JP4154965B2 - 電気光学基板、並びにこれを具備する電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置、電子ペーパなどの電気泳動装置、ＥＬ（Electro-Luminescence）表示装置等に用いる電気光学基板、並びにこれを具備する電気光学装置及び例えば液晶プロジェクタ等の該電気光学装置をライトバルブとして具備する電子機器の技術分野に属する。
【０００２】
【背景技術】
アクティブマトリクス駆動形式の電気光学装置では、例えば各画素に設けられた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」という。）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。
【０００３】
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、あるいはＴＦＴアレイ基板上においてＴＦＴの上を通過するとともにＡｌ（アルミニウム）等の金属膜からなるデータ線により、かか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。例えばデータ線を金属で形成すると共にこれを走査線に沿って突出させて、その下方に位置するＴＦＴへの光の浸入を防ぐ技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
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等の戻り光が、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。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３３０８６１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した各種遮光技術によれば、以下の問題点がある。
【０００７】
即ち先ず、対向基板上や電気光学基板上に遮光膜を形成する技術によれば、遮光膜とチャンネル部との間は、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。特に、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度（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ことは実践上問題となる。
【０００８】
更に、一般にＴＦＴのゲート電極を含んでなる走査線は、光透過性のドープトシリコンが用いられている。係るシリコンは、周囲の酸化膜よりも高い屈折率を有しているために、走査線に対して上方斜め或いは下方斜めから入射した光は、当該シリコンにとらえられてあたかも光ファイバーの中を行くように、全反射を繰り返して光量を大きく減ずることなく迷光として伝播される。ここで、伝播された迷光は、ＴＦＴにおけるゲート電極に対向配置されるチャンネル部付近に到達する可能性は高い。そして、ゲート電極付近にきた迷光は、ＴＦＴ付近における走査線の形状変化に応じて、シリコンから出てＴＦＴのチャンネル部側にも入射されるという問題点がある。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、走査線内を伝播する迷光を遮光する構造により遮光性に優れており、明るく高品位な画像表示を可能ならしめる電気光学基板、並びにこれを具備する電気光学装置及び電子機器を提供することを課題とする。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気光学基板は上記課題を解決するために、基板上に、画素電極と、該画素電極に対応して設けられた薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタと電気的に接続された走査線と、該走査線と同一層からなるゲート電極と、を備えており、前記ゲート電極と前記走査線との間には、導電性の遮光部分が介在する。
【００３５】
本発明の電気光学基板は、例えばプロジェクタのライトバルブとしての液晶装置等の電気光学装置に用いられる。その動作時には、薄膜トランジスタに対して、走査線を介して走査信号をそのゲート電極に供給しつつ、データ線を介して画像信号をそのソース領域に供給する。これにより、薄膜トランジスタにより画像信号に応じて、そのドレイン領域に接続された画素電極をスイッチング制御でき、アクティブマトリクス駆動による表示動作が可能となる。ここで特に、ゲート電極を構成する第１導電層と走査線を構成する第２導電層とは同一層であり、両者間には、導電性の遮光部分が介在する。よって、両者を、例えば光透過性のドープトポリシリコン等の光透過性材料から構成した際に、走査線に対して上方斜め或いは下方斜めから入射した光が、当該シリコン等にとらえられて光ファイバーの中を行くように迷光として伝播されたとしても、遮光部分により遮断されるので、ゲート電極に伝達されることは殆どない。従って、走査線により伝播された光が、ゲート電極に対向配置されるチャンネル部付近に到達する可能性は
