CN100470812C - 电光装置及具备该电光装置的电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电光装置及具备该电光装置的电子设备。能够抑制对被1H反转驱动的液晶装置等的电光装置所具备的保持电容施加周期性反转极性的电压而造成的耐压特性的下降。多层电介质构造(75)由于以HTO膜(75b)为中心，在其两侧形成有氮化硅膜(75c)和氮化硅膜(75a)，所以具有以HTO膜(75b)为中心沿着图中上下方向对称的叠层构造。因此，在液晶装置(1)被1H反转驱动时，通过使下部电极(71)的电位极性相对被维持为固定电位的电容电极(300)而成为反极性，从而即使在多层电介质构造(75)中的电场方向反转时，也能够基于多层电介质膜构造(75)的结构对称性，将电流泄漏降低到不妨碍实际使用的水平。而且，通过使向多层电介质膜构造(75)施加的电场的方向时间性地反转，可抑制多层电介质膜构造(75)的耐压特性的劣化。

Description

电光装置及具备该电光装置的电子设备

技术领域

本发明涉及例如液晶装置等的电光装置，特别是涉及采用通过按照每个像素行或每个像素列周期性地进行驱动电压的极性反转，使在像素的列方向或行方向上相邻接的像素电极的电压互为相反的极性的反转驱动方式的电光装置，及具备该电光装置的电子设备。

背景技术

在这种电光装置中，为了防止因施加直流电压而导致的电光物质的劣化，防止显示图像中的交调失真、闪烁等，采用了使向各个像素电极施加的电压极性以规定的规则反转的反转驱动方式。

其中的1H反转驱动方式被作为一种比较容易控制且能够进行高品质图像显示的反转驱动方式使用。该1H反转驱动方式为：在进行对应一帧或一场的图像信号的显示期间，对被配置在奇数行中的像素电极，以对置电极的电位为基准，利用正极性的电位进行驱动，并且对被配置在偶数行中的像素电极，以对置电极的电位为基准，利用负极性的电位进行驱动，接下来在进行对应下一帧或一场的图像信号的显示期间，相反地对被配置在偶数行中的像素电极，利用正极性的电位进行驱动，并且对被配置在奇数行中的像素电极，利用负极性的电位进行驱动(即，在对同一行的像素电极利用同一极性的电位进行驱动的同时，按照每一行，以帧或场的周期反转相应的电位极性)。另外，在利用同一极性的电位驱动同一列的像素电极的同时，按照每列以帧或场的周期，使该电压极性反转的1S反转驱动方式，也被作为一种比较容易控制且能够进行高品质的图像显示的反转驱动方式使用。并且，还开发出了在列方向和行方向的两方向上相邻接的像素电极之间，使被施加在各个像素电极上的电压极性反转的点反转驱动方式。

这种电光装置由于具有与TFT和像素电极电连接的保持电容，所以一般是进行有源矩阵驱动。该保持电容通过将被施加在像素电极上的电位保持一定的期间，可显著地提高各个像素的电位保持特性。这样的保持电容为了确保其容量，多数情况是包括被夹在一对电极之间的2层电介质膜。

另外，根据专利文献1，公开了一种对于作为各种半导体装置的一例的闪存存储器等的非易失性存储器，通过使用氮和硅的组成比相互不同的层来构成在其一部分中所使用的氮化硅膜，来减少施加低电场时的电流泄漏的技术。

[专利文献1]日本特开2003-347543号公报

但是，在以反转驱动方式来驱动这种电光装置的情况下，被加载在保持电容上的电压，不是以相对对置电极的电位保持恒定的极性进行施加的电压，而是与反转驱动相应的极性不同的电压。更具体是，保持电容所具有的2个电介质膜中的一方的电介质膜，相对另一方的电介质膜，其电位在不同的时间或变高、或变低。即，2个电介质膜中的电场方向在时间上进行反转。

这样在电场方向在时间上进行反转的情况下，即使是相对于2个电介质膜中的一个方向的耐压性强的保持电容，在根据反转驱动被施加了反向电场的情况下，在保持电容中也会产生在实际使用中不可忽视的程度的电流泄漏，因而存在着在耐压特性中具有方向依存性的技术问题。本申请的发明者认为导致这样的电流泄漏的产生以及耐压特性的低下的一个原因是：保持电容包含2个电介质膜所引起的结构、膜特性、或者这些电介质膜的界面状态中的各种材料的偏析状态相关。但现状是，难以确定导致电流泄漏的产生以及耐压特性低下的原因，并且难以采取适当的对策。

并且，单纯从确保电容容量和降低电流泄漏的方面考虑，虽然可考虑增加保持电容所具有的电介质膜的叠层数量，但难以根据对电介质膜的组成、或者叠层构造的条件有要求的元件特性，个别进行具体的最佳化设计，使得电流泄漏减小到在实际使用上不会成为问题的程度。

另外，在专利文献1所公开的技术中，只是公开了通过使2个氮化硅膜的组成比相互不同来减小电流泄漏的技术，并未提出关于利用其它材料形成的电介质膜以及叠层构造的，用于减小电流泄漏的更为一般的技术方案。

发明内容

因此，本发明就是鉴于上述的问题点而提出的，其目的是提供一种能够在被反转驱动时减小保持电容所产生的电流泄漏，并且能够抑制耐压性降低的液晶装置等电光装置，以及具备了这样的电光装置的电子设备。

为了解决上述的问题，本发明的电光装置在基板上具有：以相互交叉的形式延伸的数据线和扫描线；由上述扫描线供给扫描信号的晶体管；由上述数据线通过上述晶体管供给图像信号的像素电极；和保持电容，其包括与上述晶体管和上述像素电极电连接的第1电极、与上述第1电极相对配置的第2电极、以及被配置在上述第1电极和上述第2电极之间的多层电介质膜构造，其中，上述多层电介质膜构造包括：低介电常数膜、第1高介电常数膜和第2高介电常数膜，该第1高介电常数膜和第2高介电常数膜从上述低介电常数膜位置观察，以把上述低介电常数膜夹在中间的方式分别形成在上述第1电极侧和上述第2电极侧，并且具有与上述低介电常数膜的介电常数相比相对高的介电常数。

