JP2019082526A - 透過型電気光学装置および電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】素子基板に入射した戻り光が周辺領域の金属配線で反射して出射することを抑制することのできる電気光学装置、および電子機器を提供すること。【解決手段】電気光学装置の素子基板において、画素領域10dを囲む周辺領域10cには、基板本体である第1基板19の一方面19s側に設けられた金属配線10eと、第1基板19と金属配線10eとの間で金属配線10eと重なる複数の第2遮光層10fとが設けられている。第2遮光層10fの間には、金属配線10eと重なる第2遮光層間領域10gが存在しており、第1基板19と金属配線10eとの間には、第2遮光層間領域10gと平面視で重なるように第3遮光層10hが形成されている。第2遮光層10fおよび第3遮光層10hの第1基板19側の面は、金属配線10eの第1基板19側の面より反射率が低い。【選択図】図11

Description

本発明は、素子基板の表示領域を囲む周辺領域に金属配線が形成された電気光学装置、および電子機器に関するものである。
投射型表示装置のライトバルブ等として用いられる透過型の電気光学装置は、透光性の第1基板の一方面側に透光性の画素電極が設けられた素子基板と、第1基板の一方面側に対向する第2基板の素子基板側の面に透光性の対向電極が設けられた対向基板とを有しており、素子基板と対向基板との間に電気光学層が設けられている。かかる電気光学装置では、対向基板側から入射した光源光が素子基板を透過して出射される間に光源光を電気光学層によって画素毎に変調し、出射する。その際、素子基板に対して変調光の出射側に配置された光学系やワイヤーグリッド偏光素子等によって変調光が反射して戻り光として素子基板に再び入射する場合があり、かかる戻り光が画素トランジスター用の半導体層に入射すると、画素トランジスターが光電流に起因して誤動作する場合がある。従って、半導体層と第1基板との間に半導体層と平面視で重なるように光吸収性の遮光層(低反射層)を設け、戻り光が半導体層に入射することを防止する構造が採用されている(特許文献1参照)。また、特許文献1に記載の電気光学装置では、複数の画素が配列された画素領域を囲む周辺領域に光源光が入射した際、周辺領域に設けた金属配線間で光源光が反射して出射されることを防止するために、金属配線に光吸収性の遮光層(低反射層)を設けた構成が提案されている。
一方、周辺領域に金属配線が形成されている場合、素子基板から出射された画像光が光学系やワイヤーグリッド偏光素子等によって反射し、戻り光として素子基板に再び入射した際に戻り光が金属配線で反射して素子基板側から迷光として出射されると、画素領域の周りで光漏れが発生する。かかる光漏れは、特許文献1に記載の構成では防止することができない。そこで、素子基板の周辺領域に金属配線と第1基板との間に光吸収性の遮光層(低反射層)をベタに設けることが提案されている(特許文献2参照)。
特開2009−69569号公報 特開2003−140129号公報
しかしながら、特許文献2に記載の構成のように、遮光層をベタに形成した場合、成膜時や加熱処理時等に遮光層に発生する応力の影響で遮光層にクラックが発生しやすい。このため、周辺領域にベタで形成した低反射層では、低反射層のクラックからの光の漏れが問題となる。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、素子基板に入射した戻り光が周辺領域の金属配線で反射して出射されることを抑制することのできる電気光学装置、および電子機器を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の電気光学装置の一態様は、第1基板に設けられた複数の画素電極と、前記第1基板に対向する第2基板に設けられた対向電極と、前記画素電極と前記対向電極との間に配置された電気光学層と、を備えた透過型の電気光学装置であって、前記複数の画素電極が設けられた画素領域内に、前記第1基板と前記画素電極との間で、前記複数の画素電極のうち、隣り合う画素電極によって挟まれた画素間領域に平面視で重なる第1遮光層と、前記第1遮光層と前記画素電極との間で前記第1遮光層に平面視で重なる画素トランジスター用の半導体層と、を有し、前記画素領域の周りを囲む周辺領域内に、前記第1基板に設けられた金属配線と、前記第1基板と前記金属配線との間で前記金属配線と重なるように設けられた複数の第2遮光層と、前記第1基板と前記金属配線との間で、前記複数の第2遮光層のうち、隣り合う第2遮光層によって挟まれた第2遮光層間領域に平面視で重なる第3遮光層と、を有し、前記第2遮光層と前記第3遮光層は、前記第1基板側の面が前記金属配線の前記第1基板側の面より反射率が低い、ことを特徴とする。
本発明において、第2基板側から入射した光源光が第1基板を透過して出射される間に光源光を電気光学層によって変調し、出射する。その際、第1基板に対して変調光の出射側に配置された光学系やワイヤーグリッド偏光素子等によって変調光が反射して戻り光として素子基板に再び入射した場合でも、戻り光は、第1遮光層によって遮られる。従って、画素トランジスター用の半導体層への戻り光の入射が抑制されるので、画素トランジスターでは、光電流に起因する誤動作が発生しにくい。また、画素領域の周りを囲む周辺領域には、金属配線に対して第1基板側に第2遮光層が設けられているため、戻り光が金属配線で反射して素子基板から出射されることを抑制することができる。ここで、第2遮光層は複数に分割されているため、第2遮光層では、応力の集中に起因するクラックが発生しにくい。また、隣り合う第2遮光層によって挟まれた第2遮光層間領域は、金属配線と重なっているが、第2遮光層間領域に重なるように第3遮光層が設けられているため、第2遮光層の第2遮光層間領域を通過した戻り光が金属配線で反射して素子基板から出射されるという事態が発生しにくい。それ故、素子基板に入射した戻り光が周辺領域の金属配線で反射して出射されることを抑制することができる。
