KR20120042696A - 전기 광학 장치 및 전자 기기 - Google Patents

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KR20120042696A
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pixel electrode
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히로유끼 하라
도모끼 요꼬따
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

표시 영역 a에 있어서 화소 전극(118)은, 소정의 피치로 매트릭스 형상으로 배열한다. 표시 영역 a를 둘러싸는 더미 표시 영역 b에 있어서 설치되는 더미 화소 전극(131)은, 화소 전극(118)과 동일층으로 이루어지고, 또한 화소 전극(118)과 동일한 사이즈 및 피치로 섬 형상으로 배열한다. 더미 화소 전극(131)은, 화소 전극(118)보다도 하층의 배선을 통하여 서로 상호 접속되어 있다.

Description

전기 광학 장치 및 전자 기기{ELECTRO-OPTICAL DEVICE AND ELECTRONIC EQUIPMENT}
본 발명은, 전기 광학 장치 및 그 전기 광학 장치를 이용한 전자 기기에 관한 것이다.
전기 광학 장치, 예를 들면 액정 패널은, 한 쌍의 소자 기판과 대향 기판이 일정한 간극을 유지하면서 접합됨과 함께, 이 간극에 액정이 봉입된 구성으로 되어 있다. 소자 기판 중, 대향 기판에 대향하는 면에는 화소 전극이 화소마다 매트릭스 형상으로 배열한다. 한편, 대향 기판 중, 소자 기판에 대향하는 면에는, 공통 전극이, 모든 화소 전극에 대향하도록 설치되어 있다.
이와 같이 액정 패널 중, 특히 표시 영역이 대각으로 1인치 이하와 같은, 예를 들면 프로젝터의 라이트 밸브에 적용되는 액정 패널에는, 화소 전극의 유무에 의해 생기는 단차가 액정 배향의 불균일이나 광학적인 산란 등을 발생시켜서, 콘트라스트비를 저하시키게 되는 경우가 있다. 이 단차를 해소하기 위해, 화소 전극이 배열되는 표시 영역의 외측의 영역에도, 표시에는 기여하지 않지만, 화소 전극과 동일층으로 이루어지는 도전 패턴을, 화소 전극과 거의 동일한 밀도로 설정하여, 표시 영역의 내부와 외부에서 평탄도에 차가 발생하기 어렵게 하는 기술이 제안되어 있다(특허 문헌 1 참조).
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2006-267937호 공보(도 4 참조)
그런데, 상기 도전 패턴은, 화소 전극과 동일한 사이즈의 전극을, 세로 및 가로로 인접하는 것끼리 접속하여 패턴화한 것이다. 이 때문에, 접속 부분의 면적이 증가하므로, 표시 영역의 외측의 영역에 형성되는 도전 패턴은, 화소 전극과 동일한 밀도로는 되지 않고, 결국, 평탄도에 차가 생기게 된다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은, 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적의 하나는, 표시 영역과, 그 표시 영역의 외측의 영역과의 평탄도의 차를, 보다 작게 하는 것이 가능한 기술을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 전기 광학 장치에 있어서는, 소자 기판과, 상기 소자 기판과 대향 배치되고, 상기 소자 기판과의 대향측에 공통 전극을 갖는 대향 기판을 구비하고, 상기 소자 기판은, 상기 대향 기판과의 대향측에 형성되고, 화소마다 소정의 피치로 배열되는 복수의 화소 전극과, 평면에서 보았을 때에 상기 복수의 화소 전극의 외측에 위치하고, 상기 화소를 구동하는 구동 회로와, 평면에서 보았을 때에 상기 구동 회로와 상기 복수의 화소 전극과의 사이에서, 상기 복수의 화소 전극을 둘러싸도록 형성되고, 상기 복수의 화소 전극과 동일층으로 이루어지고, 상기 복수의 화소 전극과 실질적으로 동일한 사이즈 및 피치로 섬 형상으로 배열되는 복수의 더미 화소 전극과, 상기 복수의 화소 전극과 다른 층에 배설되고, 상기 복수의 더미 화소 전극 중 적어도 한 방향에 인접하는 더미 화소 전극끼리를 전기적으로 접속하는 배선을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 구성에 따르면, 화소 전극과 더미 화소 전극과는 실질적으로 사이즈 및 피치가 동일하므로, 평탄도의 차를 종래 기술과 비교하여 작게 하는 것이 가능하게 된다. 또한 배선을 통하여 더미 화소 전극에 화소 전극과는 독립된 전압을 공통으로 인가하는 것도 가능하게 된다.
상기 구성에 있어서, 상기 소자 기판은, 복수의 주사선과, 평면에서 보았을 때에 상기 복수의 주사선과 교차하는 복수의 데이터선과, 단면에서 보았을 때에 상기 데이터선과 상기 화소 전극과의 사이에 형성되고, 평면에서 보았을 때에 상기 데이터선을 덮도록 형성되어, 소정의 전압이 인가되는 실드 전극을 갖고, 상기 화소 전극은, 평면에서 보았을 때에 상기 복수의 주사선과 상기 복수의 데이터선과의 각 교차에 대응하여 각각 형성되고, 상기 배선은, 상기 실드 전극과 동일층으로 이루어지고, 상기 소정의 전압이 인가되는 구성으로 해도 된다. 이 구성에 따르면, 배선으로서, 화소 전극과 데이터선과의 용량 커플링을 억제하는 실드 전극과 동일층을 이용할 수 있다. 또한, 이 구성에 있어서, 상기 공통 전극에는, 소정의 공통 전압이 인가되고, 상기 소정의 전압은, 상기 공통 전압으로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 더미 화소 전극 및 공통 전극에서 예를 들면 액정과 같은 전기 광학 물질이 협지되는 경우에, 그 전기 광학 물질에의 인가 전압을 제로로 할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 소자 기판은, 복수의 주사선과, 평면에서 보았을 때에 상기 복수의 주사선과 교차하는 복수의 데이터선을 갖고, 상기 화소 전극은, 평면에서 보았을 때에 상기 복수의 주사선과 상기 복수의 데이터선과의 각 교차에 대응하여 각각 형성되고, 상기 구동 회로는, 상기 복수의 주사선의 양단측으로부터, 상기 복수의 주사선의 각각을 각각 구동하는 2개의 주사선 구동 회로와, 상기 복수의 데이터선의 일단측으로부터, 상기 복수의 데이터선의 각각을 구동하는 데이터선 구동 회로를 갖는 구성으로 해도 된다. 이 구성에 있어서, 상기 배선은, 상기 데이터선과는 다른 전극층으로 이루어지는 제1 배선이며, 상기 복수의 더미 화소 전극 중, 상기 데이터선 구동 회로와 상기 복수의 화소 전극과의 사이에 위치하는 것은, 상기 제1 배선을 통하여 서로가 접속된 구성이 바람직하다. 이 구성에 따르면, 데이터선과는 다른 전극층으로 이루어지는 제1 배선을 이용하여 더미 화소 전극을 서로 접속할 수 있다. 이와 같은 배선으로서는 반도체층의 소스ㆍ드레인 영역에 접속하기 위한 중계 전극층이나, 주사선과 동일층으로 이루어지는 게이트 전극층 등을 패터닝한 것을 이용할 수 있다. 또한, 상기 배선은, 상기 데이터선과 동일층의 전극층으로 이루어지는 제2 배선이며, 상기 복수의 더미 화소 전극 중, 상기 주사선 구동 회로와 상기 복수의 화소 전극과의 사이에 위치하는 것은, 상기 제2 배선을 통하여 서로가 접속된 구성도 바람직하다. 이 구성에 따르면, 데이터선과 동일층으로 이루어지는 제2 배선을 이용하여 더미 화소 전극을 서로 접속할 수 있다. 이와 같이, 배선으로서 기존의 도전층을 이용하면, 제조 프로세스의 복잡화를 방지할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 더미 화소 전극에는, 상기 공통 전압보다도 소정값만큼 고위의 전압과, 상기 소정값만큼 저위의 전압이 소정의 주기로 교대로 인가되는 구성으로 해도 된다. 이와 같이 구성하면, 더미 화소 전극 및 공통 전극에서 액정이 협지되는 경우에, 그 액정에 인가되는 전압을 제로로 할 수 있는 데다가, 액정에 인가되는 전압 실효값이 제로일 때에 반사율 또는 투과율이 최소로 되지 않는 경우라도, 더미 표시 영역에서의 반사율 또는 투과율을 최소로 시킬 수 있다. 물론, 반사율 또는 투과율이 최소로 되는 전압이 아니어도 된다. 예를 들면, 상기 공통 전압이 인가해도 된다. 이와 같이 구성하면, 예를 들면 더미 화소 전극 및 공통 전극에서 협지되는 액정에 인가되는 전압을 제로로 할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 평면에서 보았을 때에, 상기 화소 전극의 간극 및 상기 더미 화소 전극의 간극에, 각각 절연재가 매립된 구성으로 해도 된다. 이와 같이 구성하면, 표시 영역으로부터 더미 표시 영역에 걸쳐서 생기는 단차를, 매우 작게 하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기 구성에 있어서, 평면에서 보았을 때에 상기 더미 화소 전극을 둘러싸는 위치에 형성되고, 상기 화소 전극과 동일층으로 이루어지고, 상기 더미 화소 전극과는 비접속의 도전 패턴을 갖는 구성으로 해도 된다. 이와 같이 구성하면, 더미 표시 영역으로부터 외측 영역에 걸쳐서 생기는 단차도 적게 하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 전기 광학 장치는, 소자 기판과, 상기 소자 기판과 대향 배치되고, 상기 소자 기판과의 대향측에 공통 전극을 갖는 대향 기판을 구비하고, 상기 소자 기판은, 상기 대향 기판과의 대향측에 형성되고, 화소마다 소정의 피치로 배열되는 복수의 화소 전극과, 평면에서 보았을 때에 상기 복수의 화소 전극의 외측에 위치하고, 상기 화소를 구동하는 구동 회로와, 평면에서 보았을 때에 상기 구동 회로와 상기 복수의 화소 전극과의 사이에서, 상기 복수의 화소 전극을 둘러싸도록 형성되고, 상기 복수의 화소 전극과 동일층으로 이루어지고, 상기 복수의 화소 전극과 실질적으로 동일한 밀도가 되도록 섬 형상으로 배열되는 복수의 더미 전극과, 상기 복수의 화소 전극과 다른 층에 배설되고, 상기 복수의 더미 화소 전극 중 적어도 한 방향에 인접하는 더미 화소 전극끼리를 전기적으로 접속하는 배선을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 구성에 따르면, 화소 전극과 더미 화소 전극과는 밀도가 동일하므로, 평탄도의 차를 종래 기술과 비교하여 작게 하는 것이 가능하게 된다. 또한 배선을 통하여 더미 화소 전극에 화소 전극과는 독립된 전압을 공통으로 인가하는 것도 가능하게 된다.