本发明的电光装置中，对应根据扫描信号被开关控制的晶体管的导通·截止的切换，使像素信号从数据线被供给到像素电极，或者被停止供给。从而能够实现所谓的有源矩阵驱动。另外，根据本发明，通过由第1电极、电介质膜和第2电极构成保持电容，可例如显著地提高像素电极中的电位保持特性，有利于提高图像品质。另外，本发明的“保持电容”除了包含作为用于提高上述像素电极中的电位保持特性的电容的意思，还包含作为具有作为能够把根据图像信号的电位，在向像素电极施加之前暂时存储的存储器的功能的电容的意思。

多层电介质膜构造具有3层构造，其中包括低介电常数膜、以及形成为把其夹在中间的第1高介电常数膜和第2高介电常数膜。根据这样的3层构造，由于以低介电常数膜为中心在其两侧形成第1高介电常数膜和第2高介电常数膜，所以多层电介质膜构造具有以电介质膜为中心结构对称的构造。

因此，例如即使在通过置换第1电极和第2电极的电位的高低关系使多层电介质膜构造中的电场方向反转的情况下，基于多层电介质膜构造的结构对称性，也能够将电流泄漏降低到在实际使用中不妨碍使用的水平。而且，通过使施加在多层电介质膜构造上的电场的方向进行时间性地反转，可抑制多层电介质膜构造的耐压特性的劣化。

另外，多层电介质膜构造由于由第1高介电常数膜和第2高介电常数膜把低介电常数膜夹在中间，所以与只把低介电常数膜的一层设在第1电极和第2电极之间的情况相比，可增大保持电容的容量。

另外，在本发明中，对于第1高介电常数膜和第2高介电常数膜各自的介电常数，只要其高于低介电常数膜的介电常数，则没有特别的限定，但是从构造上和电特性这两方面考虑，则希望第1高介电常数膜和第2高介电常数膜的介电常数相互相等。

如上所述，根据本发明的电光装置，不仅可降低保持电容的电流泄漏，而且可抑制动作时的时效性的耐压下降。从而可提供一种高图像品质且具有高可靠性的电光装置。

在本发明的电光装置的一种实施方式中，也可以上述第2电极被维持在基准电位，上述第2高介电常数膜与上述第2电极电连接，上述像素电极通过上述第1电极被顺序地施加相对上述基准电位极性不同的电压。

该实施方式中，“基准电位”是指为了使第2电极的电位为固定电位，而例如通过电位固定的电容布线所维持的电位，其可减少通过向上述像素电极顺序地施加相对上述基准电位为不同极性的电压，所产生的液晶元件等电光装置的取向不良，从而可减少在液晶装置等中所看到的闪烁等的图像显示上的不良现象。

在该实施方式中，上述第2高介电常数膜，也可以形成在上述第2电极侧，并且具有与上述第1高介电常数膜相比相对厚的膜厚。

根据该实施方式，通过充分利用多层电介质膜构造的优点进行抑制，能够无论是在实验上还是在使用经验上都可更有效地抑制耐压特性的降低。而且，根据该实施方式，能够为了确保所需要的保持电容的容量来调整相对的膜厚构成比率。

本发明的电光装置的其它实施方式中，也可以在上述基板上矩阵状地配置有多个上述像素电极，按照每个被配置成上述矩阵状的多个像素电极的像素行、像素列、在上述多个像素电极的列方向以及行方向的两方向上相邻接的像素电极、或者按照各个场规定的每个组，施加极性不同的电压。

根据该实施方式，即使在进行了通过对每个像素行分别施加不同极性的电压所进行的1H反转驱动、通过对每个像素列分别施加不同极性的电压所进行的1S反转驱动、或点反转驱动、对各个场的每个中所规定的每个组的反转驱动的情况下，也能够抑制随着施加在保持电容上的电场的方向的反转而导致的多层电介质膜构造的耐压特性的劣化。另外，在该实施方式中，只要采用在动作时使保持电容中的电场方向进行时间性反转的驱动方式，则不限于上述的驱动方式。

本发明的电光装置的其它实施方式中，上述第1高介电常数膜和上述第2高介电常数膜也可以分别具有包括多层高介电常数膜的多层构造，该多层高介电常数膜，从上述低介电常数膜位置观察，其叠层位置或膜厚在朝向上述第1电极侧和上述第2电极侧的方向上相互对称。

本发明的电光装置的其它实施方式中，上述多层构造也可以通过在HTO膜的两侧叠层相同层数的氮化硅膜而形成。

根据该实施方式，由于从HTO膜位置观察，在其两侧叠层有相同层数的氮化硅膜，所以与在HTO膜两侧分别叠层有相互不同层数的氮化硅膜的情况相比，可提高保持电容的耐压特性。

在该实施方式中，所谓“对称”，从构造以及电特性的角度讲，是指第1高介电常数膜和第2高介电常数膜具有多个高介电常数膜。更具体地讲，是指具有例如下述任意一种情况的多层构造，即，第1高介电常数膜和第2电介质膜，从低介电常数膜的位置观察，在分别朝向第1电极侧和第2电极侧的方向上的相对应的叠层位置上，具有膜厚相等的高介电常数膜的情况；或者在相对应的叠层位置上具有介电常数相互相等的高介电常数膜的情况；或者在相对应的叠层位置上具有膜厚和介电常数相互相等的高介电常数膜的情况。

根据该实施方式，通过充分发挥第1高介电常数膜和第2高介电常数膜的电路方面或构造方面的对称性，即使在被施加了反极性的电压的情况下，也能够提高保持电容的耐压特性。

为了解决上述的问题，本发明的电子设备具备了上述本发明的电光装置。

根据本发明的电子设备，由于具备了上述的本发明的电光装置，所以可实现能够进行高品质显示的以下各种电子设备，例如：投影型显示装置、移动电话机、电子记事本、文字处理器、取景器型或监视器直视型录像机、工作站、可视电话、POS终端、触摸屏、电子放射装置(Field EmissionDisplay和Conduction Electron-Emitter Display)、以及作为使用了电子放射装置的装置的DLP(Digital Light Processing)等。另外，作为本发明的电子设备，还能够实现例如电子纸等的电泳装置等。

