JP2012108299A - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】液晶装置等の電気光学装置において、データ線に電気的に接続された付加容量の破損を防止する。
【解決手段】電気光学装置は、対向配置され、シール材(52)で囲まれた領域に電気光学物質(50)を挟持する第1基板(10)及び第2基板(20)と、第1基板上の画素領域(10a)に走査線(11)とデータ線(6)との交差に対応して設けられた画素電極(9)と、画素電極と、走査線及びデータ線との間に、画素電極に容量絶縁膜(72)を介して対向するように設けられた蓄積容量電極(71)と、画素電極と同一層からなる第1容量電極(610)と、蓄積容量電極と同一層からなる第2容量電極(620)とを有し、データ線と電気的に接続された付加容量(600)とを備える。付加容量は、画素領域と、シール材で囲まれた領域の外周よりも内側との間の領域に配置されている。
【選択図】図7
【解決手段】電気光学装置は、対向配置され、シール材(52)で囲まれた領域に電気光学物質(50)を挟持する第1基板(10)及び第2基板(20)と、第1基板上の画素領域(10a)に走査線(11)とデータ線(6)との交差に対応して設けられた画素電極(9)と、画素電極と、走査線及びデータ線との間に、画素電極に容量絶縁膜(72)を介して対向するように設けられた蓄積容量電極(71)と、画素電極と同一層からなる第1容量電極(610)と、蓄積容量電極と同一層からなる第2容量電極(620)とを有し、データ線と電気的に接続された付加容量(600)とを備える。付加容量は、画素領域と、シール材で囲まれた領域の外周よりも内側との間の領域に配置されている。
【選択図】図7
Description
本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置、及び該電気光学装置を備えた、例えば液晶プロジェクター等の電子機器の技術分野に関する。
この種の電気光学装置では、例えば、一対の基板が所定の隙間を介してシール領域においてシール材によって貼り合わされ、これら基板間に液晶等の電気光学物質が封入される。一対の基板のうち一方の基板上の表示領域に、ITO(Indium Tin Oxide)からなる画素電極、該画素電極の選択的な駆動を行うための走査線、データ線、及び画素スイッチング用素子としてのTFT(Thin Film Transistor)が層間絶縁膜を介して積層構造として作り込まれ、アクティブマトリクス駆動可能に構成される。画素電極は、この一方の基板上の積層構造における例えば最上層に配置される。また、高コントラスト化等を目的として、画素スイッチング用のTFTと画素電極との間に蓄積容量が設けられることがある。
例えば特許文献1及び2には、前述した蓄積容量を、画素電極と、該画素電極の下層側に容量絶縁膜を介して対向するように設けられ、ITOからなる容量電極とから構成することで、高い開口率を確保するとともに、蓄積容量の容量値を大きくする技術が開示されている。
ここで、アクティブマトリクス駆動とは、走査線に走査信号を供給することで前記TFTの動作を制御するとともに、データ線には、画像信号を供給することで、走査信号によってON(オン)とされた前記TFTに対応する画素電極に対し、当該画像信号に対応した電界の印加を行う駆動方法である。この画像信号の供給方法としては、例えば、データ線の1本1本に逐次画像信号を供給する方法や、画像信号をシリアル−パラレル変換して互いに隣接するデータ線の何本かに対して、グループ毎に同時に画像信号を供給する方法がある。
このように駆動される電気光学装置では、データ線に書き込まれる画像信号電位のプッシュダウンに起因した表示ムラが発生してしまうという技術的問題点がある。即ち、上で例示したグループ毎に同時に画像信号を供給する方法が採られる場合を例として説明すると、この場合、相隣接する二つのグループの境目では、データ線にほぼ沿った形で、画像上に表示ムラが現れるという不具合がある。
このような技術的問題点を解決する手段として、データ線の一部に電気的に接続して付加容量を設ける技術が知られている(例えば特許文献3参照)。
前述したような付加容量を構成する一対の容量電極のうち一方の容量電極が、画素電極と同様に最上層に配置されたITOから形成される場合、製造プロセスにおいて、一方の容量電極が外部に露出してしまい、互いに隣り合うデータ線にそれぞれ電気的に接続された付加容量の一方の容量電極間が異物によってショート(即ち、短絡)してしまったり、一方の容量電極が異物によって傷ついてしまったりするおそれがあるという技術的問題点がある。
本発明は、例えば前述した問題点に鑑みなされたものであり、例えば製造プロセスにおいて付加容量が破損してしまうことを防止でき、高品位な表示を行うことが可能な電気光学装置及びこのような電気光学装置を備えた電子機器を提供することを課題とする。
