JP2018136477A - 電気光学装置、電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】画素の薄膜トランジスターにおける光リーク電流の発生を抑制し、従来よりも明るい表示が可能な電気光学装置を提供すること。
【解決手段】電気光学装置としての液晶装置の素子基板10において、画素Pごとの薄膜トランジスター(TFT)30は、第1走査線3aとデータ線6との交差部にY方向(第2の方向)に沿って配置され、LDD領域としての接合領域30fを挟む第1チャネル領域30c及び第2チャネル領域30hを有する半導体層30aと、第1チャネル領域30c及び第2チャネル領域30hに対してゲート絶縁膜を介して対向配置されると共に、第1走査線3aと平面視で重なるゲート電極30gと、第1走査線3aとゲート電極30gとが平面視で重なる領域において、X方向(第1の方向)に半導体層30aを挟んで配置され、第1走査線3aとゲート電極30gとを電気的に接続させる一対のコンタクトホール33,34とを有する。
【選択図】図5
【解決手段】電気光学装置としての液晶装置の素子基板10において、画素Pごとの薄膜トランジスター(TFT)30は、第1走査線3aとデータ線6との交差部にY方向(第2の方向)に沿って配置され、LDD領域としての接合領域30fを挟む第1チャネル領域30c及び第2チャネル領域30hを有する半導体層30aと、第1チャネル領域30c及び第2チャネル領域30hに対してゲート絶縁膜を介して対向配置されると共に、第1走査線3aと平面視で重なるゲート電極30gと、第1走査線3aとゲート電極30gとが平面視で重なる領域において、X方向(第1の方向)に半導体層30aを挟んで配置され、第1走査線3aとゲート電極30gとを電気的に接続させる一対のコンタクトホール33,34とを有する。
【選択図】図5
Description
本発明は、画素にスイッチング素子としての薄膜トランジスターを備えた電気光学装置、電気光学装置を備えた電子機器に関する。
電気光学装置として例えば投射型表示装置(プロジェクター)の光変調手段として用いられるアクティブ駆動型の液晶装置が知られている。アクティブ駆動型の液晶装置は、画素ごとの画素電極をスイッチング制御するための薄膜トランジスターを備えている。このような液晶装置では、直視型の液晶装置に比べて光源から大きな光量の光が画素に入射するため、薄膜トランジスターにおける光リーク電流の発生を抑制して安定した駆動状態を実現することが求められる。
例えば、特許文献1や特許文献2には、半導体層のチャネル領域に対してゲート絶縁膜を介して対向する部分と、半導体層を挟んで両側に延設された部分とを有するゲート電極を備えた薄膜トランジスターが開示されている。当該ゲート電極の上記延設された部分に、半導体層の下層に設けられた配線パターン(走査線)との接続を図るコンタクトホールが設けられている。薄膜トランジスターの半導体層は、チャネル領域を挟んでキャリア不純物が低濃度に注入された低濃度ソース/ドレイン領域を有するLDD(Lightly Doped Drain)構造となっている。したがって、チャネル領域及び低濃度ソース/ドレイン領域に対して、ゲート電極と配線パターン(走査線)とが遮光膜として機能して、半導体層に対して上下方向だけでなく斜め方向から入射する光が遮光され、光リーク電流が生じ難い遮光構造となっている。
また、例えば、特許文献3には、データ線と走査線との交差部に対応して設けられた薄膜トランジスターが、半導体層と、半導体層と複数個所で交差する複数のゲート電極と、半導体層の各チャネル領域の少なくとも片側にP型の低濃度ドープ領域が形成されたLDD部とを有するP型トランジスターで構成され、当該薄膜トランジスターの厚さ方向両側に遮光手段を備えた液晶装置が開示されている。特許文献2の液晶装置によれば、マルチゲート化することで、1つのチャネル領域の両側の電圧が低下してオフリーク電流が低減される。さらに、LDD構造を採用することでオフ電流が低減される。したがって、半導体層の上下に遮光手段を備えて半導体層に入射する光を遮光することにより、光リーク電流の発生を確実に抑えることができるとしている。
しかしながら、上記特許文献1及び上記特許文献2の薄膜トランジスターの遮光構造では、ゲート電極と配線パターン(走査線)との電気的な接続を図るコンタクトホールを半導体層を挟んで両側に延設されたゲート電極の部分に設けているため、上記特許文献1では信号線に比べて配線パターンとしての走査線の幅が大きくなっている。また、上記特許文献2では、上記コンタクトホールに対応させて走査線の一部を拡張している。したがって、上記特許文献1及び上記特許文献2では、信号線と走査線とにより区画される画素の開口領域が狭くなる形態となっている。
また、上記特許文献3の薄膜トランジスターの遮光手段は、半導体層の上方と下方とに設けられているものの、半導体層の側面に斜め方向から入射する光を確実に遮光できるとは言い難い。また、データ線の本線と走査線の本線とにより区画された領域内に薄膜トランジスターが配置されているため、透過型の液晶装置では、上記特許文献1や上記特許文献2と同様にやはり開口領域が狭くなる形態となっている。
つまり、上記特許文献1〜特許文献3では、光リーク電流の発生を抑制するために各種の遮光手段が採用されているものの、画素の開口領域が犠牲となっている。したがって、例えば高精細な表示を実現しようとして画素ピッチを小さくすると、画素における開口率(画素領域に対する開口領域の割合)の影響を受け易くなり、透過型の液晶装置では、明るい表示を実現することが困難である。
すなわち、画素の薄膜トランジスターにおける光リーク電流の発生を抑制すると共に、従来よりも明るい表示を可能とする画素の開口率を実現する手段が求められているという課題がある。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例]本適用例に係る電気光学装置は、第1の方向に延在する第1走査線と、前記第1の方向と交差する第2の方向に延在するデータ線と、前記第1走査線と前記データ線との交差部に、画素ごとに設けられた薄膜トランジスターと、を備え、前記薄膜トランジスターは、前記第2の方向に沿って配置され、LDD領域を挟む第1チャネル領域及び第2チャネル領域を有する半導体層と、前記第1チャネル領域及び前記第2チャネル領域に対してゲート絶縁膜を介して対向配置されると共に、前記第1走査線と平面視で重なるゲート電極と、前記第1走査線と前記ゲート電極とが平面視で重なる領域において、前記第1の方向に前記半導体層を挟んで配置され、前記第1走査線と前記ゲート電極とを電気的に接続させる一対のコンタクトホールとを有する。
本適用例によれば、薄膜トランジスターは、第1走査線とデータ線との交差部に設けられ、マルチゲート構造であることからリーク電流が流れ難い。また、ゲート電極と第1走査線とのコンタクトホールは、第2の方向に沿って上記交差部に配置された半導体層を挟んで配置されることから、第1走査線とデータ線とにより区画される開口領域が薄膜トランジスターの配置によって狭くならない。加えてLDD領域が含まれる半導体層の側面に斜め方向から入射する光を一対のコンタクトホールで遮光することができる。すなわち、光リーク電流の発生を抑制すると共に、明るい表示を可能とする画素の開口率を確保することが可能な薄膜トランジスターの遮光構造を備えた電気光学装置を提供することができる。
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記ゲート電極は、前記第1の方向に配列する複数の画素に跨って配置された第2走査線であることが好ましい。
