JP5428141B2 - Electro-optical device and electronic apparatus including the same - Google Patents
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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等の電子機器の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of an electro-optical device such as a liquid crystal device, and an electronic apparatus such as a liquid crystal projector including the electro-optical device.
この種の電気光学装置は、基板上に、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)を備え、アクティブマトリクス駆動可能に構成される。このような電気光学装置では、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一般的である。 This type of electro-optical device includes a pixel electrode, a scanning line for selectively driving the pixel electrode, a data line, and a TFT (Thin Film Transistor) as a pixel switching element on a substrate, and is active. It is configured to be capable of matrix driving. In such an electro-optical device, a storage capacitor is generally provided between the TFT and the pixel electrode for the purpose of increasing the contrast.
他方で、上述した電気光学装置の一例である液晶装置は、直視型ディスプレイのみならず、例えば投射型表示装置の光変調手段(ライトバルブ)としても多用されている。特に投射型表示装置の場合、光源からの強い光が液晶ライトバルブに入射されるため、この光によって液晶ライトバルブ内の薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)がリーク電流の増大や誤動作等を生じないよう、リーク電流の発生し易い箇所を重点的に遮光する遮光膜(以下単に“ピンポイント遮光部”と呼ぶ)が設けられる場合がある。 On the other hand, a liquid crystal device which is an example of the electro-optical device described above is frequently used not only as a direct-view display but also as a light modulation means (light valve) of a projection display device, for example. In particular, in the case of a projection display device, strong light from a light source is incident on a liquid crystal light valve, and this thin film transistor (TFT: Thin Film Transistor) in the liquid crystal light valve does not cause an increase in leakage current or malfunction. In some cases, a light-shielding film (hereinafter simply referred to as a “pinpoint light-shielding part”) that shields light in a portion where leakage current easily occurs is provided.
例えば特許文献1は、TFTのチャネル領域において、ゲート電極として機能する走査線によって遮光する技術を開示している。特許文献2によれば、チャネル領域上に形成された複数の遮光膜と、内面反射光を吸収する層とを設けることによってTFTのチャネル領域に到達する光を低減するとされている。特許文献3は、TFTの好適な動作の確保及び走査線の狭小化を可能としつつ、TFTのチャネル領域に入射する入射光を極力低減する技術を開示している。
For example,
しかしながら、上述した技術においては、蓄積容量をピンポイント遮光部において平面的に形成しているため、遮光のために比較的面積が大きくとられたピンポイント遮光部を有効に活用できていない。即ち、平面的に見た場合の面積でしか蓄積容量を形成できていないため、表示領域における開口率を高めるという観点から見ると、配置効率が悪いという技術的問題点がある。 However, in the above-described technique, since the storage capacitor is formed in a planar manner in the pinpoint light shielding portion, the pinpoint light shielding portion having a relatively large area for light shielding cannot be effectively used. That is, since the storage capacitor can be formed only in the area when viewed in plan, there is a technical problem that the arrangement efficiency is low from the viewpoint of increasing the aperture ratio in the display region.
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、例えばアクティブマトリクス方式で駆動される液晶装置等の電気光学装置であって、蓄積容量を増加させることで、より高品位な画像表示を可能とする電気光学装置、及び該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。 The present invention has been made in view of the above-described problems, for example, an electro-optical device such as a liquid crystal device driven by an active matrix method, and can display a higher quality image by increasing a storage capacity. It is an object of the present invention to provide an electro-optical device that can perform the above and an electronic apparatus including the electro-optical device.
本発明の一態様の電気光学装置は、互いに交差して延在するデータ線及び走査線と、前記データ線及び前記走査線に電気的に接続されたトランジスタと、前記トランジスタに対応して設けられた画素電極と、前記トランジスタにおける所定領域を覆うように設けられた遮光膜と、前記遮光膜の上に設けられた少なくとも1つの段差部と、前記段差部に形成された蓄積容量と、を備え、前記遮光膜は、前記画素電極に電気的に接続された画素電極側ソースドレイン領域と前記トランジスタにおけるチャネル領域との間に配置された画素電極側LDD領域に沿って前記画素電極側LDD領域の第1の側及び第2の側に延在する延在部を有し、前記走査線と電気的に接続された前記トランジスタにおけるゲート電極と同一の層に配置され、前記データ線及び前記走査線に交差する方向から見て前記データ線及び前記走査線の交差する交差領域の内側に少なくとも部分的に配置され、 前記段差部は、前記画素電極側LDD領域と前記延在部とで高さが異なるように設けられ、絶縁膜を前記画素電極側LDD領域に重なるように局所的に積層することにより形成されることを特徴とする。
上記の本発明に係る電気光学装置は、基板と、該基板上で互いに交差して延在するデータ線及び走査線と、前記データ線及び前記走査線に電気的に接続されたトランジスタと、前記トランジスタに対応して設けられた画素電極と、前記トランジスタにおける所定領域を覆うように設けられた遮光膜と、該遮光膜上に設けられた少なくとも1つの段差部と、該段差部に形成された蓄積容量とを備える。
An electro-optical device according to one embodiment of the present invention includes a data line and a scanning line that extend so as to cross each other, a transistor that is electrically connected to the data line and the scanning line, and a transistor that corresponds to the transistor. A pixel electrode, a light shielding film provided so as to cover a predetermined region of the transistor, at least one step portion provided on the light shielding film, and a storage capacitor formed on the step portion. The light shielding film extends along the pixel electrode side LDD region disposed between the pixel electrode side source / drain region electrically connected to the pixel electrode and the channel region of the transistor. An extension portion extending to the first side and the second side, and disposed in the same layer as a gate electrode of the transistor electrically connected to the scan line; The data line and the scanning line are at least partially disposed inside an intersecting region where the data line and the scanning line intersect, as viewed from a direction intersecting the scanning line and the scanning line. The insulating film is formed by locally laminating so as to overlap the pixel electrode side LDD region.
The electro-optical device according to the present invention includes a substrate, a data line and a scanning line extending crossing each other on the substrate, a transistor electrically connected to the data line and the scanning line, A pixel electrode provided corresponding to the transistor, a light shielding film provided so as to cover a predetermined region of the transistor, at least one step portion provided on the light shielding film, and formed on the step portion Storage capacity.
本発明に係る電気光学装置によれば、その動作時に、例えばデータ線から画素電極への画像信号の供給が制御されつつ走査線から走査信号が供給され、所謂アクティブマトリクス方式による画像表示が可能となる。尚、画像信号は、データ線及び画素電極間に電気的に接続されたスイッチング素子であるトランジスタが走査線から供給される走査信号に応じてオンオフされることによって、所定のタイミングでデータ線からトランジスタを介して、トランジスタに対応して設けられた画素電極に供給される。画素電極は、例えばITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電材料からなる透明電極であり、データ線及び走査線の交差に対応して、基板上において表示領域となるべき領域にマトリクス状に複数設けられる。 According to the electro-optical device of the present invention, during the operation, for example, the scanning signal is supplied from the scanning line while the supply of the image signal from the data line to the pixel electrode is controlled, so that an image display by a so-called active matrix system is possible. Become. The image signal is transferred from the data line to the transistor at a predetermined timing by turning on / off a transistor, which is a switching element electrically connected between the data line and the pixel electrode, according to a scanning signal supplied from the scanning line. And is supplied to the pixel electrode provided corresponding to the transistor. The pixel electrode is a transparent electrode made of a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide), for example, and a plurality of pixel electrodes are provided in a matrix form in a region to be a display region on the substrate corresponding to the intersection of the data line and the scanning line. It is done.
上述したトランジスタは、例えばチャネル領域、データ線側ソースドレイン領域及び画素電極側ソースドレイン領域を有する半導体層と、チャネル領域に重なるゲート電極と、半導体層及びゲート電極間に配置されたゲート絶縁膜とによって構築されている。尚、トランジスタは、半導体層を上下から二つのゲート電極が挟持する若しくは二つの直列に接続されたチャネル領域に対して二つのゲート電極が夫々存在するダブルゲート型の薄膜トランジスタが構築されてもよい。更に、三つ以上のゲート電極があってもよい。 The transistor described above includes, for example, a semiconductor layer having a channel region, a data line side source / drain region, and a pixel electrode side source / drain region, a gate electrode overlapping the channel region, and a gate insulating film disposed between the semiconductor layer and the gate electrode. Is built by. Note that the transistor may be a double-gate thin film transistor in which two gate electrodes are sandwiched from the top or bottom of the semiconductor layer or two gate electrodes exist in two channel regions connected in series. Furthermore, there may be three or more gate electrodes.
ここで本発明では特に、遮光膜が上述したトランジスタにおける所定領域を覆うように設けられている。尚、ここでの「所定領域」とは、遮光膜を設けることによって遮光能力が高められる領域であり、典型的にはLDD(Lightly Doped Drain)領域等の比較的光リーク電流が発生し易い領域である。遮光膜は、例えば平面的に見て所定領域に重なるように配置される。また、所定領域に重ならないように配置されて、斜めから入射しようとする光を遮光するようにしてもよい。即ち、「所定領域を覆うように」とは、所定領域に入射しようとする光を遮光するように配置されることを意味している。このように配置されることで、遮光膜は、基板上で平面的に見て、所定領域に対応する面積を有することとなる。 Here, in the present invention, in particular, the light shielding film is provided so as to cover a predetermined region in the above-described transistor. Here, the “predetermined region” is a region where the light shielding capability is enhanced by providing a light shielding film, and is typically a region where light leakage current is relatively likely to occur, such as an LDD (Lightly Doped Drain) region. It is. For example, the light shielding film is disposed so as to overlap with a predetermined region in plan view. Further, the light may be arranged so as not to overlap the predetermined area so as to block light that is about to enter from an oblique direction. That is, “so as to cover the predetermined area” means that the light is to be shielded from light that is about to enter the predetermined area. By being arranged in this way, the light shielding film has an area corresponding to a predetermined region as viewed in plan on the substrate.
