JP2004170909A - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents
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- G02F1/167—Devices 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 translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect by electrophoresis
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Abstract
【解決手段】 本発明の電気光学装置は、基板上に、TFT(30)、走査線(3a)及びデータ線(6a)、並びに蓄積容量(70)及びシールド層(400)等が積層構造の一部を構成しつつ備えられている。そして、本発明では、これら各種構成要素が、画素電極(9a)の形成領域と相補関係にある遮光領域に形成されている。これにより、画素開口率は高まる。
【選択図】 図4
Description
また、本発明では、該蓄積容量を構成する誘電体膜が、酸化シリコン膜よりも高誘電率を有する膜を含む単層或いは複数の層から構成されているとよい。
本発明の電気光学装置の一態様では、前記上側遮光膜は、前記蓄積容量を成す一方の電極に接続されるとよい。この態様によれば、より柔軟な積層構造を構築することができる。例えば本態様にいう「蓄積容量の一方の電極」を固定電位としたい場合には、遮光膜を固定電位の電源に接続する等の対策をとることにより、該電極を固定電位に維持することが可能となる。
この態様によれば、下部電極上に形成される誘電体膜及び上部電極を好適に形成することが可能である。すなわち、前記凸形状がテーパ形状を含むことによれば、例えば垂直な側壁部を含む凸形状との対比から明らかなように、該凸形状の角部はなめらかなものとなるから、テーパ形状を含む凸形状の上に、誘電体膜及び上部電極を形成する際においては、そのカバーレッジの悪化等について懸念する必要が殆どなくなる。したがって、本態様によれば、好適に、誘電体膜及び上部電極を形成することが可能となるのである。
これにより、画素電極における電位保持特性は格段に向上し、より高品質な画像を表示することが可能となる。また、蓄積容量の小面積化が可能となるから、画素開口率の更なる向上を図ることもできる。
また、本発明の電気光学装置は、基板上に、第1方向に延在するデータ線及び該データ線に交差する第2方向に延在する走査線、並びに、前記データ線及び前記走査線の交差領域に対応するように配置された画素電極及び薄膜トランジスタが積層構造の一部をなして備えられた電気光学装置であって、前記基板上には更に、前記薄膜トランジスタの半導体層より上層で且つ前記画素電極より下層で形成され、画素電位に電気的に接続された蓄積容量と、前記データ線及び前記画素電極間に配置されたシールド層と、前記薄膜トランジスタの半導体層より下層で形成された下側遮光膜とが、前記積層構造の一部をなして備えられてなり、前記下側遮光膜は、画素開口領域の少なくとも角部を規定し、前記走査線及び前記データ線並びに前記蓄積容量及び前記シールド層は、遮光領域に形成されているとよい。
まず、本発明の第1実施形態に係る電気光学装置の画素部における構成について、図1から図4を参照して説明する。ここに図1は、電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。図2は、データ線、走査線、画素電極等が形成されたTFTアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。なお、図3は、図2のうち要部、具体的には、データ線、シールド層及び画素電極間の配置関係を示すために、主にこれらのみを抜き出した平面図である。図4は、図2のA−A´断面図である。なお、図4においては、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。
本実施形態では、以上のような形状が呈されるようにパターニング等が実施されて、容量電極300及びデータ線6aが同時に形成されることになる。
この構成によれば、窒化チタン層はコンタクトホール87の開口時のエッチングの突き抜けを防止するバリアメタルとして機能する。また、容量電極300及びデータ線6aは、光反射性能に比較的優れたアルミニウムを含み、且つ、光吸収性能に比較的優れたポリシリコンを含むことから、遮光層として機能し得る。すなわち、これらによれば、TFT30の半導体層1aに対する入射光(図4参照)の進行を、その上側で遮ることが可能である。
