(57)【要約】【課題】画素開口率を著しく低下させることなく、入射角が大きな光であっても画素トランジスタの能動層に入射することを確実に防止することができる電気光学装置、この電気光学装置を用いた投射型表示装置、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】液晶装置１００では、支持基板１０ｄにおいて、走査線３ａ、容量線５ｂ、データ線６ａおよび電界効果型トランジスタ３０が形成されている格子状の非表示領域１００ｃの幅方向の両端部に沿って、支持基板１０ｄに対して垂直な側部遮光層７ａが形成されている。このため、入射角が大きな光が入射した場合でも、光が電界効果型トランジスタ３０のチャネル領域１ａ′に直接あるいは間接的に入射することを防止することができる。【選択図】図３
2008225145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査線と、該走査線と交差する方向に延びたデータ線と、前記走査線および前記データ線の交差に対応する位置で前記走査線および前記データ線に電気的に接続された画素トランジスタと、前記画素トランジスタに電気的に接続された画素電極と、前記走査線、前記データ線、前記画素トランジスタの半導体層、および前記画素電極の各層間に介在する複数層の絶縁膜と、が支持基板上に形成された素子基板を有する電気光学装置において、
前記素子基板上には、各画素の表示領域の周りを囲むように、前記走査線、前記データ線、および前記画素トランジスタが形成された非表示領域が格子状に形成され、
当該非表示領域の幅方向の両端部に沿っては、当該非表示領域を側方で覆う第１の遮光層が前記支持基板に対して垂直に埋め込まれた状態に形成されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記第１の遮光層は、前記絶縁膜のうち、前記非表示領域と重なるように形成された格子状の絶縁膜の側面壁に形成され、
前記格子状の絶縁膜により囲まれた凹部は、当該格子状の絶縁膜の上層側に形成された絶縁膜により埋められている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】
前記第１の遮光層の上端部は、前記走査線、前記データ線、および前記半導体層よりも上層側に位置し、
前記第１の遮光層の下端部は、前記半導体層よりも下層側に位置していることを特徴とする請求項１または２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記支持基板は透光性基板であり、
当該支持基板と前記半導体層との間には、少なくとも前記半導体層と重なる領域に第２の遮光層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記素子基板に対して対向配置された透光性の対向基板を備え、
当該対向基板と前記素子基板との間には液晶が保持され、
前記対向基板には、前記非表示領域の少なくとも一部と重なるように第３の遮光層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の電気光学装置を備えた投射型表示装置であって、
前記電気光学装置に光を供給する光源部と、前記電気光学装置によって変調された光を被投射面に投射する投射光学系とを有していることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項７】
走査線と、該走査線と交差する方向に延びたデータ線と、前記走査線および前記データ線の交差に対応する位置で前記走査線および前記データ線に電気的に接続された画素トランジスタと、前記画素トランジスタに電気的に接続された画素電極と、前記走査線、前記データ線、前記画素トランジスタの半導体層、および前記画素電極の各層間に介在する複数層の絶縁膜とが支持基板上に形成された素子基板を有する電気光学装置の製造方法において、
前記絶縁膜のうち、前記走査線、前記データ線、および前記画素トランジスタを上層側で覆う絶縁膜まで形成する前段工程と、
当該前段工程までに形成した絶縁膜を部分的にエッチングして、前記走査線、前記データ線、および前記画素トランジスタが形成された領域に沿って絶縁膜を格子状に残す絶縁膜パターニング工程と、
当該格子状の絶縁膜の上層側および側面壁を覆うように遮光膜を形成する遮光膜形成工程と、
前記格子状の絶縁膜の上面部が露出するまで前記遮光膜をエッチングするとともに、当該格子状の絶縁膜の側面壁に前記遮光膜を残す遮光膜エッチング工程と、
前記格子状の絶縁膜により囲まれた領域内全体を埋めるように絶縁膜を形成する上層側絶縁膜形成工程と、
を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項８】
前記前段工程までに形成された絶縁膜のうち、最上層の絶縁膜の表面を平坦化する第１の平坦化工程を行い、当該第１の平坦化工程の後、前記絶縁膜パターニング工程を行なうことを特徴とする請求項７に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項９】
前記上層側絶縁膜形成工程の後、当該上層側絶縁膜形成工程で形成された絶縁膜の表面を平坦化する第２の平坦化工程を行うことを特徴とする請求項７または８に記載の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、素子基板上に画素トランジスタおよび画素電極が形成された電気光学装置。この電気光学装置を用いた投射型表示装置、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】
各種の電気光学装置のうち、例えば、液晶装置では、画素トランジスタおよび画素電極が形成された素子基板と、対向基板とを対向配置するとともに、素子基板と対向基板との間に液晶が保持された構造になっている。このような液晶装置において、画素トランジスタの能動層に強い光が入射すると、光リーク電流が発生して画像に横筋やフリッカなどが発生する。特に液晶装置を投射型表示装置においてライトバルブとして用いた場合、光源からの強い光や、液晶装置から出射した光が後段の光学系で反射した強い反射光が画素トランジスタの能動層に入射するという問題がある。
