KR20010012638A - 액정장치, 투사형 표시장치 및 전자기기 - Google Patents

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KR20010012638A
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마사오 무라데
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야스카와 히데아키
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Abstract

TFT의 아래쪽에 차광막을 설치한 형식의 액정장치에 있어서, 이 차광막 및 용량선을 사용한 비교적 간이한 구성에 의해, 고 품질의 화상표시를 가능하게 하기 위한 액정장치는, 한 쌍의 기판간에 끼워진 액정층(50)과, TFT 어레이 기판(10)에 매트릭스 모양으로 설치된 화소 전극(9a)을 구비한다. 고 융점 금속으로 이루어지는 동시에 줄무늬 모양으로 분단된 복수의 차광막(11a)이, 화소의 TFT(30), 주사선(3a), 용량선(3b) 등의 아래쪽에 형성되어 있으며, 용량선(3b)과 차광막은, 콘택트 홀(13)을 통하여 전기 접속된다. 차광막에 의해 용량선이 저 저항화된다.

Description

액정장치, 투사형 표시장치 및 전자기기{Liquid crystal display device and projection display device}
종래, 이러한 종류의 액정장치가 액정 프로젝터등에 라이트 밸브로서 사용되는 경우에는 일반적으로, 액정층을 끼워 TFT 어레이 기판에 대향 배치되는 대향기판 측에서 투사광이 입사된다. 여기서, 투사광이 TFT의 a-Si(어모퍼스 실리콘)막이나 p-Si(폴리실리콘)막으로 구성된 채널영역에 입사하면, 이 영역에서 광전변환 효과에 의해 광전류가 발생하여, TFT의 트랜지스터 특성이 열화한다. 이 때문에, 대향기판에는 각 TFT에 각기 대향하는 위치에, Cr(크롬)등의 금속재료나 수지 블랙등으로 이루어지는 차광막이 형성되는 것이 일반적이다. 이 차광막은 각 화소의 개구영역(즉, 투사광이 투과하는 영역)을 규정함으로서, TFT의 p-Si층에 대한 차광외에, 콘트라스트의 향상, 색재의 혼색 방지 등의 기능을 하고 있다.
이러한 종류의 액정장치에 있어서는, 특히 톱 게이트 구조(즉, TFT 어레이 기판상에 있어 게이트 전극이 채널의 위쪽에 마련된 구조)를 채용하는 정(正) 스태거형 또는 코플레이너(coplanar)형의 a-Si 또는 p-Si TFT를 사용하는 경우에는, 투사광의 일부가 액정 프로젝터내의 투사 광학계에 의해 복귀 광으로서, TFT 어레이 기판 측에서 TFT의 채널에 입사하는 것을 방지할 필요가 있다. 마찬가지로, 투사광이 통과할 때의 TFT 어레이 기판의 표면에서의 반사광이나, 또는 컬러용으로 복수의 액정장치를 조합하여 사용하는 경우의 다른 액정장치로부터 사출한 후에 투사광학계를 관통하는 투사광의 일부가, 복귀 광으로서 TFT 어레이 기판의 측에서 TFT의 채널에 입사하는 것을 방지할 필요도 있다. 이 때문에, 특개평 9-127497호 공보, 특공평 3-52611호 공보, 특개평 3-125123호 공보, 특개평 8-171101호 공보등에서는, 석영기판등으로 이루어지는 TFT 어레이 기판상에서 있어서 TFT에 대향하는 위치(즉, TFT의 하측)에도, 예를 들면 불투명한 고융점 금속으로 차광막을 형성한 액정장치를 제안하고 있다.
한편, 이러한 종류의 액정장치에 있어서는, 주사신호를 게이트 전극에 인가하는 것에 의해 TFT를 도통상태로서 화소전극에 화상 신호를 공급하는 시간에 대하여, 화소전극에 전압이 보유되는 시간을 길게하기 위해서, 즉 듀티비가 작더라도 충분한 시간만 액정구동 전압을 인가할 수 있도록, 화소전극에 대하여 축적용량을 부가하는 것이 일반적이다. 이 경우, 주사선을 따라 형성된 용량선의 일부를 다른쪽의 축적용량 전극으로서 구성하는 방식이 일반화되어 있다.
액정장치에 있어서는 화질향상이라는 일반적 요청이 강하여, 이 때문에 액정장치의 구동 주파수를 높이는 것이 중요하게 된다.
그러나, 전술한 바와 같이 화소전극에 대하여 축적용량을 부가하기 위해서, 예를 들면 기판온도를 900도 등의 고온으로 쬐는 프로세스를 갖는 고온 프로세스를 사용하는 경우는, 한쪽의 축적용량 전극을 포함하는 용량선을 주사선과 같은 폴리실리콘막으로 형성하기 때문에, 예를 들면 데이터선과 같이 Al등의 저저항 금속막으로 이루어지는 배선과 비교하면 저저항화가 곤란하다. 이 때문에, 용량선의 저항이나 시정수가 커지게 되어, 복수의 데이터선의 아래를 교차하여 배선된 용량선에 있어서의 각 데이터선과의 용량 커플링에 의해 용량선의 전위가 흔들려, 측면 누화나 고스트(ghost)등에 의한 화상열화가 발생해 버린다는 문제점이 있다.
보다 구체적으로는, 도 20에 도시된 바와 같이, 회색을 배경으로 하여 검은 부분이 하이 콘트라스트로 그려진 화상(801)을 표시하고자 하는 경우, 주사선을 따른 일행의 화소열상에서 다른 화소에 주어지는 화상 신호의 전압(여기서는, 회색에 대응하는 전압)과 부분적으로 다른 전압(여기서는, 검은 것에 대응하는 전압)의 화상 신호가 주어지면, 이러한 용량 커플링에 의한 용량선의 전위 변동이 안정하기 전에, 상기 화소행에 있어서의 각 화소에의 기입이 행하여진다. 이 때문에, 실제로 표시되는 화상(802)에 있어서는, 검게 표시해야 할 부분적으로 다른 전압의 화상 신호가 주어진 화소의 좌우 화소에 있어서의 전압부족을 초래하여, 회색 표시해야 할 행전체가 흰색을 띠게 된다고 하는 현상, 즉, 측면(橫) 누화나 고스트 등이 발생하는 것이다.
이 경우, 특히 검게 표시해야 할 부분적으로 다른 전압의 화상 신호가 주어지는 시점이, 각 주사선마다의 기입의 종료시점에 가까운 시점인 정도, 즉, 검게 표시해야 할 화소가, 하나의 주사선상에서 좌우중 한쪽측에서 주사신호를 공급하는 경우에는 다른쪽측에 가까운 화소인 정도, 또는 양측에서 주사신호를 공급하는 경우에는 중앙에 가까운 화소인 정도, 용량 커플링에 의한 용량선의 전위 변동이 안정되는 것보다 이전에, 상기 화소행에 있어서의 각 화소로의 기입이 행하여지기 때문에 측면 누화이나 고스트등이 현저하게 발생하기 쉽다.
그리고, 이러한 측면 누화이나 고스트등은, 소위 XGA, SXGA 등의 기종의 액정장치와 같이 구동 주파수가 높게 되면, 상대적으로 용량선의 시정수가 커지기 때문에 발생하기 쉽게된다. 또한, 데이터선에 대하여 화상 신호의 전압을 작은 부하로 기입하도록 데이터선에 소정전압 레벨의 프리챠지 신호를 화상 신호로 선행하여 각각 공급하는 프리챠지를 행하는 경우에는, 프리챠지하기 위한 수평귀선 기간을 어느 정도의 길이 확보할 필요가 있기 때문에, 각 주사선의 기입의 종료시점에 가까운 시점에서 부분적으로 다른 전압의 화상 신호가 주어진 후에, 용량 커플링에 의한 용량선의 전위의 변동이 안정하기까지의 시간을 충분히 확보할 수 없게 된다. 이 때문에, 전술의 측면 누화이나 고스트등은 프리챠지를 행할 때에는 방지하기 어렵다는 문제점도 있다.
이러한 측면 누화이나 고스트등의 문제를 해결하기 위해서는, 예를 들면 액정에 인가되는 구동전압의 극성을 데이터선마다 반전하는 데이터선 반전 구동방식(1S 반전 구동방식)이나 화소마다 반전하는 도트반전 구동방식은 유효하지만, 이것들의 방식에 의하면, 데이터선이나 주사선을 따른 액정의 디스크리네이션(배향불량;disclination)이 강하게 발생하여 표시열화를 발생시키기 때문에, 특히 화소영역의 고 개구율화라는 기본적 요청하에서는 이것들의 방식은 실용적이지 않다.
본 발명은 박막 트랜지스터(이하, TFT로 칭함) 구동에 의한 액티브 매트릭스 구동방식의 액정장치의 기술분야에 속한 것으로, 특히, 액정 프로젝터등에 사용되는 TFT 아래쪽에 차광막을 마련한 형식인 액정장치의 기술분야에 속한다.
도 1은 액정장치의 제 1 실시예에 있어서의 화상 표시영역을 구성하는 매트릭스 형상의 복수의 화소에 마련된 각종 소자, 배선등의 등가회로.
도 2는 액정장치의 제 1 실시예에 있어서의 데이터선, 주사선, 화소전극, 차광막등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도.
도 3은 도 2의 A-A' 단면도.
도 4는 액정장치의 제 1 실시예에 있어서의 TFT 어레이 기판상에 마련된 화소부 및 주변회로의 블록도.
도 5는 프리챠지에 관계되는 각종신호의 타이밍 챠트.
도 6은 액정장치의 제 1 실시예의 제조 프로세스를 순서에 따라서 도시하는 공정도(그의 1).
도 7은 액정장치의 제 1 실시예의 제조 프로세스를 순서에 따라서 도시하는 공정도(그의 2).
도 8은 액정장치의 제 1 실시예의 제조 프로세스를 순서에 따라서 도시하는 공정도(그의 3).
도 9는 액정장치의 제 1 실시예의 제조 프로세스를 순서에 따라서 도시하는 공정도(그의 4).
도 10은 액정장치의 제 2 실시예에 있어서의 데이터선, 주사선, 화소전극, 차광막등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도.
도 11은 액정장치의 제 3 실시예에 있어서의 데이터선, 주사선, 화소전극, 차광막등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도.
도 12는 액정장치의 제 4 실시예에 있어서의 데이터선, 주사선, 화소전극, 차광막등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도.
도 13은 액정장치의 제 5 실시예에 있어서의 데이터선, 주사선, 화소전극, 차광막등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도.
도 14는 액정장치의 제 6 실시예에 있어서의 데이터선, 주사선, 화소전극, 차광막등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도.
도 15는 액정장치의 제 7 실시예에 있어서의 데이터선, 주사선, 화소전극, 차광막등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도.
도 16은 액정장치의 제 8 실시예에 있어서의 도 2의 A-A' 단면도.
도 17은 액정장치의 제 9 실시예에 있어서의 도 2의 A-A' 단면도.
도 18은 액정장치의 각 실시예에 있어서의 TFT 어레이 기판을 그 위에 형성된 각 구성 요소와 같이 대향기판의 측에서 본 평면도.
도 19는 도 18의 H-H' 단면도.
도 20은 측면 누화에 의한 표시열화를 설명하기 위한 개념도.
도 21은 액정장치를 사용한 전자기기의 일례인 투사형 표시장치의 구성도.
본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 축적 용량 및 차광막을 사용한 비교적 간단한 구성에 의해, 고품질의 화상표시가 가능한 액정장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 제 1 액정장치는 상기 과제를 해결하기 위해서, 한쌍의 기판간에 액정이 끼워져 있으며, 상기 한쌍의 기판의 한쪽 기판상에는, 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소전극과, 상기 복수의 화소전극을 각각 구동하는 복수의 박막 트랜지스터와, 상기 복수의 박막 트랜지스터에 각각 접속되어 있으며 서로 교차하는 복수의 데이터선 및 복수의 주사선과, 상기 복수의 주사선 각각과 병행하여 상기 복수의 데이터선에 교차하는 방향으로 각각 연장하며, 상기 복수의 화소전극에 대하여 축적용량을 각각 부여하는 복수의 용량선과, 상기 복수의 데이터선에 교차하는 방향으로 연장되어 상기 복수의 박막 트랜지스터의 적어도 채널영역이 상기 한쪽의 기판 측에서 봐석 각각 덮는 위치 및 상기 복수의 용량선에 적어도 부분적으로 각각 대향하는 위치에 마련되며,상기 복수의 데이터선에 교차하는 방향에 대하여 하나 또는 복수의 화소마다 상기 복수의 용량선과 각각 전기 접속된 복수의 차광막과, 상기 복수의 차광막과 상기 박막 트랜지스터와의 사이에 개재하는 제 1 층간 절연막을 구비한다.
본 발명의 제 1 액정장치에 의하면, 복수의 화소전극에 대하여 축적용량을 각각 부여하는 복수의 용량선은, 복수의 주사선 각각과 병행하여 데이터선에 교차하는 방향으로(즉, 각 주사선에 평행 또는 거의 평행으로) 각각 연장되어 있다. 이것에 대하여, 복수의 차광막은 복수의 데이터선에 교차하는 방향으로(즉, 각 주사선에 평행 또는 거의 평행으로) 각각 연장되어 있어, 복수의 박막 트랜지스터의 적어도 채널영역이 한쪽의 기판 측에서 봐서 각각 덮는 위치에서, 한쪽의 기판상에 마련되어 있다. 따라서, 박막 트랜지스터의 채널영역은 한쪽의 기판 측에서 입사되는 복귀 광등에 대해서는, 복수의 차광막에 의해 차광되어 있어 박막 트랜지스터의 복귀 광등에 의한 특성열화를 방지할 수 있다.
그리고, 복수의 차광막은 복수의 용량선에 적어도 부분적으로 각각 대향하는 위치에서 한쪽의 기판상에 마련되어 있으며, 복수의 데이터선에 교차하는 방향에 대하여 하나 또는 복수의 화소마다, 복수의 용량선과 각각 전기 접속되어 있다. 이 때문에, 용량선의 저항을 복수의 차광막의 저항에 의해 현저하게 낮추어진다. 예를 들면, 용량선을 폴리실리콘막으로 형성하며 또한 복수의 차광막을 전도성의 고융점 금속막으로 형성하면, 용량선에 있어서의 주사선을 따른 방향의 저항을 복수의 차광막의 저항에 의해 지배할 수 있다. 즉, 용량선에 있어서의 대폭적인 저저항화가 가능해진다.
이상의 결과, 저저항의 용량선에 의해, 복수의 화소전극에 대하여 축적용량이 각각 부여되기 때문에, 액정장치의 구동 주파수를 높이더라도, 전술한 종래 예와 같은 데이터선과 용량선과의 용량 커플링에 의한 용량선의 전위 변동에 기인하는 측면 누화나 고스트등은 저감되어 고품위의 화상표시를 할 수 있다. 또한 전술한 프리챠지 방식을 채용했다해도 종래 예와 같은 문제는 발생하지 않는다.
또한, 복수의 차광막은 데이터선과 교차하는 방향으로 각각 연장되어 있으며, 데이터선을 따른 방향에 대하여 복수로 분단된 격자 형상의 차광막으로 이루어지기 때문에, 예를 들면, 각 화소부의 개구영역의 주위에 일체적으로 형성된 격자형상의 차광막 배선을 배설한 경우와 비교하여, 차광막 배선, 층간 절연막, 폴리실리콘막, 금속막등으로 이루어지는 적층구조에 있어서, 각 막의 물성의 차이에 기인한 제조 프로세스중의 가열냉각에 따라 발생하는 스트레스가 각별히 완화된다. 이 때문에, 차광막등에서의 크랙 발생의 방지나 제품 비율의 향상이 도모된다.
이것에 첨가하여, 이물등에 의해 용량선이 도중에서 단선되어도, 복수의 차광막이 용량선 대신으로 된다는 용장(冗長) 구조가 실현된다.
본 발명의 제 1 액정장치의 하나의 양태로서는, 상기 복수의 차광막은 각각, 상기 채널영역을 덮는 위치를 제외하여, 상기 주사선에 대향하는 위치에는 형성되어 있지 않다.
이 양태에 의하면, 각 차광막과 각 주사선과의 사이의 용량 커플링이 실천상 거의 또는 전혀 발생하지 않기 때문에, 주사선에 있어서의 전위변동에 의해, 차광막에서의 전위 변동이 발생하는 경우는 없으며, 따라서 용량선에 있어서의 전위 변동도 발생하지 않는다.
본 발명의 제 2 액정장치는 상기 과제를 해결하기 위해서, 한쌍의 기판간에 액정이 끼워져 이루어지며, 상기 한쌍의 기판의 한쪽 기판상에는, 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소전극과, 상기 복수의 화소전극을 각각 구동하는 복수의 박막 트랜지스터와, 상기 복수의 박막 트랜지스터에 각각 접속되어 있고 서로 교차하는 복수의 데이터선 및 복수의 주사선과, 상기 복수의 주사선 각각과 병행하여 상기 복수의 데이터선에 교차하는 방향으로 각각 연장되며, 상기 복수의 화소전극에 대하여 축적용량을 각각 부여하는 복수의 용량선과, 상기 복수의 데이터선에 교차하는 방향으로 각각 연장되고, 상기 복수의 박막 트랜지스터의 적어도 채널영역이 상기 한쪽의 기판 측에서 봐서 각각 덮는 위치 및 상기 복수의 주사선에 적어도 부분적으로 각각 대향하는 위치에 마련되며, 상기 복수의 데이터선에 교차하는 방향에 대하여 하나 또는 복수의 화소마다 상기 복수의 용량선과 각각 전기 접속된 복수의 차광막과, 상기 복수의 차광막과 상기 박막 트랜지스터와의 사이에 개재하는 제 1 층간 절연막을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 액정장치에 의하면, 상술한 본 발명의 제 1 액정장치의 경우와 마찬가지로, 복수의 화소전극에 대하여 축적용량을 각각 부여하는 복수의 용량선은, 복수의 주사선 각각과 병행하여 복수의 데이터선에 교차하는 방향으로 각각 연장되어 있다. 이것에 대하여, 복수의 차광막은 복수의 데이터선에 교차하는 방향으로 각각 연장되어 있으며, 복수의 박막 트랜지스터의 적어도 채널영역이 한쪽의 기판 측에서 봐서 각각 덮는 위치에서, 한쪽의 기판상에 마련되어 있다. 그리고, 복수의 차광막은 복수의 데이터선에 교차하는 방향에 대하여 하나 또는 복수의 화소마다, 복수의 용량선과 각각 전기 접속되어 있다. 이 때문에, 상술한 본 발명의 제 1 액정장치의 경우와 같은 작용 및 효과가 얻어진다.
