しかしながら、上述の如くダミー領域を設ける技術には、次のような問題点がある。即ち、基板に内蔵されるか又は対向基板上に形成される額縁遮光膜の脇からは、入射光中の基板に対して斜めの成分が、ダミー領域に侵入する。例えば、プロジェクタ用の光源光を光学系で平行光としても、電気光学装置に入射する入射光中には、無視し得ない程度の光量を有する斜めの成分が含まれている。例えば、入射角が垂直から10度〜15度位までずれる成分を10%程度含んでいる場合がある。また、電気光学装置の基板の裏面からの反射光や、複数の電気光学装置をライトバルブとして組合せて利用する場合における他の電気光学系から出射されて結合光学系を突き抜けてくる光などの「戻り光」中の基板に対して斜めの成分も、ダミー領域に侵入する。更にまた、これら入射光や戻り光が基板上における積層構造内の配線の表面や裏面の凹凸、電子素子の表面や裏面の凹凸などで反射或いは多重反射した結果生み出される、基板に対して斜めの多重反射光や迷光成分なども、ダミー領域に侵入する。
このようにダミー領域に、斜めの光等の表示に寄与しない各種光が侵入すると、画素電極と同様に構成され且つ同様に駆動されるダミー画素電極の開口領域を介して、画像表示領域から表示光として出射される出射光中に、該表示に寄与しない光が混入してしまう。これらの結果、特に表示画像の縁付近における画質の劣化が生じてしまうという技術的問題点がある。前述の如く黒のベタ表示をダミー領域で行うようにダミー画素電極を駆動した場合にも又は駆動しない場合にも、黒っぽい画像を画像表示領域に表示する際に、その縁付近が白くぼやけたり、白っぽい画像を表示する際に、その縁付近が黒くボケたりしてしまう画質の劣化現象が、本願発明者らにより確認されている。
本発明は、例えば上述の問題点に鑑みなされたものであり、表示画像の縁付近においても高品位である画像を表示可能である電気光学装置及びこれを備えた各種電子機器を提供することを課題とする。
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、基板上に、複数の画素が配列された画像表示領域と、前記画像表示領域の周辺に複数のダミー画素が配列されたダミー領域と、前記ダミー領域に、前記複数のダミー画素に跨って設けられたダミー画素遮光膜と備え、前記ダミー画素遮光膜には、前記ダミー画素毎にスリットが設けられている。
また、前記ダミー画素遮光膜のスリットは、各前記ダミー画素において互いに交差する方向に延在する。
本発明の電気光学装置によれば、その動作時には、例えばデータ線、走査線等の配線を介して、画素スイッチング用TFT、薄膜ダイオード(以下適宜「TFD」と称す)等の電子素子に、画像信号、走査信号等が供給される。そして、画像信号等が電子素子から選択的に画素電極に供給されることでアクティブマトリクス駆動が行われる。即ち、複数の画素電極がマトリクス状に平面配列された画像表示領域における画像表示が行われる。この際、ダミー領域内においても、画像表示領域内と同様に、ダミー画素電極として機能する画素電極に画像信号等が供給されることで、ダミー領域におけるアクティブマトリクス駆動が行われる。従って、アクティブマトリクス駆動における画像表示領域の縁付近で発生する、例えば液晶が不完全に駆動される部分など、不完全に駆動される画素部分については、実際に表示される画像表示領域から除外される。よって、該画像表示領域の隅々まで良好な画像表示が可能とされる。
ここで特に、基板上には更に、ダミー画素遮光膜が設けられており、ダミー画素電極として機能する画素電極における開口領域の少なくとも一部が覆われる。従って、(i)前述の如く額縁遮光膜の脇から侵入する入射光中の斜めの成分、(ii)基板の裏面からの反射光等の戻り光中の斜めの成分、(iii)これら入射光や戻り光が基板上における積層構造内で発生する多重反射光や迷光成分などが、ダミー領域に侵入しても、これがダミー画素電極の開口領域を介して表示光の中に紛れ込むことを、ダミー画素遮光膜の存在によって効果的に防止できる。この結果、ダミー領域での光抜け或いは光漏れに起因して生じる表示画像の縁付近における画質劣化現象を低減できるので、最終的には、縁取りが明確である表示画像を表示可能となる。特に、プロジェクタ用途の場合には、投影された表示画像の縁取りが極めて鮮明な黒や灰色とすることも可能となり、従来におけるぼやけた縁取りの表示画像と比較すると、人間の視覚上で顕著に優れているとの認識がなされる。
加えて、ダミー画素電極の開口領域については、遮光されているので、当該ダミー画素電極に対して供給する画像信号は、黒の画像信号に限らず、他の中間調の画像信号でもよいことになる。或いは、固定された電圧レベルの画像信号に限らず、変動する或いは動画像の画像信号でもよいことになる。
このような構成を採用する際に、各画素の開口領域が、例えば対角十μm程度或いは十数μm程度であれば、各開口領域の縁に沿って数μm程度の隙間が開くように或いは幅数μm程度のスリットが開くように、ダミー画素遮光膜を形成しても、当該ダミー画素遮光膜によるダミー画素の開口領域を遮光する機能は、十分に発揮される。更に、これ以上の隙間が開くように、ダミー画素の開口領域の一部或いは極一部にのみ、ダミー画素遮光膜を形成した場合にも、遮光機能は相応に得られる。
