JP2010079152A - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電気光学装置におけるコンタクトホールを微細化すると共に、回路設計を比較的容易にする。
【解決手段】電気光学装置は、基板（１０）と、基板上の画素領域（１０ａ）において互いに交差するデータ線（６ａ）及び走査線（１１）と、データ線及び走査線の交差に対応して規定された画素に形成された画素電極（９ａ）と、画素電極をスイッチング制御する画素スイッチング用トランジスタ（３０）と、データ線と画素スイッチング用トランジスタとを電気的に中継接続する第１中継電極（２００）と、画素領域の周辺に位置する周辺領域に配置され、データ線と電気的に接続された複数の周辺回路用トランジスタとを備える。電気光学装置における、複数の周辺回路用トランジスタは、第１導電型トランジスタ及び第２導電型トランジスタを含み、画素スイッチング用トランジスタは、第１導電型トランジスタ及び第２導電型トランジスタのうち一方である。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置、及び該電気光学装置を備えて構成される、例えば液晶プロジェクタ等の電子機器の技術分野に関する。

この種の電気光学装置では、画像品位を向上する目的で、電気光学装置の高精細化や高開口率化が図られる。即ち、例えば、配線の幅や画素スイッチング用トランジスタ等の占有面積を小さくすることが図られる。しかしながら、コンタクトホールを小径化して、例えばアルミニウム等で配線を形成すると、コンタクトホールの底面や側面にアルミニウム膜がカバレッジ良く成膜されない。この結果、電気抵抗が増大したり、断線不良が生じたりするおそれがある。

この問題を解決するために、例えば特許文献１には、電気光学装置の全ての薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）を同一導電型のＴＦＴにすることによって、コンタクトホールの形成工程を簡素化すると共に、形成されたコンタクトホールの内部にポリシリコンを埋め込む技術が開示されている。

特開２００４−２６４８２４号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、電気光学装置の回路設計の自由度が低下したり、回路が不必要に複雑になったりする可能性があるという技術的問題点がある。

本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、コンタクトホールを微細化すると共に、回路設計を比較的容易にすることができる電気光学装置及び電子機器を提供することを課題とする。

本発明の電気光学装置は、上記課題を解決するために、基板と、前記基板上の画素領域において互いに交差するデータ線及び走査線と、前記データ線及び前記走査線の交差に対応して規定された画素に形成された画素電極と、前記画素電極をスイッチング制御する画素スイッチング用トランジスタと、前記データ線と前記画素スイッチング用トランジスタとを電気的に中継接続する第１中継電極と、前記画素領域の周辺に位置する周辺領域に配置され、前記データ線と電気的に接続された複数の周辺回路用トランジスタとを備え、前記複数の周辺回路用トランジスタは、第１導電型トランジスタ及び第２導電型トランジスタを含み、前記画素スイッチング用トランジスタは、前記第１導電型トランジスタ及び前記第２導電型トランジスタのうち一方である。

本発明の電気光学装置によれば、その動作時には、走査線に電気的に接続される、各画素の画素スイッチング用トランジスタが選択されて駆動されると、表示用電極の一例としての画素電極に対してデータ線から供給されるデータ信号（例えば、画像信号）がトランジスタを介して印加されることで、アクティブマトリックス駆動が可能である。

画素スイッチング用トランジスタは、基板上の画素領域に設けられ、チャネル領域、画素電極側ソースドレイン領域及びデータ線側ソースドレイン領域を有する半導体層と、ゲート電極とを有する。ここに、本発明に係る「画素領域」とは、個々の画素の領域を意味するのではなく、複数の画素が平面配列された領域全体を意味し、典型的には、「画像表示領域」或いは「表示領域」に相当する。

半導体層のチャネル領域とデータ線側ソースドレイン領域との間には、第１接合領域が形成される。即ち、第１接合領域は、チャネル領域とデータ線側ソースドレイン領域との接合部に形成される領域である。他方、チャネル領域と画素電極側ソースドレイン領域との間には、第２接合領域が形成される。即ち、第２接合領域は、チャネル領域と画素電極側ソースドレイン領域との接合部に形成される領域である。

