以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態では、本発明の電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のTFTアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。
先ず、図1及び図2を参照して、本実施形態に係る液晶装置の全体構成について、説明する。ここに図1は、本実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図であり、図2は、図1のH−H´線での断面図である。
図1及び図2において、液晶装置は、対向配置されたTFTアレイ基板10と対向基板20とから構成されている。TFTアレイ基板10と対向基板20との間には液晶層50が封入されており、TFTアレイ基板10と対向基板20とは、本発明に係る「画素領域」の一例としての画像表示領域10aの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材52により相互に接着されている。
シール材52は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてTFTアレイ基板10上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。また、シール材52中には、TFTアレイ基板10と対向基板20との間隔(基板間ギャップ)を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。
シール材52が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域10aの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜53が、対向基板20側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜53の一部又は全部は、TFTアレイ基板10側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。
TFTアレイ基板10上における、画像表示領域10aの周辺に位置する周辺領域では、データ線駆動回路101及び外部回路接続端子102が、TFTアレイ基板10の一辺に沿って設けられている。また、TFTアレイ基板10上の周辺領域のうちシール領域より内側に位置する領域には、TFTアレイ基板10の一辺に沿う画像表示領域10aの一辺に沿って且つ額縁遮光膜53に覆われるようにしてサンプリング回路7が配置される。そして、TFTアレイ基板10上の周辺領域において、本発明に係る「画像信号供給回路」は、データ線駆動回路101及びサンプリング回路7を含んで構成される。
また、走査線駆動回路104は、TFTアレイ基板10の一辺に隣接する2辺に沿い、且つ、額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域10aの両側に設けられた二つの走査線駆動回路104間を電気的に接続するため、TFTアレイ基板10の残る一辺に沿い、且つ額縁遮光膜53に覆われるようにして複数の配線105が設けられている。
また、TFTアレイ基板10上には、対向基板20の4つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材で電気的に接続するための上下導通端子106が配置されている。
図2において、TFTアレイ基板10上には、画素スイッチング用素子としてのTFT(Thin Film Transistor)や走査線、データ線等の配線上に画素電極9aが、更にその上から配向膜(図2中において図示省略)が形成されている。尚、本実施形態では、画素スイッチング素子はTFTのほか、各種トランジスタ或いはTFD等により構成されてもよい。
他方、対向基板20上の画像表示領域10aには、格子状又はストライプ状の遮光膜23が形成され、この遮光膜23上(図2中遮光膜23より下側)に、液晶層50を介して複数の画素電極9aと対向する対向電極21が形成されている。更に、同図中には図示しない配向膜が形成される。
液晶層50は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。そして、液晶装置の駆動時、夫々に電圧が印加されることで、画素電極9aと対向電極21との間には液晶保持容量が形成される。
尚、ここでは図示しないが、TFTアレイ基板10上には、データ線駆動回路101、走査線駆動回路104の他に、製造途中や出荷時の当該液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等が形成されていてもよい。
次に、液晶装置に係る電気的な構成について、図3及び図4を参照して説明する。ここに図3は、TFTアレイ基板上の周辺領域における各種駆動回路の配置関係や電気的な接続関係等の構成を概略的に示すブロック図であり、図4は、複数の画素部における各種素子、配線等の等価回路を示す回路図である。