本発明において、前記第3遮光層は、前記金属配線と前記第2遮光層との間に設けられている態様を採用することができる。
本発明において、前記第3遮光層は、前記素子基板の前記画素領域内で配線および電極を構成する導電材料層と同一の材料である態様を採用することができる。本発明において、例えば、前記第3遮光層は、前記画素領域で保持容量を構成する容量電極を含む態様を採用することができる。
本発明において、前記第3遮光層は、第1層と、前記第1層と異なる層に形成された第2層と、を含む態様を採用することができる。
本発明において、前記第2遮光層は、前記第1遮光層と同一の材料である態様を採用することができる。かかる態様によれば、第1遮光層と第2遮光層と同時に形成することができる。
本発明において、前記第3遮光層は、前記画素領域内で配線および電極を構成する導電材料層と同一の材料である態様を採用することができる。かかる態様によれば、画素領域内に導電材料層を形成する際、周辺領域に第3遮光層を同時に形成することができる。
本発明において、前記金属配線は、前記素子基板の前記画素領域内で配線および電極を構成する導電材料層と同一の材料である態様を採用することができる。かかる態様によれば、画素領域内に導電材料層を形成する際、周辺領域に金属配線を同時に形成することができる。
本発明において、前記金属配線は、前記第1基板側の面がアルミニウムを主成分とする金属膜によって構成されている態様を採用することができる。かかる態様によれば、金属配線の低抵抗化を図ることができる。この場合でも、金属配線の第1基板側の面で戻り光が反射して素子基板から出射されることを第3遮光層および第2遮光層によって抑制することができる。
本発明において、前記第1遮光層および前記第2遮光層は、前記第1基板側の面がタングステンシリサイド膜、タングステン膜、窒化チタン膜、およびチタン膜の何れかの層である態様を採用することができる。
本発明に係る電気光学装置は、各種電子機器に用いられる。本発明では、電子機器のうち、投射型表示装置に電気光学装置を用いる場合、投射型表示装置には、電気光学装置に供給される光を出射する光源部と、電気光学装置によって変調された光を投射する投射光学系と、が設けられる。
本発発明に係る電子機器(投射型表示装置)において、前記電気光学装置から前記投射光学系に到る光路にワイヤーグリッド偏光分離素子が設けられた態様を採用することができる。
本発明の実施形態1に係る電気光学装置の平面図。 図1に示す電気光学装置の断面図。 図1に示す画素領の端部の平面構成を模式的に示す説明図。 図1に示す素子基板において隣り合う複数の画素の一例を示す平面図。 図4に示す素子基板のF−F′線断面図。 図5に示す第1遮光層の平面構成を示す説明図。 図5に示す画素トランジスターの平面構成を示す説明図。 図5に示す第1保持容量の平面構成を示す説明図。 図5に示す第2保持容量の平面構成を示す説明図。 図5に示す容量線の平面構成を示す説明図。 図5に示す各層を構成する材料の説明図。 図1に示す周辺領域の断面を示す説明図。 図12に示す金属配線および第2遮光層の平面構成を示す説明図。 図12に示す第3遮光層および第2遮光層の平面構成を示す説明図。 本発明の実施形態2に係る電気光学装置の説明図。 本発明の実施形態3に係る電気光学装置の説明図。 図16に示す第3遮光層および第2遮光層の平面的構成を示す説明図。 本発明の実施形態4に係る電気光学装置の説明図。 本発明を適用した電気光学装置を用いた投射型表示装置(電子機器)の概略構成図。
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。また、以下の説明において、素子基板に形成される層を説明する際、上層側あるいは表面側とは基板本体が位置する側とは反対側(対向基板が位置する側)を意味し、下層側とは基板本体が位置する側を意味する。また、本発明において「平面視」とは、第1基板19に対する法線方向からみた様子を意味する。
[実施形態1]
(電気光学装置の構成)
図1は、本発明の実施形態1に係る電気光学装置100の平面図である。図2は、図1に示す電気光学装置100の断面図である。図1および図2に示すように、電気光学装置100では、素子基板10と対向基板20とが所定の隙間を介してシール材107によって貼り合わされており、素子基板10と対向基板20とが対向している。シール材107は対向基板20の外縁に沿うように枠状に設けられており、素子基板10と対向基板20との間でシール材107によって囲まれた領域に液晶層等の電気光学層80が配置されている。従って、電気光学装置100は液晶装置として構成されている。シール材107は、光硬化性を備えた接着剤、あるいは光硬化性および熱硬化性を備えた接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー、あるいはガラスビーズ等のギャップ材が配合されている。素子基板10および対向基板20はいずれも四角形であり、電気光学装置100の略中央には、後述する複数の画素が配列された画素領域10dが四角形の領域として設けられており、画素領域10dは、周辺領域10cによって囲まれている。
素子基板10は、基板本体として、石英基板やガラス基板等の透光性の第1基板19を有している。第1基板19の対向基板20側の一方面19s側において、周辺領域10cには、素子基板10の一辺に沿ってデータ線駆動回路101および複数の端子102が形成され、この一辺に隣接する他の辺に沿って走査線駆動回路104が形成されている。端子102には、フレキシブル配線基板(図示せず)が接続されており、素子基板10には、フレキシブル配線基板を介して各種電位や各種信号が入力される。
また、第1基板19の一方面19sにおいて、画素領域10dには、ITO(Indium Tin Oxide)膜等からなる透光性の複数の画素電極9a、および複数の画素電極9aの各々に電気的に接続する画素トランジスター(図2には図示せず)がマトリクス状に形成されている。画素電極9aに対して対向基板20側には第1配向膜16が形成されており、画素電極9aは、第1配向膜16によって覆われている。
