JP4957023B2 - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置、及びそのような電気光学装置を具備してなる液晶プロジェクタ等の電子機器の技術分野に関する。

この種の電気光学装置の一例である液晶装置は、直視型ディスプレイのみならず、例えば投射型表示装置の光変調手段（ライトバルブ）としても多用されている。液晶装置においては、年々解像度の向上が求められており、特に投射型表示装置のライトバルブとして用いる場合、ライトバルブ上の画像を拡大表示することから高解像度化への要求がより一層厳しくなっている。一方、明るい画像を確保すべく、画素の開口率を確保することも要求されている。

特に投射型表示装置の場合、光源からの強い光が液晶ライトバルブに入射されるため、この光によって液晶ライトバルブ内のＴＦＴがリーク電流の増大や誤動作等を生じないよう、入射光を遮るための遮光膜が液晶ライトバルブに内蔵されている一方、コントラストの低下を抑止するために、画素の開口領域における光抜けを抑制する技術も提案されている。例えば、特許文献１は、遮光膜の縁に対して所定方向に偏光軸を有する光の光抜けを低減する技術を開示している。

また、この種の遮光膜は、アクティブマトリクス方式の液晶ライトバルブにおいて、ＴＦＴ部分のみならず、データ線や走査線に沿う部分も遮光するようにＴＦＴ等の半導体素子から見て光の入射側に格子状に形成されるのが一般的である。加えて、金属等の導電性材料を所定の形状にパターニングすることによって、遮光膜をＴＦＴ等の半導体素子が形成されたＴＦＴアレイ基板上の配線として共用する場合もある。

特開２００５−２３４５２４号公報

しかしながら、遮光膜を配線として共用する場合、ＴＦＴアレイ基板上のレイアウトに応じて配線のパターン形状が制限されることに加え、配線として共用される遮光膜のパターニング精度が、必要とされるパターニング精度に十分に追従できていない技術的問題点がある。より具体的には、例えば蓄積容量に固定電位を供給する容量配線は、光抜けを低減する観点からみれば、容量配線は、画素の開口領域の間に格子状に延びる非開口領域に沿って互いに異なる方向に延びる部分から構成される。このような互いに異なる方向に延びる部分が交差する交差部脳の縁に相当する角部は、理想的には平面的に見て直角に形成されていることが望ましいが、ステッパの解像度或いは遮光膜の膜厚に応じて十分なパターニング精度で遮光膜をパターニングする困難であり、互いに異なる方向に延びる部分に対して交差部の角部が斜め、或いは若干鈍った曲線状に形成されてしまう。このような角部が形成された場合、この角部を介して偏光した光が、液晶装置に設けられる偏光板を介して画素の開口領域から抜けてしまう光抜けが生じることがある。このような光抜けが生じた場合、表示画像のコントラストを高めることが困難となる。

よって、本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、例えば、画素における光抜けが低減されたライトバルブ等の電気光学装置、及びそのような電気光学装置を具備してなるプロジェクタ等の電子機器を提供することを課題とする。

本発明の第１の発明に係る電気光学装置は上記課題を解決するために、第１基板上の表示領域を構成する複数の画素の夫々に設けられた画素電極と、前記画素電極に電気的に接続された薄膜トランジスタと、一方の電極が前記画素電極に電気的に接続され、他方の電極が容量配線に電気的に接続された蓄積容量と、前記表示領域において互いに交差する第１方向及び第２方向の夫々に延びており、前記画素毎の開口領域を互いに隔てる非開口領域に形成された第１遮光膜とを備え、前記容量配線は、前記第１方向に沿って延びる第１部分及び前記第２方向に沿って延びる第２部分、並びに前記第１部分及び前記第２部分が互いに交差する交差部に対応して前記非開口領域のうち前記第１遮光膜に重なる領域において前記第１部分及び第２部分の少なくとも一方を切り欠いてなる切り欠き部を有する。

本発明の第１の発明に係る電気光学装置では、画像表示領域の典型例である表示領域は、当該表示領域の第１方向及び第２方向の夫々に沿ってマトリクス状に配列された複数の画素から構成されている。

第１遮光膜は、第１方向及び第２方向の夫々に沿って部分的に、或いは連続して形成されている。ここで、「部分的に」とは、第１遮光膜が第１方向及び第２方向の夫々に沿って延びる部分を有していればよい意味であり、第１遮光膜は、開口領域を隔てる非開口領域において互いに分離された複数の遮光膜であってもよい。第１遮光膜は、例えばＴＦＴアレイ基板等の第１基板上に形成された走査線と共用されており、ＡＬ等の導電性を有する金属材料を所定形状にパターングすることによって形成されている。

ここで、「開口領域」とは、実質的に光が透過する画素内の領域であり、例えば、画素電極が形成される領域であって、透過率の変更に応じて液晶を抜けてきた出射光の階調を変化させることが可能となる領域である。言い換えれば、開口領域は、画素に集光される光が配線、遮光膜、半導体素子等で遮られることがない領域を意味する。「非開口領域」とは、表示に寄与する光が透過しない領域を意味し、例えば画素内に非透明な配線或いは電極等が配設されている領域を意味する。

