(57)【要約】【課題】光の利用効率を高めるための界面における屈折率の差を大きくして界面での反射効率を高めることのできる電気光学装置、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。【解決手段】電気光学装置において、第１基板１０の一方面１０ｓ側には、平面視で画素電極９ａに縁が重なる遮光体１ｅを覆う壁部９ｅと、壁部９ｅによって囲まれた凹部９ｇの内側を埋める透光体４０とが設けられ、壁部９ｅの側面９ｅ２と透光体４０との間には空洞７０が設けられている。空洞７０は屈折率が１であるため、透光体４０と空洞７０との界面は、屈折率の差が大きい。このため、光が壁部９ｅに向けて斜めに進行しようとした場合でも、透光体４０と空洞７０との界面は、高い反射効率で光を透光体４０に向けて反射し、表示に寄与させる。空洞７０の内部は真空である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板の一方面側に設けられた画素電極と、
前記第１基板と前記画素電極との間で延在し、平面視で前記画素電極に縁が重なる遮光体と、
前記第１基板と前記画素電極との間で前記遮光体を覆い、平面視で前記画素電極の縁に沿って延在する絶縁性の壁部と、
前記壁部によって囲まれた凹部の内側に設けられた透光体と、
前記壁部と前記透光体との間で前記壁部に沿って延在する空洞と、
を有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気光学装置において、
前記空洞は、前記壁部の延在方向の全体にわたって覆うように設けられていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電気光学装置において、
前記空洞の内部は真空であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記空洞は、前記壁部の前記画素電極側の面の一部に重なっており、
前記壁部の前記画素電極側の面のうち、前記空洞が形成されていない部分と前記平面視で重なる部分に、前記面より前記第１基板側に位置する配線または電極と、前記面より前記画素電極側に位置する配線または電極とを電気的に接続するコンタクトホールが設けられていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項５】
請求項１から４までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記透光体は、前記壁部と屈折率が等しいことを特徴とする電気光学装置。
【請求項６】
請求項１から４までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記透光体は、前記壁部より屈折率が大きいことを特徴とする電気光学装置。
【請求項７】
請求項１から６までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記壁部は、前記第１基板と前記画素電極との間に設けられた複数層の層間絶縁膜によって構成され、
前記遮光体は、複数層の層間絶縁膜の２以上の層間の各々に設けられた配線または電極を含むことを特徴とする電気光学装置。
【請求項８】
請求項１から７までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記壁部の内側には、前記第１基板と前記遮光体との間で前記壁部の側面に対向するストッパー層が設けられ、
前記空洞は、前記第１基板に対して垂直な方向である厚さ方向において前記ストッパー層と同一位置まで設けられていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項９】
第１基板と、
前記第１基板の一方面側に設けられた画素電極と、
前記第１基板と前記画素電極との間で延在し、平面視で前記画素電極に縁が重なる遮光体と、
前記第１基板と前記画素電極との間で前記遮光体を覆い、平面視で前記画素電極の縁に沿って延在する絶縁性の壁部と、
前記壁部によって囲まれた凹部の内側に設けられた透光体と、
を有し、
前記壁部と前記透光体とが離間していることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１０】
請求項１から９までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記第１基板の一方面に対向する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、
を有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項１１】
請求項１から１０までの何れか一項に記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項１２】
第１基板と、前記第１基板の一方面側に設けられた画素電極と、前記第１基板と前記画素電極との間で延在し、前記第１基板に対して垂直な方向である厚さ方向から見た平面視で前記画素電極に縁が重なる遮光体と、を有する電気光学装置の製造方法において、
前記第１基板と前記画素電極との間で前記遮光体を覆い、前記平面視で前記画素電極の縁に沿って延在する絶縁性の壁部を形成する第１工程と、
前記壁部の側面および前記画素電極側の面を覆うように犠牲膜を形成する第２工程と、
前記犠牲膜を覆うように透光性の壁面形成膜を形成する第３工程と、
前記壁面形成膜の前記壁部と前記平面視で重なる部分に開口部を形成する第４工程と、
前記開口部から前記犠牲膜を除去して、前記壁部の前記側面と前記壁面形成膜との間に空洞を形成する第５工程と、
前記壁部によって囲まれた凹部の内側に透光性の絶縁膜を形成して、前記絶縁膜と前記壁面形成膜とによって前記凹部を埋める透光体を形成する第６工程と、
を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１基板の一方面側に画素電極が形成された電気光学装置、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。
