JP2024065466A - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体層に入射する光に対する遮光性の向上を図ることができる電気光学装置、および電子機器を提供すること。【解決手段】電気光学装置は、基板と、画素電位が印加されるドレイン領域を含み、第１方向に延びる半導体層、およびゲート電極を有するトランジスターと、前記ゲート電極に電気的に接続された走査線と、前記走査線と前記ゲート電極との間に配置される第１絶縁層と、遮光性の遮光部と、を備え、前記半導体層と、前記ゲート電極と、前記第１絶縁層と、前記走査線とは、前記基板からこの順に並び、前記遮光部は、前記第１方向にみて前記半導体層を囲み、前記遮光部は、前記第１絶縁層に配置される第１部分を含み、前記遮光部には、前記画素電位が印加される。【選択図】図５

Description

本発明は、電気光学装置および電子機器に関する。

プロジェクター等の電子機器には、例えば、画素ごとに光学的特性を変更可能な液晶表示装置等の電気光学装置が用いられる。当該電気光学装置の例として、特許文献１に記載の電気光学装置が知られている。

特許文献１に記載の電気光学装置は、素子基板と対向基板とこれら基板の間に配置された液晶層等の電気光学層とを有する。素子基板は、複数の画素電極と、複数の画素電極のそれぞれに電気的に接続されたトランジスターと、トランジスターのゲート電極に電気的に接続された走査線とを有する。

特許文献１では、ゲート電極の上層に走査線が配置されており、ゲート電極と走査線との間の層には定電位Ｖｃｏｍである第１遮光層が配置される。さらに、トランジスターが有する半導体層の一部を幅方向から覆うように、第１遮光層に電気的に接続された遮光部が設けられている。かかる第１遮光層および遮光部によって半導体層に入射しようとする光が遮られる。また、第１遮光層および遮光部には定電位Ｖｃｏｍが印加されているため、走査線の電位の影響が半導体層に及び難い。

特開２０２０－１６０２０８号公報

しかし、第１遮光層および遮光部には定電位Ｖｃｏｍが印加されているため、第１遮光層および遮光部の電位は半導体層の電位とは異なる。このため、半導体層と、第１遮光層および遮光部と、を一定距離離す必要がある。この距離が必要なため、半導体層の遮光性をより向上させることが難しい。したがって、走査線の電位の影響が半導体層に及ぶことを抑制しつつ、半導体層に入射する光に対する遮光性をより向上させることが望まれている。

本発明の電気光学装置の一態様は、基板と、画素電位が印加されるドレイン領域を含み、第１方向に延びる半導体層、およびゲート電極を有するトランジスターと、前記ゲート電極に電気的に接続された走査線と、前記走査線と前記ゲート電極との間に配置される第１絶縁層と、遮光性の遮光部と、を備え、前記半導体層と、前記ゲート電極と、前記第１絶縁層と、前記走査線とは、前記基板からこの順に並び、前記遮光部は、前記第１方向にみて前記半導体層を囲み、前記遮光部は、前記第１絶縁層に配置される第１部分を含み、前記遮光部には、前記画素電位が印加される。

実施形態に係る電気光学装置の平面図である。 図１に示す電気光学装置のＡ－Ａ線の断面図である。 図１の素子基板の電気的な構成を示す等価回路図である。 図２の表示領域における素子基板の一部を示している。 図２中のＡ１－Ａ１線の断面図である。 図６は、Ａ２－Ａ２線の断面図である。 図５に示す遮光部の第４部分の平面図である。 図５に示す２つの第１下部導電部および図６に示す第２下部導電部の平面図である。 図６に示す半導体層の平面図である。 図５に示す第１上部導電部および図６に示す第２上部導電部の平面図である。 図５に示す遮光部の第１部分の平面図である。 図５に示す遮光部の一部を断面で示す斜視図である。 図６に示す走査線の平面図である。 図６に示す画素中継電極の平面図である。 図６に示す信号線の平面図である。 電子機器の一例であるパーソナルコンピューターを示す斜視図である。 電子機器の一例であるスマートフォンを示す平面図である。 電子機器の一例であるプロジェクターを示す模式図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態を説明する。なお、図面において各部の寸法または縮尺は実際と適宜に異なり、理解を容易にするために模式的に示す部分もある。また、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。

１．電気光学装置
１Ａ．基本構成
図１は、実施形態に係る電気光学装置１００の平面図である。図２は、図１に示す電気光学装置１００のＡ－Ａ線の断面図である。なお、図１では、対向基板３の図示を省略する。また、以下では、説明の便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を適宜用いて説明する。また、Ｘ軸に沿う一方向をＸ１方向と表記し、Ｘ１方向とは反対の方向をＸ２方向と表記する。同様に、Ｙ軸に沿う一方向をＹ１方向と表記し、Ｙ１方向とは反対の方向をＹ２方向と表記する。Ｚ軸に沿う一方向をＺ１方向と表記し、Ｚ１方向とは反対の方向をＺ２方向と表記する。また、Ｙ１方向またはＹ２方向は「第１方向」の例示である。

また、本明細書において、「要素α上の要素β」とは、要素βが要素αの上方に位置することを意味する。したがって、「要素α上の要素β」とは、要素βが要素αに直接的に接触している場合のみならず、要素αと要素βとが離間している場合も含む。また、要素αと要素βとの「電気的な接続」は、要素αと要素βとが直接的に接合されることで導通する構成のほか、要素αと要素βとが他の導電体を介して間接的に導通する構成も含まれる。