この構成によれば、第2走査線の一部をゲート電極として利用することから、第1走査線に第2走査線を電気的に加えることで、走査線における時定数を小さくすることができる。すなわち、高い周波数での走査信号を伝送しても、走査における遅延が生じ難く適正な表示を実現することができる。
この構成によれば、第2走査線の一部をゲート電極として利用することから、第1走査線に第2走査線を電気的に加えることで、走査線における時定数を小さくすることができる。すなわち、高い周波数での走査信号を伝送しても、走査における遅延が生じ難く適正な表示を実現することができる。
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記ゲート電極に層間絶縁膜を介して対向配置され、前記第1の方向に延在して少なくとも前記LDD領域に平面視で重なる第3走査線を有することがより好ましい。
この構成によれば、ゲート電極に対して層間絶縁膜を介して第3走査線が配置されているので、第1チャネル領域と第2チャネル領域に挟まれたLDD領域に対して上方から入射する光をゲート電極ではなく、第3走査線によって遮光することができる。また、第3走査線を加えることによって走査線の実質的な時定数をさらに低下させて、走査における遅延をより抑制し適正な表示を実現することができる。
この構成によれば、ゲート電極に対して層間絶縁膜を介して第3走査線が配置されているので、第1チャネル領域と第2チャネル領域に挟まれたLDD領域に対して上方から入射する光をゲート電極ではなく、第3走査線によって遮光することができる。また、第3走査線を加えることによって走査線の実質的な時定数をさらに低下させて、走査における遅延をより抑制し適正な表示を実現することができる。
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第3走査線は、前記一対のコンタクトホール内に落とし込まれた部分を有することが好ましい。
この構成によれば、一対のコンタクトホールにおける遮光性をより高めることができる。言い換えれば、一対のコンタクトホールを遮光性がやや劣る導電膜を用いて構成しても、第3走査線によって遮光性を補うことができる。
この構成によれば、一対のコンタクトホールにおける遮光性をより高めることができる。言い換えれば、一対のコンタクトホールを遮光性がやや劣る導電膜を用いて構成しても、第3走査線によって遮光性を補うことができる。
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記半導体層は、前記第2の方向に順に設けられた、第1ソース・ドレイン領域と、第1LDD領域と、前記第1チャネル領域と、第2LDD領域と、前記第2LDD領域よりも注入されたイオンの濃度が高い高濃度領域と、第3LDD領域と、前記第2チャネル領域と、第4LDD領域と、第2ソース・ドレイン領域とを有するとしてもよい。
この構成によれば、高濃度領域はLDD領域に比べてイオン注入時に欠陥が生じ易いので、半導体層を流れる電子が高濃度領域の欠陥でトラップされて、光リーク電流が流れ難くなる。
この構成によれば、高濃度領域はLDD領域に比べてイオン注入時に欠陥が生じ易いので、半導体層を流れる電子が高濃度領域の欠陥でトラップされて、光リーク電流が流れ難くなる。
[適用例]本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする。
本適用例によれば、画素の薄膜トランジスターにおいて光リーク電流の発生が抑制され安定した駆動状態が得られると共に、明るい表示が可能な電気光学装置を備えた電子機器を提供することができる。
本適用例によれば、画素の薄膜トランジスターにおいて光リーク電流の発生が抑制され安定した駆動状態が得られると共に、明るい表示が可能な電気光学装置を備えた電子機器を提供することができる。
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
本実施形態では、電気光学装置として画素ごとに薄膜トランジスター(Thin Film Transistor;以降、TFTと称す)を備えたアクティブ駆動型の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、例えば後述する投射型表示装置(液晶プロジェクター)の光変調手段(液晶ライトバルブ)として好適に用いることができるものである。
(第1実施形態)
<電気光学装置>
まず、本実施形態の電気光学装置としての液晶装置の構成について、図1〜図3を参照して説明する。図1は液晶装置の構成を示す概略平面図、図2は図1に示す液晶装置のH−H’線に沿った概略断面図、図3は液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。
<電気光学装置>
まず、本実施形態の電気光学装置としての液晶装置の構成について、図1〜図3を参照して説明する。図1は液晶装置の構成を示す概略平面図、図2は図1に示す液晶装置のH−H’線に沿った概略断面図、図3は液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。
図1及び図2に示すように、本実施形態の電気光学装置としての液晶装置100は、互いに対向配置された素子基板10及び対向基板20と、これら一対の基板によって挟持された液晶層50とを有する。素子基板10の基材10s及び対向基板20の基材20sは、透光性を有する例えば石英基板やガラス基板などが用いられる。なお、本明細書における透光性とは、可視光波長領域の光を少なくとも85%以上透過可能な性質を言う。また、本明細書における遮光性とは、可視光波長領域の光を少なくとも95%以上遮光可能な性質を言う。
素子基板10は、対向基板20よりも一回り大きい。素子基板10と対向基板20とは、対向基板20の外縁部に沿って額縁状に配置されたシール材60を介して貼り合わされ、その隙間に正または負の誘電異方性を有する液晶が封入されて、液晶層50が構成されている。シール材60は、例えば熱硬化性又は紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用されている。シール材60には、一対の基板の間隔を一定に保持するためのスペーサー(図示省略)が混入されている。
シール材60の内側には、複数の画素Pがマトリックス状に配列した表示領域Eが設けられている。また、対向基板20には、シール材60と表示領域Eとの間に表示領域Eを取り囲む見切り部21が設けられている。見切り部21は、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などで構成されている。なお、表示領域Eは、表示に寄与する複数の画素Pに加えて、複数の画素Pを囲むように配置されたダミー画素を含むとしてもよい。
素子基板10には、複数の外部接続端子104が配列した端子部が設けられている。素子基板10の上記端子部に沿った第1の辺部とシール材60との間にデータ線駆動回路101が設けられている。また、第1の辺部に対向する第2の辺部に沿ったシール材60と表示領域Eとの間に検査回路103が設けられている。さらに、第1の辺部と直交し互いに対向する第3の辺部及び第4の辺部に沿ったシール材60と表示領域Eとの間に走査線駆動回路102が設けられている。第2の辺部のシール材60と検査回路103との間には、2つの走査線駆動回路102を繋ぐ複数の配線105が設けられている。
