(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、走査線と、前記走査線と交差するデータ線と、画素電極と、前記走査線と前記データ線の交差に対応して設けられ前記画素電極を制御するための薄膜トランジスタを有する電気光学装置であって、
前記薄膜トランジスタのゲート電極と前記画素電極との層間において、前記ゲート電極上に配置された第１導電層と、前記第１導電層上に配置された遮光性の第２導電層とを備え、
前記データ線は、前記第２導電層上に配置されており、
前記第１導電層と前記第２導電層は、前記薄膜トランジスタのチャネル領域を覆い、前記第２導電層の前記チャンネル領域を覆う部分のチャンネル幅方向の幅は前記第１導電層の前記チャンネル領域を覆う部分のチャンネル幅方向の幅より長いとともに、
前記データ線の幅は、前記第２導電層のチャンネル領域を覆う部分のチャンネル幅方向の幅よりも短いことを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記薄膜トランジスタの下方に下地遮光膜が配置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】
前記第２導電層の前記チャンネル領域を覆う部分のチャンネル幅方向の幅は、前記下地遮光膜の前記チャンネル領域の下方部分のチャンネル幅方向の幅よりも長いことを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記第１導電層の前記チャンネル領域を覆う部分の前記チャンネル幅方向の幅は、前記下地遮光膜の前記チャンネル領域の下方部分のチャンネル幅方向の幅よりも長いことを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記下地遮光膜の前記チャンネル領域の下方部分のチャンネル幅方向の幅は、前記薄膜トランジスタのチャネル領域の幅よりも長いことを特徴とする請求項３又は４に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記第２導電層は、定電位源に接続され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。
【請求項７】
前記第１導電層は、前記薄膜トランジスタの半導体層のソース領域に電気的に接続され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。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の電気光学装置をライトバルブとして用いることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクティブマトリクス駆動方式の電気光学装置の技術分野に属し、特に画素スイッチング用の薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor:以下適宜、ＴＦＴと称す）を構成する半導体層を基板上の積層構造中に備えており、プロジェクタ等に好適に用いられるＴＦＴの上側に入射光に対する遮光膜を設けると共にＴＦＴの下側に戻り光に対する遮光膜を設けた形式の電気光学装置の技術分野に属する。
【０００２】
【背景技術】
従来、ＴＦＴ駆動によるアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置等の電気光学装置においては、ＴＦＴのゲート電極に走査線を介して走査信号が供給されると、ＴＦＴはオン状態とされ、半導体層のソース領域にデータ線を介して供給される画像信号が当該ＴＦＴのソース・ドレイン間を介して画素電極に供給される。このようなＴＦＴを構成する半導体層のチャネル領域或いはチャネル領域とソース・ドレインとの接合領域及びこれに隣接するソース・ドレインの少なくとも一部に光が入射すると、光励起が生じ、当該ＴＦＴのトランジスタ特性は、例えば、オフ状態におけるリーク電流が増加するように変化する。従って、このような光入射によるＴＦＴの特性変化を防止するために、例えば、プロジェクタ用途の透過型の電気光学装置のように特に強力な入射光が入射される型の電気光学装置の場合には、投射光の入射側については、ＴＦＴのチャネル領域を含む画素電極間の間隙領域を覆うように対向基板に遮光膜を設けたり、Ａｌ膜等からなる不透明のデータ線を幅広に形成してチャネル領域を覆ったりしている。更に、出射側については、ＴＦＴの下側に遮光膜を設けることにより、裏面反射光や、複数の電気光学装置を組み合わせてプロジェクタを構成する場合の他の電気光学装置から合成光学系を突き抜けてくる投射光などの戻り光を遮光している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この種の電気光学装置においては、表示画像の高品位化という一般的な要請が強く、このためには、各画素において、表示光が透過しない非画素開口領域に対して、表示光が透過する画素開口領域を広げることで、画素ピッチを微細化しつつ、画素開口率化を高めると同時に、上述の如くＴＦＴのチャネル領域や当該チャネル領域に隣接する領域（以下適宜、チャネル隣接領域と称す）、例えばＬＤＤ構造のＴＦＴの低濃度領域における入射光や反射光に対する遮光を十分に行うことが極めて重要となる。即ち、画素ピッチを微細化する程に、ＴＦＴにおける僅かな特性変化が画像品位の大きな劣化につながる。
【０００４】
しかしながら、画素開口率を高めれば高める程、全体として遮光膜或いは遮光機能を有する膜を配置できる平面領域は減ってしまうため、ＴＦＴを万全に遮光することがより困難になるという問題点がある。更に、画素ピッチの微細化が進む程に、基板面に対して僅かに傾斜した入射光や反射光であっても、斜めから入射した後に積層構造内で多重反射を起こして最終的にチャネル領域やチャネル隣接領域に入ってしまうという問題点がある。特に単位面積当たりの入射光や反射光の強度が極めて高いプロジェクタ用途の電気光学装置の場合には、画像品位を向上させる上では、このような問題は極めて深刻である。
【０００５】
本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであり、画素開口率を高めつつ入射光や反射光による画素スイッチング用ＴＦＴの特性変化が低減されており、高品位の画像表示が可能な電気光学装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、基板上に、画素電極と前記画素電極を制御するための薄膜トランジスタを有する電気光学装置であって、前記薄膜トランジスタのゲート電極と前記画素電極との層間において、前記ゲート電極上に配置された第１導電層と、前記第１導電層上に配置された遮光性の第２導電層とを備え、前記第１導電層と前記第２導電層は、前記薄膜トランジスタのチャネル領域を覆い、前記第２導電層の幅は前記第１導電層の幅より長いことを特徴とする。
【０００７】
本発明の電気光学装置の一態様では、  前記薄膜トランジスタの下方に下地遮光膜が配置されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の電気光学装置の一態様は、前記第２導電層の幅は、前記下地遮光膜の幅よりも長いことを特徴とする。
【０００９】
本発明のかかる構成によれば、チャネル領域のみならず、ソース・ドレイン領域とチャネル領域との接合領域及びその接合領域に隣接するソース・ドレイン領域の少なくとも一部が導電膜により覆われているので、例えばＬＤＤ構造の薄膜トランジスタにおける低濃度領域に対しても入射光に対する遮光を行うことが可能となり、薄膜トランジスタの特性変化をより低減可能である。
【００１０】
（３）本発明の第１の電気光学装置の他の態様では、前記蓄積容量は、一方の容量電極をなす第１導電膜と、前記ドレイン領域となる半導体層と前記画素電極を電気的に接続するとともに、前記蓄積容量の他方の容量電極をなす第２導電膜からなることを特徴とする。
【００１１】
本発明のかかる構成によれば、前記蓄積容量の他方の電極となる第２導電膜はドレイン領域と画素電極とを中継するための導電膜としても機能するため、画素電極とドレイン領域とを接続するためのコンタクトホール開孔によるエッチングの突き抜け防止を防ぐことができる。即ち、ドレイン領域は、ドレイン領域上に形成されたコンタクトホールを介して第２導電膜に接続され、画素電極は、第２導電膜上に形成されたコンタクトホールを介して第２導電膜に接続されるため、２つのコンタクトホールが必要となり、コンタクトホールが短距離であるためエッチング深度の制御も容易となり、突き抜け防止を防ぐことができる。
