JP4123245B2 - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents
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まず、本発明の電気光学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。ここに、図1は、TFTアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た電気光学装置の平面図であり、図2は、図1のH−H’断面図である。ここでは、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。
以下では、本発明の本実施形態における電気光学装置の画素部における構成について、図3から図6を参照して説明する。ここに図3は、電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路であり、図4及び図5は、データ線、走査線、画素電極等が形成されたTFTアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。なお、図4及び図5は、それぞれ、後述する積層構造のうち下層部分(図4)と上層部分(図5)とを分かって図示している。また、図6は、図4及び図5を重ね合わせた場合のA−A´断面図である。なお、図6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。
まず、第1層には、例えば、Ti、Cr、W、Ta、Mo等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、或いは導電性ポリシリコン等からなる走査線11aが設けられている。この走査線11aは本発明に係る「下側遮光膜」の一例に相当し、平面的にみて、図4のX方向に沿うように、ストライプ状にパターニングされている。より詳しく見ると、ストライプ状の走査線11aは、図4のX方向に沿うように延びる本線部と、データ線6a或いは容量配線400が延在する図4のY方向に延びる突出部とを備えている。なお、隣接する走査線11aから延びる突出部は相互に接続されることはなく、したがって、該走査線11aは1本1本分断された形となっている。
次に、第2層として、ゲート電極3aを含むTFT30が設けられている。TFT30は、図6に示すように、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有しており、その構成要素としては、上述したゲート電極3a、例えばポリシリコン膜からなりゲート電極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。
以上説明した走査線11aの上、かつ、TFT30の下には、例えばシリコン酸化膜等からなる下地絶縁膜12が設けられている。下地絶縁膜12は、走査線11aからTFT30を層間絶縁する機能のほか、TFTアレイ基板10の全面に形成されることにより、TFTアレイ基板10の表面研磨時における荒れや、洗浄後に残る汚れ等で画素スイッチング用のTFT30の特性変化を防止する機能を有する。
さて、前述の第2層に続けて第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。この蓄積容量70によれば、画素電極9aにおける電位保持特性を顕著に高めることが可能となる。また、本実施形態に係る蓄積容量70は、図4の平面図を見るとわかるように、画素電極9aの形成領域にほぼ対応する光透過領域には至らないように形成されているため(換言すれば、遮光領域内に収まるように形成されているため)、電気光学装置全体の画素開口率は比較的大きく維持され、これにより、より明るい画像を表示することが可能となる。
以上説明したTFT30ないしゲート電極3a及び中継電極719の上、かつ、蓄積容量70の下には、例えば、NSG(ノンシリケートガラス)、PSG(リンシリケートガラス)、BSG(ボロンシリケートガラス)、BPSG(ボロンリンシリケートガラス)等のシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等、あるいは好ましくはNSGからなる第1層間絶縁膜41が形成されている。
さて、前述の第3層に続けて第4層には、データ線6aが設けられている。このデータ線6aは、図6に示すように、下層より順に、アルミニウムからなる層(図6における符号41A参照)、窒化チタンからなる層(図6における符号41TN参照)、窒化シリコン膜からなる層(図6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。窒化シリコン膜は、その下層のアルミニウム層と窒化チタン層を覆うように少し大きなサイズにパターニングされている。
以上説明した蓄積容量70の上、かつ、データ線6aの下には、例えばNSG、PSG,BSG、BPSG等のシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等、あるいは好ましくはTEOSガスを用いたプラズマCVD法によって形成された第2層間絶縁膜42が形成されている。この第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、前記容量配線用中継層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。さらに、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、前記のコンタクトホール882が形成されている。
さて、前述の第4層に続けて第5層には、本発明に係る「第1の上側遮光膜」の一例として容量配線400が形成されている。この容量配線400は、平面的にみると、図5に示すように、図中X方向及びY方向それぞれに延在するように、格子状に形成されている。そして、このような容量配線400によって、画素毎に開口領域が規定される。
