(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の第１及び第２基板と、
前記第１基板上における各画素の非開口領域内に設けられた所定パターンと、前記第２基板上における前記所定パターンを平面的に見て少なくとも部分的に覆う領域に設けられた遮光膜と
を備えており、
前記所定パターンは、前記画素電極に対応して設けられた薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタに電気的に接続されたデータ線と、該データ線と交差する走査線とからなり、前記データ線と前記走査線とが重なる領域に前記薄膜トランジスタのチャネル領域が設けられており、
前記遮光膜は、前記第１基板に対面しない側に位置する第１反射率の高反射膜と、前記第１基板に対面する側に位置する前記第１反射率よりも低い第２反射率の低反射膜とを含む多層膜からなり、前記第１基板の側から見て前記高反射膜は、前記低反射膜により覆われており、
前記高反射膜は、前記第２基板側から見て、少なくとも前記チャネル領域を覆うと共に前記データ線及び前記走査線と夫々重なる突出部を有する十字形の島状に分断形成されており、
前記各画素において隣接する前記高反射膜の突出部は、前記非開口領域において互いに対向する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２】
前記低反射膜は、前記各画素の非開口領域に沿って格子状又は縞状に形成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１反射率は、可視光領域で８０％以上であ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】
前記第２反射率は、可視光領域で１０％以下であ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】
前記低反射膜は、酸化クロムを含有する膜からな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】
前記高反射膜は、窒素化合物を含有するアルミニウム膜からなることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記高反射膜は、高融点金属を含有するアルミニウム膜からなることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項８】
前記第１基板に、前記所定パターンを平面的に見て少なくとも部分的に覆う領域に設けられた他の遮光膜を更に備えており、
該他の遮光膜の反射率は、前記第１反射率よりも低いことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項９】
前記所定パターンは、他の低反射膜からなるパターンを含み、
該パターンの反射率は、前記第１反射率よりも低いことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項１０】
前記第１基板上に、前記第１基板の側から見て前記所定パターンを少なくとも部分的に覆う他の遮光膜を更に備え、
該他の遮光膜の反射率は、前記第１反射率よりも低いことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項１１】
前記第２基板の前記第１基板に対面しない側に、前記遮光膜が形成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項１２】
前記第２基板上における画像表示領域の外側に設けられる遮光性の額縁は、前記遮光膜と同一工程により形成される事を特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項１３】
前記遮光性の額縁は、前記低反射膜からなる事を特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項１４】
請求項１から１３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投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の基板間に液晶等の電気光学物質を挟持してなる液晶装置等の電気光学装置の技術分野に属する。
【０００２】
【背景技術】
この種の電気光学装置は、データ線や走査線などの各種配線、画素電極、画素スイッチング用の薄膜トランジスタ（以下適宜、ＴＦＴと称する）や薄膜ダイオード（以下適宜、ＴＦＤと称する）などのスイッチング素子等の各種パターンが形成された素子アレイ基板と、縞状や全面的に形成された対向電極、カラーフィルタ、各画素の開口領域を規定する遮光膜が形成された対向基板とが、一対の基板として貼り合わされてなる。そして、係る一対の基板間には、液晶等の電気光学物質が挟持されている。
【０００３】
このように構成された電気光学装置では、画像表示領域における透過率が画像信号に応じて各画素毎に変化して画像表示が行われる。従って、各画素の間隙を光が素通りしてコントラスト比を低下させたり、カラー表示の場合に隣接画素間で混色するのを防ぐ必要がある。このため、基板上には、各画素の間隙を覆うように遮光膜が形成されるのが一般的である。例えば、対向基板上に、平面的に見て各画素の間隙を覆うように遮光膜を設けたり、素子アレイ基板上に遮光膜を設けたり、或いは、素子アレイ基板上に複数配列された配線をＡｌ（アルミニウム）等の遮光性の導電材料から形成したりする。
【０００４】