【００１２】
本発明の電気光学装置の一態様は、前記第１導電層の幅は、前記下地遮光膜の幅よりも長いことを特徴とする。
【００１３】
本発明の電気光学装置の一態様は、前記下地遮光膜の幅は、前記薄膜トランジスタのチャネル領域の幅よりも長いことを特徴とする。
【００１４】
本発明の電気光学装置の一態様は、前記薄膜トランジスタの半導体層に電気的に接続されるデータ線を備え、前記データ線は前記第２導電層と重なると共に、前記データ線の幅は前記第２導電層よりも短いことを特徴とする。
【００１５】
本発明の電気光学装置の一態様は、前記データ線は、前記第２導電層上に配置されることを特徴とする。
【００１６】
本発明の電気光学装置の一態様は、前記第２導電層は、定電位源に接続されることを特徴とする。
【００１７】
本発明の電気光学装置の一態様は、前記第１導電層は、前記薄膜トランジスタの半導体層のソース領域に電気的に接続されることを特徴とする。
【００７２】
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の形態から明らかにする。
【００７３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００７４】
（第１実施形態）
本発明の電気光学装置の一例である液晶装置の構成について、図１から図１１を参照して説明する。図１は、液晶装置の画像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り、図２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り、図３は、図２のＡ−Ａ’に沿った断面図である。尚、図３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。
【００７５】
図１において、本実施形態における液晶装置の画像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は、画素電極９ａ及び画素電極９aを制御するためのＴＦＴ３０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良い。また、ＴＦＴ３０のゲートに走査線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３ａ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を所定のタイミングで書き込む。画素電極９ａを介して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（後述する）に形成された対向電極（後述する）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、階調表示を可能にする。ノーマリーホワイトモードであれば、印加された電圧に応じて入射光の透過光量減少し、ノーマリーブラックモードであれば、印加された電圧に応じて入射光の透過光量が増大し、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比を持つ光が出射する。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と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０を付加する。蓄積容量７０は、画素電極９ａと電気的に接続された一方の容量電極と、定電位が供給された容量線３００と電気的に接続された他方の容量電極との間に誘電体膜を介して形成される。この蓄積容量７０により、例えば画素電極９ａの電圧は、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、保持特性は更に改善され、コントラスト比の高い液晶装置が実現できる。
【００７６】
図２において、液晶装置のＴＦＴアレイ基板上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極９ａ（点線部により画素電極端９ａ’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、走査線３ａが設けられている。半導体層１ａのうちチャネル領域１ａ’（図中右下りの斜線の領域）に対向するように走査線３ａが配置されており、走査線３ａはゲート電極として機能する。このように、走査線３ａとデータ線６ａとが交差する箇所には夫々、チャネル領域１ａ’に走査線３ａの一部がゲート電極として対向配置されたＴＦＴ３０が設けられている。画素電極９ａは、中間導電膜である中継膜８０ａを中継して、コンタクトホール８ａ及び８ｂを介して半導体層１ａのうち後述のドレインに電気的に接続されている。データ線６ａは、コンタクトホール５を介してポリシリコン膜等からなる半導体層１ａのうち後述のソース領域に電気的に接続されている。
【００７７】
また、半導体層１ａから延設した容量電極１ｆ（第４容量電極）と後述するゲート絶縁膜を介して少なくとも部分的に重なるように、走査線３ａと同一膜からなる容量電極３ｂ（第３容量電極）を設けても良い。これにより、図１における蓄積容量７０の少なくとも一部を形成することができる。
【００７８】
更に、図２において太線で示した領域には夫々、走査線３ａに沿ってＴＦＴ３０の下側を通るように、下地遮光膜１１ａが設けられている。より具体的には、下地遮光膜１１ａは、 少なくともＴＦＴのチャネル領域１ａ’及び当該チャネル領域１ａ’とソース及びドレイン領域との接合領域をＴＦＴアレイ基板側から見て夫々覆う位置に設けられている。また、走査線３ａの方向に沿って画素電極９ａがマトリクス状に形成された画像表示領域からその周囲に延設され、周辺領域にて定電位源と接続するようにすると良い。このように、下地遮光膜１１ａの電位を定電位に固定することにより、ＴＦＴ３０の誤動作を防ぐことができる。定電位源としては、後述する当該液晶装置を駆動するための周辺回路、例えば、走査線駆動回路、データ線駆動回路等に供給される負電源、正電源等の定電位源、接地電源、対向電極に供給される定電位源等が挙げられる。電位レベルとすれば、走査線３ａに供給される走査信号のオフレベルにしておくことが望ましい。これにより、走査線３ａとの間に寄生容量がほとんど発生しないので、走査線３ａに供給される走査信号の遅延が生じることはほとんどない。
【００７９】
本実施形態では特に、図中右上がりの斜線で示した領域に、遮光性の導電膜（第１容量電極）９０ａが形成されている。遮光性の導電膜９０ａは、走査線３ａとデータ線６ａの間の層間に形成されており、コンタクトホール５及びコンタクトホール８ｂの形成領域を除く、データ線６ａや走査線３ａ等の配線及びＴＦＴ３０や蓄積容量の形成領域と平面的に見て重ねることができるため、ＴＦＴアレイ基板上での遮光を実現することができる。また、遮光性の導電膜９０ａは、走査線３ａの方向に沿って画像表示領域からその周囲に延設し、周辺領域にて定電位源と接続することができる。これにより、遮光性の導電膜９０ａは図１における容量線３００として機能することができる。また、コンタクトホール９５を介して走査線３ａと同一膜からなる容量電極３ｂに接続することにより、定電位を供給することで、容量電極１ｆとの間で蓄積容量７０を容易に形成することができる。定電位源としては、後述する当該液晶装置を駆動するための周辺回路、例えば、走査線駆動回路、データ線駆動回路等に供給される負電源、正電源等の定電位源、接地電源、対向電極に供給される定電位源等が挙げられる。
【００８０】
次に図３の断面図に示すように、本実施形態における液晶装置は、基板の一例を構成する透明な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、例えば石英基板やガラス基板あるいは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。ＴＦＴアレイ基板１０には、 ＩＴＯ膜などの透明導電性膜からなる画素電極９ａが設けられており、液晶層５０にＴＮ（Twisted  Nematic）液晶等を用いる場合、画素電極９ａの表面にラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜１６を設けるようにする。
【００８１】
他方、対向基板２０には、その全面に渡ってＩＴＯ膜などの透明導電性膜からなる対向電極２１が設けられており、対向電極２１の表面にラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜２２を設けるようにする。