【背景技術】
【０００２】
投射型表示装置のライトバルブ等として用いられる電気光学装置（液晶装置）では、配線等の遮光体、スイッチング素子、および透光性の画素電極等が設けられた透光性の第１基板と、共通電極が形成された透光性の第２基板との間に電気光学層（液晶層）が配置されている。かかる電気光学装置では、第１基板および第２基板のうちの一方側から入射した光が他方の基板から出射する間に変調されて画像を表示する。このため、第１基板では、遮光体を画素電極の外縁に沿って延在するように配置し、遮光体で囲まれた領域を光が透過可能な開口領域としている。
【０００３】
一方、電気光学装置では、光の利用効率の向上等を目的に光が開口領域から外れることを抑制する技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載された技術では、第１基板に形成された第１絶縁膜（層間絶縁膜）において開口領域に相当する領域を凹部とし、かかる凹部の内壁に沿うように屈折率の高い第２絶縁膜を形成した態様が提案されている。かかる態様によれば、凹部の内壁は、第１絶縁膜と第２絶縁膜との界面になっているため、反射面として機能する。従って、開口領域に導波路が構成されるので、例えば、第２基板の側から入射した光が、開口領域の外側（遮光体が位置する側）に向けて斜めに進行しようとした場合でも、界面で光が開口領域に向けて反射する。このため、光の利用効率を向上することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許３９９１５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、第１絶縁膜と第２絶縁膜との屈折率の差を利用して界面を反射面として利用しているため、反射効率が低いという問題点がある。例えば、第１絶縁膜をシリコン酸化膜とした場合、波長５５０ｎｍの可視光に対する屈折率は１．４６であるのに対して、第２絶縁膜をシリコン酸窒化膜とした場合、波長５５０ｎｍの可視光に対する屈折率は１．６４であり、屈折率の差が０．１８しかないため、反射効率が低い。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、光の利用効率を高めるための界面における屈折率の差を大きくして界面での反射効率を高めることのできる電気光学装置、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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る電気光学装置の一態様は、第１基板と、前記第１基板の一方面側に設けられた画素電極と、前記第１基板と前記画素電極との間で延在し、平面視で前記画素電極に縁が重なる遮光体と、前記第１基板と前記画素電極との間で前記遮光体を覆い、平面視で前記画素電極の縁に沿って延在する絶縁性の壁部と、前記壁部によって囲まれた凹部の内側に設けられた透光体と、前記壁部と前記透光体との間で前記壁部に沿って延在する空洞と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、平面視で画素電極に縁が重なる遮光体を覆う壁部と、壁部によって囲まれた凹部の内側に設けられた透光体との間に空洞が設けられており、透光体と空洞との界面は、屈折率の差が大きい。このため、光が壁部に向けて斜めに進行しようとした場合でも、透光体と空洞との界面は、高い反射効率で光を透光体に向けて反射し、表示に寄与させる。このため、光の利用効率を向上することができる。
【０００９】
本発明において、前記空洞は、前記壁部の延在方向の全体にわたって覆うように設けられている態様を採用することができる。かかる態様によれば、壁部に向けて斜めに進行しようとする光を広い範囲にわたって透光体と空洞との界面で透光体に向けて反射する。光の利用効率をより向上することができる。
【００１０】
本発明において、前記空洞の内部は真空である態様を採用することができる。かかる態様によれば、真空中での半導体プロセスを利用して空洞を塞ぐことができるため、空洞の内部を空気層とする場合に比して、空洞を形成しやすい。本発明において、「真空」とは、圧力が大気圧より低い空間状態のことを意味する。
【００１１】
本発明において、前記空洞は、前記壁部の前記画素電極側の面の一部に重なっており、前記壁部の前記画素電極側の面のうち、前記空洞が形成されていない部分と前記平面視で重なる部分に、前記面より前記第１基板側に位置する配線または電極と、前記面より前記画素電極側に位置する配線または電極とを電気的に接続するコンタクトホールが設けられている態様を採用することができる。
【００１２】
本発明において、前記透光体は、前記壁部と屈折率が等しい態様を採用することができる。
【００１３】
本発明において、前記透光体は、前記壁部より屈折率が大きい態様を採用してもよい。かかる態様によれば、透光体と空洞との界面における屈折率の差を大きくすることができるので、界面での反射効率をより高めることができる。
【００１４】
本発明において、前記壁部は、前記第１基板と前記画素電極との間に設けられた複数層の層間絶縁膜によって構成され、前記遮光体は、複数層の層間絶縁膜の２以上の層間の各々に設けられた配線または電極を含む態様を採用することができる。
【００１５】
本発明において、前記壁部の内側には、前記第１基板と前記遮光体との間で前記壁部の側面に対向するストッパー層が設けられ、前記空洞は、前記第１基板に対して垂直な方向である厚さ方向において前記ストッパー層と同一位置まで設けられている態様を採用することができる。かかる態様によれば、ストッパー層と壁部との位置関係に基づいて、壁部をエッチングにより形成する際の終点を管理することができる。従って、壁部の幅が狭くなりすぎて、遮光体が壁部の側面から張り出すことを抑制することができる。
【００１６】
