JP2004045560A - 電気光学装置、電子機器及びアクティブマトリクス基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】開口率を低下させることなく大容量化する。
【解決手段】蓄積容量は下層及び上層の蓄積容量の多層構造である。下層及び上層蓄積容量を夫々構成する電極の一方は共用され、3層の電極構造で下層及び上層蓄積容量を構成する。下層蓄積容量は下側容量電極80及び共通容量電極81によって構成され、上層の蓄積容量は上側容量電極82及び共通容量電極81によって構成される。下層及び上層蓄積容量は、左右に隣接した2画素領域の非開口領域にまたがって形成され、その面積は1画素領域に形成される場合よりも十分に広い。これにより、下層及び上層蓄積容量は、大容量を有する。下側容量電極80及び上側容量電極82は夫々対応する画素電極に接続されて、各画素電極の蓄積容量として機能する。
【選択図】 図1
【解決手段】蓄積容量は下層及び上層の蓄積容量の多層構造である。下層及び上層蓄積容量を夫々構成する電極の一方は共用され、3層の電極構造で下層及び上層蓄積容量を構成する。下層蓄積容量は下側容量電極80及び共通容量電極81によって構成され、上層の蓄積容量は上側容量電極82及び共通容量電極81によって構成される。下層及び上層蓄積容量は、左右に隣接した2画素領域の非開口領域にまたがって形成され、その面積は1画素領域に形成される場合よりも十分に広い。これにより、下層及び上層蓄積容量は、大容量を有する。下側容量電極80及び上側容量電極82は夫々対応する画素電極に接続されて、各画素電極の蓄積容量として機能する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜トランジスタを用いた電気光学装置、電子機器及びアクティブマトリクス基板に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、液晶装置は、ガラス基板、石英基板等の2枚の基板間に液晶を封入して構成される。液晶装置では、一方の基板に、例えば薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下、TFTと称す)等の能動素子をマトリクス状に配置し、他方の基板に対向電極を配置して、両基板間に封止した液晶層の光学特性を画像信号に応じて変化させることで、画像表示を可能にする。
【0003】
即ち、TFT素子によってマトリクス状に配列された画素電極(ITO)(Indium Tin Oxide)に画像信号を供給し、画素電極と対向電極相互間の液晶層に画像信号に基づく電圧を印加して、液晶分子の配列を変化させる。これにより、画素の透過率を変化させ、画素電極及び液晶層を通過する光を画像信号に応じて変化させて画像表示を行う。
【0004】
TFTはゲート電極に走査線を介して走査信号を供給することでオン状態となり、半導体層のソース領域にデータ線を介して画像信号を供給することで、画像信号はオン状態となったTFTを介して画素電極に供給される。このような画像信号の供給は、画素電極毎に極めて短時間しか行われないので、画像信号の電圧をオン状態とされた時間よりも遥かに長時間に亘って保持するために、各画素電極には蓄積容量が付加されるのが一般的である。
【0005】
液晶装置においては、画素電極を構成するITO膜等の導電膜と画素スイッチング用のTFTを構成する半導体層との間には、走査線、データ線等を構成する各種導電膜及びこれらの導電膜を相互から電気的に絶縁するためのゲート絶縁膜や層間絶縁膜が複数積層されており、これらの画素電極と半導体層との間の距離は例えば1000nm程度に長い。従って、これらの画素電極と半導体層とを一つのコンタクトホールによって電気的に接続するのは技術的に困難である。そこで、層間絶縁膜間に画素電極と半導体層とを電気的に接続する中間導電層を形成する技術が開発されている。
【0006】
液晶装置においては、表示画像の高品位化という一般的な要請が強く、このためには、画素ピッチを微細化しつつ、画素開口率を高める(即ち、各画素において、表示光が透過する開口領域を広げる)と同時に、データ線、走査線、容量線等の各種配線の配線抵抗を低くすることが重要となる。
【0007】
しかしながら、微細ピッチな画素の高開口率化により、データ線や走査線の線幅自体も狭められることになるが、(i)走査線や容量線を形成後に高温の熱処理工程が必要なこと、(ii)走査線は、薄膜トランジスタのゲート電極としても使用されること等を理由に、走査線や容量線は導電性のポリシリコン膜から一般に形成されている。
【0008】
従って、このように微細ピッチな画素の高開口率化に伴い走査線幅や容量線幅が狭められたり、高精細化に伴い駆動周波数が高められたりすると、容量線における時定数の大きさが問題となってくる。即ち、容量線の配線抵抗により走査線に沿った方向である横方向のクロストークやゴーストの発生、コントラスト比の低下等の表示画像の画質劣化が、画素の高開口率化に伴って顕在化してくるという問題がある。
【0009】
また、TFTアクティブマトリクス駆動形式の液晶装置では、各画素に設けられた画素スイッチング用TFTのチャネル領域に入射光が照射されると光による励起で光リーク電流が発生してTFTの特性が変化する。特に、液晶装置をプロジェクタの液晶ライトバルブに用いた場合には、入射光の強度が高いため、TFTのチャネル領域やその周辺領域に対する入射光の遮光を行うことは重要となる。そこで、対向基板に設けられた各画素の開口領域を規定する遮光膜によってチャネル領域やその周辺領域を遮光するように構成されている。
【0010】
また、画素の高開口率化、即ち各画素における開口領域の比率を向上させるために、対向基板側だけでなく、TFTアレイ基板上に設けられた内蔵遮光膜により、或いはAl(アルミニウム)等の金属膜からなりTFT上を通過するデータ線により、チャネル領域やその周辺領域を遮光する技術も開発されている。
【0011】
しかし、対向基板やデータ線とTFT素子との間の距離が比較的大きいことから、対向基板に形成した遮光膜及びデータ線だけでは十分な遮光性能が得られない。
【0012】
これらの問題に対し、特開2001−265253号公報においては、TFT素子に対する遮光性能を向上させると共に、十分な蓄積容量を構築し、しかも容量線の低抵抗化を図ることを可能にした電気光学装置が提案されている。
【0013】
この提案においては、TFTを構成する半導体層と画素電極とを中継接続する中間導電層を形成し、この中間導電層に遮光機能を持たせている。また、上部容量電極とこの上部容量電極に絶縁薄膜を介して対向配置された下部容量電極とによって蓄積容量を構成し、更に、上部容量電極に中間導電層と同一膜で構成される容量線を接続する構成となっている。容量線は走査線が形成された各画素の遮光領域を利用して走査線上に配線されており、画像表示領域内から画像表示領域の周囲まで至る長い容量線を太幅に形成することができ、十分な容量を得ると共に、低抵抗化を図っている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、各画素の容量電極は各画素電極に接続されて、画素電極に書込む画像信号の保持時間を長くするようになっている。上述したように、容量電極は各画素のデータ線及び走査線の一部にしか形成することはできない。このため、容量電極の形成領域として十分な広さを確保することは困難であり、蓄積容量として十分な容量を確保することができないことがあるという問題点があった。
【0015】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、容量電極を多層構造にし、各画素の容量電極を複数画素のデータ線及び走査線領域を用いて形成可能にすることにより、十分な蓄積容量を確保して、表示むら及びちらつき等を抑制して高画質の表示を可能にすることができる電気光学装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電気光学装置は、基板にマトリクス状に設けられた複数の画素電極と、前記画素電極の形成領域及びその相互間の領域によって構成される画素領域のうち非開口領域に形成され、複数の画素領域を組として、組となった複数の画素領域の非開口領域にまたがって、多層構造を有して形成される複数層の蓄積容量と、前記複数層の蓄積容量を夫々構成する2電極の一方を前記組となった複数の画素領域中の対応する画素電極に接続するコンタクトホールとを具備したことを特徴とする。
【0017】
このような構成によれば、画素電極は基板上にマトリクス状に形成される。画素電極の形成領域を含む画素領域のうち非開口領域には、複数の画素領域を組として、組となった複数の画素領域の非開口領域にまたがって、複数層の蓄積容量が多層構造で構成される。即ち、各層の蓄積容量は、1画素領域の非開口領域に形成される場合よりも広い面積に形成される。各層の蓄積容量を夫々構成する2電極の一方は、コンタクトホールによって対応する画素電極に接続される。これにより、各画素電極毎に蓄積容量が形成されたことになる。そして、各画素電極に対応した蓄積容量は、複数の画素領域の非開口領域にまたがって形成されるので、1画素領域の非開口領域に形成される場合よりも形成領域の面積が大きい。これにより、開口率を低下させることなく、大容量化することができる。
【0018】
また、本発明に係る電気光学装置は、基板にマトリクス状に設けられた複数の画素電極と、前記画素電極の形成領域及びその相互間の領域によって構成される画素領域のうち非開口領域に形成され、左右に隣接する2画素領域を組として、組となった2画素領域の非開口領域にまたがって多層構造を有して形成される下層及び上層の蓄積容量と、前記下層の蓄積容量を構成する電極の一方を、前記組となった2画素領域のうち一方の画素領域中の画素電極に接続する第1のコンタクトホールと、前記上層の蓄積容量を構成する電極の一方を、前記組となった2画素領域のうち他方の画素領域中の画素電極に接続する第2のコンタクトホールとを具備したことを特徴とする。
【0019】
このような構成によれば、左右に隣接する画素領域にまたがって、下層の蓄積容量及び上層の蓄積容量が形成される。従って、下層及び上層の蓄積容量は、いずれも、1画素領域の非開口領域のみに形成される場合よりも、広い面積に形成される。下層の蓄積容量を構成する電極の一方は、第1のコンタクトホールを介して、組となった2画素領域のうち一方の画素領域中の画素電極に接続され、上層の蓄積容量を構成する電極の一方は、第2のコンタクトホールを介して、組となった2画素領域のうち他方の画素領域中の画素電極に接続される。こうして、下層の蓄積容量は組となった2画素領域のうち一方の画素領域中の画素電極用の蓄積容量となり、上層の蓄積容量は組となった2画素領域のうち他方の画素領域中の画素電極用の蓄積容量となる。各層の蓄積容量は広い面積に形成されており、大容量化される。
【0020】
また、本発明に係る電気光学装置は、基板にマトリクス状に設けられた複数の画素電極と、前記画素電極の形成領域及びその相互間の領域によって構成される画素領域のうち非開口領域に形成され、上下に隣接する2画素領域を組として、組となった2画素領域の非開口領域にまたがって多層構造を有して形成される下層及び上層の蓄積容量と、前記下層の蓄積容量を構成する電極の一方を、前記組となった2画素領域のうち一方の画素領域中の画素電極に接続する第1のコンタクトホールと、前記上層の蓄積容量を構成する電極の一方を、前記組となった2画素領域のうち他方の画素領域中の画素電極に接続する第2のコンタクトホールとを具備したことを特徴とする。
【0021】
このような構成によれば、上下に隣接する画素領域にまたがって、下層の蓄積容量及び上層の蓄積容量が形成される。第1及び第2のコンタクトホールによって、下層及び上層の蓄積容量を夫々構成する電極のうち各一方の電極は、夫々、組となった2画素領域のうち一方又は他方の画素領域中の画素電極に接続される。こうして、下層の蓄積容量は組となった2画素領域のうち一方の画素領域中の画素電極用の蓄積容量となり、上層の蓄積容量は組となった2画素領域のうち他方の画素領域中の画素電極用の蓄積容量となる。各層の蓄積容量は広い面積に形成されており、大容量化される。
【0022】
また、本発明は、前記下層を構成する電極の他方と、前記上層の蓄積容量を構成する電極の他方とは、共通の共通容量電極によって構成されることにより、前記下層及び上層の蓄積容量は、3層電極構造によって構成されることを特徴とする。
【0023】
このような構成によれば、下層及び上層の蓄積容量は、3層の電極によって構成される。これにより、工程数を減らすことができると共に、装置の薄型化が可能である。
【0024】
また、前記上層の蓄積容量を構成する一方の電極及び前記共通容量電極は、前記第1のコンタクトホール部分において開口していることを特徴とする。
【0025】
このような構成によれば、下層の蓄積容量を構成する電極の一方は、第1のコンタクトホール及び上層の蓄積容量を構成する一方の電極及び共通容量電極に形成された開口を介して、組となった2画素領域のうち一方の画素領域中の画素電極に接続することができる。即ち、第1のコンタクトホールに応じた開口のみを上層の蓄積容量に形成すればよく、下層の蓄積容量を構成する一方の電極と上層の蓄積容量を構成する一方の電極とを、略同一の面積に形成することができる。
【0026】
また、本発明に係る電気光学装置は、前記基板上に前記複数の画素電極に対応して夫々設けられて各画素電極に信号を供給して駆動する複数の駆動素子を更に具備し、前記下層の蓄積容量を構成する一方の電極及び前記共通容量電極は、前記上層の蓄積容量を構成する電極の一方と前記駆動素子との接続部分において開口していることを特徴とする。
【0027】
このような構成によれば、上層の蓄積容量を構成する電極の一方は、下層の蓄積容量を構成する一方の電極及び共通容量電極に形成された開口を介して、駆動素子に接続することができる。即ち、接続部分において下層の蓄積容量に開口を形成すればよく、下層の蓄積容量を構成する一方の電極と上層の蓄積容量を構成する一方の電極とを、略同一の面積に形成することができる。