【００８２】
更に、ＴＦＴ３０に対向する位置において、ＴＦＴアレイ基板１０とＴＦＴ３０との間には、下地遮光膜１１ａが設けられている。下地遮光膜１１ａは、少なくとも画素スイッチング用のＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ’及び当該チャネル領域１ａ’とソース及びドレイン領域との接合領域に対向する位置に形成されているので、ＴＦＴアレイ基板１０側からの反射光等が、チャネル領域１ａ’やその隣接領域に照射されることはない。これにより、光に起因したリーク電流の発生によりＴＦＴ３０の特性が変化することはない。下地遮光膜１１ａとしては、好ましくは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）及びＰｂ（鉛）などの不透明な高融点金属を少なくとも一つ含む、金属単体、合金、金属シリサイド等から構成するのが好ましい。あるいは、直に入射光が回り込んでも光を吸収できるように、下地遮光膜１１ａの表面にポリシリコン等の反射防止膜を形成しても良い。また、ＴＦＴアレイ基板１０側からの反射光等が弱い場合には、下地遮光膜１１ａにポリシリコン膜を用いても構わない。このような材料から下地遮光膜１１ａを構成すれば、例えば、ゲート絶縁膜２の形成における高温処理により、下地遮光膜１１ａが破壊されたり溶融しないようにできる。尚、本実施形態では下地遮光膜１１ａを、各走査線３ａの下方を当該走査線３ａに沿って縞状に形成しているが、各データ線６ａの下方を当該データ線６ａに沿って縞状に形成しても良いし、或いは各走査線３ａ及び各データ線６ａの下方に格子状に形成しても良いことは言うまでもない。このように下地遮光膜１１ａを、縞状に形成すれば下地遮光膜１１ａによる応力の緩和を実現できるし、格子状に形成すれば遮光性が高まるだけでなく下地遮光膜１１ａを更に低抵抗化を図ることができる。
【００８３】
また、下地遮光膜１１ａとＴＦＴ３０との間には、下地絶縁膜１２が設けられている。下地絶縁膜１２は、ＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａを下地遮光膜１１ａから電気的に絶縁するために設けられるものである。更に、下地絶縁膜１２は、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に形成されることにより、ＴＦＴ３０のための下地膜としての機能をも有する。即ち、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ＴＦＴ３０の特性変化を防止する機能を有する。下地絶縁膜１２は、例えば、ＮＳＧ（ノンドープトシリケートガラス）、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）などの高絶縁性ガラス又は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等からなる。また、下地絶縁膜１２により、下地遮光膜１１ａがＴＦＴ３０等を汚染する事態を未然に防ぐこともできる。
【００８４】
更に本実施形態では、下地絶縁膜１２上に形成されるＴＦＴ３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain)構造を有しており、例えばポリシリコン膜からなる半導体層１ａは、走査線３ａからの電界によりチャネルが形成されるチャネル領域１ａ’を挟んで低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃが形成され、低濃度ソース領域１ｂには高濃度ソース領域１ｄが接続され、低濃度ドレイン領域１ｃには高濃度ドレイン領域１ｅが接続されている。このように、ＴＦＴ３０をＬＤＤ構造で形成することにより、ＴＦＴ３０のオフ時におけるリーク電流を大幅に低減することができ、保持性能を高めることができる。また、ＴＦＴ３０は、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃに不純物の打ち込みを行わないオフセット構造を採っても良いし、走査線３ａの一部であるゲート電極をマスクとして高濃度で不純物を打ち込み、自己整合的に高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅを形成するセルフアライン型のＴＦＴであっても良い。
【００８５】
半導体層１ａ上には１００ｎｍ以下の薄膜でゲート絶縁膜２が形成される。ゲート絶縁膜２は、ポリシリコン膜を１０００度以上の高温で酸化することにより緻密で絶縁性の高い膜を形成することができる。高温処理ができない場合は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等により形成しても良い。ゲート絶縁膜２上には、例えばＰ（リン）が打ち込まれた低抵抗なポリシリコン膜で形成された走査線３ａを配置し、半導体層１ａと重なった部分の走査線３ａがゲート電極として機能する。
【００８６】
半導体層１ａ上に形成したゲート絶縁膜２及び走査線３ａ上に、ＣＶＤ等により層間絶縁膜８１を堆積し、高濃度ドレイン領域１ｅの所定箇所において、ゲート絶縁膜２及び層間絶縁膜８１に対してコンタクトホール８ａを開孔する。このコンタクトホール８ａを介して高濃度ドレイン領域１ｅと導電性の中継膜８０ａを電気的に接続する。中継膜８０ａ上には、層間絶縁膜９１、層間絶縁膜４、層間絶縁膜７が順次積層され、これら層間絶縁膜に対して中継膜８０ａ（第２容量電極）の所定位置にコンタクトホール８ｂを開孔する。このコンタクトホール８ｂを介して中継膜８０ａと画素電極９ａを電気的に接続する。このように、中継膜８０ａは、半導体層１ａと画素電極９ａとを電気的に接続するための中間導電膜として機能する。この中継膜８０ａにより、画素電極９ａから半導体層１ａまでの長い距離に対して、一気にコンタクトホールを開孔しなくても良いため、例えば５０ｎｍ程度と非常に薄い膜厚の半導体層１ａの突き抜けを防止することができる。また、コンタクトホールを別々に開孔することで、コンタクトホール８ａ及び８ｂの径を夫々小さくできる利点がある。これにより、コンタクトホール８ａ及び８ｂを形成する領域が小さくて済むため、その分だけ画素開口率を高めたり、高精細化を実現することができる。中継膜８０ａの材質として下地遮光膜１１ａと同様に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ及びＰｂなどの不透明な高融点金属を少なくとも一つ含む、金属単体、合金、金属シリサイド等で形成すれば、遮光膜としても機能することができる。更に、エッチング時における選択比が高いため、中継膜８０ａを例えば５０ｎｍ程度の膜厚で形成しても、コンタクトホール８ｂの開孔時に中継膜８０ａを突き抜けることはない。また、走査線３ａと中継膜８０ａを絶縁するための層間絶縁膜８１をＴＦＴ３０のスイッチング動作に影響を与えない、例えば５００ｎｍ以上の膜厚で形成すれば、中継膜８０ａはＴＦＴ３０や走査線３ａ上に平面的に見て重なるように設けることができる。これにより、データ線６ａの下方で且つＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａの直近で遮光できるため、チャネル領域１ａ’やその接合領域である低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃに入射光が直に照射されたり、データ線６ａ等により反射された迷光が照射されることがない。これにより、ＴＦＴ３０のオフ時におけるリーク電流を大幅に低減することができ、保持性能を格段に高めることができる。
【００８７】
