JP3991569B2 - 電気光学装置、それを用いた投射型液晶表示装置並びに電子機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学装置、それを用いた投射型液晶表示装置並びに電子機器、および電気光学装置の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、当該電気光学装置における画素の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶装置などの電気光学装置は、各種機器の直視型の表示装置として、あるいは投射型液晶表示装置のライトバルブとして用いられている。このような電気光学装置のうち、アクティブマトリクス型の液晶装置では、電気光学物質としての液晶を挟持する一対の基板のうち、ＴＦＴアレイ基板の方には、図１７に示すように、ＩＴＯ膜などの透明導電性膜からなる画素電極９ａ、およびこの画素電極９ａを駆動する画素スイッチング用の薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）３０を備える画素１００ａがマトリクス状に形成されているとともに、隣接する画素電極９ａの縦横の境界領域に沿ってデータ線６ａ、走査線３ａおよび容量線３ｂなどの配線が形成されている。
【０００３】
このような構成のＴＦＴアレイ基板１０は、そのＡ０−Ａ０′断面およびＢ０−Ｂ０′断面をそれぞれ図１８および図１９に示すように、対向基板２０（第２の基板）に対して対向配置され、その間に液晶５０が挟持される。対向基板２０には、その全面に渡って対向電極（共通電極）２１が形成されている。対向電極２１も、ＩＴＯ膜などの透明導電性膜からなる。
【０００４】
このように構成した電気光学装置１００において、対向基板２０の側に入射した光Ｌ０は、液晶５０によって光変調された後、ＴＦＴアレイ基板１０の方から出射される。ここで、対向基板２０には、各画素１００ａの開口領域１００ｂ以外の領域に遮光膜２３がマトリクス状に形成されている。このため、対向基板２０に入射した光Ｌ１は、ＴＦＴ３０のチャネル形成用領域１ａ′やＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域１ｂ、１ｃに届くことはないので、ＴＦＴ３０は、入射した光によって誤動作することがない。
【０００５】
なお、本願明細書において、開口領域１００ｂとは、入射した光が液晶５０で光変調を受けた後、出射可能な領域のことをいう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電気光学装置１００を投射型表示装置などに搭載したとき、電気光学装置１００には光源からの光が概ね平行光束として入射するが、それでも、基板面に対して垂直な方向から傾いた方向からも入射する。このような光の一部は、図１８および図１９に矢印Ｌ１、Ｌ２で示すように、液晶５０で光変調を受けても、開口領域１００ｂから外れてデータ線６ａ、走査線３ａ、容量線３ｂに遮られてしまい、表示に寄与しない。従って、従来の電気光学装置１００では、入射した光の利用効率が低いという問題点がある。
【０００７】
また、対向基板２０に遮光膜２３が形成されていても、対向基板２０に対して斜めに入射した光は、開口領域１００ｂから外れてＴＦＴ３０のチャネル形成用領域１ａ′やＬＤＤ領域１ｂ、１ｃに届いてしまい、ＴＦＴ３０を誤動作させるという問題点がある。
【０００８】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、電気光学物質を挟持する一対の基板のうち、画素スイッチング用のＴＦＴや各種の配線が形成されている側の基板においても、入射した光を適正に開口領域に導く構成を追加することにより、入射した光の利用効率を高めることができるとともに、ＴＦＴの誤動作を防止することのできる電気光学装置、この電気光学装置を用いた投射型表示装置並びに電子機器、および電気光学装置の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、電気光学物質を挟持する第１および第２の基板のうちの第１の基板上には、画素電極および該画素電極を駆動する薄膜トランジスタを備える画素がマトリクス状に形成されているとともに、隣接する画素電極の境界部分に沿って各種の配線が形成されてなる電気光学装置において、前記第１の基板上には、当該第１の基板に入射する光のうち、前記画素の開口領域から外れようとする光を当該開口領域に導く光学面を備えていることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明では、電気光学物質を挟持する第１および第２の基板のうちの第１の基板上
には、画素電極および該画素電極を駆動する薄膜トランジスタを備える画素がマトリクス状に形成されているとともに、隣接する画素電極の境界部分に沿って配線が形成されてなる電気光学装置において、
前記第１の基板上には、当該第１の基板に入射した光のうち、前記画素の開口領域から外れようとする光を屈折により当該開口領域に導く曲面状の光学面が前記開口領域の外周縁に沿って形成され、
前記光学面は、層間絶縁膜と、該層間絶縁膜上にあり該層間絶縁膜より屈折率が高い透明膜との界面によって構成され、
前記光学面は、前記透明膜より下層側に位置する前記層間絶縁膜に形成された凹部内に前記透明膜が形成され、
前記透明膜の上面は平坦化され、前記平坦化された前記透明膜上に前記画素電極が配置されていることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明では、電気光学物質を挟持する第１および第２の基板のうちの第１の基板上には、画素電極および該画素電極を駆動する薄膜トランジスタを備える画素がマトリクス状に形成されているとともに、隣接する画素電極の境界部分に沿って配線が形成されてなる電気光学装置において、
前記第１の基板上には、当該第１の基板に入射した光のうち、前記画素の開口領域から外れようとする光を反射により当該開口領域に導く光学面が前記開口領域の外周縁に沿って形成され、
前記光学面は、前記透明膜より下層側に位置する前記透明膜に形成された凹部内に前記透明膜より屈折率が低い前記層間絶縁膜が形成され、
前記凹部の側面部と底部に前記光学面が設けられ、
前記凹部の側面部に設けられた前記光学面は、前記開口領域の外周縁に沿って前記基板面に垂直な光学面であることを特徴とする。
【００１０】
本発明では、画素スイッチング用のＴＦＴや各種の配線が形成されている第１の基板に対して、画素の開口領域から外れようとする光を開口領域に導く光学面が形成されているので、入射した光の利用効率が高い。従って、明るい表示を行なうことができる。
【００１１】
本発明において、前記光学面は、例えば、前記開口領域から外れて前記配線に向かおうとする光を前記開口領域に導くように構成される。このように構成すると、従来であれば配線に遮られて表示に寄与しない光の量を減らすことができるので、その分、入射した光の利用効率を高めることができる。それ故、明るい表示を行なうことができる。
【００１２】
本発明において、前記光学面は、前記開口領域から外れて前記薄膜トランジスタに向かおうとする光を前記開口領域に導くように構成される。このように構成すると、従来であればＴＦＴに遮られて表示に寄与しない光の量を減らすことができるので、その分、入射した光の利用効率を高めることができる。また、ＴＦＴに光が届かないので、ＴＦＴが光によって誤動作することを防止することができる。
【００１３】
本発明において、前記光学面は、前記開口領域の外周縁に沿って形成されていることが好ましい。
本発明において、前記光学面は、前記開口領域と重なる領域に少なくとも一部が形成されていることが好ましい。このように構成すると、開口領域に形成されるのは、透明膜であるため、入射した光の利用効率が低下することがなく、ＴＦＴの誤動作を防止できる。
【００１４】
本発明において、前記光学面は、該光学面に向かってきた光を屈折させて前記開口領域に導く構成、あるいは当該光学面に向かってきた光を反射させて前記開口領域に導く構成のいずれを採用してもよい。
【００１５】
本発明において、前記光学面は、例えば、層間絶縁膜と、該層間絶縁膜と異なる屈折率を有する透明膜との界面によって構成されている。このように構成すると、基板上に形成される各種の構成要素と同様、半導体プロセスを利用して光学面を容易に形成できる。また、開口領域と平面的に重なるような領域に光学面を構成するとすれば、光学面を構成する膜が開口領域内にかかることになるが、開口領域内に形成する膜が透明であれば、この膜に光が入射しても、この光は、透明膜を透過して出射されることになる。従って、光学面を開口領域と重なる領域に形成したとしても、入射した光の利用効率が低下することがない。
【００１６】
本発明において、前記光学面は、例えば、前記透明膜より下層側に位置する層間絶縁膜に形成された凹部内に前記透明膜が形成されてなる。このような構成を採用すると、エッチング工程や成膜工程などといった極めて一般的な半導体プロセスを利用して光学面を容易に形成できる。すなわち、前記第１の基板上に前記画素電極を形成する前に、前記層間絶縁膜に形成されている前記凹部内に前記層間絶縁膜と異なる屈折率を有する前記透明膜を形成し、該透明膜と前記層間絶縁膜との界面によって、前記画素の開口領域から外れようとする光を当該開口領域に導く光学面を形成する。
本発明において、前記凹部の側面部と底部に前記光学面が形成され、前記凹部の側面部に形成された前記光学面は、前記開口領域の外周縁に沿って前記基板面に垂直な光学面であることを特徴とする。このような構成によれば、開口領域から外れようとする光は、側面部の光学面で反射作用を受けて開口領域に導かれ、また、凹部の底部に形成された光学面に対しては光の入射角が大きいので光は光学面を透過する。
【００１７】
また、前記光学面は、前記透明膜に形成された凹部内に前記層間絶縁膜が形成されてなることもある。このような構成を採用した場合も、エッチング工程や成膜工程などといった極めて一般的な半導体プロセスを利用して光学面を容易に形成できる。すなわち、前記第１の基板上に前記画素電極を形成する前に、前記透明膜に形成されている前記凹部内に前記透明膜と異なる屈折率を有する前記層間絶縁膜を形成し、前記透明膜と前記層間絶縁膜との界面によって、前記画素の開口領域から外れようとする光を当該開口領域に導く光学面を形成する。
【００１８】
本発明において、前記透明膜は、前記層間絶縁膜よりも屈折率が高い膜である。例えば、前記層間絶縁膜としては酸化シリコン膜が最も一般的に使用されているので、層間絶縁膜よりも屈折率の高い透明膜としては、窒化シリコン膜を用いばよい。
【００１９】
本発明において、前記電気光学物質は、例えば、液晶である。
【００２０】
本発明を適用した電気光学装置は、投射型表示装置のライトバルブ、あるいは各種電子機器の表示装置として用いることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
［実施の形態１］
（電気光学装置の基本的な構成）
本発明を適用した電気光学装置の基本的な構成および動作について、図１から図４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、配線等の等価回路図である。図２は、本発明を適用した電気光学装置に用いた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および図４はそれぞれ、図２のＡ１−Ａ１′線に相当する位置での断面図、およびＢ１−Ｂ１′線に相当する位置での断面図である。これらの図において、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。
【００２３】
図１において、電気光学装置１００の画面表示領域において、マトリクス状に形成された複数の画素１００ａの各々には、画素電極９ａ、およびこの画素電極９ａを駆動するための画素スイッチング用のＴＦＴ３０が形成されており、画素信号Ｓ１、Ｓ２・・・Ｓｎを供給するデータ線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に書き込む画素信号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よい。また、ＴＦＴ３０のゲートには走査線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オン状態とすることにより、データ線６ａから供給される画素信号Ｓ１、Ｓ２・・・Ｓｎを各画素に所定のタイミングで書き込む。このようにして画素電極９ａを介して液晶に書き込まれた所定レベルの画素信号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、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶部分を通過する光量が低下し、ノーマリーブラックモードであれば、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶部分を通過する光量が増大していく。その結果、全体として電気光学装置１００からは画素信号Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎに応じたコントラストを持つ光が出射される。
【００２４】
ここで、保持された画素信号Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎがリークするのを防ぐために、画素電極９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を付加することがある。例えば、画素電極９ａの電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ蓄積容量７０により保持される。これにより、電荷の保持特性は改善され、コントラスト比の高い電気光学装置１００が実現できる。なお、蓄積容量７０を形成する方法としては、図１に例示するように、容量を形成するための配線である容量線３ｂとの間に形成する場合、あるいは前段の走査線３ａとの間に形成する場合もいずれであってもよい。
【００２５】
図２に示すように、電気光学装置１００のＴＦＴアレイ基板１０上では、マトリクス状に複数の透明な画素電極９ａが各画素１００ａ毎に形成され、画素電極９ａの縦横の境界領域に沿ってデータ線６ａ、走査線３ａおよび容量線３ｂが形成されている。データ線６ａは、コンタクトホール５を介してポリシリコン膜からなる半導体層１ａのうち後述のソース領域に電気的に接続され、画素電極９ａは、コンタクトホール１８を介して半導体層１ａのうち後述のドレイン領域に電気的に接続されている。また、半導体層１ａのうち後述のチャネル形成用領域１ａ（図中右下がりの斜線領域）に対向するように走査線３ａ（ゲート電極）が通っている。
【００２６】
