JP4867685B2 - 電気光学装置、及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電気光学装置、及び電子機器に関するものである。

プロジェクタのライトバルブとして用いられる液晶装置などの電気光学装置では、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）アクティブマトリクス駆動方式と呼ばれる駆動方式が採用されている。ＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置は、基板上にマトリクス状に配置された複数の画素領域が設けられており、各画素領域に対応した画素電極にはＴＦＴ素子（スイッチング素子）が電気的に接続された構成になっている。このＴＦＴ素子は液晶装置の画素間領域に設けられており、同じく画素間領域に設けられた信号線と走査線と介して電気信号が供給される構成になっている。

画素領域から射出される光の光量はできるだけ多く、すなわち明るいことが望ましく、高光利用効率の実現が要求されている。例えば特許文献１に開示された技術では、対向基板側にプリズム素子を形成し、該プリズム素子によって画素領域に光を集光させることで、光利用効率を高めている。
特開２００６−２１５４２７号公報

ライトバルブとして利用される場合、例えば光源からの強い光がＴＦＴ素子の半導体層のチャネル領域に入射すると光励起によりキャリアが発生し電荷がリークすることで、フリッカーなどの表示ムラが生じ、表示品質を低下させるおそれがある。しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では、上記光励起に起因する不具合を十分に防止しているとは言い難かった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、高い光利用効率を実現するとともに、光リークに起因する不具合が防止された、電気光学装置、及び電子機器を提供することを目的としている。

本発明の電気光学装置は、一対の基板間に電気光学物質により構成される電気光学層が挟持され、複数の画素領域を備えるとともに、一方の基板から入射した光を他方の基板側で反射させて表示をなす電気光学装置において、光を入射する側における基板の光入射面と反対側に溝状に形成され、入射光を反射させて前記各画素領域に集光させる集光部を備え、少なくともスイッチング素子の半導体層が前記集光部を構成する溝内に設けられ、該溝の上面を覆うようにして遮光層が設けられることを特徴とする。

本発明の電気光学装置によれば、光入射面と反対側に形成された溝内に少なくともスイッチング素子の半導体層が設けられ、しかも溝の上面を覆うようにして遮光層が設けられているので、前記半導体層は完全に遮光された状態となる。よって、入射光が半導体層に入り込むことが無く、これによって光励起に起因するリーク電流の発生や、フリッカーを防止できる。また、上記集光部を備えているので、画素領域の外側に入射した光を画素領域内に取り込むことができ、光の利用効率を向上させることができる。したがって、高い光利用効率を実現するとともに、光リークに起因する不具合が防止された、信頼性の高い電気光学装置となる。

また、上記電気光学装置においては、前記溝は、平面視した状態で前記各画素領域を区画するように形成されるのが好ましい。
この構成によれば、溝の界面で反射された光を各画素領域内に取り込むことができ、光利用効率をより向上させることができる。

また、上記電気光学装置においては、前記遮光層は、前記半導体層に接続される配線層の一部から構成されるのが好ましい。
この構成によれば、半導体層に接続される配線層が遮光層として用いられるので、遮光層を別途設ける必要を無くすことができ、コストの低減を図ることができる。

また、上記電気光学装置においては、前記遮光層は、反射部材としての機能を兼ねるようにしてもよい。
この構成によれば、遮光層が反射部材として機能するので、各画素領域内に取り込まれ、他方の基板で反射された光のうち遮光層に入射した光を遮光層で再度反射し、結果的に画素領域から反射光として取り出すことができる。よって、遮光層に光が吸収されてしまうのを防止し、表示光としての利用効率をより高めることができる。
また、上記電気光学装置においては、前記集光部を構成する溝は、前記基板の入射面側に向かって幅が狭まる断面形状を有することを特徴とする。
また、上記電気光学装置においては、前記集光部を構成する溝は、第１の斜面と第２の斜面とを有する断面が二等辺三角形状であり、前記第１の斜面と前記第２の斜面には、光反射膜が形成されていることを特徴とする。