本実施形態では、更に図３に示すように、中継膜８０ａ上に層間絶縁膜９１を介して遮光性の導電膜９０ａを形成している。遮光性の導電膜９０ａは、前述したようにコンタクトホール５及び８ｂを除く非開口領域を遮光することができる。また、遮光性の導電膜９０ａは図１における容量線３００として機能することができるため、導電膜９０ａと中継膜８０ａとの間で層間絶縁膜９１を誘電体膜として蓄積容量７０の少なくとも一部を形成することができる。即ち、中継膜８０ａと遮光性の導電膜９０ａが蓄積容量７０を形成するための電極として機能するのである。また、ＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａの直近で中継膜８０ａ及び遮光性の導電膜９０ａの２層で遮光できる。これにより、ＴＦＴ３０のオフ時におけるリーク電流を更に大幅に低減することができるため、投射型プロジェクタ等の強い光源の下で使用される液晶装置にはとても有利である。遮光性の導電膜９０ａの材質は、下地遮光膜１１ａあるいは中継膜８０ａと同様に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ及びＰｂなどの不透明な高融点金属を少なくとも一つ含む、金属単体、合金、金属シリサイド等で形成すれば、遮光性が高く低抵抗な配線を実現することができる。また、遮光性の導電膜９０ａを形成する前に、例えば活性化熱処理等の４００度以上の高温処理が終わっていれば、更に低抵抗なＡｌ（アルミニウム）を含む、金属単体、合金、金属シリサイド等から遮光性の導電膜９０ａを形成することができる。このように容量線３００を兼ねる遮光性の導電膜９０ａをデータ線６ａの材質と同じＡｌで形成することにより、容量線３００の抵抗を従来のポリシリコン膜に比べて２〜３桁分の低減を図ることができる。これにより、容量線３００の時定数が大きいことにより生じる走査線３ａ方向のクロストークを大幅に低減できる。
【００８８】
また、遮光性の導電膜９０ａは各画素電極９ａ毎にコンタクトホール９５を介して、走査線３ａと同一膜からなる容量電極３ｂと電気的に接続するようにしても良い。これにより、容量電極３ｂは遮光性の導電膜９０ａと同じ定電位に固定することができる。したがって、容量電極３ｂと半導体層１ａの高濃度ドレイン領域１ｅと電気的に接続された中継膜８０ａとの間で、層間絶縁膜８１を誘電体膜として蓄積容量７０の少なくとも一部をこの領域でも形成することができる。更に、容量電極３ｂと半導体層１ａの高濃度ドレイン領域１ｅから延設された容量電極１ｆとの間で、ゲート絶縁膜２を誘電体膜としてこの領域にも蓄積容量７０の少なくとも一部を形成することもできる。また、コンタクトホール９５は、データ線６ａの下方にて開孔するようにし、データ線６ａに沿って隣接する画素電極９ａに接続された半導体層１ａとデータ線６ａとを電気的に接続するためのコンタクトホール５の直近にて、電気的に接続すると良い。このような構成を採れば、データ線６ａの下方において、蓄積容量７０を形成するための大きな領域を確保することが可能になる。
【００８９】
図４に、本実施形態の液晶装置を構成する１画素の等価回路図を示す。図４に示すとおり、半導体層１ａの高濃度ドレイン領域１ｅと中継膜８０ａ及び画素電極９ａを電気的に接続し、一方、遮光性の導電膜９０ａと容量電極３ｂを電気的に接続する。遮光性の導電膜９０ａは、画像表示領域からその周囲に延設し、周辺領域にて定電位源と接続されている。また、下地遮光膜１１ａと遮光性の導電膜９０ａを電気的に接続しても良い。これらの導電膜を組み合わせることにより、理想的なスタック構造による蓄積容量７０を形成することができる。即ち本実施形態では、定電位に固定された遮光性の導電膜９０ａ，容量電極３ｂ及び下地遮光膜１１ａの各導電膜の層間に誘電体膜を介して高濃度ドレイン領域１ｅから延設された容量電極１ｆ，中継膜８０ａ及び画素電極９ａを形成することが可能になる。
【００９０】
具体的に、図２の隣接する画素群の平面図において、どの領域に蓄積容量が形成されているかを図５から図９に示す。尚、図２及び図５から図９の縮尺は同じとする。
【００９１】
図５は、遮光性の導電膜９０ａと中継膜８０ａとの間に形成される第１蓄積容量Ｃ１を示している。誘電体膜として、層間絶縁膜９１を用いる。クロスハッチングの領域が実際に第１蓄積容量Ｃ１が形成される領域で、コンタクトホール５やコンタクトホール９５並びにコンタクトホール８ｂを除く非開口領域のかなりの部分で蓄積容量Ｃ１を形成できる。ここで、容量電極３ｂを設けない場合は、当該容量電極３ｂと遮光性の導電膜９０ａを電気的に接続するためのコンタクトホール９５を開孔する必要がなくなるので、この領域でも第１蓄積容量Ｃ１を形成することができる。また、本実施形態では、従来不可能であったＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ’上にも第１蓄積容量Ｃ１を形成することができるため、透過型の液晶装置の画素開口率の向上や微細化にはとても有利である。層間絶縁膜９１には、酸化膜や窒化膜等の絶縁性及び誘電率の高い膜を用いることができる。また、中継膜８０ａをポリシリコン膜で形成し、更に、遮光性の導電膜９０ａを、下層をポリシリコン膜、上層を高融点金属を含有した遮光膜といった多層構造で構成することにより、層間絶縁膜９１をポリシリコン膜との連続工程で形成することができるため、欠陥の少ない緻密な絶縁膜を形成することができる。これにより、装置欠陥が減るばかりか、層間絶縁膜９１ａを１００ｎｍ以下の膜厚に形成することが可能なため、第１蓄積容量Ｃ１を更に増大することができる。
【００９２】
次に図６は、中継膜８０ａと容量電極３ｂとの間に形成される第２蓄積容量Ｃ２を示している。誘電体膜として、層間絶縁膜８１を用いる。クロスハッチングの領域が実際に第２蓄積容量Ｃ２が形成される領域である。容量電極３ｂは、半導体層１ａと中継膜８０ａを電気的に接続するためのコンタクトホール８ａの領域で、各画素毎に分断しており、コンタクトホール９５にて上方の遮光性の導電膜９０ａと電気的に接続される。図６に示すように、容量電極３ｂをＴ字型に形成すると、効率的に第２蓄積容量Ｃ２を形成できる。層間絶縁膜８１には、酸化膜や窒化膜等の絶縁性及び誘電率の高い膜を用いることができる。但し、容量電極３ｂは走査線３ａと同一膜で形成しているため、第２蓄積容量Ｃ２を形成できる領域は、図５における第１蓄積容量Ｃ１を形成する領域よりも小さくなる。また、中継膜８０ａでチャネル領域１ａ’及びその隣接領域を遮光する場合には、ＴＦＴ３０の誤動作を防ぐために層間絶縁膜８１の膜厚は５００ｎｍ以上必要なことから、第２蓄積容量Ｃ２は第２蓄積容量Ｃ１ほど増大させることができない。
【００９３】
図７は、容量電極３ｂと容量電極１ｆとの間に形成される第３蓄積容量Ｃ３を示している。誘電体膜として、ゲート絶縁膜２を用いる。クロスハッチングの領域が実際に第３蓄積容量Ｃ３が形成される領域である。ゲート絶縁膜２は前述のように、１０００度以上の高温で酸化して形成するため、緻密で絶縁性の高い膜が形成される。したがって、第３蓄積容量Ｃ３を形成できる面積は図６の第２蓄積容量Ｃ２を形成する領域とほとんど変わらないが、第３蓄積容量Ｃ３は第２蓄積容量Ｃ２より大きく形成することができる。また、容量電極３ｂと上方の遮光性の導電膜９０ａを電気的に接続するためのコンタクトホール９５の形成領域の下方にも第３蓄積容量Ｃ３を形成することができる。
【００９４】
更に、図８に示すように、容量電極１ｆと下地遮光膜１１ａとの間にも第４蓄積容量Ｃ４を形成することができる。誘電体膜として、下地絶縁膜１２を用いる。クロスハッチングの領域が実際に第４蓄積容量Ｃ４が形成される領域である。下地絶縁膜１２を５００ｎｍ以下の膜厚で形成すると、チャネル領域１ａ’と下地遮光膜１１ａの距離も近づくため、ＴＦＴ３０が下地遮光膜１１ａの電位によって誤動作してしまう。そこで、蓄積容量１ｆと下地遮光膜１１ａが平面的に見て重なる領域の下地絶縁膜１２を選択的に薄膜化して第４蓄積容量Ｃ４を増大させるようにしても良い。すなわち、チャネル領域１ａに対向する下地絶縁膜１２の領域以外の部分を薄膜にすることで、第４蓄積容量Ｃ４を増大させることができる。
【００９５】
更に、図９に示すように、画素電極９ａと遮光性の導電膜９０ａとの間にも第５蓄積容量Ｃ５を形成することができる。誘電体膜として、層間絶縁膜４及び層間絶縁膜７を用いる。クロスハッチングの領域が実際に第５蓄積容量Ｃ５が形成される領域である。層間絶縁膜４及び層間絶縁膜７としては、例えば、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧなどの高絶縁性ガラス又は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等からなる。但し、データ線６ａは層間絶縁膜４上に形成されるため、画素電極９ａとデータ線６ａとの間に生じる寄生容量により表示画像が劣化するため、層間絶縁膜７を厚くする必要があり、実際には第５蓄積容量Ｃ５を第１蓄積容量Ｃ１ほどには増大することができない。
【００９６】
このように、本実施形態の液晶装置は、蓄積容量７０を形成するための容量電極を誘電体膜を介して積層していくことにより、第１蓄積容量Ｃ１から第５蓄積容量Ｃ５まで５層からなるスタック型の蓄積容量７０を形成することができる。これにより、蓄積容量形成用の領域が小さくても、効率的に大きな蓄積容量７０を形成することができる。ここで、本実施形態の液晶装置は、少なくとも第１蓄積容量Ｃ１が形成できれば良い。今後、画素の高開口率化や微細化が更に進み、例えば蓄積容量電極３ｂを形成することができなくても、本実施形態の構造によれば第１蓄積容量Ｃ１の誘電体膜である層間絶縁膜９１を薄膜化することで十分な蓄積容量７０を得ることができる。したがって、本実施形態によれば、電気光学装置の目的にあった仕様に対して、第１蓄積容量Ｃ１から第５蓄積容量Ｃ５までの蓄積容量の中から選択して用いることができ有利である。
