JP2022070450A - 電気光学装置、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】遮光性を確保した上で、開口率をより向上させた電気光学装置を提供すること。
【解決手段】電気光学物質を介して対向する第１基板と第２基板とを備え、一方の基板に入射された光を他方の基板から出射する電気光学装置において、前記第１基板は、前記入射された光を遮光する遮光領域と、前記遮光領域に囲まれた透光領域と、を有し、前記遮光領域に、第１導電層と、前記第１基板と前記第１導電層との間に配置された第２導電層と、前記第１導電層と前記第２導電層との間に配置された第１導体部と、前記第１導電層、前記第２導電層と前記第１導体部に三方向から囲まれたトランジスターと、が配置され、前記第１導体部の縁が、前記遮光領域と前記透光領域の境界の一部をなしている。
【選択図】図６

Description

本発明は、電気光学装置、及び、当該電気光学装置を備えた電子機器に関する。

従来、電気光学装置として、画素にスイッチング素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor）を備えたアクティブ駆動型の液晶表示装置が知られている。このような液晶表示装置は、例えば、プロジェクターの光変調装置として用いられる。光変調装置として用いられる液晶表示装置には、光源から強い光が入射されるため、ＴＦＴへの光の入射を防ぐ遮光構造が設けられていた。遮光構造により、ＴＦＴにおける光リーク電流の発生や、フリッカなどの表示不具合を防止していた。

例えば、特許文献１には、ＴＦＴを含む半導体層に遮光構造を備えた電気光学装置が開示されている。当該文献によれば、ＴＦＴのゲート電極のうち、コンタクトホールの内壁部分にも、遮光膜として機能する有色絶縁膜を設けるとしている。また、遮光構造を非開口領域のみに形成することにより、遮光性を高めつつ、開口率を高くできるとしている。

特開２０１１－２０３２８８号公報

しかしながら、特許文献１の電気光学装置では、開口率をさらに高めることは困難であるという課題があった。詳しくは、開口率を高めるためには、非開口領域を小さくする必要があるが、特許文献１には、この点に関する記載が見当たらない。
開口率は、光変調装置における重要な性能指標の一つであるため、遮光性を確保した上で、液晶表示装置の開口率をより向上させる技術が求められていた。

本願に係る電気光学装置は、電気光学物質を介して対向する第１基板と第２基板とを備え、一方の基板に入射された光を他方の基板から出射する電気光学装置において、前記第１基板は、前記入射された光を遮光する遮光領域と、前記遮光領域に囲まれた透光領域と、を有し、前記遮光領域に、第１導電層と、前記第１基板と前記第１導電層との間に配置された第２導電層と、前記第１導電層と前記第２導電層との間に配置された第１導体部と、前記第１導電層、前記第２導電層と前記第１導体部に三方向から囲まれたトランジスターと、が配置され、前記第１導体部の縁が、前記遮光領域と前記透光領域の境界の一部をなしている。

本願に係る電子機器は、光を出射する光源と、上記記載の電気光学装置を光変調装置として備える。

実施形態１に係る液晶表示装置の平面図。 液晶表示装置のＨ－Ｈ´断面における側断面図。 液晶表示装置の電気的な構成を示す等価回路図。 画素の概略構成を示す平面図。 図４のＩ－Ｉ´断面における側断面図。 図４におけるＡ部の拡大平面図。 比較例におけるトランジスター周辺の拡大平面図。 トランジスター周辺の拡大平面図。 図６のＢ－Ｂ´断面における側断面図。 実施形態２に係る配線レイアウトの異なる態様を示す図。 実施形態３に係るトランジスターの異なる配置態様を示す図。 実施形態４に係る投射型表示装置の概略構成図。

実施形態１
＊＊＊液晶表示装置の概要＊＊＊
図１は、液晶表示装置の平面図である。図２は、液晶表示装置の図１におけるＨ－Ｈ´断面における側断面図である。
図１、図２を含む各図においては、相互に直交する座標軸としてＸＹＺ軸を付し、各矢印が指す方向をプラス方向とし、プラス方向と反対の方向をマイナス方向とする。なお、Ｚプラス方向を上方、Ｚマイナス方向を下方ともいう。Ｚブラス方向から見ることを平面視ともいう。

まず、本実施形態の電気光学装置としての液晶表示装置１００の概略構成について説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置１００は、第１基板としての素子基板１０、及び、第２基板としての対向基板２０を備える。素子基板１０と対向基板２０とは、略矩形であって、対向基板２０の外縁に沿って配置されるシール材４０を介して重ねられて接合される。シール材４０の内側には、マトリクス状に配列された複数の画素Ｐを含む表示領域Ｅが設けられる。

素子基板１０は、データ線駆動回路１０１、２つの走査線駆動回路１０２、検査回路１０３、および複数の外部接続用端子１０４を有する。素子基板１０は平面的に対向基板２０よりも大きい。素子基板１０には、対向基板２０と重ならない領域に複数の外部接続用端子１０４が設けられ、複数の外部接続用端子１０４とシール材４０との間にデータ線駆動回路１０１が設けられる。

