JP2020095077A - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】ゲート電極と遮光層とに接続するコンタクト部の間からトランジスターの画素電極側ソース・ドレイン領域に光が入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】電気光学装置の第1基板には、第1基板とトランジスター30との間に第1遮光層としての走査線3aが設けられている。トランジスター30の画素電極側ソース・ドレイン領域31dへの入射は、トランジスター30のゲート電極33aと走査線3aとを電気的に接続するコンタクト部11によって抑制される。コンタクト部11は、画素電極側ソース・ドレイン領域31dを囲むように延在している。コンタクト部11は、チャネル領域31gが位置する部分には形成できないが、コンタクト部11は、チャネル領域31gに向けて突出した突出部112、113を有している。【選択図】図8
Description
本発明は、電気光学装置、および電子機器に関するものである。
液晶装置等の電気光学装置において、トランジスターの画素電極側ソース・ドレイン領域に光が入射すると、光電流が原因でトランジスター特性が低下するという問題がある。そこで、基板とトランジスターとの間に走査線を設け、画素電極側ソース・ドレイン領域の両側で延在するコンタクト部によって、トランジスターのゲート電極と走査線とを電気的に接続した構成が提案されている(特許文献1、2参照)
しかしながら、特許文献1、2に記載の構成では、画素電極側ソース・ドレイン領域の両側2箇所のみでコンタクト部が延在している。このため、コンタクト部を利用して画素電極側ソース・ドレイン領域への光の入射を抑制しようとしても、2箇所のコンタクト部の間から画素電極側ソース・ドレイン領域に光が入射するという課題がある。
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、基板と、ゲート電極および半導体層を有するトランジスターと、前記基板と前記トランジスターとの間に設けられた第1遮光層と、を備え、前記ゲート電極と前記第1遮光層とを電気的に接続するコンタクト部は、前記半導体層の画素電極側ソース・ドレイン領域に沿って延在するとともに、前記半導体層に向けて突出した突出部を有することを特徴とする。
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。
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、第1基板19の面内方向で、互いに交差する2方向をX軸方向およびY軸方向として説明する。また、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、下層側とは基板が位置する側を意味する。
[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の一態様を示す平面図である。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、第1基板19を備えた素子基板10と、第2基板を備えた対向基板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、表示領域10aが四角形の領域として設けられている。かかる形状に対応して、シール材107も略四角形に設けられ、シール材107の内周縁と表示領域10aの外周縁との間には、矩形枠状の周辺領域10bが設けられている。
(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の一態様を示す平面図である。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、第1基板19を備えた素子基板10と、第2基板を備えた対向基板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、表示領域10aが四角形の領域として設けられている。かかる形状に対応して、シール材107も略四角形に設けられ、シール材107の内周縁と表示領域10aの外周縁との間には、矩形枠状の周辺領域10bが設けられている。
第1基板19は、素子基板10の基板本体であり、石英基板やガラス基板等の透光性基板からなる。第1基板19の第2基板29側の一方面19s側において、表示領域10aの外側には、第1基板19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、第1基板19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。
第1基板19の一方面19sにおいて、表示領域10a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トランジスター(図1および図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に対して第2基板29側には第1配向膜18が形成されており、画素電極9aは、第1配向膜18によって覆われている。