これらデータ線駆動回路101、走査線駆動回路102に繋がる配線は、第1の辺部に沿って配置された複数の外部接続端子104に接続されている。以降、第1の辺部に沿った方向をX方向とし、第3の辺部及び第4の辺部に沿った方向をY方向として説明する。また、本明細書では、X方向およびY方向と直交し、対向基板20の法線方向から見ることを「平面視」あるいは「平面的」という。なお、X方向が本発明における第1の方向に相当し、Y方向が本発明における第2の方向に相当するものである。
図2に示すように、素子基板10は、基材10s、並びに基材10sの液晶層50側の面に形成されたTFT30や画素電極15、及び画素電極15を覆う配向膜18などを有している。TFT30や画素電極15は、画素Pの構成要素である。画素Pの詳細は後述する。
対向基板20は、基材20s、並びに基材20sの液晶層50側の面に順に積層された見切り部21、平坦化層22、共通電極23、及び配向膜24などを有している。
見切り部21は、図1に示すように表示領域Eを取り囲むと共に、平面的に走査線駆動回路102、検査回路103と重なる位置に設けられている。これにより対向基板20側からこれらの駆動回路を含む周辺回路に入射する光を遮り、周辺回路が光によって誤動作することを防止する役割を有している。また、不必要な迷光が表示領域Eに入射しないように遮光して、表示領域Eの表示における高いコントラストを確保している。
平坦化層22は、例えばシリコン酸化物などの無機材料からなり、透光性を有して見切り部21を覆うように設けられている。このような平坦化層22は、例えばプラズマCVD法などを用いて形成されたシリコン酸化膜であり、平坦化層22上に形成される共通電極23の表面凹凸を緩和可能な程度の膜厚を有している。
共通電極23は、例えばITO(Indium Tin Oxide)やIZO(Indium Zinc Oxide)などの透明導電膜からなり、平坦化層22を覆うと共に、図1に示すように対向基板20の四隅に設けられた上下導通部106により素子基板10側の配線に電気的に接続されている。
画素電極15を覆う配向膜18及び共通電極23を覆う配向膜24は、液晶装置100の光学設計に基づいて設定されており、シリコン酸化物などの無機材料の斜め蒸着膜(無機配向膜)が採用されている。配向膜18,24は、無機配向膜の他にポリイミドなどの有機配向膜を採用してもよい。
このような液晶装置100は透過型であって、画素Pが非駆動時に明表示となるノーマリーホワイトモードや、非駆動時に暗表示となるノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子が光学設計に応じて配置されて用いられる。
次に、図3を参照して、液晶装置100の電気的な構成について説明する。液晶装置100は、少なくとも表示領域Eにおいて互いに絶縁されて直交する信号配線としての複数の走査線3及び複数のデータ線6と、複数の容量線7とを有する。
走査線3とデータ線6とで区分された領域には、画素電極15と、TFT30と、保持容量16とが設けられ、これらが画素Pの画素回路を構成している。
走査線3はTFT30のゲートに電気的に接続され、データ線6はTFT30のソースに電気的に接続され、画素電極15はTFT30のドレインに電気的に接続されている。
データ線6は、データ線駆動回路101(図1参照)に接続されている。画像信号D1,D2,…,Dnは、データ線駆動回路101からデータ線6を経由して各画素Pに供給される。走査線3は、走査線駆動回路102(図1参照)に接続されている。走査信号SC1,SC2,…,SCmは、走査線駆動回路102から走査線3を経由して各画素Pに供給される。
データ線駆動回路101から供給される画像信号D1〜Dnは、この順に線順次でデータ線6に供給してもよく、互いに隣り合う複数のデータ線6同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路102は、走査線3に対して、走査信号SC1〜SCmを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。
液晶装置100は、スイッチング素子であるTFT30が走査信号SC1〜SCmの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線6から供給される画像信号D1〜Dnが所定のタイミングで画素電極15に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極15を介して液晶層50に書き込まれた所定レベルの画像信号D1〜Dnは、画素電極15と共通電極23との間で一定期間保持される。
保持された画像信号D1〜Dnがリークするのを防止するため、画素電極15と共通電極23との間に形成される液晶容量と並列に容量素子としての保持容量16が接続されている。保持容量16は、TFT30のドレインと容量線7との間に設けられている。
なお、図1に示した検査回路103には、データ線6が接続されており、液晶装置100の製造過程において、上記画像信号を検出することで液晶装置100の動作欠陥などを確認できる構成となっているが、図3の等価回路では省略している。
また、検査回路103は、上記画像信号をサンプリングしてデータ線6に供給するサンプリング回路、データ線6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供給するプリチャージ回路を含むものとしてもよい。
次に、液晶装置100における画素Pの構成について、図4を参照して説明する。図4は画素の配置を示す概略平面図である。
図4に示すように、液晶装置100における画素Pは、例えば平面視で略四角形(略正方形)の開口領域を有する。開口領域は、X方向とY方向とに延在し格子状に設けられた遮光性の非開口領域により囲まれている。
図4に示すように、液晶装置100における画素Pは、例えば平面視で略四角形(略正方形)の開口領域を有する。開口領域は、X方向とY方向とに延在し格子状に設けられた遮光性の非開口領域により囲まれている。
X方向に延在する非開口領域には、図3に示した走査線3が設けられている。走査線3は遮光性の導電部材が用いられており、走査線3によって非開口領域の一部が構成されている。
同じく、Y方向に延在する非開口領域には、図3に示したデータ線6や容量線7が設けられている。データ線6や容量線7も遮光性の導電部材が用いられており、これらによって非開口領域の一部が構成されている。
非開口領域の交差部付近には、図3に示したTFT30や保持容量16が設けられている。遮光性を有する非開口領域の交差部にTFT30や保持容量16を設けることにより、TFT30の光リーク電流の発生を抑制すると共に、画素Pの開口率(画素領域に対する開口領域の割合)が50%以上となるように素子基板10における各構成の配置や構造が工夫されている。
画素Pごとに画素電極15が設けられている。画素電極15は平面視で略正方形であり、画素電極15の外縁部が非開口領域と重なるようにして開口領域に設けられている。
本実施形態の液晶装置100は、透過型であって、対向基板20側から光が入射することを前提として、素子基板10には、画素Pに入射した光をTFT30に入射させないようにする遮光構造が導入されている。
本実施形態の液晶装置100は、後述する投射型表示装置(液晶プロジェクター)の光変調手段(液晶ライトバルブ)として用いられることから、X方向及びY方向における画素Pの配置ピッチが例えば5μm未満の場合、画素電極15が配置される画素Pにおいて50%以上の開口率を確保する観点から、非開口領域のX方向及びY方向の幅は、1μm〜1.5μm未満に設定される。以降、素子基板10の各構成の配置と構造について説明する。
<素子基板の各構成の配置と構造>
図5は素子基板におけるTFT及び配線などの配置を示す概略平面図、図6は図5のA−A’線に沿った素子基板の構造を示す概略断面図、図7は図5のB−B’線に沿った素子基板の構造を示す概略断面図である。