図3において、TFTアレイ基板10上における画素表示領域10aには、マトリクス状に配置された複数の画素電極9aと、互いに交差して配列された複数の走査線11a及びデータ線6aとが形成され、走査線11a及びデータ線6aの交差に対応して画素に対応する画素部が構築されている。
また、TFTアレイ基板10上における周辺領域には、本発明に係る「画像信号供給回路」を構成するデータ線駆動回路101及びサンプリング回路7、並びに走査線駆動回路104が設けられている。
走査線駆動回路104には、例えば外部回路(図示省略)より外部回路接続端子102を介して、Yクロック信号CLY、反転Yクロック信号CLYinv、YスタートパルスDY、並びにY側高電位電源VDDY及びY側低電位電源VSSYが供給される。走査線駆動回路104は、YスタートパルスDYが入力されると、Yクロック信号CLY及び反転Yクロック信号CLYinvに基づくタイミングで走査信号を順次生成して出力する。
本実施形態では、データ線駆動回路101には、シフトレジスタ101a及びバッファ回路101bが含まれる。
シフトレジスタ101aには、例えば外部回路より外部回路接続端子102を介して、Xクロック信号CLX、反転Xクロック信号CLXinv、XスタートパルスDX、並びにX側高電位電源VDDX及びX側低電位電源VSSXが供給される。
シフトレジスタ101aは、所定周期のX側クロック信号CLX及び反転Xクロック信号CLXinv、XスタートパルスDXに基づいて、各段から転送信号SRi(i=1、・・・、n)を順次出力するように構成されている。
バッファ回路101bは、複数のインバータが電気的に接続されて構成されており、シフトレジスタ101bから順次出力される転送信号SRiに基づいて、サンプリング回路駆動信号Siとして出力する。尚、サンプリング回路駆動信号Siは、本発明に係る「サンプリング信号」の一例である。
転送信号SRiがバッファ回路101bを経由することで、サンプリング回路駆動信号Siによる後述のサンプリング回路7の駆動能力が向上される。
ここで、X側高電位電源VDDX及びX側低電位電源VSSXは、これに対応する電源配線601及び602を介して、データ線駆動回路101における、シフトレジスタ101a及びバッファ回路101bに供給される。また、例えば、電源配線601及び602は夫々、シフトレジスタ101aにXクロック信号CLX及び反転Xクロック信号CLXinvを供給するための信号線に近接して互いに配置され、これらの信号線と共に外部回路接続端子102から、シフトレジスタ101a及びバッファ回路101bの各々の周囲を迂回して、シフトレジスタ101a及びバッファ回路101bの各々まで配線される。
画像信号VID1〜VID6は、例えば外部回路により、例えば6相にシリアル−パラレル変換、即ち相展開されており、6本の画像信号線6を介してサンプリング回路7に供給される。6本の画像信号線6は夫々、電源配線601及び602に対して、シフトレジスタ101a及びバッファ回路101b挟んで反対側から、これらシフトレジスタ101a及びバッファ回路101bの周囲を迂回して、外部回路接続端子102から引き回され、サンプリング回路7における各サンプリングスイッチ71の配列方向(即ち、図3中データ線6aの配列方向、或いはX方向)に沿って配線される。このように6本の画像信号線6を配線させることにより、走査線駆動回路104に供給されるYクロック信号CLY及び反転Yクロック信号CLYinvよりも、高周波数であるXクロック信号CLX及び反転Xクロック信号CLXinvの供給経路となる信号線から、各画像信号線6への電磁的な信号干渉を防止することが可能となる。
サンプリング回路7は、Pチャネル型又はNチャネル型の片チャネル型TFT若しくは相補型のTFTから構成されたサンプリングスイッチ71からなる。各サンプリングスイッチ71には、データ線駆動回路101のバッファ回路101bから出力された信号が、サンプリング回路駆動信号Siとして、信号線114を介して供給される。
そして、各サンプリングスイッチ7aは、サンプリング回路駆動信号Siに応じて、6本のデータ線6aを1群とするデータ線群毎に、画像信号VID1〜VID6を供給する。従って、本実施形態では、複数のデータ線6aをデータ線群毎に駆動するため、駆動周波数が抑えられる。
尚、クロック信号CLXやCLY等の各種タイミング信号は、例えば図示しない外部回路に形成されたタイミングジェネレータにて生成され、TFTアレイ基板10上の各回路に外部回路接続端子102を介して供給される。また、各駆動回路の駆動に必要な電源等もまた例えば外部回路から供給される。更に、上下導通端子106から引き出された信号線には、例えば外部回路から対向電極電位LCCが供給される。対向電極電位LCCは、上下導通端子106を介して対向電極21に供給される。対向電極電位LCCは、画素電極9aとの電位差を適正に保持して液晶保持容量を形成するための対向電極21の基準電位となる。
図4において、液晶装置の画像表示領域10aを構成するマトリクス状に形成された複数の画素には、それぞれ、画素電極9aと当該画素電極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VIDk(但し、k=1、2、3、・・・、6)が供給されるデータ線6aが当該TFT30のソースに電気的に接続されている。また、TFT30のゲートにゲート電極3aが電気的に接続されており、画素電極9aはTFT30のドレインに電気的に接続されている。