以上の結果、本発明の電気光学装置によれば、表示画像の縁付近においても高品位である画像を表示可能となる。
本発明の電気光学装置の一態様では、前記ダミー画素遮光膜は、前記ダミー領域に島状に分断して形成されている。
この態様によれば、各ダミー画素の開口領域は、ダミー領域に島状に分断して形成されたダミー画素遮光膜により覆われている。このため、例えば、高融点金属膜等の熱膨張率が基板、層間絶縁膜、他の導電膜や半導体層等と異なる遮光膜材料からダミー画素遮光膜を形成しても、高温処理や低温処理を伴う製造中や製造後におけるダミー画素遮光膜付近に発生する応力を緩和でき、クラックの発生防止にも役立つ。しかも、島状に分断されていても、各ダミー画素における開口領域を夫々隙間無く覆うように形成すれば、即ちその間隙が各ダミー画素の非開口領域内にのみ位置するように形成すれば、製造誤差や位置ずれがないことを条件に、ベタ状に形成された場合と殆ど同様に遮光を行うことも可能となる。或いは、前述のように、各ダミー画素の開口領域が、例えば対角十μm程度或いは十数μm程度であれば、各開口領域の縁に沿って数μm程度の隙間が該各開口領域内に開くように、ダミー画素遮光膜を島状に形成しても、当該ダミー画素遮光膜によるダミー画素の開口領域を遮光する機能は、十分に発揮される。
尚、本発明に係る「島状」とは、ダミー画素電極の一つ一つに対応する島状であってもよいし、ダミー画素電極の複数に対応する相対的に大きな島状であってもよい趣旨である。更に、「島状」とは、正方形や矩形でも良いし、更に角が落とされた矩形や、例えば6角形、8角形等の多角形でもよい。
加えて、島状であれば、個々のダミー画素遮光膜を相互から電気的に絶縁することも可能となり、同一遮光膜を用いて、同一層に配線、電極等を作り込むことも可能となる。
或いは本発明の電気光学装置の他の態様では、前記ダミー画素遮光膜は、前記ダミー領域にベタ状に形成されている。
この態様によれば、各ダミー画素の開口領域は、ダミー領域にベタ状に形成されたダミー画素遮光膜により隙間無く覆われている。このため、ダミー領域における光抜け或いは光漏れを、より完全に防止できる。
尚、このようにベタ状であれば、ダミー画素遮光膜の全体を一体的に電気的接続されている状態に保つことができる。このため、容量線、接地配線など、ダミー画素遮光膜を一つの配線としても利用することも可能となる。
或いは本発明の電気光学装置の他の態様では、前記ダミー画素遮光膜は、前記ダミー領域にストライプ状に分断して形成されている。
この態様によれば、各ダミー画素の開口領域は、ダミー領域にストライプ状に分断して形成されたダミー画素遮光膜により覆われている。このため、高温処理や低温処理を伴う製造中や製造後におけるダミー画素遮光膜付近に発生する応力を緩和でき、クラックの発生防止にも役立つ。しかも、ストライプ状に分断されていても、各ダミー画素における開口領域を夫々隙間無く覆うように形成すれば、即ちその間隙が各ダミー画素の非開口領域内にのみ位置するように形成すれば、製造誤差や位置ずれがないことを条件に、ベタ状に形成された場合と殆ど同様に遮光を行うことも可能となる。或いは、幅数μm程度の間隙が各開口領域内に開くように、ダミー画素遮光膜をストライプ状に形成しても、当該ダミー画素遮光膜によるダミー画素の開口領域を遮光する機能は、十分に発揮される。
尚、本発明に係る「ストライプ状」とは、例えば画素電極の行又は列に沿ったストライプ状であり、例えば、走査線、データ線等の配線の一部から、ダミー画素遮光膜が形成されてもよい。即ち、ストライプ状であるので、相互に短絡していない配線の一部として、当該ダミー画素遮光膜を有効利用できる。また、複数の画素列や画素行を含む、より幅広のストライプ状とすることもできる。
或いは本発明の電気光学装置の他の態様では、前記ダミー画素遮光膜には、スリットが設けられている。
この態様によれば、各ダミー画素の開口領域は、ダミー領域にベタ状、島状等に形成されたダミー画素遮光膜により覆われている。そして特に、係るダミー画素遮光膜には、スリット、即ち長手状の貫通穴が設けられている。このため、例えば、高温処理や低温処理を伴う製造中や製造後におけるダミー画素遮光膜付近に発生する応力を緩和でき、クラックの発生防止にも役立つ。好ましくは、一ダミー画素又は複数のダミー画素毎に、ダミー領域の全域に満遍なく、多数のスリットが設けられることが、応力緩和の観点からは、好ましい。しかも、スリットを設けても、各ダミー画素における開口領域を夫々隙間無く覆うように形成すれば、即ちスリットを各ダミー画素の非開口領域内にのみ設けるようにすれば、製造誤差や位置ずれがないことを条件に、ベタ状に形成された場合と殆ど同様に遮光を行うことも可能となる。或いは、幅数μm程度の幅のスリットを各開口領域内に開けても、当該ダミー画素遮光膜によるダミー画素の開口領域を遮光する機能は、十分に発揮される。
尚、スリットを入れるだけであれば、ダミー画素遮光膜の全体を一体的に電気的接続されている状態に保つことができる。このため、容量線、接地配線など、ダミー画素遮光膜を一つの配線としても利用することも可能である。また、スリットの長手方向については、列方向でもよいし、行方向でもよいし、両方向のスリットが規則的に又は不規則的に混在していてもよい。
