KR20070076501A - 전기 광학 장치, 전자기기 및 프로젝터 - Google Patents

전기 광학 장치, 전자기기 및 프로젝터 Download PDF

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KR20070076501A
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šœ지 가미지마
데이이치로 나카무라
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 소형화·고선명화의 요청에 응할 수 있고, 또한 화소 영역의 개구율을 비약적으로 향상시킬 수 있는 전기 광학 장치, 전자기기 및 프로젝터를 제공하기 위한 것으로, TFT 어레이 기판(10)의 화소간 영역에는, 기판면에 대하여 오목부(10a)가 마련되어 있고, 용량 소자(17)의 일부 및 데이터선(6a), 주사선(3a) 등의 배선의 일부가 이 오목부(10a) 내에 마련되므로, 이들 용량 소자(17) 및 배선이 화소간 영역 내에 차지하는 면적을 작게 할 수 있다. 따라서, 그 만큼 액정 장치를 소형화하는 것이 가능해져, 화소간 영역을 좁게 하는, 즉, 화소 영역을 확대하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 소형화·고선명화의 요청에 응할 수 있고, 또한 화소 영역의 개구율을 비약적으로 높일 수 있다.

Description

전기 광학 장치, 전자기기 및 프로젝터{ELECTRO-OPTICAL DEVICE, ELECTRONIC APPARATUS, AND PROJECTOR}
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 액정 장치의 전체 구성을 나타내는 평면도,
도 2는 본 실시예에 따른 액정 장치의 등가 회로도,
도 3은 본 실시예에 따른 액정 장치의 구성을 나타내는 평면도,
도 4는 본 실시예에 따른 액정 장치의 구성을 나타내는 단면도,
도 5는 동 단면도,
도 6은 본 실시예에 따른 액정 장치의 배선의 구성을 나타내는 사시도,
도 7은 액정 장치의 제조 공정의 모양을 나타내는 공정도,
도 8은 동 공정도,
도 9는 동 공정도,
도 10은 동 공정도,
도 11은 동 공정도,
도 12는 동 공정도,
도 13은 동 공정도,
도 14는 액정 장치의 광 투과의 모양을 나타낸 도면,
도 15는 본 발명의 실시예 2에 따른 액정 장치의 구성을 나타내는 평면도,
도 16은 본 실시예에 따른 액정 장치의 구성을 나타내는 단면도,
도 17은 본 발명의 실시예 3에 따른 액정 장치의 구성을 나타내는 평면도,
도 18은 본 실시예에 따른 액정 장치의 구성을 나타내는 단면도,
도 19는 동 단면도,
도 20은 본 발명의 실시예 4에 따른 액정 장치의 구성을 나타내는 평면도,
도 21은 본 실시예에 따른 액정 장치의 구성을 나타내는 단면도,
도 22는 본 발명의 실시예 5에 따른 액정 장치의 구성을 나타내는 단면도,
도 23은 본 실시예에 따른 액정 장치의 구성을 나타내는 평면도,
도 24는 동 평면도,
도 25는 본 발명의 실시예 6에 따른 액정 장치의 구성을 나타내는 단면도,
도 26은 본 발명의 실시예 7에 따른 액정 장치의 구성을 나타내는 단면도,
도 27은 본 발명의 실시예 8에 따른 액정 장치의 구성을 나타내는 단면도,
도 28은 본 발명의 실시예 9에 따른 액정 장치의 구성을 나타내는 단면도,
도 29는 본 발명의 실시예 10에 따른 액정 장치의 구성을 나타내는 단면도,
도 30은 본 발명에 따른 프로젝터의 구성을 나타내는 도면,
도 31은 본 발명에 관한 전자기기의 구성을 나타내는 도면이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100∼1000 : 액정 장치 9∼1009 : 화소 전극
6a∼1006a : 데이터선 3a∼1003a : 주사선
10a∼1010a : 오목부 17∼1017 : 용량 소자
30∼1030 : TFT 소자
본 발명은 전기 광학 장치, 전자기기 및 프로젝터에 관한 것이다.
예컨대, 프로젝터의 광 밸브로서 이용되는 액정 장치 등의 전기 광학 장치에서는, TFT(Thin Film Transistor:박막 트랜지스터) 액티브 매트릭스 구동 방식이라고 불리는 구동 방식이 채용되는 경우가 많다.
액티브 매트릭스 구동 방식에서는, 화소 영역에 마련된 화소 전극과 전기적으로 접속된 수단으로서, TFT 소자가 이용된다. 이 TFT 소자는 액정 장치의 화소간 영역에 마련되어 있고, 마찬가지로 화소간 영역에 마련된 데이터선과 주사선을 통해 전기 신호가 공급되는 구성으로 되어 있다. 또한, 구동 시에 일정한 전하를 용량 소자에 유지시킴으로써, 안정한 구동 처리가 실현되어 있다.
최근에는, 이러한 광 밸브의 소형화, 고선명화가 요청됨과 아울러, 화소 영역의 개구율의 향상이 요청되고 있다. 예컨대, 특허 문헌 1∼3에는, 화소간 영역에 용량 소자를 형성한 액정 장치에 대해 기재되어 있다. 그 중에서도, 특허 문헌 1에는, 기판 상에 트렌치라고 불리는 홈을 형성하고, 당해 홈 중에 용량 전극을 형 성하는 수법이 개시되어 있다. 이와 같이, 트렌치의 바닥 및 측벽을 따라 용량 소자를 세밀하게 형성함으로써, 화소간 영역을 넓게 하지 않아 용량을 효율적으로 증가시킬 수 있다.
(특허 문헌 1) 일본 공개 특허 공보 제2000-98409호
(특허 문헌 2) 일본 공개 특허 공보 제2002-31796호
(특허 문헌 3) 일본 공개 특허 공보 제2002-244154호
그러나, 상기한 수법을 이용한 경우, 용량 소자가 마련되는 부분에만 홈이 형성되기 때문에, 화소간 영역을 충분히 좁게 할 수 있을 때까지에는 도달되지 않아, 화소 영역의 개구율의 비약적인 향상은 바랄 수 없다.
이상과 같은 사정에 감안해서, 본 발명의 목적은 소형화·고선명화의 요청에 응할 수 있고, 또한 화소 영역의 개구율을 비약적으로 향상시킬 수 있는 전기 광학 장치, 전자기기 및 프로젝터를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 전기 광학 장치는, 복수의 화소 영역이 매트릭스 형상으로 마련된 기판과, 상기 기판의 상기 화소 영역 내에 마련된 화소 전극과, 상기 기판의 상기 화소 영역 사이에 마련되어, 상기 화소 전극과 전기적으로 접속된 스위칭 소자와, 상기 기판의 상기 화소 영역 사이에 마련되어, 적어도 제 1 용량 전극과 제 2 용량 전극으로 이루어지는 용량 전극과 절연막이 적층되어 이루어지고, 상기 화소 전극의 전하를 유지하는 용량 소자와, 상기 기판의 상기 화소 영역 사이에 마련되어, 상기 스위칭 소자에 대응하여 마련된 데이터선 및 주사선을 포함하는 배선을 구비하고, 상기 기판의 상기 화소 영역 사이에는, 상기 기판면에 대하여 오목부가 마련되어 있고, 상기 용량 소자의 적어도 일부가, 상기 오목부 내에 마련되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 오목부 내란, 기판면을 수평으로 연장하여 오목부를 덮는 면을 상정한 경우에, 관련된 오목부를 덮는 면과 오목부로 구성되는 공간 내를 의미하는 것으로 한다.
본 발명에 의하면, 기판의 화소 영역 사이에는, 기판면에 대하여 오목부가 마련되어 있고, 용량 소자의 적어도 일부가 오목부 내에 마련되므로, 당해 용량 소자가 화소 영역 내에서 차지하는 면적을 작게 할 수 있다. 따라서, 그 만큼 전기 광학 장치를 소형화함과 아울러, 화소 영역 사이를 좁게 하는, 즉, 화소 영역을 확대하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 소형화·고선명화의 요청에 응할 수 있음과 아울러, 화소 영역의 개구율을 비약적으로 높일 수 있다. 또한, 용량 소자가 화소 영역 내에서 차지하는 면적을 작게 함으로써, 광의 반사·흡수를 억제할 수 있다. 이에 따라, 광 반사·흡수에 의한 전기 광학 장치의 온도 상승이 억제되어, 내광성이 향상된다고 하는 이점을 갖고 있다.
본 발명에 따른 다른 전기 광학 장치는, 복수의 화소 영역이 매트릭스 형상으로 마련된 기판과, 상기 기판의 상기 화소 영역 내에 마련된 화소 전극과, 상기 기판의 상기 화소 영역 사이에 마련되어, 상기 화소 전극과 전기적으로 접속된 스위칭 소자와, 상기 기판의 상기 화소 영역 사이에 마련되어, 적어도 제 1 용량 전극과 절연막과 제 2 용량 전극이 적층되어 이루어지며, 상기 화소 전극의 전하를 유지하는 용량 소자와, 상기 기판의 상기 화소 영역 사이에 마련되어, 상기 스위칭 소자에 대응하여 마련된 데이터선 및 주사선을 포함하는 배선을 구비하고, 상기 기판의 상기 화소 영역 사이에는, 상기 기판면에 대하여 오목부가 마련되어 있고, 상기 데이터선의 적어도 일부가, 상기 스위칭 소자와 상기 기판 사이로서, 또한 상기 오목부 내에 마련되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 기판의 화소 영역 사이에는, 기판면에 대하여 오목부가 마련되어 있고, 데이터선의 적어도 일부가, 스위칭 소자와 기판 사이로서, 또한 오목부 내에 마련되므로, 당해 데이터선이 화소 영역 내에서 차지하는 면적을 작게 할 수 있다. 따라서, 그 만큼 전기 광학 장치를 소형화하고, 또한 화소 영역을 넓게 하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 소형화·고선명화의 요청에 응할 수 있고, 또한 화소 영역의 개구율을 비약적으로 높일 수 있다.
또한, 데이터선의 적어도 일부를 오목부 내에 마련함으로써, 종래에는 데이터선이 박막 형상이던 것에 대하여 본 발명에서는 데이터선에 두께를 갖게 할 수 있으므로, 데이터선의 단면적을 크게 하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 데이터선의 전기 저항을 작게 할 수 있어, 신호 전달의 지연을 억제할 수 있다.
또한, 데이터선이 화소 영역 내에서 차지하는 면적을 작게 함으로써, 광의 반사·흡수를 억제할 수 있다. 이에 따라, 광 반사·흡수에 의한 전기 광학 장치 의 온도 상승이 억제되어, 내광성이 향상한다고 하는 이점을 갖고 있다.
본 발명에 따른 별도의 전기 광학 장치는, 복수의 화소 영역이 매트릭스 형상으로 마련된 기판과, 상기 기판의 상기 화소 영역 내에 마련된 화소 전극과, 상기 기판의 상기 화소 영역 사이에 마련되어, 상기 화소 전극과 전기적으로 접속된 스위칭 소자와, 상기 기판의 상기 화소 영역 사이에 마련되어, 적어도 제 1 용량 전극과 절연막과 제 2 용량 전극이 적층되어 이루어지고, 상기 화소 전극의 전하를 유지하는 용량 소자와, 상기 기판의 상기 화소 영역 사이에 마련되어, 상기 스위칭 소자에 대응하여 마련된 데이터선 및 주사선을 포함하는 배선을 구비하고, 상기 기판의 상기 화소 영역 사이에는, 상기 기판면에 대하여 오목부가 마련되어 있고, 상기 용량 소자의 적어도 일부가 상기 오목부 내에 마련되며, 상기 데이터선의 적어도 일부가 상기 스위칭 소자와 상기 기판 사이로서, 또한 상기 오목부 내에 마련되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 기판의 화소 영역 사이에는, 기판면에 대하여 오목부가 마련되어 있고, 용량 소자의 적어도 일부가 오목부 내에 마련되어 있고, 데이터선의 적어도 일부가 스위칭 소자와 기판 사이로서, 또한 오목부 내에 마련되기 때문에, 당해 데이터선 및 용량 소자가 화소 영역 내에 차지하는 면적을 작게 할 수 있다. 따라서, 그 만큼 전기 광학 장치를 소형화하고, 또한 화소 영역을 넓게 하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 소형화·고선명화의 요청에 응할 수 있고, 또한 화소 영역의 개구율을 비약적으로 높일 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 용량 소자, 배선 및 스위칭 소자를 적층하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 전기 광학 장치의 제조가 용이하게 된다고 하는 이점도 있다.
또한, 용량 소자, 데이터선의 각각이 화소 영역 내에 차지하는 면적을 작게 함으로써, 광의 반사·흡수를 억제할 수 있다. 이에 따라, 광 반사·흡수에 의한 전기 광학 장치의 온도 상승이 억제되고, 내광성이 향상되다고 하는 이점을 갖고 있다.
또한, 상기 주사선의 적어도 일부가 상기 오목부 내에 마련되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 주사선의 적어도 일부가 오목부 내에 마련되므로, 당해 주사선이 화소 영역 내에 차지하는 면적을 작게 할 수 있다. 따라서, 그 만큼 전기 광학 장치를 소형화하고, 또한 화소 영역을 넓게 하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 오목부의 개구부 쪽의 단면적이 바닥부 쪽의 단면적보다 크게 되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 오목부의 개구부 쪽의 단면적이 바닥부 쪽의 단면적보다 크게 되어 있으므로, 오목부의 측면에 용량 소자 등의 박막을 형성할 때의 커버리지를 양호하게 할 수 있다.
