JP4736208B2

JP4736208B2 - Electro-optical device substrate, electro-optical device, projection liquid crystal device, and electronic apparatus

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Publication number: JP4736208B2
Application number: JP2001068415A
Authority: JP
Inventors: 定一郎中村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-03-12
Filing date: 2001-03-12
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2021-03-12
Also published as: JP2002268086A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学装置用基板、電気光学装置および投射型液晶装置並びに電子機器に関し、特に、スイッチング素子の光リーク電流を防止することができる電気光学装置用基板、電気光学装置および投射型液晶装置並びに電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶プロジェクタ等の投射型液晶装置には、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色に対応して液晶パネルを３枚使用する３板式のものと、１枚の液晶パネルと色生成手段とから構成される単板式のものがある。この投射型液晶装置の構成要素である液晶パネルは、例えば、アクティブマトリクス型液晶ライトバルブとその前後に配置される偏光板とから構成されている。この種の液晶ライトバルブは、ガラス基板、石英基板等の透明な２枚の基板間に液晶が封入されたものであり、一方の基板をなす薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、ＴＦＴと略記する）アレイ基板と、これに対向配置された他方の基板をなす対向基板とを備えている。
【０００３】
ＴＦＴアレイ基板は、基板本体と、その液晶層側の表面上に形成された画素電極と、半導体層を有する画素スイッチング用ＴＦＴ（スイッチング素子）と、この画素スイッチング用ＴＦＴを駆動するためのデータ線や走査線などの信号線と、配向膜とを主体として構成されている。また、ＴＦＴアレイ基板の半導体層の下層には、絶縁膜を介して金属などで形成された遮光膜が配置されている。
他方、対向基板は、基板本体と、その液晶層側の表面上に形成された対向電極と、配向膜と、遮光膜とを主体として構成されている。
各基板はこのような構成であり、画素電極と対向電極とが対向するように配置されたＴＦＴアレイ基板と対向基板との間には、液晶層が形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の液晶ライトバルブにおいては、光源からの入射光や戻り光に含まれる斜め光によって、光リーク電流が発生し、コントラスト比の低下などの不都合が生じることが、問題となっていた。
図１１は、従来の液晶ライトバルブにおける問題点を説明するための模式図であり、問題点を説明するために必要な部材のみを示した断面図である。
図１１において、符号３０は、ＴＦＴアレイ基板を構成する画素スイッチング用ＴＦＴを示している。画素スイッチング用ＴＦＴ３０は、走査線３ａと、走査線３ａからの電界によりチャネルが形成されるチャネル領域１ａ’とソース領域１ｈおよびドレイン領域１ｇとを有する半導体層１ａと、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁する絶縁薄膜２とを備えている。
【０００５】
画素スイッチング用ＴＦＴ３０の半導体層１ａの下方には、絶縁膜１２を介して形成された遮光膜１１が配置されている。この遮光膜１１は、ＴＦＴアレイ基板の基体本体１０上に設けられ、平坦な表面を有するものとされている。そして、この遮光膜１１によって、ＴＦＴアレイ基板の側から入射する戻り光が画素スイッチング用ＴＦＴ３０の半導体層１ａに侵入するのを防止している。
一方、画素スイッチング用ＴＦＴ３０の半導体層１ａの上方には、遮光膜３３が配置されている。この遮光膜３３は、対向基板の基体本体２０上に設けられ、平坦な表面を有するものとされている。そして、この遮光膜３３によって、対向基板の側から入射する入射光が画素スイッチング用ＴＦＴ３０の半導体層１ａに侵入するのを防止している。
【０００６】
液晶ライトバルブに入射する光源からの入射光や戻り光は、光源からの照射方向と平行な光だけでなく、照射方向から１０°程度傾いた斜め光も含んでいる。例えば、入射光に含まれる斜め光Ｅが、図１１に示す従来の液晶ライトバルブに入射すると、図１１に示すように、斜め光Ｅは、ＴＦＴアレイ基板に設けられた遮光膜１１と対向基板に設けられた遮光膜３３との間に侵入する。そして、遮光膜１１と遮光膜３３との間に侵入した斜め光Ｅは、遮光膜１１、３３や、遮光膜１１と遮光膜３３との間に設けられている金属膜などに反射して多重散乱光となり、画素スイッチング用ＴＦＴ３０に到達してしまう。
また、図１１に示す従来の液晶ライトバルブ内に、戻り光に含まれる斜め光が入射した場合も同様に、斜め光は、遮光膜１１と遮光膜３３との間に侵入して多重散乱光となり、画素スイッチング用ＴＦＴ３０に到達してしまう。
このように、ただ単に遮光膜１１、３３を設けただけでは、充分な遮光がなされたとはいえず、遮光膜１１と遮光膜３３との間に侵入する光（リーク光）を防ぐことは困難であった。そして、画素スイッチング用ＴＦＴ３０に到達したリーク光は、画素スイッチング用ＴＦＴ３０の光リーク電流を発生させ、光リーク電流によって生じるコントラスト比の低下などの不都合が発生する原因となる。
【０００７】
とくに、近年は、液晶プロジェクタの高精細化、高輝度化、低価格化に伴う液晶ライトバルブの小型化に伴って、ライトバルブに入射させる入射光の強度が強くなってきている。このことにより、斜め光も強くなり、斜め光に起因する光リーク電流も増大するので、より一層コントラスト比の低下などの不都合が生じやすくなってきている。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、光源からの入射光や戻り光に含まれる斜め光に起因する光リーク電流の発生を防止することができ、高コントラスト表示ができる電気光学装置用基板および電気光学装置および投射型液晶装置を提供することを目的とする。
また、上記の高コントラスト表示ができる電気光学装置を備えた投射型液晶装置および電子機器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の電気光学装置は、互いに対向する一対の基板間に電気光学物質が狭持されてなり、前記一対の基板のうち一方の基板には、半導体層を有するスイッチング素子が備えられた電気光学装置であって、前記スイッチング素子の光入射側に、前記半導体層に向かって凸状に形成された第１遮光膜と、前記スイッチング素子の前記第１遮光膜とは反対側に、前記半導体層に向かって凸状に形成された第２遮光膜とを備え、前記第２遮光膜は、斜面を有する台形状に形成されており、前記第１遮光膜は、前記第２遮光膜の斜面と重なる領域において、前記半導体層側の面が湾曲してなることを特徴とする。
本発明の電気光学装置用基板は、互いに対向する一対の基板間に電気光学物質が狭持されてなる電気光学装置に用いられる電気光学装置用基板であって、半導体層を有するスイッチング素子と、前記スイッチング素子の光入射側に、前記半導体層に向かって凸状に形成された第１遮光膜と、前記スイッチング素子の前記第１遮光膜とは反対側に、前記半導体層に向かって凸状に形成された第２遮光膜とを備え、前記第２遮光膜は、斜面を有する台形状に形成されており、前記第１遮光膜は、前記第２遮光膜の斜面と重なる領域において、前記半導体層側の面が湾曲してなることを特徴とする。
互いに対向する一対の基板間に電気光学物質が狭持されてなり、前記一対の基板のうち一方の基板には、半導体層を有するスイッチング素子が備えられた電気光学装置であって、前記スイッチング素子の上方と下方の少なくとも一方で、前記スイッチング素子の形成位置に対応する領域に、前記半導体層に向かって凸状の形状である遮光膜が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の電気光学装置においては、前記スイッチング素子の上方と下方の少なくとも一方で、前記スイッチング素子の形成位置に対応する領域に、前記半導体層に向かって凸状の形状である遮光膜が設けられているので、光源からの入射光や戻り光に含まれる斜め光が、スイッチング素子に到達するリーク光になるのを防止することができる。
すなわち、本発明の電気光学装置における遮光膜は、半導体層に向かって凸状の形状であるので、電気光学装置内に入射した斜め光を、遮光膜が設けられている領域の外側に向かって反射させることができる。また、電気光学装置内に入射した斜め光が、遮光膜が設けられている領域内に侵入した場合も、上下遮光層間で反射し、外側に向かって光が反射される。このことにより、電気光学装置内に入射した斜め光が、スイッチング素子に到達するリーク光になるのを防止することができる。
その結果、スイッチング素子の光リーク電流の発生を防ぐことができ、光リーク電流に起因するコントラスト比の低下などの不都合が生じにくく、高コントラスト表示が可能な電気光学装置とすることができる。
【００１１】
また、上記の電気光学装置においては、前記遮光膜は、前記スイッチング素子の上方で、前記スイッチング素子の形成位置に対応する領域に設けられ、下方に向かって凸状の第１遮光膜と、前記スイッチング素子の下方で、前記スイッチング素子の形成位置に対応する領域に設けられ、上方に向かって凸状の第２遮光膜とからなることが望ましい。
【００１２】
このような電気光学装置とすることで、スイッチング素子の上方および下方の前記スイッチング素子の形成位置に対応する領域に、遮光膜がそれぞれ設けられたものとなるので、電気光学装置内に入射した斜め光がスイッチング素子に到達するのを、より一層確実に防止することができる。
【００１３】
また、上記の電気光学装置においては、前記第１遮光膜および前記第２遮光膜は、前記一方の基板に設けられていることが望ましい。
このような電気光学装置では、第１遮光膜および第２遮光膜が、一方の基板に設けられているので、第１遮光膜と第２遮光膜とをそれぞれ別々の基板に設けた場合と比較して、第１遮光膜と第２遮光膜との間隔が狭いものとなり、外側に向かってより一層効率よく反射させることが出来るため、斜め光がスイッチング素子に到達するのをより一層効果的に防止できる。
【００１４】
また、上記の電気光学装置においては、前記遮光膜の前記半導体層に対向する側の面が、湾曲していることが望ましい。
このような電気光学装置では、遮光膜の半導体層に対向する側の面が湾曲しているので、電気光学装置内に入射した斜め光を、遮光膜が設けられている領域の外側に向かって効率よく反射させることができる。また、電気光学装置内に入射した斜め光が、遮光膜が設けられている領域内に侵入した場合も、上下遮光層間で反射し、外側に光が反射する。このため、斜め光がスイッチング素子に到達するのをより一層確実に防止することができる。
【００１５】
また、上記の電気光学装置においては、前記遮光膜が、断面視台形状とされているものとしてもよい。
このような電気光学装置では、遮光膜が断面視台形状とされているので、電気光学装置内に入射して、遮光膜の斜面に当たった斜め光を、遮光膜が設けられている領域の外側に向かって効率よく反射させることができる。また、電気光学装置内に入射した斜め光が、遮光膜が設けられている領域内に侵入した場合も、上下遮光層間で反射し、外側に光が反射する。このため、斜め光がスイッチング素子に到達するのをより一層確実に防止することができる。
また、断面視台形状の遮光膜は、製造プロセス上形成が容易なものであるので、上記の電気光学装置とすることにより、斜め光に起因する光リーク電流の発生を防止することができ、高コントラスト表示ができる電気光学装置が容易に得られる。
【００１６】
また、上記の電気光学装置においては、前記遮光膜は、下地層上に設けられ、前記下地層は、前記スイッチング素子の上方と下方の少なくとも一方で、前記スイッチング素子の形成位置に対応する領域に、前記半導体層に向かって凸状の形状となるように形成されていることが望ましい。