走査線駆動回路104から出力される走査信号G1、・・・、Gmによって、各走査線11aは線順次に選択される。選択された走査線11aに対応する画素部において、TFT30にゲート電極3aを介して走査信号Gj(但し、j=1、2、3、・・・、m)が供給されると、TFT30はオン状態となり、画素電極9aには、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より画像信号VIDkが所定のタイミングで供給される。これにより、液晶には、画素電極9a及び対向電極21の各々の電位によって規定される印加電圧が印加される。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、階調表示を可能とする。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、全体として液晶装置からは画像信号VID1〜VID6に応じたコントラストをもつ光が出射する。
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。この蓄積容量70は、走査線11aに並んで設けられ、固定電位側容量電極を含むとともに定電位に固定された容量電極300を含んでいる。
次に、上述の動作を実現する画素部の具体的構成について、図5を参照して説明する。ここに図5は、画素部の断面部分の構成を示す断面図である。尚、図5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。この点については、後述する図7及び図8の各図について同様であり、係る縮尺については各図毎でも互いに異なることもある。
図5において、例えば、石英基板、ガラス基板、シリコン基板からなるTFTアレイ基板10と、これに対向配置される、例えばガラス基板や石英基板からなる対向基板20とを備えている。
TFTアレイ基板10の側には、画素電極9aが設けられており、その上側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜16が設けられている。画素電極9aは、例えばITO膜等の透明導電性膜からなる。他方、対向基板20の側には、その全面に渡って対向電極21が設けられており、その下側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜22が設けられている。対向電極21は、上述の画素電極9aと同様に、例えばITO膜等の透明導電性膜からなる。
このように対向配置されたTFTアレイ基板10及び対向基板20間には、シール材52(図1及び図2参照)により囲まれた空間に液晶が封入され、液晶層50が形成される。液晶層50は、画素電極9aからの電界が印加されていない状態で配向膜16及び22により所定の配向状態をとる。
一方、TFTアレイ基板10上には、画素電極9a及び配向膜16の他、これらを含む各種の構成が積層構造をなして備えられている。以下では、この積層構造について、下から順に説明する。
先ず、TFTアレイ基板10上において、第1層には、走査線11aが設けられ、走査線11aより上層側に下地絶縁膜12が設けられている。
下地絶縁膜12より上層側の第2層には、ゲート電極3aを含むTFT30が設けられている。TFT30は、例えばLDD(Lightly Doped Drain)構造を有しており、その構成要素としては、ゲート電極3a、ゲート電極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´、ゲート電極3aと半導体層1aとを絶縁するゲート絶縁膜を含む絶縁膜2、半導体層1aにおける低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1c並びに高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eを備えている。また、この第2層に、上述のゲート電極3aと同一膜として中継電極719が形成されている。
ここで、下地絶縁膜12にはコンタクトホール12cvが掘られており、このコンタクトホール12cv全体を埋めるようにして、ゲート電極3aが形成されることにより、該ゲート電極3aには、これと一体的に形成された側壁部3bが延設されるようになっている。
TFTアレイ基板10上において、TFT30ないしゲート電極3a及び中継電極719より上層側に第1層間絶縁膜41が形成される。第1層間絶縁膜41には、TFT30の高濃度ソース領域1dと後述するデータ線6aとを電気的に接続するコンタクトホール81が、後述する第2層間絶縁膜42を貫通しつつ開孔されている。更に、第1層間絶縁膜41には、TFT30の高濃度ドレイン領域1eと蓄積容量70を構成する下部電極71とを電気的に接続するコンタクトホール83が開孔されている。加えて、第1層間絶縁膜41には、蓄積容量70を構成する画素電位側容量電極としての下部電極71と中継電極719とを電気的に接続するためのコンタクトホール881が開孔されている。更に加えて、第1層間絶縁膜41には、中継電極719と後述する第2中継電極6a2とを電気的に接続するためのコンタクトホール882が、後述する第2層間絶縁膜42を貫通しつつ開孔されている。