シール材４０と表示領域Ｅとの間には、表示領域Ｅを囲む見切り部２４が設けられる。見切り部２４は、略矩形であって、２辺がＹ軸に沿い、他の２辺がＸ軸に沿う。Ｙ軸に沿う上記２辺には、各々走査線駆動回路１０２が平面的に重ねられて配置される。２つの走査線駆動回路１０２は、配線１０７を介して電気的に接続される。Ｘ軸に沿う上記２辺のうち、Ｙプラス方向の１辺には検査回路１０３が平面的に重ねられて配置される。検査回路１０３は、後述するデータ線と電気的に接続される。

データ線駆動回路１０１および２つの走査線駆動回路１０２は、外部接続用端子１０４と電気的に接続される。対向基板２０の四隅には上下導通部１０６が設けられる。

図２に示すように、素子基板１０、対向基板２０およびシール材４０に囲まれた領域に液晶層５０が封入される。電気光学物質としての液晶層５０は、正または負の誘電異方性を有する液晶を含む。素子基板１０は、第１基材１０ａ、トランジスター３０、画素電極１５、および第１配向膜２８を含み、これらの構成が第１基材１０ａから液晶層５０に向かって上記の順番で設けられる。なお、素子基板１０の詳細な構成は後述する。

対向基板２０は、第２基材２０ａ、見切り部２４、絶縁層２５、対向電極２１、および第２配向膜３２を含み、これらが第２基材２０ａから液晶層５０に向かって上記の順番で設けられる。

絶縁層２５は、例えば、酸化シリコンなどの透光性の無機材料から成る。なお、本実施形態において、透光性とは可視光の透過率が５０％以上であることをいう。

対向電極２１は、共通電極であって、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）などの透光性の透明導電膜から成る。対向電極２１は、上述した上下導通部１０６を介して、素子基板１０と電気的に接続される。

第１配向膜２８，２２には、酸化シリコンなどの無機配向膜、またはポリイミドなどの有機配向膜が用いられる。第１基材１０ａ、第２基材２０ａには、例えば、ガラス基板や石英基板などの透光性の基板が用いられる。

液晶表示装置１００は、透過型であって、光Ｌが素子基板１０から入射し、液晶層５０を介して対向基板２０から出射される。尚、光Ｌは、対向基板２０から入射し、素子基板１０から出射される構成としてもよい。液晶表示装置１００には、ノーマリーホワイトモードやノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。液晶表示装置１００は、光Ｌの入射側と出射側とに偏光素子を備えていてもよい。

図３は、液晶表示装置の電気的な構成を示す等価回路図である。
図３に示すように、液晶表示装置１００は、表示領域Ｅにおいて互いに絶縁された信号配線として、データ線６、走査線３および容量線８を各々複数有する。走査線３はＸ軸に沿って延在し、データ線６および容量線８はＹ軸に沿って延在する。

画素電極１５、トランジスター３０および容量素子１６は、走査線３とデータ線６および容量線８とによって区分された領域に画素Ｐごと設けられ、画素Ｐの画素回路を構成する。

走査線３は、スイッチング素子であるトランジスター３０のゲートに電気的に接続される。データ線６は、トランジスター３０のデータ線側ソースドレイン領域に電気的に接続される。走査線３は、同一行に設けられたトランジスター３０のオン、オフを一斉に制御する。画素電極１５は、トランジスター３０の画素電極側ソースドレイン領域に電気的に接続される。

データ線６は、上述のデータ線駆動回路１０１（図１）に電気的に接続され、データ線駆動回路１０１から供給される画像信号Ｄ１～Ｄｎを画素Ｐに供給する。画像信号は、各データ線６へ線順次に供給されてもよく、隣り合う複数のデータ線６へグループごとに供給されても良い。

走査線３は、上述の走査線駆動回路１０２（図１）に電気的に接続され、走査線駆動回路１０２から供給される走査信号ＳＣ１～ＳＣｍを画素Ｐに供給する。走査信号は、走査線３へ所定のタイミングにてパルス的に線順次で供給される。

走査信号の入力によりトランジスター３０が一定期間オン状態とされ、画像信号が所定のタイミングで画素電極１５に書き込まれる。画像信号は、画素電極１５を介して液晶層５０に所定レベルで書き込まれ、画素電極１５と液晶層５０を挟んだ対向電極２１との間で一定期間保持される。保持された画像信号がリークするのを防ぐため、画素電極１５と対向電極２１との間に設けられた液晶容量に対して、容量素子１６が電気的に並列接続される。