図３および図４に示すように、電気光学装置１００は、ＴＦＴアレイ基板１０（第１の基板）と、これに対向配置される対向基板２０（第２の基板）とを備えている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば石英基板からなり、対向基板２０は例えばガラス基板や石英基板からなる。ＴＦＴアレイ基板１０には、画素電極９ａが形成され、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１９が形成されている。画素電極９ａは、たとえば、ＩＴＯ膜（インジウム・ティン・オキサイド膜）等の透明な導電性膜からなる。配向膜１９は、例えば、ポリイミド膜などの有機膜からなる。
【００２７】
ＴＦＴアレイ基板１０には、各画素電極９ａに隣接する位置に、各画素電極９ａをスイッチング制御する画素スイッチング用のＴＦＴ３０が形成されている。このＴＦＴ３０は、ＬＤＤ構造を有しており、走査線３ａ（ゲート電極）、走査線３ａから供給される走査信号の電界によりチャネルが形成される半導体膜１ａからなるチャネル形成用領域１ａ′、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜２、データ線６ａ（ソース電極）、低濃度ソース領域（ソース側ＬＤＤ領域）１ｂ、低濃度ドレイン領域（ドレイン側ＬＤＤ領域）１ｃ、高濃度ソース領域１ｄ、および高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。高濃度ドレイン領域１ｅには、複数の画素電極９ａのうちの対応する１つが電気的に接続されている。ソース領域１ｂ、１ｄ、およびドレイン領域１ｃ、１ｅは、後述のように、半導体層１ａにおいてｎ型のチャネルを形成するか、あるいはｐ型のチャネルを形成するかに応じて所定濃度のｎ型用またはｐ型用のドーパントがドープされることにより形成されている。ｎ型チャネルのＴＦＴは、動作速度が速いという利点があり、画素スイッチング用のＴＦＴとして用いられることが多い。
【００２８】
本形態において、データ線６ａ（ソース電極）は、アルミニウム等の金属膜や金属シリサイド等の合金膜等から構成されている。また、走査線３ａ（ゲート電極）、ゲート絶縁膜２および絶縁性の下地保護膜１２の上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール５および高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール１８が各々形成された酸化シリコン膜からなる第１層間絶縁膜４が形成されている。このソース領域１ｄへのコンタクトホール５を介して、データ線６ａ（ソース電極）は高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。
【００２９】
さらに、データ線６ａおよび第１層間絶縁膜４の上には、酸化シリコン膜からなる第２層間絶縁膜７が形成されている。ここで、画素電極９ａは、各層間絶縁膜の上層に形成されているので、第２層間絶縁膜７には高濃度ドレイン領域１ｅに通じるコンタクトホール１８が形成されている。従って、画素電極９ａは、コンタクトホール１８を介して高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続されている。なお、画素電極９ａと高濃度ドレイン領域１ｅとは、データ線６ａと同時形成されたアルミニウム電極などを中継して電気的接続するようにしても良い。
【００３０】
ここで、ＴＦＴ３０は、好ましくは上述のようにＬＤＤ構造をもつが、低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃに相当する領域に不純物イオンの打ち込みを行わないオフセット構造を有していてもよい。また、ＴＦＴ３０は、ゲート電極３ａをマスクとして高濃度で不純物イオンを打ち込み、自己整合的に高濃度ソースおよびドレイン領域を形成したセルフアライン型のＴＦＴであってもよい。
【００３１】
なお、本形態では、ＴＦＴ３０のゲート電極（走査線３ａ）をソース−ドレイン領域１ｂ、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。この際、各々のゲート電極には同一の信号が印加されるようにする。このようにデュアルゲート（ダブルゲート）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−ドレイン領域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出来る。これらのゲート電極の少なくとも１個をＬＤＤ構造或いはオフセット構造にすれば、さらにオフ電流を低減でき、安定したスイッチング素子を得ることが出来る。
【００３２】
本形態では、ＴＦＴ３０のゲート絶縁膜２をゲート電極３ａに対向する位置から延設して誘電体膜として用いるとともに、半導体１ａを延設して第１電極１ｆとし、さらにこれらに対向する容量線３ｂの一部を第２電極とすることにより、蓄積容量７０が構成されている。より詳細には、半導体１ａの高濃度ドレイン領域１ｅが、データ線６ａおよび走査線３ａの下にまで延設されて、同じくデータ線６ａおよび走査線３ａに沿って延びる容量線３ｂにゲート絶縁膜２（誘電体膜）を介して対向配置されて、第１電極（半導体層）１ｆとされている。ここで、蓄積容量７０の誘電体としての絶縁膜２は、高温酸化によりポリシリコン膜上に形成されるＴＦＴ３０のゲート絶縁膜２に他ならないので、薄くてかつ高耐圧の絶縁膜とすることができる。従って、蓄積容量７０は、比較的小面積で大容量の蓄積容量として構成できる。それ故、データ線６ａ下の領域および走査線３ａに並列する領域（即ち、容量線３ｂが形成された領域）という開口領域を外れたスペースを有効に利用して、画素電極９ａに対する蓄積容量を増大させることができる。
【００３３】
一方、対向基板２０には、その全面に渡って対向電極（共通電極）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２９が形成されている。対向電極２１も、たとえば、ＩＴＯ膜などの透明導電性膜からなる。また、対向基板２０の配向膜２９も、ポリイミド膜などの有機膜からなる。対向基板２０には、各画素の開口領域以外の領域に遮光膜２３がマトリクス状に形成されている。
【００３４】
このように構成したＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、画素電極９ａと対向電極２１とが対面するように配置され、かつ、これらの基板間には、後述するのシール材により囲まれた空間内に液晶５０が封入され、挟持される。液晶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により所定の配向状態をとる。液晶５０は、例えば一種または数種のネマティック液晶を混合したものなどからなる。なお、シール材は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とをそれらの周辺で貼り合わせるための光硬化樹脂や熱硬化性樹脂など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スペーサがギャップ材が配合されている。
【００３５】
（入射光の利用効率を向上するための構成）
このように構成した電気光学装置１のＴＦＴアレイ基板１０において、本形態では、図２、図３および図４に示すように、第２層間絶縁膜７の表面には、各画素１００ａの開口領域１００ｂの略全面に重なる領域にわたって凹部７１が形成され、この凹部７１は、側面から底面にかけて湾曲した形状を有している。また、第２層間絶縁膜７の上には、窒化シリコン膜からなる透明膜８が形成され、この透明膜８は、凹部７１を完全に埋め尽くしているとともに、第２層間絶縁膜７の表面も覆っている。従って、本形態では、窒化シリコン膜からなる透明膜８の表面に画素電極９ａが形成されている。
【００３６】
ここで、第２層間絶縁膜７を構成する酸化シリコン膜は、屈折率が１．４５であるのに対して、透明膜８として用いた窒化シリコン膜の屈折率は２．１０であり、第２層間絶縁膜７を構成するシリコン膜よりかなり大きい。また、透明膜８と第２層間絶縁膜７との界面のうち、凹部７１の側面から底部で透明膜８と第２層間絶縁膜７とが接する部分は、画素電極９ａの形成領域を平面的に囲むように、開口領域１００ｂの外周縁に沿って形成された状態にある。このため、凹部７１の側面から底部で透明膜８と第２層間絶縁膜７とが接する部分は、以下に説明するように、ＴＦＴアレイ基板１０に入射した光のうち、開口領域１００ｂから外れて容量線３、走査線３ａ、データ線６ａなどといった配線、あるいはＴＦＴ３０に向かう光を開口領域１００ｂに導く光学面８１として機能する。
【００３７】
（本形態の作用・効果）
このように構成した電気光学装置１において、対向基板２０に対して略垂直な方向から入射した光Ｌ０のうち、ＴＦＴ３０のチャネル形成用領域１ａ′やＬＤＤ領域１ｂ、１ｃに向かう光は、対向基板２０の遮光膜２３で遮られるので、このような光は、ＴＦＴ３０を誤動作させることがない。
【００３８】
ここで、遮光膜２３をあまり幅広に形成すると、ＴＦＴアレイ基板１０の方から出射される光量が低下してしまうので、遮光膜２３の幅は、必要最小限な寸法に設定されている。このため、対向基板２０に対して斜め方向から入射した光の一部は、図３および図４に矢印Ｌ１１、Ｌ１２で示すように、遮光膜２３を遮られることなく液晶５０に入射した後、開口領域１００ｂから外れて、容量線３、走査線３ａ、データ線６ａなどといった配線、あるいはＴＦＴ３０のチャネル形成用領域１ａ′やＬＤＤ領域１ｂ、１ｃに向かおうとする。
【００３９】
しかるに本形態では、開口領域１００ｂの外周縁に沿って光学面８１が形成されているため、対向基板２０に対して斜め方向から入射した光のうち、図３に矢印１１で示すように、開口領域１００ｂから外れて容量線３ｂに向かおうとする光は、光学面８１で屈折作用を受けて開口領域１００ｂに導かれ、ＴＦＴアレイ基板１０から出射される。
【００４０】
また、図４に矢印Ｌ１２で示すように、開口領域１００ｂから外れてデータ線６ａに向かおうとする光は、光学面８１で屈折作用を受けて開口領域１００ｂに導かれ、ＴＦＴアレイ基板１０から出射される。
【００４１】
なお、図示を省略するが、開口領域１００ｂから外れて走査線３ａに向かおうとする光も、同様に、光学面８１で屈折作用を受けて開口領域１００ｂに導かれ、ＴＦＴアレイ基板１０から出射される。
【００４２】
従って、本形態の電気光学装置１においては、従来であれば容量線３、走査線３ａ、データ線６ａなどといった配線に遮られてＴＦＴアレイ基板１０から出射されなかった光も、光学面８１に導かれてＴＦＴアレイ基板１０から出射される。従って、入射した光の利用効率を高めることができるので、明るい表示を行なうことができる。
【００４３】
また、図２および図３からわかるように、データ線６ａの下層側には、データ線６ａに平面的に重なるようにＴＦＴ３０が形成されているが、対向基板２０に対して斜め方向から入射した光のうち、開口領域１００ｂから外れてＴＦＴ３０のチャネル形成用領域１ａ′やＬＤＤ領域１ｂ、１ｃに向かおうとする光は、光学面８１で屈折作用を受けて、開口領域１００ｂに導かれる。それ故、本形態の電気光学装置１００では、ＴＦＴ３０が光によって誤動作することもない。
【００４４】
また、本形態において、光学面８１は、層間絶縁膜７と、この層間絶縁膜７と異なる屈折率を有する透明膜８との界面によって構成されている。従って、基板上に形成される各種の構成要素と同様、半導体プロセスを利用して光学面８１を容易に形成できる。また、開口領域１００ｂと平面的に重なるような領域に光学面８１を構成するとすれば、光学面１００ｂを構成する膜が開口領域１００ｂ内にかかることになるが、開口領域１００ｂ内に形成されるのは透明膜８１であるため、この膜に光が入射しても、この光は、図３および図４に矢印Ｌ１４で示すように、透明膜８をそのまま透過してＴＦＴアレイ基板１０から出射されることになる。従って、光学面８１を開口領域１００ｂと重なる領域に形成したとしても、入射した光の利用効率が低下することがない。
【００４５】
さらに、光学面８１は、層間絶縁膜７の凹部７１内に透明膜８を形成することによって構成されているので、以下に説明するように、エッチング工程や成膜工程などといった極めて一般的な半導体プロセスを利用して光学面８１を容易に形成できる。
【００４６】
（電気光学装置１００の製造方法）
このように構成した電気光学装置１００のうち、ＴＦＴアレイ基板１０の製造方法について、図５ないし図８を参照して説明する。
【００４７】
図５ないし図８は、いずれも本形態のＴＦＴアレイ基板１０の製造方法を示す工程断面図である。なお、図５ないし図８には、図２のＡ１−Ａ１′線に相当する位置での断面、およびＢ１−Ｂ１′線に相当する位置での断面を表してある。
【００４８】
図５（ａ）に示すように、まず、石英基板、ハードガラス等のＴＦＴアレイ基板１０を用意する。ＴＦＴアレイ基板１０については、Ｎ2（窒素）等の不活性ガス雰囲気、且つ、約９００℃〜約１３００℃の高温でアニール処理し、後に実施される高温プロセスにおいて歪みが少なくなるように前処理しておくことが好ましい。
【００４９】
次に、ＴＦＴアレイ基板１０の上に、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法等によりＴＥＯＳ（テトラ・エチル・オルソ・シリケート）ガス、ＴＥＢ（テトラ・エチル・ポートレート）ガス、ＴＭＯＰ（テトラ・メチル・オキシ・フォスレート）ガス等を用いて、ＮＳＧ（ノンシリケートガラス）、ＰＳＧ（リンシリケートガラス）、ＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンシリケートガラス）などのシリケートガラス膜、や酸化シリコン膜等からなる下地保護膜１２を形成する。この下地保護膜１２の層厚は、例えば、約５００ｎｍ〜約２０００ｎｍとする。
【００５０】
次に、下地保護膜１２の上に、約４５０℃〜約５５０℃、好ましくは約５００℃の比較的低温環境中で、流量約４００ｃｃ／ｍｉｎ〜約６００ｃｃ／ｍｉｎのモノシランガス、ジシランガス等を用いた減圧ＣＶＤ（例えば、圧力約２０〜４０ＰａのＣＶＤ）により、アモルファスシリコン膜を形成する。その後、窒素雰囲気中で、約６００℃〜約７００℃にて約１時間〜約１０時間、好ましくは、約４時間〜約６時間のアニール処理を施することにより、ポリシリコン膜１を約５０ｎｍ〜約２００ｎｍの厚さ、好ましくは約１００ｎｍの厚さとなるまで固相成長させる。
【００５１】
この際、画素スイッチング用のＴＦＴ３０をｎチャネル型とする場合には、当チャネル形成用領域にＳｂ（アンチモン）、Ａｓ（砒素）、Ｐ（リン）などのＶ族元素のドーパンドを僅かにイオン注入等によりドープしてもよい。また、画素スイッチング用ＴＦＴ３０をｐチャネル型とする場合には、Ｂ（ボロン）、Ｇａ（ガリウム）、Ｉｎ（インジウム）などのIII族元素のドーパンドを僅かにイオン注入等によりドープしても良い。なお、アモルファスシリコン膜を経ないで、減圧ＣＶＤ法等によりポリシリコン膜１を直接形成しても良い。あるいは、減圧ＣＶＤ法等により堆積したポリシリコン層にシリコンイオンを打ち込んで一旦非晶質化（アモルファス化）し、その後アニール処理等により再結晶化させてポリシリコン膜１を形成しても良い。
【００５２】
次に、図５（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、図２に示したパターンの半導体層１ａを形成する。即ち、データ線６ａ下で容量線３ｂが形成される領域、および走査線３ａに沿って容量線３ｂが形成される領域には、ＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａから延設された第１電極（半導体層）１ｆを形成する。