このような電気光学装置とすることで、下地層上に遮光層を設けることにより、スイッチング素子の上方と下方の少なくとも一方で、スイッチング素子の形成位置に対応する領域に、半導体層に向かって凸状の形状である遮光膜を設けることができるものとなるので、一般的な遮光膜の形成方法と同様の方法などにより上記の遮光膜を得ることができ、斜め光に起因する光リーク電流の発生を防止することができ、高コントラスト表示ができる電気光学装置を容易に得ることができる。
【００１７】
また、上記の目的を達成するために、本発明の電気光学装置用基板は、上記のいずれかの電気光学装置を構成する一対の基板のうち一方の基板からなる電気光学装置用基板であって、半導体層を有するスイッチング素子が備えられ、前記スイッチング素子の上方と下方の少なくとも一方で、前記スイッチング素子の形成位置に対応する領域に、前記半導体層に向かって凸状の形状である遮光膜が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
このような電気光学装置用基板においては、スイッチング素子の上方と下方の少なくとも一方で、スイッチング素子の形成位置に対応する領域に、半導体層に向かって凸状の形状である遮光膜が設けられているので、これを用いた電気光学装置内に光源からの入射光や戻り光に含まれる斜め光が入射しても、斜め光がスイッチング素子に到達するリーク光になるのを防止することができる。
したがって、本発明の電気光学装置用基板は、スイッチング素子の光リーク電流の発生を防ぐことができ、光リーク電流に起因するコントラスト比の低下などの不都合が生じにくく、高コントラスト表示が可能な電気光学装置を構成することができる。
【００１９】
また、上記の電気光学装置用基板においては、前記遮光膜は、前記スイッチング素子の上方で、前記スイッチング素子の形成位置に対応する領域に設けられ、下方に向かって凸状の第１遮光膜と、前記スイッチング素子の下方で、前記スイッチング素子の形成位置に対応する領域に設けられ、上方に向かって凸状の第２遮光膜とからなることを特徴とするものとすることが望ましい。
【００２０】
このような電気光学装置用基板とすることで、スイッチング素子の上方および下方の前記スイッチング素子の形成位置に対応する領域に、遮光膜がそれぞれ設けられたものとなるので、これを用いた電気光学装置とした場合に、電気光学装置内に入射した斜め光が、外側に向かってより一層効率よく反射させることができ、斜め光がスイッチング素子に到達するのをより一層確実に防止することができる。
また、上記の電気光学装置用基板には、第１遮光膜および第２遮光膜が設けられているので、第１遮光膜と第２遮光膜との間隔が狭い電気光学装置を構成することができるものとなる。したがって、これを用いた電気光学装置とした場合に、電気光学装置内に入射した斜め光が、第１遮光膜と前記第２遮光膜との間に侵入しにくくいものとなり、また、電気光学装置内に入射した斜め光が、遮光膜が設けられている領域内に侵入した場合も、上下遮光層間で反射し、外側に光が反射されるため、斜め光がスイッチング素子に到達することを一層効果的に防止することができる。
【００２１】
また、本発明の投射型表示装置は、上記の電気光学装置を備えた投射型表示装置であって、光源と、該光源から出射された光を変調する前記電気光学装置と、該電気光学装置により変調された光を投射面に拡大投影する拡大投影光学系とを有することを特徴とする。
このような投射型表示装置は、上記の電気光学装置を備えたものであるので、高コントラスト表示ができる投射型表示装置とすることができる。
【００２２】
また、本発明の電子機器は、上記の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
このような電子機器とすることにより、高コントラスト表示ができる電子機器とすることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態の液晶装置の構成］
本発明の第１の実施形態の液晶装置の構成について、図１から図３を参照して以下説明する。図１は、データ線、走査線、容量線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ’断面図である。図３は、図１に示すデータ線を横断する方向に切断したときの概略を示した図１のＢ−Ｂ’断面図であり、液晶装置内に斜め光が入射した状況を説明するための模式図である。
なお、図１〜図３においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。また、図２においては、液晶装置の断面構造を理解しやすくするために、遮光膜の断面形状を平坦なものとして示してある。また、図３においては、液晶装置内に斜め光が入射した状況を説明する際に必要な部材のみを示し、その他の各部材等は省略して示してある。
【００２４】
図１および図２に示すように、液晶装置のＴＦＴアレイ基板１０上には、複数の透明な画素電極９ａと当該画素電極９ａをスイッチング制御するスイッチング素子である画素スイッチング用ＴＦＴ３０とがマトリクス状に複数形成され、画素電極９ａの縦横の境界に各々沿って画像信号を供給するデータ線６ａ、走査線３ａおよび容量線３ｂが設けられている。データ線６ａは、コンタクトホール５ａおよびコンタクトホール５ｂを介して、画素スイッチング用ＴＦＴ３０のソース領域１ｄに電気的に接続されており、画素電極９ａは、コンタクトホール８ａおよびコンタクトホール８ｂを介して、画素スイッチング用ＴＦＴ３０のドレイン領域１ｅに電気的に接続されている。そして、画素スイッチング用ＴＦＴ３０を一定期間だけオンすることにより、データ線６ａから供給される画像信号を所定のタイミングで書き込むようにされている。また、ポリシリコン膜からなる半導体層１ａのうち、画素スイッチング用ＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ’に対向するように走査線３ａが配置され、所定のタイミングで走査線３ａにパルス的に走査信号を印加するように構成されている。
【００２５】
断面構造を見ると、図２に示すように、この液晶装置は、一対の透明基板を有しており、その一方の基板をなすＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置される他方の基板をなす対向基板２０とを備えている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば石英基板からなり、対向基板２０は、例えばガラス基板や石英基板からなるものである。
【００２６】
ＴＦＴアレイ基板１０には、例えばＩＴＯ膜等の透明導電性膜からなる画素電極９ａが設けられ、ＴＦＴアレイ基板１０上の各画素電極９ａに隣接する位置には、画素スイッチング用ＴＦＴ３０が設けられている。画素スイッチング用ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、走査線３ａ、当該走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁する絶縁薄膜２、データ線６ａ、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄおよび高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。
【００２７】
また、図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０上には、溝１０ａが設けられ、溝１０ａの内側の半導体層１ａの下方に位置する領域には、図３に示すように、断面視台形状の下地層１０ｃが半導体層１ａに向かって凸状の形状となるように設けられている。下地層１０ｃは、例えばＳｉＯ₂、ＳｉＮなどにより形成されている。また、下地層１０ｃの上には、図３に示すように、断面視台形状の遮光膜１１ａ（特許請求の範囲における「遮光膜」に相当する。）が、半導体層１ａに向かって凸状の形状となるように配置されている。
【００２８】
この遮光膜１１ａは、例えば、ＴＦＴアレイ基板１０上の半導体層１ａの下方に位置する領域に、下地層１０ｃとなる下地膜を設け、これをパターニングしたのちエッチングすることにより、断面視台形状であり半導体層１ａに向かって凸状の形状となるように下地層１０ｃを形成し、この下地層１０ｃ上に金属などをスパッタする方法などにより設けられたものである。遮光膜１１ａを設ける際に、下地膜のエッチングを等方性エッチングする方法により行うと、サイドエッチングが生じる分エッチング面にテーパーが付くので、下地層１０ｃが台形状に形成される。遮光膜１１ａは、ＴＦＴアレイ基板の側から入射する戻り光が、画素スイッチング用ＴＦＴ３０の半導体層１ａに侵入するのを防止している。
【００２９】
そして、この遮光膜１１ａ上を含むＴＦＴアレイ基板１０上には、図２および図３に示すように、絶縁膜１２を介して半導体層１ａが配置されている。絶縁膜１２上の半導体層１ａが配置される領域は、化学的機械的研磨法（Ｃhemical Ｍecanical Ｐolishing（ＣＭＰ））などにより平坦化して、遮光膜１１ａ分の高さを相殺しておくことが望ましい。
【００３０】
また、図２に示すように、半導体層１ａ上に設けられた絶縁薄膜２上、走査線３ａ上を含むＴＦＴアレイ基板１０上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール５ａおよび高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８ａが各々形成された第１層間絶縁膜４が形成され、第１層間絶縁膜４上には、バリア層１４および誘電体層１５を介して、図３に示す遮光膜を兼ねる容量線３ｂ（特許請求の範囲における「遮光膜」に相当する。）が設けられている。
【００３１】
容量線３ｂは、図１および図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０上のデータ線６ａ、走査線３ａ、容量線３ｂ、画素スイッチング用ＴＦＴ３０の形成領域に対向する領域、すなわち各画素の非表示領域に設けられ、隣接する画素間を遮光している。また、容量線３ｂは、図３に示すように、断面視台形状であり、半導体層１ａに向かって凸状の形状とされているとともに、高い遮光性を有するものとするために、２層構造とされている。
【００３２】
この遮光膜を兼ねる容量線３ｂは、例えば、第１層間絶縁膜４をパターニングしてエッチングすることにより、第１層間絶縁膜４上の半導体層１ａの上方に位置する領域に、断面視台形状であり半導体層１ａに向かって凸状の形状となるように凹部を形成し、第１層間絶縁膜４の凹部が設けられた部分を下地層として、バリア層１４および誘電体層１５を形成したのち金属などをスパッタする方法などにより設けられたものである。遮光膜を兼ねる容量線３ｂを設ける際に、第１層間絶縁膜４のエッチングを等方性エッチングする方法により行うと、サイドエッチングが生じる分エッチング面にテーパーが付くので、下地層が台形状に形成される。そして、容量線３ｂにより、対向基板２０の側からの入射光が、画素スイッチング用ＴＦＴ３０の半導体層１ａのチャネル領域１ａ’や低濃度ソース領域領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに侵入するのを防止している。
【００３３】
遮光膜を兼ねる容量線３ｂ上には、コンタクトホール５ｂおよびコンタクトホール８ｂが形成された第２層間絶縁膜７が形成され、第２層間絶縁膜７の上には、データ線６ａが形成されている。さらに、データ線６ａ上および第２層間絶縁膜７上には、コンタクトホール８ｂが形成された第３層間絶縁膜１７が形成され、第３層間絶縁膜１７上には、画素電極９ａが形成されている。
つまり、データ線６ａは、第２層間絶縁膜７を貫通するコンタクトホール５ｂと第１層間絶縁膜４を貫通するコンタクトホール５ａとを介して、高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。また、画素電極９ａは、第３層間絶縁膜１７および第２層間絶縁膜７を貫通するコンタクトホール８ｂと第１層間絶縁膜４を貫通するコンタクトホール８ａとを介して、高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続されている。
【００３４】
画素スイッチング用ＴＦＴ３０は、好ましくは上述のようにＬＤＤ構造を持つが、低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃに不純物イオンの打ち込みを行わないオフセット構造を採っても良いし、ゲート電極をマスクとして高濃度で不純物イオンを打ち込み、自己整合的に高濃度ソースおよびドレイン領域を形成するセルフアライン型のＴＦＴであっても良い。
