KR20030084729A - 전기 광학 장치 및 전자 기기 - Google Patents

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KR20030084729A KR10-2003-0025973A KR20030025973A KR20030084729A KR 20030084729 A KR20030084729 A KR 20030084729A KR 20030025973 A KR20030025973 A KR 20030025973A KR 20030084729 A KR20030084729 A KR 20030084729A
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Abstract

기판상에, 화소 전극, 이것에 접속된 반도체층을 포함하는 TFT, 해당 TFT에 접속된 주사선 및 데이터선을 구비하고 있다. 이 중 주사선은, 반도체층 중 채널 영역에 대향하는 게이트 전극으로서의 협폭부 및 상기 채널 영역에 대향하지 않는 광폭부를 포함한다.
이로써, 전기 광학 장치에 있어서, TFT에 대한 광의 입사를 미연에 방지함으로써 고품위의 화상을 표시하는 것을 가능하게 한다.

Description

전기 광학 장치 및 전자 기기{ELECTROOPTICAL DEVICE AND ELECTRONIC APPARATUS}
본 발명은 전기 광학 장치 및 전자 기기의 기술 분야에 관한 것이고, 특히 액정 등의 전기 광학 물질을 협지하여 이루어지는 한 쌍의 기판 중 한쪽 위에 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor:이하 적절하게 「TFT」라고 한다)를 구비하고, 소위 액티브 매트릭스 구동을 행하는 것이 가능한 전기 광학 장치, 및 그와 같은 전기 광학 장치를 구비하여 이루어지는 전자 기기의 기술 분야에 관한 것이다.
종래, 매트릭스 형상으로 배열된 화소 전극 및 해당 전극 각각에 접속된 TFT, 해당 TFT 각각에 접속되어 행 및 열 방향 각각으로 평행하게 마련된 주사선 및 데이터선 등을 구비하는 것에 의해, 주사 신호를 주사선을 통하여 TFT에 공급함으로써 그 동작을 제어하고, 또한 화상 신호를 데이터선을 통하여 TFT 및 화소 전극에 공급함으로써, 소위 액티브 매트릭스 구동이 가능한 전기 광학 장치가 공지되어 있다. 이러한 전기 광학 장치에 있어서는 요즈음, 보다 소형이면서, 보다 고품위인 화상을 표시하는 것이 가능한 것이 일반적으로 요청되고 있다.
이러한 요청에 따르기 위해서는, 여러 가지 과제를 극복해야 하지만, 그 중에서도 특히, 각 화소에 마련된 TFT, 특히 그 반도체층 내의 채널 영역에 대한 광입사에 관한 과제의 극복은 중요하다. 이로써, 채널 영역에 광이 조사되면, 해당 광에 의한 여기로 광 리크 전류가 발생하여 TFT의 특성이 변화되고, 화상상에 플리커 등을 생기게 하기 때문이다. 특히, 이 액티브 매트릭스 구동 가능한 전기 광학 장치를 액정 프로젝터의 광 벌브로서 이용하는 경우에는, 해당 광 벌브에 입사되는 광의 강도가 높기 때문에, TFT의 채널 영역이나 그 주변 영역에 대한 입사광의 차광을 행하는 것은 보다 중요하게 된다.
그래서 종래에 있어서는, 상기 TFT 등이 조립된 TFT 어레이 기판에 대하여, 액정 등의 전기 광학 물질을 사이에 두고 대향하는 대향 기판 위에, 각 화소의 개구 영역을 규정하는 차광막을 마련함으로써, 채널 영역이나 그 주변 영역에 광이 도달하지 않도록 구성이 취해져 있다. 혹은 또한, TFT 어레이 기판상에 있어서, TFT 위를 통과하는 Al(알루미늄) 등의 금속막으로 이루어지는 데이터선을 차광막으로서 이용하는 구성 등도 취해져 있다. 이와 같은 구성을 채용함으로써, 당해 전기 광학 장치의 TFT 내지는 그 채널 영역에 광이 입사하는 것을 미연에 막을 수 있고, 즉 광 리크 전류의 발생을 미연에 방지하는 것이 가능해진다.
그러나, 상술한 차광 기술에는 이하와 같은 문제점이 있었다. 즉, 대향 기판상이나 TFT 어레이 기판상(above)에 차광막을 형성하는 기술에 의하면, 차광막과 채널 영역 사이는 3차원적으로 봐서 예컨대 액정층, 전극, 층간 절연막 등을 거쳐서 상당히 이격되어 있고, 양자 사이에 비스듬하게 입사하는 광에 대한 차광이 충분하지 않다. 특히, 프로젝터의 광 벌브로서 이용되는 소형 전기 광학 장치에 있어서는 입사광은 광원으로부터의 광을 렌즈에서 집광한 광속이며, 비스듬하게 입사하는 성분을 무시할 수 있지 않는 정도(예컨대, 기판에 수직 방향으로부터 10도부터 15도정도 기운 성분을 10% 정도) 포함하고 있기 때문에, 이러한 기울어진 입사광에 대한 차광이 충분하지 않은 것은 실천상 문제로 된다.
특히, 상술한 전기 광학 장치의 소형화라는 일반적 요청에 따르도록 해당 장치의 고정밀화 혹은 화소 피치의 미세화가 진행되고, 또한 표시 화상의 고품위화라는 일반적 요청에 따라 더 밝은 화상을 표시해야하므로 입사광의 광강도는 높아지는 경향이 있어서, 상술한 종래의 차광 기술에 의하면 충분한 차광을 실시하는 것이 보다 곤란한 상황에 있다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, TFT에 대한 광의 입사를 미연에 방지함으로써 고품위의 화상을 표시하는 것이 가능한 전기 광학 장치 및 그와 같은 전기 광학 장치를 구비하여 이루어지는 전자 기기를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 제 1 전기 광학 장치는, 상기 과제를 해결하기 위해서, 기판상에 화소 전극과, 해당 화소 전극에 스위칭 동작에 의해 화상 신호를 공급하는 박막 트랜지스터와, 해당 박막 트랜지스터에 상기 화상 신호를 공급하는 제 1 배선과, 상기 박막 트랜지스터에 상기 스위칭 동작을 제어하기 위한 주사 신호를 공급하는 제 2 배선을 구비하여 이루어지고, 상기 제 2 배선은 상기 박막 트랜지스터의 채널 영역에 대향하는 게이트 전극으로서의 협폭부(狹幅部)와, 해당 협폭부보다도 폭이 넓고, 또한 상기 채널 영역에 대향하지 않는 광폭부(廣幅部)를 포함하고 있다.
본 발명의 제 1 전기 광학 장치에 의하면, 제 2 배선을 통하여 주사 신호를 박막 트랜지스터에 공급함으로써 그 ON·OFF를 제어하는 것이 가능하고, 또한 해당 박막 트랜지스터가 ON으로 되어 있는 경우에 있어서, 제 1 배선을 통하여 화상 신호를 화소 전극에 공급하는 것이 가능하기 때문에, 소위 액티브 매트릭스 구동을실현할 수 있다.
그리고 본 발명에서는 특히, 상기 제 2 배선은 박막 트랜지스터의 채널 영역에 대향하는 게이트 전극으로서의 협폭부와, 해당 협폭부보다도 폭이 넓고，또한 상기 채널 영역에 대향하지 않는 광폭부를 포함하고 있다. 즉, 본 발명에 관한 제 2 배선은 채널 영역의 주위에 말하자면 우산을 펼친 것 같은 형태를 취하게 된다.
이로써, 박막 트랜지스터의 채널 영역에 입사하려고 하는 광은 본 발명에 관한 제 2 배선의 광폭부에 의해서 그 진행이 차폐되게 된다. 특히, 이러한 차폐 효과는, 채널 영역에 대하여 비스듬하게 입사하여 오는 광에 대하여 효과적으로 발휘된다.
따라서, 본 발명에 의하면 박막 트랜지스터에 있어서의 광 리크 전류의 발생을 극력 억제하는 것이 가능하고, 이로써 플리커 등이 없는 고품질인 화상을 표시하는 것이 가능해지는 것이다.
더욱이, 본 발명에 있어서 「광폭」이라고 하는 것은 「협폭부」가 갖는 폭에 대하여 넓다고 하는 의미이며, 「협폭」이라고 하는 것은 「광폭부」가 갖는 폭에 대하여 좁다고 하는 의미이다. 요약하면, 「광폭부」 및 「협폭부」라고 할 때의 구체적인 광협의 정도는 양자의 상대적인 관계로 결정된다.