【０００３】
そこで、素子基板および対向基板の各々に遮光層を形成して画素トランジスタの能動層に光が入射することを防止した構成が提案されている。さらに、液晶装置内に斜めに入射した光が液晶装置内で反射して画素トランジスタの能動層に入射することを目的に配線幅と遮光層の幅寸法との関係を最適化することも提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−６６５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、入射角が小さな光が画素トランジスタの能動層に入射することは防止できるが、入射角が大きな光が画素トランジスタの能動層に入射することを確実に防止することはできない。かといって、従来の構造のまま、入射角が大きな光が画素トランジスタの能動層へ入射することを目的に遮光層の幅寸法を広げるなどの対策を行なうと、画素開口率が著しく低下し、表示光の出射光量が低下してしまう。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、画素開口率を著しく低下させることなく、入射角が大きな光であっても画素トランジスタの能動層に入射することを確実に防止することができる電気光学装置。この電気光学装置を用いた投射型表示装置、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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明では、走査線と、該走査線と交差する方向に延びたデータ線と、前記走査線および前記データ線の交差に対応する位置で前記走査線および前記データ線に電気的に接続された画素トランジスタと、前記画素トランジスタに電気的に接続された画素電極と、前記走査線、前記データ線、前記画素トランジスタの半導体層、および前記画素電極の各層間に介在する複数層の絶縁膜と、が支持基板上に形成された素子基板を有する電気光学装置において、前記素子基板上には、各画素の表示領域の周りを囲むように、前記走査線、前記データ線、および前記画素トランジスタが形成された非表示領域が格子状に形成され、当該非表示領域の幅方向の両端部に沿っては、当該非表示領域を側方で覆う第１の遮光層が前記支持基板に対して垂直に埋め込まれた状態に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、格子状の非表示領域の幅方向の両端部に沿って第１の遮光層が形成されているので、入射角が大きな光が画素トランジスタの能動層に入射することを確実に防止することができる。従って、画素トランジスタでは、光の入射に起因するオフリーク電流の増大などといった不具合が発生しない。また、第１の遮光層は、支持基板に対して垂直であるため、平面視したとき、第１の遮光層が画素内で占める面積が極めて狭い。それ故、第１の遮光層を形成した場合でも、画素開口率を著しく低下させることがない。よって、１画素当たり、表示光量を多く確保でき、かつ、信頼性の高い液晶装置を提供することができる。
【０００８】
本発明において、前記第１の遮光層は、前記絶縁膜のうち、前記非表示領域と重なるように形成された格子状の絶縁膜の側面壁に形成され、前記格子状の絶縁膜により囲まれた凹部は、当該格子状の絶縁膜の上層側に形成された絶縁膜により埋められていることが好ましい。このように構成すると、格子状の絶縁膜により囲まれた凹部を、別の絶縁膜で埋める必要がないので、成膜工程の数を低減できるという利点がある。
【０００９】
本発明において、前記第１の遮光層の上端部は、前記走査線、前記データ線、および前記半導体層よりも上層側に位置し、前記第１の遮光層の下端部は、前記半導体層よりも下層側に位置していることが好ましい。このように構成すると、半導体層に斜め方向から直接入射しようとする光、斜め方向から入射して走査線やデータ線で反射し、半導体層に入射しようとする光を確実に遮断することができる。
【００１０】
本発明において、前記支持基板が透光性基板である場合、当該支持基板と前記半導体層との間には、少なくとも前記半導体層と重なる領域に第２の遮光層が形成されていることが好ましい。このように構成すると、支持基板側から入射する光が画素トランジスタの能動層に入射することを素子基板自身で防止することができる。
【００１１】
本発明を適用した電気光学装置が液晶装置である場合、前記素子基板に対して対向配置された透光性の対向基板を備え、当該対向基板と前記素子基板との間には液晶が保持される。この場合、前記対向基板には、前記非表示領域の少なくとも一部と重なるように第３の遮光層が形成することが好ましい。このように構成すると、対向基板側から入射する光が画素トランジスタの能動層に入射することを対向基板自身で防止することができる。
【００１２】
本発明に係る電気光学装置は投射型表示装置に用いることができ、このような投射型表示装置は、前記電気光学装置に光を供給する光源部と、前記液晶装置によって変調された光を被投射面に投射する投射光学系とを有している。
【００１３】
