(57)【要約】【課題】電気光学装置の遮光性能を向上させると共に開口率を高め、更に、非動作時におけるチャネル電流を抑制する。【解決手段】電気光学装置用基板は、画素電極（９ａ）と電気的に接続された画素電極側ソース・ドレイン領域（１ｅ）とチャネル領域（１ａ´）との間に形成された第１接合領域（１ｃ）と、データ線（６ａ）と電気的に接続されたデータ線側ソース・ドレイン領域（１ｄ）とチャネル領域との間に形成された第２接合領域（１ｂ）とを有する半導体層（１ａ）、及び基板（１０）上で平面的に見て、チャネル領域に重なるように配置されたゲート電極（３１）を有するトランジスタ（３０）と、ゲート電極と、第１絶縁膜（４１）を介して互いに異なる層に配置されており、基板上で平面的に見て、第１接合領域に少なくとも部分的に重なるように形成されると共に、ゲート電極と電気的に接続された導電性遮光膜（７１０）とを備える。【選択図】図５
2010072219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上で互いに交差する複数のデータ線及び複数の走査線と、
前記複数のデータ線及び前記複数の走査線の交差に対応して規定され、且つ前記基板上の表示領域を構成する複数の画素の各々に形成された画素電極と、
前記画素電極と電気的に接続された画素電極側ソース・ドレイン領域とチャネル領域との間に形成された第１接合領域と、前記データ線と電気的に接続されたデータ線側ソース・ドレイン領域と前記チャネル領域との間に形成された第２接合領域とを有する半導体層、及び前記基板上で平面的に見て、前記チャネル領域に重なるように配置されたゲート電極を有するトランジスタと、
前記ゲート電極と、第１絶縁膜を介して互いに異なる層に配置されており、前記基板上で平面的に見て、前記第１接合領域に少なくとも部分的に重なるように形成されると共に、前記ゲート電極と電気的に接続された導電性遮光膜と
を備えることを特徴とする電気光学装置用基板。
【請求項２】
前記ゲート電極は、前記チャネル領域に重なる部分の脇から、前記半導体層と距離を隔てたまま前記半導体層に沿って突出する突出部を有することを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置用基板。
【請求項３】
前記ゲート電極は、ゲート絶縁膜を介して前記半導体層の上層側に配置されており、
前記突出部は、前記ゲート絶縁膜及び前記半導体層の下層側に設けられた第２絶縁膜に形成された溝又は貫通口内に埋め込まれている部分を含む
ことを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置用基板。
【請求項４】
前記複数の走査線の少なくとも一部は、前記第２絶縁膜を介して前記半導体層の下層側に配置されており、
前記ゲート電極は、前記複数の走査線の少なくとも一部に電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置用基板。
【請求項５】
前記導電性遮光膜は、前記第１絶縁膜を介して前記ゲート電極の上層側に配置されており、前記第１絶縁膜に形成された溝又は貫通口内に埋め込まれている部分を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気光学装置用基板。
【請求項６】
前記導電性遮光膜と同層に配置されており、前記画素電極側ソース・ドレイン領域及び前記画素電極と電気的に接続された第１中継電極と、
前記導電性遮光膜と同層に配置されており、前記データ線側ソース・ドレイン領域及び前記データ線と電気的に接続された第２中継電極と
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電気光学装置用基板。
【請求項７】
前記第１接合領域及び前記第２接合領域は、ＬＤＤ領域であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電気光学装置用基板。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電気光学装置用基板を備えたことを特徴とする電気光学装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電気光学装置を具備してなることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置に用いられる電気光学装置用基板、及び該電気光学装置用基板を備えてなる電気光学装置、並びに該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】
この種の電気光学装置の一例である液晶装置には、オフ電流を低減する等の目的で、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）の、チャネル領域とソース・ドレイン領域との間に、例えばＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）領域等の接合領域が形成される。
【０００３】
このような液晶装置は、直視型ディスプレイのみならず、例えば投射型表示装置の光変調手段（即ち、ライトバルブ）としても多用されている。特に、投射型表示装置の場合、光源からの強力な光がライトバルブに入射されるため、ライトバルブ内のＴＦＴの接合領域に光が照射された場合には、接合領域に光リーク電流が生じてしまうという問題点がある。このような問題点に対し、接合領域の上に、入射光を遮る遮光手段としての遮光膜がライトバルブに設けられている。
【０００４】
他方で、この種の電気光学装置では画像品位を向上する目的で、電気光学装置の高精細化や高開口率化が図られる。しかしながら、上記のように光リーク電流を防止するための遮光膜を設けてしまうことによって、実質的に開口領域が狭くなり、画像品位が低下してしまうおそれがある。
【０００５】