第2基板29は、対向基板20の基板本体であり、石英基板やガラス基板等の透光性基板からなる。第2基板29において第1基板19と対向する一方面29s側には、ITO膜等からなる透光性の共通電極21が形成されており、共通電極21に対して第1基板19側には第2配向膜28が形成されている。共通電極21は、第2基板29の略全面に形成されており、第2配向膜28によって覆われている。第2基板29の一方面29s側には、共通電極21に対して第1基板19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と共通電極21との間に透光性の保護層26が形成されている。遮光層27は、例えば、表示領域10a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(ブラックマトリクス)として形成される場合もある。第1基板19の周辺領域10bのうち、見切り27aと平面視で重なるダミー画素領域10cには、画素電極9aと同時形成されたダミー画素電極9dが形成されている。
第1配向膜18および第2配向膜28は、SiOx(x<2)、SiO2、TiO2、MgO、Al2O3等の斜方蒸着膜からなる無機配向膜であり、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、第1基板19および第2基板29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。
第1基板19には、シール材107より外側において第2基板29の角部分と重なる領域に、第1基板19と第2基板29との間で電気的導通をとるための基板間導通用電極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、第2基板29の共通電極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、第1基板19側に電気的に接続されている。このため、共通電極21は、第1基板19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および共通電極21がITO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では、第1基板19および第2基板29のうち、一方の基板から電気光学層80に入射した光が他方の基板を透過して出射される間に変調されて画像を表示する。本形態では、矢印Lで示すように、第2基板29から入射した光が第1基板19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、画像を表示する。
(電気光学装置100の電気的構成)
図3は、図1に示す電気光学装置100の電気的構成を示すブロック図である。図3において、電気光学装置100は、VAモードの液晶パネル100pを備えており、液晶パネル100pは、その中央領域に複数の画素100aがマトリクス状に配列された表示領域10aを備えている。液晶パネル100pにおいて、図1および図2等を参照して説明した第1基板19では、表示領域10aの内側に、X軸方向に延在する複数の走査線3aと、Y軸方向に延在する複数のデータ線6aとが形成されており、複数の走査線3aと複数のデータ線6aとの各交差に対応して複数の画素100aが構成されている。複数の走査線3aは、走査線駆動回路104に電気的に接続され、複数のデータ線6aは、データ線駆動回路101に接続されている。また、複数のデータ線6aには、Y軸方向においてデータ線駆動回路101とは反対側で検査回路105が電気的に接続している。
図3は、図1に示す電気光学装置100の電気的構成を示すブロック図である。図3において、電気光学装置100は、VAモードの液晶パネル100pを備えており、液晶パネル100pは、その中央領域に複数の画素100aがマトリクス状に配列された表示領域10aを備えている。液晶パネル100pにおいて、図1および図2等を参照して説明した第1基板19では、表示領域10aの内側に、X軸方向に延在する複数の走査線3aと、Y軸方向に延在する複数のデータ線6aとが形成されており、複数の走査線3aと複数のデータ線6aとの各交差に対応して複数の画素100aが構成されている。複数の走査線3aは、走査線駆動回路104に電気的に接続され、複数のデータ線6aは、データ線駆動回路101に接続されている。また、複数のデータ線6aには、Y軸方向においてデータ線駆動回路101とは反対側で検査回路105が電気的に接続している。
複数の画素100aの各々には、電界効果型トランジスター等からなる画素スイッチング用のトランジスター30、およびトランジスター30に電気的に接続された画素電極9aが形成されている。トランジスター30の一方のソース・ドレイン領域(データ線側ソース・ドレイン領域)にはデータ線6aが電気的に接続され、トランジスター30のゲートには走査線3aが電気的に接続され、トランジスター30の他方のソース・ドレイン領域(画素電極側ソース・ドレイン領域)には、画素電極9aが電気的に接続されている。データ線6aには画像信号が供給され、走査線3aには走査信号が供給される。本形態では、走査線駆動回路104は、表示領域10aに対してX軸方向の一方側X1および他方側X2に走査線駆動回路104s、104tとして構成されており、X軸方向の一方側X1の走査線駆動回路104sは、奇数番目の走査線3aを駆動し、X軸方向の他方側X2の走査線駆動回路104tは、偶数番目の走査線3aを駆動する。
