JP4821183B2 - ELECTRO-OPTICAL DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE HAVING THE SAME - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、アクティブマトリクス駆動される液晶装置等の電気光学装置及びそのような電気光学装置を具備した電子機器の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of, for example, an electro-optical device such as an active matrix driven liquid crystal device and an electronic apparatus including such an electro-optical device.
この種の電気光学装置では、マトリクス状に配列された画素電極及び該電極の各々に接続された薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;以下適宜、「TFT」という。)、これらTFTの各々に接続され、行及び列方向にそれぞれ平行に設けられた走査線及びデータ線等を備えるとともに、走査線に対しては走査線駆動回路による駆動が、データ線に対してはデータ線駆動回路による駆動が、それぞれ行われることによって、いわゆるアクティブマトリクス駆動が行われることが多い。 In this type of electro-optical device, pixel electrodes arranged in a matrix, thin film transistors (hereinafter referred to as “TFTs” as appropriate) connected to the electrodes, and the TFTs are connected to the rows. And a scanning line and a data line provided in parallel in the column direction, respectively, the scanning line is driven by the scanning line driving circuit, and the data line is driven by the data line driving circuit. Therefore, so-called active matrix driving is often performed.
このような電気光学装置においては、上述したTFT及び画素電極等を備えたTFTアレイ基板上に更に、TFT及び画素電極に接続された保持容量が備えられる。この保持容量は誘電体膜を挟んだ一対の電極からなり、そのうちの一方の電極は、画素電極に電気的に接続される共にその電位と同一の電位となる画素電位側容量電極、他方の電極は、固定電位とされた固定電位側容量電極とされるのが一般的である。これにより、画素電極に印加された電位を一定期間保持することが可能となり、その電位保持特性を顕著に向上させることが可能となる。したがって、アクティブマトリクス駆動される液晶装置等の電気光学装置で画質を向上させるためには、保持容量を大きくとることによって電位保持特性を高めることが重要な技術の一つとなる。 In such an electro-optical device, a storage capacitor connected to the TFT and the pixel electrode is further provided on the TFT array substrate including the TFT and the pixel electrode described above. This storage capacitor is composed of a pair of electrodes sandwiching a dielectric film, and one of the electrodes is a pixel potential side capacitor electrode that is electrically connected to the pixel electrode and has the same potential, and the other electrode. Is generally a fixed potential side capacitive electrode having a fixed potential. Thereby, the potential applied to the pixel electrode can be held for a certain period, and the potential holding characteristics can be remarkably improved. Therefore, in order to improve image quality in an electro-optical device such as an active matrix driven liquid crystal device, it is one of important techniques to increase the potential holding characteristic by increasing the holding capacity.
また、この種の電気光学装置では、明るい画像表示を可能とするために画素領域における開口領域には光を遮る要素を設けないほうが好ましいため、通常保持容量は光を透過させない非開口領域に設けられるのが一般的である。 In addition, in this type of electro-optical device, it is preferable not to provide an element that blocks light in the opening area in the pixel area in order to enable a bright image display. Therefore, the storage capacitor is usually provided in a non-opening area that does not transmit light. It is common that
このような保持容量を大きくとること及び画素開口率の低下防止を鑑み、保持容量のレイアウトの観点から、保持容量面積を確保すると共に、画素間遮光領域を縮小させることによって高光透過率で可能とする技術(例えば、特許文献1参照。)や、積層された複数の導電膜の構造を工夫することによってTFTアレイ基板の基板面に対して垂直な方向に沿って複数の保持容量を設ける技術(例えば、特許文献2参照。)が開示されている。また、保持容量を構成する容量電極等の構成要素の材料の観点から、保持容量を構成する容量電極として透明電極を用いる技術(例えば、特許文献3参照。)、データ線と画素電極との間に固定電位に維持された透明電極を設ける技術(特許文献4)、或いは保持容量を構成する一対の容量電極の両方を透明電極で構成する技術(特許文献5)が開示されてきる。
In view of such a large storage capacitor and prevention of a decrease in pixel aperture ratio, from the viewpoint of the storage capacitor layout, it is possible to secure a storage capacitor area and reduce the inter-pixel light-shielding region with high light transmittance. A technique for providing a plurality of storage capacitors along a direction perpendicular to the substrate surface of the TFT array substrate by devising the structure of a plurality of stacked conductive films (for example, see Patent Document 1) For example, see
しかしながら、通常、保持容量は不透明な材料から構成されており、保持容量の容量を増やすために、保持容量を構成する電極及び誘電体の面積を大きくとった場合、画素開口率を低下させてしまう問題点がある。また、特許文献1、3、4及び5の夫々に開示された技術では、画素の非開口領域という限られた領域に保持容量を設けるのみであり、より大きな容量を得ることは原理的に困難である。また、特許文献2に開示された技術では、積層構造が複雑になり、製造プロセスの複雑化及びこれに伴う歩留まりの低下を招く新たな問題が生じさせる懸念がある。
However, the storage capacitor is usually made of an opaque material, and if the area of the electrode and dielectric constituting the storage capacitor is increased in order to increase the storage capacitor, the pixel aperture ratio is reduced. There is a problem. In addition, in the techniques disclosed in
よって、本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、画素部における開口領域を透過する光の透過量を減少させることなく、即ち画素開口率を低下させることなく、例えば、アクティブマトリクス駆動される液晶装置等の電気光学装置が備える保持容量の容量を大きくとることができる電気光学装置及びこれを具備した電子機器を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems and the like. For example, an active matrix can be used without reducing the amount of light transmitted through the aperture region in the pixel portion, that is, without reducing the pixel aperture ratio. It is an object of the present invention to provide an electro-optical device that can increase the storage capacity of an electro-optical device such as a driven liquid crystal device and an electronic apparatus including the same.
本発明の第1の発明に係る電気光学装置は上記課題を解決するために、走査線及びデータ線と、前記データ線と重なるように設けられたトランジスタと、前記トランジスタに対応して画素毎に設けられた画素電極と、前記画素電極に供給された画像信号を一時的に保持する透明な第1保持容量と、前記第1保持容量の上層に設けられており、前記第1保持容量と電気的に並列に接続された透明な第2保持容量とを備え、前記第1保持容量は、前記走査線及び前記データ線と重なるように延在すると共に、前記画素の非開口領域を覆うように前記画素電極と重ねて設けられ、前記第2保持容量は、前記画素電極と、前記第1保持容量の一方の容量電極に電気的に接続された容量電極とを含んで構成される。 In order to solve the above problems, an electro-optical device according to a first aspect of the present invention includes a scan line and a data line, a transistor provided to overlap the data line, and a pixel corresponding to the transistor for each pixel. a pixel electrode provided, before Symbol a first storage capacitor transparent for temporarily holding the image signal supplied to the pixel electrodes, before SL is provided on the upper layer of the first storage capacitor, wherein the first storage capacitor And a transparent second storage capacitor electrically connected in parallel, and the first storage capacitor extends so as to overlap the scanning line and the data line, and covers a non-opening region of the pixel. Thus, the second storage capacitor is configured to include the pixel electrode and a capacitor electrode electrically connected to one capacitor electrode of the first storage capacitor .
本発明に係る電気光学装置によれば、先ず、走査線を通じて薄膜トランジスタの動作を制御することが可能となるとともに、データ線を通じてトランジスタを介して画素電極に画像信号を書き込むことが可能となることで、所謂アクティブマトリクス駆動を行うことが可能である。第1保持容量は透明であるため、開口領域を透過する光の透過量を減少させることない。したがって、画素における輝度を低下させることなく、第1保持容量の容量を大きくとることができ、画像信号を一時的に保持する電位保持能力を高めることができる。 According to the electro-optical device of the present invention, first, the operation of the thin film transistor can be controlled through the scanning line, and the image signal can be written to the pixel electrode through the transistor through the data line. In other words, so-called active matrix driving can be performed. Since the first storage capacitor is transparent, the amount of light transmitted through the opening region is not reduced. Therefore, the capacity of the first storage capacitor can be increased without reducing the luminance in the pixel, and the potential storage capability for temporarily storing the image signal can be increased.
