JP2011203288A - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示装置等の電気光学装置において、遮光性能を向上させることにより、光リーク電流の抑制を図る。
【解決手段】電気光学装置は、基板（１０）上に、半導体層（１ａ）及びゲート電極（３１）を有するトランジスター（３０）と、該トランジスターより上層側に形成された有色絶縁膜（１４）と、トランジスターより層間絶縁膜（１２）を介して下層側に形成された下側遮光膜（１１）を備える。ゲート電極は、層間絶縁膜のうち半導体層に重なる部分の脇に開孔されたコンタクトホール（８１０）の内壁に沿って形成されることにより、下側遮光膜に電気的に接続されている。有色絶縁膜は、ゲート電極のうちコンタクトホールの内壁に沿って形成された部分の表面に沿って形成されている。
【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た、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の一例である液晶装置として、例えば投射型表示装置の光変調手段（即ち、ライトバルブ）として用いられるものがある。ライトバルブには光源からの強力な光が入射するが、この際、ライトバルブ内のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を構成する半導体層に光が照射されると、光リーク電流が生じてしまい、表示画像にフリッカや画素ムラが生じてしまうという問題点がある。このような問題点に対し、例えば特許文献１では、入射光を遮る遮光手段として積層構造に遮光膜が組み込まれている。

特開２００５−２２７６２６号公報

しかしながら、この種の電気光学装置では、集積化が進むにつれて基板上の積層構造が複雑化しているため、上述の特許文献１のように、入射光を遮るために遮光膜を形成可能な領域が限定されるなどの制約が大きくなっている。例えば、積層構造のレイアウトの都合上によって、遮光膜と、遮光対象である半導体層との距離が大きくなると、遮光膜の遮光性能が実質的に低下してしまう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、画素スイッチング用のトランジスターの遮光性能を向上させることにより、光リーク電流を抑制可能な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、基板上に、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する画素毎に設けられ、半導体層及び、該半導体層にゲート絶縁膜を介して対向するように配置されたゲート電極を有するトランジスターと、前記トランジスターより上層側に、有色の絶縁性材料から形成された有色絶縁膜と、前記トランジスターより層間絶縁膜を介して下層側に形成された下側遮光膜とを備え、前記ゲート電極は、前記基板上で平面的に見て、前記層間絶縁膜のうち前記半導体層に重なる部分の脇において、前記ゲート絶縁膜及び前記層間絶縁膜を貫通するように開孔されたコンタクトホールの内壁に沿って形成されることにより、前記下側遮光膜に電気的に接続されており、前記有色絶縁膜は、前記ゲート電極のうち前記コンタクトホールの内壁に沿って形成された部分の表面に沿って形成されている。

本発明の電気光学装置によれば、例えば、データ線から画素電極へ画像信号が制御され、所謂アクティブマトリックス方式による画像表示が可能となる。画像信号は、データ線及び画素電極間に電気的に接続されたトランジスターがオン又はオフされることによって、所定のタイミングでデータ線からトランジスターを介して画素電極に供給される。画素電極は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電材料からなる透明電極であり、基板上に互いに交差するように設けられたデータ線及び走査線の交差に対応して、基板上において表示領域となるべき領域に例えばマトリックス状に複数設けられている。

トランジスターは、半導体層及びゲート電極を有してなる。ゲート電極は、ゲート絶縁膜を介して対向するように配置されている。ゲート電極は、例えば、基板上で平面的に見て、半導体層のうちチャネル領域に重なるように形成されており、イオンプランテーション法などによって半導体層に不純物を注入する際にマスクとして機能するように設けてもよい。

トランジスターより上層側には、有色の絶縁性材料から形成された有色絶縁膜が配置されている。ここで、有色の絶縁性材料とは、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）、アルミナイトライド（ＡｌＮ）及びダイヤモンドライドカーボン（ＤＬＣ）などの材料であり、透過する光の強度を減衰可能なものである限りにおいて何ら限定されない。

この種の電気光学装置では、基板上には導電層と絶縁層が互いに積層することにより所定の回路が形成されているが、典型的には、半導体層を上層側から遮光するための遮光膜は層間絶縁膜を介して、トランジスターからある程度離れた距離に形成されている。一方、本発明では、有色絶縁膜自体が絶縁性材料から形成されているため、トランジスターの直上に（即ち、トランジスターに直接的に接触するように）形成することができる。そのため、上述の典型的な電気光学装置の場合に比べて、本発明では遮光機能を発揮する膜（即ち、本発明における有色絶縁膜）とトランジスターとの距離を短く抑えることができるので、遮光性を向上させることができる。

