CN101377594B - 电光装置及电子设备 - Google Patents

电光装置及电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN101377594B
CN101377594B CN2008102133375A CN200810213337A CN101377594B CN 101377594 B CN101377594 B CN 101377594B CN 2008102133375 A CN2008102133375 A CN 2008102133375A CN 200810213337 A CN200810213337 A CN 200810213337A CN 101377594 B CN101377594 B CN 101377594B
Authority
CN
China
Prior art keywords
aforementioned
pixel electrode
region
data line
drain areas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2008102133375A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101377594A (zh
Inventor
石井达也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Publication of CN101377594A publication Critical patent/CN101377594A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101377594B publication Critical patent/CN101377594B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
    • H01L29/4232Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
    • H01L29/42384Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate for thin film field effect transistors, e.g. characterised by the thickness or the shape of the insulator or the dimensions, the shape or the lay-out of the conductor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78606Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device
    • H01L29/78633Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device with a light shield

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

本发明涉及电光装置及电子设备。在液晶装置等的电光装置中,减少像素内的TFT中的光泄漏电流的产生。电光装置,具备:基板(10),在基板上互相交叉而进行延伸并分别包括遮光性的导电膜的数据线(6a)及扫描线(11a),对应于数据线与扫描线的交叉处所设置的像素电极(9a),半导体层(1a),和在基板上俯视时具有包围半导体层中的第2结区域(1c)的环形状并通过栅绝缘膜(2)对向于半导体层中的沟道区域(1a’)地配置的栅电极(3a)。第2结区域,在基板上俯视,至少部分地配置于数据线与扫描线相交叉的交叉区域(99cr)内。