그리고, 제 2 액정장치에서는 특히, 차광막은 주사선에 적어도 부분적으로 대향하는 위치에 있어서 한쪽의 기판상에 마련되어 있다. 즉, 이 위치에 있어서 차광막상에는, 예를 들면 박막 트랜지스터를 구성하는 게이트 절연막보다도 아주 두꺼운 제 1 층간 절연막을 끼워 주사선이 형성되어 있다. 이 때문에, 가령, 제조 프로세스에 있어서 의도하지 않은 돌기등의 이상형상 부분이 차광막상에 형성된 경우에도, 이 돌기등이 제 1 층간 절연막을 돌파하는 것에 의해 차광막이 주사선과 쇼트할 가능성을 매우 낮게 할 수 있다. 특히, 이러한 차광막상에 형성된 돌기등상에 반도체층 및 게이트 절연막 및 용량선이 또한 적층 형성되어 있는 경우에는, 이 돌기등이 반도체층을 끼워서 매우 얇은 게이트 절연막을 돌파하여 반도체층과 용량선이 쇼트할 가능성이 높게 되는 것을 고려하면, 본 발명의 제 2 액정장치에 있어서의, 주사선에 대향하는 위치에 차광막이 형성되는 구성은, 전술한 본 발명의 제 1 액정장치와 비교하여, 공정 제품 비율을 향상시키는 데에 있어서 보다 유리하다.
본 발명의 제 1 액정장치의 다른 양태 또는 제 2 액정장치의 하나의 양태에서는, 상기 용량선과 상기 주사선은 동일의 전도성 박막으로 이루어지며, 상기 박막 트랜지스터의 상기 화소전극에 접속된 측의 소스 또는 드레인 영역을 구성하는 반도체층으로 연이어 설치되는 제 1 축적 용량전극과 제 2 축적 용량전극으로서의 상기 용량선은 상기 박막 트랜지스터의 게이트 절연막과 동일의 절연막으로 이루어지는 유전체막을 끼워서 대향 배치되는 것에 의해, 상기 축적용량이 부여된다.
이러한 양태에 의하면, 용량선과 주사선은 예를 들면 폴리실리콘막등의 동일 전도성 박막으로 이루어지며, 축적용량의 유전체막과 박막 트랜지스터의 게이트 절연막은, 예를 들면 고온의 열산화막등의 동일 절연 박막으로 이루어져, 용량선과 대향배치되는 축적용량 전극은, 예를 들면 폴리실리콘막등의 반도체층으로 연이어 설치되어 이루어지기 때문에, 한쪽의 기판상에 형성되는 적층구조를 단순화할 수 있으며, 또한욱 동일의 박막형성 공정에서 용량선 및 주사선의 양쪽을 동시에, 또는 유전체막 및 게이트 절연막의 양쪽을 동시에 형성할 수 있기 때문에 제조상 매우 유리하다.
이러한 양태로서는, 상기 복수의 차광막이 상기 제 2 축적 용량전극의 반대측에서 상기 제 1 축적 용량전극과 상기 제 1 층간 절연막을 끼워서 제 3 축적용량전극으로서 대향 배치되는 것에 의해, 상기 축적용량이 더 부여되도록 구성해도 좋다.
이와 같이 구성하면, 제 1 축적 용량전극을 끼워서 양측에 축적용량이 부여되는 구조, 즉 더블 축적용량 구조가 구축되기 때문에, 축적용량이 보다 증가하여 표시화상에서의 플리커나 스티킹을 방지하는 기능이 향상된다.
본 발명의 제 1 또는 제 2 액정장치의 다른 양태로서는, 상기 용량선과 상기 복수의 차광막과의 사이에는, 상기 제 1 층간 절연막이 개재되어 있으며, 상기 복수의 용량선과 상기 복수의 차광막은 상기 제 1 층간절연막에 상기 하나 또는 복수의 화소마다에 개방된 구멍으로 된 콘택트 홀을 통하여 각각 전기 접속된다.
이러한 양태에 의하면, 복수의 용량선과 복수의 차광막은 제 1 층간절연막에 하나 또는 복수의 화소마다에 개방된 구멍으로 된 콘택트 홀을 통하여 접속되어 있기 때문에, 확실하게 또한 신뢰성이 높은 전기 접속 상태를 양자간에 실현할 수 있다.
이러한 콘택트 홀이 개방된 구멍으로 된 양태로서는 상기 콘택트 홀은 상기 한쌍의 기판의 다른쪽 기판 측에서 봐서 상기 데이터선의 아래로 개방된 구멍으로 되도록 구성해도 좋다.
이와 같이 구성하면, 콘택트 홀은 데이터선의 아래로 개방된 구멍으로 되어 있으며, 즉 콘택트 홀은 화소부의 개구영역에서 벗어나 있고, 더구나 박막 트랜지스터나 상기 박막 트랜지스터의 반도체층으로부터 연이어 설치된 축적용량의 한쪽의 전극이 형성되어 있지 않은 제 1 층간절연막의 부분에 마련되어 있기 때문에, 화소영역의 유효이용을 도모할 수 있다.
이것들의 콘택트 홀이 개방된 구멍으로 된 각 양태로서는, 상기 콘택트 홀은 상기 한쪽의 기판에 평행한 평면형상이, 예를 들면, 원형이나 타원형등의 원형이 되도록 구성해도 좋다.
이와 같이 구성하면, 콘택트 홀을 개방된 구멍으로 하기 위해서 웨트 에칭 공정을 제조 프로세스에 사용하는 경우에, 복수의 차광막과 그 인접막(즉, 제 1 층간절연막등)과의 계면에 에칭용액이 침입하여 크랙을 발생시킬 가능성을 저감할 수 있다. 즉, 평면형상이 사각등인 콘택트 홀을 개방된 구멍으로 하고자 하면, 각부분에 특히 에칭용액이 침투하기 쉽고 또한 응력 집중도 일어나기 쉽기 때문에, 이 각부분에서 크랙이 발생하기 쉽게 된다.
이것들의 콘택트 홀이 개방된 구멍으로 된 각 양태로서는 또한, 상기 복수의 차광막은 각각, 상기 한쪽의 기판에 평행한 평면형상이, 상기 주사선을 따라 형성된 제 1 영역과 상기 제 1 영역에서 상기 데이터선을 따라 연이어 설치된 제 2 영역을 포함하고 있으며, 상기 제 2 영역에 상기 콘택트 홀이 개방된 구멍이 되도록 구성해도 좋다.
이와 같이 구성하면, 얼마만큼 제 2 영역의 선단에 근접하여 콘택트 홀을 개방된 구멍으로 할지에 따라서, 제조 프로세스중에 차광막에 관계하는 응력이 완화되기때문에, 보다 효과적으로 크랙을 방지하여 제품 비율을 향상시키는 것이 가능해진다.
본 발명의 제 1 또는 제 2 액정장치의 다른 양태로서는, 상기 용량선 및 상기 복수의 차광막은 정전위원에 접속되어 있다.
이러한 양태에 의하면, 복수의 차광막은 정전위원에 접속되어 있기 때문에, 차광막은 정전위로 된다. 따라서, 차광막에 대향 배치되는 박막 트랜지스터에 대하여 차광막 배선의 전위변동이 악영향을 미치게 하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 용량선도 정전위로 되기 때문에, 축적용량 전극으로서 양호하게 기능할 수 있다. 이 경우, 정전위원의 정전위로서는, 예를 들면 접지 전위와 같아도 좋다.
이러한 양태로서는, 상기 정전위원은 상기 액정장치를 구동하기 위한 주변회로에 공급된는 정전위원이 되도록 구성해도 좋다.
이와 같이 구성하면, 정전위원은 주사선 구동회로, 데이터선 구동회로등의 주변회로에 공급되는, 부전원, 정전원등의 정전위원이기 때문에, 특별한 전위배선이나 외부회로 접속단자를 마련할 필요없이, 차광막 및 용량선을 정전위로 할 수 있다.
또는, 상기 한쌍의 기판의 다른쪽 기판에 대향전극이 형성되어 있으며, 상기 정전위원은 상기 대향전극에 공급되는 정전위원이 되도록 구성해도 좋다.
이와 같이 구성하면, 정전위원은 대향전극에 공급되는 부전원, 정전원등의 정전위원이기 때문에, 특별한 전위배선이나 외부회로 접속단자를 마련할 필요없이 차광막 및 용량선을 정전위로 할 수 있다.
본 발명의 제 1 또는 제 2 액정장치의 다른 양태로서는, 상기 복수의 차광막은 각각, 서로 인접하는 전단 또는 후단의 화소에 부여하는 축적용량을 형성하기 위한 용량선에 전기 접속된다.
이와 같이 구성하면, 복수의 차광막이 각각, 자단(自段)의 용량선, 즉 상기 차광막상에 채널영역이 위치하는 TFT에 접속된 화소전극에 축적용량을 부여하기 위한 용량선에 전기 접속되는 경우와 비교하여, 화소부의 개구영역의 테두리를 따라서 데이터선에 중첩되어 화소 TFT, 용량선 및 차광막이 형성되는 영역의 다른 영역에 대한 단차가 적게 된다. 여기서, 인접하는 용량선, 전단 또는 후단의 용량선은 상기 차광막상에 채널영역이 위치하는 TFT에 접속된 화소전극에 부여하는 축적용량을 형성하기 위한 용량선에 대하여 인접하는 화소전극에 축적용량을 부여하기 위한 용량선을 의미한다. 이렇게하여 단차가 적으면, 상기 단차를 따라서 야기되는 액정의 디스크리네이션(배향불량)을 저감할 수 있다.
본 발명의 제 1 또는 제 2 액정장치의 다른 양태로서는, 상기 복수의 차광막은 각각, 自段의 상기 용량선에 전기 접속된다.
이와 같이 구성하면, 데이터선에 중첩되어 화소 TFT, 용량선 및 차광막이 형성되는 영역의 다른 영역에 대한 단차는 커지게 되지만, 콘택트 홀등에 의해 비교적 용이하게 용량선과 차광막을 전기 접속할 수 있다.
이러한 양태로서는, 상기 주사선의 위 또한 상기 데이터선 아래로 마련된 제 2 층간절연막과, 상기 데이터선의 위 또한 상기 화소전극 아래로 마련된 제 3 층간절연막을 또한 구비하고 있으며, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 층간절연막중 적어도 하나는 적어도 상기 데이터선에 대향하는 부분이 오목형상으로 움푹하게 들어가게 형성으로 됨으로서, 상기 제 3 층간절연막의 상기 액정에 면하는 측이 평탄화되어 있도록 구성해도 좋다.
이와 같이 구성하면, 제 1, 제 2 및 제 3 층간절연막중 적어도 하나는, 데이터선에 대향하는 부분이 오목형상으로 움푹하게 들어가게 형성되기 때문에, 데이터선에 중첩되어 화소 TFT, 용량선 및 차광막이 형성되는 영역의 다른 영역에 대한 단차가 저감된다. 이렇게하여 제 3 층간절연막의 액정에 면하는 측이 평탄화되어 있기 때문에, 상기 평탄화의 정도에 따라서 제 3 층간절연막의 표면의 요철에 의해 야기되는 액정의 디스크리네이션(배향불량)을 저감할 수 있다.
본 발명의 제 1 또는 제 2 액정장치의 다른 양태로서는, 상기 복수의 차광막은, Ti(티탄), Cr(크롬), W(텅스텐), Ta(탄탈), Mo(몰리브덴) 및 Pb(납)중의 적어도 하나를 포함한다.
이러한 양태에 의하면, 차광막은 불투명한 고융점 금속인 Ti, Cr, W, Ta, Mo 및 Pb 중의 적어도 하나를 포함하는, 예를 들면, 금속단체, 합금, 금속 실리사이드등으로 구성되기 때문에, TFT 어레이 기판상의 차광막 형성공정후에 행하여지는 TFT 형성공정에서의 고온처리에 의해, 차광막이 파괴되거나 용융되지 않도록 할 수 있다.
본 발명은 광원과 상기 광원으로부터 사출되는 광이 입사되어 화상정보에 대응한 변조를 실시하는 액정 라이트 밸브와, 상기 액정 라이트 밸브에 의해 변조된 광을 투사하는 투사수단을 갖는 투사형 표시장치에 있어서, 상기 액정 라이트 밸브는 광의 입사측에 배치된 제 1 기판 및 출사측에 배치된 제 2 기판과의 사이에 액정이 끼워진 액정장치와, 상기 제 1 기판의 외측에 배치된 제 1 편광수단과, 상기 제 2 기판의 외측에 배치된 제 2 편광수단을 가지며, 상기 제 2 기판상에는 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소전극과, 상기 복수의 화소전극을 각각 구동하는 복수의 박막 트랜지스터와, 상기 복수의 박막 트랜지스터에 각각 접속되어 있으며 서로 교차하는 복수의 데이터선 및 복수의 주사선과, 상기 복수의 주사선 각각과 병행하여 상기 복수의 데이터선에 교차하는 방향으로 각각 연장하며, 상기 복수의 화소전극에 대하여 축적용량을 각각 부여하는 복수의 용량선과, 상기 복수의 데이터선에 교차하는 방향으로 각각 연장하고, 상기 복수의 박막 트랜지스터의 적어도 채널영역이 상기 한쪽의 기판 측에서 봐서 각각 덮는 위치 및 상기 복수의 용량선에 적어도 부분적으로 각각 대향하는 위치에 마련하며, 상기 복수의 데이터선에 교차하는 방향에 대하여 하나 또는 복수의 화소마다 상기 복수의 용량선과 각각 전기 접속된 복수의 차광막과, 상기 복수의 차광막과 상기 박막 트랜지스터와의 사이에 개재하는 제 1 층간절연막을 구비한 것을 특징으로 한다.
이러한 양태에 의하면, 제 2 기판과 박막 트랜지스터와의 사이에 차광막을 형성함으로서, 복귀 광에 의한 리크 전류를 방지할 수 있다. 또한 복귀 광에 의한 액정장치로의 영향을 방지할 수 있기 때문에, 종래와 같이 반사 방지막 부착 편광수단을 액정장치에 부착하지 않아도 좋다. 따라서 제 2 편광수단을 액정장치에 부착하는 경우없이, 이간형성이 가능하기 때문에, 액정장치의 온도 상승을 방지할 수 있다.
본 발명의 제 3 액정장치는 상기 과제를 해결하기 위해서, 한쌍의 기판간에 액정이 끼워져서 이루어지며, 상기 한쌍의 기판의 한쪽 기판상에는 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소전극과, 상기 복수의 화소전극을 각각 구동하는 복수의 박막 트랜지스터와, 상기 복수의 박막 트랜지스터에 각각 접속되어 있고 서로 교차하는 복수의 데이터선 및 복수의 주사선과, 상기 복수의 화소전극에 대하여 축적용량을 각각 부여하기 위해서 상기 복수의 주사선을 따라서 형성된 용량선과, 상기 복수의 박막 트랜지스터의 적어도 채널영역이 상기 한쪽의 기판 측에서 봐서 각각덮는 위치에 마련되어 있으며, 상기 주사선을 따라 연이어 설치된 배선부분을 포함함과 동시에 상기 용량선과 전기 접속된 전도성의 차광막과, 상기 차광막과 상기 박막 트랜지스터와의 사이에 개재하는 제 1 층간절연막을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 액정장치에 의하면, 차광막은 복수의 박막 트랜지스터의 적어도 채널영역이 한쪽의 기판 측에서 봐서 각각 덮는 위치에 있어서 한쪽의 기판에 마련되어 있다. 따라서, 박막 트랜지스터의 채널영역은 한쪽의 기판 측에서 입사되는 복귀 광등에 대해서는, 차광막에 의해 차광되어 있으며, 박막 트랜지스터의 복귀 광등에 의한 특성 열화를 방지할 수 있다. 한편, 용량선은 복수의 주사선을 따라 형성되어 있지만, 이 용량선과 주사선을 따라서 연이어 설치된 배선부분을 포함하는 전도성의 차광막이 전기 접속되어 있다. 이 때문에, 용량선의 저항을 전도성의 차광막의 저항에 의해 현저하게 낮취어진다. 예를 들면, 용량선을 폴리실리콘막으로 형성하며 또한 차광막을 전도성의 고융점 금속막으로 형성하면, 용량선에 있어서의 주사선을 따른 방향의 저항을 차광막의 시트 저항에 의해 지배할 수 있다. 즉, 용량선에 있어서의 대폭적인 저저항화가 가능해진다.
이상의 결과, 저저항의 용량선에 의해, 복수의 화소전극에 대하여 축적용량이 각각 부여되기 때문에, 액정장치의 구동 주파수를 높이더라도, 전술과 같이 데이터선과 용량선과의 용량 커플링에 의한 용량선의 전위 변동에 기인하는 측면 누화이나 고스트등은 저감되어 고품위의 화상표시를 할 수 있다.
이것에 첨가하여, 이물등에 의해 용량선이 도중에서 단선되어도, 차광막이 용량선의 대신이 되기 때문에 용장구조가 실현된다.
본 발명의 제 3 액정장치의 하나의 양태로서는, 상기 용량선과 상기 주사선은 동일의 전도성 박막으로 이루어져, 한쪽의 축적용량 전극으로서의 상기 용량선과 상기 박막 트랜지스터의 상기 화소전극에 접속된 측의 소스 또는 드레인 영역을 구성하는 반도체층 부분으로부터 연이어 설치되어 이루어지는 다른쪽의 축적용량 전극은 상기 박막 트랜지스터의 게이트 절연막과 동일의 절연 박막으로 이루어지는 유전체막을 통하여 대향배치됨으로서, 축적용량을 구성하는 것을 특징으로 한다.
상기 양태에 의하면, 용량선과 주사선은 예를 들면 폴리실리콘막등의 동일 전도성 박막으로 이루어지며, 선적용량의 유전체막과 박막 트랜지스터의 게이트 절연막은 예를 들면 고온 산화막등의 동일 절연 박막으로 이루어져, 용량선과 대향 배치되는 축적용량 전극은, 예를 들면 폴리실리콘막등의 반도체층 부분으로부터 연이어 설치되어 이루어지므로, 한쪽의 기판상에 형성되는 적층구조를 단순화할 수 있고, 또한 동일의 박막형성 공정에서 용량선 및 주사선의 양쪽을 동시에, 또는 유전체막 및 게이트 절연막의 양쪽을 동시에 형성할 수 있기 때문에 제조상 매우 유리하다.
본 발명의 제 3 액정장치의 다른 양태로서는, 상기 용량선과 상기 차광막과의 사이에는, 상기 제 1 층간절연막이 개재되어 있으며, 상기 용량선과 상기 차광막은 상기 제 1 층간절연막에 개방된 구멍으로 된 콘택트 홀을 통하여 접속된 것을 특징으로 한다.