特に本発明では、ゲート電極は半導体層の上下に形成された絶縁膜（即ち、ゲート絶縁膜及び下側絶縁膜）を貫通するようにコンタクトホールの内壁に沿って形成される。そのため、ゲート電極上に形成される有色絶縁膜もまた、コンタクトホールの内壁上にゲート電極を介して形成されるので、ゲート電極と共に、半導体層に対して側面側から入射しようとする光源光を遮光することができる。つまり、側面側からの遮光性を向上させることができるので、より効果的に光リーク電流を抑制することができる。

以上説明したように、本発明によれば、良好な遮光性能を有する電気光学装置を実現することが可能となる。

本発明の電気光学装置の一の態様では、前記半導体層は、（ｉ）前記画素電極に電気的に接続されたソース・ドレイン領域、（ｉｉ）前記基板上で平面的に見て、前記ゲート電極に重なるように設けられたチャネル領域、及び（ｉｉｉ）前記ソース・ドレイン領域及び前記チャネル領域間に形成された接合領域を有し、前記コンタクトホールは、前記基板上で平面的に見て、前記接合領域を少なくとも部分的に囲むように前記半導体層に沿って延在して形成されている。

この態様によれば、半導体層は接合領域を有する。接合領域は、具体的には例えば、トランジスターがＰＮＰ型トランジスター又はＮＰＮ型トランジスター（即ち、Ｎチャネル型トランジスター又はＰチャネル型トランジスター）として形成された場合のＰＮ接合領域を意味する。或いは、トランジスターがＬＤＤ構造を有する場合のＬＤＤ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。

本願発明者の研究によれば、接合領域に光が照射されると、トランジスターに光リーク電流が生じてしまうことが判明している。従って、上述の如く、接合領域を少なくとも部分的に囲むようにコンタクトホールを形成することによって、コンタクトホールの内壁に沿って有色絶縁膜が形成され、接合領域の遮光を強化することができる。ここで、「少なくとも部分的に囲むように」とは、例えば円状のように完全に閉じた空間として囲む場合だけでなく、その一部が欠けた状態（即ち、一部が開口しているために不完全に閉じた空間として囲む場合）をも含む意味である。その結果、光リーク電流の発生をより効果的に抑制することができる。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記有色絶縁膜は、前記基板上で平面的に見て、表示光が透過可能な開口領域を規定する非開口領域に重なるように形成されている。

この態様によれば、有色絶縁膜を表示光が透過しない領域である非開口領域にのみ形成されているので、有色絶縁膜は開口領域における表示光の透過率を阻害しない。従って、非開口領域における遮光性を高めつつ、開口領域（即ち、表示光が透過可能な領域）における透過性を高めることができる。そのため、光リーク電流を抑制しつつ、開口率の高く、鮮明な画像表示を実現することができる。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記有色絶縁膜より上層側に上側遮光膜を備える。

この態様によれば、上側遮光膜によって、半導体層に対して上層側から入射しようとする光源光に対する遮光を強化することができるため、より効果的に光リーク電流の発生を抑制することができる。

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形態から明らかにされる。

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。 本実施形態に係る液晶装置のＴＦＴアレイ基板上の積層構造を示す平面図である。 図４のＡ−Ａ´線断面図である。 本実施形態に係る液晶装置の製造方法の各工程における図５に示す断面の構成を、順を追って示す工程断面図である。 本実施形態に係る液晶装置の製造方法の各工程における図５に示す断面の構成を、図６と共に順を追って示す工程断面図である。 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。

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その製造方法、並びに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。ここに図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みた平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ´線断面図である。

図１及び図２において、本実施形態に係る液晶装置では、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０が対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば、石英基板、ガラス基板、シリコン基板等の透明基板からなり、対向基板２０は、例えば、石英基板、ガラス基板等の透明基板からなる。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、複数の画素１００ｃが設けられた領域に対応する、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や熱硬化樹脂、又は紫外線・熱併用型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。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（即ち、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が散布されている。尚、ギャップ材を、シール材５２に混入されるものに加えて若しくは代えて、画像表示領域１０ａ又は画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域に、配置するようにしてもよい。