図４は、画素の構成を示す平面図である。
図４において、実線は、走査線３およびデータ線６等の遮光性部材により遮光された遮光領域と光Ｌが通過する透光領域との境界線を示している。一点鎖線は、画素電極１５の外縁を示している。点線は、トランジスター３０の半導体層の外縁を示している。尚、透光領域は開口領域に対応し、遮光領域は非開口領域に対応し、表示領域Ｅの画素Ｐにおける開口領域の割合を開口率という。画素Ｐにおける遮光領域が狭いほど、開口率は向上して、明るい電気光学装置を実現することができる。画素Ｐにおいて、隣り合う画素電極１５と画素電極１５との間には、データ線６や走査線３が配置されている。走査線３およびデータ線６に沿った格子状の部分が、遮光領域となる。そして、格子状の遮光領域における交差部分と交差部分との間の辺に沿ってトランジスター３０が配置される。

＊＊＊画素周辺の基本積層構造＊＊＊
図５は、図４のＩ－Ｉ´断面における側断面図であり、Ｉ－Ｉ´断面を矢印の方向に向かって見た図である。図５において、断面に現れる配線、中継電極や画素電極などの導電材料部材には、ハッチングを付与しているが、基板、絶縁層などの絶縁材料部材には、見やすさのためにハッチングを付与していない。また、断面に現れない主要な構成を一点鎖線で記載している。
図５に示すように、液晶表示装置１００は、素子基板１０と、これに対向配置される対向基板２０と、を備えている。素子基板１０を構成する第１基材１０ａは、例えば、石英である。素子基板１０は、第１基材１０ａの上に、走査線３と、トランジスター３０と、データ線６と、容量素子１６と、画素電極１５と、第１配向膜２８と、を備えている。

具体的には、第１基材１０ａの上に、酸化シリコンなどからなる絶縁層１１ａが配置されている。絶縁層１１ａの上には、タングステンシリサイド（ＷＳｉ）などからなる遮光層としても機能する走査線３が配置されている。

走査線３及び絶縁層１１ａの上には、酸化シリコンなどからなる絶縁層１１ｂが配置されている。絶縁層１１ｂの上には、トランジスター３０が配置されている。

トランジスター３０は、例えば、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、ポリシリコン（高純度の多結晶シリコン）等からなる半導体層３０ａと、半導体層３０ａ上に形成されたゲート絶縁層１１ｇと、ゲート絶縁層１１ｇ上に形成されたアルミニウム等からなるゲート電極３０ｇ（２つの電極のうちの他方）と、を有する。

半導体層３０ａは、例えば、リン（Ｐ）イオン等のＮ型の不純物イオンが注入されることにより、Ｎ型のトランジスター３０として形成されている。具体的には、半導体層３０ａは、チャネル領域３０ｃと、第１ＬＤＤ領域３０ｓ１と、ソース領域３０ｓと、ＬＤＤ領域としての第２ＬＤＤ領域３０ｄ１と、ドレイン領域３０ｄとを備えている。なお、ソース領域３０ｓのことをソース端子３０ｓ、ドレイン領域３０ｄのことをドレイン端子３０ｄともいう。

チャネル領域３０ｃには、ボロン（Ｂ）イオン等のＰ型の不純物イオンがドープされている。その他の領域（３０ｓ１，３０ｓ，３０ｄ１，３０ｄ）には、リン（Ｐ）イオン等のＮ型の不純物イオンがドープされている。

ゲート電極３０ｇ及びゲート絶縁層１１ｇの上には、酸化シリコン等からなる絶縁層１１ｃが配置されている。絶縁層１１ｃの上には、中継導体部６０を介してゲート電極３０ｇと電気的に接続されたアルミニウムなどからなるゲート配線３５が配置されている。なお、ゲート配線３５は、中継導体部６０を介して走査線３とも電気的に接続されている。好適例において、中継導体部６０はタングステンからなるタングステンプラグである。

ゲート配線３５及び絶縁層１１ｃの上には、酸化シリコン等からなる絶縁層１１ｄが配置されている。絶縁層１１ｄの上には、コンタクトホールＣＮＴ１ａを介してドレイン領域３０ｄと電気的に接続されたアルミニウムなどからなる中継配線５１が配置されている。中継配線５１及び絶縁層１１ｄの上には、酸化シリコン等からなる絶縁層１１ｅが配置されている。

絶縁層１１ｅの上には、コンタクトホールＣＮＴ２を介してソース領域３０ｓと電気的に接続されたデータ線６が配置されている。データ線６及び絶縁層１１ｅの上には、酸化シリコン等からなる絶縁層１１ｆが配置されている。絶縁層１１ｆの上には、容量線８が配置されている。容量線８の上には、酸化シリコン等からなる層間絶縁層としての絶縁層１１ｈが配置されている。

絶縁層１１ｈの上には、容量素子１６が配置されている。具体的には、容量素子１６は、第１容量電極１６ａと第２容量電極１６ｂとの間に、誘電体層１６ｃを挟んで構成される。第１容量電極１６ａは、コンタクトホールＣＮＴ５を介して容量線８と電気的に接続されている。第２容量電極１６ｂは、コンタクトホールＣＮＴ１ｂ、中継配線５１、コンタクトホールＣＮＴ１ａを介して、トランジスター３０のドレイン領域３０ｄと電気的に接続される。

