JP2010085956A - 電気光学装置、電子機器および投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画素に配置された電界効果型トランジスタを縮小しなくても、画素ピッチを縮めることのできる電気光学装置、並びに当該電気光学装置を備えた電子機器および投射型表示装置を提供すること。
【解決手段】反射型の電気光学装置１００において、第１方向Ｙで互いに隣り合う第１画素１００ａ₁および第２画素１００ａ₂において第１電界効果型トランジスタ３０₁および第２電界効果型トランジスタ３０₂を構成する第１半導体層１ａ₁および第２半導体層１ａ₂は、第２方向Ｘにずれて配置されている。このため、端部同士が並列する位置まで第１半導体層１ａ₁および第２半導体層１ａ₂を延長することができる。従って、画素ピッチを狭めても、電界効果型トランジスタ３０のソース・ドレイン間電圧が低下するなどの問題が発生しない。
【選択図】図４

Description

本発明は、素子基板上に複数の画素が配置された電気光学装置、並びに当該電気光学装置を備えた電子機器および投射型表示装置に関するものである。

各種の電気光学装置のうち、液晶装置は、素子基板と対向基板との間に液晶層を備えており、素子基板には、データ線と走査線との交差に対応する位置に画素を備えている。ここで、画素は、画素スイッチング用の電界効果型トランジスタ、およびこの電界効果型トランジスタに電気的接続された画素電極を備えている。

このように構成した液晶装置において、電界効果型トランジスタは、自身が属する画素に形成された画素電極と重なる位置、あるいは、自身が属する画素の側方で信号線と重なる位置に形成されている。従って、電界効果型トランジスタの形成ピッチと、画素のピッチとは一致しており、必然的に、画素のピッチは、電界効果型トランジスタを構成する半導体層の長さ寸法より大となる（特許文献１、２参照）。
特開２００３−２８７７６４号公報 特開２００６−３９２０号公報

特許文献１、２に記載の電気光学装置では、画素のピッチが、電界効果型トランジスタを構成する半導体層の長さ寸法より必ず大となるため、画像の高精細化を図ることを目的に、画素ピッチを小さくすると、半導体層の長さ寸法を縮小せざるを得ない。この結果、電界効果型トランジスタのソース・ドレイン間耐圧が低下するなどの問題が発生するので、画素ピッチをこれ以上縮めることが困難である。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、画素に配置された電界効果型トランジスタを縮小しなくても、画素ピッチを縮めることのできる電気光学装置、並びに当該電気光学装置を備えた電子機器および投射型表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る電気光学装置は、第１方向に延在する第１信号線と、前記第１方向と交差する第２方向に延在する第２信号線と、第１電界効果型トランジスタを介して前記第１信号線に電気的に接続された第１画素電極と、第２電界効果型トランジスタを介して前記第１信号線に電気的に接続され、かつ前記第１画素電極と隣り合う第２画素電極と、を備えた電気光学装置であって、前記第１電界効果型トランジスタは前記第２方向と交差する方向に延在する第１半導体層を備え、前記第２電界効果型トランジスタは前記第２方向と交差する方向に延在する第２半導体層を備え、前記第１半導体層と前記第２半導体層は、前記第２方向に互いにずれて設けられ、前記第１半導体層の前記第２画素電極側の端部は、前記第２半導体層の前記第１画素電極側の端部と隣り合うか、もしくは前記第２半導体層の前記第１画素電極側の端部よりも前記第２画素電極側に設けられていることを特徴とする。

本発明においては、第１方向で互いに隣り合う第１画素および第２画素において第１電界効果型トランジスタおよび第２電界効果型トランジスタを構成する第１半導体層および第２半導体層は、第２方向にずれて配置されているため、第１半導体層の第２画素電極側の端部を第２半導体層の第１画素電極側の端部と隣り合うか、もしくは第２半導体層の第１画素電極側の端部よりも第２画素電極側に位置するまで延長することができる。その結果、第２半導体層の第１画素電極側の端部については、第１半導体層の第２画素電極側の端部と隣り合うか、もしくは第１半導体層の第２画素電極側の端部よりも第１画素電極側に位置するまで延長した構成となる。従って、画素ピッチを狭めても、第１電界効果型トランジスタおよび第２電界効果型トランジスタのソース・ドレイン間電圧が低下するなどの問題が発生しない。それ故、電界効果型トランジスタの特性を低下させることなく、画素ピッチを狭めることができ、画像の高精細化などを図ることができる。