各画素100aにおいて、画素電極9aは、図1および図2を参照して説明した第2基板29の共通電極21と電気光学層80を介して対向し、液晶容量50aを構成している。各画素100aには、液晶容量50aで保持される画像信号の変動を防ぐために、液晶容量50aと並列に保持容量55が付加されている。本実施形態では、保持容量55を構成するために、第1基板19には、複数の画素100aに跨って延在する容量線7aが形成されており、容量線7aには共通電位が供給されている。図3では、1本の容量線7aがX軸方向に延在するように示されているが、容量線7aは、Y軸方向に延在する構成が採用される他、X軸方向およびY軸方向の双方に延在する構成が採用される場合もある。
(画素100aの概略構成)
図4は、図1に示す電気光学装置100において隣り合う複数の画素100aの平面図である。図5は、図4に示すトランジスター30周辺を拡大して示す平面図である。図6は、図5に示すトランジスター30周辺のE−E′断面図であり、半導体層31aの延在方向に沿ってトランジスター30等を切断した様子を模式的に示す断面図である。図7は、図5に示すトランジスター30周辺のF−F′断面図であり、半導体層31aの延在方向と交差する方向に沿ってトランジスター30等を切断した様子を模式的に示す断面図である。なお、図4、図5および後述する図9〜図12では、各層を以下の線で表してある。また、図4、図5および後述する図9〜図12では、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。
第1遮光層(走査線3a)=太い実線
半導体層31a=細くて短い破線
ゲート電極33a=細い二点鎖線
第1容量電極4a=細い実線
第2容量電極5a=細い一点鎖線
データ線6aおよび中継電極6c、6d=太くて長い破線
容量線7aおよび中継電極7d=太い二点鎖線
画素電極9a=極太の実線
図4は、図1に示す電気光学装置100において隣り合う複数の画素100aの平面図である。図5は、図4に示すトランジスター30周辺を拡大して示す平面図である。図6は、図5に示すトランジスター30周辺のE−E′断面図であり、半導体層31aの延在方向に沿ってトランジスター30等を切断した様子を模式的に示す断面図である。図7は、図5に示すトランジスター30周辺のF−F′断面図であり、半導体層31aの延在方向と交差する方向に沿ってトランジスター30等を切断した様子を模式的に示す断面図である。なお、図4、図5および後述する図9〜図12では、各層を以下の線で表してある。また、図4、図5および後述する図9〜図12では、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。
第1遮光層(走査線3a)=太い実線
半導体層31a=細くて短い破線
ゲート電極33a=細い二点鎖線
第1容量電極4a=細い実線
第2容量電極5a=細い一点鎖線
データ線6aおよび中継電極6c、6d=太くて長い破線
容量線7aおよび中継電極7d=太い二点鎖線
画素電極9a=極太の実線
図4および図5に示すように、第1基板19には、複数の画素100a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に沿って走査線3a、データ線6a、および容量線7aが延在している。より具体的には、走査線3aは、X軸方向に延在する第1画素間領域9bと重なってX軸方向に延在し、データ線6aおよび容量線7aは、Y軸方向に延在する第2画素間領域9cと重なってY軸方向に延在している。データ線6aと走査線3aとの交差に対応してトランジスター30が形成されている。走査線3a、データ線6a、および容量線7aは遮光性を有している。従って、走査線3a、データ線6a、容量線7a、およびこれらの配線と同層の導電膜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である。
図6および図7に示すように、第1基板19において、第1基板19の一方面19s側には、層間絶縁層41〜46が順に形成されており、層間絶縁層41、43〜46表面は、化学的機械研磨(ChemicalMechanical Polishing;CMP)等によって平面になっている。第1基板19と層間絶縁層41との間には第1遮光層としての走査線3aが形成され、層間絶縁層41と層間絶縁層42との層間には半導体層31aおよびゲート電極33aが形成されている。層間絶縁層42と層間絶縁層44との層間には、第1容量電極4aおよび第2容量電極5aを備えた蓄積容量素子55が形成されている。層間絶縁層44と層間絶縁層45との層間にはデータ線6aが形成され、層間絶縁層45と層間絶縁層46との層間には容量線7aが形成されている。層間絶縁層46の第1基板19とは反対側の面には画素電極9aおよび第1配向膜18が順に形成されている。
従って、電気光学装置100は、第1基板19と、トランジスター30と、第1基板19とトランジスター30との間に設けられた第1遮光層としての走査線3aとを備えている。また、電気光学装置100は、トランジスター30に対して第1基板19と反対側に、トランジスター30の半導体層31aと重なる蓄積容量素子55を備えている。
(各層の詳細説明)