이러한 양태에 의하면, 용량선과 차광막은 제 1 층간절연막에 개방된 구멍으로 된 콘택트 홀을 통하여워 접속되어 있기 때문에, 확실하게 또한 신뢰성이 높은 전기 접속 상태를 양자간에 실현할 수 있다.
본 발명의 제 3 액정장치의 다른 양태로서는, 상기 콘택트 홀은 화소마다에 개방된 구멍으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 양태에 의하면, 화소마다에 개방된 구멍으로 된 콘택트 홀을 통하여 용량선과 차광막은 접속되어 있기 때문에, 차광막에 의한 용량선의 저저항화를 촉진할 수 있으며, 또한, 양자 사이에서의 용장구조의 정도가 높여진다.
본 발명의 제 3 액정장치의 다른 양태로서는, 상기 콘택트 홀은 복수의 화소로 이루어지는 화소 그룹마다에 개방된 구멍으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.
이러한 양태에 의하면, 복수의 화소로 이루어지는 화소 그룹마다에 개방된 구멍으로 된 콘택트 홀을 통하여 용량선과 차광막은 접속되어 있기 때문에, 용량선이나 차광막의 시트저항, 구동 주파수, 요구되는 수단등을 감안하면서, 차광막에 의한 용량선의 저저항화 및 용장구조에 의한 이익과, 다수의 콘택트 홀을 개방된 구멍으로 하는 것에 의한 제조공정의 복잡화 또는 액정장치의 불량화등의 폐해를 적절하게 밸런스할 수 있으므로 실천상 매우 유리하다.
본 발명의 제 3 액정장치의 다른 양태로서는, 상기 콘택트 홀은 상기 한쌍의 기판의 다른쪽 기판 측에서 봐서 상기 데이터선의 아래로 개방된 구멍으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 양태에 의하면, 콘택트 홀은 데이터선의 아래로 개방된 구멍으로 되어 있다. 즉, 콘택트 홀은 화소 개구영역에서 벗어나 있으며, 더구나 박막 트랜지스터나 상기 박막 트랜지스터의 반도체층으로부터 연이어 설치된 축적용량의 한쪽의 전극이 형성되어 있지 않은 제 1 층간절연막의 부분에 마련되어 있기 때문에, 화소영역의 유효 이용을 도모할 수 있다.
본 발명의 제 3 액정장치의 다른 양태로서는, 상기 용량선 및 상기 차광막은 정전위원에 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
이러한 양태에 의하면, 차광막은 정전위원에 접속되어 있기 때문에, 차광막은 정전위로 된다. 따라서, 차광막에 대향 배치되는 박막 트랜지스터에 대하여 차광막의 전위변동이 악영향을 미치는 경우는 없다. 그리고, 용량선도 정전위로 되기 때문에, 축적용량 전극으로서 양호하게 기능할 수 있다. 이러한 경우, 정전위원의 정전위로서는, 예를 들면 접지전위와 같아도 좋다.
본 발명의 제 3 액정장치의 다른 양태로서는, 상기 정전위원은 상기 액정장치를 구동하기 위한 주변회로에 공급되는 정전위원인 것을 특징으로 한다.
이러한 양태에 의하면, 정전위원은 주사선 구동회로, 데이터선 구동회로, 샘플링 회로등의 주변회로에 공급되는, 부전원, 정전원등의 정전위원이기 때문에, 특별한 전위배선이나 외부회로 접속단자를 마련할 필요없이, 차광막 및 용량선을 정전위로 할 수 있다.
본 발명의 제 3 액정장치의 다른 양태로서는, 상기 한쌍의 기판의 다른쪽 기판에 대향전극이 형성되어 있으며, 상기 정전위원은 상기 대향전극에 공급되는 정전위원인 것을 특징으로 한다.
이러한 양태에 의하면, 정전위원은 대향전극에 공급되는, 부전원, 정전원등의 정전위원이기 때문에, 특별한 전위배선이나 외부회로 접속단자를 마련할 필요없이 차광막 및 용량선을 정전위로 할 수 있다.
본 발명의 제 3 액정장치의 다른 양태는 상기 용량선은 상기 복수의 주사선을 따라 각각 형성된 배선부분을 포함하며, 상기 차광막은 상기 용량선의 부분을 상기 한편의 기판 측에서 봐서 각각 중첩되도록 상기 주사선을 따라 형성된 배선부분을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 양태에 의하면, 복수의 주사선을 따라 각각 형성된 용량선의 배선부분과 차광막의 배선부분을 서로 전기 접속하는 것에 의해, 용량선을 주사선을 따른 방향으로 저저항화할 수 있음과 동시에, 전술한 용량선의 용장구조에 있어서의 용장도를, 특히 주사선을 따른 방향에 대해서 높여진다.
본 발명의 제 3 액정장치의 다른 양태는, 상기 차광막은 상기 복수의 주사선및 상기 복수의 용량선의 적어도 어느 쪽인가 한쪽과, 상기 복수의 데이터선을 상기 한쪽의 기판 측에서 봐서 각각 중첩되는 위치에 그물 형상으로 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 양태에 의하면, 차광막은 그물 형상으로 마련되어 있기 때문에, 차광막에 전기 접속된 용량선의 저저항화를 촉진할 수 있고, 또한, 양자간에서의 용장구조의 정도를 높여준다.
본 발명은 제 3 액정장치의 다른 양태로서는, 상기 차광막은 상기 복수의 주사선 및 상기 복수의 용량선의 적어도 어느 쪽인가 한쪽과, 상기 한쪽의 기판 측에서 봐서 각각 중첩되는 위치에 줄무늬 형상으로 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.
이러한 양태에 의하면, 차광막은 줄무늬 형상으로 마련되어 있으므로, 차광막에 전기 접속된 용량선의, 특히 주사선을 따른 방향에서의 저저항화를 촉진할 수 있으며, 또한 양자사이에서 용장구조의 정도를 높여준다.
본 발명의 제 3 액정장치의 다른 양태로서는, 상기 차광막은 상기 복수의 주사선 및 상기 복수의 용량선의 적어도 어는 것인가 한쪽과, 상기 한쪽의 기판 측에서 봐서 각각 중첩되는 위치에 섬 형상으로 마련됨과 동시에 상기 주사선을 따라서 복수 배렬된 섬 형상의 각 부분이 상기 용량선을 통하여 서로 전기 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
이러한 양태에 의하면, 차광막은 섬 형상으로 마련되어 있으며 또한 주사선을 따라서 복수 배열된 섬 형상의 각 부분이 용량선을 통하여 서로 전기 접속되어 있으므로, 용량선의 저저항화를 촉진할 수 있으며, 또한 양자사이에서 용장구조의 정도를 높여준다.
본 발명의 제 3 액정장치의 다른 양태로서는, 상기 차광막은 상기 데이터선을 따라서 줄무늬 형상으로 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.
이러한 양태에 의하면, 데이터선을 따라서 연이어 설치됨으로서, 개구율을 저하시키는 일없이, 형성할 수 있다. 또한, 예를 들면 주사선이나 용량선을 따라서 차광막을 형성한 경우는, 화소전극과 반도체층을 접속하는 콘택트 홀이 근접하게 형성되는 경우가 있다. 그 때, 층간절연막에 의해 억제되어 있는 차광막의 응력이 차광막 가까이 배치된 화소전극과 반도체층과의 콘택트 홀의 개방된 구멍에 의해 개방되어 차광막에 크랙이 발생할 우려가 있다. 그러나, 데이터선을 따라서 차광막을 형성하면, 차광막을 화소전극과 반도체층과의 콘택트 홀로부터 분리하는 것이 가능해져, 차광막의 응력의 영향을 될 수 있는 한 완화할 수 있다. 또한, 데이터선을 따른 차광막을 용량선과 접속하면, 용량선의 저저항화를 행하는 것도 가능해진다.
본 발명의 제 3 액정장치의 다른 양태로서는, 상기 차광막은 정전위원에 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
이러한 양태에 의하면, 차광막에 대향 배치되는 박막 트랜지스터에 대하여 차광막의 전위변동이 악영향을 미치게 하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 제 3 액정장치의 다른 양태로서는, 상기 차광막은 Ti, Cr, W, Ta, Mo 및 Pb중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 양태에 의하면, 차광막은 불투명한 고융점 금속인 Ti, Cr, W, Ta, Mo 및 Pb중 적어도 하나를 포함하는, 예를 들면 금속단체, 합금, 금속 실리사이드등으로 구성되기 때문에, TFT 어레이 기판상의 차광막 형성 공정의 후에 행하여지는 TFT 형성 공정에서의 고온처리에 의해, 차광막이 파괴되거나 용융하지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 제 3 액정장치의 다른 양태로서는, 상기 주사선의 위 또한 상기 데이터선 아래로 마련된 제 2 층간절연막과, 상기 데이터선의 위 또한 상기 화소전극 아래에 마련된 제 3 층간절연막을 또한 구비하고 있고, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 층간절연막중 적어도 하나는, 상기 박막 트랜지스터, 상기 데이터선, 상기 주사선 및 상기 용량선중 적어도 하나에 대향하는 부분이 오목형상으로 움푹하게 들어가게 형성됨으로서, 상기 제 3 층간절연막의 상기 액정에 면하는 측이 평탄화되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 액정장치의 다른 양태로서는, 제 1, 제 2 및 제 3 층간절연막중 적어도 하나가 오목형상으로 움푹하게 들어가게 형성되는 것에 의해, 제 3 층간절연막의 액정에 면하는 측이 평탄화되어 있기 때문에, 상기 평탄화의 정도에 따라서 제 3 층간절연막 표면의 요철에 의해 발생되는 액정의 디스크리네이션(배향불량)을 저감할 수 있다.
본 발명은 제 3 액정장치를 구비한 전자기기인 것을 특징으로 한다.
이러한 양태에 의하면, 전자기기는 상술한 본원 발명의 액정장치를 구비하고 있기 때문에, 용장구조에 의해 장치의 신뢰성이 높고, 측면 누화등의 표시열화나 저감되어 있고 또한 복귀 광등에 대한 차광성능에 뛰어난 액정장치에 의해 고품위의 화상표시가 가능해진다.
본 발명의 이러한 작용 및 다른 이득은 다음에 설명하는 실시예로 명확하게 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 근거하여 설명한다.
(액정장치의 제 1 실시예의 구성 및 동작)
본 발명에 의한 액정장치의 제 1 실시예의 구성 및 동작에 대해서, 도 1로부터 도 5를 참조하여 설명한다. 도 1은 액정장치의 화상 표시영역을 구성하는 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 화소에 있어서의 각종소자, 배선등의 등가회로이다. 도 2는 데이터선, 주사선, 화소전극, 차광막등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도이고, 도 3은 도 2의 A-A' 단면도이다. 도 4는 TFT 어레이 기판상의 차광막의 2차원적인 배선 레이아웃을 주변회로와 함께 도시하는 평면도이고, 도 5는 프리챠지에 관계되는 각종신호의 타이밍 챠트이다. 한편, 도 3에서는 각 층이나 각 부재를 도면상에서 인식 가능한 정도의 크기로 하기 위해서, 각 층이나 각 부재마다 축척을 다르게 한다.
도 1에 있어서, 본 실시예에 의한 액정장치의 화상 표시영역을 구성하는 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 화소는, 화소전극(9a)과 상기 화소전극(9a)를 제어하기 위한 TFT(30)가 매트릭스 형상으로 복수 형성되어 있고, 화상 신호를 공급하는 데이터선(6a)이 상기 TFT(30)의 소스영역에 전기 접속되어 있다. 데이터선(6a)에 기입하는 화상 신호(S1, S2, …, Sn)는 이러한 순서로 선순차로 공급해도 상관없으며, 서로 인접하는 복수의 데이터선(6a) 끼리에 대하여, 그룹마다 공급하도록 해도 좋다. 또한, TFT(30)의 게이트에 주사선(3a)이 전기 접속되어 있고, 소정의 타이밍으로, 주사선(3a)에 펄스적으로 주사신호(G1, G2, …, Gm)를 이러한 순서로 선순차로 인가하도록 구성되어 있다. 화소전극(9a)은 TFT(30)의 드레인에 전기 접속되어 있고, 스위칭 소자인 TFT(30)를 일정기간만 그 스위치를 닫으므로서, 데이터선(6a)에서 공급되는 화상 신호(S1, S2, …, Sn)를 소정의 타이밍으로 기입한다. 화소전극(9a)를 통하여 액정에 기입된 소정 레벨의 화상 신호(S1, S2, …, Sn)는 대향기판(후술한다)에 형성된 대향전극(후술한다)과의 사이에서 일정기간 보유된다. 여기서, 보유된 화상 신호가 리크하는 것을 방지하기 위해서, 화소전극(9a)과 대향전극과의 사이에 형성되는 액정용량과 병렬로 축적용량(70)을 부가한다. 예를 들면, 화소전극(9a)의 전압은 소스전압이 인가된 시간보다도 3자리수나 긴 시간만 축적용량(70)에 의해 보유된다. 이것에 의해, 보유특성은 더욱 개선되어, 콘트라스트비가 높은 액정장치가 실현된다. 한편, 축적용량(70)을 형성하는 방법으로서는, 용량을 형성하기 위한 배선인 용량선(3b)를 마련해도 좋으며, 전단의 주사선(3a)과의 사이에서 용량을 형성해도 좋은 것은 말할 필요도 없다.
도 2에 있어서, 액정장치의 TFT 어레이 기판상에는, 매트릭스 형상으로 복수의 투명한 화소전극(9a)(점선부(9a')에 의해 윤곽이 나타나고 있다)이 마련되어 있고, 화소전극(9a)의 종횡의 경계에 각각 따라서 데이터선(6a), 주사선(3a) 및 용량선(3b)이 마련되어 있다. 데이터선(6a)은 콘택트 홀(5)를 통하여 폴리실리콘막으로 이루어지는 반도체층(1a)중 후술하는 소스영역에 전기 접속되어 있고, 화소전극(9a)은 콘택트 홀(8)를 통하여 반도체층(1a)중 후술하는 드레인 영역에 전기 접속되어 있다. 또한, 반도체층(1a)중 후술의 채널영역(도면중 오른쪽 아래로 내려가는 사선 영역)에 대향하도록 주사선(3a)이 배치되어 있다. 그리고, 도면중 오른쪽 위로 올라가는 사선으로 나타내는 영역에 화소부에서의 제 1 차광막(11a)이 마련되어 있다. 즉 제 1 차광막(11a)은 화소부에서, 반도체층(1a)의 채널영역을 포함하는 TFT, 데이터선(6a), 주사선(3a) 및 용량선(3b)를 TFT 어레이 기판 측에서 봐서 각각 중첩되는 위치에 마련되어 있다.
도 3에 도시되는 바와 같이 액정장치는 투명한 한쪽 기판의 일례를 구성하는 TFT 어레이 기판(10)과, 이것에 대향 배치되는 투명한 다른쪽 기판의 일례를 구성하는 대향기판(20)을 구비하고 있다. TFT 어레이 기판(10)은, 예를 들면 석영기판, 실리콘 기판으로 이루어지며, 대향기판(20)은 예를 들면 글라스 기판이나 석영기판으로 이루어진다. TFT 어레이 기판(10)에는 화소전극(9a)이 마련되어 있고, 그 상측에는, 러빙처리등의 소정의 배향처리가 실시된 배향막(16)이 마련되어 있다. 화소전극(9a)은 예를 들면, IT0(Indium Tin 0xide)막등의 투명 전도성 박막으로 이루어진다. 또한 배향막(16)은 예를 들면, 폴리이미드 박막등의 유기박막으로 이루어진다.
한편, 대향기판(20)에는, 그 전면에 걸쳐 대향전극(공통전극)(21)이 마련되어 있으며, 그 아래쪽에는 러빙처리등의 소정의 배향처리가 실시된 배향막(22)이 마련되어 있다. 대향전극(21)은 예를 들면, ITO막등의 투명 전도성 박막으로 이루어진다. 또한 배향막(22)은 폴리이미드 박막등의 유기박막으로 이루어진다.
TFT 어레이 기판(10)에는, 도 3에 도시되는 바와 같이, 각 화소전극(9a)에 인접하는 위치에, 각 화소전극(9a)를 스위칭 제어하는 화소 스위칭용 TFT(30)가 마련되어 있다.
대향기판(20)에는, 또한 도 3에 도시되는 바와 같이, 각 화소의 개구영역이외의 영역에 제 2 차광막(23)이 마련되어 있다. 이 때문에, 대향기판(20)측에서 입사광이 화소 스위칭용 TFT(30)의 반도체층(1a)의 채널영역(1a')이나 저농도 소스영역영역(1b) 및 저농도 드레인 영역(1c)에 침입하는 것은 없다. 또한, 제 2 차광막(23)은 콘트라스트의 향상, 색재의 혼색 방지등의 기능을 갖는다.
이와 같이 구성되어, 화소전극(9a)과 대향전극(21)이 대면하도록 배치된 TFT 어레이 기판(10)과 대향기판(20)과의 사이에는, 후술하는 밀봉재(52)(도 18 및 도 19 참조)에 의해 둘러싸인 공간에 액정이 봉입되어, 액정층(50)이 형성된다. 액정층(50)은 화소전극(9a)에서의 전계가 인가되어 있지 않은 상태로 배향막에 의해 소정의 배향상태를 채용한다.
도 3에 도시되는 바와 같이, 화소 스위칭용 TFT(30)에 각각 대향하는 위치에서 TFT 어레이 기판(10)과 각 화소 스위칭용 TFT(30)와의 사이에는, 화소에 따라 그물 형상으로 제 1 차광막(11a)이 각각 마련되어 있다. 제 1 차광막(11a)은 바람직하게는 불투명한 고융점 금속인 Ti, Cr, W, Ta, Mo 및 Pb 중 적어도 하나를 포함하는, 금속단체, 합금, 금속 실리사이드등으로 구성된다. 이러한 재료로 구성하면, TFT 어레이 기판(10)상의 제 1 차광막(11a)의 형성공정 후에 행하여지는 화소 스위칭용 TFT(30)의 형성공정에서의 고온처리에 의해, 제 1 차광막(11a)이 파괴되거나 용융되지 않도록 할 수 있다. 제 1 차광막(11a)가 형성되어 있기 때문에, TFT 어레이 기판(10) 측에서의 복귀 광등이 화소 스위칭용 TFT(30)의 채널영역(1a')이나 저농도 소스영역(1b), 저농도 드레인 영역(1c)에 입사하는 사태를 미연에 방지할 수 있으며, 광전류의 발생에 의해 화소 스위칭용 TFT(30)의 특성이 열화하는 것은 없다.
