(57)【要約】【課題】電界効果型トランジスタに対する光の入射を防止しながら光電変換素子への光の入射を可能とすることができ、かつ、ＩＴＯ膜を用いる場合でも、ＩＴＯ膜が熱劣化を起こすことのない電気光学装置、および電子機器を提供すること。【解決手段】電気光学装置において、対向基板２０の側とは反対側から入射した光を変調して画像を表示するとともに、かかる光を光電変換素子４０に入射させる。電界効果型トランジスタ３０の下層側には、下地絶縁膜７０を介して平面視で重なる遮光性導電膜２が形成され、かかる遮光性導電膜２は、光電変換素子４０の光電変換用下電極としても機能する。光電変換用上電極８ａはＩＴＯ膜であるが、半導体層１ａへの熱処理が終了した後にＩＴＯ膜を形成する。【選択図】図３
2009282361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板上に、マトリクス状に配列された複数の画素の各々に対応して設けられた画素スイッチング用の電界効果型トランジスタ、および該電界効果型トランジスタに電気的に接続された画素電極を有する素子基板と、
該素子基板に対向配置された対向基板と、
前記素子基板と前記対向基板との間に保持された液晶層と、を有する電気光学装置において、
前記素子基板上には、平面視で隣接する前記画素電極に挟まれた領域に、光電変換用下電極、光電変換用半導体層、および光電変換用上電極が積層された光電変換素子が形成され、
前記光電変換用下電極は、前記電界効果型トランジスタの下層側に形成され当該電界効果型トランジスタの能動層を基板側から遮光する遮光層と同層の遮光性導電膜からなることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記光電変換素子は、前記画素電極に挟まれた領域に沿ってストライプ状あるいは格子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】
前記画素電極は光反射性導電膜により形成され、
当該画素電極に平面視で重なる領域に前記電界効果型トランジスタが形成され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】
前記遮光性導電膜は、前記画素領域の全体あるいは略全体にわたって形成されている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】
前記光電変換用上電極は、ＩＴＯ膜からな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】
前記光電変換用半導体層の上層側には、当該光電変換用半導体層と平面視で重なる位置に開口部を備えた絶縁膜が形成され、
前記開口部の内周壁には光反射層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記光反射層は、前記光電変換用半導体層に電気的に接続していることを特徴とする請求項６に記載の電気光学装置。
【請求項８】
前記光電変換用半導体層の上面側には反射防止処理が施されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項９】
前記素子基板上には複数の絶縁膜が積層され、
前記光電変換用半導体層と前記電界効果型トランジスタの能動層とは、前記複数の絶縁膜のうち、同一の絶縁膜上に形成されていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項１０】
前記光電変換素子は太陽電池であることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか一項に記載の電気光学装置を備えてい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、複数の画素の各々に画素電極が形成された素子基板を有する電気光学装置、および当該電気光学装置を備えた電子機器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、液晶装置では、複数の画素の各々に画素スイッチング用の電界効果型トランジスタおよび島状の画素電極が形成された素子基板と、対向基板とが対向配置されているとともに、素子基板と対向基板との間に液晶層が保持されている。このような電気光学装置において、隣接する画素電極により挟まれた領域は、表示に直接寄与しない領域である。
【０００３】
そこで、素子基板に用いた透光性基板上において、隣接する画素電極により挟まれた領域と平面視で重なる領域に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜からなる透光性電極、ｎ型半導体層、Ｐ型半導体層、金属層を積層して光電変換素子を形成し、かかる光電変換素子で得られた電力を有効利用するとともに、金属層をブラックマトリクスとして利用することが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１９９８３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、透光性素子基板の側から入射した光を利用して光電変換素子で発電する構成であるが、その際、電界効果型トランジスタに光が入射して光電流に起因する誤動作が発生するという問題に対する対策が一切、施されていない。
【０００５】
