JP3820921B2 - 電気光学装置及び投射型表示装置 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクティブマトリクス駆動方式の電気光学装置の技術分野に属し、特に画素スイッチング用の薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:以下適宜、TFTと称す)を、基板上の積層構造中に備えた形式の電気光学装置の技術分野に属する。
【0002】
【背景技術】
TFTアクティブマトリクス駆動形式の電気光学装置では、各画素に設けられた画素スイッチング用TFTのチャネル領域に入射光が照射されると光による励起で光リーク電流が発生してTFTの特性が変化する。特に、プロジェクタのライトバルブ用の電気光学装置の場合には、入射光の強度が高いため、TFTのチャネル領域やその周辺領域に対する入射光の遮光を行うことは重要となる。そこで従来は、対向基板に設けられた各画素の開口領域を規定する遮光膜により、或いはTFTアレイ基板上においてTFTの上を通過すると共にAl(アルミニウム)等の金属膜からなるデータ線により、係るチャネル領域やその周辺領域を遮光するように構成されている。更に、TFTアレイ基板上のTFTの下側に対向する位置にも、例えば高融点金属からなる遮光膜を設けることがある。このようにTFTの下側にも遮光膜を設ければ、TFTアレイ基板側からの裏面反射光や、複数の電気光学装置をプリズム等を介して組み合わせて一つの光学系を構成する場合に他の電気光学装置からプリズム等を突き抜けてくる投射光などの戻り光が、当該電気光学装置のTFTに入射するのを未然に防ぐことができる。
【0003】
他方、ゲート電極を含む走査線は、配線として必要な導電性を確保すると共にゲート電極として良好に機能し得るように、例えば導電性のポリシリコン膜等からなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先ず上述した各種遮光技術によれば、遮光膜とチャネル領域との間は、3次元的に見て例えば液晶層、電極、層間絶縁膜等を介してかなり離間しており、両者間へ斜めに入射する光に対する遮光が十分ではない。例えば、プロジェクタのライトバルブとして用いられる小型の電気光学装置においては、入射光は光源からの光をレンズで絞った光束であり、斜めに入射する成分を無視し得ない程に(例えば、基板に垂直な方向から10度から15度程度傾いた成分を10%程度)含んでいるので、このような斜めの入射光に対する遮光が十分でない。そして特に、前述の戻り光が、基板の裏面に対して斜めに進行した場合、データ線や遮光膜の下面(即ち、チャネル領域に面する側の内面)で反射された後に、係る反射光或いはこれが更に基板の上面或いは遮光膜やデータ線の内面で反射された多重反射光が最終的にTFTのチャネル領域に到達してしまう。このため、特に明るい画像を表示すべく入射光の光強度を高めるに連れて、上述した従来の各種遮光技術によれば、十分な遮光を施すのがより困難となる。この結果、不十分な遮光に起因して、TFTのトランジスタ特性の変化により、フリッカ、クロストーク、画素ムラ等が生じ、表示画像の品位が低下してしまうという問題点がある。
【0005】
他方、近年の表示画像の高品位化という一般的要請に沿うべく電気光学装置の高精細化或いは画素ピッチの微細化を図るに連れて、走査線の配線幅が狭くなる。この結果、前述の如く導電性のポリシリコン膜等からなる走査線の配線抵抗が相対的に高くなることに起因して、走査信号の信号遅延によるクロストーク、フリッカ等が発生し、表示画像の品位が低下してしまうという問題点もある。
【0006】
本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであり、耐光性に優れると共に走査線の低抵抗化が可能であり、明るく高品位の画像表示が可能な電気光学装置を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1電気光学装置は上記課題を解決するために、基板上に、画素電極と、該画素電極に電気的に接続されており、チャネル領域を含むと共に第1方向に長手状に延びる半導体層を有する薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタに電気的に接続された走査線とを備えており、前記走査線は、前記チャネル領域にゲート絶縁膜を介して対向配置された前記薄膜トランジスタのゲート電極を含むと共に平面的に見て前記第1方向と交差する第2方向に延びる本線部を有し、該本線部は、前記基板上に掘られた溝内に配置されると共に前記チャネル領域を側方から少なくとも部分的に覆う溝内部分を含んでなる。
【0008】
本発明の第1電気光学装置によれば、走査線を介して走査信号を供給しつつ画素電極をこれに電気的に接続された薄膜トランジスタによりスイッチング制御することにより、アクティブマトリクス駆動方式による駆動を行なえる。そして走査線は、平面的に見て第2方向に延びる本線部を有する。ここで特に、この本線部のうち溝内に配置された溝内部分が、チャネル領域を側方から少なくとも部分的に覆う。従って、基板面に対して斜めに進行する入射光及び特に裏面に対して斜めに進行する戻り光、並びにこれらに基づく内面反射光及び多重反射光などの斜めの光が、チャネル領域及びチャネル隣接領域に入射するのを、この溝内部分による光吸収或いは光反射により、少なくとも部分的に阻止できる。このように耐光性を高めることにより、強力な入射光や戻り光が入射するような過酷な条件下にあっても光リーク電流の低減された薄膜トランジスタにより画素電極を良好にスイッチング制御でき、明るく高コントラストの画像を表示可能となる。
【0009】
加えて、この走査線の本線部が、溝内部分を含んでなるので、第2方向に垂直な断面における溝内部分の断面積及び溝外に位置する溝外部分の断面積を増加させることにより、走査線の配線抵抗を低めることも可能となる。このように走査線の配線抵抗を低めれば、走査信号の信号遅延によるクロストーク、フリッカ等の発生を低減でき、最終的には、電気光学装置の高精細化或いは画素ピッチの微細化を図りつつ高品位の画像を表示可能となる。
【0010】
以上の結果、本発明により、明るく高品位の画像表示が可能となる。
【0011】
尚、本発明では、このように走査線の本線部が少なくとも部分的に配置される溝は、基板に直接掘ってもよいし、基板上に積層された下地絶縁膜に掘ってもよい。
【0012】
本発明の第1電気光学装置の一態様では、前記走査線は、光吸収性材料の層又は遮光性材料の層である単一層からなる。
【0013】
この態様によれば、本線部のうち溝内部分による光吸収又は遮光により、チャネル領域の側方における遮光性能を高められる。このような光吸収性材料としては、例えばポリシリコン膜等が挙げられ、遮光性材料としては、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)、Pb(鉛)等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等が挙げられる。更に、遮光性材料としては、例えばAl(アルミニウム)等のように光反射により遮光を行う材料でもよい。尚、走査線に配線としての機能を発揮させるべく、このような光吸収性材料や遮光性材料には、導電性が必要である。
【0014】
或いは本発明の第1電気光学装置の他の態様では、前記走査線は、光吸収性材料の層と遮光性材料の層とを含む積層体からなる。
【0015】
この態様によれば、本線部のうち溝内部分による光吸収及び遮光により、チャネル領域の側方における遮光性能を高められる。この場合には、走査線に配線としての機能を発揮させるべく、このような光吸収性材料や遮光性材料の少なくとも一方には、導電性が必要である。
【0016】
これらの光吸収性材料の層に係る態様では、前記走査線のうち前記光吸収性材料の層及び前記遮光性材料の層の少なくとも一方が、少なくとも部分的に前記溝内に配置されていてもよい。
【0017】
このように構成すれば、光吸収性材料の層及び前記遮光性材料の層の少なくとも一方を含んでなる溝内部分により、チャネル領域の側方における遮光性能を確実に高められる。
【0018】
これらの光吸収性材料の層に係る態様では、前記光吸収性材料の層は、前記半導体層を構成する主材と同一材料から形成されてもよい。
【0019】
