JP2004004723A - Optoelectronic device and electronic equipment - Google Patents

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JP2004004723A JP2003102874A JP2003102874A JP2004004723A JP 2004004723 A JP2004004723 A JP 2004004723A JP 2003102874 A JP2003102874 A JP 2003102874A JP 2003102874 A JP2003102874 A JP 2003102874A JP 2004004723 A JP2004004723 A JP 2004004723A
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Koji Yamazaki
山▲崎▼　康二
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To display a high quality image on an optoelectronic device by preventing light beams incident on TFTs. <P>SOLUTION: Pixel electrodes, TFTs which include semiconductor layers (1a) connected to the electrodes, scanning lines (3a) connected to TFTs and data lines (6a) are provided on a TFT array substrate. The scanning lines include narrow width sections (3aa) which are opposed to channel regions (1a') in the semiconductor layers and act as gate electrodes and wide width sections (3ab) which are not opposed to the channel regions. The wide width sections are preferably constituted of light shielding material. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学装置及び電子機器の技術分野に属し、特に、液晶等の電気光学物質を挟持してなる一対の基板のうちの一方の上に、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；以下適宜、「ＴＦＴ」という。）を備え、いわゆるアクティブマトリクス駆動を行うことが可能な電気光学装置、及び、そのような電気光学装置を具備してなる電子機器の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、マトリクス状に配列された画素電極及び該電極の各々に接続されたＴＦＴ、該ＴＦＴの各々に接続され、行及び列方向それぞれに平行に設けられた走査線及びデータ線等を備えることによって、走査信号を走査線を通じてＴＦＴに供給することにより、その動作を制御するとともに、画像信号をデータ線を通じてＴＦＴ及び画素電極に供給することで、いわゆるアクティブマトリクス駆動が可能な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することが可能なものが一般的に要請されている。
【０００３】
このような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、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の特性が変化し、画像上にフリッカ等を生じさせることとなるからである。特に、このアクティブマトリクス駆動可能な電気光学装置を、液晶プロジェクタのライトバルブとして用いる場合には、該ライトバルブに入射される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】
そこで従来においては、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の上に、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及び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を課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１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、該画素電極にスイッチング動作により画像信号を供給する薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタに前記画像信号を供給する第１配線と、前記薄膜トランジスタに前記スイッチング動作を制御するための走査信号を供給する第２配線とを備えてなり、前記第２配線は、前記薄膜トランジスタのチャネル領域に対向するゲート電極としての幅狭部と、該幅狭部よりも幅広であり、かつ、前記チャネル領域に対向しない幅広部とを含んでいる。
【０００９】
本発明の第１の電気光学装置によれば、第２配線を通じて走査信号を薄膜トランジスタに供給することでそのＯＮ・ＯＦＦを制御することが可能であり、更に、該薄膜トランジスタがＯＮとされている場合において、第１配線を通じて画像信号を画素電極に供給することが可能であるから、いわゆるアクティブマトリクス駆動を実現することができる。
【００１０】
そして本発明では特に、前記第２配線は、薄膜トランジスタのチャネル領域に対向するゲート電極としての幅狭部と、該幅狭部よりも幅広であり、かつ、前記チャネル領域に対向しない幅広部とを含んでいる。すなわち、本発明に係る第２配線は、チャネル領域の周囲にいわば傘を広げたような形態をとることとなる。これにより、薄膜トランジスタのチャネル領域に入射しようとする光は、本発明に係る第２配線の幅広部によって、その進行が遮られることになる。特に、このような遮蔽効果は、チャネル領域に対して斜めに入射してくる光について、効果的に発揮される。
【００１１】
したがって、本発明によれば、薄膜トランジスタにおける光リーク電流の発生を極力抑制することが可能であり、もってフリッカ等のない高品質な画像を表示することが可能となるのである。
【００１２】
なお、本発明において、「幅広」というのは、「幅狭部」が有する幅に対して広いという意味であり、「幅狭」というのは、「幅広部」が有する幅に対して狭いという意味である。要するに、「幅広部」及び「幅狭部」というときの具体的な広狭の程度は、両者の相対的な関係で決せられる。
【００１３】
また、これに関連して、幅広部、あるいは幅狭部が実際に有すべき幅値は、上述した光遮蔽効果の強弱や、画素開口率の維持、あるいは基板上の他の構成要素とのレイアウト等の事情を勘案した上、理論的、経験的、実験的、あるいはシミュレーション等によって適宜決定することができる。より具体的には、電気光学物質を挟んで前記基板に対向配置される対向基板上に、典型的に形成される格子状の遮光膜が設けられる場合にあっては、幅広部の幅は、前記遮光膜の幅を越えない程度に形成する、等とすればよい。これによれば、幅広部が非開口領域内に閉じ込められることになるから、画素開口率に影響を与えることがない。
【００１４】
加えて、本発明にいう「電気光学物質」としては、上述したように、液晶が該当する場合が典型的であるが、その他にも、適当なバインダ内に分散された粉末ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）、あるいは無機又は有機ＥＬ等もまた該当し得る。この場合においては、ＥＬに対して電界が印加され、それ自身が発光することで、画像が表示されるというメカニズムになるが、このような「ＥＬ表示装置」においても、上述のＴＦＴ、第２配線及び第１配線等が備えられる場合が考えられることからすると、そのような場合においても、本発明の適用は当然に可能である。
【００１５】
本発明の第２の電気光学装置は、基板上に、画素電極と、該画素電極にスイッチング動作により画像信号を供給する薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタに前記画像信号を供給する第１配線と、前記薄膜トランジスタに前記スイッチング動作を制御するための走査信号を供給する第２配線と、前記薄膜トランジスタのチャネル領域に対向するゲート電極としての幅狭部及び該幅狭部よりも幅広であり、かつ、前記チャネル領域に対向しない幅広部を含むとともに、前記第２配線に電気的に接続された電極部とを備えている。
【００１６】
本発明の第２の電気光学装置によれば、上述の本発明の第１の電気光学装置とほぼ同様にして、アクティブマトリクス駆動が可能である。ただし、本発明においては、薄膜トランジスタに対する走査信号の供給は、第２配線に加え、電極部を介して行われることになる。
【００１７】
そして、本発明では特に、幅狭部及び幅広部を含む電極部を備えるとともに、該電極部が第２配線と電気的に接続された形態となる。これにより、例えば、第２配線及び電極部を基板上の別の層に作りこむことが可能であることなどにより、薄膜トランジスタ等の配置態様のレイアウト自由度を高めることが可能である他、例えば第２配線については、これをより電気伝導性に優れた材料から構成するとともに、電極部についてはこれを遮光性に優れた材料で構成する等ということも可能である。
【００１８】
いずれにしても、本発明の第２の電気光学装置によれば、上述の本発明の第１の電気光学装置と略同様に、幅広部によるチャネル領域に対する遮光を実現することが可能であるから、光リーク電流の発生を抑制し、より高品質な画像を表示することが可能であることに変わりはない。
【００１９】
本発明の第２の電気光学装置の一態様では、前記電極部と前記第２配線との電気的な接続は、コンタクトホールを介して行われている。
【００２０】
この態様によれば、第２配線及び電極部との電気的な接続が、コンタクトホールを介して行われることにより、両要素を、例えば一層以上の層間絶縁膜等を挟んだ基板上の別個の層として形成することが可能であり、基板上における各種構成要素のレイアウト自由度を高めることが可能となる。
【００２１】
本発明の第１の電気光学装置の一態様及び本発明の第２の電気光学装置の他の態様では、前記幅広部の少なくとも一部は、平面的にみて、前記第１配線と重なり合う領域を有する。
【００２２】
この態様によれば、例えば、下から順に、チャネル領域、幅広部を含む第２配線又は電極部、及び第１配線という積層構造が形成されている場合には、第１配線の上方から進入してくる光は、まず第１配線の上面において遮蔽され、それを抜けてきた光は、幅広部の上面において遮蔽される、等というように、より高い光遮蔽機能が発揮されることになる。また、第１配線及び幅広部が平面的に見て重なり合うということは、チャネル領域に至る光の進入経路が限定されてくることを意味するから、これによってもより高い光遮蔽機能の発揮が実現されることとなる。
【００２３】
本発明の第１又は第２の電気光学装置の他の態様では、前記幅広部は、前記幅狭部から延設されてなる部分を含む。
【００２４】
この態様によれば、幅広部及び幅狭部を有する第２配線又は電極部を、比較的容易に形成することが可能となる。具体的には例えば、幅広部及び幅狭部がいわば一体的であるようなパターンを形成することを前提とした、公知のフォトリソグラフィ及びエッチングを用いることにより、本態様に係る第２配線又は電極部を容易に形成することが可能となる。
【００２５】
本発明の第１又は第２の電気光学装置の他の態様では、前記幅広部は、前記幅狭部から接続されてなる部分を含む。
【００２６】
この態様によれば、例えば、幅広部は、別に用意された導電部材等を幅狭部に対して接続することにより形成されている部分を含むことになる。このような場合であっても、比較的容易に幅広部を形成することが可能である。
【００２７】
また、この場合では特に、ゲート電極としての機能が期待される幅狭部にはそれに適した材料を、高い光遮光性能が期待される幅広部には別に適した材料を、というように、幅狭部と幅広部とを異なる材料で構成することも容易に可能となる。
【００２８】
このような場合として具体的には、例えば、幅狭部については、これを導電性あるポリシリコンで構成する一方、幅広部については、これを後述するようなＷＳｉ（タングステンシリサイド）等の遮光性材料で構成する、等とすることが可能である。このような構成によれば、一般にゲート電極としての機能を担わせるには適当とはいえない遮光性材料には、そのような機能を担わせず、該機能はポリシリコン膜に担わせるという利点が得られるし、これと同時に、高い遮光機能の発揮をも実現できることになる。
【００２９】
本発明の第１又は第２の電気光学装置の他の態様では、前記幅広部は、遮光性材料からなる。
【００３０】
この態様によれば、幅広部が遮光性材料からなるから、該幅広部による遮光機能はより確実に発揮されることになる。
【００３１】
なお、本態様においては、幅広部のみを遮光性材料からなるように構成することは勿論、幅広部及び幅狭部を含めて遮光性材料からなるように構成してもよい。前者のような場合は、上述した、幅広部が幅狭部から接続されてなる部分を含む態様において、好適に実現することができることは既に述べたとおりである。
【００３２】
また、本態様にいう「遮光性材料」の具体例としては、Ｔｉ（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挙げることができる。
【００３３】
本発明の第１又は第２の電気光学装置の他の態様では、前記第２配線又は前記電極部は、多層構造を有する。