关于本发明的上述作用以及其它的优点，通过以下说明的实施方式，将得到明确的了解。

附图说明

图1是表示本实施方式的液晶装置所具有的液晶面板的整体结构的俯视图。

图2是图1的H-H’剖面图。

图3是表示本实施方式的液晶装置的电学结构的方框图。

图4是TFT阵列基板上的像素群的俯视图，图中仅表示下层部分(到图7中的符号119(保持电容)为止的下层部分)的结构。

图5是TFT阵列基板上的像素群的俯视图，图中仅表示上层部分(超过图7中的符号119(保持电容)的上层部分)的结构。

图6是把图4和图5重合的情况下的俯视图，并放大了其中一部分。

图7是把图4和图5重合的情况下的A-A’线剖面图。

图8是表示了图7的保持电容119的结构的主要部分剖面图。

图9是示意表示了样品S1(比较例)的电学结构的模式图。

图10是示意表示了样品S2(相当于本实施方式的保持电容的结构)的电学结构的模式图。

图11是表示图9所示的样品S1的累积故障率的维布尔(Weibull)曲线图。

图12是表示图10所示的样品S2的累积故障率的维布尔曲线图。

图13是表示了本实施方式的保持电容119的变形例的结构的主要部分剖面图。

图14是表示应用了本发明的电光装置的电子设备的一例的投影仪的结构的剖面图。

图15是表示应用了本发明的电光装置的电子设备的一例的个人计算机的结构的剖面图。

图16是表示应用了本发明的电光装置的电子设备的一例的移动电话机的结构的剖面图。

图中：1-液晶装置；10-TFT阵列基板；100-液晶面板；119-保持电容；75-多层电介质膜构造。

具体实施方式

下面，参照附图，对本实施方式的电光装置及具备该电光装置的电子设备进行详细说明。另外，在本实施方式中，以作为本发明的电光装置的一例的液晶装置为例进行说明。

<1；液晶面板的整体结构>

首先，参照图1和图2，对本实施方式的液晶装置1具有的液晶面板100的具体结构进行说明。图1是从对置基板20的一侧所看到的TFT阵列基板10和形成在其上面的各个构成要素的液晶面板100的概略俯视图，图2是图1的H-H’剖面图。另外，本实施方式的液晶面板100是本发明的电光装置的一例，具有液晶面板100的液晶装置1采用驱动电路内置型的TFT有源矩阵驱动方式。

在图1和图2中，液晶面板100具有TFT阵列基板10、和与TFT阵列基板10相对配置的对置基板20。在TFT阵列基板10和对置基板20之间封入有液晶层50，TFT阵列基板10和对置基板20，通过设在位于图像显示区域10a周围的密封区域的密封部件52被相互粘合。

密封部件52包括用于粘合两基板的例如紫外线固化树脂、热固化树脂等，其在制造工序中被涂敷在TFT阵列基板10上之后，通过紫外线照射、加热等，形成固化。在密封部件52中，掺入有用于使TFT阵列基板10与对置基板20之间保持规定值的间隔(基板间的间隙)的玻璃纤维或玻璃珠等的间隔部件。

在对置基板20侧设有遮光性边框遮光膜53，其与配置了密封部件52的密封区域的内侧并行，从而规定了图像显示区域10a的边框区域。不过，这样的边框遮光膜53的一部分或全部也可以作为内置遮光膜而设在TFT阵列基板10的一侧。

在位于图像显示区域10a周边的周边区域中的位于配置了密封部件52的密封区域外侧的区域上，沿着TFT阵列基板10的一边设有数据线驱动电路101和外部电路连接端子102。另外，扫描线驱动电路104沿着与该一边邻接的2边的任意一边设置，并且由上述边框遮光膜53所覆盖。另外，也可以把扫描线驱动电路104沿着与设置了数据线驱动电路101和外部电路连接端子102的TFT阵列基板10的一边邻接的2边设置。在这种情况下，通过被设在TFT阵列基板10的剩余一边上的多条布线，将2个扫描线驱动电路104相互连接。

在对置基板20的4个角部上，配置有作为两基板之间的上下导通端子而发挥功能的的上下导通部件106。另一方面，在TFT阵列基板10上，在与这些角部相对的区域上设有上下导通端子。通过这些上下导通端子和上下导通部件106，能够在TFT阵列基板10与对置基板20之间构成电路导通。

在图2中，在TFT阵列基板10上，在形成了像素开关用TFT、扫描线、数据线等布线之后的像素电极9a上，形成有取向膜。另一方面，在对置基板20上，除了对置电极21以外，还形成有格状或条纹状的遮光膜23，并且在最上层部分上形成有取向膜。另外，液晶层50例如由混合了一种或多种向列型液晶的液晶构成，其在这些一对取向膜之间形成规定的取向状态。另外，液晶装置1除了具有取样电路、预充电电路等以外，还可以具有用于在制造过程中或出品时检查液晶装置的品质、缺陷等的检查电路。

<2；液晶装置的电学结构>

在图3中，液晶装置1具有液晶面板100，该液晶面板100在TFT阵列基板10的周边区域上，具有扫描线驱动电路104、数据线驱动电路101、取样电路200、以及预充电电路205。

扫描线驱动电路104在输入了Y启动脉冲DY时，以基于Y时钟信号CLY和反转Y时钟信号CLYinv的定时，顺序地生成并输出扫描信号Y1、...、Ym。数据线驱动电路101在输入了X启动脉冲DX时，以基于X时钟信号CLX和反转X时钟信号CLXinv的定时，顺序地生成并输出取样信号S1、S2、...、Sn。扫描线驱动电路104和数据线驱动电路101分别具有位移寄存器等信号处理单元，该位移寄存器包括形成在TFT阵列基板上的图像显示区域10a的周边区域上的多个TFT。取样电路200具有对应每条数据线设置的多个取样开关202。取样开关202例如由串联电连接的2个TFT构成，这些TFT分别是P沟道型或N沟道型的单沟道型TFT。预充电电路205具有多个由P沟道型或N沟道型的单沟道型TFT、或互补型TFT构成的预充电开关204。

