JP2013178435A - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本適用例の電気光学装置は、基材10a上に、トランジスターとしてのTFT30(i)と、TFT30(i)に対応して設けられた画素電極と、TFT30(i)のゲート電極31と電気的に接続された走査線11と、走査線11を覆う第1層間絶縁膜12と、画素電極と電気的に接続された蓄積容量70(i)とを備え、蓄積容量70(i)は、前段の走査線11に電気的に接続された第1容量電極としての下容量電極73と、下容量電極73と対向して設けられ、画素電極と電気的に接続される第2容量電極としての上容量電極71とを備え、下容量電極73は、第1層間絶縁膜12に開口した第1開口部としてのトレンチ91を被覆して形成されている。
【選択図】図7
Description
また、画素電極に与えられた電位を保持するために、一対の容量電極のうちの一方が画素電極に接続された蓄積容量が設けられる(例えば特許文献1から4参照)。
例えば特許文献1には、蓄積容量を構成する一対の容量電極のうち他方が、容量線を介して定電位源に電気的に接続される構成が開示されている。例えば特許文献2から4には、蓄積容量の一対の容量電極のうち他方が、当該蓄積容量に電気的に接続されたトランジスターのゲートに接続された走査線に隣り合う走査線に接続される構成が開示されている。
また、トランジスターなどの画素回路が形成される基板の積層構造における層数が多く、液晶装置の製造工程の複雑高度化、製造期間の長期化及びコストの増大などを招いている。ゆえに、基板上の積層構造を簡素にできる画素回路と画素回路の配置が求められているという課題がある。
また、第1容量電極は前段の走査線に接続されているので、複数の画素に跨って第1容量電極を電気的に接続させるための容量線が不要となる。言い換えれば、前段の走査線が容量線の機能を果たすので、容量線を別途形成する必要がなく基板上における電極や配線などの積層構造を簡素にすることができる。
なお、前段の走査線とは、複数の走査線ごとに順次与えられる走査信号の順番において、走査信号が与えられる走査線に対して1つ前の走査線を指す。
この構成によれば、第1開口部を第1容量電極と前段の走査線とを電気的に接続させるコンタクトホールとして利用できる。第1容量電極と前段の走査線とを電気的に接続させるための接続部を別途形成する必要がなく、基板上における電極や配線などの積層構造を簡素化できる。
この構成によれば、走査線を覆う層間絶縁膜の第2開口部をコンタクトホールとして利用して前段のトランジスターのゲート電極と前段の走査線とを電気的に接続させると共に、ゲート電極を形成する際に第1容量電極も合わせて形成することが可能となる。言い換えれば、ゲート電極と第1容量電極とを別々に形成する必要がなく、基板上における電極や配線などの積層構造を簡素化できる。
この構成によれば、第1開口部を形成しても画素の開口面積が低下することなく、第1容量電極の実質的な面積を増やすことができる。
この構成によれば、第2容量電極側から半導体層の接合領域に入射する光を遮光することができ、トランジスターの安定的な動作を実現できる。
この構成によれば、所望の電気容量を有する蓄積容量を備えると共に、基板上における電極や配線などの積層構造が簡素化された電気光学装置を備えているので、安定した動作が実現されると共に高いコストパフォーマンスを有する電子機器を提供することができる。
本実施形態では、電気光学装置として、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アクティブマトリッ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。
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及び図2を参照して説明する。図1(a)は第1実施形態の液晶装置の構成を示す概略平面図、図1(b)は、図1(a)に示す液晶装置のH−H’線に沿う概略断面図である。図2は、第1実施形態の液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。
すなわち、蓄積容量70を構成する一対の容量電極のうち一方は、画素電極15に電気的に接続されている。そして、一対の容量電極のうち他方が複数の走査線G0、G1、…、Gmに順次与えられる走査信号の順番において、走査信号が与えられる走査線に対して1つ前の走査線(前段の走査線)に電気的に接続されている。
図5に示すように、走査線11は、X方向に沿って延在すると共に、Y方向に延在するデータ線6との交差部分において幅が拡張された拡張部11aを有する。また、拡張部11aからY方向に後段の走査線11側に突出する突出部11bを有している。突出部11bはY方向に延在するデータ線6の本線部分と重なる位置に形成されている。
データ線6や走査線11が遮光性の導電膜を用いて形成されているので、X方向とY方向とに延在する格子状の遮光領域が形成される。画素電極15の外縁は遮光領域に位置しており、遮光領域に重なっていない画素電極15の部分が開口領域(光の透過領域)となる。蓄積容量70は遮光領域に設けられている。