【００３４】
この態様によれば、第２配線又は電極部を、例えば、ゲート電極として有効に機能させるための層と、遮光性能を持たせるための層とからなる二層構造（なお、前者としては例えばポリシリコン等が挙げられ、後者としては上述したようにＴｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ等の高融点金属等を挙げることができる。）をもたせる等ということが可能となり、本発明において該第２配線又は該電極部に求められる性能をより好ましく発揮させることが可能である。これにより、薄膜トランジスタ、あるいは電気光学装置の好適な動作を確保するとともに、十分な遮光性能を発揮することが可能となる。
【００３５】
本発明の第１又は第２の電気光学装置の他の態様では、前記幅広部は、前記幅狭部の縁部から見て、前記チャネル領域の延在する方向の一方又は両方に延在している。
【００３６】
この態様によれば、幅広部は、チャネル領域の延在する一方又は両方に延在されていることから、薄膜トランジスタ及び第２配線又は電極部との配置態様の調整を、好適に実施しうることになる。ここで、幅広部が「一方に延在されている」場合とは、チャネル領域の延在する方向における該チャネル領域の一の端部に沿った直線上に、幅広部の一の端部はのるが、他の端部同士は前記直線と平行な直線上にはのらない場合であり、他方、「両方に延在されている」場合とは、前記チャネル領域の一の端部及び他の端部のそれぞれに沿った直線上に、前記幅広部の一の端部及び他の端部のいずれもがのらない場合である。
【００３７】
本態様ではこのように、幅狭部に対して、「幅広」とすべき部分を自由に決定することが可能であるから、薄膜トランジスタ及び第２配線及び電極部との配置態様の調整を好適に実施することができるとともに、これに起因して、基板上の各種構成要素のレイアウトの自由度を高めることも可能となるのである。
【００３８】
なお、上述において、幅広部を一方だけ延在させる場合、あるいは両方に延在させる場合のいずれにおいても、該幅広部を幅狭部に対して具体的にどれだけ突出させるかについては、既に述べたように、種々の事情を考慮して決定することができる。
【００３９】
本発明の第１又は第２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配列されてなり、前記チャネル領域は、平面的にみて前記第２配線を挟んで相隣接する画素電極間を縫って延びる長手状の第１間隙と、前記第１配線を挟んで相隣接する画素電極間を縫って延びる長手状の第２間隙とが交わる交点領域内に形成されている。
【００４０】
この態様によれば、薄膜トランジスタのチャネル領域が、交点領域内に形成されていることにより、光の入射が最も生じにくい構成が現出されている。したがって、本発明に係る幅広部による作用効果も相俟って、本態様に係る電気光学装置によれば、より確実に光リーク電流の発生を抑制し、より高品質な画像を表示することが可能となる。
【００４１】
なお、本態様にいう「マトリクス状に配列された」というのは、画素電極が縦横それぞれに直線的に配列されるような単純な形態を含むのは勿論、例えば、縦横のうち少なくとも一方の方向についてのみ蛇行状又は千鳥足状に配列されるような形態等をも含む。
【００４２】
この態様では特に、前記チャネル領域並びにソース領域及びドレイン領域が、前記第２間隙に沿って延在するように形成されており、前記幅狭部の幅は、前記チャネル領域の第２間隙に沿った長さに一致するとともに、前記幅広部の幅は、前記長さよりも大きい値を有する。
【００４３】
このような構成によれば、いわゆる「チャネル長」（上述でいう「チャネル領域の第２間隙に沿った長さ」）の方向と、第２間隙の方向とが一致するように、薄膜トランジスタが形成されることになる。そして、幅狭部の幅は、前記チャネル長に一致し、幅広部の幅は、このチャネル長よりもその値が大きい幅を有することになる。
【００４４】
このような構造は、薄膜トランジスタないしそのチャネル領域及び第２配線又は電極部の最も好適な配置態様の一つを現出するものといえ、これを基本として、第１配線、画素電極等の配置態様をも好適に決定することができることになる。
【００４５】
本発明の第１又は第２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。
【００４６】
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。すなわち、本発明に係る幅広部が薄膜トランジスタの上側に設けられるのであれば、上側及び下側からチャネル領域に対して進入してくる光を遮ることが可能となるし、前記幅広部が薄膜トランジスタの下側に設けられるのであれば、下側に関し、二重の遮光が可能となるのである。
【００４７】
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、当該投射型表示装置には、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（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。
【００４８】
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。
【００４９】
本発明の電子機器は、上述した本発明の第１又は第２の電気光学装置（ただし、その各種態様を含む。）を具備してなる。
【００５０】
本発明の電子機器によれば、薄膜トランジスタに対する光遮蔽性に優れた電気光学装置を具備してなるから、フリッカ等のない高品質な画像を表示することの可能な、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。
【００５１】
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。
【００５２】
【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。
【００５３】
（第１実施形態）
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。
【００５４】
図１において、第１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。
【００５５】
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。
【００５６】
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Ｓ１、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。
【００５７】
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に並んで設けられ定電位に固定された容量線３００を含んでいる。
【００５８】
以下では、上記データ線６ａ、走査線３ａ、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。
【００５９】
まず、第１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。
【００６０】
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（Ｉｎｄｉｕｍ　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。
【００６１】
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、図２中ｘ方向に関して相隣接する画素電極９ａ間の間隙、すなわち同図中ｙ方向に縫って延びる間隙（本発明にいう「第２間隙」に該当する。）に沿って形成されており、その材質は、例えばアルミニウム膜等の金属膜あるいは合金膜からなる。他方、走査線３ａは、図２中ｙ方向に関して相隣接する画素電極９ａ間の間隙、すなわち同図中ｘ方向に縫って延びる間隙（本発明にいう「第１間隙」に該当する。）に沿って形成されている。このうち走査線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の一部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（本発明にいう「交点領域」に該当する。）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。
【００６２】
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１ｃ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。
【００６３】
そして、第１実施形態においては特に、走査線３ａが、図２に示すように、ＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ´に対向するゲート電極としての幅狭部３ａａと、対向しない幅広部３ａｂを含んでいる。これら幅狭部３ａａ及び幅広部３ａｂは、互いに延設されてなる関係にある。これにより、幅狭部３ａａ及び幅広部３ａｂを含む走査線３ａは、フォトリソグラフィ法等を用いることで、一挙に、かつ一体的に形成することが可能である。
【００６４】
より具体的には、図２に示すように、幅狭部３ａａの幅Ｗａは、ＴＦＴ３０のドレイン領域１ｃ及び１ｅとソース領域１ｂ及び１ｄとによって挟まれる方向におけるチャネル領域１ａ´の長さ、すなわちチャネル長に一致するように決められており、幅広部３ａｂの幅Ｗｂは、Ｗｂ＞Ｗａなる関係が満たされるように、かつ、幅狭部３ａａの両縁部からみて突出するように（すなわち、図２中＋ｙ方向及び−ｙ方向のいずれについても突出するように）形成されている。
【００６５】
また、この走査線３ａは、図２からわかるように、その幅広部３ａｂが、平面的にみてデータ線６ａと重なり合う領域を有するように、より具体的には、走査線３ａにおける幅狭部３ａａ及び幅広部３ａｂ間の境界領域が、平面的にみて、データ線６ａの縁部と重なり合うように形成されている。図２においては、この重なり合う領域は、幅Ｗｐを有することが示されている。
【００６６】
このような幅狭部３ａａ及び幅広部３ａｂを含む走査線３ａは、第１実施形態において、遮光性材料からなる。ここで、遮光性材料としては、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、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挙げることができる。
【００６７】
なお、上述において、ＴＦＴ３０はＬＤＤ構造をもつとしたが（図３参照）、本発明はこのような形態に限定されるものではなく、例えば、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（すなわち、幅狭部３ａａ）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、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。
【００６８】
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９ａ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。
【００６９】
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。
【００７０】
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と、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と、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（図３参照）を利用して、蓄積容量７０の形成領域の増大に貢献する。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。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。
【００７１】
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　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｏｘｉｄｅ）膜、ＬＴＯ（Ｌｏｗ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｏｘｉｄｅ）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。
【００７２】
図２及び図３においては、上記のほか、ＴＦＴ３０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、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３００とによっても、なされている。また、下側遮光膜１１ａについても、前述の容量線３００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。
【００７３】
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１１ａ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。
【００７４】
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。
【００７５】
第１層間絶縁膜４１上には、中継層７１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。