Description

电光装置及电子设备
技术领域
本发明,涉及例如液晶装置等的电光装置及具备该电光装置的例如液晶投影机等的电子设备的技术领域。
背景技术
作为这种电光装置之一例的液晶装置,不仅用作直视型显示器,例如也多用作投影型显示装置的光调制单元(光阀)。尤其在投影型显示装置的情况下,因为来自光源的强光入射于液晶光阀,所以为了使得液晶光阀内的薄膜晶体管(TFT:Thin Film Transistor,薄膜晶体管)并不由于该光而产生泄漏电流的增大、误工作等,将作为遮挡入射光的遮光单元的遮光膜内置于液晶光阀。关于如此的遮光单元或者遮光膜,例如专利文献1公开了在TFT的沟道区域中,通过作为栅电极而起作用的扫描线进行遮光的技术。依照于专利文献2,则通过设置形成于沟道区域上的多个遮光膜和对内面反射光进行吸收的层而减少到达TFT的沟道区域的光。专利文献3,公开了可以确保TFT的合适的工作及实现扫描线的狭窄化,并尽量减少入射于TFT的沟道区域的入射光的技术。
【专利文献1】特开2004-4722号公报
【专利文献2】特许3731447号公报
【专利文献3】特开2003-262888号公报
但是,在通过如上述的遮光膜对TFT进行遮光的情况下,遮光膜与构成TFT的半导体层之间,3维地看例如通过绝缘膜等而离开,有可能从遮光膜的侧旁倾斜地进行入射的入射光到达构成TFT的半导体层,产生TFT中的光泄漏电流。存在起因于如此的TFT中的光泄漏电流,有可能发生闪烁、像素不均匀等的显示不良,导致显示图像的质量下降的技术性问题点。
发明内容
本发明,例如鉴于上述的问题点所作出,目的在于提供:例如,作为以有源矩阵方式所驱动的液晶装置等的电光装置,能够降低像素开关用的TFT中的光泄漏电流的产生、可以显示高质量的图像的电光装置,及具备该电光装置的电子设备。
本发明的电光装置为了解决上述问题,具备:基板,在该基板上互相交叉而进行延伸并分别包括遮光性的导电膜的数据线及扫描线,设置于对应于前述数据线与前述扫描线的交叉处所限定的每个像素的像素电极,具有:具有沿前述数据线或前述扫描线的延伸方向的沟道长度的沟道区域、电连接于前述数据线的数据线侧源漏区域、电连接于前述像素电极的像素电极侧源漏区域、形成于前述沟道区域与前述数据线侧源漏区域间的第1结区域以及形成于前述沟道区域与前述像素电极侧源漏区域间的第2结区域的半导体层,和在前述基板上俯视时具有包围前述第2结区域的环形状、并通过栅绝缘膜与前述沟道区域对向地配置的栅电极;前述第2结区域,在前述基板上俯视时,至少部分地配置于前述数据线与前述扫描线相交叉的交叉区域内。
若依照于本发明中的电光装置,则当其工作时,可以进行例如一边控制从数据线向像素电极的图像信号的供给一边从扫描线供给扫描信号的所谓有源矩阵方式的图像显示。还有,图像信号,通过作为电连接于数据线与像素电极间的开关元件的晶体管相应于从扫描线所供给的扫描信号而导通截止,来以预定的定时从数据线通过晶体管而供给像素电极。像素电极,例如是由ITO(Indium Tin Oxide,氧化铟锡)等的透明导电材料构成的透明电极,对应于数据线与扫描线的交叉,矩阵状地在基板上在应当成为显示区域的区域设置多个。
上述的晶体管,通过:具有沟道区域、数据线侧源漏区域、像素电极侧源漏区域、形成于沟道区域与数据线侧源漏区域间的第1结区域以及形成于沟道区域与像素电极侧源漏区域间的第2结区域的半导体层,重叠于沟道区域的栅电极,和配置于半导体层与栅电极间的栅绝缘膜所构成。还有,晶体管,也可以构成为如下双栅型的薄膜晶体管:二个栅电极从上下对半导体层进行夹持或者二个栅电极相对于2个串联地连接的沟道区域分别存在。进而,也可以有三个以上的栅电极。
在本发明中尤其是,上述的栅电极,在基板上俯视时,具有包围第2结区域的环形状,并通过栅绝缘膜,与沟道区域对向地配置。还有,所谓“环形状”,为轮廓为四边形等的三边以上的多边形、圆形、椭圆形、或它们的组合等,是基本上环状地包围第2结区域的形状。即,是从基板的法线方向看,使得第2结区域露出地在中央空出开口、并包围其周围的形状。并且,如此的环形状,俯视时,在重叠于数据线、扫描线的部位,也可以按不损害其遮光性的程度而存在少许缺口。
如此地具有环形状的栅电极,俯视时,在环形状的第2结区域的一侧,与沟道区域对向,并在环形状的第2结区域的另一侧,与像素电极侧源漏区域对向。因而,例如可以对:从栅电极中的与沟道区域对向的部分或者与像素电极侧源漏区域对向的部分的上层侧倾斜地入射于第2结区域的那样的光进行遮光。并且,栅电极,也与第2结区域的两侧旁对向。因而,例如也可以对从两侧旁入射于第2结区域的那样的光进行遮光。
在半导体层中,第2结区域,容易产生光泄漏电流。从而,如上述地,通过环形状的栅电极,全面地进行第2结区域的遮光,能够更有效地防止光泄漏电流的产生。
还有,第2结区域如上述地,从基板的法线方向看,从栅电极露出。因此,由栅电极产生的遮光能力,相对于例如从上层侧垂直地入射于第2结区域的光而变低。相对于此,在本发明中尤其是,第2结区域,在基板上俯视时,至少部分地配置于扫描线与数据线相交叉的交叉区域内。因而,通过使遮光性的扫描线与数据线相交叉,将第2结区域配置于遮光性能原本就高的交叉区域内,能够弥补上述的遮光性能的低下。这些的结果是,综合性地,得到避免晶体管的工作不良且遮光性能优良的结构。
并且,通过如上述的优良的遮光性能,即使不另外设置遮光膜等也能够进行充分的遮光。因而,能够防止各像素的非开口区域(即,用于对图像进行显示的光不通过的区域)的配置面积变大、除了非开口区域的开口区域进一步变小。其结果,即使将各像素微细化,也可以维持比较高的开口率。
而且在本发明中尤其是,如上述地,使得第2结区域露出于栅电极地在中央空出开口。假如,若使栅电极相对于第2结区域例如按直至栅绝缘膜的膜厚程度地接近,则该电极部分或布线部分相对于结区域,或大或小地作为施加与栅电压相同电位的电极而起作用。即,在结区域中也产生估计之外的载流子密度的变化。因此,引起本来预想在沟道区域施加栅电压而形成沟道的薄膜晶体管中的泄漏电流的产生、导通截止阈值的变化等。
但是在本发明中尤其是,因为使得第2结区域露出地在中央空出开口,所以栅电极与第2结区域,不会按照直至产生如上述的泄漏电流的产生、导通截止阈值的变化等的程度接近。因而,可以有效地防止晶体管中的工作不良。
如以上进行了说明地,若依照于本发明中的电光装置,则能够维持比较高的开口率,并减少或者防止起因于晶体管中的光泄漏电流的产生的闪烁等的显示不良的发生。从而,若依照于本发明的电光装置用基板,则可以进行高质量的图像显示。
在本发明的电光装置的一方式中,前述第2结区域,是LDD区域。
若依照于该方式,则半导体层具有LDD区域(即,通过例如离子注入法等的杂质注入而对半导体层注入杂质所成的杂质区域),作为LDD型的薄膜晶体管所构成。还有,除了第2结区域之外,第1结区域也可以是LDD区域。
假设,若在作为第2结区域所形成的LDD区域(以下,适当称为“像素电极侧LDD区域”)产生光泄漏电流,则在具有LDD结构的晶体管的特性上,当晶体管变成截止时,流通于数据线侧源漏区域及像素电极侧源漏区域的电流(即,截止电流)增大。
但是在本方式中尤其是,能够对入射于像素电极侧LDD区域的光,通过形成为环形状的栅电极有效地进行遮光。从而,能够有效地防止如上述的截止电流的增大,可以显示高质量的图像。
在本发明的电光装置的其他方式中,前述栅电极,相对于前述像素电极侧源漏区域,通过由与前述栅绝缘膜为同一层的层构成的层间绝缘膜而相对向地配置。
若依照于该方式,则配置于栅电极及像素电极侧源漏区域间的层间绝缘膜,由与栅绝缘膜为同一层的层构成。还有,在此的所谓“同一层”,是指通过同一成膜工序所形成的层,例如栅绝缘膜及层间绝缘膜的厚度等,也可以互不相同。
当晶体管工作时,在栅电极中的与像素电极侧源漏区域相对向的部分(以下,适当称为“像素电极侧部分”),产生与对向于沟道区域的部分同样的电场。但是,像素电极侧源漏区域,与沟道区域不同,为高浓度地掺杂的导电层。因此,栅电极中的产生于像素电极侧部分的电场,几乎或使用上完全不对像素电极侧源漏区域产生电影响、不会在晶体管中产生工作不良。因而,能够防止产生工作不良,且减少或者防止起因于光泄漏电流的产生的闪烁等的显示不良的发生。从而,可以进行高质量的图像显示。
在本发明的电光装置的其他方式中,前述栅电极,相对于前述像素电极侧源漏区域,通过包括由与前述栅绝缘膜为同一层的层构成的一层和叠层于前述一层的其他层的层间绝缘膜而相对向地配置。
若依照于该方式,则配置于栅电极及像素电极侧源漏区域间的层间绝缘膜,包括由与栅绝缘膜为同一层的层构成的一层和叠层于一层的其他层。即,层间绝缘膜是多层膜。因此,可降低:晶体管工作时,产生于栅电极中的像素电极侧部分的电场,对像素电极侧源漏区域产生的电影响。因而,可以更有效地防止晶体管的工作不良。
在本发明的电光装置的其他方式中,前述栅电极,相对于前述像素电极侧源漏区域,通过在通过蚀刻进行图形化时用作为阻挡层的保护膜而相对向地配置。
若依照于该方式,则在栅电极及像素电极侧源漏区域间配置保护膜。还有,在栅电极及像素电极侧源漏区域间,除了保护膜之外,还可以配置如上述的层间绝缘膜等。
保护膜,当通过蚀刻进行图形化时作为阻挡层起作用。因此,例如当对配置于比保护膜靠上层侧的绝缘膜进行蚀刻时,可以不损伤半导体层。因而,因为在蚀刻中不要求高的精度,所以能够使制造工序进一步简单化。并且,可以由此防止制造工序的长期化。
在本发明的电光装置的其他方式中,前述沟道区域,在前述基板上俯视时,至少部分地配置于从前述交叉区域偏离并通过前述数据线所覆盖的区域内。
若依照于该方式,则因为沟道区域,在基板上俯视,至少部分地配置于从交叉区域偏离并通过数据线所覆盖的区域内,所以与沟道区域相邻的第2结区域,配置于交叉区域。交叉区域,因为如上述地遮光性高,所以能够有效地防止入射于第2结区域的光。因而,能够可靠地防止光泄漏电流的产生。从而,可以显示高质量的图像。
