(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に電気光学材料が挟持されてなり、前記一対の基板のうちの一方の基板上に、互いに交差する複数の走査線配置領域と複数のデータ線配置領域と、前記走査線配置領域と前記データ線配置領域とに囲まれ且つマトリクス状に配置された複数の正方形の画素開口領域とを有し、入射光を前記各画素開口領域に向けて集光する複数のマイクロレンズが設けられた電気光学装置であって、
前記各画素開口領域内に設けられ、赤、緑、青の色にそれぞれ対応する３つの画素電極と、
前記画素電極の各々にそれぞれ接続された３つのスイッチング素子とを具備し、
前記各走査線配置領域内に１本以上の走査線が配置されると共に、前記画素開口領域を間に挟む走査線配置領域内の２本の走査線により、前記３つのスイッチング素子が駆動され、
前記各データ線配置領域内に２本または３本のデータ線が配置されると共に、前記３つの画素電極それぞれに対して、前記画素開口領域の両側に隣接するデータ線配置領域内の２本または３本のデータ線のいずれかから前記スイッチング素子を介して画像信号が供給され、
前記画素開口領域が、円形を１２０°ずつに３等分した扇形に近い形状に３等分され、該３等分した領域がそれぞれ前記赤、緑、青の色光に対応しており、
前記各画素電極は、前記赤、緑、青の色光に対応する３等分された領域のそれぞれに対応して設けられると共に、前記画素開口領域の中心から放射状に延びる線分で分割された形状を一部有するように形成されており、
前記マイクロレンズの中心が前記画素開口領域の中心の位置に一致するように、前記マイクロレンズが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】
前記各データ線配置領域内に配置されるデータ線が層間絶縁膜を間に挟む２層の配線層からなる２本のデータ線であり、これら２本のデータ線をなす上層側データ線又は下層側データ線から前記３つの画素電極に対して画像信号が供給されることを特徴とする請求項１記載の電気光学装置。
【請求項３】
平面視した際に前記上層側データ線と前記下層側データ線の少なくとも一部が重なるように配置されたことを特徴とする請求項２記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記下層側データ線の少なくとも一部が前記走査線と同一配線層で形成され、
前記下層側データ線が前記走査線と交差する箇所では、前記下層側データ線が前記上層側データ線と同一配線層上に形成され且つ該上層側データ線と接触しない位置に配置されたことを特徴とする請求項２または３記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記下層側データ線が前記走査線配置領域間で分断され、
前記下層側データ線の端部が、前記層間絶縁膜を貫通するコンタクトホールを介して、前記上層側データ線と同一配線層上に形成され且つ該上層側データ線と接触しないように配置された他の上層側データ線と接続されたことを特徴とする請求項４記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記各画素開口領域内の３つの画素電極に対応する３つの異なる色素層を備えたカラーフィルターが設けられたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記画素開口領域の形状が略正方形であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の電気光学装置。
【請求項８】
前記電気光学装置がノーマリーブラックモードであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の電気光学装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の電気光学装置を備えた投射型表示装置であって、光源と、該光源から出射された光を変調する前記電気光学装置と、該電気光学装置により変調された光を投射面に拡大投影する拡大投影光学系とを有す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、電気光学装置とその製造方法および投射型表示装置に関し、特に、電気光学装置を一つだけ用いる投射型表示装置に適した電気光学装置の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
投射型液晶表示装置は、赤、緑、青の３原色に対応させて液晶パネルを３枚使用する３板式のものと、１枚の液晶パネルと色生成手段とから構成される単板式のものとに大別される。単板式の投射型液晶表示装置は、構成が複雑かつ高価であるという３板式の欠点を克服することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、単板式投射型液晶表示装置用のＴＦＴアレイ基板と３板式投射型液晶表示装置用のＴＦＴアレイ基板とを比較した場合、単板式の場合、３板式に比べて画素数が３倍になることで開口率が低下する、という問題を抱えている。つまり、３板式用のＴＦＴアレイ基板であれば、図１５に示した３つの画素は１つの画素となり、この領域で１つの開口領域を形成することができるが、単板式の場合、この図の通り、３原色に対応する各画素毎に画素電極２２５ｒ、２２５ｇ、２２５ｂに隣接してデータ線２２２が設けられ、この領域に遮光領域が形成されるために開口率が低下するのである。ここで画素の開口領域とは隣接する２本のデータ線と隣接する２本の走査線とで囲まれた矩形状の領域であり、逆にデータ線や走査線が配置された領域は遮光領域となる。
【０００４】
さらに、開口領域が小さくなることに起因して、光が透過する際に光の回折が生じるようになる。この影響により、光の透過率（光の利用効率）がさらに低下するという問題も生じる。
【０００５】
また、３原色に対応する３つの画素を合わせて正方形状の画素とする関係から、各色毎の画素は長方形状となる。一方、上述したように、液晶ライトバルブにマイクロレンズアレイを備える場合、各マイクロレンズは円形であるため、図１５に示すように、３原色に対応する３つの画素Ｒ、Ｇ、Ｂを含むように１個のマイクロレンズ２２６が配置される（マイクロレンズの外形を２点鎖線で示す）。ところが、このような構成であると、図１６に示す配置の場合、中央にある「Ｇ」の画素に多く、その両側の「Ｒ」および「Ｂ」の画素に少ない光が入射されることになり、各色毎の透過光量が不均等になる。この問題を解決するためには、各色毎の画素形状に対応させて縦長楕円形のマイクロレンズ２２７（その外形を破線で示す）を設けることも考えられるが、このような形状のマイクロレンズでは集光効率が低く、光の利用効率をあまり上げることが出来ない。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、従来構造の装置に比べて開口率の向上および光の利用効率の向上を図ることができ、例えば単板式の投射型表示装置等に用いて好適な電気光学装置とその製造方法、およびこれを用いた投射型表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の電気光学装置は、一対の基板間に電気光学材料が挟持されてなり、前記一対の基板のうちの一方の基板上に、互いに交差する複数の走査線配置領域と複数のデータ線配置領域と、前記走査線配置領域と前記データ線配置領域とに囲まれ且つマトリクス状に配置された複数の正方形の画素開口領域とを有し、入射光を前記各画素開口領域に向けて集光する複数のマイクロレンズが設けられた電気光学装置であって、前記各画素開口領域内に設けられ、赤、緑、青の色にそれぞれ対応する３つの画素電極と、前記画素電極の各々にそれぞれ接続された３つのスイッチング素子とを具備し、前記各走査線配置領域内に１本以上の走査線が配置されると共に、前記画素開口領域を間に挟む走査線配置領域内の２本の走査線により、前記３つのスイッチング素子が駆動され、前記各データ線配置領域内に２本または３本のデータ線が配置されると共に、前記３つの画素電極それぞれに対して、前記画素開口領域の両側に隣接するデータ線配置領域内の２本または３本のデータ線のいずれかから前記スイッチング素子を介して画像信号が供給され、前記画素開口領域が、円形を１２０°ずつに３等分した扇形に近い形状に３等分され、該３等分した領域がそれぞれ前記赤、緑、青の色光に対応しており、前記各画素電極は、前記赤、緑、青の色光に対応する３等分された領域のそれぞれに対応して設けられると共に、前記画素開口領域の中心から放射状に延びる線分で分割された形状を一部有するように形成されており、前記マイクロレンズの中心が前記画素開口領域の中心の位置に一致するように、前記マイクロレンズが設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、マトリクス状に配置された画素開口領域それぞれに複数の画素電極を配置するようにしたものである。このようにすることにより、遮光領域を小さくすることができるため、従来に比べて開口率を向上させることができる。例えば、データ線配置領域と走査線配置領域において、走査線配置領域には１本以上の走査線を、データ線配置領域には２本または３本等のデータ線をまとめて配置し、これらのデータ線から当該画素開口領域内の複数の画素電極に画像信号を供給できるようにすれば良い。