本発明では、走査線と、該走査線と交差する方向に延びたデータ線と、前記走査線および前記データ線の交差に対応する位置で前記走査線および前記データ線に電気的に接続された画素トランジスタと、前記画素トランジスタに電気的に接続された画素電極と、前記走査線、前記データ線、前記画素トランジスタの半導体層、および前記画素電極の各層間に介在する複数層の絶縁膜とが支持基板上に形成された素子基板を有する電気光学装置の製造方法において、前記絶縁膜のうち、前記走査線、前記データ線、および前記画素トランジスタを上層側で覆う絶縁膜まで形成する前段工程と、当該前段工程までに形成した絶縁膜を部分的にエッチングして、前記走査線、前記データ線、および前記画素トランジスタが形成された領域に沿って絶縁膜を格子状に残す絶縁膜パターニング工程と、当該格子状の絶縁膜の上層側および側面壁を覆うように遮光膜を形成する遮光膜形成工程と、前記格子状の絶縁膜の上面部が露出するまで前記遮光膜をエッチングするとともに、当該格子状の絶縁膜の側面壁に前記遮光膜を残す遮光膜エッチング工程と、前記格子状の絶縁膜により囲まれた領域内全体を埋めるように絶縁膜を形成する上層側絶縁膜形成工程と、を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る製造方法によれば、格子状の非表示領域の幅方向の両端部に沿って、支持基板に対して垂直に埋め込まれた遮光膜を容易に形成することができる。
【００１５】
本発明において、前記前段工程までに形成された絶縁膜のうち、最上層の絶縁膜の表面を平坦化する第１の平坦化工程を行い、当該第１の平坦化工程の後、前記絶縁膜パターニング工程を行なうことが好ましい。このように構成すると、遮光膜エッチング工程において、格子状の絶縁膜の側面壁に遮光膜を残す際、他の領域に遮光膜が残ってしまうことを確実に防止することができる。
【００１６】
本発明において、前記上層側絶縁膜形成工程の後、当該上層側絶縁膜形成工程で形成された絶縁膜の表面を平坦化する第２の平坦化工程を行うことが好ましい。上層側絶縁膜形成工程において、格子状の絶縁膜により囲まれた領域内全体を埋めるように絶縁膜を形成するにはかなり分厚い絶縁膜を形成する必要があり、上層側には大きな段差が形成してしまう。従って、上層側絶縁膜形成工程の後、第２の平坦化工程により、上層側絶縁膜形成工程で形成された絶縁膜の表面を平坦化すれば、かかる大きな段差を解消でき、上層側絶縁膜形成工程で形成された絶縁膜の表面に画素電極を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を説明する。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。
【００１８】
（全体構成）
図１（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した反射型液晶装置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、およびそのＨ−Ｈ′断面図である。図２は、本発明を適用した液晶装置の画像表示領域などの電気的な構成を示す等価回路図である。
【００１９】
図１（ａ）、（ｂ）に示す液晶装置１００は、素子基板１０と、この素子基板１０に対向する対向基板２０とを備えており、対向基板２０の側から入射した光を変調して素子基板１０の側から出射する透過型の液晶装置である。素子基板１０と対向基板２０とは、シール材５２を介して貼り合わされて対向しており、シール材５２の内側領域にはＴＮ（Twisted Nematic）液晶などからなる液晶層５０が保持されている。シール材５２には、液晶注入口５２ａが形成されており、この液晶注入口５２ａは、液晶を注入した後、封止材２５により封止されている。対向基板２０には、シール材５２の内側に並行して額縁としての遮光膜５３が形成されており、その内側領域が画像表示装置１０ａとして利用される。対向基板２０の内面（液晶層５０側）には略全面に共通電極２１が形成されている。
【００２０】
素子基板１０において、シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路１０１および実装パッド１０２が素子基板１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿っては、走査線駆動回路１０４が形成されている。実装パッド１０２からデータ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４に向けては複数の配線１０９が延びている。また、素子基板１０には、実装パッド１０２を利用して、ＩＣ１０７が実装されたフレキシブル基板１０８が接続されている。素子基板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間を接続するための複数の配線１０５が形成されている。対向基板２０の四隅には、素子基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための上下導通材１０６が形成されている。また、素子基板１０において、画素表示領域１０ａには複数の画素電極９ａがマトリクス状に形成されている。
【００２１】
図２に示すように、液晶装置１００の素子基板１０において、画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状の複数の画素１００ａの各々には、画素電極９ａと、画素電極９ａをスイッチング制御するための画素トランジスタとしてのＭＯＳ型の電界効果型トランジスタ３０とが形成されている。また、画像表示領域１０ａには、画像信号を供給するための複数のデータ線６ａと、走査信号を供給するための複数の走査線３ａとが互いに交差する方向に延びており、データ線６ａはデータ線駆動回路１０１に接続され、走査線３ａは走査線駆動回路１０４に接続されている。電界効果型トランジスタ３０のソースにはデータ線６ａが接続し、電界効果型トランジスタ３０のゲートには走査線３ａが接続されている。画素電極９ａは、電界効果型トランジスタ３０のドレインに電気的に接続されており、電界効果型トランジスタ３０を一定期間だけそのオン状態とすることにより、データ線６ａから供給されるデータ信号を各画素１００ａに所定のタイミングで書き込む。そして、図１（ｂ）に示す画素電極９ａ、液晶層５０、および共通電極２１により構成された液晶容量５０ａに書き込まれた所定レベルの画素信号は一定期間保持される。
【００２２】