또한, 이에 관련되어 광폭부, 혹은 협폭부가 실제로 갖게 되는 폭값은 상술한 광 차폐 효과의 강약이나, 화소 개구율의 유지, 혹은 기판상의 다른 구성 요소와의 레이아웃 등의 사정을 감안한 후에 이론적, 경험적, 실험적, 혹은 시뮬레이션 등에 의해서 적절하게 결정할 수 있다. 보다 구체적으로는 전기 광학 물질을 사이에 두고 상기 기판에 대향 배치되는 대향 기판상에, 전형적으로 형성되는 격자 형상의 차광막이 마련되는 경우에 있어서는 광폭부의 폭은 상기 차광막의 폭을 초과하지 않는 정도로 형성하는 등으로 하면 된다. 이로써, 광폭부가 비개구 영역내로 한정되게 되므로, 화소 개구율에 영향을 주는 일이 없다.
더하여, 본 발명에서 말하는 「전기 광학 물질」로서는 상술한 바와 같이 액정이 해당되는 경우가 전형적이지만, 그 밖에도 적당한 바인더내에 분산된 분말 EL(일렉트로·루미네센스), 혹은 무기 또는 유기 EL 등도 또한 해당할 수 있다. 이 경우에 있어서는, EL에 대하여 전계가 인가되고 그 자신이 발광하는 것으로 화상이 표시되는 메카니즘이 되지만, 이러한 「EL 표시 장치」에 있어서도 상술한 TFT, 제 2 배선 및 제 1 배선 등이 구비되는 경우를 생각할 수 있기 때문에, 그와 같은 경우에 있어서도 본 발명의 적용은 당연히 가능하다.
본 발명의 제 2 전기 광학 장치는 기판상에 화소 전극과, 해당 화소 전극에 스위칭 동작에 의해 화상 신호를 공급하는 박막 트랜지스터와, 해당 박막 트랜지스터에 상기 화상 신호를 공급하는 제 1 배선과, 상기 박막 트랜지스터에 상기 스위칭 동작을 제어하기 위한 주사 신호를 공급하는 제 2 배선과, 상기 박막 트랜지스터의 채널 영역에 대향하는 게이트 전극으로서의 협폭부 및 해당 협폭부보다도 폭이 넓고, 또한 상기 채널 영역에 대향하지 않는 광폭부를 포함하고, 또한 상기 제 2 배선에 전기적으로 접속된 전극부를 구비하고 있다.
본 발명의 제 2 전기 광학 장치에 의하면, 상술한 본 발명의 제 1 전기 광학 장치와 거의 유사하게 해서, 액티브 매트릭스 구동이 가능하다. 단, 본 발명에 있어서는 박막 트랜지스터에 대한 주사 신호의 공급은 제 2 배선에 더하여, 전극부를 거쳐서 행해지게 된다.
그리고, 본 발명에서는 특히, 협폭부 및 광폭부를 포함하는 전극부를 구비하고, 또한 해당 전극부가 제 2 배선과 전기적으로 접속된 형태가 된다. 이로써, 예컨대 제 2 배선 및 전극부를 기판상의 별도의 층에 만드는 것 등이 가능한 것 등에 의해, 박막 트랜지스터 등의 배치 형태의 레이아웃 자유도를 높일 수 있는 외에, 예컨대 제 2 배선에 대해서는, 이것을 보다 전기 전도성이 우수한 재료로 구성하고, 또한 전극부에 대해서는 이것을 차광성이 우수한 재료로 구성하는 것 등도 가능하다.
어쨌든, 본 발명의 제 2 전기 광학 장치에 의하면, 상술한 본 발명의 제 1 전기 광학 장치와 거의 마찬가지로 광폭부에 의한 채널 영역에 대한 차광을 실현하는 것이 가능하기 때문에 광 리크 전류의 발생을 억제하여, 보다 고품질의 화상을 표시하는 것이 가능한 것에 변함은 없다.
본 발명의 제 2 전기 광학 장치의 일형태로서는, 상기 전극부와 상기 제 2 배선의 전기적인 접속은, 콘택트 홀을 거쳐서 행해지고 있다.
이 형태에 의하면, 제 2 배선과 전극부의 전기적인 접속이 콘택트 홀을 거쳐서 행해짐으로써, 양요소를 예컨대 한층 이상의 층간 절연막 등을 사이에 둔 기판상의 별개의 층으로서 형성하는 것이 가능해서, 기판상에 있어서의 각종 구성 요소의 레이아웃 자유도를 높이는 것이 가능해진다.
본 발명의 제 1 전기 광학 장치의 일형태 및 본 발명의 제 2 전기 광학 장치의 다른 형태에서는, 상기 광폭부의 적어도 일부는 평면적으로 봐서 상기 제 1 배선과 서로 겹치는 영역을 갖는다.
이 형태에 의하면, 예컨대 밑에서부터 순서대로 채널 영역, 광폭부를 포함하는 제 2 배선 또는 전극부, 및 제 1 배선의 적층 구조가 형성되어 있는 경우에는, 제 1 배선의 상방으로부터 진입해 오는 광은 우선 제 1 배선의 상면에서 차폐되고, 그것을 빠져 온 광은 광폭부의 상면에서 차폐되는 등과 같이, 보다 높은 광 차폐 기능이 발휘되게 된다. 또한, 제 1 배선 및 광폭부가 평면적으로 봐서 서로 겹친다는 것은, 채널 영역에 이르는 광의 진입 경로가 한정되어 있다는 것을 의미하기 때문에, 이것에 의해서도 보다 높은 광 차폐 기능의 발휘가 실현되게 된다.
본 발명의 제 1 또는 제 2 전기 광학 장치의 다른 형태로서는, 상기 광폭부는 상기 협폭부로부터 연설(延設)되어 이루어지는 부분을 포함한다.
이 형태에 의하면, 광폭부 및 협폭부를 갖는 제 2 배선 또는 전극부를 비교적 용이하게 형성하는 것이 가능해진다. 구체적으로는 예컨대, 광폭부 및 협폭부가 말하자면 일체적인 패턴을 형성하는 것을 전제로 한, 공지된 포토리소그래피 및 에칭을 이용함으로써, 본 형태에 관한 제 2 배선 또는 전극부를 용이하게 형성하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제 1 또는 제 2 전기 광학 장치의 다른 형태로서는, 상기 광폭부는 상기 협폭부로부터 접속되어 이루어지는 부분을 포함한다.
이 형태에 의하면, 예컨대 광폭부는 별도로 준비된 도전 부재 등을 협폭부에 대하여 접속함으로써 형성되어 있는 부분을 포함하게 된다. 이러한 경우에도, 비교적 용이하게 광폭부를 형성하는 것이 가능하다.
또한, 이 경우에는 특히, 게이트 전극으로서의 기능이 기대되는 협폭부에는 그것에 적합한 재료를, 높은 광 차광 성능이 기대되는 광폭부에는 다른 적합한 재료를과 같이 협폭부와 광폭부를 다른 재료로 구성하는 것도 용이하게 가능해진다.
이러한 경우로서 구체적으로는, 예컨대 협폭부에 대해서는 이것을 도전성 있는 폴리 실리콘으로 구성하는 한편, 광폭부에 대해서는 이것을 후술하는 바와 같은 WSi(텅스텐 실리사이드) 등의 차광성 재료로 구성하는, 등으로 하는 것이 가능하다. 이러한 구성에 의하면, 일반적으로 게이트 전극으로서의 기능을 맡기기에는 적당하다고는 할 수 없는 차광성 재료에는 그와 같은 기능을 맡기지 않고, 해당 기능은 폴리 실리콘막에 맡기는 이점을 얻을 수 있고 이와 동시에, 높은 차광 기능의 발휘도 실현할 수 있게 된다.
본 발명의 제 1 또는 제 2 전기 광학 장치의 다른 형태에서는, 상기 광폭부는 차광성 재료로 이루어진다.
이 형태에 의하면, 광폭부가 차광성 재료로 이루어지기 때문에, 해당 광폭부에 의한 차광 기능은 보다 확실하게 발휘되게 된다.