또한, 상기 데이터선 및 상기 주사선이 서로 교차하여 교차 영역을 형성하고, 상기 교차 영역과 평면에서 보아 겹치고, 또한 상기 화소 영역과는 평면에서 보아 겹치지 않도록 차광부가 마련되어 있고, 상기 데이터선 및 상기 주사선의 폭 방향의 치수가 상기 차광부의 상기 폭 방향의 최대 치수보다 작게 되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 교차하는 데이터선 및 주사선의 폭 방향의 치수가 교차 영역에 마련되는 차광부의 폭 방향의 최대 치수보다 작게 되어 있으므로, 그 만큼 화소 영역을 확대시킬 수 있다. 이에 따라, 개구율을 향상시킬 수 있다. 또한, 반대로 교차 부분을 포함하는 영역의 차광부의 폭 방향의 최대 치수가 배선의 폭 방향의 치수보다 크게 되어 있기 때문에, 마이크로 렌즈 등을 이용하여 화소 영역에 입사되는 광을 원 형상으로 집광하는 경우에는, 광을 효율적으로 이용할 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 화소 영역이란 평면에서 보아 겹치지 않도록 차광부가 마련되므로, 화소 영역을 투과하고자 하는 광을 방해하지 않아, 고효율로 이용할 수 있다.
또한, 상기 데이터선 및 상기 주사선이 서로 교차하여 교차 영역을 형성하고, 상기 교차 영역과 평면에서 보아 겹치고, 또한 상기 화소 영역과는 평면에서 보아 부분적으로 겹치도록 차광부가 마련되어 있고, 상기 데이터선 및 상기 주사선의 폭 방향의 치수가 상기 차광부의 상기 폭 방향의 최대 치수보다 작게 되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 화소 영역과는 평면에서 보아 부분적으로 겹치도록 차광부가 마련되는 경우에도, 교차하는 데이터선 및 주사선의 폭 방향의 치수가, 교차 영역에 마련되는 차광부의 폭 방향의 최대 치수보다 작게 되어 있으므로, 그 만큼 화소 영역을 확대시킬 수 있다. 이에 따라, 개구율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 오목부가 상기 용량 전극 및 상기 배선의 장변 방향으로 연장되어 있고, 상기 용량 소자를 구성하는 용량 전극의 적어도 일부와, 상기 배선 중 적 어도 일부가 절연막을 사이에 두고 상기 오목부 내에 마련되어 있고, 상기 오목부 내에서는, 상기 용량 전극이 상기 배선을 따르도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 오목부가 용량 전극 및 배선의 장변 방향으로 연장되어 있고, 용량 소자를 구성하는 용량 전극의 적어도 일부와, 배선 중 적어도 일부가 절연막을 사이에 두고 오목부 내에 마련되어 있고, 당해 오목부 내에서 용량 전극이 배선을 따르도록 배치되어 있으므로, 화소간 영역이라는 좁은 영역 내이더라도 용량 전극과 배선을 서로 접촉시키지 않고 배치하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 오목부 내에서는, 상기 용량 전극이 상기 배선보다도 상기 오목부 내의 측면에 가까운 쪽에 마련되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 용량 전극이 배선보다 오목부 내의 측면에 가까운 쪽, 즉, 배선에 대하여 오목부 내의 바깥쪽에 마련되므로, 그 만큼 용량 전극의 표면적을 넓게 할 수 있다. 예컨대, 용량 전극을 오목부의 측부 상에 형성함으로써, 용량 전극의 표면적을 보다 크게 할 수 있다.
또한, 용량 전극은 적어도 상기 오목부의 바닥면 및 양 측면을 따라 형성되는 하나의 용량 전극으로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 용량 전극은 적어도 오목부의 바닥면 및 양 측면을 따라 형성되는 하나의 용량 전극으로 이루어지므로, 용량 전극의 표면적을 크게 할 수 있다.
또한, 상기 스위칭 소자와 상기 교차 영역이 교차하도록 배치되어 있고, 상 기 배선에 전기적으로 접속된 평탄부가 상기 교차 영역에 대응하는 상기 오목부로부터 연장하여 마련되어 있고, 상기 스위칭 소자와 상기 평탄부를 접속하는 콘택트 홀이 마련되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 스위칭 소자와 교차 영역이 교차하도록 배치되어 있고, 배선에 전기적으로 접속된 평탄부가 교차 영역에 대응하는 오목부로부터 연장하여 마련되어 있고, 스위칭 소자와 평탄부를 접속하는 콘택트 홀이 마련되므로, 스위칭 소자와 배선이 기판면에 대하여 평행한 방향으로 이격되어 있더라도, 정렬이 용이하게 된다. 이 때문에, 접속 불량이 발생하는 것을 회피할 수 있다. 또한, 배선과 스위칭 소자가 평탄부를 사이에 두고 접속되어 있으므로, 콘택트의 면적을 확보할 수 있고, 안정한 신호 전달이 가능해진다. 이에 따라, 스위칭 소자의 안정 구동을 확보할 수 있다.
또한, 상기 스위칭 소자는 상기 차광부에 의해 형성되는 평면에서 본 영역의 안쪽에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
데이터선과 주사선이 교차하는 영역은, 매트릭스 형상으로 배치된 4개의 화소 영역의 모서리부가 접하는 영역(모서리부간의 영역)으로 된다. 본 발명에서는, 스위칭 소자를, 차광막에 의해 형성하는, 평면에서 본 영역의 안쪽에 배치함으로써, 당해 스위칭 소자가 화소 영역의 모서리부에 평면적으로 겹치는 것으로 된다. 이 때문에, 화소 영역과는 평면에서 보아 부분적으로 겹치도록 차광부가 마련되는 경우에는, 스위칭 소자가 차광되는 동시에, 화소 영역의 모서리부를 투과하고자 하는 광(화소 모서리부의 광)은 이 스위칭 소자를 덮는 차광막에 차광되게 된다.
한편, 화소 영역의 모서리부를 투과하는 광(화소 모서리부 광)은, 화소 영역의 중앙부를 통과하는 광(화소 중앙광)에 비해 화상의 콘트라스트를 저하시키는 것이 알려져 있다. 본 발명에서는, 화소 영역의 개구율이 종래의 액정 장치와 비교해서 향상되어 있기 때문에, 화소 중앙광의 광량이 많아진다. 따라서, 스위칭 소자의 콘트라스트가 낮은 화소 모서리부 광을 차광하는 한편으로, 콘트라스트가 높은 화소 중앙광의 투과량이 많아지기 때문에, 화소 영역 전체로서는, 콘트라스트가 높은 광이 종래와 비교하여 대부분 투과하는 것으로 된다. 이에 따라, 콘트라스트의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 화소 영역의 모서리부 이외의 외주부를 투과하는 광(화소 외주광)에 대해서도, 화소 중앙광과 비교하여 화상의 콘트라스트를 저하시키는 것이 알려져 있다. 스위칭 소자가 화소 영역 사이를 포함하는 영역에 배치되면, 화소 외주광은 스위칭 소자를 덮는 차광막에 의해 차광되는 것으로 된다. 그렇게 하면, 스위칭 소자가 콘트라스트가 낮은 화소 외주광을 차광하는 한편으로, 콘트라스트가 높은 화소 중앙광의 투과량이 많아지기 때문에, 화소 영역 전체로서는, 콘트라스트가 높은 광이 종래와 비교하여 대부분 투과하는 것으로 된다. 이에 따라, 콘트라스트의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 광을 상기 화소 영역 내에 집광하는 마이크로 렌즈를 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 화소 영역의 개구율을 높인 후에, 당해 개구율이 높게 된 화소 영역에 마이크로 렌즈에 의해 광을 집광할 수 있으므로, 광의 이용 효율을 상 승적(相乘的)으로 높일 수 있다. 특히, 스위칭 소자를 화소 영역의 모서리부 사이에 배치하는 경우에는, 마이크로 렌즈에 의해 화소 영역의 중앙부에 광을 집광함으로써, 본래 모서리부에서 차광되는 광에 대해서도 이용 가능해지기 때문에, 광의 이용 효율이 일층 향상되게 된다.
본 발명에 따른 전자기기는 상기한 전기 광학 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 화소 영역의 개구율을 높일 수 있고, 광의 이용 효율을 높일 수 있는 전기 광학 장치를 구비하고 있으므로, 밝고, 콘트라스트가 높은 표시부를 갖는 전자기기를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 프로젝터는 상기한 전기 광학 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 화소 영역의 개구율을 높일 수 있고, 광의 이용 효율을 높일 수 있는 전기 광학 장치를 구비하고 있으므로, 밝고, 콘트라스트가 높은 표시가 가능한 프로젝터를 얻을 수 있다.
(실시예 1)
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예 1을 설명한다.
본 실시예에서는, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하, TFT라고 약기함)를 화소 스위칭 소자로서 이용한 TFT 액티브 매트릭스 방식의 액정 장치를 예로 들어 설명한다.
(액정 장치)
도 1은 본 실시예에 따른 액정 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1(a)는 동 액정 장치의 평면 구성도, 도 1(b)는 도 1(a)의 H-H'선 단면 구성도이다.
도 1(a) 및 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 액정 장치(100)는 TFT 어레이 기판(액티브 매트릭스 기판)(10)과, 대향 기판(20)이 평면에서 보아 대략 직사각형 프레임 형상의 밀봉재(42)를 통해 접합되고, 이 밀봉재(42)에 둘러싸인 영역 내에 액정층(50)이 주입 밀봉된 구성으로 되어 있다. 액정층(50)으로는, 예컨대, 정의 유전율 이방성을 갖는 액정 재료가 이용되고 있다. 밀봉재(42)의 일부(도면 중 하변 쪽)에 액정 주입구(45)가 형성되어 있고, 당해 액정 주입구(45)를 막도록 봉지재(44)가 형성되어 있다. 밀봉재(42) 내주 쪽을 따라 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상의 측면 파티션(43)이 형성되고, 이 측면 파티션의 안쪽 영역이 표시 영역(11)으로 되어있다.
화소 표시 영역(11) 내에는, 화소 영역(12)이 매트릭스 형상으로 마련된다. 당해 화소 영역(12)은 화소 표시 영역(11)의 최소 표시 단위로 되는 1화소를 구성하고 있다. 밀봉재(42)의 바깥쪽 영역에는, 데이터선 구동 회로(101) 및 외부 회로 실장 단자(102)가 TFT 어레이 기판(10)의 1변(도시 하변)을 따라 형성되어 있고, 이 1변에 인접하는 2변을 따라 각각 주사선 구동 회로(104)가 형성되어 주변 회로를 구성하고 있다.
TFT 어레이 기판(10)의 남은 1변(도시 상변)에는, 표시 영역(11)의 양쪽의 주사선 구동 회로(104) 사이를 접속하는 복수의 배선(105)이 마련된다. 또한, 대 향 기판(20)의 각 모서리부에서는, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20) 사이의 전기적 도통을 취하기 위한 기판간 도통재(106)가 배치되어 있다. 본 실시예의 액정 장치(100)는 투과형 액정 장치로 구성되고, TFT 어레이 기판(10) 쪽에 배치된 광원(도시 생략)으로부터의 광을 변조하여, 대향 기판(20) 쪽으로부터 화상광으로서 사출되게 되어 있다.
도 1(b)에 나타내는 바와 같이, TFT 어레이 기판(10)의 내면(액정층) 쪽에, 복수의 화소 전극(9)이 배열 형성되어 있고, 이들 화소 전극(9)을 덮도록 배향막(16)이 형성되어 있다. 대향 기판(20)의 내면 쪽에는, 측면 파티션(43) 및 차광막(23)이 형성되고, 그 위에 평면 베타 형상의 공통 전극(21)이 형성되어 있다. 그리고, 공통 전극(21)을 덮도록 배향막(22)이 형성되어 있다. 또한, TFT 어레이 기판(10)의 외면(액정층과는 반대) 쪽에는, 편광판(48)이 접합되어 있다.
도 2는 상기한 액정 장치의 등가 회로도이다.
동 도면에 나타내는 바와 같이, 액정 장치의 표시 영역(11)에는, 복수의 화소 영역(12)이 매트릭스 형상으로 배치되어 있고, 이들 화소 영역(12)에는, 각각 화소 전극(9)이 배치되어 있다. 또한, 그 화소 전극(9)의 가장자리 쪽에는 TFT 소자(30)가 형성되어 있다. TFT 소자(30)는, 당해 화소 전극(9)으로의 통전 제어를 행하는 스위칭 소자이다. 이 TFT 소자(30)의 소스 쪽에는 데이터선(6a)이 접속되어 있다. 각 데이터선(6a)에는, 예컨대, 데이터선 구동 소자로부터 화상 신호 S1, S2, …, Sn이 공급되게 되어 있다.
또한, TFT 소자(30)의 게이트 쪽에는 주사선(3a)이 접속되어 있다. 주사 선(3a)에는, 예컨대, 주사선 구동 소자로부터 소정 타이밍에서 펄스식으로 주사 신호 G1, G2, …, Gm이 공급되게 되어 있다. 또한, TFT 소자(30)의 드레인 쪽에는 화소 전극(9)이 접속되어 있다.
주사선(3a)으로부터 공급된 주사 신호 G1, G2, …, Gm에 의해, 스위칭 소자인 TFT 소자(30)가 일정 기간만큼 온 상태로 되면, 데이터선(6a)으로부터 공급된 화상 신호 S1, S2, …, Sn이 화소 전극(9)을 거쳐 화소 영역(12)에 소정의 타이밍에서 기입되게 되어 있다.
화소 영역(12)에 기입된 소정 레벨의 화상 신호 S1, S2, …, Sn은 화소 전극(9)과 후술하는 공통 전극 사이에 형성되는 액정 용량으로 일정 기간 유지된다. 또, 유지된 화상 신호 S1, S2, …, Sn이 누설되는 것을 방지하기 위해, 화소 전극(9)과 용량선(4b) 사이에 용량 소자(17)가 형성되고, 액정 용량과 병렬로 배치되어 있다. 이와 같이, 액정에 전압 신호가 인가되면, 인가된 전압 레벨에 의해 액정 분자의 배향 상태가 변화된다. 이에 따라, 액정에 입사된 광원광이 변조되어, 화상광이 생성되게 되어 있다.