この蓄積容量70は、TFT30とデータ線6aとの間に形成されるので、図5に示すように、走査線3aの延設方向並びにデータ線6aの延設方向に十字形状に形成されている。これにより、蓄積容量を増大化でき、遮光性の容量電極300により、TFT30への遮光性を高めることができる。また、蓄積容量70は、下側遮光膜11やシールド層400が形成されている画素電極6aの角部に形成すると、より蓄積容量の増大化、遮光性を高めることができる。
容量電極300にアルミニウムを用いた場合には、プラズマCVDで低温成膜する必要がある。また、この第2層間絶縁膜42には、前述のシールド層用中継層6a1及び第2中継層6a2に対応するように、コンタクトホール801及び前記のコンタクトホール882が開孔されている。
また、この第5層には、シールド層404と同一膜として、第3中継層406が形成されている。
以下では、上記第2実施形態における蓄積容量の構成、より詳しくは、該蓄積容量が立体的に構成されているとした場合における形態について、図8及び図9を参照しながら説明する。ここに図8は、後述するような立体的構造を有する蓄積容量70DFBが形成されているとした場合における図5のB−B´断面図、図9は、一画素に対応する当該蓄積容量70DFBの立体的な構成を示す斜視図である。なお、図9は、図5及び図6中に示されたすべての構成を図示するものではなく、例えば、蓄積容量70DFBを構成する誘電体膜75等、幾つかの要素について、その図示が適宜省略されたものとなっている。また、図9においては、簡単のため、二層構造を有するものとして容量電極300DFBを描いてはいない。
すなわち、前記凸状部71DFBAないし前記凸形状は、第1中継層71DFBの形成プロセス中に形成可能であるから、例えば、凸形状を形成するため別途に材料を用意したり別プロセスを実施したりすること等から考えると、製造コストをその相応分削減することが可能となるのである。
以下では、本発明の第4実施形態として、上述の第1実施形態に係る電気光学装置中、画素電極9aの下地として配置された第3層間絶縁膜43に関する構成、より詳しくは、該第3層間絶縁膜43に対する平坦化処理についての変形形態等に関連する事項ついて、図11ないし図13を参照しながら説明する。ここに図11は、横電界の発生機構について説明するための説明図である。また、図12は、上述した第2実施形態の電気光学装置に係る図6と同趣旨の図であって、横電界発生防止のための凸部が設けられた形態となるもの(ただし、蓄積容量が立体的に構成されていないもの)を示す図であり、図13は、該凸部が設けられた場合における図5のG−G´断面図である。
この凸部430の存在によれば、該凸部430上に配置された画素電極9aの縁付近における縦電界を強めると共に横電界を弱めることが可能となる。より具体的には、図12及び図13に示すように、凸部430上に配置された画素電極9aの縁付近と対向電極21との距離を凸部430の高さの分だけ狭める。従って、図12に示した横電界の発生領域C1において、画素電極9aと対向電極21との間における縦電界を強めることができるのである。そして、図12及び図13において、相隣接する画素電極9a間の間隙は一定であるため、間隙が狭まる程に強まる横電界の大きさも一定である。
以下では、この凸部430を形成するための具体的態様について、図14乃び図15を参照しながら説明することとする。このうち図14は、上述の第2実施形態における電気光学装置において、データ線及びこれと同一層に形成される要素の斜視図である。図15は、データ線及びこれと同一層に形成される要素の斜視図である。なお、これらの図においては、凸部430を形成するための構成に関してのみ図示しており、それ以外の各種要素についてはすべて図示を省略している。
以下では、第5実施形態について図16及び図17を参照しながら説明する。
ここに図16は、画素電極9aの従来の電圧印加方法を示す走査信号に関するタイミングチャートであり、図17は、第5実施形態に係る同タイミングチャートである。なお、図1から図4等を参照して説明した画素部は、このようなタイミングチャートに基づいて「駆動」されることになる。
以下では、本発明の第6実施形態として、上述の第1実施形態に係る電気光学装置中、画素電極9aとの電気的接続を図るコンタクトホールについての変形形態に関連する事項ついて、図18を参照しながら説明する。ここに図18は、図4と同趣旨の図であって、画素電極9aとの電気的接続を図るコンタクトホールの内表面にチタンからなる膜(以下、「Ti膜」という。)が形成されている点が、特徴的に異なる態様となるものを示す断面図である。なお、第6実施形態の電気光学装置は、上記の第1実施形態の電気光学装置の画素部における構成と略同様な構成を備えている。したがって、以下では、第6実施形態において特徴的な部分のみについて主な説明を加えることとし、残余の部分については、その説明を適宜省略ないし簡略化することとする。