このように構成すれば、例えばポリシリコン膜である薄膜トランジスタにおける半導体層と、本線部における溝内部分を構成する光吸収性材料が同一材料となるので、半導体層で吸収される光をより効果的に光吸収性材料で吸収させ、薄膜トランジスタの光リーク電流の発生をより効果的に低減できる。
【0020】
本発明の第1電気光学装置の他の態様では、前記走査線は、平面的に見て前記チャネル領域から前記第2方向に所定距離だけ外れた個所における前記本線部から前記半導体層を包囲するように延設された包囲部を更に有し、該包囲部は、少なくとも部分的に前記溝内に配置されている。
【0021】
この態様によれば、走査線は、平面的に見て半導体層を包囲する包囲部を有するので、基板面に対して斜めに進行する入射光及び戻り光、並びにこれらに基づく内面反射光及び多重反射光などの斜めの光が、チャネル領域及びチャネル隣接領域に入射するのを、当該包囲部による光吸収或いは光反射により、少なくとも部分的に阻止できる。
【0022】
尚、このような技術的効果に鑑み、本発明において「平面的に見て半導体層を包囲する」とは、平面的に見て半導体層の周囲に途切れなく延びるように包囲部を形成する意味の他、平面的に見て半導体層の周囲においてチャネル領域の下側からの光を多少なりとも遮光(反射或いは吸収)する限りにおいて、半導体層の周囲に若干の途切れを持って又は断続的に包囲部を形成する若しくは島状に点在する包囲部を形成する場合も含む広い意味である。
【0023】
この包囲部に係る態様では、前記包囲部は、平面的に見て前記半導体層のソース領域を包囲する第1包囲部と、平面的に見て前記半導体層のドレイン領域を包囲する第2包囲部とを含むように構成してもよい。
【0024】
このように構成すれば、チャネル領域のソース領域側では第1包囲部による遮光が行なわれ、チャネル領域のドレイン領域側では第2包囲部による遮光が行なわれる。従って、半導体層のうちソース領域からチャネル領域を介してドレイン領域に至る、チャネル領域を中心とする比較的広範な領域を包囲部によりグルリと覆うことができる。この結果、基板面に対していずれかの方向から斜めに進行する光(即ち、斜めの入射光、戻り光、内面反射光、多重反射光など)が、チャネル領域及びチャネル隣接領域に入射するのを、第1及び第2包囲部による光吸収或いは光反射により、少なくとも部分的に阻止できる。
【0025】
更にこの包囲部に係る態様では、前記半導体層のソース領域の一部及びドレイン領域の一部は夫々、コンタクトホール開孔領域とされており、前記包囲部は、前記コンタクトホール開孔領域を含めて前記半導体層を包囲するように構成してもよい。
【0026】
このように構成すれば、半導体層のソース領域やドレイン領域を、例えばデータ線、画素電極又は蓄積容量若しくはそれらに至る中継配線や中継層に、コンタクトホールを介して接続できる。そしてこの際特に、包囲部により、コンタクトホール開孔領域の周囲における遮光性能を向上させ得る。よって、コンタクトホールが設けられていても、信頼性の高い遮光を行なえる。
【0027】
本発明の第1電気光学装置の他の態様では、前記基板上に、少なくとも前記チャネル領域を下側から覆う下側遮光膜を更に備える。
【0028】
この態様によれば、比較的層間距離の小さい下側遮光膜と遮光膜として機能する走査線の本体部との間に、チャネル隣接領域やチャネル領域を挟持する構成が得られる。このため、いずれかの方向に傾斜する斜めの光に対して非常に高い遮光性能が得られる。
【0029】
この態様では、前記下側遮光膜は、電気的絶縁性材料から形成されていると共に前記第1方向及び前記第2方向に夫々延びる格子状の平面パターンを有し、前記溝は、少なくとも部分的に前記下側遮光膜に到達しており、前記溝内部分は、その先端側において少なくとも部分的に前記下側遮光膜に接触しているように構成してもよい。
【0030】
このように構成すれば、格子状の平面パターンを有する下側遮光膜により、戻り光に対する遮光性能を高めることができ、しかも、この下側遮光膜と溝内部分とが接触する構造により、両者間の隙間から斜めの入射光や戻り光がチャネル領域に到達する可能性を低減できる。他方、このように走査線の一部をなす溝内部分を格子状の平面パターンを有する下側遮光膜に接触させても、下側遮光膜は電気的絶縁性材料からなるので、走査線同士における下側遮光膜を介しての短絡やクロストークを未然防止できる。
【0031】
本発明の第2電気光学装置は上記課題を解決するために、基板上に、画素電極と、該画素電極に電気的に接続されており、チャネル領域を含むと共に第1方向に長手状に延びる半導体層を有する薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタに電気的に接続された走査線とを備えており、前記走査線は、前記チャネル領域にゲート絶縁膜を介して対向配置された前記薄膜トランジスタのゲート電極を含むと共に平面的に見て前記第1方向と交差する第2方向に延びる本線部を有し、該本線部は、前記第2方向に延びると共に前記基板上に掘られた溝内に配置された溝内部分及び前記第2方向に延びると共に前記溝外に配置された溝外部分を含んでなる。
【0032】
本発明の第2電気光学装置によれば、走査線を介して走査信号を供給しつつ画素電極をこれに電気的に接続された薄膜トランジスタによりスイッチング制御することにより、アクティブマトリクス駆動方式による駆動を行なえる。そして走査線は、平面的に見て第2方向に延びる本線部を有する。ここで特に、この本線部が、第2方向に夫々延びる溝内部分及び溝外部分を含んでなるので、第2方向に垂直な断面における溝内部分及び溝外部分の合計断面積に応じて走査線の配線抵抗を低められる。例えば、液晶の配向不良等の電気光学物質の動作不良との関係から、液晶等の電気光学物質の層厚を規定する基板表面において許容される段差に一定限界があることに鑑みれば、平坦面上に成膜される伝統的な走査線や、溝内に完全に埋め込まれる走査線と比較して、基板上の積層構造における合計膜厚に対して走査線の断面積を増加させることが可能な本発明の如き構造は、実用上大変有利である。
【0033】
このように走査線の配線抵抗を低めることにより、走査信号の信号遅延によるクロストーク、フリッカ等の発生を低減でき、最終的には、電気光学装置の高精細化或いは画素ピッチの微細化を図りつつ高品位の画像を表示可能となる。
【0034】
尚、本発明では、このように走査線の本線部が部分的に配置される溝は、基板に直接掘ってもよいし、基板上に積層された下地絶縁膜に掘ってもよい。
【0035】
本発明の第2電気光学装置の一の態様では、前記基板上に、少なくとも前記チャネル領域を下側から覆うと共に導電性材料からなる下側遮光膜を更に備えており、前記下側遮光膜は、前記第2方向に延びるストライプ状に設けられ、前記第2方向に沿った領域で又は前記第2方向に沿って並ぶ複数箇所で前記本線部に電気的に接続されている。
【0036】
この態様によれば、下側遮光膜により戻り光に対する耐光性を高められる。しかも、このような下側遮光膜は、導電性材料からなると共に本線部に並んでストライプ状に延びており、本線部に電気的に接続されることで、本線部の冗長配線としても機能する。即ち走査線をより一層低抵抗化できる。
【0037】
本発明の第1又は第2電気光学装置における下側遮光膜に係る態様では、前記溝は、前記下側遮光膜に到達していなくてもよい。
【0038】
このように構成すれば、走査線の配線としての機能が、下側遮光膜における導電性や形状によって左右されることはない。
【0039】
本発明の第1又は第2電気光学装置における下側遮光膜に係る態様では、平面的に見て前記走査線は、前記下側遮光膜より輪郭が小さいように構成してもよい。
【0040】
このように構成すれば、走査線は下側遮光膜より輪郭が小さいので、下方からの戻り光のうち、下側遮光膜の脇を抜けて走査線の下面で反射する成分を低減できる。即ち、下方からの戻り光からなる内面反射光或いは多重反射光を極力低減できる。従って、最終的には遮光性能をより一層高められる。
【0041】
本発明の第1又は第2電気光学装置における下側遮光膜に係る態様では、前記基板上に、少なくとも前記チャネル領域を上側から覆う上側遮光膜を更に備え、平面的に見て前記下側遮光膜は、前記上側遮光膜よりも輪郭が小さいように構成してもよい。
【0042】
このように構成すれば、下側遮光膜は上側遮光膜より輪郭が小さいので、上方から入射した光のうち、上側遮光膜の脇を抜けて下側遮光膜の上面で反射する成分を低減できる。即ち、上方からの入射光からなる内面反射光或いは多重反射光を極力低減できる。他方、下方からの戻り光は、下側遮光膜の脇を抜けて上側遮光膜の下面で若干反射するが、戻り光強度は入射光強度と比べて遥かに低いので、全体として、遮光性能をより一層高められる。