上記電気光学装置の遮光性能の向上と、開口率の向上とを両立する技術として、例えば、ゲート電極が、ＴＦＴのソース・ドレイン領域と重なるように形成された、所謂ＧＯＬＤ（Ｇａｔｅ  Ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ  Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）構造を有するＴＦＴが提案されている。或いは、ＴＦＴの上層側に配置され、データ線側ＬＤＤ領域を覆う第１部分と、画素電極側ＬＤＤ領域を覆う第２部分とを有する、導電性遮光膜としての上部容量電極を備える電気光学装置用基板が提案されている（特許文献１参照）。或いは、層間絶縁膜を介してＴＦＴよりも上層側に形成され、ＴＦＴの低濃度ドレイン領域に少なくとも部分的に重なる本線部と、ＴＦＴの高濃度ドレイン領域に重なる延在部とを有する走査線を備える電気光学装置用基板が提案されている（特許文献２参照）。或いは、ＴＦＴの半導体層に沿って長手状の溝を形成し、該形成された溝内に、ゲート電極の一部を設けた電気光学装置用基板が提案されている（特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２６７１９号公報
【特許文献２】特開２００８−２６７７４号公報
【特許文献３】特開２００８−７７０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＧＯＬＤ構造を有するＴＦＴでは、非動作時におけるドレイン電流が増大してしまう可能性があるという技術的問題点がある。また、特許文献１及び３に記載の技術では、斜めに入射する入射光がＴＦＴを構成する半導体層（特に画素電極側ＬＤＤ部）に到達してしまい、ＴＦＴにおける光リーク電流が発生してしまう可能性があるという技術的問題点がある。また、特許文献２に記載の技術では、ゲート電極と走査線とを接続するコンタクトホールを画素内に形成しなければならず、高開口率化の妨げとなる可能性があるという技術的問題点がある。
【０００８】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、遮光性能を向上させると共に開口率を高め、更に、非動作時におけるチャネル電流を抑制することができる電気光学装置用基板及び電気光学装置、並びに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】
【０００９】
本発明の電気光学装置用基板は、上記課題を解決するために、基板と、前記基板上で互いに交差する複数のデータ線及び複数の走査線と、前記複数のデータ線及び前記複数の走査線の交差に対応して規定され、且つ前記基板上の表示領域を構成する複数の画素の各々に形成された画素電極と、前記画素電極と電気的に接続された画素電極側ソース・ドレイン領域とチャネル領域との間に形成された第１接合領域と、前記データ線と電気的に接続されたデータ線側ソース・ドレイン領域と前記チャネル領域との間に形成された第２接合領域とを有する半導体層、及び前記基板上で平面的に見て、前記チャネル領域に重なるように配置されたゲート電極を有するトランジスタと、前記ゲート電極と、第１絶縁膜を介して互いに異なる層に配置されており、前記基板上で平面的に見て、前記第１接合領域に少なくとも部分的に重なるように形成されると共に、前記ゲート電極と電気的に接続された導電性遮光膜とを備える。
【００１０】
本発明の電気光学装置用基板によれば、例えば、データ線から画素電極へ画像信号が制御され、所謂アクティブマトリックス方式による画像表示が可能となる。尚、画像信号は、データ線及び画素電極間に電気的に接続されたトランジスタがオン又はオフされることによって、所定のタイミングでデータ線からトランジスタを介して画素電極に供給される。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り、複数のデータ線及び複数の走査線の交差に対応して、基板上において表示領域となるべき領域にマトリックス状に複数設けられている。
【００１１】
トランジスタは、複数の画素の各々の開口領域を互いに隔てる非開口領域に設けられる。ここに、本発明に係る「開口領域」とは、実質的に光が透過する画素内の領域であり、例えば、画素電極が形成される領域であって、透過率の変更に応じて液晶等の電気光学物質を透過した出射光の階調を変化させることが可能となる領域である。換言すれば、「開口領域」とは、画素に集光される光が、光を透過させない或いは光透過率が透明電極に比べて小さい配線、遮光膜、各種素子等の遮光体で遮られることがない領域を意味する。本発明に係る「非開口領域」とは、表示に寄与する光が透過しない領域を意味し、例えば画素内に非透明な配線、遮光膜、各種素子等の遮光体が配設されている領域を意味する。
【００１２】
トランジスタは、チャネル領域、画素電極側ソース・ドレイン領域及びデータ線側ソース・ドレイン領域を有する半導体層と、ゲート電極とを有する。画素電極側ソース・ドレイン領域は、画素電極と互いに電気的に接続される。データ線側ソース・ドレイン領域は、データ線と互いに電気的に接続される。
【００１３】
半導体層のチャネル領域と画素電極側ソース・ドレイン領域との間には、第１接合領域が形成される。即ち、第１接合領域は、チャネル領域と画素電極側ソース・ドレイン領域との接合部に形成される領域である。他方、チャネル領域とデータ線側ソース・ドレイン領域との間には、第２接合領域が形成される。即ち、第２接合領域は、チャネル領域とデータ線側ソース・ドレイン領域との接合部に形成される領域である。
【００１４】
具体的には例えば、第１及び第２接合領域は、トランジスタがＰＮＰ型トランジスタ又はＮＰＮ型トランジスタ（即ち、Ｎチャネル型トランジスタ又はＰチャネル型トランジスタ）として形成された場合のＰＮ接合領域を意味する。或いは、トランジスタがＬＤＤ構造を有する場合のＬＤＤ領域（即ち、イオンプランテーション法等の不純物打ち込みによって半導体層に不純物を打ち込んでなる不純物領域）を意味する。
【００１５】
ゲート電極は、例えば、半導体層よりもゲート絶縁膜を介して上層側に配置される。ゲート絶縁膜は、半導体層を覆うように、典型的には、基板上の全面に積層される。
【００１６】
例えばチタンナイトライド（ＴｉＮ）、タングステンシリサイド（ＷＳｉ）等を含んでなる導電性遮光膜は、ゲート電極と、第１絶縁膜を介して互いに異なる層（典型的には、ゲート電極よりも第１絶縁膜を介して上層側）に配置されている。導電性遮光膜は、基板上で平面的に見て、第１接合領域に少なくとも部分的に重なるように形成されると共に、ゲート電極と互いに電気的に接続される。
【００１７】