低くなる。
【００３６】
この結果、前述した背景技術の如く走査線を介して伝播される光に起因して、薄膜トランジスタにて光リーク電流が発生し、トランジスタ特性を変化させる事態を効果的に防止できる。これにより、高品位の画像表示が可能となる。また、このような遮光性能の向上に応じて、より強力な入射光を使用することも可能となり、明るい画像表示が可能となる。
【００３７】
本発明の電気光学基板の一態様では、前記遮光部分は、前記ゲート電極及び前記走査線の上又は下に層間絶縁膜を介して配置されており、その一端にて第１コンタクトホールを介して前記ゲート電極に接続され且つその他端にて第２コンタクトホールを介して前記走査線に接続されている。
【００３８】
この態様によれば、ゲート電極と走査線とは、層間絶縁膜に開孔された第１及び第２コンタクトホールを介して遮光部分によって接続されている。よって、走査線を、例えば光透過性材料から構成した際に、走査線に対して上方斜め或いは下方斜めから入射した光が、当該走査線にとらえられて伝播されたとしても、ゲート電極に伝達されることは殆どない。
【００３９】
尚、遮光部分は、同一層の上でも下でもよい。例えば、遮光部分は、薄膜トランジスタの下側に配置されてもよいし、上側に配置されてもよい。
【００４０】
或いは本発明の電気光学基板の他の態様では、前記遮光部分は、前記同一層がシリサイド化されてなる。
【００４１】
この態様によれば、同一層からなる走査線とゲート電極との間には、当該同一層がシリサイド化されてなる遮光部分が存在する。よって、走査線を、例えば光透過性材料から構成した際に、走査線に対して上方斜め或いは下方斜めから入射した光が、当該走査線にとらえられて伝播されたとしても、このシリサイド化された遮光部分により遮断されるので、ゲート電極に伝達されることはない。
【００４２】
尚、このようなシリサイド化は、その製造工程で走査線及びゲート電極をなす同一層における当該遮光部分としたい領域に金属を配置して熱処理を行うことで比較的容易に実行できる。
【００４３】
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学基板（但し、その各種態様を含む）と、該電気光学基板に対向配置された対向基板と、該対向基板及び前記電気光学基板間に挟持された電気光学物質層とを備える。
【００４４】
本発明の電気光学装置によれば、例えば液晶等からなる電気光学物質層を、電気光学基板に備えられた画素電極で駆動することで、画像信号に応じて画像表示を行える。この際、特に上述した本発明の第１又は第２電気光学基板を備えているので、走査線を介して伝播される光に起因して、薄膜トランジスタにて光リーク電流が発生し、トランジスタ特性を変化させる事態を効果的に防止できる。これにより、高品位の画像表示が可能となる。また、このような遮光性能の向上に応じて、より強力な入射光を使用することも可能となり、明るい画像表示が可能となる。
【００４５】
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置を具備する。
【００４６】
本発明の電子機器によれば、上述した本発明の電気光学装置を具備してなるので、特に明るく表示品質に優れた、プロジェクタ、液晶テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。
【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。以下の各実施形態は、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５を参照して説明する。ここに、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、図２のＢ−Ｂ'断面図であり、図５は、比較例におけるＢ−Ｂ'断面図である。尚、図３から図５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１０ａ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】
蓄積容量７０の固定電位側容量電極は、固定電位を供給する容量線３００の一部からなる。容量線３００は、走査線３ａに沿って横方向に延びて形成されている。
【００５２】
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。そして、走査線３ａとデータ線６ａとの交差する個所には夫々、ＴＦＴ３０が設けられている。
【００５３】
図２から図４に示すように、本実施形態では特に、本発明の電気光学基板の一例たるＴＦＴアレイ基板１０上において、ＴＦＴ３０の半導体層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’に対向するように島状のゲート電極３ｇが形成されている。ゲート電極３ｇの上側には走査線３ａが直接配置されており、走査線３ａは、この部分で幅広に形成されている。
【００５４】
このような走査線３ａ及び該走査線３ａと別層からなるゲート電極３ｇの遮光に係る構成及び効果については、後に図４及び図５を参照して詳述する。
【００５５】