本発明の電子機器は、上記の電気光学装置を備えたことを特徴とする。

本発明の電子機器によれば、高い光利用効率を実現するとともに、光リークに起因する不具合が防止された電気光学装置を備えているので、電子機器自体も表示品位が高く信頼性の高いものとなる。

（第１実施形態）
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の一部の態様を示すものであり、本発明を限定するものではない。また、以下の説明に用いる各図面では、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、各層や各部材ごとに縮尺を適宜変更している。

（電気光学装置）
まず、本発明の電気光学装置の一実施形態として、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）を画素スイッチング素子として用いたＴＦＴアクティブマトリクス方式の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、投射型表示装置の光変調手段（液晶ライトバルブ）として用いられるものである。また、この液晶装置は、一方の基板から入射した光を他方の基板で反射させて表示をなす反射型のものである。

（液晶装置）
図１は、本実施形態に係る液晶装置の構成を示す図である。図１（ａ）は、同液晶装置の平面構成図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＨ−Ｈ’線に沿う断面構成図である。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、ＴＦＴアレイ基板（アクティブマトリクス基板）１０と、対向基板２０とが平面視略矩形枠状のシール材２５を介して貼り合わされ、このシール材２５に囲まれた領域内に液晶層５０が封入された構成になっている。本実施形態に係る液晶装置１００は、上述したように反射型のものであり、具体的にはＴＦＴアレイ基板（光入射側基板）１０側から入射した光が対向基板２０で反射されることにより、表示をなすようになっている。

シール材２５の一部（図中下辺側）に液晶注入口３５が形成されており、当該液晶注入口３５を塞ぐように封止材３４が形成されている。シール材２５内周側に沿って平面視矩形枠状の周辺見切り３３が形成され、この周辺見切りの内側の領域が画素表示領域１１となっている。

画素表示領域１１内には、画素領域１２がマトリクス状に設けられている。当該画素領域１２は、画素表示領域１１の最小表示単位となる１画素を構成している。シール材２５の外側の領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路実装端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の１辺（図示下辺）に沿って形成されており、この１辺に隣接する２辺に沿ってそれぞれ走査線駆動回路１０４が形成されて周辺回路を構成している。

ＴＦＴアレイ基板１０の残る１辺（図示上辺）には、画素表示領域１１の両側の走査線駆動回路１０４間を接続する複数の配線１０５が設けられている。また、対向基板２０の各角部においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間の電気的導通をとるための基板間導通材１０６が配設されている。本実施形態の液晶装置１００は、透過型の液晶装置として構成され、ＴＦＴアレイ基板１０側に配置された光源（図示略）からの光を変調し、対向基板２０側から画像光として射出するようになっている。

図１（ｂ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の内面側（液晶層側）には、複数の画素電極９が配列形成されており、これら画素電極９を覆うように配向膜１６が形成されている。なお、ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば石英（光屈折率１．４６）やガラス（光屈折率１．５）などの光透過可能な材料からなる矩形の基板である。対向基板２０の内面側には、周辺見切り３３が形成され、その上に平面ベタ状の共通電極２１が形成されている。そして、共通電極２１を覆うように配向膜２２が形成されている。更に、ＴＦＴアレイ基板１０の外面側（液晶層とは反対側）には、偏光子が貼り付けられている。

図２は、上記の液晶装置１００の等価回路図である。
同図に示すように、液晶装置の画素表示領域１１には、複数の画素領域１２がマトリクス状に配置されており、これら画素領域１２には、それぞれ画素電極９が配置されている。また、その画素電極９の側方にはＴＦＴ３０が形成されている。ＴＦＴ３０は、該画素電極９への通電制御を行うスイッチング素子である。このＴＦＴ３０のソース側にはデータ線６が接続されている。各データ線６には、例えばデータ線駆動素子から画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが供給されるようになっている。

ＴＦＴ３０のゲート側には走査線３が接続されている。走査線３には、例えば走査線駆動素子から所定のタイミングでパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが供給されるようになっている。また、ＴＦＴ３０のドレイン側には画素電極９が接続されている。

走査線３から供給された走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍにより、スイッチング素子であるＴＦＴ３０が一定期間だけオンにされると、データ線６から供給された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが、画素電極９を介して画素領域１２に所定のタイミングで書き込まれるようになっている。