この種の電気光学装置は、液晶ディスプレイやモニター等の直視型表示装置の他、ライトバルブとして単板式の白黒又はカラー投射型表示装置に用いられたり、ＲＧＢ（赤緑青）用の３枚のライトバルブとして複板式のカラー投射型表示装置に用いられたりする。係る投射型表示装置用途のように強力な投射光が対角３センチメートル程度の比較的小型のライトバルブ（電気光学装置）に入射する場合にも、上述のように遮光膜を設けておけば、素子アレイ基板上のＴＦＴの特性変化や画素間の光抜けによるコントラスト比の低下を比較的良好に防ぐことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の如く対向基板に形成される遮光膜を、Ａｌ膜等の高反射率の反射膜で構成すると次の問題が生じる。即ち、投射型表示装置等の透過型液晶装置の場合には、入射光が光源側に反射しても一般に問題はない。しかしながら、前述の複板式のカラー投射型表示装置を構築した場合における合成光学系を突き抜けてくる他のライトバルブからの光（即ち、各ライトバルブに対し、投射光と逆向きにその出射側から入射する光）や、複板式や単板式を問わずに素子アレイ基板上の各膜で反射する光、素子アレイ基板の裏面で反射する光等の戻り光が、当該高反射率の反射膜の内面（即ち、素子アレイ基板側に対面する表面）で反射して、電気光学装置内に内面反射光が発生してしまう。或いは、この内面反射光が更に素子アレイ基板上や裏面で反射することにより電気光学装置内に多重反射光が発生してしまう。このように、内面反射や多重反射光が電気光学装置内に発生すると、素子アレイ基板上に形成された画素スイッチング用のＴＦＴ等のチャネル領域に至って光電効果によりトランジスタ特性を劣化させたり、迷光として投射光に混入して、最終的にコントラスト比の低下やフリッカの発生など画像品位の劣化を引き起こしてしまうという問題がある。
【０００６】
他方、上述の如き遮光膜を低反射クロム膜等の低反射率の反射膜で構成すると、次の問題が生じる。即ち、特に前述の投射型表示装置用途のように強力な投射光が入射される場合には、当該低反射率の遮光膜が光を吸収することで、この遮光膜を含めた電気光学装置全体の温度上昇を招いてしまう。この結果、高温環境におけるトランジスタ特性の劣化により画像品位の劣化が引き起こされたり、動作中の加熱により液晶や偏光板等における装置不良や装置故障が発生し易くなったり、装置寿命が短命化されたりする問題点がある。
【０００７】
特に、投射型表示装置では、表示画像の明るさを向上させるために、用いられる投射光の強度は一段と高められてきており、上述の如き温度上昇は、より顕著となっている。同時に明るさ向上のために各画素の開口率を向上させることも積極的に行われているので、遮光膜を形成可能な平面領域自体が小さくなってきており、投射光の入射による温度上昇を防ぐことが困難になっている。他方で、投射光の強度に比例して前述した戻り光の強度も高められてしまうので、単純に反射率の高い遮光膜を採用して温度上昇を抑えようとすると、内面反射がより顕著になってしまう。このように投射型表示装置では、上述の如きトレードオフの関係にある温度上昇と内面反射とを同時に低減することは実際上困難である。更に、このような困難な問題を解決するために、この種の電気光学装置に対して複雑な積層構造を採用することは可能であろうが、装置構成の複雑化は、製造コスト及び装置欠陥率の上昇につながり、当該電気光学装置の技術分野における低コスト化及び装置信頼性の向上という基本的要請に反する結果を招いてしまう。
【０００８】
本発明は上述した問題点に鑑みなされたものであり、強力な投射光が入射される場合であっても温度上昇を抑えると共に内面反射を抑えることができ、しかも比較的容易に製造可能であり装置信頼性が高い電気光学装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【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、一対の第１及び第２基板と、前記第１基板上における各画素の非開口領域内に設けられた所定パターンと、前記第２基板上における前記所定パターンを平面的に見て少なくとも部分的に覆う領域に設けられた遮光膜とを備えており、前記所定パターンは、前記画素電極に対応して設けられた薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタに電気的に接続されたデータ線と、該データ線と交差する走査線とからなり、前記データ線と前記走査線とが重なる領域に前記薄膜トランジスタのチャネル領域が設けられており、前記遮光膜は、前記第１基板に対面しない側に位置する第１反射率の高反射膜と、前記第１基板に対面する側に位置する前記第１反射率よりも低い第２反射率の低反射膜とを含む多層膜からなり、前記第１基板の側から見て前記高反射膜は、前記低反射膜により覆われており、前記高反射膜は、前記第２基板側から見て、少なくとも前記チャネル領域を覆うと共に前記データ線及び前記走査線と夫々重なる突出部を有する十字形の島状に分断形成されており、前記各画素において隣接する前記高反射膜の突出部は、前記非開口領域において互いに対向するように設けられている。
【００１０】
本発明の電気光学装置は、素子アレイ基板或いはＴＦＴアレイ基板等の第１基板上における各画素の非開口領域内に設けられた所定パターンを、対向基板等の第２基板上に設けられた遮光膜により、平面的に見て少なくとも部分的に覆う。即ち、遮光膜は、各画素の非開口領域を少なくとも部分的に規定している。ここで、遮光膜は多層膜からなり、第１基板に対面しない側に位置する高反射膜を含む。従って、第２基板の側から投射光を入射すれば、たとえこの投射光の光強度が高くても、当該高反射膜により反射できる。このため、遮光膜が光を吸収して遮光膜を含む電気光学装置が温度上昇を招くことを、当該高反射膜の第１反射率の高さに応じて効果的に防止できる。同時に、投射光強度を高めた場合に特に問題となる、前述した複板式の投射型表示装置の場合に合成光学系を突き抜けてくる光、第１基板上の各膜で反射する光、第１基板の裏面で反射する光等の戻り光については、遮光膜を構成する多層膜のうち第１基板に対面する側に設けられた低反射膜が吸収する。このため、係る戻り光に起因した電気光学装置内における内面反射光や多重反射光を低減できる。特に戻り光の光強度は、投射光の強度を高める程高くなるが、投射光の光強度自体よりは遥かに低いため、本発明のように戻り光については電気光学装置内の低反射膜で吸収しても、投射光を直接吸収するのと比べれば温度上昇の度合いは格段に低くて済む。