【０００９】
本発明の電気光学装置は、一対の基板間に電気光学材料が挟持されてなり、前記一対の基板のうちの一方の基板上に、互いに交差する複数の走査線配置領域と複数のデータ線配置領域と、前記走査線配置領域と前記データ線配置領域とに囲まれた領域であって基板上にマトリクス状に配置された複数の画素開口領域とを有し、各画素開口領域内に、３つの異なる色光にそれぞれ対応する３つの画素電極と、これら画素電極の各々にそれぞれ接続された３つのスイッチング素子とが設けられた構成となっていることとすることができる。
【００１０】
さらに前記各走査線配置領域内に１本以上の走査線が配置されるとともに前記各データ線配置領域内に２本または３本のデータ線が配置され、前記３つの画素電極それぞれに対して、これら画素電極を含む画素開口領域の両側に隣接する前記データ線配置領域内の２本または３本のデータ線のいずれかから前記スイッチング素子を介して画像信号が供給される構成となっていることが好ましい。
【００１１】
従来の電気光学装置においては、例えば単板式投射型表示装置用として「発明が解決しようとする課題」の項に提示したように、３つの異なる色光に対応する各画素毎に画素電極に隣接してデータ線が設けられており、３つの異なる色光に対応する３つの画素を１つの単位と見たときに１単位内が遮光領域で分割された３つの開口領域となっていた。これに対して、本発明の電気光学装置は、マトリクス状に配置された画素開口領域それぞれに３つの画素電極を配置するようにしたものである。このようにすることにより、遮光領域を小さくすることができるため、従来に比べて開口率を向上させることができる。
【００１２】
上記のような画素電極の配置を可能にするためには、データ線配置領域と走査線配置領域において、走査線配置領域には１本以上の走査線を、データ線配置領域には２本または３本のデータ線をまとめて配置し、これらのデータ線から当該画素開口領域内の３つの画素電極に画像信号を供給できるようにすれば良い。
【００１３】
また上記データ線配置領域内に２本または３本のデータ線をまとめて配置する点に関して、１つの画素開口領域内に３つの画素電極が存在するわけであるから、３本のデータ線をまとめて配置するのは考えやすいが、１つのデータ線配置領域内に２本のデータ線をまとめる構成でもよい。すなわち、１つの画素開口領域に注目すれば、その周囲には２本のデータ線と２本の走査線が配置されている。よって、１つの画素開口領域に隣接して４つのスイッチング素子を設けることができるが、そのうちの３つを用いれば、３つの画素電極に対して問題なく画像信号を供給することができる。
【００１４】
１つのデータ線配置領域内に設ける２本または３本のデータ線は、同一の配線層上に並列させるように形成してもよいが、データ線間を互いに短絡させることなく、配線を引き回して同一の配線層上に配置するのが困難な場合もある。その場合は、上記各データ線配置領域内に配置するデータ線の数を２本とし、層間絶縁膜を間に挟む２層の配線層からなる２本のデータ線（上層側データ線、下層側データ線）としてもよい。
【００１５】
この構成によれば、２本のデータ線を同一の配線層で形成するのではなく、異なる２層の配線層を用いて形成するため、データ線間を短絡させないための配線の引き回しが容易になり、配線の設計を容易に行うことができる。
【００１６】
異なる２層の配線層を用いて２本のデータ線を形成する場合、前記上層側データ線、下層側データ線の各々を、平面視した際にこれらデータ線の少なくとも一部が重なるように配置することが望ましい。
【００１７】
この構成によれば、上層側データ線と下層側データ線が重なる部分を多くすればする程、平面視した際のデータ線の占有面積を小さくできるため、遮光領域を狭くすることができ、開口率を向上することができる。
【００１８】
また、電気光学装置を構成する基板は、データ線と走査線の２層の配線層を元来有しているので、本発明における電気光学装置の上層側データ線、下層側データ線となる配線層にはこの配線層を用いるとよい。例えば、スイッチング素子がＴＦＴである場合、通常は層間絶縁膜を挟んで走査線が下層側、データ線が上層側にあることになる。そこで、前記下層側データ線は走査線と同一配線層で形成することができる。ただし、ここで言う「同一配線層」とは、同じ層上に位置する配線層という意味であって、材料までが全く同一の配線層という意味ではない。ところが、ただ単に下層側データ線を走査線と同一配線層で形成すると、データ線と走査線の交差点では下層側データ線と走査線とが短絡してしまう。したがって、下層側データ線と走査線との交差点では、下層側データ線を上に持ち上げて上層側データ線と同一配線層上に形成し、走査線と立体交差する構成とすればよい。その時、上層側データ線と下層側データ線はあくまでも別の画像信号を供給する配線であるから、下層側データ線の持ち上げた部分を上層側データ線と接触しないように配置することは勿論である。
【００１９】
また、下層側データ線と走査線との交差点のより具体的な構成としては、下層側データ線を隣接する２本の走査線間で分断し、その端部を、層間絶縁膜を貫通するコンタクトホールを介して、上層側データ線と同一配線層上に形成するとともに上層側データ線と接触しないように配置した他の上層側データ線と接続すればよい。すなわち、ここで言う他の上層側データ線が、走査線と同一の層で形成した下層側データ線の走査線との交差点において、走査線をよけるためのバイパス配線となる。この構造を形成するにあたって特に工程を増やす必要はない。
【００２０】
以上、データ線側の構成について説明したが、走査線側の構成に関しては、１つの画素開口領域内にある３つの画素電極に対応する３つのスイッチング素子が、当該画素開口領域を間に挟む２つの走査線配置領域内の２本の走査線により駆動される構成とすればよい。例えば、１つの画素開口領域内の３つのスイッチング素子に対し、平面視した際にその画素開口領域の上側を通る１本の走査線に２つのスイッチング素子を接続し、下側を通る１本の走査線に残りの１つのスイッチング素子を接続すればよい。つまり、基板全体で見ると、１つの画素開口領域内の３つの画素を１．５本の走査線に割り当てることになる。
【００２１】
また、本発明の電気光学装置を構成する一方の基板上に、各画素開口領域内の３つの画素電極にそれぞれ３つの異なる色素層を対応させたカラーフィルターを設けることもできる。この構成によれば、高い開口率を有するカラー対応の電気光学装置を実現することができる。
【００２２】
１つの画素開口領域内に３つの画素電極を設ける場合、通常、従来通りの矩形状の画素電極を単に並置することが考えられるが、この構成に代えて、３つの画素電極が、画素開口領域に対して、略中心対称な配置になるようにすることが望ましい。さらに、画素開口領域全体の形状を略正方形とすることが望ましい。
【００２３】
また、上記構成において、本発明の電気光学装置を構成する一対の基板のうち少なくとも一方の基板上に、入射光を各画素開口領域に向けて集光するマイクロレンズアレイを設けることが望ましい。そしてこの際、マイクロレンズアレイを構成する各マイクロレンズを各画素開口領域に対応して設け、各マイクロレンズの中心を各画素開口領域の中心に一致するように配置することが望ましい。
【００２４】
電気光学装置に入射する光の利用効率を高めるために、マイクロレンズを備える場合がある。マイクロレンズ付きの電気光学装置の従来の考え方では、画素形状の方が先に規定され、それに合わせてマイクロレンズが配置されていた。このため、上述したような光の利用効率の低下の問題が発生していた。これに対して、本願発明者は、最も集光効率の良いマイクロレンズの形状は円形であるから、このマイクロレンズ形状に画素形状の方を合致させることによりマイクロレンズの集光効率の良さを生かす、という従来と逆の発想をするに至った。すなわち、１つの画素開口領域内に３つの画素電極を設ける場合、例えば円形を１２０°ずつに３等分した扇形に近い形状に正方形の画素開口領域を３等分し、これを３つの色光に対応する各画素とすれば、各画素の透過率を略均等化することができ、従来に比べて光の利用効率を向上することができる。
【００２５】
本発明の電気光学装置がノーマリーブラックモードであることが望ましい。
【００２６】
それにより、同じ開口領域内に設けられた３つの画素電極間にある液晶部分を遮光層と同等に扱うことができ、表示コントラストを高くすることができる。これは画素間部分の液晶には電界が印加されず、初期配向状態を保つことによる。ノーマリーホワイト型液晶を用いる場合、画素間は光が透過する状態になるので、表示コントラストを高くするに、この部分にも遮光層を設ける必要が生じる。
