CN1246729C - 电光装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于在电光装置中显示没有因为对数据线的通电所导致的像素电极的电位上的变动而产生的沿数据线的显示不均匀等现象的高品质的图像。电光装置，在基板(10)上从下开始按顺序具有TFT(30)、扫描线(3a)、存储电容(70)、数据线(6a)和像素电极(9a)这样的层叠结构。其中位于数据线与像素电极间的第3层间绝缘膜(43)的相对介电常数比构成存储电容的电介质膜(75)的相对介电常数低。此外，优选地，第3层间绝缘膜的相对介电常数比第1和第2层间绝缘膜(41和42)的相对介电常数低。

Description

电光装置和电子设备
技术领域
本发明涉及液晶装置等的电光装置和具备该电光装置的电子设备的技术领域。此外，本发明还涉及电子纸张(electronic paper)等的电泳装置等的技术领域。
背景技术
以往，作为液晶装置等的电光装置，例如已知具备矩阵状排列的像素电极和分别连接到该电极上的薄膜晶体管(Thin Film Transistor；以下简称为“TFT”)，以及连接到该TFT的每个上的、分别在行及列方向上平行地设置的扫描线和数据线等，同时，通过分别对上述扫描线进行扫描线驱动电路的驱动和对上述数据线进行数据线驱动电路的驱动而可以进行所谓的有源矩阵驱动的电光装置。
在此，所谓有源矩阵驱动，指的是下述的驱动方法：通过对上述扫描线供给扫描信号来控制上述TFT的动作，同时通过对上述数据线供给图像信号，对与由上述扫描信号选通(设为ON)的TFT相对应的像素电极施加与该图像信号对应的电场。在该图像信号的供给方法中，提出了各种方案，例如，有对数据线的一条一条逐次供给图像信号的方法、或对图像信号进行串-并变换、对邻接的几条数据线、按每个组同时供给图像信号的方法。
例如，参照专利文献1。
专利文献1特开平2001-188253号公报
但是，对于以往的通过数据线的图像信号的供给来说，存在有如下问题。即，在上面列举的图像信号的供给方法中，如果以按每个组同时供给图像信号的方法为例来说明，则此时存在下述的不良情况：在当前接受了图像信号的供给的组(以下，称为“供给组”)和与其邻接的组(以下，称为“非供给组”)之间、以大致沿着在该位置上延伸的数据线的形状在图像上呈现显示不均匀。
这是由于下述的情况而引起的，即，从结果上说，在存在于上述供给组与上述非供给组的边界(交界)处的像素电极中并未被施加与图像信号准确地对应的电场。更详细地说，因为此时在该像素电极的一端存在被供给图像信号的数据线而在另一端存在未被供给图像信号的数据线，故即使对该像素电极施加了与图像信号对应的准确的电场，但因该像素电极与未被供给图像信号的数据线之间的电容耦合的影响，其电位也产生了变动。
为了解决这样的问题，考虑了增加位于像素电极与数据线之间的层间绝缘膜的厚度这样的尝试。因为这样做可以减小像素电极与数据线之间的电容耦合。但是，如果增加层间绝缘膜的厚度，则连接像素电极与TFT间的接触孔的形成变得困难。此外，为了增加厚度以消除电容耦合的影响，必须将该厚度增加得非常厚。这样做的话，与一般的希望电光装置小型化、高清晰化的现状是矛盾的。
附带地说，这种问题并不限于像素电极与数据线间，对于在基板上构成的各种要素间也同样可发现这种问题。例如，在构成存储电容的固定电位侧电容电极与数据线之间也存在产生上述这种寄生电容的可能性，或者，在固定电位侧电容电极与扫描线之间也同样可产生。而且，如果产生了这种寄生电容，则对向(相对)的各要素的电位就会偏离本来应有的电位，这样恐怕就会妨碍电光装置的正常的动作。
发明内容
本发明是鉴于上述的问题而提出的，其目的在于提供一种能显示没有因为对数据线的通电所导致的像素电极的电位的变动而引起的沿数据线的显示不均匀等现象的高品质的图像的电光装置。此外，本发明的目的还在于提供一种尽可能地消除在构成于基板上的各要素间产生的寄生电容的影响、可预期始终正常动作的电光装置。进而，本发明的目的还在于提供一种由具备这种电光装置而构成的电子设备。
为了解决上述问题，本发明的电光装置，在基板上设置有在一定的方向上延伸的数据线和在与该数据线交叉的方向上延伸的扫描线、以及被配置为与上述数据线和上述扫描线的交叉区域相对应的像素电极和薄膜晶体管；所述电光装置还具备：由与上述像素电极和上述薄膜晶体管连接的像素电位侧电容电极、与该像素电位侧电容电极相对配置的固定电位侧电容电极和配置在上述像素电位侧电容电极与上述固定电位侧电容电极之间的电介质膜构成的存储电容；配置在上述像素电极与上述数据线之间的第1层间绝缘膜；配置在上述数据线与上述固定电位侧电容电极之间的第2层间绝缘膜；以及配置在上述固定电位侧电容电极与上述扫描线之间的第3层间绝缘膜；从上述基板侧起按下述顺序构成：上述薄膜晶体管、上述存储电容、上述数据线和上述像素电极；其中，上述第1层间绝缘膜、上述第2层间绝缘膜和上述第3层间绝缘膜的至少一个的相对介电常数比构成上述存储电容的电介质膜的相对介电常数低。
根据本发明的电光装置，通过扫描线控制作为像素开关用元件一例的薄膜晶体管等的开关动作，同时通过数据线供给图像信号，由此可经薄膜晶体管根据该图像信号对像素电极施加电压(有源矩阵驱动)。