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、対向配置され、シール材で囲まれた領域に電気光学物質を挟持する第1及び第2基板と、前記第1基板上の画素領域に設けられた走査線及びデータ線と、前記走査線及び前記データ線よりも前記電気光学物質側に、前記走査線と前記データ線との交差に対応して設けられた画素電極と、前記画素電極と、前記走査線及び前記データ線との間に、前記画素電極に容量絶縁膜を介して対向するように設けられた蓄積容量電極と、前記画素電極と同一層からなる第1容量電極と、前記蓄積容量電極と同一層からなる第2容量電極とを有し、前記データ線と電気的に接続された付加容量とを備え、前記画素領域は、前記シール材で囲まれた領域の外周よりも内側に配置され、前記付加容量は、前記画素領域と、前記シール材で囲まれた領域の外周よりも内側との間の領域に配置されている。
本発明の電気光学装置によれば、第1基板上の画素領域には、走査線及びデータ線が互いに交差するように設けられている。走査線及びデータ線よりも電気光学物質側に画素電極が設けられている。画素電極は、例えばITO等の透明導電材料から形成されており、走査線とデータ線との交差に対応して、第1基板上の画素領域に例えばマトリクス状に複数設けられている。画素電極は、例えば、第1基板上の積層構造における例えば最上層に配置されている。更に、画素電極よりも下層側には、画素電極に容量絶縁膜を介して対向するように蓄積容量電極が設けられている。蓄積容量電極は、画素電極及び容量絶縁膜と共に、画素電極の電位を一時的に保持する蓄積容量を構成する。蓄積容量電極は、典型的には、画素電極と同様に、例えばITO等の透明導電材料から形成されている。よって、光が透過する開口領域に蓄積容量を形成することが可能であり、非開口領域にのみ蓄積容量を形成する場合に比べてその容量値を増大させることが可能である。更に、開口領域を狭めることもなく、画素のうち開口領域が占める割合である開口率を低下させることもない。蓄積容量電極は、例えば共通電位などの所定電位を供給する配線に接続されていてもよいし、該配線の一部が蓄積容量電極であってもよい。
他方で、第1基板上には、画素電極と同一層からなる第1容量電極と、蓄積容量電極と同一層からなる第2容量電極とを有し、データ線と電気的に接続された付加容量が設けられている。ここで本発明に係る「同一層」とは、同一の成膜工程によって形成される層を意味する。例えば、画素電極及び第1容量電極は、例えばITO等の透明導電材料で構成される薄膜を形成した後、当該薄膜を部分的に除去、即ちパターニングすることによって相互に離間させた状態で形成される。また、蓄積容量電極及び第2容量電極は、例えばITO等の透明導電材料で構成される薄膜を形成した後、当該薄膜を部分的に除去、即ちパターニングすることによって相互に離間させた状態で形成される。第1及び第2容量電極のうち一方の電極はデータ線に接続され、他方の電極は例えば共通電位などの所定電位を供給する配線に電気的に接続される。
本発明では特に、付加容量は、画素領域の周辺に位置する周辺領域のうち、シール材で囲まれた領域の外周よりも内側の領域に配置されている。即ち、付加容量は、シール材が設けられたシール領域或いはシール領域と画素領域との間の領域に配置されている。言い換えれば、付加容量は、平面視で(即ち、第1基板の法線方向から見て)、シール材と重なるように形成されている、或いは、シール材よりも画素領域側に形成されている。よって、製造プロセスにおいて、第1基板と第2基板とがシール材によって貼り合わされた後には、付加容量を構成する第1容量電極は、外部に露出しない。よって、互いに隣り合うデータ線にそれぞれ電気的に接続された付加容量の第1容量電極間が異物によって電気的にショート(即ち、短絡)してしまったり、第1容量電極が異物によって傷ついてしまったりするなど、付加容量が破損してしまうことを低減或いは防止できる。この結果、本発明の電気光学装置によれば、高品位な表示を行うことが可能となる。
以上説明したように、本発明の電気光学装置によれば、製造プロセスにおいて付加容量が破損してしまうことを低減或いは防止でき、高品位な表示を行うことが可能となる。
本発明の電気光学装置の一態様では、前記画素電極、前記蓄積容量電極、前記第1及び第2容量電極は、透明導電材料から形成されている。
この態様によれば、画素の開口率を低下させることなく、画素電極の電位を一時的に保持する蓄積容量の容量値を大きくすることができる。更に、付加容量をシール領域内に形成した場合であっても、シール材を光硬化性樹脂から確実に形成することができる。即ち、付加容量を構成する第1及び第2容量電極が透明導電材料からなるので、製造プロセスにおいてシール材を光硬化性樹脂から形成する際、光硬化性樹脂に対して第1基板側から光を確実に照射することが可能となる。
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、前述した本発明の電気光学装置(但し、その各種態様も含む)を備える。
本発明の電子機器によれば、前述した本発明の電気光学装置を具備してなるので、高品質な表示を行うことが可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサー、ビューファインダー型又はモニター直視型のビデオテープレコーダー、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパーなどの電気泳動装置等も実現することも可能である。