容量素子１６の上には、酸化シリコン等からなる絶縁層１１ｉが配置されている。絶縁層１１ｉの上には、コンタクトホールＣＮＴ１ｃを介して第２容量電極１６ｂと電気的に接続された画素電極１５が形成されている。画素電極１５は、例えば、ＩＴＯ等の透明導電膜である。

画素電極１５の上には、酸化シリコンなどの無機材料を斜方蒸着した第１配向膜２８が配置されている。第１配向膜２８の上には、シール材４０（図２）により囲まれた空間に液晶等が封入された液晶層５０が配置されている。

一方、対向基板２０は、第２基材２０ａの上（液晶層５０側）に、絶縁層３３と、対向電極３１と、第２配向膜３２と、を備えている。第２基材２０ａは、例えば、石英である。絶縁層３３は、例えば、酸化シリコンで構成されている。対向電極３１は、例えば、ＩＴＯ等の透明導電膜である。第２配向膜３２は、酸化シリコンなどの無機材料が斜方蒸着されて形成されている。

液晶層５０は、画素電極１５と対向電極３１との間で電界が生じていない状態で第１配向膜２８，第２配向膜３２によって所定の配向状態をとる。

＊＊＊平面的な配線レイアウトについて＊＊＊
図６は、図４において、二点鎖線で囲ったＡ部の拡大図であり、トランジスター３０周辺の拡大平面図である。図７は、比較例におけるトランジスター３０周辺の拡大平面図であり、図６に対応している。
ここでは、図７に示す比較例の配線レイアウトと比較しながら、本実施形態における高開口率を可能とする配線レイアウトについて説明する。

まず、図７に示す比較例の配線レイアウトについて説明する。なお、図７では配線態様を解り易くするために、第１導電層としての走査線３と、第１導体部および第２導体部を含む中継導体部６０を主体に描写している。なお、図７において図示を省略した第２導電層としてのゲート配線３５については、後述する。図７に示すように、平面視において中継導体部６０は、略Ｈ字状をなしており、Ｙ軸に沿って延在する第１導体部としての第１部６０ａと、第２導体部としての第２部６０ｂとは、半導体層３０ａを挟んで配置されている。

半導体層３０ａの両側面に設けられた第１部６０ａと第２部６０ｂとは、Ｘ軸に沿って延在する連結部６０ｃにより、電気的に接続される。連結部６０ｃは、半導体層３０ａにおけるゲート電極３０ｇと重なって配置されている。詳しくは、ゲート電極３０ｇの下層を跨いで、第１部６０ａと第２部６０ｂとを連結している。

比較例の配線設計では、走査線３における中継導体部６０の搭載部分は、画素Ｐの中心側に張り出した張り出し部３ｂを備え、張り出し部３ｂの形状は、中継導体部６０の外形よりも一回り大きく設定されていた。詳しくは、図７に示すように、Ｘプラス方向において、半導体層３０ａから中継導体部６０の第２部６０ｂまでの距離を距離ｄ１、第２部６０ｂの幅を距離ｄ２、第２部６０ｂから走査線３の張り出し部３ｂの外縁までの距離を距離ｄ３としたときに、走査線３の張り出し部３ｂの外縁は、中継導体部６０の外形から距離ｄ３分大きく設定されていた。換言すれば、走査線３の搭載部分に、中継導体部６０が収まる設定となっていた。また、Ｘマイナス方向においても同様であり、中継導体部６０の外形の外に、走査線３の張り出し部３ｂの外縁が設けられていた。

これに対して、図６に示す、本実施形態における配線設計においては、走査線３における中継導体部６０の搭載部分の張り出し部３ａの形状は、比較例のものよりも幅が狭くなっている。詳しくは、Ｘプラス方向において、走査線３の張り出し部３ａの外縁は中継導体部６０の第２部６０ｂの内側にあり、中継導体部６０が、走査線３の張り出し部３ａの搭載部分からはみ出している。なお、中継導体部６０のサイズは比較例のものと同じである。換言すれば、平面視において、走査線３の張り出し部３ａの外縁は、第２部６０ｂの内側に距離ｄ４分入り込んで、中継導体部６０の第２部６０ｂと重なっている。
また、Ｘマイナス方向においても同様であり、走査線３の外縁は中継導体部６０の第１部６０ａの内側にあり、中継導体部６０が、走査線３の搭載部分からはみ出している。

本実施形態においては好適例として、非開口領域の一部は走査線３により区画されているため、走査線３において搭載部分の幅が狭くなった分、開口領域が広くなる。詳しくは、走査線３、及び、走査線３からはみ出した中継導体部６０の縁により、画素Ｐ（図４）の開口領域が区画される。