而且，在本发明中，特别地至少具备由像素电位侧电容电极、电介质膜和固定电位侧电容电极的层叠体构成的存储电容以及在上述那样的各要素间配置的第1、第2和第3层间绝缘膜，同时这些层间绝缘膜的至少一个的相对介电常数比电介质膜的相对介电常数低。即，将这些层间绝缘膜的相对介电常数设成比较小的值。由此，在第1层间绝缘膜中，可减小固定电位侧电容电极与扫描线间产生的寄生电容的电容值，在第2层间绝缘膜中，可减小数据线与固定电位侧电容电极间产生的寄生电容的电容值，再者，在第3层间绝缘膜中，可减小像素电极与数据线间产生的寄生电容的电容值。
因而，在夹着这些层间绝缘膜对向(相对)的要素中，因为可减少产生寄生电容引起的电位变动的可能性，故可以提供能预期更准确的动作的电光装置。特别是，对于第3层间绝缘膜来说，可防止以数据线的通电为原因的像素电极中的电位变动，因而可以减少在图像上发生沿数据线的显示不均匀等的可能性。
附带地说，在本发明中，除了上述作用效果外，通过设置存储电容这一点本身，可提高像素电极的电位保持特性，由此，也可实现具备高对比度等的特点的高品质的图像显示。
再有，在本发明中，作为“构成存储电容的电介质膜”，为了对于该存储电容尽可能提高像素电极的电位保持特性，优选为使用具备较高的相对介电常数的材料。作为这种材料，例如可举出氮化硅、氧化钽等。此外，该电介质膜不是必须限于一层结构，可具备二层或以上的结构。这种情况下，在本发明中所说的“比电介质膜的相对介电常数低”的意义，可认为是“比由该二层或以上的结构中具有最高的相对介电常数的材料构成的层的相对介电常数低”。
在本发明的电光装置的一形态中，上述第1层间绝缘膜的相对介电常数比上述第2层间绝缘膜和上述第3层间绝缘膜的相对介电常数低。
根据该形态，因为在像素电极与数据线间配置的第3层间绝缘膜的相对介电常数可以说相对地最低，故可使在其间产生的寄生电容的电容值为极小。由此，可更有效地获得作为本发明的主要的目的的、防止发生沿数据线的显示不均匀的作用效果。
在本发明的电光装置的另一形态中，上述第1层间绝缘膜、上述第2层间绝缘膜和上述第3层间绝缘膜的至少一个的相对介电常数是不到3.9。
根据该形态，因为最佳地设定各层间绝缘膜的相对介电常数，故能够更可靠地实现上述那样的作用效果。再有，更为优选地，该相对介电常数的值为约2.0或以下。
附带地说，以往已知作为绝缘膜所广泛使用的氧化硅的相对介电常数为3.9。
在本发明的电光装置的另一形态中，上述第1层间绝缘膜、上述第2层间绝缘膜和上述第3层间绝缘膜的至少一个的厚度为800nm或以上。
根据该形态，因为各层间绝缘膜的厚度比较厚，故可减少上述的寄生电容的电容值。再有，更为优选地，该厚度的值为约1000nm或以上。
在本发明的电光装置的另一形态中，上述第1层间绝缘膜、上述第2层间绝缘膜和上述第3层间绝缘膜的至少一个由无机系材料构成。
根据该形态，因为各层间绝缘膜由无机系材料构成，故可提供耐热性较高的电光装置。在这一点上，鉴于对构成薄膜晶体管的半导体层的退火处理等是在较高的温度环境下实施的这一点，本形态的结构的优点就更为显著。此外，如果假定将该电光装置作为投射型显示装置的光阀来使用的情况，则由于该光阀被比较强的光照射，因为应注意该光阀中的蓄热及温度上升，所以本形态的优点就更为显著。
在本发明的电光装置的另一形态中，上述无机系材料包含SiOF和无定型碳的至少一种。
根据这样的结构，上述各层间绝缘膜从介电常数的观点、或从耐热性的观点出发选取一种最佳的形态。由此，能更可靠地实现上述的作用效果。
再有，关于本形态的“SiOF”，例如可以使用SiH4、DF4、SiF6、S2F6作为原料气体，通过等离子CVD法或HDP(High Density Plasma，高密度等离子体)-CVD法来形成。此外，关于“无定型碳”，例如可通过CVD法来形成。
在本发明的电光装置的另一形态中，构成上述薄膜晶体管的半导体层由低温多晶硅(ポリシリコン)膜构成，同时上述第1层间绝缘膜、上述第2层间绝缘膜和上述第3层间绝缘膜的至少一个由有机系材料构成。
根据该形态，构成薄膜晶体管的半导体层由低温多晶硅膜构成。即，该电光装置可以通过所谓的低温(加工)工艺来制造。因而，可确保制造的容易性。在此，在本形态中，因为特别地上述的各层间绝缘膜由比较容易制造的有机系材料构成，所以可以进一步提高制造的容易性。例如，由该有机系材料构成的层间绝缘膜是例如可由旋转涂敷(スピンコ-ト)法等来形成的，因此，可以说促进了制造的容易性。此外，虽然一般来说有机系材料的耐热性较差，但在本形态中，电光装置因为可如上所述通过低温(加工)工艺来制造，故并不是特别有问题。
另外，作为在本形态中所说的“有机系材料”，具体地说，例如可列举有氢倍半硅氧烷(HSQ，Hydrogen Silsesquioxane)、甲基倍半硅氧烷(メチルシルセスキオキサン)、气凝胶/干凝胶、聚酰亚胺、氟化聚酰亚胺、聚烯丙基醚(ポリアリルエ-テル)、氟化聚烯丙基醚、DVS-苯并环丁烯、全氟环丁烯、聚对亚苯基二甲基-N(パリレン-N)、聚对亚苯基二甲基-F、聚萘-N、聚萘-F、特氟隆(Teflon，注册商标)等。
附带地说，在这些材料中，可利用上述旋转涂敷法来适当地形成的材料是从上述之中的甲基倍半硅氧烷到全氟环丁烯的材料。
在本发明的电光装置的另一形态中，上述像素电极和上述数据线从平面上看具有至少部分地不重叠的部分。
根据该形态，像素电极和数据线从平面上看具有至少部分地不重叠的部分。因而，在该部分中，从原理上说不会发生寄生电容。由此，能更可靠地实现上述的作用效果。