液晶面板100在占据TFT阵列基板10的中央的图像显示区域10a上，具有被纵横布线的数据线6a、扫描线11a以及电容布线400。在与数据线6a和扫描线11a的相互交叉的交叉点对应的位置上，阵列状地设有像素部70。像素部70具有液晶元件118、像素电极9a、用于对像素电极9a进行开关控制的TFT116、和保持电容119。电容布线400与未图示的恒压源电连接，并与构成保持电容119的一侧的电极电连接。保持电容119被并联在液晶元件118上。由于像素电极9a的电压，在保持电容119的作用下被保持比施加源极电压时的时间长例如3个数量级的时间，所以作为改善了保持特性的结果，可实现高对比度。

<3；液晶装置的动作原理>

下面，参照图3说明液晶装置1的动作原理。液晶装置1被以1H反转驱动方式驱动。

在图3中，TFT116用于把从数据线6a供给的图像信号施加到选择像素，其栅极与扫描线11a电连接，源极与数据线6a电连接，漏极与像素电极9a连接。像素电极9a在与后述的对置电极21之间形成液晶电容，把所输入的图像信号施加在像素区域并保持一定的期间。保持电容119的一侧的电极与像素电极9a并联地与TFT116的漏极电连接，其另一侧的电极与电位固定的电容布线400连接，并成为固定电位。

液晶装置1采用例如TFT有源矩阵驱动方式，从扫描线驱动电路104向各个扫描线11a按照线顺序依次施加扫描信号Y1、Y2、...、Ym，并且对TFT119成为导通状态时的水平方向的选择像素区域的列，从数据线驱动电路101向数据线6a施加图像信号。此时，也可以把图像信号按照线顺序依次向各个数据线6a供给。由此，将图像信号供给到选择像素区域的像素电极9a。液晶面板100由于TFT阵列基板10和对置基板20被隔着液晶层50相对配置(参照图2)，所以通过在每个如上那样划分配置的像素区域对液晶层50施加电场，能够控制每个像素区域的两基板之间的透光量，从而能够进行图像的灰度显示。此时，被保持在各个像素区域的图像信号利用保持电容119来防止其泄漏。

在本实施方式中，由于采用了1H反转驱动方式，所以在第n(n为自然数)场或帧的图像显示期间，对在Y轴方向(图中为沿着数据线6a的方向)并列的像素电极9a的各个行，施加其相对基准电压的极性与相邻列不同的电压，像素区域在逐行被施加了相反极性的液晶驱动电压的状态下被驱动。更具体地讲，在接在第n场之后的第n+1场或帧的图像显示期间，使液晶驱动电压的极性反转。在第n+2场或帧以后，周期性地反复与第n和第n+1相同的状态。这样地周期性地反转向液晶层50施加的施加电压的极性，可防止液晶被施加直流电压，从而可抑制液晶的劣化。另外，由于使对像素电极9a的每行的施加电压的极性相反，所以减少了交调失真、闪烁等。这里，由于构成保持电容119的一对电极中的与电容布线400电连接的电极(即，上述的一侧的电极)的电位被维持在固定电位，所以保持恒定，未与电容布线400电连接的电极(即，上述的另一侧的电极)的电位，通过相对固定电位的施加电压的极性反转，成为周期性的反极性。因此，保持电容119具有的电介质膜，对应反转驱动被施加反方向的电场。本实施方式的保持电容119，如下面详细说明的那样，通过改进电介质膜的叠层构造，来抑制施加反向电场导致的电介质膜的劣化。

另外，在本实施方式中，作为液晶装置1的驱动方式而说明了1H反转驱动的示例，但不言而喻，作为驱动方式，也可以采用对像素列的每列分别施加反极性的电压的1S反转驱动方式、或对相邻的每个像素分别时间反极性的电压的点反转驱动方式。即使采用了这样的驱动方式，根据后面说明的保持电容110的结构，也可以抑制构成保持电容119的电介质膜的劣化，并可降低由此带来的保持电容119中的电流泄漏。

<4；液晶装置的具体结构>

下面，参照图4至图8，对图3所示的液晶装置1的具体结构进行说明。另外，对于与图1至图3中相同的部分采用相同的符号进行说明。图4是液晶装置1所具有的TFT阵列基板10上的像素部群的俯视图，其中只表示下层部分(图7中的到符号119(保持电容)为止的下层的部分)的结构。图5是TFT阵列基板10上的像素部群的俯视图，其中只表示上层部分(图7中的符号119(保持电容)以上的上层的部分)的结构。图6是把图4和图5重合的俯视图，并放大了一部分。图7是把图4和图5重合的A-A’线剖面图。图8是表示图7的保持电容110的结构的主要部分的剖面图。

在图4至图7中，上述的像素部的各个电路要素，通过被图形化，作为叠层的导电膜，被构筑在TFT阵列基板10上。TFT阵列基板10例如由玻璃基板、石英基板、SOI基板、半导体基板等构成，例如与由玻璃基板或石英基板构成的对置基板20相对配置。另外，各个电路要素按照从下到上的顺序包括：包含扫描线11a的第1层、包含栅电极3a的第2层、包含保持电容119的固定电位侧电容电极的第3层、包含数据线6a等的第4层、包含电容布线400等的第5层、和包含像素电极9a的第6层。另外，在第1层与第2层之间设有底层绝缘膜12、在第2层与第3层之间设有第1层间绝缘膜41、在第3层与第4层之间设有第2层间绝缘膜42、在第4层与第5层之间设有第3层间绝缘膜43、在第5层与第6层之间设有第4层间绝缘膜44，用于防止上述的各个要素之间发生短路。另外，其中的从第1层到第3层作为下层部分被显示在图4中，从第4层到第6层作为上层部分被显示在图5中。

(第1层的构造—扫描线等—)

第1层由扫描线11a构成。扫描线11a被图形化(形成图案)为包括沿着图4的X方向延伸的主线部、和沿着数据线6a或电容布线400所延伸的图4的Y方向延伸的突出部。这样的扫描线11a例如由导电性多晶硅构成，另外也可以由包含钛(Ti)、铬(Cr)、钨(W)、钽(Ta)、锰(Mo)等高融点金属中的至少一种的金属单体、合金、金属硅化物、多晶硅化物或这些的叠层体等形成。