第1層間絶縁膜41より上層側の第3層には、蓄積容量70が設けられている。蓄積容量70は、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の下部電極71と、固定電位側容量電極としての容量電極300とが、誘電体膜75を介して対向配置されることにより形成されている。
下部電極71は、画素電位側容量電極としての機能のほか、画素電極9aとTFT30の高濃度ドレイン領域1eとを中継接続する機能をもつ。また、容量電極300は、後述する固定電位とされた容量線400と電気的に接続されている。尚、誘電体膜75は、例えば下層に酸化シリコン膜75a、上層に窒化シリコン膜75bというように二層構造を有する。
蓄積容量70より上層側には、第2層間絶縁膜42が形成される。第2層間絶縁膜42には、TFT30の高濃度ソース領域1dとデータ線6aとを電気的に接続する、前記のコンタクトホール81が開孔されているとともに、前記容量線用中継層6a1と蓄積容量70の上部電極たる容量電極300とを電気的に接続するコンタクトホール801が開孔されている。更に、第2層間絶縁膜42には、第2中継電極6a2と中継電極719とを電気的に接続するための、上述したコンタクトホール882が形成されている。
第2層間絶縁膜42より上層側の第4層に、データ線6aが設けられている。データ線6aは、例えば、下層より順に、アルミニウムからなる層(図5における符号41A参照)、窒化チタンからなる層(図5における符号41TN参照)、窒化シリコン膜からなる層(図5における符号401参照)の三層構造を有する膜として形成されている。更に、第4層には、データ線6aと同一膜として、容量線用中継層6a1及び第2中継電極6a2が形成されている。
データ線6aより上層側には、第3層間絶縁膜43が形成されている。この第3層間絶縁膜43には、前記の容量線400と容量線用中継層6a1とを電気的に接続するためのコンタクトホール803、及び、第3中継電極402と第2中継電極6a2とを電気的に接続するためのコンタクトホール804がそれぞれ開孔されている。
第3層間絶縁膜43より上層側の第5層には、容量線400が形成されると共に、容量線400と同一膜として、第3中継電極402が形成されている。この第3中継電極402は、後述のコンタクトホール804及び89を介して、第2中継電極6a2及び画素電極9a間の電気的接続を中継する機能を有する。ここで、容量線400及び第3中継電極402は、下層にアルミニウムからなる層、上層に窒化チタンからなる層の二層構造を有している。
最後に、第6層には、上述したように画素電極9aがマトリクス状に形成され、該画素電極9a上に配向膜16が形成されている。そして、画素電極9a下には、第4層間絶縁膜44が形成されている。第4層間絶縁膜44には、画素電極9a及び前記の第3中継電極402間を電気的に接続するためのコンタクトホール89が開孔されている。画素電極9aとTFT30との間は、コンタクトホール89及び第3中継層402並びに上述したコンタクトホール804、第2中継層6a2、コンタクトホール882、中継電極719、コンタクトホール881、下部電極71及びコンタクトホール83を介して、電気的に接続されることとなる。
以上説明したような画素部における構成は、各画素部において共通であり、図1から図3を参照して説明した画像表示領域10aには、かかる画素部における構成が周期的に形成されている。
次に、本実施形態において特徴的な画像信号供給回路側の構成について、図6から図8を参照して、より詳細に説明する。
図6には、データ線駆動回路及びサンプリング回路、その他各種信号線の配置関係及びこれらの電気的な接続関係を概略的に示してある。図6において、図3を参照して説明したように、シフトレジスタ101aから順次出力される転送信号SRiは、バッファ回路101bの各段のバッファ単位回路500に入力される。
図6に示すように、バッファ回路101bにおいて、各段のバッファ単位回路500は、X方向(即ち、データ線6aの配列方向)に沿って配置されている。また、電源配線601及び602の各々は、X方向に沿って延在する第1の配線部分601a及び602aの各々を有しており、X側低電位電源VSSX及びX側高電位電源VDDXは、各バッファ単位回路500に第1の配線部分601a及び602aを介して供給される。これにより各バッファ単位回路500は駆動され、入力された転送信号SRiをバッファリングしてバッファ出力信号を生成し、これをサンプリング回路駆動信号Siとして、信号線114に出力する。
電源配線601及び602のうち、X側低電位電源VSSXを供給する一の電源配線601に対して、電源用冗長配線603が電気的に接続されて形成される。電源用冗長配線603は、対応する電源配線601の第1の配線部分601aに沿って、TFTアレイ基板10上に第1の配線部分601aと並走して配置される第2の配線部分603aを有している。電源用冗長配線603は、第2の配線部分603aにおいて、例えばバッファ回路101bの各段毎に、第1の配線部分601aと電気的に接続される。