また、本実施形態では、画素スイッチング用ＴＦＴ３０の走査線３ａの一部からなるゲート電極をソース・ドレイン領域間に１個のみ配置したシングルゲート構造としたが、これらの間に２個以上のゲート電極を配置してもよい。この際、各々のゲート電極には同一の信号が印加されるようにする。このようにデュアルゲート（ダブルゲート）あるいはトリプルゲート以上でＴＦＴを構成すれば、チャネルとソース・ドレイン領域接合部のリーク電流を防止でき、オフ時の電流を低減することができる。これらのゲート電極の少なくとも１個をＬＤＤ構造あるいはオフセット構造にすれば、さらにオフ電流を低減でき、安定したスイッチング素子を得ることができる。
【００３５】
また、ＴＦＴアレイ基板１０の画素スイッチング用ＴＦＴ３０、データ線６ａおよび走査線３ａの形成領域にあたる第３層間絶縁膜１７上および画素電極９ａ上には、配向膜１６が設けられている。
【００３６】
他方、対向基板２０上には、その全面にわたって対向電極（共通電極）２１が設けられている。対向電極２１もＴＦＴアレイ基板１０の画素電極９ａと同様、ＩＴＯ膜等の透明導電性膜から形成されている。
また、ＴＦＴアレイ基板１０側の配向膜１６と対向する位置にあたる対向基板２０の対向電極２１上には、配向膜２２が設けられている。
【００３７】
これらＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０は、画素電極９ａと対向電極２１とが対向するように配置され、これら基板１０、２０とシール材により囲まれた空間に液晶が封入され、液晶層５０が形成される。
【００３８】
このような液晶装置においては、遮光膜１１ａと遮光膜を兼ねる容量線３ｂとが設けられているので、光源からの入射光や戻り光に含まれる斜め光が、画素スイッチング用ＴＦＴ３０に到達するリーク光になるのを防止することができる。
すなわち、上記の液晶装置における遮光膜１１ａおよび容量線３ｂは、半導体層１ａに向かって凸状の形状であるので、液晶装置内に入射した斜め光を、遮光膜１１ａおよび容量線３ｂが設けられている領域の外側に向かって反射させることができる。
【００３９】
ここで、上記の液晶装置内に斜め光が入射した状況を図３を参照して説明する。例えば、入射光に含まれる斜め光Ｆが上記の液晶装置内に入射した場合には、図３に示すように、斜め光Ｆは、ＴＦＴアレイ基板１０に設けられた遮光膜１１ａによって、外側に向かって反射する。また、戻り光に含まれる斜め光が上記の液晶装置内に入射した場合には、斜め光は、容量線３ｂによって、外側に向かって反射する。また、電気光学装置内に入射した斜め光Ｆ'においても、遮光膜が設けられている領域内に侵入した場合も、ＴＦＴアレイ基板１０に設けられた遮光膜１１ａと容量線３ｂとの間で反射し、外側に光が反射される。
このことにより、入射光や戻り光に含まれる斜め光が、画素スイッチング用ＴＦＴ３０に到達するのを防止することができる。
その結果、画素スイッチング用ＴＦＴ３０の光リーク電流の発生を防ぐことができ、光リーク電流に起因するコントラスト比の低下などの不都合が生じにくく、高コントラスト表示が可能な液晶装置とすることができる。
【００４０】
また、上記の液晶装置においては、画素スイッチング用ＴＦＴ３０の上方および下方の画素スイッチング用ＴＦＴ３０の形成位置に対応する領域に、遮光膜がそれぞれ設けられたものであるので、例えば、遮光膜１１ａと容量線３ｂのいずれか一方のみを設けた場合と比較して、斜め光が画素スイッチング用ＴＦＴ３０に到達するのをより一層確実に防止することができる。
しかも、画素スイッチング用ＴＦＴ３０の上方および下方に設けられた遮光膜１１ａと遮光膜を兼ねる容量線３ｂとからなる２枚の遮光膜は、いずれもＴＦＴアレイ基板１０上に設けられているので、例えば、画素スイッチング用ＴＦＴ３０の上方に設けられた遮光膜を対向基板２０上に設けた場合と比較して、２枚の遮光膜間の間隔が狭いものとなり、液晶装置内に入射した斜め光が、２枚の遮光膜間に侵入しにくく、また、電気光学装置内に入射した斜め光が、遮光膜が設けられている領域内に侵入した場合も、上方および下方に設けられた遮光膜１１ａと遮光膜を兼ねる容量線３ｂとからなる２枚の遮光膜間で反射し、外側に光が反射されるため、斜め光が画素スイッチング用ＴＦＴ３０に到達するのをより一層効果的に防止できる。
【００４１】
また、遮光膜１１ａおよび容量線３ｂは、断面視台形状とされているので、液晶装置内に入射した斜め光が画素スイッチング用ＴＦＴ３０に到達するのをより一層効果的に防止できる。
しかも、断面視台形状の遮光膜は、例えば、遮光膜の下方に設けられる絶縁膜を、パターニングしてエッチングすることにより断面視台形状の下地層とし、その上方に金属などをスパッタする方法などにより得られるものであり形成が容易であるので、上記の液晶装置とすることにより、斜め光に起因する光リーク電流の発生を防止することができ、高コントラスト表示ができる優れた液晶装置が容易に得られる。
【００４２】
また、下地層１０ｃは、画素スイッチング用ＴＦＴ３０下方の画素スイッチング用ＴＦＴ３０形成位置に対応する領域に、下地層となる第１層間絶縁膜４は、画素スイッチング用ＴＦＴ３０上方の画素スイッチング用ＴＦＴ３０形成位置に対応する領域に、半導体層１ａに向かって凸状の形状となるように形成されているので、下地層１０ｃ上および第１層間絶縁膜４上に遮光層を設けることにより、画素スイッチング用ＴＦＴ３０の上方と下方の画素スイッチング用ＴＦＴ３０形成位置に対応する領域に、半導体層１ａに向かって凸状の形状である遮光膜１１ａおよび容量線３ｂを設けることができ、一般的な遮光膜の形成方法と同様の方法などにより遮光膜１１ａおよび容量線３ｂを得ることができる。
【００４３】
また、このような液晶装置においては、容量線３ｂが遮光膜を兼ねるものであるので、遮光膜を設ける工程を簡略化することができる。
【００４４】
なお、上記実施形態の液晶装置においては、対向基板２０上に、コントラスト比の向上、色材の混色防止などの機能、いわゆるブラックマトリクスとしての機能を有する遮光膜を設けてもよい。
また、上記実施形態の液晶装置においては、画素スイッチング用ＴＦＴ３０の上方に設けられている遮光膜を対向基板２０上に設ける構成としてもよい。
また、上記実施形態の液晶装置においては、画素スイッチング用ＴＦＴ３０の上方に設けられている遮光膜を、遮光膜を兼ねる容量線３ｂからなるものとしたが、容量線３ｂとバリア層１４とからなるものや、容量線３ｂとバリア層１４と誘電体層１５とからなるものとしてもよいし、容量線３ｂとは別の膜からなるものとしてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態の液晶装置においては、遮光膜１１ａは、下地層１０ｃ上に形成する以外に、例えば、ＴＦＴアレイ基板１０の基体本体をエッチング加工するなどして凸部を形成して、その凸部上に形成してもよい。
また、上記実施形態の液晶装置においては、遮光膜１１ａは、データ線６ａを横断する方向に切断したときに断面視台形状であり、半導体層１ａに向かって凸状の形状となっているが、走査線３ａを横断する方向に切断したときにも断面視台形状であり、半導体層１ａに向かって凸状の形状となっているものとしてもよい。
【００４６】
また、上記実施形態の液晶装置においては、本発明をＴＦＴ素子に代表される３端子型素子を用いるアクティブマトリクス型の液晶装置とその製造方法に適用した場合について説明したが、ＴＦＤ素子に代表される２端子型素子を用いるアクティブマトリクス型の液晶装置およびその製造方法にも適用できる。
【００４７】
［第２の実施形態の液晶装置の構成］
本実施形態の液晶装置が、上記の第１の実施形態の液晶装置と異なるところは、画素スイッチング用ＴＦＴ３０上方の画素スイッチング用ＴＦＴ３０形成位置に対応する領域に設けられた遮光膜を兼ねる容量線の形状のみである。
図４は、本発明の電気光学装置の一例である液晶パネルの他の例の一部を示した概略断面図である。
図４に示す液晶装置においては、画素スイッチング用ＴＦＴ３０上方の画素スイッチング用ＴＦＴ３０形成位置に対応する領域に設けられた遮光膜である容量線３ｃの半導体層１ａに対向する側の面が、湾曲している。
【００４８】
このような液晶装置では、遮光膜を兼ねる容量線３ｃの半導体層１ａに対向する側の面が湾曲しているので、液晶装置内に入射した斜め光を、外側に向かってより一層効率よく反射させることができる。例えば、入射光に含まれる斜め光が液晶装置内に入射した場合には、斜め光は、第１の実施形態の液晶装置と同様に、遮光膜１１ａによって、外側に向かって反射する。また、図４に示すように、戻り光に含まれる斜め光Ｇが液晶装置内に入射した場合には、斜め光Ｇは、遮光膜を兼ねる容量線３ｃによって、外側に向かって反射する。また、電気光学装置内に入射した斜め光Ｆ'においても、遮光膜が設けられている領域内に侵入した場合も、ＴＦＴアレイ基板１０に設けられた遮光膜１１ａと容量線３ｃとの間で反射し、外側に光がでていく。このことにより、斜め光が画素スイッチング用ＴＦＴ３０に到達するのをより一層確実に防止することができる。
【００４９】
［第３の実施形態の液晶装置の構成］
本実施形態の液晶装置が、上記の第２の実施形態の液晶装置と異なるところは、画素スイッチング用ＴＦＴ３０下方の画素スイッチング用ＴＦＴ３０形成位置に対応する領域に設けられた遮光膜の形状のみである。
図５は、本発明の電気光学装置の一例である液晶パネルの他の例の一部を示した概略断面図である。
図５に示す液晶装置においては、画素スイッチング用ＴＦＴ３０下方の画素スイッチング用ＴＦＴ３０形成位置に対応する領域に設けられた遮光膜１１ｂの半導体層１ａに対向する側の面が、湾曲している。
【００５０】
このような液晶装置では、遮光膜１１ｂの半導体層１ａに対向する側の面も湾曲しているので、液晶装置内に入射した斜め光を、外側に向かってより一層効率よく反射させることができる。例えば、図５に示すように、入射光に含まれる斜め光Ｈが液晶装置内に入射した場合には、斜め光Ｈは、遮光膜１１ｂによって、外側に向かって反射する。また、戻り光に含まれる斜め光Ｇが液晶装置内に入射した場合には、斜め光Ｇは、第２の実施形態の液晶装置と同様に遮光膜を兼ねる容量線３ｃによって、外側に向かって反射する。また、電気光学装置内に入射した斜め光Ｈ'においても、遮光膜が設けられている領域内に侵入した場合も、ＴＦＴアレイ基板１０に設けられた遮光膜１１ｂと容量線３ｃとの間で反射し、外側に光がでていく。このことにより、斜め光が画素スイッチング用ＴＦＴ３０に到達するのをより一層確実に防止することができる。
【００５１】
［液晶装置の全体構成］
次に、上記構成の液晶装置の全体構成を図６を参照して説明する。なお、図６（ａ）は、ＴＦＴアレイ基板１０をその上に形成された各構成要素とともに対向基板２０の側から見た平面図であり、図６（ｂ）は、対向基板２０を含めて示す図６（ａ）のＨ−Ｈ’断面図である。なお、図６では、配向膜の記載は省略されている。
【００５２】
図６（ａ）において、ＴＦＴアレイ基板１０の上には、シール材５１がその縁に沿って設けられており、その内側に並行して、額縁としての遮光膜５３が設けられている。シール材５１の外側の領域には、データ線駆動回路１０１およ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おり、走査線駆動回路１０４がこの一辺に隣接する２辺に沿って設けられている。走査線３ａに供給される走査信号遅延が問題にならないのならば、走査線駆動回路１０４は片側だけでも良いことは言うまでもない。また、データ線駆動回路１０１を画像表示領域の辺に沿って両側に配列してもよい。例えば、奇数列のデータ線６ａは画像表示領域の一方の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給し、偶数列のデータ線は上記画像表示領域の反対側の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給するようにしてもよい。このようにデータ線６ａを櫛歯状に駆動するようにすれば、データ線駆動回路の占有面積を拡張することができるため、複雑な回路を構成することが可能となる。さらに、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路１０４間をつなぐための複数の配線１０５が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための導通材１０６が設けられている。そして、図６（ｂ）に示すように、図６（ａ）に示したシール材５１とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板２０が当該シール材５１によりＴＦＴアレイ基板１０に固着されている。
【００５３】
