JP2012078624A - Electric optical device and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気光学装置、電子機器に関する。 The present invention relates to an electro-optical device and an electronic apparatus.
上記電気光学装置として、例えば画素電極をスイッチング制御する薄膜トランジスターを備えたアクティブ駆動型の液晶装置が知られている。このような液晶装置は、駆動回路として上記薄膜トランジスターを介して上記画素電極に与えられた電位を保持するための保持容量を備えている。 As the electro-optical device, for example, an active drive type liquid crystal device including a thin film transistor that performs switching control of a pixel electrode is known. Such a liquid crystal device includes a storage capacitor for holding a potential applied to the pixel electrode through the thin film transistor as a drive circuit.
例えば、特許文献1〜特許文献3には、薄膜トランジスターや画素電極が設けられる基板上において、画素の開口率を考慮した保持容量の構成について具体例が示されている。 For example, Patent Documents 1 to 3 show specific examples of the configuration of a storage capacitor in consideration of the aperture ratio of a pixel on a substrate on which a thin film transistor and a pixel electrode are provided.
上記特許文献1には、画素間の非開口領域に蓄積容量(保持容量の1つ)を有し、該蓄積容量の上部容量電極と開口領域に設けられた画素電極とが、層間絶縁膜に設けられ開口領域に一部が延出した透明な導電膜(中継層)を介して電気的に接続された電気光学装置が開示されている。 In Patent Document 1, a storage capacitor (one storage capacitor) is provided in a non-opening region between pixels, and an upper capacitor electrode of the storage capacitor and a pixel electrode provided in the opening region are provided in an interlayer insulating film. An electro-optical device is disclosed that is electrically connected via a transparent conductive film (relay layer) that is provided and partially extends in an opening region.
上記特許文献2には、ゲートラインとデータラインとにより区画された画素領域内に液晶容量を含む合計3個の保持容量を有し、その1つは共通容量線と透明な上部電極とで構成され、他の1つが画素電極に接続した容量電極と共通容量線とで構成された液晶表示素子が開示されている。 The above-mentioned Patent Document 2 has a total of three storage capacitors including a liquid crystal capacitor in a pixel region partitioned by a gate line and a data line, one of which is composed of a common capacitor line and a transparent upper electrode. In addition, a liquid crystal display element is disclosed in which the other one is composed of a capacitor electrode connected to a pixel electrode and a common capacitor line.
上記特許文献3には、基板上に第1の透明導電膜を少なくとも画素電極が配置される範囲全体を覆うように設け、上記第1の透明導電膜と上記画素電極との間に第1の透明絶縁膜を挟んで蓄積容量を形成したアクティブマトリクス型液晶表示装置が開示されている。 In Patent Document 3, a first transparent conductive film is provided on a substrate so as to cover at least the entire area where the pixel electrode is disposed, and a first transparent conductive film is provided between the first transparent conductive film and the pixel electrode. An active matrix liquid crystal display device in which a storage capacitor is formed with a transparent insulating film interposed therebetween is disclosed.
しかしながら、上記特許文献1の電気光学装置では、蓄積容量が設けられる非開口領域の幅つまり画素間の幅が狭くなると蓄積容量における電気容量が小さくなってしまう課題があった。
また、上記特許文献2や上記特許文献3では、画素の開口領域に画素電極以外の透明導電膜からなる容量電極を設けるので、開口領域に入射した光が該容量電極により吸収あるいは反射され開口領域における光の透過率が低下するおそれがあるという課題があった。
However, the electro-optical device disclosed in Patent Document 1 has a problem that when the width of a non-opening region in which a storage capacitor is provided, that is, the width between pixels is narrowed, the capacitance of the storage capacitor is reduced.
In Patent Document 2 and Patent Document 3, a capacitor electrode made of a transparent conductive film other than the pixel electrode is provided in the opening region of the pixel, so that light incident on the opening region is absorbed or reflected by the capacitor electrode. There is a problem that the light transmittance in the case may decrease.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]本適用例の電気光学装置は、透光性の画素電極と、前記画素電極に対応して設けられたトランジスターおよび保持容量と、前記トランジスターに電気的に接続され第1方向に延在する遮光性のデータ線と、前記データ線と交差する第2方向に延在する遮光性の走査線と、を備え、前記保持容量は、前記トランジスターを覆うように設けられた遮光性の第1電極と、前記第1電極に対向し、前記第1方向および前記第2方向の一方に延在する本線部と前記第1方向および前記第2方向の他方に突出する突出部とを有する透光性の第2電極と、を有し、前記本線部は、前記第1電極および前記データ線よりも幅広に設けられ、前記突出部は前記第1電極および前記走査線よりも幅広に設けられていることを特徴とする。 Application Example 1 An electro-optical device according to this application example includes a light-transmitting pixel electrode, a transistor and a storage capacitor provided corresponding to the pixel electrode, and a transistor electrically connected to the transistor in a first direction. A light-shielding data line extending in the second direction and a light-shielding scanning line extending in a second direction intersecting the data line, wherein the storage capacitor is provided so as to cover the transistor. A first electrode; a main line portion facing the first electrode and extending in one of the first direction and the second direction; and a protruding portion protruding in the other of the first direction and the second direction. A light-transmitting second electrode, wherein the main line portion is provided wider than the first electrode and the data line, and the projecting portion is provided wider than the first electrode and the scanning line. It is characterized by being.