図5は素子基板におけるTFT及び配線などの配置を示す概略平面図、図6は図5のA−A’線に沿った素子基板の構造を示す概略断面図、図7は図5のB−B’線に沿った素子基板の構造を示す概略断面図である。
図5に示すように、素子基板10においてTFT30は、X方向に延在する走査線3と、Y方向に延在するデータ線6との交差部に対応して画素Pごとに設けられている。TFT30は、例えば、高温ポリシリコンからなる半導体層30aを有し、半導体層30aは上記交差部においてデータ線6に沿って配置されている。半導体層30aは、例えばP(リン)イオンなどの不純物イオンが濃度を変えて注入されてなる、第1ソース・ドレイン領域30s、接合領域30e、第1チャネル領域30c、接合領域30f、第2チャネル領域30h、接合領域30i、第2ソース・ドレイン領域30dを有するLDD構造となっている。第1チャネル領域30cと第2チャネル領域30hの間に挟まれた接合領域30fは、本発明の薄膜トランジスターにおけるLDD領域の一例である。
また、本実施形態では、Y方向に隣り合う画素PにおけるTFT30の半導体層30aは、第1ソース・ドレイン領域30sをデータ線6に電気的に接続させるためのコンタクトホール31を共有すべく、相互の第1ソース・ドレイン領域30sが繋がった状態となっている。2つの半導体層30aが繋がった状態における両端部には、第2ソース・ドレイン領域30dと保持容量16及び画素電極15とを電気的に接続させるためのコンタクトホール32が設けられている。
素子基板10の詳しい構造については後述するが、走査線3は、第1走査線3aと第2走査線3bとを含んで構成されており、基材10s上において、半導体層30aは、第1走査線3aと第2走査線3bとの間に配置されている。
第1走査線3aは、X方向に延在する本線部と、データ線6との交差部において本線部からコンタクトホール32と重なる位置まで延びる突出部3dと、同じくデータ線6との交差部において本線部からコンタクトホール31の手前まで延びる突出部3eとを有している。
第2走査線3bは、第1走査線3aと同じくX方向に延在する本線部と、データ線6との交差部において本線部からコンタクトホール32側に突出する突出部3fと、同じくデータ線6との交差部において本線部からコンタクトホール31側に突出する突出部3gとを有している。また、第2走査線3bの本線部には、平面視で接合領域30fと重ならないように開口部3hが設けられている。突出部3gは、平面視で第1チャネル領域30cと重なっており、重なった部分がゲート電極30gとして機能している。また、突出部3fは、平面視で第2チャネル領域30hと重なっており、重なった部分が同じくゲート電極30gとして機能している。つまり、TFT30は、半導体層30aに対して2つのゲート電極30gが重なるマルチゲート構造となっている。
走査線3として機能する第1走査線3aと第2走査線3bとは、上記交差部付近において、X方向に半導体層30aの接合領域30fを挟んで設けられた一対のコンタクトホール33,34により電気的に接続されている。
本実施形態において、走査線3のY方向の幅L1と、データ線6のX方向の幅L2とは、同じ長さとなるように設定されている。また、Y方向に隣り合う走査線3の本線部間の距離L3と、X方向に隣り合うデータ線6の本線部間の距離L4とは、同じ長さとなるように設定されている。つまり、走査線3とデータ線6とで規定される画素Pの開口領域は、平面視で正方形である。
図6に示すように、基材10s上には、まず第1走査線3aが形成される。第1走査線3aは、例えば遮光性の導電膜からなる。遮光性の導電膜としては、後述する半導体層30aの高温(おおよそ1000℃)での形成を考慮して、高温でも物性が変化し難い、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)などの金属のうちの少なくとも1つを含む金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、ナイトライド、あるいはこれらが積層されたものを用いることができる。本実施形態では、W−Si(タングステンシリサイド)が用いられている。
第1走査線3aを覆って例えば酸化シリコン(SiO2)からなる下地絶縁膜11aが形成される。そして、下地絶縁膜11a上に半導体層30aが形成される。半導体層30aは前述したように例えば高温ポリシリコン(Poly−Si)からなりLDD構造を有している。半導体層30a及び下地絶縁膜11aを覆うようにゲート絶縁膜11bが形成される。ゲート絶縁膜11bは、例えば、酸化シリコンや、酸化シリコンよりも高い誘電率を有する酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化ハフニウム(HfO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)などの高誘電率膜が用いられる。
半導体層30aをX方向に挟んだ位置に、ゲート絶縁膜11bと下地絶縁膜11aとを貫通する一対の貫通孔が形成され、一対の貫通孔の内部を被覆してゲート絶縁膜11bを覆う、例えば導電性のポリシリコンからなる導電膜が形成される。この導電膜をパターニングして第2走査線3b及び一対のコンタクトホール33,34が形成される。第2走査線3bには、半導体層30aの接合領域30fと重なる部分に開口部3hが形成されると共に、図5に示したように第1チャネル領域30cと平面視で重なる突出部3gと、第2チャネル領域30hと平面視で重なる突出部3fとが形成される。
第2走査線3b及びゲート絶縁膜11bを覆って例えば酸化シリコンからなる第1層間絶縁膜11cが形成される。第1層間絶縁膜11cが一対のコンタクトホール33,34を被覆した部分には凹部が生ずる。このような第1層間絶縁膜11cを覆う低抵抗配線用の例えばアルミニウムからなる導電膜が成膜され、この導電膜をパターニングして第3走査線3cが形成される。第3走査線3cは、第1層間絶縁膜11cの上記凹部を被覆することから、第3走査線3cには一対のコンタクトホール33,34内に落とし込まれた部分3iが形成される。なお、第1層間絶縁膜11cを貫通する貫通孔が形成された後に、低抵抗配線用の導電膜が成膜される。当該貫通孔を導電膜が被覆することで、第2走査線3bと第3走査線3cとを電気的に接続させるコンタクトホール(図6では図示を省略)が形成される。つまり、本実施形態では、第1走査線3aと第2走査線3bと第3走査線3cとによって走査線3が構成されている。なお、本実施形態における第1層間絶縁膜11cが本発明における層間絶縁膜の一例である。
第3走査線3cを覆って例えば酸化シリコンからなる第2層間絶縁膜12が形成される。第2層間絶縁膜12は、凹凸を有する第3走査線3cを覆うことからその表面にも凹凸が生ずる。そこで、本実施形態では、第2層間絶縁膜12に例えばCMP(Chemical Mechanical Polishing)処理などの平坦化処理を施して凹凸を緩和する。平坦化処理が施された第2層間絶縁膜12を覆って例えば窒化チタン(TiN)などの導電膜が成膜され、この導電膜をパターニングして第1容量電極16aが形成される。