以上、図１から図６を参照して説明した液晶装置においては、ＴＦＴアレイ基板１０上に、さらに製造途中や出荷時の当該液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。また、データ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に設ける代わりに、例えばＴＡＢ（Tape Automated Bonding)基板上に実装された駆動用ＬＳＩに、ＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に設けられた異方性導電フィルムを介して電気的および機械的に接続するようにしてもよい。また、対向基板２０の投射光が入射する側およびＴＦＴアレイ基板１０の出射光が出射する側には各々、例えば、ＴＮ（Twisted Nematic)モード、ＶＡ（Vertically Aligned)モード、ＰＤＬＣ(Polymer Dipersed Liquid Crystal)モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード／ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光手段などが所定の方向で配置される。
【００５４】
また、上記の液晶装置においては、例えばカラー液晶プロジェクタ（投射型表示装置）に適用することができる。その場合、対向基板２０上に１画素に１個対応するようにマイクロレンズを形成してもよい。このようにすれば、入射光の集光効率を向上することで、明るい液晶装置が実現できる。さらにまた、対向基板２０上に、何層もの屈折率の相違する干渉層を堆積することで、光の干渉を利用して、ＲＧＢ色を作り出すダイクロイックフィルタを形成してもよい。このダイクロイックフィルタ付対向基板によれば、より明るいカラー液晶装置が実現できる。
【００５５】
［電子機器］
上記実施形態の液晶装置を備えた電子機器の例について説明する。
図７は、本発明の投射型表示装置の一例を示した概略構成図である。図７において、投射型表示装置１１００は、上述した液晶装置を３個用意し、夫々ＲＧＢ用の液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇおよび９６２Ｂとして用いた投射型液晶装置の光学系の概略構成図を示す。本例の投射型表示装置の光学系には、光源装置９２０と、均一照明光学系９２３が採用されている。そして、投射型表示装置は、この均一照明光学系９２３から出射される光束Ｗを赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に分離する色分離手段としての色分離光学系９２４と、各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂを変調する変調手段としての３つのライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂと、変調された後の色光束を再合成する色合成手段としての色合成プリズム９１０と、合成された光束を投射面１００の表面に拡大投射する投射手段としての投射レンズユニット９０６を備えている。また、青色光束Ｂを対応するライトバルブ９２５Ｂに導く導光系９２７をも備えている。
【００５６】
均一照明光学系９２３は、２つのレンズ板９２１、９２２と反射ミラー９３１を備えており、反射ミラー９３１を挟んで２つのレンズ板９２１、９２２が直交する状態に配置されている。均一照明光学系９２３の２つのレンズ板９２１、９２２は、それぞれマトリクス状に配置された複数の矩形レンズを備えている。光源装置９２０から出射された光束は、第１のレンズ板９２１の矩形レンズによって複数の部分光束に分割される。そして、これらの部分光束は、第２のレンズ板９２２の矩形レンズによって３つのライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂ付近で重畳される。したがって、均一照明光学系９２３を用いることにより、光源装置９２０が出射光束の断面内で不均一な照度分布を有している場合でも、３つのライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂを均一な照明光で照明することが可能となる。
【００５７】
各色分離光学系９２４は、青緑反射ダイクロイックミラー９４１と、緑反射ダイクロイックミラー９４２と、反射ミラー９４３から構成される。まず、青緑反射ダイクロイックミラー９４１において、光束Ｗに含まれている青色光束Ｂおよび緑色光束Ｇが直角に反射され、緑反射ダイクロイックミラー９４２の側に向かう。赤色光束Ｒはこのミラー９４１を通過して、後方の反射ミラー９４３で直角に反射されて、赤色光束Ｒの出射部９４４から色合成プリズム９１０の側に出射される。
次に、緑反射ダイクロイックミラー９４２において、青緑反射ダイクロイックミラー９４１において反射された青色、緑色光束Ｂ、Ｇのうち、緑色光束Ｇのみが直角に反射されて、緑色光束Ｇの出射部９４５から色合成光学系の側に出射される。緑反射ダイクロイックミラー９４２を通過した青色光束Ｂは、青色光束Ｂの出射部９４６から導光系９２７の側に出射される。本例では、均一照明光学素子の光束Ｗの出射部から、色分離光学系９２４における各色光束の出射部９４４、９４５、９４６までの距離がほぼ等しくなるように設定されている。
【００５８】
色分離光学系９２４の赤色、緑色光束Ｒ、Ｇの出射部９４４、９４５の出射側には、それぞれ集光レンズ９５１、９５２が配置されている。したがって、各出射部から出射した赤色、緑色光束Ｒ、Ｇは、これらの集光レンズ９５１、９５２に入射して平行化される。
このように平行化された赤色、緑色光束Ｒ、Ｇは、ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇに入射して変調され、各色光に対応した画像情報が付加される。すなわち、これらの液晶装置は、図示しない駆動手段によって画像情報に応じてスイッチング制御されて、これにより、ここを通過する各色光の変調が行われる。一方、青色光束Ｂは、導光系９２７を介して対応するライトバルブ９２５Ｂに導かれ、ここにおいて、同様に画像情報に応じて変調が施される。なお、本例のライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂは、それぞれさらに入射側偏光手段９６０Ｒ、９６０Ｇ、９６０Ｂと、出射側偏光手段９６１Ｒ、９６１Ｇ、９６１Ｂと、これらの間に配置された液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９６２Ｂとからなる液晶ライトバルブである。
【００５９】
導光系９２７は、青色光束Ｂの出射部９４６の出射側に配置した集光レンズ９５４と、入射側反射ミラー９７１と、出射側反射ミラー９７２と、これらの反射ミラーの間に配置した中間レンズ９７３と、ライトバルブ９２５Ｂの手前側に配置した集光レンズ９５３とから構成されている。集光レンズ９４６から出射された青色光束Ｂは、導光系９２７を介して液晶装置９６２Ｂに導かれて変調される。各色光束の光路長、すなわち、光束Ｗの出射部から各液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９６２Ｂまでの距離は青色光束Ｂが最も長くなり、したがって、青色光束の光量損失が最も多くなる。しかし、導光系９２７を介在させることにより、光量損失を抑制することができる。
各ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂを通って変調された各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂは、色合成プリズム９１０に入射され、ここで合成される。そして、この色合成プリズム９１０によって合成された光が投射レンズユニット９０６を介して所定の位置にある投射面１００の表面に拡大投射されるようになっている。
【００６０】
このような投射型表示装置は、本発明の実施形態の液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９６２Ｂが備えられているものであるので、高コントラスト表示ができる投射型表示装置とすることができる。
【００６１】
図８は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図８において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
【００６２】
図９は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図９において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は上記の液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
【００６３】
図１０は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１０において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１２０６は上記の液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
【００６４】
図８〜図１０に示す電子機器は、上記実施の形態の液晶装置を用いた液晶表示部を備えているので、高コントラスト表示ができる表示部を有する電子機器を実現することができる。
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００６５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の電気光学装置および電気光学装置用基板においては、前記スイッチング素子の上方と下方の少なくとも一方で、前記スイッチング素子の形成位置に対応する領域に、前記半導体層に向かって凸状の形状である遮光膜が設けられているので、光源からの入射光や戻り光に含まれる斜め光が、スイッチング素子に到達するリーク光になるのを防止することができる。その結果、スイッチング素子の光リーク電流の発生を防ぐことができ、光リーク電流に起因するコントラスト比の低下などの不都合が生じにくく、高コントラスト表示が可能な電気光学装置および電気光学装置用基板とすることができる。
そして、本発明の電気光学装置を備えたものとすることにより、高コントラスト表示ができる表示品位の高い投射型表示装置および電子機器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】データ線、走査線、容量線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ’断面図であり、液晶装置内に斜め光が入射した状況を説明するための模式図である。
【図４】本発明の電気光学装置の一例である液晶パネルの他の例の一部を示した概略断面図である。
【図５】本発明の電気光学装置の一例である液晶パネルの他の例の一部を示した概略断面図である。
【図６】図６（ａ）は、ＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＨ−Ｈ’断面図である。
【図７】本発明の投射型表示装置の一例を示した概略構成図である。
【図８】本発明の電子機器の一例を示した斜視図である。
【図９】本発明の電子機器の他の例を示した斜視図である。
【図１０】本発明の電子機器の他の例を示した斜視図である。
【図１１】従来の液晶ライトバルブにおける問題点を説明するための模式図であり、問題点を説明するために必要な部材のみを示した断面図である。
【符号の説明】
３ａ走査線
３ｂ、３ｃ容量線
６ａデータ線
９ａ画素電極
１０ＴＦＴアレイ基板
１６，２２配向膜
２０対向基板
２１対向電極
３０画素スイッチング用ＴＦＴ
５０液晶層
１１ａ、１１ｂ遮光膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate for an electro-optical device, an electro-optical device, a projection-type liquid crystal device, and an electronic apparatus, and more particularly to a substrate for an electro-optical device, an electro-optical device, and a projection-type liquid crystal capable of preventing light leakage current of a switching element. The present invention relates to an apparatus and an electronic device.