在本发明的电光装置的另一形态中，在上述像素电极与上述数据线之间还具备被设为固定电位的屏蔽层；上述第3层间绝缘膜由在上述像素电极与上述屏蔽层之间配置的第4层间绝缘膜、和在上述屏蔽层与上述数据线之间配置的第5层间绝缘膜构成；上述第4层间绝缘膜和上述第5层间绝缘膜的至少一个的相对介电常数比上述电介质膜的相对介电常数低。
根据该形态，由于在像素电极与数据线之间还具备被设为固定电位的屏蔽层，故被作成像素电极与数据线不直接相对的结构。因而，就在相当的程度上消除两者间的、所谓的直接的寄生电容的影响，可得到与上述大致相同的作用效果。
而且，在本形态中，随着这种屏蔽层的增加，上述的第3层间绝缘膜被分成第4和第5层间绝缘膜，而且，该第4层间绝缘膜和第5层间绝缘膜的相对介电常数比构成存储电容的电介质膜的相对介电常数低。因而，呈现出可在像素电极与屏蔽层间、或屏蔽层与数据线间产生的寄生电容也都几乎不能产生的状况，可极为有效地得到上述的作用效果。
在本发明的电光装置的另一形态中，上述第5层间绝缘膜的相对介电常数比上述第4层间绝缘膜的相对介电常数低。
根据这样的结构，可将屏蔽层的电位变动抑制得较低，而且，可将像素电极中的电位变动产生的可能性抑制得极低。因而，根据本形态，可更有效地获得作为本发明的主要的目的的、防止发生沿数据线的显示不均匀的作用效果。
在本发明的电光装置的另一形态中，在上述基板上，从下面起按下述顺序构成有：构成上述薄膜晶体管的半导体层、在该半导体层上形成并包含上述薄膜晶体管的栅电极的上述扫描线、上述像素电位侧电容电极、上述电介质膜、上述固定电位侧电容电极、上述数据线和上述像素电极。
根据该形态，提供了成为最佳的配置乃至布局的一形态。
在本发明的电光装置的另一形态中，上述固定电位侧电容电极构成以沿上述扫描线的方式形成的电容线的一部分。
根据该形态，因为构成存储电容的固定电位侧电容电极，构成了如沿上述扫描线那样形成的电容线的一部分，故可实现层叠(层积)结构的简化。此外，如果将固定电位侧电容电极作为这样的线状构件的一部分来构成，则为了将该固定电位侧电容电极设为固定电位，只要将该线状构件的一端连接到规定的电源上即可，故能构成可靠性更高的存储电容，此外，不会构成每个像素特性不同的存储电容。
为了解决上述问题，本发明的电子设备具备上述本发明的电光装置(包含其中各种形态)而构成。
根据本发明的电子设备，不会因数据线的通电而使像素电极的电位变动、并由此导致在图像上发生沿数据线的显示不均匀等现象，能够实现可以显示高品质图像的投射型显示装置(液晶投影机)、液晶电视、携带电话、电子笔记本、文字处理器、取景器型或监视器直视型的磁带摄像机、工作站、可视电话、POS终端、触摸面板的各种电子设备。
本发明的这样的作用及其它优点将由下面描述的实施方式加以阐明。
附图说明
图1是表示本发明的实施例的电光装置中的构成图像显示区域的矩阵状的多个像素中设置的各种元件、布线等的等效电路的电路图。
图2是本发明的实施例的电光装置中的形成有数据线、扫描线、像素电极等的TFT阵列基板的相邻接的多个像素组的平面图。
图3是图2的A-A’剖面图。
图4是示意性地表示出对数据线供给图像信号的状况的立体图。
图5是与图4具有相同意义的图，是特别示意性地表示出在像素电极与数据线间产生的寄生电容的状况的立体图。
图6是与图2具有相同意义的图，是表示出成为在数据线与像素电极间设置有屏蔽层的形态的剖面图。
图7是与图3具有相同意义的图，是表示出成为在数据线与像素电极间设置有屏蔽层的形态的剖面图。
图8是从对置基板一侧看本发明的实施例的电光装置中的TFT阵列基板连同在其上形成的各构成要素的平面图。
图9是图8的H-H’剖面图。
图10是示意性地表示出作为本发明的电子设备的实施例的投射型彩色显示装置的一例的彩色液晶投影机的剖面图。
符号说明
3a    扫描线
6a    数据线
9a    像素电极
10    TFT阵列基板
20    对置基板
21    对置电极
30    TFT
50    液晶层
70    存储电容
71         中继层
75         电介质膜
300        电容线
400        屏蔽层
41         第1层间绝缘膜
42         第2层间绝缘膜
43         第3层间绝缘膜
431        第4层间绝缘膜
432        第5层间绝缘膜
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。以下的实施例是将本发明的电光装置应用于液晶装置的实施例。
像素部中的结构
首先，参照图1至图3对本发明的第1实施例的电光装置的像素部中的结构进行说明。在此，图1是构成电光装置的图像显示区域的呈矩阵状形成的多个像素中的各种元件、布线等的等效电路。图2是形成有数据线、扫描线、像素电极等的TFT阵列基板的相邻接的多个像素组的平面图。图3是图2的A-A’剖面图。另外，在图3中，为了使各层、各构件成为在图面上可识别的程度的大小，对于该各层、各构件使比例尺不同。
在图1中，在构成本实施例中的电光装置的图像显示区域的形成为矩阵状的多个像素中，分别形成有像素电极9a和用于开关控制该像素电极9a的TFT30，供给图像信号的数据线6a被电气连接到该TFT30的源极。写入到数据线6a的图像信号S1、S2、…、Sn既可按该顺序依线顺次供给，也可对彼此相邻接的多条数据线6a，按每个组来供给。