다음에, 본 실시예에 있어서의 액정 장치 중, TFT 어레이 기판 쪽의 화소부의 구성에 대하여, 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 도 3은 데이터선, 주사선, 화소 전극 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 평면도이다. 도 3에 있어서는, 도면 중 세로 방향이 TFT 어레이 기판(10)의 단변 방향을 나타내고, 도면 중 가로 방향이 TFT 어레이 기판(10)의 장변 방향을 나타내고 있다. 도 4는, 도 3에서의 A1-A6 단면에 따른 구성을 나타내는 도면이다. 도 5는, 도 4의 B-B선 단면에 따른 구 성을 나타내는 도면이다. 도 6은 도 4의 배선 구조를 나타내는 사시도이다(TFT 소자를 생략하고 있다).
도 3에 나타내는 바와 같이, TFT 어레이 기판(10)의 화소 영역(12)에는, 복수의 화소 전극(9)이 마련된다. 이하, 「화소 영역」에 대해서는, 화소 전극(9)이 마련된 영역을 말하는 것으로 한다. 화소 전극(9)은 화소 영역(12)에 평면에서 보아 겹치는 영역에 직사각형으로 마련되어 있고, 예컨대, ITO(Indium Tin Oxide) 등이 투명한 도전 재료에 의해 형성되어 있다.
각 화소 전극(9) 사이의 영역(화소간 영역)(14)에는, 도시하지 않은 차광막이 마련되어 있고, 당해 차광막이 마련된 영역에는 오목부(10a)(윤곽을 파선으로 나타냄)가 마련된다. 오목부(10a)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 화소간 영역(14) 내를 세로 방향 및 가로 방향으로 연장하도록 격자 형상으로 마련된 홈이며, 각 화소 영역(12)의 모서리부 사이에서는, 세로 방향으로 연장하는 오목부(10a)와 가로 방향으로 연장하는 오목부(10a)가 교차하고 있다. 오목부(10a)는 종횡으로 연장하는 오목부(10a)의 교차 부분의 근방에서는 약간 폭이 넓게 되어 있다. 또한, 오목부(10a)는, 개구부 쪽이 바닥부 쪽보다, 기판면에 평행한 방향의 단면적이 크게 되어 있다. 즉, 도 4에 나타내는 바와 같이, 기판면으로부터의 깊이 D가 깊게 될수록 폭 L이 가늘게 되도록 마련된다.
또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 종횡으로 연장하는 오목부(10a)가 교차하는 교차 영역에 대응하는 오목부(10a)로부터 연장하여, 직사각형 영역의 기판 평탄부(10b)가 마련된다. 즉, 기판 평탄부(10b)는 오목부(10a)의 연장 방향으로부터 화소 영역(12) 쪽으로 돌출하도록 마련되어 있고, 예컨대, 도 4에 나타내는 바와 같이, 기판면에 대하여 한층 낮게 되도록 마련된다. 이 기판 평탄부(10b)는, 예컨대, 각 화소 영역(12)의 도 3 중 좌상 및 좌하의 모서리부에 평면적으로 겹치도록 마련된다.
오목부(10a) 및 기판 평탄부(10b) 내에는, 용량 소자(17), 데이터선(6a), 주사선(3a)이 마련된다.
용량 소자(17)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 당해 오목부(10a)의 폭이 넓게 된 부분, 즉, 종횡으로 연장하는 오목부(10a)가 교차하는 부분을 중심으로 해서 십자 방향(도 3 중 상하좌우 방향)으로 마련되어 있고, 오목부(10a)의 벽면을 따르도록 마련된다. 이 용량 소자(17)는, 예컨대, 도 4에 나타내는 바와 같이, 오목부(10a) 내에 마련된 용량 전극(17a), 절연막(17c), 용량 전극(17b)을 주체(主體)로 하여 구성되어 있다. 이 용량 소자(17)는 오목부(10a)의 벽면(바닥면 및 측면을 포함함)에 적층되도록, 당해 벽면을 따라 U자 형상으로 마련된다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 용량 전극(17a)은 오목부(10a)의 벽면 상에 마련되어 있고, 예컨대, Ti, Mo, Cr, W, Ta, Pd 등의 금속에 의해 박막 형상으로 형성되어 있다. 절연막(17c)은 용량 전극(17a)의 안쪽에 마련된 절연막이며, 예컨대, SiO2 등의 절연 재료에 의해 형성되어 있다. 또, 도 4에는 나타내어져 있지 않지만, 각 용량 전극(17a)은 도 2에 나타낸 용량선(4b)에 접속되어 있고, 당해 전위로 유지되어 있다.
용량 전극(17b)은 용량 전극(17a)과 대향하도록 절연막(17c)의 안쪽에 마련된 금속 박막이며, 용량 전극(17a)과 동일한 재료에 의해 형성되어 있다. 용량 전극(17b)은 오목부(10a)의 내부에서는 단면 U자 형상으로 만곡하게 되어 있지만, 용량 전극(17b)의 일부가 기판 평탄부(10b) 상으로 연장하고 있어 평탄한 부분으로 되어 있다. 이하, 이 부분을 「용량 평탄부(17d)」라고 한다. 용량 평탄부(17d)는 기판 평탄부(10b) 상에 배치되어 있고, 용량 전극(17b)과 일체적으로 마련된다. 이와 같이 용량 소자(17)는 절연막(17c)을 사이에 둔 용량 전극(17a)과 용량 전극(17b) 사이에서 전하를 유지하게 되어 있다.
도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 이 용량 소자(17)의 안쪽에는, 절연막(61)을 사이에 두고 데이터선(6a) 또는 주사선(3a)이 마련된다. 종횡으로 연장하는 오목부(10a) 중, 도 3 중 세로 방향으로 연장하는 오목부(10a)에는 데이터선(6a)이 마련되어 있고, 도 3 중 가로 방향으로 연장하는 오목부(10a)에는 주사선(3a)이 마련된다. 오목부(10a)가 교차하는 영역에서는, 주사선(3a)과 데이터선(6a)이 교차하고 있고, 교차 영역을 형성하고 있다.
데이터선(6a)은, 예컨대, Cu, Al, Ag, Au, Ni, Cr 등의 금속에 의해 형성되어 있고, 도 3 중 세로 방향으로 연장하고 있는 오목부(10a) 내에 마련되고, 당해 오목부(10a)를 따라 연장하는 배선이다. 오목부(10a)의 교차 부분의 근방에서는 일부가 용량 소자(17)로 둘러싸이도록 배치되어 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 데이터선(6a)은 오목부(10a)의 내부에서는 단면 U자 형상으로 형성되어 있지만, 도 3 중 화소 영역(12)의 좌상의 모서리부에 겹치 는 기판 평탄부(10b) 상에는, 데이터선(6a)의 일부가 연장 방향으로부터 화소 영역(12) 쪽으로 돌출되어 있어, 평탄한 부분으로 되어 있다. 즉, 데이터선(6a)과 주사선(3a)의 교차 영역에 대응하는 오목부(10a)로부터 연장하여 마련된다. 이하, 이 부분을 「데이터선 평탄부(6b)」라고 한다. 데이터선 평탄부(6b)는 데이터선(6a)과 동일한 금속에 의해 형성되어 있고, 데이터선(6a)과 일체적으로 마련된다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 데이터선(6a)은 오목부(10a)의 개구부로부터 바닥부에 걸쳐 서서히 폭(연장 방향으로 직교하는 방향의 길이)이 좁아지는 형상으로 되어 있다. 데이터선(6a)의 두께(기판면에서 바닥부까지의 길이) Lz와 폭 Lw 사이에는, 1<(Lz/Lw)<50의 관계가 성립하고 있다. 또한, 데이터선(6a) 및 데이터선 평탄부(6b)는 TFT 어레이 기판(10)의 기판면과 면 일치 상태로 되어 있다.
주사선(3a)은, 데이터선(6a)과 마찬가지로, 예컨대, Cu, Al, Ag, Au, Ni, Cr 등의 금속에 의해 형성되어 있고, 도 3 중 가로 방향으로 연장하는 오목부(10a) 내에 마련되고, 당해 오목부(10a)를 따라 연장되는 배선이다. 오목부(10a)의 교차하는 부분의 근방에서는 일부 용량 소자(17)에 둘러싸이도록 배치되어 있다.
주사선(3a)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 데이터선(6a)과 마찬가지의 단면 형상, 즉, 오목부(10a)의 개구부로부터 바닥부에 걸쳐 서서히 폭(연장 방향으로 직교하는 방향의 길이)이 좁아지는 형상으로 되어 있다. 또한, 주사선(3a)의 깊이와 폭 사이에는, 데이터선(6a)과 마찬가지의 관계가 성립하고 있다.
주사선(3a)과 데이터선(6a)이 교차하는 교차 영역에는, 주사선(3a)의 연장 방향을 따라 게이트 전극(3b)이 마련된다. 게이트 전극(3b)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, TFT 어레이 기판(10)의 기판면에 대하여 위(액정층(50)) 쪽에 마련되어 있고, 양단이 콘택트 홀(3c)을 거쳐 주사선(3a)에 접속되어 있다.
즉, 도 6에 나타내는 바와 같이, 데이터선(6a)과 주사선(3a)이 교차하는 영역에서는, 데이터선(6a)이 오목부(10a) 내에 마련되는데 대하여, 주사선(3a)은 게이트 전극(3b)을 거쳐 데이터선(6a)을 가로지르도록 마련된다. 또한, 주사선(3a)의 깊이 및 폭에 대해서는, 데이터선(6a)의 깊이 및 폭과 거의 동일하게 되어 있다.
TFT 소자(30)는 LDD(Lightly Doped Drain) 구조를 갖고 있고, 도 4에 나타내는 바와 같이, 반도체막(62)과 절연막(67)과 게이트 전극(3b)을 주체로 하여 구성되어 있다. 반도체막(62)의 평면 구성으로는, 당해 반도체막(62)과, 데이터선(6a)과 주사선(3a)의 교차 영역이 교차하도록 배치되어 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 화소간 영역(14)에서 매트릭스 형상으로 배열된 4개의 화소 영역(12)이 접하는 영역(모서리부간의 영역)을 포함하고, 또한 당해 4개의 화소 영역(12)에 걸치도록 직사각형으로 마련된다. 또한, 반도체막(62)의 모서리부가 데이터선 평탄부(6b) 및 용량 평탄부(17d)에 평면적으로 겹치도록 마련되어 있고, 반도체막(62)의 중앙부가 게이트 전극(3b)에 평면적으로 겹치도록 마련된다. TFT 소자(30)의 단면 구성으로는, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 반도체막(62) 상에 절연막(67)이 마련되고, 절연막(67)을 거쳐 게이트 전극(3b)이 마련된 구성으로 되어 있다.
반도체막(62)은, 예컨대, 실리콘 등의 반도체 재료에 의해 형성되어 있다. 절연막(67)은 도 4 중 반도체막(62)의 위(액정층(50)) 쪽에 형성된 박막이며, 예컨대, 실리콘 산화물(SiO2) 등에 의해 형성되어 있다. 반도체막(62)에는, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 채널 영역(1a)과, 고농도 소스 영역(1b)과, 고농도 드레인 영역(1c)과, 저농도 소스 영역(1d)과, 저농도 드레인 영역(1e)이 형성되어 있다.
채널 영역(1a)의 평면 구성으로는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 반도체막(62) 중 게이트 전극(3b)에 평면에서 보아 겹치는 위치(도 3 중 상하 방향 중앙부)에 배치되어 있다. 또한, 단면 구성으로는, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 게이트 전극(3b)과의 사이에 절연막(67)이 마련된다. 당해 채널 영역(1a)은 데이터선(6a)으로부터 전기 신호를 취입하는 스위치로서 작용한다.
고농도 소스 영역(1b)의 평면 구성으로는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 반도체막(62) 중 데이터선 평탄부(6b)에 평면에서 보아 겹치는 위치(도 3 중 아래쪽)에 배치되어 있다. 또한, 단면 구성으로는, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 소스 콘택트 홀(65)을 거쳐 데이터선 평탄부(6b)에 접속되어 있고, 데이터선(6a)에 전기적으로 접속되어 있다.
고농도 드레인 영역(1c)의 평면 구성으로는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 반도체막(62) 중 용량 평탄부(17d)에 평면적으로 겹치는 위치(도 3 중 위쪽)에 배치되어 있다. 또한, 단면 구성으로는, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 화소 콘 택트 홀(63)을 거쳐 화소 전극(9)에 접속되어 있고, 또한 용량 콘택트 홀(64)을 거쳐 용량 평탄부(17d)에 접속되어 있으며, 용량 소자(17)에 전기적으로 접속되어 있다.
저농도 소스 영역(1d)은 채널 영역(1a)과 고농도 소스 영역(1b) 사이의 영역에 마련된다. 또한, 저농도 드레인 영역(1e)은 채널 영역(1a)과 고농도 드레인 영역(1c) 사이의 영역에 마련된다.
(액정 장치의 제조 방법)
다음에, 본 발명의 액정 장치(100)의 제조 공정에 대하여 설명한다. 도 4는 액정 장치(100)의 제조 공정을 나타내는 흐름도이다. 본 실시예에서는, 대면적의 마더 기판을 이용하여 복수의 액정 장치를 일괄 형성하고, 절단함으로써 개개의 액정 장치(100)로 분리하는 방법을 예로 들어 설명한다.