【００２７】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、一対の基板間に電気光学材料が挟持されてなり、前記一対の基板のうちの一方の基板上に、互いに交差する複数の走査線配置領域と複数のデータ線配置領域と、前記走査線配置領域と前記データ線配置領域とに囲まれた領域であって基板上にマトリクス状に配置された画素開口領域とを有してなる電気光学装置の製造方法であって、前記一方の基板上に薄膜トランジスタを構成する半導体層を形成する工程と、該半導体層を覆うゲート絶縁膜を形成する工程と、該ゲート絶縁膜上の前記走査線配置領域内に前記半導体層の上方を横断する走査線を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜を貫通して前記半導体層に達する第１のコンタクトホールを形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上の前記データ線配置領域内に、前記走査線と接触しないように前記第１のコンタクトホールを介して前記半導体層に接続される下層側データ線を形成する工程と、前記走査線および前記下層側データ線を覆う第１の層間絶縁膜を形成する工程と、該第１の層間絶縁膜を貫通して前記下層側データ線に達する第２のコンタクトホールを形成する工程と、前記第１の層間絶縁膜上の前記データ線配置領域内に、下層側データ線の延在方向において１画素おきに配置された下層側データ線同士を前記第２のコンタクトホールを介して接続する上層側データ線を形成する工程と、前記上層側データ線を覆う第２の層間絶縁膜を形成する工程と、前記第２の層間絶縁膜上の前記画素開口領域内に前記半導体層に電気的に接続される画素電極を形成する工程とを有することを特徴とするものとすることができる。
【００２８】
本発明の電気光学装置の製造方法によれば、それ程大きなプロセス変更を伴うことなく、データ線配置領域に２層の配線層を用いて２本のデータ線を形成したＴＦＴアレイ基板を得ることができる。
【００２９】
また、前記半導体層と前記画素電極とを電気的に接続するにあたって、これらを前記第１の層間絶縁膜上に形成した導電層を介して電気的に接続することができる。この構成によれば、導電層の一部を例えば蓄積容量電極とする等、導電層を様々な用途に利用することができる。
【００３０】
また、前記画素電極形成工程においては、画素開口領域内に３つの画素電極を画素開口領域の中心から放射状に延びる３本の線分で分割された形状を一部有するように形成することが望ましい。
【００３１】
本発明の投射型表示装置は、上記本発明の電気光学装置を備えた投射型表示装置であって、光源と、光源から出射された光を変調する電気光学装置と、電気光学装置により変調された光を投射面に拡大投影する拡大投影光学系とを有することを特徴とするものである。
【００３２】
本発明の投射型表示装置によれば、上記本発明の電気光学装置の使用により、光の利用効率が高く、明るい投射型表示装置を実現することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３４】
［電気光学装置の実施形態］
本発明による電気光学装置の一実施形態である液晶装置の構成について、図１から図３を参照して説明する。図１は、液晶装置を構成する一対の基板のうち、データ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の一画素を示す平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ’断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ’断面図である。なお、図２および図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。
【００３５】
図１に示すように、本実施の形態の液晶装置のＴＦＴアレイ基板１０上には、複数の走査線配置領域４０と複数のデータ線配置領域４１とが互いに交差するように設けられ、走査線配置領域４０とデータ線配置領域４１とに囲まれた領域が画素開口領域４２となり、この画素開口領域４２が基板上に複数、マトリクス状に配置されている。そして、各画素開口領域４２内には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３つの異なる色光にそれぞれ対応する３つの画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂと、各画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂをそれぞれスイッチング制御する３つのＴＦＴ３０（スイッチング素子）が設けられている。前記各走査線配置領域４０内に１本の走査線３が配置される一方、前記各データ線配置領域４１内にはそれぞれ２本のデータ線６ａ、６ｂなどが配置されている。これら２本のデータ線６ａ、６ｂは、異なる２層の配線層からなる上層側データ線、下層側データ線で構成されているが、これらデータ線の構成に関しては、断面図を参照しながら後で説明する。
【００３６】
各画素開口領域４２は略正方形状であり、この中に配置された３つの画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂは、画素開口領域４２に対し略中心対称になるように配置されており、この例では図１における左上の画素電極９ｒがＲ用、右上の画素電極９ｇがＧ用、下の画素電極９ｂがＢ用に割り当てられている。また、各ＴＦＴ３０においては、基板上に形成されたポリシリコン膜等からなる平面視Ｌ字状の半導体層１のソース領域に対してコンタクトホールを介してデータ線が接続され、半導体層１のドレイン領域に対してコンタクトホール８を介して各画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂが接続されている。そして、ゲート絶縁膜を介して半導体層１のチャネル領域上を走査線３が横断し、ＴＦＴ３０を構成している。すなわち、ＴＦＴ３０の箇所では走査線３がそのままゲート電極として機能している。なお、実際には、画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂはバッファとして機能するバリア層（導電層、図示略）を中継し、第１コンタクトホールおよび第２コンタクトホールを介して半導体層１のドレイン領域に電気的に接続されているが、図示を省略する。各画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂ毎に見ると、Ｒ用画素電極９ｒの左上に設けられたＴＦＴ３０は、図１中、画素上側の走査線３によって駆動されるとともに左側の下層側データ線から画像信号が供給され、Ｇ用画素電極９ｇの右上に設けられたＴＦＴ３０は、画素上側の走査線３によって駆動されるとともに右側の下層側データ線から画像信号が供給され、Ｂ用画素電極９ｂの右下に設けられたＴＦＴ３０は、画素下側の走査線３によって駆動されるとともに右側の下層側データ線から画像信号が供給されるようになっている。
【００３７】
その他、ＴＦＴアレイ基板１０には、画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂに供給される電荷を保持するための蓄積容量を構成する容量線や、各種配線やＴＦＴ３０が形成された領域を覆う遮光膜等が設けられるが、図示を省略する。
【００３８】
次に、図２および図３の断面図を用いて、本実施の形態の液晶装置の断面構造を説明する。図２は、図１においてＲ用画素電極９ｒとＧ用画素電極９ｇとを横断する線（Ａ−Ａ’線）で切断した状態を示す断面図であり、図３は、図１において上層側データ線と下層側データ線を接続するコンタクトホール５を結ぶ線（Ｂ−Ｂ’線）で切断した状態を示す断面図である。本実施の形態の液晶装置は、一方の透明基板を構成するＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置された他方の透明基板を構成する対向基板２０とを備えている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、後述するシール材（図１０および図１１参照）により囲まれた空間に電気光学物質の一例である液晶が封入され、液晶層５０が形成されている。液晶層５０は、画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂからの電界が印加されていない状態で配向膜１６、２２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類のネマティック液晶を混合した液晶からなる。シール材は、ＴＦＴアレイ基板１０および対向基板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あるいはガラスビーズ等のギャップ材（スペーサ）が混入されている。