또한, 본 발명은, 전기 광학 장치 외에, 그 전기 광학 장치를 포함하는 전자 기기로서도 개념하는 것이 가능하다. 이와 같은 전자 기기로서는, 전기 광학 장치에 의한 광 변조 화상을 확대 투사하는 프로젝터를 들 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 액정 패널의 구성을 도시하는 도면.
도 2는 액정 패널에서의 회로 구성을 도시하는 도면.
도 3은 액정 패널에서의 화소의 등가 회로를 도시하는 도면.
도 4는 액정 패널에서의 화소 구성을 도시하는 평면도.
도 5는 액정 패널에서의 화소 구성을 도시하는 평면도.
도 6은 액정 패널에서의 화소 구성을 도시하는 평면도.
도 7은 액정 패널에서의 화소의 단면 구성을 도시하는 도면.
도 8은 액정 패널에서의 소자 기판의 각 영역을 설명하기 위한 도면.
도 9는 각 영역의 구분을 도시하는 도면.
도 10은 K영역에서의 전극 구성을 도시하는 도면.
도 11은 더미 표시 영역의 단면 구성을 도시하는 도면.
도 12는 더미 표시 영역의 단면 구성을 도시하는 도면.
도 13은 외측 영역의 단면 구성을 도시하는 도면.
도 14는 L영역에서의 전극 구성을 도시하는 도면.
도 15는 제2 실시 형태에 따른 액정 패널의 회로 구성을 도시하는 도면.
도 16은 액정 패널의 각 영역의 구분을 도시하는 평면도.
도 17은 M영역에서의 전극 구성을 도시하는 도면.
도 18은 액정 패널에서의 더미 표시 영역의 단면 구성을 도시하는 도면.
도 19는 N영역에서의 전극 구성을 도시하는 도면.
도 20은 액정 패널에서의 더미 표시 영역의 단면 구성을 도시하는 도면.
도 21은 액정 패널에서의 더미 표시 영역의 단면 구성을 도시하는 도면.
도 22는 더미 화소 전극에 인가되는 신호 V1의 전압 파형을 나타내는 도면.
도 23은 신호 V1의 전압 Vm을 설명하기 위한 전압-반사율 특성을 나타내는 도면.
도 24는 액정 패널을 적용한 프로젝터의 구성을 도시하는 도면.
도 25는 K영역에서의 전극 구성의 다른 예를 나타내는 도면.
도 26은 K영역에서의 전극 구성의 또 다른 예를 나타내는 도면.
도 27은 K영역에서의 전극 구성의 또 다른 예를 나타내는 도면.
<제1 실시 형태>
이하, 본 발명의 제1 실시 형태에 대해서 설명한다.
제1 실시 형태에 따른 반사형의 액정 패널은, 후술하는 프로젝터의 라이트 밸브로서 이용된다. 또한, 제1 실시 형태에 따른 액정 패널의 특징 부분은, 주로, 표시 영역의 외측에 위치하는 더미 표시 영역의 더미 화소 전극에 있다. 단, 더미 화소 전극의 구성층이나 그 더미 화소 전극에의 배선 등이, 표시 영역의 도전층과 어떠한 관계에 있는 것인지를 설명할 필요가 있다.
이 때문에, 우선, 액정 패널(100)의 구조의 개략에 대해서 설명한다.
또한, 이하의 도면에 있어서는, 각 층, 각 부재, 각 영역 등을 인식 가능한 크기로 하기 위해, 축척을 서로 다르게 하고 있는 경우가 있다.
도 1의 (a)는, 제1 실시 형태에 따른 액정 패널(100)의 구조를 도시하는 사시도이며, 도 1의 (b)는, 도 1의 (a)에서의 H-h선에서 파단한 단면도이다.
이들 도면에 도시되는 바와 같이, 액정 패널(100)은, 화소 전극(118)이 형성된 소자 기판(101)과, 공통 전극(108)이 설치된 대향 기판(102)이, 스페이서(도시 생략)를 포함하는 시일재(90)에 의해 일정한 간극을 유지하여, 서로 전극 형성면이 대향하도록 접합되고, 이 간극에 예를 들면 VA(Virtical Alignment)형의 액정(105)이 봉입된 구조로 되어 있다.
소자 기판(101) 및 대향 기판(102)에는, 각각 글래스나 석영 등의 광 투과성을 갖는 기판이 이용된다. 소자 기판(101)에 있어서는, 대향 기판(102)보다도 도 1의 (a)에 있어서 Y방향의 사이즈가 길지만, 깊이측(h측)이 일치되어 있으므로, 소자 기판(101)의 전방측(H측)의 1변이 대향 기판(102)으로부터 연장되어 있다. 이 연장된 영역에 X방향을 따라서 복수의 단자(107)가 설치되어 있다. 또한, 복수의 단자(107)는, FPC(Flexible Printed Circuits) 기판에 접속되어, 외부 상위 장치로부터 각종 신호나 각종 전압, 영상 신호가 공급된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 소자 기판(101)에 광 투과성을 갖지 않는 기판, 예를 들면 실리콘 기판을 이용하여, 액정 패널을, 소위 LCOS(Liquid Crystal on Silicon)형으로서 구성해도 된다.
소자 기판(101)에 있어서, 대향 기판(102)과 대향하는 면에 형성된 화소 전극(118)은, 상세하게는 후술하지만, 알루미늄 등의 반사성 금속층을 패터닝한 것이다. 대향 기판(102)에 있어서, 소자 기판(101)과 대향하는 면에 설치된 공통 전극(108)은, ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명성을 갖는 도전층이다.
또한, 시일재(90)는, 후술하는 바와 같이 대향 기판(102)의 내연을 따라서 액연 형상으로 형성되지만, 액정(105)을 봉입하기 위해, 그 일부가 실제로는 개구되어 있다. 이 때문에, 액정(105)의 봉입 후에, 그 개구 부분이 밀봉재(92)에 의해 밀봉되어 있다. 또한, 소자 기판(101)의 대향면 및 대향 기판(102)의 대향면에는, 전압 무인가 상태에 있어서 액정 분자를 기판면의 법선 방향을 따라서 배향시키는 배향막이 각각 형성되지만, 도 1의 (b)에서는 생략되어 있다.
여기서, 도 1의 (b)에서 나타낸 소자 기판(101)의 영역 a, b, c에 대해서, 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다. 도 8은, 대향 기판(102)의 측으로부터, 즉 관찰측에서 보았을 때의 소자 기판(101)을 도시하는 평면도이며, 도 9는, 도 8 중 영역 a, b, c를 뽑아내어 도시하는 도면이다. 또한, 도 8에 있어서는 도 1의 (a)에서 도시한 시일재(90)의 개구 부분 및 밀봉재(92)를 생략하고 있다.