액정 장치(100)는 대향측 마더 기판 및 TFT 어레이측 마더 기판을 형성하고, 양 기판을 서로 접합시켜 절단함으로써 형성한다. 또, TFT 어레이측 마더 기판은 TFT 어레이 기판(10)으로 되는 복수의 직사각형의 표시 영역을 포함하는 대판(large substrate)의 기판이며, 대향측 마더 기판은 대향 기판(20)으로 되는 복수의 직사각형의 표시 영역을 포함하는 대판의 기판이다.
TFT 어레이측 마더 기판의 형성 공정에 대하여 설명한다.
우선, 유리나 석영 등의 투광성 재료로 이루어지는 대판의 기재(TFT 어레이 기판(10))에 오목부(10a) 및 기판 평탄부(10b)를 형성한다.
도 7 및 도 8을 참조하여 구체적으로 설명한다. 예컨대, OFPR 시리즈(동경 응화제)나, AZ 시리즈(클라리언트제) 등의 레지스트를 이용하여, 예컨대, 스핀 코팅나 스프레이 코팅 등의 수법에 의해, 3㎛ 정도의 균일한 두께의 레지스트층(70)을 TFT 어레이 기판(10) 상에 형성한다. 이 레지스트층(70)에 마스크(71)를 배치하여 소정 시간 노광하고, 또한 마스크(72)를 배치하여 2중 노광을 행한다. 마스크(71)는 TFT 어레이 기판(10)의 오목부(10a)에 대응하는 위치에 개구부(71a)를 갖고 있다. 마스크(72)는 TFT 어레이 기판(10)의 기판 평탄부(10b)에 대응하는 위치에 개구부(72a)를 갖고 있다. 이 2중 노광된 레지스트층(70)에 현상 처리를 행하면, 레지스트층(70)에는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 당해 레지스트층(70)을 관통하는 홈(70a)과, 2단계의 높이 형상을 갖는 홈(70b)이 형성된다.
다음에, 홈(70a), 홈(70b)을 갖는 레지스트층(70)이 형성된 상태로, 불화계 가스인 CF, C4F8, CHF3 등의 가스를 에천트로서, 이 TFT 어레이 기판(10)을 드라이 에칭한다. 구체적으로는, 펌프 등의 배기 장치를 갖는 챔버 내에 레지스트층(70)이 형성된 TFT 어레이 기판(10)을 수용하여 둔다. 당해 TFT 어레이 기판(10)의 주위의 압력을 0.133Pa∼수백Pa로 감압하고, 이 챔버 내에, 에천트인 CF, C4F8, CHF3 등의 혼합 가스를, 예컨대, 30sccm 정도 투입한다. 챔버 내에 마련한 전극에, 예컨대, 13.56MHz 정도의 고주파를 걸어, 에천트의 혼합 가스를 여기 상태(예컨대, 래디컬 상태)로 하고, 반응성 가스에 의해 TFT 어레이 기판(10)의 드라이 에칭을 행한다. 그 결과, 도 8에 나타내는 바와 같이, 레지스트층(70)의 형상이 TFT 어레 이 기판(10)에 전사되어, TFT 기판(10)에 오목부(10a)와 기판 평탄부(10b)가 형성된다.
이 때, 오목부(10a)의 벽면의 경사 각도는 TFT 어레이 기판(10)의 기판 온도에 의존하는 것이 본 발명자 등에 의해 확인되어 있다. 예컨대, 기판 온도를 156℃로 한 경우에는 경사 각도는 99°로 되고, 기판 온도를 46℃로 한 경우에는 경사 각도는 85°로 되고, 기판 온도를 9℃로 한 경우에는 경사 각도는 78°로 된다. 이것은 오목부(10a)의 벽면에 탄소와 불소의 반응에 의한 플루오로카본이 부착되고, 벽면을 보호하는 것에 기인하는 것이다. 따라서, TFT 어레이 기판(10)의 기판 온도를 설정함으로써, 벽면에 부착되는 플루오로카본의 양을 조절하고, 오목부(10a)의 벽면의 경사 각도를 소망하는 각도로 경사시키는 것이 가능하다.
다음에, 오목부(10a) 및 기판 평탄부(10b)가 형성된 TFT 어레이 기판(10)에 용량 소자(17)를 형성한다.
이 공정에 대해서는, 도 9 내지 도 13을 참조하여 구체적으로 설명한다.
우선, 오목부(10a) 및 기판 평탄부(10b)가 형성된 TFT 어레이 기판(10) 상에, 예컨대, Ti, Mo, Cr, W, Ta, Pd 등의 금속막(74)을 형성한다. 금속막(74)은 TFT 어레이 기판(10)의 기판면, 오목부(10a) 및 기판 평탄부(10b)를 포함한 TFT 어레이 기판(10)의 표면 상에 형성한다. 계속해서, 도 9에 나타내는 바와 같이, 금속막(74) 중 오목부(10a) 내에 형성된 부분에 보호층(75)을 형성한다.
당해 보호층(75)이 형성된 상태에서 금속막(74)을 에칭한다. 이 때의 에칭에 대해서는, 상술한 드라이 에칭과 마찬가지의 방법이라도 좋고, 웨트 에칭을 하 더라도 좋다. 이 에칭에 의해, 금속막(74) 중 오목부(10a) 및 기판 평탄부(10b) 이외에 형성된 부분이 제거되어, 오목부(10a) 내 및 기판 평탄부(10b) 상에는 용량 전극(17a)이 형성된다.
계속해서, 도 10에 나타내는 바와 같이, TFT 어레이 기판(10)의 기판면, 용량 전극(17a)을 포함한 TFT 어레이 기판(10)의 표면상에 절연막(17c)을 형성한다. 절연막(17c)을 형성하면, 도 11에 나타내는 바와 같이, 이 TFT 어레이 기판(10)의 표면에 용량 전극(17a)과 동일한 재료, 예컨대, Ti, Mo, Cr, W, Ta, Pd 등의 금속막(77)을 형성하고, 오목부(10a) 및 기판 평탄부(10b) 상에 보호층(78)을 형성한 후, 금속막(77)을 에칭하면, 도 12에 나타내는 바와 같이, 오목부(10a) 내에는 용량 전극(17b)이 형성되고, 기판 평탄부(10b) 상에는 용량 평탄부(17d)가 형성된다.
계속해서, TFT 어레이 기판(10)의 기판면, 용량 전극(17b)을 포함한 TFT 어레이 기판(10)의 표면상에 절연막(61)을 형성한다. 절연막(61)을 형성하면, 도 13에 나타내는 바와 같이, 당해 절연막(61)으로 둘러싸인 오목부(10a) 내에, 예컨대, Cu, Al, Ag, Au, Ni, Cr 등의 금속에 의해 데이터선(6a)을 형성한다. 또한, 마찬가지의 방법에 의해 주사선(3a)을 형성한다. 그 후, TFT 어레이 기판(10) 상의 금속막이나 절연막을 제거하여, 평탄화한다.
TFT 어레이 기판(10)에 오목부(10a), 기판 평탄부(10b), 용량 소자(17), 데이터선(6a) 및 주사선(3a)을 형성하면, 콘택트 홀(64, 65)을 형성하고, 당해 콘택트 홀(64, 65)에 접속되도록 TFT 소자(30)를 형성한다. TFT 소자(30) 형성 후, 당해 TFT 소자(30) 상에 절연막(67)을 형성하고, 절연막(67) 상에 게이트 전극(3b)을 형성하며, 게이트 전극(3b)과 주사선(3a)을 접속한다. 또한, 절연막(67)을 관통하는 콘택트 홀(63)을 형성하고, 당해 콘택트 홀(63)에 접속되도록 화소 전극(9)을 형성한다. 그리고, 화소 전극(9)을 형성한 TFT 어레이 기판(10)의 표면에 배향막(16)을 형성하고, 배향막(16) 상에 밀봉재(42)를 형성한다.
다음에, 대향측 마더 기판의 형성 공정에 대하여 간단히 설명한다.
TFT 어레이측 마더 기판의 경우와 마찬가지로, 유리나 석영 등의 투광성 재료로 이루어지는 대판의 기재의 각 표시 영역에 공통 전극(21)을 형성하며, 당해 공통 전극(21) 상에 배향막(22)을 형성한다.
다음에, 상기한 각 공정에서 형성한 TFT 어레이측 마더 기판과 대향측 마더 기판을 접합한다. 양 기판을 근접시켜, 대향측 마더 기판이 TFT 어레이측 마더 기판 상의 밀봉재(42)에 접착되도록 한다. TFT 어레이측 마더 기판과 대향측 마더 기판을 접합한 후에는, 밀봉재(42)에 자외선(UV)을 조사하여 경화시킨다.
그 후, TFT 어레이측 마더 기판 및 대향측 마더 기판에 스크라이브선(scribe line)을 형성하고, 당해 스크라이브선을 따라 패널을 절단하며, 절단된 각 액정 패널을 세정한다. 그리고, 세정한 각 액정 패널에 액정을 주입 밀봉하고, 예컨대, ACF을 통해 플렉서블 기판을 실장하여, 액정 장치(100)가 완성된다.
본 실시예에 의하면, TFT 어레이 기판(10)의 화소간 영역(14)에는, 기판면에 대하여 오목부(10a)가 마련되어 있고, 용량 소자(17)의 일부 및 데이터선(6a), 주사선(3a) 등의 배선의 일부가 오목부(10a) 내에 마련되므로, 이들 용량 소자(17) 및 배선이 화소간 영역(14) 내에 차지하는 면적을 작게 할 수 있다. 따라서, 그 만큼 액정 장치(100)를 소형화하는 것이 가능해져, 화소간 영역(14)을 좁게 하는, 즉, 화소 영역(12)을 확대하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 소형화·고선명화의 요청에 응할 수 있고, 또한 화소 영역(12)의 개구율을 비약적으로 높일 수 있다.
또한, 용량 소자(17) 및 배선의 화소간 영역(14)이 차지하는 면적을 작게 함으로써 그 만큼 광의 반사·흡수를 억제할 수 있기 때문에, 광 반사·흡수에 의한 액정 장치(100)의 온도 상승이 억제되고, 내광성이 향상된다. 더하여, 데이터선(6a) 및 주사선(3a)의 일부를 오목부(10)의 깊이 방향으로 확대할 수 있으므로, 배선 단면적을 크게 하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 데이터선(6a) 및 주사선(3a)의 전기 저항을 억제할 수 있어, 신호의 전달을 효율적으로 실행할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, TFT 소자(30)가 화소 영역(12)의 모서리부 사이에 마련되어 있고, 화소 영역(12)의 모서리부에 평면에서 보아 겹치도록 배치되어 있다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 화소 영역(12)의 중앙부는 화소 전극(9) 및 공통 전극(21)에 의해 안정적으로 전압이 인가되는 영역이다. 따라서, 화소 영역(12)의 중앙부를 투과하는 화소 중앙광 L1은, 액정의 배향이 안정적으로 규제된 영역을 투과하므로, 당해 광의 위상 변화에 대해서는 소정의 변화량(거의 90°)을 확보할 수 있다. 이 때문에, 편광판에서 광의 투과율이 높고, 흑 표시 또는 백 표시가 명료하게 되어, 콘트라스트를 확보할 수 있다.
이에 대하여, 화소 영역(12)의 모서리부를 포함한 외주부는, 화소 영역(12)의 중앙부와 비교해서 전압이 불안정하게 인가되는 영역이다. 따라서, 화소 영 역(12)의 모서리부 또는 외주부를 투과하는 광은, 액정의 배향이 불안정하게 규제된 영역을 투과하므로, 당해 광의 위상 변화에 대해서는 소정의 변화량에 도달하지 않는 경우가 있다. 예컨대, 화소 영역(12)의 외주부를 투과하는 화소 외주광 L2에 대해서는 위상 변화가 60° 정도로 그친다. 또한, 화소 영역(12)의 모서리부를 투과하는 화소 모서리부의 광 L3에 대해서는 위상 변화가 45° 정도이다. 이 때문에, 화소 외주광 L2나 화소 모서리부의 광 L3은 화소 중앙광 L1과 비교하여 편광판에서 광의 투과율이 낮고, 흑 표시 또는 백 표시가 불명료하게 되어, 콘트라스트가 저하한다.
여기서, 본 실시예에서는, 화소 영역(12) 전체의 개구율이 종래의 액정 장치의 화소 영역의 개구율과 비교하여 향상되어 있기 때문에, 화소 중앙광 L1의 광량이 많아진다. 그렇게 하면, TFT 소자(30)가 콘트라스트 저하의 요인으로 되는 화소 외주광 L2를 차광하는 한편으로, 콘트라스트가 높은 화소 중앙광 L1의 투과량이 많아지기 때문에, 화소 영역(12) 전체로서는, 종래와 비교하여 편광판에서의 콘트라스트가 높은 광의 투과율이 높아진다. 이에 따라, 콘트라스트의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 데이터선(6a) 및 주사선(3a)의 두께 Lz와 폭 Lw 사이에, 1<(Lz/Lw)<50의 관계가 성립하고 있으므로, 이들 배선의 폭을 좁게 하면서도, TFT 소자(30)의 구동에 필요한 전류를 확보할 수 있는 만큼의 단면적을 확보하 는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시예에서는, 용량 소자(17)와 데이터선(6a)(주사선(3a))이 평면적으로 겹치고 있으므로, TFT 어레이 기판(10)의 제조 공정에서 용량 소자(17), 데이터선(6a)(주사선(3a))을 적층하는 것이 가능해진다. 이에 따라, TFT 어레이 기판(10)의 제조 공정이 용이해진다.
(실시예 2)
다음에, 본 발명에 따른 실시예 2를 설명한다. 실시예 1과 마찬가지로, 이하의 도면에서는, 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해, 축척을 적절히 변경하고 있다. 본 실시예에서는, 데이터선이 오목부의 내부에 마련되고, 주사선이 오목부의 바깥쪽에 마련되는 점이 실시예 1과 다르기 때문에, 이 점을 중심으로 설명한다.