【0028】
また、前記非開口領域は、前記画素電極を駆動するためのデータ線及び走査線の形成領域であることを特徴とする。
【0029】
このような構成によれば、多層構造の複数層の蓄積容量は、データ線及び走査線の形成領域に形成される。これにより、複数の蓄積容量によって開口率が低下することはない。
【0030】
また、本発明に係る電子機器は、上記電気光学装置を画像形成手段として備えたことを特徴とする。
【0031】
このような構成によれば、電気光学装置は、開口率を低下させることなく大容量化されており、明るくむらのない高品質の画像表示が可能である。
【0032】
また、本発明に係るアクティブマトリクス基板は、マトリクス状に設けられた複数の画素電極と、前記画素電極の形成領域及びその相互間の領域によって構成される画素領域のうち非開口領域に形成され、複数の画素領域を組として、組となった複数の画素領域の非開口領域にまたがって、多層構造を有して形成される複数層の蓄積容量と、前記複数層の蓄積容量を夫々構成する2電極の一方を前記組となった複数の画素領域中の対応する画素電極に接続するコンタクトホールとを具備したことを特徴とする。
【0033】
このような構成によれば、各層の蓄積容量は、1画素領域の非開口領域に形成される場合よりも広い面積に形成される。各画素電極に対応した蓄積容量は、複数の画素領域の非開口領域にまたがって形成されるので、1画素領域の非開口領域に形成される場合よりも形成領域の面積が大きい。これにより、開口率を低下させることなく、大容量化することができる。
【0034】
また、本発明に係るアクティブマトリクス基板は、マトリクス状に設けられた複数の画素電極と、前記画素電極の形成領域及びその相互間の領域によって構成される画素領域のうち非開口領域に形成され、左右に隣接する2画素領域を組として、組となった2画素領域の非開口領域にまたがって多層構造を有して形成される下層及び上層の蓄積容量と、前記下層の蓄積容量を構成する電極の一方を、前記組となった2画素領域のうち一方の画素領域中の画素電極に接続する第1のコンタクトホールと、前記上層の蓄積容量を構成する電極の一方を、前記組となった2画素領域のうち他方の画素領域中の画素電極に接続する第2のコンタクトホールとを具備したことを特徴とする。
【0035】
このような構成によれば、左右に隣接する画素領域にまたがって、下層の蓄積容量及び上層の蓄積容量が形成される。従って、下層及び上層の蓄積容量は、いずれも、1画素領域の非開口領域のみに形成される場合よりも、広い面積に形成され、大容量化される。
【0036】
また、本発明に係るアクティブマトリクス基板は、マトリクス状に設けられた複数の画素電極と、前記画素電極の形成領域及びその相互間の領域によって構成される画素領域のうち非開口領域に形成され、上下に隣接する2画素領域を組として、組となった2画素領域の非開口領域にまたがって多層構造を有して形成される下層及び上層の蓄積容量と、前記下層の蓄積容量を構成する電極の一方を、前記組となった2画素領域のうち一方の画素領域中の画素電極に接続する第1のコンタクトホールと、前記上層の蓄積容量を構成する電極の一方を、前記組となった2画素領域のうち他方の画素領域中の画素電極に接続する第2のコンタクトホールとを具備したことを特徴とする。
【0037】
このような構成によれば、上下に隣接する画素領域にまたがって、下層の蓄積容量及び上層の蓄積容量が形成される。各層の蓄積容量は広い面積に形成されており、大容量化される。
【0038】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。本実施の形態は本発明の電気光学装置を液晶装置に適用したものである。図1は本発明の第1の実施の形態に係る電気光学装置を示し、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。図2は液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。図3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側から見た平面図であり、図4はTFTアレイ基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図3のH−H’線の位置で切断して示す断面図である。図5及び図6は液晶装置を詳細に示す断面図である。図7乃至図9は製造プロセスの各工程における積層構造を工程順に示す工程図である。
【0039】
本実施の形態は各画素に対応して形成する蓄積容量を多層構造とすることにより、各画素毎の蓄積容量を複数の画素領域にまたがって形成可能にして、蓄積容量を大容量化することを可能にしたものである。本実施の形態においては蓄積容量を例えば2層(上層及び下層)の蓄積容量によって構成する。そして、上層及び下層蓄積容量の一方の電極を共通容量電極として、下側容量電極、共通容量電極及び上側容量電極の3層電極構造によって2層の蓄積容量を得ている。
【0040】
先ず、本発明の第1実施の形態における液晶装置の画素部における構成について、図1乃至図6を参照して説明する。なお、図5は左右に隣接する2つの画素領域の組のうち一方の画素領域の断面を示し、図6は他方の画素領域の断面を示している。
【0041】
液晶装置は、図3及び図4に示すように、透明なTFTアレイ基板10と透明な対向基板20との間に液晶50を封入して構成される。TFTアレイ基板10は、例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板からなり、対向基板20は、例えばガラス基板や石英基板からなる。TFTアレイ基板10上には画素を構成する画素電極等がマトリクス状に配置される。図2は画素を構成するTFTアレイ基板10上の素子の等価回路を示している。
【0042】
図2において、本実施の形態における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は夫々、画素電極9aと画素電極9aをスイッチング制御するためのTFT30とが形成されており、画像信号が供給されるデータ線(ソース線)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しても構わないし、相隣接する複数のデータ線6a同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
【0043】
また、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。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、後述する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。
【0044】
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、階調表示を可能にする。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持つ光が出射する。ここで、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と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70を付加する。
【0045】
図1乃至図6において、ガラスや石英等のTFTアレイ基板10には、下側遮光膜12及び第1層間絶縁膜13を介してLDD(Lightly Doped Drain)構造をなすTFT30が形成されている。
【0046】
TFTアレイ基板10上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極9a(図1の太破線部9a’により輪郭が示されている)が設けられており、画素電極9aの縦横の境界に各々沿ってデータ線6a及び走査線3aが設けられている。そして、下側遮光膜12は、これらのデータ線6a及び走査線3aに沿って、各画素に対応して格子状に設けられている。
【0047】
下側遮光膜12は、例えば、Ti、Cr、W、Ta、Mo、Pb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等からなる。
【0048】
TFT30は、チャネル領域1a′、ソース領域1d、ドレイン領域1eが形成された半導体層1aにゲート絶縁膜をなす絶縁膜2を介してゲート電極をなす走査線3aが設けられてなる。走査線3aは、ゲート電極となる部分において幅広に形成されており、チャネル領域1a′(図1の斜線部)は、半導体層1aと走査線3aとが対向する領域に構成される。
【0049】
下側遮光膜12は、TFT30の形成領域に対応する領域、後述するデータ線6a及び走査線3a等の形成領域、即ち各画素の非表示領域に対応した領域に形成されている。この下側遮光膜12によって、反射光がTFT30のチャネル領域1a′、ソース領域1d及びドレイン領域1eに入射することが防止される。
【0050】
TFT30上には第2層間絶縁膜14が積層され、第2層間絶縁膜14上には走査線3aおよびデータ線6a方向に延びる島状の下側容量電極80(図1の太線)が形成されている。本実施の形態においては、この下側容量電極80は、下層蓄積容量の下側の容量電極を構成する。
【0051】
下側容量電極80上には誘電体膜17を介して上下層蓄積容量の共通容量電極81が対向配置されている。下側容量電極80の大部分は、平面的に見れば、共通容量電極81と重なった部分を有する。この下側容量電極80と共通容量電極81とによって、下層蓄積容量が構成される。また、共通容量電極81上には誘電体膜83を介して上層蓄積容量の上側容量電極82(破線太線)が形成されている。上側容量電極82と共通容量電極81とによって、上層蓄積容量が構成される。なお、下側容量電極80と上側容量電極82とは相互に略同一面積である。
【0052】
下層蓄積容量は、上層蓄積容量と共に、左右方向に隣接した2つの画素を組とする2画素領域において、画素電極9aが配置された画像表示領域からその周囲に延設されて形成される。そして、この左右に隣接する組の画素領域のうち、一方の画素領域については、画素電極9aとの後述するコンタクトホール26b上には、下側容量電極80のみが形成され、上側容量電極82及び共通容量電極81は形成されない(図5参照)。
【0053】
また、図6に示すように、左右に隣接する組の画素領域のうち他方の画素領域については、ドレイン領域1e上(後述するコンタクトホール26a上)には、上側容量電極82のみが形成され、下側容量電極80及び共通容量電極81は形成されない。
【0054】
なお、図1においては、左右に隣接する組の画素領域の相互間で蓄積容量の形成領域のサイズが略同一となるように、一方の画素領域のドレイン領域1e上(コンタクトホール26a上)には、下側容量電極80のみを形成し、共通容量電極81及び上側容量電極82は形成していない。
【0055】
下側容量電極80は、左右に隣接する組の画素領域のうち一方の画素領域において、TFT30の高濃度ドレイン領域1e及び画素電極9aに接続された画素電位側容量電極として作用する。また、上側容量電極82は、左右に隣接する組の画素領域のうち他方の画素領域において、TFT30の高濃度ドレイン領域1e及び画素電極9aに接続された画素電位側容量電極として作用する。
【0056】
即ち、下側容量電極80は、左右に隣接する組の画素領域のうち一方の画素領域において第1中間導電層として機能し、上側容量電極82は、左右に隣接する組の画素領域のうち他方の画素領域において第1中間導電層として機能する。
【0057】
また、共通容量電極81は、固定電位側容量電極として作用する。即ち、共通容量電極81は、定電位源と電気的に接続されて、固定電位とされる。かかる定電位源としては、TFT30を駆動するための走査信号を走査線3aに供給するための後述の走査線駆動回路63や画像信号をデータ線6aに供給するサンプリング回路を制御する後述のデータ線駆動回路61に供給される正電源や負電源の定電位源でもよいし、対向基板20の対向電極21に供給される定電位でも構わない。
【0058】
これらの容量電極80〜82は、例えば導電性のポリシリコン膜等によって構成することができる。
【0059】
誘電体膜17,83は、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、あるいは窒化シリコン膜等から構成される。蓄積容量を増大させる観点からは、膜の信頼性が十分に得られる限りにおいて、誘電体膜17,83は薄い程よい。
【0060】
また、データ線6aとソース領域1dを電気的に接続するために、下側容量電極80と同一層で形成される第2中間導電層15bが形成されている。第2中間導電層15bは第2層間絶縁膜14及び絶縁膜2を貫通するコンタクトホール24aを介してソース領域1dに電気的に接続されている。
【0061】
上側容量電極82上には第3層間絶縁膜19が配置され、第3層間絶縁膜19上にはデータ線6aが積層される。データ線6aは、第3層間絶縁膜19及び誘電体膜83,17を貫通するコンタクトホール24bを介してソース領域1dに電気的に接続される。
【0062】
データ線6a上には第4層間絶縁膜25を介して画素電極9aが積層されている。左右に隣接する組の画素領域のうち一方の画素領域において、画素電極9aは、第4層間絶縁膜25,第3層間絶縁膜19,上側容量電極82、誘電体膜83、共通容量電極81及び誘電体膜17を貫通するコンタクトホール26bにより下側容量電極80に電気的に接続される。そして、下側容量電極80は第2層間絶縁膜14及び絶縁膜2を貫通するコンタクトホール26aを介してドレイン領域1eに電気的に接続される(図5参照)。
【0063】