도 8 또는 도 9에 있어서, a는, 표시에 기여하는 화소 전극(118)이 매트릭스 형상으로 배열되는 표시 영역이다. b는, 표시 영역 a보다도 외측에 위치하고, 또한, 해당 표시 영역 a와, 데이터선 구동 회로(160) 및 주사선 구동 회로(170)의 구동 회로가 설치된 주변 회로 영역과의 사이에 위치하는 더미 표시 영역이며, 표시 영역 a를 둘러싸는 영역이다. c에 대해서는, 더미 표시 영역 b의 더 외측으로부터 소자 기판(101)의 가장자리 단부까지의 외측 영역이며, 도통점(94)이나 단자(107)가 배열되는 부분이 제외된다. 바꿔 말하면, 더미 표시 영역 b란, 표시 영역 a와 외측 영역 c의 사이의 영역이다.
다음으로, 액정 패널(100)의 전기적인 구성에 대해서 도 2를 참조하여 설명한다. 여기서, 도 2는, 도 8 및 도 9와는 반대로, 도 1의 (a)에 있어서 하방으로부터, 즉 배면측으로부터 평면에서 보았을 때의 위치 관계를 도시하고 있다.
상술한 바와 같이, 액정 패널(100)은, 소자 기판(101)과 대향 기판(102)이 일정한 간극을 유지하여 접합됨과 함께, 이 간극에, 액정(105)이 협지되어 있다. 소자 기판(101) 중, 대향 기판(102)과의 대향면에는, 복수 m행의 주사선(112)이 도면에 있어서 X방향을 따라서 설치되는 한편, 복수 n열의 데이터선(114)이, Y방향을 따라서, 또한, 각 주사선(112)과 서로 전기적으로 절연을 유지하여 설치되어 있다.
표시 영역 a에서는, m행의 주사선(112)과 n열의 데이터선(114)과의 교차의 각각에 대응하여, 스위칭 소자의 일례로서 n채널형의 TFT(116)와, 반사성을 갖는 화소 전극(118)과의 조(組)가 설치되어 있다. TFT(116)의 게이트 전극은 주사선(112)에 접속되고, 소스 전극이 데이터선(114)에 접속되고, 드레인 전극이 화소 전극(118)에 접속되어 있다. 이 때문에, 본 실시 형태에 있어서 표시 영역 a에는, 화소 전극(118)이 m행 n열로 매트릭스 형상으로 배열하게 된다.
또한, 도 2에 있어서, 배면측에서 본 소자 기판(101)의 대향면은, 지면 깊이측으로 되므로, 주사선(112)이나, 데이터선(114), TFT(116), 화소 전극(118) 등에 대해서는, 파선으로 나타내어야만 하지만, 보기 어렵게 되므로, 각각 실선으로 나타내고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 데이터선(114)을 구별하기 위해, 도 2에 있어서 좌측에서부터 순서대로 1, 2, 3, … , (n-1), n열째라고 하는 호칭법을 사용하는 경우가 있다. 마찬가지로, 주사선(112)을 구별하기 위해, 도 2에 있어서 위에서부터 순서대로 1, 2, 3, … , (m-1), m행째라고 하는 호칭법을 사용하는 경우가 있다.
데이터선 구동 회로(160)는, 1, 2, 3, … , n열째의 데이터선(114)을, 데이터선(114)의 일단측으로부터 구동한다. 상세하게는 데이터선 구동 회로(160)는, 단자(107)를 통하여 공급된 영상 신호를, 동일하게 단자(107)를 통하여 공급된 각종 제어 신호에 의해 1, 2, 3, … , n열의 데이터선(114)으로 분배하여 유지시켜, 데이터 신호 X1, X2, X3, … , Xn으로서 공급한다. 또한, 데이터선 구동 회로(160)는, 도 8에 도시되는 바와 같이, 외측 영역 c 중, 복수의 단자(107)가 설치된 1변의 영역에 설치된다.
2개의 주사선 구동 회로(170)는, 1, 2, 3, … , m행째의 주사선(112)을 일단측 및 타단측의 양방향으로부터 구동한다. 상세하게는, 주사선 구동 회로(170)는, 단자(107)를 통하여 공급된 각종 제어 신호에 의해 주사 신호 Y1, Y2, Y3, … , Ym을 각각 생성하고, 1, 2, 3, … , m행째의 주사선(112)의 양측으로부터 공급한다. 또한, 주사선 구동 회로(170)는, 도 8에 도시되는 바와 같이, 외측 영역 c 중, 데이터선 구동 회로(160)가 형성되는 영역에 인접하는 2변의 영역에 각각 설치된다.
한편, 대향 기판(102) 중, 소자 기판(101)과의 대향면에는, 투명성을 갖는 공통 전극(108)이 전체면에 걸쳐 설치된다. 공통 전극(108)에는, 소자 기판(101)에 있어서, 단자(107), 배선(107a), 및, 대향 기판(102)과의 도통점(94)을 순차적으로 통하여, 전압 LCcom이 인가된다. 또한, 도통점(94)은, 평면에서 보았을 때에 도 8에 도시되는 바와 같이 기판 내주연에 형성된 시일재(90)의 틀 외부의 네 구석에 각각 위치하고, 은 페이스트 등의 도통재에 의해 공통 전극(108)에 도통이 도모되어 있다.
도 3은, 표시 영역 a에서의 화소(110)의 등가 회로를 도시하는 도면이며, 주사선(112)과 데이터선(114)과의 교차에 대응하여, 화소 전극(118)과 공통 전극(108)에서 액정(105)을 협지한 액정 소자(120)가 배열된 구성으로 된다.
또한, 도 2에서는 생략하였지만, 실제로는 도 3에 도시되는 바와 같이, 액정 소자(120)에 대하여 병렬로 보조 용량(축적 용량)(125)이 설정된다. 이 보조 용량(125)은, 일단이 화소 전극(118) 및 TFT(116)의 드레인 전극에 접속되고, 타단이 용량선(115)에 공통 접속되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 용량선(115)에는, 공통 전극(108)과 동일한 전압 LCcom이 인가된다.
이와 같은 구성에 있어서, 주사선 구동 회로(170)가, 어느 1행의 주사선(112)을 선택하여, 그 주사선(112)을 H레벨로 하면, 그 주사선(112)에 게이트 전극이 접속된 TFT(116)가 온 상태로 되고, 화소 전극(118)이 데이터선(114)에 전기적으로 접속된 상태로 된다. 이 때문에, 주사선(112)이 H레벨일 때에, 데이터선 구동 회로(160)가, 계조에 따른 전압의 데이터 신호를 데이터선(114)에 공급하면, 그 데이터 신호는, 온 상태로 된 TFT(116)를 통하여 화소 전극(118)에 인가된다. 주사선(112)이 L레벨로 되면, TFT(116)는 오프 상태로 되지만, 화소 전극(118)에 인가된 전압은 액정 소자(120)의 용량성 및 보조 용량(125)에 의해 유지된다.
주사선 구동 회로(170)는, 1행째로부터 m행째까지의 주사선(112)을 순번대로 선택함과 함께, 데이터선 구동 회로(160)가, 선택된 주사선(112)에 위치하는 1행분의 화소에 대하여 데이터 신호를, 데이터선(114)을 통하여 공급함으로써, 모든 액정 소자(120)에 계조에 따른 전압이 인가ㆍ유지된다. 이 동작이 1 프레임(1수직 주사 기간)마다 반복된다.
이 때문에, 본 실시 형태에 있어서, 데이터선 구동 회로(160) 및 주사선 구동 회로(170)는, 화소(110)(액정 소자(120))를 구동하는 구동 회로로서 기능한다.
한편, 액정 소자(120)에서는, 화소 전극(118) 및 공통 전극(108)의 사이에 의해서 생기는 전계의 강도에 따라서 액정(105)의 분자 배향 상태가 변화한다.
도 1의 (a) 또는 (b)에 있어서 대향 기판(102)의 측인 관찰측으로부터 입사한 광은, 도시 생략한 편광자, 대향 기판(102), 공통 전극(108), 액정(105)이라고 하는 경로를 지난 후, 화소 전극(118)에 의해 반사하여, 그것과는 역방향의 경로를 지나서 출사한다. 이 때에 액정 소자(120)에 입사하는 광량에 대하여 출사하는 광량의 비율, 즉 반사율은, 액정 소자(120)에 인가ㆍ유지된 전압이 높아짐에 따라서, 커진다.
이와 같이 하여, 액정 패널(100)에서는, 액정 소자(120)마다 반사율이 변화하므로, 액정 소자(120)가, 표시할 화상의 최소 단위인 화소로서 기능하게 된다. 액정 소자(120)는, 평면에서 보았을 때에 화소 전극(118)으로 규정되므로, 화소 전극(118)의 배열되는 영역이 상술한 표시 영역 a로 된다.
계속해서, 소자 기판(101) 중, 표시 영역 a의 소자 구조에 대해서 설명한다.