第２遮光膜は、画素電極を駆動するための配線の少なくとも一部を構成するように、当該配線に必要とされるパターン形状に合わせて第１方向に延びる第１部分及び第２方向に延びる第２部分を有している。第２遮光膜は、例えばＡＬ等の導電性を有する金属材料で構成されており、第１部分及び第２部分が互いに交差する交差部に対応して非開口領域のうち第１遮光膜に重なる領域において第１部分及び第２部分の少なくとも一方を切り欠いてなる切り欠き部を有している。

ここで、「交差部に対応して」とは、交差部毎及び交差部の近傍において、という意味であり、切り欠き部は、第２遮光膜をパターニングする際に第１部分及び第２部分に対して斜め、或いは曲線状を持って交わるように形成された角部によって非開口領域の一部が規定されないように、非開口領域のうち第１遮光膜に重なる領域において第１部分及び第２部分の少なくとも一方を切り欠いて形成されている。より具体的には、交差部の縁である角部によって非開口領域の一部が規定されている場合、角部に対して所定方向に偏光する光が第２遮光膜によって遮光されず、光抜けが生じ、コントラストが低下してしまう。

そこで、本発明では、このような光抜けが生じないように、予め第１部分及び第２部分に対して斜め、或いは曲線状に交わるように形成される角部が非開口領域のうち第１遮光膜に重なる領域に位置するように切り欠き部が形成されている。より具体的には、切り欠き部の縁である角部がフォトリソグラフィー等のパターンニング精度に応じて若干の鈍り（即ち、第１部分及び第２部分に対して、斜めに、或いは曲線状に交わるように）を持った形状として形成された場合でも、切り欠き部が第１遮光膜に重なるように形成されている。裏を返せば、第２遮光膜のうち非開口領域を規定する部分には、光抜けを生じさせる角部が形成されていないため、コントラストの低下を招くことがない。即ち、本発明では、第２遮光膜のパターニングする際にパターニング精度に応じて生じる光抜けを低減するために、第２遮光膜の交差部近傍におけるパターン形状を変更することによって、より具体的には切り欠き部を設けることによって光抜けを低減できる。

以上、説明したように、本発明の第１の発明に係る電気光学装置によれば、画素の開口領域における光抜けを低減でき、画像を表示する際のコントラストを高めることが可能となる。

本発明の第２の発明に係る電気光学装置は上記課題を解決するために、第１基板上の表示領域を構成する複数の画素の夫々に設けられた画素電極と、前記画素電極に電気的に接続された薄膜トランジスタと、一方の電極が前記画素電極に電気的に接続され、他方の電極が容量配線に電気的に接続された蓄積容量と、前記第１基板に対向配置された第２基板の基板面における前記表示領域に重なる領域において互いに交差する第１方向及び第２方向の夫々に延びており、前記画素毎の開口領域を互いに隔てる非開口領域に形成された第３遮光膜とを備え、前記容量配線は、前記第１方向に沿って延びる第１部分及び前記第２方向に沿って延びる第２部分、並びに前記第１部分及び前記第２部分が互いに交差する交差部に対応して前記非開口領域のうち前記第３遮光膜に重なる領域において前記第１部分及び第２部分の少なくとも一方を切り欠いてなる切り欠き部を有する。

本発明の第２の発明に係る電気光学装置によれば、上述した本発明の第１の発明に係る電気光学装置と同様に、開口領域における光抜けを低減でき、コントラストを高めることが可能となる。

尚、本発明では、第３遮光膜は、例えばＴＦＴアレイ基板に対向配置される対向基板等の第２基板に形成された、所謂ブラックマトリクスと称される遮光膜であり、第２遮光膜が有する切り欠き部がブラックマトリックスに重なる領域に形成されていることによって、開口領域における光抜けを低減でき、コントラストを高めることが可能である。

本発明の第１及び第２の発明に係る電気光学装置の一の態様では、前記切り欠き部は、前記開口領域の四隅の少なくとも一の隅に対応して形成されていてもよい。

この態様によれば、光抜けを低減する効果は相応に得られる。より一層光抜けを低減するためには、開口領域の四隅に含まれる２以上の隅に対応して設けられた第２遮光膜の交差部に応じて切り欠き部を設けておいてもよい。

この態様では、前記切り欠き部は、前記一の隅に設けられた庇部に重なるように設けられていてもよい。

この態様によれば、庇部によって切り欠き部を透過した光を遮ることができる。このような庇部は、例えば第１遮光膜の一部として形成されており、第１方向及び第２方向の夫々に対して斜めに延びる方向にその縁が延在するように形成される。

本発明の第１及び第２の発明に係る電気光学装置の他の態様では、前記切り欠き部の平面形状は、前記第１方向及び第２方向の少なくとも一方の方向に沿った向きに開口する開口部を備えた矩形状であってもよい。