또한, 제 1 차광막(11a)와 복수의 화소 스위칭용 TFT(30)와의 사이에는 제 1 층간절연막(12)이 마련되어 있다. 제 1 층간절연막(12)은 화소 스위칭용 TFT(30)를 구성하는 반도체층(1a)를 제 1 차광막(11a)에서 전기적으로 절연하기 위해서 마련되는 것이다. 또한, 제 1 층간절연막(12)은 TFT 어레이 기판(10)의 전면에 형성됨으로서, 화소 스위칭용 TFT(30)를 위한 기초막으로서의 기능도 갖는다. 즉, TFT 어레이 기판(10)의 표면의 연마시에서의 거치름이나, 세정후에 남는 더러움등으로 화소 스위칭용 TFT(30)의 특성의 열화를 방지하는 기능을 갖는다. 제 1 층간절연막(12)에 의해, 제 1 차광막(11a)이 화소 스위칭용 TFT(30)등을 오염하는 사태를 미연에 방지할 수도 있다.
본 실시예로서는, 게이트 절연막으로 이루어지는 절연박막(2)을 주사선(3a)의 일부로 이루어지는 게이트 전극에 대향하는 위치로부터 연이어 설치하여 유전체막으로서 사용하며, 반도체층(1a)를 연이어 설치하여 제 1 축적용량전극(1f)으로 하며, 또한 이들에 대향하는 용량선(3b)의 일부를 제 2 축적용량전극으로 하는 것에 의해, 축적용량(70)이 구성되어 있다. 보다 상세하게는, 반도체층(1a)의 고농도 드레인 영역(1e)이 데이터선(6a) 및 주사선(3a) 아래에 연이어 설치되어, 같이 데이터선(6a) 및 주사선(3a)을 따라 연장되는 용량선(3b) 부분에 절연박막(2)을 끼워서 대향배치되어, 제 1 축적용량전극(1f)으로 되어 있다. 특히 축적용량(70)의 유전체로서의 절연박막(2)은 고온 산화에 의해 폴리실리콘막상에 형성되는 TET(30)의 게이트 절연막의 경우, 얇고 또한 고내압의 절연막으로 할 수 있으며, 축적용량(70)은 비교적 작은 면적으로 대용량의 축적용량으로서 구성할 수 있다.
이것들의 결과, 데이터선(6a) 아래의 영역 및 주사선(3a)에 평행한 영역(즉, 용량선(3b)이 형성된 영역)이라는 개구영역을 이탈한 스페이스를 유효하게 이용하여 화소전극(9a)의 축적용량을 늘리는 것이 가능하다.
본 실시예에서는 특히, 용량선(3b)과 제 1 차광막(11a)이 콘택트 홀(13)을 통하여 전기 접속되어 있다. 이 때문에, 용량선(3b)의 저항을 제 1 차광막(11a)의 저항에 의해 현저히 낮취어진다. 본 실시예에서는, 용량선(3b)은 예를 들면 시트 저항치가 25Ω/□정도의 폴리실리콘막으로 형성되어 있기 때문에, 대각 1.3 인치나 0.9 인치정도 소형의 액정장치인 경우에는, 100 내지 200KΩ정도의 저항을 갖지만, 제 1 차광막(11a)은 전도성의 고융점 금속막으로 형성되어 있기 때문에, 용량선(3b)에서의 주사선(3a)에 따른 방향의 저항은, 대폭 저저항화된다.
이 결과, 용량선(3b)의 시정수에 대해서도, 제 1 차광막(11a)의 존재에 의해, 예를 들면, 십수μ초 정도로부터 수μ초정도로까지 작게 할 수 있다. 따라서, 데이터선(6a)의 아래를 교차하여 배선된 용량선(3b)에서의 각 데이터선(6a)과 의 용량 커플링에 의해, 용량선(3b)의 전위가 변동하는 것에 기인한 측면 누화이나 고스트등의 발생을 저감할 수 있다. 즉, 도 20에 도시된 바와 같이, 회색을 배경으로 하여 검은 부분이 하이 콘트라스트로 묘사된 화상(801)을 표시하고자 하는 경우, 검게 표시해야 할 부분적으로 다른 전압의 화상 신호가 주어지는 시점이 각 주사선마다의 기입의 종료시점에 가까운 시점이라도, 화상(802)과 같은 표시열화의 문제는 발생되지 않는다. 그리고, 특히 상기 액정장치를 전술한 바와 같이 XGA, SXGA 등의 구동 주파수가 높은 기종으로서 구성해도, 용량선(3b)의 시정수가 충분하게 작게 되어 있기 때문에, 역시 측면 누화이나 고스트등의 발생을 저감할 수 있다.
따라서, 이러한 측면 누화이나 고스트등의 방지를 위해서, 전술과 같은 데이터선(6a)마다나 화소마다 액정 구동전압의 극성을 반전시키는 방식을 채용할 필요성은 없고, 반대로, 액정층(50)의 디스크리네이션을 저감할 수 있으며 또한 화소 개구율을 높이는 데 알맞은 주사선(3a)마다 액정 구동전압을 반전시키는 주사선 반전 구동방식(소위 1H 반전 구동방식)을 채용할 수 있다.
본 실시예에서는 또한, 제 1 차광막(11a)(및 이것에 전기 접속된 용량선(3b))은 정전위원에 전기 접속되어 있으며, 제 1 차광막(11a) 및 용량선(3b)은 정전위로 된다. 따라서, 제 1 차광막(11a)에 대향 배치되는 화소 스위칭용 TFT(30)에 대하여 제 1 차광막(11a)의 전위변동이 악영향을 미치게 하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 용량선(3b)은 축적용량(70)의 제 2 축적 용량전극으로서 양호하게 기능할 수 있다. 이 경우, 정전위원로서는, 상기 액정장치를 구동하기 위한 주변회로(예를 들면, 주사선 구동회로, 데이터선 구동회로, 샘플링 회로등)에 공급되는 부전원, 정전원등의 정전위원, 접지전원, 대향전극(21)에 공급되는 정전위원등을 들수 있다. 이와 같이 주변회로등의 전원을 이용하면, 전용의 전위배선이나 외부 회로 접속 단자를 마련할 필요없이, 제 1 차광막(11a) 및 용량선(3b)을 정전위로 할 수 있다.
도 3에 있어서, 화소 스위칭용 TFT(30)는 LDD(Lightly Doped Drain) 구조를 갖고 있으며, 주사선(3a), 상기 주사선(3a)에서의 전계에 의해 채널이 형성되는 반도체층(1a)의 채널영역(1a'), 주사선(3a)과 반도체층(1a)를 절연하는 절연박막(2), 데이터선(6a), 반도체층(1a)의 저농도 소스영역(1b) 및 저농도 드레인 영역(1c), 반도체층(1a)의 고농도 소스영역(1d) 및 고농도 드레인 영역(1e)를 구비하고 있다. 본 실시예에서는 특히 데이터선(6a)은 Al등의 금속막이나 금속 실리사이드등의 합금막등의 차광성의 박막으로 구성되어 있다. 또한, 주사선(3a), 절연박막(2) 및 제 1 층간절연막(12)의 위에는, 고농도 소스영역(1d)에 통하는 콘택트 홀(5) 및 고농도 드레인 영역(1e)에 통하는 콘택트 홀(8)이 각각 형성된 제 2 층간절연막(4)이 형성되어 있다. 콘택트 홀(5)을 통하여, 데이터선(6a)는 고농도 소스영역(1d)에 전기 접속되어 있다. 또한, 데이터선(6a) 및 제 2 층간절연막(4)의 위에는 제 3 층간절연막(7)이 형성되어 있다. 고농도 드레인 영역(1e)은 콘택트 홀(8)을 통하여 화소전극(9a)에 전기 접속되어 있다. 한편, 화소전극(9a)과 고농도 드레인 영역(1e)은 데이터선(6a)과 동일한 Al막이나 주사선(3b)과 동일한 폴리실리콘막을 중계하여 전기 접속하도록 해도 좋다.
화소 스위칭용 TFT(30)는 바람직하게는 상술과 같이 LDD 구조를 갖지만, 저농도 소스영역(1b) 및 저농도 드레인 영역(1c)에 불순물 이온의 주입을 행하지 않는 오프셋 구조를 구비하여 좋으며, 게이트 전극을 마스크로서 고농도로 불순물 이온을 주입하여, 자기 정합적으로 고농도 소스 및 드레인 영역을 형성하는 셀프 얼라인형의 TFT라도 좋다.
또한 본 실시예에서는, 화소 스위칭용 TFT(30)의 주사선(3a)의 일부로 이루어지는 게이트 전극을 소스·드레인 영역간에 1개만 배치한 싱글 게이트 구조로 하였지만, 이것들의 사이에 2개이상의 게이트 전극을 배치해도 좋다. 이때, 각각의 게이트 전극에는 동일 신호가 인가되도록 한다. 이와 같이 듀얼 게이트(더블 게이트) 또는 트리플 게이트 이상으로 TFT를 구성하면, 채널과 소스·드레인 영역 접합부의 리크전류를 방지할 수 있으며, 오프시의 전류를 저감할 수 있다. 이것들의 게이트 전극의 적어도 1개를 LDD 구조 또는 오프셋 구조로 하면, 더욱 오프전류를 저감할 수 있어, 안정한 스위칭 소자를 얻을 수 있다.
여기서, 일반적으로는 반도체층(1a)의 채널영역(1a'), 저농도 소스영역(1b) 및 저농도 드레인 영역(1c)등을 형성하는 폴리실리콘막은, 광이 입사하면 폴리실리콘이 갖는 광전 변환효과에 의해 광전류가 발생해 버려서 화소 스위칭용 TFT(30)의 트랜지스터 특성이 열화하지만, 본 실시예에서는 주사선(3a)를 위쪽으로부터 중첩되도록 데이터선(6a)이 Al등의 차광성의 금속박막으로 형성되어 있기 때문에, 적어도 반도체층(1a)의 채널영역(1a') 및 저농도 소스영역(1b), 저농도 드레인 영역(1c)으로의 입사광(즉, 도 3에서 상측에서의 광)의 입사를 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 화소 스위칭용 TFT(30)의 아래쪽에는, 제 1 차광막(11a)이 마련되어 있기 때문에, 적어도 반도체층(1a)의 채널영역(1a') 및 저농도 소스영역(1b), 저농도 드레인 영역(1c)으로의 복귀 광(즉, 도 3에서 하측에서의 광)의 입사를 효과적으로 방지할 수 있다.
다음에, 본 실시예에 있어서 TFT 어레이 기판(10)상에 마련되는 주변회로의 구성에 대하여 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4에 있어서, 액정장치는 주변회로로서, 데이터선(6a)를 구동하는 데이터선 구동회로(101)와, 주사선(3a)를 구동하는 주사선 구동회로(104)와, 복수의 데이터선(6a)에 소정 전압 레벨의 프리챠지 신호(NRS)를 화상 신호(S1, S2, …, Sn)의 공급에 선행하여 각각 공급하는 프리챠지 회로(201)와, 화상 신호선에 공급되는 화상 신호(S1, S2, …, Sn)을 샘플링하여 복수의 데이터선(6a)에 각각 공급하는 샘플링 회로(301)를 구비한다.
주사선 구동회로(104)는 외부 제어회로에서 공급되는 전원, 기준 클록(CLY) 및 그 반전 클록등에 근거하여, 소정 타이밍으로 주사선(3a)에 주사신호(G1, G2, …, Gm)를 펄스적으로 선순차로 인가한다.
데이터선 구동회로(101)는, 외부 제어회로에서 공급되는 전원, 기준 클록 CLX 및 그 반전 클록등에 근거하여, 주사선 구동회로(104)가 주사신호(G1, G2, …, Gm)를 인가하는 타이밍에 맞추어, 데이터선(6a)마다에 샘플링 회로 구동신호로서의 시프트 레지스터로부터의 전송신호(X1, X2, …, Xn)를 샘플링 회로(301)에 샘플링 회로 구동신호선(306)을 통하여 소정 타이밍으로 공급한다.
프리챠지 회로(201)는 스위칭소자로서, 예를 들면 TFT(202)를 각 데이터선(6a)마다 구비하고 있으며, 프리챠지 신호선(204)이 TFT(202)의 드레인 또는 소스에 접속되어 있고, 프리챠지 회로 구동신호선(206)이 TFT(202)의 게이트 전극에 접속되어 있다. 그리고, 동작시에는 프리챠지 신호선(204)을 통하여, 외부전원으로부터 프리챠지 신호(NRS)를 기입하기 위해서 필요한 소정전압의 전원이 공급되어, 프리챠지 회로 구동신호선(206)을 통하여, 각 데이터선(6a)에 대해서 화상 신호(S1, S2, …, Sn)의 공급에 선행하는 타이밍으로 프리챠지 신호(NRS)를 기입하도록, 외부 제어회로에서 프리챠지 회로 구동신호(NRG)가 공급된다. 프리챠지 회로(201)는 바람직하게는 중간층조 레벨의 화상 신호(S1, S2, …, Sn)에 상당하는 프리챠지 신호(NRS)(화상보조신호)를 공급한다.
샘플링 회로(301)는 TFT(302)를 각 데이터선(6a)마다 구비하고 있으며, 화상 신호선(304)이 TFT(302)의 드레인 또는 소스전극에 접속되어 있고, 샘플링 회로 구동신호선(306)이 TFT(302)의 게이트 전극에 접속되어 있다. 그리고, 화상 신호선(304)을 통하여, 화상 신호(S1, S2, …, Sn)이 입력되면 이들을 샘플링한다. 즉, 샘플링 회로 구동신호선(306)을 통하여 데이터선 구동회로(101)로부터 샘플링 회로 구동신호로서의 전송신호(X1, X2, …, Xn)가 입력되면, 화상 신호선(304) 각각으로부터의 화상 신호(S1, S2, …, Sn)을 데이터선(6a)에 순차 인가한다.
이와 같이 본 실시예로서는, 데이터선(6a)를 하나마다에 선택하도록 구성되어 있지만, 데이터선(6a)을 복수개마다 통합하여 동시 선택하도록 구성해도 좋다. 예를 들면, 샘플링 회로(301)를 구성하는 TFT(302)의 기입 특성 및 화상 신호의 주파수에 따라서, 복수상(예를 들면, 3상, 6상, 12상, …)으로 직병렬 변환된 화상 신호(S1, S2, …, Sn)를 화상 신호선(304)으로부터 공급하여, 이들을 그룹마다 동시에 샘플링하도록 구성해도 좋다. 이때, 적어도 직병렬 변환수만큼 화상 신호선(3O4)이 필요한 것은 말할 필요도 없다.
여기서, 본 실시예의 액정장치에서 행하여지는 프리챠지에 대해서 도 5를 참조하여 설명을 첨가한다.
도 5에 도시되는 바와 같이, 데이터선 구동회로(101)가 갖는 시프트 레지스터에는, 15화소당 선택시간(t1)을 규정하는 클록신호(CLX)가 수평주사의 기준으로서 입력되지만, 전송 스타트 신호(DX)가 입력되면, 이 시프트 레지스터로부터 전송신호(X1, X2, …)가 순차 공급된다. 각 수평주사 기간에 있어서, 이러한 전송 스타트 신호(DX)의 입력에 선행하는 타이밍으로, 프리챠지 회로 구동신호(NRG)가 프리챠지 회로(201)에 공급된다. 보다 구체적으로는, 수직주사의 기준이 되는 클록신호(CLY)가 하이 레벨로 이루어짐과 동시에 화상 신호(VID)가 신호의 전압 중심치(VID 중심)를 기준으로서 극성 반전한 후, 이 극성반전으로부터 프리챠지를 하기까지의 마진인 시간(t3) 경과후에, 프리챠지 회로 구동신호(NRG)는 하이 레벨이 된다. 한편, 프리챠지 신호(NRS)는 화상 신호(VID)의 반전에 대응하여, 수평귀선 기간에서 화상 신호(VID)와 동극성의 소정 레벨로 된다. 따라서, 프리챠지 회로 구동신호(NRG)가 하이 레벨이 되는 시간(t2)에서, 프리챠지가 행하여진다. 그리고, 수평귀선 기간이 종료되어 유효 표시기간이 시작되는 시점보다도 시간(t4)만큼 전에, 즉, 프리챠지가 종료하고 나서 화상 신호가 기입되기까지의 마진을 시간(t4)으로 하여, 프리챠지 회로 구동신호(NRG)는, 저 레벨로 된다. 이상과 같이, 프리챠지 회로(201)는 각 수평귀선 기간에 있어서, 프리챠지 신호(NRS)를 화상 신호에 선행하여 복수의 데이터선(6a)에 공급한다.
도 5에 있어서, 수평귀선 기간내에 프리챠지를 행하고 있지만, 전술한 데이터선(6a)과 용량선(3b)의 용량 커플링에 의한 용량선(3b) 전위의 변동은 시간(t5)내에서 안정적으로 된다. 따라서, 시간(t5)이 길게 되도록 각 신호의 타이밍을 설정하면, 이러한 용량선(3b)의 전위의 변동은 방지할 수 있는 것도 생각된다. 그러나, 이 시간(t5)을 길게 잡으면, 이번은 시간(t3, t2, t4)을 짧게 할 필요성이 생긴다. 여기서, 시간(t3)을 너무 짧게하면, 프리챠지 회로를 구성하는 TFT등의 게이트 지연에 의해 프리챠지 회로 구동신호(NRG)가 하이 레벨로 된 시점에서 전단의 주사선에 관계되는 TFT(30)의 게이트가 온되어 버리는 위험이 발생한다. 또한, 시간(t2)을 짧게 하면, 프리챠지의 능력이 저하해 버린다든지 또는 전하 공급능력이 높은 프리챠지 회로가 필요하게 된다. 더욱이 또한, 시간(t4)을 짧게 하면, 프리챠지 신호와 화상 신호가 동시에 데이터선(6a)에 인가될지도 모른다. 따라서, 프리챠지를 양호하게 하기 위해서는, 용량 커플링에 의한 용량선(3b)의 전위 변동을 안정시키는 시간(t5)을 쉽게 길게 할 수는 없다. 그런데, 본 실시예에 의하면, 제 1 차광막(11a)에 의해 용량선(3b)의 저항을 대폭적으로 내림과 동시에 시정수를 대폭 내리기 때문에, 용량선(3b)의 시정수에 대한 시간(t5)을 상대적으로 길게할 수가 있는 것이다.
이와 같이 프리챠지를 행하는 경우에도, 본 실시예에서는 프리챠지하기 위한 수평귀선 기간을 충분한 길이만큼 확보하면서, 용량 커플링에 의한 용량선(3b)의 전위의 변동이 안정되기까지의 시간(t5)을 실질적으로 충분히 확보할 수 있다.
