(57)【要約】【課題】  電気光学装置において、高品位な表示を行う。【解決手段】  画像表示領域内に、格子状の非開口領域を規定する遮光膜と、非開口領域によって区画された画素毎に設けられると共に半導体層を夫々有する複数の半導体素子とを備える。半導体層は、非開口領域内に配置され、非開口領域に対する半導体層の相対位置が調整されることにより、半導体層に対する表示光の照射光量が複数の半導体素子間で一定化されている。【選択図】      図９
2005234186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示領域に対して表示光が照射される電気光学装置であって、
前記画像表示領域内に非開口領域を規定する遮光膜と、前記非開口領域によって区画された画素毎に設けられると共に半導体層を夫々有する複数の半導体素子と
を備えており、
前記半導体層は前記非開口領域内に配置され、前記非開口領域に対する前記半導体層の相対位置が前記表示光に含まれる斜め入射成分の分布に応じて調整されることにより、前記半導体層に対する前記表示光の照射光量が前記複数の半導体素子間で一定化されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記照射光量は、前記複数の半導体素子毎の下限値のうち最大となる値に一定化さ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】
前記表示光は、前記画像表示領域の中心に向かって照射され、
前記相対位置は、前記中心からの距離に応じて調整されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記相対位置は、前記画像表示領域内で２方向に調整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】
前記遮光膜は、基板上において平面的に見て相交差するように延在する上側遮光膜及び下側遮光膜を含んでおり、前記半導体層は、前記基板上において前記上側遮光膜よりも下層側、且つ前記下側遮光膜よりも上層側に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記遮光膜は、基板上において平面的に見て相交差するように延在する上側遮光膜及び下側遮光膜を含んでおり、前記半導体層は、前記基板上において前記下側遮光膜よりも下層側の領域に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記遮光膜の少なくとも一部は、前記基板と対向配置される対向基板に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいず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、例えば液晶装置等の電気光学装置、及び該電気光学装置を具備する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は、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下適宜“ＴＦＴ”と呼ぶ）等を画素選択用のスイッチング素子として用いるアクティブマトリクス駆動形式を採ることが多い。ＴＦＴのチャネル領域に入射光が照射されると、光による励起で光リーク電流が発生してＴＦＴの特性が劣化し、表示面における画質の不均一やコントラスト比の低下、フリッカ特性の劣化等の原因となる。とりわけ、プロジェクタのライトバルブ用途では、入射光強度が高いために、このようなＴＦＴへの光の入射は問題となる。
【０００３】
そこで、ＴＦＴのチャネル領域やその周辺を遮光する各種技術が提案されている。例えば、ＴＦＴよりも上層に設けられる層間絶縁膜の上に遮光膜を設け、チャネル領域やその周辺を遮光する構造が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。或いは、ＴＦＴの下地をなす層間絶縁膜の下に遮光膜を設け、チャネル領域やその周辺を遮光する構造が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１１９３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の遮光技術には以下の問題点がある。一般に、表示面に照射される表示光は、表示面に垂直な成分だけでなく、斜め方向から入射する成分を含む。この斜め入射成分は、直接に又は装置内部での反射により間接的に、遮光膜同士の層間から非開口領域に入射し、ＴＦＴの半導体層ないしチャネル領域に入射するおそれがある。即ち、その上面や下面に遮光膜を設けるだけでは、ＴＦＴを十分に遮光することが困難であるという問題がある。
【０００６】
更に、本発明者の知見では、この斜め入射成分は表示面上にばらつきをもって入射することから、こうしたＴＦＴに対して一様に施される遮光対策では、画像表示領域の全域に渡ってＴＦＴ全部を同じように遮光することができず、却って表示斑が生じるという問題もある。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、高品位な表示を可能とする電気光学装置、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、画像表示領域に対して表示光が照射される電気光学装置であって、前記画像表示領域内に非開口領域を規定する遮光膜と、前記非開口領域によって区画された画素毎に設けられると共に半導体層を夫々有する複数の半導体素子とを備えており、前記半導体層は前記非開口領域内に配置され、前記非開口領域に対する前記半導体層の相対位置が前記表示光に含まれる斜め入射成分の分布に応じて調整されることにより、前記半導体層に対する前記表示光の照射光量が前記複数の半導体素子間で一定化されている。
【０００９】
本発明の電気光学装置によれば、画素単位に設けられる複数の半導体素子は、その半導体層の非開口領域に対する相対位置が夫々斜め入射成分の分布に応じて調整されており、その結果、各半導体層に対する表示光の照射光量が一定化されている。
【００１０】