在本发明的电光装置的其他方式中,前述数据线侧源漏区域,在前述基板上俯视时,配置于从前述交叉区域偏离并通过前述数据线所覆盖的区域内。
若依照于该方式,则因为数据线侧源漏区域,在基板上俯视,配置于从交叉区域偏离并通过数据线所覆盖的区域内,所以能够将与数据线侧源漏区域之间夹着沟道区域所设置的第2结区域,配置于交叉区域。交叉区域,因为如上述地遮光性高,所以能够有效地防止入射于第2结区域的光。因而,能够可靠地防止光泄漏电流的产生。从而,可以显示高质量的图像。
在本发明的电光装置的其他方式中,前述像素电极侧源漏区域,在前述基板上俯视时,配置于从前述交叉区域偏离并通过前述数据线所覆盖的区域内。
若依照于该方式,则因为像素电极侧源漏区域,在基板上俯视,至少部分配置于从交叉区域偏离并通过数据线所覆盖的区域内,所以与像素电极侧源漏区域相邻的第2结区域,配置于交叉区域。交叉区域,因为如上述地遮光性高,所以能够有效地防止入射于第2结区域的光。因而,能够可靠地防止光泄漏电流的产生。从而,可以显示高质量的图像。
在本发明的电光装置的其他方式中,前述栅电极,由前述扫描线的一部分构成,在与前述扫描线同层的层中通过同一膜一体地形成。
若依照于该方式,则栅电极,作为扫描线的一部分所形成。并且,栅电极,在与扫描线同层的层中通过同一膜一体地形成。通过如上述地构成,可以使扫描线及栅电极通过同一膜以同一成膜工序形成。因而,可以防止制造工序的长期化及高度复杂化等。
本发明的电子设备为了解决上述问题,具备上述的本发明的电光装置(其中,也包括其各种方式)。
若依照于本发明的电子设备,则因为具备上述的本发明中的电光装置,所以能够实现可以进行高质量的显示的,投影型显示装置、电视机、便携电话机、电子笔记本、文字处理机、取景器型或监视器直视型的磁带录像机、工作站、可视电话机、POS终端、触摸面板等的各种电子设备。并且,作为本发明的电子设备,例如也可以实现电子纸等的电泳装置等。
本发明的作用及其他优点可从接下来进行说明的用于实施的最佳方式所明确。
附图说明
图1是本实施方式中的液晶装置的概要性的俯视图。
图2是图1的H-H’剖面图。
图3是构成本实施方式中的液晶装置的图像显示区域的形成为矩阵状的多个像素中的各种元件、布线等的等效电路图。
图4是本实施方式中的液晶装置的像素部的俯视图。
图5是着眼于晶体管的构成而表示像素部的构成的俯视图。
图6是图4的A-A’剖面图。
图7是图5的C-C’剖面图。
图8是图4的B-B’剖面图。
图9是表示测试用的TFT中的光照射位置与漏电流的关系的曲线图。
图10是表示在漏侧结区域中产生了光激发的情况下的载流子的动作的概念图。
图11是表示在源侧结区域中产生了光激发的情况下的载流子的动作的概念图。
图12是表示在数据线侧源漏区域为漏电位的情况下、当在数据线侧结区域(若换言之,则为漏侧结区域)中产生了光激发时的载流子的动作的概念图。
图13是表示在像素电极侧源漏区域为漏电位的情况下、当在像素电极侧结区域(若换言之,则为漏侧结区域)中产生了光激发时的载流子的动作的概念图。
图14表示当对像素开关用的TFT整体照射了比较强的光时的像素电极电位的波形。
图15是着眼于晶体管的构成而表示第2实施方式中的液晶装置的像素部的构成的俯视图。
图16是图15的D-D’剖面图。
图17是表示作为应用了电光装置的电子设备之一例的投影机的构成的俯视图。
符号说明
1a...半导体层,1a’...沟道区域,1b...数据线侧LDD区域,1c...像素电极侧LDD区域,1d...数据线侧源漏区域,1e...像素电极侧源漏区域,2...栅绝缘膜,3a...栅电极,6a...数据线,9a...像素电极,10...TFT阵列基板,10a...图像显示区域,11a...扫描线,30...TFT,31a...像素电极侧部分,99a...开口区域,99b...非开口区域,99ba...第1区域,99bb...第2区域,99cr...交叉区域,202...绝缘膜,202h...开口部
具体实施方式
在以下,关于本发明的各实施方式参照附图进行说明。在以下的实施方式中,分别以作为本发明的电光装置之一例的驱动电路内置型的TFT有源矩阵驱动方式的液晶装置为例。
第1实施方式
首先,关于第1实施方式中的液晶装置的整体构成,参照图1及图2进行说明。在此图1,是从对向基板侧看TFT阵列基板与形成于其上的各构成要件的液晶装置的概要性俯视图;图2,是图1的H-H’剖面图。
在图1及图2中,本实施方式中的液晶装置,由对向配置的TFT阵列基板10与对向基板20所构成。TFT阵列基板10例如是石英基板、玻璃基板、硅基板等的透明基板。对向基板20也是例如由与TFT阵列基板10同样的材料构成的透明基板。在TFT阵列基板10与对向基板20之间封入液晶层50,TFT阵列基板10与对向基板20,通过设置于位于图像显示区域10a的周围的密封区域的密封材料52所相互粘接。
密封材料52,由用于使两基板相贴合的,例如紫外线固化树脂、热固化树脂等构成,在制造过程中涂敷于TFT阵列基板10上之后,通过紫外线照射、加热等使之固化。并且,例如在密封材料52中,散布用于使TFT阵列基板10与对向基板20的间隔(基板间间隙)成为预定值的玻璃纤维或者玻璃珠粒等的间隙材料56。本实施方式中的液晶装置,适于作为投影机的光阀用、而以小型进行放大显示。
并行于配置有密封材料52的密封区域的内侧,对图像显示区域10a的框缘区域进行限定的遮光性的框缘遮光膜53,设置于对向基板20侧。但是,如此的框缘遮光膜53的一部分或全部,也可以在TFT阵列基板10侧作为内置遮光膜来设置。
在TFT阵列基板10上的位于图像显示区域10a的周边的周边区域中,分别形成数据线驱动电路101及采样电路7、扫描线驱动电路104、外部电路连接端子102。
在TFT阵列基板10上的周边区域中,在比密封区域靠外周侧,数据线驱动电路101及外部电路连接端子102,沿TFT阵列基板10的一边所设置。并且,在TFT阵列基板10上的周边区域之中的位于比密封区域靠内侧的区域,沿着TFT阵列基板10的一边且沿着图像显示区域10a的一边且由框缘遮光膜53所覆盖地设置采样电路7。
扫描线驱动电路104,沿相邻于TFT阵列基板10的一边的2边、且由框缘遮光膜53所覆盖地设置。进而,为了将如此地设置于图像显示区域10a的两侧的二个扫描线驱动电路104间进行电连接,沿TFT阵列基板10剩余的一边,且由框缘遮光膜53所覆盖地设置多条布线105。
并且,在TFT阵列基板10上的周边区域中,在对向于对向基板20的4个角部的区域,配置上下导通端子106,并在该TFT阵列基板10及对向基板20间,对应于上下导通端子106,电连接于该端子106而设置上下导通材料。
在图2中,在TFT阵列基板10上,形成组装有作为驱动元件的像素开关用的TFT、扫描线、数据线等的布线的叠层结构。在图像显示区域10a,在像素开关用TFT、扫描线、数据线等的布线的上层矩阵状地设置像素电极9a。在像素电极9a上,形成取向膜16。还有,在本实施方式中,像素开关元件除了TFT之外,也可以通过各种晶体管或者TFD等构成。
另一方面,在对向基板20的与TFT阵列基板10的对向面上,形成遮光膜23。遮光膜23,例如由遮光性金属膜等所形成,在对向基板20上的图像显示区域10a内,例如按格子状等图形化。然后,在遮光膜23上(图2中遮光膜23的下侧),由ITO等的透明材料构成的对向电极21与多个像素电极9a相对向而例如整面状地形成,进而在对向电极21上(图2中对向电极21的下侧)形成取向膜22。
液晶层50,例如由一种或混合了几种类型的向列液晶的液晶构成,在这一对取向膜间,取预定的取向状态。而且,当液晶装置驱动时,通过对各自施加电压,在像素电极9a与对向电极21之间形成液晶保持电容。
还有,虽然在此未进行图示,但是在TFT阵列基板10上,除了数据线驱动电路101、扫描线驱动电路104之外,也可以形成对多条数据线将预定电压电平的预充电信号先行于图像信号分别进行供给的预充电电路,用于对制造过程中、出厂时的该液晶装置的质量、缺陷等进行检查的检查电路等。
接下来,关于本实施方式中的液晶装置的像素部的电构成,参照图3进行说明。在此,图3为构成本实施方式中的液晶装置的图像显示区域的形成为矩阵状的多个像素中的各种元件、布线等的等效电路图。
在图3中,分别在构成图像显示区域10a的形成为矩阵状的多个像素中,形成像素电极9a及TFT30。TFT30电连接于像素电极9a,当液晶装置工作时对像素电极9a进行开关控制。被供给图像信号的数据线6a,电连接于TFT30的源。写入于数据线6a的图像信号S1、S2、...、Sn,既可以按该顺序线顺序地进行供给,也可以对于相邻的多条数据线6a彼此之间,按每组进行供给。
对TFT30的栅电连接扫描线11a,本实施方式中的液晶装置,以预定的定时,对扫描线11a脉冲性地将扫描信号G1、G2、...、Gm,按该顺序以线顺序进行施加地构成。像素电极9a,电连接于TFT30的漏,通过使作为开关元件的TFT30仅按一定期间闭合其开关,使得从数据线6a所供给的图像信号S1、S2、...、Sn以预定的定时被写入。通过像素电极9a写入于作为电光物质之一例的液晶的预定电平的图像信号S1、S2、...、Sn,在像素电极与形成于对向基板的对向电极之间被保持一定期间。
构成液晶层50(参照图2)的液晶,通过分子集合的取向、秩序根据所施加的电压电平而发生变化,对光进行调制,可以进行灰度等级显示。若为常白模式,则相应于以各像素为单位所施加的电压而减少相对于入射光的透射率,若为常黑模式,则相应于以各像素为单位所施加的电压而增加相对于入射光的透射率,作为整体从液晶装置出射具有相应于图像信号的对比度的光。
为了防止在此所保持的图像信号发生泄漏,对于形成于像素电极9a与对向电极21(参照图2)之间的液晶电容电并联地附加存储电容70。存储电容70,为作为相应于图像信号的供给对各像素电极9a的电位暂时进行保持的保持电容而起作用的电容元件。存储电容70的一方电极,与像素电极9a电并联而电连接于TFT30的漏,另一方电极,电连接于电位固定的电容线300而成为定电位。利用存储电容70,则像素电极9a中的电位保持特性提高,可以实现对比度提高、闪烁减少之类的显示特性的提高。还有,存储电容70,如后述地,也作为遮挡向TFT30进行入射的光的内置遮光膜而起作用。