また、図6に示すように、左右に隣接する組の画素領域のうち他方の画素領域において、画素電極9aは、第4層間絶縁膜25及び第3層間絶縁膜19を貫通するコンタクトホール26b′により上側容量電極82に電気的に接続される。そして、上側容量電極82は誘電体膜83、共通容量電極81、誘電体膜17、第2層間絶縁膜14及び絶縁膜2を貫通するコンタクトホール26a′を介してドレイン領域1eに電気的に接続される。
【0064】
画素電極9a上にはポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜16が積層され、所定方向にラビング処理されている。
【0065】
走査線3a(ゲート電極)にON信号が供給されることで、チャネル領域1a′が導通状態となり、ソース領域1dとドレイン領域1eとが接続されて、データ線6aに供給された画像信号が画素電極9aに与えられる。
【0066】
一方、対向基板20には、TFTアレイ基板のデータ線6a、走査線3a及びTFT30の形成領域に対向する領域、即ち各画素の非表示領域において第1遮光膜23が設けられている。この第1遮光膜23によって、対向基板20側からの入射光がTFT30のチャネル領域1a′、ソース領域1d及びドレイン領域1eに入射することが防止される。第1遮光膜23上に、対向電極(共通電極)21が基板20全面に亘って形成されている。対向電極21上にポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜22が積層され、所定方向にラビング処理されている。
【0067】
そして、TFTアレイ基板10と対向基板20との間に液晶50が封入されている。これにより、TFT30は所定のタイミングでデータ線6aから供給される画像信号を画素電極9aに書き込む。書き込まれた画素電極9aと対向電極21との電位差に応じて液晶50の分子集合の配向や秩序が変化して、光を変調し、階調表示を可能にする。
【0068】
図3及び図4に示すように、対向基板20には表示領域を区画する額縁としての遮光膜42が設けられている。遮光膜42は例えば遮光膜23と同一又は異なる遮光性材料によって形成されている。
【0069】
遮光膜42の外側の領域に液晶を封入するシール材41が、TFTアレイ基板10と対向基板20間に形成されている。シール材41は対向基板20の輪郭形状に略一致するように配置され、TFTアレイ基板10と対向基板20を相互に固着する。シール材41は、TFTアレイ基板10の1辺の一部において欠落しており、貼り合わされたTFTアレイ基板10及び対向基板20相互の間隙には、液晶50を注入するための液晶注入口78が形成される。液晶注入口78より液晶が注入された後、液晶注入口78を封止材79で封止するようになっている。
【0070】
TFTアレイ基板10のシール材41の外側の領域には、データ線駆動回路61及び実装端子62がTFTアレイ基板10の一辺に沿って設けられており、この一辺に隣接する2辺に沿って、走査線駆動回路63が設けられている。TFTアレイ基板10の残る一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路63間を接続するための複数の配線64が設けられている。また、対向基板20のコーナー部の少なくとも1箇所においては、TFTアレイ基板10と対向基板20との間を電気的に導通させるための導通材65が設けられている。
【0071】
このように構成された実施の形態においては、蓄積容量は下層及び上層の階層構造を有し、左右に隣接する2画素領域の非開口領域にまたがって形成される。下層蓄積容量は、下側容量電極80が、左右に隣接する組の画素領域のうち一方の画素領域において画素電極9aに接続され、上層蓄積容量は、上側容量電極82が、左右に隣接する組の画素領域のうち他方の画素領域において画素電極9aに接続される。そして、下層及び上層蓄積容量の共通容量電極81は、固定電位に接続される。
【0072】
即ち、下側容量電極80と共通容量電極81とによって、左右に隣接する組の画素のうち一方の画素の蓄積容量を構成し、左右に隣接する組の画素のうち他方の画素は、上側容量電極82と共通容量電極81とによって蓄積容量を構成する。
【0073】
そして、これらの下側容量電極及び上容量電極は、コンタクトホールの部分を除いて2画素領域にまたがる広い面積の相互に略同様の大きさに形成される。これにより、下層蓄積容量及び上層蓄積容量のいずれも、蓄積容量を1画素領域に形成する場合に比して約2倍の形成領域に形成されることになる。
【0074】
従って、各画素毎の蓄積容量は、蓄積容量を1画素領域に形成する場合に比して約2倍の容量値に構成される。
【0075】
次に、図7乃至9を参照して上述した第1実施の形態の電気光学装置の製造プロセスについて、製造プロセスの各工程における電気光学装置の積層構造を工程順に示す工程図である。
【0076】
先ず、石英基板、ハードガラス、シリコン基板等のTFTアレイ基板10を用意する(図7(a))。好ましくはN2(窒素)等の不活性ガス雰囲気且つ約900〜1300℃の高温でアニール処理し、後に実施される高温プロセスにおけるTFTアレイ基板10に生じる歪みが少なくなるように前処理しておく。
【0077】
次に、Ti、Cr、W、Ta、Mo及びPd等の金属や金属シリサイド等の金属合金膜を、スパッタリングにより、100〜500nm程度の膜厚、好ましくは約200nmの膜厚に堆積させる。そしてフォトリソグラフィ及びエッチングにより、平面形状が格子状の下側遮光膜12を形成する(図7(b))。
【0078】
次に、下側遮光膜12上に、例えば、常圧又は減圧CVD法等によりTEOS(テトラ・エチル・オルソ・シリケート)ガス、TEB(テトラ・エチル・ボートレート)ガス、TMOP(テトラ・メチル・オキシ・フォスレート)ガス等を用いて、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からなる層間絶縁膜13を形成する(図7(c))。この層間絶縁膜13の膜厚は、例えば約500〜2000nm程度とする。
【0079】
次に、層間絶縁膜13上に、約450〜550℃、好ましくは約500℃の比較的低温環境中で、流量約400〜600cc/minのモノシランガス、ジシランガス等を用いた減圧CVD(例えば、圧力約20〜40PaのCVD)により、アモルファスシリコン膜を形成する。その後、窒素雰囲気中で、約600〜700℃にて約1〜10時間、好ましくは、4〜6時間のアニール処理を施することにより、ポリシリコン膜を約50〜200nmの粒径、好ましくは約100nmの粒径となるまで固相成長させる。固相成長させる方法としては、RTA(Rapid Thermal Anneal)を使ったアニール処理でもよいし、エキシマレーザー等を用いたレーザーアニールでもよい。この際、画素スイッチング用のTFT30を、nチャネル型とするかpチャネル型にするかに応じて、V族元素やIII族元素のドーパントを僅かにイオン注入等によりドープしてもよい。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、所定パターンを有する半導体層1aを形成する(図7(d))。
【0080】
次に、TFT30を構成する半導体層1aを約900〜1300℃の温度、好ましくは約1000℃の温度により熱酸化し、続けて減圧CVD法等により、若しくは両者を続けて行うことにより、多層の高温酸化シリコン膜(HTO膜)や窒化シリコン膜からなる(ゲート絶縁膜を含む)下層及び上層のゲート絶縁膜2を形成する(図7(e))。
【0081】
この結果、半導体層1aは、約30〜150nmの厚さ、好ましくは約35〜50nmの厚さとなり、絶縁膜2の厚さは、約20〜150nmの厚さ、好ましくは約30〜100nmの厚さとなる。
【0082】
次に、画素スイッチング用のTFT30のスレッシュホールド電圧Vthを制御するために、半導体層1aのうちNチャネル領域或いはPチャネル領域に、ボロン等のドーパントを予め設定された所定量だけイオン注入等によりドープする。
【0083】
次に、減圧CVD法等によりポリシリコン膜を堆積し、更にリン(P)を熱拡散し、このポリシリコン膜を導電化する。または、Pイオンをこのポリシリコン膜の成膜と同時に導入したドープトシリコン膜を用いてもよい。このポリシリコン膜の膜厚は、約100〜500nmの厚さ、好ましくは約350nm程度である。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、TFT30のゲート電極部を含めて所定パターンの走査線3aを形成する(図7(f))。
【0084】
例えば、TFT30を、LDD構造を持つnチャネル型のTFTとする場合には、半導体層1aに、低濃度ソース領域及び低濃度ドレイン領域を形成するために、走査線3a(ゲート電極)をマスクとして、P等のV族元素のドーパントを低濃度で(例えば、Pイオンを1〜3×1013/cm2のドーズ量にて)ドープする(図7(g))。これにより走査線3a下の半導体層1aはチャネル領域1a’となる。
【0085】
更に、画素スイッチング用TFT30を構成する高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eを形成するために、走査線3aよりも幅の広い平面パターンを有するレジスト層を走査線3a上に形成する。その後、P等のV族元素のドーパントを高濃度で(例えば、Pイオンを1〜3×1015/cm2のドーズ量にて)ドープする。
【0086】
こうして、低濃度のソース・ドレイン領域と高濃度のソース・ドレイン領域とを有するLDD構造の素子を構成する(図7(h))。なお、例えば、低濃度のドープを行わずに、オフセット構造のTFTとしてもよく、走査線3aをマスクとして、Pイオン、Bイオン等を用いたイオン注入技術によりセルフアライン型のTFTとしてもよい。この不純物のドープにより走査線3aは更に低抵抗化される。
【0087】
次に、走査線3a上に、例えば、常圧又は減圧CVD法等によりTEOSガス、TEBガス、TMOPガス等を用いて、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からなる第2層間絶縁膜14を形成する(図8(i))。この第2層間絶縁膜14の膜厚は、例えば約500〜2000nm程度とする。ここで好ましくは、800℃の程度の高温でアニール処理し、層間絶縁膜14の膜質を向上させておく。
【0088】
次に、第2層間絶縁膜14に対する反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより、コンタクトホール24a,26aを同時開孔する(図8(j))。
【0089】
次に、蓄積容量を構成する。本実施の形態においは、蓄積容量は、下側蓄積容量と上側蓄積容量の上下2層蓄積容量によって構成される。即ち、上下又は左右の2つの画素領域に対応して、上下2層で蓄積容量を形成することによって、容量電極の1層当たりの形成領域を、蓄積容量を1画素領域に形成する場合の2倍にする。また、本実施の形態においては、この場合において、上下蓄積容量を構成する2対の電極の一方を共通の電極とすることによって、下側容量電極80、誘電体膜17、共通容量電極81、誘電体膜83及び上側容量電極82の3層電極構造によって、上下2層蓄積容量を得ている。
【0090】
即ち、先ず、第2層間絶縁膜14上に下側容量電極80を形成する(図8(k))。次に、下側容量電極80上に誘電体膜17を形成する(図8(l))。更に、誘電体膜17上に共通容量電極81を形成する(図8(m))。更に、共通容量電極81上に誘電体膜83を形成し(図8(n))、誘電体膜83上に上側容量電極82を形成する(図8(o))。
【0091】
次に、これらの下側容量電極80、誘電体膜17、共通容量電極81、誘電体膜83及び上側容量電極82によって構成される上下2層の蓄積容量上に、例えば、常圧又は減圧CVD法やTEOSガス等を用いて、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からなる第3層間絶縁膜19を形成する(図9(p))。第3層間絶縁膜19の膜厚は、例えば500〜1500nm程度である。
【0092】
次に、第3層間絶縁膜19に対する反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより、コンタクトホール24bを開孔する(図9(q))。
【0093】
次に、コンタクトホール24bを埋めるように第3層間絶縁膜19上の全面に、スパッタリング等により、遮光性のAl等の低抵抗金属や金属シリサイド等を金属膜として、約100〜500nmの厚さ、好ましくは約300nmに堆積する。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、所定パターンを有するデータ線6aを形成する(図9(r))。
【0094】
次に、データ線6a上を覆うように、例えば、常圧又は減圧CVD法やTEOSガス等を用いて、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からなる第4層間絶縁膜25を形成する(図9(s))。第4層間絶縁膜25の膜厚は、例えば500〜1500nm程度である。
【0095】
次に、第4層間絶縁膜25及び第3層間絶縁膜19に対する反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより、コンタクトホール26bを開孔する。なお、図9(t)では第4層間絶縁膜25及び第3層間絶縁膜19のみをエッチングしたが、上側容量電極82、誘電体膜83及び共通容量電極81がこの部分まで形成されている場合には、これらの層についてもエッチングを施して開孔する必要がある。
【0096】
次に、このコンタクトホール26bの内周面及び第4層間絶縁膜25上に、スパッタ処理等により、ITO膜等の透明導電性膜を、約50〜200nmの厚さに堆積する。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、画素電極9aを形成する(図9(u))。なお、液晶装置を反射型の液晶装置に用いる場合には、Al等の反射率の高い不透明な材料から画素電極9aを形成してもよい。コンタクトホール26bは、下側容量電極80と画素電極9aとを接続する。