尚、本実施形態では、図3又は図6を参照して説明したように、データ線駆動回路101の、シフトレジスタ101a及びバッファ回路101bが夫々共通のX側高電位電源VDDX及びX側低電位電源VSSXによって駆動される構成に限定されず、夫々、異なる電源によって駆動されるようにしてもよい。この場合、夫々異なる電源配線を経て、シフトレジスタ101a及びバッファ回路101bに、夫々異なる系統の電源が供給されることとなる。このように構成すれば、高周波数であるXクロック信号CLX及び反転Xクロック信号CLXinvの電磁的な信号干渉が電源を介してバッファ回路101bの各段の動作に与える影響を小さくすることが可能となる。
更に、本発明に係る画像信号供給回路において、データ線駆動回路101には例えばバッファ回路101bの出力信号の電位をシフトさせるレベルシフタ回路等が更に含まれるようにしてもよいし、データ線駆動回路101に対して更にXクロック信号CLX及び反転Xクロック信号CLXinvの各々の位相差を補正して、相互に反転信号とする位相差補正回路等を設けるようにしてもよい。
次に、第1の配線部分及び第2の配線部分の構成について、図7及び図8を参照して、より詳細に説明する。ここに図7は、第1の配線部分及び第2の配線部分、更にはバッファ出力信号用冗長配線の構成及び配置関係を示す平面図であり、図8は、図7のA−A’断面図である。尚、図7には、バッファ回路101bにおける互いに隣接するバッファ単位回路500に関して、これらのバッファ単位回路500と、第1の配線部分601a、第2の配線部分603a、更にはバッファ出力信号用冗長配線114aの各々との配置関係を示してある。
本実施形態では、図8に示すように、電源配線601において少なくとも第1の配線部分601aが、好ましくは、図5を参照して説明したデータ線6aと同一層に配置されると共に、これと同一膜により形成される。この場合、第1の配線部分601aは、TFTアレイ基板10上の周辺領域において、第2層間絶縁膜42上に配置されることとなる。
また、電源用冗長配線603において少なくとも第2の配線部分603aは、第1の配線部分601aと異なる層であって、好ましくは図5を参照して説明した容量線400と同一層に且つこれと同一膜により形成される。この場合、第2の配線部分603aは、TFTアレイ基板10上の周辺領域において、第3層間絶縁膜43上に配置されることとなる。
ここで、各バッファ単位回路500を構成するトランジスタ等の各種電子素子は、図7又は図8においてはその詳細な構成については図示を省略してあるが、例えば図5を参照して説明した画素スイッチング用のTFT30と同一層に配置されて形成される。尚、バッファ単位回路500の具体的な構成については、後に図9及び図10を参照して説明する。
図7において、電源用冗長配線603において少なくとも第2の配線部分603aは、TFTアレイ基板10上においてバッファ単位回路500よりも上層側に、バッファ単位回路500に対してTFTアレイ基板10上で平面的に見て少なくとも部分的に重畳するように形成される。よって、図8において、第2の配線部分603aの下層側に位置する領域に、バッファ単位回路500が構築されている。また、第1の配線部分601aは、その下層側における各バッファ単位回路500を構成する電子素子と、電気的に接続されている。
そして、第2の配線部分603aにおいて、各バッファ単位回路500に対応して、第2の配線部分603aと連続的に且つ同一層に、コンタクト部分603bが形成されている。即ち、電源用冗長配線603は、X方向に沿って延びる第2の配線部分603aからY方向に沿って延在するコンタクト部分603bをバッファ単位回路500毎に有している。そして、このコンタクト部分603bは、第3層間絶縁膜43を貫通して形成されたコンタクトホール610を介して、第1の配線部分601aと電気的に接続されている。
よって、本実施形態では、このように電源配線601の第1の配線部分601aに対して電源用冗長配線603の第2の配線部分603aが設けられるため、実質的に、バッファ回路101bに対する電源の供給経路における配線容量を増加させることが可能となる。従って、電源配線601において第1の配線部分601a、更には電源用冗長配線603において第2の配線部分603aの細線化を要する場合にも、細線化に伴うバッファ回路101bに対するX側低電位電源VSSXの供給経路における配線容量が著しく減少するのを防止することができる。
例えば、図3を参照して説明したように、TFTアレイ基板10上の周辺領域において、比較的高周波数のXクロック信号CLX及び反転Xクロック信号CLXinvを供給するための信号線と、電源配線601及び602が近接して配置される場合に、電源配線601及び602の各々を細線化すると、Xクロック信号CLX及び反転Xクロック信号CLXinvの電磁的な干渉により、電源配線601の電位が不安定となり、これに伴って第1の配線部分601aの電位が不安定となるおそれがある。
これに対して、本実施形態では、電源配線601の第1の配線部分601aにおいて、配線容量を確保して電位を安定させることが可能となり、バッファ回路101bの各バッファ単位回路500の電源電位を安定化させることができる。
更に、電源用冗長配線603における第2の配線部分603aが、TFTアレイ基板10上で平面的に見てバッファ単位回路500と重畳するように電源用冗長配線603を形成することで、バッファ回路101b、電源配線601及び電源用冗長配線603の配置に要する配置面積が大きくなるのを防止できる。加えて、このように構成した場合、TFTアレイ基板10上の周辺領域において、第2の配線部分603aより上層側に形成される配線等から、各バッファ単位回路500を電磁的にシールドすることが可能となる。これにより、各バッファ単位回路500の動作をより安定化させることができる。