此外，扫描线3a被电气连接到TFT30的栅极，被构成为以规定的定时(タイミング)、脉冲式地将扫描信号G1、G2、…、Gm以该顺序按线顺次供给扫描线3a。像素电极9a被电气连接到TFT30的漏极，通过使作为开关元件的TFT30在一定期间内关闭其开关，以规定的定时写入从数据线6a供给的图像信号S1、S2、…、Sn。
经像素电极9a写入作为电光物质的一例的液晶中的规定电平的图像信号S1、S2、…、Sn，在与形成于对置基板上的对置电极之间被保持一定期间。液晶，通过由所施加的电压电平使分子集合的取向、秩序变化，对光进行调制，可进行灰度显示。如果是常白模式，则根据以各像素的单位施加的电压，减少对入射光的透射率，如果是常黑模式，则根据以各像素的单位施加的电压，增加对入射光的透射(透过)率，作为整体，从电光装置射出具有与图像信号对应的对比度的光。
在此，为了防止所保持的图像信号漏泄，与被形成于像素电极9a与对置电极之间的液晶电容并联地附加存储电容70。该存储电容70与扫描线3a并排地设置，包含固定电位侧电容电极，同时包含有被固定为恒定电位的电容线300。
以下，参照图2和图3，对由上述的数据线6a、扫描线3a、TFT30等进行的实现上述电路动作的电光装置的实际的结构进行说明。
首先，本实施例的电光装置，如作为图2的A-A’剖面图的图3所示，具备透明的TFT阵列基板10和与其相对配置的透明的对置基板20。TFT阵列基板10由例如石英基板、玻璃基板、硅基板构成，对置基板20例如由玻璃基板、石英基板等构成。
在TFT阵列基板10上，如图3中所示，设置有像素电极9a，在其上侧，设置有实施了摩擦处理等的规定的取向(定向)处理的取向膜16。像素电极9a例如由ITO(铟锡氧化物)膜等的透明导电性膜构成。另一方面，在对置基板20上，遍及其整个面地设置有对置电极21，在其下侧，设置有进行了摩擦处理等的规定的取向处理的取向膜22。其中，对置电极21与上述的像素电极9a同样地例如由ITO膜等透明导电性膜构成，上述的取向膜16和22例如由聚酰亚胺膜等透明的有机膜构成。如此相对配置的TFT阵列基板10与对置基板20间，在由后述的密封材料(参照图8和图9)包围的空间内封入液晶等的电光物质，形成液晶层50。液晶层50在没有施加来自像素电极9a的电场的状态下，由取向膜16和22形成规定的取向状态。液晶层50由例如混合了一种或几种向列液晶的电光物质构成。密封材料是用于使TFT阵列基板10与对置基板20以其周边粘合的，例如由光固化(硬化)性树脂、热固化性树脂等构成的粘接剂，混入有用于使两基板的距离为规定值的玻璃纤维或玻璃珠等的隔离物(スペ一サ)。
另一方面，在图2中，在TFT阵列基板10上矩阵状地设置有多个上述像素电极9a(用点划线部9a’表示出轮廓)，分别沿像素电极9a的纵横边界，设置有数据线6a和扫描线3a。数据线6a例如由铝膜等的金属膜或合金膜构成，扫描线3a例如由导电性的多晶硅膜等构成。此外，对扫描线3a进行配置，使其与半导体层1a中的以图中的斜线朝向右上方倾斜的阴影区域示出的沟道区域1a’相对，该扫描线3a起到栅电极的功能。
即，在扫描线3a与数据线6a交叉的部位分别设有与沟道区域1a’相对配置有作为栅电极的扫描线3a的主线部的图像开关用TFT30。
如图3中所示，TFT30具有LDD(Lightly Doped Drain，轻掺杂漏)结构，作为其构成要素，具备：如上所述起到栅电极功能的扫描线3a；例如由多晶硅膜构成、由来自扫描线3a的电场形成沟道的半导体层1a的沟道区域1a’；包含将扫描线3a与半导体层1a绝缘的栅绝缘膜的绝缘膜2；半导体层1a中的低浓度源区域1b和低浓度漏区域1c以及高浓度源区域1d和高浓度漏区域1e。
另外，TFT30优选地如图3所示具有LDD结构，但也可以具有不对低浓度源区域1b和低浓度漏区域1c进行杂质打入的偏移(オフセツト)结构，也可以是将由扫描线3a的一部分构成的栅电极作为掩模、以高浓度掺入杂质、自对准式地形成高浓度源区域及高浓度漏区域的自对准型的TFT。此外，在本实施例中，作成在高浓度源区域1d与高浓度漏区域1e之间只配置有1个像素开关用TFT30的栅电极的单栅结构，但也可在其间配置2个或以上的栅电极。如果这样以双栅或三栅或以上构成TFT，则可防止沟道与源和漏区域的接合部的泄漏电流，可降低OFF时的电流。再者，构成TFT30的半导体层1a可以是非单晶层，也可以是单晶层。单晶层的形成时，可使用贴合法等已知的方法。通过将半导体层1a作成单晶层，特别地可以实现周边电路的高性能化。
另一方面，在图3中，存储电容70通过使作为与TFT30的高浓度漏区域1e和像素电极9a连接的像素电位侧电容电极的中继层71、和作为固定电位侧电容电极的电容线300的一部分，以电介质膜75介于中间相对配置而形成。如果采用该存储电容70，可以显著地提高像素电极9a中的电位保持特性。
中继层71例如由导电性的多晶硅膜构成，起到像素电位侧电容电极的功能。但是，中继层71与后面叙述的电容线300同样，也可由包含金属或合金的单一层膜或多层膜构成。中继层71除了起到像素电位侧电容电极的功能外，还具有通过接触孔83和85中继连接像素电极9a与TFT30的高浓度漏区域1e的功能。