なお、製造バラつきにより想定される中継導体部６０の配置ずれは、最大で第１部６０ａ、第２部６０ｂの幅の半分程度である。例えば、中継導体部６０がＸプラス方向にずれた場合、第２部６０ｂは走査線３の搭載部分の縁に僅かに重なる配置となるが遮光性に支障はない、他方、第１部６０ａは走査線３の搭載部分にその殆どが重なる配置となり、電気的な接続面積は十分に確保される。さらに、連結部６０ｃは、配置ずれが発生した場合でも、常に走査線３の搭載部分の上に位置するため、電気的な接続面積は十分に確保される。

図８は、ゲート配線と中継導体部を主体に描写したトランジスター３０周辺の拡大平面図であり、図６に対応している。
ここでは、図８、図６を用いて、半導体層３０ａの上層側における第２導電層としてのゲート配線３５の配線態様について説明する。

図８に示すように、ゲート配線３５も、走査線３と同様にＸ軸に沿って延在した部分を有しているが、連続はしておらず島状に独立している。また、ゲート配線３５の中継導体部６０に被さる部分の形状は、走査線３の搭載部分と略同様の形状であるが、ドレイン端子３０ｄ側の部分が凹状に切り欠かれている。また、ゲート配線３５の中継導体部６０に被さる部分は、画素Ｐの中心側に張り出した張り出し部３５ｓを有している。
Ｘプラス方向において、ゲート配線３５の張り出し部３５ｓの外縁は中継導体部６０の第２部６０ｂの内側に距離ｄ４分入り込んでおり、中継導体部６０が、走査線３の張り出し部３５ｓの部分からはみ出している。同様に、Ｘマイナス方向においても、ゲート配線３５の張り出し部３５ｓの外縁は中継導体部６０の第１部６０ａの内側にあり、中継導体部６０が、ゲート配線３５の張り出し部３５ｓの部分からはみ出している。

なお、好適例においてゲート配線３５の幅、及び、中継導体部６０に被さる部分の形状は、走査線３の幅、及び、中継導体部６０の搭載部分と同じか、小さく設定されている。つまり、両者を重ねた際に、ゲート配線３５は走査線３の外形内に収まり、非開口領域の最外形は走査線３により規定している。換言すれば、走査線３により、画素Ｐ（図４）の開口領域が区画される設定としている。

＊＊＊立体的な配線レイアウト、及び、遮光構造＊＊＊
図９は、図６、図８のＢ－Ｂ´断面における断面図であり、Ｂ－Ｂ´断面を矢印の方向に向かって見た図である。
図９に示すように、半導体層３０ａの下層には走査線３が、上層にはゲート配線３５が配置されている。なお、図９はドレイン端子３０ｄ側における断面のため、ゲート配線３５が２つに分かれているが、ゲート電極３０ｇに重なる部分ではゲート配線３５は連続してベタ状に設けられている。また、半導体層３０ａの両側面には、中継導体部６０の第１部６０ａ、第２部６０ｂが配置される。このように、トラジスター３０の半導体層３０ａは、走査線３、ゲート配線３５、中継導体部６０の第１部６０ａと第２部６０ｂに四方向を囲まれた位置に配置されている。
第１部６０ａと第２部分６０ｂにおいて、走査線３の張り出し部３ａからはみ出した部分は、走査線３の張り出し部３ａの側面に沿って配置されている。これは、第１部６０ａと第２部分６０ｂを形成するためのコンタクトホールを絶縁層１１ｂ、ゲート絶縁層１１ｇおよび絶縁層１１ｃにエッチングにより形成する際に、オーバーエッチングにより走査線３の張り出し部３ａの側面に沿って穴が形成され、当該穴にも中継導体部６０が成膜されるからである。

このように、半導体層３０ａにおける上下のゲート配線３５、走査線３、及び、両側面の中継導体部６０の第１部６０ａ、第２部６０ｂにより、トランジスター３０を立体的に囲う遮光構造が構成される。

また、図９に示すように、走査線３の張り出し部３ａの外縁は、点線で示す比較例の外縁よりも小さくなっており、中継導体部６０の第２部６０ｂに入り込んでいるが、両者の重なり部分が確保されているため、比較例構成と同等の遮光性能を有している。第１部６０ａ側も同様である。
ゲート配線３５の張り出し部３５ｓの外縁は、点線で示す比較例の外縁よりも小さくなっており、中継導体部６０の第２部６０ｂに入り込んでいるが、両者の重なり部分が確保されているため、比較例構成と同等の遮光性能を有している。第１部６０ａ側も同様である。
そして、図９における非開口領域は、中継導体部６０の外形で規定されるため、距離ｄ３分小さくなり、その分、開口領域が広くなる。

＊＊＊走査線、ゲート配線の異なる配置態様＊＊＊
図６～図９を用いて説明する。
上記では、トランジスター３０の下層に走査線３が、上層にゲート配線３５が配置される構成として説明したが、この構成に限定するものではなく、電気的接続、遮光性能、及び、高開口率が確保可能な構成であれば良い。