【００９７】
再び図３に示すように、データ線６ａは、遮光性の導電膜９０ａより上方の層間絶縁膜４上に形成されている。また、データ線６ａは、ゲート絶縁膜２，層間絶縁膜８１，層間絶縁膜９１及び層間絶縁膜７の所定箇所にコンタクトホール５を開孔し、このコンタクトホール５を介して半導体層１ａの高濃度ドレイン領域１ｅと電気的に接続されている。更に、データ線６ａは画像信号が供給されるため、Ａｌ等の低抵抗で遮光性の高い金属膜や金属シリサイド等から構成されている。
【００９８】
ここで、本実施形態の液晶装置では、データ線６ａに加えて、遮光性の導電膜９０ａ等により非開口領域である遮光領域を規定することができる。具体的には、図１０に示すように、画素電極９ａに重なるように遮光性の導電膜９０ａを形成し、チャネル領域１ａ’を含むほとんどの領域を遮光するようにする。また、遮光性の導電膜９０ａでデータ線６ａに沿った領域のほとんどを遮光することができるため、従来のようにデータ線６ａだけで遮光領域を規定する必要がなくなり、データ線６ａと画素電極９ａとを層間絶縁膜７を介して極力重ねないように構成することができる。これにより、データ線６ａと画素電極９ａとの間の寄生容量を大幅に低減することができ、画素電極９ａの電位変動による表示画質の低下を招くことがない。但し、遮光性の導電膜９０ａはデータ線６ａより下方に形成されるので、データ線６ａと半導体層１ａを電気的に接続するためのコンタクトホール５を形成する領域は遮光できない。そこで、コンタクトホール５が形成される領域はデータ線６ａを画素電極９ａに一部重ねるように幅広に形成すれば良い。このコンタクトホール５を形成する領域がチャネル領域１ａ’の直近にあると、遮光性の導電膜９０ａでチャネル領域１ａ’付近を十分に遮光できなくなるため、このような場合には、コンタクトホール５の形成領域をデータ線６ａに沿ってチャネル領域１ａ’から遠ざける方向に移動しても何ら問題ない。本実施形態では、このようにコンタクトホール５の形成領域を移動しても中継膜８０ａと遮光性の導電膜９０ａとの間に形成される第１蓄積容量Ｃ１は変化しないという利点がある。また、遮光性の導電膜９０ａは、中継膜８０ａと画素電極９ａとを電気的に接続するためのコンタクトホール８ｂの形成領域にも設けることができないため、この領域は中継膜８０ａで遮光すれば良い。もし、中継膜８０ａをポリシリコン膜等の光透過性の膜で形成する場合には、下地遮光膜１１ａにて遮光しても構わない。この際、コンタクトホール８ｂの形成領域は、チャネル領域１ａ’から遠ざけるようにした方が良い。図１０に示すように、隣接するデータ線６ａの中間にコンタクトホール８ｂを設けるようにすれば、入射光が下地遮光膜１１ａに照射されても、チャネル領域１ａ’に到達することがなく有利である。また、画素の構成をデータ線６ａに対して線対称に形成できるため、例えば、ＴＮ液晶の捻れ方向が異なる液晶装置を組み合わせるプロジェクタ等で、色むら等の表示画質の低下を招くことがない。
【００９９】
このように、本実施形態では、ＴＦＴアレイ基板１０上で遮光領域を規定することができるため、図３に示すように、対向基板２０に遮光膜を設ける必要がなくなる。したがって、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０を機械的に貼り合わせる際に、アライメントがずれたとしても対向基板２０上に遮光膜がないため、光が透過する領域（開口領域）が変化することはない。これにより、常に安定した画素開口率が得られるため、装置不良を大幅に低減することができる。
【０１００】
また、本実施形態による液晶装置は、入射光の入射角度に対しても従来より強い構造を採ることができる。そこで、図１１を参照して説明する。図１１（１）は、図２における Ｂ−Ｂ’に沿った断面図で、図１１（２）は従来の構造を示している。尚、図１１（１）及び（２）においては、同じ縮尺で表している。
【０１０１】
一般に、半導体層１ａのチャネル領域付近に光が照射されると、ＴＦＴ３０のオフ時において、光励起によるリーク電流が発生するため、画素電極９ａに書き込まれた電荷を保持する能力が低下してしまう。そこで、本実施形態では、図１１（１）に示すように、入射光Ｌ１に対しては遮光性の導電膜９０ａを設け、ＴＦＴアレイ基板１０方向からの反射光Ｌ２に対しては下地遮光膜１１ａを設けることにより、半導体層１ａへの光の照射を防ぐ構造を採る。また、入射光Ｌ１の光量に対して、反射光Ｌ２は１００分の１以下の光量しか照射されないため、チャネル領域及びその近接領域において入射光Ｌ１を遮光するための遮光性の導電膜９０ａの幅Ｗ１の方が、下地遮光膜１１ａの幅Ｗ２より長くなるように構成する。即ち、チャネル領域及びその近接領域において下地遮光膜１１ａが遮光性の導電膜９０ａをはみ出さないように形成されている。更に、半導体層１ａの幅Ｗ３はチャネル領域及びその近接領域において下地遮光膜１１ａの幅Ｗ２よりも短くなるように構成する。即ち、チャネル領域及びその近接領域がＴＦＴアレイ基板側から見て下地遮光膜１１ａにより覆われている。このような構成を採ることにより、入射光Ｌ１がある角度をもって入射されたとしても、半導体層１ａへ光が到達する可能性を低減することができる。また、本実施形態では、遮光性の導電膜９０ａをデータ線６ａと半導体層１ａの層間に形成することができるため、図１１（２）に示す従来例のようにデータ線６ａでチャネル領域を遮光する場合よりも、更にチャネル領域の直近で遮光することが可能になる。ここで、本実施形態及び従来例において、入射光Ｌ１の入射角度に対するマージンを考えてみる。通常、入射光Ｌ１は、半導体層１ａに直接照射されることは半導体層１ａの幅Ｗ３が、例えば１μｍと短いことから、あまり考えられない。そこで、半導体層１ａの下方に設けられた下地遮光膜１１ａに照射された光が反射して半導体層１ａに照射されると仮定してみる。ここで、図１１における（１）本実施形態及び（２）従来例に示す下地遮光膜１１ａの幅は同じＷ２とする。また、入射光Ｌ１を遮るための本実施形態における遮光性の導電膜９０ａの幅と、従来例におけるデータ線６ａの幅を同じＷ１とする。本実施形態では、下地遮光膜１１ａと遮光性の導電膜９０ａの層間距離をＤ１とし、一方従来例は、下地遮光膜１１ａとデータ線６ａまでの層間距離をＤ２とする。ここで、本実施形態における下地遮光膜１１ａとデータ線６ａまでの層間距離をＤ２とすると、Ｄ１＞Ｄ２の関係になる。したがって、入射光Ｌ１が同じ角度で入射されてきた場合、下地遮光膜１１ａまでの層間距離が短い分だけ、入射光Ｌ１の角度が本実施形態の方がマージンがあることになる。即ち、本実施形態における入射光Ｌ１のマージン角度をＲ１とし、従来例における入射光Ｌ１のマージン角度をＲ２とすると、Ｒ１＞Ｒ２の関係になる。この結果から、本実施形態の液晶装置の方が入射光の入射角度にマージンがあるため、今後、光学系が小型化されて更に入射角度が大きくなっても対応することができ、有利である。尚、本実施形態では、半導体層１ａの側面部に絶縁膜を介して遮光膜を形成することも可能であり、入射角度への対応を���に向上させることができる。
【０１０２】
また、本実施形態の液晶装置では、従来例のようにデータ線６ａで遮光する必要がないため、チャネル領域及びその近接領域においてデータ線６ａの幅Ｗ４を遮光性の導電膜９０ａの幅Ｗ１よりも短くすることができる。即ち、Ｗ１＞Ｗ４の関係になり、チャネル領域及びその近接領域において、データ線６ａが遮光性の導電膜９０ａをはみ出さないように形成されている。これにより、データ線６ａで反射された光が迷光となって半導体層１ａに照射されるのを未然に防ぐことができる。特に、遮光性の導電膜９０ａは、データ線６ａを形成するＡｌよりも反射率の低い高融点金属を含有した膜で形成することができるため、データ線６ａによる迷光を遮光性の導電膜９０ａで吸収することも可能である。
【０１０３】