이상의 결과, 본 실시예에 의하면, 구동 주파수가 높은 경우에도, 프리챠지 및 전술의 주사선 반전구동을 양호하게 하면서, 더구나 용량 커플링에 의한 측면 누화이나 고스트등을 방지할 수 있기 때문에, 매우 고품위의 화상표시가 가능해진다.
이것들에 첨가하여 본 실시예에 의하면, 이물등에 의해 용량선(3b)이 도중에 단선되어도, 제 1 차광막(11a)이 용량선(3b)의 대신이 된다고 하는, 용장구조가 실현되고 있다. 즉, 용량선(3b)이 도중에서 단선되어도 단선부의 양측이 콘택트 홀(13)을 통하여 제 1 차광막(11a)에 의해 서로 전기 접속되어 있으면, 실용상의 문제는 발생하지 않는다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 불량품율이 낮고, 신뢰성이 높은 고품위의 화상표시가 가능한 액정장치를 실현할 수 있다.
또한, 용량선(3b)와 주사선(3a)은 동일의 폴리실리콘막으로 이루어져, 축적용량(70)의 유전체막과 TFT(30)의 게이트 절연막으로 이루어지는 절연박막(2)은 동일 고온 산화막을 포함하며, 제 1 축적 용량적극(1f)과, TFT(30)의 채널영역(1a'), 고농도 소스영역(1d), 고농도 드레인 영역(1e)등은 동일의 반도체층(1a)으로 이루어진다. 이 때문에, TFT 어레이(10)상에 형성되는 적층구조를 단순화할 수 있으며, 또한 후술의 액정장치의 제조방법에 있어서, 동일의 박막형성 공정으로 용량선(3b) 및 주사선(3a)를 동시에 형성할 수 있으며, 축적용량(70)의 유전체막 및 절연박막(2)을 동시에 형성할 수 있다.
본 실시예에서는 특히, 용량선(3b)과 제 1 차광막(11a)은 제 1 층간절연막(12)에 개방된 구멍으로 된 콘택트 홀(13)을 통하여 확실하고 또한 높은 신뢰성을 가져, 양자는 전기 접속되어 있지만, 이러한 콘택트 홀(13)은 화소마다에 개방된 구멍으로 되어도 좋고, 복수의 화소로 이루어지는 화소 그룹마다에 개방된 구멍으로 되어도 좋다.
콘택트 홀(13)을 화소마다에 개방된 구멍으로 한 경우에는, 제 1 차광막(11a)에 의한 용량선(3b)의 저저항화를 촉진할 수 있으며, 또한, 양자간에서의 용장구조의 정도를 높여준다. 한편, 콘택트 홀(13)을 복수의 화소로 이루어지는 화소 그룹마다(예를 들면 2화소마다 또는 3화소마다) 개방된 구멍으로 한 경우에는, 용량선(3b)이나 제 1 차광막(11a)의 시트 저항, 구동 주파수, 요구되는 수단등을 감안하면서, 제 1 차광막(11a)에 의한 용량선(3b)의 저저항화 및 용장구조에 의한 이익과, 다수의 콘택트 홀(13)을 개방된 구멍으로 하는 것에 의한 제조공정의 복잡화 또는 상기 액정장치의 불량화등의 폐해를 적절하게 밸런스할 수 있으므로 실천상 매우 유리하다.
또한, 본 실시예로서는 특히, 이러한 화소마다 또는 화소 그룹마다 마련되는 콘택트 홀(13)은 대향기판(20)의 측에서 봐서 데이터선(6a)의 아래로 개방된 구멍 으로 되어 있다. 이 때문에, 콘택트 홀(13)은 화소 개구 영역에서 이탈되어 있으며, 더구나 TFT(30)나 제 1 축적용량 전극(1f)이 형성되어 있지 않은 제 1 층간절연막(12)의 부분에 마련되고 있기 때문에, 화소영역의 유효 이용을 도모하면서, 콘택트 홀(13)의 형성에 의한 TFT(30)나 다른 배선등의 불량화를 방지할 수 있다.
(액정장치의 제 1 실시예의 제조 프로세스)
다음에, 이상과 같은 구성을 갖는 액정장치의 제 1 실시예의 제조 프로세스에 대하여, 도 6에서부터 도 9을 참조하여 설명한다. 한편, 도 6에서부터 도 9는 각 공정에서의 TFT 어레이 기판측의 각 층을, 도 3과 마찬가지로 도 2의 A-A' 단면에 대응시켜 나타내는 공정도이다.
도 6의 공정(1)에 도시되는 바와 같이, 석영기판, 하드 글라스 기판, 실리콘기판등의 TFT 어레이 기판(10)을 준비한다. 여기서, 바람직하게는 N2(질소)등의 불활성 가스 분위기 또한 약900 내지 130O℃의 고온에서 어닐링 처리하여, 후에 실시되는 고온 프로세스에 있어서의 TFT 어레이 기판(10)에 발생하는 비틀림이 적어지 도록 전처리하여 둔다. 즉, 제조 프로세스에 있어서의 최고온으로 고온처리되는 온도에 맞추어, 사전에 TFT 어레이 기판(10)을 같은 온도나 그 이상의 온도로 열처리하여 둔다.
이와 같이 처리된 TFT 어레이 기판(10)의 전면에, Ti, Cr, W, Ta, Mo 및 Pb 등의 금속이나 금속 실리사이드등의 금속 합금막을, 스패터링에 의해 100 내지 50Onm 정도의 막두께, 바람직하게는 약200nm의 막두께의 차광막(11)을 형성한다.
계속해서, 공정(2)에 나타내는 바와 같이 차광막(11)에 대하여 에칭을 실시하는 것으로서, 제 1 차광막(11a)를 형성한다.
다음에 공정(3)에 나타내는 바와 같이, 제 1 차광막(11a)의 위에, 예를 들면, 상압(常壓) 또는 감압 CVD법등에 의해 TEOS(테트라·에틸·오르토·실리케이트) 가스, TEB(테트라·에틸·보트레이트) 가스, TMOP(테트라·메틸·옥시·포스페이트) 가스등을 사용하여, NSG(논 실리케이트 유리), PSG(인 실리케이트 유리), BSG(보론 실리케이트 유리), BPSG(붕소 인 실리케이트 유리)등의 실리케이트 유리막, 질화 실리콘막이나 산화 실리콘막등으로 이루어지는 제 1 층간절연막(12)을 형성한다. 이 제 1 층간절연막(12)의 막두께는 예를 들면, 약500 내지 2000nm으로 한다.
다음에 공정(4)에 나타내는 바와 같이, 제 1 층간절연막(12) 상에, 약450 내지 550℃ 바람직하게는 약500℃의 비교적 저온 환경속에서, 유량 약400 내지 600cc/min의 모노실란 가스, 디실란 가스등을 사용한 감압 CVD(예를 들면, 압력 약20 내지 40Pa의 CVD)에 의해, 어모퍼스 실리콘막을 형성한다. 그 후, 질소 분위기속에서, 약600 내지 700℃에서 약1 내지 10시간, 바람직하게는, 4 내지 6시간의 어닐링 처리를 실시하는 것으로, 폴리실리콘막(1)을 약50 내지 200nm의 두께, 바람직하게는 약10Onm의 두께가 되기까지 고체 상태로 성장시킨다.
이 때, 도 3에 도시된 화소 스위칭용 TFT(30)로서, n 채널형의 화소 스위칭용 TFT(30)를 작성하는 경우에는, 상기 채널영역에 Sb(안티몬), As(비소), P(인)등의 V족원소의 불순물 이온을 약간의 이온주입등에 의해 도프하더라도 좋다. 또한, 화소 스위칭용 TFT(300)를 p채널형으로 하는 경우에는, B(보론), Ga(갈륨), In(인듐)등의 III족원소의 불순물 이온을 조금의 이온주입등에 의해 도프하더라도 좋다. 한편, 어모퍼스 실리콘막을 경유하지 않고, 감압 CVD법등에 의해 폴리실리콘막(1)을 직접 형성해도 좋다. 또는, 감압 CVD법등에 의해 퇴적한 폴리실리콘막에 실리콘 이온을 주입하여 일단 비정질화(어모퍼스화)하여, 그 후 어닐링 처리등에 의해 재결정화시켜 폴리실리콘막(1)을 형성해도 좋다.
다음에 공정(5)에 나타내는 바와 같이, 도 2에 도시된 같은 소정 패턴의 반도체층(1a)를 형성한다. 즉, 특히 데이터선(6a) 아래에서 용량선(3b)이 형성되는 영역 및 주사선(3a)을 따라 용량선(3b)이 형성되는 영역에는, 화소 스위칭용 TFT(300)를 구성하는 반도체층(1a)에서 연이어 설치된 제 1 축적용량전극(1f)을 형성한다.
다음에 공정(6)에 나타내는 바와 같이, 화소 스위칭용 TFT(30)를 구성하는 반도체층(1a)과 함께 제 1 축적 용량전극(1f)를 약900 내지 1300℃의 온도, 바람직하게는 약1000℃의 온도에 의해 열산화함으로서, 약30nm의 비교적 얇은 두께의 열산화 실리콘막을 형성하며, 또한 감압 CVD법등에 의해 고온산화 실리콘막(HTO막)이나 질화 실리콘막을 약50nm의 비교적 얇은 두께로 퇴적하여, 다층구조를 갖는 화소 스위칭용 TFT(30)의 게이트 절연막과 같이 용량 형성용의 유전체막으로 이루어지는 절연박막(2)을 형성한다(도 3참조). 이 결과, 반도체층(1a) 및 제 1 축적용량(1f)의 두께는, 약30 내지 150nm의 두께, 바람직하게는 약35 내지 50nm의 두께로 되며, 절연박막(2)의 두께는 약20 내지 150nm의 두께, 바람직하게는 약30 내지 100nm의 두께로 된다. 이와 같이 고온 열산화 시간을 짧게하는 것으로서, 특히 8인치 정도의 대형기판을 사용하는 경우에 열에 의한 휘어짐을 방지할 수 있다. 단지, 폴리실리콘막(1)을 열산화하는 것만으로, 단일층 구조를 갖는 절연박막(2)을 형성해도 좋다.
한편, 공정(6)에서 특별하게 한정되지 않지만, 제 1 축적 용량전극(1f)이 되는 반도체층 부분에, 예를 들면, P이온을 도즈량 약3×1012/cm2으로 도프하여, 저저항화시켜도 좋다.
다음에, 공정(7)에 있어서, 제 1 층간절연막(12)에 제 1 차광막(11a)에 이르는 콘택트 홀(13)을 반응성 이온 에칭, 반응성 이온 빔 에칭(10)등의 드라이 에칭에 의해 또는 웨이트 에칭에 의해 형성한다. 이 때, 반응성 이온 에칭, 반응성 이온 빔 에칭과 같은 이방성 에칭에 의해, 콘택트 홀(13)등을 개방된 구멍으로 한 쪽이, 개방된 구멍 형상을 마스크 형상과 거의 같게 할 수 있다고 하는 이점이 있다. 단지, 드라이 에칭와 웨이트 에칭을 조합하여 개방된 구멍으로 하면, 이것들의 콘택트 홀(13)등을 테이퍼 형상으로 할 수 있기 때문에, 배선접속시의 단선을 방지할 수 있다고 하는 이점이 얻어진다.
다음에 공정(8)에 나타내는 바와 같이, 감압 CVD법등에 의해 폴리실리콘막(3)을 퇴적한 후, P를 열확산하여 폴리실리콘막(3)을 전도화한다. 또는, P이온을 폴리실리콘막(3)의 성막과 동시에 도입한 도프 실리콘막을 사용해도 좋다.
다음에, 도 7의 공정(9)에 나타내는 바와 같이, 도 2에 도시된 것과 같은 소정 패턴의 주사선(3a)과 함께 용량선(3b)을 형성한다. 이것들의 주사선(3a) 및 용량선(3b)의 막두께는, 예를 들면, 약350nm로 된다.
다음에 공정(10)에 나타내는 바와 같이, 도 3에 도시한 화소 스위칭용 TFT(30)를 LDD 구조를 갖는 n채널형의 TFT로 하는 경우, 반도체층(1a)에 우선 저농도 소스영역(1b) 및 저농도 드레인 영역(1c)을 형성하기 위해서, 주사선(3a)의 일부가 되는 게이트 전극을 확산 마스크로서, P등의 V족원소의 불순물 이온(60)을 저농도로(예를 들면, P이온을 1 내지 3×1013/cm2의 도즈량으로) 도프한다. 이것에 의해 주사선(3a) 아래의 반도체층(1a)은 채널영역(1a')이 된다. 이 불순물 이온의 도프에 의해 용량선(3b) 및 주사선(3a)도 저저항화된다.
계속해서, 공정(11)에 도시하는 바와 같이, 화소 스위칭용 TFT(30)를 구성하는 고 농도 소스 영역(1d) 및 고 농도 드레인 영역(1e)을 형성하기 위해서, 주사선(3a)보다도 폭이 넓은 마스크로 레지스트층(62)을 주사선(3a) 위에 형성한 후, 이와 같이 P 등의 V족 원소의 불순물 이온(61)을 고 농도로(예를 들면, P 이온을 1 내지 35×1015/cm2의 선량(線量)에서) 도프한다. 또한, 화소 스위칭용 TFT(30)를 p 채널형으로 하는 경우, 반도체층(1a)에, 저 농도 소스 영역(1b) 및 저 농도 드레인 영역(1c) 및 고 농도 소스 영역(1d) 및 고 농도 드레인 영역(1e)을 형성하기 위해서, B(붕소) 등의 Ⅲ족 원소의 불순물 이온을 사용하여 도프한다. 또한, 예를 들면, 저 농도의 불순물 이온의 도프를 하지 않고, 오프셋 구조의 TFT로 하여도 좋고, 주사선(3a)의 일부인 게이트 전극을 마스크로 하고, P 이온, B 이온 등을 사용한 이온 주입 기술에 의해 셀프 얼라인형의 TFT로 하여도 좋다.
이 불순물의 도프에 의해 용량선(3b) 및 주사선(3a)도 또한 저 저항화된다. 또한, 공정(10) 및 공정(11)을 두 번째 반복하여, B 이온 등의 Ⅲ족 원소의 불순물 이온을 함으로써, p 채널형 TFT을 형성할 수 있다. 이로 인해, n 채널형 TFT 및 p 채널형 TFT에서 구성되는 상보형 구조를 가지는 데이터선 구동회로(101) 및 주사선 구동회로(104)를 TFT 어레이 기판(10)상의 주변부에 형성하는 것이 가능해진다. 이와 같이, 화소 스위칭용 TFT(30)를 구성하는 반도체층(1a)을 폴리실리콘막으로 형성하면, 화소 스위칭용 TFT(30)의 형성시에 거의 동일 공정에서, 데이터선 구동회로(101) 및 주사선 구동회로(104)를 형성할 수 있으며 제조상 유리하다.
다음에 공정(12)에 도시하는 바와 같이, 화소 스위칭용 TFT(30)에 있어서의 주사선(3a)과 함께 용량선(3b)을 덮도록, 예를 들면, 상압 또는 감압(減壓) CVD 법이나 TEOS 가스 등을 사용하여, NSG, PSG, BSG, BPSG 등의 실리게이트 글라스막, 질화 실리콘막이나 산화 실리콘막 등으로 이루어지는 제 2 층간절연막(4)을 형성한다. 제 2 층간절연막(4)의 막두께는, 약 500 내지 1500nm이 바람직하다.
다음에 공정(13)의 단계에서, 고 농도 소스 영역(1d) 및 고 농도 드레인 영역(1e)을 활성화하기 위하여 약 1000℃의 어닐링 처리를 20분 정도 한 후, 데이터선(6a)에 대한 콘택트 홀(5)을, 반응성 이온 에칭, 반응성 이온 빔 에칭 등의 드라이 에칭에 의해 또는 웨트 에칭에 의해 형성한다. 또한, 주사선(3a)이나 용량선(3b)을 도시하지 않은 배선과 접속하기 위한 콘택트 홀도, 콘택트 홀(5)과 동일한 공정에 의해 제 2 층간절연막(4)에 구멍을 개방한다.
다음에 도 8의 공정(14)에 도시하는 바와 같이, 제 2 층간절연막(4)의 위에, 스패터링 등에 의해, 차광성의 A1 등의 저 저항 금속이나 금속 실리사이드 등을 금속막(6)으로 하고, 약 100 내지 500nm의 두께, 바람직하게는 약 300nm로 퇴적하고, 또한 공정(15)에 도시하는 바와 같이, 포토리소그래피 공정, 에칭 공정 등에 의해, 데이터선(6a)을 형성한다.
다음에 공정(16)에 도시하는 바와 같이, 데이터선(6a) 위를 덮도록, 예를 들면, 상압(常厭) 또는 감압(減壓) CVD 법이나 TEOS 가스 등을 사용하여, NSG, PSG, BSG, BPSG 등의 실리게이트 글라스막, 질화 실리콘막이나 산화 실리콘막 등으로 이루어지는 제 3 층간절연막(7)을 형성한다. 제 3 층간절연막(7)의 막두께는 약 500 내지 1500nm이 바람직하다.
다음에 도 9의 공정(17)의 단계에 있어서, 화소 스위칭용 TFT(30)에 있어서, 화소 전극(9a)과 고 농도 드레인 영역(1e)을 전기 접속하기 위한 콘택트 홀(8)을, 반응성 이온 에칭, 반응성 이온 빔 에칭 등의 드라이 에칭에 의해 형성한다.
다음에 공정(18)에 도시하는 바와 같이, 제 3 층간절연막(7)의 위에, 스패터링 등에 의해, ITO 막 등의 투명 도전성 박막(9)을, 약 50 내지 200nm의 두께로 퇴적하고, 나아가 공정(19)에 도시하는 바와 같이, 화소 전극(9a)을 형성한다. 또한, 상기 액정장치를 반사형의 액정장치에 사용하는 경우에는, Al등의 반사율이 높은 불투명한 재료로 화소 전극(9a)을 형성하여도 좋다.
계속해서, 화소 전극(9a)의 위에 폴리이미드계의 배향막의 도포액을 도포한 후, 소정의 프리틸트 각을 가지도록 또한 소정 방향에서 러빙처리를 하는 것 등에 의해, 배향막(16)(도 3참조)이 형성된다.