[0002]
[Prior art]
Projection type liquid crystal devices such as liquid crystal projectors include a three-plate type using three liquid crystal panels corresponding to the three primary colors of red (R), green (G), and blue (B), and one liquid crystal. There is a single plate type composed of a panel and color generation means. A liquid crystal panel, which is a constituent element of the projection type liquid crystal device, is composed of, for example, an active matrix type liquid crystal light valve and polarizing plates arranged before and after the active matrix type liquid crystal light valve. This type of liquid crystal light valve has a liquid crystal sealed between two transparent substrates such as a glass substrate and a quartz substrate, and a thin film transistor (hereinafter abbreviated as TFT) forming one substrate. An array substrate and a counter substrate forming the other substrate opposed to the array substrate are provided.
[0003]
The TFT array substrate includes a substrate body, a pixel electrode formed on the surface on the liquid crystal layer side, a pixel switching TFT (switching element) having a semiconductor layer, and a data line for driving the pixel switching TFT. And a signal line such as a scanning line, and an alignment film. Further, a light shielding film made of metal or the like is disposed under the semiconductor layer of the TFT array substrate with an insulating film interposed therebetween.
On the other hand, the counter substrate is mainly composed of a substrate body, a counter electrode formed on the surface on the liquid crystal layer side, an alignment film, and a light shielding film.
Each substrate has such a configuration, and a liquid crystal layer is formed between the TFT array substrate and the counter substrate which are arranged so that the pixel electrode and the counter electrode face each other.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional liquid crystal light valve has a problem that a light leakage current is generated by the oblique light included in the incident light from the light source and the return light, resulting in inconvenience such as a decrease in contrast ratio.
FIG. 11 is a schematic view for explaining problems in the conventional liquid crystal light valve, and is a cross-sectional view showing only members necessary for explaining the problems.
In FIG. 11, reference numeral 30 denotes a pixel switching TFT that constitutes the TFT array substrate. The pixel switching TFT 30 includes a scanning line 3a, a semiconductor layer 1a having a channel region 1a ′ in which a channel is formed by an electric field from the scanning line 3a, a source region 1h, and a drain region 1g, and the scanning line 3a and the semiconductor layer 1a. An insulating thin film 2 is provided.
[0005]
A light shielding film 11 formed via an insulating film 12 is disposed below the semiconductor layer 1 a of the pixel switching TFT 30. The light shielding film 11 is provided on the substrate body 10 of the TFT array substrate and has a flat surface. The light shielding film 11 prevents return light incident from the TFT array substrate side from entering the semiconductor layer 1 a of the pixel switching TFT 30.
On the other hand, a light shielding film 33 is disposed above the semiconductor layer 1 a of the pixel switching TFT 30. The light shielding film 33 is provided on the base body 20 of the counter substrate and has a flat surface. The light shielding film 33 prevents incident light incident from the counter substrate side from entering the semiconductor layer 1 a of the pixel switching TFT 30.
[0006]
Incident light and return light from the light source incident on the liquid crystal light valve include not only light parallel to the irradiation direction from the light source but also oblique light inclined by about 10 ° from the irradiation direction. For example, when the oblique light E included in the incident light enters the conventional liquid crystal light valve shown in FIG. 11, the oblique light E is converted into the light shielding film 11 provided on the TFT array substrate and the counter substrate as shown in FIG. Between the light shielding film 33 and the light shielding film 33. The oblique light E that has entered between the light shielding film 11 and the light shielding film 33 is reflected by the light shielding films 11 and 33, a metal film provided between the light shielding film 11 and the light shielding film 33, and multiplexed. It becomes scattered light and reaches the pixel switching TFT 30.
Similarly, when oblique light included in the return light enters the conventional liquid crystal light valve shown in FIG. 11, the oblique light enters between the light shielding film 11 and the light shielding film 33 and is subjected to multiple scattered light. Thus, the pixel switching TFT 30 is reached.
Thus, it is difficult to prevent light (leakage light) from entering between the light shielding film 11 and the light shielding film 33 because the light shielding films 11 and 33 are simply provided, and thus sufficient light shielding is not performed. Met. The leaked light reaching the pixel switching TFT 30 generates a light leak current of the pixel switching TFT 30 and causes inconvenience such as a decrease in contrast ratio caused by the light leak current.
[0007]
Particularly, in recent years, the intensity of incident light incident on the light valve has increased with the miniaturization of the liquid crystal light valve accompanying the higher definition, higher brightness, and lower price of the liquid crystal projector. As a result, the oblique light also becomes strong, and the light leakage current caused by the oblique light increases, so that inconveniences such as a reduction in contrast ratio are more likely to occur.
[0008]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and can prevent the occurrence of light leakage current caused by oblique light included in incident light or return light from a light source, and can achieve high contrast display. It is an object to provide a substrate for an electro-optical device, an electro-optical device, and a projection type liquid crystal device.
It is another object of the present invention to provide a projection type liquid crystal device and an electronic apparatus provided with the electro-optical device capable of high contrast display.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the electro-optical device of the present invention includes:An electro-optical device in which an electro-optical material is sandwiched between a pair of substrates facing each other, and one of the pair of substrates is provided with a switching element having a semiconductor layer, wherein the switching element The first light-shielding film formed in a convex shape toward the semiconductor layer on the light incident side, and the convex shape toward the semiconductor layer on the opposite side of the first light-shielding film in the switching element. The second light-shielding film is formed in a trapezoidal shape having a slope, and the first light-shielding film is located on the side of the semiconductor layer in a region overlapping the slope of the second light-shielding film. The surface is curved.
An electro-optical device substrate of the present invention is an electro-optical device substrate used in an electro-optical device in which an electro-optical material is sandwiched between a pair of substrates facing each other, and includes a switching element having a semiconductor layer; A first light-shielding film formed convex toward the semiconductor layer on the light incident side of the switching element, and a convex shape toward the semiconductor layer on the opposite side of the first light-shielding film of the switching element The second light-shielding film is formed in a trapezoidal shape having a slope, and the first light-shielding film is in a region overlapping the slope of the second light-shielding film. The semiconductor layer side surface is curved.
An electro-optical device in which an electro-optical material is sandwiched between a pair of substrates facing each other, and one of the pair of substrates is provided with a switching element having a semiconductor layer, wherein the switching element A light-shielding film having a convex shape toward the semiconductor layer is provided in a region corresponding to a position where the switching element is formed at least one of the upper side and the lower side.
[0010]
In the electro-optical device according to the aspect of the invention, a light-shielding film having a convex shape toward the semiconductor layer is provided in a region corresponding to a formation position of the switching element at least one of the upper side and the lower side of the switching element. Therefore, it is possible to prevent the oblique light included in the incident light and return light from the light source from becoming leaked light that reaches the switching element.
That is, since the light shielding film in the electro-optical device of the present invention has a convex shape toward the semiconductor layer, oblique light incident in the electro-optical device is directed toward the outside of the region where the light shielding film is provided. Can be reflected. Further, even when oblique light incident on the electro-optical device enters a region where the light shielding film is provided, the light is reflected between the upper and lower light shielding layers, and the light is reflected outward. Accordingly, it is possible to prevent the oblique light that has entered the electro-optical device from becoming leaked light that reaches the switching element.
As a result, generation of light leakage current of the switching element can be prevented, and inconvenience such as reduction in contrast ratio due to light leakage current hardly occurs, and an electro-optical device capable of high contrast display can be obtained.
[0011]
In the electro-optical device, the light shielding film is provided in a region corresponding to a formation position of the switching element above the switching element, and the first light shielding film convex downward, and It is desirable that the second light-shielding film is provided below the switching element and in a region corresponding to the position where the switching element is formed, and convex upward.
[0012]
With such an electro-optical device, light shielding films are respectively provided in regions corresponding to the positions where the switching elements are formed above and below the switching elements. It is possible to more reliably prevent light from reaching the switching element.
[0013]
In the electro-optical device, it is preferable that the first light shielding film and the second light shielding film are provided on the one substrate.
In such an electro-optical device, since the first light-shielding film and the second light-shielding film are provided on one substrate, it is compared with the case where the first light-shielding film and the second light-shielding film are provided on separate substrates. As a result, the distance between the first light-shielding film and the second light-shielding film is narrow, and the light can be reflected more efficiently toward the outside, so that the oblique light can reach the switching element more effectively. Can be prevented.
[0014]
In the electro-optical device, it is preferable that a surface of the light shielding film on a side facing the semiconductor layer is curved.
In such an electro-optical device, since the surface of the light-shielding film facing the semiconductor layer is curved, the oblique light incident in the electro-optical device is directed toward the outside of the region where the light-shielding film is provided. It can be reflected efficiently. In addition, even when oblique light incident on the electro-optical device enters the region where the light shielding film is provided, the light is reflected between the upper and lower light shielding layers, and the light is reflected outward. For this reason, it can prevent more reliably that diagonal light reaches | attains a switching element.
[0015]
In the electro-optical device described above, the light shielding film may have a trapezoidal shape in cross section.
In such an electro-optical device, since the light-shielding film has a trapezoidal shape in cross-section, oblique light incident on the slope of the light-shielding film is incident on the slope of the light-shielding film in the region where the light-shielding film is provided. It can be efficiently reflected toward the outside. In addition, even when oblique light incident on the electro-optical device enters the region where the light shielding film is provided, the light is reflected between the upper and lower light shielding layers, and the light is reflected outward. For this reason, it can prevent more reliably that diagonal light reaches | attains a switching element.
In addition, since the light shielding film having a trapezoidal cross-sectional shape is easy to form in the manufacturing process, by using the above electro-optical device, it is possible to prevent the occurrence of light leakage current due to oblique light, An electro-optical device capable of high contrast display can be easily obtained.
[0016]
In the electro-optical device, the light shielding film is provided on a base layer, and the base layer is provided in a region corresponding to a position where the switching element is formed, at least one of the upper side and the lower side of the switching element. It is desirable that it be formed so as to have a convex shape toward the semiconductor layer.
With such an electro-optical device, by providing a light shielding layer on the base layer, at least one of the upper side and the lower side of the switching element protrudes toward the semiconductor layer in a region corresponding to the position where the switching element is formed. Therefore, the above light-shielding film can be obtained by a method similar to a general method for forming a light-shielding film, and the light leakage current caused by oblique light can be reduced. Occurrence can be prevented, and an electro-optical device capable of high contrast display can be easily obtained.
[0017]
In order to achieve the above object, the electro-optical device substrate of the present invention is an electro-optical device substrate including one of the pair of substrates constituting any of the electro-optical devices described above. A switching element having a semiconductor layer is provided, and at least one of the upper side and the lower side of the switching element, a light shielding film having a convex shape toward the semiconductor layer is provided in a region corresponding to a formation position of the switching element. It is provided.
[0018]
In such an electro-optical device substrate, a light-shielding film having a convex shape toward the semiconductor layer is provided in a region corresponding to the position where the switching element is formed, at least on the upper side and the lower side of the switching element. As a result, even if the incident light from the light source or the oblique light included in the return light enters the electro-optical device using the same, it is possible to prevent the oblique light from becoming leak light that reaches the switching element. .
Therefore, the substrate for an electro-optical device according to the present invention can prevent the occurrence of light leakage current of the switching element, is less susceptible to inconveniences such as a decrease in contrast ratio due to the light leakage current, and is capable of high contrast display. An optical device can be configured.