上述した遮光膜上(即ち、遮光膜の表面或いは遮光膜の上層側に配置された層の表面)には、少なくとも1つの段差部が設けられている。この段差部は、凸部であってもよいし、凹部であってもよい。また、ここでの「段差部」は、凸部及び凹部の全体を指すものとする。即ち、段差部は、基板に対して垂直又は斜めに形成された側壁に加えて、基板に対して平行な面を有していてもよい。言い換えれば、段差部として、階段状部分における角度の異なる連続した二以上の面を有していてもよい。尚、段差部は、遮光膜の下地となる表面の凹凸に起因するものでもよく、例えば凹凸の下地面上に膜厚が均一な遮光膜が形成されることで段差部が設けられてもよい。或いは、これに代えて又は加えて、段差部は、遮光膜自体の膜厚の変化に起因するものでもよく、例えば平坦な下地面上に膜厚が変化する遮光膜が形成されることで段差部が設けられてもよい。 On the light shielding film described above (that is, the surface of the light shielding film or the surface of the layer disposed on the upper layer side of the light shielding film), at least one step portion is provided. The step portion may be a convex portion or a concave portion. Further, the “stepped portion” here refers to the entire convex portion and concave portion. That is, the step portion may have a surface parallel to the substrate in addition to the side wall formed perpendicularly or obliquely to the substrate. In other words, the stepped portion may have two or more continuous surfaces having different angles in the stepped portion. The stepped portion may be caused by unevenness on the surface serving as the base of the light shielding film. For example, the stepped portion may be provided by forming a light shielding film having a uniform film thickness on the ground under the unevenness. . Alternatively or in addition, the stepped portion may be caused by a change in the thickness of the light shielding film itself. For example, the stepped portion is formed by forming a light shielding film whose thickness changes on a flat base surface. A part may be provided.
本発明では上述したように、遮光性能を効果的に発揮させるため、遮光膜が、基板上で平面的に見て、比較的大きな面積を有するように形成されている。このため、上述したような段差部を、遮光膜の上に容易に、且つより多く形成することが可能となる。 As described above, in the present invention, in order to effectively exhibit the light shielding performance, the light shielding film is formed so as to have a relatively large area when viewed in plan on the substrate. For this reason, it is possible to easily and more form the stepped portions as described above on the light shielding film.
本発明では更に、上述した段差部に蓄積容量が形成されている。蓄積容量は、例えば上部電極、下部電極、及び上部電極と下部電極との間に形成された容量絶縁膜からなる。ここで特に、蓄積容量は段差部に形成されているため、少なくとも高さが相異なる二つの部分を有することとなる。即ち、蓄積容量は、典型的には、基板に平行に積層された3層構造部分と、基板に対して斜め又は急傾斜に若しくは垂直に切り立つように積層された3層構造部分とを一体的に有することになる。 In the present invention, a storage capacitor is further formed in the above-described stepped portion. The storage capacitor includes, for example, an upper electrode, a lower electrode, and a capacitor insulating film formed between the upper electrode and the lower electrode. Here, in particular, since the storage capacitor is formed in the stepped portion, it has at least two portions having different heights. That is, the storage capacitor typically includes a three-layer structure portion laminated in parallel to the substrate and a three-layer structure portion laminated so as to be inclined, steeply inclined, or perpendicular to the substrate. Will have.
このように蓄積容量が形成されることにより、蓄積容量の容量面積は、例えば平坦な面に形成される場合と比較して大きくなる。即ち、段差部における側壁に形成される分、容量面積が増大する。また、段差部を利用して三次元的に蓄積容量を形成することで、基板に対して平面的に見た場合の面積は増加させずに、容量を増大させることが可能となる。これは、例えば装置の小型化や開口率の向上のために、蓄積容量を配置することができる面積が小さくなってしまう場合等に、極めて有効である。 By forming the storage capacitor in this way, the capacity area of the storage capacitor becomes larger than when formed on a flat surface, for example. That is, the capacity area is increased by the amount formed on the side wall of the step portion. Further, by forming the storage capacitor three-dimensionally using the stepped portion, it is possible to increase the capacitance without increasing the area when viewed in plan with respect to the substrate. This is extremely effective when, for example, the area where the storage capacitor can be arranged becomes small in order to reduce the size of the device or improve the aperture ratio.
尚、上述したような効果は、典型的には段差部の数が多ければ多い程、顕著に発揮されるが、例えば製造工程の高度複雑化を防止するという観点から、段差部を1つしか設けない場合であっても、十分に発揮され得る。 The effect as described above is typically more pronounced as the number of the stepped portions is larger. For example, from the viewpoint of preventing a highly complicated manufacturing process, only one stepped portion is provided. Even if it is not provided, it can be fully exerted.
以上説明したように、本発明に係る電気光学装置によれば、比較的面積の大きくとられた遮光膜を利用することで、蓄積容量を効果的に配置し、容量を増大させることが可能である。従って、高品質な画像を表示することが可能となる。 As described above, according to the electro-optical device according to the present invention, it is possible to effectively arrange the storage capacitor and increase the capacitance by using the light-shielding film having a relatively large area. is there. Therefore, a high quality image can be displayed.
本発明の電気光学装置の一態様では、前記トランジスタにおける所定領域は、該トランジスタのチャネル領域及び前記画素電極に電気的に接続された画素電極側ソースドレイン領域間に配置された、画素電極側LDD領域である。 In one aspect of the electro-optical device of the present invention, the predetermined region of the transistor is a pixel electrode side LDD disposed between a channel region of the transistor and a pixel electrode side source / drain region electrically connected to the pixel electrode. It is an area.
この態様によれば、トランジスタはチャネル領域と、画素電極に電気的に接続された画素電極側ソースドレイン領域と、チャネル領域及び画素電極側ソースドレイン領域間に配置された画素電極側LDD領域とを含んでなる。即ち、トランジスタはLDD構造を有する。 According to this aspect, the transistor includes a channel region, a pixel electrode side source / drain region electrically connected to the pixel electrode, and a pixel electrode side LDD region disposed between the channel region and the pixel electrode side source / drain region. Comprising. That is, the transistor has an LDD structure.
ここで本態様では特に、遮光膜は、上述した画素電極側LDD領域を所定領域として遮光する。画素電極側LDD領域は、例えばイオンインプランテーション法等の不純物打ち込みによって半導体層に不純物を打ち込んでなる不純物領域であり、比較的、光リーク電流が発生し易いとされている。仮に、画素電極側LDD領域に光リーク電流が発生すると、LDD構造を有するトランジスタの特性上、トランジスタがオフとされている際に、データ線側ソースドレイン領域及び画素電極側ソースドレイン領域に流れる電流(即ち、オフ電流)が増加する。 Here, in this embodiment, in particular, the light shielding film shields light using the above-described pixel electrode side LDD region as a predetermined region. The pixel electrode side LDD region is an impurity region formed by implanting impurities into the semiconductor layer by impurity implantation such as an ion implantation method, and is relatively easy to generate a light leakage current. If a light leakage current is generated in the pixel electrode side LDD region, the current flowing in the data line side source / drain region and the pixel electrode side source / drain region when the transistor is turned off due to the characteristics of the transistor having the LDD structure. (Ie, off-current) increases.
しかるに本態様では特に、画素電極側LDD領域に入射する光を、遮光膜によって効果的に遮光することができる。従って、上述したような、オフ電流の増加を効果的に防止することができ、高品質な画像を表示することが可能となる。 However, in this embodiment, in particular, light incident on the pixel electrode side LDD region can be effectively shielded by the light shielding film. Therefore, an increase in off current as described above can be effectively prevented, and a high-quality image can be displayed.
また、遮光膜は画素電極側LDD領域に対応した面積をもつことになるため、上述したような段差部を、より容易且つ複数形成することが可能となる。従って、蓄積容量を効果的に増大させることができ、より高品質な画像を表示することができる。 Further, since the light shielding film has an area corresponding to the pixel electrode side LDD region, it is possible to more easily form a plurality of stepped portions as described above. Therefore, the storage capacity can be effectively increased and a higher quality image can be displayed.
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記遮光膜は、前記走査線と電気的に接続された、前記トランジスタにおけるゲート電極と同一層に形成される。 In another aspect of the electro-optical device of the present invention, the light-shielding film is formed in the same layer as the gate electrode of the transistor that is electrically connected to the scanning line.
この態様によれば、トランジスタはゲート電極を含んで構成されている。ゲート電極は、走査線と電気的に接続、又は一体的に形成されており、トランジスタに走査信号を供給する。 According to this aspect, the transistor includes the gate electrode. The gate electrode is electrically connected to or integrated with the scan line, and supplies a scan signal to the transistor.
本態様では特に、遮光膜及び上述したゲート電極が同一層に形成されている。尚、ここでの「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しており、例えば層の厚さ等は互いに異なっていてもよい。遮光膜及びゲート電極を同一層に形成することで、遮光膜を形成するために、製造工程における工程数が増加してしまうことを防止することができる。即ち、製造工程の高度複雑化及び長期化を防止することが可能である。 In this embodiment, in particular, the light shielding film and the gate electrode described above are formed in the same layer. Here, the “same layer” means a layer formed by the same film forming process, and for example, the thickness of the layer may be different from each other. By forming the light shielding film and the gate electrode in the same layer, the number of steps in the manufacturing process can be prevented from increasing in order to form the light shielding film. That is, it is possible to prevent the manufacturing process from becoming highly complicated and prolonged.
上述した遮光膜及びゲート電極が同一層に形成される態様では、前記遮光膜は、前記ゲート電極と一体的に形成されるように構成してもよい。 In the above-described aspect in which the light shielding film and the gate electrode are formed in the same layer, the light shielding film may be formed integrally with the gate electrode.
