JP2017120295A - 電気光学装置、電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】画素を高精細に配置しても安定した動作が得られるサンプルホールド回路を備えた電気光学装置及び電子機器を提供すること。
【解決手段】本実施形態の電気光学装置としての液晶装置100において、サンプルホールド回路7のサンプリング用トランジスター71は、ゲート線71gが延在するY方向に配置され、互いに並列接続された複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dからなり、複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dのソースコンタクトホール72及びドレインコンタクトホール73は、平面視でゲート線71gを挟んで配置されると共に、Y方向において互い違いに配置されている。
【選択図】図7
【解決手段】本実施形態の電気光学装置としての液晶装置100において、サンプルホールド回路7のサンプリング用トランジスター71は、ゲート線71gが延在するY方向に配置され、互いに並列接続された複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dからなり、複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dのソースコンタクトホール72及びドレインコンタクトホール73は、平面視でゲート線71gを挟んで配置されると共に、Y方向において互い違いに配置されている。
【選択図】図7
Description
本発明は、電気光学装置、電子機器に関する。
電気光学装置として、相展開された複数の画像信号を順次選択されたデータ線に対して供給するためのサンプルホールド回路と、1水平帰線期間中でサンプルホールド回路による画像信号の印加前に、データ線に画像補助入力信号を供給するプリチャージ回路とを備えたアクティブマトリックス型液晶表示装置が知られている(特許文献1)。
上記特許文献1のアクティブマトリックス型液晶表示装置では、複数の画像信号線から中継用配線を経て所望のサンプルホールド回路に信号を伝送する信号伝送路において、画像信号線に比べて高抵抗の導電膜からなる中継用配線の幅及び長さを等しく形成している。これにより、信号伝送路における時定数を一定とし、時定数がばらつくことに起因する表示ムラを抑制できるとしている。
また、サンプルホールド回路を構成するトランジスターは、半導体層のチャネル幅が長く、半導体層のソース領域と上記信号伝送路の配線とは複数のソースコンタクトホールを介して接続され、半導体層のドレイン領域とデータ線とは複数のドレインコンタクトホールを介して接続されている。これによって、比較的に高電圧及び高周波である画像信号や画像補助入力信号を安定的にデータ線に供給できるようにしている。
一方で、上記アクティブマトリックス型液晶表示装置において、サンプルホールド回路が設けられるアクティブマトリックス基板の大きさを変えずに、画素数を増やして高精細な表示を可能とする場合、画素ピッチすなわちデータ線の配置ピッチに対応して、サンプルホールド回路を狭ピッチで配置する必要が生ずる。ところが、アクティブマトリックス基板においてサンプルホールド回路を配置可能な領域が限られていることから、上記特許文献1にはサンプルホールド回路を狭ピッチで配置することが可能な変形例が記載されている。
具体的には、ソースコンタクトホール及びドレインコンタクトホールの大きさを変えずに、相互の位置をずらして互い違いに配置し、ソースコンタクトホールとドレインコンタクトホールとの間でゲート電極を蛇行させたパターンとすることで、サンプルホールド回路を構成するトランジスターを狭ピッチで配置した変形例が示されている。
上記サンプルホールド回路において、ゲート電極のパターニングの観点から一定の幅を有してゲート電極を蛇行させることは難しい。したがって、蛇行させることでゲート電極の幅がばらつくと、ゲート電極と対向する半導体層におけるチャネル長が実質的にばらつくことになり、サンプルホールド回路の動作が不安定となるおそれがある。
これを改善しようとして、ゲート電極を直線状とし、半導体層の平面形状において互い違いに配置されるソースコンタクトホール及びドレインコンタクトホールに対応する位置に凸部を設ける方法が考えられる。そうすると狭ピッチで配置された半導体層間に蛇行したスペースが生ずる。当該スペースには半導体層と異なる材料で構成された絶縁膜が存在するため、例えばアクティブマトリックス基板の製造工程において熱処理などが施されると、当該スペースに応力が加わって絶縁膜にクラックが生ずるおそれがある。クラックが成長して半導体層や、これに繋がる配線に至るとサンプルホールド回路が正常に動作しない不具合が発生するおそれがある。
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。
[適用例]本適用例に係る電気光学装置は、複数の画素ごとに設けられた駆動用トランジスターに接続される複数のデータ線と、前記複数のデータ線を順次選択するための選択信号がゲートに接続され、相展開された複数の画像信号のうちの1つがソースに接続され、前記複数のデータ線のうち選択先のデータ線がドレインに接続されるサンプリング用トランジスターを含むサンプルホールド回路とを備えた電気光学装置であって、前記サンプリング用トランジスターは、前記ゲートに接続されるゲート線が延在する第1の方向に配置され、互いに並列接続された複数のトランジスターからなり、前記複数のトランジスターのソースコンタクトホール及びドレインコンタクトホールは、平面視で前記ゲート線を挟んで配置されると共に、前記第1の方向において互い違いに配置されていることを特徴とする。
本適用例によれば、並列接続された複数のトランジスターによりサンプルホールド回路を構成することで、サンプルホールド回路の配置ピッチを狭めても、サンプルホールド回路間の蛇行したスペースが、ゲート線が延在する第1の方向に連続せずに途中で途切れた状態となる。したがって、サンプルホールド回路間の蛇行したスペースが第1の方向に連続する場合に比べて、熱処理などの応力で当該スペースの絶縁膜にクラックが生じ難くなる。つまり、高密度な画素の配置に対応させてサンプルホールド回路を狭ピッチで配置したとしても絶縁膜のクラックによる不具合が生じ難く、安定した動作が得られる電気光学装置を提供することができる。
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記複数のトランジスターが設けられた透光性の基材と、前記基材と前記複数のトランジスターとの間に設けられた遮光部と、を有し、前記遮光部は、前記複数のトランジスターのチャネル幅の合計値よりも短い距離で、前記第1の方向と前記第1の方向に直交する第2の方向とに分割されていることが好ましい。
この構成によれば、基材と複数のトランジスターとの間に遮光部を設けることで、基材側から入射する光を遮光部によって遮光して、複数のトランジスターにおける光誤動作を低減できる。また、遮光部は、複数のトランジスターのチャネル幅の合計値よりも短い距離で、第1の方向と第2の方向とに分割されている。したがって、サンプルホールド回路に対して分割せずにベタに遮光部を設ける場合に比べて、熱処理などの応力で遮光部にクラックが生じ難くなる。つまり、絶縁膜や遮光部のクラックによる不具合や光誤動作が生じ難く、安定した動作が得られる電気光学装置を提供できる。
この構成によれば、基材と複数のトランジスターとの間に遮光部を設けることで、基材側から入射する光を遮光部によって遮光して、複数のトランジスターにおける光誤動作を低減できる。また、遮光部は、複数のトランジスターのチャネル幅の合計値よりも短い距離で、第1の方向と第2の方向とに分割されている。したがって、サンプルホールド回路に対して分割せずにベタに遮光部を設ける場合に比べて、熱処理などの応力で遮光部にクラックが生じ難くなる。つまり、絶縁膜や遮光部のクラックによる不具合や光誤動作が生じ難く、安定した動作が得られる電気光学装置を提供できる。
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記遮光部は、前記第1の方向において前記複数のトランジスターごとに分割されていることが好ましい。