ここでいう「半導体素子」は、例えば画素選択用のスイッチング素子として画素毎に設けられており、半導体層の遮光が必要な素子、例えば光の照射によって特性が変動するような半導体素子を指している。一般には、基板上に形成される画素選択用のＴＦＴがこれに該当する。但し、この半導体素子は、必ずしもＴＦＴである必要はなく、これ以外に、例えば薄膜ダイオード素子等の他の素子形態をとってもよい。
【００１１】
画像表示領域は、各画素の開口領域と非開口領域とに分別される。「各画素の開口領域」とは、各画素において、実際に表示に寄与する光が透過又は反射により射出される領域を指し、「非開口領域」は、その反対に、例えばブラックマトリクス、ブラックマスクとして設けられた遮光膜により遮光されて、光が射出されない領域を指す。そして、半導体素子は、画素配置に対応して分散配置されると共に、半導体層の遮光の目的で非開口領域に配置される。
【００１２】
ところが、画素表示領域に照射される表示光は、この領域が設けられた面に垂直に入射する成分以外に斜めに入射する成分を含む。斜め入射成分は、非開口領域に直接に、或いは装置内部の配線等にて乱反射又は多重反射して間接的に入射し、半導体素子の半導体層ないしチャネル領域に入射することがある。更に、本発明の発明者の知見によれば、この斜め入射成分は、画像表示領域内に面内分布をもって入射することがわかっている。一方、通常の半導体素子の配置は、非開口領域との相対的な位置関係がいずれも等しくなるように規則的である。よって、その場合の半導体層に対する照射光量は、斜め入射成分の分布に応じてばらつくことになる。その結果、光リーク電流量が素子毎にばらつき、画素表示領域において表示斑が生じてしまう。
【００１３】
そこで、本発明の電気光学装置では、半導体素子が非開口領域に配置されるだけでなく、斜め入射成分の分布に応じて素子毎に半導体層の位置を調整することにより、半導体層に対する照射光量が、半導体素子間で一定化されている。そのため、光リーク電流は単に低減されるだけでなく、画素表示領域内で均等に低減されることから、コントラスト比の低下防止やフリッカ特性の改善と併せて、表示斑やフリッカのばらつき等が軽減される。
【００１４】
ここに「一定化」とは、伝統的な電気光学装置の如くに非開口領域に対する半導体層の相対位置が何ら調整されていない場合と比較して、複数の半導体素子間における各半導体層に対する照射光量の差を低減するという意味である。理想的には、係る差を零にする又は零に近付けるという意味であるが、当該相対位置の調整により多少なりとも差を小さくすれば、ここにいう「一定化」する意味に含まれる。
【００１５】
即ち、一般的な遮光技術では、半導体層に対する光の入射経路を遮断するという発想から、平面的に見て半導体素子の上下に対応する位置に遮光膜を配置するのに対し、本発明では、更に、非開口領域内にて遮光膜の縁から入ってくる光をより受ける側又はより避ける側に半導体層自体の位置をずらすという着想に基づき、個々の半導体素子毎に半導体層の非開口領域に対する相対位置が調整されている。
【００１６】
言うまでもなく、半導体層に対する照射光量は少ない方がよい。従って、全ての半導体層を照射光量が最低若しくは零となる位置に配置して、半導体層間に照射光量のばらつきがない場合が最も望ましい態様であるが、そのような配置をとると照射光量にばらつきが生じる場合もあり得る。後者の場合は、前述したように表示品質のばらつきが生じる。そこで、本発明では、個々の半導体層の光リーク量を低減させるよりは、半導体層に対する照射光量を一律に抑えることを優先し、その位置調整を行うものとしている。
【００１７】
照射光量の基準値をどの値とするかは、斜め入射成分の分布や装置の構造等によって適宜に設定可能である。また、各半導体層の照射光量は、ぴったり基準値に合わせる以外に、ある程度の幅をもって概ね基準値に合わせるようにしてもよい。その場合は、半導体層の位置を厳密に求める必要がないので、例えば近似的なモデルを用いて、より簡便に設定することも可能である。尚、各半導体層の位置調整は、例えば、表示光の斜め入射成分の分布、及び装置の内部構造等に基づく計算により求めることもできるし、半導体層の位置での照射光量の実測値を基にして設定することもできる。
【００１８】
以上のように、本発明によれば、表示の均質性を含め、総合的に表示品質を向上させることが可能となる。
【００１９】
本発明の電気光学装置の一態様では、前記照射光量は、前記複数の半導体素子毎の下限値のうち最大となる値に一定化されている。
【００２０】
この態様によれば、各半導体層の移動によって加減される照射光量の下限値のなかで最も大きな値を、照射光量の基準とし、全ての半導体層の位置が調整される。
【００２１】
前述したように、照射光量が少なくなる方向に半導体層全体の位置を調整できれば良いが、それがかなわない場合には、このように、これ以上は低減できないとした照射光量が最も多い半導体層に他の半導体層が合わせるようすれば、半導体層全体の照射光量を一定化しつつもできるだけ少なく抑えることができ、半導体素子の配置を最適化することが可能である。
【００２２】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記表示光は、前記画像表示領域の中心に向かって照射され、前記相対位置は、前記中心からの距離に応じて調整されている。
【００２３】
この態様によれば、半導体素子の半導体層は、その画像表示領域の中心からの距離に応じて非開口領域に対する相対位置が調整されている。通常、表示光は画像表示領域の中心に向かって照射され、その場合の各半導体層における斜め入射成分は、例えばこの中心からの半導体層の方向と距離に応じた方向と強度を有し、中心から放射状ないし同心円状に分布する。半導体層の位置は、この斜め入射成分の照射量を一定化するように調整されるために、中心からの距離に応じて調整されることになる。よって、表示光に含まれる斜め入射成分の方向及び強度に応じて半導体層１ａの相対位置をずらすことができ、照射光量を全半導体層１ａにおいて精度良く一定化することが可能となる。
【００２４】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記相対位置は、前記画像表示領域内で２方向に調整されている。
【００２５】
この態様によれば、半導体素子の半導体層は、非開口領域に対する相対位置が２方向に調整されている。即ち、半導体層は、２方向のいずれかに沿って位置がずらされることで位置調整される。非開口領域は、通常、短冊状の領域が交差してなる格子状の領域であることから、非開口領域に対する半導体層の位置調整は、非開口領域が延びる２方向に行うことができる。尚、ここでいう「位置を２方向に調整する」とは、２つの方向の一方に沿って位置をずらすことを意味しており、両方向に位置を変えることは含まない（後者は、結局のところ、平面座標の座標軸となり、位置の移動方向、移動量とも任意に設定できるので、ここでは意味を持たない）。