다른쪽, 도 3에 도시한 대향기판(20)에 대해서는, 글라스기판 등이 먼저 준비되며, 제 2 차광막(23) 및 후술하는 칸막이로서의 제 3 차광막(도 18 및 도 19 참조)이 예를 들면 금속 크롬을 스패터링한 후, 포토리소그래피 공정, 에칭 공정을 거쳐서 형성된다. 또한, 이들의 제 2 차광막은, Cr, Ni(니켈), A1 등의 금속재료 외에, 카본이나 Ti를 포토레지스트로 분산한 수지 블랙 등의 재료로 형성하여도 좋다.
그 후, 대향기판(20)의 전면에 스패터링 등에 의해, ITO 등의 투명 도전성 박막을, 약 50 내지 200nm의 두께로 퇴적함으로써, 대향 전극(21)을 형성한다. 더욱이, 대향 전극(21)의 전면에 폴리이미드계의 배향막의 도포액을 도포한 후, 소정의 프리틸트 각을 가지도록 또한 소정방향에서 러빙처리를 하는 것 등에 의해, 배향막(22)(도 3참조)이 형성된다.
최후로, 상기 언급한 바와 같이 각 층이 형성된 TFT 어레이 기판(10)과 대향기판(20)은, 배향막(16 및 22)이 대면하도록 실재(52)에 의해 접착되며, 진공 흡인 등에 의해, 양 기판간의 공간에, 예를 들면 복수 종류의 네마틱 액정을 혼합하여 이루어지는 액정이 흡인되어, 소정 막두께의 액정층(50)이 형성된다.
(액정장치의 제 2 실시예)
본 발명에 의한 액정장치의 제 2 실시예에 대해서 도 10을 참조하여 설명한다.
상기 언급한 제 1 실시예에서는, 제 1 차광막(11a)을 화소를 따라 그물 모양으로 설치함으로써, 용량선(3b)의 저 저항화를 촉진할 수 있고, 나아가 용장 구조의 정도를 높이고 있지만, 제 2 실시예에서는, 제 1 차광막(11a)을 줄무늬 모양(stripe 형상)으로 설치한다. 그 밖의 구성에 대해서는, 제 1 실시예의 경우와 같기 때문에, 도면중 동일한 구성 요소에는 동일한 참조 부호를 붙이고, 그들의 설명을 생략한다. 또한, 도 10은 데이터선, 주사선, 화소 전극, 차광막 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수 화소군의 평면도이다.
도 10에 있어서, 제 1 차광막(11a)은, 주사선(3a)을 따라 연장되는 복수의 줄무늬 모양(스트라이프 모양) 부분으로 구성되어 있다. 즉, 제 1 차광막(11a)은 데이터선(6a)에 대향하는 소정의 영역으로 분단되고 있다. 따라서, 제 1 차광막(11a)에 전기 접속된 용량선(3b)의, 특히 주사선(3a)에 따른 방향에 있어서의 저 저항화를 촉진시킬 수 있다. 또한, 용량선(3b)과 제 1 차광막(11a)과의 사이에서의 용장 구조의 정도를 높일 수 있다.
또한, 제 2 실시예의 변형 예로서, 또한, 제 1 차광막(11a)을 주사선(3a) 및 용량선(3b)을 TFT 어레이 기판(10)의 측에서 보아 각각 중첩되는 위치에 줄무늬 모양으로 설치하는 동시에 주사선(3a)을 따라 복수 배열된 줄무늬 모양의 각 부분을 용량선(3b)을 통하여 서로 전기 접속되도록 구성하여도 좋다. 이와 같이 구성하여도, 용량선(3b)의 저 저항화를 촉진할 수 있고, 또한 용장 구조의 정도를 높일 수 있다.
(액정장치의 제 3 실시예)
본 발명에 의한 액정장치의 제 3 실시예에 대하여 도 11을 참조하여 설명한다.
상기 언급한 제 1 실시예에서는, 제 1 차광막(11a)을 그물 모양(격자 모양)으로 설치함으로써, 용량선(3b)의 저 저항화를 촉진시킬 수 있고, 또한 용장 구조의 정도를 높일 수 있지만, 제 3 실시예에서는, 제 1 차광막(11a)을 줄무늬 모양으로 설치하여, 채널 영역(1a')을 덮는 위치를 제외하고, 주사선(3a)에 대향하는 위치에는 형성하지 않는다. 그 밖의 구성에 대해서는, 제 1 실시예의 경우와 같기 때문에, 도면중 동일한 구성 요소에는 동일한 참조 부호를 붙이고, 그들의 설명을 생략한다. 또한, 도 12는 데이터선, 주사선, 화소 전극, 차광막 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도이다.
도 11에 도시하는 바와 같이, 화소 스위칭용 TFT(30)에 각각 대향하는 위치에 있어서 TFT 어레이 기판(10)과 각 화소 스위칭용 TFT(30)과의 사이에는, 제 1 차광막(11a)이 각각 설치되어 있다.
또한, 도 11에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는 콘택트 홀(13)을 통하여 제 1 차광막(11a)은 인접하는 전단 또는 후단에 설치된 용량선(3b)에 전기 접속되어 있다. 따라서, 각 제 1 차광막(11a)이 자단의 용량선에 전기 접속되는 경우와 비교하여, 화소부의 개구 영역의 가장자리를 따라, 데이터선(6a)에 중첩되어 용량선(3b) 및 제 1 차광막(11a)이 형성되는 영역의 다른 영역에 대한 단차가 적게 끝난다. 이와 같이 화소부의 개구 영역의 가장자리에 따른 단차가 적으면, 상기 단차에 따라서 발생되는 액정의 디스크리네이션(배향불량)을 감소할 수 있기 때문에 화소부의 개구 영역을 확대하는 것이 가능해진다.
또한, 제 1 차광막(11a)은 상기 언급한 바와 같이 직선 모양으로 신장하는 본선부에서 돌출한 돌출부에 콘택트 홀(13)이 개방되어 있다. 여기서, 콘택트 홀(13)의 개방 구멍 개소로서는, 가장자리에 가까운 만큼, 스트레스가 가장자리에서 발산되는 등의 이유로, 크랙이 발생하기 어려운 경우가 본원 발명자의 연구에 의해 판명하였다. 따라서 이 경우, 얼마만큼 돌출부의 선단에 근접하여 콘택트 홀(13)을 개방하는지에 따라서(바람직하게는, 마진 한계점까지 선단에 근접하는지에 따라서), 제조 과정중에 제 1 차광막(11a)에 이러한 응력이 완화되며, 보다 효과적으로 크랙을 방지할 수 있고, 제품 비율을 향상시키는 것이 가능해진다.
더욱이 본 실시예에서는 특히, 제 1 차광막(11a)은 채널 영역(1a')을 덮는 위치를 제외하고, 주사선(3a)에 대향하는 위치에는 형성되어 있지 않다. 따라서, 제 1 차광막(11a)과 각 주사선(3a)과의 사이의 용량 커플링이 실천상 거의 또는 전혀 생기지 않기 때문에, 주사선(3a)에서의 전위 변동에 의해 제 1 차광막(11a)에서의 전위 변동이 발생하지 않으며, 그 결과로, 용량선(3b)에서의 전위 변동도 발생하지 않는다. 또한, 제 3 실시예에서는, 서로 인접하는 전단 또는 후단의 화소에 설치된 용량선(3b)과 제 1 차광막(11a)을 접속하고 있기 때문에, 최상단 또는 최하단의 화소에 대하여 제 1 차광막(11a)에 정전위를 공급하기 위한 용량선(3b)이 필요하게 된다. 그래서, 용량선(3b)의 수를 수직 화소수에 대하여 1개 여분으로 설치해 두도록 하면 좋다.
또한, 도 11에서는, 제 1 차광막(11a)에서의 직선 모양의 본선 부분은, 용량선(3b)의 직선 모양의 본선 부분에 거의 중첩되도록 형성되어 있지만, 제 1 차광막(11a)이, TFT(30)의 채널 영역을 덮는 위치에 설치되어 있고 또한 콘택트 홀(13)을 형성 가능하도록 용량선(3b)과 어느 것인가의 개소에 중첩되어 있으면, TFT에 대한 차광기능 및 용량선(3b)에 대한 저 저항화 기능이 발휘 가능하다. 따라서, 예를 들면 서로 인접한 주사선(3a)과 용량선(3b)과의 사이에 있는 주사선(3a)에 따른 직사각형 모양의 틈 영역이나, 주사선(3a)과 약간 중첩되는 위치에까지도, 상기 제 1 차광막(11a)을 설치하여도 된다.
(액정장치의 제 4 실시예)
본 발명에 의한 액정장치의 제 4 실시예에 대해서 도 12를 참조하여 설명한다.
상기 언급한 제 1 에서 제 3 실시예에서는, 제 1 차광막(11a)중 주사선(3a)이나 용량선(3b)에 따른 본선부는, 대강 용량선(3b)의 아래로 형성되어 있지만, 제 6 실시예에서는, 이와 같이 주사선(3a)이나 용량선(3b)에 따른 본선부는, 대강 주사선(3a)의 아래로 줄무늬 모양으로 형성되며, 용량선(3b)의 아래에는 형성되어 있지 않다. 그 밖의 구성에 대해서는, 제 1 실시예의 경우와 같기 때문에, 도면중 동일한 구성 요소에는 동일한 참조부호를 붙이고, 그들의 설명을 생략한다. 또한, 도 12는 데이터선, 주사선, 화소 전극, 차광막 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도이다.
도 12에 있어서, 액정장치에는 특히, 줄무늬 모양의 제 1 차광막(11a)의 주사선(3a)에 따라 신장하는 본선부는, 주사선(3a) 아래로 배치되어 있다. 즉, 이 본선부에 있어서 제 1 차광막(11a) 위에는, 예를 들면 화소부에 있어서의 TFT를 구성하는 게이트 절연막보다도 훨씬 두꺼운 제 1 층간절연막을 통하여 주사선(3a)이 형성되어 있다. 이 때문에, 가령, 제조 과정에 있어서 의도하지 않는 돌기 등의 이상형상 부분이 제 1 차광막(11a) 위에 형성된 경우에도, 이 돌기 등이 제 1 층간절연막을 돌파함으로써 제 1 차광막(11a)이 주사선(3a)과 쇼트할 가능성을 매우 낮게 할 수 있다.
상기 언급한 제 1 내지 제 3 실시예와 같이 제 1 차광막(11a) 위에 형성된 돌기 등 위에 반도체층(1a) 및 절연박막(2) 및 용량선(3b)이 또한 적층 형성되어 있는 경우에는(도 3참조), 이 돌기 등이 반도체층(1a)을 통하여 매우 얇은 절연박막(2)을 돌파하여 반도체층(1a)과 용량선(3b)이 쇼트할 가능성이 높아지는 것을 고려하면, 제 4 실시예에 있어서의, 주사선(3a)에 대향하는 위치에 제 1 차광막(11a)이 형성되는 구성은 공정 제품 비율을 향상시키는 데에 있어서 보다 유리하다.
따라서 더욱이, 이와 같이 제품 비율을 향상시키는 관점에서는, 제 1 차광막(11a)과 용량선(3b)이 대향하여 형성되는 기판상 영역을 되도록이면 작게 하는 동시에 제 1 차광막(11a)과 주사선(3a)이 대향하여 형성되는 기판상 영역을 되도록이면 크게 하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 제 4 실시예에서는 도 12에 도시하는 바와 같이, 제 1 차광막(11a)과 용량선(3b)을 콘택트 홀(13)에 의해 전기 접속하기 때문에 최저한 필요한 영역 및 TFT(30)의 채널 영역(도면중, 오른쪽으로 내려 가는 사선부)을 차광하기 위해 최저한 필요한 영역을 제외하는 영역에서는, 제 1 차광막(11a)은, 용량선(3b)에 대향 배치되지 않고, 주사선(3a)에 대향 배치되어 있다.
이상의 결과로, 제 4 실시예에 의해, 제 1 차광막(11a)을 용량선(3b)의 저 저항화를 위해 사용하여도, 매우 얇은 절연박막(2)을 통하여 대향 배치되는 용량선(3b)과 반도체층(1a)이 쇼트할 가능성을 실천상 거의 또는 전혀 높일 수 없고, 최종적으로는 상기 액정장치의 제품 비율의 향상을 꾀할 수 있다.
(액정장치의 제 5 실시예)
본 발명에 의한 액정장치의 제 5 실시예에 대해서 도 13을 참조하여 설명한다.
상기 언급한 제 1 실시예 내지 제 4 실시예에서는, 용량선(3b)과 제 1 차광막(11a)을 전기 접속하기 위한 콘택트 홀(13)은, 평면형상이 사각형이지만, 제 5 실시예에서는, 이 콘택트 홀의 평면형상을 둥근원, 타원형 등의 원형으로 한다. 그 밖의 구성에 대해서는, 제 1 실시예 내지 제 4 실시예의 경우와 같으며, 본 실시예에서는 제 3 실시예의 콘택트 홀(13)의 형상을 변형한 것이며, 도면중 동일한 구성 요소에는 동일한 참조부호를 붙이고, 그들의 설명을 생략한다. 또한, 도 13은 데이터선, 주사선, 화소 전극, 차광막 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도이다.
도 13에 있어서, 용량선(3b)과 제 1 차광막(11a)을 전기 접속하기 위한 콘택트 홀(13)은 기판에 평행한 평면형상이 원형이 되도록 구성되어 있다.
이와 같이 구성하면, 콘택트 홀(13)을 개방하기 위해서 웨트 에칭공정을 제조 과정에 사용하는 경우에, 제 1 차광막(11a)과 제 1 층간절연막(12)과의 계면에 에칭용액이 침입하여, 크랙을 발생시킬 가능성을 감소할 수 있다. 즉, 제 3 실시예와 같이, 평면형상이 사각 등의 각(角) 부분을 갖는 콘택트 홀(13)을, 웨트 에칭에 의해 구멍을 개방하려면, 각(角) 부분에 특히 에칭용액이 침입하기 쉽고 또한 응력 집중도 일어나기 쉽기 때문에, 이 각 부분에서 제 1 차광막(11a) 등으로 크랙이 생기기 쉽게 되는 것이다.
이에 대하여, 제 1 실시예에 있어서의 콘택트 홀(13)을 드라이 에칭 공정에서 구멍을 개방하는 경우에는, 제 1 층간절연막(12)과 제 1 차광막(11a)과의 사이의 선택비와의 관계로, 매우 얇은 제 1 차광막(11a)을 에칭이 관통해 버릴 가능성이 높다. 이 때문에 본 실시예와 같이, 원형의 콘택트 홀(13')을 채용하여서의 웨트 에칭공정은, 관통 방지 및 크랙 방지의 관점에서 실천상 대단히 유리하다.
이상의 결과로, 제 3 실시예에 의해, 콘택트 홀 부근에서의 배선의 신뢰성을 높일 수 있고, 상기 액정장치의 제품 비율의 향상을 꾀할 수 있다. 또한, 본 실시예의 콘택트 홀의 형상은, 일례로서 제 3 실시예의 구성의 콘택트 홀의 형상을 변형하였지만, 본 실시예는, 제 1 실시예, 제 2 실시예, 제 4 실시예에도 적용가능하다.
(액정장치의 제 6 실시예)
본 발명에 의한 액정장치의 제 6 실시예에 대해서 도 14를 참조하여 설명한다.
상기 언급한 제 1 및 제 5 실시예에서는, 제 1 차광막(11a)은, 콘택트 홀(13 또는 13')을 통하여 전단 또는 후단의 용량선(3b)과 전기 접속되어 있지만, 제 6 실시예에서는, 각 차광막은, 자단의 용량선에 전기 접속된다. 그 밖의 구성에 대해서는, 제 5 실시예의 경우와 같기 때문에, 도면중 동일한 구성 요소에는 동일한 참조부호를 붙이고, 그들의 설명을 생략한다. 또한, 도 14는, 데이터선, 주사선, 화소 전극, 차광막 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도이다.
도 14에 있어서, 제 1 차광막(11a)은 화소부에서 반도체층(1a)의 채널 영역을 포함하는 TFT를 TFT 어레이 기판의 측에서 보아 덮는 위치에 설치되어 있고, 게다가, 용량선(3b)의 직선 모양의 본선부에 대향하여 주사선(3a)을 따라 직선 모양으로 신장하는 본선부와, 데이터선(6a)과 교차하는 개소에서 데이터선(6a)을 따라 다음 단측(즉, 도면중하향)에 돌출한 돌출부와, 데이터선(6a)과 교차하는 개소에서 데이터선(6a)을 따라 전단측(즉, 도면중 하향)에 돌출한 돌출부를 갖는다.
이 제 1 차광막(11a)의 하향의 돌출부는 채널 영역을 덮고 또한, 콘택트 홀(5)을 덮는 위치까지 하향으로 연장되고 있다.
다른쪽, 제 1 차광막(11a)의 상향의 돌출부는, 데이터선(6a) 아래에 있어서 용량선(3b)의 상향의 돌출부에 중첩되어 있고, 이 중첩의 선단 부근에는, 제 1 차광막(11a)과 용량선(3b)을 전기 접속하는 원형의 콘택트 홀(13')이 설치되어 있다. 즉, 본 실시예에서는, 각 단(즉, 각 화소의 행)에 있어서의 제 1 차광막(11a)은, 콘택트 홀(13')에 의해 자단의 용량선(3b)에 전기 접속되고 있다.
이와 같이 구성하면, 데이터선(6a)에 중첩되어 TFT(30), 용량선(3b) 및 제 1 차광막(11a)이 형성되는 영역의 다른 영역에 대한 단차는 커지지만, 비교적 용이하게 용량선(3b)과 제 1 차광막(11a)을 전기 접속하는 것이 가능해진다.
나아가, 이와 같이 구성하면, 제 1 차광막(11a)의 상향 돌출부가, 제 1 축적 용량 전극(1f)과 중첩되기 때문에, 데이터선(6a) 아래의 스페이스를 이용하여, 제 3 축적 용량 전극으로서의 제 1 차광막(11a)과 제 1 축적 용량 전극(1f)과의 사이에 형성되는 축적 용량(70)을 크게 할 수 있는 이점도 얻어진다.
또한, 본 실시예에 있어서도, 제 3 실시예의 경우와 같이, 콘택트 홀을 사각으로 하여 자단의 용량선과 차광막을 전기 접속하여도 좋다. 또한, 제 3 실시예에서는, 자단의 화소에 설치되는 용량선(3b)과 제 1 차광막(11a)을 접속하고 있기 때문에, 최상단 또는 최하단의 화소에 여분인 용량선(3b)을 설치할 필요가 없기 때문에 유리하다.