図１において、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。

周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、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。この一辺に沿ったシール領域よりも内側に、サンプリング回路７が額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿ったシール領域の内側に、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。

ＴＦＴアレイ基板１０上には、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材１０７で接続するための上下導通端子１０６が配置されている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。更に、外部回路接続端子１０２と、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４、上下導通端子１０６等とを電気的に接続するための引回配線９０が形成されている。

図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、駆動素子である画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成される。この積層構造の詳細な構成については図２では図示を省略してあるが、この積層構造の上に、ＩＴＯ等の透明材料からなる画素電極９ａが、画素毎に所定のパターンで島状に形成されている。

画素電極９ａは、後述する対向電極２１に対向するように、ＴＦＴアレイ基板１０上の画像表示領域１０ａに形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０における液晶層５０の面する側の表面、即ち画素電極９ａ上には、配向膜１６が画素電極９ａを覆うように形成されている。

対向基板２０におけるＴＦＴアレイ基板１０との対向面上に、遮光膜２３が形成されている。遮光膜２３は、例えば対向基板２０における対向面上に平面的に見て、格子状に形成されている。対向基板２０において、遮光膜２３によって非開口領域が規定され、遮光膜２３によって区切られた領域が、例えばプロジェクタ用のランプや直視用のバックライトから出射された光を透過させる開口領域となる。尚、遮光膜２３をストライプ状に形成し、該遮光膜２３と、ＴＦＴアレイ基板１０側に設けられたデータ線等の各種構成要素とによって、非開口領域を規定するようにしてもよい。

遮光膜２３上に、ＩＴＯ等の透明材料からなる対向電極２１が複数の画素電極９ａと対向して形成されている。遮光膜２３上に、画像表示領域１０ａにおいてカラー表示を行うために、開口領域及び非開口領域の一部を含む領域に、図２には図示しないカラーフィルタが形成されるようにしてもよい。対向基板２０の対向面上における、対向電極２１上には、配向膜２２が形成されている。

尚、図１及び図２に示した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、サンプリング回路７等に加えて、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液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。

次に、本実施形態に係る液晶装置の画素部の電気的な構成について、図３を参照して説明する。ここに図３は、本実施形態に係る液晶装置の画像表示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、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の夫々には、画素電極９ａ、及びＴＦＴ３０が形成されている。ＴＦＴ３０は、画素電極９ａに電気的に接続されており、液晶装置の動作時に画素電極９ａをスイッチング制御する。画像信号が供給されるデータ線６ａは、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。

ＴＦＴ３０のゲートに走査線１１が電気的に接続されており、液晶装置は、所定のタイミングで、走査線１１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が所定のタイミングで書き込まれる。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。

液晶層５０（図２参照）を構成する液晶は、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される。

ここで保持された画像信号がリークすることを防ぐために、画素電極９ａと対向電極２１（図２参照）との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。蓄積容量７０は、画像信号の供給に応じて各画素電極９ａの電位を一時的に保持する保持容量として機能する容量素子である。蓄積容量７０の一方の電極は、画素電極９ａと並列して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、電位固定の容量線３００に接続されている。蓄積容量７０によれば、画素電極９ａにおける電位保持特性が向上し、コントラスト向上やフリッカの低減といった表示特性の向上が可能となる。

次に、本実施形態に係る液晶装置のＴＦＴアレイ基板１０上の積層構造について図４及び図５を参照して説明する。ここに、図４は、本実施形態に係る液晶装置のＴＦＴアレイ基板１０上の積層構造を示す平面図である。図５は、図４のＡ−Ａ´線断面図である。

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。また、図４及び図５では、説明の便宜上、層間絶縁膜４３より上層側の構成要素の図示を省略している。

図４において、走査線１１はＸ方向に沿って延びており、ここでは図示しない、データ線６ａは、走査線１１と互いに交差するように、Ｙ方向に沿って延びている。走査線１１及びデータ線６ａが互いに交差する箇所の各々には画素スイッチング用のＴＦＴ３０が設けられている。

走査線１１、データ線６ａ、有色絶縁膜１４、上側遮光膜７１０及びＴＦＴ３０は、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、画素電極９ａ（図示せず）に対応する各画素の開口領域（即ち、各画素において、表示に実際に寄与する光が透過又は反射される領域）を囲む非開口領域内に配置されている。

