(57)【要約】【課題】電気光学装置において、その積層構造を煩雑化させることなく、画素領域における開口率の向上を図る。【解決手段】電気光学装置は、基板（１０）上に、走査線（１１）と、データ線（６）と、画素毎に設けられた画素電極（９）と、（ｉ）ゲート電極（３０ｂ）、並びに（ｉｉ）データ線に接続されたソース領域（３０ａ１）、画素電極に接続されたドレイン領域（３０ａ３）、及び前記ゲート電極に対向するように配置されたチャネル領域（３０ａ２）を有する半導体層（３０ａ）を有する薄膜トランジスタ（３０）と、半導体層及び画素電極間に積層された容量電極（５）と、半導体層及び容量電極間に積層され、第１保持容量（７０ａ）を形成する第１中継層（７）と、容量電極及び画素電極間に積層され、第２保持容量（７０ｂ）を形成する第２中継層（８）とを備える。【選択図】図５
2010091740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、
第１の方向に延在する走査線と、
前記走査線に交差する第２の方向に延在するデータ線と、
前記走査線及び前記データ線の交差に対応して画素毎に設けられた画素電極と、
（ｉ）前記走査線に電気的に接続されたゲート電極、並びに（ｉｉ）前記データ線に電気的に接続されたソース領域、前記画素電極に電気的に接続されたドレイン領域、及び前記ゲート電極に対してゲート絶縁膜を介して対向するように配置されたチャネル領域を有する半導体層を有する薄膜トランジスタと、
前記半導体層及び前記画素電極間に積層されており、所定電位に保持された容量電極と、
前記半導体層及び前記容量電極間に積層されており、前記ドレイン領域に電気的に接続されると共に、第１容量絶縁膜を介して前記容量電極に対向するように配置されることにより第１保持容量を形成する第１中継層と、
前記容量電極及び前記画素電極間に積層されており、前記第１中継層及び前記画素電極間を中継接続すると共に、第２容量絶縁膜を介して前記容量電極に対向するように配置されることにより第２保持容量を形成する第２中継層と
を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記第２中継層は、前記データ線と同一膜から成る部分を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記データ線は、前記基板上で平面的に見て、前記画素の開口領域を区画する非開口領域に重なる領域において、前記第２中継層に重なる領域を避けるように引き回されていることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記第1中継層及び前記第２中継層間に積層されていると共に、前記基板上で平面的に見て前記第２保持容量が形成された領域に、少なくとも部分的に積層されていない第１層間絶縁膜を更に備え、
前記第1中継層及び前記第２中継層は、前記基板上で平面的に見て前記第２保持容量が形成されていない領域における前記第１層間絶縁膜に開孔された第１コンタクトホールを介して相互に電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記画素電極及び前記第２中継層間に積層されている第２層間絶縁膜を更に備え、
前記画素電極及び前記第２中継層は、前記基板上で平面的に見て前記第２保持容量が形成されておらず且つ前記第１層間絶縁膜が形成されている領域における前記第２層間絶縁膜に開孔された第２コンタクトホールを介して相互に電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項４に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記データ線及び前記ソース領域は、(i)前記基板上で平面的に見て前記第１保持容量及び前記第２保持容量のいずれもが形成されていない領域における前記第１層間絶縁膜、(ii)前記薄膜トランジスタ及び前記第1中継層間に積層されている他の層間絶縁膜、並びに(iii)前記ゲート絶縁膜に、一連なりで開孔された他のコンタクトホールを介して相互に電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の電気光学装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば素子基板上にスイッチング素子として薄膜トランジスタ（以下、適宜「ＴＦＴ（Thin Film Transistor）」という）が画素毎に配置された液晶装置等の電気光学装置及びその製造方法、並びに電気光学装置を備えた、例えば液晶プロジェクタ等の電子機器の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気光学装置の一例である透過型液晶装置では、光源から出射された光源光を液晶で変調することによって画像表示領域に所望の画像が表示される。より具体的には、各々透明な画素電極と対向電極との間に挟持された液晶をこれら電極間に加わる電圧に応じて駆動することによって、光を変調し、光透過率の変化に応じて画像の輝度が調整される。このような液晶装置では、画素電極の電位を保持するための保持容量が、画素領域に複数配列された各画素の開口領域（即ち、各画素において不透明な配線或いは遮光膜によって囲まれ、且つ実質的に画像表示に寄与する領域）を避けるように設けられている。
【０００３】
尚、本願では、「画素領域」とは複数の画素が配列された領域全体（典型的には画像表示領域）を意味し、個々の画素の領域における開口領域については特に断りがない限り「各画素の開口領域」として表現する。「画素領域の開口領域」といった場合、各画素の開口領域の集合を意味し、表示画像の明るさを直接的に示す指標となる。
【０００４】