더욱이, 본 형태에 있어서는, 광폭부만을 차광성 재료로 이루어지도록 구성하는 것은 물론, 광폭부 및 협폭부를 포함해서 차광성 재료로 이루어지도록 구성해도 된다. 전자와 같은 경우는, 상술한, 광폭부가 협폭부로부터 접속되어 이루어지는 부분을 포함하는 형태에 있어서, 바람직하게 실현할 수 있는 것은 이미 말한 바와 같다.
또한, 본 형태에서 말하는 「차광성 재료」의 구체예로서는 Ti(티탄), Cr(크롬), W(텅스텐), Ta(탄탈), Mo(몰리브덴) 등의 고융점 금속 중 적어도 하나를 포함하는 금속 단체(單體), 합금, 금속 실리사이드, 폴리 실리사이드, 이들을 적층한 것 등을 들 수 있다.
본 발명의 제 1 또는 제 2 전기 광학 장치의 다른 형태로서는 상기 제 2 배선 또는 상기 전극부는 다층 구조를 갖는다.
이 형태에 의하면, 제 2 배선 또는 전극부를, 예컨대 게이트 전극으로서 유효하게 기능시키기 위한 층과, 차광 성능을 갖게 하기 위한 층으로 이루어지는 2층 구조(더욱이, 전자로서는, 예컨대 폴리 실리콘 등을 들 수 있고, 후자로서는 상술한 바와 같이 Ti, Cr, W, Ta, Mo 등의 고융점 금속 등을 들 수 있다)를 갖게 하는 등이 가능해져서, 본 발명에 있어서 해당 제 2 배선 또는 해당 전극부에 요구되는 성능을 보다 바람직하게 발휘시키는 것이 가능하다. 이로써, 박막 트랜지스터, 혹은 전기 광학 장치가 바람직한 동작을 확보하고, 또한 충분한 차광 성능을 발휘하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제 1 또는 제 2 전기 광학 장치의 다른 형태로서는, 상기 광폭부는 상기 협폭부의 둘레부로부터 봐서, 상기 채널 영역의 연장하는 방향의 한쪽 또는 양쪽으로 연장하고 있다.
이 형태에 의하면, 광폭부는 채널 영역이 연장하는 한쪽 또는 양쪽으로 연장되고 있기 때문에, 박막 트랜지스터 및 제 2 배선 또는 전극부와의 배치 형태의 조정을 바람직하게 실시하게 된다. 여기서, 광폭부가 「한쪽으로 연장되어 있는」경우란 채널 영역이 연장하는 방향에 있어서의 해당 채널 영역 중 하나의 단부에 따른 직선상에 광폭부 중 하나의 단부는 있지만 다른 단부끼리는 상기 직선과 평행한 직선상에는 있지 않는 경우이며, 한편 「양쪽으로 연장되어 있는」경우란, 상기 채널 영역 중 하나의 단부 및 다른 단부 각각에 따라 이어지는 직선상에, 상기 광폭부 중 하나의 단부 및 다른 단부 중 어느 것도 오르지 않는 경우이다.
본 형태에서는 이와 같이 협폭부에 대하여, 「광폭」으로 해야 하는 부분을 자유롭게 결정하는 것이 가능하기 때문에, 박막 트랜지스터 및 제 2 배선 및 전극부와의 배치 형태의 조정을 바람직하게 실시할 수 있고, 또한 이에 기인하여 기판상의 각종 구성 요소의 레이아웃의 자유도를 높이는 것도 가능해지는 것이다.
더욱이, 상술에 있어서 광폭부를 한쪽만 연장시키는 경우 혹은 양쪽으로 연장시키는 경우 중 어느 경우에도, 해당 광폭부를 협폭부에 대하여 구체적으로 얼마만큼 돌출시킬지에 대해서는 상기 설명한 바와 같이 여러가지의 사정을 고려하여 결정할 수 있다.
본 발명의 제 1 또는 제 2 전기 광학 장치의 다른 형태에서는, 상기 화소 전극은 매트릭스 형상으로 배열되어 되고, 상기 채널 영역은 평면적으로 봐서 상기 제 2 배선을 사이에 두고 서로 인접하는 화소 전극 사이를 관통하여 연장되는 긴 형상의 제 1 간격과, 상기 제 1 배선을 사이에 두고 서로 인접하는 화소 전극 사이를 관통하여 연장되는 긴 형상의 제 2 간격이 교차하는 교점 영역내에 형성되어 있다.
이 형태에 의하면, 박막 트랜지스터의 채널 영역이 교점 영역내에 형성되어있기 때문에, 광의 입사가 가장 발생하기 어려운 구성이 현출되고 있다. 따라서, 본 발명에 관한 광폭부에 의한 작용 효과도 서로 어울려서, 본 형태에 관한 전기 광학 장치에 의하면, 보다 확실하게 광 리크 전류의 발생을 억제하고, 보다 고품질의 화상을 표시하는 것이 가능해진다.
더욱이, 본 형태에서 말하는 「매트릭스 형상으로 배열되었다」라고 하는 것은 화소 전극이 종횡 각각으로 직선적으로 배열되는 것 같은 단순한 형태를 포함하는 것은 물론, 예컨대 종횡 중 적어도 한쪽의 방향에 대하여만 사행(蛇行) 형상 또는 지그재그 형상으로 배열되는 것 같은 형태 등도 포함한다.
이 형태에서는 특히, 상기 채널 영역 및 소스 영역 및 드레인 영역이 상기 제 2 간격을 따라 연장하도록 형성되어 있고, 상기 협폭부의 폭은 상기 채널 영역의 제 2 간격을 따른 길이에 일치하고, 또한 상기 광폭부의 폭은 상기 길이보다도 큰 값을 갖는다.
이러한 구성에 의하면, 소위「채널 길이」(상술한 「채널 영역의 제 2 간격에 따른 길이」) 방향과, 제 2 간격의 방향이 일치하도록 박막 트랜지스터가 형성되게 된다. 그리고, 협폭부의 폭은 상기 채널 길이에 일치하고, 광폭부의 폭은 이 채널 길이보다도 그 값이 큰 폭을 갖게 된다.
이러한 구조는, 박막 트랜지스터 내지 그 채널 영역 및 제 2 배선 또는 전극부의 가장 바람직한 배치 형태 중 하나를 현출하는 것이라고 할 수 있고, 이것을 기본으로 해서 제 1 배선, 화소 전극 등의 배치 형태도 바람직하게 결정할 수 있게 된다.
본 발명의 제 1 또는 제 2 전기 광학 장치의 다른 형태에서는, 상기 박막 트랜지스터의 하측에, 하측 차광막을 더 구비하고 있다.
이 형태에 의하면, 박막 트랜지스터에 대한 광의 입사의 방지를 보다 확실하게 달성하는 것이 가능해진다. 즉, 본 발명에 관한 광폭부가 박막 트랜지스터의 상측에 마련되는 것이면, 상측 및 하측으로부터 채널 영역에 대하여 진입해 오는 광을 차폐하는 것이 가능해지고 상기 광폭부가 박막 트랜지스터의 하측에 마련되는 것이면, 하측에 관하여 2중의 차광이 가능해지는 것이다.
구체적으로는 예컨대, 본 형태에 관한 전기 광학 장치가 컬러 표시 가능한 투사형 표시 장치에 있어서의 광 벌브로서 이용되는 경우에 있어서는, 당해 투사형 표시 장치에는, 예컨대 적색, 청색 및 녹색의 삼색에 대응하는 3조의 광 벌브(전기 광학 장치)가 1조의 프리즘에 대향하여 구비하게 된다. 이러한 경우, 예컨대 적색에 대응하는 전기 광학 장치에 대하여 그것에 대향하는 청색에 대응하는 전기 광학 장치를 빠져나온 광이 입사하게 되는 경우가 있는 것이다. 그리고, 이 광은 소위 복귀광으로서, 박막 트랜지스터의 하측으로부터 입사해 오는 광이 된다.
여기서, 본 형태에 관한 하측 차광막에 의하면 박막 트랜지스터의 하측으로부터 입사해 오는 광에 대한 차광이 가능해지기 때문에, 해당 박막 트랜지스터에 있어서의 광 리크 전류의 발생의 가능성을 보다 저감하는 것이 가능해지는 것이다.
본 발명의 전자 기기는, 상술한 본 발명의 제 1 또는 제 2 전기 광학 장치(단, 그 각종 형태를 포함한다)를 구비하여 이루어진다.