电容线300例如由包含金属或合金的导电膜构成，起到固定电位侧电容电极的功能。该电容线300如果平面地看，则如图2中所示，与扫描线3a的形成区域重叠地被形成。更具体地说，电容线300具备沿扫描线3a延伸的主线部、在图中从与数据线6a交叉的各部位起分别沿数据线6a向上方突出的突出部和仅仅在与接触孔85对应的部位中间变细的中间细部。其中，突出部利用扫描线3a上的区域和数据线6a下的区域，对存储电容70的形成区域的增大有贡献。此外，电容线300优选地从配置有像素电极9a的图像显示区域10a起向其周围延伸设置，与恒定电位源电气连接，设为固定电位。作为这样的恒定电位源，可以是供给数据线驱动电路101的正电源、负电源的恒定电位源，也可以是供给对置基板20的对置电极21的恒定电位。
如图3中所示，电介质膜75由例如膜厚约为5～200nm的比较薄的HTO(High Temperature Oxide，高温氧化物)膜、LTO(Low TemperatureOxide，低温氧化物)膜等的氧化硅膜(相对介电常数为3.9)构成。从使存储电容70增大的观点来看，只要能充分地得到膜的可靠性，电介质膜75越薄越好。更具体地说，该电介质膜75，可举出包含TaOx(氧化钽)、BST(钛酸锶钡)、PZT(钛酸锆酸盐)、TiO2(氧化钛)、ZiO2(氧化锆)、HfO2(氧化铪)、SiON(氮氧化硅)和SiN(氮化硅)中至少一种而构成的绝缘材料。特别是，如果使用TaOx、BST、PZT、TiO2、ZiO2和HfO2这样的高介电常数材料，则可以在有限的基板上的区域中增大电容值。或者，如果使用SiO2(氧化硅)、SiON(氮氧化硅)和SiN这样的包含硅的材料，则可以减少层间绝缘膜等中的应力的发生。
而且，在本实施例中，特别地在上述的数据线6a上且在像素电极9a下形成的第3层间绝缘膜43，由无机系材料、例如SiOF和无定型碳的至少一种构成。因而，该第3层间绝缘膜43的相对介电常数为3.5或2.1～2.3，比构成上述电介质膜75的氧化硅膜的相对介电常数低。由此，可以将像素电极9a与数据线6a间产生的寄生电容的电容值抑制得较小。关于这一点的作用效果，在后面还要涉及。
附带地说，在该第3层间绝缘膜43中形成有通向中继层71的接触孔85。此外，通过CMP(Chemical Mechanical Polishing，化学机械抛光)处理等对第3层间绝缘膜43的表面进行平坦化，减少起因于由在其下方存在的各种布线、元件等引起的阶差(台阶差)的液晶层50的取向不良。但是，也可取代这种对第3层间绝缘膜43进行平坦化处理，或在此之上附加，通过在TFT阵列基板10、基底绝缘膜12、第1层间绝缘膜41和第2层间绝缘膜42中的至少一个中开出沟槽、埋入数据线6a等的布线、TFT30等来进行平坦化处理。
在图2和图3中，除了上述的部分外，在TFT30的下侧设置有下侧遮光膜11a。下侧遮光膜11a被图案形成为格子状，由此规定各像素的开口区域。再有，开口区域也由图2中的数据线6a和与其交叉形成的电容线300所规定。此外，对于下侧遮光膜11a来说，也与上述的电容线300的情况相同，为了避免其电位变动对TFT30带来不良影响，最好从图像显示区域起向其周围延伸设置并连接到恒定电位源上。
此外，在TFT30下设置有基底绝缘膜12。基底绝缘膜12除了具有从下侧遮光膜11a将TFT30层间绝缘的功能外，通过形成于TFT阵列基板10的整个面上，具有防止因TFT阵列基板10的表面研磨时的变粗糙或清洗后残留的污物等而使像素开关用TFT30特性变化的功能。
另外，在扫描线3a上形成有分别开有通向高浓度源区域1d的接触孔81和通向高浓度漏区域1e的接触孔83的第1层间绝缘膜41。
在第1层间绝缘膜41上形成有中继层71和电容线300，在它们之上形成有分别开有通向高浓度源区域1d的接触孔81和通向中继层71的接触孔85的第2层间绝缘膜42。
再有，在本实施例中，通过对第1层间绝缘膜41进行约1000℃的烧制，还可实现注入到构成半导体层1a、扫描线3a等的多晶硅膜中的离子的活化。另一方面，通过不对第2层间绝缘膜42进行这样的烧制，可实现在电容线300的界面附近产生的应力的缓和。
在构成这样的结构的本实施例中的电光装置中，以使上述第3层间绝缘膜43的相对介电常数比较低这一点为主要原因，可起到以下的作用效果。
即，通过由SiOF等来构成第3层间绝缘膜43，使其相对介电常数比较低，故可将像素电极9a与数据线6a间产生的寄生电容的电容值抑制得较小，从而，可抑制主要由于该寄生电容的存在和对数据线6a的通电而引起的像素电极9a的电位变动。由此，根据本实施例，几乎不会像以往那样发生沿数据线6a的图像上的显示不均匀等现象，可显示高品质的图像。
附带地说，在对相邻接的多条数据线6a同时实施相对于数据线6a的图像信号的供给的情况下，可更有效地获得这样的作用效果。之所以如此，是因为上述那样的显示不均匀在这样的情况下表现得更为显著或更易于辨认。以下，参照图4和图5，对这种情况进行说明。在此，图4是示意性地表示出对数据线供给图像信号的状况的立体图，图5是具有相同意义的图，且特别是示意性地表示出在像素电极与数据线间产生的寄生电容的状况的立体图。另外，在图4中，没有图示出本来应示出的接触孔等，只表示了作为为了说明本实施例的主要作用效果所必不可少的结构的数据线6a、像素电极9a和第3层间绝缘膜43。对于图5也同样如此(但未图示第3层间绝缘膜)。
在该图4中，在本实施例的电光装置中，对数据线6a供给的图像信号包括通过对1条串行信号进行串-并变换所得到的6条并行信号。即，对由6条数据线6a构成的每个组同时进行图像信号的供给。在这种图像信号的供给方法的情况下，对于与当前接受了该图像信号的供给的供给组601G相邻接的属于非供给组602G的数据线6a来说，当然不供给图像信号。再有，在图4中，被涂黑的数据线6a表示的是当前接受图像信号的供给的数据线，未涂黑的数据线6a表示的是未接受图像信号的供给的数据线。