この構成によれば、第1の方向に遮光部が連続して配置されず複数のトランジスターごとに分割されるので、熱処理などの応力で遮光部にクラックがより生じ難くなる。
この構成によれば、第1の方向に遮光部が連続して配置されず複数のトランジスターごとに分割されるので、熱処理などの応力で遮光部にクラックがより生じ難くなる。
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記遮光部は、前記第2の方向に隣り合う少なくとも2つの前記サンプリング用トランジスターに跨って分割されているとしてもよい。
この構成によれば、遮光部を1つのサンプリング用トランジスターを単位として分割する場合に比べて、分割された遮光部の数が減る。つまり、分割された遮光部間の絶縁膜においてクラックが生ずる確率も減少することになる。
この構成によれば、遮光部を1つのサンプリング用トランジスターを単位として分割する場合に比べて、分割された遮光部の数が減る。つまり、分割された遮光部間の絶縁膜においてクラックが生ずる確率も減少することになる。
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記遮光部は、前記第1の方向において前記複数のトランジスターごとに分割されていると共に、前記第2の方向に隣り合う少なくとも2つの前記サンプリング用トランジスターに跨って分割され、前記第2の方向における分割位置が、前記複数のトランジスターのうち前記第1の方向に隣り合うトランジスター間で異なるとしてもよい。
この構成によれば、第2の方向に隣り合う少なくとも2つの前記サンプリング用トランジスター間における蛇行したスペースが第1の方向に連続せず分断された状態となる。つまり、熱処理などの応力で当該スペースの絶縁膜にクラックがより生じ難くなる。
この構成によれば、第2の方向に隣り合う少なくとも2つの前記サンプリング用トランジスター間における蛇行したスペースが第1の方向に連続せず分断された状態となる。つまり、熱処理などの応力で当該スペースの絶縁膜にクラックがより生じ難くなる。
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第2の方向における分割位置が、平面視で前記ゲート線の下にあるとしてもよい。
この構成によれば、遮光部の第2の方向における端部と、サンプリング用トランジスターの半導体層の第2の方向の端部とが平面視で重なることがないので、これらの端部が平面視で重なる場合に比べて、第2の方向に隣り合うサンプリング用トランジスターのスペースにおける絶縁膜にクラックが生じ難くなる。
この構成によれば、遮光部の第2の方向における端部と、サンプリング用トランジスターの半導体層の第2の方向の端部とが平面視で重なることがないので、これらの端部が平面視で重なる場合に比べて、第2の方向に隣り合うサンプリング用トランジスターのスペースにおける絶縁膜にクラックが生じ難くなる。
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第2の方向における分割位置の前記遮光部の隙間は、前記ゲート線の前記第2の方向の幅よりも小さいことが好ましい。
この構成によれば、遮光部の隙間から入射する光によってサンプリング用トランジスターが光誤動作を起こすことを抑制できる。
この構成によれば、遮光部の隙間から入射する光によってサンプリング用トランジスターが光誤動作を起こすことを抑制できる。
[適用例]本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
本適用例によれば、安定した動作が得られ高い信頼性を有する電子機器を提供することができる。
本適用例によれば、安定した動作が得られ高い信頼性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。
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。
(第1実施形態)
<電気光学装置>
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及び図2を参照して概略の構成を説明する。図1は液晶装置の構成を示す概略平面図、図2は図1に示す液晶装置のH−H’線に沿う概略断面図である。
<電気光学装置>
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及び図2を参照して概略の構成を説明する。図1は液晶装置の構成を示す概略平面図、図2は図1に示す液晶装置のH−H’線に沿う概略断面図である。
図1及び図2に示すように、本実施形態の電気光学装置としての液晶装置100は、対向配置された素子基板10および対向基板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の基材10s及び対向基板20の基材20sは、透明な例えば石英基板やガラス基板が用いられている。
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を介して接着され、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、例えば熱硬化性又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。
額縁状に配置されたシール材40の内側には、同じく額縁状に見切り部21が設けられている。見切り部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、見切り部21の内側が複数の画素Pを有する画素領域Eとなっている。なお、画素領域Eは、表示に寄与する複数の画素Pに加えて、複数の画素Pを囲むように配置されたダミー画素を含むとしてもよい。
対向基板20からはみ出した素子基板10の1辺部に沿って複数の外部接続用端子104が配列している。素子基板10の該1辺部に沿ったシール材40と該1辺部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用端子104に接続されている。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と画素領域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。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。
本実施形態において、Y方向が本発明の第1の方向に相当し、X方向が本発明の第2の方向に相当するものである。
図2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ごとに設けられた透光性の画素電極15およびスイッチング素子である薄膜トランジスター(Thin Film Transistor、以降、TFTと呼称する)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。また、TFT30における半導体層に光が入射してスイッチング動作が不安定になることを防ぐ遮光構造が採用されている。
対向基板20の液晶層50側の表面には、見切り部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。
見切り部21は、図1に示すように平面的に走査線駆動回路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、不必要な迷光が画素領域Eに入射しないように遮蔽して、画素領域Eの表示における高いコントラストを確保している。
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、光透過性を有して見切り部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。
共通電極23は、例えばITO(Indium Tin Oxide)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。