(第2层的构造—TFT等—)

第2层由TFT116和中继电极719构成。TFT116例如采用LDD(Lightly Doped Drain)构造，其具有栅电极3a、半导体层1a、和包括将栅电极3a与半导体层1a绝缘的栅极绝缘膜的绝缘膜2。栅电极3a由例如导电性多晶硅形成。半导体层1a例如由多晶硅构成，其包括沟道区域1a’、低浓度源极区域1b和低浓度漏极区域1c、以及高浓度源极区域1d和高浓度漏极区域1e。另外，TFT116优选具有LDD构造，但也可以采用对低浓度源极区域1b和低浓度漏极区域1c不进行杂质注入的偏置构造，并也可以采用通过把栅电极3a作为掩模进行高浓度杂质注入，形成高浓度源极区域和高浓度漏极区域的自适应型(自匹配型)构造。另外，中继电极719例如与栅电极3a形成为同一膜。

TFT116的栅电极3a通过形成在基底绝缘膜12的接触孔12cv与扫描线11a电连接。基底绝缘膜12例如由氧化硅膜等构成，其除了具有第1层与第2层之间的层间绝缘膜的功能以外，通过形成在TFT阵列基板10的全体面上，还具备有防止因对基板表面的研磨而形成的划痕、污渍等所引起的TFT116的元件特性的变化的功能。

(第3层的构造—保持电容等—)

第3层由保持电容119构成。保持电容119具有构成本发明的“第2电极”的一例的电容电极300、构成本发明的“第1电极”的一例的下部电极71、和被夹在电容电极300和下部电极71之间的多层电介质构造75。其中电容电极300与电容布线400电连接。下部电极71分别与TFT116的高浓度漏极区域1e和像素电极9a电连接。

下部电极71和高浓度漏极区域1e通过在第1层间绝缘膜41开口的接触孔83连接。另外，下部电极71与像素电极9a通过由接触孔881、882、805，中继电极719和第2中继电极6a2的各层而构成的路径电连接。

对于这样的电容电极300，例如由包含Ti、Cr、W、Ta、Mo等高融点金属中的至少一种的金属单体、合金、金属硅化物、多晶硅化物或这些的叠层体等形成，或者更理想的是由钨硅化物构成。由此，电容电极具有遮挡从上侧向TFT116入射的光的功能。另外，对于下部电极71例如使用导电性多晶硅。

这里，在图8中，多层电介质构造75具有作为包括本发明的“低介电常数膜”的一例的HTO(High Temperature Oxide)膜75b、作为本发明的“第1高介电常数膜”的一例的氮化硅膜75c、以及作为本发明的“第2高介电常数膜”的一例的氮化硅膜75a的3层构造。氮化硅膜75c、HTO膜75b、以及氮化硅膜75a按照这样的顺序被叠层在下部电极71上，氮化硅膜75a和75c具有比HTO膜75b相对高的介电常数。

多层电介质构造75由于以HTO膜75b为中心，在两侧形成氮化硅膜75c和氮化硅膜75a，所以具有以HTO膜75b为中心沿着图中上下方向对称的叠层构造。

从而，在液晶装置1被1H反转驱动时，即使在通过相对被维持为固定电位的电容电极300使下部电极71的电位极性成为相反极性，从而使多层电介质构造75中的电场方向反转的情况下，基于多层电介质膜构造75的在结构方面和电路方面的对称性，也能够把电流泄漏降低到在实际使用上不会妨碍使用的水平。而且，通过时间性地反转施加在多层电介质膜构造75上的电场的方向，可抑制多层电介质膜构造75的耐压特性的劣化。

在多层电介质膜构造75中，由于HTO膜被夹在氮化硅膜75c和75a之间，所以与只把HTO膜75b的一层设在电容电极300和下部电极71之间的情况相比，可增大保持电容119的容量，从而可提高在各像素中把图像信号保持一定时间的保持能力。

而且，在本实施方式中，在HTO膜75b的两侧分别形成各一层氮化硅膜，但也可以在HTO膜的两侧叠层相同层数的氮化硅膜。由此，能够使保持电容的叠层构造以HTO膜为中心对称，从而可提高耐压特性的效果。

另外，被夹在介电常数相互相等的氮化硅膜75c和氮化硅膜75a之间的电介质膜，只要具有比这些氮化硅膜低的介电常数即可，例如，也可以取代HTO膜75b而使用LTO(Low Temperature Oxide)膜等氧化硅膜。另外，在考虑到叠层构造以及电特性的情况下，形成在低介电常数膜两侧的电介质膜优选如本实施方式的氮化硅膜75a和75c那样，具有相互相等的介电常数。

氮化硅膜75a和75c虽然具有在制造工艺上可控制的范围内相互相等的膜厚，但在氮化硅膜75a的膜厚比氮化硅膜75c的膜厚厚的情况下，无论是在实验方面还是在使用经验方面，可更有效地抑制保持电容119的耐压特性。

这样，通过把作为保持电容119的电极之间的电介质而发挥功能的部分构成3层的多层电介质膜构造，能够长时间高图像品质地显示图像。

而且，在图7中，第1层间绝缘膜41例如由NSG(非硅酸盐玻璃)形成。另外，在第1层间绝缘膜41中，可以使用PSG(磷硅酸玻璃)、BSG(硼硅酸玻璃)、BPSG(硼磷硅酸玻璃)等硅酸盐玻璃、氮化硅、氧化硅等。

另外，从图4的俯视图中可看出，该情况下的保持电容119形成为不进入到与像素电极9a的形成区域大致对应的像素开口区域(限制在非开口区域内)，所以可维持比较大的像素开口率。

(第4层的构造—数据线等—)

第4层由数据线6a构成。数据线6a按照从下到上的顺序形成铝、氮化钛、氮化硅的3层膜。氮化硅层被图形化成稍大的尺寸，从而可覆盖在其下层的铝层和氮化钛层。另外，在第4层，作为与数据线6a的同一层膜，形成有第2中继电极6a2。如图5所示，这些分别被分断形成。