例えば特許文献１には、保持容量を構成する容量電極の形状を工夫することによって、画素領域における開口領域の占める割合、即ち、開口率を高めることによって、画素領域の開口率を向上させる技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−４６１８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の背景技術によれば、保持容量を構成する容量電極の面積が小さくなるため、大きな容量値を有する保持容量を形成することができない。保持容量の容量値は、容量電極の面積に比例するため、保持容量の容量値を高めることを目的としてサイズを大きくしようとしても開口領域が狭められてしまい、画像表示領域の輝度を低下させてしまう。従って、画像表示領域の輝度を保つために、保持容量の容量値が制限されてしまう。逆に、開口率を高めることを目的として、画素間の距離を狭めた場合、液晶装置におけるディスクリネーション及びドメイン等の表示不良を発生させる一因となり、液晶装置等の電気光学装置が画像を表示する際の表示性能を低下させてしまう問題も生じる。
【０００７】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、例えば、保持容量を確保しつつ、画素領域における開口率を高め得る液晶装置等の電気光学装置、及びそのような電気光学装置を備える電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、基板上に、第１の方向に延在する走査線と、前記走査線に交差する第２の方向に延在するデータ線と、前記走査線及び前記データ線の交差に対応して画素毎に設けられた画素電極と、（ｉ）前記走査線に電気的に接続されたゲート電極、並びに（ｉｉ）前記データ線に電気的に接続されたソース領域、前記画素電極に電気的に接続されたドレイン領域、及び前記ゲート電極に対してゲート絶縁膜を介して対向するように配置されたチャネル領域を有する半導体層を有する薄膜トランジスタと、前記半導体層及び前記画素電極間に積層されており、所定電位に保持された容量電極と、前記半導体層及び前記容量電極間に積層されており、前記ドレイン領域に電気的に接続されると共に、第１容量絶縁膜を介して前記容量電極に対向するように配置されることにより第１保持容量を形成する第１中継層と、前記容量電極及び前記画素電極間に積層されており、前記第１中継層及び前記画素電極間を中継接続すると共に、第２容量絶縁膜を介して前記容量電極に対向するように配置されることにより第２保持容量を形成する第２中継層とを備える。
【０００９】
本発明の電気光学装置によれば、基板上には走査線、データ線が夫々異なる方向に配置されており、走査線及びデータ線の交差に対応して画素毎に設けられた画素電極、薄膜トランジスタ（以下適宜単に「ＴＦＴ」と称する）等を備えている。走査線から入力された走査信号に従って、スイッチング素子として機能するＴＦＴによって各画素電極はオン／オフ駆動され、データ線を介して画像信号が画素電極に書き込まれる。画素電極は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電材料からなる透明電極である。
【００１０】
本発明では特に、ＴＦＴを構成する、ソース領域とドレイン領域とは夫々、データ線及び画素電極と電気的に接続されている。また、ゲート電極はゲート絶縁膜を介して、半導体層のチャネル領域に対向するように設けられている。
【００１１】
半導体層及び画素電極間には容量電極が積層されており、所定の電位に保持されている。容量電極の両面のうち第１中継層に臨む一方の面は、第１中継層との間に第１容量絶縁膜を挟持することにより、第１保持容量を形成している。また、第２中継層に臨む他方の面は、第２中継層との間に第２容量絶縁膜を挟持することにより、第２保持容量を形成している。このように容量電極は、第１保持容量及び第２保持容量に共通する容量電極であり、所定の電位が印加されている。ここで、所定の電位とは、例えば固定電位であってもよいし、時間的に変動する電位（例えば矩形波状の電位やパルス電位）であってもよい。尚、容量電極は導電性材料であるアルミニウムやポリシリコン等によって形成するとよい。
【００１２】
このように保持容量を積層構造中に形成することによって、例えば、画素電極に印加される画像信号電位を保持し、画像表示領域の輝度を保つことができる。特に本発明では、基板上で平面的に見たときに、第１及び第２保持容量を上下に２段階に分けて重ねて形成することによって、保持容量が１段階に形成されている典型的な電気光学装置に比べて、大きな容量値を有する保持容量を形成することができる。即ち、基板上で平面的に見たときに、保持容量が形成されている面積は変わらなくても、形成可能な保持容量の容量値を飛躍的に増大させることができる。そのため、画像表示領域の輝度を比較的長時間保持することができ、明るく鮮明な画像表示が可能な電気光学装置を実現することができる。
【００１３】
また、逆に言えば、２つの保持容量を上下に重ねて形成することによって、画像表示領域における保持容量を形成するために必要なスペースを節約することができる。例えば、保持容量が１段に形成されている典型的な電気光学装置に比べて、基板上で平面的に見て半分の面積で同様の容量値を有する保持容量を形成することができる。そのため、保持容量をコンパクトに形成できる分、積層構造中における他の配線や素子等のレイアウトの自由度を高めることができ、電気光学装置の高精細化にも貢献することができる。
【００１４】
更に、電気光学装置の画像表示領域の開口率の観点から見ると、保持容量をコンパクトに形成できるので、保持容量が含まれる領域である非開口領域の面積を少なくすることができる。即ち、画像表示領域における開口領域の割合である開口率を向上させることができる。その結果、より表示光が明るく、鮮明な画像表示が可能な電気光学装置を実現することができる。
【００１５】
特に本発明では、容量電極を第１保持容量及び第２保持容量に共通する容量電極として用いることによって、別々に２つの保持容量を形成する場合に比べて、基板上の積層構造を単純化することができる。その結果、電気光学装置の製造コストの削減や、電気光学装置の全体サイズを縮小することが可能となり、高精細な電気光学装置を実現することができる。
【００１６】
尚、第１及び第２保持容量の容量値は、容量電極と、第１中継層及び第２中継層との間に形成する第１及び第２容量絶縁膜の膜厚及び相対向する容量電極の面積を適切に調整することによって増減すればよい。