図7に示すように、まず、基材10a上には第1層として走査線11が形成される。走査線11は、例えばタングステン(W)、チタン(Ti)、窒化チタン(TiN)などの高融点金属材料などの遮光性の導電材料からなる。前述したように、TFT30の半導体層30aと平面視で重なるように形成されている。このような走査線11によれば、素子基板10における裏面反射や、後述する投射型表示装置(液晶プロジェクター)などで他の光変調素子(液晶ライトバルブ)から合成光学系を経由して突き抜けてくる光などの、戻り光に対してTFT30の半導体層30aを殆ど遮光できる。即ち、走査線11は、TFT30に走査信号を供給する走査線としての機能に加えて、素子基板10側から入射される光を遮光する遮光膜としても機能している。更に、このような走査線11によれば、走査線11の形成後に、高温プロセスを行うことが可能である。即ち、走査線11より上層側にTFT30の一部を構成する半導体層30aを形成する際、半導体層30aを、例えば減圧CVD(Chemical Vapor Deposition)法などの比較的高温な環境下で行われるプロセスで形成することが可能である。
また同時に、走査線11の突出部11bを覆う第1層間絶縁膜12を貫通する本発明の第1開口部としてのトレンチ91が形成される。いずれも溝状の第1開口部及び第2開口部を形成する方法としては例えばドライエッチングなどの方法を採用できる。トレンチ91の底面には走査線11の突出部11bの一部が露出する。
下容量電極73は、走査線11に電気的に接続されるゲート電極31と一体形成されるだけでなく、トレンチ91の底面に露出した走査線11の突出部11bと接するように形成される。したがって、下容量電極73と容量線として機能する走査線11との電気的な接続が強化された状態となっている。
これらの電極及びコンタクトホール34,35を構成するところの上記導電膜は、例えば反射率が高い又は光吸収率が高いなど、遮光性に優れた不透明のポリシリコン膜、金属膜、金属シリサイド膜などの単一層又は多層から構成されているのが好ましい。これによれば、半導体層30aに対して基材10a側からあるいはその反対側、更には半導体層30aの側面側から入射する光が遮光され、TFT30の安定した動作が実現される。
コンタクトホール34,35を構成する上記導電膜は、第1層間絶縁膜12を貫通する溝状の第2開口部を完全に埋めなくてもよく、半導体層30aに光が届かないように第2開口部の内壁を覆って形成すればよい。
(1)蓄積容量70の下容量電極73は、第1層間絶縁膜12に開口した溝状の第1開口部としてのトレンチ91と重なるように形成され、トレンチ91の底面と内壁とを覆って形成されている。したがって、平坦な第1層間絶縁膜12上に下容量電極73が形成される場合に比べて、表面積を増やすことができる。ゆえに、蓄積容量70の電気容量を増やすことができる。言い換えれば、画素Pが高精細になって画素間に蓄積容量70を設ける領域が少なくなっても、立体的に一対の容量電極を構成できるので、所望の電気容量を有する蓄積容量70が得られる。これにより、液晶装置100の画像表示においてフリッカーや表示むらを低減できる。
(2)加えて、画素Piの蓄積容量70iの下容量電極73は、前段の画素Pi−1の走査線Gi−1に電気的に接続されているので、複数の画素Pに跨って下容量電極73をそれぞれ電気的に繋ぐための容量線が不要となる。言い換えれば、前段の走査線Gi−1が容量線として機能するので、素子基板10における積層構造を簡素化できる。
(3)下容量電極73は、ゲート電極31と一体形成されると共に、トレンチ91内に露出した走査線11の突出部11bと接するように形成される。したがって、容量線として機能する前段の走査線Gi−1との電気的な接続が強化される。
(4)下容量電極73に対して誘電体層72を挟んで対向配置される上容量電極71は、遮光性の導電膜を用いて形成され、半導体層30aのうち画素電極15が電気的に接続される側の接合領域30fと第2ソース・ドレイン領域30dとを覆って形成される。したがって、上容量電極71側から接合領域30fと第2ソース・ドレイン領域30dに入射する光を遮光することができ、TFT30の安定した動作を実現できる。
(5)第1実施形態によれば、優れた表示品質を有すると共に、素子基板10側の積層構造が簡素化され高いコストパフォーマンスを有する液晶装置100を提供できる。
次に、第2実施形態の液晶装置について、図8を参照して説明する。図8は第2実施形態の液晶装置における素子基板の積層構造を示す概略断面図であり、第1実施形態の図7に対応させたものである。
第2実施形態の液晶装置は、第1実施形態におけるトレンチ91とその周辺の構成を異ならせたものである。したがって、第1実施形態と同じ構成には同じ符号を付して詳細の説明は省略する。