図5、図6および図7を参照するとともに、以下の図8〜図12を適宜、参照して、第1基板19の詳細構成を説明する。図8は、図5に示す走査線3a、半導体層31a、ゲート電極33a、およびコンタクト部11等の平面図である。図9は、図8に示すゲート電極33aとコンタクト部11との平面的な位置関係を示す説明図である。図10は、図5に示す第1容量電極4a、および第2容量電極5a等の平面図である。図11は、図5に示すデータ線6a等の平面図である。図12は、図5に示す容量線7a等の平面図である。なお、図8、10、11、12には、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すとともに、基準となる位置を示すために半導体層31a、および画素電極9aを示してある。
図5、図6および図7を参照するとともに、以下の図8〜図12を適宜、参照して、第1基板19の詳細構成を説明する。図8は、図5に示す走査線3a、半導体層31a、ゲート電極33a、およびコンタクト部11等の平面図である。図9は、図8に示すゲート電極33aとコンタクト部11との平面的な位置関係を示す説明図である。図10は、図5に示す第1容量電極4a、および第2容量電極5a等の平面図である。図11は、図5に示すデータ線6a等の平面図である。図12は、図5に示す容量線7a等の平面図である。なお、図8、10、11、12には、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すとともに、基準となる位置を示すために半導体層31a、および画素電極9aを示してある。
まず、図8および図9に示すように、第1基板19において、第1基板19と層間絶縁層41との間には、第1画素間領域9bと重なるようにX軸方向に延在する走査線3aが形成されている。走査線3aは、X軸方向に一定の幅で延在する延在部分3a1と、第1画素間領域9bと第2画素間領域9cとの交差と重なる領域で延在部分3a1からY軸方向に張り出した幅広部分3a2とを有している。走査線3aは、導電性ポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の遮光性の導電膜からなる。
層間絶縁層41と層間絶縁層42との間には、画素スイッチング用のトランジスター30が構成されている。トランジスター30は、層間絶縁層41の第1基板19とは反対側の面に形成された半導体層31aと、半導体層31aの第1基板19とは反対側に積層されたゲート絶縁層32と、ゲート絶縁層32の第1基板19とは反対側で半導体層31aに平面視で重なるゲート電極33aとを備えている。
半導体層31aは、第2画素間領域9cと重なるようにY軸方向に延在しており、ゲート電極33aと平面視で重なるチャネル領域31gと、チャネル領域31gに対してY軸方向の一方側Y1で隣接する画素電極側ソース・ドレイン領域31dと、チャネル領域31gに対してY軸方向の他方側Y2で隣接するデータ線側ソース・ドレイン領域31sとを備えている。トランジスター30は、LDD(Lightly−Doped Drain)構造を有している。従って、画素電極側ソース・ドレイン領域31dは、チャネル領域31gから離間する位置に高濃度の不純物が導入された高濃度不純物領域31d1と、チャネル領域31gと高濃度不純物領域31d1との間で高濃度不純物領域31d1より不純物濃度が低い低濃度不純物領域31d2とを含んでいる。データ線側ソース・ドレイン領域31sは、チャネル領域31gから離間する位置に高濃度の不純物が導入された高濃度不純物領域31s1と、チャネル領域31gと高濃度不純物領域31s1との間で高濃度不純物領域31s1より不純物濃度が低い低濃度不純物領域31s2とを含んでいる。
半導体層31aは、ポリシリコン膜(多結晶シリコン膜)等によって構成されており、ゲート絶縁層32は、半導体層31aを熱酸化したシリコン酸化膜からなる第1ゲート絶縁層と、減圧CVD法等により形成されたシリコン酸化膜からなる第2ゲート絶縁層との2層構造からなる。ゲート電極33aは、導電性ポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の遮光性の導電膜からなる。
走査線3aの幅広部分3a2は、ゲート電極33a、チャネル領域31g、および画素電極側ソース・ドレイン領域31dと平面視で重なっている。また、走査線3aの幅広部分3a2とゲート電極33aとは、コンタクト部11を介して接続されている。コンタクト部11の詳細な構成は後述する。
図10に示すように、層間絶縁層42と層間絶縁層44との間には、半導体層31aおよびゲート電極33aと平面視で重なる領域に、蓄積容量素子55を構成する第1容量電極4a、および第2容量電極5aが形成されており、第1容量電極4aと第2容量電極5aとの間には、誘電体層550が形成されている。蓄積容量素子55は、遮光層の電極を備えている。本形態において、第1容量電極4a、および第2容量電極5aは、導電性ポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の遮光性の導電膜からなる。
本形態において、第1容量電極4aは、層間絶縁層42と層間絶縁層43との間に設けられ、第2容量電極5aは、層間絶縁層43と層間絶縁層44との間に設けられている。また、層間絶縁層42と層間絶縁層43との間には、中継電極4sが第1容量電極4aと同一の導電膜によって形成されている。