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記ダミー画素遮光膜は、前記基板の平坦な表面上に、直接又は平坦な層間絶縁膜を介して形成されている。
この態様によれば、ダミー画素遮光膜は、基板の平坦な表面上に、平坦に形成されているので、仮にその表面に、斜めの光等が入射して、最終的に表示光或いは出射光の中に混ざったとしても、当該ダミー画素遮光膜の表面で反射した光には、反射面における凹凸パターンに起因して発生する干渉縞等を有することはない。即ち、下層側に、他の配線、電極、電子素子等が存在するが故に、表面が凹凸とされている反射膜の上で斜めの光等が反射する場合には、一般に配線ピッチ等に応じて干渉縞が発生してしまい、最終的に表示画像の縁付近に、何らかの模様が現れてしまいかねないのである。勿論、このような表示画像の縁付近に現れる模様は、視覚的に顕著に目立つ場合も多く、画質劣化につながる。
従って、本態様のように、平坦なダミー画素遮光膜を用いることは、その表面における反射光や回折光の干渉による画質劣化を低減する上で大変優れている。
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記ダミー画素遮光膜は、前記配線又は電子素子のうち少なくとも一方の下層側に形成されている。
この態様によれば、ダミー画素遮光膜によって、戻り光が、電子素子又は配線の裏面で反射する事態を、ダミー画素遮光膜により効果的に防止できる。仮に例えば、薄膜トランジスタの半導体層としてのポリシリコン膜の膜厚が、40nm程度であると、戻り光の波長との関係で、戻り光は該ポリシリコン膜によって反射されることも十分にあり得、更にこのようにダミー領域において戻り光が反射すると、表示画像の縁に画質劣化が引き起こされてしまう。しかるに本態様では、戻り光等が配線や電子素子に至る前段階で、これをダミー画素遮光膜によって遮光するので、このような表示画像の縁に発生する画質劣化を低減できる。
加えて、ダミー画素遮光膜が基板上の積層構造中で下層側に位置する程、下層側にパターニングされた配線等が無くて済むので、前述の如き平坦なダミー画素遮光膜を形成するのが容易となるという利点も得られる。
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記配線及び電子素子のうち少なくとも一方は、前記画素電極をスイッチング制御する薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタに接続された走査線及びデータ線とを含み、前記基板上に、前記薄膜トランジスタの少なくともチャネル領域を下層側から覆う下側遮光膜を更に備えており、前記ダミー画素遮光膜は、前記下側遮光膜と同一膜からなる。
この態様によれば、戻り光による、画素スイッチング用TFTにおける光リーク電流の発生を、ダミー画素遮光膜と同一膜からなる下側遮光膜によって効果的に防止できる。これにより、画素スイッチング用TFTの特性が、戻り光によって変化することを未然防止でき、高品位の画像を表示可能となる。そして、このような機能を有する下側遮光膜とダミー画素遮光膜とは、同一膜からなるので、基板上における積層構造及び製造方法を簡略化できる。
この下側遮光膜に係る態様では、前記下側遮光膜は、前記走査線の少なくとも一部を兼ねるように構成してもよい。
このように構成すれば、画素オスイッチング用TFTの下層側を通過する走査線を基板上に作り込むこととなり、安定した走査信号の供給が可能となると共に、画素スイッチング用TFTの上層側には、走査線の存在を気にすることなく、蓄積容量や容量線、或いはデータ線や上側遮光膜等を作り込むことが可能となる。
或いは下側遮光膜に係る態様では、前記基板上に、前記画素電極に蓄積容量を付与するための容量線を更に備えており、前記ダミー画素遮光膜と前記容量線とは、同一導電膜からなる。
このように構成すれば、画素オスイッチング用TFTの下層側を通過する容量線を基板上に作り込むこととなり、安定した容量電極電位の供給が可能となると共に、画素スイッチング用TFTの上層側には、容量線の存在を気にすることなく、走査線、データ線や上側遮光膜等を作り込むことが可能となる。
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記基板上に、前記データ線に画像信号を供給する画像信号供給回路と、前記走査線に走査信号を供給するための走査信号供給回路とを更に備えており、前記画像信号供給回路及び前記走査信号供給回路のうち少なくとも一方は、端部から最初に出力する信号を、前記薄膜トランジスタに接続されていないダミーのデータ線又は走査線に対して供給する。
この態様によれば、走査線駆動回路やデータ線駆動回路を構成するシフトレジスタ等の転送信号を順次出力する回路の性質上、相対的には最も波形、電圧、パルス幅等について安定し難い、最初に出力する信号については、ダミーのデータ線又は走査線に対して供給する。係るダミーのデータ線や走査線には、薄膜トランジスタは接続されておらず、実際に画素部を駆動するためには、これら最初に出力する信号は用いられないで廃棄される。
