JP2008225075A - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ＴＦＴのチャネル領域に光が到達することを防止して、トランジスタ特性が良好で、画像不良を防止することができる反射型電気光学装置、および、その反射型電気光学装置を備えた電子機器を提供する。
【解決手段】ＴＦＴ３０の下層側および上層側を含む周囲を覆うように第一誘電体層１１，３４，１２，１３，１４が形成され、少なくとも第一誘電体層１４の上面を覆いＴＦＴ３０に平面的に重なるように画素電極２３（反射電極）が形成され、画素同士の間隙に第一誘電体層１１，３４，１２，１３，１４と屈折率の異なる第二誘電体層１５が第一誘電体層１４の側面に接するように形成され、画素電極２３（反射電極）が設けられた領域に第一誘電体層１４と第二誘電体層１５の境界面Ｂが位置していることを特徴とする
【選択図】図５

Description

この発明は、電気光学装置および電子機器に関するものである。

従来から、複数の画素がマトリクス状に配置され、複数の画素の各々に対応して薄膜トランジスタが設けられた基板を備え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として、ＷＳｉ（タングステンシリサイド）ターゲットを用いたスパッタリングにより形成されたＷＳｉからなる遮光層上に、フォトリソグラフィにより遮光層のパターンに対応するマスクを形成した後、ケミカルドライエッチングを行うことによりテーパー状のＷＳｉ遮光層を形成したアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示パネルが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、基板を不活性ガス雰囲気中で且つ所定温度でアニール後に、基板上に高融点金属シリサイドから形成された遮光層と、遮光層上に８５０℃以下のプロセスによりシリケートガラスから形成され、不活性ガス雰囲気中で且つ所定温度でアニールされた層間絶縁層と、層間絶縁層上に所定温度のプロセスにより形成された複数のスイッチング素子と、複数のスイッチング素子に対応して設けられた複数の画素電極を設けた液晶表示パネルが開示されている（例えば、特許文献２参照）。

上述の特許文献１では、熱膨張率の差などに起因した応力の発生を抑えつつ遮光層を形成することにより、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のスイッチング素子の下側からの戻り光等の光に対する遮光性能が高く、スイッチング素子のスイッチング特性が高い液晶表示パネルを得ることができる。また、特許文献２では、薄膜トランジスタへのコンタミネーションや熱膨張率の差などに起因した応力の発生を低く抑えつつ、スイッチング素子の下側からの戻り光等の光に対する遮光性能が高く、スイッチング素子のスイッチング特性が高い液晶表示パネルを得ることができる。

また、反射型の電気光学装置として、反射画素電極の下部にドレイン電極を延在させ、ドレイン電極、ゲート電極およびソース配線とを形成することで、樹脂層による平坦性の確保を容易にするものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
一般に、反射電極は金属等の遮光性を有する材料によって形成され、画素領域内に比較的大きな面積で形成されるため、ＴＦＴに直接入射しようとする光を反射電極によって、より大きな面積で遮光できる。したがって、反射電極を有する電気光学装置は上述の特許文献１および特許文献２よりも入射光に対する遮光の面では有利である。
特許第３３７４７１７号公報 特許第３６７４２６０号公報 特開平１０−２６８３４０号公報

しかしながら、上記従来の電気光学装置では、上述の特許文献１および特許文献２においては、ＴＦＴの上層側および下層側に配置された遮光層によって入射光をある程度遮蔽することができるが、基板上に設けられた層間絶縁層の境界面や配線層等によって反射された一部の光がＴＦＴの上層側および下層側に配置された遮光層の間から入り込み、反射を繰り返してＴＦＴのチャネル領域に到達してしまうという課題がある。また、上述の特許文献３においては、上述の特許文献１および特許文献２よりも入射光に対する遮光の面では有利であるものの、層間絶縁層の境界面や配線層等によって反射された光に対しては同様の課題がある。ＴＦＴのチャネル領域に光が到達すると、光電効果によるリーク電流が発生してトランジスタ特性が劣化したり、素子不良による画像不良が生じたりするという問題がある。

そこで、この発明は、ＴＦＴのチャネル領域に光が到達することを防止して、トランジスタ特性が良好で、画像不良を防止することができる反射型電気光学装置、および、その反射型電気光学装置を備えた電子機器を提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明の電気光学装置は、複数の画素がマトリクス状に配置され、前記複数の画素の各々に対応して反射電極と薄膜トランジスタとが設けられた基板を備えた電気光学装置であって、前記薄膜トランジスタの下層側および上層側を含む周囲を覆うように第一誘電体層が形成され、少なくとも前記第一誘電体層の上面を覆い前記薄膜トランジスタに平面的に重なるように前記反射電極が形成され、前記画素同士の間隙に前記第一誘電体層と屈折率の異なる第二誘電体層が前記第一誘電体層の側面に接するように形成され、前記反射電極が設けられた領域に前記第一誘電体層と前記第二誘電体層の境界面が位置していることを特徴とする。

このように構成することで、薄膜トランジスタの上層側（反射電極側）から基板の垂線方向に沿って薄膜トランジスタの形成領域に入射しようとする光は反射電極によって遮断される。また、薄膜トランジスタの上層側から基板の垂線方向と交差するように角度を持って入射し、反射電極の下層側の薄膜トランジスタが形成された領域に入射しようとする光は、まず画素同士の間隙に配置された第二誘電体層に入射して第二誘電体層を透過する。第二誘電体層を透過した光は、薄膜トランジスタの形成領域を含む第一誘電体層と第二誘電体層との境界面に到達する。ここで、第二誘電体は第一誘電体と屈折率の異なる誘電体によって形成されているので、第一誘電体層と第二誘電体層との境界面に達した光は境界面によって反射される。