【0043】
本発明の第1又は第2電気光学装置における下側遮光膜に係る態様では、前記基板上に、少なくとも前記チャネル領域を上側から覆う上側遮光膜を更に備え、平面的に見て前記走査線は、前記上側遮光膜よりも輪郭が小さいように構成してもよい。
【0044】
このように構成すれば、走査線は上側遮光膜より輪郭が小さいので、上方からの入射光のうち、上側遮光膜の脇を抜けて走査線の上面で反射する成分を低減できる。即ち、上方からの入射光からなる内面反射光或いは多重反射光を極力低減できる。従って、最終的には遮光性能をより一層高められる。
【0045】
本発明の投射型表示装置の態様は、光源と、請求項1から16のいずれか1つの電気光学装置でなるライトバルブと、前記光源から発光した光を前記ライトバルブに導光する導光部材と、前記ライトバルブで変調された光を投射する投射光学部材とを有することを特徴とする。
【0046】
このように構成すれば、耐光性に優れると共に走査線の低抵抗化が可能となり、明るく高品位の画像表示が可能となる。
【0047】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。
【0048】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態は、本発明の電気光学装置を液晶装置に適用したものである。
【0049】
(第1実施形態)
先ず本発明の第1実施形態の電気光学装置について、図1から図6を参照して説明する。図1は、電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。図2は、データ線、走査線、画素電極等が形成されたTFTアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。図3は、図2のA−A’断面図であり、図4は、TFTアレイ基板側の積層構造を抜粋して示す図2のB−B’断面図である。更に、図5は、第1実施形態の一変形形態におけるTFTアレイ基板側の積層構造を抜粋して示す図2のB−B’断面図であり、図6は、第1実施形態の他の変形形態におけるTFTアレイ基板側の積層構造を抜粋して示す図2のB−B’断面図である。尚、図3から図6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。
【0050】
図1において、本実施形態における電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素には夫々、画素電極9aと当該画素電極9aをスイッチング制御するためのTFT30とが形成されており、画像信号が供給されるデータ線6aが当該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良い。また、TFT30のゲートに走査線3aが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線3a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を所定のタイミングで書き込む。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、後述する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、階調表示を可能にする。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、全体として電気光学装置からは画像信号に応じたコントラストを持つ光が出射する。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極9aと対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70を付加する。
【0051】
図2において、電気光学装置のTFTアレイ基板上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極9a(点線部9a’により輪郭が示されている)が設けられており、画素電極9aの縦横の境界に各々沿ってデータ線6a及び走査線3aが設けられている。
【0052】
また、半導体層1aのうち図2中右上がりの斜線領域で示したチャネル領域1a’に対向するように走査線3aが配置されており、走査線3aはゲート電極を含む。
【0053】
特に本実施形態では、走査線3aは、図2中左右に直線状に延びるその本線部から、チャネル領域1a’に対向するゲート電極部分が下側に幅広に広がっている。そして、走査線3a下には、走査線3aの本線部に沿って溝401が図2中右下がりの領域に掘られている。この溝401及び溝401内に配置された走査線3aの溝内部分の構成及び作用効果については、後に図4から図6を参照して詳述する。
【0054】
このように、走査線3aとデータ線6aとの交差する個所には夫々、チャネル領域1a’に走査線3aの一部がゲート電極として対向配置された画素スイッチング用のTFT30が設けられている。
【0055】
図2及び図3に示すように、蓄積容量70は、TFT30の高濃度ドレイン領域1e及び画素電極9aに接続された画素電位側容量電極としての中継層71と、固定電位側容量電極としての容量線300の一部とが、誘電体膜75を介して対向配置されることにより形成されている。
【0056】
容量線300は、例えば金属又は合金を含む導電性の遮光膜からなり上側遮光膜(内蔵遮光膜)の一例を構成すると共に固定電位側容量電極としても機能する。容量線300は、例えばTi、Cr、W、Ta、Mo、Pb等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなる。或いは、容量線300は、Al(アルミニウム)、Ag(銀)等の他の金属を含んでもよい。但し、容量線300は、例えば導電性のポリシリコン膜等からなる第1膜と高融点金属を含む金属シリサイド膜等からなる第2膜とが積層された多層構造を持ってもよい。
【0057】
中継層71は、例えば導電性のポリシリコン膜からなり画素電位側容量電極として機能する。中継層71は、画素電位側容量電極としての機能の他、上側遮光膜としての容量線300とTFT30との間に配置される光吸収層としての機能を持ち、更に、画素電極9aとTFT30の高濃度ドレイン領域1eとを中継接続する機能を持つ。但し、中継層71も、容量線300と同様に、金属又は合金を含む単一層膜若しくは多層膜から構成してもよい。
【0058】
容量線300は平面的に見て、走査線3aに沿ってストライプ状に伸びており、TFT30に重なる個所が図2中上下に突出している。そして、図2中縦方向に夫々延びるデータ線6aと図2中横方向に夫々延びる容量線300とが相交差して形成されることにより、TFTアレイ基板10上におけるTFT30の上側に、平面的に見て格子状の上側遮光膜(内蔵遮光膜)が構成されており、各画素の開口領域を規定している。
【0059】
図2及び図3に示すように、TFTアレイ基板10上におけるTFT30の下側には、下側遮光膜11aが格子状に設けられている。
【0060】
下側遮光膜11aは、前述の如く上側遮光膜の一例を構成する容量線300と同様に、例えば、Ti、Cr、W、Ta、Mo、Pb等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなる。
【0061】
また図3において、容量電極としての中継層71と容量線300との間に配置される誘電体膜75は、例えば膜厚5〜200nm程度の比較的薄いHTO(High Temperature Oxide)膜、LTO(Low Temperature Oxide)膜等の酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、或いは酸窒化シリコン膜等あるいはこれらの積層膜から構成される。蓄積容量70を増大させる観点からは、膜の信頼性が十分に得られる限りにおいて、誘電体膜75は薄い程良い。
【0062】