【００５３】
次に、図５（ｃ）に示すように、ＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａとともに第１電極１ｆを約９００℃〜約１３００℃の温度、好ましくは約１０００℃の温度により熱酸化することにより、約３０ｎｍの比較的薄い熱酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜２を形成する。ここで、熱酸化シリコン膜の表面に、減圧ＣＶＤ法等により高温酸化シリコン膜（ＨＴＯ膜）や窒化シリコン膜を約５０ｎｍの比較的薄い厚さに堆積し、多層構造を持つゲート絶縁膜２、および蓄積容量形成用の誘電体膜を形成してもよい。なお、この工程では、第１電極１ｆとなる半導体層部分に、例えば、Ｐイオンをドーズ量約３×１０12／ｃｍ2でドープして低抵抗化させておく。
【００５４】
次に、図５（ｄ）に示すように、減圧ＣＶＤ法等によりポリシリコン層３を堆積した後、リン（Ｐ）を熱拡散し、ポリシリコン膜３を導電化する。又は、Ｐイオンをポリシリコン膜３の成膜と同時に導入したドープトシリコン膜を用いても良い。
【００５５】
次に、図６（ａ）に示すように、レジストマスクを用いたフォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、図２に示したパターンの走査線３ａ（ゲート電極）および容量線３ｂを形成する。これらの容量線３ｂおよび走査線３ａの層厚は、例えば、約３５０ｎｍである。
【００５６】
次に、図６（ｂ）に示すように、図３に示したＴＦＴ３０をＬＤＤ構造を持つｎチャネル型のＴＦＴとする場合、半導体層１ａに、まず低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃを形成するために、走査線３ａ（ゲート電極）を拡散マスクとして、ＰなどのＶ族元素のドーパント２００を低濃度で（例えば、Ｐイオンを１×１０13／ｃｍ2〜３×１０13／ｃｍ2のドース量にて）ドープする。これにより走査線３ａ（ゲート電極）下の半導体層１ａは、チャネル形成用領域１ａ′となる。この不純物のドープにより容量線３ｂおよび走査線３ａも低抵抗化される。
【００５７】
続いて、図６（ｃ）に示すように、ＴＦＴ３０の高濃度ソース領域１ｄおよび高濃度ドレイン領域１ｅを形成するために、走査線３ａ（ゲート電極）よりも幅の広いマスクでレジストマスク２０２を走査線３ａ（ゲート電極）上に形成した後、同じくＰなどのＶ族元素のドーパンド２０１を高濃度で（例えば、Ｐイオンを１〜３×１０15／ｃｍ2のドース量にて）ドープする。また、ＴＦＴ３０をｐチャネル型とする場合、半導体層１ａに、低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃ並びに高濃度ソース領域１ｄおよび高濃度ドレイン領域１ｅを形成するために、ＢなどのIII族元素のドーパンドを用いてドープする。なお、低濃度のドープを行わずに、オフセット構造のＴＦＴとしても良く、走査線３ａ（ゲート電極）をマスクとして、Ｐイオン、Ｂイオン等を用いたイオン注入技術によりセルフアライン型のＴＦＴとしても良い。この不純物のドープにより容量線３ｂおよび走査線３ａはさらに低抵抗化する。
【００５８】
なお、これらの工程と同時並行して、ｎチャネル型ＴＦＴおよびｐチャネル型ＴＦＴから構成される相補型構造を持つデータ線駆動回路および走査線駆動回路等の周辺回路をＴＦＴアレイ基板１０上の周辺部に形成する。
【００５９】
次に、図６（ｄ）に示すように、走査線３ａ（ゲート電極）、容量線３ｂおよび走査線３ａを覆うように、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法やＴＥＯＳガス等を用いて酸化シリコン膜からなる第１層間絶縁膜４を形成する。第１層間絶縁膜４の層厚は、約５００ｎｍ〜約１５００ｎｍが好ましい。
【００６０】
次に、高濃度ソース領域１ｄおよび高濃度ドレイン領域１ｅを活性化するために約１０００℃のアニール処理を２０分程度行った後、図７（ａ）に示すように、データ線３１（ソース電極）に対するコンタクトホール５を、反応性エッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより、あるいはウエットエッチングにより形成する。
【００６１】
次に、図７（ｂ）に示すように、第１層間絶縁層４の上に、スパッタ処理等により、Ａ１等の低抵抗金属や金属シリサイド等の金属膜６を、約１００ｎｍ〜約５００ｎｍの厚さ、好ましくは約３００ｎｍに堆積する。
【００６２】
次に、図７（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、データ線６ａ（ソース電極）を形成する。
【００６３】
次に、図７（ｄ）に示すように、データ線６ａ（ソース電極）上を覆うように、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法やＴＥＯＳガス等を用いて酸化シリコン膜からなる第２層間絶縁膜７を形成する。第２層間絶縁膜７の層厚は、約５００ｎｍ〜約１５００ｎｍが好ましい。
【００６４】
次に、図８（ａ）に示すように、第２層間絶縁膜７の表面に対して、凹部７１（図３および図４を参照）の形成予定領域が開口されたレジストマスク２０３を形成する。次に、レジストマスク２０３を介して第２層間絶縁膜７にウエットエッチングを施して、側面から底面にかけて湾曲形状を有する凹部７１を形成し、しかる後に、図８（ｂ）に示すように、レジストマスク９０を除去する。
【００６５】
次に、図８（ｃ）に示すように、ＣＶＤ法などによって、第２層間絶縁膜７の表面に窒化シリコン膜からなる透明膜８を分厚く形成し、凹部７１を透明膜８で埋める。その結果、第２層間絶縁膜７と透明膜８との界面によって光学面８１が形成される。
【００６６】
次に、図８（ｄ）に示すように、透明膜８の表面にＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）処理を施して、その表面を平坦化する。
【００６７】
以降、図３および図４に示すように、反応性エッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより、ＴＦＴのドレイン領域１ｅに届くようなコンタクトホール１８を形成した後、透明膜８の表面に、スパッタ法等により約５０ｎｍ〜約２００ｎｍの厚さのＩＴＯ膜を形成し、このＩＴＯ膜をパターニングして画素電極９ａを形成する。しかる後には、画素電極９ａの表面に配向膜１９を形成する。
【００６８】
このように、本形態によれば、エッチング工程、成膜工程などといった通常の半導体プロセスを利用するだけで、ＴＦＴアレイ基板１０上に光学面８１を形成することができる。
【００６９】
［実施の形態２］
図９ないし図１２を参照して、本発明の実施の形態２に係る電気光学装置およびその製造方法を説明する。図９は、本形態の電気光学装置に用いた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１０および図１１はそれぞれ、図９のＡ２−Ａ２′線に相当する位置での断面図、およびＢ２−Ｂ２′線に相当する位置での断面図である。これらの図においても、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。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する機能を有する部分には同一の符号を付して図示することにして、それらの説明を省略する。
【００７０】
図９において、本形態の電気光学装置１００のＴＦＴアレイ基板１０上にも、透明な画素電極９ａ、およびこの画素電極９ａを駆動するための画素スイッチング用のＴＦＴ３０を備える複数の画素１００ａがマトリクス状に形成されている。また、画素電極９ａの縦横の境界領域に沿ってデータ線６ａ、走査線３ａおよび容量線３ｂが形成されている。
【００７１】
図１０および図１１に示すように、本形態の電気光学装置１００でも、ＴＦＴアレイ基板１０（第１の基板）は、対向基板２０（第２の基板）に対して対向配置され、これらの基板間に液晶５０が封入、挟持されている。
【００７２】
このように構成した電気光学装置１のＴＦＴアレイ基板１０において、本形態では、第１層間絶縁膜４および第２層間絶縁膜７には、各画素１００ａの開口領域１００ｂの略全面に重なる領域にわたって凹部７２が形成されている。また、凹部７２には、その側面部および底面部に沿って窒化シリコン膜からなる透明膜８が形成され、この透明膜８にも凹部８５が形成されている。さらに、窒化シリコン膜からなる透明膜８および第２層間絶縁膜７の表面には、第３層間絶縁膜９０が形成され、この第３層間絶縁膜９０は、透明膜８０の凹部８５を完全に埋めている。従って、本形態において、画素電極９ａは、第３層間絶縁膜９０の表面に形成されている。
【００７３】
ここで、第３層間絶縁膜９０を構成する酸化シリコン膜は、屈折率が１．４５であるのに対して、透明膜８として用いた窒化シリコン膜の屈折率は２．１０であり、第３層間絶縁膜９０を構成するシリコン膜よりかなり大きい。また、透明膜８と第３層間絶縁膜９０との界面のうち、凹部８５の側面で基板に垂直な面は、開口領域１００ｂの外周縁に沿って形成された状態にある。従って、凹部８５のうち、基板に垂直な側面部分で透明膜８と第３層間絶縁膜９０とが接する部分は、以下に説明するように、ＴＦＴアレイ基板１０に入射した光のうち、開口領域１００ｂから外れて容量線３、走査線３ａ、データ線６ａなどといった配線、あるいはＴＦＴ３０に向かう光を開口領域１００ｂに導く光学面８２として機能する。
【００７４】
本形態の電気光学装置１において、対向基板２０に対して略垂直な方向から入射した光Ｌ０のうち、ＴＦＴ３０のチャネル形成用領域１ａ′やＬＤＤ領域１ｂ、１ｃに向かう光は、対向基板２０の遮光膜２３で遮られるので、このような光は、ＴＦＴ３０を誤動作させることがない。
【００７５】
ここで、遮光膜２３をあまり幅広に形成すると、ＴＦＴアレイ基板１０の方から出射される光量が低下してしまうので、遮光膜２３の幅は、必要最小限な寸法に設定されている。このため、対向基板２０に対して斜め方向から入射した光の一部は、図１０および図１１に矢印Ｌ２１、Ｌ２２で示すように、遮光膜２３を遮られることなく液晶５０に入射した後、開口領域１００ｂから外れて、容量線３、走査線３ａ、データ線６ａなどといった配線、あるいはＴＦＴ３０のチャネル形成用領域１ａ′やＬＤＤ領域１ｂ、１ｃに向かおうとする。
【００７６】
しかるに本形態では、開口領域１００ｂの外周縁に沿って、基板面に垂直な光学面８２が形成されているため、対向基板２０に対して斜め方向から入射した光のうち、図１０に矢印２１で示すように、開口領域１００ｂから外れて容量線３ｂに向かおうとする光は、光学面８２で反射作用を受けて開口領域１００ｂに導かれ、ＴＦＴアレイ基板１０から出射される。なお、光学面８２は、凹部８５の底部および側面部に形成されているが、側面部に対する光の入射角が小さいので、このような光は光学面８２で略全反射する。これに対して、凹部８５の底部に形成された光学面８２に対しては光の入射角が大きいので、光は、光学面８２を透過してＴＦＴアレイ基板１０から出射される。
【００７７】
また、図１１に矢印Ｌ２２で示すように、開口領域１００ｂから外れてデータ線６ａに向かおうとする光は、光学面８２で反射作用を受けて開口領域１００ｂに導かれ、ＴＦＴアレイ基板１０から出射される。
【００７８】
なお、図示を省略するが、開口領域１００ｂから外れて走査線３ａに向かおうとする光も、同様に、光学面８２で反射作用を受けて開口領域１００ｂに導かれ、ＴＦＴアレイ基板１０から出射される。
【００７９】
従って、本形態の電気光学装置１においては、従来であれば容量線３、走査線３ａ、データ線６ａなどといった配線に遮られてＴＦＴアレイ基板１０から出射されなかった光も、光学面８２に導かれてＴＦＴアレイ基板１０から出射される。従って、入射した光の利用効率を高めることができるので、明るい表示を行なうことができる。
【００８０】
また、図９および図１０からわかるように、データ線６ａの下層側には、ＴＦＴ３０が形成されているが、対向基板２０に対して斜め方向から入射した光のうち、開口領域から外れてＴＦＴ３０のチャネル形成用領域１ａ′やＬＤＤ領域１ｂ、１ｃに向かおうとする光は、光学面８２で反射作用を受けて開口領域１００ｂに導かれる。それ故、本形態の電気光学装置１００では、ＴＦＴ３０が光によって誤動作することもない。
【００８１】
また、本形態において、光学面８２は、第３層間絶縁膜９０と、この層間絶縁膜９０と異なる屈折率を有する透明膜８との界面によって構成されている。従って、基板上に形成される各種の構成要素と同様、半導体プロセスを利用して光学面８２を容易に形成できる。また、開口領域１００ｂと平面的に重なるような領域に光学面８２を構成するとすれば、光学面８２を構成する膜が開口領域１００ｂ内にかかることになるが、開口領域１００ｂ内に形成されるのは透明膜８であるため、この膜に光が入射しても、この光は、図１０および図１１に矢印Ｌ２４で示すように、透明膜８をそのまま透過してＴＦＴアレイ基板１０から出射されることになる。従って、光学面８２を開口領域１００ｂと重なる領域に形成したとしても、入射した光の利用効率が低下することがない。
【００８２】
さらに、光学面８２は、透明膜８２の凹部８５内を第３層間絶縁膜９０で埋めることによって構成されているので、以下に説明するように、エッチング工程や成膜工程などといった極めて一般的な半導体プロセスを利用して光学面８２を容易に形成できる。
【００８３】
なお、凹部８５の光学面８２は、エッチングなどの工程により取り除いてもよい。
【００８４】
以下に、本形態の電気光学装置１００の製造方法を説明するが、本形態の電気光学装置１００の製造工程は、実施の形態１に関して、図５、図６および図７を参照して説明した工程までは共通する。従って、以下の説明では、図７に示す工程以降に行なう工程を図１２を参照して説明する。
【００８５】
図１２（ａ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の上に第２層間絶縁膜７まで形成した後、第２層間絶縁膜７の表面に対して、凹部７２（図１０および図１１を参照）の形成予定領域が開口されたレジストマスク２０４を形成する。次に、レジストマスク２０４を介して第２層間絶縁膜７および第１層間絶縁膜４にドライエッチングを施して断面矩形の凹部７２を形成し、しかる後に、レジストマスク２０４を除去する。
【００８６】
次に、図１２（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法などによって、第２層間絶縁膜７の表面および凹部７２の内部に窒化シリコン膜からなる透明膜８を形成する。ここで、透明膜８は、凹部７２の側面および底面にのみ形成されているため、透明膜８の表面には、やはり凹部８５が形成される。
【００８７】
次に、図１２（ｃ）に示すように、透明膜８の表面にＣＭＰ（ＣｈｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｌｉｓｓｈ）処理を施して、第２層間絶縁膜７の表面に形成されている透明膜８の表面を平坦化する。但し、凹部７２内の透明膜８は、そのままの状態で残す。