具体的には例えば、第１及び第２接合領域は、トランジスタがＰＮＰ型トランジスタ又はＮＰＮ型トランジスタ（即ち、Ｎチャネル型トランジスタ又はＰチャネル型トランジスタ）として形成された場合のＰＮ接合領域を意味する。或いは、トランジスタがＬＤＤ構造を有する場合のＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域（即ち、イオンプランテーション法等の不純物打ち込みによって半導体層に不純物を打ち込んでなる不純物領域）を意味する。

第１中継電極は、典型的には、画素スイッチング用トランジスタが配置された層と、データ線が配置された層との層間に配置され、画素スイッチング用トランジスタにおけるデータ線側ソースドレイン領域とデータ線とを、電気的に中継接続する。

他方、周辺回路用トランジスタは、画素領域の周辺に位置する周辺領域に設けられ、例えばデータ線駆動回路等を構成する。周辺領域に設けられた、複数の周辺回路用トランジスタは、第１導電型トランジスタ及び第２導電型トランジスタ（例えば、Ｎチャネルトランジスタ及びＰチャネルトランジスタ）を含んでいる。即ち、当該電気光学装置には、周辺回路用トランジスタとして、第１導電型トランジスタ及び第２導電型トランジスタが混載されている。

画素スイッチング用トランジスタは、第１導電型トランジスタ及び第２導電型トランジスタのうち一方である。即ち、当該電気光学装置には、画素スイッチング用トランジスタとして、第１導電型トランジスタ又は第２導電型トランジスタのみが設けられている。

ここで、電気光学装置の高精細化等を図るために、例えば電気光学装置の全てのＴＦＴを同一導電型のＴＦＴにすることによって、コンタクトホールの形成工程を簡素化する技術が提案されている。しかしながら、本願発明者の研究によれば、電気光学装置の回路設計の自由度が低下したり、回路が不必要に複雑になったりするおそれがあることが判明している。

しかるに本発明では、上述の如く、周辺回路用トランジスタは、第１導電型トランジスタ及び第２導電型トランジスタを含んでいる。このため、周辺回路を設計する際の自由度の低下を防止することができる。

加えて、画素スイッチング用トランジスタとデータ線とは、第１中継電極を介して、電気的敵に接続されている。このため、画素スイッチング用トランジスタ及び第１中継電極間に形成されるコンタクトホールと、データ線及び第１中継電極間に形成されるコンタクトホールとは、いずれも比較的浅いコンタクトホールでよい。従って、コンタクトホールを小径化しても、配線を良好に形成することができ、電気抵抗の増大や断線不良を防止することができる。

以上の結果、本発明の電気光学装置によれば、コンタクトホールを微細化すると共に、回路設計を比較的容易にすることができる。

本発明の電気光学装置の一態様では、前記第１中継電極は、前記画素スイッチング用トランジスタと同一導電型のポリシリコンを含んでなる。

この態様によれば、第１中継電極は、画素スイッチング用トランジスタと同一導電型のポリシリコンを含んでいる。本願発明者の研究によれば、当該電気光学装置では、第１中継電極以外にも、例えば抵抗や容量素子等が基板上に形成される。そして、これらの構成要素の多くはポリシリコンを用いて形成されることが判明している。従って、第１中継電極をポリシリコンを用いて形成すれば、当該電気光学装置の製造工程において、第１中継電極を形成するための新たな工程を設ける必要がなく、実用上非常に有利である。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記データ線と前記第１中継電極とは、第１コンタクトホールを介して電気的に接続されており、前記第１中継電極と前記画素スイッチング用トランジスタとは、第２コンタクトホールを介して電気的に接続されており、前記基板上で平面的に見て、前記第１コンタクトホール及び前記第２コンタクトホールは、前記データ線が延びる方向に沿って開孔されている。