また容量線300は、画素電極9aが配置された画像表示領域からその周囲に延設され、定電位源と電気的に接続されて、固定電位とされる。係る定電位源としては、TFT30を駆動するための走査信号を走査線3aに供給するための後述の走査線駆動回路や画像信号をデータ線6aに供給するサンプリング回路を制御する後述のデータ線駆動回路に供給される正電源や負電源の定電位源でもよいし、対向基板20の対向電極21に供給される定電位でも構わない。更に、下側遮光膜11aについても、その電位変動がTFT30に対して悪影響を及ぼすことを避けるために、容量線300と同様に、画像表示領域からその周囲に延設して定電位源に接続するとよい。
【0063】
画素電極9aは、中継層71を中継することにより、コンタクトホール83及び85を介して半導体層1aのうち高濃度ドレイン領域1eに電気的に接続されている。即ち、本実施形態では、中継層71は、蓄積容量70の画素電位側容量電極としての機能及び光吸収層としての機能に加えて、画素電極9aをTFT30へ中継接続する機能を果たす。このように中継層71を利用すれば、層間距離が例えば2000nm程度に長くても、両者間を一つのコンタクトホールで接続する技術的困難性を回避しつつ比較的小径の二つ以上の直列なコンタクトホールで両者間を良好に接続でき、画素開口率を高めること可能となり、コンタクトホール開孔時におけるエッチングの突き抜け防止にも役立つ。
【0064】
図2及び図3において、電気光学装置は、透明なTFTアレイ基板10と、これに対向配置される透明な対向基板20とを備えている。TFTアレイ基板10は、例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板からなり、対向基板20は、例えばガラス基板や石英基板からなる。
【0065】
図3に示すように、TFTアレイ基板10には、画素電極9aが設けられており、その上側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜16が設けられている。画素電極9aは例えば、ITO(Indium Tin Oxide)膜などの透明導電性膜からなる。また配向膜16は例えば、ポリイミド膜などの有機膜からなる。
【0066】
他方、対向基板20には、その全面に渡って対向電極21が設けられており、その下側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜22が設けられている。対向電極21は例えば、ITO膜などの透明導電性膜からなる。また配向膜22は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。
【0067】
対向基板20には、格子状又はストライプ状の遮光膜を設けるようにしてもよい。このような構成を採ることで、前述の如く上側遮光膜を構成する容量線300及びデータ線6aと共に当該対向基板20上の遮光膜により、対向基板20側からの入射光がチャネル領域1a’や低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1cに侵入するのを、より確実に阻止できる。更に、このような対向基板20上の遮光膜は、少なくとも入射光が照射される面を高反射な膜で形成することにより、電気光学装置の温度上昇を防ぐ働きをする。尚、このように対向基板20上の遮光膜は好ましくは、平面的に見て容量線300とデータ線6aとからなる遮光層の内側に位置するように形成する。これにより、対向基板20上の遮光膜により、各画素の開口率を低めることなく、このような遮光及び温度上昇防止の効果が得られる。
【0068】
このように構成された、画素電極9aと対向電極21とが対面するように配置されたTFTアレイ基板10と対向基板20との間には、後述のシール材により囲まれた空間に電気光学物質の一例である液晶が封入され、液晶層50が形成される。液晶層50は、画素電極9aからの電界が印加されていない状態で配向膜16及び22により所定の配向状態をとる。液晶層50は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなる。シール材は、TFTアレイ基板10及び対向基板20をそれらの周辺で貼り合わせるための、例えば光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂からなる接着剤であり、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或いはガラスビーズ等のギャップ材が混入されている。
【0069】
更に、画素スイッチング用TFT30の下には、下地絶縁膜12が設けられている。下地絶縁膜12は、下側遮光膜11aからTFT30を層間絶縁する機能の他、TFTアレイ基板10の全面に形成されることにより、TFTアレイ基板10の表面の研磨時における荒れや、洗浄後に残る汚れ等で画素スイッチング用TFT30の特性の劣化を防止する機能を有する。
【0070】
図3において、画素スイッチング用TFT30は、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有しており、走査線3a、当該走査線3aからの電界によりチャネルが形成される半導体層1aのチャネル領域1a’、走査線3aと半導体層1aとを絶縁するゲート絶縁膜を含む絶縁膜2、半導体層1aの低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1c、半導体層1aの高濃度ソース領域1d並びに高濃度ドレイン領域1eを備えている。
【0071】
走査線3a上には、高濃度ソース領域1dへ通じるコンタクトホール81及び高濃度ドレイン領域1eへ通じるコンタクトホール83が各々開孔された第1層間絶縁膜41が形成されている。
【0072】
第1層間絶縁膜41上には中継層71及び容量線300が形成されており、これらの上には、高濃度ソース領域1d及び中継層71へ夫々通じるコンタクトホール81及びコンタクトホール85が各々開孔された第2層間絶縁膜42が形成されている。
【0073】
第2層間絶縁膜42上にはデータ線6aが形成されており、これらの上には、中継層71へ通じるコンタクトホール85が形成された第3層間絶縁膜43が形成されている。画素電極9aは、このように構成された第3層間絶縁膜43の上面に設けられている。
【0074】
本実施形態では、図3に示したように多数の所定パターンの導電層を積層することにより、画素電極9aの下地面(即ち、第3層間絶縁膜43の表面)におけるデータ線6aや走査線3aに沿った領域に段差が生じるのを、第3層間絶縁膜43の表面を平坦化処理することで緩和している。例えば、CMP(Chemical Mechanical Polishing)処理等で研磨することにより、或いは有機SOG(Spin On Glass)を用いて平らに形成することで緩和している。このように配線、素子等が存在する領域と存在しない領域との間における段差を緩和することにより、最終的には段差に起因した液晶の配向不良等の画像不良を低減できる。但し、このように第3層間絶縁膜43に平坦化処理を施すのに代えて又は加えて、TFTアレイ基板10、下地絶縁膜12、第1層間絶縁膜41及び第2層間絶縁膜42のうち少なくとも一つに溝を掘って、データ線6a等の配線やTFT30等を埋め込むことにより平坦化処理を行ってもよい。
【0075】
次に、図4から図6を参照して、上述した電気光学装置の実施形態における、下地絶縁膜12に形成された溝401及びこの溝401内に配置された走査線3aの溝内部分の構成及び作用効果について詳述する。
【0076】
図2及び図4に示すように、第1実施形態では、走査線3aは、溝401内に配置されると共にチャネル領域1a’及びその隣接領域を側方から部分的に覆う溝内部分を含んでなる。従って、基板面に対して斜めに進行する入射光及び特に裏面に対して斜めに進行する戻り光、並びにこれらに基づく内面反射光及び多重反射光などの斜めの光が、チャネル領域1a’及びその隣接領域に入射するのを、この溝内部分による光吸収或いは光反射により、部分的に阻止できる。このように耐光性を高めることにより、強力な入射光や戻り光が入射するような過酷な条件下にあっても光リーク電流の低減されたTFT30により画素電極9aを良好にスイッチング制御できる。
【0077】
加えて本実施形態では、容量線300及びデータ線6aからなる上側遮光膜と,下側遮光膜11aとの間に、このような側方からの遮光機能を高める溝内部分を含む走査線3aが位置する。従って、比較的層間距離の小さい下側遮光膜11aと上側遮光膜との間に半導体層1a及び走査線3aを挟持する構成が得られるので、基板面に垂直な光に対しては基本的に、非常に高い遮光性能が得られる。そして特に、基板面に対して斜めに進行する入射光及び戻り光、並びにこれらに基づく内面反射光及び多重反射光などの斜めの光が発生した場合にも、その一部は、半導体層1aに到達する前段階で、走査線3aの溝内部分による光吸収或いは光反射により低光強度の光にまで減衰可能となる。
