る電気光学
装置を構成する各種構成について、無理なきレイアウト
を実現することが可能となる。また、この態様に加え、
上述した、遮光膜を島状、ストライプ状及び格子状のい
ずれかに形成する態様をも併せもつならば、レイアウト
の自由度がより増すこととなるは当然である。

【００２０】なお、本態様にいう「一致」というのは、
遮光膜の外形形状と蓄積容量の外形形状とが完全一致す
る場合を含むことは勿論、両者が、いわば略一致するよ
うな場合をも含む。具体的には、蓄積容量を構成する画
素電位側容量電極、誘電体膜及び固定電位側容量電極
は、それぞれ種々の形状をとりえ、必ずしもこれら三要
素がすべて同一の形状をとるとは限らないから、例え
ば、遮光膜の外形形状は、これらのうち画素電位側容量
電極又は固定電位側容量電極の外形形状に一致している
が、誘電体膜の外形形状には一致していないという場合
も考えられる。そして、本態様にいう「一致」には、こ
のような場合も含まれるのである。

【００２１】さらには、上の例を更に進めて、遮光膜の
外形形状は、画素電位側容量電極の外形形状に「略」一
致するが、誘電体膜の外形形状には一致しないという場
合や、遮光膜の外形形状が上述したように格子状若しく
はストライプ状に形成されており、固定電位側容量電極
が走査線に沿った形で形成される容量線の一部として構
成されているときには、該遮光膜の外形形状と該容量線
ないし該固定電位側容量電極の外形形状とが略一致して
いるなどという場合も、本態様にいう「一致」の概念に
含まれる。

【００２２】本発明の電気光学装置の他の態様では、前
記遮光膜は、ＷＳｉ（タングステンシリサイド）、Ｔｉ
（チタン）、ＴｉＮ（チタンナイトライド）及びＡｌ
（アルミニウム）の少なくとも一つからなる。

【００２３】この態様によれば、遮光膜を構成する材料
が好適となる、すなわち遮光性能に優れたものとなるこ
とから、薄膜トランジスタに対する光入射の防止は、よ
り確実に図られることになる。

【００２４】本発明の電気光学装置の他の態様では、前
記遮光膜の電位は、固定されている。

【００２５】この態様によれば、薄膜トランジスタに比
較的近接する遮光膜が固定電位とされていることから、
これが浮遊電位とされている場合を想定すると明らかな
ように、薄膜トランジスタの動作に悪影響を与えること
がない。

【００２６】なお、遮光膜の電位を固定とする手段とし
ては、例えば、該遮光膜を当該電気光学装置に供給され
る何らかの固定電位源に接続することによればよい。こ
こで、固定電位源の例としては、例えば、当該電気光学
装置において通常実施される反転駆動の中央電位（以
下、「ＬＣＣＯＭ（Liquid Crystal Common）電位」とい
う。）を供給する電源を考えることができる。ここで、
反転駆動とは、一般に、＋Ｖボルトと−Ｖボルトという
二つの電位を使用して電気光学装置を駆動する駆動方法
であって、例えば、画像１フレームの期間は＋Ｖボルト
（より正確には、ＬＣＣＯＭ電位＋Ｖボルト）で駆動
し、次の１フレームの期間は−Ｖボルト（より正確に
は、ＬＣＣＯＭ電位−Ｖボルト）で駆動するというもの
を指す。

【００２７】また、本態様に係る遮光膜を、薄膜トラン
ジスタ下に設けられる下側遮光膜に電気的に接続した上
で、該下側遮光膜を上述したような固定電位源に接続す
ることによって、該遮光膜を固定電位とするような形態
や、本態様に係る遮光膜を、前記蓄積容量を構成する固
定電位側容量電極に接続することによって、該遮光膜を
固定電位とするような形態などとしてもよい。

【００２８】本発明の電気光学装置の他の態様では、前
記薄膜トランジスタの下側に、下側遮光膜を更に備えて
いる。

【００２９】この態様によれば、薄膜トランジスタに対
する光の入射の防止を、より確実に達成することが可能
となる。具体的には例えば、本態様に係る電気光学装置
が、カラー表示可能な投射型表示装置におけるライトバ
ルブとして利用される場合においては、当該投射が表示
装置には、例えば赤、青及び緑の三色に対応する三組の
ライトバルブ、すなわち電気光学装置が、一組のプリズ
ムに対向して備えられることになる。このような場合、
例えば赤に対応する電気光学装置に対して、それに対向
する青に対応する電気光学装置を抜けてきた光が入射し
てくる場合があるのである。そして、この光は、いわゆ
る戻り光として、薄膜トランジスタの下側から入射して
くる光となる。