尚、ダミーの配線としては、最初に出力する信号が供給される1本に限らず、最初から2つの信号が供給される2本、3つの信号が供給される3本、…等の比較的少数だけ設けてもよい。
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記ダミー画素遮光膜は、固定電位源又は固定電位配線に接続されている。
この態様によれば、ダミー画素遮光膜の電位は安定しており、その電位変動が他の画素電極や配線等に悪影響を及ぼすことは殆ど無くて済む。このような固定電位配線としては、基板上におけるレイアウトの関係上では、ダミー画素電極の比較的近くに配線されることが自然であるデータ線駆動回路の接地電位配線を用いるのが好ましい。或いは、専用の固定電位源や固定電位配線を設けることも可能である。
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記ダミー画素遮光膜は、浮遊電位とされている。
この態様によれば、ダミー画素遮光膜を島状に分断して形成する際に、便利である。尚、ダミー画素遮光膜が他の導電層や半導体層から層間距離を隔てて構成されていれば、浮遊電位であっても特に悪影響を周囲に及ぼすことは無く、更に、ダミー画素遮光膜の容量が大きければ、浮遊電位であっても、安定した電位に保つことは可能である。従って、例えばベタ状やストライプ状にダミー画素遮光膜を形成する際にも、このように浮遊電位としてもよい。
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記複数の画素電極に画像信号を供給する画像信号供給手段を更に備えており、該画像信号供給手段は、前記ダミー画素電極として機能する画素電極に対して、中間調の画像信号を供給する。
この態様によれば、その動作時には、画像信号供給手段によって、ダミー画素電極に対しては、中間調の画像信号が供給される。ここで本願発明者によれば、黒表示の画像信号がダミー画素電極に供給されると、ダミー領域に、即ち画像表示領域の縁に、白いゴーストが出現しやすいことが判明している。更に、ダミーの画像信号として、ノーマリーホワイトモードで黒表示を5Vとした場合に、2〜4ボルト程度の中間調の画像信号を供給すると、このような白いゴーストの出現が低減される。特に、シリアル−パラレル変換されたn(但し、nは2以上の自然数)個の画像信号をn本のデータ線に同時に供給する同時駆動の場合には、中間調又は白の画像信号をダミー画素電極に供給すると、このようなゴーストの出現が低減されることが判明している。これらの結果、上述の本発明において、ダミーの画像信号として中間調の画像信号を供給することで、表示画像の縁付近における画質を一層向上させることが可能となる。
尚、このような画像信号供給手段は、基板内蔵型でもよいし、外付け型でもよい。
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記基板との間で電気光学物質を挟持するように前記基板に対して対向配置された対向基板と、前記対向基板上における前記ダミー領域に対向する領域に額縁遮光膜とを更に備える。
この態様によれば、一対の基板及び対向基板間に液晶等の電気光学物質が挟持されてなる、表示画像の縁付近における画質に優れた液晶装置等の電気光学装置を構築できる。この際、ダミー領域に、ダミー画素遮光膜が設けられているので、対向基板側の額縁遮光膜については、小さめに形成することが可能となり、基板の貼り合わせ時の組みずれによって、各画素の開口領域が狭まってしまう事態を効果的に回避できる。但し、対向基板側の額縁遮光膜を、大きめに形成して、これにより、各画素の開口領域を規定することも可能である。
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置(但し、その各種態様を含む)を具備してなる。
本発明の電子機器は、上述した本発明の電気光学装置を具備してなるので、高品位の画像表示画が可能な、投射型表示装置、テレビジョン受像機、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現することができる。
尚、このような本発明の電子光学装置は、例えば液晶装置、電子ペーパなどの電気泳動装置、電子放出素子による装置(Field Emission Display及びSurface-Conduction Electron-Emitter Display)等として実現可能である。
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。
以下では、本発明の実施の形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態は、本発明の電気光学装置を液晶装置に適用したものである。
(第1実施形態)