【0097】
次に、このように構成されたTFTアレイ基板10と対向基板20とに対して、パネル組立工程が実施される。パネル組立工程においては、先ず、TFTアレイ基板10及び対向基板20に対して、配向膜16,22となるポリイミド(PI)を塗布する。
【0098】
次に、TFTアレイ基板10表面の配向膜16及び対向基板20表面の配向膜22に対して、ラビング処理を施す。次に、洗浄工程を行う。この洗浄工程は、ラビング処理によって生じた塵埃を除去するためのものである。洗浄工程が終了すると、シール材41、及び導通材65(図3参照)を形成する。シール材41を形成した後、TFTアレイ基板10と対向基板20とを貼り合わせ、アライメントを施しながら圧着し、シール材41を硬化させる。最後に、シール材41の一部に設けた切り欠きから液晶を封入し、切り欠きを塞いで液晶を封止する。
【0099】
このように本実施の形態においては、左右方向に隣接する2つの画素領域を組として、下層及び上層の蓄積容量をこれらの2画素領域に形成し、下層蓄積容量を組となった2画素のうちの一方の画素の蓄積容量として用い、下層蓄積容量を組となった2画素のうちの他方の画素の蓄積容量として用いる。これにより、各画素の蓄積容量として形成される上下2層の蓄積容量の領域は、1画素領域に形成する場合に比して2倍の面積を有する。これにより、十分な蓄積容量を確保することを可能にすることができる。
【0100】
図10は本発明の第2の実施の形態に係る電気光学装置を示し、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。図10において図1と同一機能を有する構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【0101】
第1の実施の形態においては、左右方向に隣接した2つの画素領域を組として下層及び上層の蓄積容量を形成した。これに対し、本実施の形態は上下方向に隣接した2つの画素領域を組として下層及び上層の蓄積容量を形成したものである。
【0102】
本実施の形態においては、ドレインコンタクト用のコンタクトホール26aとソースコンタクト用のコンタクトホール24a,24bの位置を、上下方向に隣接した2つの画素領域毎に相互に入れ換えると共に、上下方向に隣接した2つの画素領域に下層及び上層蓄積容量を形成するようにした点が第1の実施の形態と異なり、他の構成は第1の実施の形態と同様である。
【0103】
即ち、TFT30上には第2層間絶縁膜14が積層され、第2層間絶縁膜14上には走査線3aおよびデータ線6a方向に延びる島状の下側容量電極90(太線)が形成されている。この下側容量電極90は、下層蓄積容量の下側の容量電極を構成する。
【0104】
下側容量電極90上には誘電体膜17(図5参照)を介して上下層蓄積容量の共通容量電極91が対向配置されている。下側容量電極90の大部分は、平面的に見れば、共通容量電極91と重なった部分を有する。この下側容量電極90と共通容量電極91とによって、下層蓄積容量が構成される。また、共通容量電極91上には図示しない誘電体膜を介して上層蓄積容量の上側容量電極92(破線太線)が形成されている。上側容量電極92と共通容量電極91とによって、上層蓄積容量が構成される。
【0105】
下層蓄積容量は、上層蓄積容量と共に、上下方向に隣接した2つの画素を組とする2画素領域において、画素電極9aが配置された画像表示領域からその周囲に延設されて形成される。そして、この上下に隣接する組の画素領域のうち、一方の画素領域については、画素電極9aとのコンタクトホール26b上には、下側容量電極90のみが形成され、上側容量電極92及び共通容量電極91は形成されない。
【0106】
また、上下に隣接する組の画素領域のうち他方の画素領域については、ドレイン領域1e上(コンタクトホール26a上)には、上側容量電極92のみが形成され、下側容量電極90及び共通容量電極91は形成されない。
【0107】
下側容量電極90は、上下に隣接する組の画素領域のうち一方の画素領域において、TFT30の高濃度ドレイン領域1e及び画素電極9aに接続された画素電位側容量電極として作用する。また、上側容量電極92は、上下に隣接する組の画素領域のうち他方の画素領域において、TFT30の高濃度ドレイン領域1e及び画素電極9aに接続された画素電位側容量電極として作用する。
【0108】
即ち、下側容量電極90は、上下に隣接する組の画素領域のうち一方の画素領域において第1中間導電層として機能し、上側容量電極92は、上下に隣接する組の画素領域のうち他方の画素領域において第1中間導電層として機能する。
【0109】
また、共通容量電極91は、固定電位側容量電極として作用する。即ち、共通容量電極91は、定電位源と電気的に接続されて、固定電位とされる。かかる定電位源としては、TFT30を駆動するための走査信号を走査線3aに供給するための後述の走査線駆動回路63や画像信号をデータ線6aに供給するサンプリング回路を制御する後述のデータ線駆動回路61に供給される正電源や負電源の定電位源でもよいし、対向基板20の対向電極21に供給される定電位でも構わない。
【0110】
また、本実施の形態においては、上下に隣接する組の画素領域のうち一方の画素領域におけるソースコンタクト24a,24b及びドレインコンタクト26aの位置と、上下に隣接する組の画素領域のうち他方の画素領域におけるソースコンタクト24a,24b及びドレインコンタクト26aの位置とは相互に入れ換えたものとなっている。
【0111】
このように構成された実施の形態においても、蓄積容量は下層及び上層の階層構造を有し、上下に隣接する2画素領域の非開口領域にまたがって形成される。下層蓄積容量は、下側容量電極90が、上下に隣接する組の画素領域のうち一方の画素領域において画素電極9aに接続され、上層蓄積容量は、上側容量電極92が、上下に隣接する組の画素領域のうち他方の画素領域において画素電極9aに接続される。そして、下層及び上層蓄積容量の共通容量電極91は、固定電位に接続される。
【0112】
即ち、上下に隣接する組の画素のうち一方の画素は下側容量電極90と共通容量電極91とによって蓄積容量を構成し、上下に隣接する組の画素のうち他方の画素は上側容量電極92と共通容量電極91とによって蓄積容量を構成する。
【0113】
そして、これらの下側容量電極及び上容量電極は、コンタクトホールの部分を除いて2画素領域にまたがる広い面積の相互に略同様の大きさに形成される。これにより、下層蓄積容量及び上層蓄積容量のいずれも、蓄積容量を1画素領域に形成する場合に比して約2倍の形成領域に形成されることになる。
【0114】
従って、各画素毎の蓄積容量は、蓄積容量を1画素領域に形成する場合に比して約2倍の容量値に構成される。
【0115】
このように、本実施の形態においても第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0116】
図11は本発明の第3の実施の形態を示す概略構成図である。本実施の形態は第1又は第2の実施の形態の液晶装置を用いた電子機器の一例である投射型表示装置を示している。
【0117】
図11において、光源210は、メタルハライド等のランプ211とランプ211の光を反射するリフレクタ222とによって構成される。光源210からの出射光路上に、青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー213及び反射ミラー217が配設される。ダイクロイックミラー213は、光源210からの光束のうちの赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。反射ミラー217は、ダイクロイックミラー213を透過した赤色光を反射する。
【0118】
ダイクロイックミラー213の反射光の光路上には、緑色光反射のダイクロイックミラー214及び反射ミラー215が配設され、ダイクロイックミラー214は、入射光のうち緑色光を反射し、青色光を透過させる。反射ミラー215はダイクロイックミラー214の透過光を反射する。反射ミラー215の反射光の光路上には反射ミラー216が配設されており、反射ミラー216は、反射ミラー215の反射光(青色光)を更に反射する。
【0119】
反射ミラー217,ダイクロイックミラー214及び反射ミラー216の出射光路上には、夫々光変調装置である液晶装置222,223,224が配設されている。液晶装置222乃至224には、夫々赤色光、緑色光又は青色光が入射し、液晶装置222乃至224は、夫々R,G,B画像信号に応じて、入射光を光変調し、各R,G,Bの画像光をダイクロイックプリズム225に出射する。
【0120】
ダイクロイックプリズム225は、4つの直角プリズムが貼り合わされて構成され、その内面に赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。ダイクロイックプリズム225は、これらの誘電体多層謨によって、3つのR,G,B色光を合成して、カラー画像の画像光を出射する。
【0121】
ダイクロイックプリズム225の出射光路上には投射光学系を構成する投射レンズ226が配設されており、投射レンズ226は、合成された画像光をスクリーン227上に投射する。こうして、スクリーン227には、拡大された画像が表示される。
【0122】
このように構成された実施の形態においては、液晶装置222,223,224は、開口率を低下させることなく大容量化されている。これにより、液晶装置222,223,224によってスクリーン227上に投射される画像は、表示むら、ちらつき等を生じさせることなく、明るい高画質の画像となる。
【0123】
尚、本発明は、電気光学装置は液晶装置に限るものでなく、有機エレクトロルミネッセンス装置や無機エレクトロルミネッセンス装置のエレクトロルミネッセンス装置、電気泳動装置等も適用できることは言うまでも無い。
【0124】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、容量電極を多層構造にし、各画素の容量電極を複数画素のデータ線及び走査線領域を用いて形成可能にすることにより、十分な蓄積容量を確保して、表示むら及びちらつき等を抑制して高画質の表示を可能にすることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る電気光学装置を示し、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。
【図2】液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図。
【図3】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側から見た平面図。
【図4】TFTアレイ基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図3のH−H’線の位置で切断して示す断面図。
【図5】液晶装置を詳細に示す断面図である。
【図6】液晶装置を詳細に示す断面図である。
【図7】製造プロセスの各工程における積層構造を工程順に示す工程図。
【図8】製造プロセスの各工程における積層構造を工程順に示す工程図。
【図9】製造プロセスの各工程における積層構造を工程順に示す工程図。
【図10】本発明の第2の実施の形態に係る電気光学装置を示し、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。
【図11】本発明の第3の実施の形態を示す概略構成図。
【符号の説明】
1a…半導体層
1a’…チャネル領域
3a…走査線
9a…画素電極
24a,24b,26,26b…コンタクトホール
80…下側容量電極
81…共通容量電極
82…上側容量電極
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜トランジスタを用いた電気光学装置、電子機器及びアクティブマトリクス基板に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、液晶装置は、ガラス基板、石英基板等の2枚の基板間に液晶を封入して構成される。液晶装置では、一方の基板に、例えば薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下、TFTと称す)等の能動素子をマトリクス状に配置し、他方の基板に対向電極を配置して、両基板間に封止した液晶層の光学特性を画像信号に応じて変化させることで、画像表示を可能にする。
【0003】
即ち、TFT素子によってマトリクス状に配列された画素電極(ITO)(Indium Tin Oxide)に画像信号を供給し、画素電極と対向電極相互間の液晶層に画像信号に基づく電圧を印加して、液晶分子の配列を変化させる。これにより、画素の透過率を変化させ、画素電極及び液晶層を通過する光を画像信号に応じて変化させて画像表示を行う。
【0004】
TFTはゲート電極に走査線を介して走査信号を供給することでオン状態となり、半導体層のソース領域にデータ線を介して画像信号を供給することで、画像信号はオン状態となったTFTを介して画素電極に供給される。このような画像信号の供給は、画素電極毎に極めて短時間しか行われないので、画像信号の電圧をオン状態とされた時間よりも遥かに長時間に亘って保持するために、各画素電極には蓄積容量が付加されるのが一般的である。
【0005】
液晶装置においては、画素電極を構成するITO膜等の導電膜と画素スイッチング用のTFTを構成する半導体層との間には、走査線、データ線等を構成する各種導電膜及びこれらの導電膜を相互から電気的に絶縁するためのゲート絶縁膜や層間絶縁膜が複数積層されており、これらの画素電極と半導体層との間の距離は例えば1000nm程度に長い。従って、これらの画素電極と半導体層とを一つのコンタクトホールによって電気的に接続するのは技術的に困難である。そこで、層間絶縁膜間に画素電極と半導体層とを電気的に接続する中間導電層を形成する技術が開発されている。