本願発明者の研究によれば、第２接合領域に光が照射された場合に比べ、第１接合領域に光が照射された場合のほうが、トランジスタに光リーク電流が生じやすいことが判明している。従って、上述の如く、第１接合領域に少なくとも部分的に重なるように、導電性遮光膜を形成することによって、光リーク電流が相対的に生じやすい第１接合領域に対する遮光性能を向上させることができる。この結果、トランジスタに流れる光リーク電流を効果的に低減することができる。
【００１８】
本発明では特に、導電性遮光膜とゲート電極とが互いに電気的に接続されている。具体的には例えば、第１絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して、導電性遮光膜とゲート電極とが互いに電気的に接続されている。このため、導電性遮光膜のうち、第１絶縁膜に設けられたコンタクトホール内に設けられた部分が、壁状の遮光体として機能し、第２接合領域の側から斜めに入射して第１接合領域に到達する入射光を遮光することができる。
【００１９】
また、相対的に光リーク電流が生じやすい第１接合領域を、重点的に遮光するように導電性遮光膜を形成することによって、必要以上の開口率の低下を防止することができる。即ち、高開口率化を図ることができる。更に、導電性遮光膜の第１接合領域に重なる部分と第１接合領域との積層方向の距離が比較的大きいので、非動作時におけるチャネル電流を抑制することができる。
【００２０】
以上の結果、本発明の電気光学装置用基板によれば、遮光性能を向上させると共に開口率を高め、更に、非動作時におけるチャネル電流を抑制することができる。
【００２１】
本発明の電気光学装置用基板の一態様では、前記ゲート電極は、前記チャネル領域に重なる部分の脇から、前記半導体層と距離を隔てたまま前記半導体層に沿って突出する突出部を有する。
【００２２】
この態様によれば、典型的には基板上で平面的に見て、或いは３次元的に見て、ゲート電極は、半導体層のチャネル領域に重なる部分の脇から、半導体層と距離を隔てたまま半導体層に沿って、即ち、半導体層の長手方向に沿って、突出する突出部を有する。
【００２３】
ここに、「チャネル領域に重なる脇」とは、両脇を意味してよい、即ち、一対の突出部が長手状に延びる半導体層の両側に突出してもよい。或いは、「チャネル領域に重なる脇」とは、片脇を意味してよい。また、「チャネル領域に重なる脇」とは、半導体層の長手方向に交わる方向にチャネル領域から距離があいており、突出部は、その根元側で半導体層から距離を隔てたまま突出していることを意味する。
【００２４】
更に、突出部は、画素電極側ソース・ドレイン領域へ向う側にのみ半導体層の両脇又は片脇から突出していてもよいし、データ線側ソース・ドレイン領域へ向う側にのみ半導体層の両脇又は片脇から突出していてもよい。或いは、突出部は、画素電極側ソース・ドレイン領域及びデータ線側ソース・ドレイン領域の各々へ向う側に突出していてもよい。即ち、突出部は、一つの半導体層が有する４つの脇から最大で４つまで突出していてもよい。
【００２５】
本発明では、基板上で平面的に見た場合の、突出部及びチャネル領域間の半導体層の長手方向に交わる方向の距離は、第１及び第２接合領域の少なくとも一方に、突出部に起因するリーク電流が発生することを抑制すると共に、斜めに入射して第１及び第２接合領域の少なくとも一方に到達する入射光を遮るように設定されている。
【００２６】
本願発明者の研究によれば、基板上で平面的に見て、突出部及びチャネル領域間の半導体層の長手方向に交わる方向の距離を短くすると、ゲート電極と同電位である突出部が第１及び第２接合領域の少なくとも一方に対して、大なり小なりゲート電圧と同電位を印加する電極として機能してしまう。即ち、第１及び第２接合領域の少なくとも一方で想定外のキャリア密度の変化が発生してしまう。このため、本来は、チャネル領域にゲート電圧が印加されてチャネルが形成されることが想定されているトランジスタにおいて、例えばリーク電流の発生、オンオフ閾値の変化等に代表される動作不良が生じる可能性がある。他方、突出部及びチャネル領域間の距離を長くすると、斜めに入射し第１及び第２接合領域の少なくとも一方に到達する光を遮る効果が低減してしまうことが判明している。
【００２７】
しかるに本発明では、上述の如く、突出部及びチャネル領域間の距離が設定されているため、トランジスタの動作不良の発生を抑制すると共に、遮光性能を向上させることができる。
【００２８】
この態様では、前記ゲート電極は、ゲート絶縁膜を介して前記半導体層の上層側に配置されており、前記突出部は、前記ゲート絶縁膜及び前記半導体層の下層側に設けられた第２絶縁膜に形成された溝又は貫通口内に埋め込まれている部分を含んでよい。
【００２９】
このように構成すれば、斜めに入射し、第１及び第２接合領域の少なくとも一方に到達する入射光に対する遮光性能をより向上させることができる。
【００３０】
ゲート電極のうち、溝又は貫通口（例えばスルーホール）内に埋め込まれた部分は、３次元的に見て、半導体層における第１及び第２接合領域の少なくとも一方に沿った、壁状の遮光体として形成される。従って、半導体層の近傍に配置された壁状の遮光体としての溝又は貫通口内に埋め込まれた部分により、半導体層に対して斜めに入射する光の遮光性能を高めることができる。
【００３１】
この態様では、前記複数の走査線の少なくとも一部は、前記第２絶縁膜を介して前記半導体層の下層側に配置されており、前記ゲート電極は、前記複数の走査線の少なくとも一部に電気的に接続されていてよい。
【００３２】
このように構成すれば、ゲート電極、ゲート電極のうち、第２絶縁膜に形成された、例えばスルーホール内に設けられた部分、走査線及び導電性遮光膜によって、少なくとも第１接合部分の４方を隙間なく覆うことができ、遮光性能をより向上させることができる。
【００３３】
本発明の電気光学装置用基板の他の態様では、前記導電性遮光膜は、前記第１絶縁膜を介して前記ゲート電極の上層側に配置されており、前記第１絶縁膜に形成された溝又は貫通口内に埋め込まれている部分を含む。
【００３４】
この態様によれば、導電性遮光膜のうち、溝又は貫通口内に埋め込まれた部分は、３次元的に見て、少なくとも半導体層におけるチャネル領域が延びる方向に交わる方向に沿った、壁状の遮光体として形成される。従って、半導体層に対して斜めに入射する光の遮光性能を高めることができる。
【００３５】
尚、導電性遮光膜のうち、溝又は貫通口内に埋め込まれた部分は、更に、チャネル領域が延びる方向に沿って形成されていてもよい。即ち、基板上で平面的に見て、導電性遮光膜のうち、溝又は貫通口内に埋め込まれた部分は、「Ｌ字型」又は「コの字型」に形成されていてもよい。