【００３０】ここで、本態様に係る下側遮光膜によれ
ば、薄膜トランジスタの下側から入射してくる光に対す
る遮光が可能となるから、該薄膜トランジスタにおける
光リーク電流の発生の可能性をより低減することが可能
となるのである。

【００３１】また、本発明の電気光学装置の他の態様で
は、前記蓄積容量を構成する固定電位側容量電極は容量
線の一部を構成し該容量線は遮光機能を有し、更に、本
発明の電気光学装置の他の態様では、前記画素電極はマ
トリクス状に複数配列されてなり、前記配線は前記マト
リクス状の列方向に複数延在するとともに前記画素電極
に対し画像信号を供給するデータ線を含み、前記データ
線は、遮光機能を有する。

【００３２】この態様によれば、本発明に係る遮光膜の
作用効果と相俟って、遮光機能を有する容量線、あるい
はデータ線の存在により、薄膜トランジスタに対する光
の入射を未然に防止する作用効果が更に確実に享受され
うることになる。

【００３３】ちなみに、前記容量線が、前記データ線に
交わるように配列されるのであれば、該容量線及び該デ
ータ線によってマトリクス状に対応する格子状の遮光領
域を形成することが可能となる。したがって、これら容
量線及びデータ線によれば、マトリクス状の画素の領
域、すなわち開口領域、あるいは該開口領域に対応する
格子状の遮光領域（非開口領域）を定義づけることが可
能である。

【００３４】本発明の電子機器は、上記課題を解決する
ために、上述した本発明に係る電気光学装置（ただし、
その各種態様を含む。）を具備してなる。

【００３５】本発明の電子機器によれば、上述した本発
明に係る電気光学装置を具備してなるから、薄膜トラン
ジスタにおける光リーク電流の発生が極力抑制されるこ
とで、高品位な画像を表示することが可能な、投射型表
示装置（液晶プロジェクタ）、液晶テレビ、携帯電話、
電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又は
モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーシ
ョン、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネル等の各種
電子機器を実現することができる。

【００３６】本発明のこのような作用及び他の利得は次
に説明する実施の形態から明らかにされる。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下では、本発明の実施の形態に
ついて図を参照しつつ説明する。以下の実施形態は、本
発明の電気光学装置を液晶装置に適用したものである。

【００３８】（画素部における構成）まず、本発明の第
１実施形態における電気光学装置の画素部における構成
について、図１から図３を参照して説明する。ここに、
図１は、電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリ
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り、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・各部
材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各
層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。

【００３９】図１において、本実施形態における電気光
学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成さ
れた複数の画素には、それぞれ、画素電極９ａと当該画
素電極９ａをスイッチング制御するためのＴＦＴ３０と
が形成されており、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Ｓ１、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
するようにしてもよい。

【００４０】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、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されて
おり、スイッチング素子である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。

【００４１】画素電極９ａを介して電気光学物質の一例
としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ
１、Ｓ２、…、Ｓｎは、対向基板に形成された対向電極
との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧
レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することによ
り、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホ
ワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧
に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブ
ラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧
に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として
電気光学装置からは画像信号に応じたコントラストをも
つ光が出射する。

【００４２】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。この蓄
積容量７０は、走査線３ａに並んで設けられ、固定電位
側容量電極を含むとともに定電位に固定された容量線３
００を含んでいる。

【００４３】以下では、上記データ線６ａ、走査線３
ａ、ＴＦＴ３０等による、上述のような回路動作が実現
される電気光学装置の、より現実的な構成について、図
２及び図３を参照して説明する。

【００４４】まず、本実施形態に係る電気光学装置は、
図２のＡ−Ａ´線断面図たる図３に示すように、透明な
ＴＦＴ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、ガラス基板、シリコン基板から
なり、対向基板２０は、例えばガラス基板や石英基板か
らなる。

【００４５】図３に示すように、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（In
dium Tin Oxide）膜等の透明導電性膜からなる。他方、
対向基板２０には、その全面に渡って対向電極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。この
うち対向電極２１もまた、上述の画素電極９ａと同様
に、例えばＩＴＯ膜等の透明導電性膜からなる。なお、
前記の配向膜１６及び２２は、例えば、ポリイミド膜等
の透明な有機膜からなる。