【００１７】
第１及び第２中継層は、半導体層及び画素電極間を電気的に中継接続している。即ち、本発明では、半導体層と画素電極とを電気的に中継接続するための中継層は、第１及び第２中継層を含んで形成されている。第１及び第２中継層は、夫々、半導体層のドレイン領域及び画素電極に電気的に接続されている。このように２つの中継層を用いてドレイン領域及び画素電極間を電気的に接続することによって、仮に画素電極及びドレイン領域が距離的に離れた層間に形成されていた場合（例えば、画素電極及びドレイン領域間に厚い層間絶縁膜が存在する場合）であっても、良好な導電性を有するコンタクトホールを用いて接続することができる。つまり、仮に画素電極及びドレイン領域間を、深く形成された１つのコンタクトホールを介して直接接続しようとすると、本来良好な導電性を有すべきコンタクトホールの内部に、その製造過程において欠陥等が生じ、導電性が低下してしまう。特に、画像表示信号が印加されるドレイン領域及び画素電極間の導電層にこのような欠陥が生じると、画像表示信号の信号電位が変化することによってノイズが混入したり、信号中にエラーが生じる原因となる。その点、本発明のように、２つの中継層を用いて中継接続することによって、比較的深さの浅いコンタクトホールを用いて画素電極及びドレイン領域間を電気的に接続することができるので、画素電極に印加される画像信号電位にノイズが混入したり、信号中にエラーが生じることを防止することができ、表示画像の質を向上させることができる。
【００１８】
以上のように、本発明に係る電気光学装置によれば、高い容量値を有する保持容量を、開口率を低下させることなく形成することができる。その結果、表示光が明るく、鮮明で高品位な画像表示が可能な電気光学装置を実現することができる。
【００１９】
本発明の一の態様では、前記第２中継層は、前記データ線と同一膜から成る部分を含む。
【００２０】
この態様における「同一膜」とは、電気光学装置の製造工程における同一機会に成膜される膜を意味し、同一種類の膜である。即ち、第２中継層は、製造工程においてデータ線と同一機会に成膜される膜である。尚、本発明に係る「同一膜からなる」とは、一枚の膜として連続していることまでも要求する趣旨ではなく、基本的に、同一膜のうち相互に分断されている膜部分であれば足りる趣旨である。即ち、データ線と第２中継層とは、同一機会に形成されているが、互いに分断されていてもよい。更に、データ線及び第２中継層は必ずしも層状の構造を有している必要はなく、例えば、データ線が半導体層のソース領域に接続するためのコンタクトホールと一体的に三次元的な構造を有していてもよい。
【００２１】
このように、製造工程における特定のプロセスでデータ線及び第２中継層を形成することによって、製造コストの削減に貢献できるだけでなく、配線レイアウトの簡素化又は効率化にも貢献することができる。
【００２２】
上述の第２中継層がデータ線と同一膜で形成されている態様では、前記データ線は、前記基板上で平面的に見て、前記画素の開口領域を区画する非開口領域に重なる領域において、前記第２中継層に重なる領域を避けるように引き回されていてもよい。
【００２３】
この態様によれば、第２保持容量の一方の電極である第２中継層は、保持容量の容量値を高めるべく、非開口領域内においてできるだけ大きく形成することが好ましい。この場合、第２中継層と同一膜で形成されるデータ線は、画像表示領域における開口率を低下することを防ぐために、非開口領域内において、第２中継層が形成されていない領域を引き回すように形成とよい。
【００２４】
本発明の一の態様では、前記第1中継層及び前記第２中継層間に積層されていると共に、前記基板上で平面的に見て前記第２保持容量が形成された領域に、少なくとも部分的に積層されていない第１層間絶縁膜を更に備え、前記第1中継層及び前記第２中継層は、前記基板上で平面的に見て前記第２保持容量が形成されていない領域における前記第１層間絶縁膜に開孔された第１コンタクトホールを介して相互に電気的に接続されている。
【００２５】
この態様によれば、第１層間絶縁膜は、基板上で平面的に見て、第２保持容量が形成された領域及び第１コンタクトホールが存在する領域を除いた領域において、第１中継層及び第２中継層間に積層されている。つまり、第１コンタクトホールは、第１中継層及び第２中継層間を、第２保持容量が形成されている領域を避けるように、形成されている。このように、第１層間絶縁膜及び第１コンタクトホールを形成することによって、第１及び第２保持容量を基板上の積層構造中にコンパクトに形成することができる。その結果、その他の配線等のレイアウトの自由度を向上させることができ、製造プロセスの技術的な困難性を解決したり、電気光学装置の高精細化にも貢献することができる。
【００２６】
上述の第１層間絶縁膜及び第１コンタクトホールを有する態様では、前記画素電極及び前記第２中継層間に積層されている第２層間絶縁膜を更に備え、前記画素電極及び前記第２中継層は、前記基板上で平面的に見て前記第２保持容量が形成されておらず且つ前記第１層間絶縁膜が形成されている領域における前記第２層間絶縁膜に開孔された第２コンタクトホールを介して相互に電気的に接続されていてもよい。
【００２７】
この態様によれば、第２層間絶縁膜は、基板上で平面的に見て、第２保持容量が形成されていない領域のうち、第１層間絶縁膜が形成された領域において、画素電極及び第２中継層間に積層されている。そして、第２コンタクトホールは、画素電極及び第２中継層間を電気的に接続するように、第２層間絶縁膜に形成されている。このように、第２層間絶縁膜及び第２コンタクトホールを形成することによって、第１及び第２保持容量を基板上の積層構造中にコンパクトに形成することができる。その結果、その他の配線等のレイアウトの自由度を向上させることができ、製造プロセスの技術的な困難性を解決したり、電気光学装置の高精細化にも貢献することができる。
【００２８】