ここで、本発明の「開口領域」とは、実質的に光が透過する画素内の領域であり、例えば、画素電極が形成される領域であって、透過率の変更に応じて液晶を抜けてきた出射光の階調を変化させることが可能となる領域であり、言い換えれば画素に集光される光が配線、遮光膜、半導体素子等で遮られることがない領域を意味する。また、本発明の「非開口領域」とは、表示に寄与する光が透過しない領域を意味し、例えば画素内に非透明な配線等が配設されている領域を意味する。本発明に係る電気光学装置によれば、仮に、第1保持容量が開口領域の全部又は一部を覆うような形で形成されていたとしても、光の通過を大きく阻害するようなことがなく、画像表示に重大な悪影響を及ぼすことがない。 Here, the “opening region” in the present invention is a region in a pixel through which light is substantially transmitted, for example, a region in which a pixel electrode is formed, and the liquid crystal is removed according to a change in transmittance. In other words, it means a region where the gradation of the emitted light can be changed. In other words, it means a region where the light condensed on the pixel is not blocked by the wiring, the light shielding film, the semiconductor element, or the like. In addition, the “non-opening region” of the present invention means a region where light contributing to display is not transmitted, for example, a region where non-transparent wiring or the like is arranged in a pixel. With the electro-optical device according to the present invention, even if the first storage capacitor is formed so as to cover all or part of the opening region, it does not significantly impede the passage of light. The image display will not be adversely affected.
このように、本発明に係る電気光学装置によれば、画素の輝度を低下させることなく、画像信号を一時的に保持する保持能力を高めることができるため、高画質を有する電気光学装置を提供できる。 As described above, according to the electro-optical device according to the present invention, it is possible to increase the holding capability of temporarily holding the image signal without reducing the luminance of the pixel, and thus it is possible to provide an electro-optical device having high image quality. it can.
本発明の第1の発明に係る電気光学装置の一の態様では、前記第1保持容量は、前記トランジスタに電気的に接続された透明な画素電位側容量電極と、透明な第1固定電位側容量電極と、前記画素電位側容量電極及び前記第1固定電位側容量電極に挟まれた透明な第1誘電体膜とを備えていてもよい。 In an aspect of the electro-optical device according to the first aspect of the present invention, the first storage capacitor includes a transparent pixel potential side capacitor electrode electrically connected to the transistor and a transparent first fixed potential side. A capacitance electrode and a transparent first dielectric film sandwiched between the pixel potential side capacitance electrode and the first fixed potential side capacitance electrode may be provided.
この態様では、画素電位側容量電極、第1固定電位側容量電極、及び第1誘電体膜の夫々が透明であり、第1保持容量がこれら電極及び誘電体膜からなる三層構造を有している。したがって、第1保持容量は透明であり、第1保持容量の容量を大きくとるために画素電位側容量電極、第1固定電位側容量電極、及び第1誘電体膜が非開口領域から開口領域に渡って設けられていても、開口領域を透過する光の透過量を減少させることない。即ち、画素開口率を低下させることがない。画素電位側容量電極及び第1固定電位側電極は、例えばITO(Indium Tin Oxide)或いはIZO(Indium Zinc Oxide)等で形成された透明電極であり、第1誘電体膜は酸化シリコン(SiO2)或いは窒化シリコン(SiN)等の透明な誘電体である。ここで、SiNは、SiO2に比べて黄色を帯びているが、光透過性を有しているため、第1誘電体膜に適用可能である。 In this aspect, each of the pixel potential side capacitor electrode, the first fixed potential side capacitor electrode, and the first dielectric film is transparent, and the first storage capacitor has a three-layer structure including these electrodes and the dielectric film. ing. Therefore, the first storage capacitor is transparent, and in order to increase the capacity of the first storage capacitor, the pixel potential side capacitor electrode, the first fixed potential side capacitor electrode, and the first dielectric film are changed from the non-opening region to the opening region. Even if it is provided across, the amount of light transmitted through the aperture region is not reduced. That is, the pixel aperture ratio is not reduced. The pixel potential side capacitance electrode and the first fixed potential side electrode are transparent electrodes formed of, for example, ITO (Indium Tin Oxide) or IZO (Indium Zinc Oxide), and the first dielectric film is silicon oxide (SiO 2 ). Alternatively, it is a transparent dielectric such as silicon nitride (SiN). Here, SiN is yellowish compared to SiO 2 , but is applicable to the first dielectric film because it has light transparency.
本発明の第1の発明に係る電気光学装置の他の態様では、前記第2保持容量は、前記第1保持容量の上層側且つ前記画素電極の下層側に形成された透明な第2固定電位側容量電極と、前記第2固定電位側容量電極及び前記画素電極間に形成された透明な第2誘電体膜とを含んでおり、前記画素電極は透明電極であり、前記画素電極のうち平面的に見て前記第2固定電位側電極と重なる部分が、前記第2固定電位側容量電極と一対とされる容量電極として兼用されていてもよい。 In the electro-optical device according to the first aspect of the present invention, before Symbol second storage capacitor upper and lower layer which is formed on a transparent second fixing of the pixel electrode of the first storage capacitor A potential-side capacitance electrode, and a transparent second dielectric film formed between the second fixed potential-side capacitance electrode and the pixel electrode, wherein the pixel electrode is a transparent electrode, A portion overlapping with the second fixed potential side electrode in plan view may be used also as a capacitor electrode paired with the second fixed potential side capacitor electrode.
この態様によれば、第2保持容量を設けた分、第1保持容量のみで画像信号を一時的に保持する場合に比べて、画像信号の電位保持特性を高めることができる。より具体的には、第2保持容量が第1保持容量と電気的に並列に接続されているため、第1保持容量及び第2保持容量の全体で画像信号に対する電位保持特性を高めることが可能である。即ち、この態様によれば、既存の設計に組み込まれた画素電極を利用して、第1保持容量とは別に第2保持容量を設けることができ、第1保持容量を開口領域に延在させるだけでは得られる電位保持特性の向上を実現できる。 According to this aspect, the potential holding characteristic of the image signal can be improved as compared with the case where the image signal is temporarily held only by the first holding capacitor by the amount of the second holding capacitor. More specifically, since the second holding capacitor is electrically connected in parallel with the first holding capacitor, the potential holding characteristic for the image signal can be improved in the entire first holding capacitor and the second holding capacitor. It is. That is, according to this aspect, the second storage capacitor can be provided separately from the first storage capacitor using the pixel electrode incorporated in the existing design, and the first storage capacitor is extended to the opening region. It is possible to improve the potential holding characteristics that can be obtained only by using the above-described method.
加えて、第2保持容量に含まれる第2固定電位側容量電極、第2誘電体膜及び前記画素電極のうち平面的に見て前記第2固定電位側電極と重なる部分の夫々が透明であるため、第2保持容量も透明である。したがって、前記非開口領域から前記開口領域に延在するように設けられた第2保持容量によって開口領域における光の透過量が減少することはない。 In addition, each of the second fixed potential side capacitor electrode, the second dielectric film, and the pixel electrode included in the second storage capacitor that is overlapped with the second fixed potential side electrode in a plan view is transparent. Therefore, the second storage capacitor is also transparent. Therefore, the amount of light transmitted through the opening region is not reduced by the second storage capacitor provided so as to extend from the non-opening region to the opening region.
本発明の第1の発明に係る電気光学装置の他の態様では、前記第1保持容量は、前記トランジスタに電気的に接続された透明な画素電位側容量電極と、透明な第1固定電位側容量電極と、前記画素電位側容量電極及び前記第1固定電位側容量電極に挟まれた透明な第1誘電体膜とを備え、前記第2保持容量は、前記第1保持容量の上層側且つ前記画素電極の下層側に形成された透明な第2固定電位側容量電極と、前記第2固定電位側容量電極及び前記画素電極間に形成された透明な第2誘電体膜とを含んでおり、前記画素電極は透明電極であり、
前記画素電極のうち平面的に見て前記第2固定電位側容量電極と重なる部分が、前記第2固定電位側容量電極と一対とされる容量電極として兼用されており、前記第1保持容量及び前記第2保持容量は、前記第1固定電位側容量電極及び前記第2固定電位側容量電極間に形成された導電部を介して電気的に並列に接続されていてもよい。
In another aspect of the electro-optical device according to the first aspect of the present invention, the first storage capacitor includes a transparent pixel potential side capacitor electrode electrically connected to the transistor and a transparent first fixed potential side. A capacitor electrode, and a transparent first dielectric film sandwiched between the pixel potential side capacitor electrode and the first fixed potential side capacitor electrode, wherein the second storage capacitor is on an upper layer side of the first storage capacitor and A transparent second fixed potential side capacitor electrode formed on a lower layer side of the pixel electrode; and a transparent second dielectric film formed between the second fixed potential side capacitor electrode and the pixel electrode. The pixel electrode is a transparent electrode,
A portion of the pixel electrode that overlaps with the second fixed potential side capacitor electrode in plan view is also used as a capacitor electrode paired with the second fixed potential side capacitor electrode, and the first storage capacitor and The second storage capacitor may be electrically connected in parallel via a conductive portion formed between the first fixed potential side capacitor electrode and the second fixed potential side capacitor electrode.