其中，数据线6a通过贯通第1层间绝缘膜41和第2层间绝缘膜42的接触孔81，与TFT116的高浓度源极区域1d电连接。另外，第2中继电极6a2如上述那样，通过贯通第1层间绝缘膜41和第2层间绝缘膜42的接触孔882，与中继电极719电连接。这样的第2层间绝缘膜42，能够由例如NSG、PSG、BSG、BPSG等硅酸盐玻璃、氮化硅、氧化硅等形成。

(第5层的构造一电容布线等—)

第5层由电容布线400构成。电容布线400具有对像素电极9a构成电磁屏蔽以防止受其下层的数据线6a等布线的电磁干扰的功能，其被延伸设置到图像显示区域10a的周围，并通过与恒压源电连接而形成固定电位。另外，电容布线400形成为覆盖了下层的数据线6a、扫描线11a、TFT116等的比这些电路要素的构造宽的宽度。因此，各个电路要素被遮光，防止了因反射入射光而造成投影图像中的像素轮廓模糊等的不良影响。另外，电容布线400例如形成为叠层了铝、氮化钛的2层构造。

并且，电容布线400的X方向延伸部分和Y方向延伸部分的正好交叉的角部，形成为大致三角形的遮光部稍微突出的状态。利用该遮光部可有效地对TFT116的半导体层1a进行遮光。即，通过由遮光部反射或吸收从斜上方向半导体层1a射入的光，可抑制TFT116中的光泄漏电流的产生，从而可显示无闪烁等的高品质的图像。

电容布线400通过将第3层间绝缘膜43和第2层间绝缘膜42连通并贯通的接触孔801，与保持电容119的电容电极300电连接。在接触孔801内由于埋入了电容布线400，所以其底面和侧壁面反射或吸收光。另外，如图6所示，接触孔801被配置成在非开口区域的延伸方向(即图6的X方向)上与TFT116并列，而且其一部分与TFT116的一端重叠。另外，其孔径大，在非开口区域的宽度方向的宽度等于或大于TFT116的宽度。并且，接触孔801如图7所示那样，底面位于第3层的位置，比电容布线400等其它遮光层更接近半导体层1a。因此，可更切实地对TFT116、尤其是半导体层1a进行遮光。

即，接触孔801的侧壁面成为具有从层间绝缘膜42到层间绝缘膜43的高度的影壁，可切实地遮挡从斜上方向TFT116入射的光。另外，其宽的底面能够对TFT116进行良好的遮光。

另外，考虑到进行从第3层间绝缘膜43到第2层间绝缘膜42的深度的蚀刻比较困难，所以通常采用在第2层间绝缘膜42上设置中继层，由该中继层将形成在各个层间绝缘膜上的接触孔在层的垂直方向上连接的方法。但是在像素部被窄间隔化的情况下，其形成区域的大小比接触孔的深度更成为问题。即，各个接触孔平面地看未重叠形成一个部位(例如参照图6、图7中的接触孔882、804以及89)，而是设在相互错开的位置。因此，由于在各个接触孔的周边必须确保边缘区域，结果使得接触孔全体的形成区域增大。从图7中可看出，连接电容布线400和存储电极300的接触孔必须设置成通过数据线6a和第2中继电极6a2之间的间隙而贯通，但是通过被窄间隔化，其间隙变窄的情况下，难以形成这种构造的接触孔。

而在本实施方式中，构成了只利用接触孔801来连接电容布线400和存储电极300的构造。接触孔801的形成区域虽然比其它接触孔相对较大，但相对以往的构造，是同等或以下的大小。

另外，在上述的构造中，有可能从接触孔之间的间隙向TFT116侧漏进光，由此产生光泄漏电流。而在本实施方式中，如图7所示，由接触孔801遮挡从斜上方进入的光，从而防止了向TFT116侧的漏光。

并且，在这里，接触孔801的纵横比，即深度相对宽度的比率采用小于等于1的比率。通常，如果接触孔深(即，纵横比大于1的情况)，则在采用溅射法形成内部的布线时，将会使接触孔内部的覆盖率下降，从而形成不连续的部分。但是接触孔801由于孔径大，所以可防止发生这种连接不良，并且与孔径小的情况相比，也可容易地进行自身的开口。

在这样的第5层的下面，全面形成第3层间绝缘膜43。第3层间绝缘膜43可由例如NSG、PSG、BSG、BPSG等硅酸盐玻璃、氮化硅、氧化硅等形成。

(第6层的构造—像素电极等—)

在第5的全体面上形成第4层间绝缘膜44，并且在其上面，作为第6层而形成像素电极9a。第4层间绝缘膜44可由例如NSG、PSG、BSG、BPSG等硅酸盐玻璃、氮化硅、氧化硅等形成。

另外，第4层间绝缘膜44由于形成在大孔径的接触孔801上，所以刚形成的表面有时在接触孔801的正上方形成凹陷。但是，在本实施方式中，预先形成较厚的第4层间绝缘膜44，然后对其表面实施CMP处理。在CMP处理中进行化学机械式表面研磨处理，例如在被固定在研磨板上的研磨垫上，一边供给包含二氧化硅颗粒的液状料浆(化学研磨液)，一边使基板表面旋中继触。作为其它的平坦化处理，例如有机械式研磨处理等。通过这样的处理，使第4层间绝缘膜44的表面平坦化，从而可防止液晶层50中的液晶取向的紊乱，可显示高品质的图像。

像素电极9a(图5中由虚线9a’表示其轮廓)被分别配置在纵横划分的各个像素区域内，在其交界处格子状地排列配置有数据线6a和扫描线11a(参照图4和图5)。另外，像素电极9a例如由ITO(Indium Tin Oxide)等透明导电膜构成。

像素电极9a通过连接贯通层间绝缘膜44和43的接触孔804与第2中继电极6a2电连接(参照图7)。因此，接触孔804的形成区域虽然比其它接触孔相对较大，但其大小是小于等于在把形成在层间绝缘膜44和43上的接触孔通过中继层在层面的垂直方向连结的构造的同等或以下。因此，该电光装置能够适应窄间隔化。

