JP2017083679A - Display device and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置および電子機器に関する。 The present invention relates to a display device and an electronic apparatus.
複数の画素およびスイッチング素子が設けられた素子基板と、素子基板に対向配置された対向基板との間に液晶などを備えた表示装置が知られている。表示装置として、例えば、プロジェクターの液晶ライトバルブとして用いられる液晶表示装置などを挙げることができる。 There is known a display device including a liquid crystal or the like between an element substrate provided with a plurality of pixels and switching elements and a counter substrate disposed opposite to the element substrate. Examples of the display device include a liquid crystal display device used as a liquid crystal light valve of a projector.
液晶ライトバルブには光源からの強力な光が入射するが、スイッチング素子を構成する半導体層に光が照射されると、光リーク電流により表示画像にフリッカーや画素ムラが生じて表示品位を低下させてしまう。そのため、従来から入射する光に対する遮光性の向上が図られてきた。近年では、光源からの光量の増大とともに、従来よりも反射率の高い無機偏光板が用いられる場合もあり、液晶表示装置の光が射出される側(裏面)から入射する反射光等に対する遮光性を向上するための技術が提案されている(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。 Powerful light from the light source is incident on the liquid crystal light valve. However, when light is applied to the semiconductor layer that constitutes the switching element, flicker and pixel unevenness occur in the display image due to light leakage current, which degrades the display quality. End up. For this reason, conventionally, the light shielding performance against incident light has been improved. In recent years, with the increase in the amount of light from the light source, an inorganic polarizing plate having a higher reflectance than the conventional case may be used, so that the light shielding property against the incident light from the side from which the light of the liquid crystal display is emitted (rear surface) is blocked. A technique for improving the above has been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
特許文献1には、逆スタガード(ボトムゲート)型TFTの半導体層の下層に、金属遮光膜Aと絶縁膜(金属酸化膜または金属窒化膜)Bと金属遮光膜Cとが積層されて形成された走査線(ゲート配線)が配置される構成が開示されている。特許文献2には、半導体層の下層に第1遮光膜と第2遮光膜とが間に絶縁膜を介して積層され、第2遮光膜がゲート電位または定電圧に設定される構成が開示されている。 In Patent Document 1, a metal light-shielding film A, an insulating film (metal oxide film or metal nitride film) B, and a metal light-shielding film C are stacked below a semiconductor layer of an inverted staggered (bottom gate) TFT. A configuration in which scanning lines (gate wirings) are arranged is disclosed. Patent Document 2 discloses a configuration in which a first light-shielding film and a second light-shielding film are stacked via an insulating film between lower layers of a semiconductor layer, and the second light-shielding film is set to a gate potential or a constant voltage. ing.
また、大型の液晶表示装置で高周波の駆動信号で駆動する必要性が高まっており、一方で、小型の液晶表示装置では画素の配置ピッチが狭い中で高開口率化を図るため遮光領域が狭小化される傾向にある。そのため、遮光性を向上するとともに配線抵抗を低くするための技術が提案されている(例えば、特許文献3参照)。特許文献3には、半導体層の下層に、3層の金属膜が積層されて形成された走査線が配置される構成が開示されている。 In addition, there is an increasing need for driving with a high-frequency drive signal in a large liquid crystal display device. On the other hand, in a small liquid crystal display device, a light shielding region is narrowed in order to achieve a high aperture ratio in a narrow pixel arrangement pitch. There is a tendency to become. Therefore, a technique for improving the light shielding property and reducing the wiring resistance has been proposed (see, for example, Patent Document 3). Patent Document 3 discloses a configuration in which a scanning line formed by laminating three layers of metal films is disposed below a semiconductor layer.
しかしながら、特許文献1および特許文献2では、2層の遮光層同士は絶縁されており、走査線の配線抵抗は考慮されていない。また、特許文献3では、遮光層(走査線)が互いに接して積層された3層の金属膜で構成されており、遮光層同士の間に絶縁膜等の光屈折率が異なる層が介在する場合と比べて、遮光性が十分でないおそれがある。したがって、遮光性を従来よりも向上させつつ、走査線の配線抵抗を低くすることができる表示装置が求められている。 However, in Patent Document 1 and Patent Document 2, the two light shielding layers are insulated from each other, and the wiring resistance of the scanning line is not taken into consideration. Further, in Patent Document 3, a light shielding layer (scanning line) is composed of three layers of metal films stacked in contact with each other, and a layer having a different optical refractive index such as an insulating film is interposed between the light shielding layers. Compared to the case, there is a possibility that the light shielding property is not sufficient. Therefore, there is a demand for a display device that can reduce the wiring resistance of the scanning line while improving the light shielding performance.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]本適用例に係る表示装置は、第1の基板と、前記第1の基板に対向配置された第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に挟持された液晶層と、前記第1の基板上に画素毎に配置された、チャネル領域を含む半導体層と、前記半導体層を覆うゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層を介して前記チャネル領域に対向するように配置されたゲート電極と、を有するスイッチング素子と、を備え、前記第1の基板と前記半導体層との間に、前記第1の基板上に前記半導体層と平面視で重なるように配置され、前記ゲート電極と同電位に設定された第1の遮光層と、前記第1の遮光層を覆うように配置された第1の絶縁層と、前記第1の絶縁層上に、前記半導体層および前記第1の遮光層と平面視で重なるように配置され、前記ゲート電極と同電位に設定された第2の遮光層と、前記第2の遮光層を覆うように配置された第2の絶縁層と、を備えていることを特徴とする。 Application Example 1 A display device according to this application example includes a first substrate, a second substrate disposed opposite to the first substrate, and between the first substrate and the second substrate. A liquid crystal layer sandwiched between, a semiconductor layer including a channel region disposed on the first substrate for each pixel, a gate insulating layer covering the semiconductor layer, and the channel region via the gate insulating layer A switching element having a gate electrode disposed so as to face the first electrode, and overlaps the semiconductor layer on the first substrate in a plan view between the first substrate and the semiconductor layer. A first light-shielding layer that is disposed at the same potential as the gate electrode, a first insulating layer that is disposed to cover the first light-shielding layer, and the first insulating layer. Arranged so as to overlap the semiconductor layer and the first light-shielding layer in plan view. A second light-shielding layer that is set on the gate electrode at the same potential, characterized in that it comprises a second insulating layer disposed to cover the second light-shielding layer.
本適用例の構成によれば、第1の基板と半導体層との間に第1の遮光層と第1の絶縁層と第2の遮光層と第2の絶縁層とが配置されている。そのため、第1の基板側から半導体層側に向かって入射する光は、第1の基板と第1の遮光層との界面で反射され、さらに、第1の絶縁層と第2の遮光層との界面で反射されるので、第1の基板側から半導体層に入射する光を効果的に遮光できる。また、第1の遮光層と第2の遮光層とはともにゲート電極と同電位に設定されているため、2層の遮光層で走査線を構成でき、ゲート電極と同層にゲート配線が配置されている場合は2層の遮光層を含む3層で走査線を構成できるので、走査線の配線抵抗を低くできる。この結果、遮光性を従来よりも向上させつつ、走査線の配線抵抗を低くすることができるので、表示品質が高い表示装置を提供できる。 According to the configuration of this application example, the first light shielding layer, the first insulating layer, the second light shielding layer, and the second insulating layer are arranged between the first substrate and the semiconductor layer. Therefore, the light incident from the first substrate side toward the semiconductor layer side is reflected at the interface between the first substrate and the first light shielding layer, and further, the first insulating layer and the second light shielding layer Therefore, light incident on the semiconductor layer from the first substrate side can be effectively shielded. In addition, since both the first light-shielding layer and the second light-shielding layer are set to the same potential as the gate electrode, a scanning line can be constituted by two light-shielding layers, and the gate wiring is arranged in the same layer as the gate electrode. In this case, since the scanning line can be constituted by three layers including the two light shielding layers, the wiring resistance of the scanning line can be reduced. As a result, it is possible to reduce the wiring resistance of the scanning lines while improving the light shielding performance as compared with the conventional case, and thus it is possible to provide a display device with high display quality.
[適用例2]上記適用例に係る表示装置であって、前記第1の遮光層と前記第2の遮光層とは、前記画素間に跨って形成されていることが好ましい。 Application Example 2 In the display device according to the application example, it is preferable that the first light shielding layer and the second light shielding layer are formed across the pixels.
本適用例の構成によれば、走査線を構成する第1の遮光層と第2の遮光層とが画素間に跨って形成されているので、表示装置が大型であり走査線が長い場合でも、遮光性を向上させつつ走査線の配線抵抗を低くすることができる。 According to the configuration of this application example, since the first light shielding layer and the second light shielding layer constituting the scanning line are formed across the pixels, even when the display device is large and the scanning line is long. Further, it is possible to reduce the wiring resistance of the scanning line while improving the light shielding property.
[適用例3]上記適用例に係る表示装置であって、前記第1の遮光層または前記第2の遮光層は、前記画素毎に分断されて形成されていてもよい。 Application Example 3 In the display device according to the application example, the first light shielding layer or the second light shielding layer may be divided for each pixel.
表示装置が大型でなく配線抵抗を低くすることがそれほど重要視されない場合では、いずれか一方の遮光層が画素毎に分断された構成とすることもできる。 In the case where the display device is not large and reduction in wiring resistance is not so important, it may be configured such that either one of the light shielding layers is divided for each pixel.
[適用例4]上記適用例に係る表示装置であって、前記第1の絶縁層を貫通し、前記第1の遮光層と前記第2の遮光層とを電気的に接続する第1のコンタクトホールと第2のコンタクトホールとを有し、前記第1のコンタクトホールと前記第2のコンタクトホールとは、平面視で前記半導体層の延在方向と交差する方向における前記半導体層の両側に配置されていることが好ましい。 Application Example 4 In the display device according to the application example described above, a first contact that penetrates the first insulating layer and electrically connects the first light shielding layer and the second light shielding layer. A hole and a second contact hole, and the first contact hole and the second contact hole are arranged on both sides of the semiconductor layer in a direction intersecting with the extending direction of the semiconductor layer in plan view. It is preferable that
本適用例の構成によれば、第1の絶縁層を貫通するコンタクトホールにより第1の遮光層と第2の遮光層との間に第1の基板の法線方向に沿った一対の遮光部が形成され、この一対の遮光部が平面視で半導体層の両側に配置される。そのため、第1の基板側から第1の基板の法線方向に対して斜めに入射する光や、第1の遮光層と第2の遮光層との間で反射されて伝播される光を、コンタクトホールにより形成される遮光部で半導体層の両側から遮光できるので、遮光性を一層向上させることができる。 According to the configuration of this application example, the pair of light shielding portions along the normal direction of the first substrate between the first light shielding layer and the second light shielding layer by the contact hole penetrating the first insulating layer. The pair of light shielding portions are disposed on both sides of the semiconductor layer in plan view. Therefore, the light incident obliquely with respect to the normal direction of the first substrate from the first substrate side, or the light reflected and propagated between the first light shielding layer and the second light shielding layer, Since the light shielding portion formed by the contact hole can shield light from both sides of the semiconductor layer, the light shielding property can be further improved.