図４に示すように、ＴＦＴ３０は、半導体層１ａ及びゲート電極３１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、Ｙ方向に沿ったチャネル長を有するチャネル領域１ａ´、データ線側ＬＤＤ領域１ｂ及び画素電極側ＬＤＤ領域１ｃ、並びにデータ線側ソース・ドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソース・ドレイン領域１ｅからなる。即ち、ＴＦＴ３０はＬＤＤ構造を有している。データ線側ソース・ドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソース・ドレイン領域１ｅは、チャネル領域１ａ´を基準として、Ｙ方向に沿ってほぼミラー対称に形成されている。データ線側ＬＤＤ領域１ｂは、チャネル領域１ａ´及びデータ線側ソース・ドレイン領域１ｄ間に形成されている。画素電極側ＬＤＤ領域１ｃは、チャネル領域１ａ´及び画素電極側ソース・ドレイン領域１ｅ間に形成されている。

図５に示すように、ゲート電極３１は、半導体層１ａよりも上層側に配置され、例えばチタンナイトライド（ＴｉＮ）、タングステンシリサイド（ＷＳｉ）等の比較的ＯＤ値の高い遮光性の導電性材料からなる。尚、ゲート電極３１及び半導体層１ａ間は、本発明に係る「ゲート絶縁膜」の一例としての絶縁膜２によって絶縁されている。

図４に示すように、ゲート電極３１は、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃの両側に沿うように延設された延設部３１ａを有している。言い換えれば、ゲート電極３１は画素電極側ＬＤＤ領域１ｃをその両側から部分的に囲むような状態（即ち、いわば逆Ｕ字形状）を有している。また、図５に示すように、ゲート電極３１は、絶縁膜２及び下地絶縁膜１２に開孔されたコンタクトホール８１０を介して、本発明に係る「下側遮光膜」の一例である走査線１１に電気的に接続されている。

コンタクトホール８１０は、絶縁膜２及び下地絶縁膜１２を貫通して、走査線１１に達するまで掘られており、コンタクトホール８１０に形成されたゲート電極３１は走査線１１に電気的に接続されている。そのため、コンタクトホール８１０の内壁に沿って形成されたゲート電極３１は、３次元的に見て、半導体層１ａにおける画素電極側ＬＤＤ領域１ｃに沿った、壁状の遮光体として機能する。また、ゲート電極３１上に形成されている有色絶縁膜１４もまた、コンタクトホール８１０の内壁に対応するように形成されたゲート電極３１の表面に沿って形成されているため、ゲート電極３１と同様に壁状の遮光体として機能する。

従って、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃに対して斜めに入射する入射光を、コンタクトホール８１０に形成されたゲート電極３１及び有色絶縁膜１４によって遮ることにより、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃに対して斜めに入射する入射光に対する遮光性能を強化することができる。この結果、半導体層１ａにおける光リーク電流を抑制し、画像表示におけるフリッカや画素ムラを低減することができる。

尚、コンタクトホール８１０を画素電極側ＬＤＤ領域１ｃの片側（即ち、図５中の左側又は右側）のみに設けて、ゲート電極３１を画素電極側ＬＤＤ領域１ｃの片側のみに形成してもよい。この場合にも画素電極側ＬＤＤ領域１ｃに対して斜めに入射する入射光に対する遮光性能を相応に強化することができる。但し、遮光性能を強化するという観点からは、本実施形態のように、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃの両側にゲート電極３１を形成することが望ましい。

本実施形態では特に、有色絶縁膜１４はゲート電極３１に直接的に接触するように設けられている。このように、遮光対象であるトランジスターに対して極めて近い距離に遮光膜たる有色絶縁膜１４を配置することができるため、有色絶縁膜１４は良好な遮光性能を発揮することができる。

ここで、本願発明者は、ＴＦＴ３０の動作時に、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃにおいて、データ線側ＬＤＤ領域１ｂに比べて光リーク電流が相対的に発生しやすいと結論づけている。即ち、ＴＦＴ３０の動作時に、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃに光が照射された場合には、データ線側ＬＤＤ領域１ｂに光が照射された場合よりも、ＴＦＴ３０における光リーク電流が発生しやすいと結論づけている。従って、上述の如く、ゲート電極３１及び有色絶縁膜１４を形成することによって、光リーク電流が相対的に生じ易い画素電極側ＬＤＤ領域１ｃに対する遮光性能を高めることができ、ＴＦＴ３０に流れる光リーク電流を効果的に低減できる。