【００３６】
本発明の電気光学装置用基板の他の態様では、前記導電性遮光膜と同層に配置されており、前記画素電極側ソース・ドレイン領域及び前記画素電極と電気的に接続された第１中継電極と、前記導電性遮光膜と同層に配置されており、前記データ線側ソース・ドレイン領域及び前記データ線と電気的に接続された第２中継電極とを更に備える。
【００３７】
この態様によれば、第１中継電極は、導電性遮光膜と同層に配置されており、画素電極側ソース・ドレイン領域及び画素電極と互いに電気的に接続されている。他方、第２中継電極は、導電性遮光膜と同層に配置されており、データ線側ソース・ドレイン領域及びデータ線と互いに電気的に接続されている。
【００３８】
中継電極を設けることによって、例えばデータ線及びデータ線側ソース・ドレイン領域間における電気抵抗を低減する、或いは、断線を防止することができ、実用上非常に有利である。
【００３９】
本発明の電気光学装置用基板の他の態様では、前記第１接合領域及び前記第２接合領域は、ＬＤＤ領域である。
【００４０】
この態様によれば、トランジスタは、ＬＤＤ構造を有する。よって、トランジスタの非動作時において、画素電極側ソース・ドレイン領域とデータ線側ソース・ドレイン領域とに流れるオフ電流を低減し、且つトランジスタの飽和動作時におけるドレイン端の電界緩和を低減でき、ホットキャリア現象による閾値の上昇（トランジスタ特性劣化に関する信頼性上の課題）に起因したオン電流の低下を抑制できる。
【００４１】
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装置用基板を備える。
【００４２】
本発明の電気光学装置によれば、上述した本発明の電気光学装置用基板（但し、その各種態様を含む）を備えているため、遮光性能を向上させると共に開口率を高め、更に、非動作時におけるチャネル電流を抑制することができる。
【００４３】
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してなる。
【００４４】
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、高品質な画像を表示可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、携帯オーディオプレーヤ、ワードプロセッサ、デジタルカメラ、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、タッチパネル等の各種電子機器を実現できる。
【００４５】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する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】
【００４６】
以下図面を参照しながら、本発明に係る電気光学装置用基板及び電気光学装置、並びに電子機器の各実施形態を説明する。尚、本実施形態では、電気光学装置の一例として、駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリックス駆動方式の液晶装置を挙げる。
【００４７】
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。ここに図１は、ＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側からみた平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ´線断面図である。
【００４８】
図１及び図２において、本実施形態に係る液晶装置では、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０が対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば、石英基板、ガラス基板、シリコン基板等の透明基板からなり、対向基板２０は、例えば、石英基板、ガラス基板等の透明基板からなる。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、複数の画素１００ｃが設けられた領域に対応する、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。
【００４９】
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や熱硬化樹脂、又は紫外線・熱併用型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。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（即ち、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が散布されている。尚、ギャップ材を、シール材５２に混入されるものに加えて若しくは代えて、画像表示領域１０ａ又は画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域に、配置するようにしてもよい。
【００５０】
図１において、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。
【００５１】
周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、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いる。この一辺に沿ったシール領域よりも内側に、サンプリング回路７が額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿ったシール領域の内側に、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。
【００５２】
ＴＦＴアレイ基板１０上には、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材１０７で接続するための上下導通端子１０６が配置されている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。更に、外部回路接続端子１０２と、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４、上下導通端子１０６等とを電気的に接続するための引回配線９０が形成されている。