[適用例5]上記適用例に係る表示装置であって、前記第2の遮光層は、前記第1のコンタクトホールと前記第2のコンタクトホールとを埋めるように形成され、略平坦な表面を有していることが好ましい。 Application Example 5 In the display device according to the application example, the second light shielding layer is formed so as to fill the first contact hole and the second contact hole, and has a substantially flat surface. It is preferable to have.
本適用例の構成によれば、第1の絶縁層を貫通する一対のコンタクトホールを埋めて、第1の絶縁層上に略平坦な表面を有する第2の遮光層が形成される。そのため、上層側(ゲート電極側)から第2の遮光層と電気的に接続するためのコンタクトホールを形成する場合に、そのコンタクトホールを配置する位置が制約されないので、配線パターン設計の自由度を高めることができる。 According to the configuration of this application example, the second light shielding layer having a substantially flat surface is formed on the first insulating layer by filling the pair of contact holes penetrating the first insulating layer. Therefore, when forming a contact hole for electrical connection with the second light-shielding layer from the upper layer side (gate electrode side), the position where the contact hole is arranged is not restricted. Can be increased.
[適用例6]上記適用例に係る表示装置であって、前記ゲート絶縁層と前記第2の絶縁層とを貫通し、前記ゲート電極と前記第2の遮光層とを電気的に接続する第3のコンタクトホールと第4のコンタクトホールと、を有し、前記第3のコンタクトホールは前記第1のコンタクトホールと平面視で重なるように配置され、前記第4のコンタクトホールは前記第2のコンタクトホールと平面視で重なるように配置されていることが好ましい。 Application Example 6 In the display device according to the application example described above, the display device penetrates the gate insulating layer and the second insulating layer and electrically connects the gate electrode and the second light shielding layer. 3 contact holes and a fourth contact hole, the third contact hole is disposed so as to overlap the first contact hole in a plan view, and the fourth contact hole is the second contact hole. It is preferable that they are arranged so as to overlap the contact holes in plan view.
本適用例の構成によれば、第1の絶縁層を貫通し第1の遮光層と第2の遮光層とを電気的に接続する一対のコンタクトホールと、ゲート絶縁層と第2の絶縁層とを貫通しゲート電極と第2の遮光層とを電気的に接続する一対のコンタクトホールと、が平面視で重なるように配置される。そのため、コンタクトホールにより遮光される領域を小さくできるので、表示装置の開口率を向上させることができる。また、ゲート絶縁層と第2の絶縁層とを貫通するコンタクトホールにより第1の基板の法線方向に沿った一対の遮光部が形成され、この一対の遮光部が平面視で半導体層の両側に配置されるので、遮光性をより一層向上させることができる。 According to the configuration of this application example, the pair of contact holes penetrating the first insulating layer and electrically connecting the first light shielding layer and the second light shielding layer, the gate insulating layer, and the second insulating layer And a pair of contact holes that electrically connect the gate electrode and the second light shielding layer so as to overlap each other in plan view. Therefore, the area shielded by the contact hole can be reduced, so that the aperture ratio of the display device can be improved. In addition, a pair of light shielding portions along the normal direction of the first substrate is formed by a contact hole penetrating the gate insulating layer and the second insulating layer, and the pair of light shielding portions are formed on both sides of the semiconductor layer in plan view. Therefore, the light shielding property can be further improved.
[適用例7]上記適用例に係る表示装置であって、前記第1の絶縁層を貫通し、前記第1の遮光層と前記第2の遮光層とを電気的に接続する第5のコンタクトホールを有し、前記半導体層の延在方向に沿った断面視において、前記第2の遮光層は、前記第5のコンタクトホールの底部および側部と、前記第5のコンタクトホールの外側に位置する前記第1の絶縁層の表面とに亘って配置され、前記半導体層は、前記第2の絶縁層を間に介して、前記第2の遮光層を覆うように配置されていることが好ましい。 Application Example 7 In the display device according to the application example, a fifth contact that penetrates the first insulating layer and electrically connects the first light shielding layer and the second light shielding layer. The second light-shielding layer has a hole and is located at a bottom portion and a side portion of the fifth contact hole and outside the fifth contact hole in a cross-sectional view along the extending direction of the semiconductor layer. Preferably, the semiconductor layer is disposed so as to cover the second light shielding layer with the second insulating layer interposed therebetween. .
本適用例の構成によれば、半導体層の延在方向に沿った断面視において、第1の絶縁層を貫通するコンタクトホールの底部と、その側部と、さらにその外側の第1の絶縁層の表面とに亘って第2の遮光層が配置され、第2の絶縁層を介して第2の遮光層を覆うように半導体層が配置される。そのため、半導体層の実質的な長さを平面視における長さよりも長くすることができる。換言すれば、必要とする半導体層の長さに対して平面視における半導体層の長さを短くできるので、遮光領域を小さくすることが可能となり、表示装置の開口率を向上させることができる。 According to the configuration of this application example, in the cross-sectional view along the extending direction of the semiconductor layer, the bottom portion of the contact hole that penetrates the first insulating layer, the side portion thereof, and the first insulating layer on the outer side thereof The second light shielding layer is disposed over the surface of the semiconductor layer, and the semiconductor layer is disposed so as to cover the second light shielding layer with the second insulating layer interposed therebetween. Therefore, the substantial length of the semiconductor layer can be made longer than the length in plan view. In other words, the length of the semiconductor layer in plan view can be shortened with respect to the required length of the semiconductor layer, so that the light shielding region can be reduced and the aperture ratio of the display device can be improved.
[適用例8]上記適用例に係る表示装置であって、前記半導体層のうち少なくとも前記チャネル領域は、前記第5のコンタクトホールの前記底部に配置されていることが好ましい。 Application Example 8 In the display device according to the application example described above, it is preferable that at least the channel region of the semiconductor layer is disposed at the bottom of the fifth contact hole.
本適用例の構成によれば、半導体層のうち少なくともチャネル領域はコンタクトホールの底部に配置されるので、表示装置が小型である場合でもチャネル長を確保することができる。そして、チャネル領域の両側にLDD領域を有する場合は、LDD領域をコンタクトホールの底部から側部を経てさらにその外側に亘る範囲内に配置することが可能となるので、十分なLDD領域を確保できる。したがって、優れた動作特性を有するスイッチング素子を形成できる。また、半導体層の下層に配置される第2の遮光層が、チャネル領域が配置される底部と側部とさらにその外側の第1の絶縁層の表面とを覆うように配置されるので、チャネル領域に入射する光を効果的に遮光できる。 According to the configuration of this application example, at least the channel region of the semiconductor layer is disposed at the bottom of the contact hole, so that the channel length can be ensured even when the display device is small. When the LDD regions are provided on both sides of the channel region, the LDD region can be disposed within a range extending from the bottom of the contact hole to the outside through the side, and thus a sufficient LDD region can be secured. . Therefore, a switching element having excellent operating characteristics can be formed. In addition, since the second light-shielding layer disposed below the semiconductor layer is disposed so as to cover the bottom and side portions where the channel region is disposed and the surface of the first insulating layer outside the channel region, Light incident on the region can be effectively blocked.
[適用例9]上記適用例に係る表示装置であって、前記ゲート絶縁層と前記第2の絶縁層とを貫通し、前記ゲート電極と前記第2の遮光層とを電気的に接続する第3のコンタクトホールと第4のコンタクトホールと、を有し、前記第3のコンタクトホールと前記第4のコンタクトホールとは、平面視で前記半導体層の延在方向と交差する方向における前記半導体層の両側に配置されていることが好ましい。 Application Example 9 In the display device according to the application example described above, the display device penetrates through the gate insulating layer and the second insulating layer and electrically connects the gate electrode and the second light shielding layer. 3 and 4, wherein the third contact hole and the fourth contact hole are in the direction intersecting the extending direction of the semiconductor layer in plan view. It is preferable that it is arrange | positioned at both sides.
本適用例の構成によれば、ゲート絶縁層と第2の絶縁層とを貫通するコンタクトホールにより第1の基板の法線方向に沿った一対の遮光部が形成され、この一対の遮光部が平面視で半導体層の両側に配置される。そのため、第1の基板側から第1の基板の法線方向に対して斜めに入射する光や、ゲート電極と第2の遮光層との間で反射されて伝播される光を、コンタクトホールにより形成される遮光部で半導体層の両側から遮光できるので、遮光性を一層向上させることができる。 According to the configuration of this application example, the pair of light shielding portions along the normal direction of the first substrate is formed by the contact hole penetrating the gate insulating layer and the second insulating layer. Arranged on both sides of the semiconductor layer in plan view. For this reason, light incident obliquely from the first substrate side with respect to the normal direction of the first substrate or light reflected and propagated between the gate electrode and the second light shielding layer is transmitted through the contact hole. Since the formed light shielding part can shield light from both sides of the semiconductor layer, the light shielding property can be further improved.
[適用例10]上記適用例に係る表示装置であって、前記第1の絶縁層を貫通し前記第1の遮光層と前記第2の遮光層とを電気的に接続する複数のコンタクトホールを有し、前記コンタクトホールの数は、前記画素の数よりも少なくてもよい。 Application Example 10 In the display device according to the application example described above, a plurality of contact holes penetrating the first insulating layer and electrically connecting the first light shielding layer and the second light shielding layer are provided. And the number of the contact holes may be smaller than the number of the pixels.
第1の遮光層と第2の遮光層とが画素間に跨って形成されている場合では、コンタクトホールの数が画素の数よりも少ない構成とすることもできる。 In the case where the first light shielding layer and the second light shielding layer are formed across the pixels, the number of contact holes may be smaller than the number of pixels.