另外，接触孔804，以即使在非开口区域也能够避开其它接触孔的形状，在非开口区域的延伸方向(即图6的X方向)上延伸，并且在有限的区域内形成尽可能大的孔径。因此，形成在接触孔804内部的像素电极9a的覆盖率良好，从而可防止连接不良的发生。另外，与孔径小的情况相比，可比较容易地形成深孔。另外，该像素电极9a上形成有取向膜16。以上是TFT阵列基板10一侧的像素部的构造。

另一方面，在对置基板20上，在其相对面的全体面上设有对置电极21，并且在其上面(图26中的对置电极21的下侧)设有取向膜22。对置电极21与像素电极9a同样由例如ITO膜等透明导电性膜构成。另外，在对置基板20和对置电极21之间，设有至少覆盖正对TFT116的区域的遮光膜23，以防止TFT116中的光泄漏电流的发生等。

在这样构成的TFT阵列基板10与对置基板20之间设有液晶层50。液晶层50通过在利用密封部件密封基板10和20的周缘部所形成的空间内封入液晶而形成。液晶层50在像素电极9a和对置电极21之间未施加电场的状态下，根据被实施了研磨处理等的的取向处理的取向膜16和取向膜22，成为规定的取向状态。

以上说明的液晶装置1的像素部的构造，如图4和图5所示，在各个像素部中相同。在上述的图像显示区域10a上，周期性地形成上述像素部。另一方面，在这样的电光装置中，在位于图像显示区域10a周围的周围区域上，形成有扫描线驱动电路104和数据线驱动电路101等驱动电路。

<5；保持电容的耐压特性的评价>

下面参照图9至图12，对上述的保持电容的耐压特性的评价结果进行说明。在图9至图12中，如上所述，在多层电介质构造为3层构造的情况和2层构造的情况下，比较保持电容70的耐压特性的提高程度。图9是示意表示多层电介质构造为2层构造的样品S1(比较例)的电学结构的模式图，图11是表示图9所示的样品S1的累积故障率的维布尔曲线图。图10是示意表示多层电介质构造为3层构造的样品S2(相当于本实施方式的保持电容的结构)的电学结构的模式图，图12是表示图10所示的样品S2的累积故障率的维布尔曲线图。另外，在本评价中，是在使一定的电流流过样品的状态下进行了评价。

另外，在图10和图12中，横轴是时间t、纵轴是用故障分布函数(或者是不可靠度函数)F(t)表示的“1n(-1n(1-F(t)))”。这里，函数F(t)是维布尔分布的故障分布函数，表示为F(t)＝1-[exp{-(t-γ)/η}^m](其中，m是形状参数，γ是尺度参数，η是位置参数)。上述纵轴的式子“1n(-1n(1-F(t)))”是通过在上述F(t)的表达式中设γ＝0，并通过适当的移项操作和在两边取2次对数等所得到的。另外，在图11和图12中，偏置A是指将各个电极的电位设定为使图9中的电场方向从电极42a1朝向电极42b1，使在图10中的电场方向从电极42a2朝向电极42b2的状态。偏置B是指将各个电极的电位设定为使电场方向与偏置A的情况相反。

在图9中，样品S1在电极142a1和142b1之间，电连接由HTO膜140L和氮化硅膜140H构成的多层电介质构造140。这里，HTO膜140L的膜厚50μm、氮化硅膜140H的膜厚为150μm。在图11中，样品S2在电极142a2和142b2之间，电连接由HTO膜141L、氮化硅膜142H1和142H2构成的3层构造的多层电介质膜141。这里，HTO膜141L的膜厚为140μm、氮化硅膜41H1和41H2的各自的膜厚为30μm。

如图11所示，可看出在样品S1中，与在施加了使样品中流过1000μA电流的的偏置A的情况相比，在施加了偏置B的情况下，在极端的样品S1的电压破坏时间变短。另外，可知，即使在将偏置B减弱为使流过样品S1的电流值从1000μA变成10μA的情况下，样品S1的电压破坏时间与施加偏置A的情况下也大幅降低。

与此相对，7如图12所示，可看出在样品S2中，无论是在施加了偏置A还是施加了偏置B的情况，样品S2的电压破坏时间大致相等。而且，由于图12中的维布尔曲线的斜率比图11所示的维布尔曲线的斜率更陡峭，所以在同一破坏模式下，推定为样品S2被电压破坏。因此，作为电压破坏模式，相对样品S1而更优选样品S2那一方。

这样，通过实验，验证了作为具有保持电容的多层电介质构造，通过把低电介质层夹在具有比其高的介电常数的高电介质层之间，提高了保持电容在被1H反转驱动时的耐压特性。因此，在本实施方式中，由于保持电容119具有的多层电介质构造75具有3层构造，所以提高了保持电容119的耐压特性。由此，保持电容119能够充分发挥人们一直期待的提高像素电极9a的电位保持特性的性能，从而能够进行更高品质的图像显示。

另外，为了提高保持电容在被施加了反向电场时的耐压特性的绝对值，只要分别具体地确定相对HTO膜的氮化硅膜的膜厚比即可。另外，在把与在本例中作为评价对象的样品S2相同的多层电介质构造应用在保持电容中的情况下，可以把多层电介质构造75中的与电容电极300相接的氮化硅膜75a的膜厚设定为20至80μm。另外，为了提高保持电容119的耐压特性，优选将氮化硅膜75a的膜厚设定为比HTO膜75b的膜厚更厚。

<6；变形例>

下面，对本实施方式的液晶装置1所具有的保持电容119的变形例进行说明。图13是保持电容119的主要部分的剖面图。

在图13中，保持电容119所具有的多层电介质膜构造75具有5层构造，在HTO膜75b的两侧，具有对称设置的氮化硅膜75a1和75a2、以及氮化硅膜75c1和75c2。更具体地讲，在HTO膜75b两侧的对应叠层位置，形成有具有相互相等膜厚的氮化硅膜75a2和75c2，在HTO膜75b两侧的对应叠层位置，形成有氮化硅膜75a1和75c1。因此，多层电介质构造75具有以HTO膜75b为中心，分别朝向电容电极300和下部电极71的方向，结构性和电路性对称的构造。在具有这样的多层电介质构造的情况下，也和上述的具有3层构造的多层电介质膜构造同样，可提高保持电容119的耐压特性。