接下来,关于实现上述的工作的像素部的具体的构成,对除了从图1到图3还加上从图4到图8进行参照而进行说明。在此图4,是像素部的俯视图,图5,是着眼于晶体管的构成而表示其构成的俯视图。并且图6,是图4的A-A’线剖面图,图7,是图5的C-C’剖面图。进而图8,是图4的B-B’线剖面图。
还有,在从图4到图8中,为了使各层、各构件在附图上成为可以辨认的程度的大小,使比例尺因该各层、各构件而异。关于此点,在后述的相应的各图中同样。在从图4到图8中,在参照图1或图2进行了说明的构成中,虽然仅关于TFT阵列基板侧的构成进行说明,但是为了说明的方便,在这些附图中对位于比像素电极9a靠上侧的部分的图示进行省略。并且,在图5中,着眼于晶体管,更详细地表示其构成,并关于非开口区域中的构成数据线、扫描线、存储电容的各种膜相对于晶体管的配置关系也概要表示。
在图4中,像素电极9a,在TFT阵列基板10上,矩阵状地设置多个。然后,分别沿像素电极9a的纵向横向的边界而设置数据线6a及扫描线11a。扫描线11a,沿图4中X方向延伸,数据线6a,与扫描线11a相交叉地沿图4中Y方向延伸。分别在扫描线11a及数据线6a相互交叉的部位,设置如在图5进行放大而示的像素开关用的TFT30。
上述的扫描线11a、数据线6a及TFT30、以及存储电容70、下侧遮光膜110、中继层93,在TFT阵列基板10上俯视,配置于包围对应于像素电极9a的各像素的开口区域99a(即,在各像素中,透射或反射实际用于显示的光的区域)的非开口区域99b内。即,这些扫描线11a、数据线6a、TFT30、存储电容70、下侧遮光膜110及中继层93,为了不成为显示的妨碍,并非配置于各像素的开口区域99a,而配置于非开口区域99b内。
非开口区域99b,例如,通过具有遮光性的遮光膜而形成TFT阵列基板10侧的构成数据线6a、扫描线11a或者存储电容70的导电膜的至少一部分,而通过如此的遮光膜而成为可以对入射于各像素的光进行遮光的区域,在TFT阵列基板10侧被限定。更具体地,非开口区域99b,包括沿Y方向的第1区域99ba及沿X方向的第2区域99bb。并且,优选:如参照图2进行了说明地,也通过在对向基板20侧所形成的遮光膜23,与TFT阵列基板10侧的遮光膜一起限定非开口区域99b。
在以下,对由图6所示的像素部的构成要件,从下层侧按顺序进行说明。
在图6中,下侧遮光膜110,配置于TFT阵列基板10上,例如由钨(W)、钛(Ti)、氮化钛(TiN)等的高融点金属材料等的遮光性的导电材料形成。并且下侧遮光膜110,如示于图4或图5地,例如沿扫描线11a的延伸方向(即,X方向)所形成,即,对应于各扫描线11a带状地形成于图像显示区域10a。若依照于如此的下侧遮光膜110,则能够对TFT阵列基板10中的内面反射、在多板式的投影机等从其他液晶装置发出而穿过合成光学系统而来的光等的返回光之中的向TFT30行进的光进行遮光。
基底绝缘膜12,例如由氧化硅膜等形成。基底绝缘膜12,通过形成于TFT阵列基板10的整面,具有防止因TFT阵列基板10的表面研磨时的粗糙、残留于清洗后的污渍等而引起的像素开关用的TFT30的特性变化的功能。
在从图4到图6中,TFT30,包括半导体层1a、栅电极3a所构成。
半导体层1a,例如由多晶硅形成,由具有沿图4中Y方向的沟道长度的沟道区域1a’、数据线侧LDD区域1b及像素电极侧LDD区域1c、以及数据线侧源漏区域1d及像素电极侧源漏区域1e构成。即,TFT30具有LDD结构。还有,数据线侧LDD区域1b,为本发明的“第1结区域”之一例,像素电极侧LDD区域1c,为本发明中的“第2结区域”之一例。
数据线侧源漏区域1d及像素电极侧源漏区域1e,以沟道区域1a’为基准,沿Y方向基本镜对称地所形成。即,数据线侧LDD区域1b,形成于沟道区域1a’与数据线侧源漏区域1d间。像素电极侧LDD区域1c,形成于沟道区域1a’与像素电极侧源漏区域1e间。数据线侧LDD区域1b、像素电极侧LDD区域1c、数据线侧源漏区域1d及像素电极侧源漏区域1e,是通过例如离子注入法等的杂质注入而对半导体层1a注入杂质所形成的杂质区域。数据线侧LDD区域1b及像素电极侧LDD区域1c,分别作为杂质比数据线侧源漏区域1d及像素电极侧源漏区域1e少的低浓度的杂质区域所形成。若依照于如此的杂质区域,则当TFT30不工作时,减少流通于源区域及漏区域的截止电流,并且能够抑制TFT30工作时流通的导通电流的降低。还有,TFT30,虽然优选具有LDD结构,但是既可以是在数据线侧LDD区域1b、像素电极侧LDD区域1c并未进行杂质注入的偏置(offset)结构,也可以为以栅电极为掩模、高浓度地注入杂质而形成数据线侧源漏区域及像素电极侧源漏区域的自调整型。
扫描线11a,在比半导体层1a靠上层侧,例如通过由氧化硅膜等构成的绝缘膜202所配置。扫描线11a,例如由导电性多晶硅形成,延伸于X方向地形成。在此,在扫描线11a,作为其一部分而形成栅电极3a。栅电极3a,设置于在绝缘膜202中俯视重叠于沟道区域1a’的部分所开口的开口部202h内。并且,在重叠于沟道区域1a’的部分以外,如示于图4及图5地,包围像素电极侧LDD区域1c地配置,形成为环形状。
在图7中,关于沿图5的C-C’线的剖面部分,若着眼于开口部202h内,则栅电极3a,在开口部202h内通过栅绝缘膜2,与沟道区域1a’重叠地形成。若如此地形成,则通过对栅电极3a施加栅电压,可以对流通于沟道区域1a’的电流进行控制。
从图4返回到图6,栅电极3a,如上述地,包围像素电极侧LDD区域1c地,形成为环形状。因此,可以对相对于像素电极侧LDD区域1c、从比其靠上层侧倾斜地进行入射的光,通过栅电极3a进行遮光。更具体地,例如栅电极3a中的与像素电极侧源漏区域1e相对向的像素电极侧部分31a,可以对如在图6以箭头P1表示的光进行遮光。同样地,通过栅电极3a中的与沟道区域1a’对向配置的部分及配置于像素电极侧LDD区域1c的两侧旁的部分,也能够对相对于像素电极侧LDD区域1c倾斜地进行入射的光进行遮光。因此,优选:栅电极3a,以发挥栅本来的功能为条件,由例如反射率高或光吸收率高等、遮光性优良的不透明的多晶硅膜、金属膜、金属硅化物膜等的单层或多层所构成。其中,如果在栅电极3a的材料方面具备少许的遮光能力(即,光反射能力或光吸收能力),则在仅限于如上述地具有独自的形状及配置时,可相应地得到如上述地对相对于像素电极侧LDD区域1c倾斜地进行入射的光进行遮光的功能。
在此,上述的像素电极侧部分31a,和与沟道区域1a’对向配置的部分同样地,通过栅绝缘膜2而与半导体层1a对向配置。可是,与像素电极侧部分31a对向的像素电极侧源漏区域1e,为高浓度地被掺杂的导电层。因而,当TFT30工作时,产生于像素电极侧部分31a的电场,几乎或实际上完全不对半导体层1a产生电影响,不会在TFT30产生工作不良。还有,如示于图5及图6地,通过将像素电极侧部分31a,配置于从像素电极侧LDD区域1c在Y方向隔开预定距离(即,产生于像素电极侧部分31a的电场不在像素电极侧LDD区域1c产生影响那样的距离)的位置,能够更有效地防止工作不良的产生。
在图5中,像素电极侧LDD区域1c,在非开口区域99b中配置于第1区域99ba与第2区域99bb互相交叉的交叉区域99cr。在交叉区域99cr中,相对于像素电极侧LDD区域1c,从比其靠上层侧进行入射的光之中的、沿在图5中以箭头Py表示的行进方向而行进的光,可以通过第1区域99ba进行遮光,沿在图5中以箭头Px表示的行进方向而行进的光可以通过第2区域99bb进行遮光。还有,在图5中,箭头Py,表示具有沿Y方向而行进的分量的光的行进方向之一例,箭头Px,表示具有沿X方向而行进的分量的光的行进方向之一例。
从而,在交叉区域99cr中,除了栅电极3a之外,还能够通过第1区域99ba及第2区域99bb,对相对于像素电极侧LDD区域1c而行进的光进行遮光。因而,如本实施方式地,即使是在栅电极3a的中心空出开口(即,俯视时像素电极侧LDD区域1c显露出来的部分)的情况下,也可以有效地减少入射于像素电极侧LDD区域1c的光。
在此,关于其详情进行后述,本申请发明人推测为:尤其是在向像素电极侧LDD区域1c照射光的情况下,与向数据线侧LDD区域1b照射了光的情况相比较,容易在TFT30中产生光泄漏电流。在本实施方式中,就相对于形成于半导体层1a的各种区域之中的像素电极侧LDD区域1c的遮光性而言,则能够精确提高。从而,能够有效地减少各像素的TFT30的光泄漏电流。
并且,在本实施方式中,即使相对于像素电极侧LDD区域1c不设置与交叉区域99cr不同的遮光区域,也能够精确提高相对于像素电极侧LDD区域1c的遮光性。因而,通过设置如此的用于精确提高遮光性的区域,可以防止各像素的非开口区域99b的配置面积变大、开口区域99a进一步变小这一情况。其结果,即使使各像素微细化,也可以精确地使遮光性提高且使开口率也进一步提高。
如以上说明地,在本实施方式中通过将栅电极3a设置成环形状,可以有效地对入射于像素电极侧LDD区域1c的光进行遮光。
在图6中,通过层间绝缘膜41,在TFT阵列基板10上的比TFT30靠上层侧,设置存储电容70。
存储电容70,由下部电容电极71与上部电容电极300通过电介质膜75对向配置所形成。
上部电容电极,作为电容线300的一部分所形成。关于其构成而省略图示,电容线300,从配置有像素电极9a的图像显示区域10a延伸于其周围,与定电位源电连接。由此,上部电容电极300,维持为固定电位,可作为固定电位侧电容电极而起作用。上部电容电极300,例如由包括Al(铝)、Ag(银)等的金属或合金的非透明的金属膜所形成,也作为对TFT30进行遮光的上侧遮光膜(内置遮光膜)而起作用。还有,上部电容电极300,例如,也可以由包括Ti(钛)、Cr(铬)、W(钨)、Ta(钽)、Mo(钼)、Pd(钯)等的高熔点金属之中的至少一种的,金属单质、合金、金属硅化物、多晶硅化物、将它们进行了叠层的物质等所构成。