第1容量電極4aは、走査線3aの幅広部分3a2と平面視で重なる本体部分4a1と、本体部分4a1から走査線3aの延在部分3a1と重なるようにX軸方向の他方側X2に突出した凸部4a2とを有しており、本体部分4a1は、半導体層31aのチャネル領域31g、および画素電極側ソース・ドレイン領域31dと平面視で重なっている。本体部分4a1と画素電極側ソース・ドレイン領域31dの高濃度不純物領域31d1と平面視で重なる位置には、層間絶縁層42を貫通するコンタクトホール42dが形成されており、第1容量電極4aは、コンタクトホール42dを介して、高濃度不純物領域31d1と電気的に接続している。
第2容量電極5aは、走査線3aの幅広部分3a2と平面視で重なる本体部分5a1と、本体部分5a1から走査線3aの延在部分3a1と重なるようにX軸方向の一方側X1に突出した凸部5a2とを有しており、本体部分5a1は、半導体層31aのチャネル領域31g、および画素電極側ソース・ドレイン領域31dと平面視で重なっている。
層間絶縁層42と層間絶縁層43との間には、第1容量電極4aと同一の導電膜によって、半導体層31aのデータ線側ソース・ドレイン領域31sの高濃度不純物領域31s1と平面視で重なる中継電極4sが形成されている。中継電極4sと高濃度不純物領域31s1と平面視で重なる位置には、層間絶縁層42を貫通するコンタクトホール42sが形成されており、中継電極4sは、コンタクトホール42sを介して、高濃度不純物領域31s1と電気的に接続している。
本形態において、層間絶縁層43には凹部40が形成されており、凹部40の底部に第1容量電極4aが位置する。また、誘電体層550および第2容量電極5aは、凹部40の内壁に沿って形成されており、凹部40の底部において、第1容量電極4aと第2容量電極5aとは誘電体層550を介して積層されている。なお、凹部40が複数の段状に形成れて、段部で第1容量電極4aと第2容量電極5aとが誘電体層550を介して積層されている構造であってもよい。また、凹部40が形成されず、同一の層間絶縁膜上に第1容量電極4a、誘電体層550、および第2容量電極5aが積層されている構造であってもよい。
図11に示すように、層間絶縁層44と層間絶縁層45との間には、第2画素間領域9cに沿ってY軸方向に延在するデータ線6aと、データ線6aからX軸方向の一方側X1で離間する中継電極6cと、データ線6aからX軸方向の他方側X2で離間する中継電極6dとが同一の導電膜によって形成されている。中継電極6c、6dは各々、第1画素間領域9bと平面視で重なる位置に設けられている。データ線6aは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の遮光性の導電膜からなる。
データ線6aと中継電極4sとが平面視で重なる位置には、層間絶縁層43、44を貫通するコンタクトホール44sが形成されており、データ線6aは、コンタクトホール44sを介して、中継電極4sに電気的に接続されている。従って、データ線6aは、中継電極4sを介して高濃度不純物領域31s1と電気的に接続している。
中継電極6dと第1容量電極4aの凸部4a2とが平面視で重なる位置には、層間絶縁層43、44を貫通するコンタクトホール44dが形成されており、中継電極6dは、コンタクトホール44dを介して、第1容量電極4aに電気的に接続されている。中継電極6cと第2容量電極5aの凸部5a2とが平面視で重なる位置には、層間絶縁層44を貫通するコンタクトホール44cが形成されており、中継電極6cは、コンタクトホール44cを介して、第2容量電極5aに電気的に接続されている。
図12に示すように、層間絶縁層45と層間絶縁層46との間には、第2画素間領域9cに沿ってY軸方向に延在する容量線7aと、容量線7aからX軸方向の他方側X2で離間する中継電極7dとが同一の導電膜によって形成されている。中継電極7dは、第1画素間領域9bと平面視で重なる位置に設けられている。容量線7aは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド、金属膜あるいは金属化合物膜等の遮光性の導電膜からなる。
容量線7aは、第2画素間領域9cに沿ってY軸方向に延在する本体部分7a1と、本体部分7aからX軸方向の一方側X1に突出して、図11に示す中継電極6cと平面視で重なる凸部7a2とを有している。
中継電極7dと中継電極6dとが平面視で重なる位置には、層間絶縁層45を貫通するコンタクトホール45dが形成されており、中継電極7dは、コンタクトホール45dを介して、中継電極6dに電気的に接続されている。容量線7aの凸部7a2と中継電極6cとが平面視で重なる位置には、層間絶縁層45を貫通するコンタクトホール45cが形成されており、容量線7aは、コンタクトホール45cを介して、中継電極6cに電気的に接続されている。従って、容量線7aは、中継電極6cを介して第2容量電極5aに電気的に接続されている。
層間絶縁層46の表面には画素電極9aおよび第1配向膜18が順に積層されている。画素電極9aは、図12に示す中継電極7dと平面視で重なっている。画素電極9aと中継電極7dとが平面視で重なる位置にはコンタクトホール46dが形成されており、画素電極9aは、コンタクトホール45dを介して、中継電極7dに電気的に接続されている。従って、画素電極9aは、中継電極6d、7d、および第1容量電極4aを介して画素電極側ソース・ドレイン領域31dの高濃度不純物領域31d1に電気的に接続されている。従って、トランジスター30がオン状態になったとき、画素電極9aには、データ線6aから画像信号が供給される。
(コンタクト部11等の構成)