次に、第1容量電極16aを覆う例えば酸化シリコンなどからなる絶縁膜13aが形成される。絶縁膜13aは、第1容量電極16aの外縁部に重なると共に、第1容量電極16a上に開口部を有するようにパターニングされる。このような、第1容量電極16aと絶縁膜13aとを覆って誘電体膜と例えば窒化チタン(TiN)などの導電膜とが順に積層される。この積層膜を一括パターニングして、誘電体層16bと第2容量電極16cとが形成される。また、第2容量電極16cは、図3に示した容量線7として機能するようにパターニングされる。これによって誘電体層16bを介して対向配置された第1容量電極16aと第2容量電極16cとを有する保持容量16ができあがる。なお、上記誘電体膜としては、酸化シリコンよりも高い誘電率を有する酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化ハフニウム(HfO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)などの高誘電率膜を用いることが好ましく、これらの高誘電率膜の中から少なくとも2種を選択して交互に積層することにより上記誘電体膜を構成することがさらに好ましい。第1容量電極16aの外縁部は絶縁膜13aによって覆われているため、上記誘電体膜と導電膜とを一括パターニングしても、第1容量電極16aがエッチングによって浸食されない。
保持容量16を覆って例えば酸化シリコンからなる第3層間絶縁膜13bが形成される。第3層間絶縁膜13bを覆って例えばアルミニウムなどの低抵抗配線用の導電膜が成膜され、この導電膜をパターニングしてデータ線6が形成される。データ線6を覆って例えば酸化シリコンからなる第4層間絶縁膜14が形成される。なお、図6には図示していないが、第4層間絶縁膜14を覆って例えばITOやIZOなどからなる透明導電膜が成膜され、この透明導電膜をパターニングして画素電極15が形成される。
次に、図6では説明できなかった素子基板10の構造に係る構成について図7を参照して説明する。
図7に示すように、下地絶縁膜11a上に形成された半導体層30aは、第1ソース・ドレイン領域30s、接合領域30e、第1チャネル領域30c、接合領域30f、第2チャネル領域30h、接合領域30i、第2ソース・ドレイン領域30dを有している。
図7に示すように、下地絶縁膜11a上に形成された半導体層30aは、第1ソース・ドレイン領域30s、接合領域30e、第1チャネル領域30c、接合領域30f、第2チャネル領域30h、接合領域30i、第2ソース・ドレイン領域30dを有している。
半導体層30aの第1ソース・ドレイン領域30sの端部及び第2ソース・ドレイン領域30dの端部と、下地絶縁膜11aとの間には下地層30jが設けられている。下地層30jは、例えば高温ポリシリコンなどを用いて形成される。下地層30jを形成することにより、半導体層30aの第1ソース・ドレイン領域30sの端部及び第2ソース・ドレイン領域30dの端部が嵩上げされ、コンタクトホール31,32を形成する際に、上記端部がエッチングされて電気的な接続が損なわれることを防止している。
半導体層30aの第1チャネル領域30cに対してゲート絶縁膜11bを介して対向する位置に、第2走査線3bの突出部3gが形成される。同じく、半導体層30aの第2チャネル領域30hに対してゲート絶縁膜11bを介して対向する位置に、第2走査線3bの突出部3fが形成される。
第3走査線3cは、平面視で、半導体層30aの接合領域30e、第1チャネル領域30c、接合領域30f、第2チャネル領域30h、接合領域30iと重なるようにパターニングされる。
第2層間絶縁膜12、第1層間絶縁膜11c、ゲート絶縁膜11bを貫通して、第1ソース・ドレイン領域30sと第2ソース・ドレイン領域30dとに至る貫通孔が形成される。これらの貫通孔を埋めるようにして第2層間絶縁膜12を覆う例えば窒化チタン(TiN)などからなる導電膜が成膜される。この導電膜をパターニングして、第1ソース・ドレイン領域30sに接続されるコンタクトホール31と中継層16dとが形成される。同時に、第2ソース・ドレイン領域30dに接続されるコンタクトホール32と第1容量電極16aとが形成される。
第1容量電極16aの外縁部と重なるように絶縁膜13aがパターニング形成される。第1容量電極16a及び絶縁膜13aを覆うように誘電体膜と導電膜とが積層され、この積層膜を一括パターニングして、誘電体層16bと、容量線7として機能する第2容量電極16cとが形成される。
保持容量16を覆う例えば酸化シリコンからなる第3層間絶縁膜13bが形成される。第3層間絶縁膜13bを貫通して中継層16dに至る貫通孔が形成され、この貫通孔を被覆するように第3層間絶縁膜13bを覆う例えばアルミニウムなどの低抵抗配線用の導電膜が形成される。この導電膜をパターニングして、データ線6と、データ線6と中継層16dとを接続させるコンタクトホール35とが形成される。そして、データ線6を覆う例えば酸化シリコンからなる第4層間絶縁膜14が形成される。
なお、素子基板10における配線構造は、これに限定されるものではなく、例えば、基材10s上において、TFT30に近い側にデータ線6を配置し、データ線6よりも上層に保持容量16を配置してもよい。また例えば、第2容量電極16cに対して別に容量線7を設けて電気的に接続させてもよい。
次に、従来例の液晶装置における素子基板の構成を図8〜図10を参照して説明し、本実施形態の液晶装置100と比較することにより、本実施形態の具体的な効果について説明する。図8は従来例の液晶装置の素子基板におけるTFT及び配線などの配置を示す概略平面図、図9は図8のC−C’線に沿った従来例の素子基板の構造を示す概略断面図、図10は図8のD−D’線に沿った従来例の素子基板の構造を示す概略断面図である。従来例の液晶装置は、本実施形態の液晶装置100に対して、TFT30における半導体層30aの構成、走査線3、走査線3に係るコンタクトホール33,34の構成を異ならせたものである。したがって、液晶装置100における素子基板10の構成と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
図8に示すように、従来例の液晶装置150の素子基板10XにおいてTFT30Xは、X方向に延在する走査線3と、Y方向に延在するデータ線6との交差部に対応して画素Pごとに設けられている。TFT30Xは、例えば、高温ポリシリコンからなる半導体層30axを有し、半導体層30axは上記交差部においてデータ線6に沿って配置されている。半導体層30axは、例えばP(リン)イオンなどの不純物イオンが濃度を変えて注入されてなる、第1ソース・ドレイン領域30s、接合領域30e、チャネル領域30c、接合領域30f、第2ソース・ドレイン領域30dを有するLDD構造となっている。
また、従来例の素子基板10Xも本実施形態の素子基板10と同様に、Y方向に隣り合う画素PにおけるTFT30の半導体層30axは、第1ソース・ドレイン領域30sをデータ線6に電気的に接続させるためのコンタクトホール31を共有すべく、相互の第1ソース・ドレイン領域30sが繋がった状態となっている。2つの半導体層30axが繋がった状態における両端部には、第2ソース・ドレイン領域30dと保持容量16及び画素電極15とを電気的に接続させるためのコンタクトホール32が設けられている。
走査線3は、第1走査線3aと第2走査線3bとを含んで構成されており、基材10s上において、半導体層30axは、第1走査線3aと第2走査線3bとの間に配置されている。
第1走査線3aは、X方向に延在する本線部と、データ線6との交差部において本線部から平面視でコンタクトホール32と重なる位置まで延びる突出部3dと、同じくデータ線6との交差部において本線部から平面視でコンタクトホール31の手前まで延びる突出部3eとを有している。また、第1走査線3aは上記交差部においてX方向及びY方向の幅が拡張された拡張部3jを有している。