ここで特に、第１基板の側から見て高反射膜は、低反射膜により覆われているので、第１基板側から遮光膜に至る戻り光が高反射膜により反射されることはない。このため、戻り光による悪影響を殆ど無くすことが可能となる。同時に、第２基板側からの投射光に対しては、高反射膜の脇や隙間から露出した低反射膜により若干は吸収されることになるが、このように吸収される光量は、係る低反射膜の露出面積を小さくすることにより小さくできる。従って、低反射膜と高反射膜とをどの程度重ねるか或いは、低反射膜を高反射膜の脇や隙間からどの程度露出させるかを光源強度や装置仕様等に応じて適宜定めれば、最終的に戻り光による例えば画素スイッチング用素子の特性変化と光吸収による悪影響（例えば温度上昇により、画素スイッチング用素子の特性劣化、装置寿命の短命化、装置不良・欠陥を招くこと）との両方をバランス良く低減可能となる。加えて、第１基板の側から見て高反射膜は、低反射膜により覆われており、即ち低反射膜は、高反射膜より一回り大きく平面形成されている。このため、両者を例えば同一エッチングにより同一の平面形状に形成した場合と比べて、加熱時に両者が剥離してしまう可能性を低減できる（例えば、高反射率のアルミ膜と低反射率のクロム膜とを単純に積層した場合に、クロム膜は剥がれ易く、特に加熱時の応力発生で剥がれ易い）。一般に高反射膜と低反射膜とは材質が相異なるため、多くの場合、これらの膜間における密着性は低くならざるを得ない。このため本発明のように、第２基板上で高反射膜の上に、これよりも一回り大きく低反射膜を形成する技術は、高反射膜の下地上に低反射膜が直接接する領域ができること及び高反射膜の側面上にも低反射膜が接することから、材料の性質上密着性が悪い低反射膜と高反射膜とを積層形成する場合に、実践上非常に有利である。
【００１１】
以上のように、本発明の電気光学装置によれば、強力な投射光が入射される場合であっても、温度上昇を抑えると共に内面反射を抑えることができ、高品位の画像表示が可能となる。しかも、比較的容易に製造でき、係る効果を得るための装置信頼性の低下を極力抑えることが可能となる。
【００１３】
また、ＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の電気光学装置が実現される。ここで特に第２基板に設けられた遮光膜により、第１基板上に設けられた薄膜トランジスタのチャネル領域を覆っているので、投射光が係るチャネル領域に入射して光電効果により薄膜トランジスタの特性を変化させたり、所謂フィールド反転駆動、フレーム反転駆動、ライン反転駆動、ドット反転駆動等の反転駆動時におけるフリッカを防止できる。この際、戻り光が遮光膜で反射してチャネル領域に入射することも低反射膜により効果的に阻止し得る。更に、高反射膜で投射光による温度上昇を抑えることにより、薄膜トランジスタを長期に亘って良好に動作させることも可能となる。このようにＴＦＴアクティブマトリクス駆動により、高精細な画像表示が可能となる。
【００１４】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記低反射膜は、前記各画素の非開口領域に沿って格子状又は縞状に形成されており、前記高反射膜は、島状に形成されている。
【００１５】
この態様によれば、各画素の非開口領域に沿って格子状又は縞状に形成された低反射膜により、各画素の非開口領域を規定できる。そして特に、このように形成された低反射膜と共に積層形成される高反射膜は、島状に形成されている。従って、低反射膜と高反射膜との熱膨張率等の特性差に起因して、例えば加熱冷却時における応力が両者間に発生しても、島状に形成された高反射膜により、発生する応力を分散させることができ、係る応力により膜剥離が起って装置不良や装置欠陥となる可能性を低減できる。このように高反射膜で各画素の開口領域を規定する必要がないという構成上の特徴を生かして装置信頼性を高めることが可能となる。
【００１６】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第１反射率は、可視光領域で８０％以上である。
【００１７】
この態様によれば、高反射膜の第１反射率は可視光領域（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）で８０％以上であるので、投射光の強度が高い場合にも、遮光膜における光吸収による温度上昇を顕著に抑えることが可能となる。
【００１８】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第２反射率は、可視光領域で１０％以下である。
【００１９】
この態様によれば、低反射膜の第２反射率は可視光領域（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）で１０％以下であるので、投射光の強度が高い場合にも、戻り光或いは内面反射光や多重反射光を遮光膜により良好に吸収できる。
【００２０】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記低反射膜は、酸化クロムを含有する膜からなる。
【００２１】
この態様によれば、クロム単体からなる膜では反射率は５０％程度であるのに対し、酸化クロムを含有する膜から、例えば前述した１０％以下程度の低い反射率を持つ低反射膜を比較的容易に形成できる。
【００２２】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記高反射膜は、窒素化合物を含有するアルミニウム膜からなる。
【００２３】
或いは、本発明の電気光学装置の他の態様では、前記高反射膜は、高融点金属を含有するアルミニウム膜からなる。
【００２４】