図13は、図5に示すトランジスター30周辺のG−G′断面図であり、半導体層31aの延在方向に対して斜めの方向でトランジスター30等を切断した様子を模式的に示す断面図である。
図13は、図5に示すトランジスター30周辺のG−G′断面図であり、半導体層31aの延在方向に対して斜めの方向でトランジスター30等を切断した様子を模式的に示す断面図である。
図6、図7、図8および図9に示すように、ゲート電極33aは、平面視で半導体層31aの画素電極側ソース・ドレイン領域31dに沿って延在し、画素電極側ソース・ドレイン領域31dの周りを囲む四角形の枠状に形成されている。ゲート電極33aは、画素電極側ソース・ドレイン領域31dと平面視で重なる部分が開口部33a0になっている。また、ゲート電極33aは、四角形の枠部分33a1から半導体層31aに沿ってY軸方向の他方側Y2に突出した凸部33a2を有している。本形態では、開口部33a0において、第1容量電極4aがコンタクトホール42dを介して高濃度不純物領域31d1と電気的に接続している(図10等を参照)。
図8および図9に示すように、枠部分33a1は、画素電極側ソース・ドレイン領域31dに対してX軸方向の一方側X1で画素電極側ソース・ドレイン領域31dに沿ってY軸方向に延在する第1部分33a6と、画素電極側ソース・ドレイン領域31dに対してX軸方向の他方側X2で画素電極側ソース・ドレイン領域31dに沿ってY軸方向に延在する第2部分33a7とを有している。また、枠部分33a1は、第1部分33a6および第2部分33a7のY軸方向の一方側Y1の端部同士を結ぶようにX軸方向に延在した第3部分33a8と、第1部分33a6および第2部分33a7のY軸方向の他方側Y2の端部同士を結ぶようにX軸方向に延在した第4部分33a9とを有しており、凸部33a2は、第4部分33a9からY軸方向の他方側Y2に突出している。
本形態では、ゲート電極33aの枠部分33a1と走査線3aの幅広部分3a2とが重なる領域のうち、チャネル領域31gを避けた位置で枠部分33a1に沿うように、ゲート電極33aと走査線3aとを電気的に接続するコンタクト部11が形成されている。従って、コンタクト部11は、画素電極側ソース・ドレイン領域31dに沿って延在し、画素電極側ソース・ドレイン領域31dを囲んでいる。より具体的には、コンタクト部11は、画素電極側ソース・ドレイン領域31dに対してX軸方向の一方側X1でゲート電極33aの第1部分33a6に沿ってY軸方向に延在する第1部分116と、画素電極側ソース・ドレイン領域31dに対してX軸方向の他方側X2でゲート電極33aの第2部分33a7に沿ってY軸方向に延在する第2部分117とを有している。また、コンタクト部11は、第1部分116および第2部分117のY軸方向の一方側Y1の端部を繋ぐようにゲート電極33aの第3部分33a8に沿ってX軸方向に延在する第3部分118を有している。但し、コンタクト部11には、チャネル領域31gが位置する側(Y軸方向の他方側Y2)では、ゲート電極33aの第4部分33a9と重なる途切れ部分119が設けられている。
ここで、コンタクト部11は、半導体層31aに向けて突出した突出部112、113を有している。より具体的には、コンタクト部11は、第1部分116のY軸方向の他方側Y2の端部でX軸方向の他方側X2に屈曲して半導体層31aに向けて突出した突出部112と、第1部分116のY軸方向の他方側Y2の端部でX軸方向の一方側X1に屈曲してから半導体層31aに向けて突出した突出部113とを有している。従って、途切れ部分119が短い。本形態において、突出部112、113は、チャネル領域31gに向けて突出している。
本形態において、コンタクト部11は、ゲート電極33aから走査線3aに到るコンタクトホール41aと、コンタクトホール41a内に設けられた遮光性の導電材料とからなる。このため、コンタクトホール41a内に設けられた遮光性の導電材料は遮光壁12を構成する。従って、遮光壁12は、画素電極側ソース・ドレイン領域31dに沿って延在し、画素電極側ソース・ドレイン領域31dを囲んでいる。本形態では、ゲート電極33aが遮光性の導電膜によって構成されており、ゲート電極33aのうち、コンタクトホール41a内に位置する部分によって遮光壁12が構成されている。なお、コンタクトホール41aの内部が、ゲート電極33aおよび走査線3aと別の遮光性の導電材料からなるプラグによって埋められた構造の場合、プラグによって遮光壁12が構成される。
このように構成した電気光学装置100では、図13に示すように、半導体層31aの延在方向に対して斜めの方向でトランジスター30等を切断したときでも、半導体層31aの両側には、遮光壁12を備えたコンタクト部11が設けられている。
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態の電気光学装置100において、トランジスター30のゲート電極33aと第1遮光層としての走査線3aとを接続するコンタクト部11は、トランジスター30の半導体層31aの画素電極側ソース・ドレイン領域31dに沿って延在し、画素電極側ソース・ドレイン領域31dを囲んでいる。また、本形態では、コンタクト部11の内部が遮光壁12になっている。このため、Y軸方向の一方側Y1や、Y軸方向の一方側Y1から傾いた方向から画素電極側ソース・ドレイン領域31dに向かって、図6に矢印La1、La2で示す変調光や戻り光等の光が進行しようとした場合で、光がコンタクト部11によって遮られる。従って、トランジスター30では、光電流に起因する特性低下が発生しにくい。