본 발명의 전자 기기에 의하면, 박막 트랜지스터에 대한 광차폐성이 우수한전기 광학 장치를 구비하여 이루어지기 때문에, 플리커 등이 없는 고품질의 화상을 표시하는 것이 가능한, 투사형 표시 장치(액정 프로젝터), 액정 텔레비젼, 휴대전화, 전자 수첩, 워드 프로세서, 뷰파인더형 또는 모니터 직시형 비디오 테이프 레코더, 워크 스테이션, 화상 전화, POS단말, 터치 패널 등의 각종 전자 기기를 실현할 수 있다.
본 발명의 이러한 작용 및 다른 이득은 다음에 설명하는 실시예로부터 분명하게 된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 전기 광학 장치에 있어서의 화상 표시 영역을 구성하는 매트릭스 형상의 복수의 화소에 마련된 각종 소자, 배선 등의 등가 회로를 나타내는 회로도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예의 전기 광학 장치에 있어서의 데이터선, 주사선, 화소 전극 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도,
도 3은 도 2의 A-A'의 단면도,
도 4는 협폭부 및 광폭부를 포함하는 주사선과 채널 영역, 및 그 주위의 구성과의 입체적인 배치형태를 나타내는 사시도,
도 5는 종래의 전기 광학 장치에 있어서의 주사선, 및 그 주위의 구성과의 입체적인 배치 형태를 나타내는 사시도,
도 6은 도 2와 동취지의 도면이지만, 본 발명의 제 2 실시예에 관한 것으로, 협폭부 및 광폭부를 포함하는 전극부를 구비한 형태가 되는 것을 나타내는 평면도,
도 7은 도 4와 동취지의 도면이지만, 본 발명의 제 2 실시예에 관한 것으로,협폭부 및 광폭부를 포함하는 전극부를 구비한 형태가 되는 것을 나타내는 평면도,
도 8은 본 발명의 실시예의 전기 광학 장치에 있어서의 TFT 어레이 기판을 그 위에 형성된 각 구성 요소와 함께 대향 기판 측에서 본 평면도,
도 9는 도 8의 H-H'의 단면도,
도 10은 본 발명의 전자 기기의 실시예인 투사형 컬러 표시 장치의 일례인 컬러 액정 프로젝터를 나타내는 도식적 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1a : 반도체층1a' : 채널 영역
1b : 저농도 소스 영역1c :저농도 드레인 영역
1d : 고농도 소스 영역1e : 고농도 드레인 영역
3a : 주사선3aa :협폭부
3ab : 광폭부6a : 데이터선
9a : 화소 전극10 : TFT 어레이 기판
11a : 하측 차광막30 : TFT
301 : 전극부301a : 협폭부
301b : 광폭부
이하에서는, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명의 전기 광학 장치를 액정 장치에 적용한 것이다.
(제 1 실시예)
우선, 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 전기 광학 장치의 화소부에 있어서의 구성에 대하여 도 1부터 도 3을 참조하여 설명한다. 여기서, 도 1은 전기 광학 장치의 화상 표시 영역을 구성하는 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 화소에 있어서의 각종 소자, 배선 등의 등가 회로이다. 또한, 도 2는 데이터선, 주사선, 화소 전극 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도이고, 도 3은 도 2의 A-A' 단면도이다. 더욱이, 도 3에 있어서는, 각 층·각 부재를 도면상에서 인식 가능한 정도의 크기로 하기 위해서, 해당 각 층·각 부재마다 축척을 다르게 했다.
도 1에 있어서, 제 1 실시예에 있어서의 전기 광학 장치의 화상 표시 영역을 구성하는 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 화소에는, 각각 화소 전극(9a)과 당해 화소 전극(9a)을 스위칭 제어하기 위한 TFT(30)가 형성되어 있고, 화상 신호가 공급되는 데이터선(6a)이 당해 TFT(30)의 소스에 전기적으로 접속되어 있다. 데이터선(6a)에 기입하는 화상 신호(S1, S2,…,Sn)는 이 순서로 선(線)순차적으로 공급해도 상관없고, 서로 인접하는 복수의 데이터선(6a) 끼리에 대하여, 그룹별로 공급하도록 해도 된다.
또한, TFT(30)의 게이트에 주사선(3a)이 전기적으로 접속되어 있고, 소정의 타이밍으로 주사선(3a)에 펄스적으로 주사 신호(G1, G2,…, Gm)를, 이 순서로 선순차적으로 인가하도록 구성되어 있다. 화소 전극(9a)은 TFT(30)의 드레인에 전기적으로 접속되어 있고, 스위칭 소자인 TFT(30)를 일정 기간만 그 스위치를 닫음으로써 데이터선(6a)으로부터 공급되는 화상 신호(S1, S2,…,Sn)를 소정의 타이밍으로 기입한다.
화소 전극(9a)을 거쳐서 전기 광학 물질의 일례로서의 액정에 기입된 소정 레벨의 화상 신호(S1, S2,…,Sn)는, 대향 기판에 형성된 대향 전극과의 사이에 일정 기간 유지된다. 액정은 인가되는 전압 레벨에 의해 분자 집합의 배향이나 질서가 변화되는 것에 의해, 광을 변조하여 계조 표시를 가능하게 한다. 노멀 화이트 모드이면, 각 화소 단위로 인가된 전압에 따라 입사광에 대한 투과율이 감소하고, 노멀 블랙 모드이면 각 화소 단위로 인가된 전압에 따라 입사광에 대한 투과율이증가되어, 전체적으로 전기 광학 장치로부터는 화상 신호에 따른 콘트래스트를 가진 광이 출사한다.
여기서 유지된 화상 신호가 리크하는 것을 방지하기 위해서, 화소 전극(9a)과 대향 전극 사이에 형성되는 액정 용량과 병렬로 축적 용량(70)을 부가한다. 이 축적 용량(70)은, 주사선(3a)에 나란히 마련되어 정전위에 고정된 용량선(300)을 포함하고 있다.
이하에서는 상기 데이터선(6a), 주사선(3a), TFT(30) 등에 의한 상술한 바와 같은 회로 동작이 실현되는 전기 광학 장치의 보다 현실적인 구성에 대하여, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
우선, 제 1 실시예에 관한 전기 광학 장치는, 도 2의 A-A'선 단면도인 도 3에 도시하는 바와 같이 투명한 TFT 어레이 기판(10)과, 이것에 대향 배치되는 투명한 대향 기판(20)을 구비하고 있다. TFT 어레이 기판(10)은, 예컨대 석영 기판, 유리 기판, 실리콘 기판으로 이루어지고, 대향 기판(20)은, 예컨대 유리 기판이나 석영 기판으로 이루어진다.
도 3에 도시하는 바와 같이 TFT 어레이 기판(10)에는, 화소 전극(9a)이 마련되어 있고, 그 상측에는 연마 처리 등의 소정의 배향처리가 실시된 배향막(16)이 마련되어 있다. 화소 전극(9a)은, 예컨대 ITO(Indium Tin Oxide)막 등의 투명 도전성막으로 이루어진다. 한편, 대향 기판(20)에는 그 전면에 걸쳐서 대향 전극(21)이 마련되어 있고, 그 하측에는 연마 처리 등의 소정의 배향 처리가 실시된 배향막(22)이 마련되어 있다. 이 중 대향 전극도 또한, 상술한 화소 전극(9a)과 같이, 예컨대 ITO 막 등의 투명 도전성막으로 이루어진다. 더욱이, 상기 배향막(16, 22)은 예컨대, 폴리이미드막 등의 투명한 유기막으로 이루어진다.
한편, 도 2에 있어서, 상기 화소 전극(9a)은 TFT 어레이 기판(10)상에 매트릭스 형상으로 복수 마련되어 있고(점선부(9a')에 의해 윤곽이 나타내어져 있다), 화소 전극(9a)의 종횡의 경계 각각에 따라 데이터선(6a) 및 주사선(3a)이 마련되어 있다. 데이터선(6a)은 도 2 중 x방향에 대해서 서로 인접하는 화소 전극(9a)간의 간격, 즉 동도면 중 y방향으로 관통해서 연장되는 간격(본 발명에서 말하는 「제 2 간격」에 해당한다)을 따라 형성되어 있고, 그 재질은, 예컨대 알루미늄막 등의 금속막 혹은 합금막으로 이루어진다. 한편, 주사선(3a)은 도 2 중 y방향에 대해서 서로 인접하는 화소 전극(9a)과의 사이의 간격, 즉 동도면 중 x방향으로 관통해서 연장되는 간격(본 발명에서 말하는 「제 1 간격」에 해당한다)을 따라서 형성되어 있다. 이 중 주사선(3a)은 반도체층(1a) 중, 도면 중 우상(右上)향 사선 영역으로 나타낸 채널 영역(1a')에 대향하도록 배치되어 있고, 주사선(3a)의 일부는 게이트 전극으로서 기능한다. 즉, 주사선(3a)과 데이터선(6a)의 교차하는 개소(본 발명에서 말하는 「교점 영역」에 해당한다)에는 각각, 채널 영역(1a')에 주사선(3a)의 본선부가 게이트 전극으로서 대향 배치된 화소 스위칭용 TFT(30)가 마련되어 있다.