また、同じ理由から、TFT30、ないしその半導体層1aの耐光性を高めることができる。これにより、半導体層1aに光が入射した場合における光リーク電流の発生を抑止し、これに起因する画像上のフリッカ等の発生を未然に防止することが可能となる。以上により、第6実施形態の電気光学装置においては、より品質の高い画像を表示することが可能となる。
以上のように構成された各実施形態における電気光学装置の全体構成を図19及び図20を参照して説明する。なお、図19は、TFTアレイ基板をその上に形成された各構成要素とともに対向基板20の側からみた平面図であり、図20は図19のH−H´断面図である。
また、対向基板20のコーナ部の少なくとも一箇所においては、TFTアレイ基板10と対向基板20との間で電気的に導通をとるための導通材106が設けられている。
次に、以上詳細に説明した電気光学装置をライトバルブとして用いた電子機器の一例たる投射型カラー表示装置の実施形態について、その全体構成、特に光学的な構成について説明する。ここに、図21は、投射型カラー表示装置の図式的断面図である。
3a…走査線
6a…データ線
6a1…シールド層用中継層
6a2…第2中継層
9a…画素電極
10…TFTアレイ基板
11a…下側遮光膜
16…配向膜
20…対向基板
30…TFT
43…第3層間絶縁膜
430…凸部
50…液晶層
70…蓄積容量
71…第1中継層
71DFBA…凸状部
75…誘電体膜
75a…酸化シリコン膜
75b…窒化シリコン膜
81、82、83、85、87、89、891…コンタクトホール
891a…Ti膜
300…容量電極
400、404…シールド層
402…第2中継層
Claims (21)
- 基板上に、第1方向に延在するデータ線及び該データ線に交差する第2方向に延在する走査線、並びに、前記データ線及び前記走査線の交差領域に対応するように配置された画素電極及び薄膜トランジスタが積層構造の一部をなして備えられた電気光学装置であって、
前記基板上には更に、
前記薄膜トランジスタの半導体層より上層で且つ前記画素電極より下層で形成され、画素電位に電気的に接続された蓄積容量と、
前記データ線及び前記画素電極間に配置された上側遮光膜とが、前記積層構造の一部をなして備えられてなり、
前記上側遮光膜は、画素開口領域の少なくとも角部を規定し、
前記走査線及び前記データ線並びに前記蓄積容量は、遮光領域に形成されていることを特徴とする電気光学装置。 - 前記上側遮光膜と同一膜で形成され、前記薄膜トランジスタと前記画素電極間とを電気的に接続するための遮光性の中継膜を備え、前記遮光膜と前記中継膜とで前記画素開口領域を規定することを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
- 前記上側遮光膜は、前記蓄積容量を成す一方の電極に接続されることを特徴とする請求項2又は3に記載の電気光学装置。
- 前記画素電極の下地として配置された層間絶縁膜が、前記積層構造の一部を更になしており、
該層間絶縁膜には、前記画素電極との電気的接続を図るためのコンタクトホールが形成されており、
該コンタクトホールの少なくとも内表面には、前記チタン又はその化合物を含む膜が形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電気光学装置。 - 前記データ線は、前記蓄積容量を構成する一対の電極の一方と同一膜として形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
- 前記蓄積容量を構成する一対の電極の少なくとも一方と前記画素電極を電気的に接続する中継層が前記積層構造の一部として更に備えられていることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
- 前記中継層は、アルミニウム膜及び窒化膜からなることを特徴とする請求項6に記載の電気光学装置。
- 前記走査線、前記データ線、及び前記蓄積容量を構成する一対の電極の少なくとも一つは、遮光性材料からなることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
- 前記蓄積容量を構成する一対の電極の一方は、前記第2方向に沿うように形成された容量線の一部を構成するとともに、
該容量線は、低抵抗膜を含む多層膜からなることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。 - 前記容量線は、その上層に前記低抵抗膜を有するとともに、その下層に光吸収性の材料からなる膜を有することを特徴とする請求項9に記載の電気光学装置。