도 15는 본 실시예에 있어서의 액정 장치(200)의 TFT 어레이 기판(210)의 평면도이다. 도 15에서는, 실시예 1과 마찬가지로, 도면 중 세로 방향이 TFT 어레이 기판의 단변 방향을 나타내고, 도면 중 가로 방향이 TFT 어레이 기판의 장변 방향을 나타내고 있다. 도 16은 도 15에 있어서의 C-C선 단면에 따른 구성을 나타내는 도면이다.
도 15에 나타내는 바와 같이, 화소간 영역(214)에는, 도시하지 않은 차광막이 마련되어 있고, 당해 차광막이 마련된 영역에는 오목부(210a)(윤곽을 파선으로 나타냄)가 마련된다. 오목부(210a)의 평면 구성으로는, 도 15에 나타내는 바와 같 이, 화소간 영역(214) 내의 세로 방향으로 연장하도록, 스트라이프 형상으로 마련된다. 본 실시예에서는, 오목부(210a)가 도 15 중 세로 방향에만 마련되어 있고, 가로 방향에는 마련되지 않는다. 또한, 도 16에 나타내는 바와 같이, 오목부(210a)는 개구부로부터 바닥부에 걸쳐 폭이 일정하게 되어 있다.
또한, 각 화소 영역(212)의 도면 중 우하의 모서리부에 평면적으로 겹치는 영역에는, 기판 평탄부(210b)가 마련된다. 기판 평탄부(210b)는, 오목부(210a)의 연장 방향으로부터 도면 중 왼쪽의 화소 영역(212)으로 돌출하도록 마련된다.
화소간 영역(214)에는, 용량 소자(217), 데이터선(206a), 주사선(203a), TFT 소자(230)가 마련된다. 이 중, 데이터선(206a) 및 용량 소자(217)는 오목부(210a) 내에 마련된다.
용량 소자(217)는, 도 15에 나타내는 바와 같이, 당해 오목부(210a)의 폭이 넓게 된 부분에 마련되어 있고, 오목부(210a)의 벽면을 따르도록 마련된다. 이 용량 소자(217)는, 예컨대, 도 16에 나타내는 바와 같이, 오목부(210a) 내에 마련된 용량 전극(217a), 절연막(217c), 용량 전극(217b)과, 용량 전극(217b)의 일부가 기판 평탄부(210b)로 연장하여 마련된 용량 평탄부(217d)를 주체로 하여 구성되어 있다. 이 용량 소자(217)는, 오목부(210a)의 벽면에 적층되도록, 당해 벽면을 따라 단면 コ자 형상으로 마련된다.
데이터선(206a)은, 도 16에 나타내는 바와 같이, 용량 소자(217)에 둘러싸이도록 배치되어 있고, 그 두께에 관계없이 폭이 일정하게 되어 있다. 데이터선(206a)의 두께 Lz와 폭 Lw 사이에는, 0.5<(Lz/Lw)<15의 관계가 성립하고 있다. 또한, 데이터선(206a)의 상면은 TFT 어레이 기판(10)의 기판면과 면 일치 상태로 되어 있다.
주사선(203a)은, 도 15에 나타내는 바와 같이, 화소간 영역(214)의 가로 방향으로 연장하도록 마련된다. 또한, 데이터선(206a)과 교차하는 부분이 게이트 전극(203b)으로 되어 있다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 주사선(203a)은, 기판면에 대하여 위(액정층(250)) 쪽에 배치되어 있다. 또한, 본 실시예에서는, 주사선(203a)과 게이트 전극(203b) 사이에 기판면으로부터의 고저차는 없다. 주사선(203a) 중 TFT 소자(230)에 평면적으로 겹치는 부분이 게이트 전극(203b)이며, 게이트 전극(203b)은 주사선(203a)의 일부로 되어있다.
TFT 소자(230)는, 실시예 1과 마찬가지로 LDD 구조를 갖고 있고, 도 16에 나타내는 바와 같이, 반도체막(262)과 절연막(267)과 게이트 전극(203b)을 주체로 하여 구성되어 있다. 반도체막(262) 및 절연막(267)은, 도 15에 나타내는 바와 같이, 화소간 영역(214)에서 화소 영역(212)의 모서리부 사이를 포함한 영역에 역 L자형으로 마련되어 있고, 화소 영역(212)의 모서리부(도면 중 우하), 데이터선(206a)의 일부 및 용량 평탄부(217d)의 일부에 평면에서 보아 겹치도록 배치되어 있다. 또한, 반도체막(262)의 중앙부가 게이트 전극(203b)에 평면에서 보아 겹치도록 배치되어 있다. 또한, TFT 소자(230)는, 도 16에 나타내는 바와 같이, 반도체막(262) 상에 절연막(267)이 마련되고, 당해 절연막(267)을 거쳐 게이트 전극(203b)이 마련된 구성으로 되어 있다.
반도체막(262)에는, 도 15 및 도 16에 나타내는 바와 같이, 채널 영역(201a) 과, 고농도 소스 영역(201b)과, 고농도 드레인 영역(201c)과, 저농도 소스 영역(201d)과, 저농도 드레인 영역(201e)이 형성되어 있다.
채널 영역(201a)은, 도 15에 나타내는 바와 같이, 반도체막(262) 중 게이트 전극(203b)에 평면적으로 겹치는 위치(도 15 중 상하 방향 중앙부)에 배치되어 있다. 또한, 단면 구성으로는, 도 16에 나타내는 바와 같이, 게이트 전극(203b)과의 사이에 절연막(267)이 마련된다.
고농도 소스 영역(201b)은, 도 15에 나타내는 바와 같이, 반도체막(262) 중 데이터선(6a)에 평면적으로 겹치는 위치(도 15 중 아래쪽)에 배치되어 있다. 또한, 도 16에 나타내는 바와 같이, 소스 콘택트 홀(265)을 거쳐 데이터선(206a)에 직접 접속되어 있다. 따라서, 실시예 1과는 달리, 본 실시예에서는 고농도 소스 영역(201b)이 화소 영역(212)에 평면적으로 겹치지 않도록 되어 있고, 그 만큼 화소 영역(212)의 개구율을 확보할 수 있게 되어 있다.
고농도 드레인 영역(201c)은, 도 15에 나타내는 바와 같이, 반도체막(262) 중 용량 평탄부(217d)에 평면에서 보아 겹치는 위치(도 15 중 위쪽)에 배치되어 있다. 또한, 도 16에 나타내는 바와 같이, 화소 콘택트 홀(263)을 거쳐 화소 전극(209)에 접속되어 있고, 또한 용량 콘택트 홀(264)을 거쳐 용량 평탄부(217d)에 접속되어 있고, 화소 전극(209) 및 용량 소자(217)의 양쪽에 전기적으로 접속되어 있다.
저농도 소스 영역(201d)은 채널 영역(201a)과 고농도 소스 영역(201b) 사이의 영역에 마련된다. 또한, 저농도 드레인 영역(201e)은 채널 영역(201a)과 고농 도 드레인 영역(201c) 사이의 영역에 마련된다.
본 실시예와 마찬가지로, TFT 어레이 기판(210) 중 단변 방향에만 오목부(210a)를 마련하고, 장변 방향에 오목부(210a)를 마련하지 않는 구성이더라도, 실시예 1과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 부가하여, 본 실시예의 구성이라면, 게이트 전극(203b)을 주사선(203a)의 일부로 할 수 있으므로, 게이트 전극(203b)의 형성이 용이해진다.
또한, 본 실시예에 의하면, 반도체막(262)의 고농도 소스 영역(201b)이 데이터선(206a)에 평면적으로 겹치도록 배치되고, 또한, 데이터선(206a)에 직접 접속되어 있으므로, 당해 고농도 소스 영역(201b)과 데이터선(206a)을 접속하는 접속부를 특히 마련할 필요가 없다. 이 때문에, 화소 영역(212) 상에 개구부를 넓게 마련할 수 있어, 개구율의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 데이터선(206a)의 깊이 Lz와 폭 Lw 사이에, 0.5<(Lz/Lw)<15의 관계가 성립하고 있으므로, 데이터선(206a)의 폭을 좁게 하면서도, TFT 소자(230)의 구동에 필요한 전류를 흘릴 수 있는 만큼의 단면적을 확보하는 것이 가능해진다.
(실시예 3)
다음에, 본 발명에 따른 실시예 3을 설명한다. 실시예 1과 마찬가지로, 이하의 도면에서는, 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해, 축척을 적절히 변경하고 있다. 본 실시예에서는, TFT 소자의 반도체막의 구성이 실시예 1과 다르기 때 문에, 이 점을 중심으로 설명한다.
도 17은 본 실시예에 있어서의 액정 장치(300)의 TFT 어레이 기판(310)의 평면도이다. 당해 도 17에 있어서는, 실시예 1과 마찬가지로, 도면 중 세로 방향이 TFT 어레이 기판의 장변 방향을 나타내고, 도면 중 가로 방향이 TFT 어레이 기판의 단변 방향을 나타내고 있다. 도 18은 도 17에서의 D-D선 단면에 따른 구성을 나타내는 도면이다. 도 19는 도 17에서의 E-E선 단면에 따른 구성을 나타내는 도면이다.
도 17에 나타내는 바와 같이, 화소간 영역(314)에는, 차광막(315)이 마련되어 있고, 이 차광막(315)이 마련된 영역에는 오목부(310a)가 형성되어 있다(도 17에서는, 여기저기 차광막(315)을 제거한 상태로 나타내고 있음). 차광막(315)은 도 17 중 세로 방향의 폭과 가로 방향의 폭이 거의 같게 되도록 마련된다.
오목부(310a)는, 도 17에 나타내는 바와 같이, 화소간 영역(314) 내를 세로 방향 및 가로 방향으로 연장하도록 격자 형상으로 마련되어 있고, 각 화소 영역(312)의 모서리부 사이에서는, 세로 방향으로 연장하는 오목부(310a)와 가로 방향으로 연장하는 오목부(310a)가 교차하고 있다. 또한, 도 18에 나타내는 바와 같이, 오목부(310a)는 기판면으로부터의 깊이가 깊어짐에 따라 폭이 일정한 비율로 좁아지도록 형성되어 있다.
종횡으로 연장하는 오목부(310a)의 교차하는 교차 영역에는, 직사각형 영역의 기판 평탄부(310b)가 마련된다. 이 기판 평탄부(310b)는 교차 영역에 대응하는 오목부(310a)로부터 연장하고, 즉, 화소 영역(312) 쪽으로는 돌출하도록 마련된다. 여기서는, 예컨대, 각 화소 영역(312)의 도 17 중 우상 및 좌하의 모서리부에 일부 평면적으로 겹치도록 마련된다.
또한, 화소간 영역(314)에는, 용량 소자(317), 데이터선(306a), 주사선(303a), TFT 소자(330)가 마련된다. 이 중, 데이터선(306a), 주사선(303a) 및 용량 소자(317)는 오목부(310a) 내에 마련된다. 데이터선(306a)과 주사선(303a)은 오목부(310a)가 교차하는 부분에서 교차 영역을 형성하고 있다.
용량 소자(317)는, 도 17에 나타내는 바와 같이, 당해 오목부(310a)의 폭이 넓어진 부분에 마련되어 있고, 오목부(310a)의 벽면을 따르도록 마련된다. 이 용량 소자(317)는, 예컨대, 도 18에 나타내는 바와 같이, 오목부(310a) 내에 마련된 용량 전극(317a), 절연막(317c), 용량 전극(317b)과, 기판 평탄부(310b)에 마련된 용량 평탄부(317d)를 주체로 하여 구성되어 있다. 이 용량 소자(317)는 오목부(310a)의 벽면에 적층되도록 당해 벽면을 따라 마련된다.
데이터선(306a)은 도 17 중 세로 방향으로 연장하는 오목부(310a) 내에 마련되어 있고, 당해 오목부(310a)를 따라 세로 방향으로 연장하는 배선이다. 데이터선(306a)은, 도 18 및 도 19에 나타내는 바와 같이, 오목부(310a)의 단면을 따르도록, 기판면으로부터의 두께가 두껍게 됨에 따라 폭이 일정한 비율로 좁아지는 형상(도시에서는 사다리꼴)으로 되어 있다. 또한, 데이터선(306a)의 폭 Lw는 당해 데이터선(306a)의 두께 Lz와의 사이에, 0.5<(Lz/Lw)<15의 관계가 성립하게 되어 있다. 또한, 데이터선(306a)과 주사선(303a)의 교차 영역에 대응하는 오목부(310a)로부터 연장하여 데이터선 평탄부(306b)가 마련된다.
주사선(303a)은, 도 17 중 가로 방향으로 연장하는 오목부(310a) 내에 마련되어 있고, 당해 오목부(310a)를 따라 가로 방향으로 연장하는 배선이다. 주사선(303a)의 단면 형상은 데이터선(306a)과 마찬가지의 형상으로 되어 있다. 즉, 도 18에 나타내는 바와 같이, 오목부(310a)의 단면을 따르도록, 기판면으로부터의 두께가 두껍게 됨에 따라 폭이 일정한 비율로 좁아지는 형상(도시에서는 사다리꼴)으로 되어 있다. 주사선(303a)의 두께 및 폭은 데이터선(306a)의 치수와 거의 동일하게 되어 있고, 주사선(303a)의 두께와 폭 사이에는, 데이터선(306a)과 마찬가지의 관계가 성립되어 있다.