TFT(30)는 도 3에 도시하는 바와 같이 LDD(Lightly Doped Drain) 구조를 갖고 있고, 그 구성 요소로서는 상술한 바와 같이 게이트 전극으로서 기능하는 주사선(3a), 예컨대 폴리 실리콘막으로 이루어지고 주사선(3a)으로부터의 전계에 의해 채널이 형성되는 반도체층(1a)의 채널 영역(1a'), 주사선(3a)과 반도체층(1a)을 절연하는 게이트 절연막을 포함하는 절연막(2), 반도체층(1a)에 있어서의 저농도 소스 영역(1b) 및 저농도 드레인 영역(1c) 및 고농도 소스 영역(1d) 및 고농도 드레인 영역(1e)을 구비하고 있다.
그리고, 제 1 실시예에 있어서는 특히, 주사선(3a)이 도 2에 도시하는 바와 같이 TFT(30)의 채널 영역(1a')에 대향하는 게이트 전극으로서의 협폭부(3aa)와, 대향하지 않는 광폭부(3ab)를 포함하고 있다. 이들 협폭부(3aa) 및 광폭부(3ab)는, 서로 연설되어 이루어지는 관계에 있다. 이에 의해, 협폭부(3aa) 및 광폭부(3ab)를 포함하는 주사선(3a)은, 포토리소그래피법 등을 이용함으로써 일거에 또는 일체로 형성하는 것이 가능하다.
보다 구체적으로는, 도 2에 도시하는 바와 같이 협폭부(3aa)의 폭(Wa)은 TFT(30)의 드레인 영역(1c, 1e)과 소스 영역(1b, 1d)에 의해 협지되는 방향에 있어서의 채널 영역(1a')의 길이, 즉 채널 길이에 일치하도록 정해져 있고, 광폭부(3ab)의 폭(Wb)은 Wb>Wa가 되는 관계가 만족되도록, 또한 협폭부(3aa)의 양 둘레부로부터 봐서 돌출하도록(즉, 도 2 중 +y방향 및 -y방향 중 어느 하나에 대해서도 돌출하도록)형성되어 있다.
또한, 이 주사선(3a)은 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 그 광폭부(3ab)가, 평면적으로 봐서 데이터선(6a)과 겹치는 영역을 갖도록, 보다 구체적으로는 주사선(3a)에 있어서의 협폭부(3aa) 및 광폭부(3ab)간의 경계 영역이 평면적으로 봐서, 데이터선(6a)의 둘레부와 겹치도록 형성되어 있다. 도 2에 있어서는 이 겹치는 영역은 폭(Wp)을 갖는 것이 도시되어 있다.
이러한 협폭부(3aa) 및 광폭부(3ab)를 포함하는 주사선(3a)은 제 1 실시예에 있어서 차광성 재료로 이루어진다. 여기서, 차광성 재료로서는, 예컨대 Ti, Cr, W, Ta, Mo 등의 고융점 금속 중 적어도 하나를 포함하는 금속 단체, 합금, 금속 실리사이드, 폴리실리사이드, 이들을 적층한 것 등을 들 수 있다.
더욱이, 상술에 있어서 TFT(30)는 LDD 구조를 갖는다고 했지만(도 3 참조),본 발명은 이러한 형태에 한정되는 것이 아니라, 예컨대 저농도 소스 영역(1b) 및 저농도 드레인 영역(1c)에 불순물의 주입을 실행하지 않는 오프셋 구조를 가져도 되고, 주사선(3a)의 일부로 이루어지는 게이트 전극(즉, 협폭부(3aa))을 마스크로 해서 고농도로 불순물을 주입하여, 자기 정합적으로 고농도 소스 영역 및 고농도 드레인 영역을 형성하는 셀프 얼라인형 TFT여도 된다.
또한, TFT(30)를 구성하는 반도체층(1a)은 비(非)단결정층이여도 단결정층이여도 상관없다. 단결정층의 형성에는, 접합법 등의 공지된 방법을 이용할 수 있다.
반도체층(1a)을 단결정층으로 함으로써, 특히 주변 회로의 고성능화를 도모할 수 있다.
한편, 도 3에 있어서는, 축적 용량(70)이 TFT(30)의 고농도 드레인 영역(1e) 및 화소 전극(9a)에 접속된 화소 전위측 용량 전극으로서의 중계층(71)과, 고정 전위측 용량 전극으로서의 용량선(300)의 일부가 유전체막(75)을 거쳐서 대향 배치됨으로써 형성되어 있다. 이 축적 용량(70)에 의하면, 화소 전극(9a)에 있어서의 전위 유지 특성을 현저하게 높이는 것이 가능해진다.
중계층(71)은, 예컨대 도전성 폴리 실리콘막으로 이루어져서 화소 전위측 용량 전극으로서 기능한다. 단, 중계층(71)은 후에 말하는 용량선(300)과 같이 금속 또는 합금을 포함하는 단일층막 또는 다층막으로 구성해도 된다. 중계층(71)은 화소 전위측 용량 전극으로서의 기능 외에, 콘택트 홀(83, 85)을 거쳐서, 화소 전극(9a)과 TFT(30)의 고농도 드레인 영역(1e)을 중계 접속하는 기능을 갖는다.
용량선(300)은, 예컨대 금속 또는 합금을 포함하는 도전막으로 이루어져서 고정 전위측 용량 전극으로서 기능한다. 이 용량선(300)은 평면적으로 보면, 도 2에 도시하는 바와 같이 주사선(3a)의 형성 영역에 겹쳐서 형성되어 있다. 보다 구체적으로는 용량선(300)은 주사선(3a)을 따라 연장되는 본선부(300a)와, 도 4 중 데이터선(6a)과 교차하는 각 개소로부터 데이터선(6a)을 따라 상방으로 각각 돌출한 돌출부(300b)와, 콘택트 홀(85)에 대응하는 개소가 약간 오목한 오목부(300c)를 구비하고 있다.
이 중 돌출부(300b)는 주사선(3a) 상의 영역 및 데이터선(6a) 하의 영역(도 3 참조)을 이용하여, 축적 용량(70)의 형성 영역의 증대에 공헌한다. 이러한 용량선(300)은, 바람직하게는 고융점 금속을 포함하는 도전성 차광막으로 이루어지고 축적 용량(70)의 고정 전위측 용량 전극으로서의 기능 외에, TFT(30)의 상측에 있어서 입사광으로부터 TFT(30)를 차광하는 차광층으로서의 기능을 갖는다. 또한, 용량선(300)은, 바람직하게는 화소 전극(9a)이 배치된 화상 표시 영역(10a)으로부터 그 주위로 연설되어, 정전위원와 전기적으로 접속되어 고정 전위가 된다. 이와 같은 정전위원으로서는 데이터선 구동 회로(101)에 공급되는 정전원이나 음전원의정전위원이여도 되고, 대향 기판(20)의 대향 전극(21)에 공급되는 정전위여도 상관없다.
유전체막(75)은, 도 3에 도시하는 바와 같이 예컨대 막두께 5~200nm 정도의 비교적 얇은 HTO(High Temperature Oxide)막, LT0(Low Temperature Oxide)막 등의 산화 실리콘막, 혹은 질화 실리콘막 등으로 구성된다. 축적 용량(70)을 증대시키는 관점에서는, 막의 신뢰성이 충분히 얻어지는 한, 유전체막(75)은 얇을수록 좋다.