以上説明したように、本形態の電気光学装置100において、トランジスター30のゲート電極33aと第1遮光層としての走査線3aとを接続するコンタクト部11は、トランジスター30の半導体層31aの画素電極側ソース・ドレイン領域31dに沿って延在し、画素電極側ソース・ドレイン領域31dを囲んでいる。また、本形態では、コンタクト部11の内部が遮光壁12になっている。このため、Y軸方向の一方側Y1や、Y軸方向の一方側Y1から傾いた方向から画素電極側ソース・ドレイン領域31dに向かって、図6に矢印La1、La2で示す変調光や戻り光等の光が進行しようとした場合で、光がコンタクト部11によって遮られる。従って、トランジスター30では、光電流に起因する特性低下が発生しにくい。
また、半導体層31aのチャネル領域31gにはコンタクト部11を形成できないが、コンタクト部11は、半導体層31aのチャネル領域31gに向けて突出した突出部112、113を有している。このため、図13に示すように、半導体層31aの延在方向に対して斜めの方向でトランジスター30等を切断したときでも、半導体層31aの両側には、遮光壁12を備えたコンタクト部11が設けられている。従って、チャネル領域31gの側から画素電極側ソース・ドレイン領域31dに向かって、図13に矢印Lb1、Lb2で示す変調光や戻り光等の光が斜めに進行しようとした場合でも、光がコンタクト部11の突出部112、113によって遮られる。従って、トランジスター30では、光電流に起因する特性低下が発生しにくい。
また、ゲート電極33aおよび走査線3aが各々、遮光性を有するため、画素電極側ソース・ドレイン領域31dに向かって光が進行しようとした場合でも、光がゲート電極33aおよび走査線3aによって遮られる。従って、トランジスター30では、光電流に起因する特性低下が発生しにくい。
また、トランジスター30に対して第1基板19と反対側には、半導体層31aと平面視で重なる遮光性の第1容量電極4aおよび第2容量電極5aを備えた蓄積容量素子55が設けられている。このため、画素電極側ソース・ドレイン領域31dに向かって光が進行しようとした場合でも、光が蓄積容量素子55によって遮られる。従って、トランジスター30では、光電流に起因する特性低下が発生しにくい。
[実施形態2]
図14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、図5に示すトランジスター30等のE−E′断面図に相当する。なお、本形態の基本的な構成は、実施形態1と同様であるため、共通する部分に同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図14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、図5に示すトランジスター30等のE−E′断面図に相当する。なお、本形態の基本的な構成は、実施形態1と同様であるため、共通する部分に同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図14に示すように、本形態では、半導体層31aと走査線3a(第1遮光層)との間には、半導体層31aと重なる第2遮光層2aが設けられている。具体的には、層間絶縁層41は、第1層411と第2層412とからなり、第1層411と第2層412との間に第2遮光層2aが設けられている。このため、図14に矢印Lcで示すように、戻り光が斜め方向に入射した場合でも、戻り光が第2遮光層2aによって遮られる。従って、トランジスター30では、光電流に起因する特性低下が発生しにくい。その他の構成は、実施形態1と同様である。
(他の実施形態)
上記実施形態においては、トランジスター30と第1基板19の間に設けた第1遮光層が走査線3aである場合を説明したが、ゲート電極33aが走査線3aの一部である場合、第1遮光層は、走査線3aとは別の遮光層であってもよい。
上記実施形態においては、トランジスター30と第1基板19の間に設けた第1遮光層が走査線3aである場合を説明したが、ゲート電極33aが走査線3aの一部である場合、第1遮光層は、走査線3aとは別の遮光層であってもよい。
上記実施形態では、トランジスター30がLDD構造を有している場合を説明したが、高濃度不純物領域31d1、31s1がゲート電極33aの端部から離間したオフセットゲート構造の場合に本発明を適用してもよい。この場合、高濃度不純物領域31d1、31s1とゲート電極33aの端部との間で不純物が導入されていない領域が低濃度不純物領域31d2、31s2となる。
[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15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の概略構成図である。図15には、偏光板等の光学素子の図示を省略してある。図15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。
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15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の概略構成図である。図15には、偏光板等の光学素子の図示を省略してある。図15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。