図１および図２に示す電気光学装置１００は、アクティブマトリクス駆動方式の透過型の電気光学装置である。図２に示すように、電気光学装置１００は、素子基板２と、対向基板３と、枠状のシール部材４と、液晶層５とを有する。図２に示すように、素子基板２、液晶層５および対向基板３は、この順にＺ１方向に並ぶ。なお、これらの重なる方向であるＺ１方向またはＺ２方向から見ることを「平面視」とする。また、図１に示す電気光学装置１００の平面視での形状は四角形であるが、四角形以外の多角形または円形であってもよい。

図２に示す素子基板２は、透光性を有する第１基板２１と、透光性を有する積層体２２と、透光性を有する複数の画素電極２５と、透光性を有する第１配向膜２９とを有する。第１基板２１、積層体２２、複数の画素電極２５および第１配向膜２９は、この順にＺ１方向に積層される。なお、「透光性」とは、可視光に対する透過性を意味し、好ましくは可視光の透過率が５０％以上であることをいう。また、後で詳述するが、素子基板２は図５および図６に示す遮光性の遮光部６を有する。なお、「遮光性」とは、可視光に対する遮光性を意味し、好ましくは可視光の透過率が５０％未満であることをいい、より好ましくは１０％以下であることをいう。

第１基板２１は「基板」に相当する。第１基板２１は、透光性および絶縁性を有する平板であり、例えばガラス基板または石英基板で構成される。積層体２２は、透光性を有する複数の絶縁膜を含む。また、積層体２２には、各種配線等が設けられる。画素電極２５は、液晶層５に電界を印加するために用いられる。画素電極２５は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）およびＦＴＯ（Fluorine-doped tin oxide）等の透明導電材料を含む。なお、図示はしないが、素子基板２は、複数の画素電極２５を平面視で囲む複数のダミー画素電極を有する。また、第１配向膜２９は、透光性および絶縁性を有する。第１配向膜２９は、液晶層５が有する液晶分子を配向させる。第１配向膜２９は、複数の画素電極２５を覆うように配置される。第１配向膜２９の材料は、例えばポリイミドおよび酸化ケイ素等である。

対向基板３は、素子基板２に対向して配置される。対向基板３は、透光性を有する第２基板３１と、透光性を有する無機絶縁層３２と、透光性を有する共通電極３３と、透光性を有する第２配向膜３４とを有する。また、図示はしないが、対向基板３は、平面視で複数の画素電極２５を囲む遮光性の見切りを有する。

第２基板３１、無機絶縁層３２、共通電極３３および第２配向膜３４は、この順にＺ２方向に積層される。第２基板３１は、透光性および絶縁性を有する平板であり、例えばガラス基板または石英基板で構成される。無機絶縁層３２は、透光性および絶縁性を有しており、例えば酸化ケイ素等のケイ素を含む無機材料で形成される。共通電極３３は、複数の画素電極２５に対して液晶層５を介して配置される対向電極である。共通電極３３は、液晶層５に電界を印加するために用いられる。共通電極３３は、透光性および導電性を有する。共通電極３３は、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯおよびＦＴＯ等の透明導電材料を含む。第２配向膜３４は、透光性および絶縁性を有する。第２配向膜３４は、液晶層５が有する液晶分子を配向させる。第２配向膜３４の材料は、例えばポリイミドおよび酸化ケイ素等である。

シール部材４は、素子基板２と対向基板３との間に配置される。シール部材４は、例えばエポキシ樹脂等の各種硬化性樹脂を含む接着剤等を用いて形成される。シール部材４は、ガラス等の無機材料で構成されるギャップ材を含んでもよい。

液晶層５は、素子基板２、対向基板３およびシール部材４によって囲まれる領域内に配置される。液晶層５は、電界に応じて光学的特性が変化する電気光学層である。液晶層５は、正または負の誘電異方性を有する液晶分子を含む。液晶分子の配向は、液晶層５に印加される電圧に応じて変化する。

図１に示すように、素子基板２には、複数の走査線駆動回路１１と信号線駆動回路１２と複数の外部端子１３とが配置される。複数の外部端子１３の一部は、図示しないが、走査線駆動回路１１または信号線駆動回路１２から引き回される配線に接続される。また、複数の外部端子１３は、定電位Ｖｃｏｍが印加させる端子を含む。当該端子は、図示しない配線および導通材を介して、対向基板３の共通電極３３に電気的に接続される。よって、共通電極３３には、定電位Ｖｃｏｍが供給される。

かかる電気光学装置１００は、画像を表示する表示領域Ａ１０と、平面視で表示領域Ａ１０の外側に位置する周辺領域Ａ２０とを有する。表示領域Ａ１０には、行列状に配列される複数の画素Ｐが設けられる。複数の画素Ｐに対して複数の画素電極２５が１対１で配置される。前述の共通電極３３は、複数の画素Ｐで共通に設けられる。また、周辺領域Ａ２０は、平面視で表示領域Ａ１０を囲む。周辺領域Ａ２０には、走査線駆動回路１１および信号線駆動回路１２が配置される。

本実施形態では、電気光学装置１００は透過型である。具体的には、図２に示すように、光ＬＬが対向基板３に入射した後、素子基板２から出射される間に変調することにより、画像が表示される。なお、素子基板２に入射した光が対向基板３から出射される間に変調することにより、画像が表示されてもよい。