これらの態様によれば、窒素化合物を含有するアルミニウム膜や高融点金属を含有するアルミニウム膜から、例えば前述した８０％以上程度に高い反射率を持つ高反射膜を比較的容易に形成できる。特に、純粋なアルミニウムから高反射膜を形成したのでは、９０％以上の高反射率は得られるものの、薬品耐性や耐熱性が弱く、エッチングではパターン精度を出すことが実際上困難であり、しかも、このような膜はシリコンと相性が悪いばかりでなく、相性の良い（即ち、高い密着性が得られる）低反射膜を形成するのが極めて困難である。
【００２５】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第１基板に、前記所定パターンを平面的に見て少なくとも部分的に覆う領域に設けられた他の遮光膜を更に備えており、該他の遮光膜の反射率は、前記第１反射率よりも低い。
【００２６】
この態様によれば、第１基板に設けられた低反射率の他の遮光膜により、第１基板上の所定パターンを少なくとも部分的に覆うので、第２基板に設けられた低反射膜と当該他の遮光膜との共同作業により、戻り光或いは内面反射光や多重反射光を更に吸収することが可能となり、戻り光や内面反射光による悪影響をより一層低減できる。
【００２７】
或いは本発明の電気光学装置の他の態様では、前記所定パターンは、他の低反射膜からなるパターンを含み、該パターンの反射率は、前記第１反射率よりも低い。
【００２８】
この態様によれば、第１基板には、他の低反射膜からなるパターンが設けられているので、第２基板に設けられた低反射膜と当該パターンとの共同作業により、戻り光或いは内面反射光や多重反射光を更に吸収することが可能となり、戻り光や内面反射光による悪影響をより一層低減できる。
【００２９】
或いは本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第１基板上に、前記第１基板の側から見て前記所定パターンを少なくとも部分的に覆う他の遮光膜を更に備え、該他の遮光膜の反射率は、前記第１反射率よりも低い。
【００３０】
この態様によれば、戻り光が電気光学装置内に入る直後に、所定パターンの下側で当該他の遮光膜により反射や吸収するので、戻り光による悪影響や、戻り光が更に内面で反射してなる内面反射光による悪影響を低減できる。
【００３１】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第２基板の前記第１基板に対面しない側に、前記遮光膜が形成されている。
【００３２】
この態様によれば、投射光を第２基板に入射する前の段階で、遮光膜により反射するので、第２基板でも光を多少吸収することから、高反射膜により温度上昇をより効率的に防ぐことが可能となる。更に、第２基板でも光を多少吸収することから、低反射膜により戻り光や内面反射光をより効率的に防ぐことが可能となる。
【００３３】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第２基板上における画像表示領域の外側に設けられる遮光性の額縁は、前記遮光膜と同一工程により形成される。
【００３４】
この態様によれば、対向基板上に設けられた遮光性の額縁と遮光膜を同一工程により形成するので、工程数を増やすことなく遮光性の額縁を形成することができるため、コストを大幅に低減する事ができる。
【００３５】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記遮光性の額縁は、前記低反射膜からなる。
【００３６】
この態様によれば、電気光学装置に斜めからの入射光が照射されても、低反射膜により光を吸収するため、遮光性の額縁で覆われた領域に設けられる素子が、光の影響によりトランジスタ特性が変化することがないため、回路の誤動作等の深刻な事態を引き起こす事がない。
【００３７】
また、本発明の投射型表示装置は、上記電気光学装置をライトバルブとして用いる。
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される。
【００３８】
【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。尚、以下の実施形態は、本発明の電気光学装置を液晶装置に適用したものである。
【００３９】
（電気光学装置の第１実施形態）
次に図１から図６を参照して本発明の電気光学装置の第１実施形態について説明する。本実施形態は、一対の基板の一例たるＴＦＴアレイ基板と対向基板とを対向配置して、両者間に電気光学物質の一例たる液晶を挟持してなる電気光学装置に係る実施形態である。
【００４０】
先ず図１から図３を参照して、本実施形態の電気光学装置の画像表示領域における構成についてその動作と共に説明する。ここに、図１は、電気光学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る。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’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。
【００４１】
図１において、本実施形態の電気光学装置では、そ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と当該画素電極９ａを制御するためのＴＦＴ３０とがマトリクス状に複数形成されており、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。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を介して電気光学物質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。電気光学物質は、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。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電気光学物質容量と並列に蓄積容量７０を付加する。
【００４２】