この態様によれば、第１及び第２コンタクトホールを形成することに起因して開口率が低下することを、防止することができる。

尚、「開口率」とは、開口領域及び非開口領域を加えた画素のサイズにおける開口領域の割合を意味する。ここで、「開口領域」とは、実質的に光が透過する画素内の領域であり、例えば、画素電極が形成される領域であって、透過率の変更に応じて液晶等の電気光学物質を透過した出射光の階調を変化させることが可能となる領域である。換言すれば、「開口領域」とは、画素に集光される光が、光を透過させない或いは光透過率が透明電極に比べて小さい配線、遮光膜、各種素子等の遮光体で遮られることがない領域を意味する。また、「非開口領域」とは、表示に寄与する光が透過しない領域を意味し、例えば画素内に非透明な配線、遮光膜、各種素子等の遮光体が配設されている領域を意味する。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第１中継電極と同一層に配置され、前記画素電極と前記画素スイッチング用トランジスタとを電気的に中継接続する第２中継電極を更に備える。

この態様によれば、第２中継電極は、画素電極と、画素スイッチング用トランジスタにおける画素電極側ソースドレイン領域とを電気的に中継接続する。尚、第２中継電極を、例えば、画素電極における電位保持特性を向上させるための蓄積容量の一部として構成すれば、当該電気光学装置の小型化を図れると共に、表示の高コントラスト化を図ることができる。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記複数の周辺回路用トランジスタと前記データ線とは、夫々、第３コンタクトホールを介して電気的に接続されている。

この態様によれば、周辺回路用トランジスタとデータ線とは、第３コンタクトホールを介して電気的に接続されている。開口率に影響を及ぼさない周辺領域では、比較的大きな径を有する第３コンタクトホールを介して、周辺回路用トランジスタとデータ線とを電気的に接続することにより、電気抵抗を低下することができることが本願発明者の研究により判明している。

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

本発明の電子機器によれば、上述した本発明の電気光学装置を具備してなるので、高品質な画像を表示可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、携帯オーディオプレーヤ、ワードプロセッサ、デジタルカメラ、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できる。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。

以下図面を参照しながら、本発明に係る電気光学装置及び電子機器の各実施形態を説明する。尚、本実施形態では、電気光学装置の一例として、駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリックス駆動方式の液晶装置を挙げる。

先ず、本実施形態に係る液晶装置の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。

図１は、ＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に、対向基板の側から見た液晶装置の概略的な平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ´断面図である。

図１及び図２において、液晶装置は、対向配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とから構成されている。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、本発明に係る「画素領域」の一例としての画像表示領域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。

シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。また、例えばシール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材５６が散布されている。

シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。

ＴＦＴアレイ基板１０上における、画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域には、データ線駆動回路１０１及びサンプリング回路７、走査線駆動回路１０４、外部回路接続端子１０２が夫々形成される。

ＴＦＴアレイ基板１０上における周辺領域において、シール領域より外周側に、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いる。また、ＴＦＴアレイ基板１０上の周辺領域のうちシール領域より内側に位置する領域には、ＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿う画像表示領域１０ａの一辺に沿って且つ額縁遮光膜５３に覆われるようにしてサンプリング回路７が配置される。

また、走査線駆動回路１０４は、ＴＦＴアレイ基板１０の一辺に隣接する２辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域１０ａの両側に設けられた二つの走査線駆動回路１０４間を電気的に接続するため、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺に沿い、且つ額縁遮光膜５３に覆われるようにして複数の配線１０５が設けられている。

また、ＴＦＴアレイ基板１０上の周辺領域において、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、上下導通端子１０６が配置されると共に、このＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０間には上下導通材が上下導通端子１０６に対応して該端子１０６に電気的に接続されて設けられる。

尚、本実施形態に係る液晶装置では、周辺領域において、例えばデータ線駆動回路１０１等を構成するＴＦＴは、Ｎチャネルトランジスタ及びＰチャネルトランジスタが混在している。他方、画像表示領域１０ａに配置された画素スイッチング用のＴＦＴは、Ｎチャネルトランジスタ及びＰチャネルトランジスタのうち一方のみ（例えば、Ｎチャネルトランジスタのみ）である。

図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上の画像表示領域１０ａには、画素スイッチング用素子としてのＴＦＴや走査線、データ線等の配線上に画素電極９ａが、更にその上から配向膜１６が形成されている。尚、本実施形態では、画素スイッチング素子はＴＦＴの他、各種トランジスタ或いはＴＦＤ等により構成されてもよい。