【００５３】
図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、駆動素子である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る。この積層構造の詳細な構成については図２では図示を省略してあるが、この積層構造の上に、ＩＴＯ等の透明材料からなる画素電極９ａが、画素毎に所定のパターンで島状に形成されている。
【００５４】
画素電極９ａは、後述する対向電極２１に対向するように、ＴＦＴアレイ基板１０上の画像表示領域１０ａに形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０における液晶層５０の面する側の表面、即ち画素電極９ａ上には、配向膜１６が画素電極９ａを覆うように形成されている。尚、ＴＦＴアレイ基板１０から画素電極９ａまでの部分が、本発明に係る「電気光学装置用基板」の一例を構成している。
【００５５】
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、例えば対向基板２０における対向面上に平面的に見て、格子状に形成されている。対向基板２０において、遮光膜２３によって非開口領域が規定され、遮光膜２３によって区切られた領域が、例えばプロジェクタ用のランプや直視用のバックライトから出射された光を透過させる開口領域となる。尚、遮光膜２３をストライプ状に形成し、該遮光膜２３と、ＴＦＴアレイ基板１０側に設けられたデータ線等の各種構成要素とによって、非開口領域を規定するようにしてもよい。
【００５６】
遮光膜２３上に、ＩＴＯ等の透明材料からなる対向電極２１が複数の画素電極９ａと対向して形成されている。遮光膜２３上に、画像表示領域１０ａにおいてカラー表示を行うために、開口領域及び非開口領域の一部を含む領域に、図２には図示しないカラーフィルタが形成されるようにしてもよい。対向基板２０の対向面上における、対向電極２１上には、配向膜２２が形成されている。
【００５７】
尚、図１及び図２に示した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、サンプリング回路７等に加えて、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液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
【００５８】
次に、本実施形態に係る液晶装置の画素部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ッ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。
【００５９】
図３において、画像表示領域１０ａを構成するマトリックス状に形成された複数の画素の夫々には、画素電極９ａ、及び本発明に係る「トランジスタ」の一例としてのＴＦＴ３０が形成されている。ＴＦＴ３０は、画素電極９ａに電気的に接続されており、液晶装置の動作時に画素電極９ａ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６ａは、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よい。
【００６０】
ＴＦＴ３０のゲートに走査線１１が電気的に接続されており、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が所定のタイミングで書き込まれる。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、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。
【００６１】
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。
【００６２】
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９ａと対向電極２１（図２参照）との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。蓄積容量７０は、画像信号の供給に応じて各画素電極９ａの電位を一時的に保持する保持容量として機能する容量素子である。蓄積容量７０の一方の電極は、画素電極９ａと並列してＴＦＴ３０のドレインに接続され、他方の電極は、定電位となるように、電位固定の容量線３００に接続されている。蓄積容量７０によれば、画素電極９ａにおける電位保持特性が向上し、コントラスト向上やフリッカの低減といった表示特性の向上が可能となる。尚、蓄積容量７０は、後述するように、ＴＦＴ３０へ入射する光を遮る内蔵遮光膜としても機能する。
【００６３】
次に、本実施形態に係る液晶装置のゲート電極の形状について図４乃至図６を参照して説明する。ここに、図４は、本実施形態に係る液晶装置のゲート電極の平面形状を示す平面図である。図５は、図４のＡ−Ａ´線断面図であり、図６は、図４のＢ−Ｂ´線断面図である。
【００６４】
尚、図４乃至図６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。また、図４乃至図６では、説明の便宜上、導電性遮光膜７１０より上層側の構成要素については図示を省略している。
【００６５】
図４において、走査線１１はＸ方向に沿って延びており、ここでは図示しない、データ線６ａは、走査線１１と互いに交差するように、Ｙ方向に沿って延びている。走査線１１及びデータ線６ａが互いに交差する箇所の各々には画素スイッチング用のＴＦＴ３０が設けられている。
【００６６】
走査線１１、データ線６ａ、導電性遮光膜７１０及びＴＦＴ３０は、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、画素電極９ａ（図示せず）に対応する各画素の開口領域（即ち、各画素において、表示に実際に寄与する光が透過又は反射される領域）を囲む非開口領域内に配置されている。即ち、これらの走査線１１、データ線６ａ、導電性遮光膜７１０及びＴＦＴ３０は、表示の妨げとならないように、非開口領域内に配置されている。
