JP4734962B2 - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置、及び、例えば液晶プロジェクタ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は、基板上に、画素電極と、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薄膜トランジスタ（以下適宜“ＴＦＴ”と称する）とを備え、アクティブマトリクス駆動可能に構成される。以上の構成要素は基板上に高密度で作り込まれ、画素開口率の向上や装置の小型化を図ることが望ましい。このため、通常は画素毎に別々に設けられるＴＦＴのソース領域或いはソース電極を、隣接するＴＦＴ間で共通化する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）
他方、高コントラスト化等を目的として、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。この場合、層間絶縁膜を介して多層化された前述の配線やＴＦＴ、画素電極等は、相互間の接続をコンタクトホールにより実現する手法が採られている。特に、容量線が設けられ、各画素に蓄積容量が作り込まれるような、複雑な形式の電気光学装置の場合には、複数のコンタクトホールを開孔する手法が採られ、更にそのような深さのコンタクトホール形成は困難であることから、適当な層間絶縁膜上に中継層を設け、段階的にコンタクトホールを設ける手法が採られている（例えば特許文献２参照）。

特開平１０−１７７１９０号公報 特開２００２−１５６６５２号公報

しかしながら、このように容量線や蓄積容量を作り込む構造の場合には、例えば各画素において表示に実際に寄与する光が透過或いは反射されることのない“非開口領域”という限られた領域内に、データ線や走査線に係るコンタクトホールに加えて、上述の如き容量線や蓄積容量に係るコンタクトホールを開孔することは困難になる。言い換えれば、この場合には、容量線や蓄積容量を含めた各種配線や各種電子素子を基板上に高密度で作り込むことや、画素開口率を向上させること、或いは装置の小型化を図ることが困難にとなるという技術的課題がある。

本発明は、例えば上記問題点に鑑みなされたものであり、小型化・高精細化を実現しつつ、高品質な表示が可能な電気光学装置、及び、そのような電気光学装置を具備してなる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、基板上に、行方向に沿って夫々延在する複数の走査線と、前記行方向に交差する列方向に沿って夫々延在する複数のデータ線と、前記基板上で平面的に見て前記複数のデータ線及び前記複数の走査線の交差領域に対応するように配置されており、前記データ線にソースが夫々電気的に接続され且つ前記走査線にゲートが夫々電気的に接続された複数の薄膜トランジスタと、前記複数の走査線及び前記複数のデータ線のうち少なくとも一方に沿って延びる容量線と、前記薄膜トランジスタのドレインに画素電位側電極が電気的に接続され、前記容量線に定電位側容量電極が電気的に接続された蓄積容量と、前記ドレインに電気的に接続された画素電極とを備えており、前記複数の薄膜トランジスタは、前記列方向において相隣合う一対の薄膜トランジスタが、前記基板上で平面的に見て前記列方向に対する前記ソース及び前記ドレインの向きが相互に逆となるように配置されており、前記列方向に第i（但し、iは偶数または奇数のいずれかをとる）番目の薄膜トランジスタのドレインに電気的に接続された前記定電位側容量電極を前記容量線に電気的に接続する第１コンタクトホールは、前記列方向に第i＋１番目の薄膜トランジスタのドレインに電気的に接続された前記定電位側容量電極を前記容量線に電気的に接続するコンタクトホールと共通であり、前記容量線は、前記行方向に沿って夫々延在する複数の長手部分と、該複数の長手部分のうち前記列方向にj（但し、jはiと同じ又は異なる自然数）番目の長手部分と前記列方向にｊ＋１番目の長手部分とを相互に接続する短手部分とを有し、前記第１コンタクトホールは、前記短手部分に開孔されている。

本発明の電気光学装置によれば、その動作時には、走査線を介して走査信号が薄膜トランジスタのゲートに順次供給され、データ線を介して画像信号が薄膜トランジスタのソースに供給され、画像信号が画素電極及び蓄積容量に書き込まれる。これらにより、複数の画素における、アクティブマトリクス駆動等の所定種類の動作が可能となる。この際、蓄積容量の存在により、画素電極における電位保持特性が向上し、コントラストやフリッカーといった表示特性の向上が可能となる。