第１及び第２層間絶縁膜を備える態様では、前記データ線及び前記ソース領域は、(i)前記基板上で平面的に見て前記第１保持容量及び前記第２保持容量のいずれもが形成されていない領域における前記第１層間絶縁膜、(ii)前記薄膜トランジスタ及び前記第1中継層間に積層されている他の層間絶縁膜、並びに(iii)前記ゲート絶縁膜に、一連なりで開孔された他のコンタクトホールを介して相互に電気的に接続されていてもよい。
【００２９】
この態様によれば、第１層間絶縁膜、その他の層間絶縁膜及びゲート絶縁膜にコンタクトホールを形成することによって、例えば、第２中継層と同一膜で、第１層間絶縁膜上に形成されたデータ線と、ゲート絶縁膜の下層側に形成されているソース領域とを電気的に接続することができる。
【００３０】
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（但し、その各種態様も含む）を備える。
【００３１】
本発明の電子機器によれば、上述した本発明に係る電気光学装置を具備してなるので、高品質な画像を表示することが可能な、投射型表示装置、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。また、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置等も実現することも可能である。
【００３２】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らか
にされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態では、本発明の電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。
【００３４】
＜１．液晶装置＞
先ず、本実施形態に係る液晶装置の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。
【００３５】
図１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の側から見た液晶装置の構成を示す概略的な平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ´断面図である。
【００３６】
図１及び図２において、本実施形態に係る液晶装置は、対向配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを備えている。ＴＦＴアレイ基板１０は例えば石英基板、ガラス基板等の透明基板又はシリコン基板である。対向基板２０も例えばＴＦＴアレイ基板１０と同様の材料からなる基板である。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、電気光学動作の行われる画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。
【００３７】
シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。また、例えばシール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材５６が散布されている。
【００３８】
シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。
【００３９】
ＴＦＴアレイ基板１０上における、画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域には、データ線駆動回路１０１、サンプリング回路７、走査線駆動回路１０４及び外部回路接続端子１０２が夫々形成されている。
【００４０】
ＴＦＴアレイ基板１０上における周辺領域において、シール領域より外周側に、データ線駆動回路１０１及び複数の外部回路接続端子１０２が、ＴＦＴアレイ基板１０の一辺に夫々沿って設けられている。
【００４１】
また、ＴＦＴアレイ基板１０上の周辺領域のうちシール領域より内側に位置する領域には、ＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿う画像表示領域１０ａの一辺に沿って且つ額縁遮光膜５３に覆われるようにしてサンプリング回路７が配置されている。
【００４２】
また、走査線駆動回路１０４は、ＴＦＴアレイ基板１０の一辺に隣接する２辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域１０ａの両側に設けられた二つの走査線駆動回路１０４間を電気的に接続するため、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺に沿い、且つ額縁遮光膜５３に覆われるようにして複数の配線１０５が設けられている。
【００４３】
また、ＴＦＴアレイ基板１０上の周辺領域において、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、上下導通端子１０６が配置されると共に、このＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０間には上下導通材が上下導通端子１０６に対応して該端子１０６に電気的に接続されて設けられている。
【００４４】
図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成されている。画像表示領域１０ａには、画素スイッチング用ＴＦＴや走査線、データ線等の配線の上層に画素電極９がマトリクス状に設けられている。画素電極９は、ＩＴＯ膜からなる透明電極として形成されている。画素電極９上には、配向膜１６が形成されている。
【００４５】
他方、対向基板２０におけるＴＦＴアレイ基板１０との対向面上に、遮光膜２３が形成されている。遮光膜２３は、例えば遮光性金属膜等から形成されており、対向基板２０上の画像表示領域１０ａ内で、例えば格子状等にパターニングされている。そして、遮光膜２３上（図２中遮光膜２３より下側）に、ＩＴＯ膜からなる対向電極２１が複数の画素電極９と対向して例えばベタ状に形成され、更に対向電極２１上（図２中対向電極２１より下側）には配向膜２２が形成されている。
【００４６】