【0006】
液晶装置においては、表示画像の高品位化という一般的な要請が強く、このためには、画素ピッチを微細化しつつ、画素開口率を高める(即ち、各画素において、表示光が透過する開口領域を広げる)と同時に、データ線、走査線、容量線等の各種配線の配線抵抗を低くすることが重要となる。
【0007】
しかしながら、微細ピッチな画素の高開口率化により、データ線や走査線の線幅自体も狭められることになるが、(i)走査線や容量線を形成後に高温の熱処理工程が必要なこと、(ii)走査線は、薄膜トランジスタのゲート電極としても使用されること等を理由に、走査線や容量線は導電性のポリシリコン膜から一般に形成されている。
【0008】
従って、このように微細ピッチな画素の高開口率化に伴い走査線幅や容量線幅が狭められたり、高精細化に伴い駆動周波数が高められたりすると、容量線における時定数の大きさが問題となってくる。即ち、容量線の配線抵抗により走査線に沿った方向である横方向のクロストークやゴーストの発生、コントラスト比の低下等の表示画像の画質劣化が、画素の高開口率化に伴って顕在化してくるという問題がある。
【0009】
また、TFTアクティブマトリクス駆動形式の液晶装置では、各画素に設けられた画素スイッチング用TFTのチャネル領域に入射光が照射されると光による励起で光リーク電流が発生してTFTの特性が変化する。特に、液晶装置をプロジェクタの液晶ライトバルブに用いた場合には、入射光の強度が高いため、TFTのチャネル領域やその周辺領域に対する入射光の遮光を行うことは重要となる。そこで、対向基板に設けられた各画素の開口領域を規定する遮光膜によってチャネル領域やその周辺領域を遮光するように構成されている。
【0010】
また、画素の高開口率化、即ち各画素における開口領域の比率を向上させるために、対向基板側だけでなく、TFTアレイ基板上に設けられた内蔵遮光膜により、或いはAl(アルミニウム)等の金属膜からなりTFT上を通過するデータ線により、チャネル領域やその周辺領域を遮光する技術も開発されている。
【0011】
しかし、対向基板やデータ線とTFT素子との間の距離が比較的大きいことから、対向基板に形成した遮光膜及びデータ線だけでは十分な遮光性能が得られない。
【0012】
これらの問題に対し、特開2001−265253号公報においては、TFT素子に対する遮光性能を向上させると共に、十分な蓄積容量を構築し、しかも容量線の低抵抗化を図ることを可能にした電気光学装置が提案されている。
【0013】
この提案においては、TFTを構成する半導体層と画素電極とを中継接続する中間導電層を形成し、この中間導電層に遮光機能を持たせている。また、上部容量電極とこの上部容量電極に絶縁薄膜を介して対向配置された下部容量電極とによって蓄積容量を構成し、更に、上部容量電極に中間導電層と同一膜で構成される容量線を接続する構成となっている。容量線は走査線が形成された各画素の遮光領域を利用して走査線上に配線されており、画像表示領域内から画像表示領域の周囲まで至る長い容量線を太幅に形成することができ、十分な容量を得ると共に、低抵抗化を図っている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、各画素の容量電極は各画素電極に接続されて、画素電極に書込む画像信号の保持時間を長くするようになっている。上述したように、容量電極は各画素のデータ線及び走査線の一部にしか形成することはできない。このため、容量電極の形成領域として十分な広さを確保することは困難であり、蓄積容量として十分な容量を確保することができないことがあるという問題点があった。
【0015】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、容量電極を多層構造にし、各画素の容量電極を複数画素のデータ線及び走査線領域を用いて形成可能にすることにより、十分な蓄積容量を確保して、表示むら及びちらつき等を抑制して高画質の表示を可能にすることができる電気光学装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電気光学装置は、基板にマトリクス状に設けられた複数の画素電極と、前記画素電極の形成領域及びその相互間の領域によって構成される画素領域のうち非開口領域に形成され、複数の画素領域を組として、組となった複数の画素領域の非開口領域にまたがって、多層構造を有して形成される複数層の蓄積容量と、前記複数層の蓄積容量を夫々構成する2電極の一方を前記組となった複数の画素領域中の対応する画素電極に接続するコンタクトホールとを具備したことを特徴とする。
【0017】
このような構成によれば、画素電極は基板上にマトリクス状に形成される。画素電極の形成領域を含む画素領域のうち非開口領域には、複数の画素領域を組として、組となった複数の画素領域の非開口領域にまたがって、複数層の蓄積容量が多層構造で構成される。即ち、各層の蓄積容量は、1画素領域の非開口領域に形成される場合よりも広い面積に形成される。各層の蓄積容量を夫々構成する2電極の一方は、コンタクトホールによって対応する画素電極に接続される。これにより、各画素電極毎に蓄積容量が形成されたことになる。そして、各画素電極に対応した蓄積容量は、複数の画素領域の非開口領域にまたがって形成されるので、1画素領域の非開口領域に形成される場合よりも形成領域の面積が大きい。これにより、開口率を低下させることなく、大容量化することができる。
【0018】
また、本発明に係る電気光学装置は、基板にマトリクス状に設けられた複数の画素電極と、前記画素電極の形成領域及びその相互間の領域によって構成される画素領域のうち非開口領域に形成され、左右に隣接する2画素領域を組として、組となった2画素領域の非開口領域にまたがって多層構造を有して形成される下層及び上層の蓄積容量と、前記下層の蓄積容量を構成する電極の一方を、前記組となった2画素領域のうち一方の画素領域中の画素電極に接続する第1のコンタクトホールと、前記上層の蓄積容量を構成する電極の一方を、前記組となった2画素領域のうち他方の画素領域中の画素電極に接続する第2のコンタクトホールとを具備したことを特徴とする。
【0019】
このような構成によれば、左右に隣接する画素領域にまたがって、下層の蓄積容量及び上層の蓄積容量が形成される。従って、下層及び上層の蓄積容量は、いずれも、1画素領域の非開口領域のみに形成される場合よりも、広い面積に形成される。下層の蓄積容量を構成する電極の一方は、第1のコンタクトホールを介して、組となった2画素領域のうち一方の画素領域中の画素電極に接続され、上層の蓄積容量を構成する電極の一方は、第2のコンタクトホールを介して、組となった2画素領域のうち他方の画素領域中の画素電極に接続される。こうして、下層の蓄積容量は組となった2画素領域のうち一方の画素領域中の画素電極用の蓄積容量となり、上層の蓄積容量は組となった2画素領域のうち他方の画素領域中の画素電極用の蓄積容量となる。各層の蓄積容量は広い面積に形成されており、大容量化される。
【0020】
また、本発明に係る電気光学装置は、基板にマトリクス状に設けられた複数の画素電極と、前記画素電極の形成領域及びその相互間の領域によって構成される画素領域のうち非開口領域に形成され、上下に隣接する2画素領域を組として、組となった2画素領域の非開口領域にまたがって多層構造を有して形成される下層及び上層の蓄積容量と、前記下層の蓄積容量を構成する電極の一方を、前記組となった2画素領域のうち一方の画素領域中の画素電極に接続する第1のコンタクトホールと、前記上層の蓄積容量を構成する電極の一方を、前記組となった2画素領域のうち他方の画素領域中の画素電極に接続する第2のコンタクトホールとを具備したことを特徴とする。
【0021】
このような構成によれば、上下に隣接する画素領域にまたがって、下層の蓄積容量及び上層の蓄積容量が形成される。第1及び第2のコンタクトホールによって、下層及び上層の蓄積容量を夫々構成する電極のうち各一方の電極は、夫々、組となった2画素領域のうち一方又は他方の画素領域中の画素電極に接続される。こうして、下層の蓄積容量は組となった2画素領域のうち一方の画素領域中の画素電極用の蓄積容量となり、上層の蓄積容量は組となった2画素領域のうち他方の画素領域中の画素電極用の蓄積容量となる。各層の蓄積容量は広い面積に形成されており、大容量化される。
【0022】
また、本発明は、前記下層を構成する電極の他方と、前記上層の蓄積容量を構成する電極の他方とは、共通の共通容量電極によって構成されることにより、前記下層及び上層の蓄積容量は、3層電極構造によって構成されることを特徴とする。
【0023】
このような構成によれば、下層及び上層の蓄積容量は、3層の電極によって構成される。これにより、工程数を減らすことができると共に、装置の薄型化が可能である。
【0024】
また、前記上層の蓄積容量を構成する一方の電極及び前記共通容量電極は、前記第1のコンタクトホール部分において開口していることを特徴とする。
【0025】
このような構成によれば、下層の蓄積容量を構成する電極の一方は、第1のコンタクトホール及び上層の蓄積容量を構成する一方の電極及び共通容量電極に形成された開口を介して、組となった2画素領域のうち一方の画素領域中の画素電極に接続することができる。即ち、第1のコンタクトホールに応じた開口のみを上層の蓄積容量に形成すればよく、下層の蓄積容量を構成する一方の電極と上層の蓄積容量を構成する一方の電極とを、略同一の面積に形成することができる。
【0026】
また、本発明に係る電気光学装置は、前記基板上に前記複数の画素電極に対応して夫々設けられて各画素電極に信号を供給して駆動する複数の駆動素子を更に具備し、前記下層の蓄積容量を構成する一方の電極及び前記共通容量電極は、前記上層の蓄積容量を構成する電極の一方と前記駆動素子との接続部分において開口していることを特徴とする。
【0027】
このような構成によれば、上層の蓄積容量を構成する電極の一方は、下層の蓄積容量を構成する一方の電極及び共通容量電極に形成された開口を介して、駆動素子に接続することができる。即ち、接続部分において下層の蓄積容量に開口を形成すればよく、下層の蓄積容量を構成する一方の電極と上層の蓄積容量を構成する一方の電極とを、略同一の面積に形成することができる。
【0028】
また、前記非開口領域は、前記画素電極を駆動するためのデータ線及び走査線の形成領域であることを特徴とする。
【0029】
このような構成によれば、多層構造の複数層の蓄積容量は、データ線及び走査線の形成領域に形成される。これにより、複数の蓄積容量によって開口率が低下することはない。
【0030】
また、本発明に係る電子機器は、上記電気光学装置を画像形成手段として備えたことを特徴とする。
【0031】
このような構成によれば、電気光学装置は、開口率を低下させることなく大容量化されており、明るくむらのない高品質の画像表示が可能である。
【0032】
また、本発明に係るアクティブマトリクス基板は、マトリクス状に設けられた複数の画素電極と、前記画素電極の形成領域及びその相互間の領域によって構成される画素領域のうち非開口領域に形成され、複数の画素領域を組として、組となった複数の画素領域の非開口領域にまたがって、多層構造を有して形成される複数層の蓄積容量と、前記複数層の蓄積容量を夫々構成する2電極の一方を前記組となった複数の画素領域中の対応する画素電極に接続するコンタクトホールとを具備したことを特徴とする。
【0033】
このような構成によれば、各層の蓄積容量は、1画素領域の非開口領域に形成される場合よりも広い面積に形成される。各画素電極に対応した蓄積容量は、複数の画素領域の非開口領域にまたがって形成されるので、1画素領域の非開口領域に形成される場合よりも形成領域の面積が大きい。これにより、開口率を低下させることなく、大容量化することができる。
【0034】
また、本発明に係るアクティブマトリクス基板は、マトリクス状に設けられた複数の画素電極と、前記画素電極の形成領域及びその相互間の領域によって構成される画素領域のうち非開口領域に形成され、左右に隣接する2画素領域を組として、組となった2画素領域の非開口領域にまたがって多層構造を有して形成される下層及び上層の蓄積容量と、前記下層の蓄積容量を構成する電極の一方を、前記組となった2画素領域のうち一方の画素領域中の画素電極に接続する第1のコンタクトホールと、前記上層の蓄積容量を構成する電極の一方を、前記組となった2画素領域のうち他方の画素領域中の画素電極に接続する第2のコンタクトホールとを具備したことを特徴とする。
【0035】
このような構成によれば、左右に隣接する画素領域にまたがって、下層の蓄積容量及び上層の蓄積容量が形成される。従って、下層及び上層の蓄積容量は、いずれも、1画素領域の非開口領域のみに形成される場合よりも、広い面積に形成され、大容量化される。
【0036】
また、本発明に係るアクティブマトリクス基板は、マトリクス状に設けられた複数の画素電極と、前記画素電極の形成領域及びその相互間の領域によって構成される画素領域のうち非開口領域に形成され、上下に隣接する2画素領域を組として、組となった2画素領域の非開口領域にまたがって多層構造を有して形成される下層及び上層の蓄積容量と、前記下層の蓄積容量を構成する電極の一方を、前記組となった2画素領域のうち一方の画素領域中の画素電極に接続する第1のコンタクトホールと、前記上層の蓄積容量を構成する電極の一方を、前記組となった2画素領域のうち他方の画素領域中の画素電極に接続する第2のコンタクトホールとを具備したことを特徴とする。
【0037】
このような構成によれば、上下に隣接する画素領域にまたがって、下層の蓄積容量及び上層の蓄積容量が形成される。各層の蓄積容量は広い面積に形成されており、大容量化される。
