(57)【要約】【課題】例えば、画素スイッチング用ＴＦＴを形成する際に生じる熱応力に起因して発生する膜はがれを低減する。【解決手段】熱伝導膜１２ａによれば、ＴＦＴ３０を形成する際のレーザ照射によって生じる熱が下側遮光膜１１ａ及び下地絶縁膜１２０に伝わらないように逃がすことが可能である。したがって、熱伝導膜１２ａによれば、熱伝導膜１２ａを形成しない場合に比べて、下側遮光膜１１ａ及び下地絶縁膜１２０間に作用する熱応力を低減できる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された第１絶縁膜と、
該絶縁膜上に形成された遮光膜と、
該遮光膜上に形成されており、前記第１絶縁膜より高い熱伝導率を有する熱伝導膜を含む第２絶縁膜と、
該第２絶縁膜上において前記遮光膜に重なるように形成されており、前記基板上の表示領域を構成する複数の画素部の夫々に設けられた画素電極に画像信号を供給する半導体素子と
を備えたことを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記熱伝導膜は、前記第２絶縁膜の膜厚の６０％より厚い膜厚を有していること
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２絶縁膜は、前記熱伝導膜上に形成された第３絶縁膜を有すること
を特徴とする請求項１又は２に何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記遮光膜の端部は、前記遮光膜の外側に向かって前記第１絶縁膜の表面に近づくように前記表面に対して傾斜した側面を有していること
を特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記側面及び前記表面がなす角は、２０°より小さいこと
を特徴とする請求項４に記載の電気光学装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項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、光強度が強い光を用いて画像を表示するヘッドアップディスプレイ等の電気光学装置、及びそのような電気光学装置を具備してなる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では、複数の画素部から構成される表示領域に縦横に配列された多数の走査線及びデータ線、並びにこれらの各交点に対応して多数の画素電極が基板上に設けられている。このような電気光学装置は、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）駆動によるアクティブマトリクス駆動方式を採用しており、各画素部に対応して画素スイッチング用ＴＦＴが設けられる。データ線に供給された画像信号は、各画素部に形成された画素スイッチング用ＴＦＴのスイッチング動作に応じて画素電極に供給され、表示領域に画像が表示される。
【０００３】
通常、ＴＦＴ等の半導体素子では、チャネル領域を含む半導体層に光が照射されることによって光リーク電流が発生する。仮に、画素に形成された画素スイッチング用ＴＦＴに対する遮光が十分でなく、画素スイッチング用ＴＦＴに光が照射された場合、画像信号に応じた所定の電位が画素電極に印加されなくなり、表示不良を発生させてしまう問題点がある。このような問題点は、特に、光源光の光強度が強いヘッドアップディスプレイ等の電気光学装置において画素スイッチング用ＴＦＴに対する遮光が十分でない場合に顕著になる。
【０００４】
このような表示不良を低減するために、例えば、ＴＦＴアレイ基板側から照射される戻り光を遮光するために、半導体素子及びＴＦＴアレイ基板間に遮光膜が形成された電気光学装置が提案されている。例えば、特許文献１は、複数の層から構成された遮光膜によって画素スイッチング用ＴＦＴを遮光する技術を開示している。特許文献２は、遮光膜を形成することによって発生し易い欠陥を低減する技術を開示している。特許文献３は、画素の開口率を低下させずに画素スイッチング用ＴＦＴを遮光する技術を開示している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２５２１８８号公報
【特許文献２】特開２００５−２５９８６５号公報
【特許文献３】特開平１１−３３０４８１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、この種の電気光学装置では、遮光膜の上層に形成されたアモルファスシリコン層等の半導体層を結晶化する目的でレーザを用いて当該半導体層をアニールする場合がある。この場合、レーザ照射によって発生した熱が、半導体層の下層側に形成された遮光膜及びその下側に形成された下地絶縁膜に伝導するため、これら膜の界面に熱応力が作用し、膜はがれが生じてしまうことがある。このような膜はがれは、特に、遮光膜の端部において顕著に発生し、電気光学装置の表示性能の低下、及び信頼性の低下を招いてしまう問題点がある。ここで、特許文献１及び２に開示された技術によれば、膜はがれを低減できる反面、電気光学装置の製造プロセスの煩雑化を招いてしまう。また、特許文献３に開示された技術によれば、開口率の低下を招いてしまう。
【０００７】
よって、本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、例えば、製造プロセスの煩雑化及び開口率の低下を招くことなく、画素スイッチング用ＴＦＴの光リークに起因して発生する表示不良を低減可能な電気光学装置、及びそのような電気光学装置を具備してなるヘッドアップディスプレイ等の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】
本発明に係る液晶装置は上記課題を解決するために、基板上に形成された第１絶縁膜と、該絶縁膜上に形成された遮光膜と、該遮光膜上に形成されており、前記第１絶縁膜より高い熱伝導率を有する熱伝導膜を含む第２絶縁膜と、該第２絶縁膜上において前記遮光膜に重なるように形成されており、前記基板上の表示領域を構成する複数の画素部の夫々に設けられた画素電極に画像信号を供給する半導体素子とを備える。
【０００９】
本発明に係る電気光学装置によれば、基板は、例えば、ガラス基板等の透明基板である。第１絶縁膜及び遮光膜は、エッチング法等の汎用の膜形成法を用いて基板上に順次形成されている。遮光膜は、後述する半導体素子に光が照射されないように、半導体素子の下側から当該半導体素子を遮光する。
【００１０】
第２絶縁膜は、遮光膜上に形成されており、第１絶縁膜より高い熱伝導率を有する熱伝導膜を含んでいる。より具体的には、例えば、第１絶縁膜がＳｉＯ２、或いはガラス等の絶縁膜で構成されている場合、これら絶縁膜より熱伝導率が高いＳｉＮを用いて熱伝導膜を形成可能である。このような熱伝導膜によれば、第２絶縁膜上に形成される半導体素子に含まれるポリシリコン等の半導体膜を結晶化する目的で当該半導体層にレーザを照射した場合でも、レーザ照射によって発生した熱を逃がすことができる。したがって、遮光膜及び第１絶縁膜の界面に作用する熱応力を低減することができ、これら膜に生じる膜はがれ等の不具合を低減することが可能である。
【００１１】
半導体素子は、例えば、基板上に形成されたＴＦＴ等の画素スイッチング用素子であり、第２絶縁膜上において遮光膜に重なるように形成されており、基板上の表示領域を構成する複数の画素部の夫々に設けられた画素電極に画像信号を供給する。半導体素子は、遮光膜に重なるように形成されているため、半導体素子の下層側から当該半導体素子に照射される光が遮光膜によって遮光される。したがって、本発明に係る電気光学装置によれば、光リーク電流に起因する表示不良が電気光学装置を提供できる。加えて、本発明に係る電気光学装置によれば、第１絶縁膜より高い熱伝導率を有する熱伝導膜を遮光膜及び半導体素子間に形成すればよいため、複雑な製造プロセスを用いることなく簡便な製造プロセスによって、膜はがれが低減された遮光膜を形成可能である。
【００１２】
本発明に係る電気光学装置によれば、遮光膜及びその下層側に形成された第１絶縁膜間に生じる膜はがれを低減しつつ、半導体素子を遮光でき、電気光学装置による高品位の画像表示、及び電気光学装置の高信頼性を実現できる。
【００１３】
本発明に係る液晶装置の一の態様では、前記熱伝導膜は、前記第２絶縁膜の膜厚の６０％より厚い膜厚を有していてもよい。
【００１４】
この態様によれば、半導体素子に含まれる半導体層から遮光膜に伝わる熱の大部分を逃がすことが可能であり、熱伝導膜を形成しない場合に比べて、遮光膜及び第１絶縁膜間に作用する熱応力を低減できる。
【００１５】
本発明に係る液晶装置の他の態様では、前記第２絶縁膜は、前記熱伝導膜上に形成された第３絶縁膜を有していてもよい。
【００１６】
この態様によれば、半導体素子及び遮光膜間の絶縁性を第３絶縁膜によって維持しつつ、熱伝導膜に用いる材料の選択枝を増やすことができる。より具体的には、熱伝導膜として、例えば、画素電極に用いるＩＴＯ(Indium Ti Oxide)等の導電膜を用いることも可能であり、画素電極を形成する工程と同じ手順で熱伝導膜を形成でき、製造プロセスを簡便にすることが可能である。
【００１７】
本発明に係る液晶装置の他の態様では、前記遮光膜の端部は、前記遮光膜の外側に向かって前記第１絶縁膜の表面に近づくように前記表面に対して傾斜した側面を有していてもよい。
【００１８】
この態様によれば、膜はがれが発生しやすい遮光膜の端部において、端部の側面が立っている状態、即ち第１絶縁膜の表面に対して直交している場合に比べて第１絶縁膜の表面の面内方向に沿って熱勾配を緩和でき、膜はがれを低減できる。
【００１９】
この態様では、前記側面及び前記表面がなす角は、２０°より小さくてもよい。
【００２０】
この態様によれば、遮光膜及び第１絶縁膜の界面のサイズに対して、これら膜間に膜はがれが生じない程度に熱勾配を緩和できる。尚、端部の側面が第１絶縁膜の表面に対してなす角度は、遮光膜をパターニングする際に用いられるレジストの膜厚或いは形状等を個別に設定すれば調整可能である。
【００２１】
本発明に係る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。
【００２２】
本発明に係る電子機器によれば、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、高品位の画像表示が可能であり、且つ高い信頼性を有するヘッドアップディスプレイ等の投射型表示装置などの電子機器を実現できる。
【００２３】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施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】
【００２４】
以下、図面を参照しながら本発明に係る電気光学装置及び電子機器の各実施形態を説明する。
【００２５】
＜１：電子機器＞
先ず、図１を参照して、本発明に係る電子機器の一実施形態であるヘッドアップディスプレイの構成を説明する。本実施形態に係るヘッドアップディスプレイは投射型液晶装置であり、ここでは、その光学ユニットに組み込まれている光学系を中心に説明する。図１は、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイの図式的断面図である。本実施形態のヘッドアップディスプレイは、本発明に係る「電気光学装置」の一例である液晶ライトバルブが３枚一組で用いられてなる複板式のカラーディスプレイとして構築されており、車両におけるフロントガラス等の投影面に所望の画像を投影できる。
【００２６】
図１において、本実施形態における複板式カラープロジェクタの一例たる、ヘッドアップディスプレイ１１００は、駆動回路がＴＦＴアレイ基板上に搭載された電気光学装置を含む液晶ライトバルブを３個用意し、夫々をＲＧＢ用の液晶ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂとして用いている。ヘッドアップディスプレイ１１００では、メタルハライドランプ等の白色光源のランプユニット１１０２から投射光が発せられると、３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原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ及びＢに分けられ、各色に対応する液晶ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂに夫々導かれる。この際、特にＢ光は、長い光路による光損失を防ぐために、入射レンズ１１２２、リレーレンズ１１２３及び出射レンズ１１２４からなるリレーレンズ系１１２１を介して導かれる。液晶ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂにより夫々変調された３原色に対応する光成分は、ダイクロイックプリズム１１１２により再度合成された後、投射レンズ１１１４を介して投影面にカラー画像として投射される。
【００２７】
液晶ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂは、例えば、後述の如きＴＦＴを画素スイッチング素子として用いたアクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルを備えている。
【００２８】
ヘッドアップディスプレイ１１００の駆動時には、強力な光強度を有する光源光がランプユニット１１０２から各液晶ライトバルブに投射される。この際、ランプユニット１１０２から直接投射される光源光、或いは戻り光がＴＦＴ等の半導体素子に照射されると光リーク電流によってヘッドアップディスプレイ１１００の表示性能が低下してしまう。
【００２９】
そこで、本実施形態では、液晶ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂの夫々について、画素スイッチング用素子として用いられるＴＦＴを後述する遮光膜によって遮光し、表示性能の低下を防止しつつ、信頼性を高めている。
【００３０】
尚、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイは、光源光を変調する一枚の液晶ライトバルブのみを備えて構成されていてもよい。このようなヘッドアップディスプレイには、後述する液晶ライトバルブが用いられているため、上述したヘッドアップディスプレイと同様に信頼性が高められている。
【００３１】
＜２：電気光学装置＞
＜２−１：電気光学装置の構成＞
次に、図２乃至図７を参照しながら、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイが備える電気光学装置の一例である液晶ライトバルブの具体的な構成を説明する。液晶パネル５００は、上述したヘッドアップディスプレイ１１００における液晶ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂの夫々の液晶パネルとして使用される。
【００３２】
図２及び図３を参照しながら、液晶パネルの具体的構成を説明する。ここでは、液晶パネル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挙げる。図２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見た液晶パネルの平面図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ´断面図である。
【００３３】
図２及び図３において、液晶パネル５００では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。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、複数の画素が配置された画像表示領域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。
【００３４】
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。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が散布されている。したがって、液晶パネル５００は、ヘッドアップディスプレイのライトバルブ用として小型で拡大表示を行うのに適している。
【００３５】
シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、本発明の「表示領域」の典型例である画像表示領域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いてもよい。
【００３６】
画像表示領域１０ａの周辺に広がる周辺領域のうち、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辺に沿い、且つ、前記額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。
【００３７】
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。これら上下導通端子１０６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。ＴＦＴアレイ基板１０上には、外部回接続端子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。
【００３８】
図３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形成された後の画素電極９ａ上に、図示しない配向膜が形成されている。他方、対向基板２０上には、対向電極２１の他、格子状又はストライプ状の遮光膜２３、更には最上層部分に図示しない配向膜が形成されている。また、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。
【００３９】
尚、図２及び図３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等に加えて、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電気光学装置の品質、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。
【００４０】
＜２−２：電気光学装置の回路構成及び動作＞
次に、図４を参照して、液晶パネル５００の回路構成及び動作について説明する。図４は、液晶パネル５００の画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。
【００４１】
図４において、液晶パネル５００の画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状に形成された複数の画素には夫々、画素電極９ａと当該画素電極９ａに印加される電圧をスイッチング制御するための画素スイッチング用素子であり、且つ本発明の「半導体素子」の一例であるＴＦＴ３０とが形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該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されても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給されてもよい。
【００４２】
ＴＦＴ３０のゲートにゲート電極３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線１１ａ及びゲート電極３ａ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液晶パネル５００は構成されている。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。
【００４３】
電気光学物質の一例としての液晶に画素電極９ａを介して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に形成された対向電極２１との間で一定期間保持される。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、全体として液晶パネル５００からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射する。
【００４４】
ここで保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９ａと対向電極２１との間に形成される液晶容量と並列に保持容量７０が付加されている。保持容量７０は、走査線１１ａに並んで設けられ、固定電位側容量電極を含むとともに定電位に固定された容量電極３００を含んでいる。
【００４５】
＜２−３：画素部の具体的な構成＞
次に、図５乃至図７を参照しながら、液晶パネル５００における画素部の具体的な構成を詳細に説明する。図５は、データ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。図６は、図５のＶＩ−ＶＩ´断面図である。図７は、図６の一部を拡大して示した拡大図である。尚、図５乃至図７においては、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。
【００４６】
図５において、液晶パネル５００のＴＦＴアレイ基板１０上には、Ｘ方向及びＹ方向に対してマトリクス状に複数の透明な画素電極９ａ（点線部９ａ´により輪郭が示されている）が設けられており、画素電極９ａの縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ及び走査線３ａが設けられている。
【００４７】
半導体層１ａのうち図５中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３ａが配置されている。このように、走査線３ａとデータ線６ａとが交差する個所の夫々には画素スイッチング用のＴＦＴ３０が設けられている。  データ線６ａは、その上面が平坦化された第２層間絶縁膜４２を下地として形成された下地膜４２ａａ上に形成されており、コンタクトホール８１を介してＴＦＴ３０の高濃度ソース領域に接続されている。データ線６ａ及びコンタクトホール８１内部は、例えば、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｃｕ等のＡｌ（アルミニウム）含有材料、又はＡｌ単体、若しくはＡｌ層とＴｉＮ層等との多層膜からなる。データ線６ａは、ＴＦＴ３０を遮光する機能を有している。
【００４８】
蓄積容量７０は、高濃度ドレイン領域１ｅ及び画素電極９ａに接続された画素電位側容量電極としての下部容量電極７１と、固定電位側容量電極としての上部容量電極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。
【００４９】
図５及び図６に示すように、上部容量電極３００は、例えば金属又は合金を含む上側遮光膜（内蔵遮光膜）としてＴＦＴ３０の上側に設けられている。上部容量電極３００は、固定電位側容量電極としても機能する。上部容量電極３００は、例えば、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｌ（アルミニウム）等の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からなる。上部容量電極３００は、例えば導電性のポリシリコン膜等からなる第１膜と高融点金属を含む金属シリサイド膜等からなる第２膜とが積層された多層構造を持っていてもよい。
【００５０】
下部容量電極７１は、例えば導電性のポリシリコン膜や、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ａｌ等の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からなり画素電位側容量電極として機能する。下部容量電極７１は、画素電位側容量電極としての機能の他、上側遮光膜としての上部容量電極３００とＴＦＴ３０との間に配置される、光吸収層或いは上側遮光膜の他の例としての機能を持ち、更に、画素電極９ａとＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅとを中継接続する機能を持つ。但し、下部容量電極７１も、上部容量電極３００と同様に、金属又は合金を含む単一層膜若しくは多層膜から構成されていてもよい。
【００５１】
容量電極としての下部容量電極７１と上部容量電極３００との間に配置される誘電体膜７５は、例えばＨＴＯ（High Temperature Oxide）膜、ＬＴＯ（Low Temperature Oxide）膜等の酸化シリコン膜、あるいは窒化シリコン膜等から構成される。
【００５２】
上部容量電極３００は、画素電極９ａが配置された画像表示領域１０ａからその周囲に延びており、定電位源と電気的に接続されて固定電位とされる。
【００５３】
ＴＦＴ３０の下側には、本発明の「第２絶縁膜」の一例である下地絶縁膜１２が形成さされている。本発明の「遮光膜」の一例である下側遮光膜１１ａは、ＴＦＴアレイ基板１０上に形成された、本発明の「第１絶縁膜」の一例である下地絶縁膜１２０に形成されている。下側遮光膜１１ａは、下地絶縁膜１２及び１２０間に平面的に見て格子状に設けられており、ＴＦＴアレイ基板１０側から装置内に入射する戻り光からＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ´及びその周辺を遮光する。下側遮光膜１１ａは、上部容量電極３００と同様に、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ａｌ等の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からなる。
【００５４】
下地絶縁層１２は、下側遮光膜１１ａからＴＦＴ３０を層間絶縁する機能の他、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ＴＦＴ３０の特性の劣化を防止する機能を有する。画素電極９ａは、下部容量電極７１を中継することにより、コンタクトホール８３及び８５を介して半導体層１ａのうち高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続されている。
【００５５】
下地絶縁膜１２は、下地絶縁膜１２０がＳｉＯ２、或いはガラス等の絶縁膜で構成されている場合、これら絶縁膜より熱伝導率が高いＳｉＮからなる熱伝導膜１２ａと、本発明の「第３絶縁膜」の一例である絶縁膜１２ｂとを有している。熱伝導膜１２ａによれば、下地絶縁膜１２上に形成されるＴＦＴ３０に半導体層１ａを形成するためにレーザ照射等の結晶化手段を用いてポリシリコン等の半導体膜を結晶化する際に、レーザ照射によって発生した熱を熱伝導膜１２ａを介して逃がすことができる。加えて、熱勾配を緩和できる。したがって、下側遮光膜１１ａ及び下地絶縁膜１２０の界面に作用する熱応力を低減することができ、これら膜に生じる膜はがれ等の不具合を低減することが可能である。下側遮光膜１１ａ、及び熱伝導膜１２ａを備えた下地絶縁膜１２によれば、膜はがれが低減された信頼性の高い液晶パネルを提供できる。
【００５６】
尚、本実施形態では、下地絶縁膜１２は、熱伝導膜１２ａ及びその上に形成された絶縁膜１２ｂからなる多層構造を有しているため、ＴＦＴ３０及び下側遮光膜１１ａ間の絶縁を絶縁膜１２ｂによって維持しつつ、熱伝導膜１２ａに用いる材料の選択枝を増やすことができる。より具体的には、熱伝導膜１２ａとして、例えば、画素電極９ａに用いるＩＴＯ(Indium Ti Oxide)等の導電膜を用いることも可能であり、画素電極９ａを形成する工程と同じ手順で熱伝導膜１２ａを形成することによって、製造プロセスを簡便にすることが可能である。
【００５７】
加えて、液晶パネル５００によれば、ＴＦＴ３０は、下地絶縁膜１２上において下側遮光膜１１ａに重なるように形成されているため、ＴＦＴ３０の下層側から当該ＴＦＴ３０に照射される光が下側遮光膜１１ａによって遮光される。したがって、液晶パネル５００では、光リーク電流に起因する表示不良が低減可能である。加えて、上述したように、液晶パネル５００の構造によれば、下地絶縁膜１２０より高い熱伝導率を有する熱伝導膜１２ａを下側遮光膜１１ａ及びＴＦＴ３０間に形成すればよいため、複雑な製造プロセスを用いることなく簡便な製造プロセスによって膜はがれが低減された液晶パネル５００を製造可能である。
【００５８】
図５及び図６に示すように、液晶パネル５００は、透明なＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置される透明な対向基板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、シリコン基板からなり、対向基板２０は、例えばガラス基板や石英基板からなる。
【００５９】
ＴＦＴアレイ基板１０には、画素電極９ａが設けられており、その上側には、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。例えば、画素電極９ａはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などの透明導電性膜からなり、配向膜１６は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。
【００６０】
対向基板２０には、その全面に渡って対向電極２１が設けられており、その下側には、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。対向電極２１は例えば、ＩＴＯ膜などの透明導電性膜からなる。配向膜２２は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。
【００６１】
対向基板２０には、格子状又はストライプ状の遮光膜を設けるようにしてもよい。このような構成を採ることで、上部容量電極３００として設けられた上側遮光膜と併せ、ＴＦＴアレイ基板１０側からの入射光のチャネル領域１ａ´ないしその周辺への侵入を阻止するのをより確実に阻止することができる。
【００６２】
このように構成され、画素電極９ａと対向電極２１とが対面するように配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶層５０が形成される。液晶層５０は、画素電極９ａからの電界が印加されていない状態で配向膜１６及び２２により所定の配向状態をとる。
【００６３】
図５において、画素スイッチング用ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、ゲート電極３ａ２、走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１ａ´、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜を含む絶縁膜２、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、高濃度ソース領域１ｄ並びに高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。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は、半導体層１ａの不純物領域を構成しており、チャネル領域１ａ´の両側にミラー対称に形成されている。
【００６４】
ゲート電極３ａ２は、ポリシリコン膜等の導電膜や、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ａｌ等の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によって形成されており、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃに重ならないように絶縁膜２を介してチャネル領域１ａ´上に設けられている。したがって、ＴＦＴ３０では、高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅとゲート電極３ａ２とのオフセットが十分に確保されている。
【００６５】
尚、ゲート電極３ａ２の縁は、平面的に見て低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃとチャネル領域１ａ´との境界に重なっており、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃと、ゲート電極３ａ２との間に生じる寄生容量が低減されている。これにより、ＴＦＴ３０トランジスタの高速動作が可能となり、液晶パネル５００の表示性能が高められている。
【００６６】
加えて、液晶パネル５００では、ゲート電極３ａ２上にＴＦＴ３０を覆うように形成された上部容量電極３００によって、ゲート電極３ａ２のみによって遮光する場合に比べて効果的に低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃを遮光できる。
【００６７】
このように、液晶パネル５００によれば、光リーク電流が低減されたＴＦＴ３０を用いて、フリッカ等の画像表示を行う際に発生する不具合を低減でき、高品位で画像を表示できる。加えて、ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ構造を有しているため、ＴＦＴ３０の非動作時において低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃに流れるオフ電流が低減され、且つＴＦＴ３０の動作時に流れるオン電流の低下が抑制されている。よって、液晶パネル５００によれば、ＬＤＤ構造の利点及び光リーク電流が殆ど流れないことを利用して高品位で画像を表示できる。
【００６８】
下側遮光膜１１ａ上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール８１及び高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８３が各々開孔された第１層間絶縁膜４１が形成されている。
【００６９】
第１層間絶縁膜４１上には下部容量電極７１及び上部容量電極３００が形成されており、これらの上には、コンタクトホール８１及び８５が各々開孔された第２層間絶縁膜４２が形成されている。
【００７０】
本実施形態における第２層間絶縁膜４２は、例えばアクリル樹脂膜からなり、加熱による流動化状態を経ることによって上面が平坦化されている。即ち、その成膜時の上面には、下層側の蓄積容量７０やＴＦＴ３０、走査線３ａ、更には下地遮光膜１１ａの存在によって段差が生じているが、一旦流動化されることで、上面は段差による凹凸が均された状態となっている。
【００７１】
更に、データ線６ａの上から第２層間絶縁膜４２の全面を覆うように、コンタクトホール８５が形成された第３層間絶縁膜４３が、例えばアクリル樹脂膜により形成されている。画素電極９ａ及び配向膜１６は、第３層間絶縁膜４３の上面に設けられている。
【００７２】
次に、図７を参照しながら、下側遮光膜１１ａの周辺における積層構造を詳細に説明する。
【００７３】
図７に示すように、熱伝導膜１２ａをＳｉＮ、１２ｂをＳｉＯ２とした場合、熱伝導膜１２ａは下地絶縁膜１２の膜厚Ｔの６０％より厚い膜厚ｔａを有している。このような熱伝導膜１２ａによれば、ＴＦＴ３０を形成する際のレーザ照射によって生じる熱が下側遮光膜１１ａ及び下地絶縁膜１２０に伝わらないように大部分の熱を逃がすことが可能である。したがって、熱伝導膜１２ａによれば、熱伝導膜１２ａを形成しない場合に比べて、下側遮光膜１１ａ及び下地絶縁膜１２０間に作用する熱応力を低減できる。
【００７４】
下側遮光膜１１ａの端部１１ｂは、下側遮光膜１１ａの外側に向かって下地絶縁膜１２０の表面１２０ｃに近づくように表面１２０ｃに対して傾斜した側面１１ｃを有している。下側遮光膜１１ａによれば、膜はがれが発生しやすい下側遮光膜１１ａの端部１１ｂにおいて、端部１１ｂの側面が立っている状態、即ち下地絶縁膜１２０の表面１２０ｃに対して直交している場合に比べて表面１２０ｃの面内方向に沿って熱勾配を緩和でき、下側遮光膜１１ａ及び下地絶縁膜１２０間の膜はがれを低減できる。
【００７５】
また、側面１１ｃ及び表面１２０ｃがなす角αは、２０°より小さいほうが好ましい。このような側面１１ｃを備えた下側遮光膜１１ａによれば、下側遮光膜１１ａ及び下地絶縁膜１２０の界面のサイズに対して、これら膜間に膜はがれが生じない程度に熱勾配を緩和できる。尚、端部１１ｂの側面１１ｃが表面１２０ｃに対してなす角αの大きさは、下側遮光膜１１ａをパターニングする際に用いられるレジストの膜厚或いは形状等を個別に設定すれば調整可能である。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態に係る液晶パネルによれば、下側遮光膜１１ａ及びその下層側に形成された下地絶縁膜１２０間に生じる膜はがれを低減しつつ、ＴＦＴ３０等の半導体素子を遮光でき、ヘッドアップディスプレイ等の電子機器による高品位の画像表示、及び当該電子機器の高信頼性を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本実施形態に係るヘッドアップディスプレイの図式的断面図である。
【図２】本実施形態に係る電気光学装置モジュールが備える電気光学装置の平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ´断面図である。
【図４】本実施形態に係る電気光学装置の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、配線等の等価回路である。
【図５】本実施形態に係る液晶装置におけるデータ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ´断面図である。
【図７】図６の一部を拡大して示した拡大図である。
【符号の説明】
【００７８】
９ａ・・・画素電極、１０・・・ＴＦＴアレイ基板、１１ａ・・・下側遮光膜、１１ｂ・・・端部、１１ｃ・・・側面、１２，１２０・・・下地絶縁膜、１２ａ・・・熱伝導膜、１２ｂ・・・絶縁膜、２０・・・対向基板、３０・・・ＴＦＴ、４３・・・第３層間絶縁膜、５０・・・液晶層、１２０ｃ・・・表面、５００・・・液晶パネル
【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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