JP2005157220A - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents

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Junichi Masui
淳一 増井
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Abstract

【課題】 端子部の腐食やショートを防止することにより、端子部の信頼性を向上させる
ことができる電気光学装置およびそれを用いた電子機器を提供する。
【解決手段】 基板上に設けられた端子部202を介して入力された信号に対応して表示
部にて画像を表示する電気光学装置であって、端子部202は、表示部に電気的に接続さ
れた金属配線301と、金属配線301の少なくとも一部を覆うように配置され、金属配
線301と電気的に接続された透明導電膜303と、を有し、端子部202における金属
配線301の線幅が、端子部202外の金属配線の線幅よりも狭くなっていることを特徴
とする。
【選択図】 図5

Description

本発明は、電気光学装置および電子機器に関する。
電気光学装置としては、例えば液晶装置などがあり、この種の電気光学装置では、画像
表示が行われる画像表示領域(単に、表示領域とも称す)に、画素電極、ストライプ状電
極などの表示用電極が設けられている。例えばAl(アルミニウム)膜、導電性ポリシリ
コン膜、高融点金属膜などの導電膜からなる各種配線などが、表示用電極の下層側に作り
込まれている。また特にアクティブマトリクス駆動方式の場合には、さらに、各画素電極
に接続された薄膜トランジスタ(以下、TFT:Thin Film Transist
orと表記する)、薄膜ダイオード(以下、TFD:Thin Film Diodeと
表記する)などの電子素子も、画素電極の下層側に作り込まれている。
このようなアクティブマトリクス型の液晶表示装置へ信号を入出力するICやTCP(
Tape Carrier Package)を接続する場合、この液晶表示装置のアク
ティブマトリクス基板の縁辺に沿って配列された複数のAl膜からなるパッド(端子部)
に、ICやTCPを異方性導電膜(ACF:Anisotropic Conducti
ve Film)を用いて電気的に接続する方法が用いられている(例えば、特許文献1
参照。)。
特開平7−316519号公報
上述した特許文献1においては、端子部に水分が浸入すると、各端子部間の電位差によ
り生じる電界により端子部を形成するAl膜が腐食する恐れがあった。さらにはAlイオ
ンの移動により端子部間が短絡(ショート)する恐れがあった。
また、Al膜である端子部を透明導電膜であるITO(Indium Tin Oxi
de)膜で覆い、Al膜の腐食などを防止する技術も提案されているが、ITO膜の被覆
性が悪い部分から水分がAl膜に浸入する恐れがあった。また、ITO膜が良好に形成さ
れないと、ITO膜にピンホールが形成され、このピンホールから水分が浸入する恐れが
あった。そのため、端子部をITO膜で被覆してもAl膜が腐食する恐れがあり、Alイ
オンの移動(イオンマイグレーション)により端子部間がショートする恐れがあった。
さらに回路の微細化等により端子の配置ピッチを小さくする場合、端子間隔も狭くなる
ため各端子間の電位差により生じる電界も大きくなり端子部の腐食やショートがより顕著
になる恐れがある。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、端子部の腐食やショー
トを防止することにより、端子部の信頼性を向上させることができる電気光学装置および
それを用いた電子機器を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の第1の電気光学装置は、基板上に設けられた端子
部を介して入力された信号に対応して表示部にて画像を表示する電気光学装置であって、
端子部は、表示部に電気的に接続された金属配線と、金属配線の少なくとも一部を覆うよ
うに配置され、金属配線と電気的に接続された透明導電膜と、を有し、端子部における金
属配線の線幅が、端子部外の金属配線の線幅よりも狭くなっていることを特徴とする。
すなわち、本発明の第1の電気光学装置は、端子部における金属配線の線幅が、端子部
外の金属配線の線幅よりも狭くなっているため、端子部における金属配線の間隔が、端子