【００３９】
図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０は例えば石英基板からなり、各画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂに隣接する位置に各画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂをスイッチング制御するＴＦＴ３０が設けられている。さらに、ＴＦＴ３０に各々対向する位置においてＴＦＴアレイ基板１０と各ＴＦＴ３０との間には、第１遮光膜（図示略）が設けられている。第１遮光膜は、好ましくは不透明な高融点金属であるＴｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、ＭｏおよびＰｄ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。このような材料から構成すれば、ＴＦＴアレイ基板１０上の第１遮光膜の形成工程後に行われるＴＦＴ形成工程における高温処理により、第１遮光膜が破壊されたり溶融しないようにできる。特に投射型表示装置などに本液晶装置を用いる場合、第１遮光膜を形成することにより、ＴＦＴアレイ基板１０の側からの反射光（戻り光）等が光に対して励起しやすいＴＦＴ３０のチャネル領域やソース側ＬＤＤ領域、ドレイン側ＬＤＤ領域に入射する事態を未然に防ぐことができ、これに起因した光電流の発生によりＴＦＴの特性が劣化することはない。
【００４０】
さらに、第１遮光膜と複数のＴＦＴ３０との間には、下地絶縁膜（図示略）が設けられている。下地絶縁膜は、ＴＦＴ３０を構成する半導体層１を第１遮光膜から電気的に絶縁するために設けられるものである。さらに、下地絶縁膜は、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。すなわち、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の特性の劣化を防止する機能を有する。下地絶縁膜は、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、または酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等からなる。下地絶縁膜により、第１遮光膜がＴＦＴ３０等を汚染する事態を未然に防ぐこともできる。
【００４１】
図３に示すように、下地絶縁膜上にＴＦＴ３０を構成する半導体層１が形成されている。本実施の形態のＴＦＴ３０は、ＬＤＤ構造を有しており、走査線３、当該走査線３からの電界によりチャネルが形成される半導体層１のチャネル領域、走査線３と半導体層１とを絶縁する２層のゲート絶縁膜２ａ、２ｂ、データ線６ａ、６ｂ、半導体層１の低濃度ソース領域（ソース側ＬＤＤ領域）および低濃度ドレイン領域（ドレイン側ＬＤＤ領域）、半導体層１の高濃度ソース領域および高濃度ドレイン領域を備えている。走査線３は、例えば導電性を付与したポリシリコン膜から形成される。高濃度ドレイン領域には、画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂがバリア層（図示略）を中継して接続されている。ソース領域およびドレイン領域は、後述のように、半導体層１に対して、ｎ型またはｐ型のいずれのチャネルを形成するかに応じて所定濃度のｎ型用またはｐ型用のドーパントをドープすることにより形成されている。ｎ型チャネルのＴＦＴは、動作速度が速いという利点があり、画素のスイッチング素子である画素スイッチング用ＴＦＴとして用いられることが多い。さらに、図示を略すが半導体層１の一部は蓄積容量電極を構成することも可能である。
【００４２】
本実施の形態では、特に図３に示すように、データ線６ａ、６ｂは上層側データ線６ｃ、下層側データ線６ｄから構成されている。これらデータ線６ｃ、６ｄは、ともに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と導電性を持つ薄膜から形成されている。つまり、下層側データ線６ｄは位置的には走査線３と同一レイヤーにはあるが、材料は異なっており、走査線３はポリシリコン膜、下層側データ線６ｄは金属膜で形成されている。この下層側データ線６ｄは走査線３の両側で分断されるとともに、分断された各下層側データ線６ｄの一方の端部が２層のゲート絶縁膜２ａ、２ｂを貫通するコンタクトホール５ａを介して半導体層１の高濃度ソース領域に接続されている。また、走査線３および下層データ線６ｄは第１層間絶縁膜８１、第２層間絶縁膜４で順次覆われ、半導体層１の高濃度ソース領域に接続された下層側データ線６ｄの一端部と半導体層１の高濃度ソース領域に接続されない下層側データ線６ｄの他端部とが、第１層間絶縁膜８１および第２層間絶縁膜４を貫通するコンタクトホール５を介して上層側データ線６ｃにより電気的に接続されている。なお、第１層間絶縁膜８１と第２層間絶縁膜４との間には半導体層１の高濃度ドレイン領域と画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂとを電気的に接続する介在体となるバリア層が設けられている。
【００４３】
図１に示すように、下層側データ線６ｄは直線的に延在し、上層側データ線６ｃはコ字状の屈曲部を有している。すなわち、本実施の形態の場合、下層側データ線６ｄを走査線３と同一レイヤーで形成しているため、下層側データ線６ｄと走査線３の交差点では下層側データ線６ｄと走査線３とが短絡しないような構成とする必要がある。そこで、下層側データ線６ｄと走査線３との交差点においては、走査線３の両側に位置する下層側データ線６ｄの端部を、他の上層側データ線６ａと接触しないように配置した上層側データ線６ｂによって接続したわけである。したがって、データ線６ａ、６ｂが走査線３を跨ぐ箇所では、上層側データ線が２本並置された状態となる。
【００４４】
図２に示すように、第２層間絶縁膜４上の画素開口領域４２には、カラーフィルターをなす各色の色素層が形成されている。図２においては、Ｒ用色素層４３ｒとＧ用色素層４３ｇが図示されている。そして、これら上層側データ線６ｃ、カラーフィルターの色素層４３ｒ、４３ｇを覆うように第２層間絶縁膜４上に第３層間絶縁膜７が設けられている。第３層間絶縁膜７にはバリア層に達するコンタクトホールが形成されており、このコンタクトホールを介して、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide, 以下、ＩＴＯと記す）からなる画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂがバリア層に電気的に接続されており、さらにバリア層を中継してコンタクトホールを介して半導体層１の高濃度ドレイン領域に電気的に接続されている。前述の画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂは、このように構成された第３層間絶縁膜７の上面に設けられている。
【００４５】
なお、ＴＦＴ３０は、好ましくは上述のようにＬＤＤ構造を持つが、低濃度ソース領域および低濃度ドレイン領域に不純物イオンの打ち込みを行わないオフセット構造を持っていてもよいし、ゲート電極をマスクとして高濃度で不純物イオンを打ち込み、自己整合的に高濃度ソースおよ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。
【００４６】
また、本実施の形態では、ＴＦＴ３０のゲート電極を高濃度ソース領域および高濃度ドレイン領域間に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。このように、デュアルゲートあるいはトリプルゲート以上でＴＦＴを構成すれば、チャネルとソース−ドレイン領域接合部のリーク電流を防止でき、オフ時の電流を低減することができる。これらのゲート電極の少なくとも１個をＬＤＤ構造あるいはオフセット構造にすれば、さらにオフ電流を低減でき、安定したスイッチング素子を得ることができる。
【００４７】
本実施の形態の液晶装置では、バリア層は半導体層１と画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂとの間に介在しており、高濃度ドレイン領域と画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂとを第１および第２コンタクトホールを経由して電気的に接続する。このため、画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂから半導体層１のドレイン領域まで一つのコンタクトホールを開孔する場合と比較して、第１および第２コンタクトホールの径を夫々小さくできる。すなわち、一つのコンタクトホールを開孔する場合には、エッチング時の選択比が低いとコンタクトホールを深く開孔する程エッチング精度は落ちるため、例えば５０ｎｍ程度の非常に薄い半導体層１における突き抜けを防止するためには、コンタクトホールの径を小さくできるドライエッチングを途中で停止して、最終的にウエットエッチングで半導体層１まで開孔するように工程を組まねばならない。あるいは、ドライエッチングによる突き抜け防止用のポリシリコン膜を別途設けたりする必要が生じてしまうのである。