他方、対向基板２０上の画像表示領域１０ａには、格子状又はストライプ状の遮光膜２３が形成され、この遮光膜２３上（図２中遮光膜２３より下側）に、液晶層５０を介して複数の画素電極９ａと対向する対向電極２１が形成され、更に、配向膜２２が形成される。

液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。そして、液晶装置の駆動時、夫々に電圧が印加されることで、画素電極９ａと対向電極２１との間には液晶保持容量が形成される。

尚、ここでは図示しないが、ＴＦＴアレイ基板１０上には、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４の他に、製造途中や出荷時の当該液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等が形成されていてもよい。

尚、液晶装置は、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）であってもよい。ＬＣＯＳは、単結晶Ｓｉ基板上にＣＭＯＳ構造のＭＯＳＦＥＴを形成し、その上に液晶層を形成するタイプの液晶ディスプレイである。一般的には、基板が光を透過しないのでＬＣＤモードは反射型となる。ＭＯＳＦＥＴは、画素部のスイッチング素子に用いられる他、データ線駆動回路等の周辺駆動回路や必要に応じて信号制御のコントロール回路にも用いられる場合がある。トランジスタの構造は、Ｓｉ基板にＬＳＩプロセスでｎ型及びｐ型のＭＯＳＦＥＴを形成するものである。反射型であることから、画素電極には、光の反射率向上のため、Ａｌ電極を用いることが多い。

次に、本実施形態に係る液晶装置の画素部における原理的構成について、図３を参照して説明する。

図３は、液晶装置の画素領域を構成するマトリックス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。

図３において、本実施形態に係る液晶装置の画像表示領域１０ａを構成するマトリッ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、本発明に係る「画素スイッチング用トランジスタ」の一例としての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。

また、ＴＦＴ３０のゲートに走査線１１ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線１１ａ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。

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２０に形成された対向電極２１との間で一定期間保持される。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、全体として液晶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。

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２１との間に形成される液晶容量と電気的に並列に蓄積容量７０が付加されている。蓄積容量７０の一方の電極は、画素電極９ａと電気的に並列してＴＦＴ３０のドレインに接続され、他方の電極は、定電位となるように、電位固定の容量配線３００に接続されている。

次に、本実施形態に係る液晶装置の画素部の具体的な構成について、図４及び図５を参照して説明する。

図４は、相隣接する複数の画素部の平面図であり、図５は、図４のＡ−Ａ´断面図である。尚、図４及び図５では、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。この点については、図６以降の各図についても同様である。また、図４及び図５では、説明の便宜上画素電極９ａより上側に位置する部分の図示を省略している。

図４において、画素電極９ａは、ＴＦＴアレイ基板１０上に、マトリックス状に複数設けられている。画素電極９ａの縦横の境界にそれぞれ沿ってデータ線６ａ並びに走査線１１（即ち、走査線１１ａ及び１１ｂ）が設けられている。図４中、走査線１１ａ及び１１ｂは夫々Ｘ方向に沿って延びており、データ線６ａは走査線１１ａ及び１１ｂの各々と交差するように、Ｙ方向に沿って延びている。走査線１１ａ及びデータ線６ａが互いに交差する個所の夫々には画素スイッチング用のＴＦＴ３０が設けられている。

図４及び図５において、ＴＦＴ３０は、半導体層１ａ及びゲート電極３ａを含んで構成されている。

半導体層１ａは、例えばポリシリコンからなり、チャネル領域１ａ´、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、並びに高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅからなる。即ち、ＴＦＴ３０はＬＤＤ構造を有している。ここで、本実施形態に係る「高濃度ソース領域１ｄ」及び「高濃度ドレイン領域１ｅ」は、夫々、本発明に係る「データ線側ソースドレイン領域」及び「画素電極側ソースドレイン領域」の一例である。

低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃ、高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅは、例えばイオンインプランテーション法等の不純物打ち込みによって半導体層１ａに不純物を打ち込んでなる不純物領域である。このような不純物領域によれば、ＴＦＴ３０の非動作時において、ソース領域及びドレイン領域に流れるオフ電流を低減し、且つＴＦＴ３０の動作時に流れるオン電流の低下を抑制できる。