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、気相成長法を用いてSiOx(酸化シリコン)などの無機材料を成膜して、液晶分子に対して略垂直配向させたものが挙げられる。
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。
次に、図3及び図4を参照して、液晶装置100の電気的な構成について説明する。図3は液晶装置の主要な回路構成を示す回路図、図4は画素回路を示す等価回路図である。
図3に示すように、液晶装置100は、素子基板10上の画素領域Eの周辺に位置する周辺領域に形成された、データ線駆動回路101、走査線駆動回路102、サンプルホールド回路7などの駆動回路と、外部接続用端子104及び静電保護回路410を有している。さらに、外部接続用端子104に接続された、データ線駆動回路101に電源(VDDX、VSSX)を供給するためのデータ線駆動回路用電源配線91、データ線駆動回路101に駆動用の信号を供給するためのデータ線駆動回路用信号配線92、走査線駆動回路102に電源(VDDY、VSSY)を供給するための走査線駆動回路用電源配線94、走査線駆動回路102に駆動用の信号を供給するための走査線駆動回路用信号配線95、画像信号(VID1〜VID6)を供給するための複数の画像信号線111などを含む複数の引き回し配線を有している。
データ線駆動回路101には、外部回路から外部接続用端子104及びデータ線駆動回路用信号配線92を介してXクロック信号CLX(及び反転Xクロック信号CLXB)、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XCLXB)に基づくタイミングで、選択信号S1,S2,・・・,Snを順次生成して複数の選択信号供給線121にそれぞれ出力する。
走査線駆動回路102には、外部回路から外部接続用端子104及び走査線駆動回路用信号配線95を介してYクロック信号CLY(及び反転Yクロック信号CLYB)、Yスタートパルス信号DYが供給される。走査線駆動回路102は、これらの信号に基づいて走査信号G1,G2,・・・,Gmを順次生成して複数の走査線3aにそれぞれ出力する。
サンプルホールド回路7は、Nチャネル型の片チャネル型TFT、もしくは相補型のTFTから構成されたサンプリング用トランジスター(以降、S−TFTと称する)71を複数備えている。互いに隣り合う6本のデータ線6aがそれぞれ接続された6個のS−TFT71のゲートは1つに纏められて1本の選択信号供給線121に接続されている。つまりデータ線駆動回路101から各選択信号S1,S2,・・・,Snが6個のS−TFT71を1つの単位(系列)として供給される。1つの単位(系列)を構成する6個のS−TFT71のソースには、6本の画像信号線111のうちいずれかが接続用配線112を介して接続されている。S−TFT71のドレインにはデータ線6aが接続されている。サンプルホールド回路7は、選択信号S1,S2,・・・,Snが入力されると、1つの単位(系列)を構成する6個のS−TFT71に対応するデータ線6aに選択信号S1,S2,・・・,Snに応じて画像信号(VID1〜VID6)を順次供給する。
静電保護回路410は、データ線駆動回路用電源配線91、データ線駆動回路用信号配線92、走査線駆動回路用電源配線94、走査線駆動回路用信号配線95の各々の途中に形成されている。静電保護回路410の具体的構成としては、例えばダイオード接続されたTFTを介して、或いはダイオードを介してデータ線駆動回路用電源配線91、データ線駆動回路用信号配線92、走査線駆動回路用電源配線94、走査線駆動回路用信号配線95の各々が定電位の配線に接続された形式のものなど、既存の各種形式の静電保護回路を採用可能である。
図3に示すように、液晶装置100には、前述したように、素子基板10の中央部分を占める画素領域Eに、マトリックス状に配列された複数の画素Pを有している。
図4に示すように、複数の画素Pのそれぞれには、画素電極15と当該画素電極15をスイッチング制御するためのTFT30と、保持容量16とが形成されている。画像信号(VID1〜VID6)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。走査信号G1,G2,・・・,Gmが供給される走査線3aが当該TFT30のゲートに接続されている。画素電極15と保持容量16の一方の電極がTFT30のドレインに接続されている。保持容量16の他方の電極は走査線3aと並行して配置された容量線3bに接続されている。容量線3bは、データ線6aと並行に配置される、もしくはマトリックス状に配置されてもよく、固定電位(例えばLCCOM)に接続されている。TFT30が本発明における駆動用トランジスターに相当するものである。
サンプルホールド回路7の6個のS−TFT71を1つの単位(系列)として供給される選択信号S1,S2,・・・,Snは、この順に順次に供給してもよいし、隣り合う6本のデータ線6aに対応するS−TFT71に対して、系列ごとに供給するようにしてもよい。なお、図3に示すように、本実施形態においては、選択信号S1,S2,・・・,Snは、6相にシリアル−パラレル展開された画像信号(VID1〜VID6)のそれぞれに対応して、6本のデータ線6aの組に対してグループ(系列)ごとに供給されるよう構成されている。画像信号(VID1〜VID6)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く、例えば、9相、12相、24相など、複数相に展開された画像信号が、その展開数に対応した数を一組としたデータ線6aの組に対して供給されるように構成してもよい。
走査線3aには走査線駆動回路102から所定のタイミングでパルス的に走査信号G1,G2,…,Gmが、この順に順次印加される構成となっている。前述したように、画素電極15はTFT30のドレインに電気的に接続されており、走査信号G1,G2,…,GmによってTFT30が一定期間だけON状態となり、データ線6aから供給される画像信号(VID1〜VID6)が画素電極15に所定のタイミングで書き込まれる。
さらに、各画素Pに保持された画像信号(VID1〜VID6)がリークするのを防ぐために、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が付加されている。
さらに、各画素Pに保持された画像信号(VID1〜VID6)がリークするのを防ぐために、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が付加されている。
画素電極15を介して液晶層50(図2参照)に書き込まれた所定レベルの画像信号(VID1〜VID6)は、対向基板20に形成された共通電極23との間で一定期間保持される。液晶層50は、印加される電圧レベルにより液晶分子の配向や秩序が変化することにより、液晶層50を透過する光を変調し、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P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て暗表示となり、ノーマリーブラックモードであれば、各画素P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して明表示となり、全体として液晶装置100からは画像信号(VID1〜VID6)に応じたコントラストをもつ表示光が射出され、表示が行われる。なお、画像信号(VID1〜VID6)は、液晶層50を交流駆動するために基準電位に対して正の極性を有する電位パルスと負の極性を有する電位パルスとが組み合わされて構成される。上記のような液晶装置100の駆動方式は相展開駆動方式と呼ばれている。
<サンプルホールド回路>
本実施形態におけるサンプルホールド回路7の説明を行う前に、従来のサンプルホールド回路7の一例(従来例)について図5及び図6を参照して説明する。図5は従来例のサンプルホールド回路の構成を示す概略平面図、図6は図5のA−A’線で切った従来例のサンプルホールド回路の構造を示す概略断面図である。