この態様によれば、汎用のエッチング法を用いて切り欠き部を形成できる。

この態様では、前記切り欠き部は、前記四隅のうち前記開口領域を透過する透過光の偏光方向に沿って並ぶ隅の夫々に対応して形成されていてもよい。

この態様によれば、光抜けが生じ易い位置、即ち四隅のうち開口領域を透過する透過光の偏光方向に沿って並ぶ隅に対応して切り欠き部を夫々設けておいてもよい。より具体的には、例えば電気光学装置の一例である液晶装置では、開口領域を透過する光の偏光方向と一致する配向膜のラビング方向に沿って並ぶ隅に対応して切り欠き部を設けておくことによって、第２遮光膜のパターン形状の変更部分を少なくしつつ、効果的に光抜けを抑制できる。

本発明の第１及び第２の発明に係る電気光学装置の他の態様では、前記交差部に対応して前記画素毎に設けられた薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタより上層側に形成された蓄積容量とを備え、前記配線は、前記蓄積容量上に配置された層間絶縁膜を下地として前記非開口領域内に形成されると共に前記層間絶縁膜を形成されたコンタクトホールを介して前記蓄積容量の固定電位側電極と電気的に接続された容量配線であってもよい。

この態様によれば、第２遮光膜が容量配線の少なくとも一部であることにより、薄膜トランジスタと画素電極との間に介在する蓄積容量に固定電位を供給できる。これにより、画素電極における電位保持特性が向上し、表示の高コントラスト化が可能となる。

ここで、「コンタクトホール」とは、層間絶縁膜の上下に形成される導電層を互いに導通させるために層間絶縁膜を厚み方向に沿って設けられた穴を指しており、例えば、上側の導電層がその内部に落としこまれる結果、下側の導電層と接する場合（即ち、所謂コンタクトホールである場合）や、内部に導電材料を埋め込み、その一端を上側の導電層に接触させ、他端を下側の導電層に接触させる場合（即ち、プラグとして形成される場合）を含む。加えて、このようなコンタクトホールによれば、容量配線及び蓄積容量の固定電位側電極を電気的に接続できる。

本発明に係る電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置を備えている。

本発明に係る電子機器によれば、上述した本発明に係る電気光学装置を具備してなるので、高品位の表示が可能な、投射型表示装置、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明に係る電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置等も実現することが可能である。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。

以下、図面を参照しながら本発明の第１及び第２の発明に係る電気光学装置、並びに本発明に係る電子機器の各実施形態を説明する。

（第１実施形態）
（電気光学装置の全体構成）
先ず、図１及び図２を参照しながら本実施形態に係る電気光学装置を説明する。図１は、ＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た電気光学装置の平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ´断面図である。本実施形態では、電気光学装置の一例として、駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例に挙げる。

図１及び図２において、液晶装置１では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、複数の画素部が設けられる表示領域たる画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。

シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。即ち、本実施形態の電気光学装置は、プロジェクタのライトバルブ用として小型で拡大表示を行うのに適している。

シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。尚、画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域が存在する。言い換えれば、本実施形態においては特に、ＴＦＴアレイ基板１０の中心から見て、この額縁遮光膜５３より以遠が周辺領域として規定されている。

周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域１０ａの両側に設けられた二つの走査線駆動回路１０４間をつなぐため、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして複数の配線１０５が設けられている。

対向基板２０の４つのコーナー部には、両基板間の上下導通端子として機能する上下導通材１０６が配置されている。他方、ＴＦＴアレイ基板１０にはこれらのコーナー部に対向する領域において上下導通端子が設けられている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。

図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング素子としてのＴＦＴや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極９ａ上に、配向膜が形成されている。他方、対向基板２０上には、対向電極２１の他、格子状又はストライプ状の遮光膜２３、更には最上層部分に配向膜が形成されている。液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。

ＴＦＴアレイ基板１０は例えば石英基板、ガラス基板等の透明基板、あるいはシリコン基板等の半導体基板である。対向基板２０もＴＦＴアレイ基板１０と同様に透明基板である。

ＴＦＴアレイ基板１０には、画素電極９ａが設けられており、その上側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜が設けられている。例えば、画素電極９ａはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などの透明導電性膜からなり、配向膜は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。

対向基板２０には、その全面に渡って対向電極２１が設けられており、その下側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜２２が設けられている。対向電極２１は例えば、ＩＴＯ膜などの透明導電性膜からなる。配向膜２２は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。

対向基板２０には、格子状又はストライプ状の遮光膜２３を設けられている。このような構成を採ることで、上部容量電極３００として設けられた上側遮光膜と併せ、ＴＦＴアレイ基板１０側からの入射光のチャネル領域１ａ´ないしその周辺への侵入を阻止するのをより確実に阻止することができる。

このように構成され、画素電極９ａと対向電極２１とが対面するように配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶層５０が形成される。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配向膜により所定の配向状態をとる。

尚、図１及び図２に示した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等の駆動回路に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路７が設けられている。また、複数のデータ線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電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等が基板上に形成されていてもよい。

（画素部の電気的な接続構成）
次に、図３を参照しながら、液晶装置１の画素部の電気的な接続構成を詳細に説明する。図３は、液晶装置１の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。

