JP7396223B2 - 電気光学装置、および電子機器 - Google Patents
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Description
電極と、前記基板本体と前記画素電極との間の層で第1方向に延在する遮光性の第1走査
線と、前記第1走査線と前記画素電極との間の層で前記第1走査線と平面視で重なるよう
に前記第1方向に延在する半導体膜、および前記画素電極の側から前記半導体膜にゲート
絶縁膜を介して重なるゲート電極を有するトランジスターと、前記ゲート電極と前記画素
電極との間の層で前記第1方向と交差する第2方向に延在するデータ線と、前記ゲート電
極と平面視で重なる第1コンタクト部と、前記半導体膜の側方で前記半導体膜に沿って前
記第1方向に延在する部分を含み、前記第1走査線と平面視で重なる第2コンタクト部と
、前記データ線および前記画素電極の一方と前記半導体膜とを前記第1走査線と平面視で
重なる位置で電気的に接続するための第3コンタクト部と、前記ゲート電極と前記画素電
極との間の層で前記第3コンタクト部から前記第2方向に離間する位置を通って前記第1
走査線と平面視で重なるように前記第1方向に延在し、前記第1コンタクト部を介して前
記ゲート電極と電気的に接続するとともに、前記第2コンタクト部を介して前記第1走査
線と電気的に接続する遮光性の第2走査線と、を備えることを特徴とする。
1.電気光学装置100の全体構成
図1は、本発明の実施形態1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の断面図である。図1および図2に示すように、電気光学装置100では、第1基板10と、第2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、第1基板10と第2基板20とが対向している。シール材107は第2基板20の外縁に沿うように枠状に設けられており、第1基板10と第2基板20との間でシール材107によって囲まれた領域に液晶層等の電気光学層80が配置されている。シール材107は、光硬化性を備えた接着剤、あるいは光硬化性および熱硬化性を備えた接着剤であり、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、第1基板10および第2基板20はいずれも四角形であり、電気光学装置100の略中央には、表示領域10aが四角形の領域として設けられている。かかる形状に対応して、シール材107も略四角形に設けられ、シール材107の内周縁と表示領域10aの外周縁との間には、矩形枠状の周辺領域10bが設けられている。
図3は、図1に示す電気光学装置100において隣り合う複数の画素の平面図である。図4は、図3に示す画素の1つを拡大して示す平面図であり、図4には、トランジスター30付近を拡大して示してある。図5は、図4のA1-A1′断面図である。図6は、図4のB1-B1′断面図である。図7は、図4のC1-C1′断面図である。図5、図6、および図7には、A1-A1′線、B1-B1′線、およびC1-C1′線に沿って電気光学装置100を切断した様子を模式的に示してある。図3、図4、および後述する図8~図10では、各層を以下の線で表してある。また、図3、図4、および後述する図8~図10では、互いの端部が平面視で重なり合う層については、層の形状等が分かりやすいように、端部の位置をずらしてある。また、溝41gを右上がりの斜線を付した領域で示してある。
第1走査線1a=太い一点鎖線
半導体膜31a=細くて短い破線
ゲート電極8a=細い実線
第2走査線2a=太い実線
第1容量電極4a=細くて長い破線
第2容量電極5a=細い一点鎖線
データ線6aおよび中継電極6b、6c=太くて長い破線
容量線7aおよび中継電極7b=太い二点鎖線
画素電極9a=太くて短い破線
図5、図6および図7を参照するとともに、以下の図8~図10を適宜、参照して、第1基板10の詳細構成を説明する。図8は、図4に示す第1走査線1a、半導体膜31a、ゲート電極8a、および第2走査線2a等の平面図である。図9は、図4に示す第1容量電極4aおよび第2容量電極5a等の平面図である。図10は、図4に示すデータ線6aおよび容量線7a等の平面図である。図8~図10には、それらの図に示す電極等の電気的な接続に関連するコンタクトホールを示すとともに、基準となる位置を示すために半導体膜31aおよび画素電極9aを示してある。
図5、図6、図7、および図8に示すように、本形態の電気光学装置100において、第1走査線1aと平面視で重なる位置には、データ線6aおよび画素電極9aのうちの一方と半導体膜31aとを電気的に接続する第3コンタクト部42aが設けられている。本形態では、半導体膜31aの全体が第1走査線1aと平面視で重なっているため、第1走査線1aと平面視で重なる位置には、第3コンタクト部42aに加えて、データ線6aおよび画素電極9aのうちの他方と半導体膜31aとを電気的に接続する第4コンタクト部43aも設けられている。例えば、半導体膜31aにおいて、第2領域31eの第1方向Xの他方側X2の端部は第2方向Yの他方側Y2に屈曲しており、かかる端部と平面視で重なる位置に第2領域31eと画素電極9aとを電気的に接続するためのコンタクトホールからなる第3コンタクト部42aが設けられている。また、半導体膜31aにおいて、第1領域31tの第1方向Xの一方側X1の端部は第2方向Yの一方側Y1に屈曲しており、かかる端部と平面視で重なる位置に第1領域31tとデータ線6aとを電気的に接続するためのコンタクトホールからなる第4コンタクト部43aが設けられている。