図２において、本実施形態の電気光学装置においては、ＴＦＴアレイ基板上に、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、走査線３ａ及び容量線３ｂが設けられている。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おり、画素電極９ａは、コンタクトホール８を介して半導体層１ａのうち後述のドレイン領域に電気的に接続されている。また、半導体層１ａのうちチャネル領域（図中右下がりの斜線の領域）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。容量線３ｂは、走査線３ａに沿ってほぼ直線状に伸びる本線部と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って前段側（図中、上向き）に突出した突出部とを有する。また、図中太線で示した走査線３ａ及び容量線３ｂに沿ったストライプ状の領域には夫々、各ＴＦＴ３０の少なくともチャネル領域をＴＦＴアレイ基板側から見て覆う位置に、第１遮光膜１１ａが設けられている。第１遮光膜１１ａは、各ＴＦＴ３０に対する遮光をより完璧に行うべく、各ＴＦＴ３０に対向する個所がコンタクトホール５を覆う領域にまで図中下方に夫々突出して形成されている。
【００４３】
次に図３の断面図に示すように、電気光学装置は、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、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。画素電極９ａは例えば、ＩＴＯ膜（Indium Tin Oxide膜）などの透明導電性膜からなる。また配向膜１６は例えば、ポリイミド膜などの有機膜からなる。他方、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。ＴＦＴアレイ基板１０には、図３に示すように、各画素電極９ａに隣接する位置に、各画素電極９ａをスイッチング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ３０が設けられている。対向基板２０には、更に図３に示すように、各画素の開口領域（即ち、画像表示領域内において実際に入射光が透過して表示に有効に寄与する領域）以外の領域に、即ち図２中右上がりの斜線が引かれた格子状の領域に、第２遮光膜２３が設けられている。
【００４４】
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、後述のシール材により囲まれた空間に液晶等の電気光学物質が封入され、電気光学物質層５０が形成される。電気光学物質層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。電気光学物質層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電気光学物質からなる。シール材は、ＴＦＴ基板１０及び対向基板２０をそれらの周辺で貼り合わせるための、例えば光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂からなる接着剤であり、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或いはガラスビーズ等のスペーサが混入されている。
【００４５】
図３に示すように、画素スイッチング用ＴＦＴ３０に各々対向する位置においてＴＦＴアレイ基板１０と各画素スイッチング用ＴＦＴ３０との間には、第１遮光膜１１ａが設けられている。第１遮光膜１１ａは、好ましくは不透明な高融点金属であるＴｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ及びＰｂのうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド等から構成される。
【００４６】
更に、第１遮光膜１１ａと複数の画素スイッチング用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、画素スイッチング用ＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａを第１遮光膜１１ａから電気的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、画素スイッチング用ＴＦＴ３０のための下地膜としての機能をも有する。
【００４７】
本実施の形態では、ゲート絶縁膜２を走査線３ａに対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体層１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆとし、更にこれらに対向する容量線３ｂの一部を第２蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量７０が構成されている。
【００４８】
図３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、走査線３ａ、当該走査線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２、データ線６ａ、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄ並びに高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。高濃度ドレイン領域１ｅには、複数の画素電極９ａのうちの対応する一つが接続されている。本実施の形態では特にデータ線６ａは、Ａｌ等の低抵抗な金属膜や金属シリサイド等の合金膜などの遮光性の薄膜から構成されている。また、走査線３ａ、ゲート絶縁膜２及び下地絶縁膜１２の上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール５及び高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が各々形成された第１層間絶縁膜４が形成されている。更に、データ線６ａ及び第１層間絶縁膜４の上には、高濃度ドレイン領域１ｅへのコンタクトホール８が形成された第２層間絶縁膜７が形成されている。