本発明は、前記第１半導体層および前記第２半導体層の前記第１方向における寸法が前記第１画素電極と前記第２画素電極とのピッチに比して長い構成を採用する場合に適用すると効果的である。

本発明において、前記第１半導体層は、前記第１画素電極に平面視で重なる位置から前記第２画素電極に平面視で重なる位置まで延在し、前記第２半導体層は、前記第２画素電極に平面視で重なる位置から前記第１画素電極に平面視で重なる位置まで延在している構成を採用することができる。かかる構成を採用すると、第１半導体層および第２半導体層を最大限まで延長することができるので、画素ピッチを狭めても、第１電界効果型トランジスタおよび第２電界効果型トランジスタのソース・ドレイン間電圧が低下するなどの問題が発生しない。

本発明において、前記第１半導体層と前記第２半導体層とは、前記第１画素電極と前記第２画素電極との間を中心とする点対称に配置され、前記第１画素電極と前記第２画素電極とは、前記第１画素電極と前記第２画素電極との間を中心とする点対称に配置されていることが好ましい。このように構成すると、画素設計が容易であるとともに、第１画素および第２画素の配置スペースを最大限、有効利用することができる。

本発明において、前記第１画素電極と前記第２画素電極とからなる画素電極対が前記第１方向および前記第２方向の双方に複数対、配列されていることが好ましい、このように構成すると、画素が配列されている領域全体で画素ピッチを狭めた設計が容易である。

本発明を適用した電気光学装置は液晶装置として構成することができる。この場合、液晶装置は、前記素子基板に対して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、を有する構成となる。

この場合、前記第１画素電極および前記第２画素電極は反射性導電膜からなることが好ましい。反射型の液晶装置の場合、画素電極と重なる領域に電界効果型トランジスタを配置しても画素開口率（画素内で表示光を出射可能な面積の割合）が低下しない。それ故、第１画素および第２画素において第１電界効果型トランジスタおよび第２電界効果型トランジスタを長い寸法をもって配置した場合でも、画素開口率が低下せず、明るい表示を行なうことができる。

本発明を適用した電気光学装置は、携帯電話機やモバイルコンピュータなどの電子機器において直視型の表示装置として用いることができる。また、本発明を適用した電気光学装置は、投射型表示装置（電子機器）のライトバルブとして用いることができる。この場合、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。かかる投射型表示装置では、画素から出射された光が拡大投射されるので、画素ピッチを狭めて高精彩化を図った場合の効果が大きい。

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。

［電気光学装置の構成］
（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、液晶パネルを有しており、液晶パネルは、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配列領域１０ｂを備えている。液晶パネルにおいて、後述する素子基板１０には、画素配列領域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。

以下の説明では、データ線６ａが延在している方向を第１方向Ｙとし、走査線３ａが延在している方向を第２方向Ｘとして説明する。従って、本形態において、データ線６ａは、第１方向Ｙに延在する第１信号線に相当し、走査線３ａは、第２方向Ｘに延在する第２信号線に相当する。

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。

素子基板１０において、画素配列領域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。

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層を介して対向し、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。容量線３ｂは、走査線３ａの延在方向に配列された画素列毎に配置された構成を採用することができるとともに、データ線６ａの延在方向で互いに隣り合う２つの画素列に対して共通の容量線として構成することもできる。

（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など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の支持基板は透光性基板１０ｄであり、対向基板２０の支持基板も、同様な透光性基板２０ｄである。

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。

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、画素配列領域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、画素配列領域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。

このように形成した電気光学装置１００は、透過型および反射型のいずれのタイプにも構成される。電気光学装置１００を透過型として構成するには、画素電極９ａをＩＴＯ膜などの透光性導電膜により構成する。電気光学装置１００を反射型として構成するには、画素電極９ａを反射性導電膜により構成する。透過型の電気光学装置１００では、素子板１０の側から入射した光が対向基板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。反射型の電気光学装置１００では、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、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。

かかる電気光学装置１００は、モバイルコンピュータ、携帯電話機など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、偏光板など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。

（各画素１００ａの構成）
図３は、本発明を適用した電気光学装置１００に用いた素子基板１０において、マトリクス状に配置された画素の平面図である。図４（ａ）、（ｂ）は各々、図３に示す複数の画素のうち、第１方向Ｙ（データ線６ａの延在方向）で互いに隣り合う２つの画素（第１画素および第２画素）を拡大して示す平面図、およびそのＡ−Ａ′線に相当する位置で素子基板１０を切断したときの断面図である。なお、図３および図４（ａ）において、画素電極９ａについては長い点線で示し、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てある。