【0078】
ここで第1実施形態では、図2から図4に示した如く各種遮光膜によりTFT30に対する遮光を上下から行なっているので、走査線3aを溝401内に部分的に配置する必要性は無いようにも考えられる。しかしながら、入射光は、基板10に対して斜め方向から入射する斜め光を含んでいる。例えば入射角が垂直から10度〜15度位までずれる成分を10%程度含んでいる。更に、戻り光は、一般に、より角度の付いた斜め光を含んでいる。このため、斜め光が、基板10の上面や下側遮光膜11aの上面等で反射されて、或いは上側遮光膜の下面等で反射されて、更にこれらが当該電気光学装置内の他の界面で反射されて、内面反射光・多重反射光が生成される。従って、TFT30の上下に各種遮光膜を備えていても、両者間の隙間を介して進入する斜めの光は存在し得るので、本実施形態の如く、半導体層1aの脇で遮光を行なう走査線3aの溝内部分による遮光の効果は大きいといえる。
【0079】
仮に本実施形態の構成において、溝401が存在しなかったとすれば、斜めの光は、蓄積容量70の内面で反射されて半導体層1aに到達するので、TFT30にける光リーク電流の発生が顕著になってしまうのである。
【0080】
更に本実施形態では、走査線3aは、溝401内に配置された溝内部分に加えて、溝401外に配置された溝外部分を含んでなる。そして、これらの溝内部分及び溝外部分の両者が、走査線3aに添って延びているので、走査線3aの延設方向に垂直な断面における走査線3aの合計断面積は、例えば平坦面上に成膜される伝統的な走査線や、溝内に完全に埋め込まれる走査線と比較して、顕著に大きくなる。特に、液晶の配向不良との関係から、液晶層50の層厚を規定する第3層間絶縁膜43の表面において許容される段差を一定以下に抑える必要性があることに鑑みれば、このように基板10上の積層構造における合計膜厚に対して走査線3aの断面積を相対的に増加させることが可能な本実施形態の如き構造は、実用上大変有利である。
【0081】
このように溝401により断面積を増加させることにより走査線3aの配線抵抗を低めることにより、走査信号の信号遅延によるクロストーク、フリッカ等の発生を低減できる。
【0082】
尚、本実施形態では、溝401は、基板10にエッチングで溝を掘ることにより、形成してもよいし、下地絶縁膜12にエッチングで溝を掘ることにより形成してもよし、基板10及び下地絶縁膜12に夫々エッチングして同一位置又は若干ずれた位置に溝を掘ることにより形成してもよい。また、溝401には、若干のテーパを設けてもよいし、設けなくてもよく、このような溝401を掘る際には、ドライエッチング、ウエットエッチング、又はこれらの組み合わせを用いればよい。
【0083】
以上図2から図4を参照して説明したように、本実施形態の電気光学装置によれば、溝401を設けると共にこの中に走査線3aの一部を配置することにより、一方で、耐光性を高められ、強力な入射光や戻り光が入射するような過酷な条件下にあっても光リーク電流の低減されたTFT30により画素電極9aを良好にスイッチング制御でき、他方で、走査線3aの低抵抗化を図ることができ、最終的には、明るく高コントラストの画像を表示できる。
【0084】
更に以上説明した実施形態では、画素スイッチング用TFT30は、好ましくは図3に示したようにLDD構造を持つが、低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1cに不純物の打ち込みを行わないオフセット構造を持ってよいし、走査線3aの一部からなるゲート電極をマスクとして高濃度で不純物を打ち込み、自己整合的に高濃度ソース及びドレイン領域を形成するセルフアライン型のTFTであってもよい。また本実施形態では、画素スイッチング用TFT30のゲート電極を高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1e間に1個のみ配置したシングルゲート構造としたが、これらの間に2個以上のゲート電極を配置してもよい。このようにデュアルゲート或いはトリプルゲート以上でTFTを構成すれば、チャネルとソース及びドレイン領域との接合部のリーク電流を防止でき、オフ時の電流を低減することができる。
【0085】
ここで図5に示すように、第1実施形態の変形形態として、遮光性材料からなる第1層311及び光吸収性材料からなる第2層312を含む積層体からなる走査線3a’を形成してもよい。この場合、第1層311は、例えば、WSi、TiSi等からなる。第2層312は、例えばSiGe、或いは半導体層1aと同一層たるポリシリコン膜等からなる。このように走査線3a’を形成しても、走査線3a’のうち溝401内に配置された溝内部分に応じて、チャネル領域1a’及びその隣接領域に対する遮光性能を高められると共に走査線の配線抵抗を低められる。また、SiGe等からなる第2層312は、TFT30においてゲート酸化膜に対向配置されるゲート電極としても良好に機能し得る。尚、第1層311と第2層312との積層順は、上下逆でもよい。
【0086】
或いは、図6に示すように、第1実施形態の変形形態として、溝401を完全に埋めないように走査線3a”を形成してもよい。このように走査線3a”を形成しても、走査線3a”のうち溝401内に配置された溝内部分に応じて、チャネル領域1a’及びその隣接領域に対する遮光性能を高められると共に走査線の配線抵抗を低められる。
【0087】
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態における電気光学装置について、図7から図9を参照して説明する。第2実施形態における各種素子、配線等の等価回路は、図1に示した第1実施形態の場合と同様である。図7は、第2実施形態における走査線3a、半導体層1a及び溝402を抜粋して示す画素部における部分拡大平面図であり、図8は、図7のB−B’断面図であり、図9は、第2実施形態の変形形態における図7のB−B’断面図である。尚、図8及び図9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、図7から図9において、上述した第1実施形態と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、それらの説明は適宜省略する。
【0088】
図7及び図8に示すように、第2実施形態では、溝402の平面形状(図7で、右下がりの斜線領域)が走査線3aに沿って長手状に延びる矩形であり且つ平面的に見て溝402の輪郭は走査線3aの輪郭内に含まれている。そして、溝402内は、走査線3aにより充填されている。その他の構成については、上述した第1実施形態の場合と同様である。
【0089】
従って第2実施形態によれば、溝402内に配置された走査線3aの溝内部分に応じて、チャネル領域1a’及びその隣接領域に対する遮光性能を高められると共に走査線の配線抵抗を低められる。
【0090】
このような第2実施形態は、第1実施形態の製造プロセスにおいて、溝をエッチングする際に用いるマスクパターンに若干の変更を加えれば製造できる。
【0091】
尚、図9に示すように第2実施形態の変形形態として、第1実施形態における図5に示した変形例の場合と同様に、遮光性材料からなる第1層321及び光吸収性材料からなる第2層322を含む積層体からなる走査線3a’を形成してもよい。或いは、前述した第1実施形態における図6に示した変形例の場合と同様に、溝402を完全に埋めないように走査線3aを形成してもよい。
【0092】
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態における電気光学装置について、図10から図12を参照して説明する。第3実施形態における各種素子、配線等の等価回路は、図1に示した第1実施形態の場合と同様である。図10は、第3実施形態における走査線3a、半導体層1a及び溝403を抜粋して示す画素部における部分拡大平面図であり、図11は、図10のB−B’断面図であり、図12は、第3実施形態の変形形態における図10のB−B’断面図である。尚、図11及び図12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、図10から図12において、上述した第1実施形態と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、それらの説明は適宜省略する。