【００４６】一方、図２において、前記画素電極９ａ
は、ＴＦＴアレイ基板１０上に、マトリクス状に複数設
けられており（点線部９ａ´により輪郭が示されてい
る）、画素電極９ａの縦横の境界に各々沿ってデータ線
６ａ及び走査線３ａが設けられている。データ線６ａ
は、アルミニウム膜等の金属膜あるいは合金膜からな
る。また、走査線３ａは、半導体層１ａのうち図中右上
がりの斜線領域で示したチャネル領域１ａ´に対向する
ように配置されており、走査線３ａはゲート電極として
機能する。すなわち、走査線３ａとデータ線６ａとの交
差する箇所にはそれぞれ、チャネル領域１ａ´に走査線
３ａの本線部がゲート電極として対向配置された画素ス
イッチング用のＴＦＴ３０が設けられている。

【００４７】ＴＦＴ３０は、図３に示すように、ＬＤＤ
（Lightly Doped Drain）構造を有しており、その構成
要素としては、上述したようにゲート電極として機能す
る走査線３ａ、例えばポリシリコン膜からなり走査線３
ａ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３ａと半導体層１ａとを
絶縁するゲート絶縁膜を含む絶縁膜２、半導体層１ａに
おける低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１
ｃ並びに高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域
１ｅを備えている。

【００４８】なお、ＴＦＴ３０は、好ましくは図３に示
したようにＬＤＤ構造をもつが、低濃度ソース領域１ｂ
及び低濃度ドレイン領域１ｃに不純物の打ち込みを行わ
ないオフセット構造をもってよいし、走査線３ａの一部
からなるゲート電極をマスクとして高濃度で不純物を打
ち込み、自己整合的に高濃度ソース領域及び高濃度ドレ
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。また、本実施形態では、画素スイッチング用Ｔ
ＦＴ３０のゲート電極を、高濃度ソース領域１ｄ及び高
濃度ドレイン領域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。このようにデュアルゲート、あるい
はトリプルゲート以上でＴＦＴを構成すれば、チャネル
とソース及びドレイン領域との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。さら
に、ＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａは非単結晶層で
も単結晶層でも構わない。単結晶層の形成には、貼り合
わせ法等の公知の方法を用いることができる。半導体層
１ａを単結晶層とすることで、特に周辺回路の高性能化
を図ることができる。

【００４９】一方、図３においては、蓄積容量７０が、
ＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅ及び画素電極９ａ
に接続された画素電位側容量電極としての中継層７１
と、固定電位側容量電極としての容量線３００の一部と
が、誘電体膜７５を介して対向配置されることにより形
成されている。この蓄積容量７０によれば、画素電極９
ａにおける電位保持特性を顕著に高めることが可能とな
る。

【００５０】中継層７１は、例えば導電性のポリシリコ
ン膜からなり画素電位側容量電極として機能する。ただ
し、中継層７１は、後に述べる容量線３００と同様に、
金属又は合金を含む単一層膜又は多層膜から構成しても
よい。中継層７１は、画素電位側容量電極としての機能
のほか、コンタクトホール８３及び８５を介して、画素
電極９ａとＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅとを中
継接続する機能をもつ。なお、本実施形態における中継
層７１は、図２に示すように、平面視すると、略Ｔ字型
の外形形状を有している。

【００５１】このように中継層７１を利用すれば、層間
距離が例えば２０００ｎｍ程度と長くても、両者間を一
つのコンタクトホールで接続する技術的困難性を回避し
つつ、比較的小径の二つ以上の直列なコンタクトホール
で両者間を良好に接続することができ、画素開口率を高
めることが可能となる。また、コンタクトホール開孔時
におけるエッチングの突き抜け防止にも役立つ。

【００５２】容量線３００は、例えば金属又は合金を含
む導電膜からなり固定電位側容量電極として機能する。
この容量線３００は、平面的に見ると、図２に示すよう
に、走査線３ａの形成領域に重ねて形成されている。よ
り具体的には容量線３００は、走査線３ａに沿って延び
る本線部３００ａ、図中、データ線６ａと交差する各個
所からデータ線６ａに沿って上方に夫々突出した突出部
３００ｂ、そして、コンタクトホール８５に対応する個
所が僅かに括れた括れ部３００ｃとを備えている。この
うち突出部３００ｂは、走査線３ａ上の領域及びデータ
線６ａ下の領域を利用して、蓄積容量７０の形成領域の
増大に貢献する。