本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。
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。
<第1実施形態>
第1実施形態に係る液晶装置について、図1から図8を参照して説明する。
第1実施形態に係る液晶装置について、図1から図8を参照して説明する。
先ず、本実施形態に係る液晶装置の全体構成について、図1及び図2を参照して説明する。
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’線断面図である。
図1及び図2において、本実施形態に係る液晶装置100では、本発明に係る「第1基板」の一例としてのTFTアレイ基板10と本発明に係る「第2基板」の一例としての対向基板20とが対向配置されている。TFTアレイ基板10は、例えば石英基板、ガラス基板等の透明基板や、シリコン基板等である。対向基板20は、例えば石英基板、ガラス基板等の透明基板である。TFTアレイ基板10と対向基板20との間に液晶層50が封入されている。
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52a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。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(即ち、基板間ギャップ)を所定値とするためのグラスファイバー或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。なお、ギャップ材を、シール材52に混入されるものに加えて若しくは代えて、画像表示領域10a又は画像表示領域10aの周辺に位置する周辺領域に、配置するようにしてもよい。
シール材52が配置されたシール領域52a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。周辺領域のうち、シール材52が配置されたシール領域52aの外側に位置する領域には、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。この一辺に沿ったシール領域よりも内側に、サンプリング回路7が額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。また、走査線駆動回路104は、この一辺に隣接する2辺に沿ったシール領域の内側に、額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。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107で接続するための上下導通端子106が配置されている。これらにより、TFTアレイ基板10と対向基板20との間で電気的な導通をとることができる。
TFTアレイ基板10上には、外部回路接続端子102と、データ線駆動回路101、走査線駆動回路104、上下導通端子106等とを電気的に接続するための引回配線90が形成されている。
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のTFTや走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成されている。画像表示領域10aには、画素スイッチング用のTFTや走査線、データ線等の配線の上層に画素電極9がマトリクス状に設けられている。画素電極9は、透明導電材料であるITOから形成されている。画素電極9上には、配向膜が形成されている。他方、対向基板20におけるTFTアレイ基板10との対向面上に、遮光膜23が形成されている。遮光膜23は、例えば遮光性金属膜等から形成されており、対向基板20上の画像表示領域10a内で、例えば格子状等にパターニングされている。そして、遮光膜23上に、ITO等の透明材料からなる対向電極21が複数の画素電極9と対向してベタ状に形成されている。対向電極21上には配向膜が形成されている。また、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。
なお、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、検査用パターン等が形成されていてもよい。
次に、本実施形態に係る液晶装置の電気的な構成について、図3を参照して説明する。
図3は、本実施形態に係る液晶装置の電気的な構成を示すブロック図である。
図3において、本実施形態に係る液晶装置100は、TFTアレイ基板10の画像表示領域10aの周辺に位置する周辺領域に、走査線駆動回路104、データ線駆動回路101、サンプリング回路7、画像信号線171及び容量部CAを備えている。
走査線駆動回路104には、外部に設けられたタイミング制御回路(図示省略)から外部回路接続端子102(図1参照)を介して、Yクロック信号CLY、反転Yクロック信号CLYinv及びYスタートパルスDY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Gi(i=1、…、m)を順次生成して出力する。走査線駆動回路104には、外部に設けられた電源回路(図示省略)から外部回路接続端子102を介して高電位側電源電位VDD及び該高電位側電源電位よりも低い電位を有する低電位側電源電位VSSが供給される。