【0093】
図10及び図11に示すように、第3実施形態では、溝403の平面形状(図10で、右下がりの斜線領域)が走査線3aに沿って長手状に延びる矩形であり且つ平面的に見て溝403の輪郭は走査線3aの上面の輪郭から図10中下側にはみ出している。そして、溝403内は、走査線3aにより充填されている。尚、図10における走査線3aを示す実線は、走査線3aの溝外部分の上面の輪郭を示している。その他の構成については、上述した第1実施形態の場合と同様である。
【0094】
従って第3実施形態によれば、溝403内に配置された走査線3aの溝内部分に応じて、チャネル領域1a’及びその隣接領域に対する遮光性能を高められると共に走査線の配線抵抗を低められる。
【0095】
このような第3実施形態は、第1実施形態の製造プロセスにおいて、溝をエッチングする際に用いるマスクパターンに若干の変更を加えれば製造できる。
【0096】
尚、図12に示すように第3実施形態の変形形態として、第1実施形態における図5に示した変形例の場合と同様に、遮光性材料からなる第1層331及び光吸収性材料からなる第2層332を含む積層体からなる走査線3a’を形成してもよい。或いは、前述した第1実施形態における図6に示した変形例の場合と同様に、溝403を完全に埋めないように走査線3aを形成してもよい。
【0097】
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態における電気光学装置について、図13から図15を参照して説明する。第4実施形態における各種素子、配線等の等価回路は、図1に示した第1実施形態の場合と同様である。図13は、第4実施形態における走査線3a、半導体層1a及び溝404を抜粋して示す画素部における部分拡大平面図であり、図14は、図13のB−B’断面図であり、図15は、第4実施形態の変形形態における図13のB−B’断面図である。尚、図14及び図15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、図13から図15において、上述した第1実施形態と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、それらの説明は適宜省略する。
【0098】
図13及び図14に示すように、第4実施形態では、溝404の平面形状(図13で、右下がりの斜線領域)が走査線3aに沿って長手状に延びる矩形であり且つ平面的に見て溝404の輪郭は走査線3aのうち本線部の輪郭とほぼ重なっている。そして、溝404内は、走査線3aにより充填されている。その他の構成については、上述した第1実施形態の場合と同様である。
【0099】
従って第4実施形態によれば、溝404内に配置された走査線3aの溝内部分に応じて、チャネル領域1a’及びその隣接領域に対する遮光性能を高められると共に走査線の配線抵抗を低められる。
【0100】
このような第4実施形態は、第1実施形態の製造プロセスにおいて、溝をエッチングする際に用いるマスクパターンに若干の変更を加えれば製造できる。
【0101】
尚、図15に示すように第4実施形態の変形形態として、第1実施形態における図5に示した変形例の場合と同様に、遮光性材料からなる第1層341及び光吸収性材料からなる第2層342を含む積層体からなる走査線3a’を形成してもよい。或いは、前述した第1実施形態における図6に示した変形例の場合と同様に、溝404を完全に埋めないように走査線3aを形成してもよい。
【0102】
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態における電気光学装置について、図16を参照して説明する。第5実施形態における各種素子、配線等の等価回路は、図1に示した第1実施形態の場合と同様である。図16は、第5実施形態における走査線3a、半導体層1a及び溝405を抜粋して示す画素部における部分拡大平面図である。また、図16において、上述した第1実施形態と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、それらの説明は適宜省略する。
【0103】
図16に示すように、第5実施形態では、溝405の平面形状(図16で、右下がりの斜線領域)は、全体に走査線3aに沿って長手状に延びると共にその両端において半導体層1aのチャネル領域1a’に沿って突出している。そして、溝405内は、走査線3aにより充填されている。尚、図16における走査線3aを示す実線は、走査線3aの溝外部分の上面の輪郭を示している。その他の構成については、上述した第1実施形態の場合と同様である。
【0104】
従って第5実施形態によれば、溝405内に配置された走査線3aの溝内部分に応じて、チャネル領域1a’及びその隣接領域に対する遮光性能を高められると共に走査線の配線抵抗を低められる。
【0105】
このような第5実施形態は、第1実施形態の製造プロセスにおいて、溝をエッチングする際に用いるマスクパターンに若干の変更を加えれば製造できる。
【0106】
尚、第5実施形態の変形形態として、前述した第1実施形態における図5に示した変形例の場合と同様に、遮光性材料及び光吸収性材料から夫々なる層を含む積層体からなる走査線3aを形成してもよい。或いは、前述した第1実施形態における図6に示した変形例の場合と同様に、溝405を完全に埋めないように走査線3aを形成してもよい。
【0107】
(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態における電気光学装置について、図17を参照して説明する。第6実施形態における各種素子、配線等の等価回路は、図1に示した第1実施形態の場合と同様である。図17は、第6実施形態における走査線3a、半導体層1a及び溝406を抜粋して示す画素部における部分拡大平面図である。また、図17において、上述した第1実施形態と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、それらの説明は適宜省略する。
【0108】
図17に示すように、第6実施形態では、溝406の平面形状(図17で、右下がりの斜線領域)は、全体に走査線3aに沿って長手状に延びると共に各半導体層1aを包囲する包囲部を含んでなる。そして、溝406内は、走査線3aにより充填されている。尚、図17における走査線3aを示す実線は、走査線3aの溝外部分の上面の輪郭を示している。また半導体層1aは、コンタクトホール81及び83が形成される領域も、チャネル領域1a’と同じく比較的幅狭に形成されており、これにより走査線3aからなる包囲部が必要以上に広がって、各画素の開口領域を狭める事態を防止している。その他の構成については、上述した第1実施形態の場合と同様である。
【0109】
従って第6実施形態によれば、溝406内に配置された走査線3aの溝内部分に応じて、チャネル領域1a’及びその隣接領域に対する遮光性能を高められると共に走査線の配線抵抗を低められる。
【0110】
このような第6実施形態は、第1実施形態の製造プロセスにおいて、溝をエッチングする際に用いるマスクパターンに若干の変更を加えれば製造できる。
【0111】
尚、第6実施形態の変形形態として、前述した第1実施形態における図5に示した変形例の場合と同様に、遮光性材料及び光吸収性材料から夫々なる層を含む積層体からなる走査線3aを形成してもよい。或いは、前述した第1実施形態における図6に示した変形例の場合と同様に、溝406を完全に埋めないように走査線3aを形成してもよい。
【0112】
(第7実施形態)
次に、本発明の第7実施形態における電気光学装置について、図18及び図19を参照して説明する。第7実施形態における各種素子、配線等の等価回路は、図1に示した第1実施形態の場合と同様である。図18は、第7実施形態における走査線3a、半導体層1a及び溝407、並びに下側遮光膜11a’を抜粋して示す画素部における部分拡大平面図であり、図19は、図18のB−B’断面図である。尚、図19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、図18及び図19において、上述した第1実施形態と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、それらの説明は適宜省略する。