ここで、例えば、走査線、データ線、容量線、及び薄膜トランジスタは、基板上で平面的に見て、画素電極に対応する各画素の開口領域（即ち、各画素において、表示に実際に寄与する光が透過又は反射される領域）を囲む非開口領域内に配置されている。即ち、これらの走査線、データ線、容量線、及び薄膜トランジスタは、表示の妨げとならないように、各画素の開口領域ではなく、非開口領域内に配置されている。ここで特に、複数の薄膜トランジスタは夫々、列方向（例えばＹ方向）に相隣接して配置された一対の薄膜トランジスタにおける、列方向に対するソース及びドレインの向きが相互に逆となるように配置されている。例えば、上下方向を、列方向（例えばＹ方向）とすれば、一対の薄膜トランジスタは、上下反転した或いは上下ミラー反転した薄膜トランジスタということになる。そして、このようにミラー対称に配置された複数の薄膜トランジスタは、列方向に第i番目の薄膜トランジスタのドレインに結合された蓄積容量の定電位側容量電極を容量線に接続する第１コンタクトホールと、列方向に第i＋１番目の薄膜トランジスタのドレインに結合された蓄積容量の定電位側容量電極を容量線に接続する第１コンタクトホールとは、共通である。ここで、ドレインに結合された蓄積容量の定電位側容量電極は、ドレインに電気的に接続された画素電位側電極に容量絶縁膜を挟んで対向している。また、ここでいう「コンタクトホール」とは、層間絶縁膜の上下に形成される導電層を互いに導通させるために層間絶縁膜を厚み方向に貫通する穴を指しており、例えば、上側の導電層がその内部に落としこまれる結果、下側の導電層と接する場合（即ち、所謂コンタクトホールである場合）や、内部に導電材料を埋め込み、その一端を上側の導電層に接触させ、他端を下側の導電層に接触させる場合（即ち、プラグとして形成される場合）を含む。加えて、「容量線に定電位側容量電極が電気的に接続された」とは、容量線と定電位側容量電極とが別々の導電膜からなり且つこれらが直に積層されることで又はコンタクトホール等を介することで電気的に接続される場合の他、容量線と定電位側容量電極とが一体的になる場合も含む意味である。見方を変えれば、容量線の一部が定電位側容量電極としても機能する場合も含む意味である。

従って、一つの第１コンタクトホールのみによって、一対の薄膜トランジスタの両方についてのドレインに結合された蓄積容量の定電位側容量電極を、容量線に電気的に接続することが可能となる。即ち、通常の如く画素毎に別々に蓄積容量を設け且つ画素毎に別々に容量線から定電位側容量電極への電気的な接続をとる場合に比べて、本発明によれば、コンタクトホールの数を飛躍的に少なくことが可能となる。尚、一対の薄膜トランジスタとしては、好ましくは、全ての薄膜トランジスタが夫々、隣接する薄膜トランジスタと一対をなして、各対について、第１コンタクトホールが共通とされる。これにより、上述の如きコンタクトホール数の削減という効果は最大限得られる。但し、第１コンタクトホールが共通とされる一対の薄膜トランジスタが一つだけでも存在すれば、上述の如きコンタクトホール数の削減という効果は相応に得られる。

以上の結果、本発明の電気光学装置によれば、蓄積容量による表示特性の向上を図りつつ、狭ピッチ化による小型化・高精細化が実現可能となる。

本発明の電気光学装置の一態様では、前記列方向にj（但し、jはiと同じ又は異なる自然数）番目の薄膜トランジスタのソースを前記データ線に電気的に接続する第２コンタクトホールは、前記列方向にｊ＋１番目の薄膜トランジスタのソースを前記データ線に電気的に接続するコンタクトホールと共通である。