- 前記低抵抗膜はアルミニウム或いはアルミニウムの合金からなることを特徴とする請求項9又は10に記載の電気光学装置。
- 前記蓄積容量は、
前記誘電体膜及び該誘電体膜を挟持してなる上部電極及び下部電極からなり、 前記基板の表面に平行な面に沿って積層された第1部分と、前記基板の表面に対して立ち上がった平面に沿って積層された第2部分とを含むことにより、その断面形状が凸形状を含むことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の電気光学装置。 - 前記蓄積容量の前記凸形状は、前記走査線及び前記データ線の少なくとも一方に沿って形成されていることを特徴とする請求項12に記載の電気光学装置。
- 前記蓄積容量は、前記誘電体膜及び該誘電体膜を挟持してなる上部電極及び下部電極からなり、前記誘電体膜は、窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜からなることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
- 前記画素電極の下地として配置された層間絶縁膜が、前記積層構造の一部を更になしており、
前記層間絶縁膜の表面は平坦化処理が施されていることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。 - 前記画素電極は、その複数が平面配列されているとともに、第1の周期で反転駆動されるための第1の画素電極群及び該第1の周期と相補の第2の周期で反転駆動されるための第2の画素電極群を含み、
前記データ線及び前記シールド層の少なくとも一方は、前記走査線の上側を該走査線に交差して延びる本線部及び該本線部から前記走査線に沿って張り出した張り出し部を含み、
前記基板に対向配置される対向基板上に前記複数の画素電極に対向する対向電極を備え、
前記基板上における前記画素電極の下地表面には、前記張り出し部の存在に応じて平面的に見て前記走査線を挟んで相隣接する画素電極の間隙となる領域に凸部が形成されていることを特徴とする請求項15に記載の電気光学装置。 - 前記画素電極は、その複数が平面配列されているとともに、第1の周期で反転駆動されるための第1の画素電極群及び該第1の周期と相補の第2の周期で反転駆動されるための第2の画素電極群を含み、
前記基板に対向配置される対向基板上に前記複数の画素電極に対向する対向電極と、
平面的に見て相隣接する画素電極の間隙となる領域に形成された凸部とを更に備えてなり、
前記凸部は、エッチングによって前記凸部上に一旦形成された平坦化膜を除去し且つその除去後に露出する前記凸部の表面を後退させてなる、表面段差が緩やかな凸部からなることを特徴とする請求項15に記載の電気光学装置。 - 前記画素電極は、その複数が平面配列されているとともに、第1の周期で反転駆動されるための第1の画素電極群及び該第1の周期と相補の第2の周期で反転駆動されるための第2の画素電極群を含み、
前記基板に対向配置される対向基板上に前記複数の画素電極に対向する対向電極と、
平面的に見て相隣接する画素電極の間隙となる領域に凸部を形成するために、該画素電極下且つ前記データ線及び前記シールド層の少なくとも一方と同一層として形成される凸パターンと
を備えたことを特徴とする請求項15に記載の電気光学装置。 - 基板上に、第1方向に延在するデータ線及び該データ線に交差する第2方向に延在する走査線、並びに、前記データ線及び前記走査線の交差領域に対応するように配置された画素電極及び薄膜トランジスタが積層構造の一部をなして備えられた電気光学装置であって、
前記基板上には更に、
前記薄膜トランジスタの半導体層より上層で且つ前記画素電極より下層で形成され、画素電位に電気的に接続された蓄積容量と、
前記データ線及び前記画素電極間に配置されたシールド層と、
前記薄膜トランジスタの半導体層より下層で形成された下側遮光膜とが、前記積層構造の一部をなして備えられてなり、
前記下側遮光膜は、画素開口領域の少なくとも角部を規定し、
前記走査線及び前記データ線並びに前記蓄積容量及び前記シールド層は、遮光領域に形成されていることを特徴とする電気光学装置。 - 前記シールド層は、遮光性を備えることを特徴とする請求項19に記載の電気光学装置。
- 請求項1乃至20のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備してなることを特徴とする電子機器。
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