本形態の電気光学装置100の製造工程のうち、第2走査線2aの製造工程では、第1走査線1a、層間絶縁膜49、トランジスター30および層間絶縁膜41を形成した後、エッチングを行い、溝41gを形成する。ここで、層間絶縁膜41、49およびゲート絶縁膜32はシリコン酸化膜によって構成されている一方、ゲート電極8aは導電性ポリシリコン膜によって構成されていることから、層間絶縁膜41、49およびゲート絶縁膜32は、ゲート電極8aとのエッチング選択比が大きい。従って、層間絶縁膜41をエッチングして溝41gを形成する際、ゲート電極8aをエッチングストッパーとして利用することができる。また、第1走査線1aはタングステンシリサイドからなるため、層間絶縁膜41、49およびゲート絶縁膜32は、第1走査線1aとのエッチング選択比が大きい。従って、層間絶縁膜41をエッチングして溝41gを形成する際、第1走査線1aをエッチングストッパーとして利用することができる。
以上説明したように、本形態の電気光学装置100では、基板本体19と画素電極9aとの間の層で第1方向Xに延在する第1走査線1aと、ゲート電極8aと画素電極9aとの間の層で第1方向Xに延在する第2走査線2aとが設けられており、第2走査線2aは、第1コンタクト部41g0でゲート電極8aと電気的に接続されているとともに、第2コンタクト部41g1で第1走査線1aと電気的に接続されている。従って、多層構造によって走査線の電気的抵抗が低減されているため、走査信号を各画素に供給する際の時定数を低減することができる。それ故、電気光学装置100の高解像度化を図った際、走査信号に歪み等が発生しにくい。
図11は、本発明の実施形態2に係る電気光学装置100の平面図であり、第1走査線1a、半導体膜31a、ゲート電極8a、および第2走査線2a等の平面構成を示してある。図12は、図11のC2-C2′断面図であり、C2-C2′線に沿って電気光学装置100を切断した様子を模式的に示してある。なお、本形態、および後述する実施形態の基本的な構成は、実施形態1と同様であるため、対応する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図13は、本発明の実施形態3に係る電気光学装置100の平面図であり、第1走査線1a、半導体膜31a、ゲート電極8a、および第2走査線2a等の平面構成を示してある。図14は、図13のB3-B3′断面図であり、B3-B3′線に沿って電気光学装置100を切断した様子を模式的に示してある。実施形態1、2では、第2走査線2aの全体が溝41gの内部に設けられていた。これに対して、本形態では、図13および図14に示すように、第2走査線2aのうち、第2部分2a2、第3部分2a3、および第5部分2a5が溝41gの内部に設けられ、第1部分2a1、および第4部分2a4は、層間絶縁膜41と層間絶縁膜42の間に形成されている。かかる構成は、溝41gを形成した後、遮光性の導電膜を成膜し、しかる後に、フォトリソグラフィ技術を利用してエッチングを行うことにより、導電膜を第2走査線2aにパターニングすることによって実現することができる。本形態において、第2走査線2aはアルミニウムからなる。その他の構成は実施形態1と同様である。
図15は、本発明の実施形態4に係る電気光学装置100の説明図であり、実施形態1で参照した図7のC1-C1′断面図に相当する。実施形態1、2、3では、第2走査線2aの一部または全体を、層間絶縁膜41をエッチングすることにより形成した溝41gの内部に設けた。これに対して、本形態では、図15に示すように、層間絶縁膜41を設けずに、ゲート電極8aを形成した後、層間絶縁膜49をエッチングし、層間絶縁膜49を貫通する第2コンタクト部41g1を形成する。また、第2コンタクト部41g1を形成した後、遮光性の導電膜を成膜し、しかる後に、フォトリソグラフィ技術を利用してエッチングを行うことにより、導電膜を第2走査線2aにパターニングすることによって実現することができる。従って、本形態では、層間絶縁膜49、42、43、44、45のうち、層間絶縁膜49が本発明における「第1層間絶縁膜」であり、層間絶縁膜42が本発明における「第2層間絶縁膜」であり、層間絶縁膜42は、ゲート電極8aの一部、およびゲート絶縁膜32を覆う。それ故、第2コンタクト部41g1は、第1層間絶縁膜としての層間絶縁膜49を貫通し、第2走査線2aは、第1層間絶縁膜としての層間絶縁膜49と第2層間絶縁膜としての層間絶縁膜42との間で延在している。その他の構成は実施形態1と同様である。