【００８８】
次に、図１２（ｄ）に示すように、ポリシラザンなどを含む溶液をスピンコート法で塗布した後、焼成し、酸化シリコン膜からなる第３層間絶縁膜９０を形成する。その結果、凹部８５は第３層間絶縁膜９０によって埋められ、この第３層間絶縁膜９０と透明膜８との界面によって光学面８２が形成される。この光学面８２は、凹部８５の底部および側面部に形成されているが、側面部に相当する部分に対しては光の入射角が小さいので、ここに照射された光は光学面８２で略全反射することになる。
【００８９】
それ以降、図１０および図１１に示すように、反応性エッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより、ＴＦＴのドレイン領域１ｅに届くようなコンタクトホール１８を形成した後、透明膜８の表面に、スパッタ法等により約５０ｎｍ〜約２００ｎｍの厚さのＩＴＯ膜を形成し、このＩＴＯ膜をパターニングして画素電極９ａを形成する。しかる後には、画素電極９ａの表面に配向膜１９を形成する。
【００９０】
［電気光学装置の構成］
以上のように構成された液晶装置の各の実施の形態の全体構成を図１３および図１４を参照して説明する。なお、図１３は、電気光学装置１００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１４は、対向基板２０を含めて示す図１３のＨ−Ｈ′断面図である。
【００９１】
図１３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れらており、その内側領域には、遮光性材料からなる周辺見切り５３が形成されている。シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路１０１および実装端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられており、走査線駆動回路１０４が、この一辺に隣接する２辺に沿って形成されている。走査線に供給される走査信号の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を画像表示領域の辺に沿って両側に配列しても良い。例えば奇数列のデータ線は画像表示領域の一方の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給し、偶数列のデータ線は前記画像表示領域の反対側の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給するようにしても良い。この様にデータ線を櫛歯状に駆動するようにすれば、データ線駆動回路１０１の形成面積を拡張することが出来るため、複雑な回路を構成することが可能となる。更にＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域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が設けられており、更に、周辺見切り５３の下などを利用して、プリチャージ回路や検査回路が設けられることもある。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との間で電気的導通をとるための上下導通材１０６が形成されている。そして、図１４に示すように、図１３に示したシール材５２とほぼ同じ輪郭をもつ対向基板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。
【００９２】
なお、データ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に形成する代わりに、たとえば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（テープ オートメイテッド、ボンディング）基板をＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に形成された端子群に対して異方性導電膜を介して電気的および機械的に接続するようにしてもよい。また、対向基板２０およびＴＦＴアレイ基板１０の光入射側の面あるいは光出射側には、使用する液晶５０の種類、すなわち、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード等々の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリ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向きに配置される。
【００９３】
また、このように形成した電気光学装置は、たとえば、投射型液晶表示装置（液晶プロジェクタ）において使用される。この場合、３枚の電気光学装置１００がＲＧＢ用のライトバルブとして各々使用され、各電気光学装置１００の各々には、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、前記した各形態の電気光学装置１００にはカラーフィルタが形成されていない。但し、対向基板２０において各画素電極９ａに対向する領域にＲＧＢのカラーフィルタをその保護膜とともに形成することにより、投射型液晶表示以外にも、カラー液晶テレビなどといったカラー液晶表示装置を構成することができる。さらに、対向基板２０に対して、各画素に対応するようにマイクロレンズを形成することにより、入射光の画素電極９ａに対する集光効率を高めることができるので、明るい表示を行うことができる。さらにまた、対向基板２０に何層もの屈折率の異なる干渉層を積層することにより、光の干渉作用を利用して、ＲＧＢ色をつく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の対向基板によれば、より明るいカラー表示を行うことができる。
【００９４】
また、各画素に形成される画素スイッチング用のＴＦＴとしては、正スタガ型またはコプラーナ型のポリシリコンＴＦＴを用いた例で説明したが、逆スタガ型のＴＦＴやアモルファスシリコンＴＦＴなど、他の形式のＴＦＴを画素スイッチング用に用いてもよい。
【００９５】
［電気光学装置の電子機器への適用］
次に、電気光学装置を備えた電子機器の一例を、図１５および図１６を参照して説明する。
【００９６】
まず、図１５には、上記の各形態に係る電気光学装置と同様に構成された電気光学装置１００を備えた電子機器の構成をブロック図で示してある。
【００９７】
図１５において、電子機器が、表示情報出力源１０００、表示情報処理回路１００２、駆動回路１００４、電気光学装置１００、クロック発生回路１００８、および電源回路１０１０を含んで構成される。表示情報出力源１０００は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、光ディスクなどのメモリ、テレビ信号の画信号を同調して出力する同調回路などを含んで構成され、クロック発生回路１００８からのクロックに基づいて、所定フォーマットの画像信号を処理して表示情報処理回路１００２に出力する。この表示情報出力回路１００２は、たとえば増幅・極性反転回路、相展開回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、あるいはクランプ回路等の周知の各種処理回路を含んで構成され、クロック信号に基づいて入力された表示情報からデジタル信号を順次生成し、クロック信号ＣＬＫとともに駆動回路１００４に出力する。駆動回路１００４は、電気光学装置１００を駆動する。電源回路１０１０は、上述の各回路に所定の電源を供給する。なお、電気光学装置１００を構成するＴＦＴアレイ基板の上に駆動回路１００４を形成してもよく、それに加えて、表示情報処理回路１００２もＴＦＴアレイ基板の上に形成してもよい。
【００９８】
このような構成の電子機器としては、図１６を参照して後述する投射型液晶表示装置（液晶プロジェクタ）、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、およびエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、あるいは携帯電話、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどを挙げることができる。
【００９９】
図１６に示す投射型液晶表示装置１１００は、前記の駆動回路１００４がＴＦＴアレイ基板上に搭載された電気光学装置１００を含む液晶モジュールを３個準備し、各々ＲＧＢ用のライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂとして用いたプロジェクタとして構成されている。この液晶プロジェクタ１１００では、メタルハライドランプなどの白色光源のランプユニット１１０２から光が出射されると、３枚のミラー１１０６および２枚のダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂに分離され（光分離手段）、対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ（電気光学装置１００／液晶ライトバルブ）に各々導かれる。この際に、光成分Ｂは、光路が長いので、光損失を防ぐために入射レンズ１１２２、リレーレンズ１１２３、および出射レンズ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、１００Ｂによって各々変調された３原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂは、ダイクロイックプリズム１１１２（光合成手段）に３方向から入射され、再度合成された後、投射レンズ１１１４を介してスクリーン１１２０などにカラー画像として投射される。
【０１００】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明では、第１の基板には、この第１の基板に入射する光のうち、画素の開口領域から外れようとする光を当該開口領域に導く光学面を備えているので、入射した光の利用効率が高い。従って、明るい表示を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した電気光学装置において、マトリクス状に配置された複数の画素に形成された各種素子、配線などの等価回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る電気光学装置において、ＴＦＴアレイ基板に形成された各画素の構成を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る電気光学装置における図２のＡ１−Ａ１′線に相当する位置での断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る電気光学装置における図２のＢ１−Ｂ１′線に相当する位置での断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法において、図５に示す工程に続いて行う各工程の工程断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法において、図６に示す工程に続いて行う各工程の工程断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法において、図７に示す工程に続いて行う各工程の工程断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る電気光学装置において、ＴＦＴアレイ基板に形成された各画素の構成を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る電気光学装置における図９のＡ２−Ａ２′線に相当する位置での断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る電気光学装置における図９のＢ２−Ｂ２′線に相当する位置での断面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態２に係る電気光学装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法における特徴的な各工程の工程断面図である。
【図１３】電気光学装置を対向基板の側からみたときの平面図である。
【図１４】図１３のＨ−Ｈ′線における断面図である。
【図１５】本発明に係る電気光学装置を表示装置として用いた電子機器の回路構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明に係る電気光学装置を用いた電子機器の一例としての投射型電気光学装置の光学系の構成を示す断面図である。
【図１７】従来の電気光学装置において、ＴＦＴアレイ基板に形成された各画素の構成を示す平面図である。
【図１８】従来の電気光学装置における図１７のＡ０−Ａ０′線に相当する位置での断面図である。
【図１９】従来の電気光学装置における図１７のＢ０−Ｂ０′線に相当する位置での断面図である。
【符号の説明】
１ａ 半導体層
１ａ′ チャネル形成用領域
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 ゲート絶縁膜
３ａ 走査線
３ｂ 容量線
４ 第１層間絶縁膜
５、１８ コンタクトホール
６ａ データ線
７ 第２層間絶縁膜
８ 透明膜
９ａ 画素電極
１０ ＴＦＴアレイ基板（第１の基板）
２０ 対向基板（第２の基板）
２３ 遮光膜
３０ 画素スイッチング用のＴＦＴ
５０ 液晶
５３ 周辺見切り
７０ 蓄積容量
７１、７２ 層間絶縁膜の凹部
８１、８２ 光学面
８５ 透明膜の凹部
９０ 第３層間絶縁膜
１００ 電気光学装置
１００ａ 画素
１００ｂ 開口領域
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学装置、それを用いた投射型液晶表示装置並びに電子機器、および電気光学装置の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、当該電気光学装置における画素の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶装置などの電気光学装置は、各種機器の直視型の表示装置として、あるいは投射型液晶表示装置のライトバルブとして用いられている。このような電気光学装置のうち、アクティブマトリクス型の液晶装置では、電気光学物質としての液晶を挟持する一対の基板のうち、ＴＦＴアレイ基板の方には、図１７に示すように、ＩＴＯ膜などの透明導電性膜からなる画素電極９ａ、およびこの画素電極９ａを駆動する画素スイッチング用の薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）３０を備える画素１００ａがマトリクス状に形成されているとともに、隣接する画素電極９ａの縦横の境界領域に沿ってデータ線６ａ、走査線３ａおよび容量線３ｂなどの配線が形成されている。
【０００３】