また、第2の配線部分603aを、第1の配線部分601aと異なる層に配置させることにより、第1の配線部分601aの配線形状等に大幅な変更を加えなくても、電源配線601に対して電源用冗長配線603を設けることが可能となる。よって、液晶装置の製造時に、電源用冗長配線603を容易に形成することができる。
加えて、図7において、バッファ回路101bの各段からサンプリング回路駆動信号Siとしてのバッファ出力信号が出力される信号線114は、例えば、図5を参照して説明したTFT30のゲート電極3aと同一層に形成される。そして、各信号線114より上層側には、平面的に見てこの信号線114と重畳し且つこれに対応するパターン形状で、本発明に係る「サンプリング信号用冗長配線」の一例としてのバッファ出力信号用冗長配線114aが形成される。よって、バッファ出力信号用冗長配線114aは、図7中X方向(即ち、図3中データ線6aの配列方向と同方向)に沿って、即ち第1の配線部分601aに沿って、配列されて複数形成される。
また、これら複数のバッファ出力信号用冗長配線114aは夫々、好ましくは、図8に示すように、第2の配線部分603aと同一層に配置されると共に、第2の配線部分603aと同一膜、即ち容量線400と同一膜により形成される。更に、各バッファ出力信号用冗長配線114aは、それよりも下層側に配置された対応する信号線114と電気的に接続されている。
よって、各バッファ単位回路500から出力されるサンプリング回路駆動信号Siの出力経路の配線容量を、実質的に増加させることにより、この出力経路の電源電位を安定化させることが可能となる。その結果、各信号線114が細線化されたとしても、サンプリング回路駆動信号Siの出力経路における配線容量が著しく小さくなるのを防止することができるため、より確実にサンプリング回路駆動信号Siの波形の乱れを防止することが可能となる。
ここで、図7又は図8において、各バッファ出力信号用冗長配線114aと、第1の配線部分601aとの配置関係に着目すれば、各バッファ出力信号用冗長配線114aは、TFTアレイ基板10上で平面的に見て第1の配線部分601aと少なくとも部分的に重畳するように形成されている。よって、各バッファ出力信号用冗長配線114aを設けることで、TFTアレイ基板10上において、第1の配線部分601aに加えてバッファ出力信号用冗長配線114aの配置に要する配置面積が大きくなるのを防止することが可能となる。また、この場合において、第1の配線部分601aの配線形状等に大幅な変更を加えなくても、複数のバッファ出力信号用冗長配線114aを設けることができる。
また、各バッファ出力信号用冗長配線114aと、第2の配線部分603aとの配置関係については、第2の配線部分603aは、各バッファ出力信号用冗長配線114aに対して、その配列方向(図7中X方向)に沿って並置されて形成される。
そして、図7において、各バッファ出力信号用冗長配線114aのパターン形状に着目すれば、信号線114のパターン形状に対応して、第3層間絶縁膜43上の第1の配線部分601aと重畳する領域に空いた領域が規定されており、且つ信号線114におけるX方向に沿って延在する部分に対しては、バッファ出力信号用冗長配線114aはその一部が重畳するように形成されている。これにより、一の信号線114におけるX方向に沿って延在する部分上において、この一の信号線114に電気的に接続される2つのバッファ出力信号用冗長配線114a間は、TFTアレイ基板10上で平面的に見て、互いに連続的に形成されるのではなく、分離されて形成されている。
そして、このような2つのバッファ出力信号用冗長配線114a間に規定される空いた領域に、コンタクト部分603bは、第1の配線部分601a上において、第2の配線部分603aと連続的に形成される。
よって、本実施形態では、バッファ出力信号用冗長配線114aと第2の配線部分603aとを、互いにパターン形状や配置などに大幅な設計変更を伴わずに、同一層に夫々形成することが可能となる。また、この場合に、第2の配線部分603aと連続的にコンタクト部分603bを形成することにより、第1の配線部分601aとTFTアレイ基板10上で平面的に見て重畳する領域に対して、実質的に第2の配線部分603aの配置面積を拡張することが可能となる。よって、第2の配線部分603aの配線容量をより大きく確保することができる。
加えて、図7において、複数のコンタクト部分603bの各々は、TFTアレイ基板10上で平面的に見て、互いに隣接する2本のバッファ出力信号用冗長配線114a間(言い換えれば、相隣接する2本の信号線114間)に形成されると共に、この2本のバッファ出力信号用冗長配線114aの各々に近づくように、X方向に広がって形成されている。言い換えれば、複数のコンタクト部分603bの各々は、第1の配線部分601aと重畳する領域において、相隣接する2本のバッファ出力信号用冗長配線114a間の空いた領域を埋めるように形成されている。よって、第1の配線部分601aとTFTアレイ基板10上で平面的に見て重畳する領域に対して、実質的に第2の配線部分603aの配置面積を、より一層、拡張することが可能となる。よって、電源用冗長配線603の第2の配線部分603aの配線容量をより大きく確保することができる。更に、バッファ出力信号用冗長配線114aの各々の近くに安定した電源が供給されるので、バッファ信号の電位を、より一層、安定化できる。