図16は、本発明の実施形態5に係る電気光学装置100の説明図であり、図16には、本発明の実施形態5に係る電気光学装置の第1走査線1a、半導体膜31a、ゲート電極8a、および第2走査線2a等の平面構成を示してある。実施の形態1では、第2領域31eの第1方向Xの他方側X2の端部は第2方向Yの他方側Y2に屈曲し、第1領域31tの第1方向Xの一方側X1の端部は第2方向Yの一方側Y1に屈曲していた。これに対して、本形態では、図16に示すように、第2領域31eの第1方向Xの他方側X2の端部、および第1領域31tの第1方向Xの一方側X1の端部はいずれも、第2方向Yの同一方向に屈曲している。より具体的には、第2領域31eの第1方向Xの他方側X2の端部、および第1領域31tの第1方向Xの一方側X1の端部はいずれも、第2方向Yの一方側Y1に屈曲している。そこで、本形態では、第2走査線2aの第1部分2a1を半導体膜31aの第2方向Yの他方側Y2の側方で第1方向Xに延在させてある。また、第2走査線2aは、ゲート電極8aを介して半導体膜31aに重なる第2部分2a2、および半導体膜31aの第2低濃度領域31fの第2方向Yの一方側Y1の側方で延在する第3部分2a3を有している。その他の構成は実施形態1と同様である。
図17は、本発明の実施形態6に係る電気光学装置100の説明図であり、実施形態1で参照した図5のA1-A1′断面に相当する。上記の実施形態では、ゲート電極8aと第2走査線2aが別の導電膜によって構成されていた。これに対して、本形態では、図17に示すように、ゲート電極8aと第2走査線2aが同一の導電膜によって構成されていた。すなわち、半導体膜31aと重なる部分では、第2走査線2aの厚さ方向において、半導体膜31aの側に位置する部分によってゲート電極8aが構成されており、第2走査線2aの厚さ方向の途中部分が、ゲート電極8aと第2走査線2aとを電気的に接続する第1コンタクト部41g0に相当する。言い換えれば、ゲート電極8aを構成する導電膜が第1方向Xに延在し、第2走査線2aを構成している。その他の構成は実施形態1と同様である。
上記実施形態では、中継電極6cおよび容量線7aによって、画素電極9aの側から半導体膜31aと平面視で重なる遮光部材を構成したが、中継電極6cおよび容量線7aの一方のみによって、画素電極9aの側から半導体膜31aと平面視で重なる遮光部材を構成してもよい。また、第1容量電極4aおよび第2容量電極5aのうちの少なくとも一方を遮光性電極とし、かかる遮光性電極によって、画素電極9aの側から半導体膜31aと平面視で重なる遮光部材を構成してもよい。
上述した実施形態に係る電気光学装置100を用いた電子機器について説明する。図18は、本発明を適用した電気光学装置100を用いた投射型表示装置の概略構成図である。図18には、偏光板等の光学素子の図示を省略してある。図18に示す投射型表示装置2100は、電気光学装置100を用いた電子機器の一例である。投射型表示装置2100において、電気光学装置100がライトバルブとして用いられ、装置を大きくすることなく高精細で明るい表示が可能である。この図に示されるように、投射型表示装置2100の内部には、ハロゲンランプ等の白色光源を有するランプユニット等からなる光源部2102が設けられている。光源部2102から射出された投射光は、内部に配置された3枚のミラー2106および2枚のダイクロイックミラー2108によってR(赤)色、G(緑)色、B(青)色の3原色に分離される。分離された投射光は、各原色に対応するライトバルブ100R、100Gおよび100Bにそれぞれ導かれ、変調される。なお、B色の光は、他のR色やG色と比較すると光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ2122、リレーレンズ2123および出射レンズ2124を有するリレーレンズ系2121を介して導かれる。
なお、投射型表示装置については、光源部として、各色の光を出射するLED光源等を用い、かかるLED光源から出射された色光を各々、別の液晶装置に供給するように構成してもよい。
本発明を適用した電気光学装置100を備えた電子機器は、上記実施形態の投射型表示装置2100に限定されない。例えば、投射型のヘッドアップディスプレイ、直視型のヘッドマウントディスプレイ、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ等の電子機器に用いてもよい。
Claims (13)
- 基板本体と、
画素電極と、
前記基板本体と前記画素電極との間の層で第1方向に延在する遮光性の第1走査線と、
前記第1走査線と前記画素電極との間の層で前記第1走査線と平面視で重なるように前
記第1方向に延在する半導体膜、および前記画素電極の側から前記半導体膜にゲート絶縁
膜を介して重なるゲート電極を有するトランジスターと、
前記ゲート電極と前記画素電極との間の層で前記第1方向と交差する第2方向に延在す
るデータ線と、
前記ゲート電極と平面視で重なる第1コンタクト部と、
前記半導体膜の側方で前記半導体膜に沿って前記第1方向に延在する部分を含み、前記
第1走査線と平面視で重なる第2コンタクト部と、
前記データ線および前記画素電極の一方と前記半導体膜とを前記第1走査線と平面視で
重なる位置で電気的に接続するための第3コンタクト部と、
前記ゲート電極と前記画素電極との間の層で前記第3コンタクト部から前記第2方向に