【００４８】
これに対して、本実施の形態では、画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂおよび高濃度ドレイン領域を２つの直列な第１および第２コンタクトホールにより接続すればよいので、これら第１および第２コンタクトホールを夫々、ドライエッチングにより開孔することが可能となるのである。あるいは、少なくともウエットエッチングにより開孔する距離を短くすることが可能となるのである。ただし、第１および第２コンタクトホールに夫々若干のテーパを付けるために、ドライエッチング後に敢えて比較的短時間のウエットエッチングを行うようにしてもよい。
【００４９】
他方、液晶装置の対向基板２０は、例えばガラス基板や石英基板からなり、図２に示すように、対向基板２０には、対向基板２０の側から入射される入射光をＴＦＴアレイ基板１０側の画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂに集光するマトリクス状に配置された複数のマイクロレンズ４４からなるマイクロレンズアレイ４５が設けられている。マイクロレンズアレイ４５を構成する各マイクロレンズ４４は平面視円形であって、各画素開口領域４２に対応して設けられ、各マイクロレンズ４４の中心が各画素開口領域４２の中心に一致するように配置されている。そして、複数のマイクロレンズ４４相互の境界にそれぞれ対向する位置に第２遮光膜２３が形成されている。マイクロレンズアレイ４５の表面全体には、接着剤４６によりカバーガラス４７が貼り付けられており、この上（図中下側）に第２遮光膜２３およびＩＴＯ膜などの透明導電性薄膜からなる対向電極２１が形成されている。マイクロレンズ４４は感光性樹脂からなり、接着剤４６は空気に近い屈折率を有するアクリル系の接着剤からなり、両者間の屈折率の違いにより、マイクロレンズ４４は集光レンズとしての機能を果たす。第２遮光膜２３の存在により、対向基板２０の側から入射光がＴＦＴ３０の半導体層１のチャネル領域やソース側ＬＤＤ領域およびドレイン側ＬＤＤ領域に侵入することはない。さらに、第２遮光膜２３は、コントラストの向上、カラーフィルタを形成した場合における色材の混色防止などの機能も有している。さらに、対向電極２１（共通電極）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ポリイミド薄膜などの有機薄膜からなる配向膜２２が設けられている。
【００５０】
本実施の形態の液晶装置においては、データ線配置領域４１内に上下２層のデータ線６ｃ、６ｄを配置するとともにデータ線配置領域４１と走査線配置領域４０とで区画される画素開口領域４２内に３つの画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂを配置したことにより、従来に比べて開口率を向上することができる。すなわち、従来の液晶装置の場合は、例えば図１７に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂの色光に対応する各画素毎に画素電極２１６に隣接してデータ線２２２が設けられているため、この３画素を１つの単位（破線で示す）と見たときに１単位内を２本のデータ線２２２が横断し、遮光領域で分割された３つの開口領域となっていた。したがって、遮光領域が占める面積が大きく、開口率が大きく低下していた。これに対して、本実施の形態の電気光学装置は、データ線配置領域４１内に２層のデータ線６ｃ、６ｄをまとめて配置し、これらデータ線６ｃ、６ｄから当該画素開口領域４２内の３つの画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂに画像信号を供給する構成とした。その結果、従来の構成のように画素開口領域内に各画素電極に隣接させてデータ線を配置する必要がなくなるため、従来に比べて開口率を向上させることができる。
【００５１】
本実施の形態の場合、１つのデータ線配置領域４１内に２本のデータ線６ａ、６ｂを設けているが、２本のデータ線６ａ、６ｂを同一の配線層上に並列させるのではなく、第１、第２層間絶縁膜８１、４を間に挟む上層側データ線６ｃ、下層側データ線６ｄで構成しているので、データ線間を短絡させないための配線の引き回しが容易になり、配線の設計を容易に行うことができる。さらに、上層側データ線６ｃ、下層側データ線６ｄの各々を、平面視した際にこれらデータ線６ｃ、６ｄの少なくとも一部が重なるように配置しているため、その分データ線の占有面積が小さくなり、遮光領域を狭くすることができ、開口率をより向上することができる。
【００５２】
また、本実施の形態の場合、略正方形状の画素開口領域４２内に配置した３つの画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂの形状を、その輪郭の一部が画素開口領域４２の中心から放射状に延びる３本の線分で分割したような形状となっている。すなわち画素開口領域に対して画素電極が略中心対称になるように配置されている。そして、対向基板２０側には入射光集光用のマイクロレンズアレイ４５が設けられ、各マイクロレンズ４４の中心が各画素開口領域４２の中心に一致するように配置されている。この構成により、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色光に対応する各画素の透過率を略均等化することができ、従来に比べて光の利用効率を向上することができる。
【００５３】
また画素開口領域が大きくなるので、光の回折の影響も低減でき、光の利用効率をさらに高めることができる。
【００５４】
［電気光学装置の一実施形態における製造プロセス］
次に、上記構成を有する本実施形態の液晶装置の製造プロセスについて、図４ないし図９を参照して説明する。なお、図４ないし図９は途中工程におけるＴＦＴアレイ基板１０を平面視したパターンを示す工程図である。
【００５５】
まず、石英基板、ハードガラス、シリコン基板等のＴＦＴアレイ基板１０を用意する。ここで、好ましくは、Ｎ２（窒素）等の不活性ガス雰囲気かつ約９００〜１３００℃の高温でアニール処理し、後に実施される高温プロセスにおけるＴＦＴアレイ基板１０に生じる歪みが少なくなるように前処理しておく。すなわち、製造プロセスにおける最高温で高温処理される温度に合わせて、事前にＴＦＴアレイ基板１０を同じ温度かそれ以上の温度で熱処理しておく。そして、このように処理されたＴＦＴアレイ基板１０の全面に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、ＭｏおよびＰｄ等の金属や金属シリサイド等の金属合金膜を、スパッタリングにより１００〜５００ｎｍ程度の膜厚、好ましくは約２００ｎｍの膜厚の遮光膜として形成する。なお、遮光膜上には、表面反射を緩和するためにポリシリコン膜等の反射防止膜を形成しても良い。
【００５６】
次に、形成された遮光膜上にフォトリソグラフィにより第１遮光膜のパターンに対応するレジストマスクを形成し、レジストマスクを介して遮光膜に対しエッチングを行うことにより、第１遮光膜を形成する。
【００５７】
次に、第１遮光膜の上に、例えば、常圧または減圧ＣＶＤ法等によりＴＥＯＳ（テトラ・エチル・オルソ・シリケート）ガス、ＴＥＢ（テトラ・エチル・ボートレート）ガス、ＴＭＯＰ（テトラ・メチル・オキシ・フォスレート）ガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等からなる下地絶縁膜を形成する。この下地絶縁膜の膜厚は、例えば、約５００〜２０００ｎｍとする。なお、ＴＦＴアレイ基板１０裏面からの戻り光が問題にならない場合は、第１遮光膜を形成する必要はない。
【００５８】
次に、下地絶縁膜の上に、約４５０〜５５０℃、好ましくは約５００℃の比較的低温環境中で、流量約４００〜６００ｃｃ／ｍｉｎのモノシランガス、ジシランガス等を用いた減圧ＣＶＤ（例えば、圧力約２０〜４０ＰａのＣＶＤ）により、アモルファスシリコン膜を形成する。その後、窒素雰囲気中で、約６００〜７００℃にて約１〜１０時間、好ましくは、４〜６時間のアニール処理を施することにより、ポリシリコン膜を約５０〜２００ｎｍの厚さ、好ましくは約１００ｎｍの厚さとなるまで固相成長させる。固相成長させる方法としては、ＲＴＡ（Rapid Thermal Anneal)を使ったアニール処理でも良いし、エキシマレーザー等を用いたレーザーアニールでも良い。
【００５９】