部外の配線間隔よりも広くなっている。そのため、端子部における金属配線間の電位差に
より生じる電界が小さくなる。金属配線間の電界が小さくなると、金属配線の腐食が起き
にくくなるとともに、金属イオンが移動しにくくなるためイオンマイグレーションによる
端子部間のショートが起きにくくなる。その結果、端子部の腐食やショートを防止するこ
とができ、端子部の信頼性を向上させることができる。
本発明の第2の電気光学装置は、基板上に設けられた端子部を介して入力された信号に対
応して表示部にて画像を表示する電気光学装置であって、端子部は、表示部に電気的に接
続された金属配線と、金属配線の少なくとも一部を覆うように配置され、金属配線と電気
的に接続された透明導電膜と、を有し、端子部における金属配線間の距離が、金属配線と
電気的に接続された透明導電膜間の距離よりも広くなっていることを特徴とする。
すなわち、本発明の第2の電気光学装置は、回路の微細化等により端子ピッチが小さく
なり端子の間隔が狭くなった際でも、端子部における金属配線間の間隔をより広く確保で
きるため、金属配線間の電位差による電界が小さくなり、金属配線の腐食やショートを抑
制できる。
上記の構成を実現するために、より具体的には、金属配線と透明導電膜とを電気的に接
続する接続部が複数設けられていてもよい。
この構成によれば、金属配線と透明導電膜とを電気的に接続する接続部を複数設けるこ
とにより、金属配線と透明導電膜とが接続部により並列に接続されるため、直列に接続さ
れた構成と比較して、端子部の電気抵抗を低下させることができる。
また、一部の接続部における金属配線と透明導電膜との電気的接続が断たれても、残り
の接続部により金属配線と透明導電膜との電気的接続が保たれるため、端子部の信頼性を
向上させることができる。
上記の構成を実現するために、より具体的には、接続部の電気抵抗と金属配線の電気抵
抗との和が、透明導電膜の電気抵抗よりも小さくなるように構成されていてもよい。
この構成によれば、電気配線と透明導電膜と接続部とにより形成された並列回路の電気
的抵抗をより低下させることができ、端子部の電気抵抗を確実に低下させることができる
上記の構成を実現するために、より具体的には、金属配線の周囲には、非透湿性膜が配
置されていてもよい。
この構成によれば、金属配線の周囲に非透湿性膜を配置しているため、金属配線と水分
との接触を防止することができ、金属配線の腐食および端子部間のショートを防止するこ
とができる。
本発明の電子機器は、上記本発明の電気光学装置を備えることを特徴とする。
すなわち、本発明の電子機器は、上記本発明の電気光学装置を備えているため、電気光
学装置における端子部の腐食やショートを防止することができ、信頼性の高い電子機器と
することができる。
(電気光学装置)
〔第1の実施の形態〕
以下、本発明における第1の実施の形態について図1から図9を参照して説明する。
本実施の形態においては、電気光学物質として液晶を用いたアクティブマトリクス方式
の液晶表示装置を例に採り説明する。
図1は本実施の形態における液晶表示装置の構成を示す平面図、図2は図1のH−H’
線に沿う断面図である。図3は、この液晶表示装置の画像表示領域においてマトリクス状
に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。なお、以下の説
明に用いた各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため
、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
図1および図2に示すように、本実施形態の液晶表示装置(電気光学装置)100は、
TFTアレイ基板(基板)10と対向基板20とがシール材52によって貼り合わされ、
このシール材52によって区画された領域内に液晶50が封入、保持されている。シール
材52の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる周辺見切り53が形成されてい
る。シール材52の外側の領域には、データ線駆動回路201及びパッド(端子部)20
2がTFTアレイ基板10の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する2辺に沿
って走査線駆動回路204が形成されている。TFTアレイ基板10の残る一辺には、画