另外，在本例中，作为多层电介质膜构造而举例说明了5层构造，但本实施方式的多层电介质膜构造，只要在作为低电介质膜的一例的HTO膜75b两侧叠层相同层数的氮化硅膜，即可相应地提高保持电容119的耐压特性，例如，多层电介质膜构造75可以是7层构造、9层构造、或者是由更多的奇数层的电介质膜的叠层构造。

<7；电子设备>

下面，参照图14至图16，对把上述的液晶装置应用在各种电子设备中的情况进行说明。

<7-1；投影仪>

首先，对把上述的液晶装置作为光阀使用的投影仪进行说明。图14是表示投影仪的构成例的平面配置图。

在图14中，在投影仪1100的内部，设有由金属卤化物灯等白色光源构成的灯单元1102。从灯单元1102射出的投射光由被配置在光导系统1104内的4片反射镜1106和2片分色镜1108分离成3原色，然后入射到与3原色对应的光阀1110R、1110B和1110G。这些3个光阀1110R、1110B和1110G分别使用包含液晶装置的液晶模块构成。

在光阀1110R、1110B和1110G中，液晶面板100分别由从图像信号供给电路300供给的R、G、B的原色信号驱动。由这些液晶面板100调制的光从3个方向入射到交叉分色棱镜1112。在该交叉分色棱镜1112中，R和B的光被折射90度，G光直射。从而各色的图像被合成的结果，通过投射透镜1114，在屏幕等上投影成彩色图像。

这里，如果关注由各个光阀1110R、1110B和1110G所显示的图像，则基于光阀1110G的显示图像需要相对基于光阀1110R、1110B的显示图像进行左右反转。

另外，由于通过分色镜使与R、G、B的各原色对应的光入射到光阀1110R、1110B和1110G中，所以不需要设置滤色器。

<7-2；移动式电子计算机>

下面，对把上述的液晶装置应用在移动型个人计算机中的示例进行说明。图15是表示该个人计算机的构成的立体图。在图15中，计算机1200由具备了键盘1202的主体部1204、和液晶显示单元1206构成。该液晶显示单元1206通过在上述的液晶装置1005的背面附加背光灯而构成。

<7-3；移动电话机>

进一步对把上述的液晶装置应用在移动电话机中的示例进行说明。图16是表示该移动电话机的构成的立体图。在图16中，移动电话机1300具有多个操作键1302、以及反射型液晶装置1005。该反射型液晶装置1005根据需要，在前面设有前光灯。

另外，除了参照图14至图16说明的电子设备以外，还可以列举出液晶电视、取景器型或监视器直视型录像机、汽车导航装置、传呼机、工作站、可视电话、POS终端、电子记事本、文字处理器、以及具备触摸屏的装置等。另外，也可以把本发明的电光装置应用在LDOS(Liquid Crystalon Silicon)中。这里，LCOS是指在单结晶Si基板上，形成CMOS结构的MOSFET，并且在其上面形成液晶层的方式的液晶显示板。由于单结晶硅基板不透射光，所以LC形式是反射型。MOSFET除了被用作为像素部的开关元件，有时还被用在周边驱动电路、根据需要进行信号控制的控制电路等中。具有LCOS的晶体管的构造是在Si基板上通过LSI工艺形成n型和p型MOSFET的构造。由于LCOS的显示形式为反射型，所以有时为了提高光反射率而对像素电极使用Al电极。而且，不言而喻，本发明的电光装置也能够适用于这些各种电子设备。

另外，本发明不限于上述的实施方式，在不违背根据权利要求书以及说明书全体所得出的本发明的主导技术思想的范围内，可以进行适宜的变更，基于这样变更的电光装置以及具备该电光装置的电子设备也包含在本发明的技术范围内。

Claims (7)

1.一种电光装置，其特征在于，

在基板上具有：

以相互交叉的形式延伸的数据线和扫描线；

由上述扫描线供给扫描信号的晶体管；

由上述数据线通过上述晶体管供给图像信号的像素电极；和

保持电容，其包括与上述晶体管和上述像素电极电连接的第1电极、与上述第1电极相对配置的第2电极、以及被配置在上述第1电极和上述第2电极之间的多层电介质膜构造；

上述多层电介质膜构造包括：低电介质膜、第1高介电常数膜和第2高介电常数膜，该第1高介电常数膜和第2高介电常数膜从上述低电介质膜位置观察，以把上述低电介质膜夹在中间的方式分别形成在上述第1电极侧和上述第2电极侧，并且具有与上述低介电常数膜的介电常数相比相对高的介电常数。

2.根据权利要求1所述的电光装置，其特征在于，

上述第2电极被维持在基准电位，

上述第2高介电常数膜与上述第2电极电连接，

上述像素电极通过上述第1电极被顺序地施加相对上述基准电位极性不同的电压。

3.根据权利要求2所述的电光装置，其特征在于，

上述第2高介电常数膜形成在上述第2电极侧，并且具有与上述第1高介电常数膜相比相对厚的膜厚。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的电光装置，其特征在于，

在上述基板上矩阵状地配置有多个上述像素电极，

按照每个被配置成上述矩阵状的多个像素电极的像素行、像素列、在上述多个像素电极的列方向以及行方向的两方向上相邻接的像素电极、或者按照各个场规定的每个组，施加极性不同的电压。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的电光装置，其特征在于，

上述第1高介电常数膜和上述第2高介电常数膜分别以从上述低介电常数膜位置观察叠层位置或膜厚在朝向上述第1电极侧和上述第2电极侧的各自的方向上相互对称的方式，具有包括多层高介电常数膜的多层构造。

6.权利要求5所述的电光装置，其特征在于，

上述多层构造，通过在HTO膜的两侧叠层相同层数的氮化硅膜而形成。

7.一种电子设备，其特征在于，具备权利要求1至6中任意一项所述的电光装置。

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