この構成によれば、保持容量を構成する遮光性の第1電極に平面的に重なる第2電極が透光性を有してる。また、第2電極の本線部は第1電極およびデータ線よりも幅広く、第2電極の本線部から突出する突出部は第1電極および走査線よりも幅広となっている。したがって、第2電極におけるデータ線および走査線ならびに第1電極よりも幅広に設けられた部分が、画素電極を有する画素の開口領域にはみ出していても開口率を低下させない。また、遮光性の第1電極の電極面積を有効に活用して所望の電気容量を確保することができる。すなわち、画素の開口率を確保しつつ、安定した動作品質が得られる電気光学装置を提供できる。 According to this configuration, the second electrode that planarly overlaps the light-shielding first electrode constituting the storage capacitor has translucency. The main line portion of the second electrode is wider than the first electrode and the data line, and the protruding portion protruding from the main line portion of the second electrode is wider than the first electrode and the scanning line. Therefore, the aperture ratio is not lowered even if the portion of the second electrode that is wider than the data line, the scanning line, and the first electrode protrudes from the opening region of the pixel having the pixel electrode. Moreover, a desired electric capacity can be ensured by effectively utilizing the electrode area of the light-shielding first electrode. That is, it is possible to provide an electro-optical device that can obtain stable operation quality while ensuring the aperture ratio of the pixel.
[適用例2]上記適用例の電気光学装置において、前記第2電極は、透光性の誘電体層を介して前記第1電極の側面の少なくとも一部を覆うように設けられていることが好ましい。
この構成によれば、第1電極に対して第2電極を単に対向配置する場合に比べて、保持容量における実質的な電気容量を増やすことができる。
Application Example 2 In the electro-optical device according to the application example, the second electrode is provided so as to cover at least a part of the side surface of the first electrode with a translucent dielectric layer interposed therebetween. preferable.
According to this configuration, it is possible to increase the substantial electric capacity in the storage capacitor as compared with the case where the second electrode is simply arranged to face the first electrode.
[適用例3]上記適用例の電気光学装置において、前記第1電極は、前記画素電極に電気的に接続されており、前記第2電極は、前記第1電極が前記画素電極と電気的に接続される部分を除いて、前記第1電極を平面的に覆うように設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、遮光性の第1電極の電極面積をより有効に活用して所望の電気容量を確保することができる。
Application Example 3 In the electro-optical device according to the application example, the first electrode is electrically connected to the pixel electrode, and the second electrode is electrically connected to the pixel electrode. The first electrode is provided so as to cover the first electrode excluding a portion to be connected.
According to this configuration, a desired electric capacity can be secured by more effectively utilizing the electrode area of the light-shielding first electrode.
[適用例4]上記適用例の電気光学装置において、前記保持容量は、マトリクス状に設けられた複数の画素ごとに設けられ、前記第2電極は、前記第1方向および/または前記第2方向に延在して前記複数の画素に跨って設けられると共に、固定電位に接続されていることが好ましい。
この構成によれば、第2電極を容量線として機能させ、簡素な構成で画素電極ごとに印加された電位を保持することができる。また、マトリクス状に設けられた複数の画素間の非開口領域(遮光領域)を有効に活用して保持容量を構成できる。言い換えれば、非開口領域(遮光領域)の面積が小さくなっても所望の電気容量を確保することができる。
Application Example 4 In the electro-optical device according to the application example, the storage capacitor is provided for each of a plurality of pixels provided in a matrix, and the second electrode is provided in the first direction and / or the second direction. It is preferable to extend across the plurality of pixels and to be connected to a fixed potential.
According to this configuration, the potential applied to each pixel electrode can be held with a simple configuration by causing the second electrode to function as a capacitor line. In addition, a storage capacitor can be configured by effectively utilizing a non-opening region (light-shielding region) between a plurality of pixels provided in a matrix. In other words, a desired electric capacity can be secured even if the area of the non-opening region (light shielding region) is reduced.
[適用例5]本適用例の電子機器は、上記適用例の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、安定した動作品質が得られる電気光学装置を備えた電子機器を提供できる。
Application Example 5 An electronic apparatus according to this application example includes the electro-optical device according to the application example described above.
According to this configuration, it is possible to provide an electronic apparatus including an electro-optical device that can obtain stable operation quality.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. Note that the drawings to be used are appropriately enlarged or reduced so that the part to be described can be recognized.
なお、以下の形態において、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構成物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。 In the following embodiments, for example, when “on the substrate” is described, the substrate is disposed so as to be in contact with the substrate, or is disposed on the substrate via another component, or the substrate. It is assumed that a part is arranged so as to be in contact with each other and a part is arranged via another component.
本実施形態では、薄膜トランジスター(Thin Film Transistor;TFT)を画素のスイッチング素子として備えた電気光学装置としてのアクティブマトリクス型の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、例えば後述する投射型表示装置(液晶プロジェクター)の光変調素子(液晶ライトバルブ)として好適に用いることができるものである。 In the present embodiment, an active matrix liquid crystal device as an electro-optical device including a thin film transistor (TFT) as a pixel switching element will be described as an example. This liquid crystal device can be suitably used as, for example, a light modulation element (liquid crystal light valve) of a projection type display device (liquid crystal projector) described later.