【００５３】このような容量線３００は、好ましくは高
融点金属を含む導電性遮光膜からなり、蓄積容量７０の
固定電位側容量電極としての機能のほか、ＴＦＴ３０の
上側において入射光からＴＦＴ３０を遮光する遮光層と
しての機能をもつ。このような機能を好適に発揮させる
には、容量線３００を構成する材料として、例えば、Ｔ
ｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）、
Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）等の高融点金属
のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属
シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等
を選択するとよい。

【００５４】また、容量線３００は、好ましくは、画素
電極９ａが配置された画像表示領域１０ａからその周囲
に延設され、定電位源と電気的に接続されて、固定電位
とされる。このような定電位源としては、データ線駆動
回路１０１に供給される正電源や負電源の定電位源でも
よいし、対向基板２０の対向電極２１に供給される定電
位でも構わない。また、より具体的には、本実施形態に
係る電気光学装置が、＋Ｖボルト及び−Ｖボルトという
反転したレベルの二つの信号で交互に駆動される場合に
おいては、これら＋Ｖボルト及び−Ｖボルトの中間の電
位（既述したように、この電位は「ＬＣＣＯＭ電位」で
ある。）を供給する電源に、本実施形態に係る容量線３
００を接続してもよい。

【００５５】誘電体膜７５は、図３に示すように、例え
ば膜厚５〜２００ｎｍ程度の比較的薄いＨＴＯ（High T
emperature Oxide）膜、ＬＴＯ（Low Temperature Oxid
e）膜等の酸化シリコン膜、あるいは窒化シリコン膜等
から構成される。蓄積容量７０を増大させる観点から
は、膜の信頼性が十分に得られる限りにおいて、誘電体
膜７５は薄いほどよい。

【００５６】そして、本実施形態においては特に、図２
及び図３に示すように、上述したＴＦＴ３０及び蓄積容
量７０の間に配置された遮光膜４０１を備えている。

【００５７】この遮光膜４０１は、図２に示すように、
平面的にみて、ＴＦＴアレイ基板１０上に島状に形成さ
れている。そして、これら島状の遮光膜４０１の各々
は、その外形形状が略十字型とされており、当該十字型
の中央にはＴＦＴ３０が位置するように配置されてい
る。

【００５８】この略十字型の外形形状を有する遮光膜４
０１について、図２をより詳しく見ると、そのデータ線
６ａ方向に延在する部分は、二つのコンタクトホール８
３間で挟まれる領域に位置し、その走査線３ａ方向に延
在する部分は、二つのコンタクトホール８５間で挟まれ
る領域に位置している。一方で、既に述べたように、蓄
積容量７０の固定電位側容量電極を含む容量線３００
は、走査線３ａ方向に延びる本線部３００ａ及びデータ
線６ａ方向に延びる突出部３００ｂを有しており、画素
電位側容量電極を含む中継層７１は、略Ｔ字型の外形形
状を有している。

【００５９】以上をまとめると、本実施形態における遮
光膜４０１、並びにＴＦＴ３０の半導体層１ａ及び蓄積
容量７０との配置関係は、概略、図４に示すような構造
となっていることがわかる。なお、図４においては、誘
電体膜７５の図示は省略している。

【００６０】この図を見るとわかるように、本実施形態
においてはまず、遮光膜４０１の外形形状は、平面的に
みて、ＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａ中のチャネル
領域１ａ´の外形形状よりも大きい。また、該遮光膜４
０１の外形形状は、蓄積容量７０として作用する領域に
略一致した形状であることがわかる。ここで蓄積容量７
０として作用する領域とは、図４の場合、中継層７１の
形状にほぼ一致する領域である。

【００６１】また、この遮光膜４０１を構成する材料と
しては、例えば、ＷＳｉ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ａｌ等の少な
くとも一つからなる構成とするとよい。さらには、上述
の容量線３００に遮光性能をもたせるようにするために
例示した材料、すなわち例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔ
ａ、Ｍｏ等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含
む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイ
ド、これらを積層したもの等を、本実施形態における遮
光膜４０１を構成するものとして利用してもよい。

【００６２】さらに、本実施形態における遮光膜４０１
は、図示されない定電位源に接続されて、固定電位とさ
れている。なお、ここにいう定電位源としては、上述し
た容量線３００の場合と同様に、データ線駆動回路１０
１に供給される正電源や負電源の定電位源、対向基板２
０の対向電極２１に供給される定電位源、あるいはＬＣ
ＣＯＭ電位を供給する定電源源等であればよい。また、
本実施形態における遮光膜４０１を、上述のように固定
電位とされた容量線３００に電気的に接続することによ
って固定電位とする、という形態をとってもよい。