ここで、液晶容量５０ａに並列に蓄積容量７０が形成されており、蓄積容量７０によって、画素電極９ａの電圧は、例えば、ソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ保持される。これにより、電荷の保持特性は改善され、コントラスト比の高い表示を行うことのできる反射型液晶装置１００を実現できる。本形態では、蓄積容量７０を構成するために、走査線３ａと並列するように容量線５ｂが形成されており、かかる容量線５ｂは共通電位線（ＣＯＭ）に接続され、所定の電位に保持されている。なお、蓄積容量７０は前段の走査線３ａとの間に形成される場合もある。
【００２３】
なお、液晶装置１００は、電源回路２０１、画像処理回路２０２およびタイミング発生回路２０３を備えており、これらの回路は、図１（ａ）、（ｂ）に示すフレキシブル基板１０８を介して素子基板１０に信号などを入力する。タイミング発生回路２０３では、各画素１００ａを駆動するためのドットクロックが生成され、このドットクロックに基づいて、クロック信号ＶＣＫ、ＨＣＫ、反転クロック信号ＶＣＫＢ、ＨＣＫＢ、転送開始パルスＨＳＰ、ＶＳＰが生成され、素子基板１０に供給される。画像処理回路２０２は、外部から入力画像データが入力されると、この入力画像データに基づいて画像信号を生成し、素子基板１０に供給する。電源回路２０１は、複数の電源ＶＤＤ、ＶＳＳ、ＶＨＨ、ＶＬＬを生成して素子基板１０に供給する。
【００２４】
（画素の具体的構成）
図３（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した液晶装置の素子基板において相隣接する画素の平面図、およびこの素子基板上における非表示領域を右下がりの斜線によって示した説明図である。図４は、図３（ａ）のＡ−Ａ′線に相当する位置で液晶装置１００を切断したときの断面図である。なお、図３（ａ）、（ｂ）では、半導体層は細くて短い点線で示し、走査線３ａは太い実線で示し、データ線６ａおよびそれと同時形成された薄膜は一点鎖線で示し、容量線５ｂは二点鎖線で示し、画素電極９ａおよびそれと同時形成された薄膜は太くて長い点線で示し、後述する中継電極は細い実線で示してある。また、図３では、後述する下部遮光層を極太の長い点線で示し、後述する側部遮光層は極太の実線で示してある。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、素子基板１０上には、複数の画素１００ａの各々に矩形状の画素電極９ａが形成されており、各画素電極９ａの縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａおよび走査線３ａが形成されている。データ線６ａおよび走査線３ａは各々、直線的に延びている。また、データ線６ａと走査線３ａとが交差する領域に電界効果型トランジスタ３０が形成されている。また、素子基板１０上には、走査線３ａと重なるように容量線５ｂが形成されている。本形態において、容量線５ｂは、走査線３ａと重なるように直線的に延びた主線部分と、データ線６ａと走査線３ａとの交差部分でデータ線６ａに重なるように延びた副線部分とを備えている。
【００２６】
図４に示すように、素子基板１０は、石英基板やガラ基板などの透光性材料からなる支持基板１０ｄ（基板本体）、その液晶層５０側の表面に形成された画素電極９ａ、画素スイッチング用の電界効果型トランジスタ３０、および配向膜１６を主体として構成されており、対向基板２０は、石英基板やガラ基板などの透光性材料からなる基板本体２０ｄ、その液晶層５０側表面に形成された共通電極２１、および配向膜２２を主体として構成されている。
【００２７】
素子基板１０において、画素電極９ａに隣接する位置には電界効果型トランジスタ３０が形成されている。電界効果型トランジスタ３０は、例えば、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、半導体層１ａには、走査線３ａに対してゲート絶縁層２を介して対向するチャネル領域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および高濃度ドレイン領域１ｅが形成されている。
【００２８】
半導体層１ａは、例えば、石英基板からなる支持基板１０ｄ上に下地絶縁膜１２（第１絶縁膜）を介して形成された単結晶シリコン層によって構成され、このような構成の素子基板１０は、石英基板と単結晶シリコン基板とが絶縁層を介して貼り合わされたＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板を用いることにより実現することができる。このようなＳＯＩ基板は、例えば、単結晶シリコン基板上にシリコン酸化膜を形成した上で石英基板と貼り合わせる方法、あるいは石英基板と単結晶シリコン基板の双方にシリコン酸化膜を形成した上でシリコン酸化膜同士を接触させて貼り合わせる方法を採用できる。このような基板を用いた場合、ゲート絶縁層２（第２絶縁膜）は、半導体層１ａに対する熱酸化膜により形成できる。走査線３ａには、ポリシリコンやアモルファスシリコン、単結晶シリコン膜などのシリコン膜や、これらのポリサイドやシリサイド、さらには金属膜が用いられる。
【００２９】
走査線３ａの上層側には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール８２、および高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８３を備えたシリコン酸化膜などからなる第１層間絶縁膜４１（第３絶縁膜）が形成されている。第１層間絶縁膜４１の上層には中継電極４ａ、４ｂが形成されている。中継電極４ａは、走査線３ａとデータ線６ａとの交差する位置を基点として走査線３ａおよびデータ線６ａに沿って延出する略Ｌ字型に形成されており、中継電極４ｂは、中継電極４ｂと離間した位置において、データ線６ａに沿うように形成されている。中継電極４ａは、コンタクトホール８３を介して高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続され、中継電極４ｂは、コンタクトホール８２を介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。