この態様において、「導電部」とは、例えば第1保持容量及び第2保持容量間に介在する層間絶縁膜を貫通するコンタクトホールである。このようなコンタクトホールは、第1保持容量、第2保持容量及び電気光学装置の他の構成要素のレイアウトに応じて設けられる。 In this embodiment, the “conductive portion” is, for example, a contact hole that penetrates an interlayer insulating film interposed between the first storage capacitor and the second storage capacitor. Such a contact hole is provided according to the layout of the first storage capacitor, the second storage capacitor, and other components of the electro-optical device.
本発明の第1の発明に係る電気光学装置の他の態様では、前記データ線は、前記第1保持容量の上層側、且つ前記第2保持容量の下層側に設けられており、前記トランジスタに照射される光を遮るように前記非開口領域に延在されている。 In another aspect of the electro-optical device according to the first aspect of the present invention, the data line is provided on an upper layer side of the first storage capacitor and on a lower layer side of the second storage capacitor. It extends to the non-opening region so as to block the irradiated light.
この態様によれば、第2保持容量の上層側から入射する光をデータ線で遮光することができる。より具体的には、トランジスタが備える半導体層に流れる光リーク電流を低減できる。これにより、光リーク電流に応じて発生する表示画像の乱れを低減でき、画質の低下を抑制することが可能である。 According to this aspect, the light incident from the upper layer side of the second storage capacitor can be shielded by the data line. More specifically, light leakage current flowing in a semiconductor layer included in the transistor can be reduced. Accordingly, it is possible to reduce the disturbance of the display image that occurs according to the light leakage current, and to suppress the deterioration of the image quality.
本発明の第1の発明に係る電気光学装置の他の態様では、前記第1保持容量の上層側且つ前記第2保持容量の下層側に形成された容量配線を更に備え、前記導電部は前記容量配線を介して前記第1保持容量及び前記第2保持容量を電気的に接続していてもよい。 In another aspect of the electro-optical device according to the first aspect of the present invention, the electro-optical device further includes a capacitor wiring formed on an upper layer side of the first storage capacitor and on a lower layer side of the second storage capacitor. The first storage capacitor and the second storage capacitor may be electrically connected via a capacitor wiring.
この態様によれば、第1保持容量及び第2保持容量を直接電気的に接続する場合に比べて、例えば浅いコンタクトホールで電気的に接続でき、コンタクトエッチングが容易になる。 According to this aspect, compared to the case where the first storage capacitor and the second storage capacitor are directly electrically connected, for example, they can be electrically connected by a shallow contact hole, and contact etching is facilitated.
本発明の第2の発明に係る電気光学装置は上記課題を解決するために、データ線と、前記データ線と電気的に接続されたトランジスタと、前記トランジスタに対応して画素毎に設けられた画素電極と、前記画素の非開口領域に設けられており、前記画素電極に供給された画像信号を一時的に保持する第1保持容量と、前記非開口領域から開口領域に延在するように前記第1保持容量の上層に設けられており、前記第1保持容量と電気的に並列に接続された透明な第2保持容量とを備えている。 In order to solve the above problems, an electro-optical device according to a second aspect of the present invention is provided with a data line, a transistor electrically connected to the data line, and a pixel corresponding to the transistor. a pixel electrode provided on the non-opening region of the pixel, a first storage capacitor for temporarily holding the image signal supplied before Symbol pixel electrode, extending in the non-opening area or RaHiraku port area As described above, a transparent second storage capacitor is provided above the first storage capacitor and is electrically connected in parallel with the first storage capacitor.
本発明の第2の発明に係る電気光学装置によれば、本発明の第1の発明に係る電気光学装置と同様に、第2保持容量を設けることによって画像信号を一時的に保持する電位保持能力を高めることができると共に、画素における輝度を低下させることがない。より具体的には、第2保持容量は透明であるため、非開口領域から開口領域に渡って第2保持容量を設けても開口領域における光透過量を減少させることがない。 According to the electro-optical device according to the second aspect of the present invention, similarly to the electro-optical device according to the first aspect of the present invention, the potential holding for temporarily holding the image signal by providing the second holding capacitor. The capability can be increased and the luminance in the pixel is not lowered. More specifically, since the second storage capacitor is transparent, even if the second storage capacitor is provided from the non-opening region to the opening region, the light transmission amount in the opening region is not reduced.
本発明の第3の発明に係る電気光学装置は上記課題を解決するために、データ線と、前記データ線と電気的に接続されたトランジスタと、前記トランジスタに対応して画素毎に設けられた画素電極と、前記画素の非開口領域から開口領域に渡って設けられており、前記画素電極に供給された画像信号を一時的に保持する透明な第1保持容量と、前記非開口領域から前記開口領域に延在するように前記第1保持容量の上層に設けられており、前記第1保持容量と電気的に並列に接続された透明な第2保持容量とを備え、前記第1保持容量及び前記第2保持容量の夫々の固定電位側容量電極は、前記第1保持容量及び前記第2保持容量間に形成された導電層によって共用されている。 In order to solve the above problems, an electro-optical device according to a third aspect of the present invention is provided for each pixel corresponding to the data line, a transistor electrically connected to the data line, and the transistor. and the pixel electrode, wherein provided over the opening area from the non-aperture regions of the pixels, a first storage capacitor transparent for temporarily holding the pre-Symbol image signal supplied to the pixel electrode, from the non-opening region the open area is provided on an upper layer of the first storage capacitor so as to extend in, and a first storage capacitor electrically transparent second storage capacitor connected in parallel, the first holding The fixed potential side capacitor electrodes of the capacitor and the second storage capacitor are shared by the conductive layer formed between the first storage capacitor and the second storage capacitor.
本発明の第3の発明に係る電気光学装置によれば、第1保持容量及び第2保持容量の夫々に個別に固定電位側電極を設ける場合に比べて、基板上に形成される導電層及び絶縁層を減らすことができる。これにより、簡単な層構造によって高画質を実現できる。 According to the electro-optical device according to the third aspect of the present invention, the conductive layer formed on the substrate and the conductive layer formed on the substrate can be compared with the case where the fixed potential side electrode is provided for each of the first storage capacitor and the second storage capacitor. The insulating layer can be reduced. Thereby, high image quality can be realized with a simple layer structure.
本発明の第4の発明に係る電気光学装置は上記課題を解決するために、データ線と、前記データ線と電気的に接続されたトランジスタと、前記トランジスタに対応して画素毎に設けられた画素電極と、前記画素の非開口領域から開口領域に渡って設けられており、前記画素電極に供給された画像信号を一時的に保持する透明な第1保持容量と、前記非開口領域から前記開口領域に延在するように前記第1保持容量の上層に設けられており、前記第1保持容量と電気的に並列に接続された透明な第2保持容量とを備え、前記第2保持容量の固定電位側電極は、該第2保持容量の画素電位側電極と前記第1保持容量の画素電位側電極とを電気的に接続するように形成された導電層と同一層に設けられた容量配線によって兼用されており、該容量配線は、前記同一層内で前記導電層を避けるように形成された透明配線である。 In order to solve the above problem, an electro-optical device according to a fourth aspect of the present invention is provided with a data line, a transistor electrically connected to the data line, and a pixel corresponding to the transistor. and the pixel electrode, wherein provided over the opening area from the non-aperture regions of the pixels, a first storage capacitor transparent for temporarily holding the pre-Symbol image signal supplied to the pixel electrode, from the non-opening region A transparent second holding capacitor that is provided in an upper layer of the first holding capacitor so as to extend to the opening region, and is electrically connected in parallel with the first holding capacitor; fixed potential side electrode of the capacitor is provided in the same layer as the conductive layer formed so as to electrically connect the pixel-potential-side electrode of the pixel-potential-side electrode of the second storage capacitor first storage capacitor It is also used as a capacitor wiring. Is formed transparent wiring so as to avoid said conductive layer at the same layer.
本発明の第4の発明に係る電気光学装置によれば、第2保持容量の固定電位側電極として兼用される容量配線を平面的に広げることができ、容量配線の電気抵抗を抑制しつつ、固定電位に維持された他の導電部に容量配線を容易に接続できる。 According to the electro-optical device according to the fourth aspect of the present invention, it is possible to broaden the capacity wiring that is also used as the fixed potential side electrode of the second storage capacitor in a planar manner, while suppressing the electric resistance of the capacity wiring, Capacitance wiring can be easily connected to another conductive portion maintained at a fixed potential.