本実施形態におけるサンプルホールド回路7の説明を行う前に、従来のサンプルホールド回路7の一例(従来例)について図5及び図6を参照して説明する。図5は従来例のサンプルホールド回路の構成を示す概略平面図、図6は図5のA−A’線で切った従来例のサンプルホールド回路の構造を示す概略断面図である。
図5に示すように、従来例のサンプルホールド回路7は、6本のデータ線6aを1つの単位(系列)として、それぞれのデータ線6aに対応する画像信号(VID1〜VID6)を選択して供給するためのサンプリング用トランジスター71(以降、S−TFT71と呼ぶ)を有している。
S−TFT71は、個々のデータ線6aに対応して島状に設けられた半導体層70aを有している。半導体層70aは例えばポリシリコンからなり、不純物イオンが選択的に導入されて形成された、ソース領域及びドレイン領域と、ソース領域とドレイン領域との間のチャネル領域とを有している。半導体層70aは、平面視でY方向に延在した略長方形である。半導体層70aのチャネル領域に対向してゲート電極として機能するゲート線71gが同じくY方向に延在して設けられている。
半導体層70aには、X方向においてゲート線71gを挟む位置にソース領域に接続されたソースコンタクトホール72と、ドレイン領域に接続されたドレインコンタクトホール73とが設けられている。ソースコンタクトホール72とドレインコンタクトホール73とは、Y方向において互いにずれた位置に互い違いに配置されている。言い換えれば、半導体層70aは、互い違いに配置されるソースコンタクトホール72とドレインコンタクトホール73とに対応して、平面視でX方向に突出した部分を複数(この場合は、8箇所)有している。
ソースコンタクトホール72及びドレインコンタクトホール73の大きさは、例えばX方向の長さが0.75μm、Y方向の長さが3.0μmであって、ソースコンタクトホール72及びドレインコンタクトホール73の平面形状は、略長方形またはトラック状あるいは楕円である。ソースコンタクトホール72及びドレインコンタクトホール73に対応した半導体層70aの部分は、半導体層70aのY方向に延在した部分からX方向におよそ1μmほど突出している。
1系列に対応する6本のゲート線71gは、選択信号供給線121に接続され、データ線駆動回路101から選択信号(図5では、選択信号S1)が供給される。画像信号(VID1〜VID6)が供給される複数の画像信号線111のそれぞれは、接続用配線112と、複数(4箇所)のソースコンタクトホール72とを介してS−TFT71の半導体層70aのソース領域に接続されている。1系列に対応する6本のデータ線6aのそれぞれは、複数(4箇所)のドレインコンタクトホール73を介してS−TFT71の半導体層70aのドレイン領域に接続されている。
ゲート線71gの延在方向、つまりY方向におけるチャネル領域の幅をチャネル幅Wと呼ぶ。Y方向に直交するX方向におけるデータ線6aの配置間隔を配置ピッチPxと呼ぶ。S−TFT71は、データ線6aごとに設けられることから、S−TFT71の配置ピッチもまたPxである。
従来例のサンプルホールド回路7におけるS−TFT71の配置ピッチPxは例えば10μmである。S−TFT71のチャネル幅Wは、データ線6aに高電圧で高周波な画像信号(VID1〜VID6)を安定的に供給する観点から、図4に示した画素Pに配置されるスイッチング素子としてのTFT30のチャネル幅よりも長くなっており、例えば600μmである。
詳しくは後述するがS−TFT71の半導体層70aの下層には、半導体層70aの平面形状と類似の平面形状を有する遮光部75が設けられている。したがって、平面視でX方向に隣り合うS−TFT71の間には、互い違いに配置されたソースコンタクトホール72及びドレインコンタクトホール73に起因して蛇行したスペースLsが生じている。
次に、図6を参照して従来例のサンプルホールド回路7の構造について説明する。図6は、図5のA−A’線に沿った断面図であって、X方向に隣り合う2つのS−TFT71を横断した断面図である。
図6に示すように、透光性の基材10s上にまず遮光部75が形成される。遮光部75は、この後にポリシリコンの半導体層70aを高温で形成することを考慮して、例えば、Ti、Cr、Mo、Ta、W、などの高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの、あるいは導電性ポリシリコンなどを用い、半導体層70aと重なる位置にパターニング形成される。本実施形態では、遮光部75はタングステンシリサイド(W−Si)を用いて形成され、基材10s上における膜厚は例えばおよそ200nm(ナノメーター)である。
遮光部75を覆って第1層間絶縁膜11が形成され、第1層間絶縁膜11上に半導体層70aが形成される。ポリシリコンからなる半導体層70aには、前述したように、例えば不純物イオンが選択的に注入されて、ソース領域70s、チャネル領域70c、ドレイン領域70dが形成される。第1層間絶縁膜11上における半導体層70aの膜厚は例えばおよそ40nmである。なお、半導体層70aの構成は、これに限定されず、例えば、チャネル領域70cとソース領域70sとの間、及びチャネル領域70cとドレイン領域70dとの間に接合領域を有するLDD(Lightly Doped Drain)構造であってもよい。
半導体層70aを覆ってゲート絶縁膜12が形成され、ゲート絶縁膜12上においてチャネル領域70cと重なる位置にゲート線71gが形成される。ゲート線71gは例えば導電性ポリシリコンを用いて形成される。
ゲート線71gを覆って第2層間絶縁膜13が形成される。第1層間絶縁膜11、ゲート絶縁膜12、第2層間絶縁膜13は、例えばCVD法を用いて酸化シリコンなどを堆積させることで形成される。第1層間絶縁膜11の膜厚は、例えばおよそ400nmである。ゲート絶縁膜12の膜厚は、第1層間絶縁膜11の膜厚よりも薄く、例えばおよそ50nmである。第2層間絶縁膜13の膜厚は、基材10s上に形成された遮光部75、半導体層70a、ゲート線71gによる凹凸を緩和する目的から、第1層間絶縁膜11の膜厚よりも厚く、例えばおよそ500nmである。
第2層間絶縁膜13上において、ソース領域70sとドレイン領域70dとにそれぞれ重なる位置に、ゲート絶縁膜12及び第2層間絶縁膜13を貫通する孔が例えばドライエッチングなどの方法により形成される。そして、例えばアルミニウムやその合金などの低抵抗配線材料を用いて、これらの孔の少なくとも内部を被覆し、第2層間絶縁膜13の表面を覆う導電膜が成膜される。この導電膜をパターニングすることにより、ソース領域70sに接続するソースコンタクトホール72及び接続用配線112が形成され、ドレイン領域70dに接続するドレインコンタクトホール73及びデータ線6aが形成される。
X方向に隣り合うS−TFT71の間には、ミクロン単位のスペースLsが生ずる。スペースLsには、上述したように、第1層間絶縁膜11、ゲート絶縁膜12、第2層間絶縁膜13が存在している。基材10s上において平らな部分に第1層間絶縁膜11、ゲート絶縁膜12、第2層間絶縁膜13が積層された場合に比べて、スペースLsにおける第1層間絶縁膜11、ゲート絶縁膜12、第2層間絶縁膜13は、隣り合う遮光部75の隙間を覆うことから断面視で変形した状態となっている。
サンプルホールド回路7を形成する工程あるいはサンプルホールド回路7を形成した後の工程で、例えば熱処理が施されると、基材10sと、基材10s上に形成されたS−TFT71などの構造物との熱膨張率の違いにより、スペースLsに応力が加わることがある。
図5に示したように、X方向に隣り合うS−TFT71の間のスペースLsは、互い違いに配置されたソースコンタクトホール72及びドレインコンタクトホール73の間を縫うように蛇行して形成される。したがって、例えば熱処理などが施されて応力がミクロン単位のスペースLsに加わると、スペースLsの断面形状が変形した第1層間絶縁膜11、ゲート絶縁膜12、第2層間絶縁膜13にクラックが生ずるおそれがある。スペースLsに生じたクラックが成長して、半導体層70aや半導体層70aに接続されたデータ線6a及び接続用配線112に至ると、S−TFT71が損傷してサンプルホールド回路7が正常に動作しなくなる。また、クラックが遮光部75に至ると、遮光部75による遮光性が低下して、S−TFT71が光誤動作を起こすおそれがある。このような不具合は、液晶装置100において、高精細な表示を可能とすべく、表示領域Eに画素Pを高密度に配置して、データ線6aの配置ピッチPxすなわちサンプリング用トランジスター(S−TFT)71の配置ピッチPxをより狭くし、蛇行するスペースLsの幅が小さくなるほど、また、蛇行するスペースLsのY方向における長さが長くなるほど起こり易くなる。