[0019]
In the above electro-optical device substrate, the light shielding film is provided above the switching element in a region corresponding to a position where the switching element is formed, and has a first light shielding film convex downward. Preferably, the second light-shielding film is provided in a region corresponding to a position where the switching element is formed below the switching element, and is convex upward.
[0020]
By using such a substrate for an electro-optical device, a light-shielding film is provided in the region corresponding to the formation position of the switching element above and below the switching element. In the case of the device, the oblique light entering the electro-optical device can be reflected more efficiently toward the outside, and the oblique light can be more reliably prevented from reaching the switching element. .
Further, since the substrate for an electro-optical device is provided with the first light-shielding film and the second light-shielding film, an electro-optical device in which the distance between the first light-shielding film and the second light-shielding film is narrow can be configured. It will be possible. Therefore, in the case of an electro-optical device using this, oblique light that has entered the electro-optical device is less likely to enter between the first light-shielding film and the second light-shielding film. Even when oblique light entering the device enters the area where the light-shielding film is provided, it is reflected between the upper and lower light-shielding layers, and the light is reflected outside, so that the oblique light reaches the switching element. This can be prevented more effectively.
[0021]
According to another aspect of the present invention, there is provided a projection display apparatus including the above-described electro-optical device, the light source, the electro-optical device that modulates light emitted from the light source, and the electro-optical device. And an enlarging projection optical system for enlarging and projecting the light modulated by the projection onto the projection surface.
Since such a projection display device includes the electro-optical device described above, it can be a projection display device capable of high contrast display.
[0022]
According to another aspect of the invention, an electronic apparatus includes the electro-optical device described above.
By setting it as such an electronic device, it can be set as the electronic device which can perform a high contrast display.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Configuration of Liquid Crystal Device of First Embodiment]
The configuration of the liquid crystal device according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view of a plurality of pixel groups adjacent to each other on a TFT array substrate on which data lines, scanning lines, capacitor lines, pixel electrodes and the like are formed. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 1. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 1 showing an outline when the data line is cut in a direction crossing the data line shown in FIG. 1, for explaining a situation where oblique light is incident on the liquid crystal device. It is a schematic diagram.
In FIG. 1 to FIG. 3, the scales are different for each layer and each member so that each layer and each member have a size that can be recognized on the drawings. In FIG. 2, the cross-sectional shape of the light shielding film is shown as a flat one in order to facilitate understanding of the cross-sectional structure of the liquid crystal device. In FIG. 3, only members necessary for explaining the situation where oblique light enters the liquid crystal device are shown, and other members and the like are omitted.
[0024]
As shown in FIGS. 1 and 2, on a TFT array substrate 10 of a liquid crystal device, a plurality of transparent pixel electrodes 9a and pixel switching TFTs 30 that are switching elements for switching the pixel electrodes 9a are arranged in a matrix. A plurality of data lines 6a, scanning lines 3a, and capacitor lines 3b that supply image signals are provided along the vertical and horizontal boundaries of the pixel electrode 9a. The data line 6a is electrically connected to the source region 1d of the pixel switching TFT 30 via the contact hole 5a and the contact hole 5b, and the pixel electrode 9a is connected to the pixel via the contact hole 8a and the contact hole 8b. It is electrically connected to the drain region 1e of the switching TFT 30. Then, by turning on the pixel switching TFT 30 for a predetermined period, an image signal supplied from the data line 6a is written at a predetermined timing. Further, in the semiconductor layer 1a made of a polysilicon film, the scanning line 3a is disposed so as to face the channel region 1a ′ of the pixel switching TFT 30, and a scanning signal is applied in a pulsed manner to the scanning line 3a at a predetermined timing. It is configured as follows.
[0025]
Looking at the cross-sectional structure, as shown in FIG. 2, this liquid crystal device has a pair of transparent substrates, and the TFT array substrate 10 forming one of the substrates and the other substrate disposed opposite thereto are arranged. And a counter substrate 20 formed. The TFT array substrate 10 is made of, for example, a quartz substrate, and the counter substrate 20 is made of, for example, a glass substrate or a quartz substrate.
[0026]
The TFT array substrate 10 is provided with pixel electrodes 9a made of a transparent conductive film such as an ITO film, and pixel switching TFTs 30 are provided at positions adjacent to the pixel electrodes 9a on the TFT array substrate 10. Yes. The pixel switching TFT 30 has an LDD (Lightly Doped Drain) structure, and includes a scanning line 3a, a channel region 1a ′ of the semiconductor layer 1a in which a channel is formed by an electric field from the scanning line 3a, the scanning line 3a and the semiconductor. An insulating thin film 2 that insulates the layer 1a, a data line 6a, a low concentration source region 1b and a low concentration drain region 1c of the semiconductor layer 1a, and a high concentration source region 1d and a high concentration drain region 1e of the semiconductor layer 1a are provided.
[0027]
Further, as shown in FIG. 2, a groove 10a is provided on the TFT array substrate 10, and in a region located below the semiconductor layer 1a inside the groove 10a, as shown in FIG. The base layer 10 c having a shape is provided so as to have a convex shape toward the semiconductor layer 1 a. For example, the underlayer 10c is made of SiO.₂, SiN or the like. Further, on the base layer 10c, as shown in FIG. 3, a light shielding film 11a having a trapezoidal cross-sectional shape (corresponding to a “light shielding film” in the claims) is convex toward the semiconductor layer 1a. It arrange | positions so that it may become the shape of.
[0028]
For example, the light shielding film 11a has a trapezoidal shape in a sectional view by providing a base film to be the base layer 10c in a region located below the semiconductor layer 1a on the TFT array substrate 10 and patterning and etching the base film. The base layer 10c is formed so as to have a convex shape toward the semiconductor layer 1a, and a metal or the like is sputtered on the base layer 10c. If the base film is etched by an isotropic etching method when the light shielding film 11a is provided, the etching surface is tapered due to the side etching, so that the base layer 10c is formed in a trapezoidal shape. The light shielding film 11 a prevents return light incident from the TFT array substrate side from entering the semiconductor layer 1 a of the pixel switching TFT 30.
[0029]
Then, on the TFT array substrate 10 including the light shielding film 11a, the semiconductor layer 1a is disposed with the insulating film 12 interposed therebetween as shown in FIGS. The region where the semiconductor layer 1a is disposed on the insulating film 12 is preferably flattened by chemical mechanical polishing (CMP) or the like to cancel the height of the light shielding film 11a. .
[0030]
As shown in FIG. 2, on the insulating thin film 2 provided on the semiconductor layer 1a and on the TFT array substrate 10 including the scanning line 3a, a contact hole 5a and a high concentration drain leading to the high concentration source region 1d are formed. A first interlayer insulating film 4 in which contact holes 8a leading to the region 1e are respectively formed is formed. On the first interlayer insulating film 4, a light shielding film shown in FIG. 3 is interposed via a barrier layer 14 and a dielectric layer 15. And a capacitor line 3b (corresponding to a “light-shielding film” in the claims).
[0031]
As shown in FIGS. 1 and 2, the capacitor line 3b is a region facing the formation region of the data line 6a, the scanning line 3a, the capacitor line 3b, and the pixel switching TFT 30 on the TFT array substrate 10, that is, the non-display of each pixel. It is provided in the display area and shields light between adjacent pixels. Further, as shown in FIG. 3, the capacitor line 3b has a trapezoidal cross-sectional shape, is convex toward the semiconductor layer 1a, and has two layers in order to have high light shielding properties. It is structured.
[0032]
The capacitor line 3b also serving as the light shielding film has a trapezoidal shape in a cross-sectional view in a region located above the semiconductor layer 1a on the first interlayer insulating film 4 by patterning and etching the first interlayer insulating film 4, for example. The recesses are formed so as to have a convex shape toward the semiconductor layer 1a, and the barrier layer 14 and the dielectric layer 15 are formed using the portion where the recesses of the first interlayer insulating film 4 are provided as a base layer. Then, it is provided by a method of sputtering metal or the like. When the capacitor line 3b that also serves as a light shielding film is provided, if the etching of the first interlayer insulating film 4 is performed by an isotropic etching method, the etching surface is tapered due to the side etching, so that the base layer has a trapezoidal shape. It is formed. The capacitor line 3b prevents incident light from the counter substrate 20 from entering the channel region 1a ′, the low concentration source region 1b, and the low concentration drain region 1c of the semiconductor layer 1a of the pixel switching TFT 30. is doing.
[0033]
A second interlayer insulating film 7 in which contact holes 5b and 8b are formed is formed on the capacitor line 3b which also serves as a light shielding film, and a data line 6a is formed on the second interlayer insulating film 7. Yes. Further, a third interlayer insulating film 17 in which contact holes 8b are formed is formed on the data line 6a and the second interlayer insulating film 7, and a pixel electrode 9a is formed on the third interlayer insulating film 17. ing.
That is, the data line 6a is electrically connected to the high concentration source region 1d through the contact hole 5b that penetrates the second interlayer insulating film 7 and the contact hole 5a that penetrates the first interlayer insulating film 4. . Further, the pixel electrode 9a is formed in the high concentration drain region 1e through the contact hole 8b that penetrates the third interlayer insulating film 17 and the second interlayer insulating film 7 and the contact hole 8a that penetrates the first interlayer insulating film 4. Electrically connected.
[0034]
The pixel switching TFT 30 preferably has an LDD structure as described above, but may adopt an offset structure in which impurity ions are not implanted into the low concentration source region 1b and the low concentration drain region 1c, and the gate electrode is masked. Alternatively, a self-aligned TFT in which impurity ions are implanted at a high concentration to form high concentration source and drain regions in a self-aligning manner may be used.
Further, in this embodiment, a single gate structure in which only one gate electrode formed of a part of the scanning line 3a of the pixel switching TFT 30 is arranged between the source and drain regions is used. An electrode may be arranged. At this time, the same signal is applied to each gate electrode. If the TFT is configured with dual gates (double gates) or triple gates or more in this way, the leakage current between the channel and the source / drain region junction can be prevented, and the off-time current can be reduced. If at least one of these gate electrodes has an LDD structure or an offset structure, the off-current can be further reduced and a stable switching element can be obtained.
[0035]
In addition, an alignment film 16 is provided on the third interlayer insulating film 17 and the pixel electrode 9a corresponding to the formation region of the pixel switching TFT 30, the data line 6a, and the scanning line 3a of the TFT array substrate 10.
[0036]
On the other hand, a counter electrode (common electrode) 21 is provided on the entire surface of the counter substrate 20. Similarly to the pixel electrode 9a of the TFT array substrate 10, the counter electrode 21 is also formed of a transparent conductive film such as an ITO film.
In addition, an alignment film 22 is provided on the counter electrode 21 of the counter substrate 20 that is at a position facing the alignment film 16 on the TFT array substrate 10 side.
[0037]
The TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 are arranged so that the pixel electrode 9a and the counter electrode 21 face each other, and liquid crystal is sealed in a space surrounded by the substrates 10 and 20 and the sealing material, and the liquid crystal layer 50 is formed. It is formed.