【００６７】
図４及び図６において、ＴＦＴ２０は、半導体層１ａ及びゲート電極３１を含んで構成されている。
【００６８】
半導体層１ａは、例えばポリシリコンからなり、Ｙ方向に沿ったチャネル長を有するチャネル領域１ａ´、データ線側ＬＤＤ領域１ｂ及び画素電極側ＬＤＤ領域１ｃ、並びにデータ線側ソース・ドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソース・ドレイン領域１ｅからなる。即ち、ＴＦＴ３０はＬＤＤ構造を有している。ここで、本実施形態に係る「画素電極側ＬＤＤ領域１ｃ」及び「データ線側ＬＤＤ領域１ｂ」は、夫々、本発明に係る「第１接合領域」及び「第２接合領域」の一例である。
【００６９】
データ線側ソース・ドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソース・ドレイン領域１ｅは、チャネル領域１ａ´を基準として、Ｙ方向に沿ってほぼミラー対称に形成されている。データ線側ＬＤＤ領域１ｂは、チャネル領域１ａ´及びデータ線側ソース・ドレイン領域１ｄ間に形成されている。画素電極側ＬＤＤ領域１ｃは、チャネル領域１ａ´及び画素電極側ソース・ドレイン領域１ｅ間に形成されている。データ線側ＬＤＤ領域１ｂ、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃ、データ線側ソース・ドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソース・ドレイン領域１ｅは、例えばイオンプランテーション法等の不純物打ち込みによって半導体層１ａに不純物を打ち込んでなる不純物領域である。
【００７０】
データ線側ＬＤＤ領域１ｂ及び画素電極側ＬＤＤ領域１ｃはそれぞれ、データ線側ソース・ドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソース・ドレイン領域１ｅよりも不純物の少ない低濃度な不純物領域として形成される。このような不純物領域によれば、ＴＦＴ３０の非動作時において、ソース領域及びドレイン領域に流れるオフ電流を低減し、且つＴＦＴ３０の動作時に流れるオン電流の低下を抑制できる。尚、ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ構造を有することが好ましいが、データ線側ＬＤＤ領域１ｂ、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃに不純物打ち込みを行わないオフセット構造であってもよいし、ゲート電極３１をマスクとして不純物を高濃度に打ち込んでデータ線側ソース・ドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソース・ドレイン領域１ｅを形成する自己整合型であってもよい。
【００７１】
図５及び図６に示すように、ゲート電極３１は、半導体層１ａよりも上層側に配置され、例えば導電性ポリシリコンから形成されている。図４に示すように、ゲート電極３１は、Ｘ方向に延材する本体部と、ＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ´のうち該本体部が重ならない領域と重なるようにＹ方向に沿って延在する突出部３１ａとを有している。ゲート電極３１及び半導体層１ａ間は、本発明に係る「ゲート絶縁膜」の一例としての絶縁膜２（図５及び図６参照）によって絶縁されている。
【００７２】
図４において、本実施形態では、ゲート電極３１は、本発明に係る「突出部」の一例として、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃの両側に沿うように延設された延設部３１ａを有している。言い換えれば、ゲート電極３１は、チャネル領域１ａ´に重なると共に画素電極側ＬＤＤ領域１ｃをその両側から部分的に囲むような状態（即ち、いわば逆Ｕ字形状）を有している。図５に示すように、絶縁膜２及び下地絶縁膜１２には、溝８１０が形成されている。ゲート電極３１は、該ゲート電極３１の一部が溝８１０内に形成されてなる溝内部分３１ｂを有している。
【００７３】
ここで、本実施形態に係る「下地絶縁膜１２」は、本発明に係る「第２絶縁膜」の一例である。尚、下地絶縁膜１２は、走査線１１からＴＦＴ３０を絶縁する機能の他、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のＴＦＴ３０の特性の劣化を防止する機能を有する。
【００７４】
溝８１０は、絶縁膜２及び下地絶縁膜１２を貫通して、走査線１１に達するまで掘られており、溝内部分３１ｂと走査線１１とは互いに電気的に接続されている。言い換えれば、溝８１０は、溝内部分３１ｂによってゲート電極３１と走査線１１とを互いに電気的に接続するためのコンタクトホールとして形成されている。
【００７５】
図５及び図６に示すように、走査線１１は、半導体層１ａよりも下地絶縁膜１２を介して下層側に配置されており、例えばタングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、チタンナイトライド（ＴｉＮ）等の高融点金属材料等の遮光性の導電材料からなる。走査線１１は、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、Ｘ方向に沿うように、ストライプ状にパターニングされた本線部１１ｘと、該本線部１１ｘからＹ方向に沿って延在する延在部１１ｙとを有している。
【００７６】
図５及び図６に示すように、導電性遮光膜７１０は、ＴＦＴアレイ基板１０上のＴＦＴ３０よりも、本発明に係る「第１絶縁膜」の一例としての層間絶縁膜４１を介して上層側に配置されており、例えばチタンナイトライド（ＴｉＮ）、タングステンシリサイド（ＷＳｉ）等の比較的ＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｅｎｓｉｉｔｙ）値の高い遮光性の導電材料からなる。層間絶縁膜４１には、溝８２０が形成されており、導電性遮光膜７１０は、該導電性遮光膜７１０の一部が溝８２０内に形成されてなる溝内部分７１０ａを有している。
【００７７】