尚、ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ構造を有することが好ましいが、低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに不純物打ち込みを行わないオフセット構造であってもよいし、ゲート電極３ａをマスクとして不純物を高濃度に打ち込んで高濃度ソース領域及び高濃度ドレイン領域を形成する自己整合型であってもよい。

図４及び図５に示すように、ゲート電極３ａは、走査線１１ａの一部として形成されており、例えば導電性ポリシリコンから形成されている。走査線１１ａは、図４中Ｘ方向に沿って延びる本線部分と共に、ＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ´のうち該本線部分が重ならない領域と重なるようにＹ方向に沿って本線部分から延在する部分を有している。このような走査線１１ａのうちチャネル領域１ａ´と重なる部分がゲート電極３ａとして機能する。図５に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の基板面に対して垂直をなす方向で、ゲート電極３ａ及び半導体層１ａ間は、ゲート絶縁膜２によって絶縁されている。

図４及び図５において、図５中で半導体層１ａより下層側に配置されたゲート電極３ｂは、走査線１１ｂの一部として形成されている。即ち、本実施形態では、例えば、半導体層１ａの上層側及び下層側に２種の走査線１１ａ及び１１ｂが設けられる。半導体層１ａより下層側の走査線１１ｂは、平面的にみて、図４中でＸ方向に沿うようにパターニングされた本線部と、該本線部からＹ方向に沿って延在する部分を有している。このような走査線１１ｂのうちチャネル領域１ａ´と重なる部分が半導体層１ａより下層側でゲート電極３ｂとして機能する。このように、本実施形態では、例えばＴＦＴ３０は、ダブルゲート構造を有している。このような構成によれば、仮に半導体層１ａよりも上層側又は下層側の一方だけにゲート電極が形成される場合と比較して、ＴＦＴ３０のオン電流を大きくすることができる。

走査線１１ｂは、例えばタングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、チタンナイトライド（ＴｉＮ）等の高融点金属材料等の遮光性の導電材料により、半導体層１ａよりも下層側に形成されることにより、ＴＦＴアレイ基板１０に対する戻り光のうち、ＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ´に入射する光を低減することができる。

図５に示すように、半導体層１ａより下層側の走査線１１ｂ及び半導体層１ａ間は、下地絶縁膜１２によって絶縁されている。下地絶縁層１２は、走査線１１ｂからＴＦＴ３０を絶縁する機能の他、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の表面の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の特性の劣化を防止する機能を有する。

図５において、ＴＦＴアレイ基板１０上のＴＦＴ３０よりも層間絶縁膜４１を介して上層側には、蓄積容量７０、及び本発明に係る「第１中継電極」の一例としての中継電極２００が設けられている。中継電極２００は、半導体層１ａと同一導電型の、例えばポリシリコンを含んで形成されている。

蓄積容量７０は、下側電極７１及び上側電極３００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。ここで、本実施形態に係る「下側電極７１」は、本発明に係る「第２中継電極」の一例である。

上側電極３００は、図４及び図５中にはその詳細な構成については図示を省略するが、画素電極９ａが配置された画像表示領域１０ａからその周囲に例えば延設され、定電位源と電気的に接続されることにより、固定電位に維持されて、固定電位側容量電極として機能するように構成される。上側電極３００は、例えばＡｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）等の金属又は合金を含んだ非透明な金属膜から形成されており、ＴＦＴ３０に入射する光を遮光可能な上側遮光膜（内蔵遮光膜）としても機能し得る。上側電極３００は、例えば、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）、Ｐｄ（パラジウム）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から構成されていてもよい。

下側電極７１は、ＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅ及び画素電極９ａに電気的に接続され、画素電位側容量電極として機能するように構成される。より具体的には、下側電極７１は、コンタクトホール８３を介して高濃度ドレイン領域１ｅと電気的に接続されると共に、コンタクトホール８４を介して中継層９３に電気的に接続されている。更に、中継層９３は、コンタクトホール８５を介して画素電極９ａに電気的に接続されている。即ち、下側電極７１は、中継層９３と共に高濃度ドレイン領域１ｅ及び画素電極９ａ間の電気的な接続を中継する。下側電極７１は、例えば導電性のポリシリコンから形成される。尚、下側電極７１は、画素電位側容量電極としての機能の他、上側遮光膜としての上側電極３００とＴＦＴ３０との間に配置される、光吸収層或いは遮光膜として機能し得る。