この態様によれば、一対の薄膜トランジスタ間で第１コンタクトホールを共通とするのみならず、列方向にj番目及びｊ＋１番目の薄膜トランジスタ間で、第２コンタクトホールを共通とする。従って、コンタクトホールの数を、より一層飛躍的に少なくことが可能となる。尚、ｉ番目及びｉ＋１番目の薄膜トランジスタが第１コンタクトホールを共通とする一対をなしている場合に、ｉ＋１番目及びｉ＋２番目の薄膜トランジスタについて、このように第２コンタクトホールを共通とするように配置してもよいし、或いは、ｉ番目及びｉ＋１番目の薄膜トランジスタについて、このように第２コンタクトホールを共通とするように配置してもよい。即ち、ｉとｊとは同一でも異なってもよく、いずれにせよ、任意の箇所で第１コンタクトホールが共通とされる一対の薄膜トランジスタが一つだけ存在し且つ任意の箇所で第２コンタクトホールが共通とされる一対の薄膜トランジスタが一つだけ存在すれば、上述の如きコンタクトホール数の削減という効果は相応に得られる。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記容量線は、前記行方向に沿って夫々延在する複数の長手部分と、該複数の長手部分のうち前記列方向にj（但し、jはiと同じ又は異なる自然数）番目の長手部分と前記列方向にｊ＋１番目の長手部分とを相互に接続する短手部分とを有し、前記第１コンタクトホールは、前記短手部分に開孔されている。

この態様によれば、第１コンタクトホールは、短手部分に開孔されているので、例えば２行毎に、短手部により相互に連結されると共に走査線に沿って延びる長手部からなる容量線について、少ない数の第１コンタクトホールによって、容量線から定電位側容量電極への電気的な接続を、極めて効率良くとることが可能となる。

但し、容量線は、列方向に沿って夫々延在する複数のストライプ状でもよく、或いは、列方向及び行方向に沿って夫々延在する格子状でもよい。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第１コンタクトホールは、２つ以上の画素電極に対して一つの割合で開孔されており、前記２つ以上の画素電極に対応する前記定電位側容量電極は、連続した導電層から形成されている。

この態様によれば、例えば、第１コンタクトホールは、２つ以上１０以下の画素電極に対して一つの割合で開孔されており、これら２つ以上１０以下の画素電極に対応する定電位側容量電極は、連続した導電層から形成されている。従って、このように複数の画素に渡って連続した導電層から定電位側容量電極を形成しても、いずれの画素に係る定電位側容量電極も容量線に接続される訳であるから、定電位側容量電極自身の抵抗が問題にならない程度の頻度で、容量線に接続しておけば特に問題は生じない。例えば、１０程度の画素に対応する定電位側容量電極であれば、第１コンタクトホールが一つあれば実践上十分である。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記定電位側容量電極は、前記走査線及び前記データ線のうち少なくとも一方に沿って前記複数の画素電極に対応する前記蓄積容量の配列に跨って延在する配線として構成されており、前記容量線は、前記定電位側容量電極から構成される配線の冗長配線として機能する。

この態様によれば、定電位側容量電極が、容量線として機能し、本来の容量線と共に冗長構造を有する容量線が構築される。よって、容量線における低抵抗化を図ることができ且つ容量線の配線としての信頼性を高め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、上述した本発明の電気光学装置（但し、その各種態様を含む）を具備してなる。

本発明の電子機器によれば、上述した本発明の電気光学装置を具備してなるので、高品位の表示が可能な、投射型表示装置、液晶テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、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。その他、本発明の電子機器としては、例えば、電子ペーパ等の電気泳動装置や、電子放出素子を利用した表示装置（Field Emission Display及びSurface-Conduction Electron-Emitter Display）等を実現することも可能である。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施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９を参照して説明する。

先ず、図１及び図２を参照して、本実施形態に係る液晶装置の全体構成について、説明する。ここに図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’線での断面図である。

図１及び図２において、本実施形態に係る液晶装置では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。

図１において、シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、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、駆動素子である画素スイッチング用のＴＦＴ（thin Film Transistor）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る。画像表示領域１０ａには、画素スイッチング用ＴＦＴや走査線、データ線等の配線の上層に画素電極９ａが設けられている。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。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９ａと対向して形成される。