【００６３】図２及び図３においては、上記のほか、Ｔ
ＦＴ３０の下側に、下側遮光膜１１ａが設けられてい
る。下側遮光膜１１ａは、格子状にパターニングされて
おり、これにより各画素の開口領域を規定している。な
お、開口領域の規定は、開口領域の規定は、図２中のデ
ータ線６ａと、これに交差するよう形成された容量線３
００とによっても、なされている。また、下側遮光膜１
１ａについても、前述の容量線３００、あるいは遮光膜
４０１の場合と同様に、その電位変動がＴＦＴ３０に対
して悪影響を及ぼすことを避けるために、画像表示領域
からその周囲に延設して定電位源に接続するとよい。

【００６４】また、ＴＦＴ３０下には、下地絶縁膜１２
が設けられている。下地絶縁膜１２は、下側遮光膜１１
ａからＴＦＴ３０を層間絶縁する機能のほか、ＴＦＴア
レイ基板１０の全面に形成されることにより、ＴＦＴア
レイ基板１０の表面研磨時における荒れや、洗浄後に残
る汚れ等で画素スイッチング用のＴＦＴ３０の特性変化
を防止する機能を有する。

【００６５】加えて、走査線３ａ上には、高濃度ソース
領域１ｄへ通じるコンタクトホール８１及び高濃度ドレ
イン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８３がそれぞれ
開孔された第１層間絶縁膜４１が形成されている。この
第１層間絶縁膜４１は、本実施形態において、図中下層
側に位置する下側第１層間絶縁膜４１１と、上層側に位
置する上側第１層間絶縁膜４１２との、上下二層からな
る。これは、本実施形態において特徴的な遮光膜４０１
を、ＴＦＴ３０及び蓄積容量７０間に形成するためであ
る。すなわち、本実施形態に係る遮光膜４０１は、下側
第１層間絶縁膜４１１の上側に形成された後、該遮光膜
４０１の上層として、上側第１層間絶縁膜４１２が形成
される、という構造になっている。

【００６６】なお、第１層間絶縁膜４１の全体の厚さと
しては、蓄積容量７０に蓄積された電位がＴＦＴ３０に
対して悪影響を及ぼす可能性に鑑みて、所定の厚さ以上
とすることが好ましく、より具体的には例えば、６００
〜３０００ｎｍ程度とするとよい。また、このような第
１層間絶縁膜４１の中にあっても、その下側第１層間絶
縁膜４１１の厚さとしては、後述の作用効果の説明の際
に触れるように、遮光膜４０１によるＴＦＴ３０に対す
る遮光機能をより確実に発揮させるため、可能な限り薄
くすることが好ましく、具体的には例えば、１００〜８
００ｎｍ程度とするとよい。

【００６７】さて、上側第１層間絶縁膜４１２上には、
上述した蓄積容量７０を構成することとなる、中継層７
１及び容量線３００が形成されており、これらの上には
高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール８１及
び中継層７１へ通じるコンタクトホール８５がそれぞれ
開孔された第２層間絶縁膜４２が形成されている。

【００６８】なお、本実施形態では、第１層間絶縁膜４
１、とりわけ下側第１層間絶縁膜４１１に対しては、約
１０００℃の焼成を行うことにより、半導体層１ａや走
査線３ａを構成するポリシリコン膜に注入したイオンの
活性化を図ってもよい。他方、第２層間絶縁膜４２に対
しては、このような焼成を行わないことにより、容量線
３００の界面付近に生じるストレスの緩和を図るように
してもよい。

【００６９】第２層間絶縁膜４２上には、データ線６ａ
が形成されており、これらの上には中継層７１へ通じる
コンタクトホール８５が形成された第３層間絶縁膜４３
が形成されている。

【００７０】第３層間絶縁膜４３の表面は、ＣＭＰ（Ch
emical Mechanical Polishing）処理等により平坦化さ
れており、その下方に存在する各種配線や素子等による
段差に起因する液晶層５０の配向不良を低減する。

【００７１】ただし、このように第３層間絶縁膜４３に
平坦化処理を施すのに代えて、又は加えて、ＴＦＴアレ
イ基板１０、下地絶縁膜１２、第１層間絶縁膜４１及び
第２層間絶縁膜４２のうち少なくとも一つに溝を掘っ
て、データ線６ａ等の配線やＴＦＴ３０等を埋め込むこ
とにより、平坦化処理を行ってもよい。