したがって、本発明によれば、画素に入射し、薄膜トランジスタが形成された領域に基板の垂線方向と交差するように角度を持って入射しようとする光を、第一誘電体層と第二誘電体層の境界面によって反射させ、薄膜トランジスタのチャネル領域に光が到達することを防止できる。よって、電気光学装置のトランジスタ特性が劣化することを防止し、画像不良を防止することができる。

また、本発明の電気光学装置では、前記第一誘電体層の屈折率は前記第二誘電体層の屈折率よりも小さいことが望ましい。
このように構成することで、屈折率の大きい第二誘電体層に入射し、第二誘電体層を透過して屈折率の小さい第一誘電体層との境界面に達する光の入射角の範囲に応じて、各誘電体層の屈折率を調整することで、当該光を当該境界面によって全反射させることができる。したがって、薄膜トランジスタのチャネル領域に光が到達することをより効果的に防止できる。

また、本発明の電気光学装置では、前記画素同士の間隙に少なくとも前記第二誘電体層の下面を覆うように遮光層が形成され、前記遮光層は前記薄膜トランジスタの上層側でかつ前記反射電極の下層側に配置され、前記遮光層上に前記境界面が位置していることを特徴とする。
このように構成することで、遮光層を薄膜トランジスタの上層側を覆う遮光層として機能させることができるだけでなく、遮光層によって入射光を反射させることができる。また、遮光層上に境界面が位置しているので、薄膜トランジスタの形成領域に上層側から入射しようとする光が上述の境界面と遮光層との隙間から薄膜トランジスタの形成領域を含む第一誘電体層に入射することを防止できる。したがって、薄膜トランジスタの形成領域に上層側から入射しようとする光をより効果的に遮蔽および反射し、薄膜トランジスタのチャネル領域に光が到達することをより効果的に防止できる。

また、本発明の電気光学装置では、前記第一誘電体層は上層側の幅が下層側の幅よりも小さくなるように側面に斜面が形成されていてもよい。
このように構成することで、第一誘電体層と第二誘電体層との境界に形成される境界面も同様に傾斜した状態となる。これにより、反射電極の下層の薄膜トランジスタの形成領域に基板の下層側から上層側に向かって入射しようとする反射光が、上述の境界面により大きい入射角で到達する。したがって、薄膜トランジスタの形成領域に入射しようとする反射光を、上述の境界面によってより確実に反射させ、薄膜トランジスタのチャネル領域に光が到達することをより効果的に防止できる。

また、本発明の電気光学装置は、前記斜面が前記基板となす角の角度をθ_Ａ、前記基板の上側から前記境界面に入射する入射光が前記基板の垂線となす角の角度をθ_Ｔ、前記第一誘電体層の屈折率をＮ１、前記第二誘電体層の屈折率をＮ２とした場合に下記式（Ｉ）を満たす関係が成立することを特徴とする。
Ｎ２＞Ｎ１／ｓｉｎ（θ_Ａ−θ_Ｔ）…（Ｉ）
このように構成することで、基板の上側から画素領域に入射して薄膜トランジスタの形成領域の上層側から薄膜トランジスタの形成領域に入射しようとする入射光が基板の垂線となす角の角度θ_Ｔの範囲に応じて、θ_Ａ、Ｎ１、Ｎ２を最適化することができる。これにより、基板の垂線となす角の角度θ_Ｔが所定の範囲の入射光を上述の境界面によって全反射させ、薄膜トランジスタのチャネル領域に光が到達することをより効果的に防止できる。

また本発明の電気光学装置は、前記斜面が前記基板となす角の角度をθ_Ａ、前記基板の下側から前記境界面に入射する反射光が前記基板の垂線となす角の角度をθ_Ｒ、前記第一誘電体層の屈折率をＮ１、前記第二誘電体層の屈折率をＮ２とした場合に下記式（ＩＩ）を満たす関係が成立することを特徴とする。
Ｎ２＞Ｎ１／ｓｉｎ（θ_Ａ＋θ_Ｒ）…（ＩＩ）
このように構成することで、反射電極の下層の薄膜トランジスタの形成領域に基板の下層側から上層側に向かって入射しようとする反射光が基板の垂線となす角の角度θ_Ｒの範囲に応じて、θ_Ａ、Ｎ１、Ｎ２を最適化することができる。これにより、基板の垂線となす角の角度θ_Ｒが所定の範囲の反射光を上述の境界面によって全反射させ、薄膜トランジスタのチャネル領域に光が到達することをより効果的に防止できる。また、上述の式（Ｉ）と式（ＩＩ）を同時に満たすようにθ_Ａ、Ｎ１、Ｎ２を最適化することで、入射光と反射光の両者を全反射させることができ、薄膜トランジスタのチャネル領域に光が到達することをより効果的に防止できる。

また、本発明の電子機器は、上述の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
このように、本発明の電子機器は、トランジスタ特性が良好で、画像不良を防止することができる電気光学装置を備えているので、応答性、信頼性に優れ、画像表示性能の良好な高性能の電子機器となる。

次に、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。
＜第一実施形態＞
[液晶装置]
図１に示すように、アクティブマトリクス基板１の中央には画像表示領域２が形成されている。画像表示領域２の周縁部にはシール材３が配設され、このシール材３によりアクティブマトリクス基板１と対向基板４とが貼り合わされている。また、両基板１，４とシール材３とに囲まれる領域内には液晶層（不図示）が封止されている。シール材３の外側には、後述する走査線に走査信号を供給する走査線駆動回路５と、後述するデータ線に画像信号を供給するデータ線駆動回路６とが実装されている。アクティブマトリクス基板１の端部には外部回路に接続する複数の接続端子７が設けられており、この接続端子７には駆動回路５，６から延びる配線が接続されている。シール材３の四隅にはアクティブマトリクス基板１と対向基板４とを電気的に接続する基板間導通部８が設けられており、基板間導通部８も配線を介して接続端子７と電気的に接続されている。