도 4?도 6은, 화소의 구성을 도시하는 평면도이며, 도 7은, 도 4?도 6의 J-j선으로 파단한 부분 단면도이다. 또한, 도 4?도 6에서는, 소자 기판(101)을 대향면으로부터 평면에서 보았을 때에 구조를 설명하기 위해, 층간 절연막 등 비도전막의 도시를 생략함과 함께, 도 4는, 소자 구조 중 데이터선 층까지를, 도 5는, 실드 전극층을, 도 6은, 화소 전극층을, 각각 나타내고 있다.
우선, 도 7에 도시되는 바와 같이, 소자 기판(101)의 기재인 기판(11)에는, 기초 절연막(40)이 형성되고, 기초 절연막(40)에 폴리실리콘으로 이루어지는 반도체층(30)이 더 형성되어 있다. 반도체층(30)의 표면은, 열산화에 의한 절연막(32)으로 덮여져 있다. 반도체층(30)의 평면 형상에 대해서는, 도 4에 있어서 종방향으로, 즉, 이후에 형성되는 데이터선(114)이 연장되는 방향으로, 길이가 연장되는 직사각형으로 형성되어 있다.
주사선(112)은, 도 4에 있어서 횡방향으로 연장됨과 함께, 직사각형으로 형성된 반도체층(30)의 중앙부에서 직행하도록 배설되어 있다. 이 결과, 도 4 및 도 7에 도시되는 바와 같이, 반도체층(30) 중, 주사선(112)과 겹치는 부분이 채널 영역(30a)으로 된다.
반도체층(30) 중, 채널 영역(30a)에 대해 도 7에 있어서 좌측(도 4에서는 하측)이 소스 영역(30s)이며, 도 7에 있어서 우측(도 4에서는 상측)이 드레인 영역(30d)이다. 이 중, 소스 영역(30s)은, 절연막(32) 및 제1 층간 절연막(41)을 각각 개공(開孔)하는 컨택트 홀(51)을 통하여 중계 전극(61)에 접속되어 있다. 드레인 영역(30d)도 마찬가지로, 절연막(32) 및 제1 층간 절연막(41)을 각각 개공하는 컨택트 홀(52)을 통하여 중계 전극(62)에 접속되어 있다.
중계 전극(61, 62)은, 제1 층간 절연막(41) 상에 성막된 도전성의 폴리실리콘막(전극층(20))을 각각 패터닝한 것이다. 중계 전극(61)의 평면 형상에 대해서는, 컨택트 홀(51)보다도 한층 더 큰 정도이며, 상층에 위치하는 데이터선(114)으로부터의 분기 부분에 가려지게 되므로, 도 4에서는 생략되어 있다. 한편, 중계 전극(62)에 대해서는, 반도체층(30)을 덮도록 도 4에 있어서 종방향으로 연장되는 부분과, 주사선(112)을 덮도록 횡방향으로 연장되는 부분을 포함하는 대략 T자 형상으로 되어 있다.
도 7에 있어서 제1 층간 절연막(41) 또는 중계 전극(61, 62)을 덮도록 유전체층(34)이 성막되어 있다. 또한, 유전체층(34)은, 예를 들면 실리콘 산화막이다.
데이터선(114) 및 용량 전극(115b)은, 유전체층(34)을 덮도록 형성된 도전성의 2층막을 패터닝한 것이다. 상세하게는, 데이터선(114) 및 용량 전극(115b)은, 하층으로서 성막된 도전성의 폴리실리콘막과, 상층으로서 성막된 알루미늄막과의 2층막(데이터선층(21))을 패터닝한 것이다.
여기서, 「하층(상층)」이란, 제조 프로세스에서 이전(이후)에 형성되는 층, 또는, 대향면에서부터 먼(가까운) 층을 가리키는 개념이다.
데이터선(114)에 대해서는, 도 4에 있어서 반도체층(30)의 왼쪽 옆에, 주사선(112)과 직교하는 종방향으로 연장됨과 함께, 반도체층(30)에서의 소스 영역(30s)(중계 전극(61))을 향하여 분기되도록 형성되어, 유전체층(34)을 개공하는 컨택트 홀(50)을 통하여 중계 전극(61)에 접속되어 있다. 따라서, 데이터선(114)은, 중계 전극(61)을 통하여 소스 영역(30s)에 접속되게 된다.
용량 전극(115b)에 대해서는, 중계 전극(62)을 덮도록 대략 T자 형상으로 되어 있지만, 드레인 영역(30d)에 연결되는 컨택트 홀(53)을 피하기 위해, 일부, 절결된 형상으로 되어 있다.
도 7에 있어서, 데이터선(114), 용량 전극(115b) 또는 유전체층(34)을 덮도록 제2 층간 절연막(42)이 형성되어 있다. 중계 전극(71) 및 실드 전극(72)은, 제2 층간 절연막(42)을 덮도록 형성된 도전성의 2층막을 패터닝한 것이다. 상세하게는, 중계 전극(71) 및 실드 전극(72)은, 하층으로서 성막된 알루미늄막과, 상층으로서 성막된 질화 티타늄막과의 2층막(실드 전극층(22))을 패터닝한 것이다.
중계 전극(71)은, 제2 층간 절연막(42) 및 유전체층(34)을 각각 개공하는 컨택트 홀(53)을 통하여 중계 전극(62)에 접속되어 있다. 또한, 실드 전극(72)에 대해서는, 제2 층간 절연막(42)을 개공하는 컨택트 홀(54)을 통하여 용량 전극(115b)에 접속되어 있다.
실드 전극(72)의 평면 형상에 대해서는, 평면에서 보았을 때에 도 5에 도시되는 바와 같이, 데이터선(114) 및 반도체층(30)을 덮도록 종방향으로 연장하고, 또한, 주사선(112)의 상방에서 우측 횡방향으로 돌출되도록 형성되어 있다.
한편, 중계 전극(71)의 평면 형상에 대해서는, 동일하게 도 5에 도시되는 바와 같이, 주사선(112)의 상방에서, 실드 전극(72)의 우측으로 가로지르는 돌출 부분에 인접한 직사각형으로, 화소마다 섬 형상으로 형성되어 있다.
도 7에 있어서, 중계 전극(71), 실드 전극(72) 또는 제2 층간 절연막(42)을 덮도록 제3 층간 절연막(43)이 형성되어 있다. 화소 전극(118)은, 제3 층간 절연막(43)을 덮도록 형성된 알루미늄막(화소 전극층(23))을 패터닝한 것이며, 제3 층간 절연막(43)을 개공하는 컨택트 홀(55)을 통하여 중계 전극(71)에 접속되어 있다. 따라서, 화소 전극(118)은, 중계 전극(71) 및 중계 전극(62)을 순차적으로 통하여 드레인 영역(30d)에 접속되게 된다.
화소 전극(118)의 평면 형상에 대해서는, 도 6에 도시되는 바와 같이, 거의 정사각형이며, 그 배치에 대해서는, 도 5에 있어서 파선으로 나타내어지는 바와 같이, 정사각형의 각 변이 평면에서 보았을 때에 주사선(112) 및 데이터선(114)의 내에 포함되는 위치 관계에 있다.
상기 화소 전극(118) 또는 제3 층간 절연막(43)을 덮도록, TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)를 원료로 한 화학 기상 성장에 의해 실리콘 산화막이 형성된다. 이때, 실리콘 산화막은, 화소 전극(118)의 표면에도 형성되지만, CMP(Chemical Mechanical Polishing) 처리로 깎아 내게 되므로, 결과적으로 절연재로서의 실리콘 산화막(36)이, 도 7에 도시되는 바와 같이, 인접하는 화소 전극(118)끼리의 간극 부분에만 남는다. 이 처리에 의해, 소자 기판(101)의 표시 영역 a에서는 대향면이 평탄화된다.
그리고, 평탄화된 표면에, 무기 재료로 이루어지는 배향막(38)이 형성된다. 이 배향막(38)은, 상세하게는 도시 생략하지만, 예를 들면 실리콘 산화물의 경사법 증착에 의해, 복수의 미소한 기둥 형상 구조체를 동일 방향으로 경사진 상태에서 기상 성장시킨 것이다.
도 5에 있어서 종방향으로 열마다 연장되는 실드 전극(72)은, 특별히 도시하지 않지만, 외측 영역 c까지 인출되어 공통 접속됨과 함께, 예를 들면 도 2에 있어서 단자(107) 및 접속점(107b)을 통하여, 공통 전극(108)과 동일한 전압 LCcom이 인가된다. 이 때문에, 표시 영역 a에 있어서, 데이터선(114)이 데이터 신호의 공급에 의해 전압 변동되어도, 화소 전극(118)에서는, 특히 오프 상태의 TFT(116)에 따른 화소 전극(118)에서는, 용량 커플링에 의한 전위 변동이 억제된다.