図３において、液晶装置１の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素の夫々には、画素電極９ａ及びＴＦＴ３０が形成されている。ＴＦＴ３０は、画素電極９ａに電気的に接続されており、液晶装置１の動作時に画素電極９ａをスイッチング制御する。画像信号が供給されるデータ線６ａは、ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。

ＴＦＴ３０のゲートに走査線３ａが電気的に接続されており、液晶装置１は、所定のタイミングで、走査線１１ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９ａは、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎが所定のタイミングで書き込まれる。画素電極９ａを介して電気光学物質の一例としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎは、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。

液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として電気光学装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射される。ここで保持された画像信号がリークすることを防ぐために、画素電極９ａと対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０を付加されている。蓄積容量７０は、本発明の第１の発明に係る「第２遮光膜」の一例である容量配線４００を介して供給される固定電位によって画素電極９ａにおける電位保持特性を高め、コントラストやフリッカといった表示特性の向上を可能とする。

（画素部の具体的構成）
次に、上述の動作が実現される液晶装置１が備える画素部の具体的な構成について、図４乃至図６を参照して説明する。

図４乃至図６において、上述の回路要素及び画素電極９ａは、ＴＦＴアレイ基板１０上に形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば、ガラス基板、石英基板、ＳＯＩ基板、半導体基板等からなり、例えばガラス基板や石英基板からなる対向基板２０と対向配置されている。回路要素は画素電極９ａを駆動するために設けられ、ここでは、ＴＦＴアレイ基板１０の直上から画素電極９ａの直下までの範囲内に積層された、走査線１１ａから第４層間絶縁膜４４までを指している（図６参照）。画素電極９ａ（図５中、破線９ａ´で輪郭が示されている）は縦横に区画配列された表示領域の各々に配置され、その境界にデータ線６ａ及び、本発明の第１の発明に係る「第１遮光膜」の一例である走査線１１ａが格子状に配列するように形成されている（図４及び図５参照）。画素部７０が形成された画素の開口領域は、後に詳細に説明する走査線１１ａ及び容量配線４００等の格子状に配置された遮光膜によって略矩形状の平面形状を有している。

各回路要素を構成するパターニングされた導電膜は、下から順に走査線１１ａを含む第１層、ゲート電極３ａを含む第２層、蓄積容量７０の固定電位側容量電極を含む第３層、データ線６ａ等を含む第４層、容量配線４００等を含む第５層からなる。また、第１層−第２層間には下地絶縁膜１２、第２層−第３層間には第１層間絶縁膜４１、第３層−第４層間には第２層間絶縁膜４２、第４層−第５層間には第３層間絶縁膜４３、第５層と画素電極９ａの間には第４層間絶縁膜４４が夫々設けられ、前述の各要素間が短絡することを防止している。尚、このうち、第１層から第３層が下層部分として図４に示され、第４層、第５層及び画素電極９ａが上層部分として図５に示されている。

（第１層の構成−走査線等−）
第１層は、走査線１１ａで構成される。走査線１１ａは、図４に示す、本発明の第１の発明に係る「第１方向」の一例であるＸ方向に沿って延びる本線部と、データ線６ａ或いは容量配線４００が延在する図４に示す、本発明の第１の発明における「第２方向」の一例であるＹ方向に延びる突出部とからなる形状にパターニングされている。このような走査線１１ａは、例えばＡＬ等の遮光性を有する導電材料を用いて形成されている。走査線１１ａは、導電性ポリシリコン、或いはＴｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ等の高融点金属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、ポリシリサイド又はこれらの積層体等により形成することも可能である。

（第２層の構成−ＴＦＴ等−）
第２層は、ＴＦＴ３０及び中継電極７１９で構成されている。ＴＦＴ３０は、例えばＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造とされ、ゲート電極３ａ、半導体層１ａ、ゲート電極３ａと半導体層１ａを絶縁するゲート絶縁膜を含んだ絶縁膜２を備えている。ゲート電極３ａは、例えば導電性ポリシリコンで形成される。半導体層１ａは、例えばポリシリコンからなり、チャネル領域１ａ´、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、並びに高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅからなる。尚、ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ構造を有することが好ましいが、低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに不純物打ち込みを行わないオフセット構造であってもよいし、ゲート電極３ａをマスクとして不純物を高濃度に打ち込んで高濃度ソース領域及び高濃度ドレイン領域を形成する自己整合型であってもよい。また、中継電極７１９は、例えばゲート電極３ａと同一膜として形成される。

ＴＦＴ３０のゲート電極３ａは、下地絶縁膜１２に形成されたコンタクトホール１２ｃｖを介して走査線１１ａに電気的に接続されている。下地絶縁膜１２は、例えばシリコン酸化膜等からなり、第１層と第２層の層間絶縁機能の他、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に形成されることで、基板表面の研磨による荒れや汚れ等が惹き起こすＴＦＴ３０の素子特性の変化を防止する機能を有している。

（第３層の構成−蓄積容量等−）
第３層は、蓄積容量７０で構成されている。蓄積容量７０は、容量電極３００と下部電極７１とが誘電体層を介して対向配置された構成となっている。このうち、容量電極３００は、容量配線４００に電気的に接続されている。下部電極７１は、ＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅ及び画素電極９ａの夫々に電気的に接続されている。