図３および図４（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などからなる透光性基板１０ｄ（支持基板）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にシリコン酸化膜などからなる透光性の下地絶縁層１５が形成されている。また、下地絶縁層１５の上層側において、画素電極９ａと重なる位置には、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あるいは島状の単結晶半導体層からなる半導体層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、シリコン酸化膜からなる透光性のゲート絶縁層２が形成されており、ゲート絶縁層２の表面には、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１ｆには、ゲート絶縁層２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）構造を備えていたが、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。また、本形態では、ゲート絶縁層２は、熱酸化により形成されたシリコン酸化膜からなるが、ＣＶＤ法などにより形成されたシリコン酸化膜やシリコン窒化膜を用いることもできる。

電界効果型トランジスタ３０の上層側には、シリコン酸化膜などの透光性絶縁膜からなる層間絶縁膜７、８が形成されている。層間絶縁膜７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およびドレイン電極６ｂが形成されている。データ線６ａは、層間絶縁膜７に形成されたコンタクトホール７ａを介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続している。ドレイン電極６ｂは、層間絶縁膜７に形成されたコンタクトホール７ｂを介して高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続している。

層間絶縁膜８の表面には画素電極９ａが形成され、その上層には配向膜１６が形成されている。画素電極９ａは、層間絶縁膜８に形成されたコンタクトホール８ａを介してドレイン電極６ｂに電気的に接続し、ドレイン電極６ｂを介して、高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続している。

本形態において、電気光学装置１００は、反射型の液晶装置として構成されている。このため、画素電極９ａは、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からなる。なお、画素電極９ａをＩＴＯ膜などの透光性の薄膜で形成し、その下層側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からなる光反射層を形成する場合もある。また、画素電極９とは別のモリブデンやタングステンなどからなるプラグ電極によって、コンタクトホール８ａを埋め込み、かかるプラグ電極を介して、画素電極９ａとドレイン電極６ｂとを電気的に接続することもある。かかる反射型の電気光学装置１００の場合、素子基板１０の基材は、透光性である必要がない。従って、素子基板１０の基材として、透光性基板１０ｄの他、単結晶シリコン基板を用いることもできる。

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などからなる。

（画素１００ａの詳細構成）
本形態では、複数の画素１００ａの第１方向Ｙ（データ線が延在している方向）の画素ピッチを圧縮することを目的に、第１方向Ｙで互いに隣り合う２つの画素１００ａでは、半導体層１ａ、電界効果型トランジスタ３０、および画素電極９ａが、以下の関係を有するようにレイアウトされている。なお、以下の説明において、第１方向Ｙで互いに隣り合う２つの画素１００ａのうち、一方の画素１００ａを第１画素１００ａ₁とし、他方の画素１００ａを第２画素１００ａ₂として説明する。また、第１画素１００ａ₁に属する主な構成要素については、「第１」とするとともに、符号の末尾に添え字「₁」を付し、第２画素１００ａ₂に属する構成要素については、「第２」とするとともに、符号の末尾に添え字「₂」を付して説明する。従って、第１画素１００ａ₁に属する半導体層１ａ、電界効果型トランジスタ３０および画素電極９ａについては各々、第１半導体層１ａ₁、第１電界効果型トランジスタ３０₁および第１画素電極９ａ₁として説明する。また、第２画素１００ａ₂に属する半導体層１ａ、電界効果型トランジスタ３０および画素電極９ａについては各々、第２半導体層１ａ₂、第２電界効果型トランジスタ３０₂および第２画素電極９ａ₂として説明する。なお、その他の構成要素についても、第１画素１００ａ₁に属する構成要素については符号の末尾に添え字「₁」を付し、第２画素１００ａ₂に属する構成要素については、符号の末尾に添え字「₂」を付して説明する。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、第１画素１００ａ₁において、第１電界効果型トランジスタ３０₁を構成する第１半導体層１ａ₁（図４（ａ）に斜線を付した領域）は、データ線６ａに対して第２方向Ｘの一方側で、データ線６ａに沿うように第１方向Ｙに延びて走査線３ａ₁と交差している。第１半導体層１ａ₁が形成されている領域において、走査線３ａ₁（ゲート電極）に対して第１方向Ｙで線対称の位置には、データ線６ａと第１半導体層１ａ₁の高濃度ソース領域１ｄ₁とを電気的に接続するコンタクトホール７ａ₁と、ドレイン電極６ｂ₁と第１半導体層１ａ₁の高濃度ドレイン領域１ｅ₁とを電気的に接続するコンタクトホール７ｂ₁とが形成されている。データ線６ａは、第１方向Ｙに直線的に延在する本線部分６ｅと、本線部分６ｅから第２方向Ｘの一方側に向けてコンタクトホール７ａの形成位置まで突出した突出部分６ｆ₁とを備えている。ドレイン電極６ｂ₁は、コンタクトホール７ｂ₁の形成位置から走査線３ａ₁近傍にまで延びており、走査線３ａ₁の近傍に、第１画素電極９ａ₁とドレイン電極６ｂ₁とを電気的に接続するコンタクトホール８ａ₁が形成されている。また、第１半導体層１ａ₁は、高濃度ドレイン領域１ｅ₁から走査線３ａ₁とは反対側に延在した延設部分１ｆ₁を備えている。