데이터선(306a)과 주사선(303a)의 교차 영역에는, 주사선(303a)의 연장 방향으로 게이트 전극(303b)이 마련된다. 게이트 전극(303b)은, 도 17에 나타내는 바와 같이, TFT 어레이 기판(310)의 기판면에 대하여 위(액정층(340)) 쪽에 마련되어 있고, 양단이, 예컨대, 콘택트 홀 등을 거쳐 주사선(303a)에 접속되어 있다. 데이터선(306a), 데이터선 평탄부(306b), 주사선(303a)의 상면은 TFT 어레이 기판(310)의 기판면과 면 일치 상태로 되어 있다.
TFT 소자(330)는, 도 18에 나타내는 바와 같이, 반도체막(342)과 절연막(347)과 게이트 전극(303b)을 주체로 하여 구성되어 있다. 반도체막(342) 및 절연막(347)의 평면 구성에서는, 도 17에 나타내는 바와 같이, 당해 반도체막(342)과, 데이터선(306a) 및 주사선(303a)의 교차 영역이 교차하도록 배치되어 있고, 화소 영역(312)의 모서리부 사이를 포함한 영역에 8각형으로 되어 있다.
구체적으로는, 화소 영역(312)의 모서리부와 반도체막(342)이 평면에서 보아 겹치는 영역이 삼각형으로 되도록 배치되어 있다. 또한, 반도체막(342)은 데이터선 평탄부(306b) 및 용량 평탄부(317d)를 덮도록 배치되어 있다. 반도체막(342)의 중앙부는 게이트 전극(303b)에 평면에서 보아 겹치도록 마련된다. 또한, 반도체막(342)을 덮는 차광막(315)의 최대폭 W1과 데이터선(306a), 주사선(303a)의 폭 W2와의 사이에는, W1×0.8>W2의 관계가 성립되어 있다.
반도체막(342)에는, 도 17에 나타내는 바와 같이, 채널 영역(301a)과, 고농도 소스 영역(301b)과 고농도 드레인 영역(301c)과, 저농도 소스 영역(301d)과, 저농도 드레인 영역(301e)이 형성되어 있다.
도 17에 나타내는 바와 같이, 채널 영역(301a)은 반도체막(342) 중 게이트 전극(303b)에 평면에서 보아 겹치는 위치에 배치되어 있다.
고농도 소스 영역(301b)은 반도체막(342) 중 데이터선 평탄부(306b)에 평면에서 보아 겹치는 위치에 배치되어 있고, 소스 콘택트 홀(345)을 통해 데이터선 평탄부(306b)에 접속되어 있다.
고농도 드레인 영역(301c)은, 반도체막(342) 중 용량 평탄부(317d)에 평면에서 보아 겹치는 위치에 배치되어 있고, 화소 콘택트 홀(343)을 거쳐 화소 전극(309)에 접속되어 있으며, 또한 용량 콘택트 홀(344)을 거쳐 용량 평탄부(317d)에 접속되어 있다.
저농도 소스 영역(301d)은 채널 영역(301a)과 고농도 소스 영역(301b) 사이의 영역에 마련된다. 또한, 저농도 드레인 영역(301e)은 채널 영역(301a)과 고농도 드레인 영역(301c) 사이의 영역에 마련된다.
본 실시예에서는, 반도체막(342)의 형상을 8각형으로 하는 것에 따라, 반도체막(342)과 화소 영역(312)이 평면에서 보아 겹치는 영역의 면적을 최소한으로 억제하면서, 반도체막(342)을 덮는 차광막(315)의 최대폭 W1을 데이터선(306a), 주사선(303a)의 폭 W2보다 크게 하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 화소 영역(312)의 개구율을 한층 더 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 데이터선(306a) 및 주사선(303a)의 폭(Lw) 및 깊이(Lz)의 비가 0.5<(Lz/Lw)<15의 관계가 성립하게 되어 있다. 이에 따라, 폭 Lw를 좁게 하면서도, TFT 소자(330)의 구동에 필요한 전류를 흘리는 것이 가능한 배선의 단면적을 확보할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 반도체막(342)을 덮는 차광막(315)의 최대폭 W1과 데이터선(306a), 주사선(303a)의 폭 W2 사이에, W1×0.8>W2의 관계가 성립하도록 오목부(310a), 차광막(315), 데이터선(306a), 주사선(303a)을 형성함으로써, 데이터선(306a), 주사선(303a) 및 용량 소자(317)가 차지하는 공간을 좁게 하는 것이 가능해져, 화소 영역(312)의 개구율을 향상시킬 수 있다.
(실시예 4)
다음에, 본 발명에 따른 실시예 4를 설명한다. 실시예 1과 마찬가지로, 이하의 도면에서는, 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해, 축척을 적절히 변경하고 있다. 본 실시예에서는, TFT 어레이 소자의 반도체막의 구성이 실시예 1과 다르기 때문에, 이 점을 중심으로 설명한다.
도 20은 본 실시예에서의 액정 장치(400)의 TFT 어레이 기판(410)의 평면도이다. 당해 도 20에 있어서는, 실시예 1과 마찬가지로, 도면 중 세로 방향이 TFT 어레이 기판(410)의 단변 방향을 나타내고, 도면 중 가로 방향이 TFT 어레이 기판(410)의 장변 방향을 나타내고 있다. 도 21은 도 20에서의 F1-F7선 단면에 따른 구성을 나타내는 도면이다.
도 20에 나타내는 바와 같이, 화소간 영역(414)에는, 도시하지 않은 차광막이 마련되어 있고, 이 차광막이 마련된 영역에는 오목부(410a)가 형성되어 있다. 오목부(410a)는, 도 20에 나타내는 바와 같이, 화소간 영역(414) 내를 세로 방향 및 가로 방향으로 연장하도록 격자 형상으로 마련된다.
또한, 종횡으로 연장하는 오목부(410a)의 교차하는 부분에는, 기판 평탄부(410b)가 마련된다. 기판 평탄부(410b)는 오목부(410a)의 연장 방향으로부터 돌출하도록 마련되어 있고, 여기서는, 예컨대, 각 화소 영역(412)의 도 20 중 좌하의 모서리부에 일부 평면적으로 겹치도록 마련된다.
데이터선(406a)은, 도 20 중 세로 방향으로 연장하는 오목부(410a) 내에 마련되어 있고, 실시예 1과 거의 마찬가지의 단면 형상으로 되어 있다. 데이터선(406a)의 두께와 폭 사이에는, 실시예 1과 마찬가지의 관계가 성립되어 있다. 주사선(403a)은 화소간 영역(414)의 가로 방향으로 연장하도록 마련된다. 또한, 데이터선(406a)과 교차하는 부분에는 게이트 전극(403b)이 마련된다. 주사선(403a)의 두께 및 폭은 데이터선(406a)과 거의 동일한 치수로 되어 있다.
게이트 전극(403b)은, 도 20에 나타내는 바와 같이, TFT 어레이 기판(410)의 기판면에 대하여 위(액정층(450)) 쪽에 마련되어 있고, 양단이 콘택트 홀(403c)을 거쳐 주사선(403a)에 접속되어 있다. 또한, 데이터선(406a), 주사선(403a)의 상면은 TFT 어레이 기판(410)의 기판면과 면 일치의 상태로 되어 있다.
용량 소자(417)는, 도 21에 나타내는 바와 같이, 용량 전극(417a, 417b)과, 절연막(417c)과, 용량 평탄부(417d)를 주체로 하여 구성되어 있다. 재질, 평면 구성, 단면 구성에 대해서는 실시예 1과 거의 마찬가지이기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.
TFT 소자(430)는, 도 21에 나타내는 바와 같이, 반도체막(462)과 절연막(467)과 게이트 전극(403b)을 주체로 하여 구성되어 있다. 반도체막(462)은, 도 20에 나타내는 바와 같이, 화소간 영역(414)에서 화소 영역(412)의 모서리부 사이를 포함한 영역에 コ자 형상으로 마련된다. 구체적으로는, 반도체막(462)의 도면 중 위쪽이 열린 상태로 배치되어 있다.
또한, 반도체막(462)은, 데이터선 평탄부(406b) 및 용량 평탄부(417d)의 일부에 평면에서 보아 겹치도록 마련된다. 반도체막(462)의 중앙부는 게이트 전극(403b)에 평면에서 보아 겹치도록 마련된다. TFT 소자(430)의 단면 구성으로는, 도 21에 나타내는 바와 같이, 반도체막(462) 상에 절연막(467)이 마련되고, 당해 절연막(467)을 거쳐 게이트 전극(403b)이 마련된 구성으로 되어 있다.
반도체막(462)에는, 도 21에 나타내는 바와 같이, 채널 영역(401a)과, 고농도 소스 영역(401b)과, 고농도 드레인 영역(401c)과, 저농도 소스 영역(401d)과, 저농도 드레인 영역(401e)이 형성되어 있다. 도 20 및 도 21에 나타내는 바와 같 이, 채널 영역(401a)은 반도체막(462) 중 게이트 전극(403b)에 평면에서 보아 겹치는 위치에 배치되어 있다. 고농도 소스 영역(401b)은 데이터선(406a)에 평면에서 보아 겹치는 위치에 배치되어 있고, 소스 콘택트 홀(465)을 거쳐 데이터선(406a)에 직접 접속되어 있다. 고농도 드레인 영역(401c)은 반도체막(462) 중 용량 평탄부(417d)에 평면적으로 겹치는 위치에 배치되어 있고, 화소 콘택트 홀(463)을 거쳐 화소 전극(409)에 접속되어 있다. 동시에, 고농도 드레인 영역(401c)은 용량 콘택트 홀(464)을 거쳐 용량 평탄부(417d)에 접속되어 있고, 용량 소자(417)에 전기적으로 접속되어 있다. 저농도 소스 영역(401d)은 채널 영역(401a)과 고농도 소스 영역(401b) 사이의 영역에 마련된다. 또한, 저농도 드레인 영역(401e)은 채널 영역(401a)과 고농도 드레인 영역(401c) 사이의 영역에 마련된다.
본 실시예에서는, 반도체막(462)의 형상을 コ자형으로 하는 것에 따라, 반도체막(462)과 화소 영역(412)이 평면에서 보아 겹치는 영역의 면적을 최소한으로 억제하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 화소 영역(412)의 개구율을 한층 더 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 반도체 소자(462)의 고농도 소스 영역(401b)이 데이터선(406a)에 평면에서 보아 겹치도록 배치되고, 또한, 데이터선(406a)에 직접 접속되어 있으므로, 당해 고농도 소스 영역(401b)과 데이터선(406a)을 접속하는 접속부를 특별히 마련할 필요가 없다. 이 때문에, 화소 영역(412) 상에 개구부를 넓게 마련할 수 있어, 개구율의 일층 향상을 도모할 수 있다.
(실시예 5)
다음에, 본 발명에 따른 실시예 5를 설명한다. 실시예 1과 마찬가지로, 이하의 도면에서는, 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해, 축척을 적절히 변경하고 있다. 본 실시예에서는, 마이크로 렌즈 어레이가 마련되는 점에서 실시예 1과 다르기 때문에, 이 점을 중심으로 설명한다.
도 22는 본 실시예의 액정 장치(500)의 단면 구성을 나타내는 도면이다. 도 23 및 도 24는 액정 장치(500)의 화소 영역의 평면 구성을 나타내는 도면이다.
도 22에 나타내는 바와 같이, 액정 장치(500)는 TFT 어레이 기판(510)과, 대향 기판(520)이 도시하지 않은 밀봉재를 통해 접합되고, 액정층(550)이 주입 밀봉된 구성으로 되어 있다. 액정 장치(500)의 화소 표시 영역 내에는, 복수의 화소 영역(512)이 매트릭스 형상으로 마련된다.
TFT 어레이 기판(510)의 내면(액정층(550)) 쪽의 화소간 영역(514)에는, 기판면에 대하여 오목부(510a)가 마련된다. 오목부(510a) 내에는, 데이터선(506a) 및 주사선(503a) 등이 형성되어 있고, TFT 소자(530)에 접속되어 있다. TFT 소자(530)는, 도 23에 나타내는 바와 같이, 화소 영역(512)의 모서리부에 평면에서 보아 겹치는 영역에 배치되어 있다. 오목부(510a)의 구성, 오목부(510a) 내의 데이터선(506a) 및 주사선(503a) 등의 구성, TFT 소자(530)의 상세한 구성에 대해서는, 예컨대, 실시예 1 내지 실시예 4 중 어느 하나에 기재한 구성과 거의 마찬가지로 되어 있다. 또한, TFT 어레이 기판(510)의 내면 쪽에는, 화소 영역(512)에 복수의 화소 전극(509)이 배열 형성되어 있고, 화소간 영역(514)에는 차광막(515)이 마련된다. 차광막(515)은, 예컨대, TFT 소자(530)보다 액정층(550) 쪽에 마련되어 있고, 대향 기판(520)으로부터의 광이 TFT 소자(530)에 입사되는 것을 막을 수 있게 되어 있다. 이들 화소 전극(509), 차광막(515)을 덮도록 배향막(516)이 형성되어 있다.
대향 기판(520)의 내면 쪽에는, 마이크로 렌즈 어레이(540)가 마련된다. 마이크로 렌즈 어레이(540)에는, 화소 영역(512) 내에 렌즈 부분(540a)이 형성되어 있다. 렌즈 부분(540a)으로부터 화소 전극(509)까지의 거리 d는, 예컨대, 15㎛이다. 마이크로 렌즈 어레이(540)의 내면 쪽에는, 전면(全面)에 공통 전극(521)이 형성되어 있고, 공통 전극(521)을 덮도록 배향막(522)이 형성되어 있다. 또, 도 22 중에는, 복수 마련된 화소 영역(512) 및 화소 전극(509) 중 하나를 나타내고 있다.
다음에, 상기한 바와 같이 구성된 액정 장치(500)에 광이 입사되었을 때의 모양을 설명한다.