図２から図４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、光吸収層或いは上側遮光膜の他の例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から図４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、下側遮光膜１１ａは、Ａｌ、Ａｇ等の他の金属を含んでもよい。
【００６１】
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。
【００６２】
図３及び図４において、ＴＦＴアレイ基板１０は、その基板本体として、石英板、ガラス板等からなる透明な第２透明基板２０２を備えてなる。ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０と対向する側の表面付近には、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。
【００６３】
他方、対向基板２０は、その基板本体として、石英板、ガラス板等からなる透明な第１透明基板２０１を備えてなる。第１透明基板２０１の液晶層５０と対向する側の表面付近には、対向電極２１が形成されている。更に、その最上層部分に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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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、ゲート電極３ｇ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’、ゲート電極３ｇ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。
【００６８】
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。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、コンタクトホール８１及び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。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。
【００６９】
次に、図４から図５を参照して、上述した電気光学装置の実施形態における、走査線３ａ及び該走査線３ａと別層からなるゲート電極３ｇの遮光に係る構成及び作用効果について詳述する。
【００７０】
図４に示すように、本実施形態では特に、ゲート電極３ｇを構成する第１導電層と走査線３ａを構成する第２導電層とは、別層である。両者間は、接触部３６０でオーム接触しており、走査線３ａは、ゲート電極３ｇと電気的に良好に接続されている。そして、ゲート電極３ｇを構成する第１導電層は、例えばポリシリコン膜等からなる。これにより、ゲート電極３ｇは、ポリシリコン膜等からなる半導体層１ａに対して、絶縁膜２を介して対向配置されたＴＦＴのゲート電極として良好に機能し得る。
【００７１】
他方、走査線３ａを構成する第２導電層は、高融点金属膜を含んでなる。或いは、金属膜、金属シリサイド又は金属ナイトライド等の合金膜を用いて形成されている。例えば、Ｔｉ、ＴｉＮ（チタンナイトライド）又はＷＳｉ（タングステンシリサイド）等が用いられている。このような第２導電層は、いずれの場合にも、遮光性の導電層である。よって、走査線３ａに対して上方斜め或いは下方斜めから入射した光が、当該走査線３ａにとらえられて光ファイバーの中を行くように迷光として伝播されることは殆どない。従って、走査線３ａにより伝播された光が、ゲート電極３ｇに対向配置されるチャンネル部１ａ’に到達する可能性は殆ど無くなる。
【００７２】
仮に図５に示した比較例の如く、光透過性を有するポリシリコン膜からなるゲート電極３ｇ−１と同一層から一体的に走査線３ａ−１を構築した場合には、当該走査線３ａ−１は、光透過性を有すると共に周囲の層間絶縁膜を構成する酸化膜よりも高い屈折率を有することになる。このため、走査線３ａ−１に斜めに入射した入射光等は、走査線３ａ−１にとらえられて、あたかも光ファイバーの中を行くように、全反射を繰り返して光量を大きく減ずることなく伝播される。この結果、特にプロジェクタ等に用いられる時の電気光学装置の如く、強力な光が照射されると、電気光学装置内に発生した斜めの迷光５１０が、走査線３ａ−１からゲート電極３ｇ−１を通じて、ＴＦＴ３０のチャンネル領域１ａ’に入射してしまう。すると、迷光５１０による励起で光リーク電流が発生してＴＦＴ３０の特性が変化してしまうのである。特に、図５に示したように、チャンネル領域１ａ’付近は、走査線３ａ−１の中でも、他の場所と異なり、構造的或いは光学的に伝播された迷光５１０が、走査線３ａ−１外に出易い条件になっている。
【００７３】