更に、本実施形態の液晶装置では、遮光性の導電膜９０ａの下方に中継膜８０ａを形成することも可能なことから、この中継膜８０ａにより半導体層１ａを直近で遮光することができ、遮光性が向上する。この場合、中継膜８０ａの幅を遮光性の導電膜９０ａの幅Ｗ１とほぼ同じにすると、更に遮光性が高まる。また、万が一、ＴＦＴアレイ基板１０側から反射光Ｌ２が入射された場合、従来例では反射率の高いデータ線６ａを遮光膜として代用するため、データ線６ａの下方で反射された迷光が半導体層１ａに照射される恐れがあったが、本実施形態では中継膜８０ａをポリシリコン膜や低反射な高融点金属を含有した膜で形成することにより光を吸収するようにする。これにより、内面反射の迷光を大幅に低減することができ、何らＴＦＴ３０のリークによる画質表示の劣化を心配する必要がなくなる。また、中継膜８０ａを低反射な膜で形成することにより、遮光性の導電膜９０ａはデータ線６ａと同じ高反射なＡｌを少なくとも含有した膜で形成しても構わない。このように、液晶装置の遮光領域を例えば可視光領域において８０％以上の反射率を有する高反射率のＡｌを少なくとも含有した膜で、データ線６ａ及び遮光性の導電膜９０ａを形成することが可能になるため、入射光をデータ線６ａ及び遮光性の導電膜９０ａで反射させ、液晶装置の温度上昇を防ぐことができる。したがって本実施形態における液晶装置では、例えばプロジェクタの冷却装置の開発にかかるコストを低減したり、液晶装置の耐光性を向上させることが可能である。
【０１０４】
以上説明した本実施形態において、画素電極９ａ下の層間絶縁膜７の表面を平坦化している。これは、配線や素子等の段差による液晶のディスクリネーションを防ぐためで、更に下方の層間絶縁膜４等に対して行っても良い。ここで、平坦化処理としては、有機や無機のＳＯＧ（Silicon On glass）膜をスピンコーターにて塗布しても良いし、ＣＭＰ処理を施すことにより、平坦化を図ることも可能である。
【０１０５】
（第２実施形態）
本発明の電気光学装置の第２実施形態の構成について、図１２から図１６を参照して説明する。
【０１０６】
電気光学装置の一例である液晶装置は、一般に液晶の劣化を防ぐために交流反転駆動を行わなければならない。そこで、いくつかの駆動方法が提案されているが、本発明の第２実施形態の液晶装置では、図１２に示すように走査線３ａ毎に液晶にかかる画像信号の極性を反転し、更に、これに加えて１フィールド毎に画像信号の極性を反転する構成を採る。これにより、液晶にかかる直流成分を極力抑えることができ、フリッカーの発生を大幅に低減することができる。このように走査線３ａ毎に画像信号の極性を反転させる場合、走査線３ａに沿ってＸ方向に隣接する画素電極９ａには同じ極性の画像信号が書き込まれるため、隣接する画素電極９ａ間において、電界が発生しない。一方、データ線６ａに沿ってＹ方向に隣接する画素電極９ａには、異なる極性の画像信号が書き込まれるため、隣接する画素電極９ａ間において、電界が発生し液晶のディスクリネーション４００が生じる。
【０１０７】
そこで、図１２におけるディスクリネーション４００の発生領域を最小限に抑えるために、本発明の第２実施形態では、図１３に示すように、ＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群は、右上がりの斜線領域部において、ＴＦＴアレイ基板１０に対して溝１０’を形成し、データ線６ａ等の配線やＴＦＴ３０を部分的に埋め込んで平坦化する。また、ＴＦＴアレイ基板に対するラビング処理を矢印の方向で行う場合には、開口領域に接した走査線３ａの領域に溝１０’を設けないようにすることで、ディスクリネーション４００の発生領域を更に低減することができる。これにより、各画素の光漏れ領域が低減し、画素開口率を大幅に向上することができる。特に、明るさ及び小型を要求されるプロジェクタ用途の液晶装置には最適である。
【０１０８】
図１４は、図１３のＡ−Ａ’に沿った断面図を示す。図１４に示すように、ＴＦＴ３０や蓄積容量７０を形成する領域のＴＦＴアレイ基板１０に溝１０’を形成することにより、画素電極９ａ及び配向膜１６をほぼ平坦に形成することができる。溝１０’は、パターン形成で通常に用いられるフォトリソグラフィ及びエッチングにより容易に形成できる。また、溝１０’の側壁のテーパー角度はドライエッチング法やウェットエッチング法を駆使することにより様々に制御することができる。また、溝１０’を形成しての平坦化は溝１０’の深さの制御が重要になるが、ドライエッチングの時間管理等により容易に制御できる。このように、溝１０’を形成して平坦化する場合には、光に対して感光しやすい有機膜等を一切使用せずに平坦化が実現できるので、強い光源を用いるプロジェクタに用いられる液晶装置には特に有利である。
【０１０９】
図１５は、図１３のＢ−Ｂ’に沿った断面図で、図１２においてＸ方向に相隣接する画素電極９ａ間の断面構造を示す。このように、ＴＦＴアレイ基板１０に溝１０’を形成することで、データ線６ａの形成領域をほぼ完全に平坦化することができる。特に、図１３に示すようにデータ線６ａに沿ってラビング処理する場合に、データ線６ａ等が形成されている領域は埋め込まれて平坦化されているため、データ線６ａ等の配線や素子による段差でディスクリネーションが発生することはない。
【０１１０】
図１６は、図１３のＣ−Ｃ’に沿った断面図で、図１２においてＹ方向に相隣接する画素電極９ａ間の断面構造を示す。この領域では、隣接する画素電極９ａ間の電界による液晶のディスクリネーションが発生するため、図１６に示すように、隣接する画素電極９ａの分断領域において、液晶層５０のセルギャップが狭くなるように、走査線３ａの形成領域にはＴＦＴアレイ基板１０に溝１０’を形成しないようにする。これにより、相隣接する画素電極９ａ間で電界が生じても、対向基板２０に設けられた対向電極２１と画素電極９ａとの電界が強められるため、液晶のディスクリネーションが発生する領域を極力小さくすることができるのである。また、液晶のセルギャップそのものを狭くしてディスクリネーションを低減する必要がないため、狭セルギャップ用の液晶開発やセルギャップ制御が困難になるといった諸問題が発生することもない。
【０１１１】
このように、本発明の第２実施形態では、ＴＦＴアレイ基板１０上に溝１０’を形成し、その中に配線や素子をほぼ完全にあるいは部分的に埋め込むことができるので、ＣＭＰ処理のように完全にしか平坦化できない場合と比較して、更に高開口率な画素を備えた電気光学装置を実現することができる。尚、溝１０’はＴＦＴアレイ基板１０の他に、下地絶縁膜１２や層間絶縁膜８１等の層間絶縁膜に形成しても同様な効果が得られる。また、 ＴＦＴアレイ基板１０に設けられた溝１０’と、下地絶縁膜１２や層間絶縁膜８１等の層間絶縁膜に設けた溝とを組み合わせて平坦化しても良いことは言うまでもない。
【０１１２】
（第３実施形態）
本発明による電気光学装置の第３実施形態である液晶装置の構成について、図１７及び図１８を参照して説明する。図１７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り、図１８は、図１７のＡ−Ａ’に沿った断面図である。尚、図１８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。
【０１１３】
図１７に示すように、第３実施形態では、走査線３ａと同一膜で容量電極３ｂを兼ねた補助配線３ｂ’を形成しているところが、第１実施形態と大きく違う。また、補助配線３ｂ’は、走査線３ａの方向に沿って画像表示領域からその周囲に延設し、周辺領域にて定電位源と接続することができる。定電位源としては、後述する当該液晶装置を駆動するための周辺回路（例えば、走査線駆動回路、データ線駆動回路等）に供給される負電源、正電源等の定電位源、接地電源、対向電極に供給される定電位源等が挙げられ、遮光性の導電膜９０ａに供給される電位と同じであることが好ましい。これにより、補助配線３ｂ’は図１における容量線３００の一部として機能することができる。また、データ線６ａの下方でコンタクトホール９５を介して上方の遮光性の導電膜９０ａと電気的に接続することもできる。この際、コンタクトホール９５を介しての補助配線３ｂ’と遮光性の導電膜９０ａとの接続は、各画素電極９ａ毎に行っても構わないし、複数の画素電極９ａ毎に行っても良い。このように、補助配線３ｂ’と遮光性の導電膜９０ａにより冗長構造の容量線３００を構築することができる。尚、第１実施形態や第２実施形態でも遮光領域に余裕のある場合は、容量電極３ｂを延設して補助配線３ｂ’を構築しても良いことは言うまでもない。
【０１１４】