【００７６】
なお、第１実施形態では、第１層間絶縁膜４１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。
【００７７】
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。
【００７８】
第３層間絶縁膜４３の表面は、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　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。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。
【００７９】
このような構成となる第１実施形態の電気光学装置においては、上述した幅狭部３ａａ及び幅広部３ａｂを含む走査線３ａの存在により、次のような作用効果が奏されることとなる。以下、この作用効果について図４及び図５を参照して説明する。ここに図４は、第１実施形態に係る幅狭部３ａａ及び幅広部３ａｂを含む走査線３ａをはじめ、上述した半導体層１ａ、データ線６ａ、容量線３００及び中継層７１、並びにコンタクトホール８１及び８５の立体的な配置態様を示す斜視図であり、図５は、そのような走査線３ａを含まない従来の電気光学装置に関する同趣旨の斜視図である。なお、図４及び図５は、図２及び図３中に示されたすべての構成を図示するものではなく、例えば、蓄積容量７０を構成する誘電体膜７５等、幾つかの要素について、その図示が適宜省略されたものとなっている。
【００８０】
まず、図５の従来例をみると、走査線３ａ´は、その延在方向に沿って一様な幅を有しているため、例えば斜めの光Ｌが図に示すように進入してきた場合に、該光Ｌは、比較的容易にチャネル領域１ａ´に到達することがわかる。この場合、チャネル領域１ａ´では、この光Ｌの進入による励起によって光リーク電流が発生することで、ＴＦＴ３０がオフであるにもかかわらず、一定の電流（光リーク電流）が流れてしまうという現象が生じる。したがって、画像上にはフリッカ等が生じることになり、高品質な画像を表示することが比較的困難となるのである。
【００８１】
しかるに、第１実施形態に係る走査線３ａによれば、図４に示すように、図５と同様な斜めの光Ｌが進入してきたとしても、幅広部３ａｂによってその進行が遮られ、該光Ｌはチャネル領域１ａ´にまでは到達しない。したがって、第１実施形態によれば、上述したような不都合を被る可能性を低減することが可能となるのである。
【００８２】
また、第１実施形態においては、図２及び図４に示すように、幅広部３ａｂとデータ線６ａとが、幅Ｗｐをもって互いに重なり合う領域を有していることから、光がチャネル領域１ａ´に至るための進入経路はより限られてくるため、光リーク電流発生抑止、高品質画像の表示という作用効果は、より確実に奏されることとなる。具体的に言えば、例えば、図４中、データ線６ａの上面から進入してくる光のうちの一部は、データ線６ａの上面によって反射ないし吸収され、その残部がデータ線６ａの下面側に至ったとしても、それは幅広部３ａｂによってその進行が遮られる、というようなこととなるのである。
【００８３】
さらに、第１実施形態によれば、上述に加えて、下側遮光膜１１ａが備えられていたから、ＴＦＴ３０に対する光入射は、上側及び下側の双方において遮られることとなり、より確実な光遮蔽機能の発揮を実現することができる。
【００８４】
なお、上記第１実施形態では、幅狭部３ａａ及び幅広部３ａｂは、延設されてなる関係にあるものとされていたが、本発明は、このような形態に限定されるものではない。例えば、幅狭部３ａｂのみを導電性あるポリシリコン膜として形成した後、該ポリシリコン膜と電気的な導通が図れるように、遮光性材料からなる幅広部３ａｂを形成するというような形態、すなわち幅狭部３ａａ及び幅広部３ａｂ間が電気的に接続されてなるような形態としてもよい。この場合においては、半導体層１ａと相性のよい材料でもってゲート電極としての幅狭部３ａａを形成することができるから、動作の安定した電気光学装置を提供することができるとともに、遮光性材料からなる幅広部３ａｂを備えることから、高い光遮蔽機能をも併せもつ電気光学装置を提供することが可能となる。
【００８５】
これに関連して、場合によっては、走査線３ａを、その下層がポリシリコン膜からなり、上層が遮光性材料からなる、というように、二層構造を有する形態としてもよい。これによれば、絶縁膜２を介して半導体層１ａと対向する、ゲート電極としての機能を求められる部分は、上述と同様に相性のよいポリシリコン膜となるから、上述と略同様な作用効果を得ることが可能となる。
【００８６】
また、上記第１実施形態では、幅広部３ａｂが、幅狭部３ａａの縁部から見て、チャネル領域１ａ´の延在する方向の両方に延在するように形成されていたが、場合によっては、該縁部から一方にのみ延在するように幅広部３ａｂを形成するような形態としてもよい。
【００８７】
（第２実施形態）
以下では、本発明の第２の実施形態について、図６及び図７を参照しながら説明する。ここに、図６及び図７は、それぞれ図２及び図４と同趣旨の図であって、同図とは走査線等の形態が異なるものを示す平面図及び斜視図である。なお、この第２実施形態に係る電気光学装置の構成は、後の説明で特に断りがない限り、上述の第１実施形態と全く同様であるので、図面上同一の符号が示されているものについては、その説明を省略することとする。
【００８８】
第２実施形態では、第１実施形態において幅狭部３ａａ及び幅広部３ａｂを含む走査線３ａが備えられていたのとは異なり、図６及び図７に示すように、幅狭部３０１ａ及び幅広部３０１ｂを含む電極部３０１が備えられている。電極部３０１は、図６に示すように、ＴＦＴ３０の形成領域に応じて、ＴＦＴアレイ基板１０上において島状に形成されており、その各々が、チャネル領域１ａ´に対向する幅狭部３０１ａと、該チャネル領域１ａ´に対向しない幅広部３０１ｂとを含んでいる。なお、これら幅狭部３０１ａ及び幅広部３０１ｂのみに着目すれば、その概ねの構造は、上記第１実施形態と略同様であることがわかる。すなわち、幅狭部３０１ａの幅は、チャネル長に一致するように決められており、幅広部３０１ｂは、幅狭部３０１ａの両縁部からみて突出するように（すなわち、図６中＋ｙ方向及び−ｙ方向のいずれについても突出するように）、などとして形成されている。他方、電極部３０１は、ＴＦＴ３０下に層間絶縁膜を挟んで形成された走査線３と、コンタクトホール８８を介して電気的に接続されている。
【００８９】
このような形態であっても、幅広部３０１ｂによる光遮蔽効果が、上述の幅広部３ａｂと略同様に達成されることは明白である。
【００９０】
また、このような形態によれば、電極部３０１及び走査線３を含め、それに密接に関連するＴＦＴ３０等の配置態様のレイアウトの自由度が高まる他、両者をそれぞれ別の材料で構成する、等ということも可能となる。
【００９１】
（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各種実施形態における電気光学装置の全体構成を図８及び図９を参照して説明する。なお、図８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９は図８のＨ−Ｈ´断面図である。
【００９２】
図８及び図９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２０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、液晶層５０が封入されており、ＴＦＴ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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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１０４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。
【００９７】
図９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２１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。
【００９８】
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６ａ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。
【００９９】
また、データ線駆動回路１０１及び走査線駆動回路１０４をＴＦＴアレイ基板１０上に設ける代わりに、例えばＴＡＢ（Ｔａｐｅ　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　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　Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ　Ｌｉｑｕｉｄ　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。
【０１００】
（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１０は、投射型カラー表示装置の図式的断面図である。
【０１０１】
図１０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、１００Ｇ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。
【０１０２】
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】本発明の第１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】本発明の第１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】幅狭部及び幅広部を含む走査線とチャネル領域、並びにその周囲の構成との立体的な配置態様を示す斜視図である。
【図５】従来の電気光学装置における走査線、並びにその周囲の構成との立体的な配置態様を示す斜視図である。
【図６】図２と同趣旨の図であるが、本発明の第２実施形態に係り、幅狭部及び幅広部を含む電極部を備えた形態となるものを示す平面図である。
【図７】図４と同趣旨の図であるが、本発明の第２実施形態に係り、幅狭部及び幅広部を含む電極部を備えた形態となるものを示す平面図である。
【図８】本発明の実施形態の電気光学装置におけるＴＦＴアレイ基板を、その上に形成された各構成要素ととも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】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
３ａ…走査線
３ａａ…幅狭部
３ａｂ…幅広部
６ａ…データ線
９ａ…画素電極
１０…ＴＦＴアレイ基板
１１ａ…下側遮光膜
３０…ＴＦＴ
３０１…電極部
３０１ａ…幅狭部
３０１ｂ…幅広部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of electro-optical devices and electronic equipment, and in particular, a thin film transistor (Thin Film Transistor; hereinafter appropriately referred to as “a thin film transistor”) is provided on one of a pair of substrates sandwiching an electro-optical material such as a liquid crystal. TFT "), which is capable of performing so-called active matrix driving, and an electronic device including such an electro-optical device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, pixel electrodes arranged in a matrix and TFTs connected to each of the electrodes, scanning lines and data lines connected to each of the TFTs and provided in parallel in the row and column directions, respectively, are provided. There is known an electro-optical device capable of so-called active matrix driving by supplying a scanning signal to a TFT through a scanning line to control the operation thereof and supplying an image signal to the TFT and a pixel electrode through a data line. ing. In recent years, there has been a general demand for such an electro-optical device that is smaller in size and capable of displaying a higher-quality image.