これに対して、図４に示したように本実施形態では、高融点金属膜等を含んでなる走査線３ａに、光が伝播されることはない。従って、本実施形態によれば、走査線３ａを介して伝播される光に起因して、ＴＦＴ３０にて光リーク電流が発生し、トランジスタ特性を変化させる事態を効果的に防止できる。
【００７４】
本実施形態では特に、走査線６ａを構成する第２導電層は、ゲート電極３ｇを構成する第１導電層上に重ねられている。よって、高融点金属等を含んでなる遮光性の走査線３ａの存在によって、ゲート電極３ｇ或いはこれに対向配置されたＴＦＴ３０を、上方から効果的に遮光できる。しかも、本実施形態では、走査線３ａは、ゲート電極３ｇ上に直接重ねられているので、両者間の電気的な接続は、容易に得られ且つゲート電極３ｇに極めて近接した位置において上方からの遮光を行うことが可能となる。
【００７５】
（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６を参照して説明する。第２実施形態における基本的な構造は、概ね上述した第１実施形態の場合と同様である。図６は、第２実施形態における図２のＢ-Ｂ'断面に対応する個所における断面図である。また、図６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。
【００７６】
図６に示すように、第２実施形態では、走査線３ａ−２は、チャネル領域１ａ’の上方には設けられておらず、且つ平面的に見て相隣接するＴＦＴ３０間に存在する。そして、接触部３６０において、ゲート電極３ｇ−２と走査線３ａ−２との電気的な接続がとられている。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。
【００７７】
第２実施形態によれば、走査線３ａ−２は、各画素電極１０ａ（図２参照）の縁に沿って、相隣接するＴＦＴ３０間に存在するので、走査線３ａ−２の厚みを調整することによって、ＴＦＴ３０におけるゲート電極３ｇ−２における表面段差を緩和できる。或いは、ゲート電極３ｇ−２の上方における表面段差を、走査線３ａ−２の膜厚分だけ低減できる。特に、本実施形態では、この部分で走査線３ａ−２とデ−タ線６ａとが交差するため、積層高さが一番高くなる傾向がある。しかるに、当該交差部には、実際には、走査線３ｇ−２が存在していないので、走査線３ｇ−２の厚み約５００ミクロンメートル程度だけ、これを軽減することができる。尚、本実施形態では、ゲート電極３ｇ−２が、走査線３ａ−２の一部を構成しているとも言える。
【００７８】
これらの結果、ＴＦＴ３０の存在領域付近における基板最上層表面の平坦化を促進できる。ここで、液晶層５０は、表面段差が存在すると、配向膜１６におけるラビング不良等に起因して配向不良が生じる。よって、本実施形態によれば、このような段差或いは凹凸に起因した液晶の配向不良を低減できる。
【００７９】
尚、本実施形態及び他の実施形態では、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もよい。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する。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。
【００８０】
（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７を参照して説明する。第３実施形態における基本的な構造は、概ね上述した第１実施形態の場合と同様である。図７は、第３実施形態における図２のＢ-Ｂ'断面に対応する個所における断面図である。また、図７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。
【００８１】
図７に示すように、第３実施形態では、走査線３ａ−３は、チャネル領域１ａ’の上方には設けられておらず、且つ平面的に見て相隣接するＴＦＴ３０間に存在する。そして、接触部３６０において、全体に平坦な島状のゲート電極３ｇ−３と走査線３ａ−３との電気的な接続がとられている。また、ゲート電極３ｇ−３は、走査線３ａ−３の上側に形成されている。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。
【００８２】
第３実施形態によれば、第２実施形態と同様に、ＴＦＴ３０におけるゲート電極３ｇ−３における表面段差を緩和できる。或いは、ゲート電極３ｇ−３の上方における表面段差を、走査線３ａ−３の膜厚分だけ低減できる。
【００８３】
（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８及び図９を参照して説明する。第４実施形態における基本的な構造は、概ね上述した第１実施形態の場合と同様である。図８は、第４実施形態における、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９は、図８のＢ-Ｂ'断面図である。また、図８及び図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。
【００８４】