本発明に係る電子機器は上記課題を解決するために、上述の本発明の電気光学装置を具備してなる。 In order to solve the above problems, an electronic apparatus according to the present invention includes the above-described electro-optical device according to the present invention.
本発明に係る電子機器によれば、高品質な画像表示を行うことが可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置、電子放出装置(Field Emission Display及びConduction Electron-Emitter Display)、DLP(Digital Light Processing)等を実現することも可能である。 According to the electronic apparatus of the present invention, a projection display device, a television, a mobile phone, an electronic notebook, a word processor, a viewfinder type or a monitor direct view type video tape recorder capable of displaying a high-quality image, a work Various electronic devices such as a station, a videophone, a POS terminal, and a touch panel can be realized. Further, as an electronic apparatus of the present invention, for example, an electrophoretic device such as electronic paper, an electron emission device (Field Emission Display and Conduction Electron-Emitter Display), a DLP (Digital Light Processing), or the like can be realized.
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。 Such an operation and other advantages of the present invention will become apparent from the embodiments described below.
以下図面を参照しながら本実施形態の電気光学装置、及び電子機器を詳細に説明する。本実施形態では、本発明の第1及び第2の発明に係る電気光学装置の一例としてアクティブマトリクス駆動方式によって駆動される液晶装置を挙げる。 Hereinafter, the electro-optical device and the electronic apparatus according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, a liquid crystal device driven by an active matrix driving method is given as an example of the electro-optical device according to the first and second inventions of the present invention.
<第1実施形態>
(電気光学装置の全体構成)
先ず、本実施形態の電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のTFTアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置の全体構成について、図1及び図2を参照して説明する。図1は、TFTアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た電気光学装置の平面図であり、図2は、図1のH−H´断面図である。
<First Embodiment>
(Overall configuration of electro-optical device)
First, the entire configuration of a TFT active matrix driving type liquid crystal device with a built-in driving circuit, which is an example of the electro-optical device of this embodiment, will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view of the electro-optical device when the TFT array substrate is viewed from the counter substrate side together with the components formed thereon, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line HH ′ of FIG.
図1及び図2において、液晶装置1は、TFTアレイ基板10及びTFTアレイ基板10に対向配置された対向基板20を備えている。TFTアレイ基板10と対向基板20との間に液晶層50が封入されており、TFTアレイ基板10と対向基板20とは、画像表示領域10aの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材52により相互に接着されている。
1 and 2, the
シール材52が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域10aの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜53が、対向基板20側に設けられている。但し、額縁遮光膜53の一部又は全部は、TFTアレイ基板10側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。尚、本実施形態においては、画像表示領域10aの周辺に位置する周辺領域が存在する。言い換えれば、本実施形態においては特に、TFTアレイ基板10の中心から見て、額縁遮光膜53より以遠が周辺領域として規定されている。周辺領域のうち、シール材52が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路101及び外部回路接続端子102がTFTアレイ基板10の一辺に沿って設けられている。画像表示領域10aの両側に設けられた二つの走査線駆動回路104間をつなぐために複数の配線105が設けられている。対向基板20の4つのコーナー部に配置された上下導通材106は、TFTアレイ基板10と対向基板20との間で電気的な導通をとる。
A light-shielding frame light-shielding
図2において、TFTアレイ基板10上には、画素スイッチング用のTFTや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極9a上に、配向膜が形成されている。他方、対向基板20上には、対向電極21の他、格子状又はストライプ状の遮光膜23、更には最上層部分に配向膜が形成されている。
In FIG. 2, on the
(電気光学装置の電気的な構成)
次に、図3を参照しながら、液晶装置1の電気的な構成を説明する。図3は、電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。
(Electrical configuration of electro-optical device)
Next, the electrical configuration of the
図3において、画素電極9a及び画素電極9aをスイッチング制御するためのTFT30が、液晶装置1の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素部の夫々に形成されている。画像信号が供給されるデータ線6aがTFT30のソースに電気的に接続されている。データ線6aに書き込む画像信号S1、S2、・・・、Snは、この順に線順次に供給される。尚、画像信号S1、S2、・・・、Snは、相隣接する複数のデータ線6a同士に対して、グループ毎に供給されてもよい。
In FIG. 3, a
液晶装置1が備える画素部は、TFT30のゲートに走査線3aが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線3aにパルス的に走査信号G1、G2、・・・、Gmを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極9aは、TFT30のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるTFT30を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線6aから供給される画像信号S1、S2、・・・、Snを所定のタイミングで書き込む。
In the pixel portion provided in the
画素電極9aを介して電気光学物質の一例としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、・・・、Snは、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。本発明の「第1保持容量」の一例である保持容量70は、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極9a及び対向電極間に形成される液晶容量と電気的に並列に接続されており、画素電極9aに供給された画像信号を一時的に保持する。後述するように、本実施形態の液晶装置1は、保持容量70の電位保持特性が高められていることによって高画質で画像を表示できる。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として電気光学装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射する。
A predetermined level of image signals S1, S2,..., Sn written in the liquid crystal as an example of the electro-optical material via the
(電気光学装置における画素部の具体的な構成)
次に、図4乃至図6を参照しながら本実施形態の液晶装置1における画素部の具体的な構成を説明する。図4及び図5は、データ線、走査線、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。尚、図4及び図5は、それぞれ、後述する積層構造のうち下層部分(図4)と上層部分(図5)とを分けて図示している。図6は、図4及び図5を重ね合わせた場合のA−A´断面図である。尚、図6においては、各層・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・各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
(Specific configuration of pixel portion in electro-optical device)
Next, a specific configuration of the pixel portion in the
図6に示すように、液晶装置1が備えるTFTアレイ基板10は、画素電極9a及び配向膜16の他、これらを含む各種の構成が積層構造をなして備えられている。より具体的には、TFTアレイ基板10は、下から順に、走査線11aを含む第1層、ゲート電極3aを含むTFT30等を含む第2層、保持容量70を含む第3層、データ線6a等を含む第4層、容量配線400等を含む第5層、画素電極9a及び配向膜16等を含む第6層(最上層)からなる。第1層及び第2層間には下地絶縁膜12が、第2層及び第3層間には第1層間絶縁膜41が、第3層及び第4層間には第2層間絶縁膜42が、第4層及び第5層間には第3層間絶縁膜43が、第5層及び第6層間には第4層間絶縁膜44が、それぞれ設けられており、前述の各要素間が短絡することを防止している。これら各種の絶縁膜12、41、42、43及び44には、例えば、TFT30の半導体層1a中の高濃度ソース領域1dとデータ線6aとを電気的に接続するコンタクトホール等も設けられている。以下では、これらの各要素について、下から順に説明を行う。なお、第1層から第3層までが下層部分として図4に図示されており、第4層から第6層までが上層部分として図5に図示されている。
As shown in FIG. 6, the
(積層構造・第1層の構成−走査線等−)
先ず、第1層には、例えば、Ti、Cr、W、Ta、Mo等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの、或いは導電性ポリシリコン等からなる走査線11aが設けられている。走査線11aは、平面的にみて、図4のX方向に沿うように、ストライプ状にパターニングされている。より詳しく見ると、ストライプ状の走査線11aは、図4のX方向に沿うように延びる本線部と、データ線6a或いは容量配線400が延在する図4のY方向に延びる突出部とを備えている。尚、隣接する走査線11aから延びる突出部は相互に接続されることはない。したがって、走査線11aは1本1本分断された形となっている。
(Laminated structure / Structure of first layer-scanning line, etc.)
First, for example, the first layer includes at least one of refractory metals such as Ti, Cr, W, Ta, and Mo, a metal simple substance, an alloy, a metal silicide, a polysilicide, and a laminate of these, Alternatively, a
ここで、図5にも、図4に示す走査線11aの構成を示してある。本実施形態では、走査線11aは、図5に示すように、TFTアレイ基板10の基板面上で平面的に見て、容量配線400に重畳的に形成されている。
Here, FIG. 5 also shows the configuration of the
(積層構造・第2層の構成−TFT等−)
次に、第2層として、ゲート電極3aを含むTFT30が設けられている。TFT30は、図6に示すように、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有しており、その構成要素としては、上述したゲート電極3a、例えばポリシリコン膜からなりゲート電極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´、ゲート電極3aと半導体層1aとを絶縁するゲート絶縁膜を含む絶縁膜2、半導体層1aにおける低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1c並びに高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eを備えている。
(Laminated structure / Second layer structure-TFT, etc.)