[0038]
In such a liquid crystal device, since the light shielding film 11a and the capacitance line 3b that also serves as the light shielding film are provided, the oblique light included in the incident light from the light source and the return light leaks to reach the pixel switching TFT 30. It can prevent becoming light.
That is, since the light shielding film 11a and the capacitor line 3b in the liquid crystal device have a convex shape toward the semiconductor layer 1a, the light shielding film 11a and the capacitor line 3b are provided for oblique light incident on the liquid crystal device. It can reflect toward the outside of the area.
[0039]
Here, a situation where oblique light is incident on the liquid crystal device will be described with reference to FIG. For example, when the oblique light F included in the incident light enters the liquid crystal device, as shown in FIG. 3, the oblique light F is exposed to the outside by the light shielding film 11 a provided on the TFT array substrate 10. Reflect towards you. Further, when the oblique light included in the return light enters the liquid crystal device, the oblique light is reflected outward by the capacitor line 3b. Further, even when the oblique light F ′ incident in the electro-optical device enters the region where the light-shielding film is provided, it is between the light-shielding film 11 a provided on the TFT array substrate 10 and the capacitor line 3 b. Reflected and light is reflected outside.
Accordingly, it is possible to prevent oblique light included in incident light and return light from reaching the pixel switching TFT 30.
As a result, the occurrence of light leakage current of the pixel switching TFT 30 can be prevented, and a disadvantage such as a decrease in contrast ratio due to the light leakage current hardly occurs, and a liquid crystal device capable of high contrast display can be obtained.
[0040]
In the above liquid crystal device, since the light shielding films are respectively provided in regions corresponding to the formation positions of the pixel switching TFTs 30 above and below the pixel switching TFTs 30, for example, the light shielding film 11a and the capacitor Compared with the case where only one of the lines 3b is provided, it is possible to more reliably prevent oblique light from reaching the pixel switching TFT 30.
In addition, since the two light shielding films including the light shielding film 11a provided above and below the pixel switching TFT 30 and the capacitor line 3b also serving as the light shielding film are provided on the TFT array substrate 10, for example, Compared with the case where the light shielding film provided above the pixel switching TFT 30 is provided on the counter substrate 20, the interval between the two light shielding films becomes narrow, and the oblique light incident in the liquid crystal device is It is difficult to enter between the two light shielding films, and when the oblique light entering the electro-optical device enters the area where the light shielding film is provided, the light shielding film 11a provided above and below Since light is reflected between the two light shielding films composed of the capacitor line 3b that also serves as the light shielding film and the light is reflected to the outside, it is possible to more effectively prevent the oblique light from reaching the pixel switching TFT 30.
[0041]
In addition, since the light shielding film 11a and the capacitor line 3b have a trapezoidal shape in cross section, it is possible to more effectively prevent the oblique light incident on the liquid crystal device from reaching the pixel switching TFT 30.
Moreover, the light-shielding film having a trapezoidal cross-sectional shape is, for example, a method of patterning and etching an insulating film provided below the light-shielding film to form a base layer having a trapezoidal cross-sectional shape, and sputtering metal or the like on the base layer Therefore, the liquid crystal device described above can be used to prevent the occurrence of light leakage current due to oblique light, and an excellent liquid crystal device capable of high-contrast display can be easily obtained. Is obtained.
[0042]
The underlying layer 10 c is in a region corresponding to the pixel switching TFT 30 formation position below the pixel switching TFT 30, and the first interlayer insulating film 4 serving as the underlying layer is in the pixel switching TFT 30 formation position above the pixel switching TFT 30. Since it is formed in a corresponding region so as to have a convex shape toward the semiconductor layer 1a, by providing a light shielding layer on the base layer 10c and the first interlayer insulating film 4, the pixel switching TFT 30 can be formed. A light shielding film 11a and a capacitor line 3b having a convex shape toward the semiconductor layer 1a can be provided in regions corresponding to the upper and lower pixel switching TFT 30 formation positions. The light shielding film 11a and the capacitor line 3b can be obtained by a similar method.
[0043]
Further, in such a liquid crystal device, since the capacitor line 3b also serves as a light shielding film, the process of providing the light shielding film can be simplified.
[0044]
In the liquid crystal device of the above embodiment, a light shielding film having a function of improving contrast ratio, preventing color mixture of color materials, a function as a so-called black matrix may be provided on the counter substrate 20.
In the liquid crystal device of the above embodiment, a light shielding film provided above the pixel switching TFT 30 may be provided on the counter substrate 20.
In the liquid crystal device of the above embodiment, the light shielding film provided above the pixel switching TFT 30 is composed of the capacitor line 3b that also serves as the light shielding film. However, the capacitor line 3b and the barrier layer 14 are composed. Or a capacitor line 3b, a barrier layer 14 and a dielectric layer 15, or a film different from the capacitor line 3b.
[0045]
Further, in the liquid crystal device of the above embodiment, the light shielding film 11a is formed on the base layer 10c, for example, by forming a convex portion by etching the base body of the TFT array substrate 10, and the like. You may form on a convex part.
In the liquid crystal device of the above embodiment, the light shielding film 11a has a trapezoidal shape when viewed in a direction crossing the data line 6a, and has a convex shape toward the semiconductor layer 1a. Also, it may have a trapezoidal shape when viewed in a direction crossing the scanning line 3a and a convex shape toward the semiconductor layer 1a.
[0046]
In the liquid crystal device of the above embodiment, the case where the present invention is applied to an active matrix type liquid crystal device using a three-terminal element typified by a TFT element and a manufacturing method thereof has been described, but it is represented by a TFD element. The present invention can also be applied to an active matrix liquid crystal device using a two-terminal element and a method for manufacturing the same.
[0047]
[Configuration of Liquid Crystal Device of Second Embodiment]
The liquid crystal device of the present embodiment is different from the liquid crystal device of the first embodiment described above in that the capacitor line that also serves as a light shielding film provided in a region corresponding to the formation position of the pixel switching TFT 30 above the pixel switching TFT 30 is used. Only the shape.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a part of another example of the liquid crystal panel which is an example of the electro-optical device of the invention.
In the liquid crystal device shown in FIG. 4, the surface on the side facing the semiconductor layer 1a of the capacitor line 3c, which is a light shielding film provided in a region corresponding to the formation position of the pixel switching TFT 30 above the pixel switching TFT 30, is curved. ing.
[0048]
In such a liquid crystal device, the surface on the side facing the semiconductor layer 1a of the capacitance line 3c that also serves as a light shielding film is curved, so that oblique light incident in the liquid crystal device is reflected more efficiently toward the outside. Can be made. For example, when oblique light included in the incident light enters the liquid crystal device, the oblique light is reflected outward by the light shielding film 11a, as in the liquid crystal device of the first embodiment. As shown in FIG. 4, when the oblique light G included in the return light enters the liquid crystal device, the oblique light G is reflected outward by the capacitive line 3c that also serves as a light shielding film. Further, even when the oblique light F ′ incident in the electro-optical device enters the region where the light-shielding film is provided, it is between the light-shielding film 11 a provided on the TFT array substrate 10 and the capacitor line 3 c. Reflected and light appears outside. As a result, it is possible to more reliably prevent oblique light from reaching the pixel switching TFT 30.
[0049]
[Configuration of Liquid Crystal Device of Third Embodiment]
The difference between the liquid crystal device of the present embodiment and the liquid crystal device of the second embodiment is only the shape of the light shielding film provided in the region corresponding to the formation position of the pixel switching TFT 30 below the pixel switching TFT 30. .
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a part of another example of the liquid crystal panel which is an example of the electro-optical device of the invention.
In the liquid crystal device shown in FIG. 5, the surface of the light-shielding film 11b provided in the region corresponding to the formation position of the pixel switching TFT 30 below the pixel switching TFT 30 is curved.
[0050]
In such a liquid crystal device, since the surface of the light shielding film 11b facing the semiconductor layer 1a is also curved, the oblique light incident on the liquid crystal device can be reflected more efficiently toward the outside. . For example, as shown in FIG. 5, when the oblique light H included in the incident light enters the liquid crystal device, the oblique light H is reflected outward by the light shielding film 11b. Further, when the oblique light G included in the return light is incident on the liquid crystal device, the oblique light G is directed outward by the capacitive line 3c that also serves as a light shielding film, as in the liquid crystal device of the second embodiment. reflect. Further, even when the oblique light H ′ incident in the electro-optical device enters the region where the light shielding film is provided, it is between the light shielding film 11 b provided on the TFT array substrate 10 and the capacitor line 3 c. Reflected and light appears outside. As a result, it is possible to more reliably prevent oblique light from reaching the pixel switching TFT 30.
[0051]
[Overall configuration of liquid crystal device]
Next, the overall configuration of the liquid crystal device having the above configuration will be described with reference to FIG. 6A is a plan view of the TFT array substrate 10 as viewed from the side of the counter substrate 20 together with the components formed thereon, and FIG. 6B includes the counter substrate 20. It is HH 'sectional drawing of Fig.6 (a) shown. In FIG. 6, the alignment film is not shown.
[0052]
In FIG. 6A, a sealing material 51 is provided on the TFT array substrate 10 along its edge, and a light-shielding film 53 as a frame is provided in parallel to the inside thereof. A data line driving circuit 101 and an external circuit connection terminal 102 are provided along one side of the TFT array substrate 10 in a region outside the sealing material 51, and the scanning line driving circuit 104 is provided on two sides adjacent to the one side. It is provided along. Needless to say, if the delay of the scanning signal supplied to the scanning line 3a is not a problem, the scanning line driving circuit 104 may be provided on only one side. Further, the data line driving circuit 101 may be arranged on both sides along the side of the image display area. For example, the odd-numbered data lines 6a supply an image signal from a data line driving circuit arranged along one side of the image display area, and the even-numbered data lines are on the opposite side of the image display area. An image signal may be supplied from a data line driving circuit arranged along the line. If the data line 6a is driven in a comb-like shape in this way, the area occupied by the data line driving circuit can be expanded, so that a complicated circuit can be configured. Furthermore, a plurality of wirings 105 are provided on the remaining side of the TFT array substrate 10 to connect between the scanning line driving circuits 104 provided on both sides of the image display area. Further, at least one corner portion of the counter substrate 20 is provided with a conductive material 106 for electrical conduction between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20. Then, as shown in FIG. 6B, the counter substrate 20 having substantially the same outline as the sealing material 51 shown in FIG. 6A is fixed to the TFT array substrate 10 by the sealing material 51.
[0053]
As described above, in the liquid crystal device described with reference to FIGS. 1 to 6, an inspection circuit or the like for inspecting the quality, defects, etc. of the liquid crystal device during manufacturing or at the time of shipment is further formed on the TFT array substrate 10. May be. Further, instead of providing the data line driving circuit 101 and the scanning line driving circuit 104 on the TFT array substrate 10, for example, a driving LSI mounted on a TAB (Tape Automated Bonding) substrate is connected to the peripheral portion of the TFT array substrate 10. They may be electrically and mechanically connected via an anisotropic conductive film provided on the substrate. Further, for example, a TN (Twisted Nematic) mode, a VA (Vertically Aligned) mode, and a PDLC (Polymer Dipersed Liquid Crystal) are respectively provided on the side on which the projection light of the counter substrate 20 enters and the side on which the emission light of the TFT array substrate 10 exits. ) Mode or the like, or a normally white mode / normally black mode, a polarizing film, a retardation film, a polarizing means, etc. are arranged in a predetermined direction.