従って、以上説明したような本実施形態によれば、小型化に伴って、バッファ回路101bの各段のバッファ単位回路500の動作が不安定となることにより、バッファ出力信号(即ち、サンプリング回路駆動信号Si)の波形が著しく乱れるのを防止することが可能となる。よって、サンプリング回路7において、サンプリング回路駆動信号Siに応じて画像信号VIDkの供給タイミングが乱れるのを防止して、液晶装置の表示画面上における帯状の表示ムラ等の表示不良の発生を防止することができる。従って、液晶装置を容易に小型化すると共に、小型化しても高品質な画像表示を行うことが可能となる。
また、電源用冗長配線603や、電源配線601、更にはバッファ出力信号用冗長配線114aを設ける場合に、いずれかのパターン形状や配置に大幅な設計変更を要することなく、夫々容易に形成することができる。更には、液晶装置の製造時に、電源用冗長配線603、電源配線601、及びバッファ出力信号用冗長配線114aの夫々について、その少なくとも一部、より具体的には、第1の配線部分601a、第2の配線部分603a、及びバッファ出力信号用冗長配線114aの少なくとも一部を、データ線6aや容量線400と共に形成することが可能となり、製造プロセスにおける工程数を簡略化することが可能となる。
次に、本実施形態に係る液晶装置のバッファ単位回路の具体的な構成について、図9及び図10を参照して説明する。ここに図9は、バッファ単位回路の構成を示す等価回路図であり、図10は、バッファ単位回路及び電源配線の具体的な構成を示す平面図である。
図9及び図10に示すように、バッファ単位回路500は、4個のインバータ511〜514が走査線11aに沿った方向(即ち、データ線6aの配列方向或いはY方向)に並列接続されて構成されている。これにより、バッファ単位回路500による駆動能力が高められている。
更に、図10に示すように、インバータ511〜514は、いずれもチャネル幅方向がY方向に形成されたPチャネル型及びNチャネル型TFTを組み合わせた相補型TFTとして構成されている。即ち、インバータ511〜514は、いずれも、電源配線601の第1の配線部分601aから引き出された引出配線601bと電源配線602の第1の配線部分602aから引き出された引出配線602b間において、Pチャネル型TFT及びNチャネル型TFTが直列接続されて構成されている。
より具体的には、インバータ511は、Pチャネル型TFT511a及びNチャネル型TFT511bから構成されている。
TFT511aは、画素部における半導体層1a(図5参照)と同一膜から形成された半導体層、画素部におけるゲート電極3a(図5参照)と同一膜から形成されたゲート電極511ag、ゲート電極511agからの電界によりチャネルが形成される半導体層におけるP型チャネル領域、半導体層におけるソース領域511as及びドレイン領域511adを備えている。
ソース領域511asは、第1層間絶縁膜41及び第2層間絶縁膜42を貫通して開孔されたコンタクトホール8asを介して、データ線6aと同一膜から形成された引出配線601bと電気的に接続されている。引出配線601bは、上述したように、電源配線601の第1の配線部分601aから引き出されており、X側低電位電源VSSXが供給される。
ドレイン領域511adは、第1層間絶縁膜41及び第2層間絶縁膜42を貫通して開孔されたコンタクトホール8adを介して、データ線6aと同一膜から形成された出力配線550と電気的に接続されている。
TFT511bは、画素部における半導体層1aと同一膜から形成された半導体層、画素部におけるゲート電極3aと同一膜から形成されたゲート電極511bg、ゲート電極511bgからの電界によりチャネルが形成される半導体層におけるN型チャネル領域、半導体層におけるソース領域511bs及びドレイン領域511bdを備えている。
ソース領域511bsは、第1層間絶縁膜41及び第2層間絶縁膜42を貫通して開孔されたコンタクトホール8bsを介してデータ線6aと同一膜から形成された引出配線602bと電気的に接続されている。引出配線602bは、上述したように、電源配線602の第1の配線部分602aから引き出されており、X側高電位電源VDDXが供給される。
ドレイン領域511bdは、第1層間絶縁膜41及び第2層間絶縁膜42を貫通して開孔されたコンタクトホール8bdを介して、出力配線550と電気的に接続されている。よって、ドレイン領域511bdは、出力配線550を介してドレイン領域511adと電気的に接続されている。
出力配線550は、第1層間絶縁膜41及び第2層間絶縁膜42を貫通して開孔されたコンタクトホール808を介して、画素部におけるゲート電極3aと同一膜からなる信号線114と電気的に接続されている。また、出力配線550は、第3層間絶縁膜43に開孔されたコンタクトホール807を介して、画素部における容量線400と同一膜からなるバッファ信号用冗長配線114a(図7及び図8も参照)と電気的に接続されている。
インバータ512、513及び514は、インバータ511と概ね同様に構成されている。尚、インバータ511を構成するPチャネル型TFT及びNチャネル型TFTのゲート電極は、シフトレジスタ101bから転送信号SRiが供給される信号線404と夫々電気的に接続されている。