Next, the
本実施形態では、第2層に、ゲート電極3aと同一膜として中継電極719が形成されている。中継電極719は、平面的に見て、図4に示すように、各画素電極9aのX方向に延びる一辺の略中央に位置するように、島状に形成されている。中継電極719とゲート電極3aとは同一膜として形成されているから、後者が例えば導電性ポリシリコン膜等からなる場合においては、前者もまた、導電性ポリシリコン膜等からなる。
In the present embodiment, a
尚、TFT30は、好ましくは図6に示したようにLDD構造をもつが、低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1cに不純物の打ち込みを行わないオフセット構造をもってよいし、ゲート電極3aをマスクとして高濃度で不純物を打ち込み、自己整合的に高濃度ソース領域及び高濃度ドレイン領域を形成するセルフアライン型のTFTであってもよい。
The
(積層構造・第1層及び第2層間の構成−下地絶縁膜−)
以上説明した走査線11aの上、且つTFT30の下には、例えばシリコン酸化膜等からなる下地絶縁膜12が設けられている。下地絶縁膜12は、走査線11aからTFT30を層間絶縁する機能のほか、TFTアレイ基板10の全面に形成されることにより、TFTアレイ基板10の表面研磨時における荒れや、洗浄後に残る汚れ等で画素スイッチング用のTFT30の特性変化を防止する機能を有する。
(Laminated structure / Structure between first layer and second layer-underlying insulating film-)
A
下地絶縁膜12には、平面的にみて半導体層1aの両脇に、後述するデータ線6aに沿って延びる半導体層1aのチャネル長の方向に沿った溝状のコンタクトホール12cvが掘られており、コンタクトホール12cvに対応して、その上方に積層されるゲート電極3aは下側に凹状に形成された部分を含んでいる。コンタクトホール12cv全体を埋めるようにして、ゲート電極3aが形成されていることにより、ゲート電極3aには、これと一体的に形成された側壁部3bが延設されるようになっている。これにより、TFT30の半導体層1aは、図4に示されているように、平面的にみて側方から覆われるようになっており、少なくともこの部分からの光の入射が抑制されるようになっている。
In the
側壁部3bは、コンタクトホール12cvを埋めるように形成されているとともに、その下端が走査線11aと接するようにされている。走査線11aは、上述のようにストライプ状に形成されていることから、ある行に存在するゲート電極3a及び走査線11aは、当該行に着目する限り、常に同電位となる。
The
(積層構造・第3層の構成−保持容量等−)
次に、図4及び図6を参照しながら保持容量70のレイアウト及び構成を詳細に説明する。図4及び図6に示すように、保持容量70は、第3層の非開口領域から開口領域に渡って設けられており、平面的に見て画素電極9aと重なるように開口領域に延在されている。
(Laminated structure / 3rd layer configuration-holding capacity, etc.)
Next, the layout and configuration of the
図6において、保持容量70は、本発明の「画素電位側容量電極」の一例である下部容量電極71、本発明の「第1誘電体膜」の一例である誘電体膜75、及び本発明の「第1固定電位側容量電極」の一例である上部容量電極300を備えている。下部容量電極71、誘電体膜75及び上部容量電極300の夫々は透明な材料で形成されていると共に、図中下側からこの順で積層されている。
In FIG. 6, a
下部容量電極71及び上部容量電極300は、ITO(Indium Tin Oxide)或いはIZO(Indium Zinc Oxide)等で形成された透明電極である。誘電体膜75は、図6に示すように、例えば膜厚5〜200nm程度の比較的薄いHTO(High Temperature Oxide)膜、LTO(Low Temperature Oxide)膜等の酸化シリコン膜、或いは窒化シリコン膜等から構成される。図6に示すように、誘電体膜75は下層に酸化シリコン膜75a、上層に窒化シリコン膜75bというように二層構造を有するものとなっている。図4では、説明の便宜上上層の窒化シリコン膜75b及び酸化シリコン膜75aの平面形状を図示していないが、これら誘電体膜は、非開口領域から開口領域、即ち平面的にみて画素電極9aに重なるように形成されている。ここで、窒化シリコン膜75bは酸化シリコン膜75aに比べて黄色を帯びているが光透過性を有しているため、保持容量70の光透過性を低下させることはない。
The
尚、本実施形態では、誘電体膜75は二層構造を有するものとなっているが、例えば酸化シリコン膜、窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜等というような三層構造や、あるいはそれ以上の積層構造を有するように構成してもよい。むろん単層構造としてもよい。但し、誘電体膜75は透明材料で形成される。
In the present embodiment, the
ここで、図4を参照しながら保持容量70の平面形状を詳細に説明する。尚、誘電体膜75は、下部容量電極71及び上部容量電極300に挟まれるようにこれら電極の平面形状に合わせて形成されている。
Here, the planar shape of the
図4において、下部容量電極71及び上部容量電極300は、データ線6a及び走査線11aが互いに交差する領域から画素電極9aに重なるように延在されており、画素電極9aを含む画素毎に設けられている。本実施形態では、開口領域の略全体に下部容量電極71及び上部容量電極300が延在されているが、開口領域に部分的に重なるように延在されていても構わない。つまり、画像信号に応じて液晶配向を維持できる電位差を維持することができれば、保持容量70の面積、即ち下部容量電極71、誘電体膜75及び上部容量電極300の形状及び面積は設計に応じて便宜変更可能である。
In FIG. 4, a
ここで、非開口領域は、画像表示に寄与する光が透過しない非透明なデータ線6a等が配設された領域である。より具体的には、本実施形態では、非開口領域は平面的にみて画素電極9aを囲む額縁状の領域である。開口領域は、実質的に光が透過する画素内の領域である。より具体的には、開口領域とは、画素に集光される光がデータ線及び走査線11a等の配線、TFT30等の半導体素子、遮光膜で遮られることがない領域である。
Here, the non-opening region is a region where
下部電極71は、画素電位側容量電極としての機能のほか、画素電極9aとTFT30の高濃度ドレイン領域1eとを中継接続する機能を有する。因みに、ここにいう中継接続は、中継電極719を介して行われる。
The
上部容量電極300の電位は、固定電位とされた容量配線400(後述する。)と上部容量電極300とが電気的に接続されているため固定電位に維持される。
The potential of the
尚、本実施形態のTFTアレイ基板10における各部のレイアウトに若干の変更を加えることにより、上部容量電極300を画素電位側容量電極とし、下部容量電極71を固定電位側容量電極とすることも可能である。
It should be noted that the
このように、保持容量70は、平面的にみて透明な画素電極9aと重なるように開口領域に延在されていても、開口領域を透過する光の透過率を低下させることがない。加えて、非開口領域にのみ保持容量70を設ける場合に比べて、容量を大きくするように領域を大きくとることができる。したがって、液晶装置1によれば、走査線11aを通じてTFT30の動作を制御しつつ、データ線6aを通じてTFT30を介して画素電極9aに画像信号を書き込むことが可能であり、画像信号を一時的に保持する電位保持能力が高められた状態で所謂アクティブマトリクス駆動を行うことが可能である。保持容量70は透明であるため、液晶装置1全体の画素開口率は比較的大きく維持され、これにより、より明るい画像を表示することが可能となる。したがって、液晶装置1によれば、従来困難であった保持容量の容量値の増大及び明るい画像表示を両立することが可能である。
Thus, even if the
(積層構造、第2層及び第3層間の構成−第1層間絶縁膜−)
次に、図4及び図6を参照しながら第1層間絶縁膜41を詳細に説明する。第1層間絶縁膜41は、TFT30ないしゲート電極3a及び中継電極719の上、且つ保持容量70の下に形成された、例えば、NSG(ノンシリケートガラス)、PSG(リンシリケートガラス)、BSG(ボロンシリケートガラス)、BPSG(ボロンリンシリケートガラス)等のシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等、あるいは好ましくはNSGを有している。
(Laminated structure, configuration between second layer and third layer—first interlayer insulating film)
Next, the first
第1層間絶縁膜41には、TFT30の高濃度ソース領域1dと後述するデータ線6aとを電気的に接続するコンタクトホール81が、後述する第2層間絶縁膜42を貫通しつつ開孔されている。第1層間絶縁膜41には、TFT30の高濃度ドレイン領域1eと保持容量70を構成する下部容量電極71とを電気的に接続するコンタクトホール83が開孔されている。第1層間絶縁膜41には、保持容量70を構成する画素電位側容量電極としての下部容量電極71と中継電極719とを電気的に接続するためのコンタクトホール881が開孔されている。加えて、第1層間絶縁膜41には、中継電極719と後述する第2中継電極6a2とを電気的に接続するためのコンタクトホール882が、第2層間絶縁膜42を貫通しつつ開孔されている。
A
(積層構造・第4層の構成−データ線等−)
第3層に続けて第4層には、データ線6aが設けられている。データ線6aは、図6に示すように、下層より順に、アルミニウムからなる層(図6における符号41A参照)、窒化チタンからなる層(図6における符号41TN参照)、窒化シリコン膜からなる層(図6における符号401参照)の三層構造を有する膜として形成されている。窒化シリコン膜は、その下層のアルミニウム層及び窒化チタン層を覆うように少し大きなサイズにパターニングされている。
(Laminated structure / Fourth layer configuration-data lines, etc.)