【００７２】このような構成となる本実施形態における
電気光学装置においては、上記遮光膜４０１の存在を要
因として、次のような作用効果が奏されることとなる。

【００７３】まず、遮光膜４０１を、ＴＦＴ３０及び蓄
積容量７０間に備えたことにより、ＴＦＴ３０に対する
遮光、とりわけそのチャネル領域１ａ´に対する遮光
を、より確実に実現することができる。これは、本実施
形態における遮光膜４０１が、従来に比べて、ＴＦＴ３
０に、より接近して配置されていることによる。

【００７４】図５においては、従来の場合が示されてい
る。この図では、遮光膜４０１が存在していないため、
遮光機能を有する容量線３００を回避して斜めに入射し
てくる光Ｌに対して、ＴＦＴ３０ないしそのチャネル領
域１ａ´は、殆ど無防備であることがわかる。これに比
べて、既に参照した図４では、光Ｌは、ＴＦＴ３０ない
しそのチャネル領域１ａ´の殆ど直上に位置する遮光膜
４０１にその一部分は吸収され、残る部分は反射される
ことで、その進行を遮られることになる。

【００７５】しかも、本実施形態においては、遮光膜４
０１の外形形状は、ＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ´の
外形形状よりも大きくされているとともに、該遮光膜４
０１を構成する材料は、ＷＳｉ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ａｌ等
の遮光機能の高い材料とされていたから、上述のような
作用効果は、より確実に発揮されることになる。

【００７６】以上により、本実施形態によれば、ＴＦＴ
３０に光リーク電流が発生する可能性を非常に低く抑制
することができる。したがって、本実施形態における電
気光学装置によれば、フリッカ等のない高品位な画像を
表示することが可能となる。

【００７７】その他、本実施形態においては、次のよう
な作用効果が奏される。

【００７８】第一に、遮光膜４０１は、平面的にみて島
状に形成されていたから、図２乃至図４をみるとわかる
ように、遮光膜４０１を含む各種構成、すなわちＴＦＴ
３０、容量線３００、誘電体膜７２及び中継層７１から
なる蓄積容量７０等や、これら各種構成間を接続するコ
ンタクトホール８１、８３、８５等を無理なく配置する
ことが可能となる。加えて、本実施形態における遮光膜
４０１の外形形状は、蓄積容量７０の外形形状にほぼ一
致するようにされていたから、遮光膜４０１をはじめと
する各種構成を無理なく配置することの可能性を広げて
いる。要するに、本実施形態によれば、電気光学装置を
構成する各種構成に関するレイアウトの自由度が増すの
である。

【００７９】第二に、遮光膜４０１は、定電位源に接続
されて固定電位とされていたから、ＴＦＴ３０の正確な
動作を期することができる。というのも、遮光膜４０１
が、例えば浮遊電位を有するような場合においては、該
電位の浮動が、ＴＦＴ３０に対して悪影響を及ぼす可能
性があるからである。本実施形態では、そのような不具
合の発生する余地が殆どないのである。

【００８０】なお、上記実施形態においては、遮光膜４
０１は島状に形成されるとしていたが、本発明は、その
ような形態に限定されるものではない。例えば、図６に
示すように、これを走査線３ａが延在する方向について
は、ストライプ状となるように形成する形態としてもよ
い。この場合においては、遮光膜４０１を島状に形成す
ることにより得られた上述のメリットは、当然ながら相
応分失われることになる。しかしながら、このような線
状の遮光膜４０１´を備えることによれば、その遮光性
能は、島状に形成された遮光膜４０１のそれよりも高く
なることが期待できる。

【００８１】（電気光学装置の全体構成）以下では、以
上のように構成された本実施形態における電気光学装置
の全体構成を図７及び図８を参照して説明する。なお、
図７は、ＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成
要素とともに対向基板２０の側からみた平面図であり、
図８は図７のＨ−Ｈ´断面図である。

【００８２】図７及び図８において、本実施形態に係る
電気光学装置では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２
０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対
向基板２０との間には、液晶５０が封入されており、Ｔ
ＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、画像表示領域
１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール
材５２により相互に接着されている。

【００８３】シール材５２は、両基板を貼り合わせるた
め、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、紫
外線、加熱等により硬化させられたものである。また、
このシール材５２中には、本実施形態における電気光学
装置を、液晶装置がプロジェクタ用途のように小型で拡
大表示を行う液晶装置に適用するのであれば、両基板間
の距離（基板間ギャップ）を所定値とするためのグラス
ファイバ、あるいはガラスビーズ等のギャップ材（スペ
ーサ）が散布されている。あるいは、当該電気光学装置
を液晶ディスプレイや液晶テレビのように大型で等倍表
示を行う液晶装置に適用するのであれば、このようなギ
ャップ材は、液晶層５０中に含まれてよい。