アクティブマトリクス基板１の画像表示領域２には、図２に示すように、複数のデータ線２１と、データ線２１と交差する方向に延びる複数の走査線２２とが形成されている。また、隣接する２本のデータ線２１と隣接する２本の走査線２２とに囲まれた矩形状の領域に対応して画素電極２３が配置されている。画像表示領域２全体では画素電極２３が平面視マトリクス状に配列されている。各画素電極２３には、画素電極２３への通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ３０が接続されている。ＴＦＴ３０のソースにはデータ線２１が接続されている。各データ線２１には、前述したデータ線駆動回路６から画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが供給されるようになっている。

また、ＴＦＴ３０のゲートには走査線２２が接続されている。走査線２２には、前述した走査線駆動回路５から所定のタイミングでパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが供給される。一方、ＴＦＴ３０のドレインには画素電極２３が接続されている。そして、走査線２２から供給された走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、ＧｍによりＴＦＴ３０を一定期間だけオンすることで、データ線２１から供給された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが、画素電極２３を介して各画素の液晶に所定のタイミングで書き込まれるようになっている。

液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極２３と後述する共通電極との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。なお、保持された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防止するため、画素電極２３と容量線２４との間に蓄積容量２５が液晶容量と並列に接続されている。

アクティブマトリクス基板１上には、図３に示すように、例えば、Ａｌ等の導電性を有する金属材料からなる矩形状の画素電極２３がマトリクス状に配列形成されている。画素電極２３は光反射性を有し、反射電極としても機能するように構成されている。この画素電極２３の形成領域が液晶装置１００の画素の平面領域に対応しており、マトリクス状に配列された画素毎に表示動作が行われるようになっている。画素電極２３同士の間隙には、例えば、ＳｉＯＮ等の透明な誘電体からなる表層誘電体層１５（第二誘電体層）が形成されている。表層誘電体層１５の下層側には、例えば、Ａｌ等の導電性を有する金属材料からなる反射層１６が画素の縦横の境界に沿って格子状に形成されている。反射層１６も画素電極２３と同様に光反射性を有し、反射電極としても機能するように構成されている。

図４に示すように、画素電極２３および表層誘電体層１５の下層側に形成された反射層１６のさらに下層側には、複数のデータ線２１および複数の走査線２２が互いに交差するように設けられている。なお、図４において、容量線２４は省略して表している。データ線２１と走査線２２の交差点近傍にはＴＦＴ３０が設けられている。ＴＦＴ３０は、ポリシリコン膜等からなる半導体層３１を備えている。半導体層３１のソース領域（後述）には、コンタクトホール３２を介してデータ線２１が接続されている。また、半導体層３１のドレイン領域（後述）には、コンタクトホール３３を介して、画素電極２３が電気的に接続されている。また、ＴＦＴ３０は画素電極２３と平面的に重なるように、画素電極２３の形成領域の略中央部付近に形成されている。

液晶装置１００は、図５に示すように、アクティブマトリクス基板１と、これに対向配置された対向基板４と、これらの間に挟持された液晶層９とを備えて構成されている。アクティブマトリクス基板１は、絶縁材料からなる基板本体１０、及びその内側（液晶層９側）に形成されたＴＦＴ３０や反射電極としても機能する画素電極２３、さらにこれを覆う配向下地膜２６及び無機配向膜２７などを備えている。一方の対向基板４は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体４０、およびその内側（液晶層９側）に形成された遮光層４４、共通電極４１、さらにこれを覆う配向下地膜４２、無機配向膜４３などを備えている。

基板本体１０の上層側（液晶層９側）には、例えば、ＳｉＯ_２等の第一の誘電体からなる下地絶縁層１１が設けられている。下地絶縁層１１上には島状の半導体層３１が形成されている。半導体層３１を覆うようにゲート絶縁膜３４が形成されており、ゲート絶縁膜３４上に走査線２２が形成されている。ゲート絶縁膜３４も下地絶縁層１１と同様にＳｉＯ_２等の第一の誘電体によって形成されている。半導体層３１の走査線２２と対向する部分にチャネル領域３１ｃが形成されている。走査線２２のうちチャネル領域３１ｃとの対向部分はＴＦＴ３０のゲート電極を構成している。

チャネル領域３１ｃを挟んでソース領域およびドレイン領域が形成されている。ＴＦＴ３０はＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を採用しており、ソース領域およびドレイン領域に、それぞれ不純物濃度が相対的に高い高濃度領域と、相対的に低い低濃度領域（ＬＤＤ領域）とが形成されている。チャネル領域３１ｃ側から順に形成された低濃度ソース領域３１ｄと高濃度ソース領域３１ｅとがソース領域を構成し、チャネル領域３１ｃ側から順に形成された低濃度ドレイン領域３１ｂと高濃度ドレイン領域３１ａとがドレイン領域を構成している。

ゲート絶縁膜３４及び走査線２２を覆って第一層間絶縁層１２が形成されている。第一層間絶縁層１２はゲート絶縁膜３４と同様に、ＳｉＯ_２等の第一の誘電体によって形成されている。これにより、ＴＦＴ３０は下層側および上層側を含む周囲がＳｉＯ_２等の第一の誘電体によって形成された下地絶縁層１１、ゲート絶縁膜３４、および第一層間絶縁層１２によって覆われた状態となっている。