【００３０】
中継電極４ａ、４ｂの上層側には、シリコン窒化膜などからなる誘電体膜４２（第４絶縁膜）が形成されており、この誘電体膜４２を介して、中継電極４ａと対向するように容量線５ｂが形成され、蓄積容量７０が形成されている。中継電極４ａ、４ｂは導電性のポリシリコン膜や金属膜等からなり、容量線５ｂは、導電性のポリシリコン膜、高融点金属を含む金属シリサイド膜、それらの積層膜、金属膜からなる。
【００３１】
容量線５ｂの上層側には、中継電極４ａへ通じるコンタクトホール８７、および中継電極４ｂへ通じるコンタクトホール８１を備えたシリコン酸化膜などからなる第２層間絶縁膜４３（第５絶縁膜）が形成されている。第２層間絶縁膜４３の上層にはデータ線６ａおよびドレイン電極６ｂが形成されている。データ線６ａはコンタクトホール８１を介して中継電極４ｂに電気的に接続し、中継電極４ｂを介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続している。ドレイン電極６ｂはコンタクトホール８７を介して中継電極４ａに電気的に接続し、中継電極４ａを介して、高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続している。データ線６ａおよびドレイン電極６ｂは、導電性のポリシリコン膜、高融点金属を含む金属シリサイド膜、それらの積層膜、金属膜からなる。
【００３２】
データ線６ａおよびドレイン電極６ｂの上層側には、シリコン酸化膜などからなる第３層間絶縁膜４４（第６絶縁膜）が形成されている。また、第３層間絶縁膜４４の上層側には、シリコン酸化膜などからなる第４層間絶縁膜４５（第７絶縁膜）が形成されている。第３層間絶縁膜４４および第４層間絶縁膜４５には、ドレイン電極６ｂへ通じるコンタクトホール８６が形成されている。
【００３３】
第４層間絶縁膜４５の上層には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などからなる透光性の画素電極９ａが形成されており、画素電極９ａは、コンタクトホール８６を介してドレイン電極６ｂに電気的に接続されている。画素電極９ａの表面には配向膜１６が形成されている。
【００３４】
図３（ｂ）において、本形態の液晶装置１００では、走査線３ａおよび容量線５ｂが形成されている領域によって素子基板１０上で一方方向に延びた第１の配線領域と、この第１の配線領域に対してデータ線６ａが交差する方向に延びた第２の配線領域と、電界効果型トランジスタ３０の形成領域とは、表示に直線寄与しない格子状の非表示領域１００ｃ（図３（ｂ）に右下がりの斜線を付した領域）になっており、この非表示領域１００ｃで周りが囲まれた領域が表示に直接寄与する画素開口領域１００ｄ（各画素の表示領域）になっている。
【００３５】
（遮光構造）
図３（ａ）、（ｂ）および図４において、本形態の液晶装置１００には、電界効果型トランジスタ３０の能動層（チャネル領域１ａ′）に対して、以下に説明する遮光構造が採用されている。まず、対向基板２０において、非表示領域１００ｃと対向する領域にはブラックマトリクスと称せられる上部遮光層５４（第３の遮光層）が形成されている。かかる上部遮光層５４は、額縁を構成する遮光層５３と同時形成されたＭｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｔｉ（チタン）、ＴｉＮ（窒化チタン）、Ｃｒ（クロム）などの遮光膜からなる。
【００３６】
次に、素子基板１０において、支持基板１０ｄと下地絶縁膜１２との層間には、非表示領域１００ｃと重なる領域にモリブデン、タングステン、チタン、窒化チタン、クロムなどからなる下地遮光層１１ａ（第２の遮光層）が形成されている。かかる下地遮光層１１ａは、ＳＯＩ基板を形成する際、石英基板の表面に遮光膜を形成した後、遮光膜をパターニングすることにより形成することができる。
【００３７】
次に、本形態では、素子基板１０において、非表示領域１００ｃと重なる領域には、下地絶縁膜１２、ゲート絶縁層２、第１層間絶縁膜４１、誘電体膜４２、第２層間絶縁膜４３、第３層間絶縁膜４４は格子状に残っているが、その他の領域（画素開口領域１００ｄ）には、下地絶縁膜１２、ゲート絶縁層２、第１層間絶縁膜４１、誘電体膜４２、第２層間絶縁膜４３、第３層間絶縁膜４４が残っていない。このため、非表示領域１００ｃの幅方向の両端部に沿っては、その全体にわたって、下地絶縁膜１２、第１層間絶縁膜４１、誘電体膜４２、第２層間絶縁膜４３、第３層間絶縁膜４４からなる格子状の絶縁膜４０の側面壁４０ａが形成されており、かかる側面壁４０ａは支持基板１０ｄに対して垂直である。
【００３８】
ここで、側面壁４０ａにはモリブデン、タングステン、チタン、窒化チタン、クロムなどからなる側部遮光層７ａが形成されている。また、格子状の絶縁膜４０により囲まれた凹部は、格子状の絶縁膜４０の上層側に形成された第４層間絶縁膜４５により埋められている。従って、本形態では、非表示領域１００ｃの幅方向の両端部に沿って、非表示領域１００ｃを側方で覆う側部遮光層７ａが支持基板１０ｄに対して垂直に絶縁膜４０と第４層間絶縁膜４５との間に埋め込まれた状態に形成されている。
【００３９】
本形態において、側部遮光層７ａは、下地絶縁膜１２、第１層間絶縁膜４１、誘電体膜４２、第２層間絶縁膜４３、第３層間絶縁膜４４からなる格子状の絶縁膜４０の側面壁４０ａに形成されているため、側部遮光層７ａの上端部は、走査線３ａ、データ線６ａ、半導体層１ａよりも上層側であり、側部遮光層７ａの下端部は、半導体層１ａよりも下層側に位置し、下部遮光層１１ａの近傍で支持基板１０ｄに届いている。また、絶縁膜４０の表面（第３層間絶縁膜４４の表面、および第４層間絶縁膜４５の表面）はいずれも平坦面になっている。
【００４０】
（製造方法）