下部電極７１と高濃度ドレイン領域１ｅとは、第１層間絶縁膜４１に開孔されたコンタクトホール８３を介して接続されている。また、下部電極７１と画素電極９ａとは、コンタクトホール８８１、８８２、８０４、及び中継電極７１９、第２中継電極６ａ２、第３中継電極４０２により各層を中継し、コンタクトホール８９において電気的に接続されている。

容量電極３００、及び下部電極７１には、例えば導電性のポリシリコンが用いられ、誘電体層には酸化シリコンが用いられる。第１層間絶縁膜４１は、例えば、ＮＳＧ（ノンシリケートガラス）によって形成されている。その他、第１層間絶縁膜４１には、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）等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等を用いることができる。

尚、この場合の蓄積容量７０は、図４の平面図からわかるように、画素電極９ａの形成領域にほぼ対応する表示領域に至らないように（即ち遮光領域内である非開口領域に収まるように）形成されているので、画素開口率が比較的大きく維持されている。

（第４層の構成−データ線等−）
第４層は、データ線６ａで構成されている。データ線６ａは、下から順にアルミニウム、窒化チタン、窒化シリコンの三層膜として形成されている。窒化シリコン層は、その下層のアルミニウム層と窒化チタン層を覆うように少し大きなサイズにパターニングされている。第４層には、データ線６ａと同一膜として、容量配線用中継層６ａ１及び第２中継電極６ａ２が形成されている。これらは、図５に示したように、夫々が分断されるように形成されている。

データ線６ａは、第１層間絶縁膜４１及び第２層間絶縁膜４２を貫通するコンタクトホール８１を介して、ＴＦＴ３０の高濃度ソース領域１ｄと電気的に接続されている。

容量配線用中継層６ａ１は、第２層間絶縁膜４２に開孔されたコンタクトホール８０１を介して容量電極３００と電気的に接続され、容量電極３００と容量配線４００との間を中継している。容量配線用中継層６ａ２は、前述したように、第１層間絶縁膜４１及び第２層間絶縁膜４２を貫通するコンタクトホール８８２を介して中継電極７１９に電気的に接続されている。このような層間絶縁膜４２は、例えばＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等によって形成することができる。

（第５層の構成−容量配線等−）
第５層は、容量配線４００及び第３中継電極４０２により構成されている。容量配線４００は、ＴＦＴアレイ基板１０上で画像表示領域１０ａの周囲にまで延設され、定電位源と電気的に接続されることで、固定電位とされている。容量配線４００は、図５に示すように、Ｘ方向、Ｙ方向に延在する格子状に形成され、Ｘ方向に延在する部分には、第３中継電極４０２の形成領域を確保するために切り欠きが形成されている。

容量配線４００は、Ｘ方向に延在する第１部分４００Ｘ及びＹ方向に延在する第２部分４００Ｙが交差する交差部の近傍、即ち遮光膜として機能する画素の開口領域からみれば当該開口領域の四隅に対応する位置に設けられた切り欠き部４０を有している。切り欠き部４０が設けられた領域では、容量配線４００の下層側に形成された回路要素の一部を構成する走査線１１ａが、画像表示面側に光抜けが生じないように遮光する。尚、切り欠き部４０については、後に図７を参照しながら詳細に説明する。

容量配線４００は、その下層のデータ線６ａ、走査線１１ａ、ＴＦＴ３０等を覆うように、これら回路要素の構造よりも幅広に形成されている。これにより、各回路要素は遮光され、入射光を反射させて投射画像における画素の輪郭がぼやける等の悪影響が防止されている。

容量配線４００は、第３層間絶縁膜４３に開孔されたコンタクトホール８０３を介して、容量配線用中継層６ａ１と電気的に接続されている。したがって、容量配線４００は、蓄積容量７０の固定電位側電極である容量電極３００と電気的に接続されている。

第４層には、容量配線４００と同一膜として、第３中継電極４０２が形成されている。第３中継電極４０２は、前述のように、コンタクトホール８０４及びコンタクトホール８９を介して、第２中継電極６ａ２−画素電極９ａ間を中継している。尚、これら容量配線４００及び第３中継電極４０２は、例えばアルミニウム、窒化チタンを積層した二層構造となっている。

第４層の上には、全面に第４層間絶縁膜４４が形成されている。第４層間絶縁膜４４には、画素電極９ａ−第３中継電極４０２間を電気的に接続するためのコンタクトホール８９が開孔されている。

（画素電極）
第４層間絶縁膜４４の表面は、例えばＣＭＰ処理によって平坦化され、その上に画素電極９ａが表示領域毎に配置されている（図５）。尚、画素電極９ａは、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電材料から構成されている。画素電極９ａは、配向膜１６によって覆われている。

（対向基板上の構成）
他方、対向基板２０には、その対向面の全面に対向電極２１が設けられており、更にその上（図６では対向電極２１の下側）に配向膜２２が設けられている。対向電極２１は、画素電極９ａと同様、例えばＩＴＯ膜等の透明導電性膜からなる。尚、対向基板２０と対向電極２１の間には、ＴＦＴ３０における光リーク電流の発生等を防止するため、少なくともＴＦＴ３０と正対する領域を覆うように遮光膜２３が設けられている。