また、特許文献１に記載の構成では、素子基板上の最も下層側にＩＴＯ膜を形成したため、例えば、半導体膜に導入した不純物を活性化するための熱処理を行なうと、耐熱性に劣るＩＴＯ膜が劣化するという問題点がある。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、電界効果型トランジスタに対する光の入射を防止しながら光電変換素子への光の入射を可能とすることのできる電気光学装置、およびかかる電気光学装置を備えた電子機器を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の課題は、ＩＴＯ膜を用いる場合でも、ＩＴＯ膜が熱劣化を起こすことのない電気光学装置、および電気光学装置を備えた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、透光性基板上に、マトリクス状に配列された複数の画素の各々に対応して設けられた画素スイッチング用の電界効果型トランジスタ、および該電界効果型トランジスタに電気的に接続された画素電極を有する素子基板と、該素子基板に対向配置された対向基板と、前記素子基板と前記対向基板との間に保持された液晶層と、を有する電気光学装置において、前記素子基板上には、平面視で隣接する前記画素電極に挟まれた領域に、光電変換用下電極、光電変換用半導体層、および光電変換用上電極が積層された光電変換素子が形成され、前記光電変換用下電極は、前記電界効果型トランジスタの下層側に形成され当該電界効果型トランジスタの能動層を基板側から遮光する遮光層と同層の遮光性導電膜からなることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、対向基板の側とは反対側から入射した光を変調して対向基板側から出射するとともに、入射光の一部を光電変換素子に入射させる。その際、素子基板は透光性であるため、素子基板を透過した光が再び素子基板から入射して電界効果型トランジスタの能動層に入射するおそれがあるが、素子基板上において電界効果型トランジスタの下層側には、電界効果型トランジスタの能動層に絶縁膜を介して平面視で重なる遮光層が形成されているため、電界効果型トランジスタの能動層に光が入射することがない。しかも、光電変換素子の下電極と遮光層とは同層の遮光性導電膜からなるため、少ない工程数で光電変換素子を構成することができる。
【００１０】
本発明において、前記光電変換素子は、前記画素電極に挟まれた領域に沿ってストライプ状あるいは格子状に形成されていることが好ましい。このように構成すると、光電変換素子を広い範囲にわたって形成できるので、光電変換素子として太陽電池を形成した場合には大きな電力を得ることができる。また、光電変換素子をブラックストライプあるいはブラックマトリクスとして利用することができる。
【００１１】
本発明において、電気光学装置が反射型電気光学装置の場合、前記画素電極は光反射性導電膜により形成されており、当該画素電極に平面視で重なる領域に前記電界効果型トランジスタが形成されていることが好ましい。この場合、前記遮光性導電膜は、前記画素領域の全体あるいは略全体にわたって形成されていることが好ましい。このように構成すると、遮光性導電膜を光電変換素子の光電変換用下電極および配線として利用することができるとともに、電界効果型トランジスタの能動層に光が入射することを確実に防止することができる。
【００１２】
本発明において、前記光電変換用上電極は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜からなる構成を採用することができる。光電変換素子の電極としてＩＴＯ膜を用いた場合でも、ＩＴＯ膜が光電変換用上電極であれば、半導体膜への熱処理が終了した後にＩＴＯ膜を形成することになるので、ＩＴＯ膜の熱劣化を防止することができる。
【００１３】
本発明において、前記光電変換用半導体層の上層側には、当該光電変換用半導体層と平面視で重なる位置に開口部を備えた絶縁膜が形成され、前記開口部の内周壁には光反射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、対向基板側から画素電極で挟まれた領域に入射した光を効率よく光電変換用半導体層に導くことができる。また、対向基板側から画素電極で挟まれた領域に入射した光が電界効果型トランジスタの側に迷光として進行しないので、電界効果型トランジスタの能動層に光が入射することを確実に防止することができる。
【００１４】
本発明において、前記光反射層は、前記光電変換用半導体層に電気的接続していることが好ましい。このように構成すると、光反射層を光電変換用上電極の一部や配線などに用いることができる。
【００１５】
本発明において、前記光電変換用半導体層の上面側には反射防止処理が施されていることが好ましい。本発明における「光電変換用半導体層の上面側」とは、光電変換用半導体層の上面自身に反射防止処理が施されている構成の他、光電変換用半導体層の上面を覆う光電変換用上電極のうち、光電変換用半導体層の上面に重なる部分に反射防止処理が施されている構成を含む意味である。このように構成すると、対向基板側から画素電極で挟まれた領域に入射した光を効率よく電変換用半導体層に導くことができる。
【００１６】
本発明において、前記素子基板上には複数の絶縁膜が積層され、前記光電変換用半導体層と前記電界効果型トランジスタの能動層とは、前記複数の絶縁膜のうち、同一の絶縁膜上に形成されていることが好ましい。このように構成すると、光電変換用半導体層の一部と電界効果型トランジスタの能動層とを同時形成することができるので、少ない工程数で光電変換素子を構成することができる。
【００１７】
本発明において、前記光電変換素子は太陽電池であることが好ましい。光電変換素子については光センサや太陽電池として構成することができるが、本発明は、光電変換素子を太陽電池として構成するのに適しており、かつ、太陽電池を電気光学装置に内蔵させれば、太陽電池（光電変換素子）で発生した電力を冷却ファンの駆動などに利用することができる。
【００１８】