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り、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。そして、液晶装置の駆動時、夫々に電圧が印加されることで、画素電極９と対向電極２１との間には液晶保持容量が形成されている。
【００４７】
尚、ここでは図示しないが、ＴＦＴアレイ基板１０上には、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４の他に、複数のデータ線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液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等が形成されていてもよい。
【００４８】
次に、本実施形態に係る液晶装置の画像表示領域の電気的な構成について、図３を参照して説明する。ここに図３は、本実施形態に係る液晶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。
【００４９】
図３において、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の
各々には、画素電極９及び画素スイッチング用のＴＦＴ３０が形成されている。ＴＦＴ３０は、画素電極９に電気的に接続されており、本実施形態に係る液晶装置の動作時に画素電極９をスイッチング制御する。画像信号が供給されるデータ線６は、ＴＦＴ３０のソース領域に電気的に接続されている。データ線６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、互いに隣り合う複数のデータ線６同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
【００５０】
ＴＦＴ３０のゲートには走査線１１が電気的に接続されており、本実施形態に係る液晶装置は、所定のタイミングで、走査線１１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９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６から供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが所定のタイミングで書き込まれる。画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、対向基板２０（図２参照）に形成された対向電極２１（図２参照）との間で一定期間保持される。
【００５１】
液晶層５０（図２参照）を構成する液晶は、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、階調表示を可能とする。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、全体として液晶装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射される。
【００５２】
ここで保持された画像信号がリークすることを防ぐために、画素電極９と対向電極２１（図２参照）との間に形成される液晶容量に対して電気的に並列に、本発明における「第１及び第２保持容量」の一例である蓄積容量７０が付加されている。
【００５３】
次に、本実施形態に係る液晶装置において、画像表示領域１０ａにおける具体的な積層構造について詳しく説明する。
【００５４】
図４は、本実施形態に係る液晶装置の画像表示領域１０ａにおける、電気光学動作を行うために配置された電極及び配線等の位置関係を透過的に示した模式図である。尚、図４では、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。
【００５５】
ＴＦＴアレイ基板１０上には、走査線１１及びデータ線６が、夫々Ｘ方向及びＹ方向に沿って配置されており、データ線６と走査線１１の交差付近にＴＦＴ３０（即ち、半導体層３０ａ及びゲート電極３０ｂ）が形成されている。走査線１１は、遮光性の導電材料、例えば、Ｗ（タングステン）、Ｔｉ（チタン）、ＴｉＮ（窒化チタン）等から形成されており、ＴＦＴ３０の半導体層３０aを含むように半導体層ａより幅広に形成されている。ここで、後述するように、走査線１１は半導体層３０ａより下層側に配置されているので、このように走査線１１をＴＦＴ３０の半導体層３０ａよりも幅広に形成することによって、ＴＦＴアレイ基板１０における裏面反射や、複板式のプロジェクタ等で他の液晶装置から発せられ合成光学系を突き抜けてくる光などの、戻り光に対してＴＦＴ３０のチャネル領域３０ｂを殆ど或いは完全に遮光できる。その結果、液晶装置の動作時に、ＴＦＴ３０における光リーク電流は低減され、コントラスト比を向上させることができ、高品位の画像表示が可能となる。
【００５６】
ＴＦＴ３０は、半導体層３０ａと、ゲート電極３０ｂとを有して構成されている。半導体層３０ａは、ソース領域３０ａ１、チャネル領域３０ａ２、ドレイン領域３０ａ３含んで形成されている。ここで、 チャネル領域３０ａ２とソース領域３０ａ１、又は、チャネル領域３０ａ２とドレイン領域３０ａ３との界面にはＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）領域が形成されていてもよい。
【００５７】
尚、ＴＦＴ３０のゲート電極は図４においては図示を省略しているが、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、半導体層３０ａのチャネル領域に重なる領域にゲート絶縁膜を介して形成されている。尚、ゲート電極３０ｂは、下層側に配置された走査線１１にコンタクトホール３５を介して電気的に接続されており、走査信号が印加されることによってＴＦＴ３０をオン／オフ制御している。
【００５８】