尚、図10に示すように、本実施形態では、信号線114のうち、第2の配線部分603aからY方向に沿って延在するコンタクト部分603b(図7も参照)の両側に配線された配線部分間に、画素部におけるゲート電極3aと同一膜(言い換えれば、信号線114と同一膜)から形成された複数のダミー配線910が設けられている。複数のダミー配線910は、データ線6aが延びる方向(即ちY方向)に沿って延びるようにそれぞれ配線されると共に、データ線6aの配列方向(即ちX方向)に沿って、データ線6aの配列ピッチと概ね同じ配列ピッチで配列されている。よって、ダミー配線910によって、上述したコンタクト部分603bの両側の配線部分が形成される領域におけるTFTアレイ基板10の表面に生じ得る凹凸と、前述の配線部分が形成されない領域におけるTFTアレイ基板10の表面に生じ得る凹凸との差を小さくすることができる。言い換えれば、ダミー配線910によって、TFTアレイ基板10上の表面の凹凸を殆ど或いは完全に均一に生じさせることができる。従って、TFTアレイ基板10の表面(より正確には、TFTアレイ基板10上に積層された画素電極9aより下層側の層間絶縁膜の表面)に生じた凹凸に対し、CMP(Chemical Mechanical Polishing:化学的機械研磨)等の平坦化処理を施すことによって凹凸を除去した後の、TFTアレイ基板10の表面の平坦性を高めることができる。これにより、例えば、TFTアレイ基板10上のシール領域52aにおける表面の凹凸に起因して、シール材52によってTFTアレイ基板10と対向基板20とを所定の間隔で保持することが困難になる事態を回避できる。
次に、上述した電気光学装置である液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について説明する。ここでは、この液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。ここに図11は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。
図11に示されるように、プロジェクタ1100内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット1102が設けられている。このランプユニット1102から射出された投射光は、ライトガイド1104内に配置された4枚のミラー1106および2枚のダイクロイックミラー1108によってRGBの3原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル1110R、1110Bおよび1110Gに入射される。
液晶パネル1110R、1110Bおよび1110Gの構成は、上述した液晶装置と同等であり、画像信号処理回路から供給されるR、G、Bの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム1112に3方向から入射される。このダイクロイックプリズム1112においては、RおよびBの光が90度に屈折する一方、Gの光が直進する。したがって、各色の画像が合成される結果、投射レンズ1114を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。
ここで、各液晶パネル1110R、1110Bおよび1110Gによる表示像について着目すると、液晶パネル1110Gによる表示像は、液晶パネル1110R、1110Bによる表示像に対して左右反転することが必要となる。
尚、液晶パネル1110R、1110Bおよび1110Gには、ダイクロイックミラー1108によって、R、G、Bの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。
尚、図11を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型パーソナルコンピュータや、携帯電話、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた装置等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。
また本発明は、上述の実施形態で説明した液晶装置以外にも、シリコン基板上に素子を形成する反射型液晶装置(LCOS)、プラズマディスプレイ(PDP)、電界放出型ディスプレイ(FED、SED)、有機ELディスプレイ、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、電気泳動装置等にも適用可能である。
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置及び該電気光学装置を備えてなる電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
6a…データ線、7…サンプリング回路、10…TFTアレイ基板、10a…画素領域、11a…走査線、101a…シフトレジスタ、101b…バッファ回路、601、602…電源配線、601a…第1の配線部分、603…電源用冗長配線、603a…第2の配線部分