このように構成すれば、遮光膜及びゲート電極が一体的に形成される。ここで、ゲート電極は、典型的には、トランジスタにおける半導体層に対向するように形成される。このため、遮光膜及びゲート電極を一体的に形成することで、遮光膜を半導体層に対してより近い位置に配置できる。よって、遮光膜により、半導体層に入射しようとする光を効果的に遮光することが可能となる。従って、より効果的に光リークの電流の発生を防止することができ、高品質な画像を表示することが可能となる。 If comprised in this way, a light shielding film and a gate electrode will be formed integrally. Here, the gate electrode is typically formed to face the semiconductor layer in the transistor. Therefore, by integrally forming the light shielding film and the gate electrode, the light shielding film can be disposed closer to the semiconductor layer. Therefore, the light that enters the semiconductor layer can be effectively shielded by the light shielding film. Therefore, it is possible to more effectively prevent the occurrence of light leakage current and display a high-quality image.
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記遮光膜は、前記基板上で平面的に見て、前記データ線及び前記走査線の交差する交差領域内に少なくとも部分的に配置されている。 In another aspect of the electro-optical device according to the aspect of the invention, the light-shielding film is at least partially disposed in an intersecting region where the data line and the scanning line intersect with each other when viewed in plan on the substrate.
この態様によれば、遮光膜は、基板上で平面的に見て、走査線及びデータ線の交差する交差領域内に少なくとも部分的に配置されている。このため、遮光膜によって遮光される所定領域は、遮光膜に加えて、交差領域によって遮光されることになる。交差領域は、走査線及びデータ線が交差することによって遮光性能が高められている。よって、所定領域に入射しようとする光を、より効果的に遮光することが可能となる。従って、より効果的に光リークの電流の発生を防止することができ、高品質な画像を表示することが可能となる。 According to this aspect, the light shielding film is disposed at least partially in the intersecting region where the scanning lines and the data lines intersect when viewed in plan on the substrate. For this reason, the predetermined area shielded by the light shielding film is shielded by the intersection area in addition to the light shielding film. In the intersecting region, the light shielding performance is enhanced by the intersection of the scanning line and the data line. Therefore, it is possible to more effectively shield light that is about to enter the predetermined area. Therefore, it is possible to more effectively prevent the occurrence of light leakage current and display a high-quality image.
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記段差部は、絶縁膜を局所的に積層することで形成される。 In another aspect of the electro-optical device according to the aspect of the invention, the step portion is formed by locally laminating insulating films.
この態様によれば、段差部が、絶縁膜を局所的に積層することで形成される。尚、「局所的に積層」とは、島状の絶縁膜を形成する場合及び穴が掘られた絶縁膜を形成する場合の両者を含む意味である。また、絶縁膜が単一層であるか多層であるかを問わない。絶縁膜は、例えば積層された後に、エッチング等によってパターニングされることで段差部を形成する。このように段差部を形成することで、より容易に段差部の形成が行える。従って、製造工程の高度複雑化及び長期化を防止することが可能である。 According to this aspect, the step portion is formed by locally laminating the insulating film. Note that “locally laminated” includes both the case of forming an island-shaped insulating film and the case of forming an insulating film in which holes are dug. It does not matter whether the insulating film is a single layer or a multilayer. The insulating film is laminated, for example, and then patterned by etching or the like to form a stepped portion. By forming the step portion in this way, the step portion can be formed more easily. Therefore, it is possible to prevent the manufacturing process from becoming highly complicated and prolonged.
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記段差部は、平坦化処理が施された遮光膜の上層に設けられる。 In another aspect of the electro-optical device according to the aspect of the invention, the stepped portion is provided in an upper layer of the light shielding film subjected to the planarization process.
この態様によれば、先ず遮光膜に平坦化処理が施される。平坦化処理は、例えばCMP(化学的機械研磨)等によって、遮光膜自体が成形されることで行われもよいし、遮光膜の上層に平坦化用の絶縁膜等を積層することで行われてもよい。 According to this aspect, first, the flattening process is performed on the light shielding film. The planarization process may be performed by forming the light shielding film itself by CMP (Chemical Mechanical Polishing), for example, or by stacking a planarization insulating film or the like on the light shielding film. May be.
仮に、このような平坦化処理を行わないとすると、遮光膜の表面は、遮光膜より下層側に配置された配線や電極等の存在等によって生ずる凹凸が存在したままとなる。よって、段差部はこのような凹凸の上に形成されることになる。 If such a flattening process is not performed, the surface of the light shielding film remains uneven due to the presence of wirings, electrodes, and the like arranged on the lower layer side of the light shielding film. Therefore, the step portion is formed on such irregularities.
しかるに本態様では上述したような凹凸が平坦化されるため、段差部は平坦化した面上に形成される。よって、段差部の高さにバラツキが生じることを防止し、所望の高さの段差部を形成することが可能である。従って、安定的に容量を増大させることが可能となる。 However, in this embodiment, since the unevenness as described above is flattened, the stepped portion is formed on the flattened surface. Therefore, it is possible to prevent a variation in the height of the stepped portion and to form a stepped portion having a desired height. Accordingly, the capacity can be stably increased.
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、その各種態様も含む)を具備する。 In order to solve the above problems, an electronic apparatus according to the present invention includes the above-described electro-optical device according to the present invention (including various aspects thereof).
本発明の電子機器によれば、上述した本発明に係る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、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。また、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置等も実現することも可能である。 According to the electronic apparatus of the present invention, since the electro-optical device according to the present invention described above is provided, a projection display device, a television, a mobile phone, an electronic notebook, and a word processor capable of performing high-quality display. Various electronic devices such as a viewfinder type or a monitor direct view type video tape recorder, a workstation, a videophone, a POS terminal, and a touch panel can be realized. Further, as the electronic apparatus of the present invention, for example, an electrophoretic device such as electronic paper can be realized.
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。 The operation and other advantages of the present invention will become apparent from the best mode for carrying out the invention described below.
以下では、本発明の各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、それぞれ、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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, a TFT active matrix driving type liquid crystal device with a built-in driving circuit, which is an example of the electro-optical device of the present invention, is taken as an example.
<第一実施形態>
先ず、第一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。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液晶装置の概略的な平面図であり、図2は、図1のH−H’断面図である。
<First embodiment>
First, the overall configuration of the liquid crystal device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Here, FIG. 1 is a schematic plan view of the liquid crystal device as seen from the side of the counter substrate together with the components formed on the TFT array substrate, and FIG. 'Cross section.
図1及び図2において、本実施形態に係る液晶装置は、対向配置されたTFTアレイ基板10と対向基板20とから構成されている。TFTアレイ基板10は例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板等の透明基板である。対向基板20も例えばTFTアレイ基板10と同様の材料からなる透明基板である。TFTアレイ基板10と対向基板20との間には液晶層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。
1 and 2, the liquid crystal device according to the present embodiment includes a
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。また、例えばシール材52中には、TFTアレイ基板10と対向基板20との間隔(基板間ギャップ)を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材56が散布されている。本実施形態に係る液晶装置は、プロジェクタのライトバルブ用として小型で拡大表示を行うのに適している。
The sealing
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。但し、このような額縁遮光膜53の一部又は全部は、TFTアレイ基板10側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。
A light-shielding frame light-shielding
TFTアレイ基板10上における、画像表示領域10aの周辺に位置する周辺領域には、データ線駆動回路101及びサンプリング回路7、走査線駆動回路104、外部回路接続端子102がそれぞれ形成される。
On the
TFTアレイ基板10上における周辺領域において、シール領域より外周側に、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。また、TFTアレイ基板10上の周辺領域のうちシール領域より内側に位置する領域には、TFTアレイ基板10の一辺に沿う画像表示領域10aの一辺に沿って且つ額縁遮光膜53に覆われるようにしてサンプリング回路7が配置される。
In the peripheral region on the
走査線駆動回路104は、TFTアレイ基板10の一辺に隣接する2辺に沿い、且つ、額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域10aの両側に設けられた二つの走査線駆動回路104間を電気的に接続するため、TFTアレイ基板10の残る一辺に沿い、且つ額縁遮光膜53に覆われるようにして複数の配線105が設けられている。
The scanning
また、TFTアレイ基板10上の周辺領域において、対向基板20の4つのコーナー部に対向する領域に、上下導通端子106が配置されると共に、このTFTアレイ基板10及び対向基板20間には上下導通材が上下導通端子106に対応して該端子106に電気的に接続されて設けられる。
In the peripheral region on the
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がマトリクス状に設けられている。画素電極9a上には、配向膜16が形成されている。尚、本実施形態では、画素スイッチング素子はTFTのほか、各種トランジスタ或いはTFD等により構成されてもよい。
In FIG. 2, on the
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(図2中遮光膜23より下側)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と対向して例えばベタ状に形成され、更に対向電極21上(図2中対向電極21より下側)には配向膜22が形成されている。
On the other hand, a
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。そして、液晶装置の駆動時、夫々に電圧が印加されることで、画素電極9aと対向電極21との間には液晶保持容量が形成される。
The
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、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、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等が形成されていてもよい。
Although not shown here, on the
次に、本実施形態に係る液晶装置の画素部の電気的な構成について、図3を参照して説明する。ここに図3は、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おける各種素子、配線等の等価回路図である。 Next, an electrical configuration of the pixel portion of the liquid crystal device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of various elements, wirings, and the like in a plurality of pixels formed in a matrix forming the image display area of the liquid crystal device according to this embodiment.
図3において、画像表示領域10aを構成するマトリクス状に形成された複数の画素の各々には、画素電極9a及び本発明に係る「トランジスタ」の一例としてのTFT30が形成されている。TFT30は、画素電極9aに電気的に接続されており、液晶装置の動作時に画素電極9aをスイッチング制御する。画像信号が供給されるデータ線6aは、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。
In FIG. 3, a
TFT30のゲートに走査線11aが電気的に接続されており、本実施形態に係る液晶装置は、所定のタイミングで、走査線11a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が所定のタイミングで書き込まれる。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。
The
液晶層50(図2参照)を構成する液晶は、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される。 The liquid crystal constituting the liquid crystal layer 50 (see FIG. 2) modulates light and enables gradation display by changing the orientation and order of the molecular assembly depending on the applied voltage level. In the normally white mode, the transmittance for incident light is reduced according to the voltage applied in units of each pixel, and in the normally black mode, the light is incident according to the voltage applied in units of each pixel. The transmittance for light is increased, and light having a contrast corresponding to an image signal is emitted from the liquid crystal device as a whole.