画素領域１２に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極９と後述する共通電極との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。なお、保持された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防止するため、画素電極９と容量線３００との間に蓄積容量７０が形成され、液晶容量と並列に配置されている。このように、液晶に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルにより液晶分子の配向状態が変化する。これにより、液晶に入射した光源光が変調されて、画像光が生成されるようになっている。

次に、本実施形態における液晶装置のうち、ＴＦＴアレイ基板側の画素部における構成について、図３、図４、図５を参照して説明する。図３は、データ線６、容量線３００、画素電極９等が形成されたＴＦＴアレイ基板１０における平面図である。図４は、図３におけるＡ−Ａ´線矢視による液晶装置１００の断面構成を示す図である。図５は、図３におけるＢ−Ｂ´線矢視によるＴＦＴアレイ基板１０の断面構成を示し、集光部の構成を示す図であり、図６は、集光部の作用を説明する図である。なお、図５，６においては、図示を簡略化するため、ＴＦＴ３０の図示を省略している。

図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の各画素領域１２には、対応する画素電極９が設けられている。画素電極９は矩形状からなり、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明な導電材料によって形成されている。また、画素領域１２は、データ線６及び走査線３で区画され、この領域を透過する光が各画素、すなわち表示をなすようになっている。

また、容量線３００は、平面的に見て、走査線３に沿ってストライプ状に延びる本線部分を含み、この本線部分からＴＦＴ３０に重なる個所が、図３中上下に突出している。そして、図３中、縦方向に夫々延びるデータ線６と横方向に夫々延びる容量線３００とが交差する領域に、ＴＦＴアレイ基板１０上におけるＴＦＴ３０が配置されている。

図４に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０は、基板本体１０Ａと、基板本体１０Ａの液晶層５０側の表面に形成された画素電極９と該画素電極９を駆動するＴＦＴ（スイッチング素子）３０及び配向膜１６とを備えている。

基板本体１０Ａは、例えばガラスなどの透光性材料によって構成されている。また、基板本体１０Ａのうち液晶層５０側の面、すなわち光入射面と反対側の面には溝状に設けられ、入射光を反射させて各画素領域１２に集光させる集光部４５が形成されている。なお、基板本体１０Ａとしては、上述したガラスに限らず、石英やホウ珪酸ガラス、ソーダライムガラス（青板ガラス）、クラウンガラス（白板ガラス）など、他の透光性材料を用いてもよい。

図４，５に示すように、集光部４５は溝４４の内壁面に光反射性を有するＡｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属膜（反射膜）４６が形成されている。また、集光部４５を構成する溝４４は、基板本体１０Ａのうち平面視した状態で前記各画素領域１２を区画するように形成されている。

集光部４５を構成する溝４４内には、スイッチング素子として機能する前記ＴＦＴ３０が設けられている。溝４４は図３中Ｂ−Ｂ´線矢視方向における断面が、ほぼ二等辺三角形状となっており、溝４４の上面がＴＦＴ３０を構成する半導体層１に接続されるデータ線（配線層）６によって覆われたものとなっている。

このデータ線６は、上記集光部４５を構成する反射膜４６と同様に、光反射性を有するＡｕ、Ａｇ、Ａｌ等から構成されており、具体的に本実施形態ではＡｌが用いられる。

前記データ線６の幅は、三角形状の底辺の長さＷ１に一致しており、平面視した状態でほぼ重なるようになっている。なお、図４中では図示の都合上、溝４４を表す実線とデータ線６を表す１点鎖線とをずらして表示している。

具体的には、集光部４５は、アスペクト比が１５以上かつ２５０以下となるように構成されているのが好ましく、例えば上記三角形状の底辺の長さＷ１が０．８マイクロメートル、光軸方向への長さＨが１２マイクロメートルの、アスペクト比１５となっている。なお、集光部４５の形状は、上記に限定されず、例えば三角形状の底辺の長さＷ１を０．８マイクロメートル、光軸方向への長さＨを２００マイクロメートル、アスペクト比２５０であってもよい。このように、アスペクト比が１５以上２５０以下の集光部４５を用いると、光線角度が小さくなるように入射光を偏光することが可能となる。