[0054]
The liquid crystal device described above can be applied to, for example, a color liquid crystal projector (projection display device). In that case, a microlens may be formed on the counter substrate 20 so as to correspond to one pixel. In this way, a bright liquid crystal device can be realized by improving the collection efficiency of incident light. Furthermore, a dichroic filter that creates RGB colors by using interference of light may be formed by depositing multiple layers of interference layers having different refractive indexes on the counter substrate 20. According to this counter substrate with a dichroic filter, a brighter color liquid crystal device can be realized.
[0055]
[Electronics]
An example of an electronic device including the liquid crystal device according to the above embodiment will be described.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an example of the projection display device of the present invention. In FIG. 7, a projection display device 1100 is provided with three liquid crystal devices as described above, and shows a schematic configuration diagram of an optical system of the projection liquid crystal device used as RGB liquid crystal devices 962R, 962G, and 962B. A light source device 920 and a uniform illumination optical system 923 are employed in the optical system of the projection display device of this example. The projection display device includes a color separation optical system 924 as color separation means for separating the light beam W emitted from the uniform illumination optical system 923 into red (R), green (G), and blue (B); The three light valves 925R, 925G, and 925B as modulation means for modulating the color light beams R, G, and B, and the color synthesis prism 910 as color synthesis means for recombining the modulated color light beams are combined. A projection lens unit 906 is provided as projection means for enlarging and projecting the light beam onto the surface of the projection surface 100. Further, a light guide system 927 for guiding the blue light beam B to the corresponding light valve 925B is also provided.
[0056]
The uniform illumination optical system 923 includes two lens plates 921 and 922 and a reflection mirror 931, and the two lens plates 921 and 922 are arranged to be orthogonal to each other with the reflection mirror 931 interposed therebetween. The two lens plates 921 and 922 of the uniform illumination optical system 923 each include a plurality of rectangular lenses arranged in a matrix. The light beam emitted from the light source device 920 is divided into a plurality of partial light beams by the rectangular lens of the first lens plate 921. These partial light beams are superimposed in the vicinity of the three light valves 925R, 925G, and 925B by the rectangular lens of the second lens plate 922. Therefore, by using the uniform illumination optical system 923, even when the light source device 920 has a non-uniform illuminance distribution in the cross section of the emitted light beam, the three light valves 925R, 925G, and 925B can be uniformly illuminated. It can be illuminated.
[0057]
Each color separation optical system 924 includes a blue-green reflecting dichroic mirror 941, a green reflecting dichroic mirror 942, and a reflecting mirror 943. First, in the blue-green reflecting dichroic mirror 941, the blue light beam B and the green light beam G included in the light beam W are reflected at right angles and travel toward the green reflecting dichroic mirror 942. The red light beam R passes through the mirror 941, is reflected at a right angle by the rear reflecting mirror 943, and is emitted from the emission unit 944 of the red light beam R to the color synthesis prism 910 side.
Next, in the green reflection dichroic mirror 942, only the green light beam G out of the blue and green light beams B and G reflected by the blue-green reflection dichroic mirror 941 is reflected at right angles, and the green light beam G is emitted from the emitting portion 945. The light is emitted to the side of the combining optical system. The blue light beam B that has passed through the green reflecting dichroic mirror 942 is emitted from the emission part 946 of the blue light beam B to the light guide system 927 side. In this example, the distances from the light beam W emission part of the uniform illumination optical element to the color light emission parts 944, 945, and 946 in the color separation optical system 924 are set to be substantially equal.
[0058]
Condensing lenses 951 and 952 are disposed on the emission side of the emission portions 944 and 945 for the red and green light beams R and G of the color separation optical system 924, respectively. Therefore, the red and green light beams R and G emitted from the respective emission portions are incident on these condenser lenses 951 and 952 and are collimated.
The collimated red and green light beams R and G are incident on the light valves 925R and 925G and modulated, and image information corresponding to each color light is added. That is, these liquid crystal devices are subjected to switching control in accordance with image information by a driving unit (not shown), thereby modulating each color light passing therethrough. On the other hand, the blue light beam B is guided to the corresponding light valve 925B via the light guide system 927, where it is similarly modulated according to the image information. The light valves 925R, 925G, and 925B in this example further include incident-side polarization means 960R, 960G, and 960B, emission-side polarization means 961R, 961G, and 961B, and liquid crystal devices 962R and 962G disposed therebetween. , 962B.
[0059]
The light guide system 927 includes a condensing lens 954 arranged on the emission side of the emission part 946 of the blue light beam B, an incident-side reflection mirror 971, an emission-side reflection mirror 972, and an intermediate lens arranged between these reflection mirrors. 973 and a condenser lens 953 disposed on the front side of the light valve 925B. The blue light beam B emitted from the condenser lens 946 is guided to the liquid crystal device 962B via the light guide system 927 and modulated. The optical path length of each color light beam, that is, the distance from the emission part of the light beam W to each liquid crystal device 962R, 962G, 962B is the longest for the blue light beam B, and therefore, the light amount loss of the blue light beam is the largest. However, the light loss can be suppressed by interposing the light guide system 927.
The color light beams R, G, and B modulated through the light valves 925R, 925G, and 925B are incident on the color synthesis prism 910 and synthesized there. Then, the light synthesized by the color synthesis prism 910 is enlarged and projected onto the surface of the projection surface 100 at a predetermined position via the projection lens unit 906.
[0060]
Such a projection display device includes the liquid crystal devices 962R, 962G, and 962B according to the embodiment of the present invention, and thus can be a projection display device capable of high contrast display.
[0061]
FIG. 8 is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 8, reference numeral 1000 denotes a mobile phone body, and reference numeral 1001 denotes a liquid crystal display unit using the liquid crystal display device.
[0062]
FIG. 9 is a perspective view showing an example of a wristwatch type electronic apparatus. In FIG. 9, reference numeral 1100 denotes a watch body, and reference numeral 1101 denotes a liquid crystal display unit using the liquid crystal display device.
[0063]
FIG. 10 is a perspective view showing an example of a portable information processing apparatus such as a word processor or a personal computer. In FIG. 10, reference numeral 1200 denotes an information processing apparatus, reference numeral 1202 denotes an input unit such as a keyboard, reference numeral 1204 denotes an information processing apparatus body, and reference numeral 1206 denotes a liquid crystal display unit using the liquid crystal display device.
[0064]
Since the electronic devices illustrated in FIGS. 8 to 10 include the liquid crystal display portion using the liquid crystal device of the above embodiment, an electronic device having a display portion capable of high contrast display can be realized.
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0065]
【The invention's effect】
As described above in detail, in the electro-optical device and the substrate for the electro-optical device of the present invention, at least one of the upper side and the lower side of the switching element is provided in the region corresponding to the formation position of the switching element. Since the light shielding film having a convex shape toward the layer is provided, it is possible to prevent the oblique light included in the incident light from the light source and the return light from becoming leaked light reaching the switching element. . As a result, it is possible to prevent the occurrence of light leakage current of the switching element, hardly cause inconveniences such as a decrease in contrast ratio due to light leakage current, and the electro-optical device and the electro-optical device substrate capable of high-contrast display can do.
By providing the electro-optical device of the present invention, it is possible to realize a projection display device and an electronic apparatus with high display quality capable of high contrast display.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a plurality of adjacent pixel groups on a TFT array substrate on which data lines, scanning lines, capacitor lines, pixel electrodes and the like are formed.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line B-B ′ of FIG. 1 and is a schematic diagram for explaining a situation where oblique light is incident on the liquid crystal device.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a part of another example of a liquid crystal panel which is an example of the electro-optical device of the invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a part of another example of a liquid crystal panel which is an example of the electro-optical device of the invention.
6A is a plan view of the TFT array substrate viewed from the side of the counter substrate together with the components formed thereon, and FIG. 6B is a plan view of FIG. 6A. It is HH 'sectional drawing.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an example of a projection display device of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view illustrating an example of an electronic apparatus according to the invention.
FIG. 9 is a perspective view showing another example of the electronic apparatus of the invention.
FIG. 10 is a perspective view showing another example of the electronic apparatus of the invention.
FIG. 11 is a schematic view for explaining a problem in a conventional liquid crystal light valve, and is a cross-sectional view showing only members necessary for explaining the problem.
[Explanation of symbols]
3a scanning line
3b, 3c capacity line
6a Data line
9a Pixel electrode
10 TFT array substrate
16,22 Alignment film
20 Counter substrate
21 Counter electrode
30 Pixel switching TFT
50 Liquid crystal layer
11a, 11b light shielding film

Claims

An electro-optical device, wherein an electro-optical material is sandwiched between a pair of substrates facing each other, and one of the pair of substrates is provided with a switching element having a semiconductor layer,
A first light-shielding film formed convex toward the semiconductor layer on the light incident side of the switching element, and a convex shape toward the semiconductor layer on the opposite side of the first light-shielding film of the switching element A second light-shielding film formed on
The second light-shielding film is formed in a trapezoidal shape having a slope, and the first light-shielding film has a curved surface on the semiconductor layer side in a region overlapping the slope of the second light-shielding film. Electro-optical device characterized.

On the substrate on which the switching element is formed, the first light shielding film or the second light shielding film, the insulating film, and the semiconductor layer are formed in this order,
A region where the semiconductor layer is disposed on the insulating film is flattened so as to cancel out the step shape caused by the first light shielding film or the second light shielding film, and the semiconductor layer is formed on the planarized surface. The electro-optical device according to claim 1.

On the substrate on which the switching element is formed, a base layer having a convex shape toward the semiconductor layer is formed in a region corresponding to the formation position of the switching element, and the first layer is formed on the base layer. The electro-optical device according to claim 1, wherein a light shielding film or the second light shielding film is formed.

An interlayer insulating film is formed to cover the switching element, and a recess is formed in a region corresponding to a position where the switching element is formed in the interlayer insulating film, and the first light shielding film or the second light is formed in the recess. The electro-optical device according to claim 1, wherein a light shielding film is formed.

An electro-optical device substrate used in an electro-optical device in which an electro-optical material is sandwiched between a pair of substrates facing each other,
A switching element having a semiconductor layer;
A first light-shielding film formed on the light incident side of the switching element so as to protrude toward the semiconductor layer;
A second light-shielding film formed on the opposite side of the switching element from the first light-shielding film so as to protrude toward the semiconductor layer;
With
The second light shielding film is formed in a trapezoidal shape having a slope, and the first light shielding film has a curved surface on the semiconductor layer side in a region overlapping the slope of the second light shielding film. A substrate for an electro-optical device.

A projection display device comprising the electro-optical device according to any one of claims 1 to 4 ,
A projection type display comprising: a light source; the electro-optical device that modulates light emitted from the light source; and an enlarged projection optical system that enlarges and projects the light modulated by the electro-optical device onto a projection surface apparatus.

An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to any one of claims 1 to 4 .