(액정장치의 제 7 실시예)
본 발명에 의한 액정장치의 제 7 실시예에 대해서 도 15를 사용하여 설명한다. 상기 언급한 제 3 또는 제 4 실시예에 있어서는, 제 1 차광막(11a)은 주사선(3a) 또는 용량선(3b)을 따라 형성되어 있지만, 본 실시예에서는 데이터선(6a)을 따라 형성되어 있다. 도면중 동일한 구성에는 동일한 참조부호를 붙이고, 그들의 설명을 생략한다. 또한, 도 15는 데이터선, 주사선, 화소 전극, 차광막 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도이다.
도 15에 도시하는 바와 같이, 제 1 차광막(11a)은 콘택트 홀(13')을 통하여 접속되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 화소 전극(9a)과 반도체막(1a)을 접속하기 위한 콘택트 홀(8)로부터 제 1 차광막(11a)의 거리를 둘 수 있기 때문에, 제 1 차광막(11a)을 형성하는 금속막의 응력에 의해, 용량선(3b)과 반도체(1a)가 단락하고, 점(点) 결함이 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제 1 차광막(11a)은, 화소영역 주변에서 정(定)전위선과 접속함으로써, 전위를 고정하면 좋다.
(액정장치의 제 8 실시예)
상기 언급한 제 1 실시예 내지 제 7 실시예에서는 TFT(30), 주사선(3a),용량선(3b), 데이터선(6a) 등을 형성한 적층 영역에서의 다른 영역에 대한 단차에 대하여, 아무런 평탄화처리도 실시하고 있지 않지만, 제 8 실시예에서는, 제 1층간 절연막(12)을 오목형상으로 형성함으로써, 이러한 평탄화처리를 실시하는 것이다. 그 밖의 구성에 대해서는, 제 1 실시예 내지 제 7 실시예의 경우와 같기 때문에, 도면중 동일한 구성 요소에는 동일한 참조부호를 붙이고, 그들의 설명을 생략한다. 또한, 도 16은, 도 3의 A-A' 단면도이다. 즉, 제 8 실시예의 액정장치의 평면도는, 제 1 실시예 내지 제 7 실시예와 같다.
도 16에 있어서, 제 1 층간절연막(12')은 TFT(30), 데이터선(6a), 주사선(3a) 및 용량선(3b)에 대향하는 부분이 오목형상으로 움푹 들어가게 형성되어 있다. 이로 인해, 제 3 층간절연막(7)의 액정층(50)에 면하는 측이 평탄화되어 있다. 따라서, 제 4 실시예에 의하면, 제 3 층간절연막(7)의 액정층(50)에 면하는 측이 평탄화되어 있기 때문에, 상기 평탄화의 정도에 따라서 제 3 층간절연막(7)의 표면의 요철에 의해 발생되는 액정의 디스크리네이션(배향불량)을 감소할 수 있다. 이 결과, 제 8 실시예에 의하면, 보다 고품위의 화상표시가 가능해지며, 화소부의 개구 영역을 확대하는 것도 가능해진다.
또한, 이와 같이 제 1 층간절연막(12')을 형성하는 방법으로서는, 제 1 층간절연막(12')을 2층구조로서, 일층만으로 이루어지는 얇은 부분을 오목형상의 움푹 들어간 부분으로서 2층이 두꺼운 부분을 오목형상의 제방(堤防)부분으로 하도록 박막형성 및 에칭을 하면 좋다. 또는, 제 1 층간절연막(12')을 단일층 구조로서, 에칭에 의해 오목형상의 움푹하게 들어간 구멍을 개방하도록 하여도 좋다. 이들의 경우, 반응성 이온 에칭, 반응성 이온 빔 에칭 등의 드라이 에칭을 사용하면, 설계치수대로 오목형상 부분을 형성할 수 있는 이점이 있다. 한편, 적어도 웨트 에칭을 단독으로 또는 드라이 에칭과 조합하여 사용한 경우에는, 도 15에 도시한 바와 같이 오목형상의 움푹 들어간 측벽면을 테이퍼형상으로 형성할 수 있기 때문에, 후 공정에서 오목형상의 움푹 들어간 안에 형성되는 폴리실리콘막, 레지스트 등의 측벽 주위에의 잔류를 감소할 수 있으므로, 제품 비율의 저하를 초래하지 않는 이점이 얻어진다. TFT 어레이 기판(10)에 홈을 형성하여, 배선이나 TFT(30)를 그 홈의 영역에 형성하고, 평탄화하여도 좋다.
또한, 본 실시예에서는, 제 3 축적 용량 전극으로서 제 1 차광막(11a)이 제 1 축적 용량 전극(1f)과 대향하는 부분에 있어서도, 제 1 층간절연막(12')이 얇기 때문에, 이 부분에 있어서의 축적 용량(70)이 증대하는 이점도 얻어진다. 또한, 상기 언급한 바와 같은 제 8 실시예에 있어서의 평탄화 기술은, 제 1 내지 제 7 실시예의 어느 것이나 적용 가능하다.
(액정장치의 제 9 실시예)
본 발명에 의한 액정장치의 제 9 실시예에 대해서 도 17을 참조하여 설명한다.
상기 언급한 제 8 실시예에서는, 제 1 층간절연막(12)에 오목형상의 움푹 들어가게 형성하여, 평탄화처리를 하였지만, 제 9 실시예에서는, 제 3 층간절연막을 오목형상으로 형성함으로써, 이러한 평탄화처리를 하는 것이다. 그 밖의 구성에 대해서는, 제 1 내지 제 8 실시예의 경우와 같기 때문에, 도면중 동일한 구성 요소에는 동일한 참조부호를 붙이고, 그들의 설명을 생략한다. 또한, 도 17은, 도 2의 A-A' 단면에 대응하는 단면도이다. 즉, 제 8 실시예의 액정장치의 평면도는, 제 1 실시예 내지 제 7 실시예와 같다.
도 17에 있어서, 제 3 층간절연막(7')은, TFT(30), 데이터선(6a), 주사선(3a) 및 용량선(3b)에 대향하는 부분이 오목형상으로 움푹 들어가게 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, CMP(Chemica1 Mechanica1 Po1ishing)처리가, 제 3 층간절연막(7')의 상면에 실시되어 있다. 이로 인해, 제 3 층간절연막(7')의 액정층(50)에 면하는 측이 평탄화되어 있다. 따라서, 제 5 실시예에 의하면, 상기 평탄화의 정도에 따라서 제 3 층간절연막(7')의 표면의 요철에 의해 발생되는 액정의 디스크리네이션(배향불량)을 감소할 수 있다. 이 결과, 제 5 실시예에 의하면, 보다 고 품위의 화상 표시가 가능해지고, 화소부의 개구 영역을 확대하는 것도 가능해진다.
또한, 이러한 CMP 처리 외에, 스핀 코드 등에 의해 SOG(스핀 온 글라스)를 형성하고, 제 3 층간절연막(7')의 상면을 평탄화하여도 좋다.
또한, 상기 언급한 제 8 및 제 9 실시예에서는 각각, 제 1 및 제 3 층간절연막에 오목형상 부분을 형성하도록 하였지만, 제 2 층간절연막에 오목형상 부분을 형성하여도 좋고, 또한, 이들을 조합하여도 좋다.
이들에 가하여, 제 1, 제 2 또는 제 3 층간절연막에 형성하는 오목형상 부분을 TFT(30), 데이터선(6a), 주사선(3a) 및 용량선(3b)의 모두에 대향하는 부분으로 하는 것이 아니라, 오목형상 부분을 적어도, 이들중 아무런 평탄화처리도 하지 않은 경우에 가장 합계 막두께가 두텁게 되는 데이터선(6a)에 대향하는 부분으로 하고, 제 8 또는 제 9 실시예와 같은 평탄화처리를 하여도 좋다. 또한, 상기 언급한 바와 같은 제 8 및 제 9 실시예에 있어서의 평탄화 기술은, 제 1 내지 제 7 실시예중 어느 것에도 적용 가능하다.
(액정장치의 전체구성)
이상과 같이 구성된 액정장치의 각 실시예의 전체 구성을 도 18 및 도 19를 참조하여 설명한다. 또한, 도 18은, TFT 어레이 기판(10)을 그 위에 형성된 각 구성 요소와 같이 대향기판(20)의 측에서 본 평면도이며, 도 19는, 대향기판(20)을 포함해서 도시하는 도 18의 H-H' 단면도이다.
도 18에 있어서, TFT 어레이 기판(10) 위에는, 실재(52)가 그 가장자리를 따라 설치되어 있으며, 그 안쪽으로 병행하며, 예를 들면 제 2 차광막(23)과 같은 또는 다른 재료로 이루어지는 칸막이로서의 제 3 차광막(53)이 설치되어 있다. 실재(52)의 외측의 영역에는, 데이터선 구동회로(101) 및 외부회로 접속단자(102)가 TFT 어레이 기판(10)의 한변을 따라 설치되어 있고, 주사선 구동회로(104)가, 이 한변에 인접하는 두변을 따라 설치되어 있다. 주사선(3a)에 공급되는 주사신호 지연이 문제가 되지 않는 것이라면, 주사선 구동회로(104)는 한 쪽만이라도 좋은 것은 말할 필요도 없다. 또한, 데이터선 구동회로(101)를 화상표시 영역의 변을 따라 양측에 배열하여도 좋다. 예를 들면 홀수 열의 데이터선(6a)은 화상표시 영역의 한쪽 변을 따라 배치된 데이터선 구동회로에서 화상신호를 공급하며, 짝수 열의 데이터선은 상기 화상표시 영역의 반대측의 변을 따라 배치된 데이터선 구동회로로부터 화상신호를 공급하도록 하여도 좋다. 이렇게 데이터선(6a)을 빗살 모양으로 구동하도록 하면, 데이터선 구동회로의 점유 면적을 확장할 수 있기 때문에, 복잡한 회로를 구성하는 것이 가능해진다. 더욱이 TFT 어레이 기판(10)의 남는 한변에는, 화상표시 영역의 양측에 설치된 주사선 구동회로(104) 사이를 연결하기 위한 복수의 배선(105)이 설치되어 있고, 또한, 칸막이로서의 제 3 차광막(53)의 아래에 가려서 프리챠지 회로(201)(도 4참조)를 설치하여도 좋다. 또한, 대향기판(20)의 코너부의 적어도 1개소에 있어서는, TFT 어레이 기판(10)과 대향기판(20)과의 사이에 전기적 도통을 취하기 위한 도통재(106)가 설치되어 있다. 그리고, 도 19에 도시하는 바와 같이, 도 18에 도시한 실재(52)와 거의 같은 윤곽을 가지는 대향기판(20)이 상기 실재(52)에 의해 TFT 어레이 기판(10)에 고착되어 있다.
상기의 도 1에서 도 19를 참조하여 설명한 각 실시예에 있어서의 액정장치의 TFT 어레이 기판(10)상에는 또한, 제조 도중이나 출하시의 상기 액정장치의 품질, 결함 등을 검사하기 위한 검사회로 등을 형성하여도 된다. 또한, 데이터선 구동회로(101) 및 주사선 구동회로(104)를 TFT 어레이 기판(10) 위에 설치하는 대신에, 예를 들면 TAB(Tape Automated Bonding) 기판 위에 설치된 구동용 LSI에, TFT 어레이 기판(10)의 주변부에 설치된 이방성 도전 필름을 통하여 전기적 및 기계적으로 접속하도록 하여도 된다. 또한, 대향기판(20)의 투사광이 입사하는 측 및 TFT 어레이 기판(10)의 출사광이 출사하는 측에는 각각, 예를 들면, TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertically Aligned) 모드, PDLC(Po1ymer Dipersed Liquid Crystal) 모드 등의 동작 모드나, 노멀리 백 모드/노멀리 블랙 모드의 별도에 따라, 편광 필름, 위상차 필름, 편광수단 등이 소정의 방향으로 배치된다.
상기 설명한 각 실시예에 있어서의 액정장치는, 컬러 액정 프로젝터(투사형 표시장치)에 적용되므로, 3장의 액정장치가 RGB 용의 라이트 밸브로서 각각 사용되며, 각 라이트 밸브에는 각각 RGB 색 분해용의 다이크로익 미러를 통하여 분해된 각 색의 광이 투사광으로서 각각 입사되게 된다. 따라서, 각 실시예에서는, 대향기판(20)에 컬러 필터는 설치되어 있지 않다. 그러나, 제 2 차광막(23)의 형성되어 있지 않은 화소 전극(9a)에 대향하는 소정 영역에 RGB의 컬러 필터를 그 보호막과 함께, 대향기판(20) 위에 형성하여도 된다. 이와 같이 하면, 액정 프로젝터 이외의 직시형이나 반사형의 컬러 액정 텔레비전 등의 컬러 액정장치에 각 실시예에 있어서의 액정장치를 적용할 수 있다. 더욱이, 대향기판(20) 위에 1화소 1개 대응하도록 마이크로 렌즈를 형성하여도 된다. 이와 같이 하면, 입사광의 집광 효율을 향상함으로써, 밝은 액정장치가 실현된다. 더욱이 또, 대향기판(20) 위에, 어느 층의 굴절율의 상위하는 간섭층을 퇴적함으로써, 광의 간섭을 이용하여, RGB 색을 만들어내는 다이크로익 필터를 형성하여도 된다. 이 다이크로익 필터가 붙어 있는 대향기판에 의하면, 보다 밝은 컬러 액정장치가 실현된다.
상기 설명한 각 실시예에 있어서의 액정장치에서는, 종래와 같이 입사광을 대향기판(20)의 측에서 입사하였지만, 제 1 차광막(11a)을 설치하고 있기 때문에, TFT 어레이 기판(10)의 측에서 입사광을 입사하여, 대향기판(20)의 측에서 출사하도록 하여도 좋다. 즉, 이와 같이 액정장치를 액정 프로젝터에 부착하여도, 반도체층(1a)의 채널 영역(1a') 및 저 농도 소스 영역(1b), 저 농도 드레인 영역(1c)에 광이 입사하는 것을 막을 수 있고, 고 화질의 화상을 표시하는 것이 가능하다. 여기서, 종래는, TFT 어레이 기판(10)의 이면측에서의 반사를 방지하기 때문에, 반사 방지용의 AR(Anti-ref1ection) 피막된 편광수단을 별도로 배치하거나, AR 필름을 붙일 필요가 있었다. 그러나, 각 실시예에서는, TFT 어레이 기판(10)의 표면과 반도체층(1a)의 적어도 채널 영역(1a') 및 저 농도 소스 영역(1b), 저 농도 드레인 영역(1c)과의 사이에 제 1 차광막(11a)이 형성되어 있기 때문에, 이러한 AR 피막된 편광수단이나 AR 필름을 사용하거나, TFT 어레이 기판(10) 그 자체를 AR 처리한 기판을 사용할 필요가 없어진다. 따라서, 각 실시예에 의하면, 재료 비용을 삭감할 수 있고, 또한 편광수단의 부착시에, 먼지, 상처 등에 의해, 제품 비율을 떨어뜨리지 않아 대단히 유리하다. 또한, 내광성이 우수하기 때문에, 밝은 광원을 사용하거나, 편광 빔 스플리터에 의해 편광 변환하고, 광 이용 효율을 향상시켜도, 광에 의한 누화(漏話) 등의 화질 열화를 발생시키지 않는다.
또한, 각 화소에 설치되는 스위칭 소자로서는, 정(正) 스태거형 또는 코플레이너형의 폴리실리콘 TFT라고 하여 설명하였지만, 역(逆) 스태거형의 TFT나 어모퍼스 실리콘 TFT 등의 다른 형식의 TFT에 대해서도, 각 실시예는 유효하다.
(전자기기)
상기의 액정장치를 사용한 전자기기의 일례로서, 투사형 표시장치의 구성에 대해서, 도 21을 참조하여 설명한다. 도 21에 있어서, 투사형 표시장치(1100)는, 상기 언급한 액정장치를 3개 준비하고, 각각 RGB 용의 액정장치(962R, 962G 및 962B)로서 사용한 투사형 액정장치의 광학계의 개략 구성도를 도시한다. 본 예의 투사형 표시장치의 광학계에는, 상기 언급한 광원장치(920)와, 균일 조명 광학계(923)가 채용되고 있다. 그리고, 투사형 표시장치는, 이 균일 조명 광학계(923)로부터 출사되는 광속(光束)(W)을 적색(R), 녹색(G), 청색(B)으로 분리하는 색 분리수단으로서의 색 분리 광학계(924)와, 각 색 광속(R, G, B)을 변조하는 변조수단으로서의 3개의 라이트 밸브(925R, 925G, 925B)와, 변조된 후의 색 광속을 재 합성하는 색 합성수단으로서의 색 합성 프리즘(910)과, 합성된 광속을 투사면(100)의 표면에 확대 투사하는 투사수단으로서의 투사 렌즈 유니트(906)를 구비하고 있다. 또한, 청색 광속(B)을 대응하는 라이트 밸브(925B)에 인도하는 도광계(927)도 구비하고 있다.
균일 조명 광학계(923)는, 2개의 렌즈판(921, 922)과 반사 미러(931)를 구비하고 있고, 반사 미러(931)를 끼워서 2개의 렌즈판(921, 922)이 직교하는 상태로 배치되어 있다. 균일 조명 광학계(923)의 2개의 렌즈판(921, 922)은, 각각 매트릭스 모양으로 배치된 복수의 직사각형 렌즈를 구비하고 있다. 광원장치(920)로부터 출사된 광속은, 제 1의 렌즈판(921)의 직사각형 렌즈에 의해서 복수의 부분 광속으로 분할된다. 그리고, 이들의 부분 광속은, 제 2의 렌즈판(922)의 직사각형 렌즈에 의해서 3개의 라이트 밸브(925R, 925G, 925B) 부근에서 중첩된다. 따라서, 균일 조명 광학계(923)를 사용함으로써, 광원장치(920)가 출사 광속의 단면내에서 불균일한 조도 분포를 가지고 있는 경우라도, 3개의 라이트 밸브(925R, 925G, 925B)를 균일한 조명광으로 조명하는 것이 가능해진다.
각 색 분리 광학계(924)는, 청 녹색반사 다이크로익 미러(941)와, 녹색반사 다이크로익 미러(942)와, 반사 미러(943)로 구성된다. 우선, 청 녹색반사 다이크로익 미러(941)에 있어서, 광속(W)에 포함되고 있는 청색 광속(B) 및 녹색 광속(G)이 직각으로 반사되어, 녹색반사 다이크로익 미러(942)의 측으로 향한다. 적색 광속(R)은 이 미러(941)를 통과하고, 후방의 반사 미러(943)로 직각으로 반사되어, 적색 광속(R)의 출사부(944)로부터 색 합성 프리즘(910)의 측으로 출사된다.