第一層間絶縁層１２上には、例えばＡｌ等の導電性を有する金属材料からなるデータ線２１が形成されている。データ線２１は、第一層間絶縁層１２およびゲート絶縁膜３４を貫通するコンタクトホール３２を介して半導体層３１の高濃度ソース領域３１ｅに接続されている。第一層間絶縁層１２およびデータ線２１を覆って、第二層間絶縁層１３が形成されている。さらに、第二層間絶縁層１３上には第三層間絶縁層１４が形成されている。第二層間絶縁層１３および第三層間絶縁層１４も第一層間絶縁層１２と同様に、ＳｉＯ_２等の第一の誘電体によって形成されている。

第三層間絶縁層１４上には、例えばＡｌ等の導電性を有する金属材料からなる画素電極２３がＴＦＴ３０の形成領域と平面的に重なるように形成されている。本実施形態では、ＴＦＴ３０は画素電極２３の形成領域の略中央部に形成されている。画素電極２３はゲート絶縁膜３４、第一層間絶縁層１２、第二層間絶縁層１３および第三層間絶縁層１４を貫通するコンタクトホール３３を介して半導体層３１の高濃度ドレイン領域３１ａに接続されている。画素電極２３の形成領域の外側には、画素電極２３の下層に設けられた第三層間絶縁層１４の側面に接するように、表層誘電体層１５が断面視で楔状に形成されている。表層誘電体層１５は例えば、ＳｉＯＮ等の第二の誘電体によって形成されている。

ここで、ＳｉＯ_２等の第一の誘電体の屈折率と、ＳｉＯＮ等の第二の誘電体の屈折率とが異なるように構成されている。各誘電体層の屈折率は、後述するように、アクティブマトリクス基板１に入射する入射光Ｌ_Ｔ、反射層１６等による反射光Ｌ_Ｒが基板本体１０の垂線となす角の角度等に応じて調整される。本実施形態では、第一の誘電体であるＳｉＯ_２の屈折率は、例えば、約１．４５となるように調整されている。また、第二の誘電体であるＳｉＯＮの屈折率は、例えば、約１．５４となるように調整されている。

すなわち、第一の誘電体（ＳｉＯ_２）によって形成された第一誘電体層（下地絶縁層１１、ゲート絶縁膜３４、第一層間絶縁層１２、第二層間絶縁層１３および第三層間絶縁層１４）の屈折率（約１．４５）が、第二の誘電体（ＳｉＯＮ）によって形成された第二誘電体層（表層誘電体層１５）の屈折率（約１．５４）よりも小さくなるように構成されている。

表層誘電体層１５の下層には、表層誘電体層１５の下面を覆うように反射層１６が形成されている。反射層１６上には、ＳｉＯ_２等の第一の誘電体からなる第三層間絶縁層１４（第一誘電体層）と、ＳｉＯＮ等の第二の誘電体からなる表層誘電体層１５（第二誘電体層）との境界面Ｂが形成されている。また、画素電極２３の下層側の第三層間絶縁層１４には、上層側の幅Ｗ１が下層側の幅Ｗ２よりも小さくなるように側面に斜面が形成されている。この斜面が基板本体１０および反射層１６となす角θ_Ａの角度は、後述するようにアクティブマトリクス基板１に入射する入射光Ｌ_Ｔ、反射層１６による反射光Ｌ_Ｒが基板本体１０の垂線となす角の角度等に応じて調整され、本実施形態では、例えば、約８０°に形成されている

また、図６に示すように、第三層間絶縁層１４（第一誘電体層）と、表層誘電体層１５（第二誘電体層）との境界面Ｂが、基板本体１０および反射層１６となす角の角度をθ_Ａ、アクティブマトリクス基板１の上側（液晶層９側）から境界面Ｂに入射する入射光Ｌ_Ｔが基板本体１０の垂線Ｐとなす角の角度をθ_Ｔ、第三層間絶縁層１４を構成する第一の誘電体ＳｉＯ_２の屈折率をＮ１、表層誘電体層１５を構成する第二の誘電体ＳｉＯＮの屈折率をＮ２とした場合に、下記式（Ｉ）を満たす関係が成立するように、各パラメータが設定されている。
Ｎ２＞Ｎ１／ｓｉｎ（θ_Ａ−θ_Ｔ）…（Ｉ）

また、図７に示すように、画素電極２３の下層側の反射層１６に反射してアクティブマトリクス基板１の下層側（液晶層９の反対側）から境界面Ｂに入射する反射光Ｌ_Ｒが基板本体１０の垂線Ｐとなす角の角度をθ_Ｒとした場合に、下記式（ＩＩ）を満たす関係が成立するように、上述した各パラメータが設定されている。
Ｎ２＞Ｎ１／ｓｉｎ（θ_Ａ＋θ_Ｒ）…（ＩＩ）

また、図５に示すように、画素電極２３および表層誘電体層１５を覆って、配向下地膜２６が形成され、配向下地膜２６上に無機配向膜２７が形成されている。
無機配向膜２７は、例えば、シリコン酸化物によって好適に構成されるが、シリコン酸化物に限らず、アルミニウム酸化物、亜鉛酸化物、マグネシウム酸化物、インジウム錫酸化物、あるいはシリコン窒化物、チタン窒化物などにより形成してもよい。後述する無機配向膜４３についても同様である。

また、図示は省略するが、半導体層３１を延設して第一蓄積容量電極が形成されている。さらに、ゲート絶縁膜３４を延設して誘電体膜が形成されており、かかる領域のゲート絶縁膜３４を介して第一蓄積容量電極と対向する位置に第二蓄積容量電極を構成する容量線２４（図２参照）が配置されている。これにより、第一蓄積容量電極と容量線２４とが平面的に重なる位置に前述の蓄積容量が形成されている。