【００４９】
画素スイッチング用ＴＦＴ３０は、好ましくは上述のようにＬＤＤ構造を持つが、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持ってよいし、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及びドレイン領域を形成するセルフアライン型のＴＦＴであってもよい。また本実施の形態では、画素スイッチング用ＴＦＴ３０のゲート電極をソース及びドレイン領域間に１個のみ配置したシングルゲート構造としたが、これらの間に２個以上のゲート電極を配置してもよい。この際、各々のゲート電極には同一の信号が印加されるようにする。
【００５０】
ここで、一般には、半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ等のポリシリコン層は、光が入射すると光励起により電流が発生してしまい画素スイッチング用ＴＦＴ３０のトランジスタ特性が変化するが、本実施の形態では、走査線を上側から覆うように対向基板２０上に第２遮光膜２３が設けられており、且つ走査線３ａを上側から覆うようにＴＦＴアレイ基板１０側にデータ線６ａがＡｌ等の遮光性の金属薄膜から形成されている。このため、少なくとも半導体層１ａのチャネル領域１ａ’及び低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃへの入射光の入射を効果的に防ぐことが出来る。また、前述のように、画素スイッチング用ＴＦＴ３０の下側には、第１遮光膜１１ａが設けられているので、少なくとも半導体層１ａのチャネル領域１ａ’及び低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃへの戻り光の入射を効果的に防ぐことが出来る。このような第1遮光膜１１ａは、走査線３ａに沿って縞状に形成されているが、走査線３ａ及びデータ線６ａに沿って格子状に形成してもよい事は言うまでもない。
【００５１】
尚、第１遮光膜１１ａは、定電位源又は容量部分に電気的に接続されてもよい。例えば、第１遮光膜１１ａは、定電位とされた容量線３ｂに夫々電気的に接続されてもよい。この場合、定電位源としては、当該電気光学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２１に供給される定電位源等が挙げられる。
【００５２】
図３に示すように本実施形態では特に、対向基板２０上の第２遮光膜２３は、積層形成された高反射膜２３ａ及び低反射膜２３ｂからなる。この構成について図３と共に図４から図６を参照して更に説明する。
【００５３】
図３及び図４に示すように、本実施形態では、ＴＦＴアレイ基板１０上における各画素の非開口領域内に設けられたＴＦＴ３０、走査線３ａ、容量線３ｂ、データ線６ａ等からなる所定パターンを、対向基板２０上に設けられた第２遮光膜２３により、平面的に見て覆っている。即ち、第２遮光膜２３は、各画素の開口領域３００の少なくとも一部を規定している。ここで、第２遮光膜２３は多層膜からなり、ＴＦＴアレイ基板１０に対面しない側に位置する高反射膜２３ａ及びＴＦＴアレイ基板１０に対面する側に位置する低反射膜２３ｂを含む。第２遮光膜２３は、図４に示すように、走査線３ａ方向及びデータ線６ａ方向に沿って格子状に形成しても良いし、走査線３ａ方向あるいはデータ線６ａ方向に沿って縞状に形成しても良い。あるいは、少なくともＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ部分を覆うように各画素毎に島状に形成しても良い。
【００５４】
従って、図５に示すように、対向基板２０の側からの入射光Ｌ０の光強度が高くても、高反射膜２３ａにより殆ど反射できる。このため、第２遮光膜２３が入射光Ｌ０を吸収して第２遮光膜２３を含む電気光学装置が温度上昇することを防止できる。同時に、入射光Ｌ０の強度を高めた場合に特に問題となる、戻り光Ｌ１については、第２遮光膜２３を構成する多層膜のうちＴＦＴアレイ基板１０に対面する側に設けられた低反射膜２３ｂが吸収する。このため、係る戻り光Ｌ１に起因した電気光学装置内における内面反射光や多重反射光を低減できる。
【００５５】
特に戻り光Ｌ１の光強度は、入射光Ｌ０の強度を高める程高くなるが、入射光Ｌ０の光強度自体よりは遥かに低いため、戻り光Ｌ１については電気光学装置内の低反射膜２３ｂで吸収しても、入射光Ｌ０を直接吸収するのと比べれば温度上昇の度合いは格段に低くて済む。
【００５６】
ここで図３及び図４に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の側から見て高反射膜２３ａは、低反射膜２３ｂにより覆われているので、ＴＦＴアレイ基板１０側から第２遮光膜２３に至る戻り光Ｌ１が高反射膜２３ａにより反射されることはない。このため、戻り光Ｌ１による悪影響を殆ど無くすことが可能となる。
【００５７】
同時に、対向基板２０側からの入射光Ｌ０に対しては、高反射膜２３ａの脇や隙間から露出した低反射膜２３ｂにより若干は吸収されることになるが、このように吸収される光量は、係る低反射膜２３ｂの露出面積を小さくすることにより小さくできる。
【００５８】
加えて、図４から図６に示すように、低反射膜２３ｂは、高反射膜２３ａより一回り大きく平面形成されている。このため、両者を例えば同一エッチングにより同一の平面形状に形成した場合と比べて、加熱時に両者が剥離してしまう可能性を低減できる。例えば、高反射率のアルミ膜から高反射膜２３ａを形成し、低反射率のクロム膜から低反射膜２３ｂを形成した場合にも、このように一回り大きく低反射膜２３ａを形成すれば、高反射膜２３ａの下地である対向基板２０（即ち、ガラス基板、石英基板等）上に低反射膜２３ｂが直接接する領域ができること及び高反射膜２３ａの側面上にも低反射膜２３ｂが接することから、両者間の密着性を高めることができる。