[0003]
In order to respond to such demands, various problems must be overcome, and among them, in particular, overcoming the problem relating to light incidence on a TFT provided in each pixel, particularly a channel region in a semiconductor layer thereof, is required. is important. This is because, when the channel region is irradiated with light, light leakage current is generated by the excitation of the light and the characteristics of the TFT change, thereby causing flicker or the like on an image. In particular, when the electro-optical device that can be driven by the active matrix is used as a light valve of a liquid crystal projector, the intensity of light incident on the light valve is high. It is more important to shield light.
[0004]
Therefore, conventionally, a light-shielding film that defines an opening area of each pixel is provided on a counter substrate that faces a TFT array substrate on which the TFTs and the like are formed with an electro-optical material such as a liquid crystal interposed therebetween. Accordingly, a configuration is adopted in which light does not reach the channel region and its peripheral region. Alternatively, on a TFT array substrate, a configuration is used in which a data line made of a metal film such as Al (aluminum) passing over the TFT is used as a light shielding film. By employing such a configuration, it is possible to prevent light from entering the TFT or the channel region of the electro-optical device, that is, to prevent the occurrence of light leakage current.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described light shielding technology has the following problems. That is, according to the technology of forming a light-shielding film on a counter substrate or a TFT array substrate, a space between the light-shielding film and the channel region is three-dimensionally viewed, for example, via a liquid crystal layer, an electrode, an interlayer insulating film, or the like. They are so far apart that the light obliquely incident between them is not sufficiently shielded. In particular, in a small electro-optical device used as a light valve of a projector, incident light is a light beam obtained by focusing light from a light source with a lens, and a component obliquely incident cannot be neglected (for example, a light beam perpendicular to a substrate). (About 10% of a component tilted by about 10 to 15 degrees from a certain direction), and it is a practical problem that the light is not sufficiently shielded from such obliquely incident light.
[0006]
In particular, in order to meet the general demand for miniaturization of the above-mentioned electro-optical device, the definition of the device and the fineness of the pixel pitch have been advanced, and a brighter image has been demanded in accordance with the general requirement of a high-quality display image. , The light intensity of the incident light tends to increase, and according to the above-described conventional light shielding technology, it is more difficult to perform sufficient light shielding.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and an electro-optical device capable of displaying a high-quality image by preventing light from being incident on a TFT, and an electro-optical device having such an electro-optical device. It is an object to provide an electronic device provided with the electronic device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a first electro-optical device according to the present invention has a pixel electrode on a substrate, a thin film transistor for supplying an image signal to the pixel electrode by a switching operation, and supplying the image signal to the thin film transistor. A first wiring, and a second wiring for supplying a scanning signal for controlling the switching operation to the thin film transistor, wherein the second wiring has a narrow width as a gate electrode facing a channel region of the thin film transistor. And a wide portion that is wider than the narrow portion and does not face the channel region.
[0009]
According to the first electro-optical device of the present invention, it is possible to control ON / OFF of the thin film transistor by supplying the scanning signal to the thin film transistor through the second wiring, and further, when the thin film transistor is turned on. In this case, since it is possible to supply an image signal to the pixel electrode through the first wiring, so-called active matrix driving can be realized.
[0010]
In the present invention, in particular, the second wiring includes a narrow portion serving as a gate electrode facing a channel region of the thin film transistor, and a wide portion wider than the narrow portion and not facing the channel region. Contains. That is, the second wiring according to the present invention has a form in which an umbrella is spread around the channel region. Accordingly, the light that is going to enter the channel region of the thin film transistor is blocked by the wide portion of the second wiring according to the present invention. In particular, such a shielding effect is effectively exerted on light obliquely entering the channel region.
[0011]
Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of light leakage current in the thin film transistor as much as possible, and thus it is possible to display a high-quality image without flicker or the like.
[0012]
In the present invention, “wide” means wider than the width of the “narrow part”, and “narrow” means narrower than the width of the “wide part”. Meaning. In short, the specific extent of the “wide portion” and “narrow portion” is determined by the relative relationship between the two.
[0013]
In this connection, the width value that the wide portion or the narrow portion should actually have depends on the strength of the light shielding effect described above, the maintenance of the pixel aperture ratio, or the difference with other components on the substrate. It can be determined appropriately by theoretical, empirical, experimental, simulation, or the like, taking into account circumstances such as layout. More specifically, when a lattice-shaped light-shielding film that is typically formed is provided on a counter substrate that is disposed to face the substrate with the electro-optical material interposed therebetween, the width of the wide portion is It may be formed so as not to exceed the width of the light-shielding film. According to this, the wide portion is confined in the non-opening region, so that the pixel aperture ratio is not affected.
[0014]
In addition, as described above, the “electro-optical substance” referred to in the present invention typically corresponds to a liquid crystal, as described above. In addition, a powder EL (electroluminescence) dispersed in an appropriate binder may be used. ), Or inorganic or organic EL etc. may also be applicable. In this case, an electric field is applied to the EL, and the image is displayed by emitting light by itself. In such an “EL display device”, the above-described TFT and the second Considering the case where the wiring and the first wiring and the like are provided, the application of the present invention is naturally possible in such a case.
[0015]
A second electro-optical device according to the present invention includes, on a substrate, a pixel electrode, a thin film transistor for supplying an image signal to the pixel electrode by a switching operation, a first wiring for supplying the image signal to the thin film transistor, and the thin film transistor A second wiring for supplying a scanning signal for controlling the switching operation, a narrow portion as a gate electrode facing a channel region of the thin film transistor, and a wider portion than the narrow portion, and the channel region And an electrode portion electrically connected to the second wiring.
[0016]
According to the second electro-optical device of the present invention, active matrix driving can be performed in substantially the same manner as in the above-described first electro-optical device of the present invention. However, in the present invention, the supply of the scanning signal to the thin film transistor is performed via the electrode portion in addition to the second wiring.
[0017]
In the present invention, in particular, an electrode portion including a narrow portion and a wide portion is provided, and the electrode portion is electrically connected to the second wiring. Accordingly, for example, the second wiring and the electrode portion can be formed in another layer on the substrate, and thus, the degree of freedom in layout of the arrangement mode of the thin film transistors and the like can be increased. The two wirings may be made of a material having more excellent electrical conductivity, and the electrode portion may be made of a material having excellent light shielding properties.
[0018]
In any case, according to the second electro-optical device of the present invention, it is possible to realize the light shielding of the channel region by the wide portion in substantially the same manner as in the above-described first electro-optical device of the present invention. Still, it is still possible to suppress the occurrence of light leakage current and display a higher quality image.
[0019]
In one aspect of the second electro-optical device of the present invention, the electrical connection between the electrode unit and the second wiring is performed via a contact hole.
[0020]
According to this aspect, the electrical connection between the second wiring and the electrode portion is performed through the contact hole, so that the two elements are separated from each other on the substrate with one or more interlayer insulating films or the like interposed therebetween. Since it can be formed as a layer, the degree of freedom in the layout of various components on the substrate can be increased.
[0021]
In one aspect of the first electro-optical device of the present invention and in another aspect of the second electro-optical device of the present invention, at least a part of the wide portion has a region overlapping with the first wiring in plan view. Have.
[0022]
According to this aspect, for example, when a stacked structure of a channel region, a second wiring or electrode portion including a wide portion, and a first wiring is formed in order from the bottom, the semiconductor device enters from above the first wiring. The incoming light is first blocked at the upper surface of the first wiring, and the light that has passed through the first wiring is blocked at the upper surface of the wide portion, so that a higher light shielding function is exhibited. In addition, the fact that the first wiring and the wide portion overlap in a plan view means that the light entry path to the channel region is limited, and thus a higher light shielding function can be exhibited. Will be done.
[0023]
In another aspect of the first or second electro-optical device of the present invention, the wide portion includes a portion extending from the narrow portion.
[0024]
According to this aspect, it is possible to relatively easily form the second wiring or the electrode portion having the wide portion and the narrow portion. Specifically, for example, by using known photolithography and etching on the assumption that a pattern in which the wide portion and the narrow portion are so-called integral, the second wiring or the electrode according to this embodiment is used. The portion can be easily formed.
[0025]
In another aspect of the first or second electro-optical device of the present invention, the wide portion includes a portion connected to the narrow portion.
[0026]
According to this aspect, for example, the wide portion includes a portion formed by connecting a separately prepared conductive member or the like to the narrow portion. Even in such a case, the wide portion can be formed relatively easily.
[0027]
In this case, in particular, a material suitable for a narrow portion expected to function as a gate electrode and a material suitable for a wide portion expected to have high light-shielding performance are used. It is also possible to easily configure the narrow portion and the wide portion with different materials.