在此，如果着眼于供给组601G，则对于与位于图中最左端的数据线6a1和位于图中最右端的数据线6a2对应的像素电极9a(图中参照标号91)来说，在与位于其外方的数据线之间产生了电容耦合。在图5中，用两箭头表示了该电容耦合的发生。因而，在图5中，与数据线6a1和6a2对应的像素电极9a的电位受到上述电容耦合的影响(若比喻地讲，是以所谓“拉曳”的形态)而变动。即，对该像素电极9a没有施加与图像信号准确地对应的电场。因此，在图5那样的情况下，产生了以大致沿数据线6a1和6a2的形式在图像上呈现显示不均匀那样的不良情况。而且，如该例那样，在与每6条像素电极9a相对应来表现显示不均匀等的情况下，当然更容易在图像上辨认出来，可以说情形变得更为严重。
然而，在本实施例中，如图4中所示，在像素电极9a与数据线6a之间配置有其相对介电常数比较低的第3层间绝缘膜43。因而，在图4中，将如图5所示的寄生电容的电容值抑制得非常低。由此，在与数据线6a对应的像素电极9a中几乎不产生电位的变动。
如上所述，根据本实施例的电光装置，可以能尽可能地抑制以往所见到的沿数据线6a的显示不均匀现象的发生。
再有，在上述实施例中，对通过由用无机系材料构成第3层间绝缘膜43，使其相对介电常数比构成存储电容70的电介质膜75的相对介电常数低的情况进行了说明，但本发明不限定于这种形式。
首先，不限于第3层间绝缘膜43，对于上述的第1层间绝缘膜41和第2层间绝缘膜42来说，它们也可由无机系材料构成，使其相对介电常数比电介质膜75的相对介电常数低。此时，如图3中所示，因为第1层间绝缘膜41被配置在扫描线3a与中继层71之间，第2层间绝缘膜42被配置在电容线300与数据线6a之间，所以如果将这些第1和第2层间绝缘膜41和42的相对介电常数设为比较低的状态，则可以将在扫描线3a与中继层71之间产生的寄生电容或在电容线300与数据线6a之间产生的寄生电容抑制得较小。
由此，可以减少产生因扫描线3a的通电引起的中继层71的电位变动、或因数据线6a的通电引起的电容线300的电位变动等情况的可能性。
如上所述，根据本实施例的电光装置，因为对于任何一要素来说都不会产生以电容耦合为原因的不必要的电位变动，所以可提供可预期更准确的工作的电光装置。
再有，如上所述的结构是以对于所有的第1、第2和第3层间绝缘膜41、42和43都设为低介电常数的情况为前提的，但根据情况，也可以实现只使第1层间绝缘膜41或只使第2层间绝缘膜42、或者只使两者、进而只使第1层间绝缘膜41和第3层间绝缘膜43为低介电常数的层间绝缘膜等各种组合。在任何一种情况下，因为可得到减少上述那样的分别位于层间绝缘膜的上下的要素间的寄生电容的电容值这样的作用效果，所以当然有助于提供能预期更准确的工作的电光装置。
此外，在上述实施例中，虽然只提到了使第3层间绝缘膜43的相对介电常数比电介质膜75的相对介电常数低的情况，但除此以外，也可附加第3层间绝缘膜43的相对介电常数比第1和第2层间绝缘膜41和42的相对介电常数低的限定。这种情况下，因为第3层间绝缘膜43的相对介电常数相对地为最低，故可使在像素电极9a与数据线6a之间产生的寄生电容的电容值为极小。由此，可更有效地获得作为本发明的主要目的的、防止发生沿数据线6a的显示不均匀的作用效果。
再者，优选地将上述实施例中的各种层间绝缘膜41、42和43的厚度形成为800nm或以上、更为优选地是1000nm或以上。据此，因为可使寄生电容的电容值进一步下降，故可更有效地获得上述的作用效果。
另外，在上述实施例中，如图2中所示，虽然平面地看像素电极9a和数据线6a被形成为重叠，但更为理想的是，最好如尽可能减小或完全消除两者的重叠的部分那样决定该像素电极9a与该数据线6a的配置关系。因为在这种情况下，原理上讲，不会发生寄生电容，故能更可靠地起到上述的作用效果。
如果将以上所述一般地归纳起来，则如下所述。即，如果将在分别位于某个层间绝缘膜的上下的要素间发生的寄生电容的电容值设为Cs，将该层间绝缘膜的相对介电常数和厚度设为ε和d，将该要素间从平面上看重叠的面积设为S，则可用下式来表示：
Cs＝ε·(S/d)
根据该式，为了实现尽可能小的电容值Cs，最好是使相对介电常数ε更小，使重叠的面积S更小，而且使该层间绝缘膜的厚度d更厚。上面叙述的各种方案当然都是根据这些要点提出的。
进而言之，虽然以上只提到了上述实施例中的第3层间绝缘膜43由SiOF和无定型碳等的无机系材料构成的情况，但本发明不限定于这种形态，例如也可由有机系材料构成以代替无机系材料。在此，作为有机系材料，可举出氢倍半硅氧烷(HSQ，Hydrogen Silsesquioxane)、甲基倍半硅氧烷(メチルシルセスキオキサン)、气凝胶/干凝胶、聚酰亚胺、氟化聚酰亚胺、聚烯丙基醚、氟化聚烯丙基醚、DVS-苯并环丁烯、全氟环丁烯、聚对亚苯基二甲基-N、聚对亚苯基二甲基-F、聚萘-N、聚萘-F、特氟隆等。
在由这样的有机系材料构成层间绝缘膜的情况下，例如可通过旋转涂敷法来形成，据此可促进本实施例的电光装置的制造的容易性。在以下的表1中示出了这些材料的相对介电常数。
表1
  材料名   相对介电常数
  SiOF   3.5～3.8
  HSQ   2.7～3.0
  甲基倍半硅氧烷   2.9
  气凝胶/干凝胶   1.1～3.0
  聚酰亚胺   2.6～3.4