対向基板20は、基板本体として、石英基板やガラス基板等の透光性の第2基板29を有している。第2基板29において素子基板10と対向する一方面29s側には、ITO膜等からなる透光性の対向電極21が形成されており、対向電極21に対して素子基板10側には第2配向膜26が形成されている。対向電極21は、第2基板29の略全面に形成されており、第2配向膜26によって覆われている。第2基板29の一方面29s側には、対向電極21に対して素子基板10とは反対側に、樹脂、金属または金属化合物からなる遮光性の遮光層27が形成され、遮光層27と対向電極21との間に透光性の保護層28が形成されている。遮光層27は、例えば、画素領域10dの外周縁に沿って延在する額縁状の見切り27aとして形成されている。遮光層27は、隣り合う画素電極9aにより挟まれた領域と平面視で重なる領域に遮光層27bとしても形成されている。
第1配向膜16および第2配向膜26は、SiO(x<2)、SiO、TiO、MgO、Al等の斜方蒸着膜からなる無機配向膜(垂直配向膜)であり、電気光学層80に用いた負の誘電率異方性を備えた液晶分子を傾斜配向させている。このため、液晶分子は、素子基板10および対向基板20に対して所定の角度を成している。このようにして、電気光学装置100は、VA(Vertical Alignment)モードの液晶装置として構成されている。
素子基板10の周辺領域10cには、対向基板20の角部分と重なる領域に基板間導通用電極109が形成されている。基板間導通用電極109には、導電粒子を含んだ基板間導通材109aが配置されており、対向基板20の対向電極21は、基板間導通材109aおよび基板間導通用電極109を介して、素子基板10側に電気的に接続されている。このため、対向電極21は、素子基板10の側から共通電位が印加されている。
本形態の電気光学装置100において、画素電極9aおよび対向電極21がITO膜(透光性導電膜)により形成されており、電気光学装置100は、透過型液晶装置として構成されている。かかる電気光学装置100は、図2に矢印Lで示すように、対向基板20から入射した光が素子基板10を透過して出射される間に電気光学層80によって画素毎に変調されることにより、画像を表示する。
(画素領域10b等の構成)
図3は、図1に示す画素領域10dの端部の平面構成を模式的に示す説明図である。図1、図2および図3に示すように、素子基板10において、画素領域10dのうち、図1等に示す見切り27aと平面視で重なるダミー画素領域10bには、画素電極9aと同時形成されたダミー画素電極9bが形成されている。ダミー画素領域10bは、表示に直接寄与しない領域であり、画素領域10dのうち、見切り27aの内縁によって囲まれた領域によって表示領域10aが構成されている。本形態において、ダミー画素領域10bは、表示領域10aと基本的な構成が同一であるが、ダミー画素電極9bには共通電位が印加される。従って、ダミー画素領域10bは、光源光が透過せず、それ故、光源光の変調が行われない。
(画素の具体的構成)
図4は、図1に示す素子基板10において隣り合う複数の画素の一例を示す平面図である。図5は、図4に示す素子基板10のF−F′線断面図である。図6は、図5に示す第1遮光層1aの平面構成を示す説明図である。図7は、図5に示す画素トランジスター30の平面構成を示す説明図である。図8は、図5に示す第1保持容量551の平面構成を示す説明図である。図9は、図5に示す第2保持容量552の平面構成を示す説明図である。図10は、図5に示す容量線2aの平面構成を示す説明図である。図11は、図5に示す各層を構成する材料の説明図である。図6〜図10では、各層の位置の基準として、半導体層30aおよびF−F′線も示すとともに、それらの図に示す電極等の電気的な接続に関連するコンタクトホールを示してある。なお、図4および図6〜図10では、各層を以下の線で表してある。
第1遮光層1a=太い二点鎖線
半導体層30a=細い点線
走査線3aおよびゲート電極3c=太い実線
データ線6aおよび中継電極6b、6c=細い一点鎖線
第1容量電極7a=細い破線
第2容量電極8a=細い実線
第3容量電極4a=太い点線
第4容量電極5a=細い二点鎖線
容量線2b=太い一点鎖線
コンタクトホール=太い実線
なお、図4および図6〜図10において、互いの端部が平面視で重なり合う層については、層の形状等が分かりやすいように、端部の位置をずらしてある。
図4および図5に示すように、素子基板10において対向基板20と対向する面には、複数の画素の各々に画素電極9aが形成されており、隣り合う画素電極9aにより挟まれた画素間領域10zと平面視で重なる領域に第1遮光層1a、走査線3a、データ線6a、および容量線2aが形成されている。本形態において、第1遮光層1aは、画素間領域10zのうち、第1方向Xに延在する第1画素間領域10x、および第2方向Yに延在する第2画素間領域10yに沿って延在している(図6参照)。走査線3aは、第1画素間領域10xに沿って延在し、データ線6aは、第2画素間領域10yに沿って延在している(図7参照)。容量線2aは、第1画素間領域10x、および第2画素間領域10yに沿って延在している(図10参照)。ここで、第1遮光層1a、走査線3a、データ線6a、および容量線2aは遮光性を有している。従って、第1遮光層1a、走査線3a、データ線6a、および容量線2aが形成された領域は、光が通過しない遮光領域であり、遮光領域で囲まれた領域は、光が透過する開口領域(透光領域)である。第1画素間領域10xおよび第2画素間領域10yと平面視で重なる領域には第1保持容量551が形成され(図8参照)、第2画素間領域10yと平面視で重なる領域に第2保持容量552が形成されている(図9参照)。