また、第２画素１００ａ₂において、第２電界効果型トランジスタ３０₂を構成する第２半導体層１ａ₂（図４（ａ）に斜線を付した領域）は、データ線６ａに対して第２方向Ｘの他方側で、データ線６ａに沿うように第１方向Ｙに延びて走査線３ａ₂と交差している。第２半導体層１ａ₂が形成されている領域において、走査線３ａ₂（ゲート電極）に対して第１方向Ｙで線対称の位置には、データ線６ａと第２半導体層１ａ₂の高濃度ソース領域１ｄ₂とを電気的に接続するコンタクトホール７ａ₂と、ドレイン電極６ｂ₂と第２半導体層１ａ₂の高濃度ドレイン領域１ｅ₂とを電気的に接続するコンタクトホール７ｂ₂とが形成されている。

ここで、第２半導体層１ａ₂およびドレイン電極６ｂ₂は、第１半導体層１ａ₁およびドレイン電極６ｂ₁に対してデータ線６ａを挟む反対側に形成されている、このため、データ線６ａは、本線部分６ｅから第２方向Ｘの他方側に向けてコンタクトホール７ａ₂の形成位置まで突出した突出部分６ｆ₂を備えている。

ドレイン電極６ｂ₂は、コンタクトホール７ｂ₂の形成位置から走査線３ａ₂近傍にまで延びており、走査線３ａ₂の近傍に、第２画素電極９ａ₂とドレイン電極６ｂ₂とを電気的に接続するコンタクトホール８ａ₂が形成されている。また、第２半導体層１ａ₂は、高濃度ドレイン領域１ｅ₂から走査線３ａ₂とは反対側に延在した延設部分１ｆ₂を備えている。

このように構成した第１画素１００ａ₁および第２画素１００ａ₂では、半導体層１ａ、電界効果型トランジスタ３０、画素電極９ａなどの構成要素は、第１画素１００ａ₁と第２画素１００ａ₂とにおいて寸法が同一である。また、第１画素１００ａ₁と第２画素１００ａ₂とでは、半導体層１ａ、電界効果型トランジスタ３０、画素電極９ａなどの構成要素は、第１画素１００ａ₁と第２画素１００ａ₂との中間位置Ｏを中心とする対称に配置されている。このため、第１半導体層１ａ₁と第２半導体層１ａ₂は、形成位置が第２方向Ｘにずれており、データ線６ａを挟むように位置している。

本形態において、第１画素電極９ａ₁および第２画素電極９ａ₂は、４辺が第１方向Ｙあるいは第２方向Ｘに延びた矩形形状である。走査線３ａ₁は、第１画素電極９ａ₁の第１方向Ｙにおける略中央位置と重なるように延在し、走査線３ａ₂は、第２画素電極９ａ₂の第１方向Ｙにおける略中央位置と重なるように延在している。また、データ線６ａは、第１画素電極９ａ₁および第２画素電極９ａ₂の第２方向Ｘにおける略中央位置と重なるように延在している。

このように構成した第１画素電極９ａ₁は、第１電界効果型トランジスタ３０₁の低濃度ドレイン領域１ｃ₁、チャネル領域１ｇ₁、低濃度ソース領域１ｂ₁および高濃度ソース領域１ｄ₁と平面視で重なるとともに、第２電界効果型トランジスタ３０₂の高濃度ドレイン領域１ｅ₂および延設部分１ｆ₂にも平面視で重なっている。また、第２画素電極９ａ₂は、第２電界効果型トランジスタ３０₂の低濃度ドレイン領域１ｃ₂、チャネル領域１ｇ₂、低濃度ソース領域１ｂ₂および高濃度ソース領域１ｄ₂と平面視で重なるとともに、第１電界効果型トランジスタ３０₁の高濃度ドレイン領域１ｅ₁および延設部分１ｆ₁にも平面視で重なっている。