在图4或图6中,下部电容电极71,是电连接于TFT30的像素电极侧源漏区域1e及像素电极9a的像素电位侧电容电极。更具体地,下部电容电极71,通过接触孔83(参照图4及图6)与像素电极侧源漏区域1e电连接,并通过接触孔84(参照图4及图8)电连接于中继层93。进而,中继层93,通过接触孔85(参照图4及图8)电连接于像素电极9a。即,下部电容电极71,与中继层93一起,对像素电极侧源漏区域1e及像素电极9a间的电连接进行中继。下部电容电极71,由例如导电性的多晶硅或者包括了例如Al(铝)等的金属或合金的非透明的金属膜所形成。
在此,下部电容电极71,除了优选作为像素电位侧电容电极的功能之外,也具有作为配置于作为上侧遮光膜的上部电容电极300与TFT30之间的光吸收层或者遮光膜的功能。从而,在交叉区域99cr中,关于相对于像素电极侧LDD区域1c从比其靠上层侧进行入射的光,分别通过上部电容电极300及下部电容电极71也可以进行遮光。
电介质膜75,具有例如由HTO(High Temperature Oxide,高温氧化)膜、LTO(Low Temperature Oxide,低温氧化)膜等的氧化硅膜或者氮化硅膜等所构成的单层结构或者多层结构。
在图6及图8中,在通过层间绝缘膜42比TFT阵列基板10上的存储电容70往上层侧,设置数据线6a及中继层93。
数据线6a,通过贯通绝缘膜202、层间绝缘膜41、电介质膜75及层间绝缘膜42的接触孔81而电连接于半导体层1a的数据线侧源漏区域1d。数据线6a及接触孔81内部,例如,由Al-Si-Cu、Al-Cu等的含Al(铝)材料,或Al单质,或者Al层与TiN层等的多层膜形成。数据线6a,也具有对TFT30进行遮光的功能。
如示于图4或图5地,数据线6a,在交叉区域99cr中,与栅电极3a相重叠地形成,因而,在交叉区域99cr中,关于相对于像素电极侧LDD区域1c从比其靠上层侧进行入射的光,通过数据线6a也可以进行遮光。
在图4及图8中,中继层93,在层间绝缘膜42上与数据线6a(参照图6)同层地所形成。数据线6a及中继层93,通过在层间绝缘膜42上采用薄膜形成法预先形成例如金属膜等的由导电材料所构成的薄膜,部分去除该薄膜,即进行图形化而以相互离开的状态所形成。从而,因为能够以同一工序形成数据线6a及中继层93,所以能够使装置的制造过程变得简单。
在图6及图8中,像素电极9a,通过层间绝缘膜43形成于比数据线6a靠上层侧。像素电极9a,通过下部电容电极71,接触孔83、84及85,以及中继层93而电连接于半导体层1a的像素电极侧源漏区域1e。接触孔85,通过将构成ITO等的像素电极9a的导电材料成膜于贯通层间绝缘层43地所形成的孔部的内壁所形成。在像素电极9a的上侧表面,设置实施了摩擦处理等的预定的取向处理的取向膜16。
在以上进行了说明的像素部的构成,在各像素部中相同。在图像显示区域10a(参照图1),周期性地形成该像素部。
因而,在如以上说明的本实施方式的液晶装置中,当其工作时,可以防止起因于TFT30的光泄漏电流的产生的显示不良的产生,或者即使产生也能降低到在显示方面不能识别为显示不良的程度。并且,也能够防止TFT30的工作不良、开口率的降低且容易地使各像素精细化。其结果,在本实施方式中,能够在液晶装置中显示高质量的图像。
在此,关于当上述的TFT30工作时,在像素电极侧LDD区域1c中,相比于数据线侧LDD区域1b、光泄漏电流相对容易产生的理由,参照图9到图14,详细地进行说明。
首先,关于对在向测试用的TFT照射了光的情况下的漏电流的大小进行了测定的测定结果,参照图9进行说明。在此图9,是表示测试用的TFT中的光照射位置与漏电流的关系的曲线图。
在图9中,数据E1,表示对于测试用的单个TFT、即TEG(Test ElementGroup,测试元件组),对使光点(约2.4μm的可见光激光)从漏区域侧向源区域侧按顺序一边进行扫描一边进行照射的情况下的漏电流的大小进行了测定的结果。TEG,除了沟道区域、源区域及漏区域之外,还具有形成于沟道区域与源区域的接合部的源侧结区域及形成于沟道区域与漏区域的接合部的漏侧结区域。
还有,图9的横轴,表示照射了光点的光照射位置,以沟道区域与漏侧结区域的边界及沟道区域与源侧结区域的边界、进而以沟道区域为零点。图9的纵轴,表示漏电流的大小(其中,为以预定的值所归一化的相对值),在漏电流从漏区域向源区域流通的情况下,表示正的值(即,正值),在漏电流从源区域向漏区域流通的情况下,表示负的值(即,负值)。
在图9中,数据E1,在任何光照射位置都表现出正的值。即,表示:漏电流,从漏区域向源区域流通。并且,数据E1,在漏侧结区域内,表现出比源侧结区域内大的值。即,表示:在光点照射于漏侧结区域内的情况下,与光点照射于源侧结区域内的情况相比,漏电流变大。即,表示:在光点照射于漏侧结区域内的情况下,与光点照射于源侧结区域内的情况相比,光泄漏电流变大。还有,漏电流,由暗电流(或者亚阈值泄漏,即,即使在未照射光的状态下,在TEG截止状态下也流通于源区域及漏区域间的泄漏电流)与光泄漏电流(或者光激发电流,即,起因于由照射光引起的电子的激发而产生的电流)所构成。
接下来,关于光点照射于漏侧结区域内的情况的一方,与光点照射于源侧结区域内的情况相比,光泄漏电流变大的机理,参照图10及图11进行说明。在此图10,是表示在漏侧结区域中产生了光激发的情况下的载流子的动作的概念图。图11,是表示在源侧结区域中产生了光激发的情况下的载流子的动作的概念图。还有,在图10及图11中,假设为电连接有上述的TFT30的像素电极9a中的中间灰度等级的显示,并设源电位(即,源区域的电位)为4.5V,栅电位(即,沟道区域的电位)为0V,漏电位(即,漏区域的电位)为9.5V。图10及图11的横轴,表示构成TEG的半导体层中的各区域。图10及图11的纵轴,表示电子的势能(费米能级)。因为电子具有负的电荷,所以各区域中的电位越高,则电子的势能变得越低,各区域中的电位越低,则电子的势能变得越高。
图10,表示光点照射于形成于沟道区域与漏区域间的漏侧结区域,在漏侧结区域中产生了光激发的情况下的载流子的动作。
在图10中,光泄漏电流,能够推断为由2个电流分量构成。
即,作为第1电流分量,存在通过由于光激发产生的电子的移动引起的电流分量。更具体地,为由于漏侧结区域中的光激发而产生的电子(参照图中“e”)、由于从漏侧结区域向势能更低的漏区域进行移动而产生的电流分量(该电流分量,从漏区域向源区域流通)。
作为第2电流分量,存在通过由于光激发而产生的空穴(即,hole,参照图中“h”)的移动引起的电流分量。更具体地,为起因于由于漏侧结区域中的光激发而产生的空穴,由于从漏侧结区域向势能更低(即,作为电子的势能更高)的沟道区域进行移动而产生的双极效应的电流分量。即,由于向沟道区域进行了移动的空穴的正电荷,沟道区域的势能(即,所谓的基极势能)从势能Lc1下降为势能Lc2,所以从源区域趋向漏区域的电子增多,该第2电流分量是由于这一效应而引起的电流分量(该电流分量,从漏区域向源区域流通)。因而,在漏侧结区域中产生光激发的情况下,第1及第2电流分量全都按使漏电流(若换而言之,则为集电极电流)增大的方向(即,从漏区域向源区域流通的方向)产生。
图11,表示在光点照射于形成于沟道区域与源区域间的源侧结区域、在源侧结区域中产生光激发的情况下的载流子的动作。
在图11中,光泄漏电流,与参照图10在上述的漏侧结区域中产生光激发的情况不同,能够推断为起因于空穴从源侧结区域向势能更低(即,作为电子的势能更高)的沟道区域进行移动的双极效应的第2电流分量为主导性的。即,能够推断为:由于源侧结区域中的光激发产生的电子(参照图中的“e”),从源侧结区域向势能更低的源区域进行移动而产生的第1电流分量(该电流分量,从源区域向漏区域流通),比起因于双极效应的第2电流分量(该电流分量,从漏区域向源区域流通)小。
在图11中,起因于双极效应的第2电流分量(即,因由于向沟道区域进行了移动的空穴的正电荷,基极势能从势能Lc1下降为势能Lc3,所以从源区域趋向漏区域的电子增多的这一效应所引起的电流分量),从漏区域向源区域流通。另一方面,上述的第1电流分量,从源区域向漏区域流通。即,第1电流分量与第2电流分量互相流通于相反方向。在此,再在图9中,在使光点照射于源侧结区域的情况下,漏电流(参照数据E1)表现出正的值。即,在该情况下,漏电流从漏区域向源区域流通。因而,第1电流分量,仅对暗电流、作为第2电流分量的由双极效应引起的电流分量进行抑制,可谓并不大到使漏电流的流通从源区域朝向漏区域的程度。
进而,因为沟道区域与源区域间的电位差,比沟道区域与漏区域间的电位差小,所以源区域侧的耗尽化区域(即,源侧结区域),比漏区域侧的耗尽化区域(即,漏侧结区域)窄。因此,在使光点照射于源侧结区域的情况下,与使光点照射于漏侧结区域的情况相比较,光激发的绝对量少。
以上,如参照图10及图11而进行了说明地,在漏侧结区域中产生光激发的情况下,第1及第2电流分量全都按使漏电流增大的方向产生。另一方面,在源侧结区域中产生光激发的情况下,第1电流分量对第2电流分量进行抑制。因而,在光点照射于漏侧结区域内的情况的一方,与光点照射于源侧结区域内的情况相比,漏电流变大(即,光泄漏电流变大)。
接下来,关于像素电极侧源漏区域为漏电位并且光点照射于像素电极侧结区域内的情况的一方,与数据线侧源漏区域为漏电位并且光点照射于数据线侧结区域内的情况相比,光泄漏电流变大的机理,参照图12及图13而进行说明。在此图12,是表示在数据线侧源漏区域为漏电位的情况下,当在数据线侧结区域(若换言之,则为漏侧结区域)中产生了光激发时的载流子的动作的概念图。图13,是表示在像素电极侧源漏区域为漏电位的情况下,当在像素电极侧结区域(若换言之,则为漏侧结区域)中产生了光激发时的载流子的动作的概念图。