以下、図5を参照するとともに、図6〜図11を適宜、参照して、素子基板10の断面構成等を説明する。図5に示すように、第1基板19の一方面19sには、シリコン酸化膜等の透光性の絶縁膜によって、層間絶縁膜12、41、42、43、44、45が順に積層されており、層間絶縁膜45の第1基板19と反対側の面に画素電極9aが形成されている。層間絶縁膜43、44、45は、第1基板19と反対側の面が、CMP処理等の平坦化処理によって平面になっている。
第1基板19と画素電極9aとの間において、第1基板19と層間絶縁膜12との間には、図6に示す光吸収性の第1遮光層1aが形成されている。第1遮光層1aは、ポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等からなる。本形態において、第1遮光層1aは、タングステンシリサイド膜(WSi)からなる(図11参照)。
第1遮光層1aと画素電極9aとの間において、層間絶縁膜12と層間絶縁膜41との間には、図7に示す半導体層30a(画素トランジスター用の半導体層)が形成されており、半導体層30aは、第1遮光層1aと平面視で重なる領域において第2方向Yに延在している。半導体層30aは、ポリシリコン膜(p−Si)によって構成されている(図11参照)。半導体層30aの第1基板19とは反対側の面はゲート絶縁層40によって覆われている。ゲート絶縁層40は、半導体層30aを熱酸化したシリコン酸化膜からなる第1ゲート絶縁層40aと、減圧CVD法により形成されたシリコン酸化膜からなる第2ゲート絶縁層40bとの2層構造からなる。
ゲート絶縁層40と層間絶縁膜41との間には、図7に示すゲート電極3cが形成されている。ゲート電極3cは、半導体層30aに対して交差するように第1方向Xに延在し、半導体層30aの長さ方向の略中央部分にゲート絶縁層40を介して重なっている。本形態において、ゲート電極3cは、第1方向Xに延在する走査線3aの一部からなり、走査線3a(ゲート電極3c)は、第1遮光層1aと平面視で重なっている。走査線3aは、ポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等からなる。本形態において、走査線3aは、導電性のポリシリコン膜(p−Si)からなる(図11参照)。なお、第1遮光層1aを第1方向Xのみに延在するように形成して、走査線3aを構成してもよく、この場合、第1遮光層1a(走査線3a)とゲート電極3cとをゲート絶縁層40および層間絶縁膜12を貫通するコンタクトホールを介して電気的に接続する。このように構成した画素トランジスター30は、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有している。従って、ソース領域30bおよびドレイン領域30cは各々、チャネル領域30gの両側に低濃度領域を備え、低濃度領域に対してチャネル領域30gとは反対側で隣接する領域に高濃度領域を備えている。
ゲート電極3cと画素電極9aとの間において、層間絶縁膜43と層間絶縁膜44との間には、図7に示すデータ線6aおよび中継電極6b、6cが同一の導電材料によって形成されている。データ線6aおよび中継電極6b、6cは、第1遮光層1aと平面視で重なっている。データ線6aは、層間絶縁膜41、42、43を貫通するコンタクトホール43aを介してソース領域30bに電気的に接続している。データ線6aは、ポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等からなる。本形態において、データ線6aは、下層側からチタン膜(Ti)、アルミニウム膜(Al)、および窒化チタン膜(TiN)が順に積層された3層構造からなる(図11参照)。なお、データ線6aや、後述する容量線2a等に用いるアルミニウム膜(Al)については、アルミニウムを主成分とする金属膜(合金膜)を含む意味である。
層間絶縁膜42と層間絶縁膜43との間には、図8に示す第1容量電極7a、誘電体層551a、および図8に示す第2容量電極8aが順に積層されており、第1保持容量551が構成されている。第1容量電極7aおよび第2容量電極8aは、第1遮光層1aと平面視で重なっている。第1容量電極7aおよび第2容量電極8aは、ポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等からなる。本形態において、第1容量電極7aは、導電性のポリシリコン膜(p−Si)からなり、第2容量電極8aは、タングステンシリサイド膜(WSi)からなる(図11参照)。誘電体層551aにはシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等のシリコン化合物を用いることができる他、アルミニウム酸化膜、チタン酸化膜、タンタル酸化膜、ニオブ酸化膜、ハフニウム酸化膜、ランタン酸化膜、ジルコニウム酸化膜等の高誘電率の誘電体層を用いることができる。
層間絶縁膜41と層間絶縁膜42との間には、図9に示す第3容量電極4a、誘電体層552a、および図9に示す第4容量電極5aが順に積層されており、第2保持容量552が構成されている。第3容量電極4aおよび第4容量電極5aは、第1遮光層1aと平面視で重なっている。第3容量電極4aおよび第4容量電極5aは、ポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等からなる。本形態において、第3容量電極4aおよび第4容量電極5aは、導電性のポリシリコン膜(p−Si)からなる(図11参照)。誘電体層552aにはシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等のシリコン化合物を用いることができる他、アルミニウム酸化膜、チタン酸化膜、タンタル酸化膜、ニオブ酸化膜、ハフニウム酸化膜、ランタン酸化膜、ジルコニウム酸化膜等の高誘電率の誘電体層を用いることができる。