誘電体膜７５は、例えばＨＴＯ（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｏｘｉｄｅ）膜、ＬＴＯ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｏｘｉｄｅ）膜等の酸化シリコン膜、或いは窒化シリコン膜等から構成された単層構造、或いは多層構造を有している。

中継電極２００は、コンタクトホール８１を介して高濃度ソース領域１ｄと電気的に接続されると共に、コンタクトホール８２を介してデータ線６ａと接続されている。即ち、中継電極２００は、データ線６ａ及び高濃度ソース領域１ｄ間の電気的な接続を中継する。尚、本実施形態に係る「コンタクトホール８１」及び「コンタクトホール８２」は、夫々、本発明に係る「第１コンタクトホール」及び「第２コンタクトホール」の一例である。

図５において、ＴＦＴアレイ基板１０上の蓄積容量７０よりも層間絶縁膜４２を介して上層側には、データ線６ａ及び中継層９３が設けられている。

データ線６ａは、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄに、層間絶縁膜４１及び層間絶縁膜４２を貫通して形成されたコンタクトホール８１を介して電気的に接続されている。データ線６ａ及びコンタクトホール８１内部は、例えば、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｃｕ等のＡｌ（アルミニウム）含有材料、又はＡｌ単体、若しくはＡｌ層とＴｉＮ層等との多層膜からなる。データ線６ａは、ＴＦＴ３０を遮光する遮光膜としても機能し得る。

中継層９３は、層間絶縁膜４２上においてデータ線６ａと同層に、且つ例えば同一膜により形成される。従って、液晶装置の製造時、データ線６ａ及び中継層９３を同一工程で形成できるため、装置の製造プロセスを簡便にできる。

図５において、画素電極９ａは、データ線６ａよりも層間絶縁膜４３を介して上層側に形成されている。画素電極９ａは、下側電極７１、コンタクトホール８３、８４及び８５、並びに中継層９３を介して半導体層１ａの高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続されている。コンタクトホール８５は、層間絶縁層４３を貫通するように形成された孔部の内壁にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の画素電極９ａを構成する導電材料が成膜されることによって形成されている。画素電極９ａの上側表面には、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。

以上に説明した画素部の構成は、図４に示すように、各画素部に共通である。画像表示領域１０ａ（図１参照）には、かかる画素部が周期的に形成されていることになる。他方、このような液晶装置では、画像表示領域１０ａの周囲に位置する周辺領域に、図１及び図２を参照して説明したように、走査線駆動回路１０４及びデータ線駆動回路１０１等の駆動回路が形成されている。

次に、本実施形態に係るコンタクトホール８１及び８２について、図６を参照して説明する。図６は、本実施形態に係るコンタクトホールの配置を示す平面図である。尚、図６では、説明の便宜上、図４及び図５で示した部材を適宜省略している。

図６に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、コンタクトホール８１及び８２は、データ線６ａが延びる方向（即ち、Ｙ方向）に沿って配置されている。このため、コンタクトホール８１及び８２を形成することに起因して、当該液晶装置の開口率が低下することはない。

次に、本実施形態に係る画像表示領域に配置されたＴＦＴ及びデータ線間の電気的な接続と、周辺領域に配置されたＴＦＴ及びデータ線間の電気的な接続について、図７を参照して説明する。図７は、本実施形態に係る液晶装置を、図６のＢ−Ｂ´線に沿って切った断面部分の構成を示す断面図である。尚、図７では、説明の便宜上、データ線６ａより上側に位置する部分の図示を省略している。

図７に示すように、画像表示領域１０ａに配置されたＴＦＴ３０の半導体層１ａとデータ線６ａとは、中継電極２００を介して電気的に接続されている。他方、周辺領域に配置された、本発明に係る「周辺回路用トランジスタ」の一例としてのＴＦＴの半導体層２０１とデータ線６ａとは、層間絶縁膜４１及び４２を貫通して形成された、本発明に係る「第３コンタクトホール」の一例としてのコンタクトホール８８を介して電気的に接続されている。