  氟化聚酰亚胺   2.3～2.8
  聚烯丙基醚   2.7～2.9
  氟化聚烯丙基醚   2.7
  DVS-苯并环丁烯   2.7
  全氟环丁烯   2.2
  聚对亚苯基二甲基-N   2.6
  聚对亚苯基二甲基-F   2.3
  聚苯-N   2.3
  聚苯-F   2.3
  特氟隆   1.9
  无定形碳   2.1～2.3
如该表1中所示，因为在任何一种情况下，相对介电常数都比氧化硅膜的相对介电常数3.9低，故可相应地得到排除电容耦合的影响的作用效果。
再有，在由上述那样的有机系材料构成层间绝缘膜的情况下，TFT30的半导体层1a可以由低温多晶硅膜来构成。其原因是，有机系材料一般来说在耐热性方面较差，在高温环境下制造该电光装置的情况下，考虑在其过程中会对由有机系材料构成的层间绝缘膜带来不良影响，但在用低温(加工)工艺制造该电光装置的情况下，几乎没有必要担心这种不良情况。
第2实施例
以下，参照图6和图7，对本发明的第2实施例进行说明。在此，图6和图7是与图2和图3具有相同意义的图，但其分别是表示出在设置有屏蔽层400这一点与图2和图3不同的形态的平面图和剖面图。
在第2实施例中，如图6和图7中所示，在数据线6a与像素电极9a之间设置有屏蔽层400。如果从平面上看，如图6中所示，沿数据线6a那样且以比该数据线6a的宽度略大一些的宽度，条状地形成该屏蔽层400。在该成为条状的屏蔽层400的未图示的端部，连接有供给固定电位的电源或连接到该电源上的布线等，该屏蔽层400被设为固定电位。
此外，通过设置该屏蔽层400，将TFT阵列基板10上的层叠结构增加一层，上述的第1实施例中的第3层间绝缘膜43成为具有被分成第4层间绝缘膜431和第5层间绝缘膜432二层的结构。此外，该第4层间绝缘膜431和第5层间绝缘膜432的相对介电常数都比存储电容70的电介质膜75的相对介电常数低。
根据这样的第2实施例的电光装置，由于存在屏蔽层400的缘故，首先，仅此一点也可以在相当程度上消除像素电极9a与数据线6a之间产生的寄生电容的影响。
此外，在第2实施例中，除了上述的事项外，因为第4层间绝缘膜431和第5层间绝缘膜432的相对介电常数比电介质膜75的相对介电常数低，故可将像素电极9a与屏蔽层400间或屏蔽层400与数据线6a间产生的寄生电容的电容值抑制得较小。
根据以上所述，按照第2实施例，主要由数据线6a的通电引起的像素电极9a的电位变动，已变得难以产生。因而，在上述第1实施例基础之上，可显示更高品质的图像。
再有，在这样的第2实施例中，进而，对于上述的第5层间绝缘膜432的相对介电常数来说，可以预先设置得比第4层间绝缘膜431的相对介电常数低。这种情况下，可将屏蔽层的电位变动抑制得很低，再者，可将产生像素电极9a中的电位变动的可能性抑制得极低。因而，按照这样的形态，可更有效地获得作为本发明的主要目的的、防止发生沿数据线6a的显示不均匀的作用效果。
电光装置的整体结构
以下，参照图8和图9对如以上那样构成的本实施例中的电光装置的整体结构进行说明。进而，图8是从对置基板20一侧看TFT阵列基板连同在其上形成的各构成要素的平面图，图9是图8的H-H’剖面图。
在图8和图9中，在本实施例的电光装置中，TFT阵列基板10和对置基板20被相对配置。在TFT阵列基板10与对置基板20之间封入有液晶层50。TFT阵列基板10与对置基板20，通过设置在位于图像显示区域10a的周围的密封区域的密封材料52互相粘接。
密封材料52由用于粘合两基板的例如紫外线固化树脂、热固化性树脂等构成，可通过紫外线照射、加热等使其固化。此外，如果将本实施例中的电光装置应用于如投影机用途那样以小型装置进行放大显示的液晶装置中，则在该密封材料52中散布有用于使两基板间的距离(基板间的间隙)为规定值的玻璃纤维或玻璃珠等的间隙材料(隔离物)。或者，如果将该电光装置应用于如液晶显示器、液晶电视那样以大型装置进行等倍显示的液晶装置，则可以在液晶层50中包含这样的间隙材料。
在密封材料52的外侧的区域中，沿TFT阵列基板10的一边设置有通过以规定定时对数据线6a供给图像信号来驱动数据线6a的数据线驱动电路101和外部电路连接端子102，沿与该一边邻接的2边设置有通过以规定定时对扫描线3a供给扫描信号来驱动扫描线3a的扫描线驱动电路104。
如果供给扫描线3a的扫描信号延迟不成为问题，当然也可将扫描线驱动电路104只设置在单侧。此外，也可将数据线驱动电路101沿图像显示区域10a的边配置在两侧。
再者，在TFT阵列基板10的余下的一边，设置有多条布线105，用以连接在图像显示区域10a的两侧设置的扫描线驱动电路104之间。
此外，在对置基板20的角部的至少1处设置有导通材料106，用以在TFT阵列基板10与对置基板20之间取得电气导通。
在图9中，在TFT阵列基板10上，在形成了像素开关用的TFT、扫描线、数据线等的布线等后的像素电极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外，在最上层部分上形成有取向膜。另外，液晶层50例如由混合有一种或几种向列液晶的液晶构成，在这一对取向膜间设成规定的取向状态。
再有，在TFT阵列基板10上，除了这些数据线驱动电路101、扫描线驱动电路104等外，还可以形成以规定定时对多条数据线6a施加图像信号的采样电路、在图像信号之前对多条数据线6a分别供给规定电压电平的预充电信号的预充电电路、用于检查制造过程中、出货时的该电光装置的品质、缺陷等的检查电路等。