像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路204の間を接続するための複数の配線2
05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との間で電気的導通をとるための基板間導通材2
06が配設されている。
この液晶表示装置100の画像表示領域においては、図3に示すように、複数の画素1
00aがマトリクス状に構成されているとともに、各画素100aには、画素スイッチン
グ用のTFT30が形成されており、画素信号S1、S2、…、Snを供給するデータ線
6aがTFT30のソースに電気的に接続されている。ここで、データ線6aに書き込む
画素信号S1、S2、…、Snは、同時に供給してもよいし、デマルチプレクサを設けて
時分割に共通してもよいし、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。
また、TFT30のゲートには走査線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。また、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を一定期間だけオン状態とすることによ
り、データ線6aから供給される画素信号S1、S2、…、Snを各画素に所定のタイミ
ングで書き込むようになっている。
このようにして、画素電極9aを介して液晶に書き込まれた所定レベルの画素信号S1
、S2、…、Snは、対向基板20の対向電極21との間で一定期間保持されるようにな
っている。
また、図4に示すように、TFTアレイ基板10は、石英などの光透過性の絶縁基板か
らなるガラス基板10Aと、その液晶層50側表面上に形成され、ITO(Indium
Tin Oxide)膜などの透明導電性膜からなる画素電極9aと、表示領域に設けら
れた画素スイッチング用TFT(スイッチング素子)30および非表示領域に設けられた
駆動回路用TFT(スイッチング素子)(図示せず)と、ポリイミド膜等の有機膜から形
成され、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜16とを主体として構成され
ている。
他方、対向基板20は、透明なガラスや石英などの光透過性基板からなる基板本体20
Aと、その液晶層50側表面上に形成された対向電極21と、配向膜22と、金属などか
らなり、各画素部の開口領域以外の領域に設けられた遮光膜23、および、遮光膜23と
同じかあるいは異なる材料からなる額縁としての遮光膜53とを主体として構成されてい
る。
このように構成され、画素電極9aと対向電極21とが対向するように配置されたTF
Tアレイ基板10と対向基板20との間には、液晶層50が形成されている。
また、図4に示すように、TFTアレイ基板10の基板本体10Aの液晶層50側表面
上において、各画素スイッチング用TFT30に対応する位置には、遮光層11aが設け
られている。また、遮光層11aと画素スイッチング用TFT30との間には、第1層間
絶縁膜12が設けられている。第1層間絶縁膜12は、画素スイッチング用TFT30を
構成する半導体層1aを遮光層11aから電気的に絶縁するために設けられるものである
図4に示すように、画素スイッチング用TFT30は、LDD(Lightly Do
ped Drain )構造を有しており、走査線3aからの電界によりチャネルが形成さ
れる半導体層1aのチャネル領域1a’、走査線3aと半導体層1aとを絶縁するゲート
絶縁膜2、データ線6a、半導体層1aの低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域
1c、半導体層1aの高濃度ソース領域(ソース領域)1d並びに高濃度ドレイン領域1
e(ドレイン領域)を備えている。
ここで、 ゲート絶縁膜2は、その厚さが例えば60〜80nm程度とされているのが
好ましい。これは、特に画素スイッチング用TFT30や駆動回路用TFT(図示せず)
の駆動電圧を10〜15V程度に設定した場合に、前記範囲の厚さが絶縁耐圧を確保する
うえで必要となるからである。
また、この液晶パネルにおいては、ゲート絶縁膜2を走査線3aに対向する位置から延
設して誘電体膜として用い、半導体膜1aを延設して第1蓄積容量電極1fとし、さらに
これらに対向する容量線3bの一部を第2蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量70