このように、画像表示領域１０ａでは、中継電極２００を介して、ＴＦＴ３０の半導体層１ａとデータ線６ａとを電気的に接続することにより、半導体層１ａ及び中継電極２００間に形成されるコンタクトホール８１と、データ線６ａ及び中継電極２００間に形成されるコンタクトホール８２とは、いずれも比較的浅いコンタクトホールでよい。従って、コンタクトホールを小径化しても、配線を良好に形成することができ、電気抵抗の増大や断線不良を防止することができる。他方、周辺領域では、比較的大きな径を有するコンタクトホール８８を介して、半導体層２０１とデータ線６ａとを電気的に接続することにより、電気抵抗を低下することができる。

尚、半導体層１ａ及び２０１は、液晶装置において、必ずしも同一断面上に配置されないが、便宜上、同一の断面上に配置されているものとして説明した。

＜電子機器＞
次に、図８を参照しながら、上述した液晶装置を電子機器の一例であるプロジェクタに適用した場合を説明する。上述した液晶装置は、プロジェクタのライトバルブとして用いられている。図８は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。

図８に示すように、プロジェクタ１１００内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド１１０４内に配置された４枚のミラー１１０６および２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇに入射される。

液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇの構成は、上述した液晶装置と同等の構成を有しており、画像信号処理回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。このダイクロイックプリズム１１１２においては、ＲおよびＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。したがって、各色の画像が合成される結果、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。

ここで、各液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇによる表示像について着目すると、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂによる表示像は、液晶パネル１１１０Ｇによる表示像に対して左右反転することが必要となる。

尚、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇには、ダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。

尚、図８を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型のパーソナルコンピュータや、携帯電話、液晶テレビ、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、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。

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或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。

本発明の実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す平面図である。 図１のＨ−Ｈ´線断面図である。 本発明の実施形態に係る液晶装置の複数の画素部の等価回路図である。 相隣接する複数の画素部の平面図である。 図４のＡ−Ａ´断面図である。 本発明の実施形態に係るコンタクトホールの配置を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る液晶装置を、図６のＢ−Ｂ´線に沿って切った断面部分の構成を示す断面図である。 電気光学装置を適用した電子機器の一例たるプロジェクタの構成を示す平面図である。

符号の説明

６ａ…データ線、９ａ…画素電極、１０…ＴＦＴアレイ基板、１１ａ、１１ｂ…走査線、３０…ＴＦＴ、４９…スペーサ絶縁膜、７０…蓄積容量、７１…下側電極、７５…誘電体膜、８１〜８５、８８…コンタクトホール、２００…中継電極、３００…上側電極

Claims (6)

1. 基板と、
   前記基板上の画素領域において互いに交差するデータ線及び走査線と、
   前記データ線及び前記走査線の交差に対応して規定された画素に形成された画素電極と、
   前記画素電極をスイッチング制御する画素スイッチング用トランジスタと、
   前記データ線と前記画素スイッチング用トランジスタとを電気的に中継接続する第１中継電極と、
   前記画素領域の周辺に位置する周辺領域に配置され、前記データ線と電気的に接続された複数の周辺回路用トランジスタと
   を備え、
   前記複数の周辺回路用トランジスタは、第１導電型トランジスタ及び第２導電型トランジスタを含み、
   前記画素スイッチング用トランジスタは、前記第１導電型トランジスタ及び前記第２導電型トランジスタのうち一方である
   ことを特徴とする電気光学装置。
2. 前記第１中継電極は、前記画素スイッチング用トランジスタと同一導電型のポリシリコンを含んでなることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記データ線と前記第１中継電極とは、第１コンタクトホールを介して電気的に接続されており、
   前記第１中継電極と前記画素スイッチング用トランジスタとは、第２コンタクトホールを介して電気的に接続されており、
   前記基板上で平面的に見て、前記第１コンタクトホール及び前記第２コンタクトホールは、前記データ線が延びる方向に沿って開孔されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
4. 前記第１中継電極と同一層に配置され、前記画素電極と前記画素スイッチング用トランジスタとを電気的に中継接続する第２中継電極を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
5. 前記複数の周辺回路用トランジスタと前記データ線とは、夫々、第３コンタクトホールを介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
6. 請求項１乃至５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。

Images