【0038】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。本実施の形態は本発明の電気光学装置を液晶装置に適用したものである。図1は本発明の第1の実施の形態に係る電気光学装置を示し、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。図2は液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。図3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側から見た平面図であり、図4はTFTアレイ基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図3のH−H’線の位置で切断して示す断面図である。図5及び図6は液晶装置を詳細に示す断面図である。図7乃至図9は製造プロセスの各工程における積層構造を工程順に示す工程図である。
【0039】
本実施の形態は各画素に対応して形成する蓄積容量を多層構造とすることにより、各画素毎の蓄積容量を複数の画素領域にまたがって形成可能にして、蓄積容量を大容量化することを可能にしたものである。本実施の形態においては蓄積容量を例えば2層(上層及び下層)の蓄積容量によって構成する。そして、上層及び下層蓄積容量の一方の電極を共通容量電極として、下側容量電極、共通容量電極及び上側容量電極の3層電極構造によって2層の蓄積容量を得ている。
【0040】
先ず、本発明の第1実施の形態における液晶装置の画素部における構成について、図1乃至図6を参照して説明する。なお、図5は左右に隣接する2つの画素領域の組のうち一方の画素領域の断面を示し、図6は他方の画素領域の断面を示している。
【0041】
液晶装置は、図3及び図4に示すように、透明なTFTアレイ基板10と透明な対向基板20との間に液晶50を封入して構成される。TFTアレイ基板10は、例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板からなり、対向基板20は、例えばガラス基板や石英基板からなる。TFTアレイ基板10上には画素を構成する画素電極等がマトリクス状に配置される。図2は画素を構成するTFTアレイ基板10上の素子の等価回路を示している。
【0042】
図2において、本実施の形態における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は夫々、画素電極9aと画素電極9aをスイッチング制御するためのTFT30とが形成されており、画像信号が供給されるデータ線(ソース線)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しても構わないし、相隣接する複数のデータ線6a同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
【0043】
また、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。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、後述する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。
【0044】
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、階調表示を可能にする。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持つ光が出射する。ここで、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と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70を付加する。
【0045】
図1乃至図6において、ガラスや石英等のTFTアレイ基板10には、下側遮光膜12及び第1層間絶縁膜13を介してLDD(Lightly Doped Drain)構造をなすTFT30が形成されている。
【0046】
TFTアレイ基板10上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極9a(図1の太破線部9a’により輪郭が示されている)が設けられており、画素電極9aの縦横の境界に各々沿ってデータ線6a及び走査線3aが設けられている。そして、下側遮光膜12は、これらのデータ線6a及び走査線3aに沿って、各画素に対応して格子状に設けられている。
【0047】
下側遮光膜12は、例えば、Ti、Cr、W、Ta、Mo、Pb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等からなる。
【0048】
TFT30は、チャネル領域1a′、ソース領域1d、ドレイン領域1eが形成された半導体層1aにゲート絶縁膜をなす絶縁膜2を介してゲート電極をなす走査線3aが設けられてなる。走査線3aは、ゲート電極となる部分において幅広に形成されており、チャネル領域1a′(図1の斜線部)は、半導体層1aと走査線3aとが対向する領域に構成される。
【0049】
下側遮光膜12は、TFT30の形成領域に対応する領域、後述するデータ線6a及び走査線3a等の形成領域、即ち各画素の非表示領域に対応した領域に形成されている。この下側遮光膜12によって、反射光がTFT30のチャネル領域1a′、ソース領域1d及びドレイン領域1eに入射することが防止される。
【0050】
TFT30上には第2層間絶縁膜14が積層され、第2層間絶縁膜14上には走査線3aおよびデータ線6a方向に延びる島状の下側容量電極80(図1の太線)が形成されている。本実施の形態においては、この下側容量電極80は、下層蓄積容量の下側の容量電極を構成する。
【0051】
下側容量電極80上には誘電体膜17を介して上下層蓄積容量の共通容量電極81が対向配置されている。下側容量電極80の大部分は、平面的に見れば、共通容量電極81と重なった部分を有する。この下側容量電極80と共通容量電極81とによって、下層蓄積容量が構成される。また、共通容量電極81上には誘電体膜83を介して上層蓄積容量の上側容量電極82(破線太線)が形成されている。上側容量電極82と共通容量電極81とによって、上層蓄積容量が構成される。なお、下側容量電極80と上側容量電極82とは相互に略同一面積である。
【0052】
下層蓄積容量は、上層蓄積容量と共に、左右方向に隣接した2つの画素を組とする2画素領域において、画素電極9aが配置された画像表示領域からその周囲に延設されて形成される。そして、この左右に隣接する組の画素領域のうち、一方の画素領域については、画素電極9aとの後述するコンタクトホール26b上には、下側容量電極80のみが形成され、上側容量電極82及び共通容量電極81は形成されない(図5参照)。
【0053】
また、図6に示すように、左右に隣接する組の画素領域のうち他方の画素領域については、ドレイン領域1e上(後述するコンタクトホール26a上)には、上側容量電極82のみが形成され、下側容量電極80及び共通容量電極81は形成されない。
【0054】
なお、図1においては、左右に隣接する組の画素領域の相互間で蓄積容量の形成領域のサイズが略同一となるように、一方の画素領域のドレイン領域1e上(コンタクトホール26a上)には、下側容量電極80のみを形成し、共通容量電極81及び上側容量電極82は形成していない。
【0055】
下側容量電極80は、左右に隣接する組の画素領域のうち一方の画素領域において、TFT30の高濃度ドレイン領域1e及び画素電極9aに接続された画素電位側容量電極として作用する。また、上側容量電極82は、左右に隣接する組の画素領域のうち他方の画素領域において、TFT30の高濃度ドレイン領域1e及び画素電極9aに接続された画素電位側容量電極として作用する。
【0056】
即ち、下側容量電極80は、左右に隣接する組の画素領域のうち一方の画素領域において第1中間導電層として機能し、上側容量電極82は、左右に隣接する組の画素領域のうち他方の画素領域において第1中間導電層として機能する。
【0057】
また、共通容量電極81は、固定電位側容量電極として作用する。即ち、共通容量電極81は、定電位源と電気的に接続されて、固定電位とされる。かかる定電位源としては、TFT30を駆動するための走査信号を走査線3aに供給するための後述の走査線駆動回路63や画像信号をデータ線6aに供給するサンプリング回路を制御する後述のデータ線駆動回路61に供給される正電源や負電源の定電位源でもよいし、対向基板20の対向電極21に供給される定電位でも構わない。
【0058】
これらの容量電極80〜82は、例えば導電性のポリシリコン膜等によって構成することができる。
【0059】
誘電体膜17,83は、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、あるいは窒化シリコン膜等から構成される。蓄積容量を増大させる観点からは、膜の信頼性が十分に得られる限りにおいて、誘電体膜17,83は薄い程よい。
【0060】
また、データ線6aとソース領域1dを電気的に接続するために、下側容量電極80と同一層で形成される第2中間導電層15bが形成されている。第2中間導電層15bは第2層間絶縁膜14及び絶縁膜2を貫通するコンタクトホール24aを介してソース領域1dに電気的に接続されている。
【0061】
上側容量電極82上には第3層間絶縁膜19が配置され、第3層間絶縁膜19上にはデータ線6aが積層される。データ線6aは、第3層間絶縁膜19及び誘電体膜83,17を貫通するコンタクトホール24bを介してソース領域1dに電気的に接続される。
【0062】
データ線6a上には第4層間絶縁膜25を介して画素電極9aが積層されている。左右に隣接する組の画素領域のうち一方の画素領域において、画素電極9aは、第4層間絶縁膜25,第3層間絶縁膜19,上側容量電極82、誘電体膜83、共通容量電極81及び誘電体膜17を貫通するコンタクトホール26bにより下側容量電極80に電気的に接続される。そして、下側容量電極80は第2層間絶縁膜14及び絶縁膜2を貫通するコンタクトホール26aを介してドレイン領域1eに電気的に接続される(図5参照)。
【0063】
また、図6に示すように、左右に隣接する組の画素領域のうち他方の画素領域において、画素電極9aは、第4層間絶縁膜25及び第3層間絶縁膜19を貫通するコンタクトホール26b′により上側容量電極82に電気的に接続される。そして、上側容量電極82は誘電体膜83、共通容量電極81、誘電体膜17、第2層間絶縁膜14及び絶縁膜2を貫通するコンタクトホール26a′を介してドレイン領域1eに電気的に接続される。
【0064】
画素電極9a上にはポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜16が積層され、所定方向にラビング処理されている。
【0065】
走査線3a(ゲート電極)にON信号が供給されることで、チャネル領域1a′が導通状態となり、ソース領域1dとドレイン領域1eとが接続されて、データ線6aに供給された画像信号が画素電極9aに与えられる。
【0066】
一方、対向基板20には、TFTアレイ基板のデータ線6a、走査線3a及びTFT30の形成領域に対向する領域、即ち各画素の非表示領域において第1遮光膜23が設けられている。この第1遮光膜23によって、対向基板20側からの入射光がTFT30のチャネル領域1a′、ソース領域1d及びドレイン領域1eに入射することが防止される。第1遮光膜23上に、対向電極(共通電極)21が基板20全面に亘って形成されている。対向電極21上にポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜22が積層され、所定方向にラビング処理されている。
【0067】
そして、TFTアレイ基板10と対向基板20との間に液晶50が封入されている。これにより、TFT30は所定のタイミングでデータ線6aから供給される画像信号を画素電極9aに書き込む。書き込まれた画素電極9aと対向電極21との電位差に応じて液晶50の分子集合の配向や秩序が変化して、光を変調し、階調表示を可能にする。
【0068】
図3及び図4に示すように、対向基板20には表示領域を区画する額縁としての遮光膜42が設けられている。遮光膜42は例えば遮光膜23と同一又は異なる遮光性材料によって形成されている。
【0069】
遮光膜42の外側の領域に液晶を封入するシール材41が、TFTアレイ基板10と対向基板20間に形成されている。シール材41は対向基板20の輪郭形状に略一致するように配置され、TFTアレイ基板10と対向基板20を相互に固着する。シール材41は、TFTアレイ基板10の1辺の一部において欠落しており、貼り合わされたTFTアレイ基板10及び対向基板20相互の間隙には、液晶50を注入するための液晶注入口78が形成される。液晶注入口78より液晶が注入された後、液晶注入口78を封止材79で封止するようになっている。
【0070】
TFTアレイ基板10のシール材41の外側の領域には、データ線駆動回路61及び実装端子62がTFTアレイ基板10の一辺に沿って設けられており、この一辺に隣接する2辺に沿って、走査線駆動回路63が設けられている。TFTアレイ基板10の残る一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路63間を接続するための複数の配線64が設けられている。また、対向基板20のコーナー部の少なくとも1箇所においては、TFTアレイ基板10と対向基板20との間を電気的に導通させるための導通材65が設けられている。
【0071】
このように構成された実施の形態においては、蓄積容量は下層及び上層の階層構造を有し、左右に隣接する2画素領域の非開口領域にまたがって形成される。下層蓄積容量は、下側容量電極80が、左右に隣接する組の画素領域のうち一方の画素領域において画素電極9aに接続され、上層蓄積容量は、上側容量電極82が、左右に隣接する組の画素領域のうち他方の画素領域において画素電極9aに接続される。そして、下層及び上層蓄積容量の共通容量電極81は、固定電位に接続される。
【0072】