離間する位置を通って前記第1走査線と平面視で重なるように前記第1方向に延在し、前
記第1コンタクト部を介して前記ゲート電極と電気的に接続するとともに、前記第2コン
タクト部を介して前記第1走査線と電気的に接続する遮光性の第2走査線と、
を備えることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1に記載の電気光学装置において、
前記半導体膜は、前記ゲート電極と平面視で重なるチャネル領域と、前記チャネル領域
から前記第1方向の一方側に離間し、前記データ線が電気的に接続された第1領域と、前
記チャネル領域と前記第1領域との間に設けられ、前記第1領域より不純物濃度が低い第
1低濃度領域と、前記チャネル領域から前記第1方向の他方側に離間し、前記画素電極が
電気的に接続された第2領域と、前記チャネル領域と前記第2領域との間に設けられ、前
記第2領域より不純物濃度が低い第2低濃度領域と、を有し、
前記第2コンタクト部は、前記半導体膜の側方の両側のうちの少なくとも一方側で前記
第2低濃度領域に沿って延在する部分を含むことを特徴とする電気光学装置。 - 請求項2に記載の電気光学装置において、
前記第2コンタクト部は、前記半導体膜の側方の両側で前記第2低濃度領域に沿って延
在する部分を含むことを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1から3までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記第2走査線は、前記第1コンタクト部で前記ゲート電極を介して前記半導体膜と交
差するように延在していることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1から4までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記データ線および前記画素電極の他方と前記半導体膜とを前記第1走査線と平面視で
重なる位置で電気的に接続するための第4コンタクト部を備え、
前記第2走査線は、前記第3コンタクト部および前記第4コンタクト部から前記第2方
向に離間する位置を通って前記第1方向に延在していることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1から5までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記第1コンタクト部と前記第2コンタクト部とは平面視で繋がっていることを特徴と
する電気光学装置。 - 請求項1から6までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記第2走査線と前記画素電極との間の層には前記半導体膜と平面視で重なる容量素子
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1から7までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記第2走査線と前記画素電極との間の層には前記半導体膜と平面視で重なる遮光部材
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1から8までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記第1走査線と前記半導体膜との間の層に設けられた第1層間絶縁膜と、
前記ゲート電極および前記ゲート絶縁膜を覆う第2層間絶縁膜と、
前記第2層間絶縁膜を覆う第3層間絶縁膜と、
を備え、
前記第1コンタクト部は、前記第2層間絶縁膜を貫通し、
前記第2コンタクト部は、前記第1層間絶縁膜および前記第2層間絶縁膜を貫通してい
ることを特徴とすることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項9に記載の電気光学装置において、
前記第1走査線と平面視で重なるように延在して前記第1コンタクト部および前記第2
コンタクト部を構成する溝が形成され、
前記第2走査線は、前記溝の内壁を覆うように形成されていることを特徴とする電気光
学装置。 - 請求項10に記載の電気光学装置において、
前記溝は、前記第1走査線に対応して、前記第1方向で全体が繋がっていることを特徴
とする電気光学装置。 - 請求項8に記載の電気光学装置において、
前記第1走査線と前記半導体膜との間の層に設けられた第1層間絶縁膜と、
前記ゲート電極および前記ゲート絶縁膜を覆う第2層間絶縁膜と、
を備え、
前記第2コンタクト部は、前記第1層間絶縁膜を貫通し、
前記第2走査線は、前記第1層間絶縁膜と前記第2層間絶縁膜との間で延在しているこ
とを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1から12までの何れか一項に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電
子機器。
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