本発明を適用した電気光学装置は各種の電子機器に用いることができる。かかる電子機器としては、携帯電話機やモバイルコンピュータ等の電子機器の他、投射型表示装置を挙げることができ、投射型表示装置は、本発明を適用した電気光学装置に光を供給するための光源部と、前記電気光学装置によって光変調された光を被投射面に投射する投射光学系とを備えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、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。なお、電界効果型トランジスタを流れる電流の方向が反転する場合、ソースとドレインとが入れ替わるが、以下の説明では、便宜上、画素電極が接続されている側をドレインとし、データ線が接続されている側をソースとして説明する。
【００２０】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明を適用した電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。図１に示すように、電気光学装置１００は、液晶パネル１００ｐを有しており、液晶パネル１００ｐは、その中央領域に複数の画素１００ａがマトリクス状に配列された画素領域１０ｂを備えている。かかる液晶パネル１００ｐにおいて、後述する素子基板１０には、画素領域１０ｂの内側で複数本のデータ線６ａおよび複数本の走査線３ａが縦横に延びており、それらの交点に対応する位置に画素１００ａが構成されている。複数の画素１００ａの各々には、画素スイッチング素子としての電界効果型トランジスタ３０、および後述する画素電極９ａが形成されている。電界効果型トランジスタ３０のソースにはデータ線６ａが電気的に接続され、電界効果型トランジスタ３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続され、電界効果型トランジスタ３０のドレインには、画素電極９ａが電気的に接続されている。
【００２１】
素子基板１０において、画素領域１０ｂの外側領域には走査線駆動回路１０４およびデータ線駆動回路１０１が構成されている。データ線駆動回路１０１は各データ線６ａの一端に電気的に接続しており、画像処理回路から供給される画像信号を各データ線６ａに順次供給する。走査線駆動回路１０４は、各走査線３ａに電気的に接続しており、走査信号を各走査線３ａに順次供給する。
【００２２】
各画素１００ａにおいて、画素電極９ａは、後述する対向基板に形成された共通電極と液晶を介して対向し、液晶容量５０ａを構成している。また、各画素１００ａには、液晶容量５０ａで保持される画像信号の変動を防ぐために、液晶容量５０ａと並列に保持容量６０が付加されている。本形態では、保持容量６０を構成するために、複数の画素１００ａに跨って走査線３ａと並行して延びた容量線３ｂが形成されている。
【００２３】
（液晶パネルおよび素子基板の構成）
図２（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した電気光学装置１００の液晶パネル１００ｐを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（ａ）、（ｂ）に示すように、電気光学装置１００の液晶パネル１００ｐでは、所定の隙間を介して素子基板１０と対向基板２０とが所定の隙間を介してシール材１０７によって貼り合わされており、シール材１０７は対向基板２０の縁に沿うように配置されている。シール材１０７は、光硬化樹脂や熱硬化性樹脂等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、あるいはガラスビーズ等のギャップ材が配合されている。本形態において、素子基板１０の基体は透光性基板１０ｄであり、対向基板２０の基体も、同様な透光性基板２０ｄである。
【００２４】
素子基板１０において、シール材１０７の外側領域では、素子基板１０の一辺に沿ってデータ線駆動回路１０１および複数の端子１０２が形成されており、この一辺に隣接する他の辺に沿って走査線駆動回路１０４が形成されている。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、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１０９が形成されている。
【００２５】
詳しくは後述するが、素子基板１０には、画素電極９ａがマトリクス状に形成されている。これに対して、対向基板２０には、シール材１０７の内側領域に遮光性材料からなる額縁１０８が形成され、その内側が画像表示領域１０ａとされている。また、対向基板２０には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜からなる共通電極２１が形成されている。なお、対向基板２０には画素電極９ａ間と対向する位置にブラックマトリクスあるいはブラックストライプと称せられる遮光膜（図示せず）が形成されることがある。また、画素領域１０ｂには、額縁１０８と重なる領域にダミーの画素が構成される場合があり、この場合、画素領域１０ｂのうち、ダミー画素を除いた領域が画像表示領域１０ａとして利用されることになる。
【００２６】
このような構成の電気光学装置１００を反射型液晶装置として構成する場合、画素電極９ａは、光反射性導電膜によって構成される。これに対して、電気光学装置１００を透過型液晶装置として構成する場合、画素電極９ａは、ＩＴＯ膜などといった透光性導電膜によって構成される。本形態においては、電気光学装置１００が反射型液晶装置として構成されていることから、矢印Ｌ１で示すように、対向基板２０の側から入射した光が画素電極９ａで反射して再び、矢印Ｌ２で示すように、対向基板２０の側から出射される間に液晶層５０によって画素毎に光変調される結果、画像が表示される。ここで、電気光学装置１００は、後述するように、モバイルコンピュータ、携帯電話機等といった電子機器のカラー表示装置として用いることができ、この場合、対向基板２０には、カラーフィルタ（図示せず）や保護膜が形成される。また、対向基板２０の光入射側の面には、使用する液晶層５０の種類、すなわち、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード等々の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリ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、偏光板等が所定の向きに配置される。さらに、電気光学装置１００は、後述する投射型表示装置（液晶プロジェクタ）において、ＲＧＢ用のライトバルブとして用いることができる。この場合、ＲＧＢ用の各電気光学装置１００の各々には、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各々入射されることになるので、カラーフィルタは形成されない。