尚、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画素部における構成について、図３から図５を参照して説明する。ここに図３は、液晶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、配線等の等価回路図であり、図４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。また、図５は、図４のＡ−Ａ’断面図である。尚、図５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。

図３において、本実施形態に係る液晶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は、それぞれ、画素電極９ａと当該画素電極９ａをスイッチング制御するためのＴＦＴ３０とが形成されており、画像信号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。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。

また、ＴＦＴ３０のゲートに走査線３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９ａは、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。

画素電極９ａを介して電気光学物質の一例としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。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、全体として液晶装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射する。

ここで保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９ａと対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０を付加する。

次に、図４及び図５を参照して、画素部の具体的な構成について説明する。

図４において、液晶装置のＴＦＴアレイ基板１０上には、Ｘ方向及びＹ方向に対してマトリクス状に複数の透明な画素電極９ａ（点線部９ａ'により輪郭が示されている）が設けられており、画素電極９ａの縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ及び走査線３ａが設けられている。

半導体層１ａのうち図４中右下がりの斜線領域で示したチャネル領域１ａ'に対向するように走査線３ａが配置されており、走査線３ａはゲート電極を含む。このように、走査線３ａとデータ線６ａとの交差する個所には夫々、チャネル領域１ａ'に走査線３ａの一部がゲート電極として対向配置された画素スイッチング用のＴＦＴ３０が設けられている。

データ線６ａは、第２層間絶縁膜４２を下地として形成されており、第２コンタクトホール９２を介してＴＦＴ３０の高濃度ソース領域に接続されている。データ線６ａ及び第２コンタクトホール９２内部は、例えば、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｃｕ等のＡｌ（アルミニウム）含有材料、又はＡｌ単体、若しくはＡｌ層とＴｉＮ層等との多層膜からなる。また、このデータ線６ａは、ＴＦＴ３０に対する遮光膜としても機能するようになっている。

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に電気的に接続された画素電位側容量電極としての下部容量電極７１と、本発明に係る「定電位側容量電極」の一例としての上部容量電極３００の一部とが、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。

図４及び図５に示すように、上部容量電極３００は、例えば金属又は合金を含む導電性の遮光膜からなり、上側遮光膜（内蔵遮光膜）としてＴＦＴ３０の上側に設けられている。また、この上部容量電極３００は、定電位側容量電極としても機能する。上部容量電極３００は、例えば、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｐｄ（パラジウム）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等からなる。或いは、上部容量電極３００は、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）等の他の金属を含んでもよい。但し、上部容量電極３００は、例えば導電性のポリシリコン膜等からなる第１膜と高融点金属を含む金属シリサイド膜等からなる第２膜とが積層された多層構造を持ってもよい。

他方、下部容量電極７１は、例えば導電性のポリシリコン膜からなり画素電位側容量電極として機能する。下部容量電極７１は、画素電位側容量電極としての機能の他、上側遮光膜としての上部容量電極３００とＴＦＴ３０との間に配置される、光吸収層或いは上側遮光膜の他の例としての機能を持ち、更に、画素電極９ａとＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅとを中継接続する機能を持つ。但し、下部容量電極７１も、上部容量電極３００と同様に、金属又は合金を含む単一層膜若しくは多層膜から構成してもよい。

容量電極としての下部容量電極７１と上部容量電極３００との間に配置される誘電体膜７５は、例えばＨＴＯ（High Temperature Oxide）膜、ＬＴＯ（Low Temperature Oxide）膜等の酸化シリコン膜、あるいは窒化シリコン膜等から構成される。蓄積容量７０を増大させる観点からは、膜の信頼性が十分に得られる限りにおいて、誘電体膜７５は薄い程良い。

一方、ＴＦＴ３０の下側には、下地絶縁膜１２を介して本発明に係る「容量線」の一例としての下側遮光膜１１ａが格子状に設けられている。下側遮光膜１１ａの平面レイアウトについては後に詳述する。