また、ＴＦＴ３０は、溝４４内に設けられた酸化シリコンからなる下地絶縁層１３上に設けられている。画素領域１２を区画する走査線３も溝４４内に設けられており、ＴＦＴ３０を構成する半導体層１のうち、図３中の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３が配置され、走査線３はそのままＴＦＴ３０のゲート電極として機能する。

ＴＦＴ３０はＬＤＤ構造を有しており、走査線３、当該走査線３からの電界によりチャネルが形成される半導体層１のチャネル領域１ａ、走査線３と半導体層１とを絶縁するゲート絶縁膜２、半導体層１の低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃ、半導体層１の高濃度ソース領域１ｄならびに高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。

本実施の形態では、蓄積容量７０は、ＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅと画素電極９とに電気的に接続された画素電位側容量電極としての中継導電膜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。中継導電膜７１は、導電性のポリシリコン膜などからなり、画素電極９とＴＦＴ３０との導通を中継する機能を果たす。

また、容量線３００は多層膜からなり、それ自体が遮光層として機能するものである。容量線３００は、例えば、膜厚５０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度の導電性のポリシリコン膜や非晶質シリコン膜、単結晶シリコン膜等から構成される。容量線３００の上層膜は、ＴＦＴ３０の上側において入射光からＴＦＴ３０を遮光する遮光層としての機能を有する、例えば膜厚１５０ｎｍ程度の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、ポリシリサイドや、これらを積層したもの、あるいは、Ａｌ等の高融点金属でない金属などから構成されるのが好ましい。

また、中継導電膜７１と容量線３００との間には、誘電体膜７５が配置されている。誘電体膜７５は、例えば、膜厚５〜２００ｎｍ程度の比較的薄い酸化シリコン膜や、窒化シリコン膜、窒化酸化膜、あるいはそれらの積層膜から構成される。なお、誘電体膜７５は、蓄積容量７０を増大させる観点から、膜の信頼性が十分に得られる限りにおいて薄い程良い。また、容量線３００は、画素電極９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なっている。

データ線６はコンタクトホール８１を介してポリシリコン膜からなる半導体層１のうち高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。また、画素電極９は、中継導電膜７１を中継することでコンタクトホール８３およびコンタクトホール８を介し、半導体層１のうちの高濃度ドレイン領域１ｅと電気的に接続される。

また、走査線３上には前記コンタクトホール８３が開口された第１層間絶縁膜４１が形成されている。この第１層間絶縁膜４１上には前記中継導電膜７１が形成されている。これらの上には、中継導電膜７１へ通じるコンタクトホール８と、半導体層１へ通じるコンタクトホール８１とが各々開孔された第２層間絶縁膜４２が形成されている。

本実施形態に係る液晶装置１００では、ＴＦＴ３０が形成された下地絶縁層１３から上記第２層間絶縁膜４２までの積層構造が溝４４内に設けられており、前記基板本体１０Ａの上面と、前記第２層間絶縁膜４２の上面とが一致している。

そして、第２層間絶縁膜４２上に、上述したようにデータ線６がＴＦＴ３０を覆うように形成されている。これらの上には、中継導電膜７１へ通じるコンタクトホール８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９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。そして、画素電極９を覆って、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。配向膜１６は、例えば、ポリイミド膜などの有機膜からなる。また、ＴＦＴアレイ基板１０の基板本体１０Ａの液晶層５０と反対側（光入射面）には、偏光子１７が形成されている。

そして、ＴＦＴアレイ基板１０に対向配置されるようにして、対向基板２０が設けられている。対向基板２０には、基板本体２０Ａ上の全面にわたって共通電極２１が設けられている。共通電極２１は、光反射性を有するＡｕ、Ａｇ、Ａｌ等からなり、これにより前記ＴＦＴアレイ基板１０側から入射した光を反射することができるようになっている。