또한, 관찰측으로부터, 즉 대향 기판(102)으로부터의 입사광은, 평면에서 보았을 때에 인접하는 화소 전극(118)의 간극 부분에 있어서 화소 전극(118)에서 반사되지 않고 침입하게 되지만, 반도체층(30)은 실드 전극(72)에 의해 덮여져 있으므로, 대향면측으로부터의 침입광에 의해 TFT(116)의 오프 리크 특성이 손상되지 않는다.
또한, 보조 용량(125)은, 중계 전극(62)과 유전체층(34)과 용량 전극(115b)과의 적층 구조에 의해 구성된다. 용량 전극(115b)은, 화소마다 개별된 섬 형상으로 형성되지만, 컨택트 홀(54)을 통하여 실드 전극(72)에 접속되므로, 각 화소에 걸쳐 전압 LCcom이 공통으로 인가된다. 이 때문에, 등가 회로에서 보면, 도 3에 도시한 바와 같게 된다.
다음으로, 각 영역에서의 전극의 구성에 대해서 설명한다. 도 10은, 도 9에서의 K영역, 즉 표시 영역 a, 더미 표시 영역 b 및 외측 영역 c가 Y방향을 따라서 배열되는 영역을, 부분적으로 확대한 평면도이며, 소자 기판(101)의 대향면을 평면에서 보았을 때의 화소 전극층(23)의 패터닝 형상을 나타내고 있다.
이 도면에 도시되는 바와 같이, 또한 상술한 바와 같이, 표시 영역 a에서는, 화소 전극(118)이 매트릭스 형상으로 배열되어 있다. 여기서, 화소 전극(118)의 X방향의 사이즈를 Wx, Y방향의 사이즈를 Wy로 한다. 또한, 본 건에서는, 화소 전극(118)을 정사각형으로 하고 있으므로, Wx는 Wy와 같다.
또한, 화소 전극(118)의 배열 피치를 예로 들면 대각의 중심을 취해, X방향의 피치를 Px로 하고, Y방향의 피치를 Py로 하였을 때, 피치 Px는 데이터선(114)의 배열 간격과 동등하고, 피치 Py는 주사선(112)의 배열 간격과 동등하게 된다. 화소 전극(118)을 정사각형으로 하고 있으므로, Px는 Py와 같다.
또한, 실시 형태에 있어서는, 화소 전극(118)을 정사각형으로 하지만, 라이트 밸브 이외의 다른 용도, 예를 들면 디지털 스틸 카메라의 EVF(Electronic View Finder:전자 뷰 파인더) 등에 적용하는 경우, 1돗트가 예를 들면 R(적), G(녹), B(청)의 3개의 화소로 분할됨과 함께, 1돗트가 정사각형으로 되도록 구성되므로, 각 색에 대응하는 화소 전극(118)의 형상은 직사각형으로 된다. 이 때문에, 화소 전극(118)의 사이즈는, 반드시 Wx는 Wy와 같지 않고, 피치에 대해서도, 반드시 Px는 Py와 같지 않다.
더미 표시 영역 b에서는, 화소 전극층(23)을 패터닝한 더미 화소 전극(131)이 설치된다. 이 더미 화소 전극(131)은, X방향의 사이즈가 Wx이고, Y방향의 사이즈가 Wy로 형성되어, 즉 화소 전극(118)과 동일한 사이즈, 피치로 형성되어, 화소 전극(118)의 배열로 일치되어, 매트릭스 형상으로 배열시킨 것이다.
또한, 더미 화소 전극(131)은, 다음으로 설명한 바와 같이 컨택트 홀(56)을 통하여 하층의 실드 전극(72)에 접속되지만, 평면에서 보았을 때에, 더미 화소 전극(131)의 형상에 대하여 컨택트 홀(56)이 형성되는 상대적인 위치는, 화소 전극(118)에 대한 컨택트 홀(55)의 위치와 동일하다.
이 때문에, 외관상(즉, 화소 전극층을 상면으로부터 관찰하면), 더미 화소 전극(131)은, 화소 전극(118)과 구별이 곤란하다.
또한, 이 예에서는, 더미 표시 영역 b 중, K영역에 있어서 더미 화소 전극(131)이 3행에 걸쳐 설치된 예이다.
도 11은, 도 10의 P-p선(X방향)이고, 도 12는, W-w선(Y방향)이고, 각각 더미 화소 전극(131)을 포함하도록 파단한 경우의 소자 기판(101)의 구조를 나타내는 부분 단면도이다.
이들 도면에 도시되는 바와 같이, 실드 전극(72)은, 데이터선(114)을 덮도록 Y방향으로 연장 설치됨과 함께, 도 11에 도시되는 바와 같이 컨택트 홀(56)까지 연장되어 있다.
더미 화소 전극(131)은, 제3 층간 절연막(43)을 개공하는 컨택트 홀(56)을 통하여, 실드 전극(72)에 접속된다. Y방향으로 연장 설치된 실드 전극은, Y방향에서 인접하는 더미 화소 전극(131)끼리 접속함과 함께, 상술한 바와 같이 외측 영역 c까지 인출되고 공통 접속되어, 전압 LCcom이 인가되어 있다. 이 때문에, 더미 화소 전극(131)의 각각에는, 공통 전극(108)과 동일한 전압 LCcom이 각각 인가되게 된다.
또한, 평면에서 보았을 때에 더미 화소 전극(131)의 간극 부분에는, 도 11 또는 도 12에 도시되는 바와 같이, 실리콘 산화막(36)이 표시 영역 a에서의 CMP 처리에 의해 매립되어 있다. 더미 표시 영역 b에 있어서, 더미 화소 전극(131)과 공통 전극(108)에 의해 액정(105)이 협지되므로, 일종의 액정 소자가 구성되게 되지만, 표시에는 기여하지 않으므로, 여기서는, 무효 액정 소자로 표현하는 것으로 한다.
또한, 도 11은, K영역을 X방향을 따른 P-p선으로 파단하고 있으므로, 주사선(112)이 나타나 있지 않다. 또한, 도 12는, K영역을 Y방향을 따른 W-w선으로 파단하고 있으므로, 데이터선(114)이 나타나 있지 않다.
설명을 도 10으로 되돌아가면, 외측 영역 c에서는, 화소 전극층(23)을 패터닝한 도전 패턴(135)이 설치된다. 이 도전 패턴(135)은, 화소 전극(118)(더미 화소 전극(131))과 동일한 사이즈의 전극을, 화소 전극(118)의 배열 그대로 매트릭스 형상으로 배열시킴과 함께, 세로 및 가로로 인접하는 것끼리를, 각 변 중앙 부근의 접속부(136)에 의해 서로 접속하여 패턴화한 것이다.
도전 패턴(135)은, 화소 전극층(23)을 통해서는, 더미 화소 전극(131) 중 어느 것에도 직접적으로는 접속되어 있지 않다. 단, 본 실시 형태에 있어서 도전 패턴(135)에는, 도 2에 도시한 단자(107)와 접속점(107c)을 통하여 전압 LCcom이 인가되는 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 도전 패턴(135)은, 다른 도전층을 통하여 간접적으로 접속된 구성으로 해도 된다.
또한, 도전 패턴(135)은, 더미 화소 전극(131)을 포함한 다른 전극에 대하여, 전기적으로 플로팅으로 한 구성이어도 된다.
도 13은, 도 10의 Q-q선으로 파단한 경우의 소자 기판(101)의 구조를 도시하는 부분 단면도이다. 또한, 도 12는, 외측 영역 c 중, 더미 표시 영역 b의 외측이며 데이터선 구동 회로(160)가 설치되는 영역까지의, 시일재(90)의 틀 내부의 영역을 나타내고 있다.
이 도면에 도시되는 바와 같이, 도전 패턴(135)은, 실드 전극(72)이나 데이터선(114) 등의 하층의 배선 중 어느 것에도 접속되어 있지 않다. 또한, 평면에서 보았을 때에 도전 패턴(135)의 간극 부분에는, 도 12에 도시되는 바와 같이, 표시 영역 a에서의 CMP 처리에 의해, 실리콘 산화막(36)이 매립되어 있다.
도 14는, 도 9에서의 L영역, 즉 표시 영역 a, 더미 표시 영역 b 및 외측 영역 c이 X방향을 따라서 배열되는 영역을, 부분적으로 확대한 평면도이며, 소자 기판(101)의 대향면을 평면에서 보았을 때의 화소 전극층(23)의 패터닝 형상을 나타내고 있다.
이 도면에 도시되는 바와 같이, 화소 전극(118)이 배열되는 표시 영역 a에 인접하는 더미 표시 영역 b에 있어서 더미 화소 전극(131)이 3열로 배열하고, 또한 더미 표시 영역 b에 인접하도록 도전 패턴(135)이 설치되어 있다.