本形態において、第１半導体層１ａ₁は、第１画素電極９ａ₁に平面視で重なる位置から第２画素電極９ａ₂に平面視で重なる位置まで延在し、第２半導体層１ａ₂は、第２画素電極９ａ₂に平面視で重なる位置から第１画素電極９ａ₁に平面視で重なる位置まで延在している構成になっている。また、本形態において、第１半導体層１ａ₁の第２画素電極９ａ₂側の端部は、第２半導体層１ａ₂の第１画素電極９ａ₁側の端部よりも第２画素電極９ａ₂側に設けられている。従って、第２半導体層１ａ₂の第１画素電極９ａ₁側の端部は、第１半導体層１ａ₁の第２画素電極９ａ₂側の端部よりも第１画素電極９ａ₁側に位置することになる。

このように本形態では、第１画素１００ａ₁と第２画素１００ａ₂とでは、各構成要素の形成位置が入り組んでいるため、走査線３ａ₁、３ａ₂については、第１半導体層１ａ₁および第２半導体層１ａ₂の所定位置にチャネル領域１ｇ₁、１ｇ₂が位置するように、第１方向Ｙに屈曲しながら第２方向Ｘに延在している。また、第１半導体層１ａ₁の延設部分１ｆ₁、および第２半導体層１ａ₂の延設部分１ｆ₂は、走査線３ａ₁、３ａ₂で挟まれた領域に形成されている。このため、容量線３ｂについては、第１画素１００ａ₁と第２画素１００ａ₂とにおいて共通の上電極として、第１半導体層１ａ₁の延設部分１ｆ₁、および第２半導体層１ａ₂の延設部分１ｆ₂に重なるように、第１方向Ｙに屈曲しながら第２方向Ｘに延在し、保持容量６０₁、６０₂を構成している。なお、容量線３ｂについては、第１半導体層１ａ₁の延設部分１ｆ₁に重なる容量線３ｂと、第２半導体層１ａ₂の延設部分１ｆ₂に重なる容量線３ｂを別々に形成してもよい。

また、本形態では、上記のレイアウトを採用することにより、図３に示すように、第１半導体層１ａ₁および第２半導体層１ａ₂の第１方向Ｙにおける寸法Ｌを第１画素１００ａ₁と第２画素１００ａ₂とのピッチ（画素ピッチＰ）に比して長くすることができる。言い換えれば、第１半導体層１ａ₁および第２半導体層１ａ₂の第１方向Ｙにおける寸法Ｌを第１画素電極９ａ₁と第２画素電極９ａ₂とのピッチ（画素電極ピッチ＝画素ピッチＰ）に比して長くすることができる。。ここで、素子基板１０上では、第１画素１００ａ₁と第２画素１００ａ₂とからなる画素対が第１方向Ｙおよび第２方向Ｘの双方に複数対、配列されている。言い換えれば、第１画素電極９ａ₁と第２画素電極９ａ₂とからなる画素電極対が第１方向Ｙおよび第２方向Ｘの双方に複数対、配列されている。このため、素子基板１０上の全ての半導体層１ａの第１方向Ｙにおける寸法Ｌが画素ピッチＰに比して長い。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の電気光学装置１００では、第１方向Ｙで互いに隣り合う第１画素１００ａ₁および第２画素１００ａ₂において第１電界効果型トランジスタ３０₁および第２電界効果型トランジスタ３０₂を構成する第１半導体層１ａ₁および第２半導体層１ａ₂は、互いに第２方向Ｘにずれて配置されているため、第１半導体層１ａ₁を第２画素１００ａ₂が設けられている領域まで延長し、第２半導体層１ａ₂を第１画素１００ａ₁が設けられている領域まで延長することができる。すなわち、画素ピッチを狭めても、第１半導体層１ａ₁および第２半導体層１ａ₂の第１方向Ｙにおける寸法Ｌを第１画素１００ａ₁と第２画素１００ａ₂とのピッチ（画素ピッチＰ）に比して長くすることができる。従って、画素ピッチを狭めても、電界効果型トランジスタ３０のソース・ドレイン間電圧が低下するなどの問題が発生しない。それ故、電界効果型トランジスタ３０の特性を低下させることなく、画素ピッチを狭めることができ、画像の高精細化などを図ることができる。

また、第１半導体層１ａ₁は、第１画素電極９ａ₁に平面視で重なる位置から第２画素電極９ａ₂に平面視で重なる位置まで延在し、第２半導体層１ａ₂は、第２画素電極９ａ₂に平面視で重なる位置から第１画素電極９ａ₁に平面視で重なる位置まで延在している。従って、第１半導体層１ａ₁および第２半導体層１ａ₂を最大限まで延長することができるので、画素ピッチＰを狭めても、電界効果型トランジスタ３０のソース・ドレイン間電圧が低下するなどの問題が発生しない。

また、第１画素１００ａ₁と第２画素１００ａ₂とでは、第１半導体層１ａ₁と第２半導体層１ａとが第１画素１００ａ₁と第２画素１００ａ₂との中央位置Ｏを中心とする点対称に配置され、第１画素電極９ａ₁と第２画素電極９ａ₂とが第１画素１００ａ₁と第２画素１００ａ₂との中央位置Ｏを中心とする点対称に配置されているなど、第１画素１００ａ₁と第２画素１００ａ₂とでは構成要素の全体が点対称に配置されている。このため、画素設計が容易であるとともに、第１画素１００ａ₁および第２画素１００ａ₂の配置スペースを最大限、有効利用することができる。しかも、第１画素１００ａ₁と第２画素１００ａ₂とからなる画素対が第１方向Ｙおよび第２方向Ｘの双方に複数対、配列されている構成であるため、画素配列領域１００ｂ全体で画素ピッチを狭めた設計が容易である。

さらに、本形態では、反射型の電気光学装置１００（反射型の液晶装置）であるため、画素電極９ａと重なる領域に電界効果型トランジスタ３０を配置しても画素開口率（画素内で表示光を出射可能な面積の割合）が低下しない。それ故、画素１００ａにおいて電界効果型トランジスタ３０を長い寸法をもって配置することができる。

［他の実施の形態］
上記実施の形態は、第１半導体層１ａ₁および第２半導体層１ａ₂がデータ線６ａに平行に延在している構成例である。但し、第１半導体層１ａ₁および第２半導体層１ａ₂が第１方向Ｙ（データ線６ａの延在方向）に対して斜めに延在している構成を採用してもよい。

上記実施の形態は、第１半導体層１ａ₁の第２画素電極９ａ₂側の端部が第２半導体層１ａ₂の第１画素電極９ａ₁側の端部よりも第２画素電極９ａ₂側に設けられ、第２半導体層１ａ₂の第１画素電極９ａ₁側の端部が、第１半導体層１ａ₁の第２画素電極９ａ₂側の端部よりも第１画素電極９ａ₁側に位置する構成例である。但し、第１半導体層１ａ₁の第２画素電極９ａ₂側の端部と第２半導体層１ａ₂の第１画素電極９ａ₁側の端部とが第２方向Ｘで互いに隣り合う構成を採用してもよい。

上記実施の形態では、電界効果型トランジスタ３０の半導体層１ａの第１方向Ｙの寸法よりも短くなるまで画素ピッチ（画素電極ピッチ）を縮めた例であったが、電界効果型トランジスタ３０の半導体層１ａの第１方向Ｙの寸法と同等、あるいはそれよりやや長い程度まで画素ピッチを縮めた場合に本発明を適用してもよい。

上記実施の形態では、画素電極９ａがドレイン電極６ａを介して高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続している構成を採用したが、画素電極９ａが高濃度ドレイン領域１ｅに直接、接続している構成を採用してもよい。この場合、画素電極９ａの一部が部分的に突出した平面形状とすればよい。

上記実施の形態では、画素電極９ａと高濃度ドレイン領域１ｅとを電気的に接続する部分が、第１画素１００ａ₁と第２画素１００ａ₂の境界側に位置していたが、データ線６ａと高濃度ソース領域１ｄとを電気的に接続する部分が、第１画素１００ａ₁と第２画素１００ａ₂の境界側に位置している構成を採用してもよい。

上記実施の形態では、データ線６ａが延在している方向を第１方向Ｙとし、走査線３ａが延在している方向を第２方向Ｘとし、第１方向Ｙ（データ線６ａが延在している方向）での画素ピッチを縮めた場合の構成を説明したが、走査線３ａが延在している方向を第１方向とし、データ線６ａが延在している方向を第２方向とし、第１方向（走査線３ａが延在している方向）での画素ピッチを縮めた場合に本発明を適用してもよい。この場合、走査線３ａが第１信号線に相当し、データ線６ａが第２信号線に相当する。