【００２６】
表示光は、画像表示領域の中心に向かって照射される場合ばかりとは限らないし、表示光の入射角度や電気光学装置の構造等によっては、画素表示領域における斜め入射成分の分布状態が、多少複雑になることがある。そのような場合、半導体層の位置調整を厳密に行うよりは、このような限定を設けて半導体層の位置を近似的に割り出し、その照射光量をある程度一定化する方が、実現しやすい。
【００２７】
以上の態様では、前記遮光膜は、基板上において平面的に見て相交差するように延在する上側遮光膜及び下側遮光膜を含んでおり、前記半導体層は、前記基板上において前記上側遮光膜よりも下層側、且つ前記下側遮光膜よりも上層側に設けられていてもよい。
【００２８】
このように構成すれば、半導体素子の半導体層は、平面的にみて相交差する（つまり、“ねじれ”の関係にある）上側遮光膜及び下側遮光膜の間に設けられることで、上面側からの照射光と下面側からの照射光の両方を遮光することができる。
【００２９】
尚、上側遮光膜及び下側遮光膜は、平面的に見て交差する位置関係にある遮光膜として複数設けられてもよい。また、基板上には、例えば非開口領域に対応して格子状となったものなど、これら以外の遮光膜を設けてもよい。このように遮光膜を多層化すれば、半導体層に対する遮光性能を向上させることができる。
【００３０】
或いは、前記遮光膜は、基板上において平面的に見て相交差するように延在する上側遮光膜及び下側遮光膜を含んでおり、前記半導体層は、前記基板上において前記下側遮光膜よりも下層側の領域に設けられていてもよい。
【００３１】
このように構成すれば、非開口領域に対応した格子状に上側遮光膜及び下側遮光膜が設けられ、半導体素子の半導体層は、その下層に設けられている。そのため、半導体層は、遮光膜が延在する２方向に遮光され、照射される斜め入射成分をより多く遮断することができる。尚、この場合も上記態様と同様に、遮光膜を多層化することができる。
【００３２】
更に、前記遮光膜の少なくとも一部は、前記基板と対向配置される対向基板に設けられていてもよい。
【００３３】
このように構成すれば、基板の一方に半導体素子が設けられ、この基板からみて上方に位置する対向基板に遮光膜が設けられることになる。半導体素子が設けられる側の基板には、この半導体素子を含む画素電極駆動用の回路、及び画素電極が形成されている。そのため、この基板上の構造は複雑である場合が多い。一方、対向基板には一般に回路が形成されないため、基板上の構成は至って簡素である。よって、上側遮光膜を対向基板に設けることで、半導体素子側の基板を更に複雑な構造とせずに済む。尚、この場合に、半導体素子側の基板に遮光膜を設け、半導体層の上面或いは下面に対する遮光性能を向上させるようにしてもよい。
【００３４】
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、その各種態様を含む）を具備してなる。
【００３５】
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、高品位の表示が可能な各種電子機器を実現できる。
【００３６】
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】
【００３７】
以下では、本発明の実施形態について図１から図９を参照して説明する。
【００３８】
＜液晶プロジェクタの構成＞
先ず、本実施形態に係る液晶プロジェクタの主な構成について説明する。図１における液晶プロジェクタ１１００は、ＲＧＢ用のライトバルブとして液晶装置１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂの３枚を用いた複板式カラープロジェクタとして構築されている。
【００３９】
液晶プロジェクタ１１００では、メタルハライドランプ等の白色光源であるランプユニット１１０２から表示光が射出される。表示光は、３枚のミラー１１０６及び２枚のダイクロイックミラー１１０８により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装置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。そして、液晶装置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により合成された後、投射レンズ１１１４を介してスクリーン１１２０にカラー映像として投射される。
【００４０】
尚、以下の説明では、液晶装置１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂを各別なく指し示す場合には、“液晶装置１００”と記すことにする。また、本実施形態では、液晶プロジェクタ１１００が本発明の「電子機器」の一例に対応し、液晶装置１００が本発明の「電気光学装置」の一例に対応している。
【００４１】
以上の構成においては、液晶装置１００に入射するランプユニット１１０２からの表示光は、液晶装置１００における入射面で集光するので、入射面に対し垂直入射成分だけでなく、斜め入射成分をも含んでいる。斜め入射成分は、液晶装置１００内の半導体素子に照射され、光リーク電流を発生させる可能性がある。更に、本発明の発明者の知見によれば、この斜め入射成分は、入射面内において後述するような分布をもっていることから、ここでは、液晶装置１００内の半導体素子における光リーク電流を一定化し、表示斑やフリッカのばらつき等を軽減するために、照射光量が一定となるように半導体層の位置が、後に詳述するように調整されている。
【００４２】
＜電気光学装置の全体構成＞
次に、液晶装置１００の全体構成を図２及び図３を参照して説明する。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装置の平面図であり、図３は、図２のＨ−Ｈ'断面図である。ここでは一例として、液晶装置１００を駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式としている。
【００４３】