ＴＦＴ３０のソース領域３０ａ１は、コンタクトホール３１を介して上層側に形成されたデータ線６に電気的に接続されている。一方、ドレイン領域３０ａ３は、コンタクトホール３２を介して、半導体層３０ａの上層側に形成されている第１中継層７に電気的に接続されている。第１中継層７は、コンタクトホール３３を介して、更に上層側に形成された第２中継層８を介して、画素毎に島状に配置されている画素電極９（図４において省略）に電気的に接続されている。
【００５９】
続いて、図５を参照して、図４のＡ−Ａ´線断面における積層構造について説明する。ＴＦＴアレイ基板１０上には、上述した走査線１１が、上層側に形成されたＴＦＴ３０の半導体層３０ａよりも幅広に形成されている。走査線１１は下地絶縁膜１２によって覆われており、その表面が平坦化されている。尚、下地絶縁膜１２は、ＴＦＴアレイ基板１０の表面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のＴＦＴ３０の特性変化を防止する機能も有している。
【００６０】
ＴＦＴ３０は、半導体層３０ａ（即ち、ソース領域３０ａ１、チャネル領域３０ａ２及びドレイン領域３０ａ３）及びゲート電極３０ｂから構成されている。特にゲート電極３０ｂは、例えば導電性ポリシリコンから形成されており、ゲート絶縁膜１３に開孔されたコンタクトホール（図５において図示省略）を介して、走査線１１に電気的に接続されている。
【００６１】
半導体層３０ａのうちソース領域３０ａ１は、ゲート絶縁膜１３及び第１層間絶縁膜１４に開孔されたコンタクトホール３１を介して、画像信号が供給されるデータ線６に電気的に接続されている。一方、ドレイン領域３０ａ３は、上層側に形成された画素電極９に、第１中継層７及び第２中継層８を介して、電気的に接続されている。ここで、第１中継層７は、ゲート絶縁膜１３及び第１層間絶縁膜１４に開孔されたコンタクトホール３２に形成されており、ドレイン領域３０ａ３及び第２中継層８間を電気的に接続している。また、第２中継層８は、第２層間絶縁膜１５に開孔されたコンタクトホール３３に形成されており、第１中継層及び画素電極９間を電気的に接続している。
【００６２】
第１中継層７及び第２中継層８間には、共通容量電極５が形成されており、第１中継層７及び共通容量電極５を一対の容量電極として第１蓄積容量７０ａ、並びに第２中継層８及び共通容量電極５を一対の容量電極とする第２蓄積容量７０ｂが形成されている。
【００６３】
第１蓄積容量７０ａは、第１中継層７及び共通容量電極５間に第１容量絶縁膜１を挟持することによって構成されている。また、第２蓄積容量７０ｂは、第２中継層８及び共通容量電極５間に第２容量絶縁膜２を挟持することによって構成されている。ここで、第１蓄積容量７０ａ及び第２蓄積容量７０ｂは、一方の容量電極を共通容量電極５としているため、互いに並列に接続されている。そのため、蓄積容量７０の全体の容量値は、第１蓄積容量７０ａ及び第２蓄積容量７０ｂの夫々の容量値の和となる。このように蓄積容量７０の容量値を、第１蓄積容量７０ａ及び第２蓄積容量７０ｂから形成することによって、高めることができる。
【００６４】
ここで、図６は、本実施形態における二つの蓄積容量が積み重なっている構造に代えて、一対の容量電極から形成されている電気光学装置（以下、比較例という）における積層構造を示す断面図である。即ち、図６に示す比較例は、蓄積容量７０が一対の容量電極（即ち、容量電極５及び中継層７）から形成されている点で、上述の本実施形態に係る液晶装置と異なっている。蓄積容量７０の容量値は容量電極の面積に比例するが、図６のように一対の容量電極でのみ蓄積容量７０を形成しようとすると、容量電極の面積は蓄積容量７０以外の配線等によって制限されることから、蓄積容量７０の容量値をある程度以上の値に高めることが難しい。
【００６５】
一方、図５に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の厚み方向に（即ち、図５において縦方向に）、第１蓄積容量７０ａ及び第２蓄積容量７０ｂを形成することによって、より大きな容量値を有する蓄積容量７０を形成することが可能となる。特に本実施形態では、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見たときに、第１蓄積容量７０ａ及び第２蓄積容量７０ｂが上下に２段に渡って形成されているので、比較例に比べて、例えば２倍の容量値を有する蓄積容量７０を形成することができる。即ち、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見たときに、蓄積容量７０が占める面積自体は変わらなくても、形成可能な蓄積容量７０の容量値を飛躍的に増大させることができる。
【００６６】
このように、第１蓄積容量７０ａ及び第２蓄積容量７０ｂをＴＦＴアレイ基板１０上でみて重なるように形成することによって、コンパクトな領域内に容量値の大きな蓄積容量７０を形成することが可能となる。逆に言えば、蓄積容量７０をコンパクトに形成している分、積層構造中の他の配線や素子等のレイアウトの自由度を増大させることができ、液晶装置の製造プロセスにおける各工程の技術的な困難性を緩和したり、より微細な積層構造を有する液晶装置を実現することが可能となる。特に、液晶装置のような高精細化が要求される電気光学装置のように、狭い面積に蓄積容量を形成する必要がある場合であっても、本実施形態のように蓄積容量を形成することによって、狭い範囲内に大きな容量値を有する蓄積容量を形成することが可能となる。
【００６７】
また、本実施形態のように蓄積容量７０をコンパクトな範囲内に形成することによって、蓄積容量７０が占める面積を小さく抑えることができ、その結果、液晶装置の開口率を向上させることができる。つまり、画像表示領域１０ａにおいて表示光が透過しない非開口領域が占める割合を減少させることができるため、画像表示領域１０ａにおける開口率の向上に貢献することができる。即ち、より表示光が明るく、鮮明な画像表示が可能な液晶装置を実現することができる。
【００６８】
また、共通容量電極５を第１蓄積容量７０ａ及び第２蓄積容量７０ｂに共通する容量電極として用いることによって、別々に２つの蓄積容量を形成する場合に比べて、ＴＦＴアレイ基板１０上における積層構造を単純化することができる。その結果、液晶装置の製造コストの削減や、液晶装置の全体サイズを縮小することが可能となり、高精細な液晶装置を実現することができる。