【００２７】
（各画素の構成）
図３（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る反射型の電気光学装置１００に用いた素子基板１０において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ１−Ａ１′線に相当する位置で電気光学装置１００を切断したときの断面図である。なお、図３（ａ）において、データ線６ａについては一点鎖線で示し、走査線３ａおよび容量線３ｂは実線で示し、半導体層１ａは短くて細い点線で示し、画素電極９ａについては長い点線で示してある。また、光電変換素子４０が形成されている領域については右下がりの斜線を付してある。
【００２８】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、素子基板１０には、石英基板やガラス基板等からなる透光性基板１０ｄの第１面１０ｘおよび第２面１０ｙのうち、対向基板２０側に位置する第１面１０ｘにシリコン酸化膜等からなる透光性の下地絶縁膜７０が形成されているとともに、その上層側において、画素電極９ａと重なる位置にＮチャネル型の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、島状のポリシリコン膜からなる半導体層１ａに対して、チャネル領域１ｇ、低濃度ソース領域１ｂ、高濃度ソース領域１ｄ、低濃度ドレイン領域１ｃ、および高濃度ドレイン領域１ｅが形成されたＬＤＤ構造を備えている。半導体層１ａの表面側には、ＣＶＤ法等により形成されたシリコン酸化膜やシリコン窒化膜などからなるゲート絶縁膜７１が形成されており、ゲート絶縁膜７１の表面に、金属膜やドープトシリコン膜からなるゲート電極（走査線３ａ）が形成されている。また、半導体層１ａにおける高濃度ドレイン領域１ｅからの延設部分には、ゲート絶縁膜７１を介して容量線３ｂが対向し、保持容量６０が形成されている。なお、本形態において、電界効果型トランジスタ３０はＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を備えているが、高濃度ソース領域および高濃度ドレイン領域が走査線３ａに自己整合的に形成されている構造を採用してもよい。
【００２９】
電界効果型トランジスタ３０の上層側には、シリコン酸化膜等とった透光性絶縁膜からなる層間絶縁膜７２、７３、７４が形成されている。層間絶縁膜７２の表面には金属膜やドープトシリコン膜からなるデータ線６ａが形成され、データ線６ａは、層間絶縁膜７２に形成されたコンタクトホール７２ａを介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続している。
【００３０】
層間絶縁膜７４の表面には、複数の画素１００ａの各々に、アルミニウム単体膜、アルミニウム合金膜、銀単体膜、銀合金膜、あるいはそれらの積層膜などの光反射性導電膜からなる画素電極９ａが島状に形成されており、画素電極９ａは、ゲート絶縁膜７１および層間絶縁膜７２、７３、７４に形成されたコンタクトホール７４ａを介して、高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続されている。また、画素電極９ａの上には配向膜１６が形成されている。層間絶縁膜７４は、成膜後、表面に研磨処理が施されているため、層間絶縁膜７４の表面は平坦であり、それ故、画素電極９ａの表面も平坦である。
【００３１】
このように構成した素子基板１０は、画素電極９ａと共通電極２１とが対面するように対向基板２０に対向配置され、かつ、これらの基板間には、シール材１０７により囲まれた空間内に電気光学物質としての液晶層５０が封入されている。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、素子基板１０および対向基板２０に形成された配向膜１６、２６により所定の配向状態をとる。液晶層５０は、例えば一種または数種のネマティック液晶を混合したもの等からなり、本形態では、画素電極９ａからの電界が印加されていない状態で、光を透過させるノーマリホワイトとして用いられている。配向膜１６、２６は、ラビング処理を施したポリイミド膜などからなる。
【００３２】
（光電変換素子４０およびその周辺の構成）
このように構成した電気光学装置１００において、本形態では、透光性基板１０ｄと下地絶縁膜７０との層間には、タングステンシリサイドなどからなる遮光性導電膜２が形成されており、本形態において、遮光性導電膜２は、画素領域１０ｂの全体にベタパターンとして形成されている。このため、遮光性導電膜２は、電界効果型トランジスタ３０の下層側で電界効果型トランジスタ３０の能動層（半導体層１ａ）に下地絶縁膜７０を介して平面視で重なる遮光層として機能する。
【００３３】
また、本形態の電気光学装置１００において、素子基板１０では、隣接する画素電極９ａに挟まれた隙間領域９ｓと平面視で重なる領域に光電変換素子４０が形成されている。本形態において、光電変換素子４０は、画素電極９ａに挟まれた隙間領域９ｓに沿って縦横に形成されており、格子状の平面形状を有している。
【００３４】