データ線駆動回路101には、外部に設けられたタイミング制御回路から外部回路接続端子102を介して、Xクロック信号CLX、反転Xクロック信号CLXinv及びXスタートパルスDXが供給される。データ線駆動回路101は、XスタートパルスDXが入力されると、Xクロック信号CLX及び反転Xクロック信号XCLXinvに基づくタイミングで、サンプリング信号Si(i=1、…、n)を順次生成して出力する。データ線駆動回路101には、外部に設けられた電源回路から外部回路接続端子102を介して高電位側電源電位VDD及び低電位側電源電位VSSが供給される。
走査線駆動回路104及びデータ線駆動回路101の各々は、TFTアレイ基板10上の周辺領域に形成された複数のTFTを含むシフトレジスター等の信号処理手段を備えている。
サンプリング回路7は、データ線6毎に設けられた複数のサンプリングスイッチ77を備えている。各サンプリングスイッチ77は、Pチャネル型又はNチャネル型の片チャネル型TFTから構成されている。このため、仮に各サンプリングスイッチ77が相補型TFTから構成される場合と比較して、各サンプリングスイッチ77を配置するために必要となるTFTアレイ基板10上の面積が小さくて済むので、複数のサンプリングスイッチ77を、より微細ピッチで配列することができる。
図3において、本実施形態に係る液晶装置100は、TFTアレイ基板10の中央を占める画像表示領域10aに、縦横に配線されたデータ線6及び走査線11を備えている。データ線6は、X方向に沿って配線されており、走査線11は、Y方向に沿って配線されている。データ線6及び走査線11が互いに交差する交点に対応する位置にマトリクス状に画素部700が設けられている。
画素部700は、液晶素子118、画素スイッチング用のTFT30、及び蓄積容量70を備えている。
液晶素子118は、画素電極9及び対向電極21、並びにこれら一対の電極間に挟持された液晶層50から構成される(図2参照)。画素電極9は、対向電極21との間で形成される液晶容量を、画像信号に応じて一定期間保持する。
TFT30は、データ線6から供給される画像信号を選択画素に印加するために設けられている。TFT30のゲートは走査線11に電気的に接続されており、ソースはデータ線6に電気的に接続されている。TFT30のドレインは液晶素子118を構成する画素電極9(図2参照)に電気的に接続されている。
蓄積容量70の一方の容量電極71は、共通電位線91に電気的に接続されている。共通電位線91は、外部回路接続端子102(図1参照)を介して外部に設けられた電源回路に電気的に接続されている。共通電位線91(及びこれに電気的に接続される容量電極71)に供給される電源の電位は、画素電極9に対向配置された対向電極21(図2参照)に供給される共通電位LCCOMである。つまり、蓄積容量70の一方の容量電極71の電位は、液晶装置の駆動時に共通電位LCCOMに維持される。なお、本実施形態では、共通電位LCCOMは、高電位側電源電位VDD及び低電位側電源電位VSSの中間の中間電位を有している。
蓄積容量70は、液晶素子118と並列に付加されている。画素電極9の電圧は、画像信号が印加された時間よりも、例えば3桁も長い時間だけ蓄積容量70により保持されるので、保持特性が改善される結果、高コントラスト比が実現される。なお、蓄積容量70の具体的構成については後に詳細に説明する。
画像信号線171の各々は、サンプリング回路7を介して夫々対応するデータ線6に電気的に接続されている。外部回路から供給された1系統の入力画像データVIDをシリアル−パラレル変換して得られるN系統(本実施形態ではN=6、即ち6系統)の画像信号は、サンプリング信号Siに応じてオンオフが切り換えられるサンプリングスイッチ77を介してデータ線6の各々に供給される。N系統の画像信号は、例えば、不図示の画像信号供給回路等の信号変換手段を用いて一系統の入力画像データを変換することによって生成される。なお、シリアル−パラレル変換は、シリアル−パラレル展開或いは相展開とも呼ばれる。
本実施形態では、6系統、即ち6相(N=6)の画像信号VID1〜VID6が生成され、これら6相の画像信号に対応して画像信号線171は6本設けられている。更に、不図示の画像信号供給回路において、画像信号VID1〜VID6の各々の電圧が、基準電位である共通電位LCCOMに対して正極性及び負極性に反転され、このように極性反転された画像信号VID1〜VID6が出力される。なお、画像信号の相展開数(即ち、シリアル−パラレル展開される画像信号の系列数)に関しては、6相に限られるものでない。
容量部CAは、複数の付加容量600を備えている。複数の付加容量600は、共通電位線91及び各データ線6に電気的に接続されている。付加容量600は、データ線6におけるデータ線駆動回路101が接続された一端とは異なる他端に接続されている。即ち、データ線6の一端にデータ線駆動回路101が、その他端に付加容量600が配置されている。なお、付加容量600の具体的な構成については、後に詳細に説明する。