すなわち、本実施形態に係る液晶装置１００では、各画素電極９を動作させるＴＦＴ３０が内壁面に反射膜４６が形成された溝４４内に埋設された状態となっている。また、溝４４の上面を覆うデータ線６が反射膜として機能する。すなわち、前記ＴＦＴ３０は、全体が反射膜によって覆われたものとなっており、ＴＦＴアレイ基板１０側からの入射光が半導体層に入り込むことが無く、これによって光励起に起因するリーク電流の発生や、フリッカーが防止されたものとなる。

また、共通電極２１を覆うように、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。また配向膜２２は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。

上述したように、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には封入された液晶層５０は、画素電極９からの電界が印加されていない状態で、配向膜１６、２２により所定の配向状態をとる。また、液晶層５０としては、例えば正の誘電率異方性を有する液晶材料が用いた。なお、液晶モードとしては、ＴＮ（Twisted Nematic）モードのほか、ＶＡＮ（Vertical Aligned Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モード、ＯＣＢ（Optical Compensated Bend）モード等を採用することができる。

次に、図６を参照して集光部４５の作用について説明する。ＴＦＴアレイ基板１０内に光が入射すると、集光部４５は画素領域１２に集光させる。なお、図５において、光線は屈折率差のある界面で反射または屈折するが、説明を簡略化するために屈折率差が微小な界面では光線を直進させて光路を示している。また、簡単のため、各画素領域１２にて表示を行う場合、すなわち対向基板２０側で反射された光が表示をなす場合について説明する。

まず、集光部４５を経由することなく集光部４５の開口、すなわち画素領域１２へ直接入射する光線Ｌ１について説明する。空気中を進行してきた光線Ｌ１は、ＴＦＴアレイ基板１０を構成する基板本体１０Ａの入射面（図示下面）から入射する。そして、光線Ｌ１は、基板本体１０Ａを透過して開口（画素領域１２）に入射し、画素電極９、及び液晶層５０を透過し、対向基板２０上に設けられた共通電極２１で反射される。共通電極２１で反射された光線Ｌ１は、液晶層５０、及び画素電極９中を通って、基板本体１０Ａから射出される。これにより画素領域１２から射出された光が画像の１ドットを構成するようになる。

次に、集光部４５を経由して、画素領域１２に入射する光線Ｌ２について説明する。基板本体１０Ａに入射した光線Ｌ２は、基板本体１０Ａ中を進行して集光部４５に入射する。ここで、集光部４５は、基板本体１０Ａに形成された溝４４の内壁面に、Ａｌからなる反射膜４６が設けられているので、光線Ｌ２は集光部４５の表面で反射され、画素領域１２内に集光されることとなる。そして、画素領域１２へ入射した光線Ｌ２は、上記光線Ｌ１と同様に、画素電極９、及び液晶層５０を透過した後、共通電極２１で反射され、液晶層５０、及び画素電極９中を通って、基板本体１０Ａから射出される。これにより画素領域１２から射出された光が画像の１ドットを構成するようになる。

次に、集光部４５を経由することなく画素領域１２に入射して共通電極２１で反射された後、集光部４５を構成する溝４４の上部に入射する光線Ｌ３について説明する。
基板本体１０Ａに入射した光線Ｌ３は、上記光線Ｌ１と同様に画素電極９、及び液晶層５０を透過し、対向基板２０上に設けられた共通電極２１で反射される。共通電極２１で反射された光線Ｌ３は、上記光線Ｌ１と異なり、溝４４の上部に入射する。

このとき、前記溝４４の上部は、反射部材として機能するデータ線６によって覆われているので、光線Ｌ３はデータ線６によって反射され、再度共通電極２１によって反射されて、液晶層５０、及び画素電極９中を通って、前記集光部４５によって区画されている画素領域１２から射出される。この構成によれば、データ線６上に入射した光を再度反射させることで、集光部４５に光が入射した際に吸収されてしまうのを防止することができ、外部から取り込んだ光を画素領域１２における表示光としての有効利用することができる。