発明者らは、サンプルホールド回路7を設ける領域が制限され、高精細な画素Pの配置に対応してサンプリング用トランジスター71を狭ピッチに配置しても、上記従来例における不具合を改善できるサンプルホールド回路7を開発した。以降、本実施形態のサンプルホールド回路7について、図7〜図9を参照して説明する。なお、上述した従来例と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
図7は第1実施形態の液晶装置におけるサンプルホールド回路の構成を示す概略平面図、図8は第1実施形態のサンプルホールド回路における遮光部の配置を示す概略平面図、図9は図7のB−B’線に沿って切った第1実施形態のサンプルホールド回路の構造を示す概略断面図である。なお、図7及び図8では、1系列分のサンプルホールド回路を示しておらず、説明に必要な数のサンプリング用トランジスター71と、ゲート線71gと、遮光部75とを示し、他の関連するデータ線6aや接続用配線112の図示を省略している。
図7に示すように、本実施形態の液晶装置100の素子基板10において、サンプルホールド回路7は、データ線6aごとに設けられるサンプリング用トランジスター71を有している。本実施形態において、サンプリング用トランジスター71は、ゲート線71gが延在するY方向に並び、互いに並列接続された複数(この場合は、4個)のトランジスター71A,71B,71C,71Dからなる。
複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dからなるサンプリング用トランジスター71のX方向の配置ピッチPxは、前述した従来例と同じで例えば10μm(マイクロメーター)である。ゲート線71gのX方向の幅L1は例えば3μmである。各トランジスター71A,71B,71C,71Dのチャネル幅Wは、例えば150μmである。すなわち、本実施形態の複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dは、上記従来例のサンプリング用トランジスター71に対してチャネル幅Wが4分の1となるように、半導体層70aを分割して形成したものである。言い換えれば、複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dのチャネル幅Wの合計値は、上記従来例のサンプリング用トランジスター71のチャネル幅Wの値と同じである。
また、図8に示すように、遮光部75は、Y方向において複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dごとに分割され、且つ、X方向において隣り合う2つのトランジスターに跨った状態で分割されている。X方向とY方向とに分割された遮光部75の隙間L2の長さは、ゲート線71gのX方向の幅L1よりも小さく、例えばおよそ1μmである。分割された遮光部75のX方向の幅L3は例えばおよそ9μmである。同じく分割された遮光部75のY方向の幅L4は、各トランジスター71A,71B,71C,71Dのチャネル幅Wの長さ150μmとほぼ同じかそれよりもやや大きな値となっている。
図9に示すように、遮光部75のX方向における分割位置は、ゲート線71gの下に位置している。分割された遮光部75の隙間L2の長さは、トランジスター71B(サンプリング用トランジスター71)のチャネル領域70cの長さ、すなわちチャネル長L(あるいはゲート線71gのX方向の幅L1)よりも小さい。
また、X方向に隣り合う2つのトランジスター71B(サンプリング用トランジスター71)の間のスペースLsにおける第1層間絶縁膜11は、2つのトランジスター71B(サンプリング用トランジスター71)に跨って形成された遮光部75を覆うことから、断面視の形状が変形しておらず平坦な状態となっている。つまり、従来例のサンプルホールド回路7に比べて、スペースLsにおける第1層間絶縁膜11、ゲート絶縁膜12、第2層間絶縁膜13の断面視における変形が緩和された状態となっている。
なお、1系列のサンプルホールド回路7における遮光部75は、X方向において隣り合う2つのトランジスター(半導体層70a)に跨って配置される部分と、1系列の端部において1つのトランジスター(半導体層70a)に跨って配置される部分とを有することになる。
上記第1実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)サンプリング用トランジスター71は、Y方向に並び、電気的に並列接続された複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dからなることから、X方向に隣り合うサンプリング用トランジスター71の間の蛇行したスペースLsは、Y方向に連続的に繋がらず、複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dごとに分断された状態となる。したがって、熱処理などによって蛇行したスペースLsに応力が加わっても、スペースLsの絶縁膜にクラックが生じ難い。すなわち、スペースLsの絶縁膜に生じたクラックに起因してサンプルホールド回路7が損傷する不具合が低減され、安定した動作が得られる液晶装置100を提供することができる。
(1)サンプリング用トランジスター71は、Y方向に並び、電気的に並列接続された複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dからなることから、X方向に隣り合うサンプリング用トランジスター71の間の蛇行したスペースLsは、Y方向に連続的に繋がらず、複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dごとに分断された状態となる。したがって、熱処理などによって蛇行したスペースLsに応力が加わっても、スペースLsの絶縁膜にクラックが生じ難い。すなわち、スペースLsの絶縁膜に生じたクラックに起因してサンプルホールド回路7が損傷する不具合が低減され、安定した動作が得られる液晶装置100を提供することができる。
(2)基材10sと複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dとの間に設けられた遮光部75は、Y方向において複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dごとに分割されると共に、X方向において隣り合う2つのトランジスターに跨って配置された状態で分割されている。蛇行したスペースLsにおける第1層間絶縁膜11は、2つのトランジスター71B(サンプリング用トランジスター71)に跨って形成された遮光部75を覆うことから、断面視の形状が変形しておらず平坦な状態となっている。言い換えれば、分割された遮光部75の端部が平面視で半導体層70aの端部と重なった状態となっていないので、隣り合う半導体層70aの間のスペースLsにおいて応力が加わっても絶縁膜にクラックがより生じ難い。
(3)遮光部75のX方向の分割位置は、基材10s上においてゲート線71gの下にあり、X方向とY方向とに分割された遮光部75の隙間L2は、ゲート線71gのX方向の幅L1よりも小さいので、遮光部75を分割したとしても、遮光性が低下し難いため、サンプリング用トランジスター71における光誤動作を抑制できる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態のサンプルホールド回路を備えた液晶装置について、図10〜図13を参照して説明する。図10は第2実施形態の液晶装置のサンプルホールド回路の構成を示す概略平面図、図11は第2実施形態のサンプルホールド回路における遮光部の配置を示す概略平面図、図12は図10のB−B’線に沿って切った第2実施形態のサンプルホールド回路の構造を示す概略断面図、図13は図10のC−C’線に沿って切った第2実施形態のサンプルホールド回路の構造を示す概略断面図である。なお、図10〜図13では、1系列分のサンプリング用トランジスター71を示しておらず、説明に必要な数のサンプリング用トランジスター71を示している。