このような構成のＴＦＴアレイ基板１０は、そのＡ０−Ａ０′断面およびＢ０−Ｂ０′断面をそれぞれ図１８および図１９に示すように、対向基板２０（第２の基板）に対して対向配置され、その間に液晶５０が挟持される。対向基板２０には、その全面に渡って対向電極（共通電極）２１が形成されている。対向電極２１も、ＩＴＯ膜などの透明導電性膜からなる。
【０００４】
このように構成した電気光学装置１００において、対向基板２０の側に入射した光Ｌ０は、液晶５０によって光変調された後、ＴＦＴアレイ基板１０の方から出射される。ここで、対向基板２０には、各画素１００ａの開口領域１００ｂ以外の領域に遮光膜２３がマトリクス状に形成されている。このため、対向基板２０に入射した光Ｌ１は、ＴＦＴ３０のチャネル形成用領域１ａ′やＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域１ｂ、１ｃに届くことはないので、ＴＦＴ３０は、入射した光によって誤動作することがない。
【０００５】
なお、本願明細書において、開口領域１００ｂとは、入射した光が液晶５０で光変調を受けた後、出射可能な領域のことをいう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電気光学装置１００を投射型表示装置などに搭載したとき、電気光学装置１００には光源からの光が概ね平行光束として入射するが、それでも、基板面に対して垂直な方向から傾いた方向からも入射する。このような光の一部は、図１８および図１９に矢印Ｌ１、Ｌ２で示すように、液晶５０で光変調を受けても、開口領域１００ｂから外れてデータ線６ａ、走査線３ａ、容量線３ｂに遮られてしまい、表示に寄与しない。従って、従来の電気光学装置１００では、入射した光の利用効率が低いという問題点がある。
【０００７】
また、対向基板２０に遮光膜２３が形成されていても、対向基板２０に対して斜めに入射した光は、開口領域１００ｂから外れてＴＦＴ３０のチャネル形成用領域１ａ′やＬＤＤ領域１ｂ、１ｃに届いてしまい、ＴＦＴ３０を誤動作させるという問題点がある。
【０００８】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、電気光学物質を挟持する一対の基板のうち、画素スイッチング用のＴＦＴや各種の配線が形成されている側の基板においても、入射した光を適正に開口領域に導く構成を追加することにより、入射した光の利用効率を高めることができるとともに、ＴＦＴの誤動作を防止することのできる電気光学装置、この電気光学装置を用いた投射型表示装置並びに電子機器、および電気光学装置の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、電気光学物質を挟持する第１および第２の基板のうちの第１の基板上には、画素電極および該画素電極を駆動する薄膜トランジスタを備える画素がマトリクス状に形成されているとともに、隣接する画素電極の境界部分に沿って各種の配線が形成されてなる電気光学装置において、前記第１の基板上には、当該第１の基板に入射する光のうち、前記画素の開口領域から外れようとする光を当該開口領域に導く光学面を備えていることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明では、電気光学物質を挟持する第１および第２の基板のうちの第１の基板上
には、画素電極および該画素電極を駆動する薄膜トランジスタを備える画素がマトリクス状に形成されているとともに、隣接する画素電極の境界部分に沿って配線が形成されてなる電気光学装置において、
前記第１の基板上には、当該第１の基板に入射した光のうち、前記画素の開口領域から外れようとする光を屈折により当該開口領域に導く曲面状の光学面が前記開口領域の外周縁に沿って形成され、
前記光学面は、層間絶縁膜と、該層間絶縁膜上にあり該層間絶縁膜より屈折率が高い透明膜との界面によって構成され、
前記光学面は、前記透明膜より下層側に位置する前記層間絶縁膜に形成された凹部内に前記透明膜が形成され、
前記透明膜の上面は平坦化され、前記平坦化された前記透明膜上に前記画素電極が配置されていることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明では、電気光学物質を挟持する第１および第２の基板のうちの第１の基板上には、画素電極および該画素電極を駆動する薄膜トランジスタを備える画素がマトリクス状に形成されているとともに、隣接する画素電極の境界部分に沿って配線が形成されてなる電気光学装置において、
前記第１の基板上には、当該第１の基板に入射した光のうち、前記画素の開口領域から外れようとする光を反射により当該開口領域に導く光学面が前記開口領域の外周縁に沿って形成され、
前記光学面は、前記透明膜より下層側に位置する前記透明膜に形成された凹部内に前記透明膜より屈折率が低い前記層間絶縁膜が形成され、
前記凹部の側面部と底部に前記光学面が設けられ、
前記凹部の側面部に設けられた前記光学面は、前記開口領域の外周縁に沿って前記基板面に垂直な光学面であることを特徴とする。
【００１０】
本発明では、画素スイッチング用のＴＦＴや各種の配線が形成されている第１の基板に対して、画素の開口領域から外れようとする光を開口領域に導く光学面が形成されているので、入射した光の利用効率が高い。従って、明るい表示を行なうことができる。
【００１１】
本発明において、前記光学面は、例えば、前記開口領域から外れて前記配線に向かおうとする光を前記開口領域に導くように構成される。このように構成すると、従来であれば配線に遮られて表示に寄与しない光の量を減らすことができるので、その分、入射した光の利用効率を高めることができる。それ故、明るい表示を行なうことができる。
【００１２】
本発明において、前記光学面は、前記開口領域から外れて前記薄膜トランジスタに向かおうとする光を前記開口領域に導くように構成される。このように構成すると、従来であればＴＦＴに遮られて表示に寄与しない光の量を減らすことができるので、その分、入射した光の利用効率を高めることができる。また、ＴＦＴに光が届かないので、ＴＦＴが光によって誤動作することを防止することができる。
【００１３】
本発明において、前記光学面は、前記開口領域の外周縁に沿って形成されていることが好ましい。
本発明において、前記光学面は、前記開口領域と重なる領域に少なくとも一部が形成されていることが好ましい。このように構成すると、開口領域に形成されるのは、透明膜であるため、入射した光の利用効率が低下することがなく、ＴＦＴの誤動作を防止できる。
【００１４】
本発明において、前記光学面は、該光学面に向かってきた光を屈折させて前記開口領域に導く構成、あるいは当該光学面に向かってきた光を反射させて前記開口領域に導く構成のいずれを採用してもよい。
【００１５】
本発明において、前記光学面は、例えば、層間絶縁膜と、該層間絶縁膜と異なる屈折率を有する透明膜との界面によって構成されている。このように構成すると、基板上に形成される各種の構成要素と同様、半導体プロセスを利用して光学面を容易に形成できる。また、開口領域と平面的に重なるような領域に光学面を構成するとすれば、光学面を構成する膜が開口領域内にかかることになるが、開口領域内に形成する膜が透明であれば、この膜に光が入射しても、この光は、透明膜を透過して出射されることになる。従って、光学面を開口領域と重なる領域に形成したとしても、入射した光の利用効率が低下することがない。
【００１６】
本発明において、前記光学面は、例えば、前記透明膜より下層側に位置する層間絶縁膜に形成された凹部内に前記透明膜が形成されてなる。このような構成を採用すると、エッチング工程や成膜工程などといった極めて一般的な半導体プロセスを利用して光学面を容易に形成できる。すなわち、前記第１の基板上に前記画素電極を形成する前に、前記層間絶縁膜に形成されている前記凹部内に前記層間絶縁膜と異なる屈折率を有する前記透明膜を形成し、該透明膜と前記層間絶縁膜との界面によって、前記画素の開口領域から外れようとする光を当該開口領域に導く光学面を形成する。
本発明において、前記凹部の側面部と底部に前記光学面が形成され、前記凹部の側面部に形成された前記光学面は、前記開口領域の外周縁に沿って前記基板面に垂直な光学面であることを特徴とする。このような構成によれば、開口領域から外れようとする光は、側面部の光学面で反射作用を受けて開口領域に導かれ、また、凹部の底部に形成された光学面に対しては光の入射角が大きいので光は光学面を透過する。
【００１７】
また、前記光学面は、前記透明膜に形成された凹部内に前記層間絶縁膜が形成されてなることもある。このような構成を採用した場合も、エッチング工程や成膜工程などといった極めて一般的な半導体プロセスを利用して光学面を容易に形成できる。すなわち、前記第１の基板上に前記画素電極を形成する前に、前記透明膜に形成されている前記凹部内に前記透明膜と異なる屈折率を有する前記層間絶縁膜を形成し、前記透明膜と前記層間絶縁膜との界面によって、前記画素の開口領域から外れようとする光を当該開口領域に導く光学面を形成する。
【００１８】
本発明において、前記透明膜は、前記層間絶縁膜よりも屈折率が高い膜である。例えば、前記層間絶縁膜としては酸化シリコン膜が最も一般的に使用されているので、層間絶縁膜よりも屈折率の高い透明膜としては、窒化シリコン膜を用いばよい。
【００１９】
本発明において、前記電気光学物質は、例えば、液晶である。
【００２０】
本発明を適用した電気光学装置は、投射型表示装置のライトバルブ、あるいは各種電子機器の表示装置として用いることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
［実施の形態１］
（電気光学装置の基本的な構成）
本発明を適用した電気光学装置の基本的な構成および動作について、図１から図４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、配線等の等価回路図である。図２は、本発明を適用した電気光学装置に用いた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および図４はそれぞれ、図２のＡ１−Ａ１′線に相当する位置での断面図、およびＢ１−Ｂ１′線に相当する位置での断面図である。これらの図において、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。
【００２３】
図１において、電気光学装置１００の画面表示領域において、マトリクス状に形成された複数の画素１００ａの各々には、画素電極９ａ、およびこの画素電極９ａを駆動するための画素スイッチング用のＴＦＴ３０が形成されており、画素信号Ｓ１、Ｓ２・・・Ｓｎを供給するデータ線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に書き込む画素信号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よい。また、ＴＦＴ３０のゲートには走査線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オン状態とすることにより、データ線６ａから供給される画素信号Ｓ１、Ｓ２・・・Ｓｎを各画素に所定のタイミングで書き込む。このようにして画素電極９ａを介して液晶に書き込まれた所定レベルの画素信号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、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶部分を通過する光量が低下し、ノーマリーブラックモードであれば、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶部分を通過する光量が増大していく。その結果、全体として電気光学装置１００からは画素信号Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎに応じたコントラストを持つ光が出射される。
【００２４】
ここで、保持された画素信号Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎがリークするのを防ぐために、画素電極９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を付加することがある。例えば、画素電極９ａの電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ蓄積容量７０により保持される。これにより、電荷の保持特性は改善され、コントラスト比の高い電気光学装置１００が実現できる。なお、蓄積容量７０を形成する方法としては、図１に例示するように、容量を形成するための配線である容量線３ｂとの間に形成する場合、あるいは前段の走査線３ａとの間に形成する場合もいずれであってもよい。
【００２５】
図２に示すように、電気光学装置１００のＴＦＴアレイ基板１０上では、マトリクス状に複数の透明な画素電極９ａが各画素１００ａ毎に形成され、画素電極９ａの縦横の境界領域に沿ってデータ線６ａ、走査線３ａおよび容量線３ｂが形成されている。データ線６ａは、コンタクトホール５を介してポリシリコン膜からなる半導体層１ａのうち後述のソース領域に電気的に接続され、画素電極９ａは、コンタクトホール１８を介して半導体層１ａのうち後述のドレイン領域に電気的に接続されている。また、半導体層１ａのうち後述のチャネル形成用領域１ａ（図中右下がりの斜線領域）に対向するように走査線３ａ（ゲート電極）が通っている。
【００２６】
図３および図４に示すように、電気光学装置１００は、ＴＦＴアレイ基板１０（第１の基板）と、これに対向配置される対向基板２０（第２の基板）とを備えている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば石英基板からなり、対向基板２０は例えばガラス基板や石英基板からなる。ＴＦＴアレイ基板１０には、画素電極９ａが形成され、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１９が形成されている。画素電極９ａは、たとえば、ＩＴＯ膜（インジウム・ティン・オキサイド膜）等の透明な導電性膜からなる。配向膜１９は、例えば、ポリイミド膜などの有機膜からなる。
【００２７】
ＴＦＴアレイ基板１０には、各画素電極９ａに隣接する位置に、各画素電極９ａをスイッチング制御する画素スイッチング用のＴＦＴ３０が形成されている。このＴＦＴ３０は、ＬＤＤ構造を有しており、走査線３ａ（ゲート電極）、走査線３ａから供給される走査信号の電界によりチャネルが形成される半導体膜１ａからなるチャネル形成用領域１ａ′、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜２、データ線６ａ（ソース電極）、低濃度ソース領域（ソース側ＬＤＤ領域）１ｂ、低濃度ドレイン領域（ドレイン側ＬＤＤ領域）１ｃ、高濃度ソース領域１ｄ、および高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。高濃度ドレイン領域１ｅには、複数の画素電極９ａのうちの対応する１つが電気的に接続されている。ソース領域１ｂ、１ｄ、およびドレイン領域１ｃ、１ｅは、後述のように、半導体層１ａにおいてｎ型のチャネルを形成するか、あるいはｐ型のチャネルを形成するかに応じて所定濃度のｎ型用またはｐ型用のドーパントがドープされることにより形成されている。ｎ型チャネルのＴＦＴは、動作速度が速いという利点があり、画素スイッチング用のＴＦＴとして用いられることが多い。