以上のように構成されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０の間には、液晶層５０が設けられている。液晶層５０は、基板１０及び２０の周縁部をシール材により封止して形成した空間に液晶を封入して形成される。液晶層５０は、画素電極９ａと対向電極２１との間に電界が印加されていない状態において、ラビング処理等の配向処理が施された配向膜１６及び配向膜２２によって、所定の配向状態をとるようになっている。

（切り欠き部の構成）
次に、容量配線４００に形成された切り欠き部４０について、図７乃至図９を参照して詳細に説明する。図７は、液晶装置１の構成要素の一部を抜き出して示した平面図であり、図８は、図７の領域Ｃ１を拡大して示した拡大図である。図９は、図８の領域Ｃ２を拡大して示した拡大図である。尚、図７では、説明を簡便にするためにＴＦＴアレイ基板１０上の互いに異なる層に形成された走査線１１ａ、容量配線４００及びデータ線６ａを重ねて示している。

図７において、切り欠き部４０は、容量配線４００を構成する第１部分４００Ｘ及び第２部分４００Ｙが交差する交差部の角部の近傍たる、開口領域の四隅に対応する領域に形成されている。より具体的には、切り欠き部４０は、開口領域の四隅に対応する領域のうち走査線１１ａの庇部１１Ａに重なるように、図中Ｙ方向に沿って第１部分４００Ｘを部分的に切り欠いた平面形状を有している。したがって、第１部分４００Ｘ及び第２部分４００Ｙが交差する交差部の近傍の領域たる領域Ｃ１では、庇部１１Ａが切り欠き部４０より開口領域側に位置しており、切り欠き部４０の全体が、平面的にみて走査線１１ａの内側に位置している。即ち、庇部１１Ａが非開口領域及び開口領域の境界を部分的に構成している。

ここで、第１部分４００Ｘ及び第２部分４００Ｙが交差する交差部４００Ｃの角部が、庇部１１Ａより開口領域側に位置している場合には、庇部１１Ａに代わって交差部４００Ｃの角部が遮光膜の一部として機能する。

しかしながら、容量配線４００をパターニングする際に、フォトリソグラフィーの解像度、即ちステッパの解像度が十分な精度を持っていない場合には、第１部分及４００Ｘ及び第２部分４００Ｙに対して斜め、或いは曲線形状にパターニングされた角部を有する交差部４００Ｃが形成されてしまい、このような角部によって当該角部の傾きに応じた所定方向に偏光する光が遮光されず、画素において光抜けが生じてしまう。特に、本実施形態では、図５に示したように、第２部分４００Ｙから第１部分４００ＸをＸ方向に沿って延在させることによって、蓄積容量７０の固定電位側電極及び容量配線４００を電気的に接続するためのコンタクトホール８０３に容量配線４００を電気的に接続しなければならないというレイアウト上及び回路構成上の制約がある。したがって、第１部分４００Ｘ及び第２部分４００Ｙが交差する交差部４００Ｃが形成されることになり、これに伴い交差部４００Ｃの角部が形成されることになる。

そこで、本実施形態では、切り欠き部４０全体が走査線１１ａの庇部１１Ａに重なっているため、図中Ｘ方向及びＹ方向に対して直角となる縁によって切り欠き部４０の角部が構成されていない場合、より具体的には、当該角部が若干の鈍りを持った平面形状を有している場合でも、領域Ｃ１において切り欠き部４０で遮光されなかった光は、走査線１１ａの庇部１１Ａによって遮光される。言い換えれば、本実施形態では、ステッパの解像度が狙いのパターン形状を形成可能なほど十分な精度を有していない場合でも、遮光膜としても機能する容量配線４００のうち光抜けが生じ易い部分を他の遮光膜に重なるように形成することによって、光抜けを低減できる。

したがって、走査線１１ａに重なる切り欠き部４０によれば、開口領域における光抜けを低減でき、液晶装置１が画像等を表示する際のコントラストを高めることが可能である。尚、本実施形態では、開口領域の四隅に対応する領域、言い換えれば第１部分４００Ｘ及び第２部分４００Ｙが交差する交差部４００Ｃの４つの角部の夫々に対応するように切り欠き部４０が４つ設けられているが、これら４つの切り欠き部４０のうち少なくとも一つが設けられていれば、光抜けを低減する効果は相応に得られる。

次に、図８を参照しながら切り欠き部４０の形状及びサイズを説明する。尚、以下にあげる具体的な寸法は、本願発明者が光抜けの効果を確認した試料におけるものであり、本発明に係る「切り欠き部」のサイズは、本実施形態で挙げたサイズに限定されるものではないことに留意されたい。

図８において、切り欠き部４０は、開口領域に開口するように容量配線４００が部分的に切り欠かれた矩形状の平面形状を有しており、図中Ｘ方向に沿った幅Ｗ３は、０．７５μであり、Ｙ方向に沿った幅Ｗ２は０．７５μｍである。Ｙ方向に沿って互いに対向する切り欠き部４０の間隔、即ち切り欠き部４０が設けられた部分における容量配線４００の幅Ｗ１は、１．０μｍである。このような容量配線４００及び切り欠き部４０によれば、開口領域における光抜けを画質に支障が生じない範囲まで低減できる。