溝８２０は、層間絶縁膜４１及び絶縁膜２を貫通して、ゲート電極３１に達するまで掘られており、溝内部分７１０ａとゲート電極３１とは互いに電気的に接続されている。言い換えれば、溝８２０は、溝内部分７１０ａによって導電性遮光膜７１０とゲート電極３１とを互いに電気的に接続するためのコンタクトホールとして形成されている。
【００７８】
尚、層間絶縁膜４１の膜厚は、３００ｎｍ（ナノメートル）〜４００ｎｍであることが望ましい。本願発明者の研究によれば、層間絶縁膜４１の膜厚を厚くすると（即ち、半導体層１ａ及び導電性遮光膜７１０間の積層方向の距離を長くすると）、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃに対して斜めに入射する入射光を遮る効果が低減してしまう。他方、層間絶縁膜４１の膜厚を薄くすると、非動作時におけるチャネル電流が増大してしまうことが判明している。しかるに本発明では、層間絶縁膜４１の膜厚が上述の如く設定されているので、遮光性能を向上させると共に、非動作時におけるチャネル電流を抑制することができる。
【００７９】
図４に示すように、導電性遮光膜７１０は、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃに少なくとも部分的に重なるように配置されている。このため、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃに上層側から入射する入射光を、導電性遮光膜７１０によって遮光することができる。従って、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃにおける光リーク電流の発生を低減することができる。
【００８０】
更に、上述の如く、ゲート電極３１は溝８１０内に延設された溝内部分３１ｂを有しており、導電性遮光膜７１０は、溝８２０内に延設された溝内部分７１０ａを有している。具体的には、図５に示すように、溝内部分３１ｂは、溝８１０における半導体層１ａ側の内側壁部及び該内側壁部に対向する外側壁部、並びに溝８１０の底部に沿って形成されている。また、溝内部分７１０ａは、溝８２０における半導体層１ａ側の内側壁部及び該内側壁部に対向する外側壁部、並びに溝８２０の底部に沿って形成されている。
【００８１】
即ち、溝内部分３１ｂ及び７１０ａは、３次元的に見て、半導体層１ａにおける画素電極側ＬＤＤ領域１ｃに沿った、壁状の遮光体として形成されている。加えて、図６に示すように、溝内部分７１０ａは、走査線１１の延びる方向（即ち、図４におけるＹ方向）に沿った壁状の遮光体としても形成されている。
【００８２】
従って、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃに対して斜めに入射する入射光（即ち、図４におけるＸ方向或いはＹ方向に沿った成分を有する入射光）を、溝内部分３１ｂ及び７１０ａによって遮ることができる。つまり、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃの近傍に配置された壁状の遮光体として形成される溝内部分３１ｂ及び７１０ａによって、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃに対して斜めに入射する入射光に対する遮光性能を強化することができる。この結果、画像表示におけるフリッカや画素ムラを低減することができる。
【００８３】
尚、溝８１０及び８２０を画素電極側ＬＤＤ領域１ｃの片側（即ち、図５中の左側又は右側）のみに設けて、溝内部分３１ｂ及び７１０ａを画素電極側ＬＤＤ領域１ｃの片側のみに形成してもよい。この場合にも画素電極側ＬＤＤ領域１ｃに対して斜めに入射する入射光に対する遮光性能を相応に強化することができる。但し、遮光性能を強化するという観点からは、本実施形態のように、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃの両側に溝内部分３１ｂ及び７１０ａを形成することが望ましい。
【００８４】
図４に示すように、走査線１１は、ＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ´、データ線側ＬＤＤ領域１ｂ及び画素電極側ＬＤＤ領域１ｃ、並びにデータ線側ソース・ドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソース・ドレイン領域１ｅに対向する領域を含むように形成されている。よって、走査線１１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１ａ´を殆ど或いは完全に遮光できる。即ち、走査線１１は、走査信号を供給する配線として機能すると共に戻り光に対するＴＦＴ３０の遮光膜として機能することが可能である。従って、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。
【００８５】
尚、図５に示すように、導電性遮光膜７１０、ゲート電極３１及び走査線１１は、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃを囲むように形成されている。このため、導電性遮光膜７１０、ゲート電極３１及び走査線１１によって、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃに向かう入射光の大部分を遮ることができる。
【００８６】
ここで、本願発明者は、ＴＦＴ３０の動作時に、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃにおいて、データ線側ＬＤＤ領域１ｂに比べて光リーク電流が相対的に発生しやすいと結論づけている。即ち、ＴＦＴ３０の動作時に、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃに光が照射された場合には、データ線側ＬＤＤ領域１ｂに光が照射された場合よりも、ＴＦＴ３０における光リーク電流が発生しやすいと結論づけている。従って、上述の如く、ゲート電極３１及び導電性遮光膜７１０を形成することによって、光リーク電流が相対的に生じ易い画素電極側ＬＤＤ領域１ｃに対する遮光性能を高めることができ、ＴＦＴ３０に流れる光リーク電流を効果的に低減できる。
【００８７】