<液晶装置>
まず、本実施形態の電気光学装置としての液晶装置について、図1および図2を参照して説明する。図1(a)は液晶装置の構成を示す概略平面図、同図(b)は同図(a)のH−H’線で切った概略断面図、図2は液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。
<Liquid crystal device>
First, a liquid crystal device as an electro-optical device according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. 1A is a schematic plan view showing the configuration of the liquid crystal device, FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along line HH ′ of FIG. 1A, and FIG. 2 is an electrical configuration of the liquid crystal device. FIG.
図1(a)および(b)に示すように、本実施形態の液晶装置100は、一対の基板のうちの一方の基板としての素子基板10と、他方の基板としての対向基板20と、これら一対の基板によって挟持された液晶層50とを有する。素子基板10および対向基板20は、透明な例えば石英などのガラス基板が用いられている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, a
素子基板10は対向基板20よりも一回り大きく、両基板は、額縁状に配置されたシール材40を介して接合され、その隙間に正または負の誘電異方性を有する液晶が封入されて液晶層50を構成している。シール材40は、例えば熱硬化性または紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用されている。シール材40には、一対の基板の間隔を一定に保持するためのスペーサー(図示省略)が混入されている。
The
額縁状に配置されたシール材40の内側には、同じく額縁状に遮光膜21が設けられている。遮光膜21は、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなり、遮光膜21の内側が複数の画素Pを有する表示領域Eとなっている。なお、図1では図示省略したが、表示領域Eにおいても複数の画素Pを平面的に区分する遮光部が設けられている。
A
素子基板10の1辺部に沿ったシール材40との間にデータ線駆動回路101が設けられている。また、該1辺部に対向する他の1辺部に沿ったシール材40の内側に検査回路103が設けられている。さらに、該1辺部と直交し互いに対向する他の2辺部に沿ったシール材40の内側に走査線駆動回路102が設けられている。該1辺部と対向する他の1辺部のシール材40の内側には、2つの走査線駆動回路102を繋ぐ複数の配線105が設けられている。これらデータ線駆動回路101、走査線駆動回路102に繋がる配線は、該1辺部に沿って配列した複数の外部接続端子104に接続されている。
以降、該1辺部に沿った方向をX方向とし、該1辺部と直交し互いに対向する他の2辺部に沿った方向をY方向として説明する。
なお、検査回路103の配置はこれに限定されず、データ線駆動回路101と表示領域Eとの間のシール材40の内側に沿った位置に設けてもよい。
A data
Hereinafter, the direction along the one side will be referred to as the X direction, and the direction along the other two sides orthogonal to the one side and facing each other will be described as the Y direction.
The arrangement of the
図1(b)に示すように、素子基板10の液晶層50側の表面には、画素Pごとに設けられた光透過性を有する画素電極15およびスイッチング素子としての薄膜トランジスター(TFT;Thin Film Transistor)30と、信号配線と、これらを覆う配向膜18とが形成されている。
As shown in FIG. 1B, on the surface of the
対向基板20の液晶層50側の表面には、遮光膜21と、これを覆うように成膜された層間膜層22と、層間膜層22を覆うように設けられた共通電極23と、共通電極23を覆う配向膜24とが設けられている。
On the surface of the
遮光膜21は、図1(a)に示すように平面的にデータ線駆動回路101や走査線駆動回路102、検査回路103と重なる位置において額縁状に設けられている。これにより対向基板20側から入射する光を遮蔽して、これらの駆動回路を含む周辺回路の光による誤動作を防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が表示領域Eに入射しないように遮蔽して、表示領域Eの表示における高いコントラストを確保している。
As shown in FIG. 1A, the
層間膜層22は、例えば酸化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して遮光膜21を覆うように設けられている。このような層間膜層22の形成方法としては、例えばプラズマCVD法などを用いて成膜する方法が挙げられる。
The
共通電極23は、例えばITOなどの透明導電膜からなり、層間膜層22を覆うと共に、図1(a)に示すように対向基板20の四隅に設けられた上下導通部106により素子基板10側の配線に電気的に接続している。
The
画素電極15を覆う配向膜18および共通電極23を覆う配向膜24は、液晶装置100の光学設計に基づいて選定される。例えば、ポリイミドなどの有機材料を成膜して、その表面をラビングすることにより、液晶分子に対して略水平配向処理が施されたものや、SiOx(酸化シリコン)などの無機材料を気相成長法を用いて成膜して、液晶分子に対して略垂直配向させたものが挙げられる。
The
図2に示すように、液晶装置100は、少なくとも表示領域Eにおいて互いに絶縁されて直交する信号線としての複数の走査線3aおよび複数のデータ線6aと、データ線6a沿って平行するように配置された容量線3bとを有する。
データ線6aが延在する方向がY方向(第1方向)であり、走査線3aが延在する方向がX方向(第2方向)である。
As shown in FIG. 2, the
The direction in which the
走査線3aとデータ線6aならびに容量線3bと、これらの信号線類により区分された領域に、画素電極15と、TFT30と、保持容量16とが設けられ、これらが画素Pの画素回路を構成している。