次に、図９を参照しながら、切り欠き部４０が有する角部の平面形状を説明する。

図９において、縁部４００ａは、本願発明者が容量配線４００をパターニングした際に形成された切り欠き部４０の縁部であり、理想的な角部を基準とした場合の解像度の不十分さの尺度の一例である縁部４００ａの幅Ｗ５は、０．３５μｍである。このような解像度を用いた場合には、容量配線４００に切り欠き部４０を設けることは、光抜けを低減するために有効な手段となる。縁部４００ｂは、切り欠き部４０のパターニング精度を高めた際の縁部の一例であり、理想的な角部を基準とした場合の解像度の不十分さの尺度の一例である縁部４００ｂの幅Ｗ５は、０．２５μｍである。縁部４００ｂを形成可能な解像度によれば、容量配線４００に切り欠き部４０を設けることなく、光抜けを低減することも可能である。尚、本実施形態によれば、容量配線４００を形成する際の解像度が十分に高くない状態で光抜けを低減することができる点で格別の効果を有している。

（変形例）
次に、図１０乃至図１２を参照しながら、切り欠き部の変形例を説明する。図１０乃至図１２の夫々は、切り欠き部の変形例を示した平面図であり、図１０及び図１１は、図７に示した領域Ｃ１に対応している。図１２は、図７に対応する平面図である。尚、以下の各例及び実施形態では、上述の液晶装置１と共通する部分に共通の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。

図１０において、切り欠き部４０ａは、交差部４００Ｃの近傍において、第１部分４００Ｘ及び第２部分４００Ｙの両方を部分的に切り欠いた平面形状を有している。切り欠き部４０ａ全体は、不図示の走査線１１ａの庇部１１Ａに重なっており、切り欠き部４０ａで遮光されなかった光は、庇部１１Ａによって遮光される。

図１１において、切り欠き部４０ｂは、交差部４００Ｃの近傍において、第２部分４００Ｙの両方を部分的に切り欠いた平面形状を有している。切り欠き部４０ｂ全体は、不図示の走査線１１ａの庇部１１Ａに重なっており、切り欠き部４０ｂで遮光されなかった光は、庇部１１Ａによって遮光される。

図１２において、切り欠き部４０ｃは、各交差部４００Ｃに対応して、図中矢印で示したラビング方向、即ち開口領域を透過する光の偏光方向に沿って配置されている。ここで、容量配線４００は、交差部４００Ｃの近傍に延びる容量配線４００のうち切り欠き部４０ｃが形成されなかった領域に設けられた庇部４００Ｂを有している。庇部４００Ｂによれば、仮にパターニングの解像度が十分でなく、庇部４００Ｂが直角に交わる縁で構成されていない場合であっても、光抜けを低減することが可能である。即ち、光の偏光方向に応じて、光抜けし易い方向に沿って切り欠き部が設けられていれば、光抜けを低減する効果は相応に得られる。

加えて、本例では、切り欠き部を設けない部分に庇部４００Ｂを設けることができるため、容量配線４００の下層側に位置するＴＦＴ３０の半導体層１ａに対する光の遮蔽を効果的に行うことができる。即ち、半導体層１ａに対して斜め上方から進入する光を、庇部が反射又は吸収することにより、ＴＦＴ３０における光リーク電流の発生を抑制し、フリッカ等のない高品質な画像を表示することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、図１３を参照しながら、本発明の第２の発明に係る電気光学装置の実施形態を説明する。尚、本実施形態では、容量配線４００、容量配線４００に設けられた切り欠き部４０ａ、及び容量配線４０の上層側に位置する、所謂ブラックマトリクスと称される遮光膜２３の相対的な位置関係に特徴を有している。

図１３において、本実施形態に係る液晶装置は、本発明の第２の発明に係る「第３遮光膜」の一例である遮光膜２３を備えている。遮光膜２３は、第１実施形態と同様に対向基板２１に形成されており、各画素の配置に対応して格子状に形成されている。

容量配線４００に設けられた切り欠き部４０ａは、その全体が遮光膜２３に重なるように形成されている。したがって、第１実施形態と同様に、ＴＦＴアレイ基板１０上において切り欠き部４０ａが配置された領域では、遮光膜２３が光抜けを低減するように遮光可能である。

したがって、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に開口領域における光抜けを低減でき、画像を表示する際にコントラストを高めることが可能である。尚、本実施形態でも、第１実施形態で述べた切り欠き部の形成位置及び形状等と同様の変形例を適用可能であることは言うまでもない。

以上、説明したように第１及び第２実施形態の各実施形態に係る液晶装置によれば、容量配線４００のレイアウトを大きく変更することなく、画素の開口領域における光抜けを低減できる。したがって、コントラストを高めることができ、液晶装置によって表示される画像の表示品位を向上させることが可能である。