ここで保持された画像信号がリークすることを防ぐために、画素電極9aと対向電極21(図2参照)との間に形成される液晶容量に対して電気的に並列に蓄積容量70が付加されている。蓄積容量70は、画像信号の供給に応じて各画素電極9aの電位を一時的に保持する保持容量として機能する容量素子である。尚、この蓄積容量70については以下で詳述する。
In order to prevent the image signal held here from leaking, a
次に、本実施形態に係る液晶装置の蓄積容量について、図4から図7を参照して説明する。ここに図4は、第1実施形態に係る液晶装置の蓄積容量の構成を示す平面図である。また図5は、図4のA−A’線断面図であり、図6は、図4のC−C’線断面図である。図6は、第1実施形態に係る液晶装置の変形例を示す平面図である。 Next, the storage capacity of the liquid crystal device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a plan view showing the configuration of the storage capacitor of the liquid crystal device according to the first embodiment. 5 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ in FIG. 4, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line C-C ′ in FIG. 4. FIG. 6 is a plan view showing a modification of the liquid crystal device according to the first embodiment.
尚、図4から図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。この点については、後述の該当する各図について同様である。図4から図7では、図1又は図2を参照して説明した構成中、TFTアレイ基板側の構成のみについて説明するが、説明の便宜上、これらの図では画素電極9aより上側に位置する部分の図示を省略している。また、以下では蓄積容量70の構成について、TFT30の構成と共に詳細に説明するものとし、その他の構成については適宜説明を省略する。
In FIGS. 4 to 7, the scales of the respective layers and members are made different in order to make each layer and each member recognizable on the drawing. This is the same for the corresponding drawings described later. 4 to 7, only the configuration on the TFT array substrate side in the configuration described with reference to FIG. 1 or FIG. 2 will be described. However, for convenience of explanation, in these drawings, a portion positioned above the
図4において、TFTアレイ基板10上には、データ線6a及び走査線11aが互いに交差するように設けられている。走査線11aは、図4中X方向に沿って延びており、データ線6aは、図4中Y方向に沿って延びている。走査線11a及びデータ線6aが互いに交差する個所の各々には、画素スイッチング用のTFT30が設けられている。
In FIG. 4,
上述した走査線11a、データ線6a及びTFT30、並びに後述する蓄積容量70及び下側遮光膜110は、TFTアレイ基板10上で平面的に見て、画素電極9a(図3参照)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11a、データ線6a、TFT30、蓄積容量70及び下側遮光膜110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。
The
非開口領域は、例えば、TFTアレイ基板10側のデータ線6aや走査線11a、或いは蓄積容量70を構成する導電膜の少なくとも一部が遮光性を有する遮光膜により規定され、このような遮光膜により各画素に入射される光を遮光可能な領域として、TFTアレイ基板10側において規定される。より具体的には、非開口領域は、Y方向に沿う第1領域99ba及びX方向に沿う第2領域99bbを含む。また、好ましくは、図2を参照して説明したように、対向基板20側において形成された遮光膜23によっても、TFTアレイ基板10側の遮光膜と共に非開口領域が規定される。
The non-opening region is defined by, for example, a light shielding film in which at least a part of the conductive film constituting the
以下では、図5に示されている画素部の構成要素を、下層側から順に説明する。 Hereinafter, the components of the pixel portion illustrated in FIG. 5 will be described in order from the lower layer side.
図5において、下側遮光膜110は、TFTアレイ基板10上に配置され、例えばタングステン(W)、チタン(Ti)、チタンナイトライド(TiN)等の高融点金属材料等の遮光性の導電材料からなる。また下側遮光膜110は、図4に示すように、例えば走査線11aの延在方向(即ち、X方向)に沿って形成されている、即ち、各走査線11aに対応して画像表示領域10aにストライプ状に形成されている。このような下側遮光膜110によれば、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等で他の液晶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、戻り光のうちTFT30に進行する光を遮光することができる。更に、下側遮光膜110は、走査線11aとコンタクトホール等によって電気的に接続されることにより、冗長的に走査線11aとして機能させることも可能である。
In FIG. 5, the lower light-shielding
下地絶縁膜12は、例えばシリコン酸化膜等からなる。下地絶縁膜12は、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。
The
図4において、TFT30は、半導体層1a、ゲート電極3aを含んで構成されている。
In FIG. 4, the TFT 30 includes a
半導体層1aは、例えばポリシリコンからなり、図4中Y方向に沿ったチャネル長を有するチャネル領域1a’、データ線側LDD領域1b及び画素電極側LDD領域1c、並びにデータ線側ソースドレイン領域1d及び画素電極側ソースドレイン領域1eからなる。即ち、TFT30はLDD構造を有している。
The
データ線側ソースドレイン領域1d及び画素電極側ソースドレイン領域1eは、チャネル領域1a’を基準として、Y方向に沿ってほぼミラー対称に形成されている。即ち、データ線側LDD領域1bは、チャネル領域1a’及びデータ線側ソースドレイン領域1d間に形成されている。画素電極側LDD領域1cは、チャネル領域1a’及び画素電極側ソースドレイン領域1e間に形成されている。データ線側LDD領域1b、画素電極側LDD領域1c、データ線側ソースドレイン領域1d及び画素電極側ソースドレイン領域1eは、例えばイオンインプランテーション法等の不純物打ち込みによって半導体層1aに不純物を打ち込んでなる不純物領域である。データ線側LDD領域1b及び画素電極側LDD領域1cは夫々、データ線側ソースドレイン領域1d及び画素電極側ソースドレイン領域1eよりも不純物の少ない低濃度な不純物領域として形成される。このような不純物領域によれば、TFT30の非動作時において、ソース領域及びドレイン領域に流れるオフ電流を低減し、且つTFT30の動作時に流れるオン電流の低下を抑制できる。尚、TFT30は、LDD構造を有することが好ましいが、データ線側LDD領域1b、画素電極側LDD領域1cに不純物打ち込みを行わないオフセット構造であってもよいし、ゲート電極をマスクとして不純物を高濃度に打ち込んでデータ線側ソースドレイン領域及び画素電極側ソースドレイン領域を形成する自己整合型であってもよい。
The data line side source / drain region 1d and the pixel electrode side source / drain region 1e are formed substantially in mirror symmetry along the Y direction with respect to the
走査線11aは、半導体層1aよりも上層側に、例えばシリコン酸化膜等からなる絶縁膜202を介して配置される。走査線11aは、例えば導電性ポリシリコンからなり、X方向に延在するように形成される。走査線11aには、その一部として遮光性を有するゲート電極3aが形成されている。
The
図6において、ゲート電極3aは、ゲート絶縁膜2を介して、平面的に見てチャネル領域1a’に重なるように設けられている。更に、ゲート電極3aは、チャネル領域1a’に加えて、データ線側LDD領域1b及びデータ線側ソースドレイン領域1d、並びに画素電極側LDD領域1c及び画素電極側ソースドレイン領域1eに重なるように設けられてもよい。
In FIG. 6, the
また、本実施形態では特に、ゲート電極3aは遮光性を有している。即ち、ゲート電極3aは、本発明の「遮光膜」の一例である。ゲート電極3aは、例えば画素電極側LDD領域1cに対して上層側から入射しようとする光を遮光する。このため、ゲート電極3aは、ゲート本来の機能を果たすことを条件として、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、金属シリサイド膜等の単一層又は多層から構成されているのが好ましい。但し、ゲート電極3aの材料に若干なりとも遮光能力(即ち、光反射能力又は光吸収能力)が備わっていれば、上述の如き独自の形状及び配置を有する限りにおいて、画素電極側LDD領域1cに対して入射しようとする光を遮光する機能は相応に得られる。
In the present embodiment, in particular, the
図4に戻り、画素電極側LDD領域1cは、非開口領域において第1領域99ba及び第2領域99bbが互いに交差する交差領域99crに配置されている。交差領域99crにおいては、画素電極側LDD領域1cに対してそれよりも上層側から入射する光のうち、図4において矢印Pyで示す進行方向に沿って進行する光は第1領域99baによって遮光することが可能であり、図4において矢印Pxで示す進行方向に沿って進行する光は第2領域99bbによって遮光することが可能である。尚、図4において、矢印Pyは、Y方向に沿って進行する成分を有する光の進行方向の一例を示し、矢印Pxは、X方向に沿って進行する成分を有する光の進行方向の一例を示したものである。
Returning to FIG. 4, the pixel electrode
以上説明したように、本実施形態では、ゲート電極3aに加えて、交差領域99crを利用することで、ピンポイント遮光領域500として、画素電極側LDD領域1cに対して進行する光を効果的に遮光している。ここに「ピンポイント遮光領域」とは、リーク電流の発生し易い箇所を重点的に遮光する遮光領域を意味し、前述のピンポイント遮光部と同義である。尚、ピンポイント遮光領域500では、遮光性能をより高めるために、比較的面積が大きくとられている。即ち、図4に示すように、走査線11aの幅が局所的に大きくされることで、より効果的な遮光を可能としている。
As described above, in this embodiment, by using the intersection region 99cr in addition to the
ここに、その詳細については後述するが、特に画素電極側LDD領域1cに光が照射された場合には、データ線側LDD領域1bに光が照射された場合と比較して、TFT30における光リーク電流が生じやすいと本願発明者は推察している。本実施形態では、半導体層1aに形成される各種領域のうち画素電極側LDD領域1cに対する遮光性をいわばピンポイントで高めることができる。従って、各画素のTFT30の光リーク電流を効果的に低減できる。
The details will be described later. In particular, when light is applied to the pixel electrode
また、本実施形態では、画素電極側LDD領域1cに対して交差領域99crとは別に遮光領域を設けなくても、ピンポイントで画素電極側LDD領域1cに対する遮光性を高めることができる。よって、このようなピンポイントに遮光性を高めるための領域を設けることで、各画素の非開口領域99bの配置面積が広くなり、開口領域99aがより小さくなるのを防止することが可能となる。その結果、各画素を微細化しても、ピンポイントに遮光性を向上させ且つ開口率もより向上させることができる。
Further, in the present embodiment, the light shielding property for the pixel electrode
図5において、TFTアレイ基板10上のTFT30よりも上層側では、層間絶縁膜41が形成されることで層の表面が平坦化されている。尚、平坦化処理は、例えばCMP等によって施されるが、このような平坦化処理が施されない場合であっても、後述する容量増大の効果は得られる。逆に言えば、平坦化処理を施さないことにより残存する凹凸部を利用して、後述する段差部を形成してもよい。