また、電気光学装置１００は、例えば、後述するパーソナルコンピューターおよびスマートフォン等のカラー表示を行う表示装置に適用される。当該表示装置に適用される場合、電気光学装置１００に対してカラーフィルターが適宜用いられる。また、電気光学装置１００は、例えば、後述する投射型のプロジェクターに適用される。この場合、電気光学装置１００は、ライトバルブとして機能する。なお、この場合、電気光学装置１００に対してカラーフィルターが省略される。

１Ｂ．素子基板２の電気的な構成
図３は、図１の素子基板２の電気的な構成を示す等価回路図である。図３に示すように、素子基板２は、複数のトランジスター２３とｎ本の走査線２４１とｍ本の信号線２４２とｎ本の定電位線２４３とを有する。ｎおよびｍはそれぞれ２以上の整数である。ｎ本の走査線２４１とｍ本の信号線２４２との各交差に対応してトランジスター２３が配置される。各トランジスター２３は、例えばスイッチング素子として機能するＴＦＴ（Thin Film Transistor）である。各トランジスター２３は、ゲート、ソースおよびドレインを含む。

ｎ本の走査線２４１のそれぞれはＸ１方向に延在し、ｎ本の走査線２４１はＹ１方向に等間隔で並ぶ。ｎ本の走査線２４１のそれぞれは、対応する複数のトランジスター２３のゲートに電気的に接続される。ｎ本の走査線２４１は、図１に示す走査線駆動回路１１に電気的に接続される。１～ｎ本の走査線２４１には、走査線駆動回路１１から走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、およびＧｎが線順次で供給される。

図３に示すｍ本の信号線２４２のそれぞれはＹ１方向に延在し、ｍ本の信号線２４２はＸ１方向に等間隔で並ぶ。ｍ本の信号線２４２のそれぞれは、対応する複数のトランジスター２３のソースに電気的に接続される。ｍ本の信号線２４２は、図１に示す信号線駆動回路１２に電気的に接続される。１～ｍ本の信号線２４２には、信号線駆動回路１２から画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、およびＳｍが並行に供給される。

図３に示すｎ本の走査線２４１とｍ本の信号線２４２とは、互いに電気的に絶縁されており、平面視で格子状に配置される。隣り合う２つの走査線２４１と隣り合う２つの信号線２４２とで囲まれる領域が画素Ｐに対応する。画素Ｐごとにトランジスター２３、画素電極２５および容量素子２４が設けられる。画素電極２５は、トランジスター２３に対して１対１で設けられる。各画素電極２５は、対応するトランジスター２３のドレインに電気的に接続される。

ｎ本の定電位線２４３のそれぞれはＸ１方向に延在し、ｎ本の定電位線２４３はＹ２方向に等間隔で並ぶ。また、ｎ本の定電位線２４３は、ｎ本の走査線２４１およびｍ本の信号線２４２に対して電気的に絶縁されており、これらに対して間隔をもって配置される。各定電位線２４３には、定電位Ｖｃｏｍが印加される。ｎ本の定電位線２４３のそれぞれは、対応する容量素子２４が有する２つの電極のうちの一方に電気的に接続される。各容量素子２４は、画素電極２５の電位を保持するための容量素子である。容量素子２４は、トランジスター２３に対して１対１で設けられる。また、各容量素子２４が有する２つの電極のうちの他方は、対応する画素電極２５に電気的に接続される。したがって、容量素子２４の一方の電極には定電位Ｖｃｏｍが印加され、他方の電極はトランジスター２３のドレインに電気的に接続される。

走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、およびＧｎが順次アクティブとなり、ｎ本の走査線２４１が順次選択されると、選択される走査線２４１に接続されるトランジスター２３がオン状態となる。すると、ｍ本の信号線２４２を介して表示すべき階調に応じた大きさの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、およびＳｍが、選択される走査線２４１に対応する画素Ｐに取り込まれ、画素電極２５に印加される。これにより、画素電極２５と図２に共通電極３３との間に形成される液晶容量に、表示すべき階調に応じた電圧が印加され、印加される電圧に応じて液晶分子の配向が変化する。また、容量素子２４によって、印加される電圧が保持される。このような液晶分子の配向の変化によって光が変調され階調表示が可能となる。

１Ｃ．素子基板２の一部の構造
図４は、図２の表示領域Ａ１０における素子基板２の一部を示している。図４に示すように、表示領域Ａ１０は、複数の開口領域Ａ１１と、遮光領域Ａ１２とを有する。複数の開口領域Ａ１１は、平面視で行列状に配置される。遮光領域Ａ１２の平面視での形状は、複数の開口領域Ａ１１の間に位置する枠状である。各開口領域Ａ１１は、画素電極２５が配置される領域であり、光が透過する部分である。一方、遮光領域Ａ１２には、トランジスター２３が配置される。また、図４では示さないが、遮光領域Ａ１２には、図３に示す走査線２４１、信号線２４２および定電位線２４３等の各種配線と、容量素子２４とが配置される。

図５は、図２中のＡ１－Ａ１線の断面図である。図６は、Ａ２－Ａ２線の断面図である。図５および図６に示すように、素子基板２は、「基板」である第１基板２１と、積層体２２と、遮光部６とを有する。積層体２２は、複数の絶縁膜２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６および２２７を有する。絶縁膜２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、および２２７はこの順に第１基板２１から積層される。また、絶縁膜２２３および２２４は、絶縁層２２０を構成する。絶縁膜２２１～２２７は、透光性および絶縁性を有する。絶縁膜２２１～２２７の各材料は、例えば、酸化ケイ素および酸窒化ケイ素等のケイ素を含む無機材料である。