一方、対向基板４における基板本体４０上には、遮光層４４が形成されている。遮光層４４は、対向基板４側からの光が半導体層３１のチャネル領域３１ｃや低濃度ソース領域３１ｄ、低濃度ドレイン領域３１ｂ等に入射するのを防止するとともに、画素を区画するブラックマトリクスとして機能するものである。この遮光層４４の非形成領域で、画素電極２３が形成された領域が、液晶装置１００の光反射領域となっている。遮光層４４を覆う対向基板４のほぼ全面にはＩＴＯ等の透明導電材料からなる共通電極４１が形成されている。そして、共通電極４１を覆って配向下地膜４２が形成され、配向下地膜４２上に無機配向膜４３が形成されている。

アクティブマトリクス基板１と対向基板４との間には、ネマチック液晶等からなる液晶層９が挟持されている。ネマチック液晶分子は、正の誘電率異方性を有するものであり、非選択電圧印加時には基板に沿って水平配向し、選択電圧印加時には電界方向に沿って垂直配向する。アクティブマトリクス基板１側の無機配向膜２７による配向規制方向と、対向基板４側の無機配向膜４３による配向規制方向とはねじれた状態に設定されている。対向基板４の基板本体４０の外側（液晶層９と反対側）には、位相差板４５、偏光板４６が配置されている。

従って、本実施形態の液晶装置１００では、捻れ配向した液晶の旋光性を利用した白表示と、電圧印加により垂直配向させた液晶の透過性を利用した黒表示との間で階調表示を行うものとなっている。
なお、本実施形態の液晶装置１００をプロジェクタのライトバルブとして用いる場合には、位相差板４５、偏光板４６については、サファイヤガラスや水晶等の高熱伝導率材料からなる支持基板上に装着して、液晶装置１００から離間して配置することが望ましい。

次に、本実施形態の作用について説明する。
図５に示すように、液晶装置１００の対向基板４側から入射し、対向基板４、液晶層９を透過し、アクティブマトリクス基板１の画素電極２３と反射層１６との間からＴＦＴ３０が形成された領域（第一誘電体層）に入射しようとする入射光Ｌ_Ｔは、画素電極２３同士の間隙に配置された表層誘電体層１５（第二誘電体層）に入射して表層誘電体層１５を透過する。表層誘電体層１５を透過した入射光Ｌ_Ｔは、ＴＦＴ３０の上層側（液晶層９側）に形成された第三層間絶縁層１４（第一誘電体層）との境界面Ｂに到達する。

このとき、第三層間絶縁層１４を構成する第一誘電体の屈折率Ｎ１が表層誘電体層１５を構成する第二誘電体の屈折率Ｎ２よりも小さいので、図６に示すように、入射光Ｌ_Ｔが境界面Ｂに対して入射する入射角θの臨界角θ_ｍｉｎと屈折率Ｎ１および屈折率Ｎ２との間には、以下の式（ＩＩＩ）を満たす関係が成立する。
θ_ｍｉｎ＝ｓｉｎ^−１（Ｎ１／Ｎ２）…（ＩＩＩ）

また、入射角θと臨界角θ_ｍｉｎとの間に以下の式（ＩＶ）を満たす関係が成立すれば入射光Ｌ_Ｔは境界面Ｂによって全反射される。
θ＞θ_ｍｉｎ…（ＩＶ）

また、入射角θ、入射光Ｌ_Ｔが基板本体１０の垂線Ｐとなす角の角度θ_Ｔ、境界面Ｂが基板本体１０となす角の角度θ_Ａとの間には、以下の式（Ｖ）を満たす関係が成立する。
θ＝θ_Ａ−θ_Ｔ…（Ｖ）
以上の式（ＩＩＩ）〜（Ｖ）により、上述の式（Ｉ）が導かれる。

上述の式（Ｉ）を用いることで、角度θ_Ｔの範囲に応じて、角度θ_Ａ、屈折率Ｎ１、および屈折率Ｎ２の値を最適化することができる。入射光Ｌ_Ｔが基板本体１０の垂線Ｐとなす角の角度θ_Ｔの範囲は、装置の構成等によって多少異なるが、例えば、±約９°の範囲となる。本実施形態では、この角度θ_Ｔに対応して、上述の式（Ｉ）を満たすように、各パラメータが設定されている。

すなわち、表層誘電体層１５（第二誘電体層）は屈折率Ｎ２が約１．５４の第二誘電体ＳｉＯＮによって形成され、第三層間絶縁層１４（第一誘電体層）は屈折率Ｎ１が約１．４５の第一誘電体ＳｉＯ_２によって形成されている。また、境界面Ｂが基板本体１０となす角の角度θ_Ａは約８０°に形成されている。これにより、角度θ_Ｔが約９．６°以下の範囲の入射光Ｌ_Ｔを境界面Ｂによって全反射させることができるように構成されている。

したがって、画素電極２３の下層側のＴＦＴ３０が形成された領域（第一誘電体層）に入射しようとする入射光Ｌ_Ｔを、第三層間絶縁層１４（第一誘電体層）と表層誘電体層１５（第二誘電体層）との境界面Ｂによって全反射させ、ＴＦＴ３０のチャネル領域３１ｃに入射光Ｌ_Ｔの一部が到達することを防止できる。