このような付加容量600によって、サンプリングスイッチ77がオン状態に切り換えられた際に、データ線6に供給された画像信号電位が本来の画像信号電位に比べて、小さくなること(即ち、プッシュダウン)を低減或いは防止できる。即ち、例えばデータ線6の配線容量、或いはデータ線6と他の配線との重なり合いにより生じる容量に対し、付加容量600の静電容量が加わることにより、データ線6周りの容量を適切に確保することができる。従って、データ線6が保有すべき電位に変動が生じてしまうこと、即ち、データ線6に書き込まれる画像信号電位のプッシュダウンが生じてしまうことを抑制できる。この結果、データ線6に書き込まれる画像信号電位のプッシュダウンに起因した例えばデータ線6に沿った表示ムラが発生することを低減或いは防止できる。
なお、本実施形態では、後述するように、複数のデータ線6は、6本のデータ線6を1群とするデータ線群毎に順次駆動される。
次に、本実施形態に係る液晶装置の動作原理について、図3を参照して説明する。
図3において、本実施形態に係る液晶装置100は、TFTアクティブマトリクス駆動方式を採り、走査線駆動回路104から各走査線11に走査信号G1、G2、…、Gmを線順次に印加すると共に、TFT30がオン状態となる水平方向の選択画素領域の列に、データ線駆動回路101からデータ線6に画像信号を印加するようになっている。この際、画像信号を各データ線6に線順次に供給してもよい。これにより、画像信号が、選択画素領域の画素電極9に供給される。本実施形態に係る液晶装置10は、TFTアレイ基板10と対向基板20とが液晶層50を介して対向配置されているので(図2参照)、以上のようにして区画配列された画素毎に液晶層50に電界を印加することにより、両基板間の透過光量が画素毎に制御され、画像が階調表示される。
6相にシリアル−パラレル展開された画像信号VID1〜VID6は、N本、本実施形態では6本の画像信号線171を介して各画素部700に供給される。データ線6は、以下に説明するように、画像信号線171の本数に対応する6本のデータ線6を1群とするデータ線群毎に順次駆動される。
データ線駆動回路101から、データ線群に対応するサンプリングスイッチ77毎にサンプリング信号Si(i=1、2、…、n)が順次供給され、サンプリング信号Siに応じて各サンプリングスイッチ77はオン状態となる。
よって、画像信号VID1〜VID6は、オン状態に切り換えられたサンプリングスイッチ77を介して6本の画像信号線171の各々からデータ線群に属するデータ線6に同時に、且つデータ線群毎に順次供給され、一のデータ線群に属するデータ線6は互いに同時に駆動されることとなる。従って、本実施形態に係る液晶装置100によれば、データ線6をデータ線群毎に駆動するため、駆動周波数を抑制できる。
液晶素子118には、画素電極9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、全体として本実施形態に係る液晶装置100から画像信号VID1〜VID6に応じたコントラストをもつ光が出射され、画像が表示される。
次に、本実施形態に係る液晶装置の画素部の具体的な構成について、図4から図6を参照して説明する。
図4及び図5はそれぞれ、複数の画素部の構成を透過的に示す平面図である。図6は、画素部の積層構造を示す断面図である。なお、図4では、中継層91及び92より下層側の各層を示しており、図5では、中継層91及び92より上層側の各層を示している。また図4、図5及び図6では、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。図6は、図4及び図5のA−A’線における断面を示すものであるが、前述したように各層・各部材の縮尺を異ならしめてあるため、一部で完全にはA−A’線と対応していない部分が存在している。
図4及び図6において、TFTアレイ基板10上には、走査線11がX方向に沿って配置されており、走査線11より下地絶縁膜12を介して上層には、半導体層30a及びゲート電極30bを有するTFT30が配置されている。
走査線11は、遮光性の導電材料、例えば、W(タングステン)、Ti(チタン)、TiN(窒化チタン)等から形成されており、TFTアレイ基板10上で平面的に見て半導体層30aを含むような形状とされている。走査線11は、半導体層30aより下層側に配置されているので、TFTアレイ基板10における裏面反射や、複板式のプロジェクター等で他の装置から発せられ合成光学系を突き抜けてくる光などの戻り光に対して、TFT30のチャネル領域30a2を殆ど或いは完全に遮光できる。その結果、液晶装置100の動作時に、TFT30における光リーク電流は低減され、コントラスト比を向上させることができ、高品位の画像表示が可能となる。
TFT30は、半導体層30a及びゲート電極30bを備えている。半導体層30aは、ソース領域30a1、チャネル領域30a2及びドレイン領域30a3を有している。なお、チャネル領域30a2及びソース領域30a1、又は、チャネル領域30a2及びドレイン領域30a3の界面にはLDD(Lightly Doped Drain)領域が形成されていてもよい。