が構成されている。容量線3bおよび走査線3aは、同一のポリシリコン膜、または、ポ
リシリコン膜と、金属単体、合金、金属シリサイド等の積層構造からなり、蓄積容量70
の誘電体膜と画素スイッチング用TFT30および駆動回路用TFT(図示せず)のゲー
ト絶縁膜2とは、同一の熱酸化膜、高温酸化膜の2層構造からなっている。また、画素ス
イッチング用TFT30のチャネル領域1a’、ソース領域1d、ドレイン領域1eと、
駆動回路用TFT(図示せず)のチャネル領域、ソース領域、ドレイン領域と、第1蓄積
容量電極とは、同一の半導体層1aからなっている。
また、図4に示すように、走査線3a、ゲート絶縁膜2及び第1層間絶縁膜12の上に
は第2層間絶縁膜4が形成されており、この第2層間絶縁膜4には、画素スイッチング用
TFT30の高濃度ソース領域1dへ通じるコンタクトホール5、及び画素スイッチング
用TFT30の高濃度ドレイン領域1eへ通じるコンタクトホール8がそれぞれ形成され
ている。さらに、データ線6a及び第2層間絶縁膜4の上には第3層間絶縁膜(絶縁膜)
7が形成されており、この第3層間絶縁膜7には画素スイッチング用TFT30の高濃度
ドレイン領域1eへのコンタクトホール8が形成されている。また、画素電極9aは、こ
のように構成された第3層間絶縁膜7の上面に設けられている。
図5は、本実施の形態におけるパッドの平面図である。図6は、図5におけるJ−J′
線矢視断面図であり、図7は、図5におけるK−K′線矢視断面図である。
パッド202は、図5から図7に示すように、第2層間絶縁膜4上に形成されたAl配
線(金属配線)301と、Al配線301上に形成されたTiN層302と、画素電極9
aと同じ素材であるITO層からなるパッド電極(透明導電膜)303とから概略形成さ
れている。
Al配線301は、配線部301aとパッド部301bとではその線幅が異なるように
形成されている。パッド部301bでは線幅がL1となるように形成されるとともに、配
線部301aでは線幅がL2となるように形成され、L1<L2となるように形成されて
いる。また、Al配線301の配線間隔は、パッド部301bにおける配線間隔がL3と
なるように形成されるとともに、配線部301aにおける配線間隔がL4となるように形
成されている。
Al配線301の線幅L1、L2としては、例えばL1が5μm、L2が30μmに形
成されている構成を挙げることができる。また、このときのAl配線301の配線間隔L
3、L4としては、L3が30μm、L4が5μmに形成されている構成を挙げることが
できる。なお、Al配線301の線幅L1、L2およびAl配線301の配線間隔L3、
L4の値は上述した値でもよいし、上述した値と異なる値であってもよい。
パッド電極303は、その幅がL5となるように形成されるとともに、パッド電極30
3同士の間隔がL6となるように形成されている。パッド電極303の幅L5としては、
例えば31μmを挙げることができる。また、パッド電極303同士の間隔L6としては
、例えば3μmを挙げることができる。なお、パッド電極303の幅L5およびパッド電
極303同士の間隔L6の値は上述した値でもよいし、上述した値と異なる値であっても
よい。
ここで、パッド部301bとは、パッド電極303の配置領域に形成されたAl配線3
01の部分であり、配線部301aとは、それ以外の領域の部分に形成されたAl配線3
01のことである。
なお、配線部301aとパッド部301bとは、図5に示すように、長手中心軸線が同
一直線上に配置されるように形成されてもよいし、図9に示すように、配線部301aと
パッド部301bとの長手中心軸線がオフセットされるように形成されてもよい。ただし
、パッド部301bの配線間隔が配線部301aの間隔よりも狭くならない場合に限られ
る。
また、TiN層302はAl配線301と略同じ形状に形成され、Al配線301とパ
ッド電極303との間に配置され、Al配線301とパッド電極303とを電気的に接続
している。TiN層302をAl配線301とパッド電極303との間に配置することに
より、Al配線301とパッド電極303とが直接接触することを防止することができ、
電触反応によりAl配線301が腐食することを防止することができる。
図7に示すように、パッド電極303は第3層間絶縁膜7上に形成され、パッド電極3
03に凹形状に形成された2つの接続部304によりTiN層302を介してAl配線3