다음에, 녹색반사 다이크로익 미러(942)에 있어서, 청 녹색반사 다이크로익 미러(941)에 있어서 반사된 청색, 녹색 광속(B, G)중, 녹색 광속(G)만이 직각으로 반사되며, 녹색 광속(G)의 출사부(945)로부터 색 합성 광학계의 측으로 출사된다. 녹색반사 다이크로익 미러(942)를 통과한 청색 광속(B)은, 청색 광속(B)의 출사부(946)로부터 도광계(927)의 측으로 출사된다. 본 예에서는, 균일 조명 광학소자의 광속(W)의 출사부로부터, 색 분리 광학계(924)에 있어서의 각 색 광속의 출사부(944, 945, 946)까지의 거리가 거의 같아지도록 설정되어 있다.
색 분리 광학계(924)의 적색, 녹색 광속(E, G)의 출사부(944, 945)의 출사측에는, 각각 집광 렌즈(951, 952)가 배치되어 있다. 따라서, 각 출사부로부터 출사된 적색, 녹색 광속(R, G)은, 이들의 집광 렌즈(951, 952)에 입사하여 평행화된다.
이와 같이 평행화된 적색, 녹색 광속(R, G)은, 라이트 밸브(925E, 925G)에 입사하여 변조되며, 각 색광에 대응한 화상정보가 부가된다. 즉, 이들의 액정장치는, 도시하지 않은 구동수단에 의해서 화상 정보에 따라 스위칭 제어되고, 이로 인하여, 여기를 통과하는 각 색광의 변조가 행하여진다. 한편, 청색 광속(B)은, 도광계(927)를 통하여 대응하는 라이트 밸브(925B)에 인도되고, 여기에 있어서, 마찬가지로 화상 정보에 따라 변조가 실시된다. 또한, 본 예의 라이트 밸브(925R, 925G, 925B)는, 각각 또한 입사측 편광수단(960R, 960G, 960B)과, 출사측 편광수단(961R, 961G, 961B)과, 이들의 사이에 배치된 액정장치(962R, 962G, 962B)로 이루어지는 액정 라이트 밸브이다.
도광계(927)는, 청색 광속(B)의 출사부(946)의 출사측에 배치한 집광 렌즈(954)와, 입사측 반사 미러(971)와, 출사측 반사 미러(972)와, 이들의 반사 미러의 사이에 배치한 중간 렌즈(973)와, 라이트 밸브(925B)의 바로 앞측에 배치한 집광 렌즈(953)로 구성되어 있다. 집광 렌즈(946)로부터 출사된 청색 광속(B)은, 도광계(927)를 통하여 액정장치(962B)에 인도되어 변조된다. 각 색 광속의 광로 길이, 즉, 광속(W)의 출사부로부터 각 액정장치(962R, 9625G, 962B)까지의 거리는 청색 광속(B)이 가장 길어지며, 따라서, 청색 광속의 광량 손실이 가장 많아진다. 그러나, 도광계(927)를 개재시킴으로써, 광량 손실을 억제할 수가 있다.
각 라이트 밸브(925R, 925G, 925B)를 통과하여 변조된 각 색 광속(R, G, B)은, 색 합성 프리즘(910)에 입사되어, 합성된다. 그리고, 이 색 합성 프리즘(910)에 의해서 합성된 광이 투사 렌즈 유니트(906)를 통하여 소정의 위치에 있는 투사면(100)의 표면에 확대 투사되도록 되어 있다.
본 예에서는, 액정장치(962R, 962G, 962B)에는, TFT의 아래쪽에 차광층이 설치되어 있기 때문에, 상기 액정장치(962R, 962G, 962B)로부터의 투사광에 근거하는 액정 프로젝터 내의 투사 광학계에 의한 반사광, 투사광이 통과할 때의 TFT 어레이 기판의 표면에서의 반사광, 다른 액정장치로부터 출사된 후에 투사 광학계를 관통해 오는 투사광의 일부 등이, 복귀 광으로서 TFT 어레이 기판의 측으로부터 입사하여도, 화소 전극의 스위칭용 TFT의 채널에 대한 차광을 충분히 할 수 있다.
이 때문에, 소형화에 적합한 프리즘 유니트를 투사 광학계에 사용하여도, 각 액정장치(962R, 962G, 962B)와 프리즘 유니트와의 사이에서, 복귀 광 방지용의 필름을 별도로 배치하거나, 편광수단으로 복귀 광 방지처리를 하거나 하는 것이 불필요하게 되기 때문에, 구성을 소형 또한 간이화하는 데에 있어서 매우 유리하다.
또한, 본 실시예에서는, 복귀 광에 의한 TFT의 채널 영역에의 영향을 억제할 수 있기 때문에, 액정장치에 직접 복귀 광 방지처리를 한 편광수단(961R, 961G, 961B)를 붙이지 않아도 된다. 그래서, 도 18에 도시하는 바와 같이, 편광수단을 액정장치로부터 분리하여 형성하고, 보다 구체적으로는, 한쪽의 편광수단(961R, 961G, 961B)은 색 합성 프리즘(910)에 붙이고, 다른쪽의 편광수단(960R, 960G, 960B)은 집광 렌즈(953, 945, 944)에 붙이는 것이 가능하다. 이와 같이, 편광수단을 프리즘 유니트 또는 집광 렌즈에 붙임으로써, 편광수단의 열은, 프리즘 유니트 또는 집광 렌즈로 흡수되기 때문에, 액정장치의 온도 상승을 방지할 수가 있다.
또한, 도시를 생략하지만, 액정장치와 편광수단을 이간형성함으로써, 액정장치와 편광수단과의 사이에는 공기층이 될 수 있기 때문에, 냉각수단을 설치하고, 액정장치와 편광수단과의 사이에 냉풍 등의 송풍을 보내줌으로써, 액정장치의 온도 상승을 또한 방지할 수 있고, 액정장치의 온도 상승에 의한 오동작을 방지할 수 있다.
본 발명의 액정장치에 의하면, 복수의 차광막을 이용하여 저 저항한 용량선에 의해, 복수의 화소 전극에 대하여 축적 용량을 각각 부여하도록 하였으므로, 액정장치의 구동 주파수를 높여도, 데이터선과 용량선과의 용량 커플링에 의한 용량선의 전위 변동에 기인하는 측면 누화나 비용 등은 감소되며, 고 품위의 화상 표시를 할 수 있다. 또한, 프리챠지나 주사선 반전 구동을 양호하게 할 수 있다. 이들에 가하여, 이물 등에 의해 용량선이 도중에서 단선하여도 차광막에 의한 배선이 용량선 대신으로 되기 때문에 용장 구조가 실현되고, 또한, 차광막에 의한 배선에 관한 크랙의 발생이 적고 신뢰성 및 품질이 우수한 액정장치를 실현할 수 있다.

Claims (35)

  1. 한 쌍의 기판간에 액정이 끼워져 이루어지며, 상기 한 쌍의 기판의 한쪽의 기판상에는, 매트릭스 모양으로 배치된 복수의 화소 전극과,
    상기 복수의 화소 전극을 각각 구동하는 복수의 박막 트랜지스터와,
    상기 복수의 박막 트랜지스터에 각각 접속된 복수의 데이터선 및 복수의 주사선과,
    상기 복수의 주사선 각각과 병행하여 상기 복수의 데이터선에 교차하는 방향으로 각각 연장하며, 상기 복수의 화소 전극에 대하여 축적 용량을 각각 부여하는 복수의 용량선과,
    상기 복수의 데이터선에 교차하는 방향으로 각각 연장하고, 상기 복수의 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역이 상기 한쪽의 기판 측에서 보아 각각 덮는 위치 및 상기 복수의 용량선에 적어도 부분적으로 각각 대향하는 위치에 설치되며, 상기 복수의 데이터선에 교차하는 방향에 대하여 1 또는 복수의 화소마다 상기 복수의 용량선과 각각 전기 접속된 복수의 차광막과,
    상기 복수의 차광막과 상기 박막 트랜지스터와의 사이에 개재하는 제 1 층간절연막을 구비한 것을 특징으로 하는 액정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 차광막은 각각, 상기 채널 영역을 덮는 위치를 제외하고, 상기 주사선에 대향하는 위치에는 형성되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 액정장치.
  3. 한 쌍의 기판간에 액정이 끼워져 이루어지며, 상기 한 쌍의 기판의 한쪽의 기판상에는, 매트릭스 모양으로 배치된 복수의 화소 전극과,
    상기 복수의 화소 전극을 각각 구동하는 복수의 박막 트랜지스터와,
    상기 복수의 박막 트랜지스터에 각각 접속되어 있고 서로 교차하는 복수의 데이터선 및 복수의 주사선과,
    상기 복수의 주사선 각각과 병행하여 상기 복수의 데이터선에 교차하는 방향으로 각각 연장하며, 상기 복수의 화소 전극에 대하여 축적 용량을 각각 부여하는 복수의 용량선과,
    상기 복수의 데이터선에 교차하는 방향으로 각각 연장하고, 상기 복수의 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역이 상기 한쪽의 기판 측에서 보아 각각 덮는 위치 및 상기 복수의 주사선에 적어도 부분적으로 각각 대향하는 위치에 설치되고, 상기 복수의 데이터선에 교차하는 방향에 대하여 1 또는 복수의 화소마다 상기 복수의 용량선과 각각 전기 접속된 복수의 차광막과,
    상기 복수의 차광막과 상기 박막 트랜지스터와의 사이에 개재하는 제 1 층간절연막을 구비한 것을 특징으로 하는 액정장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용량선과 상기 주사선은 동일한 도전성 박막으로 이루어지며,
    상기 박막 트랜지스터의 상기 화소 전극에 접속된 측의 소스 또는 드레인 영역을 구성하는 반도체층으로부터 연장 설치되어 이루어지는 제 1 축적 용량 전극과 제 2 축적 용량 전극으로서의 상기 용량선과는, 상기 박막 트랜지스터의 게이트 절연막과 동일한 절연막으로 이루어지는 유전체막을 통하여 대향 배치됨으로써, 상기 축적 용량이 부여되는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 차광막이 각각, 상기 제 2 축적 용량 전극의 반대측에 있어서 상기 제 1 축적 용량 전극과 상기 제 1 층간절연막을 통하여 제 3 축적 용량 전극으로서 대향 배치됨으로써, 상기 축적 용량이 더 부여되는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용량선과 상기 복수의 차광막과의 사이에는, 상기 제 1 층간절연막이 개재되고,
    상기 복수의 용량선과 상기 복수의 차광막은, 상기 제 1 층간절연막에 상기 1 또는 복수의 화소마다 개방된 콘택트 홀을 통하여 각각 전기 접속된 것을 특징으로 하는 액정장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 콘택트 홀은, 평면적으로 보아 상기 데이터선에 중첩되는 위치에 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 콘택트 홀은, 상기 한쪽의 기판에 평행한 평면형상이 원형인 것을 특징으로 하는 액정장치.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 차광막은 각각, 상기 한쪽의 기판에 평행한 평면형상이, 상기 주사선을 따라 형성된 제 1 영역과 상기 제 1 영역으로부터 상기 데이터선을 따라 연장 설치된 제 2 영역을 포함하고 있고, 상기 제 2 영역에 상기 콘택트 홀이 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용량선 및 상기 복수의 차광막은, 정전위원에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 정전위원은, 당해 액정장치를 구동하기 위한 주변 회로에 공급되는 정전위원인 것을 특징으로 하는 액정장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 기판의 다른쪽의 기판에 대향 전극이 형성되어 있고,
    상기 정전위원은, 상기 대향 전극에 공급되는 정전위원인 것을 특징으로 하는 액정장치.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 차광막은 각각, 인접하는 단(段)의 상기 용량선에 전기 접속되는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  14. 제 1 항 내지 제 12 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 차광막은 각각, 자단(自段)의 상기 용량선에 전기 접속되는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주사선 위이고 또한 상기 데이터선 아래에 설치된 제 2 층간절연막과, 상기 데이터선 위이고 또한 상기 화소 전극 아래에 설치된 제 3 층간절연막을 더 구비하고 있고, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 층간절연막중 적어도 하나는, 적어도 상기 데이터선에 대향하는 부분이 오목형상으로 움푹들어가게 형성됨으로써, 상기 제 3 층간절연막의 상기 액정에 면하는 측이 평탄화되어 있는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 차광막은, Ti, Cr, W, Ta, Mo 및 Pb 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  17. 광원과, 상기 광원으로부터 출사되는 광이 입사되어 화상정보에 대응한 변조를 실시하는 액정 라이트 밸브와, 상기 액정 라이트 밸브에 의해 변조된 광을 투사하는 투사수단을 갖는 투사형 표시장치에 있어서,
    상기 액정 라이트 밸브는, 광의 입사측에 배치된 제 1 기판 및 출사측에 배치된 제 2 기판과의 사이에 액정이 끼워진 액정장치와, 상기 제 1 기판의 외측에 배치된 제 1 편광수단과, 상기 제 2 기판의 외측에 배치된 제 2 편광수단을 가지며,
    상기 제 2 기판상에는 매트릭스 모양으로 배치된 복수의 화소 전극과,
    상기 복수의 화소 전극을 각각 구동하는 복수의 박막 트랜지스터와,
    상기 복수의 박막 트랜지스터에 각각 접속되어 있고 서로 교차하는 복수의 데이터선 및 복수의 주사선과,
    상기 복수의 주사선 각각과 병행하여 상기 복수의 데이터선에 교차하는 방향으로 각각 연장하며, 상기 복수의 화소 전극에 대하여 축적 용량을 각각 부여하는 복수의 용량선과,
    상기 복수의 데이터선에 교차하는 방향으로 각각 연장하며, 상기 복수의 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역이 상기 한쪽 기판의 측에서 보아 각각 덮는 위치 및 상기 복수의 용량선에 적어도 부분적으로 각각 대향하는 위치에 설치되고, 상기 복수의 데이터선에 교차하는 방향에 대하여 1 또는 복수의 화소마다 상기 복수의 용량선과 각각 전기 접속된 복수의 차광막과,
    상기 복수의 차광막과 상기 박막 트랜지스터와의 사이에 개재하는 제 1 층간절연막을 구비한 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
  18. 한 쌍의 기판간에 액정이 끼워져 이루어지며, 상기 한 쌍의 기판중 한쪽의 기판 위에는, 매트릭스 모양으로 배치된 복수의 화소 전극과,
    상기 복수의 화소 전극을 각각 구동하는 복수의 박막 트랜지스터와,
    상기 복수의 박막 트랜지스터에 각각 접속되어 있고 서로 교차하는 복수의 데이터선 및 복수의 주사선과,
    상기 복수의 화소 전극에 대하여 축적 용량을 각각 부여하기 위해 형성된 용량선과,
    상기 복수의 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역을 상기 한쪽의 기판 측에서 보아 각각 덮는 위치에 설치되어 있고, 상기 용량선과 전기 접속된 도전성의 차광막과,
    상기 차광막과 상기 박막 트랜지스터와의 사이에 개재하는 제 1 층간절연막을 구비한 것을 특징으로 하는 액정장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 용량선과 상기 주사선은, 동일한 도전성 박막으로 이루어지며,
    한쪽의 축적 용량 전극으로서의 상기 용량선과, 상기 박막 트랜지스터의 상기 화소 전극에 접속된 측의 소스 또는 드레인 영역을 구성하는 반도체층 부분으로부터 연장 설치되어 이루어지는 다른쪽의 축적 용량 전극은, 상기 박막 트랜지스터의 게이트 절연막과 동일한 절연막으로 이루어지는 유전체막을 통하여 대향 배치됨으로써, 축적 용량을 구성하는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 용량선과 상기 차광막과의 사이에는, 상기 제 1 층간절연막이 개재하고 있고,
    상기 용량선과 상기 차광막은, 상기 제 1 층간절연막에 개방된 콘택트 홀을 통하여 접속된 것을 특징으로 하는 액정장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 콘택트 홀은, 화소마다 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 콘택트 홀은, 복수의 화소로 이루어지는 화소 그룹마다 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  23. 제 20 항 내지 제 22 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 콘택트 홀은, 상기 한 쌍의 기판의 다른쪽의 기판 측에서 보아 상기 데이터선 아래로 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  24. 제 18 항 내지 제 23 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용량선 및 상기 차광막은, 정전위원에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 정전위원은, 상기 액정장치를 구동하기 위한 주변 회로에 공급되는 정전위원인 것을 특징으로 하는 액정장치.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 기판의 다른쪽 기판에 대향 전극이 형성되어 있고,
    상기 정전위원은, 상기 대향 전극에 공급되는 정전위원인 것을 특징으로 하는 액정장치.
  27. 제 18 항 내지 제 26 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용량선은, 상기 복수의 주사선을 따라 각각 형성된 배선부분을 포함하며,
    상기 차광막은, 이 용량선의 부분을 상기 한쪽의 기판 측에서 보아 각각 중첩되도록 상기 주사선을 따라 형성된 배선부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  28. 제 18 항 내지 제 27 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차광막은, 상기 복수의 주사선 및 상기 복수의 용량선의 적어도 어느 한쪽과, 상기 복수의 데이터선을 상기 한쪽의 기판 측에서 보아 각각 중첩되는 위치에 그물 모양으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  29. 제 18 항 내지 제 27 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차광막은, 상기 복수의 주사선 및 상기 복수의 용량선의 적어도 어느 한쪽과, 상기 한쪽의 기판 측에서 보아 각각 중첩되는 위치에 줄무늬 모양으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  30. 제 18 항 내지 제 27 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차광막은, 상기 복수의 주사선 및 상기 복수의 용량선의 적어도 어느 한쪽과, 상기 한쪽의 기판 측에서 보아 각각 중첩되는 위치에 섬 모양으로 설치되는 동시에 상기 주사선을 따라 복수 배열된 섬 모양의 각 부분이 상기 용량선을 통하여 서로 전기 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  31. 제 18 항 내지 제 27 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차광막은, 상기 데이터선에 따라 줄무늬 모양으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 차광막은, 정전위원에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  33. 제 18 항 내지 제 32 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차광막은 T1, Cr, W, Ta, Mo 및 Pb 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  34. 제 18 항 내지 제 33 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주사선 위이고 또한 상기 데이터선 아래에 설치된 제 2 층간절연막과, 상기 데이터선 위이고 또한 상기 화소 전극 아래에 설치된 제 3 층간절연막을 더 구비하고 있고, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 층간절연막중 적어도 하나는, 상기 박막 트랜지스터, 상기 데이터선, 상기 주사선 및 상기 용량선중 적어도 하나에 대향하는 부분이 오목형상으로 움푹 들어가게 형성됨으로써, 상기 제 3 층간절연막의 상기 액정에 면하는 측이 평탄화되어 있는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  35. 제 18 항 내지 제 34 항중 어느 한 항에 따른 액정장치를 구비한 것을 특징으로 하는 전자기기.
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