本形態において、光電変換素子４０は太陽電池であり、光電変換用半導体層４ａは、Ｎ型半導体層、ｉ型半導体層、およびＰ型半導体層が順に積層されたＰＩＮ構造を有している。かかる光電変換用半導体層４ａは、画素電極９ａに挟まれた隙間領域９ｓに沿って格子状に形成されている。
【００３５】
また、光電変換素子４０において、光電変換用上電極８ａは、層間絶縁膜７３の上に形成されたＩＴＯ膜からなる。より具体的には、まず、光電変換用半導体層４ａの上層側には、ゲート絶縁膜７１および層間絶縁膜７２が順に積層されており、かかるゲート絶縁膜７１および層間絶縁膜７２において、光電変換用半導体層４ａと平面視で重なる隙間領域９ｓに沿うように、内周面が斜め上向きの開口部７３ａが溝状に形成されている。従って、層間絶縁膜７３の上に形成された光電変換用上電極８ａは、開口部７３ａを介して、ＩＴＯ膜からなる光電変換用上電極８ａが光電変換用半導体層４ａに電気的接続している。すなわち、光電変換用上電極８ａは、開口部７３ａの底部において光電変換用半導体層４ａの上面に重なっている。なお、開口部７３ａの内部において、光電変換用半導体層４ａの上側に形成された凹部は、層間絶縁膜７４で埋められている。
【００３６】
かかる光電変換用上電極８ａは、光電変換用半導体層４ａに平面視で重なるように形成されている。このため、光電変換用上電極８ａも、光電変換用半導体層４ａと同様、画素電極９ａに挟まれた隙間領域９ｓに沿って格子状に形成されている。なお、図示を省略するが、光電変換用上電極８ａを構成するＩＴＯ膜は、画素領域１０ｂの外側で帯状に形成されており、かかる帯状部分によって、光電変換素子４０に対する配線部分が構成されている。
【００３７】
また、光電変換素子４０では、電界効果型トランジスタ３０の下層側に形成された遮光性導電膜２によって光電変換用下電極が形成されている。すなわち、遮光性導電膜２は、画素領域１０ｂの全体にベタパターンとして形成され、かつ、下地絶縁膜７０において、光電変換用半導体層４ａと平面視で重なる隙間領域９ａに沿うように開口部７０ａが溝状に形成されている。従って、下地絶縁膜７０の上に形成された光電変換用半導体層４ａは、開口部７０ａを介して、遮光性導電膜２に電気的接続している。すなわち、光電変換用半導体層４ａは、開口部７０ａの底部において遮光性導電膜２の上面に重なっている。このようにして、本形態では、遮光性導電膜２からなる光電変換用下電極、光電変換用半導体層４ａ、および光電変換用上電極８ａが順に積層された光電変換素子４０が構成されている。なお、光電変換用下電極（遮光性導電膜２）を構成するタングステンシリサイト膜などの遮光膜は、画素領域１０ｂの外側で帯状に形成されて、かかる帯状部分によって、光電変換素子４０に対する配線部分が構成されている。
【００３８】
（電気光学装置１００の製造方法）
以下、図４および図５を参照して、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置１００の製造方法を説明しながら、電気光学装置１００の構成を詳述する。図４は、本発明を適用した電気光学装置１００の製造方法のうち、データ線６ａを形成するまでの工程断面図であり、図５は、本発明を適用した電気光学装置１００の製造方法のうち、データ線６ａを形成した後、画素電極９ａを形成するまでの工程断面図である。
【００３９】
まず、図４（ａ）に示すように、素子基板１０の表面側（透光性基板１０ｄの第１面１０ｘ）に、画素領域１０ｂの略全面にタングステンシリサイト膜などからなる遮光性導電膜２を形成する。
【００４０】
次に、図４（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法などにより、遮光性導電膜２の上層側にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなる下地絶縁膜７０を形成する。次に、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、下地絶縁膜７０に開口部７０ａを溝状に形成する。
【００４１】
次に、図４（ｂ）に示すように、成膜工程と、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いたパターニング工程とを繰り返して、島状の半導体層１ａを形成するとともに、Ｎ型半導体層、ｉ型半導体層、およびＰ型半導体層が順に積層された光電変換用半導体層４ａを形成する。その結果、光電変換用半導体層４ａは、下地絶縁膜７０の開口部７０ａを介して遮光性導電膜２に電気的接続する。なお、半導体層１ａのうち、保持容量６０の下電極となるべき部分については不純物を導入しておく。
【００４２】
次に、図４（ｄ）に示すように、ＣＶＤ法などにより、半導体層１ａおよび光電変換用半導体層４ａの上層側にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなるゲート絶縁膜７１を形成する。
【００４３】
次に、図４（ｅ）に示すように、半導体層１ａと部分的に重なる位置に導電膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、導電膜をパターニングし、走査線３ａおよび容量線３ｂを形成する。その結果、保持容量６０が形成される。次に、走査線３ａをマスクとして利用しての不純物イオンの注入、レジストマスクを形成した状態での不純物イオンの注入の後、熱処理を行なって不純物イオンを活性化させ、半導体層１ａに対して、低濃度ソース領域１ｂ、高濃度ソース領域１ｄ、低濃度ドレイン領域１ｃ、および高濃度ドレイン領域１ｅを形成する。その際、半導体層１ａにおいて不純物が導入されなかった領域によってチャネル領域１ｇが形成される。このようにして、画素スイッチング用の電界効果型トランジスタ３０を形成する。
【００４４】
次に、図４（ｆ）に示すように、ＣＶＤ法などにより、走査線３ａおよび容量線３ｂの上層側にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなる層間絶縁膜７２を形成する。次に、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、ゲート絶縁膜７１および層間絶縁膜７２にコンタクトホール７２ａを形成する。