先ず本発明の第1実施形態に係る電気光学装置について、図1から図6を参照して説明する。図1は、電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路を、その周辺駆動回路と共に示した回路図である。図2は、データ線、走査線、画素電極等が形成されたTFTアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。図3は、図2のA−A’断面図である。図4は、TFTアレイ基板をその上に形成された各構成要素とともに対向基板の側からみた平面図であり、図5は、図4のH−H’断面図である。図6は、ダミー領域における遮光パターンを示す部分拡大平面図である。尚、図3及び図5等においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
図1において、本実施形態における電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素には夫々、画素電極9aと当該画素電極9aをスイッチング制御するためのTFT30とが形成されており、画像信号が供給されるデータ線6aが当該TFT30のソースに電気的に接続されている。走査信号が供給される走査線113aが、TFT30のゲートに電気的に接続されている。画素電極9a及び蓄積容量70が、TFT30のドレインに電気的に接続されている。
電気光学装置は、画像表示領域の周辺に位置する周辺領域に、データ線駆動回路101、走査線駆動回路104及びサンプリング回路301を備えて構成されている。データ線駆動回路101は、サンプリング回路駆動信号線114を介して、サンプリング回路駆動信号をサンプリング回路301に順次供給するように構成されている。サンプリング回路301は、サンプリング用の、即ちサンプリングスイッチとしての片チャネル型TFT302を複数備える。各片チャネル型TFT302は、画像信号線115からの引き出し線116にそのソースが接続され、データ線6aにそのドレインが接続され、サンプリング回路駆動信号線114にそのゲートが接続されている。そして、データ線駆動回路101から供給されるサンプリング回路駆動信号のタイミングで、画像信号線115上の画像信号VID1〜VID6を同時にサンプリングし、6本のデータ線に対して同時に供給する。これにより、画像信号画像信号S1、S2、…、Snとして、6本のデータ線6aのグループ別に、順次に書き込むように構成されている。他方、走査線駆動回路104は、パルス的に走査信号G1、G2、…、Gmを、所定のタイミングでこの順に線順次で、走査線113aに供給するように構成されている。
画像表示領域内では、TFT30のゲートに、走査線駆動回路104から走査線113aを介して走査信号G1、G2、…、Gmが線順次で印加される。画素電極9aには、画素スイッチング素子であるTFT30を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線6aから供給される画像信号S1、S2、…、Snを所定のタイミングで書き込む。画素電極9aを介して電気光学物質の一例としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、…、Snは、後述する対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として電気光学装置からは画像信号に応じたコントラストを持つ光が出射する。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極9aと対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70を付加する。蓄積容量70は、後に詳述する如く、画素電極9aに接続された画素電位側容量電極と、これに誘電体膜を挟んで対向配置された固定電位側容量電極とを含んでなる。走査線113aと並んで配列された固定電位の容量線300の一部が、このような固定電位側容量電極とされている。更に、後述の如く、下側遮光膜111aにより、容量線300の冗長配線が構築されている。
容量線300及び下側遮光膜111aは、画素電極9aが配列された画像表示領域外で容量線電位供給端子303に電気的に接続されている。これにより、全ての容量線300及び下側遮光膜111aは、容量線電位供給端子303から供給される安定した固定電位又は反転する所定電位とされ、蓄積容量70において良好な電位保持特性が得られる。このような電位源としては、TFT30を駆動するための走査信号を走査線113aに供給するための走査線駆動回路やデータ線駆動回路に供給される正電源や負電源の定電位源でもよいし、対向基板の対向電極に供給される定電位でも構わない。
尚、本実施形態では、例えば同一行の画素電極9aを同一極性の電位により駆動しつつ、係る電位極性を行毎にフィールド周期で反転させる「行反転駆動」或いは「1H反転駆動」が行われる。即ち、画像信線115上に供給される画像信号は、フィールド単位で極性反転を伴う信号である。これにより液晶における直流電圧印加による劣化を効果的に避けることができる。