A
第4層には、データ線6aと同一膜として、容量配線用中継層6a1及び第2中継電極6a2が形成されている。これらは、図5に示すように、平面的に見ると、データ線6aと連続した平面形状を有するように形成されているのではなく、パターニング上分断されるように形成されている。
In the fourth layer, the capacitor wiring relay layer 6a1 and the second relay electrode 6a2 are formed as the same film as the
因みに、容量配線用中継層6a1及び第2中継電極6a2は、データ線6aと同一膜として形成されていることから、下層より順に、アルミニウムからなる層、窒化チタンからなる層、プラズマ窒化膜からなる層の三層構造を有する。
Incidentally, since the capacitor wiring relay layer 6a1 and the second relay electrode 6a2 are formed as the same film as the
(積層構造・第3層及び第4層間の構成−第2層間絶縁膜−)
図6において、保持容量70の上、且つ、データ線6aの下には、例えばNSG、PSG,BSG、BPSG等のシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等、あるいは好ましくはTEOSガスを用いたプラズマCVD法によって形成された第2層間絶縁膜42が形成されている。第2層間絶縁膜42には、TFT30の高濃度ソース領域1dとデータ線6aとを電気的に接続するコンタクトホール81が開孔されているとともに、容量配線用中継層6a1と保持容量70の上部電極たる容量電極300とを電気的に接続するコンタクトホール801が開孔されている。さらに、第2層間絶縁膜42には、第2中継電極6a2と中継電極719とを電気的に接続するための、コンタクトホール882が形成されている。
(Laminated structure / Structure between third layer and fourth layer-second interlayer insulating film-)
In FIG. 6, a silicate glass film such as NSG, PSG, BSG, or BPSG, a silicon nitride film, a silicon oxide film, or preferably TEOS gas is used above the
(積層構造・第5層の構成−容量配線等−)
第4層に続けて第5層には、容量配線400が形成されている。容量配線400は、平面的にみると、図5に示すように、図中X方向及びY方向それぞれに延在するように、格子状に形成されている。このような容量配線400によって、画素毎に開口領域が規定される。
(Laminated structure / Fifth layer configuration-capacitor wiring, etc.)
A
容量配線400のうち図5中Y方向に延在する部分については特に、データ線6aを覆うように、且つ、該データ線6aよりも幅広に形成されている。図5中X方向に延在する部分については、第3中継電極402を形成する領域を確保するために、各画素電極9aの一辺の中央付近に、開口領域とは分離されて形成された開口部である窓400aが設けられている。
The portion extending in the Y direction in FIG. 5 in the
図5中、XY方向それぞれに延在する容量配線400の交差部分の隅部においては、この隅部を埋めるようにして、略三角形状の部分が設けられている。容量配線400に、この略三角形状の部分が設けられていることにより、TFT30の半導体層1aに対する光の遮蔽を効果的に行うことができる。即ち、半導体層1aに対して、斜め上から進入しようとする光は、この三角形状の部分で反射又は吸収されることになり半導体層1aには至らないことになる。したがって、光リーク電流の発生を抑制し、フリッカ等のない高品質な画像を表示することが可能となる。容量配線400は、画素電極9aが配置された画像表示領域10aからその周囲に延設され、定電位源と電気的に接続されることで、固定電位とされている。
In FIG. 5, a substantially triangular portion is provided at the corner of the intersecting portion of the
第5層には、容量配線400と同一膜として形成された第3中継電極402が、容量配線400の窓400a内に島状に形成されている。より具体的には、容量配線400及び第3中継電極402間は、平面形状的に連続して形成されているのではなく、両者間はパターニング上分断されるように形成されている。これにより、第3中継電極402は、容量配線400と電気的に分離される。第3中継電極402は、コンタクトホール804及び89を介して、第2中継電極6a2及び画素電極9a間の電気的接続を中継する。容量配線400及び第3中継電極402は、下層にアルミニウムからなる層、上層に窒化チタンからなる層の二層構造を有している。
In the fifth layer, the
(積層構造・第4層及び第5層間の構成−第3層間絶縁膜−)
図6において、データ線6aの上、且つ容量配線400の下には、NSG、PSG、BSG、BPSG等のシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等、あるいは好ましくはTEOSガスを用いたプラズマCVD法によって形成された第3層間絶縁膜43が形成されている。第3層間絶縁膜43には、容量配線400と容量配線用中継層6a1とを電気的に接続するためのコンタクトホール803、及び、第3中継電極402と第2中継電極6a2とを電気的に接続するためのコンタクトホール804がそれぞれ開孔されている。
(Laminated structure / configuration between the fourth and fifth layers-third interlayer insulating film-)
In FIG. 6, on the
(積層構造・第6層並びに第5層及び第6層間の構成−画素電極等−)
図6において、第6層には画素電極9aがマトリクス状に形成され、画素電極9a上に配向膜16が形成されている。画素電極9a下には、NSG、PSG、BSG、BPSG等のシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等、あるいは好ましくはNSGからなる第4層間絶縁膜44が形成されている。第4層間絶縁膜44には、画素電極9a及び第3中継電極402間を電気的に接続するためのコンタクトホール89が開孔されている。画素電極9aとTFT30との間は、このコンタクトホール89及び第3中継層402並びにコンタクトホール804、第2中継層6a2、コンタクトホール882、中継電極719、コンタクトホール881、下部電極71及びコンタクトホール83を介して、電気的に接続されることとなる。
(Laminated structure / 6th layer and 5th layer and 6th layer configuration-pixel electrode, etc.)