【００６９】
尚、第１蓄積容量７０ａ及び第２蓄積容量７０ｂの容量値は、第１容量絶縁膜１及び第２容量絶縁膜２の膜厚及び相対向する容量電極の面積を適切に調整することによって増減すればよい。
【００７０】
また本実施形態では、第１中継層７及び第２中継層８をドレイン領域３０ａ３及び画素電極９間に形成することによって２段階に渡って電気的に中継接続している。このように２つの中継層を用いてドレイン領域３０ａ３及び画素電極９間を電気的に接続することによって、仮に画素電極９及びドレイン領域３０ａが夫々距離的に離れた層に形成されていた場合であっても、中継層が形成されているコンタクトホール（即ち、コンタクトホール３２、３３及び３４）の導電性を良好に確保することができる。つまり、仮に画素電極９及びドレイン領域３０ａ３間を、深く形成された１つのコンタクトホールを介して直接接続すると、本来良好な導電性を有すべきコンタクトホールの内部に、その製造過程において欠陥等が生じ、導電性が低下してしまう。特に、画像表示信号が印加されるドレイン領域３０ａ３及び画素電極９間を接続する導電層にこのように欠陥が生じると、画像表示信号の信号電位にノイズが混入したり、エラーが生じる原因となる。また、このような深いコンタクトホールは形成する際には、技術的な困難性も伴う。その点、本実施形態のように、第１中継層７及び第２中継層８を用いて中継接続することによって、比較的深さの浅いコンタクトホール３２、３３及び３４を用いて画素電極９及びドレイン領域３０ａ３間を電気的に接続することができるので、画素電極９に印加される画像信号電位にノイズが混入したり、エラーが生じることを防止することができる。その結果、高品位な画像表示が可能な液晶装置を実現することができる。
【００７１】
尚、本実施形態における第２中継層８及びデータ線６は、同一膜からなる。即ち、第２中継層８及びデータ線６は、後に詳述するように、本実施形態に係る液晶装置の製造工程における同一機会に成膜される同一種類の膜である。このように第２中継層８及びデータ線６を同一膜から形成することによって、製造工程における特定のプロセスで両者をまとめて形成することができるので、より製造コストの削減に貢献でき、配線レイアウトの簡素化又は効率化にも貢献することができる。
【００７２】
尚、図５では図示を省略しているが、画素電極９上には液晶５０の配向状態を規制する配向膜が積層されている。
【００７３】
＜変形例＞
続いて、図７を参照して上述の実施形態の変形例について説明する。図４は、変形例に係る液晶装置の画像表示領域１０ａにおける、電気光学動作を行うために配置された電極及び配線等の位置関係を透過的に示した模式図である。変形例においては、図４に示した場合と異なって、データ線６は直線的な形状をしているのではなく、走査線１１に重なる範囲内において、同一膜で形成された第２中継層８を避けるように迂回して、データ線６が配置されている。つまり、第２蓄積容量７０ｂの容量値を高めるべく、容量電極の一方である第２中継層の面積を大きく形成した分、同層に形成されるデータ線の形状を図７に示すように形成している。
【００７４】
＜製造方法＞
続いて、図８及び図９を参照して、以上で説明した実施形態における液晶装置の製造方法について、工程毎に説明する。
【００７５】
まず、図８（ａ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０上に、スパッタリング等により、非透明な金属等で走査線１１を形成する。例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｐｄ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の遮光性材料で形成すればよい。ここで、走査線１１の幅が、後の工程で形成する半導体層３０ａの幅よりも広くなるように形成することが好ましい。このように走査線１１を幅広に形成することで、走査線１１は本発明における下側遮光膜として機能し、ＴＦＴアレイ基板１０の下側から半導体層３０ａに入射しようとする光を効率的に遮光することが可能となる。
【００７６】
続いて、図８（ｂ）に示すように、走査線１１上に、蒸着等により下地絶縁膜１２を形成し、その上層にＴＦＴ３０を形成する。ＴＦＴ３０は、半導体層３０ａを積層した後、ゲート絶縁膜１３を介して、チャネル領域に対向するようにゲート電極３０ｂを形成する。具体的には、半導体層３０ａは、例えばイオンインプランテーション法等の不純物打ち込みによって、下地絶縁膜１２上に形成した半導体層３０ａに不純物を打ち込めばよい。
【００７７】
続いて、図８（ｃ）に示すように、ＴＦＴ３０上に第１層間絶縁膜１４を積層し、コンタクトホール３２を開孔して、ドレイン領域３０ａ３に電気的に接続されるように第１中継層７を形成する。そして、図９（ｄ）に示すように、第１中継層７上に第１容量絶縁膜１を薄く形成し、その上に更に、共通容量電極５を形成することによって、第１蓄積容量７０ａを形成する。
【００７８】
次に、図９（ａ）に示すように、第１蓄積容量７０ａ上に第２層間絶縁膜１５を積層し、共通容量電極５の表面が露出するように、第２層間絶縁膜１５を部分的に除去する。そして、共通容量電極５及び第２層間絶縁膜１５上に薄く第２容量絶縁膜２を形成する。更に、図９（ｂ）のように、第２容量絶縁膜２上に形成した導電層をパターニングすることによって、データ線６及び第２中継層８を形成する。ここで、データ線６は、ゲート絶縁膜１３、第１層間絶縁膜１４及び第２層間絶縁膜１５にコンタクトホール３１を開孔することによって、ソース領域３０ａ１に電気的に接続されるように形成される。一方、第２中継層８は、第２層間絶縁膜１５にコンタクトホール３３を開孔することによって、第１中継層７に電気的に接続されるように形成される。このように第２中継層８を形成することによって、第１蓄積容量７０ａ上に、共通容量電極５を共通の容量電極として、第２蓄積容量７０ｂを形成することができる。
【００７９】