本実施形態では特に、図1中、画像表示領域には、白四角で夫々図示された画素電極9aが配列されており、その周辺に額縁状に広がるダミー領域には、黒四角で夫々図示されたダミー画素電極9dとして機能する画素電極が配列されている。画素電極9aとダミー画素電極9dとは同一構成を有している。更に、画素電極9a、画素スイッチング用TFT30及び蓄積容量70を含んでなる画素部と、ダミー画素電極9d、画素スイッチング用TFT30及び蓄積容量70を含んでなるダミー画素部とは、概ね同一構成を有する。但し、ダミー画素部においては、後で詳述するように、下側遮光膜111aと同一膜からなるダミー画素遮光膜が各ダミー画素の開口領域に設けられている点が異なる。図1では、より具体的には、画像表示領域の周辺2列及び周辺2行が、ダミー画素電極9dとされており、ダミー領域では、画像表示領域におけると同様にアクティブマトリクス駆動が行われるので、アクティブマトリクス駆動における画像表示領域の縁付近で発生する、液晶が不完全に駆動される部分については、実際に表示される画像表示領域から除外される。これにより、画像表示領域の隅々まで良好な画像表示が可能とされる。
次に図2に示すように、電気光学装置のTFTアレイ基板上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極9a(点線部9a’により輪郭が示されている)が設けられており、画素電極9aの縦横の境界に各々沿ってデータ線6a及び走査線113aが設けられている。
本実施形態では特に、画像表示領域及びダミー領域の両者において、各画素の非開口領域には、下側遮光膜111aが格子状に配線されている。下側遮光膜111aは、容量線300の冗長配線をなすように、コンタクトホール601により、容量線300と電気的に接続されている。コンタクトホール601は、容量線300と同一材料で充填されてもよいし、他の導電材料で、プラグされてもよい。更に下側遮光膜111aは、周辺領域において容量線電位供給端子303に直接又は容量線300を介して電気的に接続されている(図1参照)。そして、ダミー領域には、画像表示領域における画素電極9aと同様に、複数の透明なダミー画素電極9dが設けられており、ダミー画素電極9dの縦横の境界に各々沿ってデータ線6a及び走査線113aが設けられている。但し、ダミー領域における各画素の開口領域には、下側遮光膜111aと同一膜からなる島状のダミー画素遮光膜111dが形成されている。即ち、ダミー領域では、各画素において、平面的に見て僅かな間隙111sを残して開口領域の大部分が、ダミー画素遮光膜111dにより覆われている。間隙111sは、開口領域の縁に沿って存在しており、その幅は、例えば0.数μm〜数μm程度である。
また図2において、半導体層1aのうち図中右上がりの細かい斜線領域で示したチャネル領域1a’に対向するように走査線113aが配置されており、走査線113aはゲート電極として機能する。特に本実施形態では、走査線113aは、当該ゲート電極となる部分において幅広に形成されている。このように、走査線113aとデータ線6aとの交差する個所には夫々、チャネル領域1a’に走査線113aがゲート電極として対向配置された画素スイッチング用のTFT30が設けられている。
図2及び図3に示すように、容量線300は、走査線113a上に形成されている。容量線300は、平面的に見て走査線113aに沿ってストライプ状に伸びる本線部と、走査線113a及びデータ線6aの交点における該本線部からデータ線6aに沿って図2中上下に突出した突出部とを含んでなる。
容量線300は、例えば金属又は合金を含む導電性の遮光膜からなり上側遮光膜の一例を構成すると共に固定電位側容量電極としても機能する。容量線300は、例えばTi(チタン)、Cr(クロム)、W(タングステン)、Ta(タンタル)、Mo(モリブデン)等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなる。容量線300は、Al(アルミニウム)、Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)等の他の金属を含んでもよい。或いは、容量線300は、例えば導電性のポリシリコン膜等からなる第1膜と高融点金属を含む金属シリサイド膜等からなる第2膜とが積層された多層構造を持ってもよい。
他方、容量線300に対して、誘電体膜75を介して対向配置される中継層(即ちバリア層)71は、蓄積容量70の画素電位側容量電極としての機能を持ち、更に、画素電極9aとTFT30の高濃度ドレイン領域1eとを中継接続する中間導電層としての機能を持つ。
このように本実施形態では、蓄積容量70は、TFT30の高濃度ドレイン領域1e及び画素電極9aに接続された画素電位側容量電極としての中継層71と、固定電位側容量電極としての容量線300の一部とが、誘電体膜75を介して対向配置されることにより構築されている。
そして、図2中縦方向に夫々伸びるデータ線6aと図2中横方向に夫々伸びる容量線300とが相交差して形成されることにより、TFTアレイ基板10上におけるTFT30の上側に、平面的に見て格子状の上側遮光膜が構成されており、各画素の開口領域を規定している。