In FIG. 6,
以上説明したような構成を有するTFTアレイ基板10、対向基板20及びこれら基板間に挟持される液晶層により本実施形態の液晶装置1が構成される。本実施形態の液晶装置1によれば、明るい画像表示を損なうことなく、保持容量70の電位保持特性を高めることができ、アクティブマトリクス駆動される液晶装置の表示性能を向上させることが可能である。また、保持容量70を透明材料で形成した場合でも、対向基板20側に設けられた遮光膜23、容量配線400及び第3中継電極402、並びに走査線11aによって、対向基板20側から入射される光、及び素子基板10側から入射される光を確実に遮光できる。従って、本実施形態の液晶装置1によれば、保持容量70の電位保持特性を向上させるだけでなく、TFT30の光リーク電流も抑制できる。加えて表示画像のコントラストを向上させると共に、高精細化させることも可能である。
The
(変形例)
次に、図7を参照しながら本実施形態に係る液晶装置1の変形例を説明する。図7は、本例の液晶装置1における画素部の具体的な構成を示す要部断面図であり、図6に対応している。本例の液晶装置100は、互いに電気的に並列に接続された透明な保持容量を2つ備えている点で上述した液晶装置1と構成が相違する。尚、以下では、図1乃至図6と共通する部分については共通の参照符号を付して説明する。また、説明を簡便にするために、共通する部分については便宜説明を省略する。
(Modification)
Next, a modification of the
図7において、液晶装置100は、保持容量70の上層に形成された、本発明の「第2保持容量」の一例である保持容量170を備えている。保持容量170は、非開口領域から開口領域に延在するように形成されており、本発明の「導電部」の一例を構成するコンタクトホール180a、180b及び180cを介して保持容量70と電気的に並列に接続されている。
In FIG. 7, the
保持容量170は、保持容量70の上層側且つ画素電極9aの下層側に形成されており、非開口領域から開口領域に渡って延在された透明な容量電極171、及び誘電体膜175を備えている。容量電極171が本発明の「第2固定電位側容量電極」の一例に相当し、誘電体膜175が本発明の「第2誘電体膜」の一例に相当する。加えて、透明な画素電極9aのうち平面的にみて容量電極171に重なる重畳部9aaが容量電極171と一対とされる容量電極として兼用されている。したがって、保持容量170は、容量電極171、誘電体膜75及び重畳部9aaがこの順で積層されてなる3層構造を有している。
The
容量電極171は、コンタクトホール180a、180b及び180cを形成した後にコンタクトホール180aに電気的に接続されるように第4層間絶縁膜44にITO或いはIZO等の透明材料を蒸着させることによって形成されている。誘電体膜175は、容量電極171上に形成された酸化シリコン膜、又は窒化シリコン膜、或いは複数の透明な誘電体膜を含む多層構造を有している。したがって、保持容量170は、開口領域を透過する光を遮ることがない。尚、図7中において、コンタクトホール180a、180b及び180cは、説明の便宜上、容量配線400、データ線6aに接するように図示されているが、平面的にみて容量配線400及びデータ線6aを避けるように第2層間絶縁42膜、第3層間絶縁膜43、及び第4層間絶縁膜44を貫通するように形成されている。即ち、コンタクトホール180a、180b及び180cは、保持容量70及び170、並びに液晶装置1の他の構成要素の配置に応じて便宜レイアウトされる。
The
保持容量70及び170の夫々は、固定電位側電極とされる容量電極171及び上部容量電極300が電気的に接続されているため、電気的に並列に接続されている。したがって、保持容量70を開口領域に延在されることによって一つの保持容量によって得られる以上の容量を確保できる。加えて、透明な保持容量170は開口領域を透過する光を遮光しないため、非開口領域にのみ保持容量170を設ける場合に比べてより大きな容量を有する保持容量を確保できる。このように、本例の液晶装置100によれば、保持容量70及び170の平面形状のみならず、TFTアレイ基板10の厚み方向に沿って複数の保持容量を形成することによって、画素開口率を低下させることなく、且つ極めて限られた空間に大きな保持容量を作り込むことが可能であり、保持容量170を設けた分、保持容量70のみで画像信号を一時的に保持する場合に比べて、画像信号の電位保持特性を高めることができる。
Each of the
また、本例の液晶装置100では、データ線6aは、保持容量70の上層側、且つ保持容量170の下層側に設けられているため、TFT30に照射される光を遮光できる。より具体的には、データ線6a及びTFT30は、開口領域を囲む非開口領域に設けられてきるため、TFTアレイ基板10の上側からTFT30に照射される光がデータ線6aによって遮光される。したがって、データ線6aによれば、保持容量170のうち非開口領域に延びる部分を透過する光を遮光でき、TFT30に生じる光リーク電流を低減することが可能である。これにより、TFT30の光リーク電流に応じて発生するフリッカ等の表示画像の乱れを抑制できる。尚、本例ではデータ線6aがTFT30に照射される光を遮光する例を挙げたが、TFT30の上層側における非開口領域に設けられた遮光手段であればデータ線6aに限定されるものではなく、例えば遮光性を有する容量配線400或いはその他の遮光性能を有する構成要素でTFT30の光リーク電流を低減することも可能である。
Further, in the
<第2実施形態>
次に、図8乃至図11を参照しながら本実施形態の液晶装置1を説明する。図8及び図9の夫々は、保持容量170に含まれる容量電極171及び透明な画素電極の平面形状を示した図であり、容量電極171及び画素電極9aをこれらの下層側に設けられた各部と共に図示している。図10は、容量電極171の変形例を示す平面図である。図11は、図8及び図9の下層側における画素部の平面構造を示した平面図である。図12は、図11、図8及び図9をこの順で積層してなるTFTアレイ基板10の画素部におけるB−B´断面図である。図12では、図6と同様に、各層・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・各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
Second Embodiment
Next, the
図12において、本実施形態の液晶装置200は、非開口領域に設けられた保持容量70aと、保持容量70aの上層側に設けられた透明な保持容170とを備えている。保持容量170が本発明の第2の発明における「第2保持容量」の一例である。本実施形態の液晶装置200では、非開口領域に不透明な保持容量70aを設けると共に、保持容量70aと電気的に並列に接続された透明な保持容量170を非開口領域から開口領域に渡って設けることにより、保持容量170を設けた分、電位保持特性が高められている。
In FIG. 12, the
保持容量70a及び170は、第1実施形態と同様に固定電位側電極とされる容量電極171及び上部容量電極300aが電気的に接続されているため、電気的に並列に接続されている。したがって、保持容量70aを開口領域に延在されることによって得られる容量以上の容量が確保される。加えて、透明な保持容量170は開口領域を透過する光を遮光しないため、非開口領域にのみ保持容量170を設ける場合に比べてより大きな容量を有する保持容量を確保できる。本実施形態では、TFT30の上層側且つ保持容量170の下層側に設けられた保持容量70aが不透明な材料で形成されているため、TFT30に上側から照射される光を保持容量70aで遮光できる。
The
次に、図8、図9、図11及び図12を参照しながら保持容量170に含まれる画素電極9a及び容量電極171の平面形状及びこれら電極の電気的な接続構造を説明する。
Next, the planar shape of the
図8において、容量電極171は、非開口領域から開口領域に渡って延在されており、非開口領域に設けられたコンタクトホール180aに電気的に接続されている。図9において、透明な画素電極9aは非開口領域から開口領域に延在されており、非開口領域に設けられたコンタクトホール89に電気的に接続されている。容量電極171及び重畳部9aaは、開口領域のほぼ全体と重なるように開口領域に延在されている。図11に示すように重畳部9aaは、コンタクトホール89、第3中継電極402、コンタクトホール804、第2中継電極6a2、コンタクトホール882、中継電極719及びコンタクトホール881を介して下部容量電極71に電気的に接続されており、画素電位になるように電位が維持されている。容量電極171及び上部容量電極300はコンタクトホール180a、180b、及び180cを介して互いに電気的に接続されているため、固定電位に維持されている。したがって、TFTアレイ基板10上の異なる層に保持容量70a及び170の夫々が形成されていてもこれら保持容量を電気的に並列に接続でき、各保持容量だけでは確保できない大きな容量を有する保持容量をTFTアレイ基板10に形成できる。
In FIG. 8, the
このように、本実施形態の液晶装置200によれば、第1実施形態の液晶装置1と同様に画像信号を一時的に保持する電位保持能力を高めることができると共に、画素における輝度を低下させることがない。よって、フリッカ等の表示画像の乱れの抑制及び明るい画像表示が可能である。
As described above, according to the
尚、図12では、容量電極171が、コンタクトホール180b及び180cを介して上部容量電極300aに電気的に接続されているのではなく、不図示のコンタクトホールを介して上部容量電極300aと電気的に接続された容量配線400とコンタクトホール180aを介してのみ電気的に接続されていてもよい。コンタクトホール180aのみを介して容量電極171及び容量配線400を電気的に接続することによって、第4層間絶縁膜44にのみコンタクトホール180aを形成すればよいため、浅いコンタクト形成で済み、コンタクトエッチングが簡単になる。
In FIG. 12, the
次に、図10を参照しながら、容量電極171の変形例を説明する。図10において、ITO等の透明な材質からなる容量電極171は、平面的に見て図中縦方向、即ちデータ線が延びる方向に沿って複数の画素領域に渡って延在されている。したがって、各画素領域に容量電極171を形成する場合に比べて、容量電極171の面積を大きくとることが可能であり、保持容量を大きくとることができる。また、容量電極171は図中横方向、即ち走査線に沿って各画素領域に延在されることによって面積が大きくとられていてもよいし、格子状に形成されていてもよい。つまり、コンタクトホールを避けるように形成されていれば、画像表示領域の全面に形成することも可能である。
Next, a modification of the
<第3実施形態>
次に、図13を参照しながら本実施形態の液晶装置の構成を説明する。図13は、図12に対応する断面図である。
<Third Embodiment>
Next, the configuration of the liquid crystal device of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a cross-sectional view corresponding to FIG.
図13において、第2保持容量は、画素電極9aの一部9aa、誘電体膜175及び容量配線400から構成されている。容量配線400は、第3中継電極402と同一層に形成されており、ITO等の透明材料で形成されている。
In FIG. 13, the second storage capacitor includes a part 9aa of the
したがって、保持容量170の固定電位側電極として兼用される容量配線400を平面的に広げることができ、容量配線400の電気抵抗を抑制しつつ、固定電位に維持された他の導電部に容量配線400を容易に接続できる。
Therefore, the
<電子機器>
次に、上述した液晶装置が適用された各種電子機器を説明する。
<Electronic equipment>
Next, various electronic devices to which the above-described liquid crystal device is applied will be described.