図８及び図９に示すように、第４実施形態では、走査線３ａ−４は、ゲート電極３ｇ−４と別層に、即ち第１層間絶縁膜４１’を介して上層側に積層されている。そして、両者間は、コンタクトホール８２及び８２’によって、電気的に接続されている。また、これに伴い、第２〜第４層間絶縁膜４２’〜４４’が第１層間絶縁膜４１’の上層側に順次積層されている。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。
【００８５】
第４実施形態によれば、走査線３ａ−４を、例えば光透過性のドープトポリシリコン等の光透過性材料から構成した際に、走査線３ａ−４に対して上方斜め或いは下方斜めから入射した光が、当該シリコン等にとらえられて光ファイバーの中を行くように迷光として伝播されたとしても、コンタクトホール８２及び８２’が存在するので、ゲート電極３ｇ−４にそのまま伝達されることはない。従って、走査線３ａ−４により伝播された光が、ゲート電極３ｇ−４に対向配置されるチャンネル領域１ａ’付近に到達する可能性は殆ど無い。
【００８６】
本実施形態では、走査線３ａ−４を、第１〜第３実施形態の場合と同様に、高融点金属等を含んでなる遮光性の導電材料から形成してもよい。或いは、少なくとも、コンタクトホール８２及び８２’を、このような遮光性の導電材料によってプラグしてもよい。いずれの場合にも、より確実に、走査線３ａ−４内を伝播する光がコンタクトホール８２及び８２’を通してゲート電極３ｇ−４に入射するのを効果的に防止できる。
【００８７】
加えて、本実施形態によれば、チャンネル領域１ａ’の直上には走査線３ａ−４は存在していないので、第２又は第３実施形態の場合と同様に、その上方における段差を低減できる。
【００８８】
（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１０を参照して説明する。第５実施形態における基本的な構造は、概ね上述した第１実施形態の場合と同様である。図１０は、第５実施形態における図２のＢ-Ｂ'断面に対応する個所における断面図である。また、図１０において、上述した第１実施形態又は第４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。
【００８９】
図１０に示すように、第５実施形態では、走査線３ａ−５は、ゲート電極３ｇ−５と別層に、即ち第１層間絶縁膜４１”を介して下層側に積層されている。そして、両者間は、コンタクトホール８４及び８４’によって、電気的に接続されている。また、これに伴い、第２層間絶縁膜４２”が第１層間絶縁膜４１”の上層側に積層されている。その他の構成については、上述した第１又は第４実施形態の場合と同様である。
【００９０】
第５実施形態によれば、走査線３ａ−５を、例えば光透過性のドープトポリシリコン等の光透過性材料から構成した際に、走査線３ａ−５に対して上方斜め或いは下方斜めから入射した光が、当該シリコン等にとらえられて光ファイバーの中を行くように迷光として伝播されたとしても、コンタクトホール８４及び８４’が存在するので、ゲート電極３ｇ−５にそのまま伝達されることはない。従って、走査線３ａ−５により伝播された光が、ゲート電極３ｇ−５に対向配置されるチャンネル領域１ａ’付近に到達する可能性は殆ど無い。
【００９１】
本実施形態では、走査線３ａ−５を、第１〜第３実施形態の場合と同様に、高融点金属等を含んでなる遮光性の導電材料から形成してもよい。或いは、少なくとも、コンタクトホール８４及び８４’を、このような遮光性の導電材料によってプラグしてもよい。いずれの場合にも、より確実に、走査線３ａ−５内を伝播する光がコンタクトホール８４及び８４’を通してゲート電極３ｇ−５に入射するのを効果的に防止できる。
【００９２】
（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１１を参照して説明する。第６実施形態における基本的な構造は、概ね上述した第１実施形態の場合と同様である。図１１は、第６実施形態における図２のＢ-Ｂ'断面に対応する個所における断面図である。また、図１１において、上述した第１実施形態又は第４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１１に示すように、第５実施形態では、走査線３ａ−６は、ゲート電極３ｇ−６と別層に、即ち第１層間絶縁膜４１’を介して上層側に積層されている。そして、両者間は、コンタクトホール８２及び８２’によって、電気的に接続されている。更に、走査線３ａ−６は、ゲート電極３ｇ−６の上方にも形成されており、ゲート電極３ｇ−６の上方からの光に対する遮光膜としても機能している。即ち、走査線３ａ−６は、好ましくは、遮光膜からなる。その他の構成については、上述した第１又は第４実施形態の場合と同様である。
【００９４】
第６実施形態によれば、ゲート電極３ｇ−６と走査線３ａ−６とは、別層であるので、走査線３ａ−６を伝播する光が、ゲート電極３ｇ−６に伝達されることは殆どない。従って、走査線３ａ−６により伝播された光が、ゲート電極３ｇ−６に対向配置されるチャンネル領域１ａ’付近に到達する可能性は殆ど無い。
【００９５】