次に、第2実施形態のサンプルホールド回路を備えた液晶装置について、図10〜図13を参照して説明する。図10は第2実施形態の液晶装置のサンプルホールド回路の構成を示す概略平面図、図11は第2実施形態のサンプルホールド回路における遮光部の配置を示す概略平面図、図12は図10のB−B’線に沿って切った第2実施形態のサンプルホールド回路の構造を示す概略断面図、図13は図10のC−C’線に沿って切った第2実施形態のサンプルホールド回路の構造を示す概略断面図である。なお、図10〜図13では、1系列分のサンプリング用トランジスター71を示しておらず、説明に必要な数のサンプリング用トランジスター71を示している。
第2実施形態は、上記第1実施形態に対して遮光部の分割位置を異ならせたものである。したがって、上記第1実施形態と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
図10に示すように、本実施形態の液晶装置200の素子基板10は、ゲート線71gが延在するY方向に並び、並列接続された複数(4個)のトランジスター71A,71B,71C,71Dからなるサンプリング用トランジスター71を含むサンプルホールド回路7と、複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dの下層に配置され、Y方向において複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dごとに分割された遮光部76とを備えている。複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dにおけるチャネル幅W、及び分割された遮光部76のY方向における幅L4は上記第1実施形態と同様におよそ150μmである。
また、図11に示すように、遮光部76は、X方向において3つのトランジスターに跨った状態で分割されている。また、遮光部76のX方向における分割位置が、Y方向に並ぶトランジスターごとにずれるように遮光部76が分割されている。つまり、上記第1実施形態に対して第2実施形態の遮光部76におけるX方向の分割位置は、Y方向に連続していない。遮光部76のX方向における分割位置は、平面視でゲート線71gと重なっている。分割された遮光部76のX方向の幅L5は、およそ19μmである。X方向及びY方向における遮光部76の隙間L2は、およそ1μmである。
図12に示すように、基材10s上に配置された遮光部76において、トランジスター71Bの下層に配置された遮光部76の分割位置は、3つのトランジスター71Bのうち両側のトランジスター71Bのチャネル領域70cの下にあるものの、中央に位置したトランジスター71Bのチャネル領域70cの下では遮光部76は分割されていない。
また、図13に示すように、基材10s上に配置された遮光部76において、トランジスター71Cの下層に配置された遮光部76の分割位置は、3つのトランジスター71Cのうち中央に位置したトランジスター71Cのチャネル領域70cの下にあるものの、両側のトランジスター71Cのチャネル領域70cの下のでは遮光部76は分割されていない。
なお、1系列のサンプルホールド回路7における遮光部76は、X方向において隣り合う3つのトランジスター(半導体層70a)に跨って配置される部分と、1系列の端部において1つのトランジスター(半導体層70a)に跨って配置される部分とを有することになる。
上記第2実施形態によれば、上記第1実施形態の効果(1)に加えて、以下の効果が得られる。
(4)基材10sと複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dとの間に設けられた遮光部76は、Y方向において複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dごとに分割されると共に、X方向において隣り合う3つのトランジスターに跨って配置された状態で分割されている。また、遮光部76のX方向における分割位置は、Y方向に並ぶ複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dごとにずれた位置となっている。したがって、遮光部76のX方向における分割部分がY方向に連続しないので、当該分割部分を覆う第1層間絶縁膜11にクラックが生じ難くなる。また、上記第1実施形態に比べて、遮光部76のX方向における分割数が減少するので、遮光部76の隙間L2を覆う絶縁膜においてクラックが生ずる確率が低下する。加えて、複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dに対する遮光部76の遮光性が改善される。つまり、サンプリング用トランジスター間の絶縁膜や遮光部76におけるクラックに起因する不具合の発生を抑制しつつ、光誤動作が生じ難い安定した動作が得られるサンプルホールド回路7を備えた液晶装置200を提供することができる。
(4)基材10sと複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dとの間に設けられた遮光部76は、Y方向において複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dごとに分割されると共に、X方向において隣り合う3つのトランジスターに跨って配置された状態で分割されている。また、遮光部76のX方向における分割位置は、Y方向に並ぶ複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dごとにずれた位置となっている。したがって、遮光部76のX方向における分割部分がY方向に連続しないので、当該分割部分を覆う第1層間絶縁膜11にクラックが生じ難くなる。また、上記第1実施形態に比べて、遮光部76のX方向における分割数が減少するので、遮光部76の隙間L2を覆う絶縁膜においてクラックが生ずる確率が低下する。加えて、複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dに対する遮光部76の遮光性が改善される。つまり、サンプリング用トランジスター間の絶縁膜や遮光部76におけるクラックに起因する不具合の発生を抑制しつつ、光誤動作が生じ難い安定した動作が得られるサンプルホールド回路7を備えた液晶装置200を提供することができる。
なお、上記第1実施形態及び上記第2実施形態において、遮光部のX方向における分割位置は、平面視で2つあるいは3つのトランジスターに跨り、且つゲート線71gの下であることに限定されない。分割された遮光部におけるX方向の端部が、半導体層70aの端部と重なった状態となっていなければよい。また、複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dのチャネル幅Wの合計値(本実施形態では600μm)よりも小さい値で遮光部がX方向とY方向とに分割されていれば、サンプルホールド回路7が配置される領域に亘って遮光部をベタ状に配置する場合に比べて、高温でポリシリコンからなる半導体層70aを遮光部の上方に形成したとしても、熱処理などの応力により遮光部にクラックを生じないことが確認されている。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態のサンプルホールド回路を備えた液晶装置について、図14及び図15を参照して説明する。図14は第3実施形態の液晶装置のサンプルホールド回路の構成を示す概略平面図、図15は図14のD−D’線に沿って切った第3実施形態のサンプルホールド回路の構造を示す概略断面図である。なお、図14及び図15では、1系列分のサンプリング用トランジスターを示しておらず、説明に必要な数のサンプリング用トランジスターを示している。
次に、第3実施形態のサンプルホールド回路を備えた液晶装置について、図14及び図15を参照して説明する。図14は第3実施形態の液晶装置のサンプルホールド回路の構成を示す概略平面図、図15は図14のD−D’線に沿って切った第3実施形態のサンプルホールド回路の構造を示す概略断面図である。なお、図14及び図15では、1系列分のサンプリング用トランジスターを示しておらず、説明に必要な数のサンプリング用トランジスターを示している。