[0028]
Specifically, for example, the narrow portion is made of conductive polysilicon, while the wide portion is made of a light-shielding material such as WSi (tungsten silicide) as described later. It can be made of a material. According to such a configuration, a light-shielding material which is generally not suitable for providing a function as a gate electrode does not have such a function, and has an advantage that the function is performed on a polysilicon film. At the same time, and at the same time, a high light-shielding function can be achieved.
[0029]
In another aspect of the first or second electro-optical device of the present invention, the wide portion is made of a light-shielding material.
[0030]
According to this aspect, since the wide portion is made of a light-shielding material, the light-shielding function of the wide portion is more reliably exhibited.
[0031]
In this embodiment, the wide portion may be made of a light-shielding material, and the wide portion and the narrow portion may be made of a light-shielding material. As described above, the former case can be suitably realized in the above-described embodiment including the portion in which the wide portion is connected to the narrow portion.
[0032]
In addition, specific examples of the “light-shielding material” according to the present embodiment include at least one of high-melting metals such as Ti (titanium), Cr (chromium), W (tungsten), Ta (tantalum), and Mo (molybdenum). Including one of them, a metal simple substance, an alloy, a metal silicide, a polysilicide, a laminate of these, and the like can be given.
[0033]
In another aspect of the first or second electro-optical device of the present invention, the second wiring or the electrode section has a multilayer structure.
[0034]
According to this aspect, the second wiring or the electrode portion has, for example, a two-layer structure including a layer for effectively functioning as a gate electrode and a layer for providing light-shielding performance (the former is, for example, a poly layer). Silicon, etc., and the latter can include a high melting point metal such as Ti, Cr, W, Ta, Mo, etc., as described above.) It is possible to more preferably exhibit the performance required for the wiring or the electrode portion. Accordingly, it is possible to secure a favorable operation of the thin film transistor or the electro-optical device and to exhibit a sufficient light shielding performance.
[0035]
In another aspect of the first or second electro-optical device of the present invention, the wide portion extends in one or both directions in which the channel region extends, as viewed from an edge of the narrow portion. ing.
[0036]
According to this aspect, since the wide portion extends to one or both of the channel regions, the arrangement of the thin film transistor and the second wiring or the electrode portion can be suitably adjusted. become. Here, the case where the wide portion is “extended to one side” means that one end of the wide portion is on a straight line along one end of the channel region in the direction in which the channel region extends. However, the other ends do not lie on a straight line parallel to the straight line, while the "extend to both" case means one end of the channel region and This is the case where neither one end nor the other end of the wide part is on a straight line along each of the other ends.
[0037]
In this embodiment, the portion to be “wide” can be freely determined with respect to the narrow portion as described above. Therefore, it is preferable to adjust the arrangement of the thin film transistor, the second wiring, and the electrode portion. As a result, the degree of freedom in the layout of various components on the substrate can be increased.
[0038]
In the above description, whether the wide portion is extended to only one side or to both sides, it is already described how much the wide portion is protruded from the narrow portion. As described above, the determination can be made in consideration of various circumstances.
[0039]
In another aspect of the first or second electro-optical device of the present invention, the pixel electrodes are arranged in a matrix, and the channel regions are adjacent to each other with the second wiring interposed therebetween in plan view. It is formed in an intersection region where a first longitudinal gap extending between the electrodes intersects with a second longitudinal gap extending between the pixel electrodes adjacent to each other across the first wiring.
[0040]
According to this aspect, since the channel region of the thin film transistor is formed in the intersection region, a configuration in which the incidence of light is least likely to occur has appeared. Accordingly, the electro-optical device according to the present embodiment, together with the function and effect of the wide portion according to the present invention, can more reliably suppress the occurrence of light leakage current and display a higher quality image. It becomes possible.
[0041]
The term “arranged in a matrix” in the present embodiment includes, of course, a simple form in which the pixel electrodes are linearly arranged vertically and horizontally, for example, in at least one of the vertical and horizontal directions. For example, only the meandering or zigzag arrangement is included.
[0042]
Particularly in this aspect, the channel region, the source region, and the drain region are formed so as to extend along the second gap, and the width of the narrow portion is set along the second gap of the channel region. And the width of the wide portion has a value greater than the length.
[0043]
According to such a configuration, the thin film transistor is formed such that the direction of the so-called “channel length” (the “length of the channel region along the second gap” described above) matches the direction of the second gap. Will be done. The width of the narrow portion corresponds to the channel length, and the width of the wide portion has a width larger than the channel length.
[0044]
It can be said that such a structure shows one of the most preferable arrangements of the thin film transistor or its channel region and the second wiring or electrode portion. Can also be suitably determined.
[0045]
In another aspect of the first or second electro-optical device of the present invention, a lower light shielding film is further provided below the thin film transistor.
[0046]
According to this aspect, it is possible to more reliably prevent light from entering the thin film transistor. That is, if the wide portion according to the present invention is provided above the thin film transistor, it is possible to block light entering the channel region from above and below, and the wide portion is provided below the thin film transistor. If it is provided on the side, double light shielding is possible for the lower side.
[0047]
Specifically, for example, when the electro-optical device according to this aspect is used as a light valve in a projection display device capable of displaying color, the projection display device includes, for example, three colors of red, blue, and green. Three sets of light valves (electro-optical devices) corresponding to the colors will be provided facing one set of prisms. In such a case, for example, light that has passed through the electro-optical device corresponding to blue may be incident on the electro-optical device corresponding to red. Then, this light becomes so-called return light that is incident from below the thin film transistor.
[0048]
Here, according to the lower light-shielding film of the present embodiment, it is possible to shield light incident from below the thin film transistor, so that the possibility of occurrence of a light leak current in the thin film transistor can be further reduced. It is possible.
[0049]
The electronic apparatus of the present invention includes the above-described first or second electro-optical device of the present invention (including its various aspects).
[0050]
According to the electronic apparatus of the present invention, since the electronic apparatus is provided with the electro-optical device having excellent light shielding properties for the thin film transistor, a projection display device (a liquid crystal projector) capable of displaying a high-quality image without flicker or the like. ), Various electronic devices such as a liquid crystal television, a mobile phone, an electronic organizer, a word processor, a viewfinder type or a monitor direct view type video tape recorder, a workstation, a videophone, a POS terminal, and a touch panel can be realized.
[0051]
The operation and other advantages of the present invention will become more apparent from the embodiments explained below.
[0052]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the electro-optical device of the present invention is applied to a liquid crystal device.
[0053]
(1st Embodiment)
First, the configuration of the pixel portion of the electro-optical device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is an equivalent circuit of various elements, wirings, and the like in a plurality of pixels formed in a matrix forming an image display area of the electro-optical device. FIG. 2 is a plan view of a plurality of pixel groups adjacent to each other on a TFT array substrate on which data lines, scanning lines, pixel electrodes, and the like are formed. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. is there. In FIG. 3, the scale of each layer and each member is different so that each layer and each member has a size recognizable in the drawing.
[0054]
In FIG. 1, each of a plurality of pixels formed in a matrix and constituting an image display area of the electro-optical device according to the first embodiment includes a pixel electrode 9a and a TFT 30 for controlling switching of the pixel electrode 9a. The data line 6a formed and supplied with the image signal is electrically connected to the source of the TFT 30. The image signals S1, S2,..., Sn to be written to the data lines 6a may be supplied line-sequentially in this order, or may be supplied to a plurality of adjacent data lines 6a for each group. Good.
[0055]
Also, the scanning line 3a is electrically connected to the gate of the TFT 30, and the scanning signals G1, G2,..., Gm are applied to the scanning line 3a in a pulsed manner in this order at a predetermined timing. It is configured. The pixel electrode 9a is electrically connected to the drain of the TFT 30. By closing the switch of the TFT 30, which is a switching element, for a predetermined period, the image signals S1, S2,... Write at a predetermined timing.
[0056]
The image signals S1, S2,..., Sn of a predetermined level written in the liquid crystal as an example of the electro-optical material via the pixel electrodes 9a are held for a certain period between the pixel electrodes 9a and the counter electrode formed on the counter substrate. The liquid crystal modulates light by changing the orientation and order of the molecular assembly depending on the applied voltage level, thereby enabling gray scale display. In the normally white mode, the transmittance for the incident light decreases according to the voltage applied in each pixel unit, and in the normally black mode, the light enters according to the voltage applied in each pixel unit Light transmittance is increased, and light having a contrast corresponding to an image signal is emitted from the electro-optical device as a whole.
[0057]
In order to prevent the held image signal from leaking, a storage capacitor 70 is added in parallel with a liquid crystal capacitor formed between the pixel electrode 9a and the counter electrode. The storage capacitor 70 includes a capacitor line 300 provided side by side with the scanning line 3a and fixed at a constant potential.
[0058]
Hereinafter, a more realistic configuration of the electro-optical device in which the above-described circuit operation is realized by the data line 6a, the scanning line 3a, the TFT 30, and the like will be described with reference to FIGS.
[0059]
First, as shown in FIG. 3, which is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 2, the electro-optical device according to the first embodiment includes a transparent TFT array substrate 10 and a transparent counter substrate And The TFT array substrate 10 is made of, for example, a quartz substrate, a glass substrate, or a silicon substrate, and the counter substrate 20 is made of, for example, a glass substrate or a quartz substrate.