以上述べたように、本実施形態に係る液晶装置１００によれば、ＴＦＴアレイ基板１０の光入射面と反対側に形成された溝４４内にＴＦＴ３０が設けられ、しかも溝４４の上面を覆うようにして遮光層及び反射膜として機能するデータ線６が設けられているので、前記ＴＦＴ３０は完全に遮光された状態となる。よって、入射光がＴＦＴ３０の半導体層１に入り込むことが無く、これによって光励起に起因するリーク電流の発生や、フリッカーが防止される。また、従来、画素領域の外側の領域に入射した光は表示に寄与することが無かったが、集光部４５を備えたことで画素領域１２の外側に入射する光を集光させることが可能となり、光の利用効率を向上できる。したがって、高い光利用効率を実現するとともに、光リークに起因する不具合が防止された、信頼性の高い液晶装置１００となる。

（電気光学装置の製造方法）
次に、本発明の電気光学装置の製造方法の一実施形態として、上記液晶装置１００を製造する工程について図７，８を参照して説明する。図７,８は、図３のＡ−Ａ´線矢視による側断面図に対応するもので、すなわち図４に対応する断面工程図である。

以下の説明では本発明の特徴である、集光部４５を備えるＴＦＴアレイ基板１０の形成工程について詳細に説明し、それ以外の工程は従来と同様の工程については、その説明を簡略若しくは省略する。

まず、ガラスなどの透光性材料からなる基板本体１０Ａを用意し、該基板本体１０Ａにおける一方面に平面視略格子状の溝４４を形成する。この溝４４は上記集光部４５を構成するためのものであり、内部にＴＦＴ３０が設けられる。具体的には、図７（ａ）に示すように、マスクＭを介したドライエッチング処理により開口部内に露出している基板本体１０Ａを部分的に除去し、断面形状が略二等辺三角形状（図５，６参照）をなし、各画素領域１２を区画する溝４４を形成する。

上記ドライエッチング処理では、例えばＩＣＰ−ＲＩＥ（Inductive Coupled Plasma-Reactive Ion Etching：誘導結合プラズマ−反応性イオンエッチング）法などのドライエッチング法を用いてマスクＭの形状を基板本体１０Ａに転写することで溝４４を形成する。このとき使用するエッチャントガスとしては、ガラスを化学的にエッチングするＣ_４Ｆ_８（オクタフルオロシクロブテン）やＣＨＦ_３（トリフルオルメタン）などのフッ化物系ガスが挙げられる。

次に、図７（ｂ）に示すように、溝４４の内壁面に金属薄膜としてＡｌを成膜することで反射膜４６を設ける。反射膜４６を形成する方法としては、スパッタ法や蒸着法が用いられる。なお、前記反射膜４６は溝４４の内壁面にのみ、すなわち画素領域１２を除いて形成するのが好ましい。そこで、反射膜成膜時に画素領域１２をマスク等で保護したり、画素領域１２に成膜された反射膜４６のみをエッチングなどにより除去すればよい。このように溝４４の内壁面に反射膜４６を設けることで、基板内に入射した光を反射させ、画素領域１２内に集光させる集光部４５が形成される。

次に、図７（ｃ）に示すように、酸化シリコンからなる下地絶縁層１３を形成する。そして、前記下地絶縁層１３上に非晶質シリコンからなる半導体膜を例えばプラズマＣＶＤ法等により成膜し、該半導体膜をパターニングすることで半導体層１を形成する。

次に、図７（ｄ）に示すように、約８５０〜１３００℃の温度、好ましくは約１０００℃の温度で所定時間熱酸化することにより、熱酸化シリコン膜を形成し、ＴＦＴ３０のゲート絶縁膜２と共に容量形成用のゲート絶縁膜２を形成する。なお、前記ゲート絶縁膜２は、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法等により形成してもよい。

次に、図８（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３に示した所定パターン状の走査線３を形成する。そして、半導体層１にＬＤＤ領域を形成するために、従来公知の方法と同様にイオンドープを行い、半導体層１中に、チャネル領域１ａ、低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃ、高濃度ソース領域１ｄ、及び高濃度ドレイン領域１ｅを形成する。

次に、図８（ｂ）に示すように、ＴＦＴ３０、及び走査線３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、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等からなる第１層間絶縁膜４１を形成し、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）により上面を平坦化する。