【００５９】
以上のように、本実施形態の電気光学装置によれば、強力な入射光Ｌ０が入射される場合であっても、第２遮光膜２３により、温度上昇を抑えると共に内面反射を抑えることができ、高品位の画像表示が可能となる。しかも、比較的容易に製造でき、高反射膜と低反射膜とを積層してなる第２遮光膜２３を採用することによる装置信頼性の低下を極力抑えることができる。
【００６０】
本実施の形態では、上述の如き入射光Ｌ０を反射する機能を十分に発揮すべく、高反射膜２３ａは好ましくは、可視光領域（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）で８０％以上の反射率を持つように形成される。このような高反射膜２３ａは、例えば窒素化合物を含有するアルミニウム膜や、高融点金属（Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｐｂ等）を含有するアルミニウム膜からなる。あるいは、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔといった金属膜を高反射膜２３ａに使用しても良い。このような材料から高反射膜２３ａを形成することにより、薬品耐性や耐熱性が強く、エッチングでパターン精度を出すことが可能であり、しかもシリコンとの密着性の良い高反射膜を形成できる。
【００６１】
他方、本実施形態では、上述の如き戻り光Ｌ１等を吸収する機能を十分に発揮すべく、低反射膜２３ｂは、高反射膜２３ａよりも反射率の低い膜で形成する。このような低反射膜２３ａは、例えば酸化クロムを含有する膜から形成すれば、可視光領域（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）で１０％以下の反射率に抑えることができ、有利である。低反射膜２３ｂとしては、高反射膜２３ａを形成した後、酸化や窒化して形成しても良いし、ポリシリコン膜等を形成しても良い。しかも、上記窒化アルミと当該酸化クロムとでは、比較的密着性が良い。
【００６２】
図３に示すように、本実施形態では特に、ＴＦＴアレイ基板１０上におけるデータ線６ａに重ねられた低反射膜６ｂを更に備えている。この低反射膜６ｂは、例えば、クロム膜やチタン膜を含む膜からなり、その反射率は、データ線６ａの反射率よりも低い。従って、対向基板２０に設けられた低反射膜２３ｂとこのデータ線６ａ上の低反射膜６ｂとの共同作業により、戻り光Ｌ１を更に吸収することが可能となる。例えば、アルミニウム膜からデータ線６ａを形成した後に、この上にチタン膜、クロム膜等を成膜して、エッチングでパターンニングすれば、このようなデータ線６ａ上に低反射膜６ｂが積層された構成は比較的容易に得られる。
【００６３】
但し、データ線３ａ自体をアルミニウムではなく、このような低反射率の導電性材料から構成しても同様の効果が得られる。即ち、例えばデータ線６ａをアルミニウムよりも低反射率のチタン膜やクロム膜等の導電性材料で形成すればよい。
【００６４】
尚、本実施形態では、ＴＦＴアレイ基板１０上においてＴＦＴ３０の下側に設けられた第１遮光膜１１ａの反射率が、上述の如く第２遮光膜２３を構成する高反射膜２３ａの反射率よりも低い。従って、戻り光Ｌ１が電気光学装置内に入る直後に、ＴＦＴ３０の下側で第１遮光膜１１ａにより反射や特に吸収するので、戻り光Ｌ１による悪影響や、戻り光Ｌ１が更に内面で反射してなる内面反射光による悪影響を低減できる。
【００６５】
（電気光学装置の第２実施形態）
本発明の電気光学装置の第２実施形態を、図４と同様に第２遮光膜の平面形状を示す図７を参照して説明する。第２実施形態は、第１実施形態と比べて、対向基板２０上に形成される第２遮光膜の構成のみが異なり他の構成は同様である。従って、ここでは、係る第２遮光膜の構成について説明を加える。
【００６６】
図７に示すように、第２実施形態では、低反射膜２３ｂは、第１実施形態における低反射膜２３と同様に画素の開口領域３００を規定すべく格子状に形成されている。しかし、第２実施形態では、高反射膜２３ａ’は、画素毎に十字形の島状に分断形成されている。従って、低反射膜２３ｂと高反射膜２３ａ’との熱膨張率等の特性差に起因して、例えば加熱冷却時における応力が両者間に発生しても、島状に形成された高反射膜２３ａ’により発生する応力を分散させることがで、第２遮光膜２３の膜剥がれやクラックの発生を防止することができる。これにより、装置信頼性を高めることができる。
【００６７】
（電気光学装置の第３実施形態）
本発明の電気光学装置の第３実施形態を、対向基板上の第２遮光膜の断面構造を拡大して示す図８を参照して説明する。第３実施形態は、第１実施形態と比べて、対向基板２０上に形成される第２遮光膜の構成のみが異なり他の構成は同様である。従ってここでは、係る第２遮光膜の構成について説明を加える。
【００６８】
図８に示すように、第３実施形態では、対向基板２０上に形成される第２遮光膜２３”は、高反射膜２３ａ”及び低反射膜２３ｂ”が積層形成されてなるが、対向基板２０におけるＴＦＴアレイ基板１０に対面しない側に設けられている。従って、入射光Ｌ０を対向基板２０に入射する前の段階で、高反射膜２３ａ”により反射できる。即ち、対向基板２０でも光を多少吸収することを考えれば、このように高反射膜２３ａ”により対向基板２０の上側で反射することは、温度上昇を防ぐのに、より有効である。更に、対向基板２０でも光を多少吸収することを考えれば、対向基板２０を介して低反射膜２３ｂ”で戻り光Ｌ１を吸収することは、これらの光を、より一層減衰させるのに有効である。
【００６９】
（電気光学装置の第４実施形態）
本発明の電気光学装置の第４実施形態を、対向基板上の第２遮光膜の断面構造を拡大して示す図９を参照して説明する。第４実施形態は、第１実施形態と比べて、対向基板２０上に形成される第２遮光膜の構成のみが異なり他の構成は同様である。従ってここでは、係る第２遮光膜の構成について説明を加える。