In FIG. 5, on the upper layer side of the TFT 30 on the
平坦化された層間絶縁膜41の上層には、段差形成用膜200が形成されている。段差形成用膜200は、例えば非開口領域全面を覆うように形成された後に、エッチング等によりパターニングされて、段差部を形成する。段差部は、典型的には後述する蓄積容量70が形成される位置に形成されるが、ここでは特に、面積が大きくとられたピンポイント遮光領域500を利用して、画素電極側LDD領域1cに重なるような位置に形成されている。即ち、ピンポイント遮光領域500が存在することによって、上述したような段差部を形成することが可能となっている。
A
段差形成用膜200の上層には、形成された段差部に跨るように、蓄積容量70が形成されている。蓄積容量70は、下部電極71と上部電極300が容量絶縁膜75を介して対向配置されることにより形成されている。また、上部電極300及び容量絶縁膜75間にはスペーサ絶縁膜210が形成されている。スペーサ絶縁膜210は、上部電極300をエッチング等によってパターニングする際に、下部電極71が傷ついてしまうのを防止する。
A
上部電極300は、画素電極9aが配置された画像表示領域10aからその周囲に延設され、定電位源と電気的に接続される。これにより、上部電極300は、固定電位に維持され、固定電位側容量電極として機能し得る。上部電極300は、例えばAl(アルミニウム)、Ag(銀)等の金属又は合金を含んだ非透明な金属膜から形成されており、TFT30を遮光する上側遮光膜(内蔵遮光膜)としても機能する。尚、上部電極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構成されていてもよい。
The
下部電極71は、TFT30の画素電極側ソースドレイン領域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である。より具体的には、下部電極71は、コンタクトホール83(図4参照)を介して画素電極側ソースドレイン領域1eと電気的に接続されると共に、コンタクトホール84(図4参照)を介して中継層に電気的に接続されている。尚、ここでは省略して図示しているが、中継層は、例えばコンタクトホールを介して画素電極9aに電気的に接続される。即ち、下部電極71は、中継層と共に画素電極側ソースドレイン領域1e及び画素電極9a間の電気的な接続を中継する。下部電極71は、例えば導電性のポリシリコン、或いは例えばAl(アルミニウム)等の金属又は合金を含んだ非透明な金属膜から形成されている。
The
ここに、下部電極71は、好ましく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電極300とTFT30との間に配置される、光吸収層或いは遮光膜としての機能も有する。従って、交差領域99crにおいて、画素電極側LDD領域1cに対してそれよりも上層側から入射する光について、上部電極300及び下部電極71の各々によっても、遮光することが可能である。
Here, the
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、或いは窒化シリコン膜等から構成された単層構造、或いは多層構造を有している。
The
ここで特に、蓄積容量70は段差部に形成されているため、少なくとも高さが相異なる二つの部分を有することとなる。このため、蓄積容量70の容量面積は、例えば平坦な面に形成される場合と比較して大きくなる。即ち、段差部における側壁にも蓄積容量70が形成される分、容量面積が増大する。また、段差部を利用して三次元的に蓄積容量70を形成することで、基板10に対して平面的に見た場合の面積は増加させずに、容量を増大させることが可能となる。これは、例えば装置の小型化や開口率の向上のために、蓄積容量を配置することができる面積が小さくなってしまう場合等に、極めて有効である。このように、ピンポイント遮光領域500の面積を利用して段差部を形成しておくことで、効果的に蓄積容量70の容量増大を実現することが可能である。
Here, in particular, since the
図7において、ピンポイント遮光領域500に形成される段差部は、複数形成されてもよい。例えば、図7に示すように、4つの段差部が形成されることにより、図4に示すような場合と比較して、より効果的に容量を増大させることが可能である。即ち、本実施形態のように、面積が大きくとられたピンポイント領域500が備えられている場合には、段差部をより多く形成して、より効果的に容量を増大させることが可能である。
In FIG. 7, a plurality of step portions formed in the pinpoint
図5に戻り、蓄積容量70の上層には、層間絶縁膜42を介して、データ線6aが形成されている。データ線6aは、半導体層1aのデータ線側ソースドレイン領域1dに、絶縁膜202、層間絶縁膜41、容量絶縁膜75及び層間絶縁膜42を貫通するコンタクトホール81(図4参照)を介して電気的に接続されている。データ線6a及びコンタクトホール81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。データ線6aは、TFT30を遮光する機能も有している。
Returning to FIG. 5, the
画素電極9aは、データ線6aよりも層間絶縁膜43を介して上層側に形成されている。画素電極9aは、下部電極71を介して半導体層1aの画素電極側ソースドレイン領域1eに電気的に接続されている。
The
以上に説明した画素部の構成は、各画素部に共通である。画像表示領域10a(図1参照)には、かかる画素部が周期的に形成されている。
The configuration of the pixel portion described above is common to each pixel portion. Such pixel portions are periodically formed in the
ここで、上述したTFT30の動作時に、画素電極側LDD領域1cにおいて、データ線側LDD領域1bに比べて光リーク電流が相対的に発生しやすい理由について、図8から図13を参照して、詳細に説明する。
Here, the reason why the light leakage current is more likely to occur in the pixel electrode
先ず、テスト用のTFTに光を照射した場合における、ドレイン電流の大きさを測定した測定結果について、図8を参照して説明する。ここに図8は、テスト用のTFTにおける光照射位置とドレイン電流との関係を示すグラフである。 First, a measurement result obtained by measuring the magnitude of the drain current when light is applied to the test TFT will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the light irradiation position and the drain current in the test TFT.
図8において、データE1は、テスト用の単体のTFT、即ちTEG(Test Element Group)に対して、光スポット(約2.4umの可視光レーザ)をドレイン領域側からソース領域側へ順に走査しつつ照射した場合におけるドレイン電流の大きさを測定した結果を示している。TEGは、チャネル領域、ソース領域及びドレイン領域に加え、チャネル領域とソース領域との接合部に形成されたソース側接合領域、及びチャネル領域とドレイン領域との接合部に形成されたドレイン側接合領域を有している。 In FIG. 8, data E1 scans a light spot (approximately 2.4 um visible light laser) sequentially from the drain region side to the source region side for a single TFT for test, ie, TEG (Test Element Group). The result of having measured the magnitude | size of the drain current at the time of irradiating is shown. TEG includes a channel region, a source region, and a drain region, a source side junction region formed at a junction between the channel region and the source region, and a drain side junction region formed at a junction between the channel region and the drain region. have.
尚、図8の横軸は、光スポットが照射された光照射位置を示しており、チャネル領域とドレイン側接合領域との境界及びチャネル領域とソース側接合領域との境界、更にチャネル領域をゼロとしている。図8の縦軸は、ドレイン電流の大きさ(但し、所定の値で規格化された相対値)を示しており、ドレイン電流がドレイン領域からソース領域へ向かって流れている場合には、正の値(即ち、プラスの値)を示し、ドレイン電流がソース領域からドレイン領域へ向かって流れている場合には、負の値(即ち、マイナスの値)を示す。 The horizontal axis in FIG. 8 indicates the light irradiation position where the light spot is irradiated. The boundary between the channel region and the drain side junction region, the boundary between the channel region and the source side junction region, and the channel region are zeroed. It is said. The vertical axis in FIG. 8 indicates the magnitude of the drain current (however, a relative value normalized by a predetermined value). When the drain current flows from the drain region to the source region, the vertical axis is positive. When the drain current is flowing from the source region to the drain region, a negative value (that is, a negative value) is indicated.
図8において、データE1は、いずれの光照射位置でもプラスの値を示している。即ち、ドレイン電流が、ドレイン領域からソース領域へ向かって流れていることを示している。また、データE1は、ドレイン側接合領域内において、ソース側接合領域内におけるよりも大きな値を示している。即ち、ドレイン側接合領域内に光スポットが照射された場合には、ソース側接合領域内に光スポットが照射された場合よりも、ドレイン電流が大きくなることを示している。つまり、ドレイン側接合領域内に光スポットが照射された場合には、ソース側接合領域内に光スポットが照射された場合よりも、光リーク電流が大きくなることを示している。尚、ドレイン電流は、暗電流(或いはサブスレッショルドリーク、即ち、光を照射しない状態でも、TEGのオフ状態においてソース領域及びドレイン領域間に流れる漏れ電流)と光リーク電流(或いは光励起電流、即ち、光が照射されることによる電子の励起に起因して生じる電流、)とから構成されている。 In FIG. 8, data E1 shows a positive value at any light irradiation position. That is, the drain current flows from the drain region toward the source region. Data E1 shows a larger value in the drain side junction region than in the source side junction region. That is, when the light spot is irradiated into the drain side junction region, the drain current becomes larger than when the light spot is irradiated into the source side junction region. That is, when the light spot is irradiated into the drain side junction region, the light leakage current becomes larger than when the light spot is irradiated into the source side junction region. Note that the drain current includes dark current (or subthreshold leakage, that is, leakage current that flows between the source region and the drain region even when light is not irradiated) and optical leakage current (or photoexcitation current, that is, Current generated by excitation of electrons due to light irradiation).