下側遮光膜１１ａは、ＴＦＴアレイ基板１０側から装置内に入射する戻り光からＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ’及びその周辺を遮光するために設けられている。この下側遮光膜１１ａは、上側遮光膜の一例を構成する上部容量電極３００と同様に、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｐｄ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等からなる。更に、下側遮光膜１１ａは、その電位変動がＴＦＴ３０に対して悪影響を及ぼすことを避けるために、上部容量電極３００と同様に、画像表示領域１０ａからその周囲に延設して定電位源に接続されている。

上部容量電極３００は、第１コンタクトホール９１を介して定電位源に接続された下側遮光膜１１ａと電気的に接続されて、固定電位とされている。

下地絶縁層１２は、下側遮光膜１１ａからＴＦＴ３０を層間絶縁する機能の他、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の表面の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ＴＦＴ３０の特性の劣化を防止する機能を有する。

画素電極９ａは、下部容量電極７１を中継することにより、コンタクトホール８３及び８５を介して半導体層１ａのうち高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続されている。

図４及び図５に示すように、液晶装置は、透明なＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置される透明な対向基板２０とを備えている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板からなり、対向基板２０は、例えばガラス基板や石英基板からなる。

ＴＦＴアレイ基板１０には、画素電極９ａが設けられており、その上側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜１６が設けられている。画素電極９ａは例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などの透明導電性膜からなる。また配向膜１６は例えば、ポリイミド膜などの有機膜からなる。

他方、対向基板２０には、その全面に渡って対向電極２１が設けられており、その下側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜２２が設けられている。対向電極２１は例えば、ＩＴＯ膜などの透明導電性膜からなる。また配向膜２２は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。

このように構成され、画素電極９ａと対向電極２１とが対面するように配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶層５０が形成される。液晶層５０は、画素電極９ａからの電界が印加されていない状態で配向膜１６及び２２により所定の配向状態をとる。

図５において、画素スイッチング用ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、走査線３ａ、当該走査線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'、走査線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の低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄ並びに高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。

走査線３ａ上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じる第２コンタクトホール９２及び高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８３が各々開孔された第１層間絶縁膜４１が形成されている。

第１層間絶縁膜４１上には下部容量電極７１及び上部容量電極３００が形成されており、これらの上には、第２コンタクトホール９２及びコンタクトホール８５が各々開孔された第２層間絶縁膜４２が形成されている。

第２層間絶縁膜４２上には、データ線６ａが形成されている。更に、データ線６ａの上から第２層間絶縁膜４２の全面を覆うように、コンタクトホール８５が形成された第３層間絶縁膜４３が、例えばＢＰＳＧ膜により形成されている。画素電極９ａ及び配向膜１６は、この第３層間絶縁膜４３の上面に設けられている。

次に、本実施形態に係る第１コンタクトホールの配列について図４、図６、図８及び図９を参照して説明する。ここに図６は、図４のＢ−Ｂ’断面図である。図８は、本実施形態の比較例における図４と同趣旨の平面図である。図９は、図８のＣ−Ｃ’断面図である。

図４及び図６において、本実施形態では特に、複数のＴＦＴ３０は夫々、列方向（図４中、Ｙ方向）に相隣接して配置された一対のＴＦＴにおける、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て列方向に対する高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅの向きが相互にミラー対称となるように配置されている。更に、列方向に第i（但し、iは偶数または奇数のいずれかをとる）番目のＴＦＴ３０（ｉ）の高濃度ドレイン領域１ｅに接続された上部容量電極３００を下側遮光膜１１ａに電気的に接続する第１コンタクトホール９１と、列方向に第i＋１番目のＴＦＴ３０（ｉ＋１）の高濃度ドレイン領域１ｅに接続された上部容量電極３００を下側遮光膜１１ａに電気的に接続する第１コンタクトホール９１とは、共通である。