ゲート電極30bは、TFTアレイ基板10上で平面的に見て、半導体層30aのチャネル領域30a2と重なる領域に、ゲート絶縁膜13を介して、半導体層30aの上層側に形成されている。ゲート電極30bは、例えば導電性ポリシリコンから形成されており、下層側に配置された走査線11にコンタクトホール34a及び34b(図4参照)を介して電気的に接続されている。
TFT30のソース領域30a1は、コンタクトホール31を介して第1層間絶縁膜14上に形成された中継層91と電気的に接続されている。一方、ドレイン領域30a3は、コンタクトホール32を介して、中継層91と同層に形成された中継層92と電気的に接続されている。
図5及び図6において、中継層91は、コンタクトホール34を介して、第2層間絶縁膜15上に形成されたデータ線6と電気的に接続されている。一方、中継層92は、コンタクトホール35を介して、データ線6と同層に形成された中継層7と電気的に接続されている。
中継層7は更に、コンタクトホール36を介して、後述する容量電極71と同層に設けられた中継層75と電気的に接続されている。また中継層75は、コンタクトホール37を介して、画素電極9と電気的に接続されている。即ち、TFT30のドレイン領域30a3と画素電極9とは、中継層92、中継層7及び中継層75を順に介して、電気的に中継接続されている。
データ線6及び中継層7の上層側には、第3層間絶縁膜16を介して蓄積容量70が形成されている。
蓄積容量70は、容量電極71、誘電体膜72及び画素電極9から構成されている。
容量電極71は、本発明に係る「蓄積容量電極」の一例であり、共通電位線91(図3参照)に電気的に接続されることによって、共通電位LCCOMに保持されている。容量電極71は、透明導電材料であるITOから形成されている。このため、容量電極71を、開口領域を含む画像表示領域10aに重なるように形成しても、開口領域における光透過率を殆ど或いは実践上全く低下させることはない。図5に示すように、容量電極71は、島状に形成された中継層75を囲うように形成される。言い換えれば、容量電極71の開口部の内側に中継層75が形成される。
誘電体膜72は、本発明に係る「容量絶縁膜」の一例であり、容量電極71上を覆うようにベタ状に形成されている。なお、誘電体膜72は透明な誘電性材料である窒化シリコン等で構成されるため、誘電体膜72を、開口領域を含む画像表示領域10aに広く形成しても、開口領域における光透過率を殆ど或いは実践上全く低下させることはない。
蓄積容量70は、各々が透明な容量電極71、誘電体膜72及び画素電極9によって構成されているため、開口領域を狭めることもなく、画素のうち開口領域が占める割合である開口率を低下させることもない。加えて、このような蓄積容量70によれば、開口領域に蓄積容量70を形成可能であるため、非開口領域にのみ蓄積容量70を形成する場合に比べてその容量値を増大させることが可能である。
画素電極9は、誘電体膜72上に形成されている。画素電極9は、データ線6及び走査線11によってマトリクス状に区分けされた画素毎に、島状に形成されている。なお、ここでの図示は省略しているが、画素電極9上には、液晶層50(図2参照)に含まれる液晶分子の配向状態を規制するための配向膜が形成されている。
次に、図3を参照して前述した付加容量600の具体的な構成について、図7及び図8を参照して説明する。
図7は、本実施形態に係る付加容量の構成を示す断面図である。なお、図7では、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。また図7では、本実施形態に係る液晶装置100のデータ線6から付加容量600に至る経路における断面を概念的に示している。また図7では、説明の便宜上、図1及び図2に示した各部材を適宜省略して図示している。
図7において、付加容量600は、付加容量上部電極610及び付加容量下部電極620を備え、これら一対の電極の間に誘電体膜72を挟持して構成されている。
付加容量上部電極610は、本発明に係る「第1容量電極」の一例であり、図6を参照して前述した画素電極9と同一層(即ち、誘電体膜72上に配置されたITO膜)からなる。即ち、付加容量上部電極610は、画素電極9と同一の成膜工程によって形成された電極である。つまり、画素電極9及び付加容量上部電極610は、ITO膜を誘電体膜72を覆うように形成した後、当該ITO膜をパターニングすることによって形成されたものである。付加容量上部電極610は、所定の平面形状を有するように形成されている。付加容量上部電極610は、誘電体膜72及び第3層間絶縁膜16を貫通して開孔されたコンタクトホール38を介してデータ線6と電気的に接続されている。
付加容量下部電極620は、本発明に係る「第2容量電極」の一例であり、図6を参照して前述した容量電極71と同一層(即ち、第3層間絶縁膜16上に配置されたITO膜)からなる。即ち、付加容量下部電極620は、容量電極71と同一の成膜工程によって形成された電極である。つまり、容量電極71及び付加容量下部電極620は、ITO膜を第3層間絶縁膜16を覆うように形成した後、当該ITO膜をパターニングすることによって形成されたものである。付加容量下部電極620は、誘電体膜72を介して付加容量上部電極610と対向するように形成されている。付加容量下部電極620は、容量電極71と同様に共通電位線91に電気的に接続されており、液晶装置100の駆動時には、共通電位LCCOMに維持される。