【００４５】
次に、図４（ｇ）に示すように、層間絶縁膜７２の上に導電膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、導電膜をパターニングし、データ線６ａを形成する。その結果、データ線６ａは、ゲート絶縁膜７１および層間絶縁膜７２のコンタクトホール７２ａを介して高濃度ソース領域１ｄに電気的接続する。
【００４６】
次に、図５（ａ）に示すように、ＣＶＤ法などにより、データ６ａの上層側にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなる層間絶縁膜７３を形成する。次に、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、ゲート絶縁膜７１、および層間絶縁膜７２、７３に、内周壁が斜め上向きの開口部７３ａを溝状に形成する。
【００４７】
次に、図５（ｂ）に示すように、層間絶縁膜７３の上にＩＴＯ膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、ＩＴＯ膜をパターニングし、光電変換用上電極８ａを形成する。その結果、光電変換用上電極８ａは、ゲート絶縁膜７１、および層間絶縁膜７２、７３の開口部７３ａを介して光電変換用半導体層４ａに電気的接続する。
【００４８】
次に、図５（ｃ）に示すように、ＣＶＤ法などにより、光電変換用上電極８ａの上層側にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなる層間絶縁膜７４を形成した後、その表面を研磨し、平坦化する。次に、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、ゲート絶縁膜７１、および層間絶縁膜７２、７３、７４にコンタクトホール７４ａを形成する。研磨としては化学機械研磨を利用でき、化学機械研磨では、研磨液に含まれる化学成分の作用と、研磨剤と透光性基板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。より具体的には、研磨装置において、不織布、発泡ポリウレタン、多孔質フッ素樹脂等からなる研磨布（パッド）を貼り付けた定盤と、透光性基板１０ｄを保持するホルダとを相対回転させながら、研磨を行なう。その際、例えば、平均粒径が０．０１〜２０μｍの酸化セリウム粒子、分散剤としてのアクリル酸エステル誘導体、および水を含む研磨剤を研磨布と透光性基板１０ｄとの間に供給する。
【００４９】
次に、図５（ｄ）に示すように、層間絶縁膜７４の上に光反射膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、光反射膜をパターニングし、画素電極９ａを形成する。その結果、画素電極９ａは、ゲート絶縁膜７１、および層間絶縁膜７２、７３、７４のコンタクトホール７４ａを介して高濃度ドレイン領域１ｅに電気的接続する。
【００５０】
しかる後には、図３（ｂ）に示すように、画素電極９ａの表面にポリイミド膜などを塗布して配向膜１６を形成した後、ラビング処理をおこなう。
【００５１】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、図３（ｂ）に矢印Ｌ１で示すように、対向基板２０の側から入射した光を変調して、矢印Ｌ２で示すように出射するとともに、矢印Ｌ３で示すように、かかる入射光のうち、隣接する画素電極９ａに挟まれた隙間領域９ｓに入射した光を光電変換素子４０に入射させる。従って、画像の表示と発電とを行なうことができる。
【００５２】
かかる電気光学装置１００では、素子基板が透光性基板１０ｄからなるため、矢印４で示すように、透光性基板１０ｄを透過した光が再び透光性基板１０ｄから入射して電界効果型トランジスタ３０の能動層に入射するおそれがあるが、透光性基板１０ｄ上において電界効果型トランジスタ３０の下層側には、電界効果型トランジスタ３０の能動層に下地絶縁膜７０を介して平面視で重なる遮光性導電膜２が形成されているため、電界効果型トランジスタ３０の能動層に光が入射することがない。しかも、遮光性導電膜２は、光電変換素子４０の光電変換用下電極としても機能するため、少ない工程数で光電変換素子４０を構成することができる。
【００５３】
また、光電変換素子４０は、画素電極９ａに挟まれた領域に沿って格子状に形成されているため、光電変換素子４０を広い範囲にわたって形成できるので、光電変換素子４０を利用した太陽電池によって大きな電力を得ることができる。また、光電変換素子４０をブラックマトリクスとして利用することができる。
【００５４】
さらに、遮光性導電膜２は、画素領域１０ｂの全体にわたって形成されているため、遮光性導電膜２を光電変換素子４０の光電変換用下電極および配線として利用することができるとともに、電界効果型トランジスタ３０の能動層に光が入射することを確実に防止することができる。
【００５５】
さらにまた、本形態において、光電変換素子４０の電極としてＩＴＯ膜を用いているが、かかるＩＴＯ膜は光電変換用上電極８ａである。従って、半導体層１ａへの熱処理が終了した後にＩＴＯ膜を形成することになるので、ＩＴＯ膜の熱劣化を防止することができる。
【００５６】
［実施の形態２］
図６（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態２に係る反射型の電気光学装置１００に用いた素子基板１０において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ２−Ａ２′線に相当する位置で電気光学装置１００を切断したときの断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