【0113】
図18及び図19に示すように、第7実施形態では、溝407の平面形状(図18で、右下がりの斜線領域)が走査線3aに沿って長手状に延びる矩形であり且つ平面的に見て溝407の輪郭は走査線3aの輪郭内に含まれている。そして、溝407内は、走査線3aにより充填されている。他方、下側遮光膜11a’は、導電性の遮光膜からなり、走査線3aに沿ってストライプ状に形成されている。そして、溝407は、下地絶縁膜12を貫通して下側遮光膜11a’にまで到達しており、走査線3aと下側遮光膜11a’は接触している。その他の構成については、上述した第1実施形態の場合と同様である。
【0114】
従って第7実施形態によれば、溝407内に配置された走査線3aの溝内部分に応じて、チャネル領域1a’及びその隣接領域に対する遮光性能を高められると共に走査線の配線抵抗を低められる。しかも、導電性の下側遮光膜11a’が走査線3aの冗長配線としても機能するので、走査線3aの配線抵抗をより一層低抵抗化できる。また、下側遮光膜11a’は半導体層1aを全面的に下側から覆うように、ストライプ方向に対して直角方向に凸部を設けてもよい。
【0115】
このような第7実施形態は、第1実施形態の製造プロセスにおいて、溝をエッチングする際に用いるマスクパターンに若干の変更を加えれば製造できる。
【0116】
尚、第7実施形態の変形形態として、前述した第1実施形態における図5に示した変形例の場合と同様に、遮光性材料及び光吸収性材料から夫々なる層を含む積層体からなる走査線3aを形成してもよい。
【0117】
尚、上述した第1から第6実施形態の如き格子状の下側遮光膜11aを備えた構成において、下側遮光膜11aを電気的絶縁性材料から形成すると共に溝を第7実施形態の如く下側遮光膜11aまで到達するように構成してもよい。このように構成すれば、格子状の下側遮光膜11aにより、戻り光に対する遮光性能を高めることができ、しかも、走査線3aの溝内部分が下側遮光膜11aにまで到達する構造により、両者間の隙間から斜めの入射光や戻り光がチャネル領域に到達する可能性を低減できる。
【0118】
以上説明した第1から第6実施形態においては、図20(a)に示すように、平面的に見て、データ線6a及び容量線300からなる格子状の上側遮光膜は、格子状の下側遮光膜11aより輪郭が大きく且つ下側遮光膜11aは走査線3aよりも輪郭が大きいのが好ましい。或いは、以上説明した第7実施形態においては、図20(b)に示すように、平面的に見て、データ線6a及び容量線300からなる格子状の上側遮光膜は、走査線3aに沿って分断されたストライプ状の下側遮光膜11a’より輪郭が大きく且つ下側遮光膜11a’は走査線3aよりも輪郭が大きいのが好ましい。このように構成すれば、上方から入射した光のうち、上側遮光膜の脇を抜けて下側遮光膜11a又は11a’の上面で反射する成分を低減でき、上方からの入射光からなる内面反射光或いは多重反射光を極力低減できる。他方、下側遮光膜11a又は11a’は走査線3aよりも輪郭が大きいので、下方から入射した光のうち、下側遮光膜11a又は11a’の脇を抜けて走査線3aに入射する成分を極力低減できる。
【0119】
(電気光学装置の全体構成)
以上のように構成された各実施形態における電気光学装置の全体構成を図21及び図22を参照して説明する。尚、図21は、TFTアレイ基板10をその上に形成された各構成要素と共に対向基板20の側から見た平面図であり、図22は、図21のH−H’断面図である。
【0120】
図21において、TFTアレイ基板10の上には、シール材52がその縁に沿って設けられており、その内側に並行して、画像表示領域10aの周辺を規定する額縁としての遮光膜53が設けられている。シール材52の外側の領域には、データ線6aに画像信号を所定タイミングで供給することによりデータ線6aを駆動するデータ線駆動回路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おり、走査線3aに走査信号を所定タイミングで供給することにより走査線3aを駆動する走査線駆動回路104が、この一辺に隣接する2辺に沿って設けられている。走査線3aに供給される走査信号遅延が問題にならないのならば、走査線駆動回路104は片側だけでも良いことは言うまでもない。また、データ線駆動回路101を画像表示領域10aの辺に沿って両側に配列してもよい。更にTFTアレイ基板10の残る一辺には、画像表示領域10aの両側に設けられた走査線駆動回路104間をつなぐための複数の配線105が設けられている。また、対向基板20のコーナー部の少なくとも1箇所においては、TFTアレイ基板10と対向基板20との間で電気的に導通をとるための導通材106が設けられている。そして、図22に示すように、図21に示したシール材52とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板20が当該シール材52によりTFTアレイ基板10に固着されている。
【0121】
尚、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等に加えて、複数のデータ線6aに画像信号を所定のタイミングで印加するサンプリング回路、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電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
【0122】
以上図1から図22を参照して説明した実施形態では、データ線駆動回路101及び走査線駆動回路104をTFTアレイ基板10の上に設ける代わりに、例えばTAB(Tape Automated bonding)基板上に実装された駆動用LSIに、TFTアレイ基板10の周辺部に設けられた異方性導電フィルムを介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。また、対向基板20の投射光が入射する側及びTFTアレイ基板10の出射光が出射する側には各々、例えば、TN(Twisted Nematic)モード、VA(Vertically Aligned)モード、PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード/ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。
【0123】
以上説明した実施形態における電気光学装置は、プロジェクタに適用されるため、3枚の電気光学装置がRGB用のライトバルブとして各々用いられ、各ライトバルブには各々RGB色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が投射光として各々入射されることになる。従って、各実施形態では、対向基板20に、カラーフィルタは設けられていない。しかしながら、画素電極9aに対向する所定領域にRGBのカラーフィルタをその保護膜と共に、対向基板20上に形成してもよい。このようにすれば、プロジェクタ以外の直視型や反射型のカラー電気光学装置について、各実施形態における電気光学装置を適用できる。また、対向基板20上に1画素1個対応するようにマイクロレンズを形成してもよい。あるいは、TFTアレイ基板10上のRGBに対向する画素電極9a下にカラーレジスト等でカラーフィルタ層を形成することも可能である。このようにすれば、入射光の集光効率を向上することで、明るい電気光学装置が実現できる。更にまた、対向基板20上に、何層もの屈折率の相違する干渉層を堆積することで、光の干渉を利用して、RGB色を作り出すダイクロイックフィルタを形成してもよい。このダイクロイックフィルタ付き対向基板によれば、より明るいカラー電気光学装置が実現できる。
【0124】
(電子機器の実施形態)
次に、以上詳細に説明した電気光学装置をライトバルブとして用いた電子機器の一例たる投射型カラー表示装置の実施形態について、その全体構成、特に光学的な構成について説明する。ここに図23は、投射型カラー表示装置の図式的断面図である。
【0125】