かかる積層体２２には、トランジスター２３、走査線２４１、信号線２４２、および遮光部６が配置される。さらに、積層体２２には、画素中継電極２４４、中継電極２４５、２４６、２４７，および２４８が配置される。以下では、素子基板２について、図５および図６を参照しつつ、後述の図７～図１５を用いて説明する。

図５および図６に示す第１基板２１は、前述のように、例えばガラス基板または石英基板で構成される。第１基板２１は、凹部２１０を有する。凹部２１０は、第１基板２１に形成された窪みであり、トランジスター２３ごとに形成される。凹部２１０は、後述の半導体層２３１の延びる方向であるＹ１方向沿って形成される。凹部２１０は、例えばダマシン法により形成される。

凹部２１０内には、遮光部６の一部が配置される。遮光部６は、トランジスター２３の半導体層２３１への光の入射を防ぐために設けられる。遮光部６は、第１部分６１、２つの第２部分６２、第３部分６３および第４部分６４を有する。各第２部分６２は、第１下部導電部６２１および第１上部導電部６２２を有する。第３部分６３は、第２下部導電部６３１および第２上部導電部６３２を有する。凹部２１０内には、第４部分６４が配置される。

図７は、図５に示す遮光部６の第４部分６４の平面図である。第４部分６４は、平面視で、Ｙ１方向に延び、途中に幅広部分６４１を有する。かかる第４部分６４が凹部２１０内に設けられることで、第１基板２１から突出するように第４部分６４が設けられる場合に比べ、第４部分６４の第１基板２１からの剥離、および第１基板２１の反りを抑制することができる。なお、第１基板２１には凹部２１０が設けられておらず、第４部分６４は第１基板２１の平坦な上面から突出するよう設けられていてもよい。

図５に示すように、絶縁膜２２１には、遮光部６の各第２部分６２が有する第１下部導電部６２１が設けられる。また、図６に示すように、絶縁膜２２１には、第３部分６３が有する第２下部導電部６３１が設けられる。第１下部導電部６２１および第２下部導電部６３１は絶縁膜２２１に形成された貫通孔内に配置される。第１下部導電部６２１および第２下部導電部６３１は、第４部分６４に接合される。

図８は、図５に示す第１下部導電部６２１および図６に示す第２下部導電部６３１の平面図である。図８に示すように、２つの第１下部導電部６２１と、第２下部導電部６３１とは一体に形成される。２つの第１下部導電部６２１は、それぞれ平面視でＹ１方向に沿って延びる。第２下部導電部６３１は、平面視でＸ１方向に延び、２つの第１下部導電部６２１の間に位置し、２つの第１下部導電部６２１に接続される。また、２つの第１下部導電部６２１と、第２下部導電部６３１とは、平面視で第４部分６４の幅広部分６４１に重なる。

図５および図６に示すように、絶縁膜２２１上には、トランジスター２３が配置される。トランジスター２３は、半導体層２３１と、ゲート電極２３２と、ゲート絶縁膜２３３とを有する。半導体層２３１は絶縁膜２２１上に配置され、ゲート電極２３２は絶縁膜２２２上に配置される。ゲート絶縁膜２３３は、ゲート電極２３２と半導体層２３１のチャネル領域２３１ｃとの間に介在する。絶縁膜２２２のうちゲート電極２３２に対応する領域がゲート絶縁膜２３３に相当する。

図９は、図６に示す半導体層２３１の平面図である。半導体層２３１は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有する。具体的には、半導体層２３１は、ドレイン領域２３１ａ、ソース領域２３１ｂ、チャネル領域２３１ｃ、低濃度ドレイン領域２３１ｄおよび低濃度ソース領域２３１ｅを有する。チャネル領域２３１ｃは、ドレイン領域２３１ａとソース領域２３１ｂとの間に位置する。低濃度ドレイン領域２３１ｄは、チャネル領域２３１ｃとドレイン領域２３１ａとの間に位置する。低濃度ソース領域２３１ｅは、チャネル領域２３１ｃとソース領域２３１ｂとの間に位置する。半導体層２３１は、例えば、ポリシリコンで形成される。チャネル領域２３１ｃを除く領域には、導電性を高める不純物がドープされる。低濃度ドレイン領域２３１ｄ中の不純物濃度は、ドレイン領域２３１ａ中の不純物濃度よりも低い。低濃度ソース領域２３１ｅ中の不純物濃度は、ソース領域２３１ｂ中の不純物濃度よりも低い。なお、例えば、低濃度ソース領域２３１ｅは、省略してもよい。

かかる半導体層２３１は、平面視で第４部分６４と同様にＹ１方向に延び、第４部分６４に重なる。また、ドレイン領域２３１ａは、平面視で第３部分６３の第２下部導電部６３１に重なる。また、平面視で、低濃度ドレイン領域２３１ｄの両側には、低濃度ドレイン領域２３１ｄと離間して第２部分６２の２つの第１下部導電部６２１が設けられる。別の言い方をすると、平面視で、２つの第１下部導電部６２１の間に、これらに離間して低濃度ドレイン領域２３１ｄが設けられる。