第1容量電極7aは、層間絶縁膜41、42、およびゲート絶縁層40を貫通するコンタクトホール42aを介してドレイン領域30cに電気的に接続している。また、第1容量電極7aは、層間絶縁膜42を貫通するコンタクトホール42cを介して第4容量電極5aに電気的に接続している。中継電極6bは、層間絶縁膜43を貫通するコンタクトホール43bを介して第4容量電極5aに電気的に接続している。中継電極6cは、層間絶縁膜42、43を貫通するコンタクトホール43cを介して第3容量電極4aに電気的に接続している。コンタクトホール43cでは、第2容量電極8aの一部が露出しており、中継電極6cは、コンタクトホール43cにおいて第2容量電極8aおよび第3容量電極4aに電気的に接続している。従って、第1保持容量551と第2保持容量552とは並列に電気的に接続されている。
層間絶縁膜44と層間絶縁膜45との間には、図10に示す容量線2aおよび中継電極2bが同一の導電材料によって形成されている。容量線2aおよび中継電極2bは、第1遮光層1aと平面視で重なっている。容量線2aには共通電位Vcomが印加されている。容量線2aおよび中継電極2bは、ポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等からなる。本形態において、容量線2aおよび中継電極2bは、下層側からアルミニウム膜(Al)、および窒化チタン膜(TiN)が順に積層された2層構造からなる(図11参照)。容量線2aは、層間絶縁膜44を貫通するコンタクトホール44cを介して中継電極6cに電気的に接続している。中継電極2bは、層間絶縁膜44を貫通するコンタクトホール44bを介して中継電極6bに電気的に接続している。
層間絶縁膜45に対して第1基板19とは反対側の面には画素電極9aが形成されている。画素電極9aは、第1遮光層1aと平面視で重なる位置で層間絶縁膜45を貫通するコンタクトホール45aを介して中継電極2bに電気的に接続している。従って、画素電極9aは、中継電極2b、中継電極6b、第4容量電極5a、および第1容量電極7aを介してドレイン領域30cに電気的に接続している。
このように構成した電気光学装置100では、対向基板20側から入射した光源光Lが素子基板10を透過して出射される間に光源光を電気光学層80によって変調し、出射する。その際、対向基板20側から画素トランジスター用の半導体層30aに向かおうとする光は、容量線2aやデータ線6aによって遮られる。また、図11に示すように、素子基板10に対して変調光の出射側に配置された光学系やワイヤーグリッド偏光素子等によって変調光が反射して戻り光Lrとして素子基板10に再び入射した場合でも、戻り光Lrは、第1遮光層1aによって遮られる。従って、画素トランジスター用の半導体層30aへの戻り光Lrの入射が抑制されるので、画素トランジスター30では、光電流に起因する誤動作が発生しにくい。
(周辺領域10cの詳細構成)
図12は、図1に示す周辺領域10cの断面を示す説明図である。図13は、図12に示す金属配線10eおよび第2遮光層10fの平面構成を示す説明図である。図14は、図12に示す第3遮光層10hおよび第2遮光層10fの平面構成を示す説明図である。なお、図13および図14は、素子基板10の周辺領域10cを対向基板20とは反対側からみた様子を示してある。
図3、図12および図13に示すように、画素領域10dの周りを囲む周辺領域10cには、第1基板19の一方面19s側に金属配線10eが形成されており、本形態において、金属配線10eは、画素領域10dの外縁に沿って第1方向Xおよび第2方向Yに延在し、画素領域10dの周りを囲んでいる。
本形態において、金属配線10eは、層間絶縁膜44と層間絶縁膜45との間に容量線2aと同一の導電材料によって構成された配線2eであり、容量線2a等に共通電位Vcomを供給している。金属配線10eは、容量線2aと同様、下層側からアルミニウム膜(Al)、および窒化チタン膜(TiN)が順に積層された2層構造からなる(図11参照)。
また、周辺領域10cには、第1基板19と金属配線10eとの間に光吸収性の第2遮光層10fが形成されている。ここで、第2遮光層10fは、金属配線10eと重なる領域の全域に形成されているが、複数の四角形の島状領域に分割されている。従って、隣り合う第2遮光層10fの間には、スリット状の第2遮光層間領域10gが存在する。それ故、第2遮光層10fは、金属配線10eの一部と平面視で重なっているが、金属配線10eの他の一部は第2遮光層間領域10gと重なっている。第2遮光層10fの第1基板19側の面は、金属配線10eの第1基板19側の面より反射率が低い。
また、図12および図14に示すように、第1基板19と金属配線10eとの間には、第2遮光層間領域10gに平面視で重なるように第3遮光層10hが設けられている。従って、素子基板10を対向基板20とは反対側からみたとき、金属配線10eは、第2遮光層10fと第3遮光層10hとによって覆われ、露出していない。第3遮光層10hの第1基板19側の面は、金属配線10eの第1基板19側の面より反射率が低い。
図5と図12とを対比すれば分かるように、本形態において、第2遮光層10fは、第1基板19と層間絶縁膜12との間に第1遮光層1aと同一の導電材料によって構成された層1eであり、タングステンシリサイド膜(WSi)からなる(図11参照)。従って、第2遮光層10fの第1基板19側の面は、金属配線10eの第1基板19側の面より反射率が低い。
第3遮光層10hは、層間絶縁膜43と層間絶縁膜44との間にデータ線6aと同一の導電材料によって構成された層6eであり、下層側からチタン膜(Ti)、アルミニウム膜(Al)、および窒化チタン膜(TiN)が順に積層された3層構造からなる(図11参照)。従って、第3遮光層10hの第1基板19側の面は、金属配線10eの第1基板19側の面より反射率が低い。本形態において、第3遮光層10hは、第2遮光層間領域10gに沿って延在するように格子状に形成されているため、第3遮光層10hには、金属配線10eと第2遮光層10fとが重なる領域に開口部10iが形成されている。