ここで、走査線３ａ、データ線６ａ、下側遮光膜１１ａ、及びＴＦＴ３０は、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、画素電極９ａに対応する各画素の開口領域（即ち、各画素において、表示に実際に寄与する光が透過又は反射される領域）を囲む非開口領域内に配置されている。即ち、これらの走査線３ａ、データ線９ａ、下側遮光膜１１ａ、及びＴＦＴ３０は、表示の妨げとならないように、各画素の開口領域ではなく、非開口領域内に配置されている。ここで本実施形態では特に、複数のＴＦＴ３０は夫々、列方向（図４中、Ｙ方向）に相隣接して配置された一対のＴＦＴ３０における、列方向に対する高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅの向きが相互にミラー対称となるように配置されている。例えば、上下方向を、列方向（図４中、Ｙ方向）とすれば、一対のＴＦＴ３０は、上下反転した或いは上下ミラー反転したＴＦＴ３０ということになる。そして、このようにミラー対称に配置された複数のＴＦＴ３０は、列方向に第i番目のＴＦＴ３０（ｉ）に接続された上部容量電極３００を接続する第１コンタクトホール９１と、列方向に第i＋１番目のＴＦＴ３０（ｉ＋１）に接続された上部容量電極３００を接続する第１コンタクトホール９１とは、共通である。コンタクトホール９１は、上部容量電極３００を形成する上側の導電層がその内部に落としこまれる結果、下側遮光膜１１ａを形成する下側の導電層と接するようにしてもよい。或いは、内部に導電材料を埋め込み、その一端を上部容量電極３００を形成する上側の導電層に接触させ、他端を下側遮光膜１１ａを形成する下側の導電層に接触させてもよい。

従って、一つの第１コンタクトホール９１のみによって、一対のＴＦＴ（図６中、ＴＦＴ３０（ｉ）とＴＦＴ３０（ｉ＋１））の両方についての高濃度ドレイン領域１ｅから上部容量電極３００への電気的な接続をとることが可能となる。

即ち、図８及び図９に比較例として示すように、画素毎に別々に蓄積容量７０を設け且つ画素毎に別々に第１コンタクトホール９１を介して下側遮光膜１１ａから上部容量電極３００への電気的な接続をとる場合に比べて、本実施形態によれば、コンタクトホールの数を飛躍的に少なくことが可能となる。尚、一対のＴＦＴとしては、好ましくは、全てのＴＦＴが夫々、隣接するＴＦＴと一対をなして、第１コンタクトホール９１が共通とされる一対のＴＦＴが一つだけ存在すれば、上述の如きコンタクトホール数の削減という効果は相応に得られる。

以上の結果、本実施形態の液晶装置によれば、蓄積容量７０による表示特性の向上を図りつつ、狭ピッチ化による小型化・高精細化が実現可能となる。

次に、第１コンタクトホールと下側遮光膜との接続する部分について図７を参照して、説明する。ここに図７は、下側遮光膜における第１コンタクトホールの位置を示す平面図である。

図７において、本実施形態では特に、下側遮光膜１１ａは、行方向に沿って夫々延在する複数の長手部分１１ｘと、該複数の長手部分１１ｘのうち列方向にj（但し、jは自然数）番目の長手部分１１ｘと列方向にｊ＋１番目の長手部分１１ｘとを相互に接続する短手部分１１ｙとを有し、第１コンタクトホール９１は、短手部分１１ｘに開孔されている。

このため、２行毎に、短手部１１ｙにより相互に連結されると共に走査線３ａに沿って延びる長手部１１ｘからなる下側遮光膜１１ａについて、少ない数の第１コンタクトホール９１によって、下側遮光膜１１ａから上部容量電極３００への電気的な接続を、極めて効率良くとることが可能となる。尚、本実施形態では、下側遮光膜１１ａは、図７に示すように、列方向及び行方向に沿って夫々延在する格子状に形成されているが、列方向に沿って夫々延在する複数のストライプ状でもよい。