このように付加容量600は、画素電極9と同一層からなる付加容量上部電極610と、容量電極71と同一層からなる付加容量下部電極620と、これら一対の電極間に挟持される誘電体膜72とから構成されている。言い換えれば、付加容量600と蓄積容量70(図5参照)は、製造プロセスにおける同一機会に形成されるものである。よって、このように付加容量600と蓄積容量70とを、同一機会に製造することから、これらそれぞれを別々に製造する場合と比較して、製造プロセスの長期化及び複雑高度化等を防止することが可能となる。
図8は、付加容量600の配置を模式的に示す平面図である。
図7及び図8において、本実施形態では特に、付加容量600は、TFTアレイ基板10上において、シール領域52aと画像表示領域10aとの間の間隙領域900aに配置されている。即ち、付加容量600は、平面視で(即ち、TFTアレイ基板10の法線方向から見て)、シール材52よりも画像表示領域10a側に形成されている。言い換えれば、付加容量600は、画像表示領域10aの周辺に位置する周辺領域のうち、シール領域52aの外周52aaよりも内側(即ち、画像表示領域10a側)の領域に配置されている。より具体的には、図8に示すように、複数の付加容量600は、シール領域52aよりも内側(即ち、画像表示領域10a側)で画像表示領域10aを取り囲む間隙領域900aのうち、画像表示領域10aに対してサンプリング回路7と反対側に位置する領域に、データ線6の配列方向(即ち、図中、X方向)に沿って配列されている。
このような付加容量600の配置によれば、製造プロセスにおいて、TFTアレイ基板10と対向基板20とがシール材52によって貼り合わされた後には、付加容量600を構成する付加容量上部電極610は、外部に露出しない。よって、互いに隣り合う付加容量上部電極610(即ち、互いに隣り合うデータ線6にそれぞれ電気的に接続された付加容量600の第1容量電極)間が異物によってショートしてしまったり、付加容量上部電極610が異物によって傷ついてしまったりするなど、付加容量600が破損してしまうことを低減或いは防止できる。この結果、本実施形態に係る液晶装置100によれば、高品位な表示を行うことが可能となる。
以上説明したように、本実施形態に係る液晶装置100によれば、製造プロセスにおいて付加容量600が破損してしまうことを低減或いは防止でき、高品位な表示を行うことが可能となる。
<第2実施形態>
第2実施形態に係る液晶装置について、図9を参照して説明する。
第2実施形態に係る液晶装置について、図9を参照して説明する。
図9は、第2実施形態に係る付加容量の構成を示す断面図である。なお、図9において、図7に示した第1実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。
図9において、第2実施形態に係る液晶装置は、前述した第1実施形態における付加容量600に代えて付加容量600bを備える点で、前述した第1実施形態に係る液晶装置100と異なり、その他の点については、前述した第1実施形態に係る液晶装置100と概ね同様に構成されている。
付加容量600bは、付加容量上部電極610b及び付加容量下部電極620bを備え、これら一対の電極の間に誘電体膜72を挟持して構成されている。
付加容量上部電極610bは、本発明に係る「第1容量電極」の一例であり、図6を参照して前述した画素電極9と同一層からなる。第1付加容量610bは、所定の平面形状を有するように形成されている。付加容量上部電極610bは、容量電極71と同様に共通電位線91に電気的に接続されており、液晶装置100の駆動時には、共通電位LCCOMに維持される。
付加容量下部電極620bは、本発明に係る「第2容量電極」の一例であり、図6を参照して前述した容量電極71と同一層からなる。付加容量下部電極620bは、誘電体膜72を介して付加容量上部電極610bと対向するように形成されている。付加容量下部電極620bは、第3層間絶縁膜16に開孔されたコンタクトホール39を介してデータ線6と電気的に接続されている。
本実施形態では特に、付加容量600bは、間隙領域900a及びシール領域52aにわたって形成されている。即ち、付加容量600bは、間隙領域900aに形成された部分と、シール領域52aに形成された部分とを有している。よって、例えば、仮に、付加容量600bを間隙領域900a内のみに形成する場合と比較して、付加容量上部電極610b及び付加容量下部電極620bの各々の電極面積を大きくすることができ、付加容量600bの容量値を大きくすることができる。なお、付加容量600bを構成する付加容量上部電極610b及び付加容量下部電極620bは透明導電材料であるITOからなるので、製造プロセスにおいてシール材52を光硬化性樹脂から形成する際、光硬化性樹脂に対してTFTアレイ基板10側から光を確実に照射することが可能となる。