また、第３実施形態では、図１７に示すように、右上がりの斜線で示される中継膜８０ａ’が走査線３ａに平面的に重ならないように形成されているところが、第１実施形態と大きく違う。これは、図１８に示すように、層間絶縁膜８１を１００ｎｍ以下の膜厚で形成することにより、容量電極を含む補助配線３ｂ’上で大きな蓄積容量を形成することができる。即ち、図４に示す蓄積容量Ｃ２を増大させることができる。この場合、走査線３ａと中継膜８０ａ’の間を絶縁するための層間絶縁膜８１が薄膜化されるため、走査線３ａ上に重なるように中継膜８０ａ’を設けると寄生容量が増大し、走査信号が遅延してしまう。また、中継膜８０ａ’にかかる電位の影響でＴＦＴ３０が誤動作するため、チャネル領域１ａ’付近にも中継膜８０ａ’を設けることができない。しかしながら、半導体層１ａと中継膜８０ａ’との間の層間絶縁膜８１を非常に薄く形成することができるため、半導体層１ａの高濃度ドレイン領域１ｅと中継膜８０ａ’とを電気的に接続するためのコンタクトホール８ａ開孔時に半導体層１ａを突き抜けることはない。また、コンタクトホール８ａの開口径を非常に小さくすることができる利点がある。更に、遮光性の導電膜９０ａは、チャネル領域１ａ’及びその隣接領域と走査線３ａ上の遮光をするために、層間絶縁膜９１を５００ｎｍ以上の膜厚で形成しなければならないが、補助配線３ｂ’と遮光性の導電膜９０ａとの間で図４に示す蓄積容量Ｃ１を形成することができる。
【０１１５】
（第４実施形態）
本発明による電気光学装置の第４実施形態である液晶装置の構成について、図１９及び図２０を参照して説明する。図１９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り、図２０は、図１９のＡ−Ａ’に沿った断面図である。尚、図２０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。第１実施形態と同一の部材については同一の符号を付し詳細な説明は省略する。
【０１１６】
第４実施形態は、図１９に示すように、非開口領域のほぼ中心に走査線３ａ及びデータ線６ａを設けている。半導体層１ａは、走査線３ａと交差するようにデータ線６ａの下方に配置する。図２０に示すようにデータ線６ａと半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄは、データ線６ａの下方においてコンタクトホール５を介して電気的に接続されている。また、半導体層１ａの高濃度ドレイン領域１ｅと中継膜８０ａは、データ線６ａの下方においてコンタクトホール８ａを介して電気的に接続されている。このように半導体層１ａを遮光性のデータ線６ａの下方に配置することにより、対向基板２０側から入射される光が直接半導体層１ａに照射されることを防ぐ効果がある。更に、半導体層１ａとコンタクトホール５及び８ａを、走査線３ａ方向の非開口領域及びデータ線６ａ方向の非開口領域の中心線に対して線対称に形成することにより、段差形状をデータ線６ａに対して左右対称にすることができ、液晶の回転方向による光抜けの差がなくなるので有利である。
【０１１７】
半導体層１ａの下方には、下地絶縁膜１２を介して下地遮光膜１１ａが形成されている。下地遮光膜１１ａはデータ線６ａ方向及び走査線３ａ方向に沿って、マトリクス状に形成されている。半導体層１ａは下地遮光膜１１ａの内側に配置されており、ＴＦＴアレイ基板１０側からの戻り光が、直接半導体層１ａに照射されることを防ぐ効果がある。
【０１１８】
中継膜８０ａはポリシリコン膜や高融点金属等を含む導電膜から成り、半導体層１ａと画素電極９ａの層間において、走査線３ａ及びデータ線６ａに沿って略Ｔ字型に延設され、半導体層１ａと画素電極９ａを電気的に接続するためのバッファとしての機能を果たす。具体的には、半導体層１ａの高濃度ドレイン領域１ｅと導電性の中継膜８０ａをコンタクトホール８ａにおいて電気的に接続し、中継膜８０ａと画素電極９ａをコンタクトホール８ｂにおいて電気的に接続されている。このような構成を採る事により、層間絶縁膜に対して深いコンタクトホールを開孔する場合でも、エッチング選択比が大きい中継膜８０ａを設けることにより、コンタクトホール開孔時に半導体層１ａを突き抜けてしまう危険を回避する事ができる。尚、データ線６ａと半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄとを電気的に接続するためのコンタクトホール５においても同様に、中継膜８０ａと同一膜で中継させても良い。
【０１１９】
また、第４実施形態では、中継膜８０ａに層間絶縁膜９１が積層され、その上に遮光性の導電膜９０ａを形成している。遮光性の導電膜９０ａは、コンタクトホール８ｂを除いて中継膜８０ａを覆うように走査線３ａ方向に画像表示領域の外側まで延設され、走査線駆動回路やデータ線駆動回路等に供給される負電源、正電源等の定電位源、接地電源、あるいは対向電極に供給される定電位源等のいずれかと電気的に接続することにより電位が固定されている。したがって、中継膜８０ａを一方の容量電極とし、遮光性の導電膜９０ａを他方の容量電極として図４及び図５に示す蓄積容量Ｃ１を形成することができる。この際、層間絶縁膜９１が蓄積容量Ｃ１の誘電体膜として機能することは言うまでもない。ここで、層間絶縁膜９１は蓄積容量Ｃ１を形成するためだけに積層するので、中継膜８０ａと遮光性の導電膜９０ａとの間でリークしない膜厚まで層間絶縁膜９１を薄膜化することにより、蓄積容量Ｃ１を増大できる。更に、第４実施形態では層間絶縁膜８１を厚く形成することにより、中継膜８０ａをＴＦＴ３０や走査線３ａの上方まで延設することができるため、蓄積容量Ｃ１を効率良く増大させることができる。更に、第４実施形態では半導体層１ａを延設して容量電極を形成していない。これにより、走査線３ａと同一膜で蓄積容量を形成するための容量電極及び容量線を形成する必要がないため、図１９に示すように、走査線３ａを遮光性の導電膜９０ａや下地遮光膜１１ａから規定される非開口領域のほぼ中心に配置することができる。また、ポリシリコン膜から成る半導体層１ａは膜の低抵抗化をする必要がないので、容量電極形成部に不純物を打ち込まなくても良く、工程を削減する事ができる。
【０１２０】
第４実施形態では、ＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ’は、走査線３ａとデータ線６ａの交差部に形成することで、データ線６ａ方向と走査線３ａ方向の非開口領域のほぼ中心に設けることができる。これにより、対向基板２０側からの入射光やＴＦＴアレイ基板１０側からの戻り光に対して、最も光が照射されにくい位置になるため、光によるＴＦＴ３０のリーク電流を大幅に低減することができる。
【０１２１】
更に、第４実施形態では図１９に示すように、チャネル領域１ａ’付近において、遮光性の導電膜９０ａ，中継膜８０ａ，下地遮光膜１１ａの順にパターン幅を狭く形成する事により、入射光が直接下地遮光膜１１ａに照射されないように工夫してある。また、遮光性の導電膜９０ａと半導体層１ａの間にポリシリコン膜からなる中継膜８０ａを介在させる事により、下地遮光膜１１ａ表面での反射光やＴＦＴアレイ基板１０側からの戻り光を吸収させる効果を持たせる事ができ、耐光性に有利である。
【０１２２】
また、第４実施形態では、データ線６ａ，遮光性の導電膜９０ａ，下地遮光膜１１ａ等によりＴＦＴアレイ基板１０上で非開口領域を形成できるため、対向基板２０に遮光膜を設けなくても良い。これにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０を機械的に貼り合わせる際に、アライメントがずれたとしても対向基板２０上に遮光膜がないため、光が透過する領域（開口領域）が変化することはない。これにより、常に安定した画素開口率が得られるため、装置不良を大幅に低減することができる。
【０１２３】
（電気光学装置の全体構成）
以上のように構成された各実施形態における液晶装置の全体構成を図２１及び図２２を参照して説明する。尚、図２１は、ＴＦＴアレイ基板１０をその上に形成された各構成要素と共に対向基板２０の側から見た平面図であり、図２２は、図２１のＨ−Ｈ’断面図である。
【０１２４】