[0060]
As shown in FIG. 3, a pixel electrode 9a is provided on the TFT array substrate 10, and an alignment film 16 on which a predetermined alignment process such as a rubbing process is performed is provided above the pixel electrode 9a. The pixel electrode 9a is made of a transparent conductive film such as an ITO (Indium Tin Oxide) film. On the other hand, a counter electrode 21 is provided on the entire surface of the counter substrate 20, and an alignment film 22 on which a predetermined alignment process such as a rubbing process is performed is provided below the counter electrode 21. The counter electrode 21 is also made of a transparent conductive film such as an ITO film, for example, like the pixel electrode 9a. The alignment films 16 and 22 are made of, for example, a transparent organic film such as a polyimide film.
[0061]
On the other hand, in FIG. 2, a plurality of the pixel electrodes 9a are provided in a matrix on the TFT array substrate 10 (the outline is indicated by a dotted line portion 9a '), and the pixel electrodes 9a are respectively provided on the vertical and horizontal boundaries of the pixel electrode 9a. The data line 6a and the scanning line 3a are provided along. The data line 6a extends along a gap between the pixel electrodes 9a adjacent to each other in the x direction in FIG. 2, that is, a gap extending in the y direction in the figure (corresponding to the "second gap" in the present invention). The material is made of, for example, a metal film such as an aluminum film or an alloy film. On the other hand, the scanning line 3a is a gap between the pixel electrodes 9a adjacent to each other in the y direction in FIG. 2, that is, a gap extending in the x direction in the figure (corresponding to the "first gap" in the present invention). It is formed along. Among them, the scanning line 3a is arranged so as to face the channel region 1a 'indicated by a hatched region in the semiconductor layer 1a which rises to the right in the figure, and a part of the scanning line 3a functions as a gate electrode. In other words, at the intersections of the scanning lines 3a and the data lines 6a (corresponding to the "intersection areas" in the present invention), the main line portions of the scanning lines 3a are opposed to each other as gate electrodes in the channel region 1a '. The pixel switching TFT 30 is provided.
[0062]
As shown in FIG. 3, the TFT 30 has an LDD (Lightly Doped Drain) structure, and its component is a scanning line 3a functioning as a gate electrode as described above, for example, a scanning line made of a polysilicon film. A channel region 1a 'of the semiconductor layer 1a in which a channel is formed by an electric field from 3a, an insulating film 2 including a gate insulating film for insulating the scanning line 3a from the semiconductor layer 1a, a lightly doped source region 1b in the semiconductor layer 1a, A high concentration drain region 1c, a high concentration source region 1d and a high concentration drain region 1e are provided.
[0063]
In the first embodiment, particularly, as shown in FIG. 2, the scanning line 3a includes a narrow portion 3aa as a gate electrode facing the channel region 1a 'of the TFT 30, and a wide portion 3ab not facing the scanning line 3a. . The narrow portion 3aa and the wide portion 3ab are in a relationship of being extended from each other. Thus, the scanning lines 3a including the narrow portions 3aa and the wide portions 3ab can be formed at once and integrally by using a photolithography method or the like.
[0064]
More specifically, as shown in FIG. 2, the width Wa of the narrow portion 3aa is equal to the length of the channel region 1a 'in the direction sandwiched by the drain regions 1c and 1e and the source regions 1b and 1d of the TFT 30, that is, The width Wb of the wide portion 3ab is determined so as to match the channel length, and the width Wb of the wide portion 3ab is set so as to satisfy the relationship of Wb> Wa and protrude from both edges of the narrow portion 3aa (ie, 2 so as to protrude in both the + y direction and the −y direction).
[0065]
As can be seen from FIG. 2, the scanning line 3a has a wide portion 3ab having a region overlapping with the data line 6a in a plan view, and more specifically, a narrow portion 3aa in the scanning line 3a. The boundary region between the wide portion 3ab and the wide portion 3ab is formed so as to overlap with the edge of the data line 6a in plan view. FIG. 2 shows that the overlapping region has a width Wp.
[0066]
The scanning line 3a including the narrow portion 3aa and the wide portion 3ab is made of a light-shielding material in the first embodiment. Here, as the light-shielding material, for example, a single metal, an alloy, a metal silicide, a polysilicide, or a laminate of these, including at least one of high melting metals such as Ti, Cr, W, Ta, and Mo And the like.
[0067]
In the above description, the TFT 30 has the LDD structure (see FIG. 3). However, the present invention is not limited to such an embodiment. For example, the low-concentration source region 1b and the low-concentration drain region 1c may have impurities. An impurity may be implanted at a high concentration using a gate electrode (that is, the narrow portion 3aa) which is a part of the scanning line 3a as a mask, and the high concentration source region and the high concentration A self-aligned TFT forming a drain region may be used. Further, the semiconductor layer 1a constituting the TFT 30 may be a non-single-crystal layer or a single-crystal layer. For forming the single crystal layer, a known method such as a bonding method can be used. By using the semiconductor layer 1a as a single crystal layer, the performance of peripheral circuits in particular can be improved.
[0068]
On the other hand, in FIG. 3, the storage capacitor 70 is composed of a relay layer 71 serving as a pixel potential side capacitor electrode connected to the high-concentration drain region 1 e and the pixel electrode 9 a of the TFT 30, and a capacitor line 300 serving as a fixed potential side capacitor electrode. A part of them is formed by being opposed to each other with a dielectric film 75 interposed therebetween. According to the storage capacitor 70, the potential holding characteristic of the pixel electrode 9a can be significantly improved.
[0069]
The relay layer 71 is made of, for example, a conductive polysilicon film and functions as a pixel potential side capacitance electrode. However, the relay layer 71 may be formed of a single-layer film or a multilayer film containing a metal or an alloy, similarly to the capacitance line 300 described later. The relay layer 71 has a function of relaying the pixel electrode 9a and the high-concentration drain region 1e of the TFT 30 via the contact holes 83 and 85, in addition to the function as the pixel potential side capacitor electrode.
[0070]
The capacitance line 300 is made of, for example, a conductive film containing a metal or an alloy and functions as a fixed potential side capacitance electrode. When viewed in plan, the capacitance line 300 is formed so as to overlap the formation region of the scanning line 3a, as shown in FIG. More specifically, the capacitance line 300 includes a main line portion 300a extending along the scanning line 3a, and projecting portions 300b each protruding upward along the data line 6a from each location intersecting the data line 6a in the drawing. A constricted portion 300c in which a portion corresponding to the contact hole 85 is slightly constricted is provided. Of these, the protruding portion 300b contributes to an increase in the formation region of the storage capacitor 70 by using the region above the scanning line 3a and the region below the data line 6a (see FIG. 3). Such a capacitance line 300 is preferably formed of a conductive light-shielding film containing a high-melting point metal, and functions as a fixed-potential-side capacitance electrode of the storage capacitor 70 and a light-shielding layer that shields the TFT 30 from incident light above the TFT 30. Has the function as The capacitance line 300 preferably extends from the image display area 10a where the pixel electrode 9a is arranged to the periphery thereof, and is electrically connected to a constant potential source to have a fixed potential. Such a constant potential source may be a constant potential source of a positive power supply or a negative power supply supplied to the data line driving circuit 101, or may be a constant potential supplied to the counter electrode 21 of the counter substrate 20.
[0071]
As shown in FIG. 3, the dielectric film 75 is, for example, a relatively thin HTO (High Temperature Oxide) film having a thickness of about 5 to 200 nm, a silicon oxide film such as an LTO (Low Temperature Oxide) film, or a silicon nitride film. Consists of From the viewpoint of increasing the storage capacitance 70, the thinner the dielectric film 75 is, the better the reliability of the film can be obtained.
[0072]
2 and 3, in addition to the above, a lower light shielding film 11a is provided below the TFT 30. The lower light-shielding film 11a is patterned in a lattice pattern, thereby defining an opening area of each pixel. The definition of the opening region is also made by the data line 6a in FIG. 2 and the capacitance line 300 formed so as to cross the data line 6a. Also, the lower light-shielding film 11a is extended from the image display area to the periphery thereof in order to prevent the potential fluctuation from adversely affecting the TFT 30, as in the case of the above-described capacitance line 300. It may be connected to a potential source.
[0073]
The base insulating film 12 is provided below the TFT 30. The base insulating film 12 has a function of interlayer insulating the TFT 30 from the lower light-shielding film 11a, and is formed over the entire surface of the TFT array substrate 10 so that the surface of the TFT array substrate 10 is roughened at the time of polishing the surface and dirt remaining after cleaning. It has a function of preventing a change in the characteristics of the pixel switching TFT 30.
[0074]
In addition, on the scanning line 3a, a first interlayer insulating film 41 in which a contact hole 81 leading to the high-concentration source region 1d and a contact hole 83 leading to the high-concentration drain region 1e are respectively formed.
[0075]
A relay layer 71 and a capacitor line 300 are formed on the first interlayer insulating film 41, and a contact hole 81 leading to the high-concentration source region 1d and a contact hole 85 leading to the relay layer 71 are formed on these. A perforated second interlayer insulating film 42 is formed.