在以下,考虑在包括像素开关用的TFT的像素部保持电荷,产生了光激发的情况。与假定为如上述的TEG的情况不同之点,是像素开关用的TFT的像素电极侧,能变成浮置(floating)状态之点。在像素开关用的TFT的像素电极侧,也有连接如存储电容70这样的保持电容的情况,虽然如果电容值足够大,则与采用了上述的TEG的情况同样地,成为接近于固定电极的状态,但是如果电容并不充分大,则成为浮置状态或者接近于此的状态。还有,在此,假定为电容值并不充分大。
在图12及图13中,在液晶装置中,为了防止所谓的图像残留而采用交流驱动。在此,假定为中间灰度等级的显示,假定在像素电极中以7V为基准电位,交替保持4.5V的负电场的电荷与9.5V的正电场的电荷的情况。因此像素开关用的TFT的源及漏,在像素电极侧源漏区域与数据线侧源漏区域之间,并不固定而进行变化。即,如示于图12中地,在像素电极保持负电场的电荷的情况(即,像素电极侧源漏区域的电位比数据线侧源漏区域的电位低的情况)下,像素电极侧源漏区域,变成源,相对于此,如示于图13地,在像素电极保持正电场的电荷的情况(即,像素电极侧源漏区域的电位比数据线侧源漏区域的电位高的情况)下,像素电极侧源漏区域,变成漏。
在图12中,在像素电极保持负电场的电荷的情况下,像素电极侧源漏区域,变成源(或者发射极),数据线侧源漏区域,变成漏(或者集电极)。在作为漏侧结区域的数据线侧结区域中产生了光激发的情况下,如上述地,产生因由于光激发产生的电子的移动引起的第1电流分量与起因于双极效应的第2电流分量。在此,若产生起因于双极效应的第2电流分量(即,若基极势能从势能Lc1下降为势能Lc2,电子从作为源的像素电极侧源漏区域向作为漏的数据线侧源漏区域移动),则电子从作为浮置状态的像素电极侧源漏区域逸出,作为发射极的像素电极侧源漏区域的势能,从势能Ls1降低为势能Ls2(电位上升)。即,在作为漏侧结区域的数据线侧结区域中产生了光激发的情况下,基极势能降低并且作为发射极的像素电极侧源漏区域的势能也降低。若换言之,则在作为漏侧结区域的数据线侧结区域中产生了光激发的情况下,伴随于基极电位的上升而发射极电位也上升。因此,漏电流(即,集电极电流),受到抑制。
另一方面,在图13中,在像素电极保持正电场的电荷的情况下,数据电极侧源漏区域,变成源(或者发射极),像素电极侧源漏区域,变成漏(或者集电极)。在作为漏侧结区域的像素电极侧结区域中产生了光激发的情况下,如上述地,产生因由于光激发产生的电子的移动引起的第1电流分量与起因于双极效应的第2电流分量。在此,因为变成源的数据线侧源漏区域,与数据线相连接,所以与像素电极不同,并非浮置状态,在电位上不产生变化。若产生起因于双极效应的第2电流分量(即,若基极势能从势能Lc1下降为势能Lc2,电子从作为源的数据线侧源漏区域向作为漏的像素电极侧源漏区域进行移动),则电子向成为浮置状态的像素电极侧源漏区域流入,作为集电极的像素电极侧源漏区域的势能,从势能Ld1上升为势能Ld2(电位下降)。但是,作为集电极的像素电极侧源漏区域的势能的上升,与上述的作为源的像素电极侧源漏区域的势能的降低不同,几乎没有对漏电流进行抑制的作用。因为漏电流(即,集电极电流),基本由基极电位相对于发射极电位的大小而确定,所以即使集电极电位下降也几乎不产生对漏电流进行抑制的作用,若换言之,则成为进入双极晶体管的饱和区域的状态。
以上,如参照图12及图13而进行了说明地,在像素电极保持正电场的电荷的情况(即,像素电极侧源漏区域,变成漏的情况)下,起因于双极效应的第2电流分量基本不受抑制,相对于此,在像素电极保持负电场的电荷的情况(即,数据侧源漏区域,变成漏的情况)下,起因于双极效应的第2电流分量,起因于成为浮置状态的像素电极侧源漏区域的电位的上升而被抑制。即,像素电极侧源漏区域变成漏的情况的一方,与数据侧源漏区域变成漏的情况相比,起因于光泄漏电流而导致漏电流增加。
在此,图14,表示当对像素开关用的TFT整体,照射了比较强的光时的像素电极电位的波形。
在图14中,数据E2,表示在像素电极保持正电场的电荷的情况(像素电极电位为电位V1的情况)下的像素电极电位的变动Δ1,比在像素电极保持负电场的电荷的情况(像素电极电位为电位V2的情况)下的像素电极电位的变动Δ2大。即,表示在像素电极中,正电场的电荷比负电场的电荷难以保持(即,易于产生光泄漏)。这种情况,与在像素电极保持正电场的电荷的情况(即,像素电极侧源漏区域变成漏的情况)的一方,光泄漏电流比在像素电极保持负电场的电荷的情况(即,数据线侧源漏区域变成漏的情况)容易产生的上述的机理相一致。
以上,如参照图9到图14详细地进行了说明地,在像素开关用的TFT中的漏侧结区域中产生了光激发的情况下,漏电流容易增加。进而,在像素电极侧源漏区域变成漏的情况下,漏电流容易增加(若反过来说,则在数据线侧源漏区域变成漏的情况下,起因于双极效应的电流分量受到抑制)。因而,如本实施方式中的液晶装置地,通过使相对于作为像素电极侧结区域的像素电极侧LDD区域1c的遮光性,比相对于作为数据线侧结区域的数据线侧LDD区域1b的遮光性高,能够维持高的开口率并极其有效地减小TFT30中的光泄漏电流。
第2实施方式
接下来,关于第2实施方式中的液晶装置参照图15及图16进行说明。在此图15,是着眼于晶体管的构成而表示第2实施方式中的液晶装置的像素部的构成的俯视图。图16,是图15的D-D’线剖面图。并且,在图15及图16中,对与第1实施方式中的构成要件同样的构成要件附加同一参照符号。还有,第2实施方式,与上述的第1实施方式相比,晶体管30的构成差异较大,关于其他构成基本相同。因此在第2实施方式中,以晶体管30为中心对液晶装置的构成进行说明,并关于其他的与第1实施方式重复的构成适当省略说明。
在图15中,第2实施方式中的液晶装置的晶体管30,相对于第1实施方式的纵向型晶体管而言,是横向型的晶体管。即,在第2实施方式中的晶体管30中,半导体层1a延伸于沿扫描线11a的方向(即,图中的X方向)地配置。
而且扫描线11a,配置于TFT阵列基板10与基底绝缘膜12间。扫描线11a具有遮光性,也具备与第1实施方式中的下侧遮光膜110同样的功能。
即,能够对TFT阵列基板10中的内面反射、在多板式的投影机等从其他液晶装置发出而穿过合成光学系统而来的光等的返回光之中的向TFT30行进的光,进行遮光。
扫描线11a,通过穿过半导体层1a的两侧旁地所设置的接触孔86,与配置于半导体层1a的上层侧的栅电极3a电连接。因而,能够将扫描信号传输到栅电极3a,使晶体管30可靠地工作。
在图16中,在半导体层1a的上层,设置保护膜205。保护膜205,防止:例如当对设置于比保护膜205靠上层侧的层(例如,绝缘膜202)进行蚀刻等时,设置于比保护膜205靠下层侧的层(例如,半导体层1a)受到损伤。
在沟道区域1a’与栅电极3a对向配置的部分中,通过蚀刻等去除保护膜205,形成栅绝缘膜2。此时,栅电极3a中的与沟道区域1a’对向配置的部分与像素电极侧部分31a,虽然为同一层,但是在基板10在成垂直的上下方向配置为互不相同的高度。即,像素电极侧部分31a,配置于按栅绝缘膜2与保护膜205的厚度之差的量而较高的位置。如此地,通过使像素电极侧部分31a的高度变化,可以进行相应于入射的光的角度的遮光。还有,像素电极侧部分31a的高度,除了如上述地使像素电极侧部分31a的下层的膜的膜厚度变化之外,也可以使膜的数量增减而使之变化。即,也可以在半导体层1a及像素电极侧部分31a间形成多个绝缘膜等。
如以上说明地,即使是采用横向型的晶体管的情况,通过将栅电极3a设置成环形状,也可得到与上述的第1实施方式同样的效果。
电子设备
接下来,关于将作为上述的电光装置的液晶装置应用于各种电子设备的情况而进行说明。在此图17,是表示投影机的构成例的俯视图。在以下,关于将该液晶装置用作光阀的投影机而进行说明。
如由图17所示地,在投影机1100内部,设置由卤素灯等的白色光源构成的灯单元1102。从该灯单元1102所射出的投影光,通过配置于光导向构件1104内的4片镜体1106及2片分色镜1108而分离成RGB的3原色,入射于作为对应于各原色的光阀的液晶面板1110R、1110B及1110G。
液晶面板1110R、1110B及1110G的构成,与上述的液晶装置相同,以从图像信号处理电路所供给的R、G、B的原色信号所分别驱动。然后,通过这些液晶面板所调制了的光,从3个方向入射于分色棱镜1112。在该分色棱镜1112中,R及B光弯曲90度,另一方面G光则直行。从而,合成各色的图像的结果,通过投影透镜1114,在屏幕等投影彩色图像。
在此,若着眼于由各液晶面板1110R、1110B及1110G产生的显示像,则由液晶面板1110G产生的显示像,需要相对于由液晶面板1110R、1110B产生的显示像而左右翻转。
还有,因为在液晶面板1110R、1110B及1110G,通过分色镜1108,对应于R、G、B的各原色的光进行入射,所以不必设置滤色器。
还有,除了参照图17而进行了说明的电子设备之外,还可举出可移动型的个人计算机、便携电话机、液晶电视机、取景器型、监视器直视型的磁带录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子笔记本、计算器、文字处理机、工作站、电视电话机、POS终端、具备有触摸面板的装置等。而且,不用说当然可以应用于这些各种电子设备中。
并且,本发明除了以上述的实施方式进行了说明的液晶装置以外,也可以应用于反射型液晶装置(LCOS)、等离子体显示器(PDP)、场致发射型显示器(FED,SED)、有机EL显示器、数字微镜器件(DMD)、电泳装置等中。
本发明,并不限于上述的实施方式,在不违反从技术方案及说明书整体所读取的发明的要旨或思想的范围内可以适当改变,伴随其改变的电光装置、具备有该电光装置的电子设备也包括于本发明的技术性范围内。