次に、図８（ｃ）に示すように、中継接続用の中継導電膜７１に対するコンタクトホール８３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或いはウエットエッチングにより形成する。そして、第１層間絶縁膜４１の上に、スパッタ処理等により金属膜を堆積し、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により中継導電膜７１を形成する。そして、中継導電膜７１を覆うようにして、前記第１層間絶縁膜４１上に例えば、膜厚５〜２００ｎｍ程度の比較的薄い酸化シリコン膜や、窒化シリコン膜、窒化酸化膜、あるいはそれらの積層膜からなる誘電体膜７５を形成し、上面を平坦化する。

続いて図８（ｄ）に示すように、前記誘電体膜７５を介して中継導電膜７１上に対向配置されるように、膜厚５０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度の導電性のポリシリコン膜や非晶質シリコン膜、単結晶シリコン膜、あるいは金属膜等からなる容量線３００を形成し、これにより蓄積容量７０が形成される。そして、前記蓄積容量７０を覆って第２層間絶縁膜４２を形成した後、該第２層間絶縁膜４２に前記半導体層１の高濃度ソース領域１ｄを臨むコンタクトホール８１を形成し、該コンタクトホール８１内に光反射性を有するＡｕ、Ａｇ、Ａｌ等（本実施形態では、Ａｌ）を埋設するとともに、所定パターン状にデータ線６（図３参照）を形成する。なお、データ線６は平面視した状態で溝４４の上面を覆った状態に形成される。これにより、溝４４内に配設されたＴＦＴ３０は反射膜（データ線６、及び反射膜４６）により遮蔽された状態となる。したがって、ＴＦＴアレイ基板１０からの入射光に対しては、前記集光部４５を構成する溝４４の内壁面に設けられた反射膜４６が遮光膜として機能し、ＴＦＴ３０の半導体層１への光の入り込みを防止する。また、ＴＦＴアレイ基板１０から入射し、対向基板２０による反射光に対しては、前記溝４４の上面を覆うデータ線６が遮光層兼反射膜として機能し、ＴＦＴ３０への光の入り込みを防止する。したがって、ＴＦＴ３０における光リークやフリッカーの発生を防止することができる。

次に、データ線６を覆って、第３層間絶縁膜４３を形成する。第３層間絶縁膜４３の上面をＣＭＰによって平坦化した後、該第３層間絶縁膜４３及び前記第２層間絶縁膜４２に前記中継導電膜７１を臨ませるコンタクトホール８を形成し、２００℃程度のスパッタ処理等により、ＩＴＯ等の透明導電性膜を前記コンタクトホール８に埋設するとともに、更にフォトリソグラフィ工程、エッチング工程等によって画素電極９を形成する。そして、画素電極９上にポリイミド膜などの有機膜からなり、所定方向にラビング処理された配向膜１６を形成し、ＴＦＴアレイ基板１０が製造される。

次に、基板本体２０Ａ上の全面にわたって、光反射性を有するＡｕ、Ａｇ、Ａｌ等（本実施形態ではＡｌ）からなる共通電極２１、及び配向膜２２が設けられてなる対向基板２０を用意する。そして、シール材２５により囲まれた領域に液晶層５０を保持した状態で、対向基板２０とＴＦＴアレイ基板１０とを貼り合せる。以上の工程により、液晶装置１００が製造される。

本実施形態に係る製造方法によれば、集光部４５を備えることで高い光利用効率を実現するとともに、光リークに起因する不具合が防止された、信頼性の高い液晶装置１００を提供できる。また、ＴＦＴアレイ基板１０に設けられた前記集光部４５を構成する溝４４内にＴＦＴ３０が配設され、かつ溝４４の上面を覆うデータ線６が反射光がＴＦＴ３０に入り込むのを防止できる。よって、ＴＦＴ３０への光の入り込みを防止するための遮光層を別途設ける必要が無く、対向基板を安価なものとすることで液晶装置全体の低コスト化を図ることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において適宜変更が可能である。電気光学装置の一実施形態として、液晶ライトバルブとして用いられる液晶装置を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、一方の基板側から入射した光を他方の基板で反射させ、反射光を用いて表示をなす電気光学装置に対しても適応することができる。また、上記実施形態では溝４４内にＴＦＴ３０全体が設けられているが、本発明はこれに限定されることはなく、少なくともＴＦＴ（スイッチング素子）３０の半導体層のみが溝４４内に設ければよい。また、上記実施形態では対向基板２０を構成する基板本体２０Ａとしてガラス等の透光性部材を用いたが、例えばシリコン（Ｓｉ）基板を用いることで対向基板を構成するようにしてもよい。この場合、共通電極２１を形成する材料として、光反射性を有するＡｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属膜を用いる必要が無くなり、画素電極９と同様にＩＴＯなどの光透過性材料を用いて共通電極２１を形成すればよい。