例えば、上下の配線を入れ替えて、トランジスター３０の下層にゲート配線３５が、上層に走査線３が配置される構成であっても良い。この場合、ゲート配線３５が第２導電層となり、図８に示すようにトランジスター３０の下層に島状に配置される。また、走査線３が第１導電層となり、図６に示すようにトランジスター３０の上層にＸ軸の延在方向に沿って連続して設けられる。
この構成であっても、図９において走査線３とゲート配線３５とを入れ替えた立体構成となり、上記と同様に、トランジスター３０を４方から囲う遮光構造が構成される。また、好適例において非開口領域は走査線３により規定しているため、上記と同様に、開口領域を広くすることができる。

＊＊＊中継導体部の形成方法とゲート配線の詳細＊＊＊
図９を用いて説明する。
前述の通り、好適例において中継導体部６０はタングステンから構成された、所謂タングステンプラグである。
ここでは、中継導体部６０の形成方法について簡単に説明する。
まず、絶縁層１１ｂ、ゲート絶縁層１１ｇ、絶縁層１１ｃからなる積層構造における中継導体部６０となる位置に、エッチング処理を施すことによってコンタクトホールを形成する。
次に、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法でタングステン膜を形成し、コンタクトホールを埋め込む。そして、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法により、表面を研磨し、コンタクトホールの中だけにタングステンを残すことで、図９に示すような、中継導体部６０が形成される。

そして、中継導体部６０と接続するゲート配線３５は、好適例において３層構造としている。詳しくは、ゲート配線３５は、窒化チタン（ＴｉＮ）層３５ａ、アルミニウム（Ａｌ）層３５ｂ、窒化チタン（ＴｉＮ）層３５ｃによる３層構造としている。窒化チタン層３５ａは、タングステンからなる中継導体部６０とのバリア層であり、両者の密着性を高め、接続抵抗を低くするために設けられている。なお、バリア層は、ＴｉＮに限定する物ではなく、同様の機能を有する物質であれば良く、例えば、チタン（Ｔｉ）や、窒化タングステン（ＷＮ）を用いても良い。

なお、例えば、走査線３がアルミニウムなどタングステン以外の材質で構成される場合も、同様に、走査線３と中継導体部６０との間にバリア層を設けることが好ましい。また、酸化シリコンからなる絶縁層１１ｂ、ゲート絶縁層１１ｇ、絶縁層１１ｃと接する中継導体部６０の側面にも、バリア層を設けても良い。

以上述べた通り、本実施形態の液晶表示装置１００によれば、以下の効果を得ることができる。
液晶表示装置１００は、画素Ｐと、画素Ｐをスイッチングするトランジスター３０と、断面視においてトランジスター３０の両側面に沿って設けられた中継導体部６０と、断面視においてトランジスター３０の下層、及び、上層に設けられた第１導電層としての走査線３、及び、第２導電層としてのゲート配線３５を含み、走査線３とゲート配線３５とは、中継導体部６０を介して電気的に接続されており、平面視において、走査線３の縁が、中継導体部６０と重なっている。換言すれば、中継導体部６０の縁が、遮光領域と透光領域の境界の一部をなしている。

この構成によれば、トランジスター３０は、上下のゲート配線３５、走査線３、及び、両側面の中継導体部６０の第１導体部としての第１部６０ａ、第２導体部としての第２部６０ｂなどからなる遮光構造により四方向を囲まれる。そして、平面視において走査線３の縁が中継導体部６０と重なる、つまり、開口領域を区画する走査線３が比較例よりも細く形成されているため、開口領域が広くなる。詳しくは、図９における非開口領域は、中継導体部６０の外形で規定されるため、距離ｄ３分小さくなり、その分、開口領域が広くなる。走査線３の外形で規定される部分では、さらに距離ｄ４分、開口領域が広くなる。
従って、遮光性を確保した上で、開口率をより向上させた液晶表示装置１００を提供することができる。

好適例において、第２導電層はトランジスター３０の下層に形成された走査線３であり、第１導電層はトランジスター３０の上層に形成された島状のゲート配線３５である。
または、第２導電層がトランジスター３０の下層に形成された島状のゲート配線で、第１導電層がトランジスターの上層に形成された走査線３であっても良い。
いずれの構成であっても、遮光性を確保した上で、開口率をより向上させた液晶表示装置１００を提供することができる。

また、平面視において走査線３、及び、走査線からはみ出した中継導体部６０の縁により、画素Ｐの開口領域が区画される。
これによれば、比較例よりも細い走査線３により、開口領域が区画されるため、開口率を高めることができる。

また、中継導体部６０は、両側面の第１部６０ａ、第２部６０ｂを繋ぐ連結部６０ｃを有しており、平面視において略Ｈ字状をなしている。
これによれば、トランジスター３０の両側面において遮光壁として機能する第１部６０ａと第２部６０ｂとを、電気的に接続することができる。