第3実施形態は、上記第1実施形態に対して遮光部の分割位置を異ならせたものである。したがって、上記第1実施形態と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
図14に示すように、本実施形態の液晶装置300の素子基板10は、ゲート線71gが延在するY方向に並び、並列接続された複数(4個)のトランジスター71A,71B,71C,71Dからなるサンプリング用トランジスター71を含むサンプルホールド回路7と、複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dの下層に配置され、Y方向において複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dごとに分割された遮光部77とを備えている。複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dにおけるチャネル幅W、及び分割された遮光部77のY方向における幅L4は上記第1実施形態と同様におよそ150μmである。
遮光部77は、X方向において隣り合う2つのトランジスター(半導体層70a)に重なるように配置され、ソースコンタクトホール72及びドレインコンタクトホール73に対応してX方向に突出した部分を有している。つまり、平面視で、X方向における遮光部77の一方の端部は、2つの半導体層70aのうちの一方の半導体層70aの端部と重なっている。X方向における遮光部77の他方の端部は、2つの半導体層70aのうちの他方の半導体層70aの端部と重なっている。
さらに、X方向において隣り合う2つのトランジスター(半導体層70a)を単位として分割して配置される遮光部77の分割位置は、Y方向に並ぶ複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dごとにずれている。
したがって、X方向において隣り合う2つのトランジスター(半導体層70a)を単位として分割された遮光部77の間には、遮光部77が存在しないスペースLsが形成される。その一方で、遮光部77が存在しないスペースLsは、Y方向に連続せずに、X方向にずれた状態で形成される。
なお、1系列のサンプルホールド回路7における遮光部77は、X方向において隣り合う2つのトランジスター(半導体層70a)を単位として配置される部分と、1系列の端部において1つのトランジスター(半導体層70a)を単位として配置される部分とを有することになる。
複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dにおけるチャネル幅W、及び分割された遮光部77のY方向における幅L4は上記第1実施形態と同様におよそ150μmである。X方向に隣り合うサンプリング用トランジスター71(複数のトランジスター71A,71B,71C,71D)の配置ピッチPxは上記第1実施形態と同じくおよそ10μmである。ゲート線71gのX方向の幅L1(すなわちチャネル長L)はおよそ3μmである。
図15に示すように、基材10s上において遮光部77は、X方向に隣り合う2つのトランジスター71Aの下層に配置されている。X方向における遮光部77の分割位置は、X方向に隣り合う2つのトランジスター71Aを1つの単位とした単位間にある。遮光部77上のスペースLsにおける第1層間絶縁膜11の断面形状は平坦である。これに対して、X方向における遮光部77の隙間に相当するスペースLsの第1層間絶縁膜11の断面形状はやや変形している。本実施形態における遮光部77のX方向の幅L7は、およそ19μmである。
上記第3実施形態によれば、上記第1実施形態の効果(1)に加えて、以下の効果が得られる。
(5)基材10sと複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dとの間に設けられた遮光部77は、Y方向において複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dごとに分割されると共に、X方向において隣り合う2つのトランジスターと重なるように分割され配置されている。また、遮光部77のX方向における分割位置は、Y方向に並ぶ複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dごとにずれた位置となっている。したがって、遮光部77が設けられていない蛇行したスペースLsは、Y方向に連続しないので、当該スペースLsの絶縁膜にクラックが生じ難くなる。また、遮光部77は、半導体層70aの下で分割されていないので、上記第1実施形態や上記第2実施形態に比べて、基材10s側から半導体層70aに入射する光を確実に遮光することができる。つまり、当該スペースLsの絶縁膜におけるクラックに起因する不具合の発生を抑制しつつ、光誤動作を防止し安定した動作が得られるサンプルホールド回路7を備えた液晶装置300を提供することができる。
(5)基材10sと複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dとの間に設けられた遮光部77は、Y方向において複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dごとに分割されると共に、X方向において隣り合う2つのトランジスターと重なるように分割され配置されている。また、遮光部77のX方向における分割位置は、Y方向に並ぶ複数のトランジスター71A,71B,71C,71Dごとにずれた位置となっている。したがって、遮光部77が設けられていない蛇行したスペースLsは、Y方向に連続しないので、当該スペースLsの絶縁膜にクラックが生じ難くなる。また、遮光部77は、半導体層70aの下で分割されていないので、上記第1実施形態や上記第2実施形態に比べて、基材10s側から半導体層70aに入射する光を確実に遮光することができる。つまり、当該スペースLsの絶縁膜におけるクラックに起因する不具合の発生を抑制しつつ、光誤動作を防止し安定した動作が得られるサンプルホールド回路7を備えた液晶装置300を提供することができる。
なお、上記第3実施形態において、遮光部77は、X方向に隣り合う2つのトラジスターと重なるように配置されることに限定されず、例えば、X方向に隣り合う3つのトランジスターと重なるように配置された部分を有していてもよい。
本発明の技術思想において、X方向に少なくとも2つのトランジスターに跨って遮光部を分割するとは、上記第1実施形態や上記第2実施形態のように、遮光部の分割位置が半導体層70aの下に位置するように分割する場合と、上記第3実施形態のように、分割位置における遮光部の端部が半導体層70aの端部と重なる場合、すなわち隣り合う複数のトランジスター(半導体層70a)を単位として分割する場合とを含むものである。
(第4実施形態)
<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16を参照して説明する。図16は投射型表示装置の構成を示す概略図である。
<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16を参照して説明する。図16は投射型表示装置の構成を示す概略図である。
図16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1000L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。
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。
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。
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。
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。