再び図６において、本実施形態では特に、第１コンタクトホール９１は、ＴＦＴ３０（ｉ）とＴＦＴ３０（ｉ＋１）に夫々対応する２つの画素電極９ａに対して一つの割合で開孔されており、これら２つの画素電極９ａに対応する上部容量電極３００は、連続した導電層から形成されている。従って、このように２つの画素に渡って連続した導電層から上部容量電極３００を形成しても、いずれの画素に係る上部容量電極３００も下側遮光膜１１ａに接続される訳であるから、上部容量電極３００自身の抵抗が問題にならない程度の頻度で、下側遮光膜１１ａに接続しておけば特に問題は生じない。尚、第１コンタクトホール９１は、２つ以上の画素電極９ａに対して一つの割合で開孔され、２つ以上の画素電極９ａに対応する上部容量電極３００は、連続した導電層から形成されてもよい。１０程度の画素に対応する上部容量電極３００であれば、第１コンタクトホール９１が一つあれば実践上十分である。

図６において、本実施形態では特に、上部容量電極３００は、走査線６ａ及びデータ線３ａのうち少なくとも一方に沿って複数の画素電極９ａに対応する蓄積容量７０の配列に跨って延在する配線として構成されており、下側遮光膜１１ａは、上部容量電極３００から構成される配線の冗長配線として機能する。このため、上部容量電極３００が、下側遮光膜として機能し、本来の下側遮光膜１１ａと共に冗長構造を有する下側遮光膜が構築される。よって、下側遮光膜１１ａにおける低抵抗化を図ることができ且つ下側遮光膜１１ａの配線としての信頼性を高めることが可能となる。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る液晶装置について、図４、図１０及び図１１を参照して説明する。ここに図１０は、第２実施形態における図６と同趣旨の断面図である。図１１は、第２実施形態の変形例における図６と同趣旨の断面図である。尚、図１０及び図１１において、図１から図６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１０において、第２実施形態に係る液晶装置では、列方向（図４中、Ｙ方向）にj＋１（但し、jは自然数）番目のＴＦＴ３０（ｊ＋１）の高濃度ソース領域１ｄをデータ線６ａに電気的に接続する第２コンタクトホール９２と、列方向にｊ＋２番目のＴＦＴ３０（ｊ＋１）の高濃度ソース領域１ｄをデータ線６ａに電気的に接続する第２コンタクトホール９２とは、共通である。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様に一対のＴＦＴ（ＴＦＴ３０（ｊ）とＴＦＴ３０（ｊ＋１））間で第１コンタクトホール９１を共通とするのみならず、列方向にj＋１番目のＴＦＴ３０（ｊ＋１）及びｊ＋２番目のＴＦＴ３０（ｊ＋２）間で、第２コンタクトホール９２を共通とする。従って、コンタクトホールの数を、より一層飛躍的に少なくことが可能となる。尚、ｊ番目のＴＦＴ３０（ｊ）及びｊ＋１番目のＴＦＴ３０（ｊ＋１）が第１コンタクトホール９１を共通とする一対をなしている場合に、ｊ＋１番目のＴＦＴ３０（ｊ＋１）及びｊ＋２番目のＴＦＴ３０（ｊ＋２）について、このように第２コンタクトホール９２を共通とするように配置してもよいし、或いは、ｊ番目のＴＦＴ３０（ｊ）及びｊ＋１番目のＴＦＴ３０（ｊ＋１）について、このように第２コンタクトホール９２を共通とするように配置してもよい。

図１１に変形例として示すように、下側遮光膜１１ａとは別に容量線３１０を定電位側容量電極３００の上に設けてもよい。このようにすれば、定電位側電極３００と下側遮光膜１１ａとを電気的に接続するためのコンタクトホール９１を開孔せずに済む。

（電子機器）
次に、上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。

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１２は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。この図１２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としての液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇに入射される。

液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび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およびＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。したがって、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および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および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、カラーフィルタを設ける必要はない。

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１３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１３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１４は、この携帯電話の構成を示す斜視図である。図１４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。

尚、図１２から図１４を参照して説明した電子機器の他にも、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、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などが挙げられる。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。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、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。