即ち、下側容量電極80と共通容量電極81とによって、左右に隣接する組の画素のうち一方の画素の蓄積容量を構成し、左右に隣接する組の画素のうち他方の画素は、上側容量電極82と共通容量電極81とによって蓄積容量を構成する。
【0073】
そして、これらの下側容量電極及び上容量電極は、コンタクトホールの部分を除いて2画素領域にまたがる広い面積の相互に略同様の大きさに形成される。これにより、下層蓄積容量及び上層蓄積容量のいずれも、蓄積容量を1画素領域に形成する場合に比して約2倍の形成領域に形成されることになる。
【0074】
従って、各画素毎の蓄積容量は、蓄積容量を1画素領域に形成する場合に比して約2倍の容量値に構成される。
【0075】
次に、図7乃至9を参照して上述した第1実施の形態の電気光学装置の製造プロセスについて、製造プロセスの各工程における電気光学装置の積層構造を工程順に示す工程図である。
【0076】
先ず、石英基板、ハードガラス、シリコン基板等のTFTアレイ基板10を用意する(図7(a))。好ましくはN2(窒素)等の不活性ガス雰囲気且つ約900〜1300℃の高温でアニール処理し、後に実施される高温プロセスにおけるTFTアレイ基板10に生じる歪みが少なくなるように前処理しておく。
【0077】
次に、Ti、Cr、W、Ta、Mo及びPd等の金属や金属シリサイド等の金属合金膜を、スパッタリングにより、100〜500nm程度の膜厚、好ましくは約200nmの膜厚に堆積させる。そしてフォトリソグラフィ及びエッチングにより、平面形状が格子状の下側遮光膜12を形成する(図7(b))。
【0078】
次に、下側遮光膜12上に、例えば、常圧又は減圧CVD法等によりTEOS(テトラ・エチル・オルソ・シリケート)ガス、TEB(テトラ・エチル・ボートレート)ガス、TMOP(テトラ・メチル・オキシ・フォスレート)ガス等を用いて、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からなる層間絶縁膜13を形成する(図7(c))。この層間絶縁膜13の膜厚は、例えば約500〜2000nm程度とする。
【0079】
次に、層間絶縁膜13上に、約450〜550℃、好ましくは約500℃の比較的低温環境中で、流量約400〜600cc/minのモノシランガス、ジシランガス等を用いた減圧CVD(例えば、圧力約20〜40PaのCVD)により、アモルファスシリコン膜を形成する。その後、窒素雰囲気中で、約600〜700℃にて約1〜10時間、好ましくは、4〜6時間のアニール処理を施することにより、ポリシリコン膜を約50〜200nmの粒径、好ましくは約100nmの粒径となるまで固相成長させる。固相成長させる方法としては、RTA(Rapid Thermal Anneal)を使ったアニール処理でもよいし、エキシマレーザー等を用いたレーザーアニールでもよい。この際、画素スイッチング用のTFT30を、nチャネル型とするかpチャネル型にするかに応じて、V族元素やIII族元素のドーパントを僅かにイオン注入等によりドープしてもよい。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、所定パターンを有する半導体層1aを形成する(図7(d))。
【0080】
次に、TFT30を構成する半導体層1aを約900〜1300℃の温度、好ましくは約1000℃の温度により熱酸化し、続けて減圧CVD法等により、若しくは両者を続けて行うことにより、多層の高温酸化シリコン膜(HTO膜)や窒化シリコン膜からなる(ゲート絶縁膜を含む)下層及び上層のゲート絶縁膜2を形成する(図7(e))。
【0081】
この結果、半導体層1aは、約30〜150nmの厚さ、好ましくは約35〜50nmの厚さとなり、絶縁膜2の厚さは、約20〜150nmの厚さ、好ましくは約30〜100nmの厚さとなる。
【0082】
次に、画素スイッチング用のTFT30のスレッシュホールド電圧Vthを制御するために、半導体層1aのうちNチャネル領域或いはPチャネル領域に、ボロン等のドーパントを予め設定された所定量だけイオン注入等によりドープする。
【0083】
次に、減圧CVD法等によりポリシリコン膜を堆積し、更にリン(P)を熱拡散し、このポリシリコン膜を導電化する。または、Pイオンをこのポリシリコン膜の成膜と同時に導入したドープトシリコン膜を用いてもよい。このポリシリコン膜の膜厚は、約100〜500nmの厚さ、好ましくは約350nm程度である。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、TFT30のゲート電極部を含めて所定パターンの走査線3aを形成する(図7(f))。
【0084】
例えば、TFT30を、LDD構造を持つnチャネル型のTFTとする場合には、半導体層1aに、低濃度ソース領域及び低濃度ドレイン領域を形成するために、走査線3a(ゲート電極)をマスクとして、P等のV族元素のドーパントを低濃度で(例えば、Pイオンを1〜3×1013/cm2のドーズ量にて)ドープする(図7(g))。これにより走査線3a下の半導体層1aはチャネル領域1a’となる。
【0085】
更に、画素スイッチング用TFT30を構成する高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eを形成するために、走査線3aよりも幅の広い平面パターンを有するレジスト層を走査線3a上に形成する。その後、P等のV族元素のドーパントを高濃度で(例えば、Pイオンを1〜3×1015/cm2のドーズ量にて)ドープする。
【0086】
こうして、低濃度のソース・ドレイン領域と高濃度のソース・ドレイン領域とを有するLDD構造の素子を構成する(図7(h))。なお、例えば、低濃度のドープを行わずに、オフセット構造のTFTとしてもよく、走査線3aをマスクとして、Pイオン、Bイオン等を用いたイオン注入技術によりセルフアライン型のTFTとしてもよい。この不純物のドープにより走査線3aは更に低抵抗化される。
【0087】
次に、走査線3a上に、例えば、常圧又は減圧CVD法等によりTEOSガス、TEBガス、TMOPガス等を用いて、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からなる第2層間絶縁膜14を形成する(図8(i))。この第2層間絶縁膜14の膜厚は、例えば約500〜2000nm程度とする。ここで好ましくは、800℃の程度の高温でアニール処理し、層間絶縁膜14の膜質を向上させておく。
【0088】
次に、第2層間絶縁膜14に対する反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより、コンタクトホール24a,26aを同時開孔する(図8(j))。
【0089】
次に、蓄積容量を構成する。本実施の形態においは、蓄積容量は、下側蓄積容量と上側蓄積容量の上下2層蓄積容量によって構成される。即ち、上下又は左右の2つの画素領域に対応して、上下2層で蓄積容量を形成することによって、容量電極の1層当たりの形成領域を、蓄積容量を1画素領域に形成する場合の2倍にする。また、本実施の形態においては、この場合において、上下蓄積容量を構成する2対の電極の一方を共通の電極とすることによって、下側容量電極80、誘電体膜17、共通容量電極81、誘電体膜83及び上側容量電極82の3層電極構造によって、上下2層蓄積容量を得ている。
【0090】
即ち、先ず、第2層間絶縁膜14上に下側容量電極80を形成する(図8(k))。次に、下側容量電極80上に誘電体膜17を形成する(図8(l))。更に、誘電体膜17上に共通容量電極81を形成する(図8(m))。更に、共通容量電極81上に誘電体膜83を形成し(図8(n))、誘電体膜83上に上側容量電極82を形成する(図8(o))。
【0091】
次に、これらの下側容量電極80、誘電体膜17、共通容量電極81、誘電体膜83及び上側容量電極82によって構成される上下2層の蓄積容量上に、例えば、常圧又は減圧CVD法やTEOSガス等を用いて、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からなる第3層間絶縁膜19を形成する(図9(p))。第3層間絶縁膜19の膜厚は、例えば500〜1500nm程度である。
【0092】
次に、第3層間絶縁膜19に対する反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより、コンタクトホール24bを開孔する(図9(q))。
【0093】
次に、コンタクトホール24bを埋めるように第3層間絶縁膜19上の全面に、スパッタリング等により、遮光性のAl等の低抵抗金属や金属シリサイド等を金属膜として、約100〜500nmの厚さ、好ましくは約300nmに堆積する。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、所定パターンを有するデータ線6aを形成する(図9(r))。
【0094】
次に、データ線6a上を覆うように、例えば、常圧又は減圧CVD法やTEOSガス等を用いて、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からなる第4層間絶縁膜25を形成する(図9(s))。第4層間絶縁膜25の膜厚は、例えば500〜1500nm程度である。
【0095】
次に、第4層間絶縁膜25及び第3層間絶縁膜19に対する反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより、コンタクトホール26bを開孔する。なお、図9(t)では第4層間絶縁膜25及び第3層間絶縁膜19のみをエッチングしたが、上側容量電極82、誘電体膜83及び共通容量電極81がこの部分まで形成されている場合には、これらの層についてもエッチングを施して開孔する必要がある。
【0096】
次に、このコンタクトホール26bの内周面及び第4層間絶縁膜25上に、スパッタ処理等により、ITO膜等の透明導電性膜を、約50〜200nmの厚さに堆積する。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、画素電極9aを形成する(図9(u))。なお、液晶装置を反射型の液晶装置に用いる場合には、Al等の反射率の高い不透明な材料から画素電極9aを形成してもよい。コンタクトホール26bは、下側容量電極80と画素電極9aとを接続する。
【0097】
次に、このように構成されたTFTアレイ基板10と対向基板20とに対して、パネル組立工程が実施される。パネル組立工程においては、先ず、TFTアレイ基板10及び対向基板20に対して、配向膜16,22となるポリイミド(PI)を塗布する。
【0098】
次に、TFTアレイ基板10表面の配向膜16及び対向基板20表面の配向膜22に対して、ラビング処理を施す。次に、洗浄工程を行う。この洗浄工程は、ラビング処理によって生じた塵埃を除去するためのものである。洗浄工程が終了すると、シール材41、及び導通材65(図3参照)を形成する。シール材41を形成した後、TFTアレイ基板10と対向基板20とを貼り合わせ、アライメントを施しながら圧着し、シール材41を硬化させる。最後に、シール材41の一部に設けた切り欠きから液晶を封入し、切り欠きを塞いで液晶を封止する。
【0099】
このように本実施の形態においては、左右方向に隣接する2つの画素領域を組として、下層及び上層の蓄積容量をこれらの2画素領域に形成し、下層蓄積容量を組となった2画素のうちの一方の画素の蓄積容量として用い、下層蓄積容量を組となった2画素のうちの他方の画素の蓄積容量として用いる。これにより、各画素の蓄積容量として形成される上下2層の蓄積容量の領域は、1画素領域に形成する場合に比して2倍の面積を有する。これにより、十分な蓄積容量を確保することを可能にすることができる。
【0100】
図10は本発明の第2の実施の形態に係る電気光学装置を示し、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。図10において図1と同一機能を有する構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【0101】
第1の実施の形態においては、左右方向に隣接した2つの画素領域を組として下層及び上層の蓄積容量を形成した。これに対し、本実施の形態は上下方向に隣接した2つの画素領域を組として下層及び上層の蓄積容量を形成したものである。
【0102】
本実施の形態においては、ドレインコンタクト用のコンタクトホール26aとソースコンタクト用のコンタクトホール24a,24bの位置を、上下方向に隣接した2つの画素領域毎に相互に入れ換えると共に、上下方向に隣接した2つの画素領域に下層及び上層蓄積容量を形成するようにした点が第1の実施の形態と異なり、他の構成は第1の実施の形態と同様である。
【0103】
即ち、TFT30上には第2層間絶縁膜14が積層され、第2層間絶縁膜14上には走査線3aおよびデータ線6a方向に延びる島状の下側容量電極90(太線)が形成されている。この下側容量電極90は、下層蓄積容量の下側の容量電極を構成する。
【0104】
下側容量電極90上には誘電体膜17(図5参照)を介して上下層蓄積容量の共通容量電極91が対向配置されている。下側容量電極90の大部分は、平面的に見れば、共通容量電極91と重なった部分を有する。この下側容量電極90と共通容量電極91とによって、下層蓄積容量が構成される。また、共通容量電極91上には図示しない誘電体膜を介して上層蓄積容量の上側容量電極92(破線太線)が形成されている。上側容量電極92と共通容量電極91とによって、上層蓄積容量が構成される。
【0105】
下層蓄積容量は、上層蓄積容量と共に、上下方向に隣接した2つの画素を組とする2画素領域において、画素電極9aが配置された画像表示領域からその周囲に延設されて形成される。そして、この上下に隣接する組の画素領域のうち、一方の画素領域については、画素電極9aとのコンタクトホール26b上には、下側容量電極90のみが形成され、上側容量電極92及び共通容量電極91は形成されない。
【0106】