（電子機器）
次に、以上詳細に説明した液晶装置を電子機器に適用する場合について説明する。

ここでは、この電気光学装置たる液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。図１４は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。この図に示されるように、プロジェクタ１１００内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド内に配置された４枚のミラー１１０６および２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶装置１００Ｒ、１００Ｂおよび１００Ｇに入射される。液晶装置１００Ｒ、１００Ｂおよび１００Ｇの構成は上述した液晶装置と同等であり、それぞれにおいて画像信号処理回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号が変調される。これらの液晶装置によって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。ダイクロイックプリズム１１１２では、ＲおよびＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。これにより各色の画像が合成され、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン１１２０等にカラー画像が投写される。

以上では、本発明の電気光学装置の一具体例として液晶装置を挙げて説明したが、本発明の電気光学装置は、その他にも例えば電子ペーパなどの電気泳動装置や、電子放出素子を用いた表示装置（Field Emission Display及びSurface-Conduction Electron-Emitter Display）等として実現することができる。また、このような本発明の電気光学装置は、先に説明したプロジェクタの他にも、テレビジョン受像機や、ビューファインダ型或い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、ページャ、電子手手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等の各種の電子機器に適用可能である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置、及びこのような電気光学装置を具備してなる電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

第１実施形態に係る電気光学装置の構成を示した平面図である。 図１のＨ−Ｈ´断面図である。 第１実施形態に係る電気光学装置の複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。 図１に示した電気光学装置の具体的な構成を表す部分平面図（その１）である。 図１に示した電気光学装置の具体的な構成を表す部分平面図（その２）である。 図４及び図５のＡ−Ａ´断面図である。 第１実施形態に係る電気光学装置の構成要素の一部を抜き出して示した平面図である。 図７の領域Ｃ１を拡大して示した拡大図である。 図８の領域Ｃ２を拡大して示した拡大図である。 第１実施形態に係る電気光学装置における切り欠き部の変形例を示す平面図である（その１）。 第１実施形態に係る電気光学装置における切り欠き部の変形例を示す平面図である（その２）。 第１実施形態に係る電気光学装置における切り欠き部の変形例を示す平面図である（その３）。 第１実施形態に係る電気光学装置における、図７に対応する平面図である。 本発明の電子機器の一実施形態に係る液晶プロジェクタの構成を表す断面図である。

符号の説明

１・・・液晶装置、１０・・・ＴＦＴアレイ基板、１１ａ・・・走査線、２３・・・遮光膜、４０、４０ａ、４０ｂ・・・切り欠き部、４００・・・容量配線

Claims (7)

1. 第１基板上の表示領域を構成する複数の画素の夫々に設けられた画素電極と、
   前記画素電極に電気的に接続された薄膜トランジスタと、
   一方の電極が前記画素電極に電気的に接続され、他方の電極が容量配線に電気的に接続された蓄積容量と、
   前記表示領域において互いに交差する第１方向及び第２方向の夫々に延びており、前記画素毎の開口領域を互いに隔てる非開口領域に形成された第１遮光膜と
   を備え、
   前記容量配線は、前記第１方向に沿って延びる第１部分及び前記第２方向に沿って延びる第２部分、並びに前記第１部分及び前記第２部分が互いに交差する交差部に対応して前記非開口領域のうち前記第１遮光膜に重なる領域において前記第１部分及び第２部分の少なくとも一方を切り欠いてなる切り欠き部を有する
   ことを特徴とする電気光学装置。
2. 第１基板上の表示領域を構成する複数の画素の夫々に設けられた画素電極と、
   前記画素電極に電気的に接続された薄膜トランジスタと、
   一方の電極が前記画素電極に電気的に接続され、他方の電極が容量配線に電気的に接続された蓄積容量と、
   前記第１基板に対向配置された第２基板の基板面における前記表示領域に重なる領域において互いに交差する第１方向及び第２方向の夫々に延びており、前記画素毎の開口領域を互いに隔てる非開口領域に形成された第３遮光膜と
   を備え、
   前記容量配線は、前記第１方向に沿って延びる第１部分及び前記第２方向に沿って延びる第２部分、並びに前記第１部分及び前記第２部分が互いに交差する交差部に対応して前記非開口領域のうち前記第３遮光膜に重なる領域において前記第１部分及び第２部分の少なくとも一方を切り欠いてなる切り欠き部を有する
   ことを特徴とする電気光学装置。
3. 前記切り欠き部は、前記開口領域の四隅の少なくとも一の隅に対応して形成されていること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
4. 前記切り欠き部は、前記一の隅に設けられた庇部に重なるように設けられていること
   を特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
5. 前記切り欠き部の平面形状は、前記第１方向及び第２方向の少なくとも一方の方向に沿った向きに開口する開口部を備えた矩形状であること
   を特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の電気光学装置。
6. 前記切り欠き部は、前記四隅のうち前記開口領域を透過する透過光の偏光方向に沿って並ぶ隅の夫々に対応して形成されていること
   を特徴とする請求項３から５の何れか一項に記載の電気光学装置。
7. 請求項１から６の何れか一項に記載の電気光学装置を具備してなること
   を特徴とする電子機器。

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