[適用例11]本適用例に係る電子機器は、上記適用例の表示装置を備えていることを特徴とする。 Application Example 11 An electronic apparatus according to this application example includes the display device according to the application example.
本適用例の構成によれば、安定した表示品質を有する表示装置を備えた電子機器を提供することができる。 According to the configuration of this application example, it is possible to provide an electronic apparatus including a display device having stable display quality.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大、縮小、あるいは誇張して表示している。また、説明に必要な構成要素以外は図示を省略する場合がある。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. The drawings to be used are appropriately enlarged, reduced or exaggerated so that the part to be described can be recognized. In addition, illustrations of components other than those necessary for the description may be omitted.
なお、以下の形態において、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構成物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。 In the following embodiments, for example, when “on the substrate” is described, the substrate is disposed so as to be in contact with the substrate, or is disposed on the substrate via another component, or the substrate. It is assumed that a part is arranged so as to be in contact with each other and a part is arranged via another component.
(第1の実施形態)
<液晶表示装置>
ここでは、表示装置として、薄膜トランジスター(Thin Film Transistor:TFT)を画素のスイッチング素子として備えたアクティブマトリックス型の液晶表示装置を例に挙げて説明する。この液晶表示装置は、例えば、後述する投写型表示装置(プロジェクター)の光変調素子(液晶ライトバルブ)として好適に用いることができるものである。
(First embodiment)
<Liquid crystal display device>
Here, an active matrix liquid crystal display device including a thin film transistor (TFT) as a pixel switching element will be described as an example of the display device. This liquid crystal display device can be suitably used, for example, as a light modulation element (liquid crystal light valve) of a projection display device (projector) described later.
まず、第1の実施形態に係る表示装置としての液晶表示装置について、図1Aおよび図1Bを参照して説明する。図1Aは、第1の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す概略平面図である。図1Bは、図1AのH−H’線に沿った概略断面図である。また、図2は、第1の実施形態に係る液晶表示装置の電気的な構成を示す等価回路図である。 First, a liquid crystal display device as a display device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1A and 1B. FIG. 1A is a schematic plan view showing the configuration of the liquid crystal display device according to the first embodiment. 1B is a schematic cross-sectional view taken along line H-H ′ of FIG. 1A. FIG. 2 is an equivalent circuit diagram showing an electrical configuration of the liquid crystal display device according to the first embodiment.
図1Aおよび図1Bに示すように、第1の実施形態に係る液晶表示装置1は、素子基板10と、素子基板10に対向配置された対向基板20と、素子基板10と対向基板20との間に配置された液晶層40とを備えている。素子基板10を構成する第1の基板としての基板10aと、対向基板20を構成する第2の基板としての基板20aとには、例えば、ガラスや石英などの光透過性を有する材料からなる基板が用いられている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the liquid crystal display device 1 according to the first embodiment includes an
素子基板10は対向基板20よりも一回り大きく、両基板は、額縁状に配置されたシール材42を介して接合されている。液晶層40は、素子基板10と対向基板20とシール材42とによって囲まれた空間に封入された、正または負の誘電異方性を有する液晶で構成されている。
The
シール材42は、例えば熱硬化性または紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤からなる。シール材42には、素子基板10と対向基板20との間隔を一定に保持するためのスペーサー(図示省略)が混入されている。額縁状に配置されたシール材42の内側には、対向基板20に設けられた額縁状の遮光層21が配置されている。遮光層21は、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなる。
The sealing
遮光層21の内側は、複数の画素Pが配列された表示領域Eとなっている。表示領域Eは、液晶表示装置1において、実質的に表示に寄与する領域である。なお、図1Aおよび図1Bでは図示を省略したが、表示領域E内においても、複数の画素Pを平面的に区画する格子状の遮光部が、例えば対向基板20に設けられている。
Inside the
素子基板10の1辺部のシール材42の外側には、1辺部に沿ってデータ線駆動回路51および複数の外部接続端子54が設けられている。また、その1辺部に対向する他の1辺部に沿ったシール材42の内側には、検査回路53が設けられている。さらに、これらの2辺部と直交し互いに対向する他の2辺部に沿ったシール材42の内側には、走査線駆動回路52が設けられている。
A data
検査回路53が設けられた1辺部のシール材42の内側には、2つの走査線駆動回路52を繋ぐ複数の配線55が設けられている。これらデータ線駆動回路51、走査線駆動回路52に繋がる配線は、複数の外部接続端子54に接続されている。また、対向基板20の角部には、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部56が設けられている。なお、検査回路53の配置はこれに限定されず、データ線駆動回路51と表示領域Eとの間のシール材42の内側に沿った位置に設けてもよい。
A plurality of
以下の説明では、データ線駆動回路51が設けられた1辺部に沿った方向をX方向とし、この1辺部と直交し互いに対向する他の2辺部に沿った方向をY方向とする。図1AのH−H’線の方向は、Y方向に沿った方向である。また、X方向およびY方向と直交し図1Bにおける上方に向かう方向をZ方向とする。なお、本明細書では、液晶表示装置1の対向基板20の表面の法線方向(Z方向)から見ることを「平面視」という。
In the following description, the direction along one side where the data line driving
図1Bに示すように、基板10aの液晶層40側の表面には、画素P毎に設けられたスイッチング素子としてのTFT30(図2参照)と、光透過性を有する画素電極15と、信号配線(図示しない)と、画素電極15を覆う配向膜18とが設けられている。画素電極15は、ITO(Indium Tin Oxide)やIZO(Indium Zinc Oxide)などの光透過性を有する導電膜からなる。
As shown in FIG. 1B, on the surface of the
また、本実施形態の素子基板10には、TFT30の半導体層30a(図4A参照)に光が入射してスイッチング動作が不安定になることを防ぐ遮光構造が採用されている。遮光構造については後述する。
Further, the
対向基板20の液晶層40側には、遮光層21と、層間層22と、共通電極23と、共通電極23を覆う配向膜24とが設けられている。
A
遮光層21は、図1Aおよび図1Bに示すように、平面的に走査線駆動回路52、複数の配線55や検査回路53と重なる位置に額縁状に設けられている。遮光層21は、対向基板20側から入射する光を遮蔽して、これらの駆動回路を含む周辺回路の光による誤動作を防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が表示領域Eに入射しないように遮蔽して、表示領域Eの表示における高いコントラストを確保している。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
図1Bに示す層間層22は、遮光層21を覆うように形成されている。層間層22は、例えば酸化シリコン(SiO2)などの絶縁膜で形成され、光透過性を有している。層間層22は、遮光層21などに起因する凹凸を緩和し、共通電極23が形成される液晶層40側の面が平坦となるように設けられている。層間層22の形成方法としては、例えば、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法などを用いて成膜する方法が挙げられる。
The
共通電極23は、例えばITO(Indium Tin Oxide)やIZO(Indium Zinc Oxide)などの光透過性を有する導電膜からなり、層間層22を覆うとともに、図1Aに示すように対向基板20の四隅に設けられた上下導通部56により素子基板10側の配線に電気的に接続されている。
The
配向膜18および配向膜24は、液晶表示装置1の光学設計に基づいて選定される。配向膜18および配向膜24は、例えば、ポリイミドなどの有機材料を成膜して、その表面をラビングすることにより、液晶分子に対して略水平配向処理が施されたものや、SiOx(酸化シリコン)などの無機材料を気相成長法を用いて成膜して、液晶分子に対して略垂直配向させたものが挙げられる。
The
液晶層40を構成する液晶は、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。例えば、ノーマリーホワイトモードの場合、各画素P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する。ノーマリーブラックモードの場合、各画素P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し、全体として液晶表示装置1からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が射出される。
The liquid crystal constituting the
図2に示すように、表示領域Eには、ゲート配線(走査線)3aとデータ線6aとが互いに絶縁され交差するように形成されている。ゲート配線3aが延在する方向がX方向であり、データ線6aが延在する方向がY方向である。画素Pは、ゲート配線3aとデータ線6aとの交差に対応して設けられている。画素Pのそれぞれには、画素電極15と、スイッチング素子としてのTFT30(Thin Film Transistor:薄膜トランジスター)とが設けられている。
As shown in FIG. 2, in the display area E, gate lines (scanning lines) 3a and
TFT30のソース電極31(図3参照)は、データ線6aに電気的に接続されている。データ線6aは、データ線駆動回路51(図1A参照)に接続されており、データ線駆動回路51から供給される画像信号(データ信号)S1、S2、…、Snを画素Pに供給する。データ線駆動回路51からデータ線6aに供給される画像信号S1、S2、…、Snは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣接する複数のデータ線6a同士に対してグループごとに供給してもよい。
The source electrode 31 (see FIG. 3) of the
TFT30のゲート電極30g(図3参照)は、ゲート配線(走査線)3aに電気的に接続されている。本実施形態では、ゲート電極30gはゲート配線(走査線)3aの一部である。ゲート配線(走査線)3aは、走査線駆動回路52(図1A参照)に接続されており、走査線駆動回路52から供給される走査信号G1、G2、…、Gmを各画素Pに供給する。走査線駆動回路52は、ゲート配線(走査線)3aに対して、走査信号G1、G2、…、Gmを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。TFT30のドレイン電極32(図3参照)は、画素電極15に電気的に接続されている。