次に、ドレイン側接合領域内に光スポットが照射された場合の方が、ソース側接合領域内に光スポットが照射された場合よりも、光リーク電流が大きくなるメカニズムについて、図9及び図10を参照して説明する。ここに図9は、ドレイン側接合領域において光励起が発生した場合におけるキャリアの振る舞いを示す概念図である。図10は、ソース側接合領域において光励起が発生した場合におけるキャリアの振る舞いを示す概念図である。尚、図9及び図10では、上述したTFT30が電気的に接続された画素電極9aにおける中間階調の表示を想定して、ソース電位(即ち、ソース領域の電位)を4.5V、ゲート電位(即ち、チャネル領域の電位)を0V、ドレイン電位(即ち、ドレイン領域の電位)を9.5Vとしている。図9及び図10の横軸は、TEGを構成する半導体層における各領域を示している。図9及び図10の縦軸は、電子のポテンシャル(フェルミレベル)を示している。電子は負の電荷を有するため、各領域における電位が高いほど、電子のポテンシャルは低くなり、各領域における電位が低いほど、電子のポテンシャルは高くなる。
Next, a mechanism in which the light leakage current is larger when the light spot is irradiated in the drain side junction region than when the light spot is irradiated in the source side junction region will be described with reference to FIGS. 9 and 10. Will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a conceptual diagram showing the behavior of carriers when photoexcitation occurs in the drain side junction region. FIG. 10 is a conceptual diagram showing the behavior of carriers when photoexcitation occurs in the source-side junction region. 9 and 10, assuming that the above-described
図9は、チャネル領域及びドレイン領域間に形成されたドレイン側接合領域に光スポットが照射され、ドレイン側接合領域において光励起が生じる場合におけるキャリアの振舞いを示している。 FIG. 9 shows the behavior of carriers when a light spot is irradiated to the drain side junction region formed between the channel region and the drain region, and photoexcitation occurs in the drain side junction region.
図9において、光リーク電流は、2つの電流成分からなると推定できる。 In FIG. 9, it can be estimated that the light leakage current consists of two current components.
即ち、第1の電流成分として、光励起によって生じた電子の移動による電流成分がある。より具体的には、ドレイン側接合領域における光励起によって生じた電子(図中、「e」参照)が、ドレイン側接合領域からポテンシャルのより低いドレイン領域へ移動することにより生じる電流成分(この電流成分は、ドレイン領域からソース領域へ流れる)である。 That is, as the first current component, there is a current component due to movement of electrons generated by photoexcitation. More specifically, a current component (this current component) generated when electrons generated by photoexcitation in the drain side junction region (see “e” in the figure) move from the drain side junction region to the drain region having a lower potential. Is from the drain region to the source region).
第2の電流成分として、光励起によって生じたホール(即ち、正孔、図中、「h」参照)の移動による電流成分がある。より具体的には、ドレイン側接合領域における光励起によって生じたホールが、ドレイン側接合領域からポテンシャルのより低い(即ち、電子のポテンシャルとしてはより高い)チャネル領域へ移動することによって発生するバイポーラ効果に起因する電流成分である。つまり、チャネル領域へ移動したホールの正電荷によって、チャネル領域のポテンシャル(即ち、いわゆるベースポテンシャル)がポテンシャルLc1からポテンシャルLc2へと引き下げられるため、ソース領域からドレイン領域へと向かう電子が増大するという効果による電流成分(この電流成分は、ドレイン領域からソース領域へ流れる)である。よって、ドレイン側接合領域において光励起が生じる場合において、第1及び第2の電流成分はいずれもドレイン電流(言い換えれば、コレクタ電流)を増大させる方向(即ち、ドレイン領域からソース領域へ流れる方向)に発生する。 As the second current component, there is a current component due to movement of holes generated by photoexcitation (that is, holes, see “h” in the figure). More specifically, the bipolar effect generated by the movement of holes generated by photoexcitation in the drain side junction region from the drain side junction region to the channel region having a lower potential (that is, the electron potential is higher). This is the resulting current component. That is, the positive charge of the holes that have moved to the channel region reduces the potential of the channel region (that is, the so-called base potential) from the potential Lc1 to the potential Lc2, thereby increasing the number of electrons traveling from the source region to the drain region. (This current component flows from the drain region to the source region). Therefore, when photoexcitation occurs in the drain side junction region, the first and second current components are both in the direction of increasing the drain current (in other words, the collector current) (that is, the direction of flowing from the drain region to the source region). Occur.
図10は、チャネル領域及びソース領域間に形成されたソース側接合領域に光スポットが照射され、ソース側接合領域において光励起が生じる場合にキャリアの振舞いを示している。 FIG. 10 shows the behavior of carriers when a light spot is irradiated on the source side junction region formed between the channel region and the source region, and photoexcitation occurs in the source side junction region.
図10において、光リーク電流は、図9を参照して上述したドレイン側接合領域において光励起が生じる場合とは異なり、ホールがソース側接合領域からポテンシャルのより低い(即ち、電子のポテンシャルとしてはより高い)チャネル領域へ移動するバイポーラ効果に起因した第2の電流成分が支配的であると推定できる。即ち、ソース側接合領域における光励起によって生じた電子(図中、「e」参照)が、ソース側接合領域からポテンシャルのより低いソース領域へ移動することにより生じる第1の電流成分(この電流成分は、ソース領域からドレイン領域へ流れる)は、バイポーラ効果に起因した第2の電流成分(この電流成分は、ドレイン領域からソース領域へ流れる)よりも少ないと推定できる。 In FIG. 10, unlike the case where photoexcitation occurs in the drain side junction region described above with reference to FIG. 9, the photoleakage current has a lower potential from the source side junction region (that is, the electron potential is more It can be assumed that the second current component due to the bipolar effect moving to the (high) channel region is dominant. That is, a first current component (this current component is expressed as a result of electrons generated by photoexcitation in the source side junction region (see “e” in the figure) moving from the source side junction region to the source region having a lower potential). , Which flows from the source region to the drain region) can be estimated to be less than the second current component caused by the bipolar effect (this current component flows from the drain region to the source region).
図10において、バイポーラ効果に起因した第2の電流成分(即ち、チャネル領域へ移動したホールの正電荷によって、ベースポテンシャルがポテンシャルLc1からポテンシャルLc3へと引き下げられるため、ソース領域からドレイン領域へと向かう電子が増大するという効果による電流成分)は、ドレイン領域からソース領域へと流れる。一方、上述した第1の電流成分は、ソース領域からドレイン領域へと流れる。即ち、第1の電流成分と第2の電流成分とは互いに反対方向に流れる。ここで、再び図8において、ソース側接合領域に光スポットを照射した場合には、ドレイン電流(データE1参照)は正の値を示している。即ち、この場合には、ドレイン電流はドレイン領域からソース領域へ向かって流れている。よって、第1の電流成分は、暗電流や第2の電流成分であるバイポーラ効果による電流成分を抑制するのみで、ドレイン電流の流れをソース領域からドレイン領域へ向かわせる程度までは大きくないといえる。 In FIG. 10, since the base potential is pulled down from the potential Lc1 to the potential Lc3 by the second current component (that is, the positive charge of the holes moved to the channel region) due to the bipolar effect, the source region moves from the source region to the drain region. The current component due to the effect of increasing electrons flows from the drain region to the source region. On the other hand, the first current component described above flows from the source region to the drain region. That is, the first current component and the second current component flow in opposite directions. Here, in FIG. 8 again, when the light spot is irradiated to the source-side junction region, the drain current (see data E1) shows a positive value. That is, in this case, the drain current flows from the drain region toward the source region. Therefore, it can be said that the first current component only suppresses the current component due to the bipolar effect, which is the dark current and the second current component, and is not large enough to direct the flow of the drain current from the source region to the drain region. .
更に、チャネル領域及びソース領域間の電位差は、チャネル領域及びドレイン領域間の電位差よりも小さいため、ソース領域側の空乏化領域(即ち、ソース側接合領域)は、ドレイン領域側の空乏化領域(即ち、ドレイン側接合領域)よりも狭い。このため、ソース側接合領域に光スポットを照射した場合には、ドレイン側接合領域に光スポットを照射した場合と比較して、光励起の絶対量が少ない。 Further, since the potential difference between the channel region and the source region is smaller than the potential difference between the channel region and the drain region, the depletion region on the source region side (that is, the source side junction region) is depleted on the drain region side ( That is, it is narrower than the drain side junction region. For this reason, when the light spot is irradiated on the source-side junction region, the absolute amount of photoexcitation is smaller than when the light spot is irradiated on the drain-side junction region.
以上、図9及び図10を参照して説明したように、ドレイン側接合領域において光励起が生じる場合、第1及び第2の電流成分はいずれもドレイン電流を増大させる方向に発生する。一方、ソース側接合領域において光励起が生じる場合、第1の電流成分が第2の電流成分を抑制する。よって、ドレイン側接合領域内に光スポットが照射された場合の方が、ソース側接合領域内に光スポットが照射された場合よりも、ドレイン電流が大きくなる(即ち、光リーク電流が大きくなる)。 As described above with reference to FIGS. 9 and 10, when photoexcitation occurs in the drain side junction region, both the first and second current components are generated in the direction of increasing the drain current. On the other hand, when photoexcitation occurs in the source side junction region, the first current component suppresses the second current component. Therefore, when the light spot is irradiated in the drain side junction region, the drain current becomes larger (that is, the light leakage current becomes larger) than when the light spot is irradiated in the source side junction region. .
次に、画素電極側ソースドレイン領域がドレイン電位とされると共に画素電極側接合領域内に光スポットが照射された場合の方が、データ線側ソースドレイン領域がドレイン電位とされると共にデータ線側接合領域内に光スポットが照射された場合よりも、光リーク電流が大きくなるメカニズムについて、図11及び図12を参照して説明する。ここに図11は、データ線側ソースドレイン領域がドレイン電位とされる場合において、データ線側接合領域(言い換えれば、ドレイン側接合領域)において光励起が発生したときにおけるキャリアの振る舞いを示す概念図である。図12は、画素電極側ソースドレイン領域がドレイン電位とされる場合において、画素電極側接合領域(言い換えれば、ドレイン側接合領域)において光励起が発生したときにおけるキャリアの振る舞いを示す概念図である。 Next, when the pixel electrode side source / drain region is set to the drain potential and the light spot is irradiated into the pixel electrode side junction region, the data line side source / drain region is set to the drain potential and the data line side A mechanism in which the light leakage current becomes larger than that in the case where the light spot is irradiated in the junction region will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a conceptual diagram showing the behavior of carriers when photoexcitation occurs in the data line side junction region (in other words, the drain side junction region) when the data line side source / drain region is at the drain potential. is there. FIG. 12 is a conceptual diagram showing the behavior of carriers when photoexcitation occurs in the pixel electrode side junction region (in other words, the drain side junction region) when the pixel electrode side source / drain region is at the drain potential.
以下では、画素スイッチング用のTFTを含む画素部に電荷が保持され、光励起が生じた場合を考える。上述したようなTEGを想定した場合と異なる点は、画素スイッチング用のTFTの画素電極側は、フローティング状態になり得る点である。画素スイッチング用のTFTの画素電極側には、蓄積容量70の如き保持容量が接続される場合もあり、容量値が十分に大きければ、上述したTEGを用いた場合と同様に固定電極に近い状態となるが、容量が十分に大きくなければ、フローティング状態或いはこれに近い状態になる。尚、ここでは、容量値は十分には大きくないものと仮定する。
In the following, a case where charge is held in a pixel portion including a pixel switching TFT and photoexcitation occurs will be considered. The difference from the case of assuming the TEG as described above is that the pixel electrode side of the pixel switching TFT can be in a floating state. A storage capacitor such as a
図11及び図12において、液晶装置では、いわゆる焼き付きを防止するために交流駆動が採用される。ここでは、中間階調の表示を想定して、画素電極に、7Vを基準電位として、4.5Vのマイナスフィールドの電荷と9.5Vのプラスフィールドの電荷とが交互に保持される場合を想定する。このため画素スイッチング用のTFTのソース及びドレインは、画素電極側ソースドレイン領域とデータ線側ソースドレイン領域との間で、固定ではなく変化する。即ち、図11に示すように、画素電極にマイナスフィールドの電荷が保持される場合(即ち、画素電極側ソースドレイン領域の電位がデータ線側ソースドレイン領域の電位よりも低くなる場合)には、画素電極側ソースドレイン領域は、ソースとなるのに対し、図12に示すように、画素電極にプラスフィールドの電荷が保持される場合(即ち、画素電極側ソースドレイン領域の電位がデータ線側ソースドレイン領域の電位よりも高くなる場合)には、画素電極側ソースドレイン領域は、ドレインとなる。 11 and 12, the liquid crystal device employs AC driving in order to prevent so-called burn-in. Here, it is assumed that halftone display is assumed, and the pixel electrode holds a negative field charge of 4.5 V and a positive field charge of 9.5 V alternately with 7 V as a reference potential. To do. For this reason, the source and drain of the pixel switching TFT are not fixed and change between the pixel electrode side source / drain region and the data line side source / drain region. That is, as shown in FIG. 11, when a negative field charge is held in the pixel electrode (that is, the potential of the pixel electrode side source / drain region is lower than the potential of the data line side source / drain region), The pixel electrode side source / drain region is a source, whereas, as shown in FIG. 12, when a positive field charge is held in the pixel electrode (that is, the potential of the pixel electrode side source / drain region becomes the data line side source When it becomes higher than the potential of the drain region), the pixel electrode side source / drain region becomes the drain.
図11において、画素電極にマイナスフィールドの電荷が保持される場合には、画素電極側ソースドレイン領域が、ソース(或いはエミッタ)となり、データ線側ソースドレイン領域が、ドレイン(或いはコレクタ)となる。ドレイン側接合領域であるデータ線側接合領域において光励起が生じた場合、上述したように、光励起によって生じた電子の移動による第1の電流成分とバイポーラ効果に起因する第2の電流成分が発生する。ここで、バイポーラ効果に起因する第2の電流成分が生じると(即ち、ベースポテンシャルがポテンシャルLc1からポテンシャルLc2へと引き下げられ、ソースである画素電極側ソースドレイン領域からドレインであるデータ線側ソースドレイン領域へ電子が移動すると)、フローティング状態である画素電極側ソースドレイン領域から電子が抜き取られることになり、エミッタとしての画素電極側ソースドレイン領域のポテンシャルが、ポテンシャルLs1からポテンシャルLs2へと低下する(電位は、上昇する)。即ち、ドレイン側接合領域であるデータ線側接合領域において光励起が生じた場合、ベースポテンシャルが低下すると共にエミッタとしての画素電極側ソースドレイン領域のポテンシャルも低下する。言い換えれば、ドレイン側接合領域であるデータ線側接合領域において光励起が生じた場合、ベース電位の上昇に伴ってエミッタ電位も上昇する。このため、ドレイン電流(即ち、コレクタ電流)が、抑制されることになる。 In FIG. 11, when a negative field charge is held in the pixel electrode, the pixel electrode side source / drain region becomes the source (or emitter), and the data line side source / drain region becomes the drain (or collector). When photoexcitation occurs in the data line side junction region, which is the drain side junction region, as described above, the first current component due to the movement of electrons generated by photoexcitation and the second current component due to the bipolar effect are generated. . Here, when the second current component due to the bipolar effect occurs (that is, the base potential is pulled down from the potential Lc1 to the potential Lc2, and the source / drain region from the pixel electrode side to the data line side to the source / drain to be the drain) When the electrons move to the region), electrons are extracted from the pixel electrode side source / drain region in a floating state, and the potential of the pixel electrode side source / drain region as an emitter decreases from the potential Ls1 to the potential Ls2 ( The potential rises). That is, when photoexcitation occurs in the data line side junction region which is the drain side junction region, the base potential is lowered and the potential of the pixel electrode side source / drain region as the emitter is also lowered. In other words, when photoexcitation occurs in the data line side junction region, which is the drain side junction region, the emitter potential also increases as the base potential increases. For this reason, the drain current (that is, the collector current) is suppressed.
一方、図12において、画素電極にプラスフィールドの電荷が保持される場合には、データ電極側ソースドレイン領域が、ソース(或いはエミッタ)となり、画素電極側ソースドレイン領域が、ドレイン(或いはコレクタ)となる。ドレイン側接合領域である画素電極側接合領域において光励起が生じた場合、上述したように、光励起によって生じた電子の移動による第1の電流成分とバイポーラ効果に起因する第2の電流成分が発生する。ここで、ソースとなるデータ線側ソースドレイン領域は、データ線と接続されているため、画素電極とは異なりフローティング状態ではなく、電位に変化は生じない。バイポーラ効果に起因する第2の電流成分が生じると(即ち、ベースポテンシャルがポテンシャルLc1からポテンシャルLc2へと引き下げられ、ソースであるデータ線側ソースドレイン領域からドレインである画素電極ソースドレイン領域へ電子が移動すると)、フローティング状態である画素電極側ソースドレイン領域へ電子が流れ込むことになり、コレクタとしての画素電極側ソースドレイン領域のポテンシャルが、ポテンシャルLd1からポテンシャルLd2へと上昇する(電位は、低下する)。しかし、コレクタとしての画素電極側ソースドレイン領域のポテンシャルの上昇は、上述したソースとしての画素電極側ソースドレイン領域のポテンシャルの低下とは異なり、ドレイン電流を抑制する働きは殆どない。ドレイン電流(即ち、コレクタ電流)は、エミッタ電位に対するベース電位の大きさよって殆ど決まるため、コレクタ電位が低下してもドレイン電流を抑制する働きは殆ど生じない、言い換えれば、バイポーラトランジスタの飽和領域に入った状態である。 On the other hand, in FIG. 12, when a positive field charge is held in the pixel electrode, the data electrode side source / drain region becomes the source (or emitter), and the pixel electrode side source / drain region becomes the drain (or collector). Become. When photoexcitation occurs in the pixel electrode side junction region which is the drain side junction region, as described above, the first current component due to the movement of electrons generated by photoexcitation and the second current component due to the bipolar effect are generated. . Here, since the source / drain region on the data line side serving as the source is connected to the data line, unlike the pixel electrode, it is not in a floating state and the potential does not change. When the second current component due to the bipolar effect is generated (that is, the base potential is lowered from the potential Lc1 to the potential Lc2, and electrons are transferred from the source / drain region on the data line side as the source to the pixel electrode source / drain region as the drain. When the electrons move, electrons flow into the pixel electrode side source / drain region in a floating state, and the potential of the pixel electrode side source / drain region as a collector increases from the potential Ld1 to the potential Ld2 (the potential decreases). ). However, unlike the above-described decrease in the potential of the pixel electrode side source / drain region as the source, the increase in the potential of the pixel electrode side source / drain region as the collector has little function of suppressing the drain current. Since the drain current (ie, collector current) is almost determined by the magnitude of the base potential with respect to the emitter potential, the drain current is hardly suppressed even if the collector potential is lowered. In other words, in the saturation region of the bipolar transistor. It is in the state.
以上、図11及び図12を参照して説明したように、画素電極にプラスフィールドの電荷が保持される場合(即ち、画素電極側ソースドレイン領域が、ドレインとなる場合)には、バイポーラ効果に起因した第2の電流成分は殆ど抑制されないのに対し、画素電極にマイナスフィールドの電荷が保持される場合(即ち、データ側ソースドレイン領域が、ドレインとなる場合)には、バイポーラ効果に起因した第2の電流成分は、フローティング状態である画素電極側ソースドレイン領域の電位の上昇に起因して抑制される。つまり、画素電極側ソースドレイン領域がドレインとなる場合の方が、データ側ソースドレイン領域がドレインとなる場合よりも、光リーク電流に起因してドレイン電流が増加する。 As described above with reference to FIGS. 11 and 12, when a positive field charge is held in the pixel electrode (that is, when the source / drain region on the pixel electrode side becomes the drain), the bipolar effect is achieved. The resulting second current component is hardly suppressed, whereas when the negative electrode charge is held in the pixel electrode (that is, when the data-side source / drain region becomes the drain), it is caused by the bipolar effect. The second current component is suppressed due to an increase in potential of the pixel electrode side source / drain region which is in a floating state. That is, when the pixel electrode side source / drain region becomes the drain, the drain current increases due to the light leakage current, compared to when the data side source / drain region becomes the drain.
ここで、図13は、画素スイッチング用のTFT全体に、比較的強い光を照射した際の画素電極電位の波形を示している。 Here, FIG. 13 shows the waveform of the pixel electrode potential when relatively strong light is irradiated to the entire pixel switching TFT.
図13において、データE2は、画素電極にプラスフィールドの電荷が保持される場合(画素電極電位が電位V1とされる場合)における画素電極電位の変動Δ1は、画素電極にマイナスフィールドの電荷が保持される場合(画素電極電位が電位V2とされる場合)における画素電極電位の変動Δ2よりも大きいことを示している。即ち、画素電極において、プラスフィールドの電荷は、マイナスフィールドの電荷よりも保持されにくい(つまり、光リークが発生しやすい)ことを示している。これは、画素電極にプラスフィールドの電荷が保持される場合(即ち、画素電極側ソースドレイン領域が、ドレインとなる場合)の方が、画素電極にマイナスフィールドの電荷が保持される場合(即ち、データ線側ソースドレイン領域が、ドレインとなる場合)よりも光リーク電流が生じやすいという上述したメカニズムと一致している。 In FIG. 13, data E2 indicates that the variation Δ1 in the pixel electrode potential when the positive charge is held in the pixel electrode (when the pixel electrode potential is the potential V1) is the negative field charge held in the pixel electrode. This indicates that it is larger than the fluctuation Δ2 of the pixel electrode potential when the pixel electrode potential is set to the potential V2. That is, it is indicated that the positive field charge is less likely to be held than the negative field charge in the pixel electrode (that is, light leakage is likely to occur). This is because when the pixel electrode holds a positive field charge (that is, when the pixel electrode side source / drain region becomes the drain), the pixel electrode holds a negative field charge (that is, This is consistent with the mechanism described above in which light leakage current is more likely to occur than when the data line side source / drain region becomes the drain.
以上、図8から図13を参照して詳細に説明したように、画素スイッチング用のTFTにおけるドレイン側接合領域において光励起が生じる場合にドレイン電流が増加しやすい。更に、画素電極側ソースドレイン領域がドレインとなる場合においてドレイン電流が増加しやすい(逆に言えば、データ線側ソースドレイン領域がドレインとなる場合には、バイポーラ効果に起因した電流成分が抑制されている)。 As described above in detail with reference to FIGS. 8 to 13, the drain current tends to increase when photoexcitation occurs in the drain side junction region in the pixel switching TFT. Further, when the pixel electrode side source / drain region becomes the drain, the drain current tends to increase (in other words, when the data line side source / drain region becomes the drain, the current component due to the bipolar effect is suppressed. ing).
上述したような理由から、本実施形態では、画素電極側LDD領域1cに対してピンポイント遮光領域500(図4参照)が設けられる。よって、ピンポイント領域500の面積を利用して、より多くの段差部を形成することが可能となる。従って、より効果的に容量を増大させることが可能である。容量を増大させることで、蓄積容量70によれば、画素電極9aにおける電位保持特性が向上し、コントラスト向上やフリッカの低減といった表示特性の向上が可能となる。即ち、本実施形態に係る液晶装置によれば、より高品質な画像を表示することが可能である。
For the reason described above, in this embodiment, the pinpoint light shielding region 500 (see FIG. 4) is provided for the pixel electrode
<第2実施形態>
次に、第2実施形態に係る液晶装置について、図14及び図15を参照して説明する。ここに図14は、第2実施形態に係る液晶装置の蓄積容量の構成を示す平面図であり、図15は、図14のB−B’線断面図である。尚、第2実施形態では、上述した第1実施形態と比較して、TFT30が横型のトランジスタである点で大きく異なっており、他の構成については概ね同様である。よって以下では、第1実施形態と異なる部分について詳細に説明し、重複する部分については適宜説明を省略するものとする。
Second Embodiment
Next, a liquid crystal device according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a plan view showing the configuration of the storage capacitor of the liquid crystal device according to the second embodiment, and FIG. 15 is a sectional view taken along line BB ′ of FIG. The second embodiment is largely different from the first embodiment described above in that the TFT 30 is a lateral transistor, and the other configurations are substantially the same. Therefore, below, a different part from 1st Embodiment is demonstrated in detail, and description shall be abbreviate | omitted suitably about the overlapping part.
図14において、第2実施形態に係る液晶装置では、TFT30が横型のトランジスタによって構成されている。即ち、半導体層1aが、図中のX方向に延在するように形成されている。また、中継層93が信号線6aと同層に形成されており、半導体層1aがコンタクトホール83を介して中継層93と電気的に接続され、コンタクトホール85を介して下部電極71と電気的に接続されている。
In FIG. 14, in the liquid crystal device according to the second embodiment, the TFT 30 is constituted by a lateral transistor. That is, the
図15において、走査線11aは、TFTアレイ基板10上に形成されており、上述した第1実施形態における下側遮光膜110としても機能している。ゲート電極3aは、走査線11aより上層に、下地絶縁膜12及び絶縁膜202を介して形成される。即ち、ゲート電極3aは、走査線11aと別層に形成される。このため、半導体層1aの両脇にコンタクトホール810を形成することで、走査線11a及びゲート電極3aを電気的に接続している。尚、このようなコンタクトホール810を形成するためにも、ゲート電極3aの面積は比較的大きなものとなる。即ち、ピンポイント遮光領域500の面積は大きくとられることになる。従って、上述した第1実施形態のように、段差部をより多く形成することが可能となる。
In FIG. 15, the
TFT30の上層には、層間絶縁膜41を介して、段差形成用膜200及び蓄積容量70が形成される。蓄積容量70は、段差形成用膜200によって形成される段差部に跨るように形成される。従って、段差部における側壁にも蓄積容量70が形成されることとなり、容量が増大される。
On the upper layer of the TFT 30, a
以上説明したように、横型のトランジスタを用いる場合であっても、上述した第1実施形態と同様に、段差部を利用した容量の増大が可能である。従って、高品質な画像を表示させることが可能となる。 As described above, even when a lateral transistor is used, the capacitance can be increased using the stepped portion as in the first embodiment described above. Therefore, a high quality image can be displayed.
<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。ここに図16は、プロジェクタ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について説明する。
<Electronic equipment>
Next, the case where the liquid crystal device which is the above-described electro-optical device is applied to various electronic devices will be described. FIG. 16 is a plan view showing a configuration example of the projector. Hereinafter, a projector using the liquid crystal device as a light valve will be described.
図16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。
As shown in FIG. 16, a
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。
The configurations of the
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。
Here, paying attention to the display images by the
尚、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、カラーフィルタを設ける必要はない。
In addition, since light corresponding to each primary color of R, G, and B is incident on the
尚、図16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や、携帯電話、液晶テレビ、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。 In addition to the electronic device described with reference to FIG. 16, a mobile personal computer, a mobile phone, a liquid crystal television, a viewfinder type, a monitor direct view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, and an electronic notebook , Calculators, word processors, workstations, videophones, POS terminals, devices with touch panels, and the like. Needless to say, the present invention can be applied to these various electronic devices.
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。 In addition to the liquid crystal devices described in the above embodiments, the present invention includes a reflective liquid crystal device (LCOS), a plasma display (PDP), a field emission display (FED, SED), an organic EL display, and a digital micromirror device. (DMD), electrophoresis apparatus and the like are also applicable.
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、及びこれを備えた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。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit or idea of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and an electro-optical device with such a change, And an electronic device provided with the same is also included in the technical scope of the present invention.
1a…半導体層、1a’…チャネル領域、1b…データ線側LDD領域、1c…画素電極側LDD領域、1d…データ線側ソースドレイン領域、1e…画素電極側ソースドレイン領域、2…ゲート絶縁膜、3a…ゲート電極、6a…データ線、9a…画素電極、10…TFTアレイ基板、10a…画像表示領域、11a…走査線、30…TFT、70…蓄積容量、71…下部電極、75…容量絶縁膜、83…コンタクトホール、99cr…交差領域、200…段差形成用膜、210…スペーサ絶縁膜、300…上部電極、500…ピンポイント遮光領域
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記データ線及び前記走査線に電気的に接続されたトランジスタと、
前記トランジスタに対応して設けられた画素電極と、
前記トランジスタにおける所定領域を覆うように設けられた遮光膜と、
前記遮光膜の上に設けられた少なくとも1つの段差部と、
前記段差部に形成された蓄積容量と、
を備え、
前記遮光膜は、前記画素電極に電気的に接続された画素電極側ソースドレイン領域と前記トランジスタにおけるチャネル領域との間に配置された画素電極側LDD領域に沿って前記画素電極側LDD領域の第1の側及び第2の側に延在する延在部を有し、前記走査線と電気的に接続された前記トランジスタにおけるゲート電極と同一の層に配置され、前記データ線及び前記走査線に交差する方向から見て前記データ線及び前記走査線の交差する交差領域の内側に少なくとも部分的に配置され、
前記段差部は、前記画素電極側LDD領域と前記延在部とで高さが異なるように設けられ、絶縁膜を前記画素電極側LDD領域に重なるように局所的に積層することにより形成されることを特徴とする電気光学装置。 Data lines and scan lines extending across each other;
A transistor electrically connected to the data line and the scan line;
A pixel electrode provided corresponding to the transistor;
A light shielding film provided so as to cover a predetermined region of the transistor;
At least one step portion provided on the light shielding film;
A storage capacitor formed in the stepped portion;
With
The light-shielding film is formed on the pixel electrode side LDD region along a pixel electrode side LDD region disposed between a pixel electrode side source / drain region electrically connected to the pixel electrode and a channel region of the transistor . An extension portion extending to the first side and the second side, disposed in the same layer as the gate electrode of the transistor electrically connected to the scan line, and connected to the data line and the scan line Disposed at least partially inside the intersecting region of the data lines and the scanning lines as viewed from the intersecting direction;
The stepped portion is provided so that the height is different between the pixel electrode side LDD region and the extending portion, and is formed by locally laminating an insulating film so as to overlap the pixel electrode side LDD region. An electro-optical device.
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