[0076]
In the first embodiment, the first interlayer insulating film 41 is baked at about 1000 ° C. to activate the ions implanted into the semiconductor layer 1a and the polysilicon film forming the scanning line 3a. You may try. On the other hand, by not performing such sintering on the second interlayer insulating film 42, stress generated near the interface of the capacitance line 300 may be reduced.
[0077]
The data lines 6 a are formed on the second interlayer insulating film 42, and a third interlayer insulating film 43 having a contact hole 85 leading to the relay layer 71 is formed thereon.
[0078]
The surface of the third interlayer insulating film 43 is flattened by a CMP (Chemical Mechanical Polishing) process or the like, and reduces the alignment failure of the liquid crystal layer 50 due to a step due to various wirings, elements, and the like existing below the surface. However, instead of or in addition to performing the flattening process on the third interlayer insulating film 43, the TFT array substrate 10, the underlying insulating film 12, the first interlayer insulating film 41, and the second interlayer insulating film 42 A flattening process may be performed by digging a groove in at least one of them and burying a wiring such as the data line 6a or a TFT 30 or the like.
[0079]
In the electro-optical device according to the first embodiment having the above-described configuration, the following operation and effect are exerted by the presence of the scanning line 3a including the narrow portion 3aa and the wide portion 3ab. Hereinafter, this operation and effect will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 shows the scanning line 3a including the narrow portion 3aa and the wide portion 3ab according to the first embodiment, the semiconductor layer 1a, the data line 6a, the capacitor line 300, the relay layer 71, and the contact hole 81 described above. And FIG. 5 is a perspective view showing a three-dimensional arrangement mode of FIG. 85, and FIG. 5 is a perspective view of the same purpose regarding a conventional electro-optical device not including such a scanning line 3a. 4 and 5 do not show all the configurations shown in FIGS. 2 and 3. For example, some elements such as a dielectric film 75 forming the storage capacitor 70 are not shown. The illustration is omitted as appropriate.
[0080]
First, referring to the conventional example in FIG. 5, since the scanning line 3a 'has a uniform width along its extending direction, for example, when the oblique light L enters as shown in the drawing. It can be seen that the light L reaches the channel region 1a 'relatively easily. In this case, in the channel region 1a ', a phenomenon in which a constant current (light leak current) flows even though the TFT 30 is off due to generation of a light leak current due to the excitation caused by the entrance of the light L. Occurs. Therefore, flicker or the like occurs on the image, and it is relatively difficult to display a high-quality image.
[0081]
However, according to the scanning line 3a according to the first embodiment, as shown in FIG. 4, even if the oblique light L similar to that in FIG. L does not reach the channel region 1a '. Therefore, according to the first embodiment, it is possible to reduce the possibility of suffering the above-described inconvenience.
[0082]
In the first embodiment, as shown in FIGS. 2 and 4, since the wide portion 3ab and the data line 6a have regions overlapping each other with a width Wp, light is transmitted to the channel region 1a '. Since the approach route for reaching is further limited, the effect of suppressing the occurrence of light leakage current and displaying a high-quality image is more reliably achieved. More specifically, for example, in FIG. 4, a part of the light entering from the upper surface of the data line 6a is reflected or absorbed by the upper surface of the data line 6a, and the remainder is the lower surface side of the data line 6a. Is reached, the progress is blocked by the wide portion 3ab.
[0083]
Furthermore, according to the first embodiment, in addition to the above, since the lower light-shielding film 11a is provided, light incident on the TFT 30 is blocked on both the upper and lower sides, and a more reliable light shielding function is provided. It can be realized.
[0084]
In the first embodiment, the narrow portion 3aa and the wide portion 3ab are assumed to be in a relationship of being extended. However, the present invention is not limited to such a mode. For example, after forming only the narrow portion 3ab as a conductive polysilicon film, the wide portion 3ab made of a light-shielding material is formed so as to achieve electrical conduction with the polysilicon film. The narrow portion 3aa and the wide portion 3ab may be electrically connected to each other. In this case, since the narrow portion 3aa as the gate electrode can be formed using a material compatible with the semiconductor layer 1a, an electro-optical device with stable operation can be provided, and the light-shielding material can be used. With the provision of the wide portion 3ab, it is possible to provide an electro-optical device that also has a high light shielding function.
[0085]
In this connection, in some cases, the scanning line 3a may have a two-layer structure in which the lower layer is made of a polysilicon film and the upper layer is made of a light-shielding material. According to this, the portion facing the semiconductor layer 1a via the insulating film 2 and required to function as a gate electrode is a polysilicon film having good compatibility as described above, and thus has substantially the same operation and effect as described above. Can be obtained.
[0086]
In the first embodiment, the wide portion 3ab is formed so as to extend in both the direction in which the channel region 1a 'extends when viewed from the edge of the narrow portion 3aa. May be configured such that the wide portion 3ab is formed so as to extend only from the edge to one side.
[0087]
(2nd Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIGS. 6 and 7 are views having the same purpose as FIGS. 2 and 4, respectively, and are a plan view and a perspective view showing a scanning line or the like having a different form. The configuration of the electro-optical device according to the second embodiment is exactly the same as that of the above-described first embodiment unless otherwise specified in the following description, and thus the same reference numerals are used in the drawings. , The description thereof will be omitted.
[0088]
In the second embodiment, unlike the first embodiment in which the scanning line 3a including the narrow portion 3aa and the wide portion 3ab is provided, as shown in FIGS. 6 and 7, the narrow portion 301a and the wide An electrode section 301 including a section 301b is provided. As shown in FIG. 6, the electrode portions 301 are formed in an island shape on the TFT array substrate 10 according to the formation region of the TFT 30, and each of the electrode portions 301 and the narrow portion 301a facing the channel region 1a '. , And a wide portion 301b not facing the channel region 1a '. It should be noted that focusing only on the narrow portion 301a and the wide portion 301b, it is understood that the general structure is substantially the same as that of the first embodiment. That is, the width of the narrow portion 301a is determined so as to match the channel length, and the wide portion 301b is projected from both edges of the narrow portion 301a (ie, in the + y direction and the + y direction in FIG. 6). So as to protrude in any of the −y directions). On the other hand, the electrode portion 301 is electrically connected to the scanning line 3 formed below the TFT 30 with an interlayer insulating film interposed therebetween through a contact hole 88.
[0089]
Even in such a form, it is apparent that the light blocking effect by the wide portion 301b is achieved in substantially the same manner as the wide portion 3ab.
[0090]
In addition, according to such an embodiment, the degree of freedom in layout of the arrangement mode of the TFT 30 and the like closely related to the electrode portion 301 and the scanning line 3 is increased, and both of them are formed of different materials. It is also possible.
[0091]
(Overall configuration of electro-optical device)
Hereinafter, the overall configuration of the electro-optical device according to the various embodiments configured as described above will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. 8 is a plan view of the TFT array substrate together with the components formed thereon as viewed from the counter substrate 20, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line HH 'of FIG.
[0092]
8 and 9, in the electro-optical device according to the present embodiment, the TFT array substrate 10 and the opposing substrate 20 are arranged to face each other. A liquid crystal layer 50 is sealed between the TFT array substrate 10 and the opposing substrate 20, and the TFT array substrate 10 and the opposing substrate 20 are separated from each other by a seal provided in a sealing area located around the image display area 10a. The members 52 are bonded to each other.
[0093]
The sealing material 52 is made of, for example, an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, or the like, and is hardened by ultraviolet light, heating, or the like in order to bond the two substrates. In addition, if the electro-optical device according to the present embodiment is applied to a liquid crystal device that performs a small-sized enlarged display such as a projector, the distance between the two substrates (the distance between the substrates) A gap material (spacer) such as glass fiber or glass beads for setting the gap to a predetermined value is dispersed. Alternatively, such a gap material may be included in the liquid crystal layer 50 if the electro-optical device is applied to a large-sized liquid crystal device such as a liquid crystal display or a liquid crystal television that displays images at the same magnification.
[0094]
In a region outside the sealing material 52, a data line driving circuit 101 for driving the data line 6 a by supplying an image signal to the data line 6 a at a predetermined timing and an external circuit connection terminal 102 are connected to one side of the TFT array substrate 10. The scanning line driving circuit 104 that drives the scanning line 3a by supplying a scanning signal to the scanning line 3a at a predetermined timing is provided along two sides adjacent to this one side. I have.
[0095]
If the delay of the scanning signal supplied to the scanning line 3a does not matter, it goes without saying that the scanning line driving circuit 104 may be provided on only one side. Further, the data line driving circuits 101 may be arranged on both sides along the side of the image display area 10a.
[0096]
On one remaining side of the TFT array substrate 10, a plurality of wirings 105 for connecting between the scanning line driving circuits 104 provided on both sides of the image display area 10a are provided. In at least one of the corners of the counter substrate 20, a conductive material 106 for electrically connecting the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 is provided.
[0097]
In FIG. 9, an alignment film is formed on a pixel array 9 after TFTs for pixel switching and wiring such as scanning lines and data lines are formed on a TFT array substrate 10. On the other hand, on the counter substrate 20, an alignment film is formed on the uppermost layer in addition to the counter electrode 21. The liquid crystal layer 50 is made of, for example, a liquid crystal in which one or several kinds of nematic liquid crystals are mixed, and takes a predetermined alignment state between the pair of alignment films.