실시 형태에 따른 액정 패널(100)에 따르면, 더미 표시 영역 b에서의 더미 화소 전극(131)은, 평면에서 보았을 때에, 화소 전극(118)이 배열되는 표시 영역 a를 둘러싸도록, 화소 전극(118)에 실질적으로 동일한 배선 밀도(예를 들면, 동일한 사이즈 및 피치)로 형성되어 있다. 또한, 액정 패널(100)에 있어서, 화소 전극(118)의 간극과 더미 화소 전극(131)의 간극에는 각각 실리콘 산화막(36)이 CMP 처리에 의해 매립되고, 이에 의해서 평탄화되어 있다. 이 때문에, 액정 패널(100)에서는, 표시 영역 a로부터 더미 표시 영역 b에 걸쳐서, 평탄도에 차가 생기기 어려운 구조로 되어 있다. 또한, 여기서 말하는 「실질적으로 동등함」이란, 더미 화소 전극(131)에 대하여 화소 전극(118)에서의 사이즈 피치가 ±3%의 범위 내에 있는 것을 말한다. 이 범위 내이면, 제조 오차를 고려해서도, 평탄도의 차에 의한 영향을 무시할 수 있기 때문이다.
또한, 평면에서 보았을 때에, 더미 화소 전극(131)을 실드 전극(72)에 접속하는 컨택트 홀(56)은, 화소 전극(118)을 중계 전극(71)에 접속하는 컨택트 홀(55)과 동일한 위치에 형성된다. 이 때문에, 컨택트 홀의 존재에 의해 생기는 단차의 영향은, 표시 영역 a와 더미 표시 영역 b에서 거의 동일하게 할 수 있다.
더미 화소 전극(131)에는, 실드 전극(72)을 통하여 전압 LCcom이 인가되므로, 무효 액정 소자, 즉 더미 화소 전극(131) 및 공통 전극(108)에서 액정(105)을 협지한 액정 소자에 있어서, 그 액정(105)에 인가되는 전압이 제로로 된다. 이 때문에, 무효 액정 소자는 노멀리 블랙 모드의 흑색 표시로 되므로, 더미 표시 영역 b는, 표시 영역 a를 둘러싸는 절취선(액연)으로서 기능한다.
또한, 더미 표시 영역 b를 둘러싸는 외측 영역 c에서는, 도전 패턴(135)이 설치됨과 함께, 그 간극 부분에는 실리콘 산화막(36)이 CMP 처리에 의해 매립되어서 평탄화되어 있다. 이 때문에, 액정 패널(100)에서는, 더미 표시 영역 b로부터 외측 영역 c에 걸쳐서도, 평탄도에 차가 생기기 어려운 구조로 되어 있다.
<제2 실시 형태>
다음에 본 발명의 제2 실시 형태에 대해서 설명한다. 제1 실시 형태에 있어서는, 더미 화소 전극(131)을 실드 전극(72)에 접속하여 전압 LCcom을 인가하는 구성으로 하였지만, 이 제2 실시 형태는, 실드 전극(72)(실드 전극층(22)을 패터닝한 배선)이 아니라, 전극층(20) 또는 데이터선층(21)을 패터닝한 배선에 접속하여, 전압 LCcom 이외의 전압을 인가하는 구성으로 한 것이다.
도 15는, 제2 실시 형태에 따른 액정 패널의 전기적인 구성을 도시하는 도면이다. 제2 실시 형태에 있어서는, 더미 화소 전극(131)에 전압 LCcom 이외의 전압을 인가하므로, 신호 V1이 단자(107) 및 접속점(107d)을 통하여 공급되는 구성으로 되어 있다. 또한, 신호 V1의 전압에 대해서는 후술한다.
도 16은, 제2 실시 형태에서의 소자 기판(101)의 각 영역을 설명하기 위한 도면이다. 도 16이 도 1에 도시한 영역과 상위하는 개소는, 더미 표시 영역이, 제1 더미 표시 영역 bx와 제2 더미 표시 영역 by로 나누어져 있는 점에 있다.
이 중, 제1 더미 표시 영역 bx는, 표시 영역 a와 데이터선 구동 회로(160)가 설치되는 영역(160b)과의 사이에 위치하는 영역, 및, 영역(160b)과는 반대측에 위치하는 영역이다. 제2 더미 표시 영역 by는, 표시 영역 a와 주사선 구동 회로(170)가 설치되는 영역(170b)과의 사이에 위치하는 2영역이다.
데이터선(114)은, 데이터선 구동 회로(160)로부터 표시 영역 a에 걸쳐서 Y방향으로 연장 설치되므로, 제1 더미 표시 영역 bx 중, 영역(160b)과 동일한 측의 영역(즉, 도 16에 있어서 하측의 영역)에서는, 데이터선층(21)을 패터닝한 배선을 이용하여, 더미 화소 전극(131)끼리 X방향으로 상호 접속하는 것이 곤란하다. 한편, 제1 더미 표시 영역 bx 중, 영역(160b)의 반대측의 영역(즉, 도 11에 있어서 상측의 영역)에서는, 데이터선 구동 회로(160)가 설치되지 않지만, 데이터선(114)의 검사 회로 등이 설치되는 경우가 있다. 이 경우에 데이터선층(21)을 패터닝한 배선을 이용하여, 더미 화소 전극(131)끼리를 접속하는 것이 곤란하다. 따라서, 제2 실시 형태에 있어서는, 제1 더미 표시 영역 bx에서는, 전극층(20)을 패터닝한 배선을 이용하여 더미 화소 전극(131)끼리를 접속하는 것으로 하였다.
또한, 이와 같이, 더미 표시 영역 중 Y방향을 따른 영역 by에 대해서는, 데이터선 구동 회로(160)의 유무에 있어서 상위하지만, 사정이 동일하므로 제2 실시 형태에서는 구별하지 않는 것으로 하였다.
도 17은, 도 16에서의 M영역, 즉 표시 영역 a, 더미 표시 영역 bx 및 외측 영역 c이 X방향을 따라서 배열되는 영역을, 부분적으로 확대한 평면도이며, 평면에서 보았을 때의 화소 전극층(23)의 패터닝 형상을 나타내고 있다.
이 도면에 도시되는 바와 같이, 화소 전극층(23)을 패터닝한 화소 전극(118), 더미 화소 전극(131) 및 도전 패턴(135)에 대해서는, 도 10에 도시한 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
도 18은, 도 17에서 도시한 M영역 중, 더미 화소 전극(131)을 포함하도록 R-r선으로 파단한 구조를 나타내는 부분 단면도이다.
도 18에 도시되는 바와 같이, 더미 표시 영역 bx에서의 더미 화소 전극(131)은, 제3 층간 절연막(43)을 개공하는 컨택트 홀(56)을 통하여 중계 전극(73)에 접속되어 있다. 중계 전극(73)은, 실드 전극층(22)을 더미 화소 전극(131)마다 섬 형상으로 패터닝한 것이다. 이 때문에, 중계 전극(73)은, 표시 영역 a에서의 중계 전극(71)과 실드 전극(72) 중 어느 것에도 간섭하지 않는다.
또한 중계 전극(73)은, 제2 층간 절연막(42) 및 유전체층(34)을 개공하는 컨택트 홀(57)을 통하여 배선(63)에 접속되어 있다. 배선(63)은, 도 7에 도시한 중계 전극(61, 62)을 구성하는 전극층(20)을, 도 18에 있어서 지면 수직 방향(도 17에 있어서 X방향)으로 연장 설치하도록, 행마다 패터닝한 것이며, 제1 배선의 일례이다.
X방향으로 연장 설치된 배선(63)은, X방향에서 인접하는 더미 화소 전극(131)끼리 접속함과 함께, 특별히 도시하지 않지만 이 외측 영역 c까지 인출되어 공통 접속되고, 도 15에서의 접속점(107d) 및 단자(107)를 통하여, 신호 V1이 공급된다. 이 때문에, 더미 표시 영역 bx에 있어서, 더미 화소 전극(131)의 각각에는 신호 V1이 공통으로 인가된다.
도 19는, 도 16에서의 N영역, 즉 표시 영역 a, 제2 더미 표시 영역 by 및 외측 영역 c가 X방향을 따라서 배열되는 영역을, 부분적으로 확대한 평면도이며, 평면에서 보았을 때의 화소 전극층(23)의 패터닝 형상을 나타내고 있다. 이 도면에 도시되는 바와 같이, 화소 전극층(23)을 패터닝한 화소 전극(118), 더미 화소 전극(131) 및 도전 패턴(135)에 대해서는, 도 14에 도시한 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
도 20은, N영역 중, 더미 화소 전극(131)을 포함하도록 X방향을 따른 S-s선으로 파단한 구조를 나타내는 부분 단면도이다.