図５および図６は各々、本発明を適用した液晶装置の製造工程のうち、素子基板１０に側部遮光層７ａを形成する工程を示す工程断面図である。なお、図５および図６において、左側には、図４に示す断面に対応する工程断面図を示し、右側には、図３（ａ）、（ｂ）に示す平面図を模式的に示してある。
【００４１】
本形態の素子基板１０に側部遮光層７ａを形成するにあたっては、まず、図５（ａ１）、（ａ２）に示すように、前段工程において、複数の絶縁膜のうち、走査線３ａ、容量線５ｂ、データ線６ａ、および電界効果型トランジスタ３０の半導体層１ａを上層側で覆う第３層間絶縁膜４４までを形成した後、第１の平坦化工程において、第３層間絶縁膜４の上面４０ｂを平坦化する。かかる平坦化を行なうにあたって、本形態では、化学機械研磨（ＣＭＰ／Chemical Mechanical Polishing）法を用いる。この化学機械研磨法では、研磨液に含まれる化学成分の作用と、研磨剤と支持基板１０ｄとの相対移動によって、高速で平滑な研磨面を得ることができる。
【００４２】
次に、絶縁膜パターニング工程では、図５（ｂ１）、（ｂ２）に示すように、第３層間絶縁膜４４の上層のうち、走査線３ａ、容量線５ｂ、データ線６ａ、および電界効果型トランジスタ３０が形成されている格子状の非表示領域１００ｃと重なる領域にレジストマスク４９を形成し、この状態で、下地絶縁膜１２、第１層間絶縁膜４１、誘電体膜４２、第２層間絶縁膜４３、第３層間絶縁膜４４に異方性ドライエッチングを施す。その結果、図５（ｃ１）、（ｃ２）に示すように、格子状の非表示領域１００ｃと重なる領域のみに絶縁膜４０が残り、非表示領域１００ｃの幅方向の両端部に沿っては、支持基板１０ｄに対して垂直な側面壁４０ａが形成される。
【００４３】
次に、遮光膜形成工程では、図５（ｄ１）、（ｄ２）に示すように、格子状の絶縁膜４０の上面４０ｂおよび側面壁４０ａを覆うようにモリブデン、タングステン、チタン、窒化チタン、クロムなどからなる遮光膜７を形成する。
【００４４】
次に、遮光膜エッチング工程では、図６（ａ１）、（ａ２）に示すように、格子状の絶縁膜４０の上面４０ｂが露出するまで遮光膜７に異方性ドライエッチングを施すとともに、格子状の絶縁膜５の側面壁４０ａに遮光膜（側部遮光層７ａ）を残すエッチバック処理を行なう。
【００４５】
次に、上層側絶縁膜形成工程では、図６（ｂ１）、（ｂ２）に示すように、格子状の絶縁膜４０により囲まれた領域内全体を埋めるように第４層間絶縁膜４５を形成した後、第２の平坦化工程で、第４層間絶縁膜４５の上面４５ｂを平坦化する。かかる平坦化を行なうにあたって、本形態では、化学機械研磨法を用いる。
【００４６】
次に、図４に示すように、第４層間絶縁膜４５および第３層間絶縁膜４４を貫通するコンタクトホール８６を形成する。次に、第４層間絶縁膜４５の上層にＩＴＯ膜を形成した後、ＩＴＯ膜をパターニングし、画素電極９ａを形成する。以降の工程については説明を省略する。
【００４７】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の液晶装置１００では、対向基板２０において、非表示領域１００ｃと重なるように上部遮光層５４が形成されているため、対向基板２０側から入射する光源からの光（図４に矢印Ｌ１で示す）が電界効果型トランジスタ３０のチャネル領域１ａ′に入射することを対向基板２０自身で防止することができる。また、素子基板１０において、支持基板１０ｄと半導体層１ａとの間には、半導体層１ａと重なる領域（非表示領域１００ｃと重なる領域）に下部遮光層１１ａが形成されているため、素子基板１０から出射した光が後段の光学系などで反射して戻り光（反射光／図４に矢印Ｌ２で示す）として電界効果型トランジスタ３０のチャネル領域１ａ′に入射することを素子基板１０自身で防止することができる。
【００４８】
また、本形態では、図４に矢印Ｌ３、Ｌ４で示すような入射角が大きな光が液晶装置１００に斜め入射した場合でも、格子状の非表示領域１００ｃの幅方向の両端部に沿って側部遮光層７ａが形成されているので、矢印Ｌ３、Ｌ４で示すような光が電界効果型トランジスタ３０のチャネル領域１ａ′に直接、入射することを防止することができるとともに、矢印Ｌ３、Ｌ４で示すような光が走査線３ａ、容量線５ｂあるいはデータ線６ａで反射して電界効果型トランジスタ３０のチャネル領域１ａ′に入射することを防止することができる。
【００４９】
しかも、側部遮光層７ａは、支持基板１０ｄに対して垂直であるため、平面視したとき、側部遮光層７ａが画素内で占める面積が極めて狭い。それ故、側部遮光層７ａを形成した場合でも、画素開口率を著しく低下させることがない。よって、１画素当たり、表示光量を多く確保でき、かつ、信頼性の高い液晶装置１００を提供することができる。
【００５０】
また、格子状の絶縁膜４０により囲まれた凹部は、この絶縁膜４０の上層側に形成された第４層間絶縁膜４５により埋められている。このため、格子状の絶縁膜４０により囲まれた凹部を、別の絶縁膜で埋める必要がないので、成膜工程の数を低減できるという利点がある。
【００５１】
さらに、絶縁膜４０の表面が平坦化されているため、遮光膜エッチング工程において、格子状の絶縁膜４０の側面壁４０ａに側部遮光層７ａを残す際、他の領域に遮光膜７が残ってしまうことを確実に防止することができる。
【００５２】
さらにまた、第４層間絶縁膜４５の表面も平坦化されているため、第４層間絶縁膜４５の表面に画素電極９ａを平坦に形成することができる。すなわち、格子状の絶縁膜４０により囲まれた領域内全体を埋めるように第４層間絶縁膜４５を形成するにはかなり分厚い第４層間絶縁膜４５を形成する必要があり、それ故、第４層間絶縁膜４５の上層側には大きな段差が形成してしまう。しかるに本形態では、上層側絶縁膜形成工程の後、第２の平坦化工程により、上層側絶縁膜形成工程で形成された第４層間絶縁膜４５の表面を平坦化するので、かかる大きな段差を解消でき、第４層間絶縁膜４５の表面に画素電極９ａを形成することができる。
【００５３】
［他の実施の形態］