本発明に係る電気光学装置の別態様は、第１基板と、前記第１基板の一方面側に設けられた画素電極と、前記第１基板と前記画素電極との間で延在し、平面視で前記画素電極に縁が重なる遮光体と、前記第１基板と前記画素電極との間で前記遮光体を覆い、平面視で前記画素電極の縁に沿って延在する絶縁性の壁部と、前記壁部によって囲まれた凹部の内側に設けられた透光体と、を有し、前記壁部と前記透光体とが離間していることを特徴とする。
【００１７】
本発明では、平面視で画素電極に縁が重なる遮光体を覆う壁部と、壁部によって囲まれた凹部の内側に設けられた透光体とが離間している。このため、光が壁部に向けて斜めに進行しようとした場合でも、透光体の壁面は、高い反射効率で光を透光体に向けて反射し、表示に寄与させる。このため、光の利用効率を向上することができる。
【００１８】
本発明において、前記第１基板の一方面に対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、を有する態様を採用することができる。
【００１９】
本発明を適用した電気光学装置は各種電子機器に用いられる。本発明において、電子機器が投射型表示装置である場合、投射型表示装置には、電気光学装置に供給される光を出射する光源部と、電気光学装置によって変調された光を投射する投射光学系と、が設けられる。
【００２０】
本発明の別態様は、第１基板と、前記第１基板の一方面側に設けられた画素電極と、前記第１基板と前記画素電極との間で延在し、前記第１基板に対して垂直な方向である厚さ方向から見た平面視で前記画素電極に縁が重なる遮光体と、を有する電気光学装置の製造方法において、前記第１基板と前記画素電極との間で前記遮光体を覆い、前記平面視で前記画素電極の縁に沿って延在する絶縁性の壁部を形成する第１工程と、前記壁部の側面および前記画素電極側の面を覆うように犠牲膜を形成する第２工程と、前記犠牲膜を覆うように透光性の壁面形成膜を形成する第３工程と、前記壁面形成膜の前記壁部と前記平面視で重なる部分に開口部を形成する第４工程と、前記開口部から前記犠牲膜を除去して、前記壁部の前記側面と前記壁面形成膜との間に空洞を形成する第５工程と、前記壁部によって囲まれた凹部の内側に透光性の絶縁膜を形成して、前記絶縁膜と前記壁面形成膜とによって前記凹部を埋める透光体を形成する第６工程と、を有することを特徴とする。
【００２１】
本発明では、壁部を覆うように犠牲膜を形成した後、犠牲膜を覆う壁面形成膜を形成し、壁面形成膜の開口部から犠牲膜をエッチングにより除去して空洞を形成する。このため、犠牲膜の厚さによって空洞の厚さを制御することができるので、空洞が厚くなりすぎることを容易に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を適用した電気光学装置の平面図。
【図２】図１に示す電気光学装置の断面図。
【図３】図１に示す電気光学装置において隣り合う複数の画素の平面図。
【図４】図３に示す電気光学装置のＦ−Ｆ′断面図。
【図５】図３の矢印Ｇ−Ｇ′に相当する位置で電気光学装置を切断したときの断面図。
【図６】図３に示す空洞の形成範囲を模式的に示す平面図。
【図７】図６に示すコンタクトホールを通る位置で空洞を切断したときのＨ−Ｈ′断面図。
【図８】図１に示す電気光学装置の製造方法を示す工程断面図。
【図９】図８に示す工程以降の工程を示す工程断面図。
【図１０】本発明を適用した電気光学装置を用いた投射型表示装置（電子機器）の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、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。また、以下の説明において、第１基板１０に形成した各層を説明する際、上層側あるいは表面側とは第１基板１０が位置する側とは反対側（第２基板２０が位置する側）を意味し、下層側とは第１基板１０が位置する側を意味する。
【００２４】
（電気光学装置の構成）
図１は、本発明を適用した電気光学装置１００の平面図である。図２は、図１に示す電気光学装置１００の断面図である。図１および図２に示すように、電気光学装置１００では、第１基板１０と第２基板２０とが所定の隙間を介してシール材１０７によって貼り合わされており、第１基板１０と第２基板２０とが対向している。シール材１０７は第２基板２０の外縁に沿うように枠状に設けられており、第１基板１０と第２基板２０との間でシール材１０７によって囲まれた領域に液晶層等の電気光学層８０が配置されている。従って、電気光学装置１００は液晶装置として構成されている。シール材１０７は、光硬化性を備えた接着剤、あるいは光硬化性および熱硬化性を備えた接着剤であり、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、あるいはガラスビーズ等のギャップ材が配合されている。第１基板１０および第２基板２０はいずれも四角形であり、電気光学装置１００の略中央には、表示領域１０ａが四角形の領域として設けられている。かかる形状に対応して、シール材１０７も略四角形に設けられ、シール材１０７の内周縁と表示領域１０ａの外周縁との間には、矩形枠状の周辺領域１０ｂが設けられている。
【００２５】
第１基板１０は、石英基板やガラス基板等の透光性基板であり、第１基板１０の第２基板２０側の一方面１０ｓ側において、表示領域１０ａの外側には、第１基板１０の一辺に沿ってデータ線駆動回路１０１および複数の端子１０２が形成され、この一辺に隣接する他の辺に沿って走査線駆動回路１０４が形成されている。端子１０２には、フレキシブル配線基板（図示せず）が接続されており、第１基板１０には、フレキシブル配線基板を介して各種電位や各種信号が入力される。
【００２６】
第１基板１０の一方面１０ｓにおいて、表示領域１０ａには、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）膜等からなる透光性の複数の画素電極９ａ、および複数の画素電極９ａの各々に電気的に接続するスイッチング素子（図２には図示せず）がマトリクス状に形成されている。画素電極９ａに対して第２基板２０側には第１配向膜１６が形成されており、画素電極９ａは、第１配向膜１６によって覆われている。