尚、上述した第４から第６実施形態では、ゲート電極と走査線とは、別層として形成されており、コンタクトホールを介して電気的に接続されている。しかしながら、これらの実施形態の変形形態として、両者間を、コンタクトホールに加えて或いは代えて、遮光性の導電材料からなる中継層を更に備えてもよい。このように構成すれば、走査線に対して上方斜め或いは下方斜めから入射した光が、走査線にとらえられて光ファイバーの中を行くように迷光として伝播されたとしても、中継層を介してゲート電極にまで伝播されることはなくなる。
【００９６】
（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１２及び図１３を参照して説明する。第７実施形態における基本的な構造は、概ね上述した第１実施形態の場合と同様である。図１２は、第７実施形態における、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１３は、図１２のＢ-Ｂ'断面図である。また、図１２及び図１３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。
【００９７】
図１２及び図１３に示すように、第７実施形態では、走査線３ａ−７は、ゲート電極３ｇ−７と同一層として形成されている。そして、両者は、ＴＦＴ３０の両脇において分断されていると共に、島状の導電性の遮光部材８６及び８６’によって電気的に相互に接続されている。遮光部材８６及び８６’は、例えば、金属膜、金属シリサイド又は金属ナイトライド等からなる。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。
【００９８】
第７実施形態によれば、ゲート電極３ｇ−７及び走査線３ａ−７を、例えば光透過性のドープトポリシリコン等の光透過性材料から構成した際に、走査線３ａ−７に対して上方斜め或いは下方斜めから入射した光が、当該シリコン等にとらえられて光ファイバーの中を行くように迷光として伝播されたとしても、遮光部材８６及び８６’が存在するので、ゲート電極３ｇ−７にそのまま伝達されることはない。従って、走査線３ａ−７により伝播された光が、ゲート電極３ｇ−７に対向配置されるチャンネル領域１ａ’付近に到達する可能性は殆ど無い。
【００９９】
加えて、本実施形態によれば、チャンネル領域１ａ’の直上には走査線３ａ−７は存在していないので、第２から第４実施形態の場合と同様に、その上方における段差を低減できる。
【０１００】
尚、第７実施形態の変形形態として、同一層として形成され且つ分断されたゲート電極３ｇ−７と走査線３ａ−７との間を、これとは層間絶縁膜を介して上又は下側の別層に形成された導電層を介して電気的に接続してもよい。更にこの際、係る導電層を遮光性の導電材料から構築してもよい。尚、このような導電層とゲート電極３ｇ−７との間、及びこのような導電層と走査線３ａ−７との間については、コンタクトホールを介して接続すればよい。
【０１０１】
（第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態における電気光学装置について、図１４を参照して説明する。第８実施形態における基本的な構造は、概ね上述した第１実施形態の場合と同様である。図１４は、第８実施形態における図２のＢ-Ｂ'断面に対応する個所における断面図である。また、図１４において、上述した第１実施形態又は第７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。
【０１０２】
図１４に示すように、第８実施形態では、第７実施形態の場合と同様に、走査線３ａ−８とゲート電極３ｇ−８と同一層として形成されている。そして、両者間には、ＴＦＴ３０の両脇においてシリサイド化された遮光部分１８６及び１８６’が介在している。この際、シリサイド化された遮光部分１８６及び１８６’は、走査線３ａ−８及びゲート電極３ｇ−８間を電気的に接続する導電部分としても機能する。その他の構成については、上述した第１又は第７実施形態の場合と同様である。
【０１０３】
第８実施形態によれば、ゲート電極３ｇ−８及び走査線３ａ−８を、例えば光透過性のドープトポリシリコン等の光透過性材料から構成した際に、走査線３ａ−８に対して上方斜め或いは下方斜めから入射した光が、当該シリコン等にとらえられて光ファイバーの中を行くように迷光として伝播されたとしても、遮光部分１８６及び１８６’が存在するので、ゲート電極３ｇ−８にそのまま伝達されることはない。従って、走査線３ａ−８により伝播された光が、ゲート電極３ｇ−８に対向配置されるチャンネル領域１ａ’付近に到達する可能性は殆ど無い。
【０１０４】
尚、このような遮光部分１８６及び１８６’は、例えば、ポリシリコン膜等からなる走査線３ａ−８上に、Ｔｉ（チタン）やＷ（タングステン）などの金属を薄膜パターン形成し、加温によりその金属をポリシリコンの中に浸透させてシリサイド化することで比較的容易に形成できる。
【０１０５】
以上説明した第１から第８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。また各実施形態では、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。更に、ＴＦＴ３０は、トップゲート型に限らず、ボトムゲート型でもよい。
【０１０６】