01のパッド202と電気的に接続されている。接続部304は、Al配線301の長手
軸線方向に並んで形成されている。
図8は、パッドの等価回路図である。
また、パッド電極303の電気抵抗をR1、接続部304の電気抵抗をR2、Al配線
301の電気抵抗をR3とすると、パッド202は、図8に示すような等価回路で表すこ
とができる。さらに、R1、R2およびR3は、R1>R2+R3の関係式を満たすよう
に構成されている。R1、R2およびR3の具体的な数値としては、R1=280Ω、R
2=100Ω、R3=1.8Ωを例示することができる。このときのパッド202の電気
抵抗は80Ωとなり、パッド電極303とAl配線301とを1つの接続部304で直列
に接続したときのパッド202の電気抵抗380Ωより大幅に抵抗が低下する。
なお、パッド電極303は、画素電極9aと同じ素材であるITO層から形成されてい
てもよいし、その他の導電性材料であるIZO等の層から形成されていてもよい。
なお、接続部304は、上述のように1つのパッドに2つ形成されていてもよいし、3
つ以上形成されていてもよい。また、Al配線301のパッド部301bの形状は、図5
に示すように、パッド電極303の略中央までの長さに形成されてもよいし、さらに長い
形状に形成してパッド電極303の反対側の辺に届くように形成してもよい。
上記の構成によれば、Al配線301のパッド部301bの配線間隔が、配線部301
aの配線間隔よりも広くなっているため、パッド部301b間の電位差により生じる電界
が小さくなっている。そのため、パッド部301b、つまりAl配線301の腐食が起き
にくくなるとともに、Alイオンが移動しにくくなるためイオンマイグレーションによる
パッド202間のショートが起きにくくなる。その結果、パッド202の腐食やショート
を防止することができ、パッド202の信頼性を向上させることができる。
Al配線301とパッド電極303との間に接続部304を複数設けることにより、A
l配線301とパッド電極303とが接続部304により並列に接続されるため、直列に
接続された構成と比較して、パッド202の電気抵抗を低下させることができる。
また、一部の接続部304におけるAl配線301とパッド電極303との電気的接続
が断たれても、残りの接続部304によりAl配線301とパッド電極303との電気的
接続が保たれるため、パッド202の信頼性を向上させることができる。
〔第2の実施の形態〕
次に、本発明の第2の実施形態について図10および図11を参照して説明する。
本実施の形態における液晶表示装置の基本構成は、第1の実施の形態と同様であるが、
第1の実施の形態とは、パッド周辺の構成が異なっている。よって、本実施の形態におい
ては、図10および図11を用いてパッド周辺のみを説明し、画像表示領域等の説明を省
略する。
図10は、本実施の形態におけるパッドの平面図であり、図11は、図10におけるL
−L′線矢視断面図である。
パッド(端子部)252は、図10および図11に示すように、Al配線301と、A
l配線301上に形成されたTiN層302と、非透湿性を有するSiN層(非透湿性膜
)351と、第3層間絶縁膜7上に形成されたパッド電極303とから概略形成されてい
る。
SiN層351は、図11に示すように、第2層間絶縁膜4の上に形成され、さらにA
l配線301およびTiN層302を挟んで形成され、合計2層形成されている。また、
TiN層302と接続部304との接触面には、SiN層351は形成されていない。
上記の構成によれば、Al配線301およびTiN層302の周囲に非透湿性を有する
SiN層351を配置しているため、Al配線301と第2層間絶縁膜4および第3層間
絶縁膜7に含まれる水分との接触を防止することができ、Al配線301の腐食およびパ
ッド252間のショートを防止することができる。
(電子機器の実施形態)
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12は、投射型カラー表示装置の図式的断面図である。
図12において、本実施形態における投射型カラー表示装置の一例たる液晶プロジェク
タ1100は、駆動回路がTFTアレイ基板上に搭載された液晶装置100を含む液晶モ
ジュールを3個用意し、それぞれRGB用のライトバルブ100R、100G及び100
Bとして用いたプロジェクタとして構成されている。液晶プロジェクタ1100では、メ
タルハライドランプ等の白色光源のランプユニット1102から投射光が発せられると、