도 2 및 도 3에 있어서는, 상기의 외에 TFT(30)의 하측에, 하측 차광막(11a)이 마련되어 있다. 하측 차광막(11a)은 격자형상으로 패터닝되어 있고, 이에 의해 각 화소의 개구 영역을 규정하고 있다. 더욱이, 개구 영역의 규정은 도 2중의 데이터선(6a)과, 이에 교차하도록 형성된 용량선(300)에 의해서도 이루어질 수 있다. 또한, 하측 차광막(11a)에 대해서도 전술한 용량선(300)의 경우와 같이, 그 전위 변동이 TFT(30)에 대하여 악영향을 미치는 것을 피하기 위해서, 화상 표시 영역으로부터 그 주위로 연설되어 정전위원에 접속하면 된다.
또한, TFT(30)하에는, 하지(下地) 절연막(12)이 마련되어 있다. 하지 절연막(12)은, 하측 차광막(11a)으로부터 TFT(30)를 층간 절연하는 기능 외에, TFT 어레이 기판(10) 전면에 형성되는 것에 의해, TFT 어레이 기판(10)의 표면 연마시에 있어서의 거침이나, 세정후에 남는 오염 등으로부터 화소 스위칭용 TFT(30)의 특성 변화를 방지하는 기능을 갖는다.
더하여, 주사선(3a) 상에는 고농도 소스 영역(1d)으로 통하는 콘택트 홀(81)및 고농도 드레인 영역(1e)으로 통하는 콘택트 홀(83)이 각각 개공된 제 1 층간 절연막(41)이 형성되어 있다.
제 1 층간 절연막(41)상에는, 중계층(71) 및 용량선(300)이 형성되어 있고, 이들 상에는 고농도 소스 영역(1d)으로 통하는 콘택트 홀(81) 및 중계층(71)으로 통하는 콘택트 홀(85)이 각각 개공된 제 2 층간 절연막(42)이 형성되어 있다.
더욱이, 제 1 실시예에서는 제 1 층간 절연막(41)에 대해서는, 약 1000℃의 소성을 행함으로써, 반도체층(1a)이나 주사선(3a)을 구성하는 폴리 실리콘막에 주입된 이온의 활성화를 도모해도 된다. 한편, 제 2 층간 절연막(42)에 대해서는, 이와 같은 소성을 실행하지 않음으로써, 용량선(300)의 계면 부근에 발생하는 스트레스의 완화를 도모하도록 해도 된다.
제 2 층간 절연막(42)상에는 데이터선(6a)이 형성되어 있고, 이들 상에는 중계층(71)으로 통하는 콘택트 홀(85)이 형성된 제 3 층간 절연막(43)이 형성되어 있다.
제 3 층간 절연막(43)의 표면은, CMP(Chemical Mechanical Polishing) 처리 등에 의해 평탄화되어 있어서, 그 하방으로 존재하는 각종 배선이나 소자 등에 의한 단차에 기인하는 액정층(50)의 배향불량을 저감한다. 단, 이와 같이 제 3 층간 절연막(43)에 평탄화 처리를 실시하는 대신에, 또는 더하여 TFT 어레이 기판(10), 하지 절연막(12), 제 1 층간 절연막(41) 및 제 2 층간 절연막(42) 중 적어도 하나에 홈을 파고, 데이터선(6a) 등의 배선이나 TFT(30) 등을 매립함으로써 평탄화 처리를 행해도 된다.
이러한 구성이 되는 제 1 실시예의 전기 광학 장치에 있어서는, 상술한 협폭부(3aa) 및 광폭부(3ab)를 포함하는 주사선(3a)의 존재에 의해, 다음과 같은 작용 효과를 내게 된다. 이하, 이 작용 효과에 대하여 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다. 여기서 도 4는, 제 1 실시예에 관한 협폭부(3aa) 및 광폭부(3ab)를 포함하는 주사선(3a)을 비롯하여 상술한 반도체층(1a), 데이터선(6a), 용량선(300) 및 중계층(71), 및 콘택트 홀(81, 85)의 입체적인 배치형태를 나타내는 사시도이며, 도 5는, 그와 같은 주사선(3a)을 포함하지 않는 종래의 전기 광학 장치에 대한 동취지의 사시도이다. 더욱이, 도 4 및 도 5는, 도 2 및 도 3 중에 도시된 모든 구성을 도시하는 것이 아니라, 예컨대 축적 용량(70)을 구성하는 유전체막(75) 등, 몇 개의 요소에 대하여, 그 도시가 적절하게 생략된 것으로 되어 있다.
우선, 도 5의 종래예를 보면 주사선(3a')은 그 연장 방향을 따라 균일한 폭을 갖고 있기 때문에, 예컨대 경사진 광(L)이 도면에 도시하는 바와 같이 진입해 오는 경우에, 해당 광(L)은 비교적 용이하게 채널 영역(1a)에 도달하는 것을 알 수 있다. 이 경우, 채널 영역(1a')에는 이 광(L)의 진입에 의한 여기에 의해서 광 리크 전류가 발생함으로써, TFT(30)가 오프임에도 불구하고 일정한 전류 (광 리크 전류)가 흘러 버리는 현상이 발생한다. 따라서, 화상상에는 플리커 등이 발생하게 되어, 고품질의 화상을 표시하는 것이 비교적 곤란해지는 것이다.
그런데, 제 1 실시예에 관한 주사선(3a)에 의하면, 도 4에 도시하는 바와 같이 도 5와 마찬가지의 기울어진 광(L)이 진입해 왔다고 해도 광폭부(3ab)에 의해서 그 진행이 차단되고, 해당광(L)은 채널 영역(1a')까지는 도달하지 않는다. 따라서, 제 1 실시예에 의하면 상술한 바와 같은 문제가 있을 가능성을 저감하는 것이 가능해지는 것이다.
또한, 제 1 실시예에 있어서는 도 2 및 도 4에 도시하는 바와 같이 광폭부(3ab)와 데이터선(6a)이 폭(Wp)을 갖고 서로 겹치는 영역을 갖고 있기 때문에, 광이 채널 영역(1a')에 이르기 위한 진입 경로는 보다 한정되어 있으므로 광 리크 전류 발생 억제, 고품질 화상의 표시라는 작용 효과를 보다 확실하게 낼 수 있다. 구체적으로 말하면, 예컨대 도 4 중 데이터선(6a)의 상면으로부터 진입해 오는 광 중 일부는 데이터선(6a)의 상면에 의해서 반사 내지 흡수되고, 그 잔부가 데이터선(6a)의 하면측에 이르렀다고 해도, 그것은 광폭부(3ab)에 의해서 그 진행이 차단되는, 바와 같이 되는 것이다.
또한, 제 1 실시예에 의하면 상술에 더하여 하측 차광막(11a)이 구비되어 있기 때문에 TFT(30)에 대한 광입사는 상측 및 하측 쌍방에서 차단되어서 보다 확실한 광 차폐 기능의 발휘를 실현할 수 있다.
더욱이, 상기 제 1 실시예에서는 협폭부(3aa) 및 광폭부(3ab)는 연설되어 이루어지는 관계에 있는 것으로 되어 있지만, 본 발명은 이러한 형태에 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 협폭부(3ab)만을 도전성 있는 폴리 실리콘막으로서 형성한 후, 해당 폴리 실리콘막과 전기적인 도통이 도모되도록, 차광성 재료로 이루어지는 광폭부(3ab)를 형성하는 형태, 즉 협폭부(3aa) 및 광폭부(3ab) 사이가 전기적으로 접속되어 이루어지는 것 같은 형태여도 된다. 이 경우에 있어서는 반도체층(1a)과 서로 잘 맞는 재료로 게이트 전극으로서의 협폭부(3aa)를 형성할 수 있기 때문에,동작이 안정된 전기 광학 장치를 제공할 수 있고, 차광성 재료로 이루어지는 광폭부(3ab)를 구비함으로써 높은 광 차폐 기능도 더불어 갖는 전기 광학 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
이에 관련해서, 경우에 따라서는 주사선(3a)을, 그 하층이 폴리 실리콘막으로 이루어지고, 상층이 차광성 재료로 이루어지는 것 같이, 2층 구조를 갖는 형태로 해도 된다. 이것에 의하면, 절연막(2)을 거쳐서 반도체층(1a)과 대향하는, 게이트 전극으로서의 기능이 요구되는 부분은 상술과 같이 서로 잘 맞는 폴리 실리콘막이 되기 때문에, 상술과 거의 마찬가지의 작용 효과를 얻는 것이 가능해진다.