【００２８】
本形態において、データ線６ａ（ソース電極）は、アルミニウム等の金属膜や金属シリサイド等の合金膜等から構成されている。また、走査線３ａ（ゲート電極）、ゲート絶縁膜２および絶縁性の下地保護膜１２の上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール５および高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール１８が各々形成された酸化シリコン膜からなる第１層間絶縁膜４が形成されている。このソース領域１ｄへのコンタクトホール５を介して、データ線６ａ（ソース電極）は高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。
【００２９】
さらに、データ線６ａおよび第１層間絶縁膜４の上には、酸化シリコン膜からなる第２層間絶縁膜７が形成されている。ここで、画素電極９ａは、各層間絶縁膜の上層に形成されているので、第２層間絶縁膜７には高濃度ドレイン領域１ｅに通じるコンタクトホール１８が形成されている。従って、画素電極９ａは、コンタクトホール１８を介して高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続されている。なお、画素電極９ａと高濃度ドレイン領域１ｅとは、データ線６ａと同時形成されたアルミニウム電極などを中継して電気的接続するようにしても良い。
【００３０】
ここで、ＴＦＴ３０は、好ましくは上述のようにＬＤＤ構造をもつが、低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃに相当する領域に不純物イオンの打ち込みを行わないオフセット構造を有していてもよい。また、ＴＦＴ３０は、ゲート電極３ａをマスクとして高濃度で不純物イオンを打ち込み、自己整合的に高濃度ソースおよびドレイン領域を形成したセルフアライン型のＴＦＴであってもよい。
【００３１】
なお、本形態では、ＴＦＴ３０のゲート電極（走査線３ａ）をソース−ドレイン領域１ｂ、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。この際、各々のゲート電極には同一の信号が印加されるようにする。このようにデュアルゲート（ダブルゲート）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−ドレイン領域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出来る。これらのゲート電極の少なくとも１個をＬＤＤ構造或いはオフセット構造にすれば、さらにオフ電流を低減でき、安定したスイッチング素子を得ることが出来る。
【００３２】
本形態では、ＴＦＴ３０のゲート絶縁膜２をゲート電極３ａに対向する位置から延設して誘電体膜として用いるとともに、半導体１ａを延設して第１電極１ｆとし、さらにこれらに対向する容量線３ｂの一部を第２電極とすることにより、蓄積容量７０が構成されている。より詳細には、半導体１ａの高濃度ドレイン領域１ｅが、データ線６ａおよび走査線３ａの下にまで延設されて、同じくデータ線６ａおよび走査線３ａに沿って延びる容量線３ｂにゲート絶縁膜２（誘電体膜）を介して対向配置されて、第１電極（半導体層）１ｆとされている。ここで、蓄積容量７０の誘電体としての絶縁膜２は、高温酸化によりポリシリコン膜上に形成されるＴＦＴ３０のゲート絶縁膜２に他ならないので、薄くてかつ高耐圧の絶縁膜とすることができる。従って、蓄積容量７０は、比較的小面積で大容量の蓄積容量として構成できる。それ故、データ線６ａ下の領域および走査線３ａに並列する領域（即ち、容量線３ｂが形成された領域）という開口領域を外れたスペースを有効に利用して、画素電極９ａに対する蓄積容量を増大させることができる。
【００３３】
一方、対向基板２０には、その全面に渡って対向電極（共通電極）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２９が形成されている。対向電極２１も、たとえば、ＩＴＯ膜などの透明導電性膜からなる。また、対向基板２０の配向膜２９も、ポリイミド膜などの有機膜からなる。対向基板２０には、各画素の開口領域以外の領域に遮光膜２３がマトリクス状に形成されている。
【００３４】
このように構成したＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、画素電極９ａと対向電極２１とが対面するように配置され、かつ、これらの基板間には、後述するのシール材により囲まれた空間内に液晶５０が封入され、挟持される。液晶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により所定の配向状態をとる。液晶５０は、例えば一種または数種のネマティック液晶を混合したものなどからなる。なお、シール材は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とをそれらの周辺で貼り合わせるための光硬化樹脂や熱硬化性樹脂など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スペーサがギャップ材が配合されている。
【００３５】
（入射光の利用効率を向上するための構成）
このように構成した電気光学装置１のＴＦＴアレイ基板１０において、本形態では、図２、図３および図４に示すように、第２層間絶縁膜７の表面には、各画素１００ａの開口領域１００ｂの略全面に重なる領域にわたって凹部７１が形成され、この凹部７１は、側面から底面にかけて湾曲した形状を有している。また、第２層間絶縁膜７の上には、窒化シリコン膜からなる透明膜８が形成され、この透明膜８は、凹部７１を完全に埋め尽くしているとともに、第２層間絶縁膜７の表面も覆っている。従って、本形態では、窒化シリコン膜からなる透明膜８の表面に画素電極９ａが形成されている。
【００３６】
ここで、第２層間絶縁膜７を構成する酸化シリコン膜は、屈折率が１．４５であるのに対して、透明膜８として用いた窒化シリコン膜の屈折率は２．１０であり、第２層間絶縁膜７を構成するシリコン膜よりかなり大きい。また、透明膜８と第２層間絶縁膜７との界面のうち、凹部７１の側面から底部で透明膜８と第２層間絶縁膜７とが接する部分は、画素電極９ａの形成領域を平面的に囲むように、開口領域１００ｂの外周縁に沿って形成された状態にある。このため、凹部７１の側面から底部で透明膜８と第２層間絶縁膜７とが接する部分は、以下に説明するように、ＴＦＴアレイ基板１０に入射した光のうち、開口領域１００ｂから外れて容量線３、走査線３ａ、データ線６ａなどといった配線、あるいはＴＦＴ３０に向かう光を開口領域１００ｂに導く光学面８１として機能する。
【００３７】
（本形態の作用・効果）
このように構成した電気光学装置１において、対向基板２０に対して略垂直な方向から入射した光Ｌ０のうち、ＴＦＴ３０のチャネル形成用領域１ａ′やＬＤＤ領域１ｂ、１ｃに向かう光は、対向基板２０の遮光膜２３で遮られるので、このような光は、ＴＦＴ３０を誤動作させることがない。
【００３８】
ここで、遮光膜２３をあまり幅広に形成すると、ＴＦＴアレイ基板１０の方から出射される光量が低下してしまうので、遮光膜２３の幅は、必要最小限な寸法に設定されている。このため、対向基板２０に対して斜め方向から入射した光の一部は、図３および図４に矢印Ｌ１１、Ｌ１２で示すように、遮光膜２３を遮られることなく液晶５０に入射した後、開口領域１００ｂから外れて、容量線３、走査線３ａ、データ線６ａなどといった配線、あるいはＴＦＴ３０のチャネル形成用領域１ａ′やＬＤＤ領域１ｂ、１ｃに向かおうとする。
【００３９】
しかるに本形態では、開口領域１００ｂの外周縁に沿って光学面８１が形成されているため、対向基板２０に対して斜め方向から入射した光のうち、図３に矢印１１で示すように、開口領域１００ｂから外れて容量線３ｂに向かおうとする光は、光学面８１で屈折作用を受けて開口領域１００ｂに導かれ、ＴＦＴアレイ基板１０から出射される。
【００４０】
また、図４に矢印Ｌ１２で示すように、開口領域１００ｂから外れてデータ線６ａに向かおうとする光は、光学面８１で屈折作用を受けて開口領域１００ｂに導かれ、ＴＦＴアレイ基板１０から出射される。
【００４１】
なお、図示を省略するが、開口領域１００ｂから外れて走査線３ａに向かおうとする光も、同様に、光学面８１で屈折作用を受けて開口領域１００ｂに導かれ、ＴＦＴアレイ基板１０から出射される。
【００４２】
従って、本形態の電気光学装置１においては、従来であれば容量線３、走査線３ａ、データ線６ａなどといった配線に遮られてＴＦＴアレイ基板１０から出射されなかった光も、光学面８１に導かれてＴＦＴアレイ基板１０から出射される。従って、入射した光の利用効率を高めることができるので、明るい表示を行なうことができる。
【００４３】
また、図２および図３からわかるように、データ線６ａの下層側には、データ線６ａに平面的に重なるようにＴＦＴ３０が形成されているが、対向基板２０に対して斜め方向から入射した光のうち、開口領域１００ｂから外れてＴＦＴ３０のチャネル形成用領域１ａ′やＬＤＤ領域１ｂ、１ｃに向かおうとする光は、光学面８１で屈折作用を受けて、開口領域１００ｂに導かれる。それ故、本形態の電気光学装置１００では、ＴＦＴ３０が光によって誤動作することもない。
【００４４】
また、本形態において、光学面８１は、層間絶縁膜７と、この層間絶縁膜７と異なる屈折率を有する透明膜８との界面によって構成されている。従って、基板上に形成される各種の構成要素と同様、半導体プロセスを利用して光学面８１を容易に形成できる。また、開口領域１００ｂと平面的に重なるような領域に光学面８１を構成するとすれば、光学面１００ｂを構成する膜が開口領域１００ｂ内にかかることになるが、開口領域１００ｂ内に形成されるのは透明膜８１であるため、この膜に光が入射しても、この光は、図３および図４に矢印Ｌ１４で示すように、透明膜８をそのまま透過してＴＦＴアレイ基板１０から出射されることになる。従って、光学面８１を開口領域１００ｂと重なる領域に形成したとしても、入射した光の利用効率が低下することがない。
【００４５】
さらに、光学面８１は、層間絶縁膜７の凹部７１内に透明膜８を形成することによって構成されているので、以下に説明するように、エッチング工程や成膜工程などといった極めて一般的な半導体プロセスを利用して光学面８１を容易に形成できる。
【００４６】
（電気光学装置１００の製造方法）
このように構成した電気光学装置１００のうち、ＴＦＴアレイ基板１０の製造方法について、図５ないし図８を参照して説明する。
【００４７】
図５ないし図８は、いずれも本形態のＴＦＴアレイ基板１０の製造方法を示す工程断面図である。なお、図５ないし図８には、図２のＡ１−Ａ１′線に相当する位置での断面、およびＢ１−Ｂ１′線に相当する位置での断面を表してある。
【００４８】
図５（ａ）に示すように、まず、石英基板、ハードガラス等のＴＦＴアレイ基板１０を用意する。ＴＦＴアレイ基板１０については、Ｎ2（窒素）等の不活性ガス雰囲気、且つ、約９００℃〜約１３００℃の高温でアニール処理し、後に実施される高温プロセスにおいて歪みが少なくなるように前処理しておくことが好ましい。
【００４９】
次に、ＴＦＴアレイ基板１０の上に、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法等によりＴＥＯＳ（テトラ・エチル・オルソ・シリケート）ガス、ＴＥＢ（テトラ・エチル・ポートレート）ガス、ＴＭＯＰ（テトラ・メチル・オキシ・フォスレート）ガス等を用いて、ＮＳＧ（ノンシリケートガラス）、ＰＳＧ（リンシリケートガラス）、ＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンシリケートガラス）などのシリケートガラス膜、や酸化シリコン膜等からなる下地保護膜１２を形成する。この下地保護膜１２の層厚は、例えば、約５００ｎｍ〜約２０００ｎｍとする。
【００５０】
次に、下地保護膜１２の上に、約４５０℃〜約５５０℃、好ましくは約５００℃の比較的低温環境中で、流量約４００ｃｃ／ｍｉｎ〜約６００ｃｃ／ｍｉｎのモノシランガス、ジシランガス等を用いた減圧ＣＶＤ（例えば、圧力約２０〜４０ＰａのＣＶＤ）により、アモルファスシリコン膜を形成する。その後、窒素雰囲気中で、約６００℃〜約７００℃にて約１時間〜約１０時間、好ましくは、約４時間〜約６時間のアニール処理を施することにより、ポリシリコン膜１を約５０ｎｍ〜約２００ｎｍの厚さ、好ましくは約１００ｎｍの厚さとなるまで固相成長させる。
【００５１】
この際、画素スイッチング用のＴＦＴ３０をｎチャネル型とする場合には、当チャネル形成用領域にＳｂ（アンチモン）、Ａｓ（砒素）、Ｐ（リン）などのＶ族元素のドーパンドを僅かにイオン注入等によりドープしてもよい。また、画素スイッチング用ＴＦＴ３０をｐチャネル型とする場合には、Ｂ（ボロン）、Ｇａ（ガリウム）、Ｉｎ（インジウム）などのIII族元素のドーパンドを僅かにイオン注入等によりドープしても良い。なお、アモルファスシリコン膜を経ないで、減圧ＣＶＤ法等によりポリシリコン膜１を直接形成しても良い。あるいは、減圧ＣＶＤ法等により堆積したポリシリコン層にシリコンイオンを打ち込んで一旦非晶質化（アモルファス化）し、その後アニール処理等により再結晶化させてポリシリコン膜１を形成しても良い。
【００５２】
次に、図５（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、図２に示したパターンの半導体層１ａを形成する。即ち、データ線６ａ下で容量線３ｂが形成される領域、および走査線３ａに沿って容量線３ｂが形成される領域には、ＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａから延設された第１電極（半導体層）１ｆを形成する。
【００５３】
次に、図５（ｃ）に示すように、ＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａとともに第１電極１ｆを約９００℃〜約１３００℃の温度、好ましくは約１０００℃の温度により熱酸化することにより、約３０ｎｍの比較的薄い熱酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜２を形成する。ここで、熱酸化シリコン膜の表面に、減圧ＣＶＤ法等により高温酸化シリコン膜（ＨＴＯ膜）や窒化シリコン膜を約５０ｎｍの比較的薄い厚さに堆積し、多層構造を持つゲート絶縁膜２、および蓄積容量形成用の誘電体膜を形成してもよい。なお、この工程では、第１電極１ｆとなる半導体層部分に、例えば、Ｐイオンをドーズ量約３×１０12／ｃｍ2でドープして低抵抗化させておく。
【００５４】
次に、図５（ｄ）に示すように、減圧ＣＶＤ法等によりポリシリコン層３を堆積した後、リン（Ｐ）を熱拡散し、ポリシリコン膜３を導電化する。又は、Ｐイオンをポリシリコン膜３の成膜と同時に導入したドープトシリコン膜を用いても良い。
【００５５】