A
画像信号S1、S2、…、Snは、TFT30を一定期間だけオン状態とすることにより、データ線6aを介して画素電極15に所定のタイミングで書き込まれる。このようにして画素電極15を介して液晶層40に書き込まれた所定レベルの画像信号は、対向基板20に設けられた共通電極23(図1B参照)との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。
The image signals S1, S2,..., Sn are written to the
保持された画像信号S1、S2、…、Snがリークするのを防止するため、データ線6aに沿って平行するように形成された容量線16aと画素電極15との間に保持容量16が形成され、液晶容量と並列に配置されている。このように、各画素Pの液晶に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルにより液晶の配向状態が変化する。これにより、液晶層40(図1B参照)に入射した光が変調されて階調表示が可能となる。
In order to prevent the held image signals S1, S2,..., Sn from leaking, a
なお、図1Aに示した検査回路53には、データ線6aが接続されており、液晶表示装置1の製造過程において、上記画像信号を検出することで液晶表示装置1の動作欠陥などを確認できる構成となっているが、図2の等価回路では省略している。また、検査回路53は、上記画像信号をサンプリングしてデータ線6aに供給するサンプリング回路、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供給するプリチャージ回路を含むものとしてもよい。
Note that a
<素子基板>
図3は、第1の実施形態に係る液晶表示装置の素子基板の構造を示す概略断面図である。図3に示すように、素子基板10は、第1の基板としての基板10aと、第1の遮光層としての下側遮光層3bと、第1の絶縁層としての層間絶縁層11aと、第2の遮光層としての上側遮光層3cと、第2の絶縁層としての層間絶縁層11bと、TFT30と、データ線6aと、保持容量16と、画素電極15とを備えている。
<Element substrate>
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the element substrate of the liquid crystal display device according to the first embodiment. As shown in FIG. 3, the
下側遮光層3bは、基板10a上に形成されている。下側遮光層3bは、例えばAl(アルミニウム)、Ti(チタン)、Cr(クロム)、W(タングステン)、Ta(タンタル)、Mo(モリブデン)などの金属のうちの少なくとも1つを含む金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、ナイトライド、あるいはこれらを積層したものからなり、導電性と遮光性とを有している。下側遮光層3bの膜厚は、例えば、200nm程度である。
The lower
基板10aと下側遮光層3bとを覆うように、層間絶縁層11aが形成されている。層間絶縁層11aは、例えば酸化シリコン膜などからなる。層間絶縁層11aの膜厚は、例えば、300nm〜400nm程度である。
An interlayer insulating
上側遮光層3cは、層間絶縁層11a上に形成されている。上側遮光層3cは、下側遮光層3bと同様の金属のうちの少なくとも1つを含む金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、ナイトライド、あるいはこれらを積層したものからなり、導電性と遮光性とを有している。上側遮光層3cの膜厚は、例えば、100nm程度である。下側遮光層3bと上側遮光層3cとは、基板10a側から入射する光を遮光する役割を果たすとともに、走査線としての役割を果たす。
The upper
層間絶縁層11aと上側遮光層3cとを覆うように、層間絶縁層11bが形成されている。層間絶縁層11bは、例えば酸化シリコン膜などからなる。層間絶縁層11bの膜厚は、例えば、300nm〜400nm程度である。
An interlayer insulating
層間絶縁層11b上には、TFT30が設けられている。TFT30は、半導体層30aとゲート絶縁層11cとゲート電極30gとソース電極31とドレイン電極32とを有している。半導体層30aは、層間絶縁層11b上に島状に形成されている。半導体層30aは、例えば、多結晶シリコン膜からなり、P(リン)イオン等のN型の不純物イオンが注入されている。
A
半導体層30aは、データ線側ソースドレイン領域(以下ではソース領域と称する)30sと、画素電極側ソースドレイン領域(以下ではドレイン領域と称する)30dと、チャネル領域30cと、ソース領域30sとチャネル領域30cとの間に設けられたデータ線側LDD領域30eと、チャネル領域30cとドレイン領域30dとの間に設けられた画素電極側LDD領域30fと、を有するLDD(Lightly Doped Drain)構造を有している。半導体層30aの膜厚は、例えば、50nm程度である。
The
チャネル領域30cには、B(ボロン)イオン等のP型の不純物イオンがドープされている。ソース領域30s、ドレイン領域30d、データ線側LDD領域30e、画素電極側LDD領域30fには、P(リン)イオン等のN型の不純物イオンがドープされている。このような構成により、TFT30は、N型のTFTとして形成されている。
The
ゲート絶縁層11cは、層間絶縁層11bと半導体層30aとを覆うように形成されている。ゲート絶縁層11cは、例えば酸化シリコン膜などからなる。ゲート電極30gは、ゲート絶縁層11c上に、ゲート絶縁層11cを間に挟んでチャネル領域30cに対向するように形成されている。ゲート電極30g(ゲート配線3a)は、例えば、多結晶シリコン膜からなる。
The
ゲート絶縁層11cとゲート電極30gとを覆うように、層間絶縁層11dが形成されている。層間絶縁層11dは、例えば酸化シリコン膜などからなる。半導体層30aのソース領域30s側の端部と重なる位置に、層間絶縁層11dとゲート絶縁層11cとを貫通するコンタクトホールCH1が形成されている。また、ドレイン領域30d側の端部と重なる位置には、層間絶縁層11dとゲート絶縁層11cとを貫通するコンタクトホールCH2が形成されている。
An interlayer insulating
層間絶縁層11d上には、データ線6aと中継電極6bとが形成されている。データ線6aおよび中継電極6bは、例えばAl、Ti、Cr、W、Ta、Moなどの金属のうちの少なくとも1つを含む金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、ナイトライド、あるいはこれらを積層したものからなり、導電性と遮光性とを有している。
A
データ線6aおよび中継電極6bは、例えば、同じ材料を用いて導電膜を成膜し、これをパターニングすることによって得られる。また、データ線6aおよび中継電極6bを形成する材料でコンタクトホールCH1を埋めることによりソース電極31が形成され、コンタクトホールCH2を埋めることによりドレイン電極32が形成される。
The
データ線6aと中継電極6bと層間絶縁層11dとを覆うように層間絶縁層11eが形成されている。層間絶縁層11eは、例えばシリコンの酸化物や窒化物からなる。層間絶縁層11eには、TFT30が設けられた領域を覆うことによって生ずる表面の凹凸を平坦化する平坦化処理が施されている。平坦化処理の方法としては、例えば化学的研磨処理(Chemical Mechanical Polishing;CMP処理)やスピンコート処理などが挙げられる。
An interlayer insulating
層間絶縁層11eには、中継電極6bと重なる位置に、層間絶縁層11eを貫通するコンタクトホールCH3が形成されている。層間絶縁層11e上には、保持容量16の一部を構成する容量線16a(COM電位)が形成されている。容量線16aは、例えば、下層にAl(アルミニウム)膜が配置され、上層にTiN(窒化チタン)膜が配置された積層構造になっている。
In the interlayer insulating
容量線16aを覆うように、アルミナやシリコン窒化膜などからなる容量絶縁膜16bが形成されている。また、容量絶縁膜16b上における、コンタクトホールCH4の領域と平面視で重なる領域近傍に、シリコン酸化膜などからなるストッパー膜16c1が形成されている。ストッパー膜16c1は、容量絶縁膜16bの形成前、すなわち、容量線16aと容量絶縁膜16bとの間に形成されていてもよい。
A capacitive insulating
ストッパー膜16c1と容量絶縁膜16bと層間絶縁層11eとの上には、平面視で中継電極6bと重なるように、保持容量16の一部を構成する容量電極16cが形成されている。容量電極16cは、Al(アルミニウム)などの遮光性の導電部材料を用いて導電膜を成膜し、これをパターニングすることにより形成されている。なお、上記したストッパー膜16c1上において、隣り合う容量電極16cと容量電極16cとが分離するようにパターニングされている。
On the stopper film 16c1, the
容量電極16cは、コンタクトホールCH3の内部にも形成されている。これにより、容量電極16cは、コンタクトホールCH3を介して中継電極6bに電気的に接続され、ドレイン電極32に電気的に接続されている。容量電極16cは、コンタクトホールCH3を介して、中継電極6bと画素電極15とを電気的に接続する中継電極としての役割も果たす。
The
容量電極16c上には、層間絶縁層11fが形成されている。層間絶縁層11fは、例えばシリコンの酸化物や窒化物からなる。層間絶縁層11fにも、層間絶縁層11eと同様に平坦化処理が施されていてもよい。容量電極16cと重なる位置に、層間絶縁層11fを貫通するコンタクトホールCH4が形成されている。コンタクトホールCH4は、例えば、容量電極16cのうちストッパー膜16c1と平面視で重なる位置に形成される。
An interlayer insulating layer 11f is formed on the
画素電極15は、層間絶縁層11f上に、平面視で容量電極16cおよびコンタクトホールCH4と重なるように形成されている。画素電極15は、ITOなどの透明導電膜で成膜され、コンタクトホールCH4の内部にも形成されている。これにより、画素電極15は、コンタクトホールCH4を介して容量電極16cに電気的に接続され、コンタクトホールCH3と中継電極6bとを介してドレイン電極32に電気的に接続されている。
The
<素子基板の遮光構造>
図1Bに示す液晶表示装置1がプロジェクターの液晶ライトバルブとして用いられる場合、光源から発せられた光は、対向基板20側から入射し、液晶層40を透過して、素子基板10側へ射出される。図3に示す素子基板10では、容量電極16c、データ線6a、中継電極6bが、対向基板20側(図3における上方側)から半導体層30aに入射する光を遮蔽して、光によるTFT30の誤動作を防止する役目を果たしている。
<Light shielding structure of element substrate>
When the liquid crystal display device 1 shown in FIG. 1B is used as a liquid crystal light valve of a projector, light emitted from a light source enters from the
近年では、光源からの光量の増大とともに、従来よりも反射率の高い無機偏光板が用いられる場合もあり、液晶表示装置1の光が射出される素子基板10側(裏面)から入射する反射光等に対する遮光性を従来よりも向上させることが求められている。また、対角1インチ程度の大型の液晶表示装置で高周波の駆動信号で駆動する必要性が高まっており、ゲート配線3aの配線抵抗を低くすることも求められている。
In recent years, with the increase in the amount of light from the light source, an inorganic polarizing plate having a higher reflectance than the conventional case may be used, and the reflected light incident from the
そこで、本実施形態に係る液晶表示装置1は、素子基板10側(裏面)から入射する光を遮蔽する遮光構造を備え、その遮光構造が走査線の配線抵抗を低くする役割も果たす。以下に、液晶表示装置1が備える遮光構造を、図4Aおよび図4Bを参照して説明する。
Therefore, the liquid crystal display device 1 according to the present embodiment includes a light shielding structure that shields light incident from the
図4Aは、第1の実施形態に係る素子基板のTFT部の構成を示す概略平面図である。図4Bは、図4AのA−A’線に沿った概略断面図である。なお、図4AのA−A’線は、半導体層30aが延在する方向と交差するX方向に沿った線である。図4Aおよび図4Bでは、ゲート電極30g(ゲート配線3a)よりも上層の構成要素の図示を省略している。
FIG. 4A is a schematic plan view showing the configuration of the TFT portion of the element substrate according to the first embodiment. FIG. 4B is a schematic cross-sectional view along the line A-A ′ of FIG. 4A. A line A-A ′ in FIG. 4A is a line along the X direction that intersects the direction in which the