또한, 상기 제 1 실시예에서는 광폭부(3ab)가 협폭부(3aa)의 둘레부로부터 봐서, 채널 영역(1a')이 연장하는 방향 양쪽으로 연장하도록 형성되어 있지만, 경우에 따라서는, 해당 둘레부로부터 한쪽만으로 연장하도록 광폭부(3ab)를 형성하는 것 같은 형태로 해도 된다.
(제 2 실시예)
이하에서는, 본 발명의 제 2 실시예에 대하여 도 6 및 도 7을 참조하면서 설명한다. 여기서 도 6 및 도 7은, 각각 도 2 및 도 4와 동취지의 도면이고, 동도와는 주사선 등의 형태가 다른 것을 나타내는 평면도 및 사시도이다. 더욱이, 이 제 2 실시예에 관한 전기 광학 장치의 구성은 후의 설명에서 특별하게 제한이 없는 한, 상술한 제 1 실시예와 모두 마찬가지기 때문에, 도면상 동일 부호가 표시되어 있는 것에 관해서는, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.
제 2 실시예에서는, 제 1 실시예에 있어서 협폭부(3aa) 및 광폭부(3ab)를 포함하는 주사선(3a)이 구비되어 있었던 것과는 달리, 도 6 및 도 7에 도시하는 바와 같이 협폭부(301a) 및 광폭부(301b)를 포함하는 전극부(301)가 구비되어 있다. 전극부(301)는 도 6에 도시하는 바와 같이 TFT(30)의 형성 영역에 따라서, TFT 어레이 기판(10)상에 있어서 섬형상으로 형성되어 있고, 그 각각이, 채널 영역(1a')에 대향하는 협폭부(301a)와, 해당 채널 영역(1a')에 대향하지 않는 광폭부(301b)를 포함하고 있다. 더욱이, 이들 협폭부(301a) 및 광폭부(301b)만에 착안하면, 그 대강의 구조는, 상기 제 1 실시예와 거의 마찬가지인 것을 알 수 있다. 즉, 협폭부(301a)의 폭은 채널 길이에 일치하도록 결정되어 있고, 광폭부(301b)는 협폭부(301a)의 양둘레부로부터 봐서 돌출하는(즉, 도 6 중 + y방향 및 -방향 중 어느 하나에 대해서도 돌출하도록), 등으로 해서 형성되어 있다. 한편, 전극부(301)는 TFT(30)밑으로 층간 절연막을 사이에 두고 형성된 주사선(3)과 콘택트 홀(88)을 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다.
이러한 형태에서도, 광폭부(301b)에 의한 광차폐 효과가 상술한 광폭부(3ab)와 거의 마찬가지로 달성되는 것은 명백하다.
또한, 이러한 형태에 의하면 전극부(301) 및 주사선(3)을 포함하여, 그것에 밀접하게 관련되는 TFT(30) 등의 배치 형태의 레이아웃의 자유도가 높아지는 것외에, 양자를 각각 별도의 재료로 구성하는, 등도 가능해진다.
(전기 광학 장치의 전체 구성)
이하에서는, 이상과 같이 구성된 각종 실시예에 있어서의 전기 광학 장치의 전체 구성을 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다. 더욱이, 도 8은 TFT 어레이 기판을 그 위에 형성된 각 구성 요소와 함께 대향 기판(20) 측으로부터 본 평면도이며, 도 9는 도 8의 H-H' 단면도이다.
도 8 및 도 9에 있어서, 본 실시예에 관한 전기 광학 장치에서는 TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20)이 대향 배치되어 있다. TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20) 사이에는 액정층(50)이 봉입되어 있고, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20)과는 화상 표시 영역(10a)의 주위에 위치하는 밀봉(seal) 영역에 마련된 밀봉재(52)에 의해 서로 접착되어 있다.
밀봉재(52)는 양 기판을 접합하기 위해서, 예컨대 자외선경화 수지, 열경화 수지 등으로 이루어져서 자외선, 가열 등에 의해 경화된 것이다. 또한, 이 밀봉재(52) 중에는 본 실시예에 있어서의 전기 광학 장치를 액정 장치가 프로젝터 용도와 같이 소형으로 확대 표시를 행하는 액정 장치에 적용하는 것이면, 양 기판간의 거리(기판간 갭)를 소정값으로 하기 위한 글라스 파이버, 혹은 글라스 비즈 등의 갭 재(스페이서)가 살포되어 있다. 혹은, 당해 전기 광학 장치를 액정 모니터나 액정 텔레비전과 같이 대형으로 등배 표시를 하는 액정 장치에 적용하는 것이면, 이러한 갭재는 액정층(50) 중에 포함되어도 된다.
밀봉재(52)의 외측 영역에는 데이터선(6a)에 화상 신호를 소정의 타이밍으로 공급해 옴으로써 해당 데이터선(6a)을 구동하는 데이터선 구동 회로(101) 및 외부회로 접속 단자(102)가 TFT 어레이 기판(10)의 한 변을 따라 마련되어 있고, 주사선(3a)에 주사 신호를 소정의 타이밍으로 공급함으로써 주사선(3a)을 구동하는 주사선 구동 회로(104)가 이 한 변에 인접하는 두 변을 따라 마련되어 있다.
더욱이, 주사선(3a)에 공급되는 주사 신호 지연이 문제가 되지 않는 것이라면, 주사선 구동 회로(104)는 한 쪽만이여도 되는 것은 말할 필요도 없다. 또한, 데이터선 구동 회로(101)를 화상 표시 영역(10a) 변을 따라 양측에 배열해도 된다.
TFT 어레이 기판(10)의 나머지 한 변에는 화상 표시 영역(10a)의 양측에 마련된 주사선 구동 회로(104) 사이를 연결하기 위한 복수의 배선(105)이 마련되어 있다.
또한, 대향 기판(20)의 코너부의 적어도 1개소에서는, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20) 사이에 전기적인 도통을 취하기 위한 도통재(106)가 마련되어 있다.
도 9에 있어서, TFT 어레이 기판(10)상에는, 화소 스위칭용 TFT나 주사선, 데이터선 등의 배선이 형성된 후의 화소 전극(9a)상에, 배향막이 형성되어 있다. 한편, 대향 기판(20)상에는 대향 전극(21) 외에, 최상층 부분에 배향막이 형성되어 있다. 또한, 액정층(50)은, 예컨대 일종 또는 수종류의 네마틱 액정을 혼합한 액정으로 이루어지고, 이들 한 쌍의 배향막간에, 소정의 배향상태를 취한다.
더욱이, TFT 어레이 기판(10)상에는, 이들 데이터선 구동 회로(101), 주사선 구동 회로(104)등에 더하여, 복수의 데이터선(6a)에 화상 신호를 소정의 타이밍으로 인가하는 샘플링 회로, 복수의 데이터선(6a)에 소정 전압 레벨의 프리 차지 신호를 화상 신호에 선행하여 각각 공급하는 프리 차지 회로, 제조 도중이나 출시시 당해 전기 광학 장치의 품질, 결함 등을 검사하기 위한 검사 회로 등을 형성해도 된다.
또한, 데이터선 구동 회로(101) 및 주사선 구동 회로(104)를 TFT 어레이 기판(10)상에 마련하는 대신에, 예컨대 TAB(Tape Automated Bonding) 기판상에 실장된 구동용 LSI에, TFT 어레이 기판(10)의 주변부에 마련된 이방성 도전 필름을 거쳐서 전기적 및 기계적으로 접속하도록 해도 된다. 또한, 대향 기판(20)의 투사광이 입사하는 측 및 TFT 어레이 기판(10)의 출사광이 출사하는 측에는, 각각 예컨대 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertically Aligned) 모드, PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal) 모드 등의 동작 모드나, 노멀 화이트 모드·노멀 블랙 모드 각각에 따라서, 편광 필름, 위상차 필름, 편광판 등이 소정의 방향으로 배치된다.
(전자 기기)
다음으로, 이상 상세히 설명한 전기 광학 장치를 광 벌브로서 이용한 전자 기기의 일례인 투사형 컬러 표시 장치의 실시예에 대하여 그 전체 구성, 특히 광학적인 구성에 대하여 설명한다. 여기서, 도 10은 투사형 컬러 표시 장치의 도식적 단면도이다.