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、画像情報(画像信号)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。
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。
このような投射型表示装置1000によれば、液晶ライトバルブ1210,1220,1230として、熱応力などによるクラックの発生や光誤動作が低減され、安定した駆動状態が得られる液晶装置100を用いているので、見栄えのよい表示品質と高い信頼性品質とが実現されている。なお、液晶ライトバルブ1210,1220,1230として、上記第2実施形態の液晶装置200や上記第3実施形態の液晶装置300を用いることもできる。
本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨ある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適用す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。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。
(変形例1)上記実施形態のようにサンプリング用トランジスター71を構成する複数のトランジスターの数は、4個に限定されない。また、遮光部は、Y方向において複数のトランジスターごとに分割されることに限定されない。図17は変形例の液晶装置のサンプルホールド回路の構成を示す概略平面図、図18は変形例のサンプルホールド回路における遮光部の配置を示す概略平面図である。
例えば、図17に示すように、変形例の液晶装置400の素子基板10は、ゲート線71gが延在するY方向に並び、並列接続された複数(3個)のトランジスター71A,71B,71Cからなるサンプリング用トランジスター71を含むサンプルホールド回路7と、複数のトランジスター71A,71B,71Cの下層に配置され、Y方向において2つに分割された遮光部78とを備えている。複数のトランジスター71A,71B,71Cにおけるチャネル幅Wは、例えば200μmである。すなわち、複数のトランジスター71A,71B,71Cのチャネル幅Wの合計値は、従来例のサンプリング用トランジスター71のチャネル幅Wの値と同じである。また、分割された遮光部78のY方向における幅L6はおよそ300μmである。サンプリング用トランジスター71の配置ピッチPxはおよそ10μmである。ゲート線71gのX方向の幅L1(すなわちチャネル長L)はおよそ3μmである。
図18に示すように、遮光部78は、X方向において隣り合うサンプリング用トランジスター71に跨るように分割して配置されている。X方向における遮光部78の分割位置は、平面視でゲート線71gの下に位置している。X方向及びY方向における遮光部78の隙間L2はおよそ1μmであり、X方向における遮光部78の幅L3はおよそ9μmである。このようなサンプルホールド回路7の構成によれば、複数のトランジスターの数を減らすと共に、遮光部の分割数を減らすことができる。
(変形例2)本発明のサンプルホールド回路7が適用される液晶装置は、透過型であることに限定されない。例えば反射型の液晶装置においても本発明のサンプルホールド回路7を適用することができる。
(変形例3)本発明のサンプルホールド回路7が適用される電気光学装置は、液晶装置に限定されない。例えば、画素Pごとに発光素子である有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた発光装置(有機EL装置)にも適用することができる。
(変形例4)本発明のサンプルホールド回路7を備えた電気光学装置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スプレイ)、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、薄型テレビ、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。
6a…データ線、7…サンプルホールド回路、10s…基材、70a…半導体層、70c…チャネル領域、70d…ドレイン領域、70s…ソース領域、71…サンプリング用トランジスター、71A,71B,71C,71D…複数のトランジスター、71g…ゲート線、72…ソースコンタクトホール、73…ドレインコンタクトホール、75,76,77,78…遮光部、100,200,300,400…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、L…チャネル長、L1…ゲート線の第2の方向の幅、L2…遮光部の隙間、P…画素、W…チャネル幅。
Claims (8)
- 複数の画素ごとに設けられた駆動用トランジスターに接続される複数のデータ線と、前記複数のデータ線を順次選択するための選択信号がゲートに接続され、相展開された複数の画像信号のうちの1つがソースに接続され、前記複数のデータ線のうち選択先のデータ線がドレインに接続されるサンプリング用トランジスターを含むサンプルホールド回路とを備えた電気光学装置であって、
前記サンプリング用トランジスターは、前記ゲートに接続されるゲート線が延在する第1の方向に配置され、互いに並列接続された複数のトランジスターからなり、
前記複数のトランジスターのソースコンタクトホール及びドレインコンタクトホールは、平面視で前記ゲート線を挟んで配置されると共に、前記第1の方向において互い違いに配置されていることを特徴とする電気光学装置。 - 前記複数のトランジスターが設けられた透光性の基材と、
前記基材と前記複数のトランジスターとの間に設けられた遮光部と、を有し、
前記遮光部は、前記複数のトランジスターのチャネル幅の合計値よりも短い距離で、前記第1の方向と前記第1の方向に直交する第2の方向とに分割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。 - 前記遮光部は、前記第1の方向において前記複数のトランジスターごとに分割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。
- 前記遮光部は、前記第2の方向に隣り合う少なくとも2つの前記サンプリング用トランジスターに跨って分割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。
- 前記遮光部は、前記第1の方向において前記複数のトランジスターごとに分割されていると共に、前記第2の方向に隣り合う少なくとも2つの前記サンプリング用トランジスターに跨って分割され、前記第2の方向における分割位置が、前記複数のトランジスターのうち前記第1の方向に隣り合うトランジスター間で異なることを特徴とする請求項2に記載の電気光学装置。
- 前記第2の方向における分割位置が、平面視で前記ゲート線の下にあることを特徴とする請求項5に記載の電気光学装置。
- 前記第2の方向における分割位置の前記遮光部の隙間は、前記ゲート線の前記第2の方向の幅よりも小さいことを特徴とする請求項6に記載の電気光学装置。
- 請求項1乃至7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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US10495935B2 (en) | 2017-06-26 | 2019-12-03 | Seiko Epson Corporation | Electro-optical device and electronic apparatus with sampling and monitoring transistors |
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-
2015
- 2015-12-28 JP JP2015256056A patent/JP2017120295A/ja active Pending
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