この際、図１に示したＴＦＴ３０として、ｎチャネル型のＴＦＴを作成する場合には、当該チャネル領域にＳｂ（アンチモン）、Ａｓ（砒素）、Ｐ（リン）などのＶ族元素のドーパントを僅かにイオン注入等によりドープしても良い。また、ＴＦＴをｐチャネル型とする場合には、Ｂ（ボロン）、Ｇａ（ガリウム）、Ｉｎ（インジウム）などのIII族元素のドーパントを僅かにイオン注入等によりドープしても良い。なお、アモルファスシリコン膜を経ないで、減圧ＣＶＤ法等によりポリシリコン膜を直接形成しても良い。あるいは、減圧ＣＶＤ法等により堆積したポリシリコン膜にシリコンイオンを打ち込んで一旦非晶質化（アモルファス化）し、その後アニール処理等により再結晶化させてポリシリコン膜を形成しても良い。
【００６０】
次に、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により上記ポリシリコン膜をパターニングすることにより、所定パターンを有する半導体層１を形成する（図４参照）。ここでは図示しないが、画素に保持容量を設ける場合は、同パターンにて蓄積容量電極を同時に形成する。
【００６１】
次に、ＴＦＴ３０を構成する半導体層１を約９００〜１３００℃の温度、好ましくは約１０００℃の温度で熱酸化することにより、約３０ｎｍの比較的薄い厚さの熱酸化シリコン膜を形成し、さらに、減圧ＣＶＤ法等により高温酸化シリコン膜（ＨＴＯ膜）や窒化シリコン膜からなる絶縁膜を約５０ｎｍの比較的薄い厚さに堆積し、熱酸化シリコン膜（第１ゲート絶縁膜２ａ）および絶縁膜（第２ゲート絶縁膜２ｂ）を含む多層構造を持つＴＦＴ３０のゲート絶縁膜を形成する。この結果、ゲート絶縁膜の厚さは、約２０〜１５０ｎｍの厚さ、好ましくは約３０〜１００ｎｍの厚さとなる。このように、高温熱酸化時間を短くすることにより、特に８インチ程度の大型基板を使用する場合に熱による反りを防止することができる。ただし、ポリシリコン膜を熱酸化することのみにより、単一層構造を持つゲート絶縁膜を形成してもよい。
【００６２】
蓄積容量電極を設けている場合、ここで、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等によりレジスト層を蓄積容量電極となる部分を除く半導体層１上に形成した後、例えばＰイオンをドーズ量約３×１０１２／ｃｍ２でドープして、蓄積容量電極を低抵抗化しても良い。その後レジスト層は除去しておく。
【００６３】
次に、減圧ＣＶＤ法等によりポリシリコン膜を堆積し、さらにリン（Ｐ）を熱拡散し、ポリシリコン膜を導電化する。または、Ｐイオンをポリシリコン膜の成膜と同時に導入したドープトシリコン膜を用いてもよい。ポリシリコン膜の膜厚は、約１００〜５００ｎｍの厚さ、好ましくは約３００ｎｍに堆積する。
【００６４】
次に、レジストマスクを用いたフォトリソグラフィ工程、エッチング工程等によりポリシリコン膜のパターニングを行い、図１に示したような所定パターンの走査線３を形成する（図５参照）。保持容量を設ける場合は、同時に容量線（図示略）も形成する。走査線３および容量線は、高融点金属や金属シリサイド等の金属合金膜で形成しても良いし、ポリシリコン膜等と組み合わせた多層配線としても良い。
【００６５】
次に、図１に示したＴＦＴ３０をＬＤＤ構造を持つｎチャネル型のＴＦＴとする場合、半導体層１に、先ず低濃度ソース領域および低濃度ドレイン領域を形成するために、走査線３（ゲート電極）をマスクとして、ＰなどのＶ族元素のドーパントを低濃度で（例えば、Ｐイオンを１〜３×１０１３／ｃｍ２のドーズ量にて）ドープする。これにより走査線３下の半導体層１はチャネル領域となる。この不純物のドープにより走査線３も低抵抗化される。
【００６６】
次に、ＴＦＴ３０を構成する高濃度ソース領域および高濃度ドレイン領域を形成するために、走査線３よりも幅の広いマスクでレジスト層を走査線３上に形成した後、同じくＰなどのＶ族元素のドーパントを高濃度で（例えば、Ｐイオンを１〜３×１０１５／ｃｍ２のドーズ量にて）ドープする。また、ＴＦＴ３０をｐチャネル型とする場合、半導体層１に、低濃度ソース領域および低濃度ドレイン領域並びに高濃度ソース領域および高濃度ドレイン領域を形成するために、ＢなどのIII族元素のドーパントを用いてドープする。なお、例えば、低濃度のドープを行わずに、オフセット構造のＴＦＴとしてもよく、走査線３をマスクとして、Ｐイオン、Ｂイオン等を用いたイオン注入技術によりセルフアライン型のＴＦＴとしてもよい。この不純物のドープにより走査線３もさらに低抵抗化される。
【００６７】
次に、多層構造を持つゲート絶縁膜２ａ、２ｂを貫通して半導体層１表面にまで達し、次工程で形成する下層側データ線６ｄと高濃度ソース領域とを電気的接続するためのコンタクトホール５ａを、反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより形成する。このようなドライエッチングは、指向性が高いため、小さな径のコンタクトホール５ａを開孔可能である。あるいは、コンタクトホール５ａが半導体層１を突き抜けるのを防止するのに有利なウエットエッチングを併用してもよい。このウエットエッチングは、コンタクトホール５ａに対し、より良好なコンタクトをとるためのテーパを付与する観点からも有効である。
【００６８】
次に、ゲート絶縁膜２ａ、２ｂ上に、スパッタリング等により遮光性のＡｌ等の低抵抗金属や金属シリサイド等を金属膜として、約１００〜５００ｎｍの厚さ、好ましくは約３００ｎｍに堆積する。
【００６９】
次に、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により金属膜のパターニングを行い、下層側データ線６ｄを形成する（図６参照）。
【００７０】
なお、これらのＴＦＴ３０の素子形成工程と並行して、ｎチャネル型ＴＦＴおよびｐチャネル型ＴＦＴから構成される相補型構造を持つデータ線駆動回路、走査線駆動回路等の周辺回路をＴＦＴアレイ基板１０上の周辺部に形成してもよい。このように、本実施形態において、画素スイッチング用ＴＦＴ３０を構成する半導体層１をポリシリコンで形成すれば、画素スイッチング用ＴＦＴ３０の形成時にほぼ同一工程で周辺回路を形成することができ、製造上有利である。
【００７１】
次に、レジスト層を除去した後、走査線３上、およびゲート絶縁膜２ａ、２ｂ上に、減圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等により高温酸化シリコン膜（ＨＴＯ膜）や窒化シリコン膜からなる第１層間絶縁膜８１を１０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下の比較的薄い厚さに堆積する。ただし、前述のように、第１層間絶縁膜８１は、多層膜から構成してもよいし、一般にＴＦＴのゲート絶縁膜を形成するのに用いられる各種の公知技術により、第１層間絶縁膜８１を形成可能である。第１層間絶縁膜８１の場合には、第２層間絶縁膜４の場合のように比較的薄くするとデータ線および走査線３間の寄生容量が大きくなってしまうことはなく、また、ＴＦＴ３０におけるゲート絶縁膜２ａ、２ｂのように比較的薄く構成するとトンネル効果等の特異現象が発生することもない。
【００７２】
次に、後で形成するバリア層と高濃度ドレイン領域とを電気的接続するためのコンタクトホールを、反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより形成する。このようなドライエッチングは、指向性が高いため、小さな径のコンタクトホールを開孔可能である。あるいは、コンタクトホールが半導体層１を突き抜けるのを防止するのに有利なウエットエッチングを併用してもよい。このウエットエッチングは、コンタクトホールに対し、より良好なコンタクトをとるためのテーパを付与する観点からも有効である。
【００７３】
次に、第１層間絶縁膜８１およびコンタクトホールを介して覗く高濃度ドレイン領域の全面に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、ＭｏおよびＰｄ等の金属や金属シリサイド等の金属合金膜をスパッタ処理により堆積して、５０〜５００ｎｍ程度の膜厚の導電膜を形成する。５０ｎｍ程度の厚みがあれば、後に第２コンタクトホールを開孔する時に突き抜ける可能性は殆どない。なお、この導電膜上には、表面反射を緩和するためにポリシリコン膜等の反射防止膜を形成しても良い。また、導電膜は応力緩和のためにドープトポリシリコン膜等を用いても良い。
【００７４】
次に、形成された導電膜上にフォトリソグラフィによりバリア層のパターンに対応するレジストマスクを形成し、レジストマスクを介して導電膜に対しエッチングを行うことにより、バリア層を形成する。
【００７５】
次に、第１層間絶縁膜８１およびバリア層を覆うように、例えば、常圧または減圧ＣＶＤ法やＴＥＯＳガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等からなる第２層間絶縁膜４を形成する。第２層間絶縁膜４の膜厚は、約５００〜１５００ｎｍが好ましい。第２層間絶縁膜４の膜厚が５００ｎｍ以上あれば、データ線および走査線３間における寄生容量はあまり問題とならない。