[0098]
Note that, on the TFT array substrate 10, in addition to the data line driving circuit 101, the scanning line driving circuit 104, etc., a sampling circuit for applying an image signal to the plurality of data lines 6a at a predetermined timing, a plurality of data lines 6a, a precharge circuit for supplying a precharge signal of a predetermined voltage level prior to the image signal, an inspection circuit for inspecting the quality, defects, and the like of the electro-optical device during manufacturing or shipping are formed. Is also good.
[0099]
Further, instead of providing the data line driving circuit 101 and the scanning line driving circuit 104 on the TFT array substrate 10, for example, a driving LSI mounted on a TAB (Tape Automated Bonding) substrate is provided on a peripheral portion of the TFT array substrate 10. You may make it electrically and mechanically connect via the provided anisotropic conductive film. Further, on the side of the counter substrate 20 where the projected light is incident and on the side where the emitted light of the TFT array substrate 10 is emitted, for example, a TN (Twisted Nematic) mode, a VA (Vertically Aligned) mode, and a PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal), respectively. A polarizing film, a retardation film, a polarizing plate, and the like are arranged in a predetermined direction according to an operation mode such as a) mode or a normally white mode or a normally black mode.
[0100]
(Electronics)
Next, an overall configuration, particularly an optical configuration, of an embodiment of a projection type color display device as an example of an electronic apparatus using the electro-optical device described above in detail as a light valve will be described. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of the projection type color display device.
[0101]
In FIG. 10, a liquid crystal projector 1100, which is an example of a projection type color display device according to the present embodiment, prepares three liquid crystal modules each including a liquid crystal device in which a driving circuit is mounted on a TFT array substrate, and each of them has a light valve for RGB. The projector is used as 100R, 100G, and 100B. In the liquid crystal projector 1100, when projection light is emitted from a lamp unit 1102 of a white light source such as a metal halide lamp, three mirrors 1106 and two dichroic mirrors 1108 emit light components R, G and R corresponding to the three primary colors RGB. B, and are led to light valves 100R, 100G, and 100B corresponding to each color. In this case, in particular, the B light is guided through a relay lens system 1121 including an entrance lens 1122, a relay lens 1123, and an exit lens 1124 in order to prevent light loss due to a long optical path. The light components corresponding to the three primary colors modulated by the light valves 100R, 100G, and 100B are combined again by the dichroic prism 1112, and then projected as a color image on the screen 1120 via the projection lens 1114.
[0102]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed within the scope of the invention or the idea that can be read from the entirety of the claims and the specification, and an electro-optical device with such a change. And electronic devices are also included in the technical scope of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an equivalent circuit such as various elements and wirings provided in a plurality of pixels in a matrix forming an image display area in an electro-optical device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a plurality of adjacent pixel groups of a TFT array substrate on which data lines, scanning lines, pixel electrodes, and the like are formed in the electro-optical device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. 2;
FIG. 4 is a perspective view showing a three-dimensional arrangement of a scanning line including a narrow portion and a wide portion, a channel region, and a configuration around the scanning region and the channel region.
FIG. 5 is a perspective view showing a three-dimensional arrangement of a scanning line and its surrounding configuration in a conventional electro-optical device.
FIG. 6 is a plan view showing the same concept as in FIG. 2, but according to a second embodiment of the present invention, in a form having an electrode portion including a narrow portion and a wide portion.
FIG. 7 is a plan view showing the same concept as FIG. 4, but according to a second embodiment of the present invention, in a form having an electrode portion including a narrow portion and a wide portion.
FIG. 8 is a plan view of the TFT array substrate in the electro-optical device according to the embodiment of the present invention, together with the components formed thereon, viewed from the counter substrate side.
FIG. 9 is a sectional view taken along the line HH ′ of FIG. 8;
FIG. 10 is a schematic sectional view showing a color liquid crystal projector as an example of a projection type color display device which is an embodiment of the electronic apparatus of the invention.
[Explanation of symbols]
1a ... semiconductor layer 1a '... channel region 1b ... low-concentration source region 1c ... low-concentration drain region 1d ... high-concentration source region 1e ... high-concentration drain region 3a ... scanning line 3aa ... narrow portion 3ab ... wide portion 6a ... data line 9a: pixel electrode 10: TFT array substrate 11a: lower light-shielding film 30: TFT
301: electrode portion 301a: narrow portion 301b: wide portion

Claims (13)

基板上に、
画素電極と、
該画素電極にスイッチング動作により画像信号を供給する薄膜トランジスタと、
該薄膜トランジスタに前記画像信号を供給する第１配線と、前記薄膜トランジスタに前記スイッチング動作を制御するための走査信号を供給する第２配線とを備えてなり、
前記第２配線は、前記薄膜トランジスタのチャネル領域に対向するゲート電極としての幅狭部と、該幅狭部よりも幅広であり、かつ、前記チャネル領域に対向しない幅広部とを含んでいることを特徴とする電気光学装置。On the substrate,
A pixel electrode;
A thin film transistor for supplying an image signal to the pixel electrode by a switching operation;
A first wiring for supplying the image signal to the thin film transistor; and a second wiring for supplying a scanning signal for controlling the switching operation to the thin film transistor.
The second wiring includes a narrow portion as a gate electrode facing a channel region of the thin film transistor, and a wide portion wider than the narrow portion and not facing the channel region. Electro-optical device characterized by the following. 基板上に、
画素電極と、
にスイッチング動作により画像信号を供給する薄膜トランジスタと、
該薄膜トランジスタに前記画像信号を供給する第１配線と、前記薄膜トランジスタに前記スイッチング動作を制御するための走査信号を供給する第２配線と、
前記薄膜トランジスタのチャネル領域に対向するゲート電極としての幅狭部及び該幅狭部よりも幅広であり、かつ、前記チャネル領域に対向しない幅広部を含むとともに、前記第２配線に電気的に接続された電極部と
を備えたことを特徴とする電気光学装置。On the substrate,
A pixel electrode;
A thin film transistor for supplying an image signal by a switching operation to the
A first wiring for supplying the image signal to the thin film transistor; a second wiring for supplying a scanning signal for controlling the switching operation to the thin film transistor;
The thin film transistor includes a narrow portion serving as a gate electrode facing a channel region and a wide portion wider than the narrow portion and not facing the channel region, and is electrically connected to the second wiring. An electro-optical device comprising: an electrode unit; 前記電極部と前記第２配線との電気的な接続は、コンタクトホールを介して行われていることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。3. The electro-optical device according to claim 2, wherein the electrical connection between the electrode unit and the second wiring is made via a contact hole. 前記幅広部の少なくとも一部は、平面的にみて、前記第１配線と重なり合う領域を有す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。4. The electro-optical device according to claim 1, wherein at least a part of the wide portion has a region overlapping with the first wiring when viewed in a plan view. 5. 前記幅広部は、前記幅狭部から延設されてなる部分を含む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。The electro-optical device according to any one of claims 1 to 4, wherein the wide portion includes a portion extending from the narrow portion. 前記幅広部は、前記幅狭部から接続されてなる部分を含む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。The electro-optical device according to claim 1, wherein the wide portion includes a portion connected to the narrow portion. 前記幅広部は、遮光性材料からなる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。The electro-optical device according to claim 1, wherein the wide portion is made of a light-shielding material. 前記第２配線又は前記電極部は、多層構造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。The electro-optical device according to claim 1, wherein the second wiring or the electrode unit has a multilayer structure. 前記幅広部は、前記幅狭部の縁部から見て、前記チャネル領域の延在する方向の一方又は両方に延在してい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。The said wide part has extended in one or both of the extending direction of the said channel area seeing from the edge part of the said narrow part, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. An electro-optical device according to claim 1. 前記画素電極はマトリクス状に配列されてなり、
前記チャネル領域は、平面的にみて前記第２配線を挟んで相隣接する画素電極間を縫って延びる長手状の第１間隙と、前記第１配線を挟んで相隣接する画素電極間を縫って延びる長手状の第２間隙とが交わる交点領域内に形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の電気光学装置。The pixel electrodes are arranged in a matrix,
The channel region has a first longitudinal gap extending between adjacent pixel electrodes across the second wiring when viewed in plan, and a first longitudinal gap extending between adjacent pixel electrodes across the first wiring. The electro-optical device according to any one of claims 1 to 9, wherein the electro-optical device is formed in an intersection region where the extended second gap intersects. 前記チャネル領域並びにソース領域及びドレイン領域が、前記第２間隙に沿って延在するように形成されており、
前記幅狭部の幅は、前記チャネル領域の第２間隙に沿った長さに一致するとともに、
前記幅広部の幅は、前記長さよりも大きい値を有することを特徴とする請求項１０に記載の電気光学装置。The channel region and the source region and the drain region are formed so as to extend along the second gap;
The width of the narrow portion corresponds to the length of the channel region along the second gap,
The electro-optical device according to claim 10, wherein the width of the wide portion has a value larger than the length. 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１１のいずれか一項に記載の電気光学装置。The electro-optical device according to claim 1, further comprising a lower light-shielding film below the thin film transistor. 請求項１乃至１２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。An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to claim 1.
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