第2走査線3bは、第1走査線3aと同じくX方向に延在する本線部と、平面視で第1チャネル領域30cと重なりゲート電極30gとして機能する部分と、平面視で第1走査線3aの上記拡張部3jと重なり、半導体層30axをX方向に挟んで延設された一対の拡張部3kとを有している。本実施形態のTFT30が2つのゲート電極30gを有するマルチゲート構造であるのに対して、従来例のTFT30Xは1つのゲート電極30gを有するシングルゲート構造となっている。
走査線3として機能する第1走査線3aと第2走査線3bとの電気的な接続を図る一対のコンタクトホール33,34は、第1走査線3aの拡張部3jと第2走査線3bの一対の拡張部3kとが重なり合う部分に設けられている。また、一対のコンタクトホール33,34は、X方向において半導体層30axの接合領域30e、チャネル領域30c、接合領域30fを挟むように設けられている。
図9に示すように、半導体層30axは下地絶縁膜11a上に設けられ、ゲート絶縁膜11bによって覆われている。半導体層30axをX方向に挟んだ位置に、ゲート絶縁膜11bと下地絶縁膜11aとを貫通する一対の貫通孔が形成され、一対の貫通孔の内部を被覆してゲート絶縁膜11bを覆う、例えば導電性のポリシリコンからなる導電膜が形成される。この導電膜をパターニングして第2走査線3b及び一対のコンタクトホール33,34が形成される。
第2走査線3b及びゲート絶縁膜11bを覆って例えば酸化シリコンからなる第1層間絶縁膜11cが形成される。第1層間絶縁膜11cが一対のコンタクトホール33,34を被覆した部分には凹部が生ずる。このような第1層間絶縁膜11cを覆う低抵抗配線用の例えばアルミニウムからなる導電膜が成膜され、この導電膜をパターニングして第3走査線3cが形成される。従来例の第3走査線3cもまた、第1層間絶縁膜11cの上記凹部を被覆することから、第3走査線3cには一対のコンタクトホール33,34内に落とし込まれた部分3iを有する。図9には示していないが、第2走査線3bと第3走査線3cとは電気的に接続される。つまり、従来例も本実施形態と同様に、第1走査線3aと第2走査線3bと第3走査線3cとによって走査線3が構成されている。
素子基板10Xにおける第3走査線3cよりも上層の配線構造は、素子基板10と同じであるため詳細な説明は省略する。
図10に示すように、従来例のTFT30Xにおける半導体層30axは、第1ソース・ドレイン領域30s、接合領域30e、チャネル領域30c、接合領域30f、第2ソース・ドレイン領域30dを有している。
半導体層30axの第1ソース・ドレイン領域30sの端部及び第2ソース・ドレイン領域30dの端部と、下地絶縁膜11aとの間には下地層30jが設けられている。下地層30jは、例えば高温ポリシリコンなどを用いて形成される。
半導体層30axのチャネル領域30cに対してゲート絶縁膜11bを介して対向する位置に、第2走査線3b(ゲート電極30g)が形成される。
第3走査線3cは、平面視で、半導体層30axの第1ソース・ドレイン領域30sの一部、接合領域30e、チャネル領域30c、接合領域30f、第2ソース・ドレイン領域30dの一部と重なるようにパターニングされる。
高温ポリシリコンを用いて半導体層30aを形成し、イオン注入してLDD構造を形成すると、半導体層30aのチャネル領域は高温ポリシリコンの結晶粒内や粒界に多くの欠陥を含むことになる。
従来例の半導体層30axは1つのチャネル領域を有しているのに対して、本実施形態の半導体層30aは2つのチャネル領域を有している。したがって、半導体層30aに入射した光によって例えば第1ソース・ドレイン領域30sにキャリアが生じたとしても、従来例の半導体層30axに比べてキャリアがチャネル領域に含まれる高温ポリシリコンの欠陥に捕捉(トラップ)される確率が高くなる。つまり、入射した光によって励起されたキャリアが半導体層30aを移動することによって生ずる光リーク電流の発生が抑制される。
従来例の半導体層30axは1つのチャネル領域を有しているのに対して、本実施形態の半導体層30aは2つのチャネル領域を有している。したがって、半導体層30aに入射した光によって例えば第1ソース・ドレイン領域30sにキャリアが生じたとしても、従来例の半導体層30axに比べてキャリアがチャネル領域に含まれる高温ポリシリコンの欠陥に捕捉(トラップ)される確率が高くなる。つまり、入射した光によって励起されたキャリアが半導体層30aを移動することによって生ずる光リーク電流の発生が抑制される。
図8に戻り、従来例のTFT30Xでは、第1走査線3aとゲート電極30gとして機能する第2走査線3bとの電気的な接続を図る一対のコンタクトホール33,34が第1走査線3aの拡張部3jと第2走査線3bの一対の拡張部3kとが重なり合う部分に設けられている。したがって、本実施形態の画素Pの開口領域に比べて、従来例の画素Pは、一対のコンタクトホール33,34を設けるに際して開口領域が犠牲になっている。
例えば、画素Pの配置ピッチを4μmとし、走査線3の本線部の幅L1及びデータ線6の本線部の幅L2をそれぞれ1μmとする。従来例において第1走査線3aの拡張部3jにおける開口領域側へのY方向のはみ出し量L5を0.500μmとし、X方向のはみ出し量L6を0.575μmとすると、従来例の画素Pにおける開口率(画素領域の大きさに対する開口領域の大きさの割合)は、およそ49%となる。これに対して、本実施形態の画素Pでは、第1走査線3aに拡張部3jが設けられていないため、開口率がおよそ56%となり、7%ほど開口率が改善される。
本実施形態の液晶装置100によれば、以下の効果が得られる。
(1)TFT30をマルチゲート化することにより、シングルゲートに比べて光リーク電流の発生を抑制することができる。また、第1走査線3aとゲート電極30gとして機能する第2走査線3bとの電気的な接続を図る一対のコンタクトホール33,34を第1走査線3aの本線部と重なり合う領域内に設けることによって、開口領域を犠牲にすることなく従来例に比べて高い画素Pの開口率を実現することができる。
また、半導体層30aにおいて第1チャネル領域30cと第2チャネル領域30hとの間に挟まれた接合領域30f(LDD領域)に向かって上方から入射する光は、第3走査線3cによって遮光される。つまり、第1チャネル領域30cと第2チャネル領域30hとの間に挟まれた接合領域30f(LDD領域)では、光によって励起されるキャリアの発生が抑制される。
言い換えれば、TFT30をマルチゲート化することにより、少なくとも第1チャネル領域30cと第2チャネル領域30hとの間の接合領域30f(LDD領域)に入射する光を確実に遮光して光による励起でキャリアが生ずることを防ぐことができれば、他の接合領域30e,30iに光が入射して励起されたキャリアが生じても、2つのチャネル領域30c,30hの高温ポリシリコンに含まれる欠陥によってキャリアを捕捉(トラップ)することができるので、確実に光リーク電流の発生を抑制できる。本実施形態では、接合領域30fに対する遮光手段として、下層に設けられた第1走査線3aと、上層に設けられた第3走査線3cと、同層に設けられた一対のコンタクトホール33,34とを挙げることができる。一対のコンタクトホール33,34は接合領域30fに対して側方から入射する光を遮光可能な位置に設ければよいので、一対のコンタクトホール33,34を設ける範囲を従来例に比べて小さくすることができる。
(1)TFT30をマルチゲート化することにより、シングルゲートに比べて光リーク電流の発生を抑制することができる。また、第1走査線3aとゲート電極30gとして機能する第2走査線3bとの電気的な接続を図る一対のコンタクトホール33,34を第1走査線3aの本線部と重なり合う領域内に設けることによって、開口領域を犠牲にすることなく従来例に比べて高い画素Pの開口率を実現することができる。