図4Aには、第1の実施形態に係る素子基板10のうち、X方向に沿って延在するゲート配線3aと、Y方向に沿って延在するデータ線6a(図2参照)との交差部が示されている。TFT30の半導体層30aは、Y方向に沿ってゲート配線3aとデータ線6aとの交差部の両側に延在し、平面視でデータ線6aと重なるように配置されている。ゲート配線3aにおける平面視で半導体層30aのチャネル領域30cと重なる部分が、ゲート電極30gとなっている。すなわち、ゲート電極30gは、平面視で半導体層30aのチャネル領域30cと重なっている。
4A shows an intersection of the
下側遮光層3bと上側遮光層3cとは、平面視でゲート配線3aと重なるように配置されており、X方向において画素P(図1A参照)間に跨って設けられている。また、下側遮光層3bと上側遮光層3cとは、ゲート配線3aとデータ線6aとの交差部において、平面視で半導体層30aの少なくともチャネル領域30cと重なるように配置されている。
The lower light-
このように、画素P同士の間の遮光性を有する非開口領域の交差部付近にTFT30を設けることにより、TFT30の光誤動作を防止するとともに、画素Pの開口領域における開口率を確保している。
As described above, by providing the
図4Aおよび図4Bに示すように、半導体層30a(チャネル領域30c)のX方向における両外側には、ゲート絶縁層11cと層間絶縁層11bとを貫通する第3のコンタクトホールとしてのコンタクトホールCH5と、第4のコンタクトホールとしてのコンタクトホールCH6とが形成されている。ゲート電極30g(ゲート配線3a)を形成する材料でコンタクトホールCH5,CH6を埋めることにより、ゲート電極30g(ゲート配線3a)と上側遮光層3cとが電気的に接続されている。
As shown in FIGS. 4A and 4B, on both outer sides in the X direction of the
また、半導体層30a(チャネル領域30c)のX方向における両外側には、層間絶縁層11aを貫通する第1のコンタクトホールとしてのコンタクトホールCH7と、第2のコンタクトホールとしてのコンタクトホールCH8とが形成されている。半導体層30aに対して、コンタクトホールCH7はコンタクトホールCH5よりも外側に配置され、コンタクトホールCH8はコンタクトホールCH6よりも外側に配置されている。
Further, on both outer sides in the X direction of the
上側遮光層3cを形成する材料でコンタクトホールCH7,CH8を埋めることにより、ゲート電極30g(ゲート配線3a)と電気的に接続された上側遮光層3cと、下側遮光層3bとが電気的に接続されている。すなわち、上側遮光層3cと下側遮光層3bとは、ともにゲート電極30gと同電位に設定されている。したがって、ゲート配線3aと上側遮光層3cと下側遮光層3bとの3層で、走査線が構成される。
By filling the contact holes CH7 and CH8 with a material forming the upper light-
なお、コンタクトホールCH7,CH8の位置は特に制約されないが、上側遮光層3cの表面におけるコンタクトホールCH7,CH8の位置に窪みが生じる場合があるので、コンタクトホールCH7,CH8が平面視で上層のコンタクトホールCH5,CH6と重ならないように配置されることが好ましい。
Note that the positions of the contact holes CH7 and CH8 are not particularly limited. However, since depressions may be formed at the positions of the contact holes CH7 and CH8 on the surface of the upper light-
第1の実施形態に係る素子基板10では、半導体層30aと基板10aとの間に、平面視で半導体層30aと重なるように、上側遮光層3cと下側遮光層3bとが配置されている。そのため、基板10a側から半導体層30aに入射する光を遮蔽することができる。
In the
そして、半導体層30aの両外側に、半導体層30aの下層の層間絶縁層11bを貫通するコンタクトホールCH5,CH6により形成されるZ方向に沿った一対の遮光部と、さらに上側遮光層3cの下層の層間絶縁層11aを貫通するコンタクトホールCH7,CH8により形成されるZ方向に沿った一対の遮光部とが配置されている。そのため、基板10a側からZ方向に対して斜めに入射する光や、ゲート配線3aと上側遮光層3cとの間あるいは上側遮光層3cと下側遮光層3bとの間で反射されて伝播される光を半導体層30aの両外側から遮蔽することができる。
Then, on both outer sides of the
ここで、第1の実施形態に係る素子基板10の遮光効果を従来の構成の素子基板と比較して説明する。図5は、第1の実施形態に係る素子基板の遮光効果を示すグラフである。図10Aは、従来の素子基板のTFT部の構成例を示す概略平面図である。図10Bは、図10AのA−A’線に沿った概略断面図である。なお、図10Aおよび図10Bでは、ゲート電極30g(ゲート配線3a)よりも上層の構成要素の図示を省略している。
Here, the light shielding effect of the
図10Aおよび図10Bに示す従来の素子基板60は、第1の実施形態に係る素子基板10に対して、半導体層30aと基板10aとの間に配置された遮光層が1層(下側遮光層3bのみ)である点が異なっているものとする。下側遮光層3bの膜厚は、素子基板10と同様に、200nm程度である。下側遮光層3bは、コンタクトホールCH5,CH6を介してゲート電極30g(ゲート配線3a)と電気的に接続されている。すなわち、従来の素子基板60ではゲート配線3aと下側遮光層3bとの2層で走査線が構成される。
The
図10Bに示すように、従来の素子基板60において、基板10a側から基板10aの法線方向(Z方向)に対して斜めに入射する入射光Lは、その一部が基板10aと下側遮光層3bとの界面で反射され、他の一部が下側遮光層3bで吸収と透過とがなされ、透過した光の一部が半導体層30aのチャネル領域30cに入射する。これに対して、図4Bに示すように、第1の実施形態に係る素子基板10では、基板10a側から入射する入射光Lは、基板10aと下側遮光層3bとの界面で反射され、さらに、下側遮光層3bを透過した一部が層間絶縁層11aと上側遮光層3cとの界面で反射される。そのため、半導体層30aのチャネル領域30cに入射する光をより効果的に遮光できる。
As shown in FIG. 10B, in the
図5において、横軸は入射光Lの波長(nm)であり、縦軸は遮光層を透過する入射光Lの透過率(%)である。図5に示す遮光層1層(膜厚200nm)が素子基板60の構成における透過率であり、遮光層2層(膜厚100nm+200nm)が第1の実施形態に係る素子基板10の構成における透過率である。また、遮光層2層(膜厚100nm+100nm)は、素子基板10で下側遮光層3bの膜厚を100nmとした比較例における透過率である。
In FIG. 5, the horizontal axis represents the wavelength (nm) of the incident light L, and the vertical axis represents the transmittance (%) of the incident light L that passes through the light shielding layer. The light shielding layer 1 layer (film thickness 200 nm) shown in FIG. 5 is the transmittance in the configuration of the
図5に示すように、従来の素子基板60の構成における透過率と比べて、第1の実施形態に係る素子基板10の構成における透過率は格段に低くなっている。これは、半導体層30aと下側遮光層3bとの間に、さらに上側遮光層3cが設けられていることにより、遮光性が従来よりも向上していることを示している。
As shown in FIG. 5, the transmittance in the configuration of the
また、素子基板10で下側遮光層3bの膜厚を100nmとした比較例では、2層の遮光層の膜厚の合計は200nmで従来の素子基板60と同様であるが、比較例における透過率は従来の素子基板60の構成における透過率よりも低くなっている。これは、遮光層の膜厚(合計)が同じであっても、間に層間絶縁層(層間絶縁層11a)を介して2層の遮光層を配置する方が、界面反射が多くなることで遮光性が従来よりも向上することを示している。なお、図5では、横軸の範囲を可視光の波長域のほぼ中央部としているが、上述の透過率の大小関係は、可視光の波長域全域においてほぼ同様である。
In the comparative example in which the film thickness of the lower light-
第1の実施形態に係る素子基板10の構成において、下側遮光層3bおよび上側遮光層3cの膜厚をともに200nm(2層で200nm+200nm)とすれば、遮光性のさらなる向上が期待できるが、2層の遮光層に起因して上層に生じる段差が大きくなるため、上側遮光層3cの膜厚を100nmとすることが好ましい。
In the configuration of the
また、従来の素子基板60ではゲート配線3aと下側遮光層3bとの2層で走査線が構成されるのに対して、第1の実施形態に係る素子基板10ではゲート配線3aと下側遮光層3bと上側遮光層3cとの3層で走査線が構成されるので、走査線の配線抵抗を従来よりも低く抑えることができる。したがって、液晶表示装置1が大型で高周波の駆動信号で駆動する液晶表示装置であっても、基板10a側から入射する入射光Lに対する遮光性を従来よりも向上させつつ、走査線の配線抵抗を低くすることができる。
Further, in the
なお、下側遮光層3bと上側遮光層3cとは画素P間に跨って設けられているので、下側遮光層3bと上側遮光層3cとを電気的に接続するコンタクトホールCH7,CH8は、画素P毎に設けられていなくてもよい。すなわち、下側遮光層3bと上側遮光層3cとが画素P間に跨って形成されている場合では、コンタクトホールCH7,CH8の数が画素Pの数よりも少ない構成としてもよい。
Since the lower light-
以上述べたように、第1の実施形態に係る素子基板10の構成によれば、以下のような効果が得られる。
As described above, according to the configuration of the
(1)基板10aと半導体層30aとの間に下側遮光層3bと層間絶縁層11aと上側遮光層3cとが配置されている。そのため、基板10a側から半導体層30a側に向かって入射する入射光Lは、基板10aと下側遮光層3bとの界面で反射され、さらに、層間絶縁層11aと上側遮光層3cとの界面で反射されるので、基板10a側から半導体層30aに入射する入射光Lを効果的に遮光できる。また、下側遮光層3bと上側遮光層3cとはともにゲート電極30gと同電位に設定されているため、ゲート配線3aと2層の遮光層を含む3層で走査線を構成できるので、走査線の配線抵抗を低くできる。この結果、遮光性を従来よりも向上させつつ、走査線の配線抵抗を低くすることができるので、表示品質が高い液晶表示装置1を提供できる。
(1) The lower light-
(2)走査線を構成する下側遮光層3bと上側遮光層3cとが画素P間に跨って形成されているので、液晶表示装置1が大型であり走査線が長い場合でも、遮光性を向上させつつ走査線の配線抵抗を低くすることができる。
(2) Since the lower light-
(3)層間絶縁層11aを貫通するコンタクトホールCH7,CH8により下側遮光層3bと上側遮光層3cとの間にZ方向に沿った一対の遮光部が形成され、この一対の遮光部が平面視で半導体層30aの両側に配置される。そのため、基板10a側からZ方向に対して斜めに入射する入射光Lや、上側遮光層3cと下側遮光層3bとの間で反射されて伝播される光を、コンタクトホールCH7,CH8により形成される遮光部で半導体層30aの両側から遮光できるので、遮光性を一層向上させることができる。
(3) A pair of light shielding portions along the Z direction is formed between the lower
(4)ゲート絶縁層11cと層間絶縁層11bとを貫通するコンタクトホールCH5,CH6によりZ方向に沿った一対の遮光部が形成され、この一対の遮光部が平面視で半導体層30aの両側に配置される。そのため、基板10a側からZ方向に対して斜めに入射する入射光Lや、ゲート配線3aと上側遮光層3cとの間で反射されて伝播される光を、コンタクトホールCH5,CH6により形成される遮光部で半導体層30aの両側から遮光できるので、遮光性を一層向上させることができる。
(4) A pair of light shielding portions along the Z direction is formed by contact holes CH5 and CH6 penetrating the
(第2の実施形態)
<素子基板の遮光構造>
次に、第2の実施形態に係る素子基板の遮光構造について、図6Aおよび図6Bを参照して説明する。図6Aは、第2の実施形態に係る素子基板のTFT部の構成を示す概略平面図である。図6Bは、図6AのA−A’線に沿った概略断面図である。
(Second Embodiment)
<Light shielding structure of element substrate>
Next, the light shielding structure of the element substrate according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 6A and 6B. FIG. 6A is a schematic plan view showing the configuration of the TFT portion of the element substrate according to the second embodiment. FIG. 6B is a schematic cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 6A.
第2の実施形態に係る素子基板10Aは、第1の実施形態に係る素子基板10に対して、第2の遮光層としての上側遮光層3dが画素P毎に分断されて形成されている点が異なる以外は、第1の実施形態と同様の構成を有している。ここでは、第1の実施形態との相違点を説明し、第1の実施形態と同じ構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
The
図6Aおよび図6Bに示すように、第2の実施形態に係る素子基板10Aは、基板10aと半導体層30aとの間に下側遮光層3bと層間絶縁層11aと上側遮光層3dとを備えている。第1の実施形態の上側遮光層3cがX方向において画素P間に跨って設けられていたのに対して、第2の実施形態の上側遮光層3dは画素P毎に分断されている。下側遮光層3bは、画素P間に跨って形成されている。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the
第2の実施形態の上側遮光層3dは、第1の実施形態の上側遮光層3cと同様の材料および膜厚で形成されている。上側遮光層3dは、層間絶縁層11aを貫通するコンタクトホールCH7,CH8を介して下側遮光層3bと電気的に接続されている。半導体層30aに対して、コンタクトホールCH7はコンタクトホールCH5よりも外側に配置され、コンタクトホールCH8はコンタクトホールCH6よりも外側に配置されている。
The upper
第2の実施形態に係る素子基板10Aの構成によれば、上側遮光層3dが画素P毎に分断されていても、基板10aと半導体層30aとの間に下側遮光層3bと層間絶縁層11aと上側遮光層3dとが配置されているため、第1の実施形態と同様に、遮光性を従来よりも向上させることができる。また、図10Aおよび図10Bに示す従来の素子基板60のように基板10aと半導体層30aとの間に下側遮光層3bの一層のみが配置される場合よりも、走査線の配線抵抗を低く抑えることができる。第2の実施形態のこのような構成は、液晶表示装置1が小型であり走査線の配線抵抗を低くすることがそれほど重要視されない場合に適用できる。
According to the configuration of the
第2の実施形態に係る素子基板10Aの構成によれば、以下のような効果が得られる。
According to the configuration of the
(1)上側遮光層3dが画素P毎に分断されていても、基板10aと半導体層30aとの間に下側遮光層3bと層間絶縁層11aと上側遮光層3dとが配置されているため、第1の実施形態と同様に、遮光性を従来よりも向上させることができる。そして、走査線の配線抵抗を低く抑えることができる。
(1) Even if the upper
(第3の実施形態)
<素子基板の遮光構造>
次に、第3の実施形態に係る素子基板の遮光構造について、図7Aおよび図7Bを参照して説明する。図7Aは、第3の実施形態に係る素子基板のTFT部の構成を示す概略平面図である。図7Bは、図7AのA−A’線に沿った概略断面図である。
(Third embodiment)
<Light shielding structure of element substrate>
Next, the light shielding structure of the element substrate according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 7A and 7B. FIG. 7A is a schematic plan view showing the configuration of the TFT portion of the element substrate according to the third embodiment. FIG. 7B is a schematic cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 7A.
第3の実施形態に係る素子基板10Bは、第2の実施形態に係る素子基板10Aに対して、第2の遮光層としての上側遮光層3eが画素P毎に分断されて形成されている点は同様であるが、コンタクトホールCH5,CH6とコンタクトホールCH7,CH8とが平面視で重なるように配置されている点が異なる。ここでは、上記実施形態との相違点を説明し、上記実施形態と同じ構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
The
図7Aおよび図7Bに示すように、第3の実施形態に係る素子基板10Bは、基板10aと半導体層30aとの間に下側遮光層3bと層間絶縁層11aと上側遮光層3eとを備えている。層間絶縁層11aには、コンタクトホールCH7,CH8が形成されており、コンタクトホールCH7,CH8を含む範囲に、表面(上方の面)から窪んだ凹部34が形成されている。
As shown in FIGS. 7A and 7B, the
第3の実施形態の上側遮光層3eは、第1の実施形態の上側遮光層3cと同様の材料および膜厚で形成されている。上側遮光層3eは、画素P毎に分断されており、層間絶縁層11aに設けられた凹部34とコンタクトホールCH7,CH8とを埋めるように形成されている。上側遮光層3eの表面は、コンタクトホールCH7,CH8の位置も含め略平坦な面となっている。また、上側遮光層3eの表面と層間絶縁層11aの表面とは、略平坦な一つの面となっている。上側遮光層3eは、コンタクトホールCH7,CH8を介して下側遮光層3bと電気的に接続されている。
The upper
このような第3の実施形態に係る素子基板10Bは、以下のようにして製造できる。層間絶縁層11aにコンタクトホールCH7,CH8を形成した後、層間絶縁層11aを表面側からエッチングして凹部34を形成する。そして、凹部34とコンタクトホールCH7,CH8とを埋めるように上側遮光層3eの材料を配置してパターニングした後、上側遮光層3eの表面と層間絶縁層11aの表面とを平坦化する平坦化処理を施す。
Such an
第3の実施形態に係る素子基板10Bでは、コンタクトホールCH7はコンタクトホールCH5と平面視で重なるように配置され、コンタクトホールCH8はコンタクトホールCH6と平面視で重なるように配置されている。素子基板10Bでは、上側遮光層3eの表面が略平坦な面となっているので、その上層に形成するコンタクトホールCH5,CH6の位置が制約されない。換言すれば、コンタクトホールCH5,CH6の位置に対して、コンタクトホールCH7,CH8の位置が制約されない。
In the
そのため、コンタクトホールCH5,CH6,CH7,CH8により遮光される領域を小さくできるので、液晶表示装置1の開口率を向上させることができる。したがって、第3の実施形態に係る素子基板10Bの構成は、液晶表示装置1が、画素Pの配置ピッチが狭い小型で高精細の液晶表示装置である場合に好適である。また、上側遮光層3eの表面と層間絶縁層11aの表面とが略平坦な面となっているので、上側遮光層3eの膜厚に起因して上層に生じる段差を抑えることができる。
Therefore, the area shielded by the contact holes CH5, CH6, CH7, and CH8 can be reduced, so that the aperture ratio of the liquid crystal display device 1 can be improved. Therefore, the configuration of the
第3の実施形態に係る素子基板10Bの構成によれば、以下のような効果が得られる。
According to the configuration of the
(1)上側遮光層3eが画素P毎に分断されていても、基板10aと半導体層30aとの間に下側遮光層3bと層間絶縁層11aと上側遮光層3eとが配置されているため、第1の実施形態と同様に、遮光性を従来よりも向上させることができる。そして、走査線の配線抵抗を低く抑えることができる。
(1) Even if the upper
(2)層間絶縁層11aを貫通する一対のコンタクトホールCH7,CH8を埋めて、層間絶縁層11a上に略平坦な表面を有する上側遮光層3eが形成される。そのため、上層側から上側遮光層3eと電気的に接続するためのコンタクトホールCH5,CH6を形成する場合にその位置が制約されないので、配線パターン設計の自由度を高めることができる。
(2) The upper
(3)層間絶縁層11aを貫通し下側遮光層3bと上側遮光層3eとを電気的に接続する一対のコンタクトホールCH7,CH8と、ゲート絶縁層11cと層間絶縁層11bとを貫通しゲート電極30gと上側遮光層3eとを電気的に接続する一対のコンタクトホールCH5,CH6とが平面視で重なるように配置される。そのため、コンタクトホールCH5,CH6,CH7,CH8により遮光される領域を小さくできるので、液晶表示装置1の開口率を向上させることができる。
(3) A gate passing through a pair of contact holes CH7 and CH8 that penetrate the interlayer insulating
(第4の実施形態)
<素子基板の遮光構造>
次に、第4の実施形態に係る素子基板の遮光構造について、図8Aおよび図8Bを参照して説明する。図8Aは、第4の実施形態に係る素子基板のTFT部の構成を示す概略平面図である。図8Bは、図8AのB−B’線に沿った概略断面図である。なお、図8AのB−B’線は、半導体層30aが延在するY方向に沿った線である。
(Fourth embodiment)
<Light shielding structure of element substrate>
Next, the light shielding structure of the element substrate according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 8A and 8B. FIG. 8A is a schematic plan view showing the configuration of the TFT portion of the element substrate according to the fourth embodiment. FIG. 8B is a schematic cross-sectional view along the line BB ′ in FIG. 8A. Note that the BB ′ line in FIG. 8A is a line along the Y direction in which the
第4の実施形態に係る素子基板10Cは、上記実施形態に係る素子基板10,10A,10Bに対して、層間絶縁層11aを貫通し下側遮光層3bと第2の遮光層としての上側遮光層3fとを電気的に接続するコンタクトホールCH9が、平面視で半導体層30aのチャネル領域30cと重なる位置に設けられている点が異なる。ここでは、上記実施形態との相違点を説明し、上記実施形態と同じ構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
The
図8Aおよび図8Bに示すように、第4の実施形態に係る素子基板10Cは、基板10aと半導体層30aとの間に下側遮光層3bと層間絶縁層11aと上側遮光層3fとを備えている。第4の実施形態の上側遮光層3fは、第1の実施形態の上側遮光層3cと同様の材料および膜厚で形成されている。また、第1の実施形態と同様に、コンタクトホールCH5,CH6は、平面視で半導体層30aの両側に配置されている(図8A参照)。
As shown in FIGS. 8A and 8B, the
層間絶縁層11aには、平面視で半導体層30aのチャネル領域30cと重なる位置に、貫通孔35(第5のコンタクトホールとしてのコンタクトホールCH9)が設けられている。貫通孔35は、X方向およびY方向において、半導体層30aのチャネル領域30cを含みチャネル領域30cよりも広い範囲に形成されていることが好ましい。貫通孔35のY方向に沿った長さは、例えば2μm程度であり、貫通孔35の深さは、例えば0.5μm程度である。
The interlayer insulating
図8Bに示すように、貫通孔35は平面視で下側遮光層3bと重なる領域に設けられるので、層間絶縁層11aに貫通孔35を形成した時点では、貫通孔35内に下側遮光層3bが露出する。本明細書では、層間絶縁層11aに形成された貫通孔35の側部(斜面)を、コンタクトホールCH9の側部35bと称し、貫通孔35内に露出する下側遮光層3bの表面をコンタクトホールCH9の底部35aと称する。
As shown in FIG. 8B, since the through
図8Bに示す半導体層30aの延在方向に沿った断面視において、上側遮光層3fは、コンタクトホールCH9の底部35a(貫通孔35内に露出する下側遮光層3bの表面)と、コンタクトホールCH9の側部35bと、コンタクトホールCH9の外側に位置する層間絶縁層11aの表面とに亘って配置されている。上側遮光層3fは、コンタクトホールCH9の底部35aにおいて、下側遮光層3bと接して電気的に接続されている。
8B, the upper
このように上側遮光層3fを断面視で凹状に形成することで、上層に半導体層30aのチャネル領域30cが配置される底部35aと側部35bとさらにその外側の層間絶縁層11aの表面とを覆うように上側遮光層3fが配置されるので、チャネル領域30cに入射する光を効果的に遮光できる。
By forming the upper
層間絶縁層11aと上側遮光層3fとを覆うように、層間絶縁層11bが形成されている。層間絶縁層11a上に形成される層間絶縁層11bの膜厚が上述したように300nm〜400nm程度である場合、コンタクトホールCH9の側部35bにおける層間絶縁層11bの膜厚は、例えば200nm程度となる。層間絶縁層11bの表面側には、コンタクトホールCH9の底部35aと側部35bとに沿って形成された上側遮光層3fの形状が反映されて、底部35aに対応する底部36aと、側部35bに対応する側部36bとを有する凹部36が形成される。底部36aのY方向に沿った長さは、例えば1.5μm程度である。
An interlayer insulating
半導体層30aは、層間絶縁層11b上に、凹部36の底部36aと側部36bとに沿って上側遮光層3fを覆うように配置されている。このように半導体層30aを断面視で凹状に形成することで、半導体層30aの実質的な長さを、図8Aに示す半導体層30aの平面視における長さDよりも長くできる。
The
換言すれば、本来必要とする半導体層30aの長さに対して、平面視における半導体層30aの長さDを短くできる。そのため、遮光領域を小さくすることができるので、液晶表示装置1の開口率を向上させることができる。したがって、第4の実施形態に係る素子基板10Cの構成は、液晶表示装置1が、画素Pの配置ピッチが狭い小型で高精細の液晶表示装置である場合に好適である。
In other words, the length D of the
層間絶縁層11bと半導体層30aとを覆うように、ゲート絶縁層11cが形成されている。ゲート絶縁層11c上に、チャネル領域30cに対向するようにゲート電極30gが形成されている。ゲート絶縁層11cの表面にも凹部36の形状が反映されるので、ゲート電極30gも凹部36の底部36aと側部36bとに沿うように形成される。したがって、平面視におけるゲート電極30gの幅を小さくできる。ゲート電極30gは、半導体層30a(チャネル領域30c)のX方向における両外側に、ゲート絶縁層11cと層間絶縁層11bとを貫通するコンタクトホールCH5,CH6を介して上側遮光層3fと電気的に接続されている(図8A参照)。
A
ここで、半導体層30aのうち少なくともチャネル領域30cは、凹部36の底部36aに配置されていることが好ましい。チャネル領域30cが凹部36の底部36aに配置されることで、チャネル領域30cのチャネル長を確保することができる。そして、チャネル領域30cの両側に配置されるデータ線側LDD領域30eと画素電極側LDD領域30fとを、凹部36の底部36aから側部36bを経てさらにその外側に亘る範囲内に配置することが可能となるので、十分な長さのLDD領域を確保できる。したがって、液晶表示装置1が画素Pの配置ピッチが狭い小型で高精細の液晶表示装置である場合でも、優れた動作特性を有するTFT30を形成できる。
Here, at least the
なお、チャネル領域30cの所望のチャネル長に対して、底部36aの径がそのチャネル長以上となるように、下層側の層間絶縁層11aに形成されるコンタクトホールCH9(貫通孔35)の底部35aの径が適宜設定されるものとする。
Note that the bottom 35a of the contact hole CH9 (through hole 35) formed in the lower
第4の実施形態に係る素子基板10Cの構成によれば、以下のような効果が得られる。
According to the configuration of the
(1)半導体層30aの延在方向に沿った断面視において、層間絶縁層11aを貫通するコンタクトホールCH9の底部35aと、その側部35bと、さらにその外側の層間絶縁層11aの表面とに亘って上側遮光層3fが配置され、層間絶縁層11bを介して上側遮光層3fを覆うように半導体層30aが配置される。そのため、半導体層30aの実質的な長さを平面視における長さDよりも長くすることができる。換言すれば、必要とする半導体層30aの長さに対して平面視における半導体層30aの長さDを短くできるので、遮光領域を小さくすることが可能となり、液晶表示装置1の開口率を向上させることができる。
(1) In a cross-sectional view along the extending direction of the
(2)半導体層30aのうち少なくともチャネル領域30cはコンタクトホールCH9の底部35aに配置されるので、液晶表示装置1が小型である場合でもチャネル領域30cのチャネル長を確保することができる。そして、チャネル領域30cの両側にデータ線側LDD領域30eと画素電極側LDD領域30fとを有する場合は、データ線側LDD領域30eと画素電極側LDD領域30fとをコンタクトホールCH9の底部35aから側部35bを経てさらにその外側に亘る範囲内に配置することが可能となるので、十分なLDD領域を確保できる。したがって、優れた動作特性を有するTFT30を形成できる。また、半導体層30aの下層に配置される上側遮光層3fが、チャネル領域30cが配置される底部35aと側部35bとさらにその外側の層間絶縁層11aの表面とを覆うように配置されるので、チャネル領域30cに入射する光を効果的に遮光できる。
(2) Since at least the
なお、第4の実施形態に係る素子基板10Cの構成は、第1の実施形態、第2の実施形態、および第3の実施形態にも適用できる。
Note that the configuration of the
(第5の実施形態)
<電子機器>
次に、第5の実施形態に係る電子機器について図9を参照して説明する。図9は、第5の実施形態に係る電子機器としてのプロジェクターの構成を示す概略図である。
(Fifth embodiment)
<Electronic equipment>
Next, an electronic apparatus according to a fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a configuration of a projector as an electronic apparatus according to the fifth embodiment.
図9に示すように、第5の実施形態に係る電子機器としてのプロジェクター(投写型表示装置)100は、偏光照明装置110と、光分離素子としての2つのダイクロイックミラー104,105と、3つの反射ミラー106,107,108と、5つのリレーレンズ111,112,113,114,115と、3つの液晶ライトバルブ121,122,123と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム116と、投写レンズ117とを備えている。
As shown in FIG. 9, a projector (projection display device) 100 as an electronic apparatus according to the fifth embodiment includes a
偏光照明装置110は、例えば超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源からなる光源としてのランプユニット101と、インテグレーターレンズ102と、偏光変換素子103とを備えている。ランプユニット101と、インテグレーターレンズ102と、偏光変換素子103とは、システム光軸Lxに沿って配置されている。
The
ダイクロイックミラー104は、偏光照明装置110から射出された偏光光束のうち、赤色光(R)を反射させ、緑色光(G)と青色光(B)とを透過させる。もう1つのダイクロイックミラー105は、ダイクロイックミラー104を透過した緑色光(G)を反射させ、青色光(B)を透過させる。
The
ダイクロイックミラー104で反射した赤色光(R)は、反射ミラー106で反射した後にリレーレンズ115を経由して液晶ライトバルブ121に入射する。ダイクロイックミラー105で反射した緑色光(G)は、リレーレンズ114を経由して液晶ライトバルブ122に入射する。ダイクロイックミラー105を透過した青色光(B)は、3つのリレーレンズ111,112,113と2つの反射ミラー107,108とで構成される導光系を経由して液晶ライトバルブ123に入射する。
The red light (R) reflected by the
光変調素子としての透過型の液晶ライトバルブ121,122,123は、クロスダイクロイックプリズム116の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ121,122,123に入射した色光は、映像情報(映像信号)に基づいて変調され、クロスダイクロイックプリズム116に向けて射出される。
The transmissive liquid crystal
クロスダイクロイックプリズム116は、4つの直角プリズムが貼り合わされて構成されており、その内面には赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が合成される。合成された光は、投写光学系である投写レンズ117によってスクリーン130上に投写され、画像が拡大されて表示される。
The cross
液晶ライトバルブ121は、上記実施形態の液晶表示装置1が適用されたものである。液晶ライトバルブ121は、色光の入射側と射出側とにおいてクロスニコルに配置された一対の偏光素子の間に隙間を置いて配置されている。他の液晶ライトバルブ122,123も同様である。
The liquid crystal
第5の実施形態に係るプロジェクター100の構成によれば、複数の画素Pが高精細に配置されていても、光が透過する画素領域の開口率が高くTFT30における光リーク電流の発生を抑止できる液晶表示装置1を備えているので、品質が高く明るいプロジェクター100を提供することができる。
According to the configuration of the
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。変形例としては、例えば、以下のようなものが考えられる。 The above-described embodiments merely show one aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied within the scope of the present invention. As modifications, for example, the following can be considered.