本発明の第１実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す平面図である。 図１のＨ−Ｈ'の断面図である。 複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。 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。 図４のＡ−Ａ’断面図である。 図４のＢ−Ｂ’断面図である。 下側遮光膜における第１コンタクトホールの位置を示す平面図である。 本実施形態の比較例における図４と同趣旨の平面図である。 図８のＣ−Ｃ’断面図である。 第２実施形態における図６と同趣旨の断面図である。 第２実施形態の変形例における図６と同趣旨の断面図である。 電気光学装置を適用した電子機器の一例たるプロジェクタの構成を示す平面図である。 電気光学装置を適用した電子機器の一例たるパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。 電気光学装置を適用した電子機器の一例たる携帯電話の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ａ…半導体層、１ａ’…チャネル領域、１ｂ…低濃度ソース領域、１ｃ…低濃度ドレイン領域、１ｄ…高濃度ソース領域、１ｅ…高濃度ドレイン領域、９ａ…画素電極、３ａ…走査線、６ａ…データ線、７…サンプリング回路、１０…ＴＦＴアレイ基板、１０ａ…画像表示領域、１２…下地絶縁膜、２０…対向基板、２１…対向電極、２３…遮光膜、３０…ＴＦＴ、４１、４２、４３…層間絶縁膜、５０…液晶層、５２…シール材、５３…額縁遮光膜、７０…蓄積容量、７１…下部容量電極、８３、８５…コンタクトホール、９１…第１コンタクトホール、９２…第２コンタクトホール、１０１…データ線駆動回路、１０２…外部回路接続端子、１０４…走査線駆動回路、１０６…上下導通端子、１０７…上下導通材、３００…上部容量電極

Claims (5)

1. 基板上に、
   行方向に沿って夫々延在する複数の走査線と、
   前記行方向に交差する列方向に沿って夫々延在する複数のデータ線と、
   前記基板上で平面的に見て前記複数のデータ線及び前記複数の走査線の交差領域に対応するように配置されており、前記データ線にソースが夫々電気的に接続され且つ前記走査線にゲートが夫々電気的に接続された複数の薄膜トランジスタと、
   前記複数の走査線及び前記複数のデータ線のうち少なくとも一方に沿って延びる容量線と、
   前記薄膜トランジスタのドレインに画素電位側電極が電気的に接続され、前記容量線に定電位側容量電極が電気的に接続された蓄積容量と、
   前記ドレインに電気的に接続された画素電極と
   を備えており、
   前記複数の薄膜トランジスタは、前記列方向において相隣合う一対の薄膜トランジスタが、前記基板上で平面的に見て前記列方向に対する前記ソース及び前記ドレインの向きが相互に逆となるように配置されており、
   前記列方向に第i（但し、iは偶数または奇数のいずれかをとる）番目の薄膜トランジスタのドレインに電気的に接続された前記定電位側容量電極を前記容量線に電気的に接続する第１コンタクトホールは、前記列方向に第i＋１番目の薄膜トランジスタのドレインに電気的に接続された前記定電位側容量電極を前記容量線に電気的に接続するコンタクトホールと共通であり、
   前記容量線は、前記行方向に沿って夫々延在する複数の長手部分と、該複数の長手部分のうち前記列方向にj（但し、jはiと同じ又は異なる自然数）番目の長手部分と前記列方向にｊ＋１番目の長手部分とを相互に接続する短手部分とを有し、
   前記第１コンタクトホールは、前記短手部分に開孔されている
   ことを特徴とする電気光学装置。
2. 前記列方向にj（但し、jはiと同じ又は異なる自然数）番目の薄膜トランジスタのソースを前記データ線に電気的に接続する第２コンタクトホールは、前記列方向にｊ＋１番目の薄膜トランジスタのソースを前記データ線に電気的に接続するコンタクトホールと共通である
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記第１コンタクトホールは、２つ以上の画素電極に対して一つの割合で開孔されており、
   前記２つ以上の画素電極に対応する前記定電位側容量電極は、連続した導電層から形成されている
   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。
4. 前記定電位側容量電極は、前記走査線及び前記データ線のうち少なくとも一方に沿って前記複数の画素電極に対応する前記蓄積容量の配列に跨って延在する配線として構成されており、
   前記容量線は、前記定電位側容量電極から構成される配線の冗長配線として機能する
   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。
5. 請求項１から請求項４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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