また、半導体層30aにおいて第1チャネル領域30cと第2チャネル領域30hとの間に挟まれた接合領域30f(LDD領域)に向かって上方から入射する光は、第3走査線3cによって遮光される。つまり、第1チャネル領域30cと第2チャネル領域30hとの間に挟まれた接合領域30f(LDD領域)では、光によって励起されるキャリアの発生が抑制される。
言い換えれば、TFT30をマルチゲート化することにより、少なくとも第1チャネル領域30cと第2チャネル領域30hとの間の接合領域30f(LDD領域)に入射する光を確実に遮光して光による励起でキャリアが生ずることを防ぐことができれば、他の接合領域30e,30iに光が入射して励起されたキャリアが生じても、2つのチャネル領域30c,30hの高温ポリシリコンに含まれる欠陥によってキャリアを捕捉(トラップ)することができるので、確実に光リーク電流の発生を抑制できる。本実施形態では、接合領域30fに対する遮光手段として、下層に設けられた第1走査線3aと、上層に設けられた第3走査線3cと、同層に設けられた一対のコンタクトホール33,34とを挙げることができる。一対のコンタクトホール33,34は接合領域30fに対して側方から入射する光を遮光可能な位置に設ければよいので、一対のコンタクトホール33,34を設ける範囲を従来例に比べて小さくすることができる。
(2)走査線3は、第1走査線3aと第2走査線3bと第3走査線3cとにより構成されていることから、配線における時定数を下げることができ、走査信号における遅延の発生を低減できる。加えて、第3走査線3cは、一対のコンタクトホール33,34に落とし込まれた部分3iを有していることから、一対のコンタクトホール33,34の遮光性をより向上させることができる。なお、第2走査線3bと第3走査線3cとの電気的な接続を図るコンタクトホールを半導体層30aの延在方向に設けることにより、半導体層30aに対する遮光性をさらに改善することも可能である。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態の電気光学装置としての液晶装置について、図11を参照して説明する。図11は第2実施形態の液晶装置における素子基板の構造を示す概略断面図である。なお、図11は上記第1実施形態の液晶装置100の素子基板10の構造を示す図7に対応した図である。第2実施形態の液晶装置は、上記第1実施形態の液晶装置100に対してTFT30における半導体層30aのLDD構造の構成を異ならせたものであり、他の構成は液晶装置100と同じである。したがって、液晶装置100(素子基板10)と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
次に、第2実施形態の電気光学装置としての液晶装置について、図11を参照して説明する。図11は第2実施形態の液晶装置における素子基板の構造を示す概略断面図である。なお、図11は上記第1実施形態の液晶装置100の素子基板10の構造を示す図7に対応した図である。第2実施形態の液晶装置は、上記第1実施形態の液晶装置100に対してTFT30における半導体層30aのLDD構造の構成を異ならせたものであり、他の構成は液晶装置100と同じである。したがって、液晶装置100(素子基板10)と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
図11に示すように、本実施形態の電気光学装置としての液晶装置200は、画素PごとにTFT30Yを備えた素子基板10Yを有している。素子基板10Yは、基材10sと、基材10s上に設けられた、第1走査線3a、TFT30Y、ゲート電極30gとして機能する第2走査線の突出部3f,3gと、第3走査線3cと、保持容量16と、データ線6とを有している。
TFT30Yの半導体層30ayは、例えば高温ポリシリコンからなり、例えばP(リン)イオンなどの不純物イオンが濃度を変えて注入されてなる、第1ソース・ドレイン領域30s、接合領域30e、第1チャネル領域30c、接合領域30f、高濃度領域30k、接合領域30m、第2チャネル領域30h、接合領域30i、第2ソース・ドレイン領域30dを有するLDD構造となっている。高濃度領域30kは、隣接する接合領域30fや接合領域30mに比べて不純物イオンの濃度が2桁以上は高くなっている。
なお、接合領域30eが本発明における第1LDD領域の一例であり、接合領域30fが本発明における第2LDD領域の一例であり、接合領域30mが本発明の第3LDD領域の一例であり、接合領域30iが本発明の第4LDD領域の一例である。
なお、接合領域30eが本発明における第1LDD領域の一例であり、接合領域30fが本発明における第2LDD領域の一例であり、接合領域30mが本発明の第3LDD領域の一例であり、接合領域30iが本発明の第4LDD領域の一例である。
つまり、TFT30Yはマルチゲート化されていると共に、2つのチャネル領域30c,30hの間に高濃度領域30kが形成された半導体層30ayを有している。前述したように、半導体層30ayにおけるイオン注入時の高温ポリシリコンの欠陥は、不純物イオンの注入量が多いほど増える傾向にある。したがって、2つのチャネル領域30c,30hの間に高濃度領域30kを設けることにより、入射した光の励起により生ずるキャリアをより高い確率で捕捉(トラップ)することができる。すなわち、より光リーク電流の発生が抑制された液晶装置200を提供することができる。
(第3実施形態)
<電子機器>
上記各実施形態の電気光学装置としての液晶装置が適用された電子機器について、投射型表示装置を例に挙げて図12を参照して説明する。図12は電子機器としての投射型表示装置の構成を示す概略図である。
<電子機器>
上記各実施形態の電気光学装置としての液晶装置が適用された電子機器について、投射型表示装置を例に挙げて図12を参照して説明する。図12は電子機器としての投射型表示装置の構成を示す概略図である。
図12に示すように、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置1000は、システム光軸Lに沿って配置された偏光照明装置1100と、光分離素子としての2つのダイクロイックミラー1104,1105と、を備えている。また、3つの反射ミラー1106,1107,1108と、5つのリレーレンズ1201,1202,1203,1204,1205と、を備えている。さらに、3つの光変調手段としての透過型の液晶ライトバルブ1210,1220,1230と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム1206と、投射レンズ1207と、を備えている。
偏光照明装置1100は、例えば超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源からなる光源としてのランプユニット1101と、インテグレーターレンズ1102と、偏光変換素子1103とから概略構成されている。
ダイクロイックミラー1104は、偏光照明装置1100から射出された偏光光束のうち、赤色光(R)を反射させ、緑色光(G)と青色光(B)とを透過させる。もう1つのダイクロイックミラー1105は、ダイクロイックミラー1104を透過した緑色光(G)を反射させ、青色光(B)を透過させる。
ダイクロイックミラー1104で反射した赤色光(R)は、反射ミラー1106で反射した後にリレーレンズ1205を経由して液晶ライトバルブ1210に入射する。
ダイクロイックミラー1105で反射した緑色光(G)は、リレーレンズ1204を経由して液晶ライトバルブ1220に入射する。