図２及び図３に示したように、液晶装置１００は、対向配置されたＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０により構成されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、画像表示領域１０ａの周辺領域に配設されたシール材５２によって貼り合わせられ、その間に液晶層５０が封入されている。シール材５２は、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間（基板間ギャップ）を所定間隔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、対向基板２０におけるシール材５２の内側に対応する領域には、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。
【００４４】
更に、周辺領域のうち、シール材５２が配置された領域の外側には、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。また、走査線駆動回路１０４が、この一辺に隣接する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。この画像表示領域１０ａの両側に設けられた二つの走査線駆動回路１０４は、複数の配線１０５によって相互に接続されている。また、図２における対向基板２０の４つの角部には、両基板間の上下導通端子として機能する上下導通材１０６が配置されている。
【００４５】
図３において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、ＴＦＴや走査線、データ線等の上に画素電極９ａが形成され、更にその上に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、最上層の配向膜が形成されている。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てなり、これら一対の配向膜間において所定の配向状態をとる。尚、このような液晶装置においては、光が入射する対向基板２０側及び透過光が射出されるＴＦＴアレイ基板１０側の夫々に、例えばＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＶＡ（Vertically Aligned）モード、ＰＤＬＣ(Polymer Dispersed Liquid Crystal)モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード／ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などを配置してもよい。
【００４６】
＜画像表示領域１０ａの構成＞
次に、液晶装置１００の画像表示領域１０ａの構成について、図４から図７を参照して説明する。
【００４７】
図４は、本実施形態に係る液晶装置の画像表示領域１０ａにおいて、画素部が構成する等価回路を表している。図５及び図６は、ＴＦＴアレイ基板上の画素部に係る部分構成を表す平面図である。尚、図５及び図６は夫々、後述する積層構造のうち下層部分（図４）と上層部分（図５）に相当する。図７は、図５及び図６を重ね合わせた場合のＡ−Ａ´線における断面図である。尚、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・各部材の縮尺比率を適宜に変えてある。
【００４８】
図４に示したように、画像表示領域１０ａにおいては、複数の走査線１１ａ及び複数のデータ線６ａが相交差して配列しており、その線間に、走査線１１ａ，データ線６ａの各一により選択される画素部が設けられている。各画素部は、ＴＦＴ３０、画素電極９ａ及び蓄積容量７０を含んで構成されている。ＴＦＴ３０は、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを選択画素に印加するために設けられ、ゲートが走査線１１ａに接続され、ソースがデータ線６ａに接続され、ドレインが画素電極９ａに接続されている。画素電極９ａは、後述の対向電極２１との間で液晶容量を形成し、入力される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを一定期間保持するようになっている。即ち、画素電極９ａにより開口領域が画定される。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、電位固定の容量配線４００に接続されている。
【００４９】
この電気光学装置は、例えばＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式を採り、走査線駆動回路１０４（図２参照）から各走査線１１ａに走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを線順次に印加すると共に、それによってＴＦＴ３０がオン状態となる水平方向の選択画素部の列に対し、データ線駆動回路１０１（図２参照）からの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを、データ線６ａを通じて印加するようになっている。これにより、画像信号が選択画素に対応する画素電極９ａに供給される。ＴＦＴアレイ基板１０は、液晶層５０を介して対向基板２０と対向配置されているので（図３参照）、以上のようにして区画配列された画素部毎に液晶層５０に電界を印加することにより、両基板間の透過光量が画素毎に制御され、画像が階調表示される。また、このとき各画素部に保持された画像信号は、蓄積容量７０によりリークが防止される。
【００５０】
このように、アクティブマトリクス方式では、画素部毎に電荷を保持することで画質を維持しているため、画素部における電荷の流出（即ち、リーク電流）はできるだけ低く抑える必要がある。ところが、ＴＦＴ３０は一般的なポリシリコンＴＦＴとして構成されており、光吸収等に起因するリーク電流を、わずかながら発生させる可能性がある。本実施形態では、このＴＦＴ３０が本発明に係る「半導体素子」の一例に相当している。
【００５１】
次に、上述の動作を実現する画素部の具体的構成について、図５から図７を参照して説明する。
【００５２】