이 도면에 도시되는 바와 같이, 제2 더미 표시 영역 by에서의 더미 화소 전극(131)은, 컨택트 홀(56)을 통하여 중계 전극(74)에 접속되어 있다. 중계 전극(74)은, 중계 전극(73)과 마찬가지로 실드 전극층(22)을 더미 화소 전극(131)마다 섬 형상으로 패터닝한 것이다. 중계 전극(74)은, 제2 층간 절연막(42)을 개공하는 컨택트 홀(58)을 통하여 배선(81)에 접속되어 있다. 배선(81)은, 도 7에 도시한 데이터선(114)이나, 용량 전극(115b)을 구성하는 데이터선층(21)을, 도 20에 있어서 지면 수직 방향(도 19에 있어서 Y방향)으로 연장 설치하도록, 열마다 패터닝한 것이며, 제2 배선의 일례이다.
Y방향으로 연장 설치된 배선(81)은, Y방향에서 인접하는 더미 화소 전극(131)끼리 접속함과 함께, 특별히 도시하지 않지만 이 외측 영역 c까지 인출되어 공통 접속되고, 도 15에서의 접속점(107d) 및 단자(107)를 통하여, 신호 V1이 공급된다. 이 때문에, 더미 표시 영역 by에 있어서도, 더미 화소 전극(131)의 각각에는 신호 V1이 공통으로 인가된다. 또한, 제2 더미 표시 영역 by는, 주사선 구동 회로(170)와 표시 영역 a와의 사이에 위치하므로, 도 20에서는 데이터선(114)이 존재하지 않는다.
도 22는, 제2 실시 형태에 있어서 더미 화소 전극(131)에 공급되는 신호 V1의 전압 파형도이다. 이 도면에 도시되는 바와 같이, 신호 V1은, 1 프레임마다, 공통 전극(108)에 인가되는 전압 LCcom에 대하여 전압 Vm만큼 고위의 전압(LCcom+Vm)과, 전압 Vm만큼 저위의 전압(LCcom-Vm)으로 교대로 절환되어 공급된다.
무효 액정 소자를 포함하는 액정 소자(120)의 전압-반사율 특성은, 노멀리 블랙 모드이면 일반적으로는 도 23의 (a)에 도시되는 바와 같이, 전압 제로로 반사율이 0%로 되고, 전압이 높아짐에 따라서 반사율이 증가되어, 결국 100%로 포화한다. 또한, 도 23의 (a)는, 액정 소자(120)에의 인가 전압(화소 전극(118) 또는 더미 화소 전극(131)과 공통 전극(108)과의 전위차)을 횡축에 있어서, 최소 반사율을 0%로, 최대 반사율을 100%로 하여 정규화한 상대 반사율로 나타내고 있다.
그런데, 액정(105)의 특성이나 배향막(38)에 의한 프리틸트각 등의 다양한 요인에 의해, 도 23의 (b)에 도시되는 바와 같이, 전압 제로가 아니라 전압 Vm으로 반사율이 최소의 0%로 되는 경우가 있다. 이와 같은 경우, 더미 화소 전극(131)에 전압 LCcom을 인가하여, 무효 액정 소자에의 인가 전압을 제로로 해도, 더미 표시 영역 b를 충분한 흑색 표시로 할 수 없을 가능성이 있다.
이에 대하여, 제2 실시 형태에 있어서는, 액정 소자가 도 23의 (b)로 나타낸 바와 같은 특성을 갖는 경우라도, 흑색 표시시키는 전압이 더미 화소 전극(131)에 인가되므로, 표시 영역 a를 둘러싸는 절취선(액연)으로서 기능을 더미 표시 영역 b에 갖게 하는 것이 가능하다. 또한, 더미 화소 전극(131)에는, 전압(LCcom+Vm)과 전압(LCcom-Vm)으로 1 프레임마다 교대로 절환되므로, 2프레임을 기준 단위로서 보았을 때에 무효 액정 소자에 직류 성분이 인가되는 일은 없다. 이 때문에, 더미 화소 전극(131)과 공통 전극(108)에서 협지되는 액정(105)이 직류 성분의 인가에 의해 열화되는 일도 없다.
또한, 제2 실시 형태에 있어서는, 제1 더미 표시 영역 bx에 있어서, 더미 화소 전극(131)(단자(107), 접속부(107d))에 배선(63) 및 중계 전극(73)을 순차적으로 통하여, 신호 V1을 공급하는 구성, 즉, 전극층(20)을 패터닝한 배선(63)을 이용하여 공급하는 구성으로 하였지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면 도 21에 도시되는 바와 같이 배선(113)을 이용하여 공급하는 구성으로 해도 된다. 배선(113)은, 주사선(112)을 구성하는 폴리실리콘층을 패터닝한 것이며, 제1 배선의 다른 일례이다. 또한, 도 21에 있어서, 중계 전극(73)은, 제1 층간 절연막(41)을 개공하는 컨택트 홀(59)을 통하여 배선(113)에 접속된다.
이 때, 배선(63)에 대해서는, 더미 화소 전극(131)마다 섬 형상으로 형성하여 중계 전극으로서 기능시켜도 되고, 도 18에서 설명한 바와 같이 Y방향으로 연장 설치시켜 배선으로서 형성함과 함께, 배선(113)에 대하여 병렬 접속함으로써 배선 저항을 저하시키기 위해 이용해도 된다.
또한, 제2 실시 형태에 있어서는, 액정 소자(120)의 반사율이 최소로 될 때의 전압 실효값을 Vm으로 하였을 때에, 더미 화소 전극(131)에 인가하는 신호 V1의 전압을 (LCcom+Vm) 및 (LCcom-Vm)으로 교대로 절환하는 구성으로 하였지만, 전압 Vm에 대해서, 액정 소자(120)의 반사율이 최소로 될 때의 전압에 한정되지 않고, 예를 들면 반사율 50%로 시킬 때의 전압(그레이 전압)을 이용해도 된다. 또한, 전압의 절환 주기는 1 프레임이 아니어도 된다.
제2 실시 형태에 있어서, 액정 소자가 도 23의 (a)에서 나타낸 바와 같은 특성을 갖는 것이면, 더미 화소 전극(131)에, 배선(63) 또는 배선(81)을 통하여 전압 LCcom을 인가하는 구성으로 해도 된다.
덧붙여, 제1 실시 형태나 제2 실시 형태에 있어서는, 더미 표시 영역 b(bx, by)에 있어서 더미 화소 전극(131)이 3행 또는 3열로 배열한 구성으로 하였지만, 1행 또는 1열이어도 되고, 2행 또는 2열이어도 되고, 4행 이상 또는 4열 이상이어도 된다. 또한, 액정 패널(100)에 대해서는 반사형으로 한정되지 않고, 투과형이어도 된다.
<변형예>
도 25는, K영역에서의 전극 구성의 다른 예를 나타내는 도면이다. K영역에서의 전극 구성은, 도 10에 예시한 것에 한정되지 않는다. 도 25는, 전극이 지그재그 배치(델타 배치)되는 예를 나타내고 있다. 홀수행의 화소(118)의 기준점(예를 들면 좌측 아래 정점)의 x좌표는, 짝수행의 화소(118)의 기준점에 대하여, 결정된 길이(예를 들면 Px/2)만큼 어긋나 있다. 더미 화소 전극(131)에 대해서도 마찬가지이다.
도 26은, K영역에서의 전극 구성의 또 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 26은, 표시 영역 a에서의 화소 전극(118)과 더미 표시 영역 b에서의 더미 화소 전극(131)은, x좌표가 어긋나게 배치되어 있다. 표시 영역 a에서의 화소 전극(118)만을 보면 x좌표는 일치되어 있고, 더미 표시 영역 b에서의 화소 전극(131)만을 보면 x좌표는 일치되어 있다. 그러나, 더미 화소 전극(131)의 기준점(예를 들면 좌측 아래 정점)의 x좌표는, 화소 전극(118)의 기준점(예를 들면 좌측 아래 정점)에 대하여, 결정된 길이(예를 들면 Px/2)만큼 어긋나 있다.
도 27은, K영역에서의 전극 구성의 또 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 10의 예에서는, 화소 전극(118)과 더미 화소 전극(131)은, 동일한 형상 및 사이즈를 갖고 있었다. 그러나, 도 27의 예에서는, 화소 전극(118)과 더미 화소 전극(131)은, 사이즈 및 피치가 다르다. 구체적으로는 더미 전극(131)의 쪽이 화소 전극(118)보다도 피치가 크다. 그러나, 도 27의 예에서, 더미 화소 전극(131)은 슬릿(1311)을 갖고 있다. 슬릿(1311)은, 표시 영역 a와 더미 표시 영역 b에서 배선 밀도가 동등하게 되는 형상으로 되도록 설계되어 있다. 예를 들면, 표시 영역 a에 있어서 화소 전극(118) 사이에 10%의 개구가 있는 경우, 더미 화소 영역 b에서는, 전극간의 개구 및 슬릿(1311)에 의해 합계 10%의 개구가 형성된다. 도 10 및 25?27의 예에서는, 모두, 표시 영역 a와 더미 표시 영역 b에서 배선 밀도가 동등하게 되도록, 화소 전극(118) 및 더미 전극(131)이 구성되어 있다.