【００５７】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態の電気光学装置１００においても、実施の形態１と同様、透光性基板１０ｄと下地絶縁膜７０との層間には、タングステンシリサイドからなる遮光性導電膜２が形成されており、本形態において、遮光性導電膜２は、画素領域１０ｂの全体にベタパターンとして形成されている。このため、遮光性導電膜２は、電界効果型トランジスタ３０の下層側で電界効果型トランジスタ３０の能動層（半導体層１ａ）に下地絶縁膜７０を介して平面視で重なる遮光層として機能する。
【００５８】
また、本形態の電気光学装置１００において、素子基板１０では、隣接する画素電極９ａに挟まれた隙間領域９ｓと平面視で重なる領域に光電変換素子４０が形成されている。本形態において、光電変換素子４０は、画素電極９ａに挟まれた隙間領域９ｓに沿って縦横に形成されており、格子状の平面形状を有している。光電変換素子４０は太陽電池であり、光電変換用半導体層４ａは、Ｎ型半導体層、ｉ型半導体層、およびＰ型半導体層が順に積層されたＰＩＮ構造を有しており、かかる光電変換用半導体層４ａは、画素電極９ａに挟まれた隙間領域９ｓに沿って格子状に形成されている。かかる光電変換素子４０では、電界効果型トランジスタ３０の下層側に形成されたタングステンシリサイト膜などからなる遮光性導電膜２によって光電変換用下電極が形成されている。
【００５９】
このように構成した光電変換素子４０において、本形態では、光電変換用半導体層４ａの上層側には、ゲート絶縁膜７１および層間絶縁膜７２が順に積層されており、かかるゲート絶縁膜７１および層間絶縁膜７２において、光電変換用半導体層４ａと平面視で重なる領域には、内周壁が斜め上向きの開口部７３ａが溝状に形成されている。また、層間絶縁膜７２の上にはアルミニウム、銀、それらの合金などからなる光反射層８ｄが形成されており、かかる光反射層８ｄは、開口部７３ａの内周壁を覆うように形成されている。
【００６０】
また、光反射層８ｄは、開口部７３ａの底部において、光電変換用半導体層４ａの外周側に電気的接続しており、開口部７３ａの底部において、光電変換用半導体層４ａが電気的接続している部分以外には、ＩＴＯ膜からなる透光性電極８ｃが積層されている。従って、本形態では、光反射層８ｄおよび透光性電極８ｃが光電変換素子４０の光電変換用上電極として機能する。また、光反射層８ｄは、光電変換素子４０に対する配線としても形成されている。その他の構成は実施の形態と同様であるため、それらの説明を省略する。
【００６１】
このように構成した電気光学装置１００でも、実施の形態１と同様、対向基板２０の側とは反対側から入射した光を変調して対向基板２０の側から出射するとともに、かかる入射光の一部を光電変換素子４０に入射させる。その際、透光性の透光性基板１０ｄを透過した光が再び透光性基板１０ｄから入射して電界効果型トランジスタ３０の能動層に入射するおそれがあるが、透光性基板１０ｄ上において電界効果型トランジスタ３０の下層側には、電界効果型トランジスタ３０の能動層に下地絶縁膜７０を介して平面視で重なる遮光性導電膜２が形成されているため、電界効果型トランジスタ３０の能動層に光が入射することがないなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００６２】
また、本形態では、光電変換用半導体層４ａの上層側において、ゲート絶縁膜７１および層間絶縁膜７２に形成された開口部７３ａの内周壁に光反射層８ｄが形成されているため、図６（ｂ）に矢印Ｌ５で示すように、対向基板２０側から画素電極９ａで挟まれた隙間領域９ｓに入射した光を光反射層８ｄで反射させて効率よく光電変換用半導体層４ａに導くことができる。また、対向基板２０側から画素電極９ａで挟まれた隙間領域９ｓに入射した光が電界効果型トランジスタ３０の側に迷光として進行しないので、電界効果型トランジスタ３０の能動層に光が入射することを確実に防止することができる。
【００６３】
［実施の形態３］
上記実施の形態１、２においては、光電変換用半導体層４ａの上層側に反射防止処理が施されていることが好ましく、かかる光反射防止処理については、光電変換用半導体層４ａの上面側であれば、光電変換用半導体層４ａの上面自身に反射防止処理を施してもよいが、光電変換用半導体層４ａの上面を覆う光電変換用上電極（図３（ｂ）に示すＩＴＯ膜からなる光電変換用上電極８ａ、あるいは図６（ｂ）に示すＩＴＯ膜からなる透光性電極８ｃ）において光電変換用半導体層４ａの上面に重なる部分に反射防止処理を施してもよい。かかる反射防止処理としては、表面に微細な凹凸を付した構成や、光電変換用上電極の上面に誘電体多層膜を形成した構造などを採用することができる。
【００６４】
［他の実施の形態］
上記実施の形態１〜３では、半導体層１ａおよび光電変換用半導体層４ａとして、ポリシリコン層を用いたが、ポリシリコン層に代えてアモルファスシリコン層や単結晶シリコン層を用いてもよい。また、上記形態では、光電変換素子４０の光電変換用半導体層４ａとして、ＰＩＮ構造を採用したが、ＰＮ構造を採用してもよい。
【００６５】
上記実施の形態１〜３では、画素電極９ａに光反射性を付与するにあたって、画素電極９ａを光反射性導電膜のみによって構成したが、画素電極９ａを光反射性導電膜の上に透光性導電膜が積層された二層構造としてもよい。
【００６６】
上記実施の形態１〜３では、反射型電気光学装置に本発明を適用したが、透過型の電気光学装置に本発明を適用してもよい。この場合、遮光性導電膜２については、電界効果型トランジスタ３０および光電変換素子４０と平面視で重なる領域のみに形成すればよい。
【００６７】
上記実施の形態１〜３では、光電変換素子４０を縦横に格子状に形成したが、データ線６ａが延在している方向、あるいは走査線３ａが延在している方向のみにストライプ状に形成されている場合に本発明を適用してもよい。
【００６８】
［電子機器への搭載例］
本発明に係る反射型の電気光学装置１００は、図７（ａ）に示す投射型表示装置（液晶プロジェクタ／電子機器）や、図７（ｂ）、（ｃ）に示す携帯用電子機器に用いることができる。これらいずれの場合でも、上記形態で説明した光電変換素子４０（太陽電池）で得た電力を利用しても、光源部や光学素子に対する冷却ファンの駆動などに用いれば、省電力化を図ることができる。
【００６９】
図７（ａ）に示す投射型表示装置１０００は、システム光軸Ｌに沿って配置した光源部８１０、インテグレータレンズ８２０および偏光変換素子８３０を備えた偏光照明装置８００と、この偏光照明装置８００から出射されたＳ偏光光束をＳ偏光光束反射面８４１により反射させる偏光ビームスプリッタ８４０と、偏光ビームスプリッタ８４０のＳ偏光光束反射面８４１から反射された光のうち、青色光（Ｂ）の成分を分離するダイクロイックミラー８４２と、青色光が分離された後の光束のうち、赤色光（Ｒ）の成分を反射させて分離するダイクロイックミラー８４３とを有している。また、投射型表示装置１０００は、各色光が入射する３枚の電気光学装置１００（電気光学装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ）を備えている。さらに、投射型表示装置１０００は、３つの電気光学装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂにて変調された光をダイクロイックミラー８４２、８４３、および偏光ビームスプリッタ８４０にて合成した後、この合成光をスクリーン８６０に投写する。
【００７０】
このような電子機器の場合、各電気光学装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂに入射する光の波長が相違しているので、各電気光学装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂに形成する光電変換素子４０については、入射する光の波長で最大の光電変換効率を得るように、各電気光学装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂで構成を変えたものを用いてもよい。
【００７１】
また、図７（ｂ）に示す携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１、スクロールボタン３００２、並びに表示ユニットとしての電気光学装置１００を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、電気光学装置１００に表示される画面がスクロールされる。図７（ｃ）に示す情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）は、複数の操作ボタン４００１、電源スイッチ４００２、並びに表示ユニットとしての電気光学装置１００を備えており、電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が電気光学装置１００に表示される。
【００７２】
さらに、対向基板２０等にカラーフィルタを形成すれば、カラー表示可能な電気光学装置１００を形成することができる。また、カラーフィルタを形成した電気光学装置１００を用いれば、単板式の投射型表示装置を構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明を適用した反射型電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した反射型電気光学装置の液晶パネルを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３】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る反射型の電気光学装置に用いた素子基板において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ１−Ａ１′線に相当する位置で電気光学装置を切断したときの断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る電気光学装置の製造方法において、データ線を形成するまでの工程断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る電気光学装置の製造方法において、データ線を形成した後、画素電極を形成するまでの工程断面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態２に係る反射型の電気光学装置に用いた素子基板において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ２−Ａ２′線に相当する位置で電気光学装置を切断したときの断面図である。
【図７】本発明を適用した反射型の電気光学装置を用いた電子機器の説明図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ａ・・電界効果型トランジスタの半導体層、２・・遮光性導電膜（遮光層、光電変換用下電極）、４ａ・・光電変換用半導体層、８ａ・・光電変換用上電極、８ｃ・・透光性電極（光電変換用上電極）、８ｄ・・光反射層（光電変換用上電極）、９ａ・・画素電極、９ｓ・・画素電極で挟まれた隙間領域、１０・・素子基板、１０ｄ・・透光性基板、３０・・電界効果型トランジスタ、４０・・光電変換素子、５０・・液晶層、７０・・下地絶縁膜、７１・・ゲート絶縁膜、７２、７３、７４・・層間絶縁膜、７３ａ・・開口部、１００・・電気光学装置、１００ａ・・画素
【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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