【００８４】シール材５２の外側の領域には、データ線
６ａに画像信号を所定のタイミングで供給することによ
り該データ線６ａを駆動するデータ線駆動回路１０１及
び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一
辺に沿って設けられており、走査線３ａに走査信号を所
定のタイミングで供給することにより、走査線３ａを駆
動する走査線駆動回路１０４が、この一辺に隣接する二
辺に沿って設けられている。

【００８５】なお、走査線３ａに供給される走査信号遅
延が問題にならないのならば、走査線駆動回路１０４は
片側だけでもよいことは言うまでもない。また、データ
線駆動回路１０１を画像表示領域１０ａの辺に沿って両
側に配列してもよい。

【００８６】ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画
像表示領域１０ａの両側に設けられた走査線駆動回路１
０４間をつなぐための複数の配線１０５が設けられてい
る。また、対向基板２０のコーナ部の少なくとも一箇所
においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との
間で電気的に導通をとるための導通材１０６が設けられ
ている。

【００８７】図８において、ＴＦＴアレイ基板１０上に
は、画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等
の配線が形成された後の画素電極９ａ上に、配向膜が形
成されている。他方、対向基板２０上には、対向電極２
１のほか、最上層部分に配向膜が形成されている。ま
た、液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマテッィ
ク液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間
で、所定の配向状態をとる。

【００８８】なお、ＴＦＴアレイ基板１０上には、これ
らのデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４等
に加えて、複数のデータ線６ａに画像信号を所定のタイ
ミングで印加するサンプリング回路、複数のデータ線６
ａに所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先
行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷
時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための
検査回路等を形成してもよい。

【００８９】また、上述した各実施形態においては、デ
ータ線駆動回路１０１及び走査線駆動回路１０４をＴＦ
Ｔアレイ基板１０上に設ける代わりに、例えばＴＡＢ
（TapeAutomated Bonding）基板上に実装された駆動用
ＬＳＩに、ＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に設けられた
異方性導電フィルムを介して電気的及び機械的に接続す
るようにしてもよい。また、対向基板２０の投射光が入
射する側及びＴＦＴアレイ基板１０の出射光が出射する
側には、それぞれ、例えばＴＮ（Twisted Nematic）モ
ード、ＶＡ（Vertically Aligned）モード、ＰＤＬＣ
（Polymer DispersedLiquid Crystal）モード等の動作
モードや、ノーマリーホワイトモード・ノーマリーブラ
ックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィル
ム、偏光板等が所定の方向で配置される。 （電子機器）次に、以上詳細に説明した電気光学装置を
ライトバルブとして用いた電子機器の一例たる投射型カ
ラー表示装置の実施形態について、その全体構成、特に
光学的な構成について説明する。ここに、図９は、投射
型カラー表示装置の図式的断面図である。

【００９０】図９において、本実施形態における投射型
カラー表示装置の一例たる液晶プロジェクタ１１００
は、駆動回路がＴＦＴアレイ基板上に搭載された液晶装
置を含む液晶モジュールを３個用意し、それぞれＲＧＢ
用のライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂとし
て用いたプロジェクタとして構成されている。液晶プロ
ジェクタ１１００では、メタルハライドランプ等の白色
光源のランプユニット１１０２から投射光が発せられる
と、３枚のミラー１１０６及び２枚のダイクロックミラ
ー１１０８によって、ＲＧＢの三原色に対応する光成分
Ｒ、Ｇ及びＢに分けられ、各色に対応するライトバルブ
１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂにそれぞれ導かれる。
この際特に、Ｂ光は、長い光路による光損失を防ぐため
に、入射レンズ１１２２、リレーレンズ１１２３及び出
射レンズ１１２４からなるリレーレンズ系１１２１を介
して導かれる。そして、ライトバルブ１００Ｒ、１００
Ｇ及び１００Ｂによりそれぞれ変調された三原色に対応
する光成分は、ダイクロックプリズム１１１２により再
度合成された後、投射レンズ１１１４を介してスクリー
ン１１２０にカラー画像として投射される。

【００９１】本発明は、上述した実施形態に限られるも
のではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる
発明の要旨、あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可
能であり、そのような変更を伴う電気光学装置及び電子
機器もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態の電気光学装置における画
像表示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、配線等の等価回路を示す回路図であ
る。