도 22에 나타내는 바와 같이, 예컨대, 화소 영역(512)의 거의 중앙부에 기판면에 대하여 수직으로 입사하는 입사광 L4는 마이크로 렌즈 어레이(540)의 렌즈 부분(540a)에 의해 화소 전극(509)의 거의 중앙부에 집광된다. 또한, 같은 영역에 기판면에 대하여 소정의 각도 θ로 입사하는 입사광 L5는 마이크로 렌즈 어레이(540)의 렌즈 부분(540a)에 의해 화소 전극(509)의 중앙부로부터 r만큼 이격된 영역에 집광된다. 따라서, 도 23에 나타내는 바와 같이, 화소 전극(509)의 중앙부를 중심으로 하는 반경 r의 원내의 영역이, 렌즈 부분(540a)에 의해 집광되는 영역 으로 된다. 이 r은, 예컨대, θ가 12°인 경우, 약 3.2㎛로 된다. 또, 도 23에서는, 화소 영역(512)이 정방형, 집광 영역이 정의 원으로 표시되어 있지만, 화소 영역(512)은 직사각형이더라도 좋고, 집광 영역은 타원으로 되더라도 좋다.
도 24(a)는 이 반경 r의 원내에 집광된 광의 강도의 분포를 나타내는 도면이다. 도 24(b)는 도 24(a)에서의 P-P'선 단면에 따른 광의 강도의 분포를 나타내고 있다. 도 24(a) 및 도 24(b)에 나타내는 바와 같이, 원내의 중앙부, 즉, 화소 영역(512)의 중앙부가 가장 광이 강한 영역이며, 당해 화소 영역(512)의 중앙부로부터 외주부에 걸쳐, 집광되는 광이 약해지고 있다. 또한, 화소 영역(512)의 모서리부에서는, 입사광이 거의 집광되지 않는다.
본 실시예와 같이, TFT 소자(530)를 화소 영역(512)의 모서리부에 평면에서 보아 겹치는 영역에 배치함으로써, 그 만큼 다른 화소간 영역(514)의 공간을 좁게 할 수 있어, 화소 영역(512)의 개구율을 높일 수 있다. 이에 따라, 집광된 광이 입사하는 부분을 확대할 수 있어, 강한 집광광이 대부분 입사되게 된다. 또한, 화소 영역(512)의 개구율을 높인 후에, 당해 개구율이 높게 된 화소 영역(512)에 마이크로 렌즈에 의해 광을 집광할 수 있기 때문에, 광의 이용 효율을 상승적으로 높일 수 있다.
한편, 액정 장치(500)에 마이크로 렌즈 어레이(540)가 마련되어 있는 경우더라도, 화소 영역(512)의 모서리부에 집광되는 광은 약해진다. TFT 소자(530)에 의해 가려지는 광은 약한 집광광이 입사되는 화소 영역(512)의 모서리부이기 때문에, 화소 영역(512) 전체로서는, 광의 손실은 거의 없다. 이와 같이, 마이크로 렌즈 어레이(540)를 이용하는 경우더라도, 광의 이용 효율을 높일 수 있다.
(실시예 6)
다음에, 본 발명에 따른 실시예 6을 설명한다. 실시예 1과 마찬가지로, 이하의 도면에서는, 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해, 축척을 적절히 변경하고 있다. 본 실시예에서는, 배선(데이터선 및 주사선)과 용량 소자가 각각의 오목부에 형성되어 있는 점에서 실시예 1과 다르기 때문에, 이 점을 중심으로 설명한다. 본 실시예에 있어서, 실시예 1과 마찬가지의 구성 요소에 대해서는, 그 설명을 생략한다.
도 25는 본 실시예에서의 액정 장치(600)의 TFT 어레이 기판(610)의 단면도이다. 또, 당해 도 25는 실시예 1에 있어서의 G-G선 단면에 대응하고 있다.
TFT 어레이 기판(610)의 화소간 영역(614)에는, 도시하지 않은 차광막이 마련되어 있고, 당해 차광막이 마련된 영역에 오목부(610a) 및 오목부(610c)가 마련된다. 오목부(610a) 및 오목부(610c)는 TFT 어레이 기판(610)의 기판면으로부터의 깊이에 관계없이, 그 폭이 일정하게 되도록 마련되어 있고, 화소간 영역(614)을 따라 평행하게 마련된다. 오목부(610a) 및 오목부(610c)는 거의 동일한 깊이를 갖고 있다. 또한, 각 화소 영역(612)의 일부에 평면적으로 겹치는 영역에는, 오목부(610c)로부터 돌출하도록 기판 평탄부(610b)가 마련된다.
또한, 화소간 영역(614)에는, 데이터선(606a)과 주사선(603a)과 용량 소자(617)와 TFT 소자(630)가 마련된다.
데이터선(606a) 및 주사선(603a)은, 실시예 1과 마찬가지로, 오목부(610a) 내에 마련되어 있고, 오목부(610a)의 단면을 따르도록, 기판면으로부터의 두께에 관계없이 일정한 폭으로 되어 있다. 데이터선(606a) 및 주사선(603a)의 두께 Lz와 폭 Lw 사이에는, 실시예 2와 마찬가지로 0.5<(Lz/Lw)<15의 관계가 성립되고 있다.
용량 소자(617)는 오목부(610a)와는 별도의 오목부(610c) 내에 마련되어 있고, 용량 전극(617a, 617b)과 절연막(617c)과 용량 평탄부(617d)를 주체로 하여 구성되어 있다. 용량 소자(617)는 용량 전극(617a, 617b)이 절연막(617c)을 사이에 두고 마련된다. 용량 전극(617a)은 오목부(610c)의 벽면 상에 마련된 전극이며, 오목부(610c)의 벽면을 따라 형성되어 있다. 절연막(617c)은 용량 전극(617a) 상에 형성된 절연막이다. 용량 전극(617b)은 절연막(617c)을 거쳐 용량 전극(617a)에 대향하도록 배치되어 있다. 용량 전극(617b)의 일부는 기판 평탄부(610b)로 연장되도록 마련된다(용량 평탄부(617d)).
본 실시예에 의하면, 배선(데이터선(606a) 및 주사선(603a))과 용량 소자(617)가 각각의 오목부(610a) 및 오목부(610c)에 각각 마련되므로, 배선과 용량 소자(617) 사이에 거리를 확보할 수 있다. 이에 따라, 배선과 용량 소자(617) 사이에서 기생 용량이 발생하는 것을 막을 수 있다. 또한, 오목부(610a) 내 및 오목부(610c) 내의 구성이 간단하게 되므로, 용이하게 제조할 수 있다.
(실시예 7)
다음에, 본 발명에 따른 실시예 7을 설명한다. 실시예 1과 마찬가지로, 이 하의 도면에서는, 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해, 축척을 적절히 변경하고 있다. 본 실시예에 있어서, 실시예 1과 동일한 구성 요소에 대해서는, 그 설명을 생략한다.
도 26은 본 실시예에 있어서의 액정 장치(700)의 TFT 어레이 기판(710)의 단면도이다. 또, 당해 도 26은 실시예 1에 있어서의 G-G선 단면에 대응하고 있다.
본 실시예에서는, 배선(데이터선 및 주사선)과 용량 소자가 개개의 오목부에 형성되어 있는 점에서 실시예 6과 공통하지만, 오목부의 형상이 실시예 6과는 다르다.
TFT 어레이 기판(710)의 화소간 영역(714)에는, 오목부(710a) 및 오목부(710c)가 마련되어 있고, 오목부(710a)는, 실시예 1과 마찬가지로, 기판면으로부터의 깊이가 깊게 됨에 따라 서서히 폭이 좁아지도록 형성되어 있다. 한편, 오목부(710c)는 도면 중 좌우 방향의 중앙부가 기판면 쪽으로 잘록해지도록 형성되어 있다.
오목부(710a) 내에 마련되는 데이터선(706a) 및 주사선(703a)은 오목부(710a)의 벽면을 따라, 기판면으로부터의 두께가 두꺼워짐에 따라 서서히 폭이 좁아지도록 형성되어 있다. 데이터선(706a) 및 주사선(703a)의 두께 Lz와 폭 Lw 사이에는, 실시예 1과 마찬가지로 1<(Lz/Lw)<50의 관계가 성립하고 있다.
용량 소자(717)는 오목부(710a)와는 별도의 오목부(710c) 내에 마련된다. 용량 전극(717a)은 오목부(710c) 내에서 바깥쪽으로 배치된 전극이며, 오목부(710c)의 바닥부 및 측부를 따라, 도면 중 좌우 방향의 중앙부가 기판면 쪽으로 잘록하도록 마련된다. 용량 전극(717b)은 절연막(717c)을 거쳐 용량 전극(717a)에 둘러싸이도록 배치되어 있다.
본 실시예에 의하면, 용량 소자(717)가 마련되는 오목부(710c)가 단면 방향의 중앙부에서 기판면 쪽으로 잘록한 형상으로 되어 있으므로, 당해 오목부(710c)를 따라 마련되는 용량 전극(717a)도 마찬가지로 기판면 쪽으로 잘록한 것으로 된다. 이에 따라, 용량 전극(717a)의 표면적이 커지기 때문에, 용량 소자(717)의 용량을 증가시키는 것이 가능해진다.
(실시예 8)
다음에, 본 발명에 따른 실시예 8을 설명한다. 실시예 1과 마찬가지로, 이하의 도면에서는, 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해, 축척을 적절히 변경하고 있다. 본 실시예에 있어서, 실시예 1과 동일한 구성 요소에 대해서는, 그 설명을 생략한다.
도 27은 본 실시예에 있어서의 액정 장치(800)의 TFT 어레이 기판(810)의 단면도이다. 또, 당해 도 27은 실시예 1에서의 G-G선 단면에 대응하고 있다.
본 실시예에서는, 오목부의 형상이 실시예 1과는 다르다.
TFT 어레이 기판(810)의 화소간 영역(814)에는, 오목부(810a)가 마련된다. 오목부(810a)는 도면 중 좌우 방향의 중앙부에 걸쳐 계단 형상으로 깊어지도록 마련된다.
오목부(810a) 내에 마련되는 데이터선(806a) 및 주사선(803a)은 오목 부(810a)의 벽면을 따르도록, 도면 중 좌우 방향의 중앙부에 걸쳐 계단 형상으로 형성되어 있다.
또한, 오목부(810a) 내에 마련되는 용량 소자(817)는 용량 전극(817a), 절연막(817c) 및 용량 전극(817b)이 오목부(810a)의 형상을 따라 각각 계단 형상으로 되도록 형성되어 있다.
본 실시예에 의하면, 용량 소자(817)가 마련되는 오목부(810a)가 단면 방향의 중앙부에 걸쳐 계단 형상으로 깊어지는 형상으로 되어 있고, 당해 오목부(810a)를 따라 마련되는 용량 전극(817a, 817b)도 마찬가지로 계단 형상으로 되어 있다. 이에 따라, 용량 전극(817a)의 표면적이 커지기 때문에, 용량 소자(817)의 용량을 증가시키는 것이 가능해진다. 또한, 오목부(810a)를 계단 형상으로 형성함으로써, 오목부(810a) 내에 마련되는 용량 전극(817a, 817b)을 용이하게 성막할 수 있어, 데이터선(806a) 및 주사선(803a)을 용이하게 형성할 수 있다.
(실시예 9)
다음에, 본 발명에 따른 실시예 9를 설명한다. 실시예 1과 마찬가지로, 이하의 도면에서는, 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해, 축척을 적절히 변경하고 있다. 본 실시예에 있어서, 실시예 1과 동일한 구성 요소에 대해서는, 그 설명을 생략한다.
도 28은 본 실시예에 있어서의 액정 장치(900)의 TFT 어레이 기판(910)의 단면도이다. 또, 당해 도 28은 실시예 1에 있어서의 G-G선 단면에 대응한다.
본 실시예에서는, 오목부의 형상이 실시예 1과는 다르다.
TFT 어레이 기판(910)의 화소간 영역(914)에는, 오목부(910a)가 마련된다. 오목부(910a)는 도면 중 좌우 방향의 중앙부에 걸쳐 원호 형상으로 깊어지는 형상으로 되어 있다. 오목부(910a) 내에 마련되는 데이터선(906a) 및 주사선(903a)은 목부(910a)의 벽면을 따라 반구 형상으로 되도록 형성되어 있다. 또한, 데이터선(906a) 및 주사선(903a)의 두께 Lz와 폭 Lw 사이에는, 0.5<(Lz/Lw)<15의 관계가 성립하고 있다.
또한, 오목부(910a) 내에 마련되는 용량 소자(917)에 대해서는, 용량 전극(917a), 절연막(917c) 및 용량 전극(917b)이 오목부(910a)의 벽면을 따르도록 원호형상으로 형성되어 있다.
본 실시예에 의하면, 용량 소자(917)가 마련되는 오목부(910a)가 단면 방향의 중앙부에 걸쳐 원호 형상으로 깊어지는 형상으로 되어 있고, 당해 오목부(910a)를 따라 마련되는 용량 전극(917a, 917b)도 그 원호를 따르는 형상으로 되어 있다. 따라서, 액정 장치(900)의 외부로부터 입사하여 용량 전극(917a)으로 진행되어 온 광의 일부를, 기판면의 법선 방향으로 반사시킬 수 있다. 이에 따라, 광을 효율적으로 이용하는 것이 가능해진다.
(실시예 10)
다음에, 본 발명에 따른 실시예 10을 설명한다. 실시예 1과 마찬가지로, 이하의 도면에서는, 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해, 축척을 적절히 변경하 고 있다. 본 실시예에 있어서, 실시예 1과 동일한 구성 요소에 대해서는, 그 설명을 생략한다.
도 29는 본 실시예에 있어서의 액정 장치(1000)의 TFT 어레이 기판(1010)의 단면도이다. 또, 당해 도 29는 도 3의 G-G선 단면에 대응하고 있다.