図23において、本実施形態における投射型カラー表示装置の一例たる液晶プロジェクタ1100は、駆動回路がTFTアレイ基板上に搭載された液晶装置100を含む液晶モジュールを3個用意し、夫々RGB用のライトバルブ100R、100G及び100Bとして用いたプロジェクタとして構成されている。液晶プロジェクタ1100では、メタルハライドランプ等の白色光源のランプユニット1102から投射光が発せられると、3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原色に対応する光成分R、G、Bに分けられ、各色に対応するライトバルブ100R、100G及び100Bに夫々導かれる。この際特にB光は、長い光路による光損失を防ぐために、入射レンズ1122、リレーレンズ1123及び出射レンズ1124からなるリレーレンズ系1121を介して導かれる。そして、ライトバルブ100R、100G及び100Bにより夫々変調された3原色に対応する光成分は、ダイクロイックプリズム1112により再度合成された後、投射レンズ1114を介してスクリーン1120にカラー画像として投射される。
【0126】
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なう電気光学装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の電気光学装置における画像表示領域を構成するマトリクス状の複数の画素に設けられた各種素子、配線等の等価回路である。
【図2】第1実施形態の電気光学装置におけるデータ線、走査線、画素電極等が形成されたTFTアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。
【図3】第1実施形態における図2のA−A’断面図である。
【図4】第1実施形態におけるTFTアレイ基板側の積層構造を抜粋して示す図2のB−B’断面図である。
【図5】第1実施形態の一変形形態におけるTFTアレイ基板側の積層構造を抜粋して示す図2のB−B’断面図である。
【図6】第1実施形態の他の変形形態におけるTFTアレイ基板側の積層構造を抜粋して示す図2のB−B’断面図である。
【図7】第2実施形態における走査線、半導体層及び溝を抜粋して示す画素部における部分拡大平面図である。
【図8】図7のB−B’断面図である。
【図9】第2実施形態の変形形態における図7のB−B’断面図である。
【図10】第3実施形態における走査線、半導体層及び溝を抜粋して示す画素部における部分拡大平面図である。
【図11】図10のB−B’断面図である。
【図12】第3実施形態の変形形態における図10のB−B’断面図である。
【図13】第4実施形態における走査線、半導体層及び溝を抜粋して示す画素部における部分拡大平面図である。
【図14】図13のB−B’断面図である。
【図15】第4実施形態の変形形態における図13のB−B’断面図である。
【図16】第5実施形態における走査線、半導体層及び溝を抜粋して示す画素部における部分拡大平面図である。
【図17】第6実施形態における走査線、半導体層及び溝を抜粋して示す画素部における部分拡大平面図である。
【図18】第7実施形態における走査線、半導体層及び溝、並びに下側遮光膜を抜粋して示す画素部における部分拡大平面図である。
【図19】図18のB−B’断面図である。
【図20】各実施形態における上側遮光膜、走査線及び下側遮光膜間の好ましい大小関係を示す平面図である。
【図21】実施形態の電気光学装置における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見た平面図である。
【図22】図21のH−H’断面図である。
【図23】本発明の電子機器の実施形態である投射型カラー表示装置の一例たるカラー液晶プロジェクタを示す図式的断面図である。
【符号の説明】
1a…半導体層
1a’…チャネル領域
1b…低濃度ソース領域
1c…低濃度ドレイン領域
1d…高濃度ソース領域
1e…高濃度ドレイン領域
2…絶縁膜
3a…走査線
6a…データ線
9a…画素電極
10…TFTアレイ基板
11a…下側遮光膜
12…下地絶縁膜
16…配向膜
20…対向基板
21…対向電極
22…配向膜
30…TFT
50…液晶層
70…蓄積容量
71…中継層
75…誘電体膜
81、83、85…コンタクトホール
300…容量線
401〜407…溝

Claims (14)

  1. 基板上に、
    画素電極と、
    該画素電極に電気的に接続されており、チャネル領域を含むと共に第1方向に長手状に延びる半導体層を有する薄膜トランジスタと、
    前記チャネル領域にゲート絶縁膜を介して対向配置された前記薄膜トランジスタのゲート電極を含むと共に平面的に見て前記第1方向と交差する第2方向に延びる本線部を有した走査線と、
    前記基板上のうちの前記本線部の延在方向に沿って伸びた領域であって前記チャネル領域を除いた領域に掘られた溝と、を備えており、
    該本線部は、前記溝内に配置されると共に前記チャネル領域を前記チャネル領域を挟んで対向する両側の側方から覆う溝内部分を含んでなることを特徴とする電気光学装置。
  2. 前記走査線は、光吸収性材料の層又は遮光性材料の層である単一層からなることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
  3. 前記走査線は、光吸収性材料の層と遮光性材料の層とを含む積層体からなることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
  4. 前記走査線のうち前記光吸収性材料の層及び前記遮光性材料の層の少なくとも一方が、少なくとも部分的に前記溝内に配置されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の電気光学装置。
  5. 前記走査線は、平面的に見て前記チャネル領域から前記第2方向に所定距離だけ外れた個所における前記本線部から前記半導体層を包囲するように延設された包囲部を更に有し、
    該包囲部は、少なくとも部分的に前記溝内に配置されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の電気光学装置。
  6. 前記包囲部は、平面的に見て前記半導体層のソース領域を包囲する第1包囲部と、平面的に見て前記半導体層のドレイン領域を包囲する第2包囲部とを含むことを特徴とする請求項5に記載の電気光学装置。
  7. 前記基板上に、少なくとも前記チャネル領域を下側から覆う下側遮光膜を更に備えたことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の電気光学装置。
  8. 前記下側遮光膜は、電気的絶縁性材料から形成されていると共に前記第1方向及び前記第2方向に夫々延びる格子状の平面パターンを有し、
    前記溝は、少なくとも部分的に前記下側遮光膜に到達しており、
    前記溝内部分は、少なくとも部分的に前記下側遮光膜に接触していることを特徴とする請求項7に記載の電気光学装置。
  9. 前記基板上に、少なくとも前記チャネル領域を下側から覆うと共に導電性材料からなる下側遮光膜を更に備えており、
    前記下側遮光膜は、前記第2方向に延びるストライプ状に設けられ、前記第2方向に沿った領域で又は前記第2方向に沿って並ぶ複数箇所で前記本線部に電気的に接続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。
  10. 前記溝は、前記下側遮光膜に到達していないことを特徴とする請求項7に記載の電気光学装置。
  11. 平面的に見て前記走査線は、前記下側遮光膜より輪郭が小さいことを特徴とする請求項7に記載の電気光学装置。
  12. 前記基板上に、少なくとも前記チャネル領域を上側から覆う上側遮光膜を更に備え、
    平面的に見て前記下側遮光膜は、前記上側遮光膜よりも輪郭が小さいことを特徴とする請求項7に記載の電気光学装置。
  13. 前記基板上に、少なくとも前記チャネル領域を上側から覆う上側遮光膜を更に備え、
    平面的に見て前記走査線は、前記上側遮光膜よりも輪郭が小さいことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
  14. 光源と、
    請求項1から13のいずれか1つの電気光学装置でなるライトバルブと、
    前記光源から発光した光を前記ライトバルブに導光する導光部材と、
    前記ライトバルブで変調された光を投射する投射光学部材と
    を有することを特徴とする投射型表示装置。
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