【図２】 本発明の実施形態の電気光学装置におけるデ
ータ線、走査線、画素電極等が形成された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】 本発明の実施形態に係る電気光学装置の構成
要素たるＴＦＴ、遮光膜及び蓄積容量の構造を概略的に
示す斜視図である。

【図５】 従来の電気光学装置の構成要素たるＴＦＴ及
び蓄積容量の構造を概略的に示す斜視図である。

【図６】 図４とは別形態となる、ＴＦＴ、遮光膜及び
蓄積容量の構造を概略的に示す斜視図であって、特に、
遮光膜の構成が異なるものを示す図である。

【図７】 本発明の実施形態の電気光学装置におけるＴ
ＦＴアレイ基板を、その上に形成された各構成要素とと
もに対向基板の側から見た平面図である。

【図８】 図７のＨ−Ｈ´断面図である。

【図９】 本発明の電子機器の実施形態である投射型カ
ラー表示装置の一例たるカラー液晶プロジェクタを示す
図式的断面図である。

【符号の説明】

１ａ…半導体層 １ａ´…チャネル領域 １ｂ…低濃度ソース領域 １ｃ…低濃度ドレイン領域 １ｄ…高濃度ソース領域 １ｅ…高濃度ドレイン領域 ２…絶縁膜 ３ａ…走査線 ６ａ…データ線 ９ａ…画素電極 １０…ＴＦＴアレイ基板 １１ａ…下側遮光膜 ２０…対向基板 ２１…対向電極 ３０…ＴＦＴ ５０…液晶層 ７０…蓄積容量 ７１…中継層（画素電位側容量電極を含む） ７２…誘電体膜 ３００…容量線（固定電位側容量電極を含む） ８１、８２、８３、８５…コンタクトホール ４０１、４０１´…遮光膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 29/786 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６１２Ｄ Ｆターム(参考） 2H088 EA14 EA15 FA18 HA14 MA20 2H091 FA14Z FA21X FA26X FA26Z FA34Y FA41Z FB08 FC02 FD06 GA13 LA03 MA07 2H092 JA24 JA28 JB51 JB68 JB69 NA11 PA09 RA05 5C094 AA02 AA25 BA03 BA43 EA04 ED15 FA02 FB12 FB16 FB19 HA10 5F110 AA06 BB01 CC02 DD02 DD03 DD05 DD11 EE09 EE28 GG12 GG13 HM14 HM15 NN44 NN45 NN46 NN47 NN73 QQ11 QQ16 QQ19

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に、 画素電極と、 該画素電極に接続された薄膜トランジスタと、 該薄膜トランジスタに接続された配線と、 前記薄膜トランジスタの上側に配置された蓄積容量と、 前記薄膜トランジスタ及び前記蓄積容量の間に配置さ
   れ、かつ、前記薄膜トランジスタの少なくともチャネル
   領域をその上側から覆う遮光膜とを備えたことを特徴と
   する電気光学装置。
2. 【請求項２】 前記遮光膜の外形形状は、平面的にみ
   て、前記チャネル領域の外形形状よりも大きいことを特
   徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 【請求項３】 前記遮光膜は、平面的にみて、島状、ス
   トライプ状及び格子状のいずれかに形成されていること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
4. 【請求項４】 前記遮光膜の外形形状は、平面的にみ
   て、前記蓄積容量の外形形状に一致されていることを特
   徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気光
   学装置。
5. 【請求項５】 前記遮光膜は、ＷＳｉ（タングステンシ
   リサイド）、Ｔｉ（チタン）、ＴｉＮ（チタンナイトラ
   イド）及びＡｌ（アルミニウム）の少なくとも一つから
   なることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に
   記載の電気光学装置。
6. 【請求項６】 前記遮光膜の電位は、固定されているこ
   とを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の
   電気光学装置。
7. 【請求項７】 前記薄膜トランジスタの下側に、下側遮
   光膜を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至６のい
   ずれか一項に記載の電気光学装置。
8. 【請求項８】 前記蓄積容量を構成する固定電位側容量
   電極は容量線の一部を構成し、該容量線は遮光機能を有
   することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に
   記載の電気光学装置。
9. 【請求項９】 前記画素電極はマトリクス状に複数配列
   されてなり、前記配線は前記マトリクス状の列方向に複
   数延在するとともに前記画素電極に対し画像信号を供給
   するデータ線を含み、 前記データ線は、遮光機能を有することを特徴とする請
   求項１乃至８のいずれか一項に記載の電気光学装置。
10. 【請求項１０】 請求項１乃至９のいずれか一項に記載
    の電気光学装置を具備してなることを特徴とする電子機
    器。