次に、図６（ａ）に示すように、レジストマスクを用いたフォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、図２に示したパターンの走査線３ａ（ゲート電極）および容量線３ｂを形成する。これらの容量線３ｂおよび走査線３ａの層厚は、例えば、約３５０ｎｍである。
【００５６】
次に、図６（ｂ）に示すように、図３に示したＴＦＴ３０をＬＤＤ構造を持つｎチャネル型のＴＦＴとする場合、半導体層１ａに、まず低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃを形成するために、走査線３ａ（ゲート電極）を拡散マスクとして、ＰなどのＶ族元素のドーパント２００を低濃度で（例えば、Ｐイオンを１×１０13／ｃｍ2〜３×１０13／ｃｍ2のドース量にて）ドープする。これにより走査線３ａ（ゲート電極）下の半導体層１ａは、チャネル形成用領域１ａ′となる。この不純物のドープにより容量線３ｂおよび走査線３ａも低抵抗化される。
【００５７】
続いて、図６（ｃ）に示すように、ＴＦＴ３０の高濃度ソース領域１ｄおよび高濃度ドレイン領域１ｅを形成するために、走査線３ａ（ゲート電極）よりも幅の広いマスクでレジストマスク２０２を走査線３ａ（ゲート電極）上に形成した後、同じくＰなどのＶ族元素のドーパンド２０１を高濃度で（例えば、Ｐイオンを１〜３×１０15／ｃｍ2のドース量にて）ドープする。また、ＴＦＴ３０をｐチャネル型とする場合、半導体層１ａに、低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃ並びに高濃度ソース領域１ｄおよび高濃度ドレイン領域１ｅを形成するために、ＢなどのIII族元素のドーパンドを用いてドープする。なお、低濃度のドープを行わずに、オフセット構造のＴＦＴとしても良く、走査線３ａ（ゲート電極）をマスクとして、Ｐイオン、Ｂイオン等を用いたイオン注入技術によりセルフアライン型のＴＦＴとしても良い。この不純物のドープにより容量線３ｂおよび走査線３ａはさらに低抵抗化する。
【００５８】
なお、これらの工程と同時並行して、ｎチャネル型ＴＦＴおよびｐチャネル型ＴＦＴから構成される相補型構造を持つデータ線駆動回路および走査線駆動回路等の周辺回路をＴＦＴアレイ基板１０上の周辺部に形成する。
【００５９】
次に、図６（ｄ）に示すように、走査線３ａ（ゲート電極）、容量線３ｂおよび走査線３ａを覆うように、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法やＴＥＯＳガス等を用いて酸化シリコン膜からなる第１層間絶縁膜４を形成する。第１層間絶縁膜４の層厚は、約５００ｎｍ〜約１５００ｎｍが好ましい。
【００６０】
次に、高濃度ソース領域１ｄおよび高濃度ドレイン領域１ｅを活性化するために約１０００℃のアニール処理を２０分程度行った後、図７（ａ）に示すように、データ線３１（ソース電極）に対するコンタクトホール５を、反応性エッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより、あるいはウエットエッチングにより形成する。
【００６１】
次に、図７（ｂ）に示すように、第１層間絶縁層４の上に、スパッタ処理等により、Ａ１等の低抵抗金属や金属シリサイド等の金属膜６を、約１００ｎｍ〜約５００ｎｍの厚さ、好ましくは約３００ｎｍに堆積する。
【００６２】
次に、図７（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、データ線６ａ（ソース電極）を形成する。
【００６３】
次に、図７（ｄ）に示すように、データ線６ａ（ソース電極）上を覆うように、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法やＴＥＯＳガス等を用いて酸化シリコン膜からなる第２層間絶縁膜７を形成する。第２層間絶縁膜７の層厚は、約５００ｎｍ〜約１５００ｎｍが好ましい。
【００６４】
次に、図８（ａ）に示すように、第２層間絶縁膜７の表面に対して、凹部７１（図３および図４を参照）の形成予定領域が開口されたレジストマスク２０３を形成する。次に、レジストマスク２０３を介して第２層間絶縁膜７にウエットエッチングを施して、側面から底面にかけて湾曲形状を有する凹部７１を形成し、しかる後に、図８（ｂ）に示すように、レジストマスク９０を除去する。
【００６５】
次に、図８（ｃ）に示すように、ＣＶＤ法などによって、第２層間絶縁膜７の表面に窒化シリコン膜からなる透明膜８を分厚く形成し、凹部７１を透明膜８で埋める。その結果、第２層間絶縁膜７と透明膜８との界面によって光学面８１が形成される。
【００６６】
次に、図８（ｄ）に示すように、透明膜８の表面にＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）処理を施して、その表面を平坦化する。
【００６７】
以降、図３および図４に示すように、反応性エッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより、ＴＦＴのドレイン領域１ｅに届くようなコンタクトホール１８を形成した後、透明膜８の表面に、スパッタ法等により約５０ｎｍ〜約２００ｎｍの厚さのＩＴＯ膜を形成し、このＩＴＯ膜をパターニングして画素電極９ａを形成する。しかる後には、画素電極９ａの表面に配向膜１９を形成する。
【００６８】
このように、本形態によれば、エッチング工程、成膜工程などといった通常の半導体プロセスを利用するだけで、ＴＦＴアレイ基板１０上に光学面８１を形成することができる。
【００６９】
［実施の形態２］
図９ないし図１２を参照して、本発明の実施の形態２に係る電気光学装置およびその製造方法を説明する。図９は、本形態の電気光学装置に用いた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１０および図１１はそれぞれ、図９のＡ２−Ａ２′線に相当する位置での断面図、およびＢ２−Ｂ２′線に相当する位置での断面図である。これらの図においても、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。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する機能を有する部分には同一の符号を付して図示することにして、それらの説明を省略する。
【００７０】
図９において、本形態の電気光学装置１００のＴＦＴアレイ基板１０上にも、透明な画素電極９ａ、およびこの画素電極９ａを駆動するための画素スイッチング用のＴＦＴ３０を備える複数の画素１００ａがマトリクス状に形成されている。また、画素電極９ａの縦横の境界領域に沿ってデータ線６ａ、走査線３ａおよび容量線３ｂが形成されている。
【００７１】
図１０および図１１に示すように、本形態の電気光学装置１００でも、ＴＦＴアレイ基板１０（第１の基板）は、対向基板２０（第２の基板）に対して対向配置され、これらの基板間に液晶５０が封入、挟持されている。
【００７２】
このように構成した電気光学装置１のＴＦＴアレイ基板１０において、本形態では、第１層間絶縁膜４および第２層間絶縁膜７には、各画素１００ａの開口領域１００ｂの略全面に重なる領域にわたって凹部７２が形成されている。また、凹部７２には、その側面部および底面部に沿って窒化シリコン膜からなる透明膜８が形成され、この透明膜８にも凹部８５が形成されている。さらに、窒化シリコン膜からなる透明膜８および第２層間絶縁膜７の表面には、第３層間絶縁膜９０が形成され、この第３層間絶縁膜９０は、透明膜８０の凹部８５を完全に埋めている。従って、本形態において、画素電極９ａは、第３層間絶縁膜９０の表面に形成されている。
【００７３】
ここで、第３層間絶縁膜９０を構成する酸化シリコン膜は、屈折率が１．４５であるのに対して、透明膜８として用いた窒化シリコン膜の屈折率は２．１０であり、第３層間絶縁膜９０を構成するシリコン膜よりかなり大きい。また、透明膜８と第３層間絶縁膜９０との界面のうち、凹部８５の側面で基板に垂直な面は、開口領域１００ｂの外周縁に沿って形成された状態にある。従って、凹部８５のうち、基板に垂直な側面部分で透明膜８と第３層間絶縁膜９０とが接する部分は、以下に説明するように、ＴＦＴアレイ基板１０に入射した光のうち、開口領域１００ｂから外れて容量線３、走査線３ａ、データ線６ａなどといった配線、あるいはＴＦＴ３０に向かう光を開口領域１００ｂに導く光学面８２として機能する。
【００７４】
本形態の電気光学装置１において、対向基板２０に対して略垂直な方向から入射した光Ｌ０のうち、ＴＦＴ３０のチャネル形成用領域１ａ′やＬＤＤ領域１ｂ、１ｃに向かう光は、対向基板２０の遮光膜２３で遮られるので、このような光は、ＴＦＴ３０を誤動作させることがない。
【００７５】
ここで、遮光膜２３をあまり幅広に形成すると、ＴＦＴアレイ基板１０の方から出射される光量が低下してしまうので、遮光膜２３の幅は、必要最小限な寸法に設定されている。このため、対向基板２０に対して斜め方向から入射した光の一部は、図１０および図１１に矢印Ｌ２１、Ｌ２２で示すように、遮光膜２３を遮られることなく液晶５０に入射した後、開口領域１００ｂから外れて、容量線３、走査線３ａ、データ線６ａなどといった配線、あるいはＴＦＴ３０のチャネル形成用領域１ａ′やＬＤＤ領域１ｂ、１ｃに向かおうとする。
【００７６】
しかるに本形態では、開口領域１００ｂの外周縁に沿って、基板面に垂直な光学面８２が形成されているため、対向基板２０に対して斜め方向から入射した光のうち、図１０に矢印２１で示すように、開口領域１００ｂから外れて容量線３ｂに向かおうとする光は、光学面８２で反射作用を受けて開口領域１００ｂに導かれ、ＴＦＴアレイ基板１０から出射される。なお、光学面８２は、凹部８５の底部および側面部に形成されているが、側面部に対する光の入射角が小さいので、このような光は光学面８２で略全反射する。これに対して、凹部８５の底部に形成された光学面８２に対しては光の入射角が大きいので、光は、光学面８２を透過してＴＦＴアレイ基板１０から出射される。
【００７７】
また、図１１に矢印Ｌ２２で示すように、開口領域１００ｂから外れてデータ線６ａに向かおうとする光は、光学面８２で反射作用を受けて開口領域１００ｂに導かれ、ＴＦＴアレイ基板１０から出射される。
【００７８】
なお、図示を省略するが、開口領域１００ｂから外れて走査線３ａに向かおうとする光も、同様に、光学面８２で反射作用を受けて開口領域１００ｂに導かれ、ＴＦＴアレイ基板１０から出射される。
【００７９】
従って、本形態の電気光学装置１においては、従来であれば容量線３、走査線３ａ、データ線６ａなどといった配線に遮られてＴＦＴアレイ基板１０から出射されなかった光も、光学面８２に導かれてＴＦＴアレイ基板１０から出射される。従って、入射した光の利用効率を高めることができるので、明るい表示を行なうことができる。
【００８０】
また、図９および図１０からわかるように、データ線６ａの下層側には、ＴＦＴ３０が形成されているが、対向基板２０に対して斜め方向から入射した光のうち、開口領域から外れてＴＦＴ３０のチャネル形成用領域１ａ′やＬＤＤ領域１ｂ、１ｃに向かおうとする光は、光学面８２で反射作用を受けて開口領域１００ｂに導かれる。それ故、本形態の電気光学装置１００では、ＴＦＴ３０が光によって誤動作することもない。
【００８１】
また、本形態において、光学面８２は、第３層間絶縁膜９０と、この層間絶縁膜９０と異なる屈折率を有する透明膜８との界面によって構成されている。従って、基板上に形成される各種の構成要素と同様、半導体プロセスを利用して光学面８２を容易に形成できる。また、開口領域１００ｂと平面的に重なるような領域に光学面８２を構成するとすれば、光学面８２を構成する膜が開口領域１００ｂ内にかかることになるが、開口領域１００ｂ内に形成されるのは透明膜８であるため、この膜に光が入射しても、この光は、図１０および図１１に矢印Ｌ２４で示すように、透明膜８をそのまま透過してＴＦＴアレイ基板１０から出射されることになる。従って、光学面８２を開口領域１００ｂと重なる領域に形成したとしても、入射した光の利用効率が低下することがない。
【００８２】
さらに、光学面８２は、透明膜８２の凹部８５内を第３層間絶縁膜９０で埋めることによって構成されているので、以下に説明するように、エッチング工程や成膜工程などといった極めて一般的な半導体プロセスを利用して光学面８２を容易に形成できる。
【００８３】
なお、凹部８５の光学面８２は、エッチングなどの工程により取り除いてもよい。
【００８４】
以下に、本形態の電気光学装置１００の製造方法を説明するが、本形態の電気光学装置１００の製造工程は、実施の形態１に関して、図５、図６および図７を参照して説明した工程までは共通する。従って、以下の説明では、図７に示す工程以降に行なう工程を図１２を参照して説明する。
【００８５】
図１２（ａ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の上に第２層間絶縁膜７まで形成した後、第２層間絶縁膜７の表面に対して、凹部７２（図１０および図１１を参照）の形成予定領域が開口されたレジストマスク２０４を形成する。次に、レジストマスク２０４を介して第２層間絶縁膜７および第１層間絶縁膜４にドライエッチングを施して断面矩形の凹部７２を形成し、しかる後に、レジストマスク２０４を除去する。
【００８６】
次に、図１２（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法などによって、第２層間絶縁膜７の表面および凹部７２の内部に窒化シリコン膜からなる透明膜８を形成する。ここで、透明膜８は、凹部７２の側面および底面にのみ形成されているため、透明膜８の表面には、やはり凹部８５が形成される。
【００８７】
次に、図１２（ｃ）に示すように、透明膜８の表面にＣＭＰ（ＣｈｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｌｉｓｓｈ）処理を施して、第２層間絶縁膜７の表面に形成されている透明膜８の表面を平坦化する。但し、凹部７２内の透明膜８は、そのままの状態で残す。
【００８８】
次に、図１２（ｄ）に示すように、ポリシラザンなどを含む溶液をスピンコート法で塗布した後、焼成し、酸化シリコン膜からなる第３層間絶縁膜９０を形成する。その結果、凹部８５は第３層間絶縁膜９０によって埋められ、この第３層間絶縁膜９０と透明膜８との界面によって光学面８２が形成される。この光学面８２は、凹部８５の底部および側面部に形成されているが、側面部に相当する部分に対しては光の入射角が小さいので、ここに照射された光は光学面８２で略全反射することになる。
【００８９】
それ以降、図１０および図１１に示すように、反応性エッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより、ＴＦＴのドレイン領域１ｅに届くようなコンタクトホール１８を形成した後、透明膜８の表面に、スパッタ法等により約５０ｎｍ〜約２００ｎｍの厚さのＩＴＯ膜を形成し、このＩＴＯ膜をパターニングして画素電極９ａを形成する。しかる後には、画素電極９ａの表面に配向膜１９を形成する。
【００９０】
［電気光学装置の構成］