図５に示すように、走査線１１は、半導体層１ａよりも下地絶縁膜１２を介して下層側に配置されており、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からなる。走査線１１は、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、Ｘ方向に沿うように、ストライプ状にパターニングされた本線部１１ｘと、該本線部１１ｘからＹ方向に沿って延在する延在部１１ｙとを有している。

図４に示すように、走査線１１は、ＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ´、データ線側ＬＤＤ領域１ｂ及び画素電極側ＬＤＤ領域１ｃ、並びにデータ線側ソース・ドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソース・ドレイン領域１ｅに対向する領域を含むように形成されている。従って、走査線１１によって、ＴＦＴアレイ基板１０における裏面反射や、複板式のプロジェクタ等で他の液晶装置から発せられ合成光学系を突き抜けてくる光などの、戻り光に対してＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ´を殆ど或いは完全に遮光できる。即ち、走査線１１は、走査信号を供給する配線として機能すると共に戻り光に対するＴＦＴ３０の遮光膜として機能することが可能である。従って、液晶装置の動作時に、ＴＦＴ３０における光リーク電流は低減され、コントラスト比を向上させることができ、高品位の画像表示が可能となる。

図５に示すように、上側遮光膜７１０は、ＴＦＴアレイ基板１０上のＴＦＴ３０よりも、有色絶縁膜１４を介して上層側に配置されており、ゲート電極３１と同じ材料、例えばチタンナイトライド（ＴｉＮ）、タングステンシリサイド（ＷＳｉ）等の比較的ＯＤ値の高い遮光性の導電材料からなる。

図４及び図５では図示を省略しているが、ゲート電極３１及び有色絶縁膜１４の上層側には層間絶縁膜４２を介して、データ線側ソース・ドレイン領域１ｄと、コンタクトホール８１を介して、電気的に接続されている中継電極７２０と、画素電極側ソース・ドレイン領域１ｅと、コンタクトホール８３を介して、電気的に接続されている中継電極７３０とが形成されている。

このような中継電極７２０及び７３０を設けることによって、該中継電極７２０及び７３０の上層側に配置される、例えばデータ線６ａや画素電極９ａ等と、半導体層１ａとの間における電気抵抗を低減したり、断線を防止することができる。

以上説明したように、このような積層構造を有する液晶装置では、半導体層１ａの遮光性を良好に確保することができるため、半導体層１ａにおける光リーク電流の発生を効果的に抑制することができる。特に、トランジスター３０に対して極めて近い距離に有色絶縁膜１４を設けることができるため、従来の液晶装置に比べて遮光性を高く設定することができ、光リーク電流が少なく、高品位な画像表示を実現することができる。

＜製造方法＞
次に、図６及び図７を参照しながら、上述した本実施形態の液晶装置の製造方法を説明する。図６及び図７は、製造方法の各工程における図５に示す断面の構成を、順を追って示す工程断面図である。

図６（ａ）において、例えばシリコン基板、石英基板、ガラス基板等の基板１０を用意する。ここで、好ましくはＮ₂（窒素）等の不活性ガス雰囲気下、約８５０〜１３００℃、より好ましくは１０００℃の高温で熱処理し、後に実施される高温プロセスにおいて基板１０に生じる歪みが少なくなるように前処理しておく。

このように処理された基板１０の全面に、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ及びＰｄ等の金属や金属シリサイド等の金属合金膜を、スパッタリング法などにより、１００〜５００ｎｍ程度の膜厚、好ましくは約２００ｎｍの膜厚の遮光層を形成した後、例えばフォトリソグラフィ法及びエッチング処理により、図４に示したようなパターンの走査線１１を形成する。

走査線１１の上に、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法等により窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等からなる下地絶縁膜１２を形成する。そして、下地絶縁膜１２の上に、半導体層１ａとなるポリシリコン膜を固相成長させ、例えばフォトリソグラフィ法及びエッチング処理を施すことにより、図４に示した所定パターンを有する半導体層１ａを形成する。