それ故、図11に示すように、素子基板10に対して変調光の出射側に配置された光学系やワイヤーグリッド偏光素子等によって変調光が反射して戻り光Lrとして素子基板10の周辺領域10cに入射した場合でも、戻り光Lrは、第2遮光層10fによって遮られる。従って、戻り光Lrが金属配線10eで反射して素子基板10から出射されることを抑制することができる。
ここで、第2遮光層10fは第2遮光層間領域10gを挟んで複数に分割されているため、第2遮光層10fでは、応力の集中に起因するクラックが発生しにくい。また、第2遮光層間領域10gは、金属配線10eと重なっているが、第2遮光層間領域10gに重なるように、第3遮光層10hが設けられているため、第2遮光層間領域10gを通過した戻り光Lrが金属配線10eで反射して素子基板10から出射されるという事態が発生しにくい。それ故、周辺領域10cからの光漏れに起因する画像品位の低下が発生しにくい。また、第3遮光層10hは、第2遮光層間領域10gに沿って延在するように格子状に形成されているため、金属配線10eと第2遮光層10fとが重なる領域に開口部10iが形成されている。従って、第3遮光層10hでは、応力の集中に起因するクラックが発生しにくい。
また、本形態において、金属配線10eは、第1基板19側の面がアルミニウム膜(Al)であるため、金属配線10eの低抵抗化を図ることができる。この場合でも、金属配線10eの第1基板19側の面で戻り光Lrが反射して素子基板10から出射されることを第3遮光層10hおよび第2遮光層10fによって抑制することができる。
[実施形態2]
図15は、本発明の実施形態2に係る電気光学装置100の説明図であり、素子基板10の断面構成を示す説明図である。なお、本形態および後述する実施形態3、4、5の基本的な構成は、実施形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。図15に示すように、本形態でも、実施形態1と同様、画素領域10dの周りを囲む周辺領域10cには、金属配線10eと、金属配線10eと第1基板19との間で金属配線10eに平面視で重なる複数の第2遮光層10fと、金属配線10eと第2遮光層10fとの間で第2遮光層間領域10gに平面視で重なる第3遮光層10hとが形成されている。第3遮光層10hには開口部10iが形成されている。金属配線10eは、容量線2aと同一の導電材料によって構成された配線2eであり、下層側からアルミニウム膜(Al)、および窒化チタン膜(TiN)が順に積層された2層構造からなる。第2遮光層10fは、第1遮光層1aと同一の導電材料によって構成された層1eであり、タングステンシリサイド膜(WSi)からなる。従って、第2遮光層10fの第1基板19側の面は、金属配線10eの第1基板19側の面より反射率が低い。
本形態において、第3遮光層10hは、第2容量電極8aと同一の導電材料によって構成された層8eであり、タングステンシリサイド膜(WSi)からなる。従って、第3遮光層10hの第1基板19側の面は、金属配線10eの第1基板19側の面より反射率が低い。
それ故、図15に示すように、変調光の戻り光Lrが素子基板10の周辺領域10cに入射した場合でも、戻り光Lrは、第2遮光層10fによって遮られる。また、第2遮光層10fの第2遮光層間領域10gを通過した戻り光Lrは、第3遮光層10hによって遮られる。従って、戻り光Lrが金属配線10eで反射して素子基板10から出射されるという事態が発生しにくい。また、第2遮光層10fおよび第3遮光層10hには、第2遮光層間領域10gおよび開口部10iが設けられているため、第2遮光層10fおよび第3遮光層10hでは、応力の集中に起因するクラックが発生しにくい等、実施形態1と同様な効果を奏する
[実施形態3]
図16は、図15は、本発明の実施形態3に係る電気光学装置100の説明図であり、素子基板10の断面構成を示す説明図である。図17は、図16に示す第3遮光層10hおよび第2遮光層10fの平面的構成を示す説明図である。なお、図17は、素子基板10の周辺領域10cを対向基板20とは反対側からみた様子を示してある。
図16に示すように、本形態でも、実施形態1と同様、画素領域10dの周りを囲む周辺領域10cには、金属配線10eと、金属配線10eと第1基板19との間で金属配線10eに平面視で重なる複数の第2遮光層10fと、金属配線10eと第2遮光層10fとの間で第2遮光層間領域10gに平面視で重なる第3遮光層10hとが形成されている。金属配線10eは、容量線2aと同一の導電材料によって構成された配線2eであり、下層側からアルミニウム膜(Al)、および窒化チタン膜(TiN)が順に積層された2層構造からなる。第2遮光層10fは、第1遮光層1aと同一の導電材料によって構成された層1eであり、タングステンシリサイド膜(WSi)からなる。従って、第2遮光層10fの第1基板19側の面は、金属配線10eの第1基板19側の面より反射率が低い。
図16および図17に示すように、本形態において、第3遮光層10hは、データ線6aと同一の導電材料によって構成された層6e(第1層)と、第2容量電極8aと同一の導電材料によって構成された層8e(第2層)とからなり、層6e、8eは各々、異なる層において、第2遮光層10fの異なる第2遮光層間領域10gに平面視で重なっている。例えば、図17に示すように、上層側の層6eは、第1方向Xに延在する第2遮光層間領域10gに平面視で重なるように複数の領域の各々に分割された状態で形成され、下層側の層8eは、第2方向Yに延在する第2遮光層間領域10gに平面視で重なるように複数の領域の各々に分割された状態で形成されている。従って、第2遮光層間領域10gには層6e、8eのいずれかが平面視で重なっている。
本形態では、図16に示すように、第3遮光層10hにおいて、下層側の層8eは、タングステンシリサイド膜(WSi)からなり、上層側の層6eは、下層側からチタン膜(Ti)、アルミニウム膜(Al)、および窒化チタン膜(TiN)が順に積層された3層構造からなる。従って、第3遮光層10h(層6e、8e)の第1基板19側の面は、金属配線10eの第1基板19側の面より反射率が低い。