【００２７】
第２基板２０は、石英基板やガラス基板等の透光性基板である。第２基板２０において第１基板１０と対向する一方面２０ｓ側には、ＩＴＯ膜等からなる透光性の共通電極２１が形成されており、共通電極２１に対して第１基板１０側には第２配向膜２６が形成されている。共通電極２１は、第２基板２０の略全面に形成されており、第２配向膜２６によって覆われている。第２基板２０の一方面２０ｓと共通電極２１との間には、樹脂、金属または金属化合物からなる遮光性の遮光層２７が形成され、遮光層２７と共通電極２１との間に透光性の保護層２８が形成されている。遮光層２７は、例えば、表示領域１０ａの外周縁に沿って延在する額縁状の見切り２７ａとして形成されている。遮光層２７は、隣り合う画素電極９ａにより挟まれた領域と平面視で重なる領域に遮光層２７ｂ（ブラックマトリクス）としても形成されている。第１基板１０の周辺領域１０ｂのうち、見切り２７ａと平面視で重なるダミー画素領域１０ｃには、画素電極９ａと同時形成されたダミー画素電極９ｂが形成されている。
【００２８】
第１配向膜１６および第２配向膜２６は、ＳｉＯｘ（ｘ＜２）、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３等の斜方蒸着膜からなる無機配向膜（垂直配向膜）であり、電気光学層８０に用いた負の誘電率異方性を備えた液晶分子を傾斜配向させている。このため、液晶分子は、第１基板１０および第２基板２０に対して所定の角度を成している。このようにして、電気光学装置１００は、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードの液晶装置として構成されている。
【００２９】
第１基板１０には、シール材１０７より外側において第２基板２０の角部分と重なる領域に、第１基板１０と第２基板２０との間で電気的導通をとるための基板間導通用電極１０９が形成されている。基板間導通用電極１０９には、導電粒子を含んだ基板間導通材１０９ａが配置されており、第２基板２０の共通電極２１は、基板間導通材１０９ａおよび基板間導通用電極１０９を介して、第１基板１０側に電気的に接続されている。このため、共通電極２１は、第１基板１０の側から共通電位が印加されている。
【００３０】
電気光学装置１００において、画素電極９ａおよび共通電極２１がＩＴＯ膜等の透光性導電膜により形成されており、電気光学装置１００は、透過型液晶装置として構成されている。かかる電気光学装置１００では、第１基板１０および第２基板２０のうち、一方側の基板から電気光学層８０に入射した光が他方側の基板を透過して出射される間に変調されて画像を表示する。本実施形態では、矢印Ｌで示すように、第２基板２０から入射した光が第１基板１０を透過して出射される間に電気光学層８０によって画素毎に変調され、画像を表示する。
【００３１】
（画素の具体的構成）
図３は、図１に示す電気光学装置１００において隣り合う複数の画素の平面図である。図４は、図３に示す電気光学装置１００のＦ−Ｆ′断面図である。なお、図３では、各層を以下の線で表してある。また、図３では、互いの端部が平面視で重なり合う層については、層の形状等が分かりやすいように、端部の位置をずらしてある。
第１遮光層８ａ＝細くて長い破線
半導体層３１ａ＝細くて短い点線
走査線３ａ＝太い実線
ドレイン電極４ａ＝細い実線
データ線６ａおよび中継電極６ｂ＝細い一点鎖線
容量線５ａ＝太い一点鎖線
第２遮光層７ａおよび中継電極７ｂ＝太い二点鎖線
画素電極９ａ＝太い破線
空洞７０＝グレー領域
【００３２】
図３に示すように、第１基板１０の一方面１０ｓ側には、複数の画素電極９ａが形成されており、隣り合う画素電極９ａにより挟まれた画素間領域に沿ってデータ線６ａおよび走査線３ａが形成されている。画素間領域は縦横に延在しており、走査線３ａは、画素間領域のうち、Ｘ方向に延在する第１画素間領域に沿って直線的に延在し、データ線６ａは、Ｙ方向に延在する第２画素間領域に沿って直線的に延在している。また、データ線６ａと走査線３ａとの交差に対応して、画素スイッチング用のスイッチング素子３０が形成されており、スイッチング素子３０は、データ線６ａと走査線３ａとの交差領域およびその付近を利用して形成されている。第１基板１０には容量線５ａが形成されており、かかる容量線５ａには共通電位Ｖｃｏｍが印加されている。容量線５ａは、走査線３ａおよびデータ線６ａに重なるように延在して格子状に形成されている。スイッチング素子３０の上層側には第２遮光層７ａが形成されており、かかる第２遮光層７ａは、データ線６ａおよび走査線３ａに重なるように延在している。スイッチング素子３０の下層側には第１遮光層８ａが形成されており、かかる第１遮光層８ａは、走査線３ａおよびデータ線６ａと重なるように延在している。
【００３３】
図４に示すように、第１基板１０の一方面１０ｓ側には、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる第１遮光層８ａが形成されている。第１遮光層８ａは、タングステンシリサイド（ＷＳｉ）、タングステン、窒化チタン等の遮光膜からなり、光が半導体層３１ａに入射してスイッチング素子３０で光電流に起因する誤動作が発生することを抑制する。第１遮光層８ａを走査線として構成する場合もあり、この場合、後述するゲート電極３ｂと第１遮光層８ａを導通させた構成とする。
【００３４】