A
走査線3aはTFT30のゲートに電気的に接続され、データ線6aはTFT30のソースに電気的に接続されている。画素電極15はTFT30のドレインに電気的に接続されている。
データ線6aはデータ線駆動回路101(図1参照)に接続されており、データ線駆動回路101から供給される画像信号D1,D2,…,Dnを画素Pに供給する。走査線3aは走査線駆動回路102(図1参照)に接続されており、走査線駆動回路102から供給される走査信号SC1,SC2,…,SCmを各画素Pに供給する。データ線駆動回路101からデータ線6aに供給される画像信号D1〜Dnは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣接する複数のデータ線6a同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路102は、走査線3aに対して、走査信号SC1〜SCmを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。
The
The
液晶装置100は、スイッチング素子であるTFT30が走査信号SC1〜SCmの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線6aから供給される画像信号D1〜Dnが所定のタイミングで画素電極15に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極15を介して液晶層50に書き込まれた所定レベルの画像信号D1〜Dnは、画素電極15と液晶層50を介して対向配置された共通電極23との間で一定期間保持される。
保持された画像信号D1〜Dnがリークするのを防止するため、画素電極15と共通電極23との間に形成される液晶容量と並列に保持容量16が接続されている。保持容量16は、TFT30のドレインと容量線3bとの間に設けられている。詳しくは、後述するが、保持容量16は、遮光性の第1電極と透光性の第2電極との間に透光性の誘電体層を有するものであって、上記第2電極が上記容量線3bを構成している。容量線3bは、固定電位に接続されている。固定電位としては例えばGNDや共通電極23に与えられる共通電位(LCCOM)である。
In the
In order to prevent the held image signals D1 to Dn from leaking, the holding
なお、図1(a)に示した検査回路103には、データ線6aが接続されており、液晶装置100の製造過程において、上記画像信号を検出することで液晶装置100の動作欠陥などを確認できる構成となっているが、図2の等価回路では省略している。また、検査回路103は、上記画像信号をサンプリングしてデータ線6aに供給するサンプリング回路、データ線6aに所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して供給するプリチャージ回路を含むものとしてもよい。
Note that a
このような液晶装置100は透過型であって、画素Pが非駆動時に明表示となるノーマリーホワイトモードや、非駆動時に暗表示となるノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子が光学設計に応じて配置されて用いられる。
Such a
図3は画素の構造を示す概略平面図である。図3に示すように、液晶装置100における画素Pは、例えば平面的に略四角形の開口領域を有する。開口領域は、X方向とY方向とに延在し格子状に設けられた遮光性の非開口領域により囲まれている。
FIG. 3 is a schematic plan view showing the structure of the pixel. As shown in FIG. 3, the pixel P in the
X方向に延在する非開口領域には、図2に示した走査線3aが設けられている。言い換えれば、低抵抗配線材料からなる走査線3aによって非開口領域の少なくとも一部が構成されている。
A
同じく、Y方向に延在する非開口領域には、図2に示したデータ線6aと容量線3bが設けられている。言い換えれば、低抵抗配線材料からなるデータ線6aによって非開口領域の少なくとも一部が構成されている。
Similarly, the
非開口領域は、素子基板10側に設けられた上記信号線類によって構成されるだけでなく、対向基板20側において格子状にパターニングされた遮光膜21によっても構成することができる。
The non-opening region can be formed not only by the signal lines provided on the
非開口領域の交差部付近には、図2に示したTFT30や保持容量16が設けられている。遮光性を有する非開口領域の交差部付近にTFT30を設けることにより、TFT30の光誤動作を防止すると共に、開口領域における開口率を確保している。詳しい画素Pの構造については後述するが、交差部付近にTFT30や保持容量16を設ける関係上、交差部付近の非開口領域の幅は、他の部分に比べて広くなっている。
Near the intersection of the non-opening regions, the
次に、このような液晶装置100におけるより具体的な画素Pの構造について、実施例を挙げて説明する。
図4は実施例の画素の構成を示す概略平面図、図5は実施例の保持容量における電極の配置を示す概略平面図、図6は図4のB−B’線で切った画素の構造を示す概略断面図、図7は比較例の保持容量における電極の配置を示す概略平面図、図8は図7のC−C’線で切った画素の構造を示す概略断面図である。
Next, a more specific structure of the pixel P in the
4 is a schematic plan view showing the configuration of the pixel of the embodiment, FIG. 5 is a schematic plan view showing the arrangement of electrodes in the storage capacitor of the embodiment, and FIG. 6 is the structure of the pixel cut along the line BB ′ of FIG. FIG. 7 is a schematic plan view showing the arrangement of electrodes in the storage capacitor of the comparative example, and FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the pixel taken along the line CC ′ of FIG.