（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１５及び図１６を参照して説明する。尚、図１５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１６は、図１５のＨ−Ｈ’断面図である。
【０１０７】
図１５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１６に示すように、図１５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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
以上図１から図１６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、ＳＴＮ（Super 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。
【０１１０】
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。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。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。
【０１１１】
（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１７は、投射型カラー表示装置の図式的断面図である。
【０１１２】
図１７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。
【０１１３】
尚、本発明は、上述した実施形態の如き液晶装置の他、電子ペーパなどの電気泳動装置、ＥＬ表示装置等の各種電気光学装置にも適用可能である。
【０１１４】
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基板、電気光学装置及び電子機器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実施形態における図２のＢ−Ｂ’断面図である。
【図５】 比較例におけるＢ−Ｂ'断面図である。
【図６】 本発明の第２実施形態における図２のＢ-Ｂ'断面に対応する個所における断面図である。
【図７】 本発明の第３実施形態における図２のＢ-Ｂ'断面に対応する個所における断面図である。
【図８】 本発明の第４実施形態における、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９】 図８のＢ-Ｂ'断面図である。
【図１０】 本発明の第５実施形態における図２のＢ-Ｂ'断面に対応する個所における断面図である。
【図１１】 第６実施形態における図２のＢ-Ｂ'断面に対応する個所における断面図である。
【図１２】 本発明の第７実施形態における、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１３】 図１２のＢ-Ｂ'断面図である。
【図１４】 本発明の第８実施形態における図２のＢ-Ｂ'断面に対応する個所における断面図である。
【図１５】 本発明の電気光学装置の実施形態における電気光学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１６】 図１５のＨ−Ｈ’断面図である。
【図１７】 本発明の電子機器の実施形態に係る投射型カラー表示装置の概略ブロック図である。
【符号の説明】
１ａ’…チャネル領域
３ｇ…ゲート電極
３ａ…走査線
６ａ…データ線
９ａ…画素電極
１０…ＴＦＴアレイ基板
２０…対向基板
３０…ＴＦＴ
５０…液晶層

Claims (5)

1. 基板上に、
   画素電極と、
   該画素電極に対応して設けられた薄膜トランジスタと、
   該薄膜トランジスタと電気的に接続された走査線と、
   該走査線と同一層からなるゲート電極と、
   を備えており、
   前記ゲート電極と前記走査線との間には、導電性の遮光部分が介在することを特徴とする電気光学基板。
2. 前記遮光部分は、前記ゲート電極及び前記走査線の上又は下に層間絶縁膜を介して配置されており、その一端にて第１コンタクトホールを介して前記ゲート電極に接続され、且つその他端にて第２コンタクトホールを介して前記走査線に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電気光学基板。
3. 前記遮光部分は、前記同一層がシリサイド化されてなることを特徴とする請求項１に記載の電気光学基板。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の電気光学基板と、
   該電気光学基板に対向配置された対向基板と、
   該対向基板及び前記電気光学基板間に挟持された電気光学物質層と
   を備えたことを特徴とする電気光学装置。
5. 請求項４に記載の電気光学装置を具備することを特徴とする電子機器。

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