上記実施の形態では、半導体層１ａがポリシリコンあるいは単結晶シリコンからなる例であったが、半導体層１ａがアモルファスシリコンである場合に本発明を適用してもよい。

上記実施の形態では、反射型の液晶装置に本発明を適用する例を説明したが、透過型の液晶装置に本発明を適用してもよい。

上記実施の形態では、電気光学装置として、液晶装置に本発明を適用した例を説明したが、図５を参照して以下に示す有機エレクトロルミネッセンス装置などの電気光学装置でも、マトリクス状に配置された複数の画素に電界効果型トランジスタが配置される。従って、有機エレクトロルミネッセンス装置などの電気光学装置に本発明を適用してもよい。

図５は、本発明が適用される電気光学装置としての有機エレクトロルミネッセンス装置の電気的構成を示すブロック図である。なお、図５では、図１〜４を参照して説明した構成との対応が分りやすいように、可能な限り、対応する部分には同一の符号を付して説明する。

図５に示す電気光学装置１００は、有機エレクトロルミネッセンス装置であり、素子基板１０上には、複数の走査線３ａと、走査線３ａに対して交差する方向に延びる複数のデータ線６ａと、走査線３ａに対して並列して延在する複数の電源線３ｅとが形成されている。また、第１基板１０において、画素配列領域１０ｂには複数の画素１００ａがマトリクス状に配列されている。画素配列領域１０ｂの外側領域には、データ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４が形成されている。データ線６ａはデータ線駆動回路１０１に接続され、走査線３ａは走査線駆動回路１０４に接続されている。画素１００ａには、走査線３ａを介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用の電界効果型トランジスタ３０ｂと、このスイッチング用の電界効果型トランジスタ３０ｂを介してデータ線６ａから供給される画素信号を保持する保持容量６０と、保持容量６０によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用の電界効果型トランジスタ３０ｃとが形成されている。また、画素１００ａには、電界効果型トランジスタ３０ｃを介して電源線３ｅに電気的に接続したときに電源線３ｅから駆動電流が流れ込む画素電極９ａ（陽極層）が形成されており、画素電極９ａと陰極層８５との間には、有機エレクトルミネッセンス素子８０を構成する有機機能層が形成されている。

かかる構成によれば、走査線３ａが駆動されてスイッチング用の電界効果型トランジスタ３０ｂがオンになると、そのときのデータ線６ａの電位が保持容量６０に保持され、保持容量６０が保持する電荷に応じて、駆動用の電界効果型トランジスタ３０ｃのオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用の電界効果型トランジスタ３０ｃのチャネルを介して、電源線３ｅから画素電極９ａに電流が流れ、さらに有機機能層を介して対極層に電流が流れる。その結果、有機エレクトロルミネッセンス素子８０は、これを流れる電流量に応じて発光し、かかる光は、第１基板１０が位置する側とは反対側から出射される。なお、図５に示す構成では、電源線３ｅは走査線３ａと並列していたが、電源線３ｅがデータ線６ａに並列している構成を採用してもよい。また、図５に示す構成では、電源線３ｅを利用して保持容量６０を構成していたが、電源線３ｅとは別に容量線を形成し、かかる容量線によって保持容量６０を構成してもよい。

かかる電気光学装置１００においても、第１方向（データ線６ａの延在方向）で互いに隣り合う２つの画素１００ａ（第１画素および第２画素）において、駆動用の電界効果型トランジスタ３０ｂ、３０ｃの一方あるいは双方の半導体層を第２方向（走査線３ａの延在方向）にずれて配置すれば、端部同士が並列する位置まで半導体層を延長することができる。また、走査線３ａの延在方向で互いに隣り合う２つの画素１００ａ（第１画素および第２画素）において、駆動用の電界効果型トランジスタ３０ｂ、３０ｃの一方あるいは双方の半導体層をデータ線６ａの延在方向）にずれて配置すれば、端部同士が並列する位置まで半導体層を延長することができる。従って、画素ピッチを狭めても、電界効果型トランジスタ３０ｂ、３０ｃのソース・ドレイン間電圧が低下するなどの問題が発生しない。

なお、本発明を有機エレクトロルミネッセンス装置に適用する際、素子基板１０において、有機エレクトロルミネッセンス素子８０から、電界効果型トランジスタ３０ｂ、３０ｃが形成されている側とは反対側に光を出射するトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス装置に適用することが好ましい。かかるトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス装置であれば、画素電極９ａと重なる領域に電界効果型トランジスタ３０ｂ、３０ｃを配置しても画素開口率（画素内で表示光を出射可能な面積の割合）が低下しないという利点がある。