他方、TFTアレイ基板10上におけるTFT30の下側には、図3では不図示のコンタクトホール601(図2参照)を介して容量線300と電気的に接続された下側遮光膜111aが格子状に設けられている。容量線300の冗長配線をなす下側遮光膜111aについても、容量線300と同様に各種金属膜等から形成される。このように容量線300の冗長配線として機能する下側遮光膜111aによって、容量線300の低抵抗化を図ることができ、更に容量線300の部分的な断線や不良による装置全体の不良化を阻止することも可能となる。加えて、下側遮光膜111a及び容量線300によって、TFT30をその上下について遮光できるので、強力な入射光及び戻り光がTFT30に入射して、光リーク電流が発生する事態を効果的に防止できる。
図2及び図3に示すように、画素電極9aは、中継層71を中継することにより、コンタクトホール83及び85を介して半導体層1aのうち高濃度ドレイン領域1eに電気的に接続されている。
他方、データ線6aは、コンタクトホール81を介して、例えばポリシリコン膜からなる半導体層1aのうち高濃度ソース領域1dに電気的に接続されている。尚、データ線6aと高濃度ソース領域1aとを中継層により中継接続することも可能である。
図2及び図3において、電気光学装置は、透明なTFTアレイ基板10と、これに対向配置される透明な対向基板20とを備えている。TFTアレイ基板10は、例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板からなり、対向基板20は、例えばガラス基板や石英基板からなる。
図3に示すように、TFTアレイ基板10には、画素電極9aが設けられており、その上側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜16が設けられている。画素電極9aは例えば、ITO(Indium Tin Oxide)膜などの透明導電性膜からなる。また配向膜16は例えば、ポリイミド膜などの有機膜からなる。
他方、対向基板20には、その全面に渡って対向電極21が設けられており、その下側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜22が設けられている。対向電極21は例えば、ITO膜などの透明導電性膜からなる。また配向膜22は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。
対向基板20側にも、各画素の開口領域以外の領域に遮光膜23が、格子状又はストライプ状に形成されている。このような構成を採ることで、上述の如く上側遮光膜を構成する容量線300及びデータ線6aと共に当該対向基板20側の遮光膜23により、対向基板20側からの入射光がチャネル領域1a’及びその隣接領域に侵入するのを、より確実に阻止できる。更に、対向基板20側の遮光膜23は、少なくとも入射光が照射される面を高反射な膜で形成することにより、電気光学装置の温度上昇を防ぐ働きをする。尚、このような対向基板20側の遮光膜23は好ましくは、平面的に見て容量線300とデータ線6aとからなる遮光層の内側に位置するように形成する。これにより、対向基板20側の遮光膜により、各画素の開口率を低めることなく、このような遮光及び温度上昇防止の効果が得られる。
このように構成された、画素電極9aと対向電極21とが対面するように配置されたTFTアレイ基板10と対向基板20との間には、後述のシール材により囲まれた空間に電気光学物質の一例である液晶が封入され、液晶層50が形成される。液晶層50は、画素電極9aからの電界が印加されていない状態で配向膜16及び22により所定の配向状態をとる。液晶層50は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなる。シール材は、TFTアレイ基板10及び対向基板20をそれらの周辺で貼り合わせるための、例えば光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂からなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー或いはガラスビーズ等のギャップ材が混入されている。
更に、画素スイッチング用TFT30の下には、下地絶縁膜12が設けられている。下地絶縁膜12は、下側遮光膜111aからTFT30を層間絶縁する機能の他、TFTアレイ基板10の全面に形成されることにより、TFTアレイ基板10の表面の研磨時における荒れや、洗浄後に残る汚れ等で画素スイッチング用TFT30の特性の変化を防止する機能を有する。
図3において、画素スイッチング用TFT30は、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有しており、走査線113a、当該走査線113aからの電界によりチャネルが形成される半導体層1aのチャネル領域1a’、走査線113aと半導体層1aとを絶縁するゲート絶縁膜を含む絶縁膜2、半導体層1aの低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1c、半導体層1aの高濃度ソース領域1d並びに高濃度ドレイン領域1eを備えている。
走査線113a上には、高濃度ソース領域1dへ通じるコンタクトホール81及び高濃度ドレイン領域1eへ通じるコンタクトホール83が各々開孔された第1層間絶縁膜41が形成されている。