図６に示すゲート電極２３２は、例えば、ポリシリコンに導電性を高める不純物がドープされることにより形成される。なお、ゲート電極２３２は、金属、金属酸化物および金属化合物の導電性を有する材料を用いて形成されてもよい。また、ゲート絶縁膜２３３は、例えば、熱酸化またはＣＶＤ（chemical vapor deposition）法等で成膜される酸化ケイ素膜で構成される。

図５に示すように、絶縁膜２２２および２２３には、第２部分６２の第１上部導電部６２２が配置される。また、図６に示すように、絶縁膜２２２および２２３には、第３部分６３の第２上部導電部６３２が配置される。

図１０は、図５に示す第１上部導電部６２２および図６に示す第２上部導電部６３２の平面図である。図１０に示すように、２つの第１上部導電部６２２と、第２上部導電部６３２とは一体に形成される。２つの第１上部導電部６２２のそれぞれは、平面視でＹ１方向に沿って延びる。２つの第１上部導電部６２２は、平面視で２つの第１下部導電部６２１と重なる。また、第２上部導電部６３２は、平面視でＸ１方向に延び、２つの第１上部導電部６２２の間に位置し、２つの第１上部導電部６２２に接続される。第２上部導電部６３２は、平面視で第２下部導電部６３１と重なる。また、図１０に示すように、前述のゲート電極２３２は、平面視でチャネル領域２３１ｃに重なる。

図５に示すように、第１上部導電部６２２および第１下部導電部６２１は、互いに接合される。同様に、第２上部導電部６３２および第２下部導電部６３１は、互いに接合される。また、図６に示すように、第２上部導電部６３２および第２下部導電部６３１の間には、半導体層２３１が配置される。具体的には、第２上部導電部６３２および第２下部導電部６３１の間にはドレイン領域２３１ａが設けられている。そして、第２上部導電部６３２および第２下部導電部６３１は、ドレイン領域２３１ａに接合される。それゆえ、第２部分６２は、ドレイン領域２３１ａに電気的に接続されており、第２部分６２には、画素電位が供給される。

図５および図６に示すように、絶縁膜２２３には遮光部６の第１部分６１が配置される。別の言い方をすると、第１部分６１は、絶縁層２２０に配置される。第１部分６１は例えばダマシン法により形成される。絶縁層２２０上には、走査線２４１が配置されており、よって、絶縁層２２０は、走査線２４１とゲート電極２３２との間に配置されている。したがって、半導体層２３１と、ゲート電極２３２と、絶縁層２２０と、走査線２４１とは、第１基板２１からこの順に並んでいる。また、第１部分６１は、２つの第２部分６２および第３部分６３に接合される。また、図６に示すように、絶縁膜２２３上には、第１部分６１に加え、中継電極２４６が配置される。中継電極２４６は、絶縁膜２２２および２２３を貫通するコンタクトホール２７１を介して半導体層２３１のソース領域２３１ｂに電気的に接続される。

図１１は、図５に示す遮光部６の第１部分６１の平面図である。図１１に示すように、第１部分６１は、平面視でほぼ四角形状であり、第４部分６４の幅広部分６４１に重なる。また、第１部分６１は、平面視で２つの第２部分６２および第３部分６３に重なる。また、第１部分６１は、平面視で低濃度ドレイン領域２３１ｄおよびドレイン領域２３１ａと重なる。

図１２は、図５に示す素子基板２の一部を断面で示す斜視図である。前述のように、遮光部６は、第１部分６１、２つの第２部分６２、第３部分６３および第４部分６４を含む。図１２に示すように、遮光部６は、半導体層２３１の一部を覆うように設けられる。また、図５に示すように、遮光部６は、半導体層２３１の延びる方向であるＹ１方向にみて、半導体層２３１を囲んでいる。遮光部６によって半導体層２３１が囲まれることで、遮光部６によって半導体層２３１への光の入射を抑制することができる。具体的には、半導体層２３１に向かうＺ２方向の光の侵入に加え、界面反射等によるＺ２方向以外の方向からの光の侵入を抑制することができる。

また、遮光部６の第１部分６１は、絶縁層２２０に配置される。すなわち、第１部分６１は、走査線２４１とゲート電極２３２との間に設けられる。このため、走査線２４１の電位の影響が、ゲート電極２３２の下層の半導体層２３１に及ぶことを抑制することができる。具体的には、ゲート電位が半導体層２３１のチャネル領域２３１ｃ以外の領域に近づくことによるオフリーク電流の増加を抑制することができる。このため、黒点の発生等による表示品位の低下を抑制することができる。なお、オフリーク電流は、トランジスター２３をオフにしたときに流れるリーク電流である。

さらに、遮光部６には、画素電位が印加される。このため、遮光部６は、ゲート電位ではないので、遮光部６が半導体層２３１の近くに配置されても、前述のゲート電位の影響のおそれがない。また、遮光部６には画素電位が印加され、半導体層２３１のドレイン領域２３１ａには画素電位が印加される。したがって、遮光部６の電位と半導体層２３１の一部の電位とは、同じ電位である。それゆえ、半導体層２３１に対して遮光部６を近づけても不具合が生じ難く、よって、従来よりも半導体層２３１に遮光部６を近づけることができる。よって、半導体層２３１の遮光部６による遮光性を従来よりも高めることができる。このため、トランジスター２３の動作が不安定になることを抑制し、その結果、輝度ムラ等の表示不具合が生じるおそれを抑制することができる。