図15に示す投射型表示装置2100において、電気光学装置100がライトバルブとして用いられ、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。図15に示すように、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および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。
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。
(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。
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 。
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 。
2a…第2遮光層、3a…走査線(第1遮光層)、4a…第1容量電極、5a…第2容量電極、6a…データ線、7a…容量線、9a…画素電極、9b…第1画素間領域、9c…第2画素間領域、10…素子基板、11…コンタクト部、12…遮光壁、19…第1基板、20…対向基板、21…共通電極、29…第2基板、30…トランジスター、31a…半導体層、31d…画素電極側ソース・ドレイン領域、31d1、31s1…高濃度不純物領域、31d2、31s2…低濃度不純物領域、31g…チャネル領域、31s…データ線側ソース・ドレイン領域、32…ゲート絶縁層、33a…ゲート電極、33a0…開口部、33a1…枠部分、55…蓄積容量素子、80…電気光学層、100…電気光学装置、100B、100G、100R…ライトバルブ、100a…画素、100p…液晶パネル、112、113…突出部、119…途切れ部分、550…誘電体層、2100…投射型表示装置(電子機器)、2102…ランプユニット(光源部)、2114…投射レンズ群(投射レンズ系)。
Claims (8)
- 基板と、
ゲート電極および半導体層を有するトランジスターと、
前記基板と前記トランジスターとの間に設けられた第1遮光層と、
を備え、
前記ゲート電極と前記第1遮光層とを電気的に接続するコンタクト部は、前記半導体層の画素電極側ソース・ドレイン領域に沿って延在するとともに、前記半導体層に向けて突出した突出部を有することを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1に記載の電気光学装置において、
前記突出部は、前記半導体層のチャネル領域に向けて突出していることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1または2に記載の電気光学装置において、
前記第1遮光層は、走査線であることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項3に記載の電気光学装置において、
前記コンタクト部は、前記ゲート電極から前記走査線に到るコンタクトホールと、前記コンタクトホール内に設けられた遮光性の導電材料と、を有することを特徴とする電気光学装置。 - 請求項3または4に記載の電気光学装置において、
前記ゲート電極および前記走査線は各々、遮光性を有することを特徴とする電気光学装置。 - 請求項3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、
前記半導体層と前記走査線との間には、前記半導体層と重なる第2遮光層が設けられていることを特徴とする電気光学装置。 - 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、
前記トランジスターに対して前記基板と反対側には、前記半導体層と重なる遮光性の電極を備えた蓄積容量素子が設けられていることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1から7までのいずれか一項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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JP (1) | JP2020095077A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021241458A1 (ja) | 2020-05-29 | 2021-12-02 | 富士フイルム株式会社 | 機上現像型平版印刷版原版、平版印刷版の作製方法、及び、平版印刷方法 |
-
2018
- 2018-12-10 JP JP2018230615A patent/JP2020095077A/ja active Pending
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RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
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