更に、このような付加容量600bの配置によっても、前述した第1実施形態における付加容量600と同様に、製造プロセスにおいて、TFTアレイ基板10と対向基板20とがシール材52によって貼り合わされた後には、付加容量600bを構成する付加容量上部電極610bは、外部に露出しない。よって、互いに隣り合う付加容量上部電極610b間が異物によってショートしてしまったり、付加容量上部電極610bが異物によって傷ついてしまったりするなど、付加容量600bが破損してしまうことを低減或いは防止できる。
加えて、本実施形態では、画素電極9と同一層からなる付加容量上部電極610が共通電位線91に電気的に接続され、容量電極71と同一層からなる付加容量下部電極620がデータ線6に電気的に接続されている。よって、付加容量上部電極610は、TFTアレイ基板10の最表面側から電磁気的な悪影響が付加容量下部電極620に及んでしまう(言い換えれば、付加容量下部電極620の電位に電磁気的なノイズが発生してしまう)のを防止するシールド層として機能することができる。
なお、付加容量600bは、シール領域52a内のみに形成されてもよい。付加容量600bをシール領域52aの外周52aa(図8参照)よりも内側に配置する限り、製造プロセスにおいて付加容量600bが破損してしまうことを低減或いは防止できる。
<電子機器>
次に、前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。
次に、前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。
図10は、プロジェクターの構成例を示す平面図である。以下では、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ーについて説明する。
図10に示されるように、プロジェクター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及び1110Gに入射される。
液晶パネル1110R、1110B及び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及びBの光が90度に屈折する一方、Gの光が直進する。従って、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及び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。
なお、液晶パネル1110R、1110B及び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、カラーフィルターを設ける必要はない。
なお、図10を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型のパーソナルコンピューターや、携帯電話、液晶テレビや、ビューファインダー型、モニター直視型のビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、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、本発明は上述の各実施形態で説明した液晶装置以外にも反射型液晶装置(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、前述した実施形態に限られるものではなく、特許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。
6…データ線、9…画素電極、10a…画像表示領域、10…TFTアレイ基板、11…走査線、20…対向基板、30…TFT、52…シール材、52a…シール領域、70…蓄積容量、71…容量電極、72…誘電体膜、600、600b…付加容量、610、610b…付加容量上部電極、620、620b…付加容量下部電極、900a…間隙領域。
Claims (3)
- 対向配置され、シール材で囲まれた領域に電気光学物質を挟持する第1及び第2基板と、
前記第1基板上の画素領域に設けられた走査線及びデータ線と、
前記走査線及び前記データ線よりも前記電気光学物質側に、前記走査線と前記データ線との交差に対応して設けられた画素電極と、
前記画素電極と、前記走査線及び前記データ線との間に、前記画素電極に容量絶縁膜を介して対向するように設けられた蓄積容量電極と、
前記画素電極と同一層からなる第1容量電極と、前記蓄積容量電極と同一層からなる第2容量電極とを有し、前記データ線と電気的に接続された付加容量と
を備え、
前記画素領域は、前記シール材で囲まれた領域の外周よりも内側に配置され、
前記付加容量は、前記画素領域と、前記シール材で囲まれた領域の外周よりも内側との間の領域に配置されている
ことを特徴とする電気光学装置。 - 前記画素電極、前記蓄積容量電極、前記第1及び第2容量電極は、透明導電材料から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。
- 請求項1又は2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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-
2010
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