図4に示すように、実施例の画素Pは、走査線3aとデータ線6aの交差部にTFT30が設けられている。TFT30は、ソース領域30sとドレイン領域30dとの間にチャンネル領域30cを有するLDD(Lightly Doped Drain)構造の半導体層30aを有している。半導体層30aは上記交差部を通過して、走査線3aと重なるように配置されている。走査線3aはデータ線6aとの交差部において、X,Y方向に拡張された平面視で四角形の拡張部を有している。当該拡張部に平面的に重なるようにしてY方向に延在した部分がX方向に屈曲した形状のゲート電極30gが設けられている。ゲート電極30gは、Y方向に延在した部分が平面的にチャンネル領域30cと重なっている。また、折り曲げられてX方向に延在し、互いに対向する部分がそれぞれ走査線3aの拡張部との間に設けられたコンタクト部33,34によって、電気的に走査線3aと接続している。
As shown in FIG. 4, in the pixel P of the embodiment, a
データ線6aは、Y方向に延在すると共に、X方向に突出して走査線3aと平面的に重なる部分を有し、当該部分に設けられたコンタクトホールCNT1によってソース領域30sと電気的に接続している。コンタクトホールCNT1を含む部分がソース電極31となっている。一方、ドレイン領域30dの端部にもコンタクトホールCNT2が設けられており、コンタクトホールCNT2を含む部分がドレイン電極32となっている。コンタクトホールCNT2に隣り合うようにコンタクトホールCNT3が設けられており、コンタクトホールCNT2とコンタクトホールCNT3とは島状に設けられた導体部6bによって電気的に接続している。
The
画素電極15は、走査線3aやデータ線6aと一部が重なるように設けられており、本実施例では走査線3aと重なる位置に設けられた2つのコンタクトホールCNT3,4を介してドレイン電極32に電気的に接続している。
The
保持容量16は、遮光性の第1電極16bと、第1電極16bに対向するように配置された透光性の第2電極16aとを有している。第1電極16bは、走査線3aの拡張部と重なる部分と、該拡張部と重なった部分から走査線3aの延在方向とデータ線6aの延在方向とに延出された部分とを有しており、非開口領域(図3参照)に配置されている。
また、第1電極16bは、図5に示すように、画素Pごとに独立して島状に設けられている。1つの画素Pを囲むようにして当該画素Pの第1電極16bと隣り合う画素Pの第1電極16bとが配置され、遮光性の非開口領域を構成している。
これに対して、第2電極16aは、図4および図5に示すように、第1電極16bと平面的に重なると共に、Y方向において複数の画素Pに跨って設けられた本線部16amと本線部16amからX方向に突出した突出部16apとを有している。本線部16amはX方向において第1電極16bおよびデータ線6aよりも幅広に設けられている。突出部16apはY方向において第1電極16bおよび走査線3aよりも幅広に設けられている。すなわち、第2電極16aは、画素電極15が第1電極16bと電気的に接続するコンタクトホールCNT4を含む領域を除いて、第1電極16bをほぼ覆うように設けられ、且つ、その一部が隣り合う画素Pの開口領域(図3参照)にはみ出るように設けられている。
The
Further, as shown in FIG. 5, the
On the other hand, as shown in FIGS. 4 and 5, the
次に、図6を参照して、実施例の画素Pの構造について、さらに詳しく説明する。
図6に示すように、素子基板10上には、まず走査線3aが形成される。走査線3aは、例えばAl、Ti、Cr、W、Ta、Moなどの金属のうちの少なくとも1つを含む金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、ナイトライド、あるいはこれらを積層したものからなり、遮光性を有している。
Next, the structure of the pixel P of the embodiment will be described in more detail with reference to FIG.
As shown in FIG. 6, the
走査線3aを覆うように例えば酸化シリコンなどからなる第1絶縁膜11aが形成され、第1絶縁膜11a上に島状に半導体層30aが形成される。半導体層30aは例えば多結晶シリコン膜からなり、不純物イオンが注入されて、前述したソース領域30s、チャンネル領域30c、ドレイン領域30dを有するLDD構造が形成されている。
A first insulating
半導体層30aを覆うように第2絶縁膜(ゲート絶縁膜)11bが形成される。さらに第2絶縁膜11bを挟んでチャンネル領域30cに対応する位置にゲート電極30gが形成される。
A second insulating film (gate insulating film) 11b is formed so as to cover the
ゲート電極30gと第2絶縁膜11bとを覆うようにして第3絶縁膜11cが形成され、半導体層30aのそれぞれの端部と重なる位置に第2絶縁膜11bと第3絶縁膜11cとを貫通する2つの孔が形成される。そして、2つの孔を埋めると共に第3絶縁膜11cを覆うようにAlなどの低抵抗配線材料を用いて導電膜を成膜し、これをパターニングすることによって、ソース領域30sに繋がるコンタクトホールCNT1およびデータ線6a並びにソース電極31が形成される。同時に島状に導体部6bをパターニングすることにより、コンタクトホールCNT2およびドレイン電極32が形成される。
A third
データ線6a(ソース電極31)とドレイン電極32と第3絶縁膜11cとを覆うように第1層間絶縁膜12が形成される。第1層間絶縁膜12は、例えばシリコンの酸化物や窒化物からなり、TFT30が設けられた領域を覆うことによって生ずる表面の凹凸を平坦化する平坦化処理が施される。平坦化処理の方法としては、例えば化学的研磨処理(Chamical Mechanical Polishing;CMP処理)やスピンコート処理などが挙げられる。