一方、図５に示すように、反射層１６によって反射され、アクティブマトリクス基板１の下側（液晶層９と反対側）から画素電極２３と反射層１６との間に入射し、ＴＦＴ３０が形成された領域（第一誘電体層）に入射しようとする反射光Ｌ_Ｒは、図７に示すように、反射層１６によって反射した後、表層誘電体層１５（第二誘電体層）を透過し、第三層間絶縁層１４（第一誘電体層）との境界面Ｂに到達する。このように、反射層１６は、表層誘電体層１５に入射した光を表面で反射させて、表層誘電体層１５を透過することを防止するための遮光膜としても機能している。

このとき、第三層間絶縁層１４を構成する第一誘電体の屈折率Ｎ１が表層誘電体層を構成する第二誘電体の屈折率Ｎ２よりも小さいので、反射光Ｌ_Ｒが境界面Ｂに対して入射する入射角θ´の臨界角θ´_ｍｉｎと屈折率Ｎ１，Ｎ２との間には、以下の式（ＶＩ）を満たす関係が成立する。
θ´_ｍｉｎ＝ｓｉｎ^−１（Ｎ１／Ｎ２）…（ＶＩ）

また、入射角θ´と臨界角θ´_ｍｉｎとの間に以下の式（ＶＩＩ）を満たす関係が成立すれば反射光Ｌ_Ｒは境界面Ｂによって全反射される。
θ´＞θ´_ｍｉｎ…（ＶＩＩ）

また、入射角θ´、反射光Ｌ_Ｒが基板本体１０の垂線Ｐとなす角の角度θ_Ｒ、境界面Ｂが基板本体１０となす角の角度θ_Ａとの間には、以下の式（ＶＩＩ）を満たす関係が成立する。
θ´＝１８０°−（θ_Ａ＋θ_Ｒ）…（ＶＩＩＩ）
以上の式（ＶＩ）〜（ＶＩＩＩ）により、上述の式（ＩＩ）が導かれる。

上述の式（ＩＩ）を用いることで、角度θ_Ｒの範囲に応じて、角度θ_Ａ、屈折率Ｎ１、および屈折率Ｎ２の値を最適化することができる。反射光Ｌ_Ｒが基板本体１０の垂線Ｐとなす角の角度θ_Ｒの範囲は、装置の構成等によって多少異なるが、例えば、約２９°以下の範囲となる。本実施形態では、この角度θ_Ｒに対応して、上述の式（ＩＩ）を満たすように、各パラメータが設定されている。

すなわち、表層誘電体層１５（第二誘電体層）は屈折率Ｎ２が約１．５４の第二誘電体ＳｉＯＮによって形成され、第三層間絶縁層１４（第一誘電体層）は屈折率Ｎ１が約１．４５の第一誘電体ＳｉＯ_２によって形成されている。また、境界面Ｂが基板本体１０となす角の角度θ_Ａは約８０°に形成されている。これにより、角度θ_Ｒが約２９．６°以下の範囲の反射光Ｌ_Ｒを境界面Ｂによって全反射させることができるように構成されている。

したがって、ＴＦＴ３０が形成された領域（第一誘電体層）に入射しようとする反射光Ｌ_Ｒを、第三層間絶縁層１４（第一誘電体層）と表層誘電体層１５（第二誘電体層）の境界面Ｂによって全反射させ、ＴＦＴ３０のチャネル領域３１ｃに反射光Ｌ_Ｒの一部が到達することを防止できる。

以上のように、境界面Ｂに対して、それぞれ所定の値の入射角θおよび入射角θ´を有する入射光Ｌ_Ｔおよび反射光Ｌ_Ｒの両者に対して、上述の式（Ｉ）および式（ＩＩ）を同時に満たすように角度θ_Ａ、屈折率Ｎ１，Ｎ２が設定されているので、入射光Ｌ_Ｔと反射光Ｌ_Ｒの両者を同時に全反射させることができ、ＴＦＴ３０のチャネル領域３１ｃに入射光Ｌ_Ｔまたは反射光Ｌ_Ｒの一部が到達することをより効果的に防止できる。

また、反射層１６は、図５に示すように、少なくとも表層誘電体層１５の下面を覆い、反射層１６上に境界面Ｂが位置するように形成されている。また、ＴＦＴ３０は画素電極２３に平面的に重なるように画素電極２３の略中央部付近に形成され、画素電極２３の形成領域、すなわち画素電極２３の下面に境界面Ｂが位置している。
これにより、アクティブマトリクス基板１の上側（液晶層９側）からＴＦＴ３０の形成領域（第一誘電体層）に入射しようとする入射光Ｌ_Ｔが画素電極２３および反射層１６によって遮蔽されると共に、画素電極２３および反射層１６の表面で反射され、入射光Ｌ_Ｔの一部がＴＦＴ３０のチャネル領域３１ｃに到達することを防止できる。また、境界面Ｂと画素電極２３、境界面Ｂと反射層１６との間に隙間ができることを防止して、ＴＦＴ３０のチャネル領域３１ｃに入射光Ｌ_Ｔの一部が到達することを防止できる。

また、図５に示すように、第一誘電体からなる第三層間絶縁層１４（第一誘電体層）は上層側の幅Ｗ１が下層側の幅Ｗ２よりも小さくなるように側面に斜面が形成されているので、第一誘電体ＳｉＯ_２と第二誘電体ＳｉＯＮとの境界面ＢもＴＦＴ３０の形成領域の上層側から下層側に傾斜した状態となる。

これにより、図７に示すように、反射層１６の表面で反射して、画素電極２３と反射層１６との間からＴＦＴ３０の形成領域に入射しようとする反射光Ｌ_Ｒを、境界面Ｂが上述のように傾斜していない場合と比較して、境界面Ｂにより大きい入射角θ´で到達させることができる。したがって、ＴＦＴ３０の形成領域に入射しようとする反射光Ｌ_Ｒを、上述の境界面Ｂによってより確実に反射させ、ＴＦＴ３０のチャネル領域３１ｃに反射光Ｌ_Ｒの一部が到達することをより効果的に防止できる。