본 실시예에서는, 용량 소자가 2조 마련되는 점에서 실시예 1과는 다르다.
TFT 어레이 기판(1010)의 화소간 영역(1014)에는, 오목부(1010a, 1010b)가 마련된다. 오목부(1010a)는 기판면으로부터의 깊이가 깊어짐에 따라 일정한 비율로 폭이 좁아지도록 형성되어 있다. 오목부(1010a) 내에 마련되는 데이터선(1006a) 및 주사선(1003a)은 오목부(1010a)의 벽면을 따라, 기판면으로부터의 두께가 두꺼워짐에 따라 일정한 비율로 폭이 좁아지도록 마련된다.
또한, 오목부(1010a) 내에는, 용량 소자(1017) 및 용량 소자(1027)가 2층으로 마련된다. 용량 소자(1017)는 안쪽 층에 마련된 용량 소자이며, 용량 소자(1027)는 바깥쪽 층에 마련된 용량 소자이다.
오목부(1010b)에는, 용량 소자(1017)를 구성하는 용량 평탄부(1017d)와, 용량 소자(1027)를 구성하는 용량 평탄부(1027d)가 마련된다. 용량 평탄부(1017d)는 콘택트 홀(1065a)을 거쳐 TFT 소자(1030)의 고농도 드레인 영역에 접속되어 있고, 용량 평탄부(1027d)는 콘택트 홀(1065b)을 거쳐 당해 고농도 드레인 영역에 접속되어 있다.
본 실시예에 의하면, 오목부(1010a)에 2조의 용량 소자(1017) 및 용량 소자(1027)가 2층 구조로 마련되므로, 용량이 증가하게 된다.
(프로젝터)
다음에, 각 실시예의 액정 장치를 광 변조 장치로서 이용한 프로젝터의 실시예를 설명한다.
도 30은 투사형 표시 장치의 일례로서의 프로젝터(1102)의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
프로젝터(1102)는 광원(1107)과, 플라이 아이 렌즈(1108, 1109)와, 다이크로익 미러(1110, 1111)와, 반사 미러(1112, 1113, 1114)와, 액정 광 밸브(1115, 1116, 1117)와, 크로스다이크로익 프리즘(1118)과, 투사 렌즈(1119)를 주체로 하여 구성되어 있고, 예컨대, R(적색), G(녹색), B(청색)의 다른 색마다 투과형 액정 광 밸브를 구비한 컬러 액정 프로젝터이다.
광원(1107)은, 예컨대, 백색광을 사출하는 고압 수은 램프 등의 램프(1107a)와, 당해 램프(1107a)로부터의 광을 반사하는 리플렉터(1107b)를 갖고 있다. 플라이 아이 렌즈(1108, 1109)는 광원(1107)으로부터의 광의 조도 분포를 균일화하는 광학 부품이다. 광원(1107) 쪽의 플라이 아이 렌즈(1108)에는 복수의 2차 광원 이미지를 형성하는 기능이 있고, 스크린(1103) 쪽의 플라이 아이 렌즈(1109)에는 플라이 아이 렌즈(1108)로 형성된 2차 광원 이미지를 중첩하는 기능이 있다.
다이크로익 미러(1110)는 광원(1107)으로부터 사출되는 백색광 중, 적색광 LR을 투과시킴과 아울러, 녹색광 LG 및 청색광 LB를 반사하는 광학 부품이다. 다이크로익 미러(1111)는 광원(1107)으로부터 사출되는 백색광 중, 녹색광 LG을 반사하고, 청색광 LB를 투과하는 광학 부품이다.
액정 광 밸브(1115, 1116, 1117)는 각각 조사된 적색광, 녹색광, 청색광을 소정의 화상 신호에 근거하여 변조하는 변조 소자다. 액정 광 밸브(1115, 1116, 1117)로서, 여기서는 상술한 액정 장치(100∼1000)가 이용되고 있다.
크로스다이크로익 프리즘(1118)은 4개의 직각 프리즘이 접합된 광학 소자이다. 크로스다이크로익 프리즘(1118)의 내면에는, 적색광을 반사하는 유전체 다층막(1118a)과, 청색광을 반사하는 유전체 다층막(1118b)이 십자 모양으로 형성되어 있다. 각 유전체 다층막(1118a, 1118b)에 의해 3개의 색광이 합성되어, 컬러 화상을 나타내는 광(영상광)이 형성되게 되어 있다.
투사 렌즈(1119)는, 영상광을 스크린(1103)을 향해 투사하는 광학 부품이다.
다음에, 상기한 바와 같이 구성된 프로젝터(1102)의 동작을 설명한다.
프로젝터(1102)를 구동시키면, 램프(1107a)로부터 백색광이 사출된다. 램프(1107a)로부터 직접 사출된 백색광 및 리플렉터(1107b)에서 반사된 백색광이 콜리메이터 렌즈(1107c)에 의해 평행광으로 된다. 이 평행광은 플라이 아이 렌즈(1108, 1109)에 의해 그 조도 분포가 균일화된다.
조도 분포가 균일화된 광은, 다이클로익 미러(1110, 1111)에 도달하고, 적색광, 녹색광 및 청색광의 색광으로 분광된다. 각 색광은 각각 반사 미러(1112, 1113, 1114)를 거쳐 액정 광 밸브(1115, 1116, 1117)에 도달하고, 액정 광 밸브(1115, 1116, 1117)에 의해 소망 패턴으로 변조된다. 이와 같이 변조된 각 색광이 투사 렌즈(1119)에 의해 스크린(1103) 상에 투사된다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 화소 영역의 개구율을 높일 수 있고, 광의 이용 효율을 높일 수 있는 액정 장치(100∼1000)를 구비하고 있으므로, 밝고, 콘트라스트가 높은 표시가 가능한 프로젝터(1102)를 얻을 수 있다.
(전자기기)
다음에, 본 발명에 따른 전자기기에 대하여, 휴대 전화를 예로 들어 설명한다.
도 31은 휴대 전화(1200)의 전체 구성을 나타내는 사시도이다.
휴대 전화(1200)는, 본체(1201), 복수의 조작 버튼이 마련된 조작부(1202), 화상이나 동화상, 문자 등을 표시하는 표시부(1203)를 갖는다. 표시부(1203)에는, 본 발명에 따른 액정 장치(100∼1000)가 탑재된다.
이와 같이, 화소 영역의 개구율을 높일 수 있어, 광의 이용 효율을 높일 수 있는 액정 장치를 구비하고 있으므로, 밝고, 콘트라스트가 높은 표시부를 갖는 전자기기(휴대 전화)(1200)를 얻을 수 있다.
본 발명의 기술 범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경을 가할 수 있다.
예컨대, 상기 실시예에서는, 오목부(10a)의 벽면을 경사시킬 때에, 기판 온도를 조절함으로써 경사 각도를 조절하는 취지로 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 드라이 에칭을 할 때의 에천트 가스를 적절히 선택함으로써 오목부(10a) 벽면의 경사 각도를 조절하는 것도 가능하다. 예컨대, CF4나 CCl4 등의 포화 할로카본(halocarbon)과 중합 반응을 억제하여 에칭을 촉진하는 것과 같은 첨가 가스인 Cl2, O2, F2를 첨가하여, 혼합 가스로 사용함으로써 에칭을 촉진시킬 수 있다. 한편, H2나 C2F4, CH4 등의 가스를 첨가하면, CF4와의 중합물에 의해 플루오로카본이 발생하여, 벽면의 에칭이 보호된다. 따라서, 에칭 가스를 적절히 선택함으로써도, 오목부(10a) 벽면의 경사 각도를 소망 각도로 조절하는 것이 가능하다. 그 외, 포토리소그래피법이나 드라이 에칭을 수회 실행하는 수법에 의해서도, 경사 각도를 조절하는 것이 가능하다.
또한, 상기 실시예에 있어서, TFT 어레이 기판에 마련된 오목부 내에, 주로 배선(데이터선, 주사선) 및 용량 소자를 배치한 구성에 대하여 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예컨대, TFT 소자의 일부(반도체층 등)를 오목부 내에 배치한 구성이더라도 물론 관계없다.
상기한 본 발명에 의하면, 소형화·고선명화의 요청에 응할 수 있고, 또한 화소 영역의 개구율을 비약적으로 향상시킬 수 있는 전기 광학 장치, 전자기기 및 프로젝터를 제공할 수 있다.

Claims (15)

  1. 복수의 화소 영역이 매트릭스 형상으로 마련된 기판과,
    상기 기판의 상기 화소 영역 내에 마련된 화소 전극과,
    상기 기판의 상기 화소 영역 사이에 마련되고, 상기 화소 전극과 전기적으로 접속된 스위칭 소자와,
    상기 기판의 상기 화소 영역 사이에 마련되고, 적어도 제 1 용량 전극과 제 2 용량 전극으로 이루어지는 용량 전극과 절연막이 적층되어 이루어지고, 상기 화소 전극의 전하를 유지하는 용량 소자와,
    상기 기판의 상기 화소 영역 사이에 마련되고, 상기 스위칭 소자에 대응하여 마련된 데이터선 및 주사선을 포함하는 배선
    을 구비하고,
    상기 기판의 상기 화소 영역 사이에는, 상기 기판면에 대하여 오목부가 마련되어 있고,
    상기 용량 소자의 적어도 일부는 상기 오목부 내에 마련되어 있는
    것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  2. 복수의 화소 영역이 매트릭스 형상으로 마련된 기판과,
    상기 기판의 상기 화소 영역 내에 마련된 화소 전극과,
    상기 기판의 상기 화소 영역 사이에 마련되고, 상기 화소 전극과 전기적으로 접속된 스위칭 소자와,
    상기 기판의 상기 화소 영역 사이에 마련되고, 적어도 제 1 용량 전극과 절연막과 제 2 용량 전극이 적층되어 이루어지고, 상기 화소 전극의 전하를 유지하는 용량 소자와,
    상기 기판의 상기 화소 영역 사이에 마련되고, 상기 스위칭 소자에 대응하여 마련된 데이터선 및 주사선을 포함하는 배선
    을 구비하고,
    상기 기판의 상기 화소 영역 사이에는, 상기 기판면에 대하여 오목부가 마련되어 있고,
    상기 데이터선의 적어도 일부는, 상기 스위칭 소자와 상기 기판과의 사이로서, 또한 상기 오목부 내에 마련되어 있는
    것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  3. 복수의 화소 영역이 매트릭스 형상으로 마련된 기판과,
    상기 기판의 상기 화소 영역 내에 마련된 화소 전극과,
    상기 기판의 상기 화소 영역 사이에 마련되고, 상기 화소 전극과 전기적으로 접속된 스위칭 소자와,
    상기 기판의 상기 화소 영역 사이에 마련되고, 적어도 제 1 용량 전극과 절 연막과 제 2 용량 전극이 적층되어 이루어지고, 상기 화소 전극의 전하를 유지하는 용량 소자와,
    상기 기판의 상기 화소 영역 사이에 마련되고, 상기 스위칭 소자에 대응하여 마련된 데이터선 및 주사선을 포함하는 배선
    을 구비하고,
    상기 기판의 상기 화소 영역 사이에는, 상기 기판면에 대하여 오목부가 마련되어 있고,
    상기 용량 소자의 적어도 일부는, 상기 오목부 내에 마련되어 있으며,
    상기 데이터선의 적어도 일부는, 상기 스위칭 소자와 상기 기판과의 사이로서, 또한 상기 오목부 내에 마련되어 있는
    것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주사선의 적어도 일부는 상기 오목부 내에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오목부의 개구부 쪽의 단면적은 바닥부 쪽의 단면적보다 크게 되어 있 는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터선 및 상기 주사선이 서로 교차하여 교차 영역을 형성하고,
    상기 교차 영역과 평면에서 보아 겹치고, 또한 상기 화소 영역과는 평면에서 보아 겹치지 않도록 차광부가 더 마련되어 있고,
    상기 데이터선 및 상기 주사선의 폭 방향의 치수는, 상기 차광부의 상기 폭 방향의 최대 치수보다 작게 되어 있는
    것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터선 및 상기 주사선이 서로 교차하여 교차 영역을 형성하고,
    상기 교차 영역과 평면에서 보아 겹치고, 또한 상기 화소 영역과는 평면에서 보아 부분적으로 겹치도록 차광부가 더 마련되어 있으며,
    상기 데이터선 및 상기 주사선의 폭 방향의 치수는, 상기 차광부의 상기 폭 방향의 최대 치수보다 작게 되어 있는
    것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오목부는 상기 용량 전극 및 상기 배선의 길이 방향으로 연장되어 있고,
    상기 용량 소자를 구성하는 상기 용량 전극의 적어도 일부와, 상기 배선 중 적어도 일부가 절연막을 사이에 두고 상기 오목부 내에 마련되어 있고,
    상기 오목부 내에서는, 상기 용량 전극이 상기 배선을 따르도록 배치되어 있는
    것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 오목부 내에서는, 상기 용량 전극이 상기 배선보다 상기 오목부 내의 측면에 가까운 쪽에 마련되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 용량 전극은, 적어도 상기 오목부의 저면 및 양 측면을 따라 형성되는 하나의 용량 전극으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 스위칭 소자와 상기 교차 영역은 교차하도록 배치되어 있고,
    상기 배선에 전기적으로 접속된 평탄부는, 상기 교차 영역에 대응하는 상기 오목부로부터 연장하여 마련되어 있으며,
    상기 스위칭 소자와 상기 평탄부를 접속하는 콘택트 홀이 마련되어 있는
    것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 상기 차광부에 의해 형성되는, 평면에서 본 영역의 안쪽에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화소 영역 내에 광을 집광하는 마이크로 렌즈를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  14. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 전기 광학 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 전자기기.
  15. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 전기 광학 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 프로젝터.
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