The first
第1層間絶縁膜12上には、走査線3aやデータ線6aと平面的に重なるようにパターニングされたシールド層35が形成されている。シールド層35は、例えばAlなどの低抵抗配線材料からなり、遮光性を有すると共に侵入する電磁波を遮蔽してTFT30を保護している。なお、図4の平面図では、シールド層35は図示省略されているが、平面的には図3に示した非開口領域内に形成されている。
On the first
シールド層35と第1層間絶縁膜12とを覆うように第2層間絶縁膜13が形成されている。第2層間絶縁膜13も例えばシリコンの酸化物や窒化物からなり、第1層間絶縁膜12と同様に平坦化処理を施してもよい。
A second
第1層間絶縁膜12および第2層間絶縁膜13を貫通する孔がドレイン電極32と重なる位置に形成され、この孔を埋めるようにして遮光性を有する導電膜が成膜される。この導電膜をパターニングして第1電極16bが形成される。
上記遮光性の導電膜としては、低抵抗配線材料であるAL(アルミニウム)、TiN(窒化チタン)などからなる単層膜あるいはこれらが積層された多層膜を用いることができる。本実施例における第1電極16bの膜厚はおよそ100nm〜1000nmである。
A hole penetrating the first
As the light-shielding conductive film, a single-layer film made of AL (aluminum), TiN (titanium nitride), or the like, which is a low-resistance wiring material, or a multilayer film in which these layers are stacked can be used. The film thickness of the
第1電極16bと第2層間絶縁膜13とを覆うように透光性の誘電体膜が成膜され、誘電体膜のうち第1電極16bのコンタクトホールCNT4と重なる部分を除くようにパターニングして誘電体層16cが形成される。透光性の誘電体膜としては、シリコン窒化膜や、酸化ハウニュウム(HfO2)、アルミナ(Al2O3)、酸化タンタル(Ta2O5)などの単層膜、またはこれらの単層膜のうち少なくとも2種の単層膜を積層した多層膜を用いてもよい。
A translucent dielectric film is formed so as to cover the
誘電体層16cと第1電極16bの一部と第2層間絶縁膜13とを覆うようにITOなどの透明導電膜が成膜され、この透明導電膜をパターニングして透光性を有する第2電極16aが形成される。このとき、第2電極16aは、コンタクトホールCNT4と重なる部分が除かれると共に、図6の円形の破線で囲んだ第1電極16bの端部では、誘電体層16cを介して第1電極16bの側面も覆うようにパターニングされている。また、平面的には、図5に示したように、隣り合う画素Pの開口領域(図3参照)にはみ出るようにパターニングされている。言い換えれば、開口領域にはみ出た部分では、第1電極16bの側面を誘電体層16cを介して覆っている。第2電極16aの膜厚はおよそ数百nmである。
A transparent conductive film such as ITO is formed so as to cover the
保持容量16は、上記のように形成された遮光性の第1電極16bと、透光性の第2電極16aと、これらの電極に挟まれた誘電体層16cとから構成されている。
The
保持容量16と第2層間絶縁膜13とを覆うように第3層間絶縁膜14が形成されている。第3層間絶縁膜14も例えばシリコンの酸化物や窒化物からなり、第2層間絶縁膜13と同様に平坦化処理を施してもよい。
A third
第3層間絶縁膜14を貫通する孔が第1電極16bと重なる位置に形成され、この孔を埋めるようにしてITOなどの透明導電膜が成膜される。この透明導電膜をパターニングして画素電極15と、第1電極16bと画素電極15とを電気的に接続させるコンタクトホールCNT4とが形成される。
A hole penetrating the third
保持容量16において、上述したように第1電極16bはコンタクトホールCNT3を介してTFT30のドレイン電極32と電気的に接続すると共に、コンタクトホールCNT4を介して画素電極15と電気的に接続している。第2電極16aの本線部16amは上述したようにデータ線6aの延在方向(Y方向)において複数の画素Pに跨るように形成され、等価回路(図2参照)における容量線3bとしても機能している。第2電極16aには固定電位が与えられる。これにより、TFT30のドレイン電極32を介して画素電極15に与えられた電位を第2電極16aと第1電極16bとの間において保持することができる。
In the
次に、比較例の画素の構成と構造について、図7および図8を参照して説明する。なお、実施例の画素Pと同じ構成については同じ符号を付して詳細の説明は省略する。比較例の画素は、実施例の画素に対して画素回路のうち保持容量の構成が異なるものである。 Next, the configuration and structure of the pixel of the comparative example will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the structure same as the pixel P of an Example, and detailed description is abbreviate | omitted. The pixel of the comparative example is different from the pixel of the embodiment in the configuration of the storage capacitor in the pixel circuit.