図２１において、素子や配線が形成されたＴＦＴアレイ基板１０上には、シール材５２が対向基板２０の縁に沿って設けられており、その内側に並行して、画像表示領域の周辺を規定するための遮光性の額縁５３が設けられている。この額縁５３は、本実施形態のようにＴＦＴアレイ基板１０側に設けても良いし、対向基板２０側に設けても良い。シール材５２の外側の領域には、データ線６ａに画像信号を所定タイミングで供給するためのデータ線駆動回路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おり、走査線３ａに走査信号を所定タイミングで供給するための走査線駆動回路１０４が、この一辺に隣接する２辺に沿って設けられている。走査線３ａに供給される走査信号の遅延が問題にならないのならば、走査線駆動回路１０４は片側だけでも良いことは言うまでもない。また、データ線駆動回路１０１を画像表示領域の辺に沿って両側に配列しても良い。更にＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路１０４間に共通の信号を供給するための複数の配線１０５が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所において、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ための上下導通材１０６が設けられている。即ち、外部回路接続端子１０２から印加された対向電極電位が、ＴＦＴアレイ基板１０に設けられた配線及び上下導通材１０６を介して、対向基板２０に設けられた対向電極２１に供給される。そして、図２２に示すように、対向基板２０がシール材５２によりＴＦＴアレイ基板１０に固着されている。尚、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６ａに画像信号を所定のタイミングで供給するサンプリング回路、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良い。このように、本実施形態における液晶装置では、画素電極９ａを制御するためのＴＦＴ３０を形成する工程で、データ線駆動回路１０１や走査線駆動回路１０２等の周辺回路を同一のＴＦＴアレイ基板１０上に形成することができるため、高精細で高密度な液晶装置を実現することができる。
【０１２５】
また、データ線駆動回路１０１及び走査線駆動回路１０４をＴＦＴアレイ基板１０上に設ける代わりに、例えばＴＡＢ（Tape Automated Bonding)基板上に実装された駆動用ＬＳＩに、ＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に設けられた異方性導電フィルムを介して電気的及び機械的に接続するようにしても良い。更に、対向基板２０の投射光が入射する側及びＴＦＴアレイ基板１０の出射光が出射する側には各々、例えば、ＴＮ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、偏光板などが所定の方向で配置しても良い。
【０１２６】
以上説明した各実施形態における液晶装置は、カラー表示のプロジェクタに適用されるため、３枚の液晶装置がＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）用のライトバルブとして各々用いられ、各ライトバルブにはＲＧＢ色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が投射光として入射されることになる。従って、各実施形態では、対向基板２０に、カラーフィルタは設けられていない。しかしながら、画素電極９ａに対向する所定領域にＲＧＢのカラーフィルタをその保護膜と共に、対向基板２０上に形成しても良い。あるいは、ＴＦＴアレイ基板１０上においてＲＧＢに対向する画素電極９ａ下にカラーレジスト等でカラーフィルタ層を形成することも可能である。このようにすれば、プロジェクタ以外にも直視型や反射型のカラー液晶テレビなどのカラー表示用の液晶装置に各実施形態における液晶装置を適用できる。更に、対向基板２０上に１画素1個対応するようにマイクロレンズを形成しても良い。このようにマイクロレンズを形成することにより、入射光の集光効率を格段に向上でき、明るい液晶装置が実現できる。更にまた、対向基板２０上に、何層もの屈折率の相違する干渉層を堆積することで、光の干渉を利用して、ＲＧＢ色を作り出すダイクロイックフィルタを形成しても良い。このダイクロイックフィルタ付き対向基板によれば、より明るいカラー表示用の液晶装置が実現できる。
【０１２７】
尚、以上説明した各実施形態における液晶装置では、従来と同様に入射光を対向基板２０の側から入射することとしたが、下地遮光膜１１ａ及び遮光性の導電膜９０ａをＴＦＴアレイ基板１０上に設けているので、ＴＦＴアレイ基板１０の側から光を入射し、対向基板２０の側から出射するようにしても良い。また、ＴＦＴアレイ基板１０の裏面側での反射を防止するための反射防止用のＡＲ（Anti Reflection)被膜された偏光板を別途配置したりＡＲフィルムを貼り付ける必要もなく、その分だけ、材料コストを削減でき、また偏光板貼り付け時に、ごみ、傷等により、歩留まりを落とすことがなく大変有利である。また、耐光性が優れているため、明るい光源を使用したり、偏光ビームスプリッタにより偏光変換して、光利用効率を向上させても、光によるクロストーク等の画質劣化を生じない。また、本実施形態では、導電膜９０ａは遮光性で形成されているが、対向基板側からの光の入射に対して他に遮光性の膜が形成されている場合は、導電膜９０ａは遮光性で形成しない場合がある。導電膜９０ａが遮光性を有していない場合でも、本実施例の構成によれば、蓄積容量を増大することが可能である。
【０１２８】
また、各画素に設けられるスイッチング素子としては、正スタガ型又はコプラナー型のポリシリコンＴＦＴであるとして説明したが、逆スタガ型のＴＦＴやアモルファスシリコンＴＦＴ等の他の形式のＴＦＴに対しても、各実施形態は有効である。
【０１２９】
本発明の電気光学装置は、上述した各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なう電気光学装置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】
【図１】本発明の第１実施形態の電気光学装置における画像表示領域を構成するマトリクス状の複数の画素に設けられた各種素子、配線等の等価回路図である。
【図２】第１実施形態の電気光学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３】図２のＡ−Ａ’に沿った断面図である。
【図４】本発明の実施形態の電気光学装置を構成する１画素の等価回路図である。
【図５】図２のうち、遮光性の導電膜及び中継膜を抜粋して示す平面図である。
【図６】図２のうち、中継膜及び第２容量電極を抜粋して示す平面図である。
【図７】図２のうち、第２容量電極及び半導体層を抜粋して示す平面図である。
【図８】図２のうち、半導体層及び下地遮光膜を抜粋して示す平面図である。
【図９】図２のうち、遮光性の導電膜及び画素電極を抜粋して示す平面図である。
【図１０】図２のうち、下地遮光膜、遮光性の導電膜、中継膜及びデータ線を抜粋して示す平面図である。
【図１１】（１）は図２のＢ−Ｂ’に沿った断面図で、（２）は従来例の断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態の電気光学装置における画像表示領域を構成するマトリクス状の複数の画素電極に供給される画像信号の極性を示した模式図である。
【図１３】第２実施形態の電気光学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１４】図１３のＡ−Ａ’に沿った断面図である。
【図１５】図１３のＢ−Ｂ’に沿った断面図である。
【図１６】図１３のＣ−Ｃ’に沿った断面図である。
【図１７】第３実施形態の電気光学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１８】図１７のＡ−Ａ’に沿った断面図である。
【図１９】第４実施形態の電気光学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２０】図１９のＡ−Ａ’に沿った断面図である。
【図２１】各実施形態の液晶装置における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平面図である。
【図２２】図２１のＨ−Ｈ’に沿った断面図である。
【符号の説明】
１ａ…半導体層
１ａ’…チャネル領域
１ｂ…低濃度ソース領域
１ｃ…低濃度ドレイン領域
１ｄ…高濃度ソース領域
１ｅ…高濃度ドレイン領域
１ｆ…第１容量電極
２…ゲート絶縁膜
３ａ…走査線
３ｂ…第２容量電極
４…第３層間絶縁膜
５…コンタクトホール
６ａ…データ線
７…第４層間絶縁膜
８ａ…コンタクトホール
８ｂ…コンタクトホール
９ａ…画素電極
１０…ＴＦＴアレイ基板
１１ａ…下地遮光膜
１２…下地絶縁膜
１６…配向膜
２０…対向基板
２１…対向電極
２２…配向膜
３０…ＴＦＴ
５０…液晶層
７０…蓄積容量
８０ａ、８０ａ’…中継膜
８１…第１層間絶縁膜
９０ａ…遮光性の導電膜
９１…第２層間絶縁膜
９５…コンタクトホール
１０１…データ線駆動回路
１０４…走査線駆動回路
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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