도 10에 있어서, 본 실시예에 있어서의 투사형 컬러 표시 장치의 일례인 액정 프로젝터(1100)는, 구동 회로가 TFT 어레이 기판상에 탑재된 액정 장치를 포함하는 액정 모듈을 3개 준비하고, 각각 RGB용 광벌브(100R, 100G, 100B)로서 이용한프로젝터로서 구성되어 있다. 액정 프로젝터(1100)로서는, 메탈 할라이드 램프 등의 백색 광원인 램프 유닛(1102)으로부터 투사광이 발생하면, 3장의 미러(1106) 및 2장의 다이 클록 미러(1108)에 의해서, RGB 삼원색에 대응하는 색성분(R, G, B)으로 나누어지고, 각 색에 대응하는 광 벌브(100R, 100G, 100B)로 각각 유도된다. 이 때 특히, B광은 긴 광로에 의한 광손실을 막기 위해서, 입사 렌즈(1122), 릴레이 렌즈(1123) 및 출사 렌즈(1124)로 이루어지는 릴레이 렌즈계(1121)를 거쳐서 유도된다. 그리고, 광 벌브(100R, 100G, 100B)에 의해 각각 변조된 삼원색에 대응하는 색성분은, 다이 클록 프리즘(1112)에 의해 두 번째 합성된 후, 투사 렌즈(1114)를 거쳐서 스크린(1120)에 컬러 화상으로서 투사된다.
본 발명은, 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 청구의 범위 및 명세서 전체로부터 판독할 수 있는 발명의 요지, 혹은 사상에 반하지 않는 범위에서 적절하게 변경 가능하고 그와 같은 변경을 따르는 전기 광학 장치 및 전자 기기도 또한 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것이다.
본 발명에 의해, 전기 광학 장치에 있어서, TFT에 대한 광의 입사를 미연에 방지함으로써 고품위의 화상을 표시하는 것이 가능하다.

Claims (23)

  1. 기판상에 마련된 화소 전극과,
    해당 화소 전극에 스위칭 동작에 의해 화상 신호를 공급하는, 채널 영역을 갖는 박막 트랜지스터와,
    해당 박막 트랜지스터에 상기 화상 신호를 공급하는 제 1 배선과,
    상기 박막 트랜지스터에 상기 스위칭 동작을 제어하기 위한 주사 신호를 공급하는 제 2 배선을 포함하되,
    상기 제 2 배선은 상기 박막 트랜지스터의 상기 채널 영역에 대향하는 게이트 전극으로서의 협폭부(狹幅部)와, 해당 협폭부보다도 폭이 넓고 또한 상기 채널 영역에 대향하지 않는 광폭부(廣幅部)를 포함하고 있는
    것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광폭부의 적어도 일부는 평면적으로 봐서 상기 제 1 배선과 서로 겹치는 영역을 갖는 것을 특징으로 하는
    전기 광학 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광폭부는 상기 협폭부로부터 연설(延設)되어 이루어지는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는
    전기 광학 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광폭부는 상기 협폭부로부터 접속되어 이루어지는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는
    전기 광학 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광폭부는 차광성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는
    전기 광학 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 배선 또는 상기 게이트 전극은 다층 구조를 갖는 것을 특징으로하는
    전기 광학 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광폭부는 상기 협폭부의 둘레부로부터 봐서, 상기 채널 영역이 연장하는 방향의 한쪽 또는 양쪽으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는
    전기 광학 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 매트릭스 형상으로 배열되어 이루어지고,
    상기 채널 영역은, 평면적으로 봐서 상기 제 2 배선을 사이에 두고 서로 인접하는 화소 전극 사이를 관통하여 연장하는 긴 형상의 제 1 간극과, 상기 제 1 배선을 사이에 두고 서로 인접하는 화소 전극 사이를 관통하여 연장하는 긴 형상의 제 2 간극이 교차하는 교점 영역내에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    전기 광학 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 채널 영역 및 소스 영역 및 드레인 영역이 상기 제 2 간극을 따라 연장하도록 형성되어 있고,
    상기 협폭부의 폭은 상기 채널 영역의 제 2 간극을 따른 길이에 일치하고,
    또한 상기 광폭부의 폭은 상기 길이보다도 큰 값을 갖는 것을 특징으로 하는
    전기 광학 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터의 하측에 하측 차광막을 더 구비한 것을 특징으로 하는
    전기 광학 장치.
  11. 전자 기기로서,
    기판상에 마련된 화소 전극과,
    해당 화소 전극에 스위칭 동작에 의해 화상 신호를 공급하는, 채널 영역을 갖는 박막 트랜지스터와,
    해당 박막 트랜지스터에 상기 화상 신호를 공급하는 제 1 배선과,
    상기 박막 트랜지스터에 상기 스위칭 동작을 제어하기 위한 주사 신호를 공급하는 제 2 배선을 포함하되,
    상기 제 2 배선은 상기 박막 트랜지스터의 상기 채널 영역에 대향하는 게이트 전극으로서의 협폭부와, 해당 협폭부보다도 폭이 넓고 또한 상기 채널 영역에 대향하지 않는 광폭부를 포함하는
    전기 광학 장치를 구비하여 이루어지는 것
    을 특징으로 하는 전자 기기.
  12. 기판상에 마련된 화소 전극과,
    해당 화소 전극에 스위칭 동작에 의해 화상 신호를 공급하는 박막 트랜지스터와,
    해당 박막 트랜지스터에 상기 화상 신호를 공급하는 제 1 배선과,
    상기 박막 트랜지스터에 상기 스위칭 동작을 제어하기 위한 주사 신호를 공급하는 제 2 배선과,
    상기 박막 트랜지스터의 채널 영역에 대향하는 게이트 전극으로서의 협폭부 및 해당 협폭부보다도 폭이 넓고 또한 상기 채널 영역에 대향하지 않는 광폭부를 포함하고, 또한 상기 제 2 배선에 전기적으로 접속된 전극부
    를 구비한 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 전극부와 상기 제 2 배선의 전기적인 접속은 콘택트 홀을 거쳐서 실행되고 있는 것을 특징으로 하는
    전기 광학 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 광폭부의 적어도 일부는 평면적으로 봐서 상기 제 1 배선과 서로 겹치는 영역을 갖는 것을 특징으로 하는
    전기 광학 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 광폭부는 상기 협폭부로부터 연설되어 이루어지는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는
    전기 광학 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 광폭부는 상기 협폭부로부터 접속되어 이루어지는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는
    전기 광학 장치.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 광폭부는 차광성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는
    전기 광학 장치.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 배선 또는 상기 전극부는 다층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는
    전기 광학 장치.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 광폭부는 상기 협폭부의 둘레부로부터 봐서, 상기 채널 영역이 연장하는 방향의 한쪽 또는 양쪽으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는
    전기 광학 장치.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 매트릭스 형상으로 배열되어 이루어지고,
    상기 채널 영역은 평면적으로 봐서 상기 제 2 배선을 사이에 두고 서로 인접하는 화소 전극 사이를 관통하여 연장하는 긴 형상의 제 1 간격과, 상기 제 1 배선을 사이에 두고 서로 인접하는 화소 전극 사이를 관통하여 연장하는 긴 형상의 제 2 간격이 교차하는 교점 영역내에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    전기 광학 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 채널 영역 및 소스 영역 및 드레인 영역이 상기 제 2 간극을 따라 연장하도록 형성되어 있고,
    상기 협폭부의 폭은 상기 채널 영역의 제 2 간극에 따른 길이에 일치하고,
    또한 상기 광폭부의 폭은 상기 길이보다도 큰 값을 갖는 것을 특징으로 하는
    전기 광학 장치.
  22. 제 12 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터의 하측에 하측 차광막을 더 구비한 것을 특징으로 하는
    전기 광학 장치.
  23. 전자 기기로서,
    기판상에 마련된 화소 전극과,
    해당 화소 전극에 스위칭 동작에 의해 화상 신호를 공급하는 박막 트랜지스터와,
    해당 박막 트랜지스터에 상기 화상 신호를 공급하는 제 1 배선과,
    상기 박막 트랜지스터에 상기 스위칭 동작을 제어하기 위한 주사 신호를 공급하는 제 2 배선과,
    상기 박막 트랜지스터의 채널 영역에 대향하는 게이트 전극으로서의 협폭부 및 해당 협폭부보다도 폭이 넓고 또한 상기 채널 영역에 대향하지 않는 광폭부를 포함하고, 또한 상기 제 2 배선에 전기적으로 접속된 전극부
    를 포함하는 전기 광학 장치를 구비하여 이루어지는 것
    을 특징으로 하는 전자 기기.
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