【００７６】
次に、高濃度ソース領域および高濃度ドレイン領域を活性化するために約１０００℃のアニール処理を２０分程度行った後、上層側データ線６ｃに対するコンタクトホール５を開孔する。この上層側データ線６ｃに対するコンタクトホール５は第２層間絶縁膜４および第１層間絶縁膜８１を貫通して下層側データ線６ｄの表面に達するものである。また、走査線３や容量線を基板周辺領域において図示しない配線と接続するためのコンタクトホールも、コンタクトホール５と同一の工程により第２層間絶縁膜４に開孔することができる。
【００７７】
次に、第２層間絶縁膜４の上に、スパッタリング等により、遮光性のＡｌ等の低抵抗金属や金属シリサイド等を金属膜として、約１００〜５００ｎｍの厚さ、好ましくは約３００ｎｍの厚さに堆積する。
【００７８】
次に、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により上記金属膜をパターニングすることにより、上層側データ線６ｃを形成する（図７参照）。ここで、図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板上にカラーフィルタを形成する場合、上層側データ線６ｃを形成後、まず感光性材料に赤色顔料を分散させた有機材料を基板面にスピンコート法等を用いて塗布する。その後、Ｒの画素形状になるように、フォトリソグラフィ工程を用いてパターニングを行う。以降、青色、緑色について同様の工程を繰り返すことににより、第２層間絶縁膜上にカラーフィルター層が形成される。
【００７９】
次に、上層側データ線６ｃまたは図示しないカラーフィルター層上を覆うように、例えば、常圧または減圧ＣＶＤ法やＴＥＯＳガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等からなる第３層間絶縁膜７を形成する。第３層間絶縁膜７の膜厚は、約５００〜１５００ｎｍが好ましい。
【００８０】
次に、第３層間絶縁膜７を貫通して次に形成する画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂとバリア層とを電気的接続するためのコンタクトホール８を、反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより形成する。また、テーパ状にするためにウェットエッチングを用いても良い。
【００８１】
次に、第３層間絶縁膜７の上に、スパッタ処理等により、ＩＴＯ膜等の透明導電性薄膜を、約５０〜２００ｎｍの厚さに堆積し、更に、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により透明導電性薄膜をパターニングし、画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂを形成する（図８参照）。なお、当該液晶装置を反射型の液晶装置に用いる場合には、Ａｌ等の反射率の高い不透明な材料から画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂを形成してもよい。続いて、画素電極９ｒ、９ｇ、９ｂの上にポリイミド系の配向膜の塗布液を塗布した後、所定のプレティルト角を持つように且つ所定方向でラビング処理を施すこと等により、配向膜１６（図２および図３参照）が形成される。
【００８２】
他方、図２および図３に示した対向基板２０については、まず、ネオセラム等からなる基板を用意し、この基板上に感光性樹脂を塗布する。次に、各マイクロレンズとなる部分に対応する凸部が残るように所定パターンを有するマスクを介して、感光性樹脂をマスク露光し、その後、ウエットまたはドライエッチングにより現像する。次に、熱フローを印加し、感光性樹脂の熱変形および表面張力により、滑らかな各マイクロレンズの凸面形状を感光性樹脂からなる、図２に示したような複数のマイクロレンズ４４を形成する。この際、特に熱フローを基板面上で制御することにより、所定の集光能力を有するように複数のマイクロレンズ４４を形成する。次に、マイクロレンズ４４の表面にアクリル系接着剤を塗布してネオセラム等からなるカバーガラスを接着する。次に、カバーガラスを研磨して、所定の厚みを有するカバーガラス４７とする。
【００８３】
次に、カバーガラス４７上に、第２遮光膜２３を、例えば金属クロムをスパッタした後、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程を経て形成する。なお、この第２遮光膜２３は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ等の金属材料の他、カーボンやＴｉをフォトレジストに分散した樹脂ブラック等の材料から形成してもよい。なお、ＴＦＴアレイ基板１０上で、データ線６ａ、６ｂ、バリア層、第１遮光膜等で遮光領域を規定すれば、対向基板２０上の第２遮光膜２３を省くこともできる。
【００８４】
その後、対向基板２０の全面にスパッタ処理等により、ＩＴＯ等の透明導電性薄膜を、約５０〜２００ｎｍの厚さに堆積することにより、対向電極２１を形成する。さらに、対向電極２１の全面にポリイミド系の配向膜の塗布液を塗布した後、所定のプレティルト角を持つように且つ所定方向でラビング処理を施すこと等により、配向膜２２（図２および図３参照）が形成される。
【００８５】
最後に、上述のように各層が形成されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、配向膜１６および２２が対面するようにシール材（図１０および図１１参照）により貼り合わされ、真空吸引等により、両基板間の空間に、例えば複数種類のネマティック液晶を混合してなる液晶が吸引されて、所定層厚の液晶層５０が形成される。この際、対向基板２０上の各マイクロレンズ４４の中心が、ＴＦＴアレイ基板１０上の各画素開口領域４２の中心に一致するように各基板同士を位置合わせする（図９参照。この図においてはマイクロレンズ４４の輪郭を２点鎖線で示す）。
【００８６】
［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１０および図１１を参照して説明する。なお、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ともに対向基板２０の側から見た平面図であり、図１１は、図１０のＨ−Ｈ断面図である。
【００８７】
図１０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、例えば第２遮光膜２３と同じあるいは異なる材料からなる画像表示領域の周辺を規定する額縁としての第３遮光膜５３が設けられている。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ことによりデータ線６ａを駆動するデータ線駆動回路１０１および実装端子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ことにより走査線３ａを駆動する走査線駆動回路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よい。例えば上層側のデータ線は画像表示領域の一方の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給し、下層側のデータ線は前記画像表示領域の反対側の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給するようにしてもよい。この様にデータ線を櫛歯状に駆動するようにすれば、データ線駆動回路の占有面積を拡張することができるため、複雑な回路を構成することが可能となる。
【００８８】
さらに、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。なお、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印加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よい。なお、本実施の形態によれば、対向基板２０上の第２遮光膜２３はＴＦＴアレイ基板１０の遮光領域よりも小さく形成すれば良い。また、液晶装置の用途により、第２遮光膜２３は容易に取り除くことができる。
【００８９】
以上、図１から図１１を参照して説明した本実施の形態では、データ線駆動回路１０１および走査線駆動回路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および機械的に接続するようにしてもよい。また、対向基板２０の投射光が入射する側および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（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。