［電子機器への搭載例］
図１および図５に示す電気光学装置１００のうち、図１に示す液晶装置は、図６（ａ）に示す投射型表示装置（液晶プロジェクタ／電子機器）に適用でき、図１および図５に示す液晶装置や有機エレクトロルミネッセンス装置は、図６（ｂ）、（ｃ）に示す携帯用電子機器に用いることができる。

図６（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とを有している。また、投射型表示装置１０００は、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。さらに、投射型表示装置１０００は、各色光が入射する３枚の反射型の電気光学装置１００（反射型電気光学装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ）を備えている。かかる投射型表示装置１０００では、３つの反射型電気光学装置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、この合成光を拡大投射光学系８５０を介してスクリーン８６０に投写する。

また、図６（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反射型電気光学装置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、反射型電気光学装置１００に表示される画面がスクロールされる。図６（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反射型電気光学装置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反射型の電気光学装置１００に表示される。

さらに、対向基板２０などにカラーフィルタを形成すれば、カラー表示可能な反射型電気光学装置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反射型の電気光学装置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。

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。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した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。 本発明を適用した電気光学装置に用いた素子基板において、マトリクス状に配置された画素の平面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、図３に示す複数の画素のうち、第１方向Ｙ（データ線の延在方向）で互いに隣り合う２つの画素を拡大して示す平面図、およびそのＡ−Ａ′線に相当する位置で素子基板を切断したときの断面図である。 本発明が適用される電気光学装置としての有機エレクトロルミネッセンス装置の電気的構成を示すブロック図である。 本発明を適用した反射型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

１ａ₁・・第１半導体層、１ａ₂・・第２半導体層、３ａ、３ａ₁、３ａ₂・・走査線、６ａ・・データ線、９ａ₁・・第１画素電極、９ａ₂・・第２画素電極、１０・・素子基板、３０₁・・第１電界効果型トランジスタ、３０₂・・第２電界効果型トランジスタ、５０・・液晶層、１００・・電気光学装置、１００ａ₁・・第１画素、１００ａ₂・・第２画素

Claims (9)

1. 第１方向に延在する第１信号線と、
   前記第１方向と交差する第２方向に延在する第２信号線と、
   第１電界効果型トランジスタを介して前記第１信号線に電気的に接続された第１画素電極と、
   第２電界効果型トランジスタを介して前記第１信号線に電気的に接続され、かつ前記第１画素電極と隣り合う第２画素電極と、
   を備えた電気光学装置であって、
   前記第１電界効果型トランジスタは前記第２方向と交差する方向に延在する第１半導体層を備え、
   前記第２電界効果型トランジスタは前記第２方向と交差する方向に延在する第２半導体層を備え、
   前記第１半導体層と前記第２半導体層は、前記第２方向に互いにずれて設けられ、
   前記第１半導体層の前記第２画素電極側の端部は、前記第２半導体層の前記第１画素電極側の端部と隣り合うか、もしくは前記第２半導体層の前記第１画素電極側の端部よりも前記第２画素電極側に設けられていることを特徴とする電気光学装置。
2. 前記第１半導体層の前記第１方向における寸法、および前記第２半導体層の前記第１方向における寸法は、前記第１画素電極と前記第２画素電極とのピッチに比して長いことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記第１半導体層は、前記第１画素電極に平面視で重なる位置から前記第２画素電極に平面視で重なる位置まで延在し、
   前記第２半導体層は、前記第２画素電極に平面視で重なる位置から前記第１画素電極に平面視で重なる位置まで延在し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。
4. 前記第１半導体層と前記第２半導体層とは、前記第１画素電極と前記第２画素電極との間を中心とする点対称に配置され、
   前記第１画素電極と前記第２画素電極とは、前記第１画素電極と前記第２画素電極との間を中心とする点対称に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の電気光学装置。
5. 前記第１画素電極と前記第２画素電極とからなる画素電極対が前記第１方向および前記第２方向の双方に複数対、配列されてい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。
6. 前記素子基板に対して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。
7. 前記第１画素電極および前記第２画素電極は反射性導電膜からなることを特徴とする請求項６に記載の電気光学装置。
8. 請求項１乃至７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。
9. 請求項６または７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、
   前記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、を備えていることを特徴とする投射型表示装置。

Images