また、中継導体部６０は、タングステンから構成される。
これによれば、電気的接続の信頼性、及び、遮光性に優れた中継導体部６０を形成することができる。

また、中継導体部６０とゲート配線３５との間には、バリア層が設けられている。
これによれば、両者の密着性が向上し、接続抵抗が低くなり、接続信頼性が向上する。

実施形態２
＊＊＊配線レイアウトの異なる態様＊＊＊
図１０は、配線レイアウトの異なる態様を示す図であり、図６に対応している。
図１０は、図６のドレイン端子３０ｄ周辺の拡大図であるが、データ線６１の配線態様が図６とは異なっている。なお、上記説明と同一の部位には同一の附番を附し、重複する説明は省略する。

上記実施形態では、中継導体部６０における上下の配線パターンを縮小することで開口率を高める事例を説明したが、この構成に限定するものではなく、非開口領域に設けられた上下コンタクト部にも適用することができる。
例えば、図６に示すドレイン端子３０ｄのコンタクトホールＣＮＴ１ａにおける上層のデータ線６１にも適用できる。詳しくは、データ線６１は、図６のデータ線６よりも線幅が細く形成されている。片側で距離ｄ５細く設定されているので、全体では２×ｄ５細くなっており、この分、開口領域を広くすることができる。なお、コンタクトホールＣＮＴ１ａに限定するものではなく、非開口領域に設けられた他の上下コンタクト部にも同様に適用することができる。

実施形態３
＊＊＊トランジスターの異なる配置態様＊＊＊
図１１は、トランジスターの異なる配置態様を示す図であり、図４に対応している。
上記各実施形態では、図４のようにトランジスター３０を含む半導体層３０ａを隣り合う画素Ｐ間の非開口領域の交差部分において、Ｙ軸の延在方向に沿って縦置きするものとして説明したが、この構成に限定するものではなく、半導体層３０ａは、非開口領域であればどこに配置することであっても良い。なお、上記説明と同一の部位には同一の附番を附し、重複する説明は省略する。

例えば、図１１の半導体層１３０のように、隣り合う画素Ｐ間の非開口領域の交差部分において、Ｙ軸の延在方向に沿って横置きする構成であっても良い。換言すれば、画素トランジスターは、隣り合う画素Ｐ間の非開口領域における画素Ｐの頂点に対応した位置に配置されていれば、縦置きであっても、横置きであっても良い。または、半導体層１３１のように、画素Ｐの辺に沿う非開口領域に重ねて配置する構成であっても良い。これらの配置態様であっても、上記各実施形態と同様に、中継導体部や、上下コンタクト部において、接続する配線パターンを縮小化することにより、開口率を向上させることができる。

実施形態４
＊＊＊電子機器としてのプロジェクター＊＊＊
図１２は、投射型表示装置の概略構成図である。
ここでは、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置１０００について説明する。

図１２に示す投射型表示装置１０００は、液晶方式のプロジェクターである。
投射型表示装置１０００は、光源としてのランプユニット１００１、色分離光学系としてのダイクロイックミラー１０１１，１０１２、光変調装置としての３つの液晶装置１Ｂ，１Ｇ，１Ｒ、３個の反射ミラー１１１１，１１１２，１１１３、３個のリレーレンズ１１２１，１１２２，１１２３、色合成光学系としてのダイクロイックプリズム１１３０、投射光学系としての投射レンズ１１４０を備えている。

ランプユニット１００１では、例えば、放電型の光源を採用している。光源の方式はこれに限定されず、発光ダイオード、レーザーなどの固体光源を採用してもよい。
ランプユニット１００１から射出された光は、２個のダイクロイックミラー１０１１，１０１２によって、各々異なる波長域の３色の色光に分離する。３色の色光とは、略赤色の光、略緑色の光、略青色の光である。以降の説明において、上記略赤色の光を赤色光Ｒともいい、上記略緑色の光を緑色光Ｇともいい、上記略青色の光を青色光Ｂともいう。

ダイクロイックミラー１０１１は、赤色光Ｒを透過させると共に、赤色光Ｒよりも波長が短い緑色光Ｇ、及び、青色光Ｂを反射させる。ダイクロイックミラー１０１１を透過した赤色光Ｒは、反射ミラー１１１１で反射され、液晶装置１Ｒに入射する。ダイクロイックミラー１０１１で反射された緑色光Ｇは、ダイクロイックミラー１０１２によって反射された後、液晶装置１Ｇに入射する。ダイクロイックミラー１０１１で反射された青色光Ｂは、ダイクロイックミラー１０１２を透過してリレーレンズ系１１２０へ射出される。

リレーレンズ系１１２０は、リレーレンズ１１２１，１１２２，１１２３、反射ミラー１１１２，１１１３を有している。青色光Ｂは、緑色光Ｇや赤色光Ｒと比べて光路が長いため、光束が大きくなりやすい。そのため、リレーレンズ１１２２を用いて光束の拡大を抑えている。リレーレンズ系１１２０に入射した青色光Ｂは、反射ミラー１１１２で反射されると共に、リレーレンズ１１２１によってリレーレンズ１１２２の近傍で収束される。そして、青色光Ｂは、反射ミラー１１１３およびリレーレンズ１１２３を経て、液晶装置１Ｂに入射する。