上記実施の形態では、側部遮光層７ａの上端部は、走査線３ａ、データ線６ａ、半導体層１ａよりも上層側であり、側部遮光層７ａの下端部は、下部遮光層１１ａの近傍で支持基板１０ｄに届いている構成であったが、側部遮光層７ａの下端部を下部遮光層１１ａに届いている構成であってもよい。この場合、側部遮光層７ａを定電位線と電気的に接続し、側部遮光層７ａを介して、下部遮光層１１ａを定電位に保持する構成を採用してもよい。
【００５４】
また、上記実施の形態では、側部遮光層７ａの上端部が走査線３ａ、データ線６ａ、半導体層１ａよりも上層側に位置している構成であったが、半導体層１ａよりも上層側であれば、例えば、側部遮光層７ａの上端部が走査線３ａより上層側であるが、データ線６ａより下層側に位置している構成を採用してもよい。
【００５５】
上記形態では、側部遮光層７ａを形成するにあたって、モリブデン、タングステン、チタン、窒化チタン、クロムなどの遮光性の高い膜を用いたため、遮光能力に優れている。これに対して、側部遮光層７ａとしてアルミニウム膜など、反射性の高い遮光膜を用いれば、画素開口領域１００ｄに斜めに入射した光を画素電極９ａに効率よく導くことができるので光の利用効率を向上することができる。
【００５６】
さらにまた、上記形態では、半導体層１ａが単結晶シリコン層からなる場合を例に説明したが、半導体層１ａとしては、低温プロセスでアモルファスシリコン膜を形成した後、レーザアニールやランプアニールなどにより多結晶化したポリシリコン膜を用いた反射型液晶装置に本発明を適用してもよい。この場合、支持基板１０ｄとしては安価なガラス基板を用いることができる。このような場合、ゲート絶縁層２は、ＣＶＤ法などにより形成したシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、あるいはそれらの積層膜により構成される。
【００５７】
［投射型表示装置への適用例］
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（投射型表示装置）の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。
【００５８】
図７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１１１に光を照射し、このスクリーン１１１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。そして、プロジェクタ１１０は、光源１１２と、ダイクロイックミラー１１３、１１４と、液晶ライトバルブ１１５〜１１７（液晶装置１００）と、投射光学系１１８と、クロスダイクロイックプリズム１１９と、リレー系１２０とを備えている。
【００５９】
光源１１２は、赤色光、緑色光及び青色光を含む光を供給する超高圧水銀ランプで構成されている。ダイクロイックミラー１１３は、光源１１２からの赤色光を透過させると共に緑色光及び青色光を反射する構成となっている。また、ダイクロイックミラー１１４は、ダイクロイックミラー１１３で反射された緑色光及び青色光のうち青色光を透過させると共に緑色光を反射する構成となっている。このように、ダイクロイックミラー１１３、１１４は、光源１１２から出射した光を赤色光と緑色光と青色光とに分離する色分離光学系を構成する。
【００６０】
ここで、ダイクロイックミラー１１３と光源１１２との間には、インテグレータ１２１及び偏光変換素子１２２が光源１１２から順に配置されている。インテグレータ１２１は、光源１１２から照射された光の照度分布を均一化する構成となっている。また、偏光変換素子１２２は、光源１１２からの光を例えばｓ偏光のような特定の振動方向を有する偏光にする構成となっている。
【００６１】
液晶ライトバルブ１１５は、ダイクロイックミラー１１３を透過して反射ミラー１２３で反射した赤色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置（電気光学装置）である。液晶ライトバルブ１１５は、λ／２位相差板１１５ａ、第１偏光板１１５ｂ、液晶パネル１１５ｃ及び第２偏光板１１５ｄを備えている。ここで、液晶ライトバルブ１１５に入射する赤色光は、ダイクロイックミラー１１３を透過しても光の偏光は変化しないことから、ｓ偏光のままである。
【００６２】
λ／２位相差板１１５ａは、液晶ライトバルブ１１５に入射したｓ偏光をｐ偏光に変換する光学素子である。また、第１偏光板１１５ｂは、ｓ偏光を遮断してｐ偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル１１５ｃは、ｐ偏光を画像信号に応じた変調によってｓ偏光（中間調であれば円偏光又は楕円偏光）に変換する構成となっている。さらに、第２偏光板１１５ｄは、ｐ偏光を遮断してｓ偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ１１５は、画像信号に応じて赤色光を変調し、変調した赤色光をクロスダイクロイックプリズム１１９に向けて射出する構成となっている。
【００６３】
なお、λ／２位相差板１１５ａ及び第１偏光板１１５ｂは、偏光を変換させない透光性のガラス板１１５ｅに接した状態で配置されており、λ／２位相差板１１５ａ及び第１偏光板１１５ｂが発熱によって歪むのを回避することができる。
【００６４】
液晶ライトバルブ１１６は、ダイクロイックミラー１１３で反射した後にダイクロイックミラー１１４で反射した緑色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。そして、液晶ライトバルブ１１６は、液晶ライトバルブ１１５と同様に、第１偏光板１１６ｂ、液晶パネル１１６ｃ及び第２偏光板１１６ｄを備えている。液晶ライトバルブ１１６に入射する緑色光は、ダイクロイックミラー１１３、１１４で反射されて入射するｓ偏光である。第１偏光板１１６ｂは、ｐ偏光を遮断してｓ偏光を透過させる偏光板である。また、液晶パネル１１６ｃは、ｓ偏光を画像信号に応じた変調によってｐ偏光（中間調であれば円偏光又は楕円偏光）に変換する構成となっている。そして、第２偏光板１１６ｄは、ｓ偏光を遮断してｐ偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ１１６は、画像信号に応じて緑色光を変調し、変調した緑色光をクロスダイクロイックプリズム１１９に向けて射出する構成となっている。