Claims (10)

1.一种电光装置,其特征在于,具备:
基板,
在该基板上,互相交叉而进行延伸并分别包括遮光性的导电膜的数据线及扫描线,
设置于对应于前述数据线与前述扫描线的交叉处所限定的每个像素的像素电极,
半导体层,其具有:具有沿前述数据线或前述扫描线的延伸方向的沟道长度的沟道区域,电连接于前述数据线的数据线侧源漏区域,电连接于前述像素电极的像素电极侧源漏区域,形成于前述沟道区域及前述数据线侧源漏区域间的第1结区域,和形成于前述沟道区域及前述像素电极侧源漏区域间的第2结区域,和
栅电极,其在前述基板上俯视时,具有包围前述第2结区域的环形状,并通过栅绝缘膜,与前述沟道区域对向地配置;
前述第2结区域,在前述基板上俯视时,至少部分配置于前述数据线与前述扫描线相交叉的交叉区域内。
2.按照权利要求1所述的电光装置,其特征在于:
前述第2结区域,是LDD区域。
3.按照权利要求1或2所述的电光装置,其特征在于:
前述栅电极,相对于前述像素电极侧源漏区域,通过层间绝缘膜而对向地配置,该层间绝缘膜由与前述栅绝缘膜为同一层的层构成。
4.按照权利要求1或2所述的电光装置,其特征在于:
前述栅电极,相对于前述像素电极侧源漏区域,通过层间绝缘膜而对向地配置,该层间绝缘膜包括:由与前述栅绝缘膜为同一层的层构成的一层和叠层于前述一层的其他层。
5.按照权利要求1或2所述的电光装置,其特征在于:
前述栅电极,相对于前述像素电极侧源漏区域,通过保护膜而对向地配置,该保护膜在通过蚀刻进行图形化时用作为阻挡层。
6.按照权利要求1或2所述的电光装置,其特征在于:
前述沟道区域,在前述基板上俯视时,至少部分配置于从前述交叉区域偏离并通过前述数据线所覆盖的区域内。
7.按照权利要求1或2所述的电光装置,其特征在于:
前述数据线侧源漏区域,在前述基板上俯视时,配置于从前述交叉区域偏离并通过前述数据线所覆盖的区域内。
8.按照权利要求1或2所述的电光装置,其特征在于:
前述像素电极侧源漏区域,在前述基板上俯视时,配置于从前述交叉区域偏离并通过前述数据线所覆盖的区域内。
9.按照权利要求1或2所述的电光装置,其特征在于:
前述栅电极,由前述扫描线的一部分构成,在与前述扫描线同层的层中通过同一膜一体地形成。
10.一种电子设备,其特征在于:
具备权利要求1~9中的任何一项所述的电光装置。
CN2008102133375A 2007-08-28 2008-08-27 电光装置及电子设备 Expired - Fee Related CN101377594B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007220686A JP5157319B2 (ja) 2007-08-28 2007-08-28 電気光学装置及び電子機器
JP220686/2007 2007-08-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101377594A CN101377594A (zh) 2009-03-04
CN101377594B true CN101377594B (zh) 2012-02-22