第１基板１０において、第１遮光層８ａの上層側には、シリコン酸化膜等からなる透光性の層間絶縁膜４１が形成され、層間絶縁膜４１の上層側に、半導体層３１ａを備えたスイッチング素子３０が形成されている。スイッチング素子３０は、データ線６ａの延在方向に長辺方向を向けた半導体層３１ａと、半導体層３１ａの長さ方向と直交する方向に延在して半導体層３１ａの長さ方向の中央部分に重なるゲート電極３ｂとを備えた薄膜トランジスター（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）である。本形態において、ゲート電極３ｂは走査線３ａの一部からなる。スイッチング素子３０は、半導体層３１ａとゲート電極３ｂとの間に透光性のゲート絶縁層３２を有している。半導体層３１ａは、ゲート電極３ｂに対してゲート絶縁層３２を介して対向するチャネル領域３１ｇを備えているとともに、チャネル領域３１ｇの両側にソース領域３１ｂおよびドレイン領域３１ｃを備えている。スイッチング素子３０は、ＬＤＤ構造を有している。従って、ソース領域３１ｂおよびドレイン領域３１ｃは各々、チャネル領域３１ｇの両側に低濃度領域を備え、低濃度領域に対してチャネル領域３１ｇとは反対側で隣接する領域に高濃度領域を備えている。
【００３５】
半導体層３１ａは、ポリシリコン膜（多結晶シリコン膜）等によって構成されている。ゲート絶縁層３２は、半導体層３１ａを熱酸化したシリコン酸化膜からなる第１ゲート絶縁層３２ａと、減圧ＣＶＤ法等により形成されたシリコン酸化膜からなる第２ゲート絶縁層３２ｂとの２層構造からなる。ゲート電極３ｂおよび走査線３ａは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。
【００３６】
ゲート電極３ｂの上層側にはシリコン酸化膜等からなる透光性の層間絶縁膜４２が形成され、層間絶縁膜４２の上層には、ドレイン電極４ａが形成されている。ドレイン電極４ａは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。ドレイン電極４ａは、半導体層３１ａのドレイン領域３１ｃと一部が重なるように形成されており、層間絶縁膜４２およびゲート絶縁層３２を貫通するコンタクトホール４２ａを介してドレイン領域３１ｃに導通している。
【００３７】
ドレイン電極４ａの上層側には、シリコン酸化膜等からなる透光性のエッチングストッパー層４９、および透光性の誘電体層５５ａが形成されており、かかる誘電体層５５ａの上層側には容量線５ａが形成されている。誘電体層５５ａとしては、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等のシリコン化合物を用いることができる他、アルミニウム酸化膜、チタン酸化膜、タンタル酸化膜、ニオブ酸化膜、ハフニウム酸化膜、ランタン酸化膜、ジルコニウム酸化膜等の高誘電率の誘電体層を用いることができる。容量線５ａは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。容量線５ａは、誘電体層５５ａを介してドレイン電極４ａと重なっており、保持容量５５を構成している。
【００３８】
容量線５ａの上層側には、シリコン酸化膜等からなる透光性の層間絶縁膜４３が形成されており、かかる層間絶縁膜４３の上層側には、データ線６ａと中継電極６ｂとが同一の導電膜により形成されている。データ線６ａおよび中継電極６ｂは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。データ線６ａは、層間絶縁膜４３、エッチングストッパー層４９、層間絶縁膜４２およびゲート絶縁層３２を貫通するコンタクトホール４３ａを介してソース領域３１ｂに導通している。中継電極６ｂは、層間絶縁膜４３およびエッチングストッパー層４９を貫通するコンタクトホール４３ｂを介してドレイン電極４ａに導通している。
【００３９】
データ線６ａおよび中継電極６ｂの上層側にはシリコン酸化膜等からなる透光性の層間絶縁膜４４が形成されており、かかる層間絶縁膜４４の上層側には、第２遮光層７ａおよび中継電極７ｂが同一の導電膜によって形成されている。第２遮光層７ａおよび中継電極７ｂは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。中継電極７ｂは、層間絶縁膜４４を貫通するコンタクトホール４４ａを介して中継電極６ｂに導通している。第２遮光層７ａは、データ線６ａと重なるように延在している。なお、第２遮光層７ａを容量線５ａと導通させて、シールド層として利用してもよい。
【００４０】
本形態では、層間絶縁膜４４の上層側に、後述する壁面形成膜４７および絶縁膜４８が積層されており、絶縁膜４８の表面に第２遮光層７ａおよび中継電極７ｂが形成されている。従って、コンタクトホール４４ａは、絶縁膜４８、壁面形成膜４７、および層間絶縁膜４４を貫通している。
【００４１】
第２遮光層７ａおよび中継電極７ｂの上層側には、シリコン酸化膜等からなる透光性の層間絶縁膜４５が形成されており、かかる層間絶縁膜４５の上層側にはＩＴＯ膜からなる画素電極９ａが形成されている。層間絶縁膜４５には、中継電極７ｂまで到達したコンタクトホール４５ａが形成されており、画素電極９ａは、コンタクトホール４５ａを介して中継電極７ｂに電気的に接続している。その結果、画素電極９ａは、中継電極７ｂ、中継電極６ｂおよびドレイン電極４ａを介してドレイン領域３１ｃに電気的に接続している。層間絶縁膜４５の表面は平坦化されている。画素電極９ａの表面側には、ポリイミドや無機配向膜からなる透光性の第１配向膜１６が形成されている。
【００４２】
（導波路９ｆの構成）
図５は、図３の矢印Ｇ−Ｇ′に相当する位置で電気光学装置１００を切断したときの断面図である。図６は、図３に示す空洞７０の形成範囲を模式的に示す平面図であり、空洞７０に形成範囲をグレー領域で示してある。図７は、図６に示すコンタクトホール４４ａを通る位置で空洞７０を切断したときのＨ−Ｈ′断面図である。なお、図５および図７には、遮光体１ｅとして、第１遮光層８ａ、半導体層３１ａ、ゲート電極３ｂ（走査線３ａ）、容量線５ａ、およびデータ線６ａのみを表し、ドレイン電極４ａや中継電極６ｂの図示を省略してある。
【００４３】
図３、図４および図５に示すように、本実施形態の電気光学装置１００では、第１基板１０と画素電極９ａとの間で、平面視で画素電極９ａの縁に沿うように、第１遮光層８ａ、半導体層３１ａ、走査線３ａ、ドレイン電極４ａ、容量線５ａ、データ線６ａ、および中継電極６ｂが延在しており、これらの配線等は各々、遮光体１ｅを構成している。
【００４４】
また、第１基板１０と画素電極９ａとの間には、遮光体１ｅを覆い、平面視で画素電極９ａに縁が重なるように、Ｘ方向およびＹ方向に延在する透光性の壁部９ｅが形成されている。従って、壁部９ｅによって囲まれた部分は、画素電極９ａと重なる凹部９ｇになっている。第１遮光層８ａ、半導体層３１ａ、走査線３ａ、ドレイン電極４ａ、容量線５ａ、データ線６ａ、および中継電極６ｂは各々、層間絶縁膜４１、４２、４３、４４、およびゲート絶縁層３２の層間に形成されており、壁部９ｅは、層間絶縁膜４１、４２、４３、４４、およびゲート絶縁層３２のうち、平面視で画素電極９ａの縁に沿うように枠状にパターニングした部分からなる。本形態において、凹部９ｇは、第１基板１０まで到達し、底部が第１基板１０になっている。
【００４５】
凹部９ｇの内部には、絶縁性の透光体４０が設けられており、画素電極９ａと平面視で重なる領域に、光が透過可能な開口領域を構成している。本形態において、透光体４０は、壁部９ｅの第１基板１０とは反対側の面９ｅ１（画素電極９ａ側の面）を覆うように形成されている。透光体４０は、第１基板１０とは反対側の面が連続した平面を構成しており、かかる平面に対して、第１基板１０とは反対側に、図４に示す第２遮光層７ａ、中継電極７ｂ、層間絶縁膜４５、画素電極９ａ、および第１配向膜１６が順に形成されている。
【００４６】
ここで、透光体４０は、透光性の壁面形成膜４７と、透光性の絶縁膜４８との積層構造になっている。より具体的には、透光体４０は、凹部９ｇの底部、および壁部９ｅを覆うように形成された壁面形成膜４７と、壁面形成膜４７を形成した後の凹部を埋める絶縁膜４８とを備えており、絶縁膜４８の画素電極９ａ側の面が、連続した平面になっている。
【００４７】
壁部９ｅを構成する層間絶縁膜４１、４２、４３、４４、およびゲート絶縁層３２はシリコン酸化膜等によって構成されており、壁面形成膜４７および絶縁膜４８は、壁部９ｅと同一の材料によって構成されている。従って、壁面形成膜４７、絶縁膜４８、および層間絶縁膜４５等は、壁部９ｅと屈折率が等しい。
【００４８】
壁部９ｅの幅は、遮光体１ｅ（第１遮光層８ａ、半導体層３１ａ、走査線３ａ、ドレイン電極４ａ、容量線５ａ、データ線６ａ、中継電極６ｂ）の幅より広い。このため、遮光体１ｅは、幅方向の両側で壁部９ｅによって覆われている。従って、遮光体１ｅは、壁部９ｅの側面９ｅ２で張り出していない。
【００４９】
このように構成した電気光学装置１００において、壁部９ｅの側面９ｅ２と透光体４０との間には、側面９ｅ２を略一定の厚さで覆うように延在する空洞７０が設けられており、空洞７０と透光体４０との界面は反射面になっている。従って、壁部９ｅで囲まれた凹部９ｇのうち、空洞７０で囲まれた領域に導波路９ｆが構成されている。本形態において、空洞７０は、壁部９ｅの側面９ｅ２を第１基板１０の厚さ方向の全体、および壁部９ｅの延在方向の全体にわたって覆うように設けられている。より具体的には、空洞７０は、壁部９ｅと透光体４０の壁面形成膜４７との間で側面９ｅ２、および壁部９ｅの画素電極９ａ側の面９ｅ１を覆うように設けられている。但し、空洞７０は、凹部９ｇの底部には形成されていない。本形態において、空洞７０の内部は真空である。
【００５０】
かかる空洞７０を形成するにあたって、本形態では、図８および図９を参照して後述する製造方法を採用したため、壁面形成膜４７には、壁部９ｅと平面視で重なる部分に開口部４７ａが形成されている。例えば、開口部４７ａは、壁部９ｅと平面視で重なる複数個所に設けられている。但し、開口部４７ａは、絶縁膜４８を形成した際、絶縁膜４８によって塞がれた状態となる。
【００５１】
壁部９ｅの内側には、第１基板１０と遮光体１ｅとの間で壁部９ｅの側面９ｅ２に対向するストッパー層２ａが設けられている。本形態において、ストッパー層２ａは、第１基板１０と第１遮光層８ａとの間に設けられており、ストッパー層２ａと第１遮光層８ａとの間には、シリコン酸化膜等からなる透光性の層間絶縁膜４６が設けられている。ここで、壁部９ｅは、層間絶縁膜４６も含んでおり、凹部９ｇおよび空洞７０は、第１基板１０の厚さ方向においてストッパー層２ａと同一位置まで設けられている。
【００５２】
図６に示すように、空洞７０は、壁部９ｅの側面９ｅ２に重なっているとともに、画素電極９ａ側の面の９ｅ１の一部に重なっている。但し、図６および図７に示すように、壁部９ｅの画素電極９ａ側の面９ｅ１のうち、空洞７０が形成されていない部分と平面視で重なる部分に、面９ｅ１より第１基板１０側に位置する配線または電極と、面９ｅ１より画素電極９ａ側に位置する配線または電極とを電気的に接続するコンタクトホール４４ａが設けられている。本形態では、壁部９ｅの画素電極９ａ側の面９ｅ１のうち、空洞７０が形成されていない部分と平面視で重なる部分に、面９ｅ１より第１基板１０側に位置する中継電極６ｂと、面９ｅ１より画素電極９ａ側に位置する中継電極７ｂとを電気的に接続するコンタクトホール４４ａが設けられている。従って、空洞７０が壁部９ｅの画素電極９ａ側の面９ｅ１の一部に重なっている場合でも、コンタクトホール４４ａを介しての電気的な接続を確実に行うことができる。
【００５３】
（電気光学装置１００の製造方法）
図８は、図１に示す電気光学装置１００の製造方法を示す工程断面図であり、犠牲膜７５をパターニングするまでの工程を表してある。図９は、図８に示す工程以降の工程を示す工程断面図であり、絶縁膜４８を平坦化するまでの工程を示してある。なお、図８および図９は、図５のＧ−Ｇ′における断面図に相当する。但し、製造方法の特徴が分かりやすいように、空洞７０を形成するための犠牲膜７５等を図５より厚く表してある。
【００５４】
本実施形態に電気光学装置１００の製造工程のうち、空洞７０を形成する工程は以下の通りである。まず、図８に示す工程ＳＴ１において、第１基板１０の一方面１０ｓ側にストッパー層２ａ、第１遮光層８ａ、半導体層３１ａ、走査線３ａ、容量線５ａ、データ線６ａ、層間絶縁膜４４等を順に形成する。また、半導体層３１ａにおいて、図４に示すソース領域３１ｂ、およびドレイン領域３１ｃに対して不純物を導入する。
【００５５】
次に、図８に示す工程ＳＴ２（第１工程）においては、層間絶縁膜４４の表面にエッチングマスクＭ１を形成した状態で、層間絶縁膜４１、４２、４３、４４、およびゲート絶縁層３２をパターニングし、遮光体１ｅを覆うように壁部９ｅを形成する。その結果、壁部９ｅに囲まれた部分が凹部９ｇとなり、凹部９ｇは、第１基板１０の厚さ方向においてストッパー層２ａと同一位置まで到達している。その後、エッチングマスクＭ１を除去する。本形態では、ストッパー層２ａと壁部９ｅの側面９ｅ２との位置関係に基づいて、壁部９ｅをエッチングにより形成する際の終点を管理することができる。従って、壁部９ｅの幅が狭くなりすぎて、遮光体１ｅが壁部９ｅの側面９ｅ２から張り出すことを抑制することができる。
【００５６】
次に、図８に示す工程ＳＴ３（第２工程）においては、第１基板１０の一方面１０ｓ側に、壁部９ｅの画素電極９ａ側の面９ｅ１および側面９ｅ２を覆うように、シリコン膜等の犠牲膜７５を形成する。本実施形態において、犠牲膜７５については、壁部９ｅの画素電極９ａ側の面９ｅ１および側面９ｅ２を所定の膜厚で覆うように形成する。
【００５７】
次に、図９に示す工程ＳＴ４においては、エッチングマスク（図示せず）を形成した状態で犠牲膜７５をパターニングし、犠牲膜７５のうち、壁部９ｅと平面視で重なる部分の一部、および凹部９ｇの底部に重なっている部分を除去する。本形態では、反応性イオンエッチングを利用して犠牲膜７５をパターニングするため、犠牲膜７５のうち、壁部９ｅの側面９ｅ２を覆う部分がエッチングマスクから露出している場合でも、壁部９ｅの側面９ｅ２に犠牲膜７５が残る。
【００５８】
次に、図１０に示す工程ＳＴ５においては、犠牲膜７５を覆うように、シリコン酸化膜等からなる壁面形成膜４７を形成する（第３工程）。
【００５９】
次に、図１０に示す工程ＳＴ６（第４工程）においては、エッチングマスク（図示せず）を形成した状態でエッチングを行い、壁面形成膜４７のうち、壁部９ｅと平面視で重なる部分に開口部４７ａを形成する。
【００６０】
次に、図１０に示す工程ＳＴ７（第５工程）では、開口部４７ａから犠牲膜７５をエッチングより除去し、壁部９ｅと壁面形成膜４７との間に空洞７０を形成する。犠牲膜７５の除去には、真空雰囲気中で、シリコン酸化膜とシリコン膜とのエッチング選択性の高いドライエッチングを行う。
【００６１】
次に、図１０に示す工程ＳＴ８（第６工程）では、壁面形成膜４７の表面に絶縁膜４８を形成し、凹部９ｇの内部を壁面形成膜４７と絶縁膜４８とが積層された透光体４０によって埋める。次に、絶縁膜４８の表面をエッチバック法やＣＭＰ法等によって平坦化する。
【００６２】
その後、図４に示すように、絶縁膜４８の表面に第２遮光層７ａ、層間絶縁膜４５、画素電極９ａ等形成した後、第１基板１０と第２基板２０とを電気光学層８０を介して対向させる等、周知の工程を行えば、電気光学装置１００が完成する。
【００６３】
なお、本形態では、犠牲膜７５が壁部９ｅを直接覆うように構成したが、壁部９ｅを形成した後、壁部９ｅを覆う保護膜を形成し、その後、犠牲膜７５を形成してもよい。この場合、保護膜と壁面形成膜４７との間に空洞７０が形成される。
【００６４】
（実施形態の主な効果）
以上説明したように、本実施形態に係る電気光学装置１００では、平面視で画素電極９ａに縁が重なる遮光体１ｅを覆う壁部９ｅと、壁部９ｅによって囲まれた凹部９ｇの内側に設けられた透光体４０との間には空洞７０が設けられており、透光体４０と空洞７０との界面は、屈折率の差が大きい。すなわち、透光体４０を構成するシリコン酸化膜は、波長５５０ｎｍの可視光に対する屈折率が１．４６であるのに対し、空洞７０の屈折率が１であり、屈折率の差が１．４６である。このため、矢印Ｌ１で示すように、光が壁部９ｅに向けて斜めに進行しようとした場合でも、透光体４０と空洞７０との界面は、高い反射効率で光を透光体４０に向けて反射し、表示に寄与させる。本形態では、第２基板２０の側から入射した光源光が電気光学層８０（液晶層）で変調された後、第１基板１０に入射した際、変調光が壁部９ｅに向けて斜めに進行しようとした場合でも、透光体４０と空洞７０との界面は、高い反射効率で変調光を透光体４０に向けて反射し、第１基板１０から出射させる。このため、光の利用効率を向上することができる。
【００６５】
言い換えれば、壁部９ｅと透光体４０とが離間している。このため、透光体４０の内部を進行する光が壁部９ｅに向けて斜めに進行しようとした場合でも、透光体４０の壁面は、高い反射効率で光を透光体４０に向けて反射し、表示に寄与させる。このため、光の利用効率を向上することができる。
【００６６】
また、空洞７０は、壁部９ｅの側面９ｅ２を厚さ方向の全体、および壁部９ｅの延在方向の全体にわたって覆うように設けられているため、壁部９ｅに向けて斜めに進行しようとする光を広い範囲にわたって透光体４０と空洞７０との界面で透光体４０に向けて反射する。従って、光の利用効率をより向上することができる。
【００６７】
また、本実施形態では、透光体４０、壁部９ｅ、および層間絶縁膜４５等がシリコン酸化膜からなるため、屈折率が等しい。このため、透光体４０と層間絶縁膜４５との界面に斜め方向から光が入射した場合でも、透光体４０と層間絶縁膜４５との界面で反射が発生しにくいので、光の利用効率が高いという利点がある。
【００６８】
また、画素電極９ａの側からスイッチング素子３０の半導体層３１ａに向かう光を透光体４０と空洞７０との界面で反射することができる。また、電気光学装置１００から出射された光が光学素子等で反射して電気光学装置１００に再び入射した場合に、かかる戻り光が第１基板１０の側から半導体層３１ａに向けて進行しようとしたときでも、かかる戻り光を透光体４０と空洞７０との界面で反射することができる。従って、スイッチング素子３０において、光リーク電流の発生をより抑制することができる。
【００６９】
また、本実施形態に係る製造方法では、壁部９ｅを覆うように犠牲膜７５を形成した後、犠牲膜７５を覆う壁面形成膜４７を形成し、壁面形成膜４７の開口部４７ａから犠牲膜７５をエッチングにより除去して空洞７０を形成する。このため、犠牲膜７５の厚さによって空洞７０の厚さを制御することができるので、空洞７０が厚くなりすぎることを容易に防止することができる。また、空洞７０の内部は真空であるため、真空中での半導体プロセスを利用して空洞７０を塞げばよい。従って、空洞７０の内部を空気層とする場合に比して、空洞７０を形成しやすい。