【００６５】
液晶ライトバルブ１１７は、ダイクロイックミラー１１３で反射し、ダイクロイックミラー１１４を透過した後でリレー系１２０を経た青色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。そして、液晶ライトバルブ１１７は、液晶ライトバルブ１１５、１１６と同様に、λ／２位相差板１１７ａ、第１偏光板１１７ｂ、液晶パネル１１７ｃ及び第２偏光板１１７ｄを備えている。ここで、液晶ライトバルブ１１７に入射する青色光は、ダイクロイックミラー１１３で反射してダイクロイックミラー１１４を透過した後にリレー系１２０の後述する２つの反射ミラー１２５ａ、１２５ｂで反射することから、ｓ偏光となっている。
【００６６】
λ／２位相差板１１７ａは、液晶ライトバルブ１１７に入射したｓ偏光をｐ偏光に変換する光学素子である。また、第１偏光板１１７ｂは、ｓ偏光を遮断してｐ偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル１１７ｃは、ｐ偏光を画像信号に応じた変調によってｓ偏光（中間調であれば円偏光又は楕円偏光）に変換する構成となっている。さらに、第２偏光板１１７ｄは、ｐ偏光を遮断してｓ偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ１１７は、画像信号に応じて青色光を変調し、変調した青色光をクロスダイクロイックプリズム１１９に向けて射出する構成となっている。なお、λ／２位相差板１１７ａ及び第１偏光板１１７ｂは、ガラス板１１７ｅに接した状態で配置されている。
【００６７】
リレー系１２０は、リレーレンズ１２４ａ、１２４ｂと反射ミラー１２５ａ、１２５ｂとを備えている。リレーレンズ１２４ａ、１２４ｂは、青色光の光路が長いことによる光損失を防止するために設けられている。ここで、リレーレンズ１２４ａは、ダイクロイックミラー１１４と反射ミラー１２５ａとの間に配置されている。また、リレーレンズ１２４ｂは、反射ミラー１２５ａ、１２５ｂの間に配置されている。反射ミラー１２５ａは、ダイクロイックミラー１１４を透過してリレーレンズ１２４ａから出射した青色光をリレーレンズ１２４ｂに向けて反射するように配置されている。また、反射ミラー１２５ｂは、リレーレンズ１２４ｂから出射した青色光を液晶ライトバルブ１１７に向けて反射するように配置されている。
【００６８】
クロスダイクロイックプリズム１１９は、２つのダイクロイック膜１１９ａ、１１９ｂをＸ字型に直交配置した色合成光学系である。ダイクロイック膜１１９ａは青色光を反射して緑色光を透過する膜であり、ダイクロイック膜１１９ｂは赤色光を反射して緑色光を透過する膜である。したがって、クロスダイクロイックプリズム１１９は、液晶ライトバルブ１１５〜１１７のそれぞれで変調された赤色光と緑色光と青色光とを合成し、投射光学系１１８に向けて射出するように構成されている。
【００６９】
なお、液晶ライトバルブ１１５、１１７からクロスダイクロイックプリズム１１９に入射する光はｓ偏光であり、液晶ライトバルブ１１６からクロスダイクロイックプリズム１１９に入射する光はｐ偏光である。このようにクロスダイクロイックプリズム１１９に入射する光を異なる種類の偏光としていることで、クロスダイクロイックプリズム１１９において各液晶ライトバルブ１１５〜１１７から入射する光を有効に合成できる。ここで、一般に、ダイクロイック膜１１９ａ、１１９ｂはｓ偏光の反射特性に優れている。このため、ダイクロイック膜１１９ａ、１１９ｂで反射される赤色光及び青色光をｓ偏光とし、ダイクロイック膜１１９ａ、１１９ｂを透過する緑色光をｐ偏光としている。投射光学系１１８は、投影レンズ（図示略）を有しており、クロスダイクロイックプリズム１１９で合成された光をスクリーン１１１に投射するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した反射型液晶装置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、およびそのＨ−Ｈ′断面図である。
【図２】本発明を適用した反射型液晶装置の画像表示領域などの電気的な構成を示す等価回路図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した液晶装置の素子基板において相隣接する画素の平面図、およびこの素子基板上における非表示領域を右下がりの斜線によって示した説明図である。
【図４】図３（ａ）のＡ−Ａ′線に相当する位置で液晶装置を切断したときの断面図である。
【図５】本発明を適用した液晶装置の製造工程のうち、素子基板に側部遮光層を形成する工程を示す工程断面図である。
【図６】本発明を適用した液晶装置の製造工程のうち、素子基板に側部遮光層を形成する工程を示す工程断面図である。
【図７】本発明に係る液晶装置を用いたプロジェクタの概略構成図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ａ・・半導体層、３ａ・・走査線（ゲート電極）、５ｂ・・容量線、６ａ・・データ線、７・・遮光膜、７ａ・・側部遮光層（第１の遮光層）、９ａ・・画素電極、１０・・素子基板、１０ｄ・・支持基板、１１ａ・・下部遮光層（第２の遮光層）、２０・・対向基板、３０・・電界効果型トランジスタ（画素トランジスタ）、４０・・絶縁膜、４０ａ・・絶縁膜の側面壁、５４・・上部遮光層（第３の遮光層）、１００・・液晶装置、１００ｃ・・非表示領域、１００ｄ・・画素開口領域（各画素の表示領域）
【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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