<전자 기기>
다음으로, 상술한 실시 형태에 따른 반사형의 액정 패널(100)을 적용한 전자 기기에 대해서 설명한다. 도 24는, 액정 패널(100)을 라이트 밸브로서 이용하여 프로젝터(1100)의 구성을 도시하는 평면도이다.
이 도면에 도시되는 바와 같이, 프로젝터(1100)는, 실시 형태에 따른 반사형의 액정 패널(100)을, R(적), G(녹), B(청)의 각 색에 대응시킨 3판식이다. 프로젝터(1100)의 내부에는, 편광 조명 장치(1110)가 시스템 광축(PL)을 따라서 배치되어 있다. 이 편광 조명 장치(1110)에 있어서, 램프(1112)로부터의 출사광은, 리플렉터(1114)에 의한 반사에서 대략 평행한 광속으로 되어, 제1 인터그레이터 렌즈(1120)에 입사한다. 이 제1 인터그레이터 렌즈(1120)에 의해, 램프(1112)로부터의 출사광은, 복수의 중간 광속으로 분할된다. 이 분할된 중간 광속은, 제2 인터그레이터 렌즈를 광 입사측에 갖는 편광 변환 소자(1130)에 의해, 편광 방향이 거의 일치된 1종류의 편광 광속(s편광 광속)으로 변환되어, 편광 조명 장치(1110)로부터 출사되게 된다.
그런데, 편광 조명 장치(1110)로부터 출사된 s편광 광속은, 편광 빔 스플리터(1140)의 s편광 광속 반사면(1141)에 의해 반사된다. 이 반사 광속 중, 청색광(B)의 광속이 다이크로익 미러(1151)의 청색광 반사층에서 반사되어, 액정 패널(100B)에 의해 변조된다. 또한, 다이크로익 미러(1151)의 청색광 반사층을 투과한 광속 중, 적색광(R)의 광속은, 다이크로익 미러(1152)의 적색광 반사층에서 반사되어, 액정 패널(100R)에 의해 변조된다. 한편, 다이크로익 미러(1151)의 청색광 반사층을 투과한 광속 중, 녹색광(G)의 광속은, 다이크로익 미러(1152)의 적색광 반사층을 투과하여, 액정 패널(100G)에 의해 변조된다.
여기서, 액정 패널(100R, 100G 및 100B)은, 상술한 실시 형태에서의 액정 패널(100)과 마찬가지이며, 공급되는 R, G, B의 각 색에 대응하는 데이터 신호에서 각각 구동되는 것이다. 즉, 이 프로젝터(1100)에서는, 액정 패널(100)이, R, G, B의 각 색에 대응하여 3조 설치되어, R, G, B의 각 색에 대응하는 영상 신호에 따라서 각각 구동되는 구성으로 되어 있다.
액정 패널(100R, 100G, 100B)에 의해 각각 변조된 적색, 녹색, 청색의 광은, 다이크로익 미러(1152, 1151), 편광 빔 스플리터(1140)에 의해 순차적으로 합성된 후, 투사 광학계(1160)에 의해, 스크린(1170)에 투사된다. 또한, 액정 패널(100R, 100G 및 100B)에는, 다이크로익 미러(1151, 1152)에 의해, R, G, B의 각 원색에 대응하는 광속이 입사하므로, 컬러 필터는 필요없다.
또한, 전자 기기로서는, 도 24를 참조하여 설명한 프로젝터 외에, 상술한 EVF나, 리어ㆍ프로젝션형의 텔레비전, 헤드 마운트 디스플레이 등을 들 수 있다.
36 : 실리콘 산화막
63 : 배선
81 : 배선
100 : 액정 패널
101 : 소자 기판
102 : 대향 기판
105 : 액정
108 : 공통 전극
116 : TFT
118 : 화소 전극
120 : 액정 소자
131 : 더미 화소 전극
135 : 도전 패턴
160 : 데이터선 구동 회로
170 : 주사선 구동 회로
1100 : 프로젝터

Claims (11)

  1. 소자 기판과,
    상기 소자 기판과 대향 배치되고, 상기 소자 기판과의 대향측에 공통 전극을 갖는 대향 기판을 구비하고,
    상기 소자 기판은,
    상기 대향 기판과의 대향측에 형성되고, 화소마다 소정의 피치로 배열되는 복수의 화소 전극과,
    평면에서 보았을 때에 상기 복수의 화소 전극의 외측에 위치하고, 상기 화소를 구동하는 구동 회로와,
    평면에서 보았을 때에 상기 구동 회로와 상기 복수의 화소 전극과의 사이에서, 상기 복수의 화소 전극을 둘러싸도록 형성되고, 상기 복수의 화소 전극과 동일층으로 이루어지고, 상기 복수의 화소 전극과 실질적으로 동일한 사이즈 및 피치로 섬 형상으로 배열되는 복수의 더미 화소 전극과,
    상기 복수의 화소 전극과 다른 층에 배설되고, 상기 복수의 더미 화소 전극 중 적어도 한 방향에 인접하는 더미 화소 전극끼리를 전기적으로 접속하는 배선
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소자 기판은,
    복수의 주사선과,
    평면에서 보았을 때에 상기 복수의 주사선과 교차하는 복수의 데이터선과,
    단면에서 보았을 때에 상기 데이터선과 상기 화소 전극과의 사이에 형성되고, 평면에서 보았을 때에 상기 데이터선을 덮도록 형성되어, 소정의 전압이 인가되는 실드 전극
    을 갖고,
    상기 화소 전극은, 평면에서 보았을 때에 상기 복수의 주사선과 상기 복수의 데이터선과의 각 교차에 대응하여 각각 형성되고,
    상기 배선은, 상기 실드 전극과 동일층으로 이루어지고, 상기 소정의 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공통 전극에는, 소정의 공통 전압이 인가되고,
    상기 소정의 전압은, 상기 공통 전압인 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 소자 기판은,
    복수의 주사선과,
    평면에서 보았을 때에 상기 복수의 주사선과 교차하는 복수의 데이터선을 갖고,
    상기 화소 전극은, 평면에서 보았을 때에 상기 복수의 주사선과 상기 복수의 데이터선과의 각 교차에 대응하여 각각 형성되고,
    상기 구동 회로는,
    상기 복수의 주사선의 양단측으로부터, 상기 복수의 주사선의 각각을 각각 구동하는 2개의 주사선 구동 회로와,
    상기 복수의 데이터선의 일단측으로부터, 상기 복수의 데이터선의 각각을 구동하는 데이터선 구동 회로를 갖는
    것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배선은, 상기 데이터선과는 다른 전극층으로 이루어지는 제1 배선이며,
    상기 복수의 더미 화소 전극 중, 상기 데이터선 구동 회로와 상기 복수의 화소 전극과의 사이에 위치하는 것은, 상기 제1 배선을 통하여 서로가 접속된 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 배선은, 상기 데이터선과 동일층의 전극층으로 이루어지는 제2 배선이며,
    상기 복수의 더미 화소 전극 중, 상기 주사선 구동 회로와 상기 복수의 화소 전극과의 사이에 위치하는 것은, 상기 제2 배선을 통하여 서로가 접속된 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 더미 화소 전극에는, 상기 공통 전압보다도 소정값만큼 고위의 전압과, 상기 소정값만큼 저위의 전압이 소정의 주기로 교대로 인가되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    평면에서 보았을 때에, 상기 화소 전극의 간극 및 상기 더미 화소 전극의 간극에, 각각 절연재가 매립된 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    평면에서 보았을 때에 상기 더미 화소 전극을 둘러싸는 위치에 형성되고, 상기 화소 전극과 동일층으로 이루어지고, 상기 더미 화소 전극과는 비접속의 도전 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 전기 광학 장치를 갖는
    것을 특징으로 하는 전자 기기.
  11. 소자 기판과,
    상기 소자 기판과 대향 배치되고, 상기 소자 기판과의 대향측에 공통 전극을 갖는 대향 기판을 구비하고,
    상기 소자 기판은,
    상기 대향 기판과의 대향측에 형성되고, 화소마다 소정의 피치로 배열되는 복수의 화소 전극과,
    평면에서 보았을 때에 상기 복수의 화소 전극의 외측에 위치하고, 상기 화소를 구동하는 구동 회로와,
    평면에서 보았을 때에 상기 구동 회로와 상기 복수의 화소 전극과의 사이에서, 상기 복수의 화소 전극을 둘러싸도록 형성되고, 상기 복수의 화소 전극과 동일층으로 이루어지고, 상기 복수의 화소 전극과 실질적으로 동일한 밀도가 되도록 섬 형상으로 배열되는 복수의 더미 화소 전극과,
    상기 복수의 화소 전극과 다른 층에 배설되고, 상기 복수의 더미 화소 전극 중 적어도 한 방향에 인접하는 더미 화소 전극끼리를 전기적으로 접속하는 배선
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
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