また、前述のように、第１部分６１は、平面視で半導体層２３１の低濃度ドレイン領域２３１ｄと重なる。このため、走査線２４１の電位の影響が低濃度ドレイン領域２３１ｄに作用することが抑制される。それゆえ、トランジスター２３をオフにしたときのドレインリーク電流を抑制することができる。

また、前述のように、遮光部６は、２つの第２部分６２を有する。図５に示すように、２つの第２部分６２は、第１部分６１から第１基板２１に向かって延び、Ｙ１方向にみて半導体層２３１の両側に位置する。２つの第２部分６２を有することで、界面反射等によるＸ１方向およびＸ２方向からの半導体層２３１への光の侵入を抑制することができる。

さらに、図６に示すように、遮光部６は、第３部分６３を有する。第３部分６３は、ドレイン領域２３１ａに接合される。つまり、遮光部６は、ドレイン領域２３１ａに電気的に接続される部分を有する。このため、遮光部６は、ドレイン領域２３１ａと電気的に接続されており、遮光部６には画素電位が供給される。また、遮光部６が半導体層２３１に直接的に接続されていることで、遮光部６と半導体層２３１との距離は従来よりも非常に近い。すなわち、遮光部６は、半導体層２３１との距離の近い近接遮光構造を有する。よって、遮光部６による遮光性を特に効果的に高めることができる。また、第３部分６３は、第１部分６１から第１基板２１に向かって延び、Ｙ１方向にみて２つの第２部分６２の間に位置し、２つの第２部分６２に接続される。かかる第１部分６１、第２部分６２および第３部分６３を有することで、半導体層２３１、特に低濃度ドレイン領域２３１ｄに向かう、Ｘ１方向、Ｘ２方向、Ｙ１方向およびＺ２方向からの光の侵入を抑制することができる。

また、遮光部６は、第４部分６４を有する。第４部分６４は、第１基板２１と半導体層２３１との間に配置される。第４部分６４が設けられることで、Ｚ２方向からの半導体層２３１への光の侵入を抑制することができる。したがって、遮光部６が第１部分６１、第２部分６２、第３部分６３および第４部分６４を有することで、様々な方向からの低濃度ドレイン領域２３１ｄへの光の入射を遮ることができる。

かかる遮光部６の材料は、例えば、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）およびアルミニウム（Ａｌ）等の金属、金属窒化物ならびに金属シリサイド等が挙げられる。これらの中でも、遮光部６はタングステンを含むことが好ましい。タングステンは、各種金属の中でも、耐熱性に優れ、かつ、例えば製造時の熱処理によってもＯＤ（Optical Density）値が低下し難い。よって、遮光部６がタングステンを含むことで、遮光部６によって半導体層２３１への光の入射を特に効果的に防ぐことができる。また、遮光部６が有する各部の材料は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。

図５および図６に示すように、絶縁膜２２４上には、走査線２４１が配置される。また、図６に示すように、絶縁膜２２４上には、中継電極２４５および２４７が配置される。走査線２４１は、絶縁層２２０を貫通するコンタクトホール２７２を介してゲート電極２３２に電気的に接続される。中継電極２４５は、絶縁膜２２４を貫通するコンタクトホール２７３を介して第１部分６１に電気的に接続される。中継電極２４７は、絶縁膜２２４を貫通するコンタクトホール２７４を介して中継電極２４６に電気的に接続される。

図１３は、図６に示す走査線２４１の平面図である。図１３に示すように、走査線２４１は、Ｘ１方向に延びる。また、走査線２４１は、ゲート電極２３２との電気的な接続を図るため、平面視でゲート電極２３２と重なる部分を有する。

図６に示すように、絶縁膜２２５上には、画素中継電極２４４および中継電極２４８が配置される。画素中継電極２４４は、絶縁膜２２５を貫通するコンタクトホール２７５を介して中継電極２４５に電気的に接続される。このため、画素中継電極２４４は、ドレイン領域２３１ａに電気的に接続される。図５に示すように、画素中継電極２４４は、絶縁膜２２６および２２７を貫通するコンタクトホール２７８を介して図示はしない画素電極２５に電気的に接続される。コンタクトホール２７８内には、画素中継電極２４４と画素電極２５とを電気的に接続する導電性の接続部材が配置される。接続部材は、例えば、金属で形成されたプラグである。画素中継電極２４４は、当該接続部材等を介して画素電極２５とトランジスター２３のドレイン領域２３１ａに電気的に接続される。また、中継電極２４８は、絶縁膜２２５を貫通するコンタクトホール２７６を介して中継電極２４７に電気的に接続される。

図１４は、図６に示す画素中継電極２４４の平面図である。図１４に示すように、画素中継電極２４４は、平面視で第１部分６１に重なる部分と、当該部分からＸ２方向に延びる突出部分およびＹ１方向に延びる突出部分とを有する。

図６に示すように、絶縁膜２２６上には、信号線２４２が配置される。信号線２４２は、絶縁膜２２６を貫通するコンタクトホール２７７を介して中継電極２４８に電気的に接続される。図１５は、図６に示す信号線２４２の平面図である。図１５に示すように、信号線２４２は、Ｙ１方向に沿って延びる。

なお、図示はしないが、図５および図６に示す絶縁膜２２７の上方には、図示しないが画素電極２５、容量素子２４、および定電位線２４３が配置される。

また、前述の走査線２４１、信号線２４２、定電位線２４３、画素中継電極２４４、中継電極２４５、２４６、２４７，および２４８の各材料は、特に限定されないが、例えば、アルミニウム膜と窒化チタン膜との積層体で構成される。アルミニウム膜を含むことで、窒化チタン膜のみで構成される場合に比べて低抵抗化を図ることができる。なお、これら電極または配線のそれぞれは、前述の材料以外の材料で構成されてもよい。例えば、これら電極または配線のそれぞれは、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、鉄およびアルミニウム（Ａｌ）等の金属、金属窒化物、ならびに金属シリサイド等で構成されてもよい。また、前述のコンタクトホール２７１～２７８の材料は、特に限定されないが、例えば、タングステン、チタン、クロム、鉄およびアルミニウム等の金属、金属窒化物ならびに金属シリサイド等が挙げられる。

なお、例えば、対応する絶縁膜にコンタクトホール２７１～２７８を形成した後、タングステン等の金属によってコンタクトホール２７１～２７８を埋め、その後、当該絶縁膜の表面を化学的機械研磨等によって連続した平面とする。この結果、コンタクトホール２７１～２７８はプラグとして形成される。なお、コンタクトホール２７１～２７８は、上部に形成される各種配線または電極と一体で形成されてもよい。

２．変形例
以上に例示した実施形態は多様に変形され得る。前述の実施形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。

前述の各実施形態では、アクティブマトリクス方式の電気光学装置１００が例示されるが、これに限定されず、電気光学装置１００の駆動方式は、例えば、パッシブマトリクス方式等でもよい。

「電気光学装置」の駆動方式は、縦電界方式に限定されず、横電界方式でもよい。なお、横電界方式としては、例えばＩＰＳ（In Plane Switching）モードが挙げられる。また、縦電界方式としては、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＶＡ（Virtical Alignment）、ＰＶＡモードおよびＯＣＢ（Optically Compensated Bend）モードが挙げられる。

前述の説明では、第１部分６１は、平面視で低濃度ドレイン領域２３１ｄおよびドレイン領域２３１ａと重なっているが、その他の領域と重なっていてもよい。

前述の説明では、第３部分６３は、ドレイン領域２３１ａに接合されている。しかし、遮光部６が画素電位であればよく、第３部分６３はドレイン領域２３１ａに直接的に接続されていなくてもよい。

前述の説明では、第４部分６４は、第１基板２１の凹部２１０内に配置されるが、第４部分６４は第１基板２１の平坦面な上面に配置されてもよい。それゆえ、第４部分６４は、第１基板２１から突出していてもよい。

３．電子機器
電気光学装置１００は、各種電子機器に用いることができる。

図１６は、電子機器の一例であるパーソナルコンピューター２０００を示す斜視図である。パーソナルコンピューター２０００は、各種の画像を表示する電気光学装置１００と、電源スイッチ２００１およびキーボード２００２が設置される本体部２０１０と、制御部２００３と、を有する。制御部２００３は、例えばプロセッサーおよびメモリーを含み、電気光学装置１００の動作を制御する。

図１７は、電子機器の一例であるスマートフォン３０００を示す平面図である。スマートフォン３０００は、操作ボタン３００１と、各種の画像を表示する電気光学装置１００と、制御部３００２と、を有する。操作ボタン３００１の操作に応じて電気光学装置１００に表示される画面内容が変更される。制御部３００２は、例えばプロセッサーおよびメモリーを含み、電気光学装置１００の動作を制御する。

図１８は、電子機器の一例であるプロジェクターを示す模式図である。投射型表示装置４０００は、例えば、３板式のプロジェクターである。電気光学装置１ｒは、赤色の表示色に対応する電気光学装置１００であり、電気光学装置１ｇは、緑の表示色に対応する電気光学装置１００であり、電気光学装置１ｂは、青色の表示色に対応する電気光学装置１００である。すなわち、投射型表示装置４０００は、赤、緑および青の表示色に各々対応する３個の電気光学装置１ｒ、１ｇ、１ｂを有する。制御部４００５は、例えばプロセッサーおよびメモリーを含み、電気光学装置１００の動作を制御する。

照明光学系４００１は、光源である照明装置４００２からの出射光のうち赤色成分ｒを電気光学装置１ｒに供給し、緑色成分ｇを電気光学装置１ｇに供給し、青色成分ｂを電気光学装置１ｂに供給する。各電気光学装置１ｒ、１ｇ、１ｂは、照明光学系４００１から供給される各単色光を表示画像に応じて変調するライトバルブ等の光変調器として機能する。投射光学系４００３は、各電気光学装置１ｒ、１ｇ、１ｂからの出射光を合成して投射面４００４に投射する。

以上の電子機器は、前述の電気光学装置１００と、制御部２００３、３００２または４００５と、を備える。前述の電気光学装置１００は半導体層２３１の遮光部６による遮光性に優れているため、トランジスター２３の動作が不安定になることが抑制されている。このため、表示不具合が生じるおそれが抑制されている。よって、電気光学装置１００を備えることで、パーソナルコンピューター２０００、スマートフォン３０００または投射型表示装置４０００の表示品位を高めることができる。

なお、本発明の電気光学装置が適用される電子機器としては、例示した機器に限定されず、例えば、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、車載用の表示器、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、およびＰＯＳ（Point of sale）端末等が挙げられる。さらに、本発明が適用される電子機器としては、プリンター、スキャナー、複写機、ビデオプレーヤー、またはタッチパネルを備えた機器等が挙げられる。

以上、好適な実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は前述の実施形態に限定されない。また、本発明の各部の構成は、前述の実施形態の同様の機能を発揮する任意の構成に置換でき、また、任意の構成を付加できる。

また、前述した説明では、本発明の電気光学装置の一例として液晶表示装置について説明したが、本発明の電気光学装置はこれに限定されない。例えば、本発明の電気光学装置は、イメージセンサー等にも適用することができる。

１ｂ…電気光学装置、１ｇ…電気光学装置、１ｒ…電気光学装置、２…素子基板、３…対向基板、４…シール部材、５…液晶層、６…遮光部、１１…走査線駆動回路、１２…信号線駆動回路、１３…外部端子、２１…第１基板、２２…積層体、２３…トランジスター、２４…容量素子、２５…画素電極、２９…第１配向膜、３１…第２基板、３２…無機絶縁層、３３…共通電極、３４…第２配向膜、６１…第１部分、６２…第２部分、６３…第３部分、６４…第４部分、１００…電気光学装置、２１０…凹部、２２０…絶縁層、２２１…絶縁膜、２２２…絶縁膜、２２３…絶縁膜、２２４…絶縁膜、２２５…絶縁膜、２２６…絶縁膜、２２７…絶縁膜、２３１…半導体層、２３１ａ…ドレイン領域、２３１ｂ…ソース領域、２３１ｃ…チャネル領域、２３１ｄ…低濃度ドレイン領域、２３１ｅ…低濃度ソース領域、２３２…ゲート電極、２３３…ゲート絶縁膜、２４１…走査線、２４２…信号線、２４３…定電位線、２４４…画素中継電極、２４５…中継電極、２４６…中継電極、２４７…中継電極、２４８…中継電極、２７１…コンタクトホール、２７２…コンタクトホール、２７３…コンタクトホール、２７４…コンタクトホール、２７５…コンタクトホール、２７６…コンタクトホール、２７７…コンタクトホール、２７８…コンタクトホール、６２１…第１下部導電部、６２２…第１上部導電部、６３１…第２下部導電部、６３２…第２上部導電部、６４１…幅広部分、２０００…パーソナルコンピューター、２００１…電源スイッチ、２００２…キーボード、２００３…制御部、２０１０…本体部、３０００…スマートフォン、３００１…操作ボタン、３００２…制御部、４０００…投射型表示装置、４００１…照明光学系、４００２…照明装置、４００３…投射光学系、４００４…投射面、４００５…制御部、Ａ１０…表示領域、Ａ１１…開口領域、Ａ１２…遮光領域、Ａ２０…周辺領域、Ｇ１…走査信号、Ｇ２…走査信号、ＬＬ…光、Ｐ…画素。

Claims (10)

1. 基板と、
   画素電位が印加されるドレイン領域を含み、第１方向に延びる半導体層、およびゲート電極を有するトランジスターと、
   前記ゲート電極に電気的に接続された走査線と、
   前記走査線と前記ゲート電極との間に配置される絶縁層と、
   遮光性の遮光部と、を備え、
   前記半導体層と、前記ゲート電極と、前記絶縁層と、前記走査線とは、前記基板からこの順に並び、
   前記遮光部は、前記第１方向にみて前記半導体層を囲み、
   前記遮光部は、前記絶縁層に配置される第１部分を含み、
   前記遮光部には、前記画素電位が印加される、
   ことを特徴とする電気光学装置。
2. 前記半導体層は、前記ドレイン領域と、ソース領域と、平面視で前記ドレイン領域と前記ソース領域との間に位置するチャネル領域と、平面視で前記ドレイン領域と前記チャネル領域との間に位置する低濃度ドレイン領域と、を有し、
   前記第１部分は、平面視で前記低濃度ドレイン領域と重なる、
   請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記遮光部は、前記第１部分から前記基板に向かって延び、前記第１方向にみて前記半導体層の両側に位置する２つの第２部分を有する、
   請求項１または２に記載の電気光学装置。
4. 前記遮光部は、前記ドレイン領域に接合される第３部分を有する、
   請求項１または２に記載の電気光学装置。
5. 前記遮光部は、前記ドレイン領域に接合される第３部分を有し、
   前記第１部分から前記基板に向かって延び、前記第１方向にみて前記２つの第２部分の間に位置し、前記２つの第２部分に接続される、
   請求項３に記載の電気光学装置。
6. 前記遮光部は、前記基板と前記半導体層との間に配置される第４部分を有する、
   請求項１または２に記載の電気光学装置。
7. 画素電極と、画素中継電極と、接続部材とをさらに含み、
   前記トランジスターは、前記画素電極に対応して設けられ、
   前記画素中継電極は、前記画素電極と前記トランジスターとを電気的に接続し、
   前記接続部材は、前記画素中継電極と前記画素電極とを電気的に接続するためのコンタクトホール内に設けられる、
   請求項１に記載の電気光学装置。
8. 前記画素電位である画素電極をさらに備え、
   前記半導体層と、前記ゲート電極と、前記絶縁層と、前記走査線と、前記画素電極は、前記基板からこの順に並ぶ、
   請求項１に記載の電気光学装置。
9. 前記遮光部は、前記半導体層に接合される部分を有し、
   前記遮光部は、前記半導体層との距離の近い近接遮光構造を有する。
   請求項１に記載の電気光学装置。
10. 請求項１に記載の電気光学装置と、
    前記電気光学装置の動作を制御する制御部と、を有することを特徴とする電子機器。

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