図7に示すように、比較例の画素PBは、画素PBごとに独立して設けられた遮光性の第1電極16bと、Y方向(データ線6aの延在方向)において複数の画素PBに跨ると共に第1電極16bに重なるように設けられた同じく遮光性の第2電極16dとを有している。つまり、第1電極16bと第2電極16dとはいずれも非開口領域(図3参照)内に設けられている。
As illustrated in FIG. 7, the pixel PB of the comparative example includes a first light-shielding
図8に示すように、第2層間絶縁膜13の表面を覆うと共に、第2層間絶縁膜13に設けられた貫通孔とを埋めるように導電膜が成膜され、この導電膜をパターニングして第1電極16bが形成される。
As shown in FIG. 8, a conductive film is formed so as to cover the surface of the second
次に、第1電極16bと第2層間絶縁膜13とを覆うように例えばシリコンの酸化物からなる保護膜を成膜する。この保護膜のうち誘電体層16cが形成される領域を除くように保護膜をパターニングする。保護膜を部分的に除去してパターニングする方法としては、例えば成膜された保護膜を部分的にドライエッチングする方法や、予め除去したい第1電極16bの表面をレジストなどによってマスキングした状態で保護膜を成膜した後にレジストを除去するリフトオフ法が挙げられる。これにより、第1電極16bの外縁部分を覆うと共に第2層間絶縁膜13の表面を覆う保護層37が形成される。
Next, a protective film made of, for example, silicon oxide is formed so as to cover the
次に、第1電極16bと保護層37とを覆うように誘電体層16cをパターニング形成する。さらに、誘電体層16cとほぼ重なるように第2電極16dをパターニング形成する。例えば、第1電極16bと第2電極16dとが共に同じ材料で構成されていたとしても、第2電極16dをパターニングする際には、第1電極16bは保護層37と誘電体層16cとによって完全に覆われているので、第1電極16bがエッチングされてしまうなどの不具合が防止されている。
Next, the
比較例の画素PBにおける保持容量16’は、上述したように形成された、第1電極16bと、誘電体層16cと、第2電極16dとによって構成されている。
The storage capacitor 16 'in the pixel PB of the comparative example is configured by the
そして、保持容量16’と保護層37とを覆うように第3層間絶縁膜14を形成する。もちろん、第3層間絶縁膜14に平坦化処理を施してもよい。第3層間絶縁膜14と保護層37とを貫通する孔を第1電極16bと重なる位置に設け、この孔を埋めるように透明導電膜を成膜してパターニングすることにより画素電極15とコンタクトホールCNT4とが形成される。
Then, the third
このような比較例の画素PBと本実施形態の実施例の画素Pとを比べると、以下の点で実施例の画素Pのほうが優れている。すなわち、実施例における効果は以下の通りである。 When the pixel PB of the comparative example and the pixel P of the example of the present embodiment are compared, the pixel P of the example is superior in the following points. That is, the effects in the embodiment are as follows.
(1)実施例の画素Pにおける保持容量16は、第1電極16bに対して平面的に重なると共に一部が開口領域にはみ出した透光性を有する第2電極16aを有している。したがって、開口領域における開口率を維持した状態で、非開口領域に設けられた第1電極16bの面積を有効に活用できる。具体的には、図5には実施例の保持容量16の平面的な電極面積をハッチングして示し、図7には比較例の保持容量16’の平面的な電極面積を同じくハッチングして示しているが、実施例の方が大きな電極面積を確保できる。
言い換えれば、画素Pが高精細となり、非開口領域の面積が少なくなっても所望の電気容量を有する保持容量16を備えた液晶装置100を提供できる。
(1) The
In other words, the
(2)実施例の画素Pにおける保持容量16の第2電極16aは、図6に示したように、第1電極16bの側面を誘電体層16cを介して覆った部分を有している。つまり、比較例に比べて、第1電極16bの側面も保持容量16の電極の一部として有効活用できる。
(2) As shown in FIG. 6, the
(3)実施例の画素Pにおける保持容量16の一対の電極は互いに異なる材料系を用いて形成されている。したがって、誘電体層16c上において第2電極16aをパターニングする際に第1電極16bが損傷しないパターニング条件を選択可能である。言い換えれば、比較例のように第1電極16bを保護する保護層37を設けなくてもよいので、液晶装置100の構造並びに液晶装置100の製造工程を簡略化できる。
(3) The pair of electrodes of the
<電子機器>
図9は電子機器としての投射型表示装置の構成を示す概略図である。図9に示すように、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置1000は、システム光軸Lに沿って配置された偏光照明装置1100と、光分離素子としての2つのダイクロイックミラー1104,1105と、3つの反射ミラー1106,1107,1108と、5つのリレーレンズ1201,1202,1203,1204,1205と、3つの光変調手段としての透過型の液晶ライトバルブ1210,1220,1230と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム1206と、投射レンズ1207とを備えている。
<Electronic equipment>
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a configuration of a projection display device as an electronic apparatus. As shown in FIG. 9, the
偏光照明装置1100は、超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源からなる光源としてのランプユニット1101と、インテグレーターレンズ1102と、偏光変換素子1103とから概略構成されている。
The polarized
ダイクロイックミラー1104は、偏光照明装置1100から射出された偏光光束のうち、赤色光(R)を反射させ、緑色光(G)と青色光(B)とを透過させる。もう1つのダイクロイックミラー1105は、ダイクロイックミラー1104を透過した緑色光(G)を反射させ、青色光(B)を透過させる。
The
ダイクロイックミラー1104で反射した赤色光(R)は、反射ミラー1106で反射した後にリレーレンズ1205を経由して液晶ライトバルブ1210に入射する。
ダイクロイックミラー1105で反射した緑色光(G)は、リレーレンズ1204を経由して液晶ライトバルブ1220に入射する。
ダイクロイックミラー1105を透過した青色光(B)は、3つのリレーレンズ1201,1202,1203と2つの反射ミラー1107,1108とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ1230に入射する。
The red light (R) reflected by the
Green light (G) reflected by the
The blue light (B) transmitted through the
液晶ライトバルブ1210,1220,1230は、クロスダイクロイックプリズム1206の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ1210,1220,1230に入射した色光は、映像情報(映像信号)に基づいて変調されクロスダイクロイックプリズム1206に向けて射出される。このプリズムは、4つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色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。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が合成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ1207によってスクリーン1300上に投射され、画像が拡大されて表示される。
The liquid
液晶ライトバルブ1210は、上述した液晶装置100が適用されたものである。液晶装置100は、色光の入射側と射出側とにおいてクロスニコルに配置された一対の偏光素子の間に隙間を置いて配置されている。他の液晶ライトバルブ1220,1230も同様である。
The liquid
このような投射型表示装置1000によれば、画素Pごとに所望の電気容量が確保された保持容量16を有し安定した動作品質が得られる液晶装置100を備え、高い表示品位が実現されている。
According to such a projection
上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。 Various modifications other than the above embodiment are conceivable. Hereinafter, a modification will be described.