（電子機器）
次に、本発明の電子機器の一実施形態として、上記液晶装置１００をプロジェクタの液晶ライトバルブに採用した例について図面を参照して説明する。

図９は、プロジェクタの概略構成図である。プロジェクタ１１０は、観察者側に設けられたスクリーン１３７に光を照射し、このスクリーン１３７で反射した光を観察する、いわゆる投影型のプロジェクタである。

一例として、液晶装置を一枚用いた単板式プロジェクタの例を示す。白色光源１３１を出た光は、まず、フライアイレンズ等の均一化光学素子１３２により、その照度が均一化される。次に、カラーホイール等の色分離装置１３３により、赤、緑、青の３色に分離される。カラーホイールを用いた場合、同時に、赤、緑、青に分離されるのではなく、時系列に赤、緑、青に分離される。次に各色ごとに偏光ビームスプリッター１３５に入り、反射型液晶ライトバルブ（液晶装置１００）１３４の画素で反射され、偏光ビームスプリッター１３５を抜け、最終的に、投射レンズ１３６により投影され、スクリーン１３７に高精細画像が形成される。なお、本発明は、上述した単板式に限られるものではなく、３板式、２板式のプロジェクタに適応することができる。

本実施形態に係るプロジェクタ１１０によれば、光変調手段として前述した液晶装置１００を有しているため、高い光利用効率を実現するとともに、光リークに起因する不具合を防止することができ、プロジェクタ１１０自体も表示品位が高く信頼性の高いものとなる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能であり、例えば、液晶装置を三枚用いた三板式のプロジェクタに適用することもできる。

液晶装置の概略構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 液晶装置の等価回路を示す図である。 ＴＦＴアレイ基板の平面図である。 図３のＡ−Ａ´線矢視による液晶装置の断面図である。 ＴＦＴアレイ基板に設けられた集光部の構成図である。 集光部の作用を説明するための図である。 ＴＦＴアレイ基板を形成する工程説明図である。 図７に続く、ＴＦＴアレイ基板を形成する工程説明図である。 電子機器の一実施形態としてのプロジェクタの構成を示す図である。

符号の説明

１…半導体層、６…データ線（配線層）、１０…ＴＦＴアレイ基板（光入射側基板）、１２…画素領域、２０…対向基板、３０…ＴＦＴ（スイッチング素子）、４４…溝、４５…集光部、５０…液晶層（電気光学層）、１００…液晶装置（電気光学装置）、１１０…プロジェクタ（電子機器）

Claims (7)

1. 一対の基板間に電気光学物質により構成される電気光学層が挟持され、複数の画素領域を備えるとともに、一方の基板から入射した光を他方の基板側で反射させて表示をなす電気光学装置において、
   光を入射する側における基板の光入射面と反対側に溝状に形成され、入射光を反射させて前記各画素領域に集光させる集光部を備え、
   少なくともスイッチング素子の半導体層が前記集光部を構成する溝内に設けられ、
   該溝の上面を覆うようにして遮光層が設けられることを特徴とする電気光学装置。
2. 前記溝は、平面視した状態で前記各画素領域を区画するように形成されることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記遮光層は、前記半導体層に接続される配線層の一部から構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
4. 前記遮光層は、反射部材としての機能を兼ねることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
5. 前記集光部を構成する溝は、前記基板の入射面側に向かって幅が狭まる断面形状を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
6. 前記集光部を構成する溝は、第１の斜面と第２の斜面とを有する断面が二等辺三角形状であり、前記第１の斜面と前記第２の斜面には、光反射膜が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の電気光学装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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