此外，在上述的各实施例中，代替将数据线驱动电路101和扫描线驱动电路104设置在TFT阵列基板10上，也可经设置在TFT阵列基板10的周边部上的各向异性导电膜电气地并且机械地连接到例如安装在TAB(Tape Automated Bonding，带式自动键合)基板上的驱动用LSI上。此外，在对置基板20的投射光入射侧和TFT阵列基板10的射出光射出侧，根据例如，TN(Twisted Nematic，扭曲向列)模式、VA(Vertically Aligned，垂直对准)模式、PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal，聚合物分散液晶)模式等的工作模式、常白模式·常黑模式的区别，分别在规定的方向上配置偏振膜、相位差膜、偏振板等。
电子设备
其次，对于作为将以上详细地说明的电光装置用作光阀的电子设备的一例的投射型彩色显示装置的实施例，对其整体结构、特别是光学的结构进行说明。在此，图10是投射型彩色显示装置的示意性剖面图。
在图10中，作为本实施例中的投射型彩色显示装置的一例的液晶投影机1100，被构成为这样的投影机：其中准备有3个包含将驱动电路安装在TFT阵列基板上的液晶装置的液晶模块，分别作为RGB用的光阀100R、100G、100B来使用。在液晶投影机1100中，如果由金属卤化物灯等白色光源的灯单元1102发射投射光，则由3片反射镜1106和2片分色镜1108，分成与RGB的3原色对应的光分量R、G、B，分别被引导到与各色对应的光阀100R、100G、100B上。此时，特别地为了防止B光中因长的光路引起的光损耗，故通过由入射透镜1122、中继透镜1123和射出透镜1124构成的中继透镜系统1121对其进行引导。然后，与由光阀100R、100G、100B分别调制的3原色对应的光分量，在由分色棱镜1112被再度合成之后，经投射透镜1114作为彩色图像投射到屏幕1120上。
本发明不限于上述的实施例，在不违反从权利要求书和整个说明书读取的发明的要旨或思想的范围内，可作适当的变更。伴随这样的变更的电光装置和电子设备也包含在本发明的技术的范围内。

Claims (12)

1.一种电光装置，其特征在于：
在基板上设置有在一定的方向上延伸的数据线和在与该数据线交叉的方向上延伸的扫描线，以及被配置为与上述数据线和上述扫描线的交叉区域相对应的像素电极和薄膜晶体管；
所述电光装置还具备：
由连接到上述像素电极和上述薄膜晶体管上的像素电位侧电容电极、与该像素电位侧电容电极相对配置的固定电位侧电容电极和配置在上述像素电位侧电容电极与上述固定电位侧电容电极之间的电介质膜构成的存储电容；
配置在上述像素电位侧电容电极与上述扫描线之间的第1层间绝缘膜；
配置在上述数据线与上述固定电位侧电容电极之间的第2层间绝缘膜；以及
配置在上述像素电极与上述数据线之间的第3层间绝缘膜；
从上述基板侧起按下述顺序构成：上述薄膜晶体管、上述存储电容、上述数据线和上述像素电极；
其中，上述第1层间绝缘膜、上述第2层间绝缘膜和上述第3层间绝缘膜的至少一个的相对介电常数比构成上述存储电容的电介质膜的相对介电常数低。
2.根据权利要求1所述的电光装置，其特征在于：
上述第3层间绝缘膜的相对介电常数比上述第1层间绝缘膜和上述第2层间绝缘膜的相对介电常数低。
3.根据权利要求1所述的电光装置，其特征在于：
上述第1层间绝缘膜、上述第2层间绝缘膜和上述第3层间绝缘膜的至少一个的相对介电常数等于或小于2.0。
4.根据权利要求1所述的电光装置，其特征在于：
上述第1层间绝缘膜、上述第2层间绝缘膜和上述第3层间绝缘膜的至少一个由无机系材料构成。
5.根据权利要求4所述的电光装置，其特征在于：
上述无机系材料包含SiOF和无定形碳的至少一种。
6.根据权利要求1所述的电光装置，其特征在于：
构成上述薄膜晶体管的半导体层由低温多晶硅膜构成，同时上述第1层间绝缘膜、上述第2层间绝缘膜和上述第3层间绝缘膜的至少一个由有机系材料构成。
7.根据权利要求1所述的电光装置，其特征在于：
上述像素电极和上述数据线，平面地看具有至少部分地不重叠的部分。
8.根据权利要求1所述的电光装置，其特征在于：
在上述像素电极与上述数据线之间还具备被设为固定电位的屏蔽层；
上述第3层间绝缘膜由在上述像素电极与上述屏蔽层之间配置的第4层间绝缘膜、和在上述屏蔽层与上述数据线之间配置的第5层间绝缘膜构成；
上述第4层间绝缘膜和上述第5层间绝缘膜的至少一个的相对介电常数比上述电介质膜的相对介电常数低。
9.根据权利要求8所述的电光装置，其特征在于：
上述第5层间绝缘膜的相对介电常数比上述第4层间绝缘膜的相对介电常数低。
10.根据权利要求1所述的电光装置，其特征在于：
在上述基板上，从下面起按下述顺序构成：构成上述薄膜晶体管的半导体层、在该半导体层上形成的并包含上述薄膜晶体管的栅电极的上述扫描线、上述像素电位侧电容电极、上述电介质膜、上述固定电位侧电容电极、上述数据线和上述像素电极。
11.根据权利要求1所述的电光装置，其特征在于：
上述固定电位侧电容电极构成以沿上述扫描线的方式形成的电容线的一部分。
12.一种电子设备，其特征在于：
具备权利要求1至11的任意一项所述的电光装置而构成。
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