図５から図７では、上述した画素部の各回路要素が、パターン化され、積層された導電膜としてＴＦＴアレイ基板１０上に構築されている。本実施形態のＴＦＴアレイ基板１０は、石英基板からなり、ガラス基板や石英基板等からなる対向基板２０と対向配置されている。また、各回路要素は、下から順に、走査線１１ａを含む第１層、ゲート電極３ａを含む第２層、蓄積容量７０の固定電位側容量電極を含む第３層、データ線６ａ等を含む第４層、容量配線４００等を含む第５層、画素電極９ａ等を含む第６層からなる。また、第１層−第２層間には下地絶縁膜１２、第２層−第３層間には第１層間絶縁膜４１、第３層−第４層間には第２層間絶縁膜４２、第４層−第５層間には第３層間絶縁膜４３、第５層−第６層間には第４層間絶縁膜４４がそれぞれ設けられ、前述の各要素間が短絡することを防止している。尚、このうち、第１層から第３層が下層部分として図５に示され、第４層から第６層が上層部分として図６に示されている。
【００５３】
（第１層の構成―走査線等―）
第１層は、走査線１１ａで構成される。走査線１１ａは、図５のＸ方向に沿って延びる本線部と、データ線６ａ或いは容量配線４００が延在する図４のＹ方向に延びる突出部とからなる形状にパターニングされている。このような走査線１１ａは、例えば導電性ポリシリコンからなり、その他にもチタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）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、ポリシリサイド又はこれらの積層体等により形成することができる。
【００５４】
即ち、本実施形態における走査線１１ａは、できるだけ開口領域の間の領域を覆うことで、ＴＦＴ３０を下側から遮光する遮光膜としても機能する。尚、開口領域の周囲の領域は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に設けられた遮光膜によって非開口領域に規定されている。非開口領域では、液晶装置１００における入射光（図７参照）のうち垂直方向成分が遮られる。
【００５５】
（第２層の構成―ＴＦＴ等―）
第２層は、ＴＦＴ３０及び中継電極７１９で構成されている。本発明の「半導体素子」の一例たるＴＦＴ３０は、例えばＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造とされ、ゲート電極３ａ、半導体層１ａ、ゲート電極３ａと半導体層１ａを絶縁するゲート絶縁膜２を備えている。ゲート絶縁膜２は、例えば、ＨＴＯ（High Temperature Oxide）等の熱酸化されたシリコン酸化膜からなる。ゲート電極３ａは、例えば導電性ポリシリコンで形成される。半導体層１ａは、例えばポリシリコンからなり、チャネル領域１ａ’、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、並びに高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅからなる。
【００５６】
ＴＦＴ３０は、半導体層１ａ、特にチャネル領域１ａ’に光が照射されると、光励起によりリーク電流が生じる。そこで、ＴＦＴ３０を遮光するため、その下面側及び上面側に、遮光機能を兼ね備えた走査線１１ａ、蓄積電極７０、データ線６ａ及び容量配線４００を配置している（図７参照）。これらの配線及び容量は夫々、本発明に係る「遮光膜」の一例である。
【００５７】
尚、ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ構造を有することが好ましいが、低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域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３ａをマスクとして不純物を高濃度に打ち込んで高濃度ソース領域及び高濃度ドレイン領域を形成する自己整合型であってもよい。また、中継電極７１９は、例えばゲート電極３ａと同一膜として形成される。
【００５８】
ＴＦＴ３０のゲート電極３ａは、下地絶縁膜１２に形成されたコンタクトホール１２ｃｖを介して走査線１１ａに電気的に接続されている。下地絶縁膜１２は、例えば、ＨＴＯ等のシリコン酸化膜、或いはＮＳＧ（ノンシリケートガラス）膜からなり、第１層と第２層との層間を絶縁する他、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に形成されることで、基板表面の研磨による荒れや汚れ等が惹き起こすＴＦＴ３０の素子特性の変化を防止する機能を有している。
【００５９】
（第３層の構成―蓄積容量等―）
第３層は、蓄積容量７０で構成されている。蓄積容量７０は、容量電極３００と下部電極７１とが誘電体膜７５を介して対向配置された構成となっている。このうち、容量電極３００は、容量配線４００に電気的に接続されている。下部電極７１は、ＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅ及び画素電極９ａの夫々に電気的に接続されている。
【００６０】
下部電極７１と高濃度ドレイン領域１ｅとは、第１層間絶縁膜４１に開孔されたコンタクトホール８３を介して接続されている。また、下部電極７１と画素電極９ａとは、コンタクトホール８８１、８８２、８０４、及び中継電極７１９、第２中継電極６ａ２、第３中継電極４０２により各層を中継し、コンタクトホール８９において電気的に接続されている。
【００６１】
このような容量電極３００には、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ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、或いは好ましくはタングステンシリサイドからなる。これにより、容量電極は、ＴＦＴ３０に上側から入射しようとする光を遮る機能を有している。また、下部電極７１には、例えば導電性のポリシリコンが用いられる。誘電体膜７５は、例えば、膜厚５〜２００ｎｍ程度の比較的薄いＨＴＯ膜、ＬＴＯ（Low Temperature Oxide）膜等の酸化シリコン膜、或いは窒化シリコン膜等からなる。尚、この場合の蓄積容量７０は、図５に示したように非開口領域内に収まるように形成され、ＴＦＴ３０を上面側から遮光する機能をも有している。
【００６２】
また、第１層間絶縁膜４１は、例えば、ＮＳＧによって形成されている。その他、第１層間絶縁膜４１には、ＰＳＧ（リンシリケートガラス）、ＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンシリケートガラス）等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等を用いることができる。
【００６３】
（第４層の構成―データ線等―）
第４層は、データ線６ａで構成されている。データ線６ａは、下から順にアルミニウム層４１Ａ、窒化チタン層４１ＴＮ、及び窒化シリコン層４０１の３層膜として形成されている。窒化シリコン層４０１は、下層のアルミニウム層４１Ａと窒化チタン層４１ＴＮを覆うように少し大きなサイズにパターニングされている。このデータ線６ａは、図６に示したように非開口領域内に収まるように形成され、ＴＦＴ３０を上面側から遮光する機能をも有している。また、データ線６ａは、第１層間絶縁膜４１及び第２層間絶縁膜４２を貫通するコンタクトホール８１を介して、ＴＦＴ３０の高濃度ソース領域１ｄと電気的に接続されている。
【００６４】
第４層には、更にデータ線６ａと同一膜として、容量配線用中継層６ａ１及び第２中継電極６ａ２が形成されている。容量配線用中継層６ａ１は、第２層間絶縁膜４２に開孔されたコンタクトホール８０１を介して容量電極３００と電気的に接続され、容量電極３００と容量配線４００との間を中継している。容量配線用中継層６ａ２は、前述したように、第１層間絶縁膜４１及び第２層間絶縁膜４２を貫通するコンタクトホール８８２を介して中継電極７１９に電気的に接続されている。このような第２層間絶縁膜４２は、例えばＮＳＧからなり、その他、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等によって形成することができる。
【００６５】
（第５層の構成―容量配線等―）
第５層は、容量配線４００及び第３中継電極４０２により構成されている。容量配線４００は、画像表示領域１０ａの周囲にまで延設され、定電位源と電気的に接続されることで、固定電位とされている。また、容量配線４００は、第３層間絶縁膜４３に開孔されたコンタクトホール８０３を介して、容量配線用中継層６ａ１と電気的に接続されている。このような容量配線４００は、例えばアルミニウム、窒化チタンを積層した二層構造となっている。
【００６６】
容量配線４００は、図６に示すように、Ｘ方向、Ｙ方向に延在する格子状に形成され、Ｘ方向に延在する部分には、第３中継電極４０２の形成領域を確保するために切り欠きが設けられている。更に、容量配線４００は、遮光膜としても機能し、下層のデータ線６ａ、走査線１１ａ、ＴＦＴ３０等を覆うように、これらの回路要素よりも幅広に形成されており、非開口領域を最終に規定する形状となっている。
【００６７】
また、第５層には、容量配線４００と同一膜として、第３中継電極４０２が形成されている。第３中継電極４０２は、前述のように、コンタクトホール８０４及びコンタクトホール８９を介して、第２中継電極６ａ２−画素電極９ａ間を中継している。
【００６８】
こうした第５層の下には、全面に第３層間絶縁膜４３が形成されている。第３層層間絶縁膜４３は、例えばＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等によって形成することができる。
【００６９】
（第６層の構成―画素電極等―）
第５層の全面には第４層間絶縁膜４４が形成され、更にその上に、第６層として画素電極９ａが形成されている。第４層間絶縁膜４４には、画素電極９ａ−第３中継電極４０２間を電気的に接続するためのコンタクトホール８９が開孔されている。このような第４層間絶縁膜４４は、例えばＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等によって形成することができる。
【００７０】
画素電極９ａ（図６中、破線９ａ’で輪郭が示されている）は、縦横に区画配列された画素領域の各々に配置されている。画素電極９ａの形成領域は、画素領域に略対応しており、その周囲の非開口領域にデータ線６ａ及び走査線１１ａが格子状に配列するように形成されている（図５及び図６参照）。このような画素電極９ａは、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電膜からなる。更に、画素電極９ａ上には配向膜１６が形成されている。以上が、ＴＦＴアレイ基板１０側の画素部の構成である。
【００７１】
他方、対向基板２０には、その対向面の全面に対向電極２１が設けられており、更にその上（図７では対向電極２１の下側）に配向膜２２が設けられている。対向電極２１は、画素電極９ａと同様、例えばＩＴＯ膜等の透明導電性膜からなる。尚、対向基板２０と対向電極２１の間には、ＴＦＴ３０における光リーク電流の発生等を防止するため、少なくともＴＦＴ３０と正対する領域を覆うように遮光膜２３が設けられている。
【００７２】
以上のように構成されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０の間には、液晶層５０が設けられている。液晶層５０は、基板１０及び２０の周縁部をシール材により封止して形成した空間に液晶を封入して形成される。液晶層５０は、画素電極９ａと対向電極２１との間に電界が印加されていない状態において、ラビング処理等の配向処理が施された配向膜１６及び配向膜２２によって、所定の配向状態をとるようになっている。
【００７３】
＜ＴＦＴの具体的構成＞
次に、ＴＦＴ３０の構成について、図８及び図９を参照してより詳細に説明する。
【００７４】
図８は、液晶装置の画像表示領域１０ａに斜め光が入射する様子を表しており、（Ａ）は横から見た図、（Ｂ）は（Ａ）に対応する平面図である。図９は、画像表示領域１０ａにおけるＴＦＴ３０の配置を説明するために、画像表示領域１０ａの中心付近を拡大して示した平面図である。
【００７５】
本実施形態では、液晶装置１００に対して照射される表示光は、画像表示領域１０ａの中心Ｃ（図８参照）に向かって照射されることで、画像表示領域１０ａに対して集光される。そのため、表示光は、対向基板２０に垂直に入射する成分の他、斜め方向から入射する成分を含む。具体的には、図８のように、画像表示領域１０ａの左側から左斜め光Ｌ１が、右側から右斜め光Ｌ２が入射する。そして、画像表示領域１０ａの中心Ｃ付近では、左斜め光Ｌ１と右斜め光Ｌ２が夫々左右から入射するのに対し、画像表示領域１０ａの右側縁部では右斜め光Ｌ２の入射成分は少なく、左側縁部では左斜め光Ｌ１の入射成分は少なくなる。即ち、右側縁部には概ね左斜め光Ｌ１のみが入射し、左側縁部では概ね右斜め光Ｌ２のみが入射することになる。
【００７６】
この画像表示領域１０ａを平面的にみると、中心Ｃ周辺では、周囲からほぼ均等に斜め光が入射するが、その周縁領域では、中心Ｃから外側に向かう方向に対する斜め光の指向性が強く、斜め光は放射状に入射する。つまり、斜め光は、画像表示領域１０ａ上で中心Ｃを中心とする同心円状の分布を有していることがわかる。
【００７７】
ところで、画像表示領域１０ａは、画素に対応する開口領域１０ＡＰ、及び、光が射出しないように遮光された非開口領域１０Ｎからなる（図９参照）。開口領域１０ＡＰには、透過光の変調のために画素電極９ａが設けられている。一方、非開口領域１０Ｎには、上述の各種配線が遮光膜として設けられ、ＴＦＴ３０は、その格子状の領域の交差点毎に配置される。しかしながら、非開口領域１０Ｎにも斜め光は進入し、ＴＦＴ３０の半導体層１ａに達してしまう。しかも、いま見たように、斜め光の半導体層１ａに対する照射方向ないし照射光量は、ＴＦＴ３０の位置によって異なるので、何ら対策を施さなければ、画像表示領域１０ａ内でＴＦＴ３０の光リーク電流量に同心円状の分布が生じ、それに伴って表示斑やフリッカが同様の分布をもって生じるおそれがある。
【００７８】
これに対し、本実施形態では、半導体層１ａに対する照射光量をＴＦＴ３０間で一定化するように、斜め光の分布に応じて個々の半導体層１ａの非開口領域１０Ｎにおける相対位置が調整されている。
【００７９】
図９における半導体層１ａは、そのような調整後の位置に配置されている。尚、図中の点線は、調整前の半導体層１ａの位置を示している。本実施形態では、このように各半導体層１ａは斜め光を浴びる方向に位置を調整されている。上述のように、中心Ｃ付近では全方向から斜め光が進入する。そのため、中心Ｃ付近に配置される半導体層１ａは、位置をどの方向にずらしても照射光を避けることが期待できない状態にある。即ち、中心Ｃに最も近い半導体層１ａが、全ての半導体層１ａの中で最も照射光量が多くなる。そこで、この半導体層１ａの非開口領域１０Ｎに対する相対位置を、照射光量が最も低くなる位置に合わせる。例えば、ちょうど中心Ｃに位置する半導体層１ａであれば、図９中のＸ軸方向、Ｙ軸方向に延在する非開口領域１０Ｎの各幅の中心線に対称な位置となる。そして、その照射光量の下限値を半導体層１ａ全体の照射光量の基準として、他の半導体層１ａの相対位置を調整する。
【００８０】
ここでは、その位置調整における半導体層１ａの位置ずれ量は、各半導体層１ａの中心Ｃからの距離に応じて同心円状に変化するものとし、半導体層１ａのずれる方向は、中心Ｃに向かう方向としている。こうした位置調整の結果、半導体層１ａに対する照射光量を、できるだけ少なく抑えたうえで一定化し、その画像表示領域１０ａ上におけるばらつきを低減することができる。
【００８１】
尚、半導体層１ａがＹ軸方向に延びる細長い形状であることから、半導体層１ａは、Ｙ軸方向よりＸ軸方向にずれる方が照射光量の増減が大きいと考えられる。そこで、効果的に照射光量を調整するために、各半導体層１ａの位置ずれ量の比率を、Ｘ軸方向とＹ軸方向とで違えるようにしてもよい。更に、ここでは、半導体層１ａ全体に対する照射光量を考慮して位置を調整するようにしているが、これに代えて又は加えてチャネル領域１ａ’に対する照射光量を考慮して位置を調整するようにしてもよい。
【００８２】
このように本実施形態に係る液晶装置１００では、半導体層１ａの非開口領域１０Ｎにおける相対位置が調整されることにより、半導体層１ａに対する表示光の照射光量が一定化されているので、画素表示領域１０ａ内の光リーク電流量が均一化され、表示斑やフリッカのばらつき等を軽減することが可能である。
【００８３】
また、半導体層１ａに対する照射光量が、中心Ｃに位置する半導体層１ａにおける照射光量の下限値、つまりＴＦＴ３０毎の下限値のうち最大となる値に一定化されているので、半導体層１ａ全体の照射光量を一定化しつつも少なく抑えることができ、ＴＦＴ３０の配置を最適化することが可能である。
【００８４】
更にここでは、中心Ｃに向かって照射され、画像表示領域１０ａに集光される表示光を用い、半導体層１ａの非開口領域１０Ｎに対する相対位置を、その中心Ｃからの距離に応じて調整するようにしたので、表示光に含まれる斜め光の方向及び強度に応じて半導体層１ａの相対位置をずらすことができ、斜め光の照射量を全半導体層１ａで精度良く一定化することが可能となる。
【００８５】
＜変形例＞
次に、本発明の電気光学装置に係る変形例について説明する。
【００８６】
図１０は、変形例に係る半導体層１ａの配置を模式的に表している。画像表示領域１０ａには、図のＸ軸方向及びＹ軸方向の夫々に延びる部分からなる格子状の非開口領域１０Ｎが存在している。そして、図中の点線に沿って矩形状に配列する半導体層１ａにより、調整時の位置ずれ量及び位置ずれ方向（図中、矢印で示す）を同じくする半導体層群１３が形成されている。半導体層群１３は、実施形態とは異なり、各半導体層１ａの画像表示領域１０ａの中心からの距離が等しくなってはおらず、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の２方向において規格化された位置に存在する半導体層１ａからなる。
【００８７】
更に、実施形態では、非開口領域１０Ｎにおける半導体層１ａの位置ずれ量を、半導体層１ａの中心Ｃからの距離に応じて同心円状に変化させていたのに対し、本変形例では、図１０に矢印で示したように、この位置ずれ量を、非開口領域１０Ｎが延在する２方向に沿って調整することにより、矩形状に変化させている。
【００８８】
前述のように、各半導体層１ａにおける照射光量は、各半導体層１ａの中心Ｃからの距離に対応しているため、この場合の半導体層１ａの位置調整は、実施形態と比べ照射光量を概ね一定化するに留まるが、簡便に行うことができる。また、半導体層１ａの形成に用いるマスクは、半導体層１ａの位置形状に応じて開口された金属薄膜等であり、このように一定方向に配列されている場合には、このマスクの形成も容易に行うことができる。
【００８９】