また、反射層１６はＡｌ等の導電性を有する金属材料で形成されているので、反射層を接地電位の配線と接続し、反射層１６を電界遮蔽用のシールドとしても用いることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、画素電極２３と反射層１６との間からＴＦＴ３０が形成された領域（第一誘電体層）に入射しようとする入射光Ｌ_Ｔおよび反射光Ｌ_Ｒを、第三層間絶縁層１４（第一誘電体層）と表層誘電体層１５（第二誘電体層）との境界面Ｂによって全反射させ、ＴＦＴ３０のチャネル領域３１ｃに入射光Ｌ_Ｔおよび反射光Ｌ_Ｒの一部が到達することを防止できる。よって、液晶装置１００のトランジスタ特性が劣化することを防止し、画像不良を防止することができる。

[液晶装置の製造方法]
次に、図８（ａ）〜図８（ｄ）を用いて液晶装置１００の製造方法を説明する。図８（ａ）〜図８（ｄ）では表層誘電体層１５の形成工程を中心に説明し、その他の工程の説明は適宜省略する。なお、表層誘電体層１５の形成工程以外の工程については、公知のものを採用することができる。

図８（ａ）に示すように、基板本体１０上に、ＳｉＯ_２等の第一の誘電体からなる下地絶縁層１１を形成し、画素電極２３、データ線２１および容量線２４（図示省略）を除いて上述のＴＦＴ３０および蓄積容量２５（図示省略）を形成する。次いで、ゲート絶縁膜３４、走査線２２および容量線２４を覆って、ＳｉＯ_２等の第一の誘電体からなる第一層間絶縁層１２を形成する。次いで、第一層間絶縁層１２を貫通し半導体層３１の高濃度ソース領域３１ｅに達するコンタクトホール３２を形成する。次いで、第一層間絶縁層１２上にデータ線２１を形成すると共に、コンタクトホール３２を介して半導体層３１の高濃度ソース領域３１ｅにデータ線２１を接続する。さらに、データ線２１および第一層間絶縁層１２を覆うように、ＳｉＯ_２等の第一の誘電体からなる第二層間絶縁層１３を形成し、第二層間絶縁層１３表面にＡｌ等の金属材料からなる反射層１６を形成する。

次に、図８（ｂ）に示すように、反射層１６および第二層間絶縁層１３を覆って、ＳｉＯ_２等の第一の誘電体からなる第三層間絶縁層１４を形成し、第三層間絶縁層１４、第二層間絶縁層１３、第一層間絶縁層１２およびゲート絶縁膜３４を貫通し、半導体層３１の高濃度ドレイン領域に到達するコンタクトホール３３を形成する。次いで、図８（ｃ）に示すように、第三層間絶縁層１４上にＡｌ等の導電性を有する金属材料からなる金属層を形成し、半導体層３１の高濃度ドレイン領域３１ａにコンタクトホール３３を介して金属層を接続する。

次に、図８（ｄ）に示すようにフォトリソグラフィ法等により、金属層をパターニングして画素電極２３を形成すると共に、第三層間絶縁層１４に溝Ｄを形成し、反射層１６に表面を露出させる。このとき、第三層間絶縁層１４および画素電極２３は画素の間隙に対応して平面視で格子状に形成された溝Ｄによって画素毎に分割され、第三層間絶縁層１４は上層側（液晶層９側）の幅Ｗ１が下層側（液晶層９の反対側）の幅Ｗ２よりも小さくなるように側面が傾斜した状態に形成される。このとき、溝Ｄの形成によって露出した第三層間絶縁層１４の側面は反射層１６上に位置し、反射層１６および基板本体１０と角度θ_Ａをなすように傾斜した状態で形成される。

次いで、例えば、スパッタリング法等により、溝Ｄに第二の誘電体であるＳｉＯＮを充填し、溝Ｄによって露出した第三層間絶縁層１４の側面に接し、下面が反射層１６によって覆われるように、表層誘電体層１５を形成する。これにより、第三層間絶縁層１４の側面が、第三層間絶縁層１４（第一誘電体層）と表層誘電体層１５（第二誘電体層）との境界面Ｂとなり、境界面Ｂが反射層１６上に位置した状態となる。次いで、表層誘電体層１５表面および画素電極２３の表面を、例えば、ＣＭＰ（化学機械研磨）によって平坦化した後、表層誘電体層１５および画素電極２３を覆って配向下地膜２６および無機配向膜２７を形成することで、図５に示したアクティブマトリクス基板１が形成される。

以上説明したように、本実施形態の製造方法によれば、第三層間絶縁層１４（第一誘電体層）と表層誘電体層１５（第二誘電体層）との境界面Ｂを、基板本体１０および反射層１６に対して所定の角度θ_Ａだけ傾斜させることができる。また、境界面Ｂの上層側（液晶層９側）を画素電極２３の形成領域でかつ境界面Ｂの下層側（液晶層９の反対側）を反射層１６上に配置することができる。

[電子機器]
次に、上述の実施形態において説明した液晶装置１００を備えた電子機器の例について説明する。
図９（ａ）に示すように、携帯電話５００は上述の実施形態において説明した液晶装置１００を用いた液晶表示部５０１を備えている。また、図９（ｂ）に示すようにワープロ、パソコン等の情報処理装置６００はキーボード６０１等の入力部、情報処理装置本体６０３および上述の実施形態において説明した液晶装置１００を用いた液晶表示部６０２を備えている。また、図９（ｃ）に示すように腕時計７００は上述の実施形態において説明した液晶装置１００を用いた液晶表示部７０１を備えている。