【００７０】
［別の実施形態］
上記実施形態では、透光体４０、壁部９ｅ、および層間絶縁膜４５等がいずれも、シリコン酸化膜であったが、透光体４０についてはシリコン酸窒化膜のように、壁部９ｅより屈折率が高い材料によって形成してもよい。この場合、シリコン酸窒化膜は、波長５５０ｎｍの可視光に対する屈折率は１．６４であるため、透光体４０と空洞７０との界面における屈折率の差を１．６４まで大きくすることができる。従って、光が壁部９ｅに向けて斜めに進行しようとした場合でも、透光体４０と空洞７０との界面は、より高い反射効率で光を透光体４０に向けて反射し、表示に寄与させることになる。
【００７１】
なお、透光体４０をシリコン酸窒化膜等の高屈折率材料とするにあたっては、壁面形成膜４７および絶縁膜４８の双方を高屈折率材料とした構成、および壁面形成膜４７および絶縁膜４８の一方についてはシリコン酸化膜のままとし、他方をシリコン酸窒化膜等の高屈折率材料とした構成のいずれであってもよい。
【００７２】
［他の実施形態］
上記実施形態では、図９に示す工程ＳＴ４においては、犠牲膜７５をパターニングしたが、図１０に示す工程ＳＴ６（第４工程）においては、壁面形成膜４７に開口部４７ａを形成する際、開口部４７ａをさらに拡大し、図１０に示す工程ＳＴ７（第５工程）において、犠牲膜７５をエッチングより除去する際、コンタクトホール４４ａの形成位置や、凹部９ｇの底部から犠牲膜７５を除去してもよい。
【００７３】
［電子機器への搭載例］
上述した実施形態に係る電気光学装置１００を用いた電子機器について説明する。図１０は、本発明を適用した電気光学装置１００を用いた投射型表示装置（電子機器）の概略構成図である。図１０には、偏光板等の光学素子の図示を省略してある。図１０に示す投射型表示装置２１００は、電気光学装置１００を用いた電子機器の一例である。投射型表示装置２１００において、電気光学装置１００がライトバルブとして用いられ、装置を大きくすることなく高精細で明るい表示が可能である。この図に示されるように、投射型表示装置２１００の内部には、ハロゲンランプ等の白色光源を有するランプユニット２１０２（光源部）が設けられている。ランプユニット２１０２から射出された投射光は、内部に配置された３枚のミラー２１０６および２枚のダイクロイックミラー２１０８によってＲ（赤）色、Ｇ（緑）色、Ｂ（青）色の３原色に分離される。分離された投射光は、各原色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂにそれぞれ導かれ、変調される。なお、Ｂ色の光は、他のＲ色やＧ色と比較すると光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ２１２２、リレーレンズ２１２３および出射レンズ２１２４を有するリレーレンズ系２１２１を介して導かれる。
【００７４】
ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂによってそれぞれ変調された光は、ダイクロイックプリズム２１１２に３方向から入射する。そして、ダイクロイックプリズム２１１２において、Ｒ色およびＢ色の光は９０度に反射し、Ｇ色の光は透過する。したがって、各原色の画像が合成された後、スクリーン２１２０には、投射レンズ群２１１４（投射光学系）によってカラー画像が投射される。
【００７５】
（他の投射型表示装置）
なお、投射型表示装置については、光源部として、各色の光を出射するＬＥＤ光源等を用い、かかるＬＥＤ光源から出射された色光を各々、別の液晶装置に供給するように構成してもよい。
【００７６】
（他の電子機器）
本発明を適用した電気光学装置１００を備えた電子機器は、上記実施形態の投射型表示装置２１００に限定されない。例えば、投射型のＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）や直視型のＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ等の電子機器に用いてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
３１ａ…半導体層、１ｅ…遮光体、２ａ…ストッパー層、３ａ…走査線、３ｂ…ゲート電極、４ａ…ドレイン電極、５ａ…容量線、６ａ…データ線、６ｂ，７ｂ…中継電極、７ａ…第２遮光層、８ａ…第１遮光層、９ａ…画素電極、９ｅ…壁部、９ｅ１…面、９ｅ２…側面、９ｆ…導波路、９ｇ…凹部、１０…第１基板、１０ａ…表示領域、１０ｓ，２０ｓ…一方面、１６…第１配向膜、２０…第２基板、２１…共通電極、３０…スイッチング素子、３１ａ…半導体層、３２…ゲート絶縁層、４０…透光体、４１，４２，４３，４４，４５，４６…層間絶縁膜、４２ａ，４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４５ａ…コンタクトホール、４７…壁面形成膜、４７ａ…開口部、４８…絶縁膜、７０…空洞、７５…犠牲膜、８０…電気光学層、１００…電気光学装置、１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒ…ライトバルブ、２１００…投射型表示装置、２１０２…ランプユニット（光源部）、２１１４…投射レンズ群（投射光学系）。
【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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【図９】
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【図１０】
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