それ故、図16に示すように、変調光の戻り光Lrが素子基板10の周辺領域10cに入射した場合でも、戻り光Lrは、第2遮光層10fによって遮られる。また、第2遮光層10fの第2遮光層間領域10gを通過した戻り光Lrは、第3遮光層10hによって遮られる。従って、戻り光Lrが金属配線10eで反射して素子基板10から出射されるという事態が発生しにくい。また、第2遮光層10fおよび第3遮光層10hは各々、複数の領域に分割されているため、第2遮光層10fおよび第3遮光層10hでは、応力の集中に起因するクラックが発生しにくい等、実施形態1と同様な効果を奏する。なお、実施形態3では、層8eを金属配線10eでの反射を抑制する第3遮光層10hのみとして利用したが、層8eを配線として利用してもよい。この場合も、層8eを構成するチタン膜(Ti)、アルミニウム膜(Al)、および窒化チタン膜(TiN)のうち、最も下層側(第1基板19側)に積層されたチタン膜(Ti)が、アルミニウム膜(Al)での反射を抑制する第3遮光層として機能する。
[実施形態4]
図18は、本発明の実施形態4に係る電気光学装置100の説明図であり、素子基板10の断面構成を示す説明図である。なお、図18は、素子基板10の周辺領域10cを対向基板20とは反対側からみた様子を示してある。実施形態1〜3では、第2遮光層間領域10gが第2遮光層10fを複数の四角形の島状領域に分割するように設けられていたが、図17に示すように、第2遮光層間領域10gによって分割された第2遮光層10fの島状領域が連結部10jによって連結している場合に本発明を適用してもよい。
[他の実施形態]
上記実施形態では、表示領域10aとダミー画素領域10bとでは、画素電極9aと第1基板19との間の構造と、ダミー画素電極9bと第1基板19との間の構造とが同一であるため、表示領域10aおよびダミー画素領域10bを画素領域10dとした。但し、ダミー画素領域10bでは、ダミー画素電極9bと第1基板19との間に画素トランジスター30やデータ線6a等が形成されていない等、ダミー画素領域10bと画素領域10dとの構成が大きく相違する場合、画素領域10dは表示領域10aのみに相当し、画素領域10dを囲む周辺領域10cにダミー画素領域10bが含まれることになる。
上記実施形態では、第1遮光層1aおよび第2遮光層10fがタングステンシリサイド膜(WSi)であったが、タングステン膜(W)、窒化チタン膜(TiN)、およびチタン膜(Ti)等であってもよい。また、上記実施形態では、第1遮光層1aと第2遮光層10fとが同一の導電材料層であったが、互いに異なる層によって構成されている場合に本発明を適用してもよい。上記実施形態では、第3遮光層10hが金属配線10eと第2遮光層10fとの間で第2遮光層間領域10gに平面視で重なっていたが、第3遮光層10hが、第2遮光層10fに対して金属配線10eとは反対側で第2遮光層間領域10gに平面視で重なっている態様であってもよい。
上記実施形態では、素子基板10の各画素に2つの保持容量(第1保持容量551および第2保持容量552)が形成されている場合を例示したが、各画素に1つの保持容量が形成されている場合に本発明を適用してもよい。
[電子機器への搭載例]
上述した実施形態に係る電気光学装置100を用いた電子機器について説明する。図19は、本発明を適用した電気光学装置100を用いた投射型表示装置(電子機器)の概略構成図である。図19に示す投射型表示装置2100は、電気光学装置100を用いた電子機器の一例である。投射型表示装置2100において、電気光学装置100がライトバルブに用いられ、装置を大きくすることなく高精細で明るい表示が可能である。この図に示されるように、投射型表示装置2100の内部には、ハロゲンランプ等の白色光源を有するランプユニット2102(光源部)が設けられている。ランプユニット2102から射出された投射光は、内部に配置された3枚のミラー2106および2枚のダイクロイックミラー2108によってR(赤)色、G(緑)色、B(青)色の3原色に分離される。分離された投射光は、各原色に対応するライトバルブ100R、100G、100Bにそれぞれ導かれ、変調される。なお、B色の光は、他のR色やG色と比較すると光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ2122、リレーレンズ2123および出射レンズ2124を有するリレーレンズ系2121を介して導かれる。ここで、ライトバルブ100R、100G、100Bは各々、電気光学装置100に対して入射側で重なる入射側偏光分離素子111と、電気光学装置100に対して出射側で重なる出射側偏光分離素子112とを有している。
ライトバルブ100R、100G、100Bによってそれぞれ変調された光は、ダイクロイックプリズム2112に3方向から入射する。そして、ダイクロイックプリズム2112において、R色およびB色の光は90度に反射し、G色の光は透過する。したがって、各原色の画像が合成された後、スクリーン2120には、投射レンズ群2114(投射光学系)によってカラー画像が投射される。
このように構成した投射型表示装置2100(電子機器)において、ライトバルブ100R、100G、100Bを通過した光がダイクロイックプリズム2112や投射レンズ群2114で反射し、図11に示す戻り光Lrとして素子基板10に入射することがある。このような場合でも、実施形態1〜4等の電気光学装置100によれば、戻り光Lrが再び、素子基板10から出射されることを抑制することができる。
また、電気光学装置100から投射レンズ群2114(投射光学系)に到る光路に、出射側偏光分離素子112としてワイヤーグリッド偏光分離素子112aを配置した場合、電気光学装置100を通過した光の一部がワイヤーグリッド偏光分離素子112aで反射するため、図11に示す戻り光Lrとして素子基板10に入射しやすい。このような場合でも、実施形態1〜4等の電気光学装置100によれば、戻り光Lrが再び、素子基板10から出射されることを抑制することができる。