(変形例1)
上記実施形態に係る素子基板10,10A,10B,10Cでは、下側遮光層3bの膜厚が厚く(200nm程度)、上側遮光層3c,3d,3e,3fの膜厚が薄い(100nm程度)構成であったが、本発明はこのような形態に限定されない。下側遮光層3bの膜厚が薄く(100nm程度)、上側遮光層3c,3d,3e,3fの膜厚が厚い(200nm程度)構成としてもよい。このような構成であっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。
(Modification 1)
In the
(変形例2)
第2の実施形態に係る素子基板10Aおよび第3の実施形態に係る素子基板10Bでは、下側遮光層3bが画素P間に跨って形成され、上側遮光層3d,3eは画素P毎に分断された構成であったが、本発明はこのような形態に限定されない。下側遮光層3bが画素P毎に分断され、上側遮光層3d,3eが画素P間に跨って形成された構成であってもよい。このような構成であっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。
(Modification 2)
In the
(変形例3)
上記実施形態に係る素子基板10,10A,10B,10Cの遮光構造を適用可能な表示装置は、液晶表示装置1に限定されない。素子基板10,10A,10B,10Cの遮光構造は、有機EL装置、プラズマディスプレイ、電子ペーパー等の表示装置に適用するようにしてもよい。
(Modification 3)
The display device to which the light shielding structure of the
(変形例4)
上記実施形態に係る液晶表示装置1を適用可能な電子機器は、プロジェクター100に限定されない。液晶表示装置1は、例えば、投写型のHUD(ヘッドアップディスプレイ)や直視型のHMD(ヘッドマウントディスプレイ)、または電子ブック、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、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、電子手帳、POSなどの情報端末機器の表示部として好適に用いることができる。
(Modification 4)
The electronic device to which the liquid crystal display device 1 according to the above embodiment can be applied is not limited to the
1…液晶表示装置(表示装置)、3a…ゲート配線(走査線)、3b…下側遮光層(第1の遮光層)、3c,3d,3e,3f…上側遮光層(第2の遮光層)、10a…基板(第1の基板)、11a…層間絶縁層(第1の絶縁層)、11b…層間絶縁層(第2の絶縁層)、11c…ゲート絶縁層、20a…基板(第2の基板)、30…TFT(スイッチング素子)、30a…半導体層、30c…チャネル領域、30g…ゲート電極、35a…底部、35b…側部、40…液晶層、100…プロジェクター(電子機器)、CH5…コンタクトホール(第3のコンタクトホール)、CH6…コンタクトホール(第4のコンタクトホール)、CH7…コンタクトホール(第1のコンタクトホール)、CH8…コンタクトホール(第2のコンタクトホール)、CH9…コンタクトホール(第5のコンタクトホール)、P…画素。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display device (display apparatus), 3a ... Gate wiring (scanning line), 3b ... Lower side light shielding layer (1st light shielding layer), 3c, 3d, 3e, 3f ... Upper side light shielding layer (2nd light shielding layer) ) 10a ... substrate (first substrate), 11a ... interlayer insulating layer (first insulating layer), 11b ... interlayer insulating layer (second insulating layer), 11c ... gate insulating layer, 20a ... substrate (second substrate) 30) TFT (switching element), 30a ... semiconductor layer, 30c ... channel region, 30g ... gate electrode, 35a ... bottom, 35b ... side, 40 ... liquid crystal layer, 100 ... projector (electronic device), CH5 ... contact hole (third contact hole), CH6 ... contact hole (fourth contact hole), CH7 ... contact hole (first contact hole), CH8 ... contact hole (second contact hole) Le), CH9 ... contact hole (fifth contact hole), P ... pixels.
Claims (11)
前記第1の基板に対向配置された第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に挟持された液晶層と、
前記第1の基板上に画素毎に配置された、チャネル領域を含む半導体層と、前記半導体層を覆うゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層を介して前記チャネル領域に対向するように配置されたゲート電極と、を有するスイッチング素子と、を備え、
前記第1の基板と前記半導体層との間に、
前記第1の基板上に前記半導体層と平面視で重なるように配置され、前記ゲート電極と同電位に設定された第1の遮光層と、
前記第1の遮光層を覆うように配置された第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層上に、前記半導体層および前記第1の遮光層と平面視で重なるように配置され、前記ゲート電極と同電位に設定された第2の遮光層と、
前記第2の遮光層を覆うように配置された第2の絶縁層と、を備えていることを特徴とする表示装置。 A first substrate;
A second substrate disposed opposite to the first substrate;
A liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate;
A semiconductor layer including a channel region, a gate insulating layer covering the semiconductor layer, and a channel insulating layer disposed on the first substrate so as to face the channel region via the gate insulating layer. A switching element having a gate electrode,
Between the first substrate and the semiconductor layer,
A first light-shielding layer disposed on the first substrate so as to overlap the semiconductor layer in a plan view and set at the same potential as the gate electrode;
A first insulating layer disposed to cover the first light shielding layer;
A second light-shielding layer disposed on the first insulating layer so as to overlap the semiconductor layer and the first light-shielding layer in plan view and set to the same potential as the gate electrode;
And a second insulating layer arranged to cover the second light shielding layer.
前記第1の遮光層と前記第2の遮光層とは、前記画素間に跨って形成されていることを特徴とする表示装置。 The display device according to claim 1,
The display device, wherein the first light-shielding layer and the second light-shielding layer are formed across the pixels.
前記第1の遮光層または前記第2の遮光層は、前記画素毎に分断されて形成されていることを特徴とする表示装置。 The display device according to claim 1,
The display device, wherein the first light-shielding layer or the second light-shielding layer is divided for each pixel.
前記第1の絶縁層を貫通し、前記第1の遮光層と前記第2の遮光層とを電気的に接続する第1のコンタクトホールと第2のコンタクトホールとを有し、
前記第1のコンタクトホールと前記第2のコンタクトホールとは、平面視で前記半導体層の延在方向と交差する方向における前記半導体層の両側に配置されていることを特徴とする表示装置。 A display device according to any one of claims 1 to 3,
A first contact hole and a second contact hole that penetrate the first insulating layer and electrically connect the first light shielding layer and the second light shielding layer;
The display device, wherein the first contact hole and the second contact hole are arranged on both sides of the semiconductor layer in a direction intersecting with an extending direction of the semiconductor layer in a plan view.
前記第2の遮光層は、前記第1のコンタクトホールと前記第2のコンタクトホールとを埋めるように形成され、略平坦な表面を有していることを特徴とする表示装置。 The display device according to claim 4,
The display device, wherein the second light shielding layer is formed to fill the first contact hole and the second contact hole, and has a substantially flat surface.
前記ゲート絶縁層と前記第2の絶縁層とを貫通し、前記ゲート電極と前記第2の遮光層とを電気的に接続する第3のコンタクトホールと第4のコンタクトホールと、を有し、
前記第3のコンタクトホールは前記第1のコンタクトホールと平面視で重なるように配置され、前記第4のコンタクトホールは前記第2のコンタクトホールと平面視で重なるように配置されていることを特徴とする表示装置。 The display device according to claim 5,
A third contact hole and a fourth contact hole that penetrate through the gate insulating layer and the second insulating layer and electrically connect the gate electrode and the second light shielding layer;
The third contact hole is disposed so as to overlap with the first contact hole in plan view, and the fourth contact hole is disposed so as to overlap with the second contact hole in plan view. Display device.
前記第1の絶縁層を貫通し、前記第1の遮光層と前記第2の遮光層とを電気的に接続する第5のコンタクトホールを有し、
前記半導体層の延在方向に沿った断面視において、
前記第2の遮光層は、前記第5のコンタクトホールの底部および側部と、前記第5のコンタクトホールの外側に位置する前記第1の絶縁層の表面とに亘って配置され、
前記半導体層は、前記第2の絶縁層を間に介して、前記第2の遮光層を覆うように配置されていることを特徴とする表示装置。 A display device according to any one of claims 1 to 3,
A fifth contact hole that penetrates the first insulating layer and electrically connects the first light-shielding layer and the second light-shielding layer;
In a cross-sectional view along the extending direction of the semiconductor layer,
The second light-shielding layer is disposed across the bottom and sides of the fifth contact hole and the surface of the first insulating layer located outside the fifth contact hole,
The display device, wherein the semiconductor layer is disposed so as to cover the second light-shielding layer with the second insulating layer interposed therebetween.
前記半導体層のうち少なくとも前記チャネル領域は、前記第5のコンタクトホールの前記底部に配置されていることを特徴とする表示装置。 The display device according to claim 7,
At least the channel region of the semiconductor layer is disposed at the bottom of the fifth contact hole.
前記ゲート絶縁層と前記第2の絶縁層とを貫通し、前記ゲート電極と前記第2の遮光層とを電気的に接続する第3のコンタクトホールと第4のコンタクトホールと、を有し、
前記第3のコンタクトホールと前記第4のコンタクトホールとは、平面視で前記半導体層の延在方向と交差する方向における前記半導体層の両側に配置されていることを特徴とする表示装置。 The display device according to claim 7 or 8,
A third contact hole and a fourth contact hole that penetrate through the gate insulating layer and the second insulating layer and electrically connect the gate electrode and the second light shielding layer;
The display device, wherein the third contact hole and the fourth contact hole are arranged on both sides of the semiconductor layer in a direction intersecting with the extending direction of the semiconductor layer in plan view.
前記第1の絶縁層を貫通し前記第1の遮光層と前記第2の遮光層とを電気的に接続する複数のコンタクトホールを有し、
前記コンタクトホールの数は、前記画素の数よりも少ないことを特徴とする表示装置。 The display device according to claim 2,
A plurality of contact holes penetrating the first insulating layer and electrically connecting the first light shielding layer and the second light shielding layer;
The number of the contact holes is less than the number of the pixels.
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