第２蓄積容量７０ｂ上には、第３層間絶縁膜１６が積層され、その上層側に画素電極９を画素毎に島状に形成する（図９（ｇ）参照）。尚、図９では図示を省略しているが、画素電極９上には、所定の方向にラビング処理が施された配向膜が形成される。
【００８０】
このようにして完成されたＴＦＴアレイ基板１０は、対向電極や配向膜が積層されることによって完成された対向基板２０と、液晶５０を介して対向配置されることによって、液晶装置が完成する。
【００８１】
尚、変形例に係る液晶装置については、図９（ｆ）においてデータ線６を積層する範囲を変更することによって、同様に製造することができる。
【００８２】
＜電子機器＞
次に、上述した電気光学装置である液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について説明する。
【００８３】
図１０は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。以下では、この液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。
【００８４】
図１０に示されるように、プロジェクタ１１００内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド１１０４内に配置された４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原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇに入射される。
【００８５】
液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇの構成は、上述した液晶装置と同等であり、画像信号処理回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。このダイクロイックプリズム１１１２においては、Ｒ及びＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。従って、各色の画像が合成される結果、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。
【００８６】
ここで、各液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇによる表示像について着目すると、液晶パネル１１１０Ｇによる表示像は、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂによる表示像に対して左右反転することが必要となる。
【００８７】
尚、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇには、ダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。
【００８８】
尚、図１０を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型のパーソナルコンピュータや、携帯電話、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。
【００８９】
また、本発明は上述の各実施形態で説明した液晶装置以外にも反射型液晶装置（ＬＣＯＳ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ、ＳＥＤ）、有機ＥＬディスプレイ、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、電気泳動装置等にも適用可能である。
【００９０】
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う電気光学装置、及び該電気光学装置を備えた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】
【００９１】
【図１】本実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ´断面図である。
【図３】本実施形態に係る液晶装置の電気的な構成を示す回路図である。
【図４】本実施形態に係る液晶装置のＴＦＴ周辺の構成を示す平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ´線断面図である。
【図６】比較例に係る液晶装置のＴＦＴ周辺の断面構造を示す断面図である。
【図７】変形例に係る液晶装置のＴＦＴ周辺の構成を示す平面図である。
【図８】本実施形態に係る液晶装置のＴＦＴアレイ基板上の積層構造の製造方法を、工程毎に示す断面図である。
【図９】図１０に続いて、本実施形態に係る液晶装置のＴＦＴアレイ基板上の積層構造の製造方法を、工程毎に示す断面図である。
【図１０】電気光学装置を適用した電子機器の一例たるプロジェクタの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１  第１容量絶縁膜、  ２  第２容量絶縁膜、  ５  共通容量電極、  ６  データ線、  ７  第１中継層、  ８  第２中継層、  ９  画素電極、  １０  ＴＦＴアレイ基板、  １０ａ  画像表示領域、  １１  走査線、  ２０  対向基板、  ２１  対向電極、  ３０  ＴＦＴ、  ３０ａ  半導体層、  ３０ａ１  ソース領域、  ３０ａ２  チャネル領域、  ３０ａ３  ドレイン領域、  ３０ｂ  ゲート電極、  ５０  液晶、  ７０  蓄積容量、  ７０ａ  第１蓄積容量、  ７０ｂ  第２蓄積容量
【図１】
2010091740.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010091740.tif 000009
【図８】
2010091740.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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