(変形例1)上記液晶装置100におけるTFT30の半導体層30aは、走査線3aに沿って配置されることに限定されない。例えば、半導体層30aを走査線3aとデータ線6aとの交差部において屈曲させ、走査線3aとデータ線6aのそれぞれに平面的に重なるように配置してもよい。
(Modification 1) The
(変形例2)上記保持容量16における透光性の第2電極16aは、Y方向(データ線6aの延在方向)において複数の画素Pに跨るように設けられることに限定されない。例えば、X方向(走査線3aの延在方向)において複数の画素Pに跨るように設けてもよい。また、X方向およびY方向において複数の画素Pに跨るように設けてもよい。言い換えれば画素電極15と第1電極16bとを電気的に接続させる領域を除いて、突出部16apを走査線3aの延在方向(X方向)に連続させてもよい。これによれば、透光性の第2電極16aをITOなどの透明導電膜により形成しても、本線部16amをX方向またはY方向に延在させる場合に比べて電気抵抗を小さくすることができる。これによれば、第2電極16aに固定電位を与えたときに画素Pごとの固定電位が抵抗成分によって変動することを抑制することができる。
(Modification 2) The translucent
(変形例3)上記保持容量16における透光性の第2電極16aの構成は、これに限定されない。例えば、透光性の第2電極16aにさらに遮光性の導電膜を非開口領域の範囲内で積層する構成としてもよい。これによれば、第2電極16aにおける電気抵抗をさらに低下させることができ、第2電極16aに固定電位を与えたときに画素Pごとの固定電位が抵抗成分によって変動することをさらに抑制することができる。
(Modification 3) The configuration of the translucent
(変形例4)上記液晶装置100が適用される電子機器は、投射型表示装置1000に限定されない。例えば、投射型のHUD(ヘッドアップディスプレイ)や直視型のHMD(ヘッドマウントディプレイ)、または電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、電子手帳、POSなどの情報端末機器の表示部として好適に用いることができる。
(Modification 4) The electronic apparatus to which the
3a…走査線、6a…データ線、15…画素電極、16…保持容量、16a…第2電極、16am…本線部、16ap…突出部、16b…第1電極、16c…誘電体層、30…薄膜トランジスター(TFT)、30a…半導体層、100…電気光学装置としての液晶装置、1000…電子機器としての投射型表示装置、P…画素。 3a ... Scanning line, 6a ... Data line, 15 ... Pixel electrode, 16 ... Retention capacitor, 16a ... Second electrode, 16am ... Main line, 16ap ... Protrusion, 16b ... First electrode, 16c ... Dielectric layer, 30 ... Thin film transistor (TFT), 30a ... semiconductor layer, 100 ... liquid crystal device as an electro-optical device, 1000 ... projection type display device as electronic equipment, P ... pixel.
Claims (5)
前記画素電極に対応して設けられたトランジスターおよび保持容量と、
前記トランジスターに電気的に接続され第1方向に延在する遮光性のデータ線と、
前記データ線と交差する第2方向に延在する遮光性の走査線と、
を備え、
前記保持容量は、
前記トランジスターを覆うように設けられた遮光性の第1電極と、
前記第1電極に対向し、前記第1方向および前記第2方向の一方に延在する本線部と前記第1方向および前記第2方向の他方に突出する突出部とを有する透光性の第2電極と、を有し、
前記本線部は、前記第1電極および前記データ線よりも幅広に設けられ、前記突出部は前記第1電極および前記走査線よりも幅広に設けられている
ことを特徴とする電気光学装置。 A translucent pixel electrode;
A transistor and a storage capacitor provided corresponding to the pixel electrode;
A light-shielding data line electrically connected to the transistor and extending in a first direction;
A light-shielding scanning line extending in a second direction intersecting the data line;
With
The holding capacity is
A first light-shielding electrode provided to cover the transistor;
A translucent first electrode having a main line portion facing the first electrode and extending in one of the first direction and the second direction and a protruding portion protruding in the other of the first direction and the second direction. Two electrodes,
The electro-optical device, wherein the main line portion is provided wider than the first electrode and the data line, and the protruding portion is provided wider than the first electrode and the scanning line.
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