走査線11を覆う第1層間絶縁膜12に第2開口部としてのコンタクトホール34,35と第1開口部としてのトレンチ91とを、例えばドライエッチングなどの方法で形成する。走査線11上では第1層間絶縁膜12を貫通させた状態でドライエッチングを継続してもそれ以上ドライエッチングが進まないが、走査線11が無い部分では、更にドライエッチングを進めることが可能となる。基材10aの表面の一部をドライエッチングしてもよい。あるいは、走査線11の下層に基材10aを覆う下地層を予め設けておき、その下地層の一部をエッチングするようにしてもよい。即ち、エッチング時間を調整すれば、第1実施形態よりも深さが深いトレンチ91を形成することが可能となり、トレンチ91内に形成される下容量電極73の実質的な表面積を更に増やすことができる。
(6)第1実施形態に比べてトレンチ91の深さを深く形成できるので、蓄積容量70の電気容量を更に増やすことができる。言い換えれば、画素Pが高精細になっても画素間に所望の電気容量を有する蓄積容量70を比較的容易に構成することができる。
<電子機器>
次に、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置について、図9を参照して説明する。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。
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。
Claims (7)
- トランジスターと、
前記トランジスターに対応して設けられた画素電極と、
前記トランジスターのゲート電極と電気的に接続された走査線と、
前記走査線を覆う層間絶縁膜と、
前記画素電極と電気的に接続された蓄積容量とを備え、
前記蓄積容量は、前記層間絶縁膜に設けられた第1開口部において前段の走査線と電気的に接続される第1容量電極と、前記第1容量電極と対向して設けられ、前記画素電極と電気的に接続される第2容量電極とを有することを特徴とする電気光学装置。 - トランジスターと、
前記トランジスターに対応して設けられた画素電極と、
前記トランジスターのゲート電極と電気的に接続された走査線と、
前記走査線を覆う層間絶縁膜と、
前記画素電極と電気的に接続された蓄積容量とを備え、
前記蓄積容量は、前段の走査線に電気的に接続された第1容量電極と、前記第1容量電極と対向して設けられ、前記画素電極と電気的に接続される第2容量電極とを備え、
前記第1容量電極は、前記層間絶縁膜に開口した第1開口部を被覆して形成されていることを特徴とする電気光学装置。 - 前記第1開口部は、底面に前記前段の走査線が露出するように前記層間絶縁膜に形成され、
前記第1容量電極は、前記第1開口部内に露出した前記前段の走査線と接するように形成されていることを特徴とする請求項2に記載の電気光学装置。 - 前記トランジスターは、チャネル領域と、データ線に電気的に接続される第1ソース・ドレイン領域と、前記画素電極に電気的に接続される第2ソース・ドレイン領域と、前記チャネル領域と前記第2ソース・ドレイン領域との間の接合領域とを含む半導体層を有し、
前記半導体層は、前記走査線の延在方向において前記走査線と重なるように配置され、
前記層間絶縁膜には、前記半導体層を挟んで少なくとも前記接合領域に沿った位置に一対の第2開口部が形成され、
前記トランジスターのゲート電極は、前記半導体層の前記チャネル領域に重なると共に、前記一対の第2開口部の底面に露出した前記走査線に接して形成され、
前記第1容量電極は、前記前段の走査線に電気的に接続される前記トランジスターのゲート電極と一体に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。 - 前記第1開口部は、平面視でデータ線と重なって溝状に形成され、
前記第1容量電極は、溝状の前記第1開口部内の底面と内壁とを覆って形成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電気光学装置。 - 前記第2容量電極は遮光性を有する導電部材からなり、前記第1容量電極と前記半導体層の前記接合領域とに重なって形成されていることを特徴とする請求項5に記載の電気光学装置。
- 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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JP2012043142A JP2013178435A (ja) | 2012-02-29 | 2012-02-29 | 電気光学装置及び電子機器 |
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Cited By (1)
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CN111816689A (zh) * | 2014-09-03 | 2020-10-23 | 精工爱普生株式会社 | 有机电致发光装置以及电子设备 |
-
2012
- 2012-02-29 JP JP2012043142A patent/JP2013178435A/ja not_active Withdrawn
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