続いて、図６（ｂ）に示すように、半導体層１ａ上にゲート絶縁膜となる絶縁膜２を形成し、絶縁膜２及び下地絶縁膜１２を貫通するようにコンタクトホール８１０を開孔する。コンタクトホール８１０は、下層側に形成された走査線１１に達するまで掘り、コンタクトホール８１０の内壁に沿って埋めるようにゲート電極３１を形成することによって、ゲート電極３１を走査線１１に電気的に接続する。このとき、ゲート電極３１は、３次元的に見て、半導体層１ａにおける画素電極側ＬＤＤ領域１ｃに沿った、壁状の遮光体として機能するように形成される。尚、ゲート電極３１は、例えば、チタンナイトライド（ＴｉＮ）、タングステンシリサイド（ＷＳｉ）等の比較的ＯＤ値の高い遮光性の導電材料から形成するとよい。

続いて、図６（ｃ）に示すように、ゲート電極３１上に層間絶縁膜１３をベタ状に形成する。そして、表示光が透過可能な開口領域として形成されるべき領域に層間絶縁膜１３が残存するように、層間絶縁膜１３上にレジスト４１を形成する。

続いて、図６（ｄ）に示すように、図６（ｃ）において形成されたレジスト４１をマスクとしてエッチングにより層間絶縁膜１３をパターニングし、残存したレジスト４１を洗浄液にて除去する。その結果、沿う間絶縁膜１３は、開口領域になるべき領域にのみ形成される。

続いて、図７（ｅ）に示すように、ゲート電極３１及び層間絶縁膜１３上を覆うようにベタ状に有色絶縁膜１４を形成する。有色絶縁膜１４は有色の絶縁性材料、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）、アルミナイトライド（ＡｌＮ）及びダイヤモンドライドカーボン（ＤＬＣ）などの材料から形成するとよい。

続いて、図７（ｆ）に示すように、これらの積層構造に対してＣＭＰ（化学機械研磨）を施すことにより、表面を平坦化する。ここで、ＣＭＰは、開口領域に形成された層間絶縁膜１３の表面に形成された有色絶縁膜１４が除去できる程度に十分に施される。その結果、有色絶縁膜は、表示光が透過できない非開口領域にのみ残存するように形成される。このように形成された有色絶縁膜１４は、コンタクトホール８１０の内壁に対応するように形成されたゲート電極３１の表面に沿って形成されているため、ゲート電極３１と同様に壁状の遮光体として機能する。

続いて、図７（ｇ）に示すように、有色絶縁膜１４上には上側遮光膜７１０を形成することにより、上方からの入射光に対して半導体層１ａの遮光性能を強化すると共に、層間絶縁膜１５が形成される。層間絶縁膜１５上には画素電極９ａ等が適宜形成され、上述の液晶装置が完成する。

＜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及び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。

１ａ…半導体層、２…絶縁膜、１１…走査線、６ａ…データ線、１０…ＴＦＴアレイ基板、１２…下地絶縁膜、１４…有色絶縁膜、３１…ゲート電極、４１、４２、４３…層間絶縁膜、５０…液晶層、７１０…上側遮光膜、８１０…コンタクトホール

Claims (5)

1. 基板上に、
   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する画素毎に設けられ、半導体層及び、該半導体層にゲート絶縁膜を介して対向するように配置されたゲート電極を有するトランジスターと、
   前記トランジスターより上層側に、有色の絶縁性材料から形成された有色絶縁膜と、
   前記トランジスターより層間絶縁膜を介して下層側に形成された下側遮光膜と
   を備え、
   前記ゲート電極は、前記基板上で平面的に見て、前記層間絶縁膜のうち前記半導体層に重なる部分の脇において、前記ゲート絶縁膜及び前記層間絶縁膜を貫通するように開孔されたコンタクトホールの内壁に沿って形成されることにより、前記下側遮光膜に電気的に接続されており、
   前記有色絶縁膜は、前記ゲート電極のうち前記コンタクトホールの内壁に沿って形成された部分の表面に沿って形成されていることを特徴とする電気光学装置。
2. 前記半導体層は、（ｉ）前記画素電極に電気的に接続されたソース・ドレイン領域、（ｉｉ）前記基板上で平面的に見て、前記ゲート電極に重なるように設けられたチャネル領域、及び（ｉｉｉ）前記ソース・ドレイン領域及び前記チャネル領域間に形成された接合領域を有し、
   前記コンタクトホールは、前記基板上で平面的に見て、前記接合領域を少なくとも部分的に囲むように前記半導体層に沿って延在して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記有色絶縁膜は、前記基板上で平面的に見て、表示光が透過可能な開口領域を規定する非開口領域に重なるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
4. 前記有色絶縁膜より上層側に上側遮光膜を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備することを特徴とする電子機器。

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