以上説明した前述のデータ線6aの上、かつ、容量配線400の下には、NSG、PSG、BSG、BPSG等のシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等、あるいは好ましくはTEOSガスを用いたプラズマCVD法によって形成された第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、前記の容量配線400と容量配線用中継層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。
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、この画素電極9a下には、NSG、PSG、BSG、BPSG等のシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等、あるいは好ましくはNSGからなる第4層間絶縁膜44が形成されている。この第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、このコンタクトホール89及び第3中継層402並びに前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。
以下、図1から図6に加えて、図7から図9を参照して、容量配線400及び第3中継電極402の詳細な構成について説明する。図7は、図4及び図5に示す任意の画素部において、容量配線400及び第3中継電極402、並びに走査線11aに着目して、これらの配置関係を示す平面図であり、図8は、対向基板20上に形成される遮光膜23の構成例を示す平面図である。また、図9(a)は、比較例における、容量配線400及び第3中継電極402、並びに走査線11aの構成を示す平面図であって、図9(b)は、比較例における、容量配線400及び第3中継電極402、並びに遮光膜23の構成を示す平面図である。
次に、上述した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。
まず、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。図10は、プロジェクタの構成例を示す平面配置図である。この図に示されるように、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1110R、1110Bおよび1110Gに入射される。これら3つのライトバルブ1110R、1110Bおよび1110Gは夫々液晶装置を含む液晶モジュールを用いて構成されている。
次に、液晶装置を、モバイル型のパーソナルコンピュータに適用した例について説明する。図11は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。図において、コンピュータ1200は、キーボード1202を備えた本体部1204と、液晶表示ユニット1206とから構成されている。この液晶表示ユニット1206は、先に述べた液晶装置1005の背面にバックライトを付加することにより構成されている。
さらに、液晶装置を、携帯電話に適用した例について説明する。図12は、この携帯電話の構成を示す斜視図である。図において、携帯電話1300は、複数の操作ボタン1302とともに、反射型の液晶装置1005を備えるものである。この反射型の液晶装置1005にあっては、必要に応じてその前面にフロントライトが設けられる。
Claims (7)
- 素子基板上の画像表示領域に、画素毎に形成された画素電極と、
該画素を駆動するための駆動素子又は配線の少なくとも一部を構成し、前記画素毎に開口領域を少なくとも部分的に規定するように形成され、前記素子基板上で平面的に見て前記開口領域から分離されて開口部が形成された第1の上側遮光膜と、
該第1の上側遮光膜と同一層に、前記第1の上側遮光膜と電気的に分離されて、前記素子基板上で平面的に見て前記開口部内に島状に形成され、前記画素電極と前記駆動素子との電気的接続を中継する第2の上側遮光膜と、
前記駆動素子又は前記配線の少なくとも一部を構成し、前記第1の上側遮光膜の下層側に、前記素子基板上で平面的に見て前記開口部を覆うように且つ前記第1の上側遮光膜の幅より小さい幅を持つように形成された下側遮光膜と
を備えることを特徴とする電気光学装置。 - 前記素子基板上の非開口領域に、前記駆動素子として、前記素子基板上で平面的に見て相隣接する前記開口部間の略中央の位置に形成された、前記画素電極をスイッチング制御する薄膜トランジスタを更に備えること
を特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。 - 前記第1の上側遮光膜は、前記画素電極に蓄積容量を付加するための容量電極又は該容量電極に接続された容量配線として形成されていること
を特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。 - 前記下側遮光膜は、走査信号が供給される走査線として形成されていること
を特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の電気光学装置。 - 前記素子基板と対向して設けられ、前記素子基板との間に電気光学物質を挟持する対向基板と、
該対向基板における前記素子基板と対向する側に、少なくとも前記第1の上側遮光膜の前記開口部と前記第2の上側遮光膜との間の間隔を平面的に全て覆うように形成され、前記第1の上側遮光膜と共に前記開口領域を規定する対向基板側遮光膜と
を更に備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の電気光学装置。 - 前記画素電極には、前記配線及び前記駆動素子を介して、1フレーム期間毎に、基準電位に対して極性が反転された画像信号が供給されること
を特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の電気光学装置。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備してなることを特徴とする電子機器。
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