(他の投射型表示装置)
なお、投射型表示装置については、光源部として、各色の光を出射するLED光源等を用い、かかるLED光源から出射された色光を各々、別の液晶装置に供給するように構成してもよい。
(他の電子機器)
本発明を適用した電気光学装置100を備えた電子機器は、上記実施形態の投射型表示装置2100に限定されない。例えば、投射型のHUD(ヘッドアップディスプレイ)や直視型のHMD(ヘッドマウントディスプレイ)、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ等の電子機器に用いてもよい。
1a…第1遮光層、1e,6e,8e…層、2a…容量線、2e…配線、3a…走査線、3c…ゲート電極、4a…第3容量電極、5a…第4容量電極、6a…データ線、6e…層(第1層)、7a…第1容量電極、8a…第2容量電極、8e…層(第2層)、9a…画素電極、9b…ダミー画素電極、10…素子基板、10a…表示領域、10b…ダミー画素領域、10c…周辺領域、10d…画素領域、10e…金属配線、10f…第2遮光層、10g…第2遮光層間領域、10h…第3遮光層、10i…開口部、10j…連結部、10x…第1画素間領域、10y…第2画素間領域、10z…画素間領域、19…第1基板、20…対向基板、21…対向電極、27,27b…遮光層、27a…見切り、29…第2基板、30…画素トランジスター、30a…半導体層、80…電気光学層、100…電気光学装置、100B,100G,100R…ライトバルブ、111…入射側偏光分離素子、112…出射側偏光分離素子、112a…ワイヤーグリッド偏光分離素子、551…第1保持容量、552…第2保持容量、2100…投射型表示装置、2102…ランプユニット(光源部)、2112…ダイクロイックプリズム、2114…投射レンズ群(投射光学系)、L…光源光、Lr…戻り光、X…第1方向、Y…第2方向。

Claims (12)

  1. 第1基板に設けられた複数の画素電極と、前記第1基板に対向する第2基板に設けられた対向電極と、前記画素電極と前記対向電極との間に配置された電気光学層と、を備えた透過型の電気光学装置であって、
    前記複数の画素電極が設けられた画素領域内に、
    前記第1基板と前記画素電極との間で、前記複数の画素電極のうち、隣り合う画素電極によって挟まれた画素間領域に平面視で重なる第1遮光層と、前記第1遮光層と前記画素電極との間で前記第1遮光層に平面視で重なる画素トランジスター用の半導体層と、を有し、
    前記画素領域の周りを囲む周辺領域内に、
    前記第1基板に設けられた金属配線と、前記第1基板と前記金属配線との間で前記金属配線と重なるように設けられた複数の第2遮光層と、前記第1基板と前記金属配線との間で、前記複数の第2遮光層のうち、隣り合う第2遮光層によって挟まれた第2遮光層間領域に平面視で重なる第3遮光層と、を有し、
    前記第2遮光層と前記第3遮光層は、前記第1基板側の面が前記金属配線の前記第1基板側の面より反射率が低い、
    ことを特徴とする電気光学装置。
  2. 請求項1に記載の電気光学装置において、
    前記第3遮光層は、前記金属配線と前記第2遮光層との間に設けられていることを特徴とする電気光学装置。
  3. 請求項2に記載の電気光学装置において、
    前記第3遮光層は、前記画素領域内で配線および電極を構成する導電材料層と同一の材料であることを特徴とする電気光学装置。
  4. 請求項3に記載の電気光学装置において、
    前記第3遮光層は、前記画素領域で保持容量を構成する容量電極を含むことを特徴とする電気光学装置。
  5. 請求項2から4までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
    前記第3遮光層は、第1層と、前記第1層と異なる層に形成された第2層と、を含むことを特徴とする電気光学装置。
  6. 請求項1から5までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
    前記第2遮光層は、前記第1遮光層と同一の材料であることを特徴とする電気光学装置。
  7. 請求項1から6までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
    前記金属配線は、前記画素領域内で配線および電極を構成する導電材料層と同一の材料であることを特徴とする電気光学装置。
  8. 請求項1から7までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
    前記金属配線は、前記第1基板側の面がアルミニウムを主成分とする金属膜によって構成されていることを特徴とする電気光学装置。
  9. 請求項1から8までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
    前記第1遮光層および前記第2遮光層は、前記第1基板側の面がタングステンシリサイド膜、タングステン膜、窒化チタン膜、およびチタン膜の何れかの層であることを特徴とする電気光学装置。
  10. 請求項1から9までの何れか一項に記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。
  11. 請求項10に記載の電子機器において、
    前記電気光学装置に供給される光源光を出射する光源部と、前記電気光学装置によって変調された光を投射する投射光学系と、を有することを特徴とする電子機器。
  12. 請求項11に記載の電子機器において、
    前記電気光学装置から前記投射光学系に到る光路にワイヤーグリッド偏光分離素子を有することを特徴とする電子機器。
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