また、上下に隣接する組の画素領域のうち他方の画素領域については、ドレイン領域1e上(コンタクトホール26a上)には、上側容量電極92のみが形成され、下側容量電極90及び共通容量電極91は形成されない。
【0107】
下側容量電極90は、上下に隣接する組の画素領域のうち一方の画素領域において、TFT30の高濃度ドレイン領域1e及び画素電極9aに接続された画素電位側容量電極として作用する。また、上側容量電極92は、上下に隣接する組の画素領域のうち他方の画素領域において、TFT30の高濃度ドレイン領域1e及び画素電極9aに接続された画素電位側容量電極として作用する。
【0108】
即ち、下側容量電極90は、上下に隣接する組の画素領域のうち一方の画素領域において第1中間導電層として機能し、上側容量電極92は、上下に隣接する組の画素領域のうち他方の画素領域において第1中間導電層として機能する。
【0109】
また、共通容量電極91は、固定電位側容量電極として作用する。即ち、共通容量電極91は、定電位源と電気的に接続されて、固定電位とされる。かかる定電位源としては、TFT30を駆動するための走査信号を走査線3aに供給するための後述の走査線駆動回路63や画像信号をデータ線6aに供給するサンプリング回路を制御する後述のデータ線駆動回路61に供給される正電源や負電源の定電位源でもよいし、対向基板20の対向電極21に供給される定電位でも構わない。
【0110】
また、本実施の形態においては、上下に隣接する組の画素領域のうち一方の画素領域におけるソースコンタクト24a,24b及びドレインコンタクト26aの位置と、上下に隣接する組の画素領域のうち他方の画素領域におけるソースコンタクト24a,24b及びドレインコンタクト26aの位置とは相互に入れ換えたものとなっている。
【0111】
このように構成された実施の形態においても、蓄積容量は下層及び上層の階層構造を有し、上下に隣接する2画素領域の非開口領域にまたがって形成される。下層蓄積容量は、下側容量電極90が、上下に隣接する組の画素領域のうち一方の画素領域において画素電極9aに接続され、上層蓄積容量は、上側容量電極92が、上下に隣接する組の画素領域のうち他方の画素領域において画素電極9aに接続される。そして、下層及び上層蓄積容量の共通容量電極91は、固定電位に接続される。
【0112】
即ち、上下に隣接する組の画素のうち一方の画素は下側容量電極90と共通容量電極91とによって蓄積容量を構成し、上下に隣接する組の画素のうち他方の画素は上側容量電極92と共通容量電極91とによって蓄積容量を構成する。
【0113】
そして、これらの下側容量電極及び上容量電極は、コンタクトホールの部分を除いて2画素領域にまたがる広い面積の相互に略同様の大きさに形成される。これにより、下層蓄積容量及び上層蓄積容量のいずれも、蓄積容量を1画素領域に形成する場合に比して約2倍の形成領域に形成されることになる。
【0114】
従って、各画素毎の蓄積容量は、蓄積容量を1画素領域に形成する場合に比して約2倍の容量値に構成される。
【0115】
このように、本実施の形態においても第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0116】
図11は本発明の第3の実施の形態を示す概略構成図である。本実施の形態は第1又は第2の実施の形態の液晶装置を用いた電子機器の一例である投射型表示装置を示している。
【0117】
図11において、光源210は、メタルハライド等のランプ211とランプ211の光を反射するリフレクタ222とによって構成される。光源210からの出射光路上に、青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー213及び反射ミラー217が配設される。ダイクロイックミラー213は、光源210からの光束のうちの赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。反射ミラー217は、ダイクロイックミラー213を透過した赤色光を反射する。
【0118】
ダイクロイックミラー213の反射光の光路上には、緑色光反射のダイクロイックミラー214及び反射ミラー215が配設され、ダイクロイックミラー214は、入射光のうち緑色光を反射し、青色光を透過させる。反射ミラー215はダイクロイックミラー214の透過光を反射する。反射ミラー215の反射光の光路上には反射ミラー216が配設されており、反射ミラー216は、反射ミラー215の反射光(青色光)を更に反射する。
【0119】
反射ミラー217,ダイクロイックミラー214及び反射ミラー216の出射光路上には、夫々光変調装置である液晶装置222,223,224が配設されている。液晶装置222乃至224には、夫々赤色光、緑色光又は青色光が入射し、液晶装置222乃至224は、夫々R,G,B画像信号に応じて、入射光を光変調し、各R,G,Bの画像光をダイクロイックプリズム225に出射する。
【0120】
ダイクロイックプリズム225は、4つの直角プリズムが貼り合わされて構成され、その内面に赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。ダイクロイックプリズム225は、これらの誘電体多層謨によって、3つのR,G,B色光を合成して、カラー画像の画像光を出射する。
【0121】
ダイクロイックプリズム225の出射光路上には投射光学系を構成する投射レンズ226が配設されており、投射レンズ226は、合成された画像光をスクリーン227上に投射する。こうして、スクリーン227には、拡大された画像が表示される。
【0122】
このように構成された実施の形態においては、液晶装置222,223,224は、開口率を低下させることなく大容量化されている。これにより、液晶装置222,223,224によってスクリーン227上に投射される画像は、表示むら、ちらつき等を生じさせることなく、明るい高画質の画像となる。
【0123】
尚、本発明は、電気光学装置は液晶装置に限るものでなく、有機エレクトロルミネッセンス装置や無機エレクトロルミネッセンス装置のエレクトロルミネッセンス装置、電気泳動装置等も適用できることは言うまでも無い。
【0124】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、容量電極を多層構造にし、各画素の容量電極を複数画素のデータ線及び走査線領域を用いて形成可能にすることにより、十分な蓄積容量を確保して、表示むら及びちらつき等を抑制して高画質の表示を可能にすることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る電気光学装置を示し、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。
【図2】液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図。
【図3】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側から見た平面図。
【図4】TFTアレイ基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図3のH−H’線の位置で切断して示す断面図。
【図5】液晶装置を詳細に示す断面図である。
【図6】液晶装置を詳細に示す断面図である。
【図7】製造プロセスの各工程における積層構造を工程順に示す工程図。
【図8】製造プロセスの各工程における積層構造を工程順に示す工程図。
【図9】製造プロセスの各工程における積層構造を工程順に示す工程図。
【図10】本発明の第2の実施の形態に係る電気光学装置を示し、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。
【図11】本発明の第3の実施の形態を示す概略構成図。
【符号の説明】
1a…半導体層
1a’…チャネル領域
3a…走査線
9a…画素電極
24a,24b,26,26b…コンタクトホール
80…下側容量電極
81…共通容量電極
82…上側容量電極
Claims (11)
- 基板にマトリクス状に設けられた複数の画素電極と、
前記画素電極の形成領域及びその相互間の領域によって構成される画素領域のうち非開口領域に形成され、複数の画素領域を組として、組となった複数の画素領域の非開口領域にまたがって、多層構造を有して形成される複数層の蓄積容量と、
前記複数層の蓄積容量を夫々構成する2電極の一方を前記組となった複数の画素領域中の対応する画素電極に接続するコンタクトホールとを具備したことを特徴とする電気光学装置。 - 基板にマトリクス状に設けられた複数の画素電極と、
前記画素電極の形成領域及びその相互間の領域によって構成される画素領域のうち非開口領域に形成され、左右に隣接する2画素領域を組として、組となった2画素領域の非開口領域にまたがって多層構造を有して形成される下層及び上層の蓄積容量と、
前記下層の蓄積容量を構成する電極の一方を、前記組となった2画素領域のうち一方の画素領域中の画素電極に接続する第1のコンタクトホールと、
前記上層の蓄積容量を構成する電極の一方を、前記組となった2画素領域のうち他方の画素領域中の画素電極に接続する第2のコンタクトホールとを具備したことを特徴とする電気光学装置。 - 基板にマトリクス状に設けられた複数の画素電極と、
前記画素電極の形成領域及びその相互間の領域によって構成される画素領域のうち非開口領域に形成され、上下に隣接する2画素領域を組として、組となった2画素領域の非開口領域にまたがって多層構造を有して形成される下層及び上層の蓄積容量と、
前記下層の蓄積容量を構成する電極の一方を、前記組となった2画素領域のうち一方の画素領域中の画素電極に接続する第1のコンタクトホールと、
前記上層の蓄積容量を構成する電極の一方を、前記組となった2画素領域のうち他方の画素領域中の画素電極に接続する第2のコンタクトホールとを具備したことを特徴とする電気光学装置。 - 前記下層を構成する電極の他方と、前記上層の蓄積容量を構成する電極の他方とは、共通の共通容量電極によって構成されることにより、前記下層及び上層の蓄積容量は、3層電極構造によって構成されることを特徴とする請求項2又は3のいずれか一方に記載の電気光学装置。
- 前記上層の蓄積容量を構成する一方の電極及び前記共通容量電極は、前記第1のコンタクトホール部分において開口していることを特徴とする請求項4記載の電気光学装置。
- 前記基板上に前記複数の画素電極に対応して夫々設けられて各画素電極に信号を供給して駆動する複数の駆動素子を更に具備し、
前記下層の蓄積容量を構成する一方の電極及び前記共通容量電極は、前記上層の蓄積容量を構成する電極の一方と前記駆動素子との接続部分において開口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。 - 前記非開口領域は、前記画素電極を駆動するためのデータ線及び走査線の形成領域であることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
- 請求項1乃至7のいずれか1つに記載の電気光学装置を画像形成手段として備えたことを特徴とする電子機器。
- マトリクス状に設けられた複数の画素電極と、
前記画素電極の形成領域及びその相互間の領域によって構成される画素領域のうち非開口領域に形成され、複数の画素領域を組として、組となった複数の画素領域の非開口領域にまたがって、多層構造を有して形成される複数層の蓄積容量と、
前記複数層の蓄積容量を夫々構成する2電極の一方を前記組となった複数の画素領域中の対応する画素電極に接続するコンタクトホールとを具備したことを特徴とするアクティブマトリクス基板。 - マトリクス状に設けられた複数の画素電極と、
前記画素電極の形成領域及びその相互間の領域によって構成される画素領域のうち非開口領域に形成され、左右に隣接する2画素領域を組として、組となった2画素領域の非開口領域にまたがって多層構造を有して形成される下層及び上層の蓄積容量と、
前記下層の蓄積容量を構成する電極の一方を、前記組となった2画素領域のうち一方の画素領域中の画素電極に接続する第1のコンタクトホールと、
前記上層の蓄積容量を構成する電極の一方を、前記組となった2画素領域のうち他方の画素領域中の画素電極に接続する第2のコンタクトホールとを具備したことを特徴とするアクティブマトリクス基板。 - マトリクス状に設けられた複数の画素電極と、
前記画素電極の形成領域及びその相互間の領域によって構成される画素領域のうち非開口領域に形成され、上下に隣接する2画素領域を組として、組となった2画素領域の非開口領域にまたがって多層構造を有して形成される下層及び上層の蓄積容量と、
前記下層の蓄積容量を構成する電極の一方を、前記組となった2画素領域のうち一方の画素領域中の画素電極に接続する第1のコンタクトホールと、
前記上層の蓄積容量を構成する電極の一方を、前記組となった2画素領域のうち他方の画素領域中の画素電極に接続する第2のコンタクトホールとを具備したことを特徴とするアクティブマトリクス基板。
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JP2002200414A JP2004045560A (ja) | 2002-07-09 | 2002-07-09 | 電気光学装置、電子機器及びアクティブマトリクス基板 |
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US11960174B2 (en) | 2006-06-02 | 2024-04-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal display device and electronic appliance |
-
2002
- 2002-07-09 JP JP2002200414A patent/JP2004045560A/ja not_active Withdrawn
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