【００９０】
以上説明した本実施形態における液晶装置は、図１４に示すような単板式の液晶プロジェクタに適用される。単板式の液晶プロジェクタは、図１４に示されるように、光源２０２から出射された非偏光な光がインテグレータ光学系３００を構成する第１の光学要素３２０の複数の微小レンズ３２１及び第２の光学要素３３０に含まれる集光レンズ３４０の複数の微小レンズ３４１によって複数の部分光束に分割されて偏光変換素子３６１の近傍で集光される。偏光変換素子３６１に入射された複数の部分光束は、１種の直線偏光光に変換され、液晶ライトバルブ２０７に均一な光を入射する。そして、液晶ライトバルブ２０７に入射された光は与えられた画像情報に従って変調され、液晶ライトバルブ２０７から出射された変調光は投射レンズ２０８に出射し、投射レンズ２０８は変調光を投射スクリーン２０９上に投射する。このようにプロジェクタの単板化によって必要な部品点数を少なくすることができるので、光学系の小型化と、低コスト化を図ることができる。また本実施形態にある効果により、３板方式に比べて見劣りしない明るい表示を得ることができる。
【００９１】
また、以上のような用途だけではなく、カラーフィルタ層を有しているため、液晶プロジェクタ以外の直視型や反射型のカラー液晶テレビなどのカラー液晶装置に本実施の形態における液晶装置を適用することもできる。さらに、ＴＦＴアレイ基板上にカラーフィルター層を設ける代わりに、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の各色を作り出すダイクロイックフィルタを画素の形状に対応させて形成してもよい。このダイクロイックフィルタ付き対向基板によれば、より明るいカラー液晶装置が実現できる。
【００９２】
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、第１遮光膜１１ａを設けているので、ＴＦＴアレイ基板１０の側から入射光を入射し、対向基板２０の側から出射するようにしても良い。すなわち、このように液晶装置を液晶プロジェクタに取り付けても、半導体層１ａのチャネル領域１ａ’およびソース側ＬＤＤ領域１ｂ、ドレイン側ＬＤＤ領域１ｃに光が入射することを防ぐことができ、高画質の画像を表示することが可能である。この場合、ＴＦＴアレイ基板側にマイクロレンズを装着してもよい。
【００９３】
また、各画素に設けられるスイッチング素子としては、正スタガ型また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、本実施の形態は有効である。
【００９４】
［電子機器］
次に、以上詳細に説明した液晶装置１００を備えた電子機器の実施の形態について図１２および図１３を参照して説明する。
【００９５】
まず、図１２に、このように液晶装置１００を備えた電子機器の概略構成を示す。図１２において、電子機器は、表示情報出力源１０００、表示情報処理回路１００２、駆動回路１００４、液晶装置１００、クロック発生回路１００８並びに電源回路１０１０を備えて構成されている。表示情報出力源１０００は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、光ディスク装置などのメモリ、画像信号を同調して出力する同調回路等を含み、クロック発生回路１００８からのクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号などの表示情報を表示情報処理回路１００２に出力する。表示情報処理回路１００２は、増幅・極性反転回路、シリアル−パラレル変換回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種処理回路を含んで構成されており、クロック信号に基づいて入力された表示情報からデジタル信号を順次生成し、クロック信号ＣＬＫとともに駆動回路１００４に出力する。駆動回路１００４は、液晶装置１００を駆動する。電源回路１０１０は、上述の各回路に所定電源を供給する。なお、液晶装置１００を構成するＴＦＴアレイ基板の上に、駆動回路１００４を搭載してもよく、これに加えて表示情報処理回路１００２を搭載してもよい。
【００９６】
次に、図１３にこのように構成された電子機器の具体例を示す。
【００９７】
図１３において、電子機器の他の例たるマルチメディア対応のラップトップ型のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１２００は、上述した液晶装置１００がトップカバーケース内に設けられており、さらに、ＣＰＵ、メモリ、モデム等を収容するとともにキーボード１２０２が組み込まれた本体１２０４を備えている。
【００９８】
以上、図１３を参照して説明した電子機器の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型また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、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、エンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、携帯電話、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等などが図１２に示した電子機器の例として挙げられる。
【００９９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、製造効率が高く高品位の画像表示が可能な液晶装置を備えた各種の電子機器を実現できる。
【０１００】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、特にデータ線配置領域内に複数本のデータ線をまとめて配置し、これらのデータ線から当該画素開口領域内の３つの画素電極に画像信号を供給する構成により、従来の構成のように画素開口領域内にデータ線を配置する必要がなくなるため、従来に比べて開口率を向上させることができる。さらに、略正方形の画素開口領域を中心点を通るように３等分し、これを３つの色光に対応する各画素としてこれに対応するマイクロレンズを設けた場合、各画素を透過する光の透過率を略均等化することができ、従来に比べて光の利用効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態である液晶装置を構成するＴＦＴアレイ基板の一画素を示す平面図である。
【図２】  図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図３】  図１のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図４】  同、液晶装置の製造方法を順を追って示す工程断面図である。
【図５】  同、工程断面図の続きである。
【図６】  同、工程断面図の続きである。
【図７】  同、工程断面図の続きである。
【図８】  同、工程断面図の続きである。
【図９】  同、工程断面図の続きである。
【図１０】  本実施の形態のＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図である。
【図１１】  図１０のＨ−Ｈ線に沿う断面図である。
【図１２】  本発明による電子機器の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図１３】  電子機器の一例としてパーソナルコンピュータを示す正面図である。
【図１４】  本発明による単板式の液晶プロジェクタの一例の概略構成を示す図である。
【図１５】  液晶ライトバルブを構成するＴＦＴアレイ基板の平面図である。
【図１６】  従来のＴＦＴアレイ基板の平面図であって、従来の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１…半導体層
２ａ，２ｂ…ゲート絶縁膜
３…走査線
４…第２層間絶縁膜
５，８…コンタクトホール
６ａ，６ｂ…データ線
６ｃ…上層側データ線
６ｄ…下層側データ線
７…第３層間絶縁膜
９ｒ，９ｇ，９ｂ…画素電極
１０…ＴＦＴアレイ基板
１６，２２…配向膜
２０…対向基板
２１…対向電極
２３…第２遮光膜
３０…ＴＦＴ（薄膜トランジスタ、スイッチング素子）
４０…走査線配置領域
４１…データ線配置領域
４２…画素開口領域
４３ｒ，４３ｇ…色素層（カラーフィルター）
４４…マイクロレンズ
４５…マイクロレンズアレイ
４６…接着剤
４７…カバーガラス
５０…液晶層（電気光学材料）
８１…第１層間絶縁膜
１００…液晶装置
【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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