以上のように構成された液晶装置の各の実施の形態の全体構成を図１３および図１４を参照して説明する。なお、図１３は、電気光学装置１００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１４は、対向基板２０を含めて示す図１３のＨ−Ｈ′断面図である。
【００９１】
図１３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れらており、その内側領域には、遮光性材料からなる周辺見切り５３が形成されている。シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路１０１および実装端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられており、走査線駆動回路１０４が、この一辺に隣接する２辺に沿って形成されている。走査線に供給される走査信号の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を画像表示領域の辺に沿って両側に配列しても良い。例えば奇数列のデータ線は画像表示領域の一方の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給し、偶数列のデータ線は前記画像表示領域の反対側の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給するようにしても良い。この様にデータ線を櫛歯状に駆動するようにすれば、データ線駆動回路１０１の形成面積を拡張することが出来るため、複雑な回路を構成することが可能となる。更にＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域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が設けられており、更に、周辺見切り５３の下などを利用して、プリチャージ回路や検査回路が設けられることもある。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との間で電気的導通をとるための上下導通材１０６が形成されている。そして、図１４に示すように、図１３に示したシール材５２とほぼ同じ輪郭をもつ対向基板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。
【００９２】
なお、データ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に形成する代わりに、たとえば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（テープ オートメイテッド、ボンディング）基板をＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に形成された端子群に対して異方性導電膜を介して電気的および機械的に接続するようにしてもよい。また、対向基板２０およびＴＦＴアレイ基板１０の光入射側の面あるいは光出射側には、使用する液晶５０の種類、すなわち、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード等々の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリ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向きに配置される。
【００９３】
また、このように形成した電気光学装置は、たとえば、投射型液晶表示装置（液晶プロジェクタ）において使用される。この場合、３枚の電気光学装置１００がＲＧＢ用のライトバルブとして各々使用され、各電気光学装置１００の各々には、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、前記した各形態の電気光学装置１００にはカラーフィルタが形成されていない。但し、対向基板２０において各画素電極９ａに対向する領域にＲＧＢのカラーフィルタをその保護膜とともに形成することにより、投射型液晶表示以外にも、カラー液晶テレビなどといったカラー液晶表示装置を構成することができる。さらに、対向基板２０に対して、各画素に対応するようにマイクロレンズを形成することにより、入射光の画素電極９ａに対する集光効率を高めることができるので、明るい表示を行うことができる。さらにまた、対向基板２０に何層もの屈折率の異なる干渉層を積層することにより、光の干渉作用を利用して、ＲＧＢ色をつく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の対向基板によれば、より明るいカラー表示を行うことができる。
【００９４】
また、各画素に形成される画素スイッチング用のＴＦＴとしては、正スタガ型またはコプラーナ型のポリシリコンＴＦＴを用いた例で説明したが、逆スタガ型のＴＦＴやアモルファスシリコンＴＦＴなど、他の形式のＴＦＴを画素スイッチング用に用いてもよい。
【００９５】
［電気光学装置の電子機器への適用］
次に、電気光学装置を備えた電子機器の一例を、図１５および図１６を参照して説明する。
【００９６】
まず、図１５には、上記の各形態に係る電気光学装置と同様に構成された電気光学装置１００を備えた電子機器の構成をブロック図で示してある。
【００９７】
図１５において、電子機器が、表示情報出力源１０００、表示情報処理回路１００２、駆動回路１００４、電気光学装置１００、クロック発生回路１００８、および電源回路１０１０を含んで構成される。表示情報出力源１０００は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、光ディスクなどのメモリ、テレビ信号の画信号を同調して出力する同調回路などを含んで構成され、クロック発生回路１００８からのクロックに基づいて、所定フォーマットの画像信号を処理して表示情報処理回路１００２に出力する。この表示情報出力回路１００２は、たとえば増幅・極性反転回路、相展開回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、あるいはクランプ回路等の周知の各種処理回路を含んで構成され、クロック信号に基づいて入力された表示情報からデジタル信号を順次生成し、クロック信号ＣＬＫとともに駆動回路１００４に出力する。駆動回路１００４は、電気光学装置１００を駆動する。電源回路１０１０は、上述の各回路に所定の電源を供給する。なお、電気光学装置１００を構成するＴＦＴアレイ基板の上に駆動回路１００４を形成してもよく、それに加えて、表示情報処理回路１００２もＴＦＴアレイ基板の上に形成してもよい。
【００９８】
このような構成の電子機器としては、図１６を参照して後述する投射型液晶表示装置（液晶プロジェクタ）、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、およびエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、あるいは携帯電話、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどを挙げることができる。
【００９９】
図１６に示す投射型液晶表示装置１１００は、前記の駆動回路１００４がＴＦＴアレイ基板上に搭載された電気光学装置１００を含む液晶モジュールを３個準備し、各々ＲＧＢ用のライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂとして用いたプロジェクタとして構成されている。この液晶プロジェクタ１１００では、メタルハライドランプなどの白色光源のランプユニット１１０２から光が出射されると、３枚のミラー１１０６および２枚のダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂに分離され（光分離手段）、対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ（電気光学装置１００／液晶ライトバルブ）に各々導かれる。この際に、光成分Ｂは、光路が長いので、光損失を防ぐために入射レンズ１１２２、リレーレンズ１１２３、および出射レンズ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、１００Ｂによって各々変調された３原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂは、ダイクロイックプリズム１１１２（光合成手段）に３方向から入射され、再度合成された後、投射レンズ１１１４を介してスクリーン１１２０などにカラー画像として投射される。
【０１００】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明では、第１の基板には、この第１の基板に入射する光のうち、画素の開口領域から外れようとする光を当該開口領域に導く光学面を備えているので、入射した光の利用効率が高い。従って、明るい表示を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した電気光学装置において、マトリクス状に配置された複数の画素に形成された各種素子、配線などの等価回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る電気光学装置において、ＴＦＴアレイ基板に形成された各画素の構成を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る電気光学装置における図２のＡ１−Ａ１′線に相当する位置での断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る電気光学装置における図２のＢ１−Ｂ１′線に相当する位置での断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法において、図５に示す工程に続いて行う各工程の工程断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法において、図６に示す工程に続いて行う各工程の工程断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法において、図７に示す工程に続いて行う各工程の工程断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る電気光学装置において、ＴＦＴアレイ基板に形成された各画素の構成を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る電気光学装置における図９のＡ２−Ａ２′線に相当する位置での断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る電気光学装置における図９のＢ２−Ｂ２′線に相当する位置での断面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態２に係る電気光学装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法における特徴的な各工程の工程断面図である。
【図１３】電気光学装置を対向基板の側からみたときの平面図である。
【図１４】図１３のＨ−Ｈ′線における断面図である。
【図１５】本発明に係る電気光学装置を表示装置として用いた電子機器の回路構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明に係る電気光学装置を用いた電子機器の一例としての投射型電気光学装置の光学系の構成を示す断面図である。
【図１７】従来の電気光学装置において、ＴＦＴアレイ基板に形成された各画素の構成を示す平面図である。
【図１８】従来の電気光学装置における図１７のＡ０−Ａ０′線に相当する位置での断面図である。
【図１９】従来の電気光学装置における図１７のＢ０−Ｂ０′線に相当する位置での断面図である。
【符号の説明】
１ａ 半導体層
１ａ′ チャネル形成用領域
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 ゲート絶縁膜
３ａ 走査線
３ｂ 容量線
４ 第１層間絶縁膜
５、１８ コンタクトホール
６ａ データ線
７ 第２層間絶縁膜
８ 透明膜
９ａ 画素電極
１０ ＴＦＴアレイ基板（第１の基板）
２０ 対向基板（第２の基板）
２３ 遮光膜
３０ 画素スイッチング用のＴＦＴ
５０ 液晶
５３ 周辺見切り
７０ 蓄積容量
７１、７２ 層間絶縁膜の凹部
８１、８２ 光学面
８５ 透明膜の凹部
９０ 第３層間絶縁膜
１００ 電気光学装置
１００ａ 画素
１００ｂ 開口領域
Claims (6)
- 電気光学物質を挟持する第１および第２の基板のうちの第１の基板上には、画素電極および該画素電極に対応して設けられた薄膜トランジスタを備える画素がマトリクス状に形成されているとともに、隣接する画素電極の境界部分に沿って配線が形成されてなる電気光学装置において、
前記第１の基板上には、当該第１の基板に入射した光のうち、前記画素の開口領域から外れようとする光を屈折により当該開口領域に導く曲面状の光学面が前記開口領域の外周縁に沿って形成され、
前記光学面は、層間絶縁膜と、該層間絶縁膜上にあり該層間絶縁膜より屈折率が高い透明膜との界面によって構成され、
前記透明膜より下層側に位置する前記層間絶縁膜に形成された凹部内に前記透明膜が形成され、
前記透明膜の上面は平坦化され、前記平坦化された前記透明膜上に前記画素電極が配置されていることを特徴とする電気光学装置。 - 電気光学物質を挟持する第１および第２の基板のうちの第１の基板上には、画素電極および該画素電極に対応して設けられた薄膜トランジスタを備える画素がマトリクス
状に形成されているとともに、隣接する画素電極の境界部分に沿って配線が形成されてなる電気光学装置において、
前記第１の基板上には、当該第１の基板に入射した光のうち、前記画素の開口領域から外れようとする光を反射により当該開口領域に導く光学面が前記開口領域の外周縁に沿って形成され、
前記透明膜より下層側に位置する前記透明膜に形成された凹部内に前記透明膜より屈折率が低い前記層間絶縁膜が形成され、前記凹部の側面部と底部に前記光学面が設けられ、
前記凹部の側面部に設けられた前記光学面は、前記開口領域の外周縁に沿って前記基板面に垂直な光学面であることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項１又は２のいずれか一項において、前記光学面は、前記開口領域から外れて前記配線又は前記薄膜トランジスタに向かおうとする光を前記開口領域に導くように形成されていることを特徴とする電気光学装置。
- 請求項１乃至３のいずれか一項において、前記層間絶縁膜は、酸化シリコン膜であり、
前記透明膜は、窒化シリコン膜であることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項１乃至４のいずれか一項に規定する電気光学装置をライトバルブとして用いたことを特徴とする投射型液晶表示装置。
- 請求項１乃至４のいずれか一項に規定する電気光学装置を表示装置として用いたことを特徴とする電子機器。
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