加えて、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃに比べて光リーク電流が相対的に発生しにくいデータ線側ＬＤＤ領域１ｂに対して必要最低限の遮光を施すことによって、開口率の無駄な低下を防止することができる。尚、ここで「開口率」とは、開口領域及び非開口領域を加えた画素のサイズにおける開口領域の割合を意味する。開口率が大きい程、液晶装置の表示性能が向上する。
【００８８】
図６に示すように、導電性遮光膜７１０と同層には、データ線側ソース・ドレイン領域１ｄと、コンタクトホール８１を介して、電気的に接続されている中継電極７２０と、画素電極側ソース・ドレイン領域１ｅと、コンタクトホール８３を介して、電気的に接続されている中継電極７３０とが形成されている。ここに、本実施形態に係る「中継電極７２０」及び「中継電極７３０」は、夫々、本発明に係る「第２中継電極」及び「第１中継電極」の一例である。
【００８９】
このような中継電極７２０及び７３０を設けることによって、該中継電極７２０及び７３０の上層側に配置される、例えばデータ線６ａや画素電極９ａ等と、半導体層１ａとの間における電気抵抗を低減したり、断線を防止することができる。
【００９０】
（変形例）
次に、本実施形態に係る液晶装置の変形例について、図７を参照して説明する。ここに、図７は、図４と同趣旨の本実施形態の変形例に係る液晶装置のゲート電極の平面形状を示す平面図である。
【００９１】
図７に示すように、本変形例では、Ｘ方向に沿って延びる走査線１１ａ及び１１ｂが設けられている。そして、ゲート電極３１は、走査線１１ａの一部として形成されている。走査線１１ａは、半導体層１ａよりも絶縁膜２（図５参照）を介して上層側に配置されている。他方、走査線１１ｂは、半導体層１ａよりも下地絶縁膜１２（図５参照）を介して下層側に配置されている。
【００９２】
＜電子機器＞
次に、図８を参照しながら、上述した液晶装置を電子機器の一例であるプロジェクタに適用した場合を説明する。上述した液晶装置は、プロジェクタのライトバルブとして用いられている。図８は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。
【００９３】
図８に示すように、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および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および１１１０Ｇに入射される。
【００９４】
液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇの構成は、上述した液晶装置と同等の構成を有しており、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およびＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。したがって、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。
【００９５】
ここで、各液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇによる表示像について着目すると、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂによる表示像は、液晶パネル１１１０Ｇによる表示像に対して左右反転することが必要となる。
【００９６】
尚、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび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。
【００９７】
尚、図８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、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、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。
【００９８】
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用基板及び電気光学装置、並びに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】
【００９９】
【図１】本発明の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´線断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る液晶装置の複数の画素部の等価回路図である。
【図４】本実施形態に係る液晶装置のゲート電極の平面形状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】図４のＢ−Ｂ´線断面図である。
【図７】本実施形態の変形例に係る液晶装置のゲート電極の平面形状を示す平面図である。
【図８】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】
【０１００】
１ａ…半導体層、１ａ´…チャネル領域、１ｂ…データ線側ＬＤＤ領域、１ｃ…画素電極側ＬＤＤ領域、１ｄ…データ線側ソース・ドレイン領域、１ｅ…画素電極側ソース・ドレイン領域、２…絶縁膜、１１、１１ａ、１１ｂ…走査線、６ａ…データ線、９ａ…画素電極、１０…ＴＦＴアレイ基板、１０ａ…画像表示領域、１２…下地絶縁膜、２０…対向基板、２１…対向電極、２３…遮光膜、３１…ゲート電極、３１ｂ、７１０ａ…溝内部分、４１…層間絶縁膜、５０…液晶層、５２…シール材、５３…額縁遮光膜、７０…蓄積容量、１０１…データ線駆動回路、１０２…外部回路接続端子、１０４…走査線駆動回路、３００…容量線、７１０…導電性遮光膜、８１０、８２０…溝
【図１】
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【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】
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【図８】
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