ダイクロイックミラー1105を透過した青色光(B)は、3つのリレーレンズ1201,1202,1203と2つの反射ミラー1107,1108とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ1230に入射する。
ダイクロイックミラー1105で反射した緑色光(G)は、リレーレンズ1204を経由して液晶ライトバルブ1220に入射する。
ダイクロイックミラー1105を透過した青色光(B)は、3つのリレーレンズ1201,1202,1203と2つの反射ミラー1107,1108とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ1230に入射する。
液晶ライトバルブ1210,1220,1230は、クロスダイクロイックプリズム1206の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ1210,1220,1230に入射した色光は、映像情報(映像信号)に基づいて変調されクロスダイクロイックプリズム1206に向けて射出される。このプリズムは、4つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が合成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ1207によってスクリーン1300上に投射され、画像が拡大されて表示される。
液晶ライトバルブ1210は、上記第1実施形態の液晶装置100(図1参照)が適用されたものである。液晶装置100の色光の入射側と射出側とにクロスニコルに配置された一対の偏光素子が隙間を置いて配置されている。他の液晶ライトバルブ1220,1230も同様である。
このような投射型表示装置1000によれば、液晶ライトバルブ1210,1220,1230として、上記第1実施形態の液晶装置100が用いられており、画素PのTFT30における光リーク電流の発生が抑制された構成となっているので、明るい表示を投射可能であると共に安定した駆動状態が得られる投射型表示装置1000を提供することができる。なお、液晶ライトバルブ1210,1220,1230として、上記第2実施形態の液晶装置200を採用しても同様な効果が得られる。
本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲およ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、該電気光学装置を適用する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。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
(変形例1)第2走査線3bがゲート電極30gとして機能するように構成することに限定されない。半導体層30aの第1チャネル領域30cと第2チャネル領域30hとにゲート絶縁膜11bを介して対向するようにゲート電極30gを画素Pごとに独立して設けてもよい。
(変形例2)素子基板10は、第3走査線3cを除いた構成としてもよい。第3走査線3cを除いたとしても、半導体層30aにおける第1チャネル領域30cと第2チャネル領域30hとの間の接合領域30fに対して上方から入射する光は、半導体層30aの上層に設けられた保持容量16あるいはデータ線6によって遮光することができる。
(変形例3)上記各実施形態の薄膜トランジスターとその配線構造とが適用される電気光学装置は、透過型の液晶装置100,200に限定されない。画素電極15に反射性を付与した反射型の液晶装置にも適用することができる。
(変形例4)上記各実施形態の薄膜トランジスターとその配線構造とが適用される電気光学装置は、液晶装置に限定されない。例えば、画素Pごとに有機EL素子などの発光素子を有する有機EL装置に対して適用してもよい。
(変形例5)上記各実施形態の液晶装置が適用される電子機器は、上記第3実施形態の投射型表示装置1000に限定されない。例えば、液晶装置100の対向基板20において、少なくとも赤(R)、緑(G)、青(B)に対応するカラーフィルターを有し、投射型表示装置を単板構成としてもよい。また、例えば、投射型のHUD(ヘッドアップディスプレイ)や、HMD(ヘッドマウントディスプレイ)、電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、電子手帳、POSなどの情報端末機器の表示部として上記各実施形態の液晶装置を好適に用いることができる。
3a…第1走査線、3b…第2走査線、3c…第3走査線、3i…第3走査線の一対のコンタクトホール内に落とし込まれた部分、11b…ゲート絶縁膜、11c…層間絶縁膜としての第1層間絶縁膜、30…薄膜トランジスター(TFT)、30a…半導体層、30c…第1チャネル領域、30d…第2ソース・ドレイン領域、30e…第1LDD領域としての接合領域、30f…LDD領域あるいは第2LDD領域としての接合領域、30g…ゲート電極、30h…第2チャネル領域、30i…第4LDD領域としての接合領域、30k…高濃度領域、30m…第3LDD領域としての接合領域、30s…第1ソース・ドレイン領域、33,34…一対のコンタクトホール、100…電気光学装置としての液晶装置、1000…電子機器としての投射型表示装置、P…画素。
Claims (6)
- 第1の方向に延在する第1走査線と、
前記第1の方向と交差する第2の方向に延在するデータ線と、
前記第1走査線と前記データ線との交差部に、画素ごとに設けられた薄膜トランジスターと、を備え、
前記薄膜トランジスターは、前記第2の方向に沿って配置され、LDD領域を挟む第1チャネル領域及び第2チャネル領域を有する半導体層と、前記第1チャネル領域及び前記第2チャネル領域に対してゲート絶縁膜を介して対向配置されると共に、前記第1走査線と平面視で重なるゲート電極と、
前記第1走査線と前記ゲート電極とが平面視で重なる領域において、前記第1の方向に前記半導体層を挟んで配置され、前記第1走査線と前記ゲート電極とを電気的に接続させる一対のコンタクトホールとを有する、電気光学装置。 - 前記ゲート電極は、前記第1の方向に配列する複数の前記画素に跨って配置された第2走査線である、請求項1に記載の電気光学装置。
- 前記ゲート電極に層間絶縁膜を介して対向配置され、前記第1の方向に延在して少なくとも前記LDD領域に平面視で重なる第3走査線を有する、請求項1または2に記載の電気光学装置。
- 前記第3走査線は、前記一対のコンタクトホール内に落とし込まれた部分を有する、請求項3に記載の電気光学装置。
- 前記半導体層は、前記第2の方向に順に設けられた、第1ソース・ドレイン領域と、第1LDD領域と、前記第1チャネル領域と、第2LDD領域と、前記第2LDD領域よりも注入されたイオンの濃度が高い高濃度領域と、第3LDD領域と、前記第2チャネル領域と、第4LDD領域と、第2ソース・ドレイン領域とを有する、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 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備えた、電子機器。
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- 2017-02-23 JP JP2017031824A patent/JP2018136477A/ja active Pending
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