先ず、上述の液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。図14は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。図14に示すように、プロジェクタ1100内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット1102が設けられている。ランプユニット1102から射出された投射光は、ライトガイド1104内に配置された4枚のミラー1106および2枚のダイクロイックミラー1108によってRGBの3原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル1110R、1110Bおよび1110Gに入射される。
First, a projector using the above-described liquid crystal device as a light valve will be described. FIG. 14 is a plan view showing a configuration example of the projector. As shown in FIG. 14, a
液晶パネル1110R、1110Bおよび1110Gの構成は、上述した液晶装置と同等の構成を有しており、画像信号処理回路から供給されるR、G、Bの原色信号でそれぞれ駆動される。これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム1112に3方向から入射される。ダイクロイックプリズム1112においては、RおよびBの光が90度に屈折する一方、Gの光が直進する。したがって、各色の画像が合成される結果、投射レンズ1114を介して、スクリーン等にカラー画像が投写される。
The configurations of the
但し、各液晶パネル1110R、1110Bおよび1110Gによる表示像について着目すると、液晶パネル1110Gによる表示像は、液晶パネル1110R、1110Bによる表示像に対して左右反転することが必要である。
However, paying attention to the display images by the
尚、液晶パネル1110R、1110Bおよび1110Gには、ダイクロイックミラー1108によって、R、G、Bの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。
Since light corresponding to the primary colors R, G, and B is incident on the
次に、上述の液晶装置が適用されたモバイル型のパーソナルコンピュータを説明する。図15は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。図15において、コンピュータ1200は、キーボード1202を備えた本体部1204と、液晶表示ユニット1206とから構成されている。液晶表示ユニット1206は、先に述べた液晶装置1005の背面にバックライトを付加することにより構成されている。
Next, a mobile personal computer to which the above-described liquid crystal device is applied will be described. FIG. 15 is a perspective view showing the configuration of this personal computer. In FIG. 15, a
さらに、上述の液晶装置が適用された携帯電話を説明する。図16は、この携帯電話の構成を示す斜視図である。図16において、携帯電話1300は、複数の操作ボタン1302とともに、反射型の液晶装置1005を備えるものである。この反射型の液晶装置1005にあっては、必要に応じてその前面にフロントライトが設けられる。
Further, a mobile phone to which the above-described liquid crystal device is applied will be described. FIG. 16 is a perspective view showing the configuration of this mobile phone. In FIG. 16, a
尚、図14から図16を参照して説明した電子機器の他にも、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた装置等が挙げられる。そして、本実施形態の液晶装置は、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。 In addition to the electronic devices described with reference to FIGS. 14 to 16, a liquid crystal television, a viewfinder type, a monitor direct view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, an electronic notebook, a calculator, a word processor, a work Examples include a station, a videophone, a POS terminal, and a device equipped with a touch panel. Needless to say, the liquid crystal device of this embodiment can be applied to these various electronic devices.
尚、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置及び電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。より具体的には、本発明の電気光学装置、又は電子機器を、例えばLCOS(Liquid Crystal on Silicon)、DMD(Digital Micro mirror Device)、有機EL装置など、各種の透過型、反射型、自発光型のデバイスに適用可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. Devices and electronic devices are also included in the technical scope of the present invention. More specifically, the electro-optical device or the electronic apparatus according to the present invention may be various transmissive types, reflective types, self-luminous devices such as LCOS (Liquid Crystal on Silicon), DMD (Digital Micromirror Device), and organic EL devices. Applicable to type devices.
1、100、200・・・液晶装置、9aa・・・重畳部、70、70a、170・・・保持容量、71・・・下部容量電極、75、175・・・誘電体膜、171・・・容量電極、300・・・上部容量電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100,200 ... Liquid crystal device, 9aa ... Superimposition part, 70, 70a, 170 ... Retention capacity, 71 ... Lower capacity electrode, 75, 175 ... Dielectric film, 171 ...・ Capacitance electrode, 300 ... Upper capacitance electrode
Claims (7)
前記データ線と重なるように設けられたトランジスタと、
前記トランジスタに対応して画素毎に設けられた画素電極と、
前記画素電極に供給された画像信号を一時的に保持する透明な第1保持容量と、
前記第1保持容量の上層に設けられており、前記第1保持容量と電気的に並列に接続された透明な第2保持容量とを備え、
前記第1保持容量は、前記走査線及び前記データ線と重なるように延在すると共に、前記画素の非開口領域を覆うように前記画素電極と重ねて設けられ、
前記第2保持容量は、前記画素電極と、前記第1保持容量の一方の容量電極に電気的に接続された容量電極とを含んで構成されること
を特徴とする電気光学装置。 Scanning lines and data lines;
A transistor provided to overlap the data line;
A pixel electrode provided for each pixel corresponding to the transistor ;
A first storage capacitor transparent for temporarily holding the image signal supplied before Symbol pixel electrode,
Before SL is provided on the upper layer of the first storage capacitor, and a first storage capacitor electrically connected in parallel to the transparent second storage capacitor,
The first storage capacitor extends so as to overlap the scanning line and the data line, and is provided to overlap the pixel electrode so as to cover a non-opening region of the pixel.
The second storage capacitor includes the pixel electrode and a capacitor electrode electrically connected to one capacitor electrode of the first storage capacitor .
を特徴とする請求項1に記載に電気光学装置。 The first storage capacitor includes a transparent pixel potential side capacitor electrode electrically connected to the transistor, a transparent first fixed potential side capacitor electrode, the pixel potential side capacitor electrode, and the first fixed potential side capacitor. The electro-optical device according to claim 1, further comprising a transparent first dielectric film sandwiched between electrodes.
前記画素電極は透明電極であり、
前記画素電極のうち平面的に見て前記第2固定電位側容量電極と重なる部分が、前記第2固定電位側容量電極と一対とされる容量電極として兼用されていること
を特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。 The second storage capacitor includes a transparent second fixed potential side capacitor electrode formed on an upper layer side of the first storage capacitor and on a lower layer side of the pixel electrode, and between the second fixed potential side capacitor electrode and the pixel electrode. And a transparent second dielectric film formed on
The pixel electrode is a transparent electrode;
The portion of the pixel electrode that overlaps the second fixed potential side capacitor electrode in plan view is also used as a capacitor electrode paired with the second fixed potential side capacitor electrode. The electro-optical device according to 1 or 2.
前記第2保持容量は、前記第1保持容量の上層側且つ前記画素電極の下層側に形成された透明な第2固定電位側容量電極と、前記第2固定電位側容量電極及び前記画素電極間に形成された透明な第2誘電体膜とを含んでおり、
前記画素電極は透明電極であり、
前記画素電極のうち平面的に見て前記第2固定電位側容量電極と重なる部分が、前記第2固定電位側容量電極と一対とされる容量電極として兼用されており、
前記第1保持容量及び前記第2保持容量は、前記第1固定電位側容量電極及び前記第2固定電位側容量電極間に形成された導電部を介して電気的に並列に接続されていること
を特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。 The first storage capacitor includes a transparent pixel potential side capacitor electrode electrically connected to the transistor, a transparent first fixed potential side capacitor electrode, the pixel potential side capacitor electrode, and the first fixed potential side capacitor. A transparent first dielectric film sandwiched between electrodes,
The second storage capacitor includes a transparent second fixed potential side capacitor electrode formed on an upper layer side of the first storage capacitor and on a lower layer side of the pixel electrode, and between the second fixed potential side capacitor electrode and the pixel electrode. And a transparent second dielectric film formed on
The pixel electrode is a transparent electrode;
A portion of the pixel electrode that overlaps the second fixed potential side capacitor electrode in plan view is also used as a capacitor electrode paired with the second fixed potential side capacitor electrode,
The first storage capacitor and the second storage capacitor are electrically connected in parallel via a conductive portion formed between the first fixed potential side capacitor electrode and the second fixed potential side capacitor electrode. The electro-optical device according to claim 1 .
を特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載に電気光学装置。 The data line is provided on an upper layer side of the first storage capacitor and on a lower layer side of the second storage capacitor, and extends to the non-opening region so as to block light irradiated on the transistor. The electro-optical device according to any one of claims 1 to 4, wherein the electro-optical device is provided.
前記導電部は前記容量配線を介して前記第1保持容量及び前記第2保持容量を電気的に接続していること
を特徴とする請求項4に記載の電気光学装置。 A capacitor wiring formed on an upper layer side of the first storage capacitor and on a lower layer side of the second storage capacitor;
The electro-optical device according to claim 4, wherein the conductive portion electrically connects the first storage capacitor and the second storage capacitor through the capacitor wiring.
を特徴とする電子機器。 An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to any one of claims 1 to 6 .
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