投射型表示装置１０００における、光変調装置である液晶装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂには、第１実施形態の電気光学装置としての液晶表示装置１００が適用されている。

液晶装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂのそれぞれは、投射型表示装置１０００の上位回路と電気的に接続される。上位回路では、外部回路から供給される赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂの階調レベルを指定する画像信号を処理し、液晶装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂを表示駆動する。

液晶装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂによって変調された赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂは、ダイクロイックプリズム１１３０に３方向から入射する。ダイクロイックプリズム１１３０は、入射した赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂを合成する。ダイクロイックプリズム１１３０において、赤色光Ｒおよび青色光Ｂは９０度に反射され、緑色光Ｇは透過する。そのため、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂは、カラー画像を表示する表示光として合成され、投射レンズ１１４０に向かって射出される。表示光は、投射レンズ１１４０を介して拡大されて射出され、投射対象であるスクリーン１２００に投射される。

上記の通り、投射型表示装置１０００は、遮光性を確保した上で、開口率をより向上させた液晶表示装置１００を光変調装置として用いている。
従って、継ぎ目感が少なく、ちらつきのない鮮明な投射画像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、本実施形態では、電子機器として投射型表示装置１０００を例示したが、本発明の電気光学装置が適用される電子機器はこれに限定されない。例えば、投射型のＨＵＤ（Head-Up Display）、直視型のＨＭＤ（Head Mounted Display）、パーソナルコンピューター、デジタルカメラ、液晶テレビなどの電子機器に適用しても良い。
また、本発明は上述した記述により限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。なお、各図面および各部材間の縮尺は理解の容易のため異ならせている場合がある。

３…走査線、６…データ線、８…容量線、１０…素子基板、１０ａ…第１基材、１１ａ～１１ｆ…絶縁層、１１ｇ…ゲート絶縁層、１５…画素電極、１６…容量素子、２０…対向基板、２０ａ…第２基材、３０…トランジスター、３０ａ…半導体層、３０ｃ…チャネル領域、３０ｄ…ドレイン端子、３０ｇ…ゲート電極、３０ｓ…ソース端子、３５…ゲート配線、３５ａ…窒化チタン層、３５ｂ…アルミニウム層、３５ｃ…窒化チタン層、６０…中継導体部、６０ａ…第１部、６０ｂ…第２部、６０ｃ…連結部、６１…データ線、１００…液晶表示装置、１３０，１３１…半導体層、１０００…投射型表示装置。

Claims (10)

1. 電気光学物質を介して対向する第１基板と第２基板とを備え、一方の基板に入射された光を他方の基板から出射する電気光学装置において、
   前記第１基板は、
   前記入射された光を遮光する遮光領域と、
   前記遮光領域に囲まれた透光領域と、を有し、
   前記遮光領域に、
   第１導電層と、
   前記第１基板と前記第１導電層との間に配置された第２導電層と、
   前記第１導電層と前記第２導電層との間に配置された第１導体部と、
   前記第１導電層、前記第２導電層と前記第１導体部に三方向から囲まれたトランジスターと、が配置され、
   前記第１導体部の縁が、前記遮光領域と前記透光領域の境界の一部をなしている、
   電気光学装置。
2. 前記第２導電層は、走査線であり、
   前記第１導電層は、島状の配線である、
   請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記第２導電層は、島状の配線であり、
   前記第１導電層は、走査線である、
   請求項１に記載の電気光学装置。
4. 前記遮光領域の第１導電層と前記第２導電層との間に配置された第２導体部を備え、
   前記トランジスターは、前記第１導電層、前記第２導電層、前記第１導体部と前記第２導電層に四方向を囲まれ、
   前記第２導体部の縁が、前記遮光領域と前記透光領域の境界の一部をなしている、
   請求項１～３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
5. 前記第１導体部、および、前記第２導体部を含む中継導体部は、前記第１導体部と、前記第２導体部とを繋ぐ連結部を有しており、前記平面視において略Ｈ字状をなしている、
   請求項１～４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
6. 前記中継導体部は、タングステンから構成される、
   請求項１～５のいずれか一項に記載の電気光学装置。
7. 前記中継導体部と前記第１導電層との間、前記中継導体部と前記第２導電層との間のうち、少なくとも一方には、バリア層が設けられている、
   請求項６に記載の電気光学装置。
8. 平面視で、前記遮光領域は、格子状に配置され、
   前記トランジスターは、前記格子状の遮光領域の交差部分に対応した位置に配置される、
   請求項１～７のいずれか一項に記載の電気光学装置。
9. 平面視で、前記遮光領域は、格子状に配置され、
   前記トランジスターは、前記格子状の遮光領域の交差部分と交差部分との間の辺に沿って配置される、
   請求項１～７のいずれか一項に記載の電気光学装置。
10. 光を出射する光源と、
    請求項１～９のいずれか一項に記載の電気光学装置を光変調装置として備える、
    電子機器。

Images