Family

ID=40405982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008102133375A Expired - Fee Related CN101377594B (zh) 2007-08-28 2008-08-27 电光装置及电子设备

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7910926B2 (zh)
JP (1) JP5157319B2 (zh)
KR (1) KR20090023098A (zh)
CN (1) CN101377594B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101957530B (zh) * 2009-07-17 2013-07-24 北京京东方光电科技有限公司 Tft-lcd阵列基板及其制造方法
TWI402596B (zh) * 2009-10-01 2013-07-21 Chunghwa Picture Tubes Ltd 具有電容補償的畫素結構
JP5644511B2 (ja) * 2011-01-06 2014-12-24 ソニー株式会社 有機el表示装置及び電子機器
CN104103646A (zh) * 2014-06-30 2014-10-15 京东方科技集团股份有限公司 一种低温多晶硅薄膜晶体管阵列基板及其制备方法、显示装置
JP3197989U (ja) * 2015-03-31 2015-06-11 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置、及び電子機器
CN105137679B (zh) * 2015-10-13 2018-03-30 京东方科技集团股份有限公司 一种阵列基板、显示面板及显示装置
CN106298814A (zh) * 2016-10-13 2017-01-04 京东方科技集团股份有限公司 一种阵列基板及显示面板
CN111384065A (zh) * 2020-03-16 2020-07-07 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 阵列基板、显示面板以及显示装置
US11552156B2 (en) 2020-03-16 2023-01-10 Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. Array substrate, display panel, and display device with semiconductor layer directly below data lines

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1580921A (zh) * 2003-08-04 2005-02-16 精工爱普生株式会社 电光装置及其制造方法以及电子设备

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3731447B2 (ja) * 2000-06-15 2006-01-05 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置及びその製造方法
JP3743291B2 (ja) * 2001-01-23 2006-02-08 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置及びプロジェクタ
JP3820921B2 (ja) * 2001-06-13 2006-09-13 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置及び投射型表示装置
JP3870897B2 (ja) 2002-01-07 2007-01-24 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置及び電子機器
JP2004004722A (ja) * 2002-04-25 2004-01-08 Seiko Epson Corp 電気光学装置及び電子機器
JP4654675B2 (ja) * 2004-12-14 2011-03-23 ソニー株式会社 液晶パネル
TWI271870B (en) * 2005-10-24 2007-01-21 Chunghwa Picture Tubes Ltd Thin film transistor, pixel structure and repairing method thereof
JP4876548B2 (ja) * 2005-11-22 2012-02-15 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置の製造方法
JP4197016B2 (ja) 2006-07-24 2008-12-17 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置用基板及び電気光学装置、並びに電子機器

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1580921A (zh) * 2003-08-04 2005-02-16 精工爱普生株式会社 电光装置及其制造方法以及电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
JP5157319B2 (ja) 2013-03-06
US20090057669A1 (en) 2009-03-05
KR20090023098A (ko) 2009-03-04
JP2009053478A (ja) 2009-03-12
US7910926B2 (en) 2011-03-22
CN101377594A (zh) 2009-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101377594B (zh) 电光装置及电子设备
CN101115333B (zh) 电光装置用基板及电光装置以及电子设备
CN101211891B (zh) 连接结构、电光装置及其制造方法
CN101236341B (zh) 电光装置用基板、电光装置及电子设备
CN101364018B (zh) 电光装置及电子设备
JP4349406B2 (ja) 電気光学装置用基板及び電気光学装置、並びに電子機器
CN102213880B (zh) 电光装置以及电子设备
CN101131519A (zh) 电光装置用基板、电光装置以及电子设备
US7558445B2 (en) Electro-optical device and electronic apparatus
CN102213881B (zh) 电光装置及电子设备
CN102193262A (zh) 电光装置以及电子设备
CN101685231A (zh) 电光装置、电子设备及晶体管
CN101241284A (zh) 电光装置用基板、电光装置以及电子设备
CN101246290B (zh) 电光装置用基板、其制造方法、电光装置及电子设备
CN101388400B (zh) 电光装置及其制造方法以及电子设备
JP5176434B2 (ja) 電気光学装置及び電子機器
CN101241285A (zh) 电光装置用基板、电光装置以及电子设备
JP2010191163A (ja) 電気光学装置及び電子機器
JP2009115883A (ja) 電気光学装置及び電子機器
JP2009300477A (ja) 電気光学装置及び電子機器
JP2009053477A (ja) 電気光学装置及び電子機器
JP2005249954A (ja) 電気光学装置及び電子機器、並びに電気光学装置用基板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120222

Termination date: 20190827

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee