JP5975141B2 - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents
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Description
上記電気光学装置によれば、開口領域に蓄積容量を構成しているので、非開口領域に蓄積容量を形成する場合に比べて、画素が高精細になっても、蓄積容量における所望の電気容量を確保できるとされている。
この構成によれば、一般的な透明導電材料であるITO膜や、同じく一般的な絶縁材料であるシリコンの酸化膜を用いて、画素の開口領域における光の透過率が高い値を示す電気光学装置を実現できる。
この構成によれば、第1酸化シリコン膜は化学的により安定なボロンがドープされた第2酸化シリコン膜で覆われることになり、この後に画素電極を例えばフォトリソグラフィ法などを用いて形成しても、層間絶縁膜が変質したり、エッチングされて膜厚が変動したりする不具合を避けることができる。つまり、安定した膜質と膜厚とを備えた層間絶縁膜とすることで、結果的に画素における高い透過率を安定的に確保することができる。
これによれば、従来よりも明るい表示品質が実現された電子機器を提供することができる。
これによれば、光源から発する光が効率よく利用され、明るい表示品質が実現された電子機器を提供することができる。
<液晶装置>
まず、本実施形態の電気光学装置としての液晶装置について、図1および図2を参照して説明する。図1(a)は液晶装置の構成を示す概略平面図、同図(b)は同図(a)のH−H’線で切った概略断面図、図2は液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。
以降、該1辺部に沿った方向をX方向とし、該1辺部と直交し互いに対向する他の2辺部に沿った方向をY方向として説明する。
また、TFT30における半導体層に光が入射して光リーク電流が流れ、不適切なスイッチング動作となることを防ぐ遮光構造が採用されている。
データ線6aはデータ線駆動回路101(図1参照)に接続されており、データ線駆動回路101から供給される画像信号D1,D2,…,Dnを画素Pに供給する。走査線3aは走査線駆動回路102(図1参照)に接続されており、走査線駆動回路102から供給される走査信号SC1,SC2,…,SCmを各画素Pに供給する。データ線駆動回路101からデータ線6aに供給される画像信号D1〜Dnは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣り合う複数のデータ線6a同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路102は、走査線3aに対して、走査信号SC1〜SCmを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。
保持された画像信号D1〜Dnがリークするのを防止するため、画素電極15と対向電極23との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量16が接続されている。蓄積容量16は、TFT30のドレインと容量線3bとの間に設けられている。詳しくは後述するが、本実施形態では、蓄積容量16を構成する一対の透光性電極のうちの一方が容量線3bとして機能している。
図4に示すように、画素Pは、走査線3aとデータ線6aの交差部に設けられたTFT30を有している。TFT30は、データ線側ソース・ドレイン領域30sと、チャネル領域30cと、画素電極側ソース・ドレイン領域30dと、データ線側ソース・ドレイン領域30sとチャネル領域30cとの間に設けられた接合領域30eと、チャネル領域30cと画素電極側ソース・ドレイン領域30dとの間に設けられた接合領域30fとを有するLDD(Lightly Doped Drain)構造の半導体層30aを有している。半導体層30aは上記交差部を通過して、走査線3aと重なるように配置されている。
走査線3aの延在方向(X方向)において、コンタクトホールCNT2に隣り合うようにコンタクトホールCNT6,CNT5,CNT7が設けられている。コンタクトホールCNT2とコンタクトホールCNT5とは島状に設けられた第1中継電極6bを介して電気的に接続されている。コンタクトホールCNT6とコンタクトホールCNT7とは同じく島状に設けられた第2中継電極7bを介して電気的に接続されている。
蓄積容量16は、一対の透光性電極としての第1電極16aと第2電極16cとを有している。第1電極16aは前述した開口領域(図3参照)において画素電極15と平面的に重なるように画素Pごとに設けられている。第1電極16aはコンタクトホールCNT6との電気的な接続を図るための突出部16aaを有している。つまり、第1電極16aは、画素電極15と同じく略四角形(略正方形)の島状となっている。
配線7aは、平面的にTFT30の半導体層30aやデータ線6aと重なるように形成され、固定電位が与えられてシールド層として機能するものである。
これによって、誘電体層16bを挟んで第1電極16aと第2電極16cとが対向配置され、透光性の蓄積容量16が構成される。
これに対して、蓄積容量16から画素電極15までの構造は、透明導電膜(ITOならば可視光波長領域で屈折率が1.5〜1.9)からなる第1電極16aと第2電極16cとの間に誘電体層16bが挟まれ、同じく透明導電膜からなる第2電極16cと画素電極15との間に第3層間絶縁膜14が挟まれた構造となっている。つまり、透明導電膜の間に透明導電膜に対して屈折率が異なる(低い)誘電体層16bや第3層間絶縁膜14を挟んだ構造となっているので、これらの層(膜)を透過する可視光は、層(膜)の界面で反射したり、屈折したりして、その光強度(透過率)が減衰するおそれがある。なお、誘電体層16bは、前述したように電気容量を確保する観点から膜厚を20nm〜30nmとしている。この膜厚の範囲では、開口領域における光の透過率に対してほとんど影響を及ぼさないので、無視することができる。
実施例1は、第1電極16a、第2電極16c、画素電極15が、いずれもITO膜からなり、それぞれの膜厚は、140nmである。第3層間絶縁膜14は、第1酸化シリコン膜とボロンがドープされた第2酸化シリコン膜が積層されたものであって、膜厚は175nmである。
実施例2は、実施例1に対して、第1電極16a、第2電極16c、画素電極15の膜厚をそれぞれ5%(7nm)薄くして、133nmに設定したものである。
実施例3は、実施例1に対して、第1電極16a、第2電極16c、画素電極15の膜厚をそれぞれ5%(7nm)厚くして、147nmに設定したものである。
実施例4は、実施例1に対して、画素電極15の膜厚を10%(14nm)厚くしたものである。
実施例5は、実施例1に対して、第3層間絶縁膜14の膜厚を5%(9nm)薄くして、166nmに設定したものである。
実施例6は、実施例1に対して、第3層間絶縁膜14の膜厚を10%(17nm)薄くして、158nmに設定したものである。
実施例7は、実施例1に対して、第3層間絶縁膜14の膜厚を5%(9nm)厚くして、184nmに設定したものである。
実施例8は、実施例1に対して、第3層間絶縁膜14の膜厚を10%(17nm)厚くして、192nmに設定したものである。
実施例9は、実施例1に対して、第1電極16a、第2電極16c、画素電極15の膜厚をそれぞれ5%(7nm)薄くして133nmに設定し、且つ、第3層間絶縁膜14の膜厚を5%(9nm)薄くして166nmに設定したものである。
実施例10は、実施例1に対して、第1電極16a、第2電極16c、画素電極15の膜厚をそれぞれ5%(7nm)厚くして147nmに設定し、且つ、第3層間絶縁膜14の膜厚を5%(9nm)薄くして166nmに設定したものである。
比較例1は、実施例1に対して、第3層間絶縁膜14の膜厚を、およそ43%(75nm)薄くして100nmに設定したものである。
比較例2は、実施例1に対して、第3層間絶縁膜14の膜厚を、およそ43%(75nm)厚くして250nmに設定したものである。
比較例3は、実施例1に対して、第1電極16a、第2電極16c、画素電極15の膜厚をそれぞれ29%(40nm)薄くして、100nmに設定したものである。
比較例4は、実施例1に対して、第1電極16a、第2電極16c、画素電極15の膜厚をそれぞれ10%(14nm)薄くして、126nmに設定したものである。
比較例5は、実施例1に対して、第1電極16a、第2電極16c、画素電極15の膜厚をそれぞれ10%(14nm)厚くして、154nmに設定したものである。
比較例6は、実施例1に対して、第1電極16a、第2電極16c、画素電極15の膜厚をそれぞれ10%(14nm)厚くして154nmに設定し、且つ、第3層間絶縁膜14の膜厚をおよそ10%(17nm)薄くして158nmに設定したものである。