このように図９（ａ）〜図９（ｃ）に示す電子機器は、表示部に上述の実施形態において説明した液晶装置１００を備えているので、表示部のトランジスタ特性が良好で、表示部の画像不良を防止することができる。したがって、上述の各電子機器５００，６００，７００はトランジスタ特性が良好で、画像不良を防止することができる表示部を備えているので、応答性、信頼性に優れ、画像表示性能の良好な高性能の電子機器となる。

なお、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、前述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。例えば、前記実施形態ではスイッチング素子としてＴＦＴを備えた液晶装置を例にして説明したが、スイッチング素子として薄膜ダイオード（Thin Film Diode）等の二端子型素子を備えた液晶装置に本発明を適用することも可能である。また、前記実施形態では透過型液晶装置を例にして説明したが、反射型液晶装置に本発明を適用することも可能である。

また、上述の実施形態では、遮光層として反射性を有する材料を使用し、反射層を形成する場合を説明したが、反射層の代わりに光を吸収する材料を使用し、吸収層を形成してもよい。この場合、吸収層をブラックマトリクスとして機能させることができる。

また、上述の実施形態ではＴＮ（Twisted Nematic）モードで機能する液晶装置を例にして説明したが、ＶＡ（Vertical Alignment）モードで機能する液晶装置に本発明を適用することも可能である。また、実施形態では３板式の投射型表示装置（プロジェクタ）を例にして説明したが、単板式の投射型表示装置や直視型表示装置に本発明を適用することも可能である。

また、本発明の液晶装置を、上述の実施形態で説明したもの以外の電子機器に適用することも可能である。その具体例として、例えばプロジェクタ、ＩＣカード、ビデオカメラ、表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、ＤＳＰ装置、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイ等が挙げられる。

本発明の実施形態における液晶装置の全体構成図である。 本発明の実施形態における液晶装置の等価回路図である。 本発明の実施形態における液晶装置の画素の詳細構成を示す図である。 本発明の実施形態における液晶装置の画素の詳細構成を示す図である。 図３および図４のＡ−Ａ線に沿う断面構成図である。 図５の要部拡大図である。 図５の要部拡大図である。 本発明の実施形態における液晶装置の製造方法の説明図である。 本発明の実施形態における電子機器の一例を示す概略構成図である。

符号の説明

１０ 基板本体（基板）、１１ 下地絶縁層（第一誘電体層）、１２ 第一層間絶縁層（第一誘電体層）、１３ 第二層間絶縁層（第一誘電体層）、１４ 第三層間絶縁層（第一誘電体層）、１５ 表層誘電体層（第二誘電体層）、１６ 反射層（遮光層）、２３ 画素電極（反射電極）、３０ ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、１００ 液晶装置（電気光学装置）、５００ 携帯電話機（電子機器）、６００ 情報処理装置（電子機器）、７００ 腕時計（電子機器）、Ｂ 境界面、Ｐ 垂線、Ｌ_Ｒ 反射光、Ｌ_Ｔ 入射光、Ｗ_１ 幅（上層側の幅）、Ｗ_２ 幅（下層側の幅）、θ_Ａ 角度、θ_Ｔ 角度、θ_Ｒ 角度

Claims (7)

1. 複数の画素がマトリクス状に配置され、前記複数の画素の各々に対応して反射電極と薄膜トランジスタとが設けられた基板を備えた電気光学装置であって、
   前記薄膜トランジスタの下層側および上層側を含む周囲を覆うように第一誘電体層が形成され、少なくとも前記第一誘電体層の上面を覆い前記薄膜トランジスタに平面的に重なるように前記反射電極が形成され、前記画素同士の間隙に前記第一誘電体層と屈折率の異なる第二誘電体層が前記第一誘電体層の側面に接するように形成され、前記反射電極が設けられた領域に前記第一誘電体層と前記第二誘電体層の境界面が位置していることを特徴とする電気光学装置。
2. 前記第一誘電体層の屈折率は前記第二誘電体層の屈折率よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の電気光学装置。
3. 前記画素同士の間隙に少なくとも前記第二誘電体層の下面を覆うように遮光層が形成され、前記遮光層は前記薄膜トランジスタの上層側でかつ前記反射電極の下層側に配置され、前記遮光層上に前記境界面が位置していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気光学装置。
4. 前記第一誘電体層は上層側の幅が下層側の幅よりも小さくなるように側面に斜面が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電気光学装置。
5. 前記斜面が前記基板となす角の角度をθ_Ａ、前記基板の上側から前記境界面に入射する入射光が前記基板の垂線となす角の角度をθ_Ｔ、前記第一誘電体層の屈折率をＮ１、前記第二誘電体層の屈折率をＮ２とした場合に下記式（Ｉ）を満たす関係が成立することを特徴とする請求項４記載の電気光学装置。
   Ｎ２＞Ｎ１／ｓｉｎ（θ_Ａ−θ_Ｔ）…（Ｉ）
6. 前記斜面が前記基板となす角の角度をθ_Ａ、前記基板の下側から前記境界面に入射する反射光が前記基板の垂線となす角の角度をθ_Ｒ、前記第一誘電体層の屈折率をＮ１、前記第二誘電体層の屈折率をＮ２とした場合に下記式（ＩＩ）を満たす関係が成立することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電気光学装置。
   Ｎ２＞Ｎ１／ｓｉｎ（θ_Ａ＋θ_Ｒ）…（ＩＩ）
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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