以上、本発明に係る実施形態及び変形例を説明したが、本発明の電気光学装置及び電子機器は、これらの態様に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、実施形態では、画像表示領域１０ａの中心Ｃに位置する半導体層１ａが、そのとき非開口領域１０Ｎに配置された全半導体層１ａ中で最大の値をとるものとして説明したが、表示光に含まれる斜め入射成分の分布が異なる場合等には、他の位置にある半導体層で照射光量が最大となることもある。或いは、斜め入射成分の分布によっては、全く逆に中心Ｃに位置する半導体層１ａの照射光量が、全半導体層１ａ中で最少となることもある。そのような場合にも、照射光量の下限値のなかで最大の値を基準として、半導体層１ａの照射光量を一定化することができる。
【００９０】
また、実施形態では、照射光量を一定化するために、あえて光を浴びる方向に半導体層１ａの位置をずらすようにしたが、半導体層１ａの照射光量が概ね一定化することができるのであれば、実施形態とは反対に、よりよく遮光される側へ半導体層１ａの位置をずらすことが好ましい。
【００９１】
尚、上記実施形態では、非開口領域１０Ｎ内に複数の遮光膜を設けることで、遮光性能を向上させるようにしたが、本発明の非開口領域は、少なくとも半導体層の上面又は下面が遮光されるように規定されていればよく、その位置や形状は特に限定されない。例えば、(1) 実施形態における容量配線４００と同様に、格子状の遮光膜を半導体層１ａの上層に形成するだけでもよく、(2) 一定方向に延在し、複数並列されたストライプ状の遮光膜を、半導体層１ａの上層と下層に平面的に見た場合に交差するように形成し、非開口領域が格子状に形成されるようにしてもよい。或いは、(3) 半導体層１ａを、そのような構成の遮光膜のうち下側遮光膜よりも下層側に設けるようにしてもよい。更に、(4) そのような構成の遮光膜のうち上側遮光膜を対向基板２０に形勢するようにしてもよい。この場合、ＴＦＴアレイ基板１０上の構造の複雑化を防止することができる。
【００９２】
また、実施形態では、画素に対応する開口領域１０ＡＰを画定するように、非開口領域１０Ｎを格子状に配置するようにしたが、開口領域１０ＡＰ及び非開口領域１０Ｎの形状は特に限定されず、例えば開口領域が点灯により表示される特定の形状である等、他の形態をとることもできる。
【００９３】
更に、実施形態では、ポリシリコンＴＦＴであるＴＦＴ３０を、本発明に係る「半導体素子」の一例としたが、本発明の半導体素子はアモルファスシリコンＴＦＴ等の他のＴＦＴであってもよく、更にＴＦＴに限定されず、電気光学装置に具備された素子のうち半導体層への光の照射によって不具合が生じる半導体素子全般に広く適用が可能である。即ち、本発明に係る半導体素子は、例えばダイオード等の２端子素子であってもよいし、各種の電気光学装置に含まれるスイッチング素子以外の半導体素子であってよい。
【００９４】
以上では、液晶装置及び液晶プロジェクタを例に挙げて本発明について説明したが、本発明の電気光学装置は、液晶装置の他にも、例えばＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を用いた表示装置、或いはＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）のＧＬＶ（Grating Light Valve）技術を利用した表示装置、電気泳動装置、電子放出素子を用いた表示装置（Field Emission Display及びSurface-Conduction Electron-Emitter Display）等として実現することができる。また、本発明の電子機器は、このような本発明の電気光学装置を備えることで実現され、上述したプロジェクタの他に、テレビジョン受像機や、ビューファインダ型或い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の各種の電子機器として実現可能である。
【００９５】
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これ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。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の電子機器の一実施形態に係る液晶プロジェクタの構成を表す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る液晶装置の全体構成を表す平面図である。
【図３】図２のＨ−Ｈ´断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る液晶装置における画素表示領域の構成を示す等価回路図である。
【図５】液晶装置の画素群を表す部分平面図であって、ＴＦＴアレイ基板上の下層部分（図７における符号７０（蓄積容量）までの下層の部分）に係る構成のみを示すものである。
【図６】液晶装置の画素群を表す部分平面図であって、ＴＦＴアレイ基板上の上層部分（図７における符号７０（蓄積容量）よりも上層の部分）に係る構成のみを示すものである。
【図７】図５及び図６を重ね合わせた場合のＡ−Ａ'線における断面図である。
【図８】実施形態に係る液晶装置に照射される斜め光の分布を示した図であって、液晶装置の画像表示領域に対応する部分を横から見た図である。
【図９】実施形態におけるＴＦＴの配置を模式的に表す平面図である。
【図１０】実施形態の変形例に係る半導体層の配置方法について説明するための図である。
【符号の説明】
【００９７】
１ａ…半導体層、１ａ’…チャネル領域、３ａ…ゲート電極、６ａ…データ線、９ａ…画素電極、１１ａ…走査線、１０ａ…画像表示領域、１０ＡＰ…開口領域、１０Ｎ…非開口領域、１０…ＴＦＴアレイ基板、１２…下地絶縁膜、２０…対向基板、３０…ＴＦＴ、４１〜４４…層間絶縁膜、５０…液晶層、７０…蓄積容量、７１…下部電極、３００…容量電極、４００…容量配線、１００（１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ）…液晶装置、１１００…液晶プロジェクタ。
【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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