(1)上記液晶装置100は、画素Pの開口領域に配置された、ITO膜からなる第1電極16a、第2電極16cおよび画素電極15のうちの1つの膜厚が140nm±10%の範囲にあり、残りの電極の膜厚が140nm±5%の範囲にあると共に、シリコンの酸化物からなる第3層間絶縁膜14の膜厚が175nm±10%の範囲にある。これにより、画素Pの開口領域を透過する光の分光分布は、赤の波長範囲(600nm〜700nm)、緑の波長範囲(500nm〜600nm)、青の波長範囲(400nm〜500nm)のそれぞれにおいて透過率のピークを有する。したがって、可視光波長範囲に亘って高い透過率が実現された透過型の液晶装置100を提供できる。
(2)上記液晶装置100において、蓄積容量16と画素電極15の間に設けられた第3層間絶縁膜14は、蓄積容量16側の第1酸化シリコン膜と、第1酸化シリコン膜に積層され、ボロンがドープされた第2酸化シリコン膜とからなる。これにより、第1酸化シリコン膜は、化学的により安定なボロンがドープされた第2酸化シリコン膜で覆われることになり、この後に画素電極15をフォトリソグラフィ法などを用いて形成しても、第3層間絶縁膜14が変質したり、エッチングされて膜厚が変動したりする不具合を避けることができる。つまり、安定した膜質と膜厚とを備えた第3層間絶縁膜14とすることで、結果的に画素Pにおける高い透過率を安定的に確保することができる。
<電子機器>
図12は電子機器としての投射型表示装置の構成を示す概略図である。図12に示すように、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置1000は、システム光軸Lに沿って配置された偏光照明装置1100と、光分離素子としての2つのダイクロイックミラー1104,1105と、3つの反射ミラー1106,1107,1108と、5つのリレーレンズ1201,1202,1203,1204,1205と、3つの光変調手段としての透過型の液晶ライトバルブ1210,1220,1230と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム1206と、投射レンズ1207とを備えている。
ダイクロイックミラー1105で反射した緑色光(G)は、リレーレンズ1204を経由して液晶ライトバルブ1220に入射する。
ダイクロイックミラー1105を透過した青色光(B)は、3つのリレーレンズ1201,1202,1203と2つの反射ミラー1107,1108とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ1230に入射する。
また例えば、青色光(B)の分光分布を430nmよりも波長が短い紫外光をカットして430nm〜500nmとし、液晶装置100の耐光性寿命をさらに改善する場合には、当該波長範囲に透過率のピークが来るように、第1電極16a、第2電極16c、画素電極15、第3層間絶縁膜14の膜厚とその範囲をそれぞれ設定する。
上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
Claims (5)
- 基板と、
画素に配置された透光性の画素電極と、
前記基板と前記画素電極との間に形成された層間絶縁膜と、
前記基板と前記層間絶縁膜との間に形成された透光性電極と、を備え、
前記画素を透過する光の分光分布が、少なくとも赤、緑、青の各波長範囲に対応して透過率のピークを有するように、前記画素電極、前記層間絶縁膜、および前記透光性電極のそれぞれの膜厚が設定されていることを特徴とする電気光学装置。 - 前記画素電極および前記透光性電極がITO膜からなり、これらの前記ITO膜のうちの1つの膜厚が140nm±10%の範囲にあり、残りの前記ITO膜の膜厚が140nm±5%の範囲にあると共に、前記層間絶縁膜がシリコンの酸化膜からなり、前記シリコンの酸化膜の膜厚が175nm±10%の範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
- 前記層間絶縁膜は、前記透光性電極側の第1酸化シリコン膜と、前記第1酸化シリコン膜に積層され、ボロンがドープされた第2酸化シリコン膜とを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の電気光学装置。
- 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
- 前記電気光学装置を照明する光源を備え、
前記光源から発する光における少なくとも赤、緑、青の各波長範囲の光強度のピーク波長の±5%以内の波長範囲に、前記電気光学装置の前記画素を透過する光の分光分布における少なくとも赤、緑、青の各波長範囲に対応する透過率のピーク波長が含まれていることを特徴とする請求項4に記載の電子機器。
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