3枚のミラー1106及び2枚のダイクロイックミラー1108によって、RGBの3原
色に対応する光成分R、G、Bに分けられ、各色に対応するライトバルブ100R、10
0G及び100Bにそれぞれ導かれる。この際特にB光は、長い光路による光損失を防ぐ
ために、入射レンズ1122、リレーレンズ1123及び出射レンズ1124からなるリ
レーレンズ系1121を介して導かれる。そして、ライトバルブ100R、100G及び
100Bによりそれぞれ変調された3原色に対応する光成分は、ダイクロイックプリズム
1112により再度合成された後、投射レンズ1114を介してスクリーン1120にカ
ラー画像として投射される。
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸
脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施形態では、TFTをスイッチング素子としたアクティブマトリクス
方式の液晶表示装置に本発明を適用した例を示したが、その他、TFDをスイッチング素
子としたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置、あるいは一対の基板の各々に走査電
極、データ電極を備えたパッシブマトリクス方式の液晶表示装置に本発明を適用すること
ができる。さらに、液晶表示装置のみならず、有機EL装置などの他の電気光学装置にも
本発明を適用できる。
本発明の第1の実施形態の液晶表示装置の構成を示す平面図である。 図1のH−H’線に沿う断面図である。 同、液晶表示装置の画像表示領域の等価回路図である。 同、液晶表示装置の画像表示領域の画素の構造を示す拡大断面図である。 同、液晶表示装置のパッドの平面図である。 図5のJ−J’線に沿う断面図である。 図5のK−K’線に沿う断面図である。 同、液晶表示装置のパッドの等価回路図である。 同、液晶表示装置のパッドに係る変形例の平面図である。 本発明の第2の実施形態の液晶表示装置のパッドの平面図である。 図10のL−L’線に沿う断面図である。 本発明の液晶表示装置を用いた電子機器を示す図式的断面図である。
符号の説明
10・・・TFTアレイ基板(基板)、 100・・・液晶表示装置(電気光学装置)
、 202、252・・・パッド(端子部)、 301・・・Al配線(金属配線)、
303・・・パッド電極(透明導電膜)、 304・・・接続部、 351・・・SiN
層(非透湿性膜)

Claims (6)

  1. 基板上に設けられた端子部を介して入力された信号に対応して表示部にて画像を表示す
    る電気光学装置であって、
    前記端子部は、前記表示部に電気的に接続された金属配線と、前記金属配線の少なくと
    も一部を覆うように配置され、前記金属配線と電気的に接続された透明導電膜と、を有し

    前記端子部における前記金属配線の線幅が、前記端子部外の前記金属配線の線幅よりも
    狭くなっていることを特徴とする電気光学装置。
  2. 基板上に設けられた端子部を介して入力された信号に対応して表示部にて画像を表示す
    る電気光学装置であって、
    前記端子部は、前記表示部に電気的に接続された金属配線と、前記金属配線の少なくと
    も一部を覆うように配置され、前記金属配線と電気的に接続された透明導電膜と、を有し

    前記端子部における前記金属配線間の距離が、前記金属配線と電気的に接続された前記
    透明導電膜間の距離よりも広くなっていることを特徴とする電気光学装置。
  3. 前記金属配線と前記透明導電膜とを電気的に接続する接続部が複数設けられていること
    を特徴とする請求項1または2に記載の電気光学装置。
  4. 前記接続部の電気抵抗と前記金属配線の電気抵抗との和が、前記透明導電膜の電気抵抗
    よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項3記載の電気光学装置。
  5. 前記金属配線の周囲には、非透湿性膜が配置されていることを特徴とする請求項1から
    4のいずれかに記載の電気光学装置。
  6. 請求項1から請求項5のいずれかに記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子
    機器。
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