【００７０】
図９に示すように、第４実施形態では、対向基板２０上に形成される第２遮光膜２３'''は、高反射膜２３ａ'''及び低反射膜２３ｂ'''が対向基板２０を介して積層形成されてなる。そして、高反射膜２３ａ'''は、対向基板２０におけるＴＦＴアレイ基板１０に対面しない側に設けられている。従って、第２実施形態の場合と同様に、入射光Ｌ０を対向基板２０に入射する前の段階で高反射膜２３ａ'''により反射できる。
【００７１】
（電気光学装置の全体構成）
次に図１０及び図１１を参照して、以上のように構成された電気光学装置の全体構成を説明する。尚、図１０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１１は、対向基板２０を含めて示す図１０のＨ−Ｈ’断面図である。
【００７２】
図１０及び図１１において、ＴＦＴアレイ基板１０の上には、シール材５２がその縁に沿って設けられており、その内側に並行して、第２遮光膜２３と同一工程により形成された画像表示領域を規定するための額縁としての第３遮光膜５３が対向基板２０の液晶層５０に接した面に設けられている。これにより、工程数を増やすことなく第３遮光膜５３を形成することができるため、コストを大幅に低減する事ができる。また、第３遮光膜は、少なくとも図３における低反射膜２３ｂにより形成される。これにより、斜めからの入射光が照射されても、低反射膜２３ｂにより光を吸収するため、第３遮光膜５３で覆われた領域に設けられる素子が、光の影響によりトランジスタ特性が変化することがないため、回路の誤動作等の深刻な事態を引き起こす事がない。シール材５２の外側の領域には、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おり、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。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間をつなぐための複数の配線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箇所においては、ＴＦＴアレイ基板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が設けられている。そして、図１１に示すように、図１０に示したシール材５２とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板２０が当該シール材５２によりＴＦＴアレイ基板１０に固着されている。
【００７３】
以上説明した電気光学装置の実施形態では、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の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よい。また、本願発明をＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式以外の、ＴＦＤアクティブマトリクス方式、パッシブマトリクス駆動方式などいずれの方式に適用しても高品位の画像表示が可能な電気光学装置を実現できる。更にまた、上述の電気光学装置では、対向基板２０の外面及びＴＦＴアレイ基板１０の外面には各々、例えば、ＴＮ（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、偏光板などが所定の方向で配置される。
【００７４】
本発明は、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】本発明の電気光学装置の第１実施形態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、配線等の等価回路である。
【図２】図１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’断面図である。
【図４】第１実施形態における対向基板上に形成された第２遮光膜を拡大して示す平面図である。
【図５】図４の第２遮光膜が入射光を反射し、戻り光を吸収する様子を示す図式的斜視図である。
【図６】第１実施形態における対向基板上に形成された第２遮光膜を拡大して示す断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態における対向基板上に形成された第２遮光膜を拡大して示す平面図である。
【図８】本発明の第３実施形態における対向基板上に形成された第２遮光膜を拡大して示す断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態における対向基板上に形成された第２遮光膜を拡大して示す断面図である。
【図１０】本発明の電気光学装置の全体構成を示す平面図である。
【図１１】図１０のＨ−Ｈ’断面図である。
【符号の説明】
１ａ…半導体層
２…ゲート絶縁膜
３ａ…走査線
３ｂ…容量線
４…第１層間絶縁膜
５…コンタクトホール
６ａ…データ線
７…第２層間絶縁膜
８…コンタクトホール
９ａ…画素電極
１０…ＴＦＴアレイ基板
１０ａ…画像表示領域
１１ａ…第１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
２３…第２遮光膜
２３ａ…高反射膜
２３ｂ…低反射膜
３０…ＴＦＴ
５０…電気光学物質層
５２…シール材
５３…第３遮光膜
７０…蓄積容量
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】
0003956630.tif 000009
【図９】
0003956630.tif 000010
【図１０】
0003956630.tif 000011
【図１１】
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