第1層間絶縁膜41上には中継層71及び容量線300が形成されており、これらの上には、コンタクトホール81及びコンタクトホール85が各々開孔された第2層間絶縁膜42が形成されている。
第2層間絶縁膜42上にはデータ線6aが形成されており、これらの上には、中継層71へ通じるコンタクトホール85が形成された第3層間絶縁膜43が形成されている。画素電極9aは、このように構成された第3層間絶縁膜43の上面に設けられている。
次に、以上のように画素部が構成された電気光学装置の全体構成を図4及び図5を参照して説明する。尚、図4は、TFTアレイ基板10をその上に形成された各構成要素と共に対向基板20の側から見た平面図であり、図5は、図4のH−H’断面図である。
図4に示すように、TFTアレイ基板10の上には、シール材52がその縁に沿って設けられており、その内側に並行して、画像表示領域10aの周辺を規定する額縁としての遮光膜53が設けられている。シール材52の外側の領域には、データ線6aに画像信号を所定タイミングで供給することによりデータ線6aを駆動するデータ線駆動回路101及び外部回路接続端子102がTFTアレイ基板10の一辺に沿って設けられており、走査線113aに走査信号を所定タイミングで供給することにより走査線113aを駆動する走査線駆動回路104が、この一辺に隣接する2辺に沿って設けられている。走査線113aに供給される走査信号遅延が問題にならないのならば、走査線駆動回路104は片側だけでもよいことは言うまでもない。また、データ線駆動回路101を画像表示領域10aの辺に沿って両側に配列してもよい。更にTFTアレイ基板10の残る一辺には、画像表示領域10aの両側に設けられた走査線駆動回路104間をつなぐための複数の配線105が設けられている。また、対向基板20のコーナー部の少なくとも1箇所においては、TFTアレイ基板10と対向基板20との間で電気的に導通をとるための導通材106が設けられている。そして、図5に示すように、図4に示したシール材52とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板20が当該シール材52によりTFTアレイ基板10に固着されている。
尚、TFTアレイ基板10上には、これらのデータ線駆動回路101、走査線駆動回路104等に加えて、複数のデータ線6aに所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
次に図6を参照して、ダミー領域におけるダミー画素遮光膜111dの構成及び効果について詳述する。
図6に示すように本実施形態では特に、ダミー領域には、ダミー画素遮光膜111dが画素毎に島状に設けられており、ダミー画素電極9dにおける開口領域のうち僅かな間隙111sを残して大部分が覆われている。従って、(i)図3及び図5における上方から入射される、例えばプロジェクタ用途における強力な入射光が入射された場合における、容量線300、データ線6a及び額縁遮光膜23の脇から侵入する入射光中の斜めの成分、(ii)図3及び図5における下方から入射されるTFTアレイ基板10の裏面からの反射光等の戻り光中の斜めの成分、(iii)これら入射光や戻り光がTFTアレイ基板10上における積層構造内で発生する多重反射光や迷光成分などが、ダミー領域に侵入しても、これがダミー画素電極9dの開口領域を介して表示光の中に紛れ込むことを、ダミー画素遮光膜111dの存在によって効果的に防止できる。
更に本実施形態では、ダミー画素遮光膜111dは、画素毎に島状に分断して形成されているので、TFTアレイ基板10上における熱履歴に起因して、ダミー画素遮光膜111d付近に発生する応力を緩和でき、クラックの発生防止にも役立つ。間隙111sは、例えば対角十μm程度或いは十数μm程度である各ダミー画素の各開口領域に対して、その縁に沿って数μm程度しか空いていないので、ダミー画素遮光膜111dによる遮光機能は、十分に発揮される。
加えて、本実施形態では、ダミー画素遮光膜111dは、TFTアレイ基板10の平坦な表面上に、直接形成されている。従って、ダミー画素遮光膜111dの表面で反射した光には、反射面における凹凸パターンに起因して発生する干渉縞等を有することはない。即ち、平坦なダミー画素遮光膜111dは、その表面における反射光や回折光の干渉による画質劣化を低減する上で大変優れている。
尚、島状に分断されたダミー画素遮光膜111dは、浮遊電位であっても、TFT30、データ線6a、走査線113a等を構成する他の導電層や半導体層から、下地絶縁膜12等を介して層間距離を隔てて構成されているので、これらのTFT30等に対して悪影響を周囲に及ぼすことは殆ど無い。
本実施形態では好ましくは、本発明に係る画像信号供給手段の一例を構成するデータ線駆動回路101及びサンプリング回路301からは、ダミー画素電極9dに対して、中間調の画像信号を供給する。例えば、ダミーの画像信号として、ノーマリーホワイトモードで黒表示を5Vとした場合に、2〜4ボルト程度の中間調の画像信号を供給する。これにより、ダミー領域に近接した画像表示領域の縁付近における、白いゴーストの出現を低減できる。この低減傾向は特に、図1に示した如く、シリアル−パラレル変換を用いて、複数本のデータ線6aを同時駆動する場合に、顕著となる。このように、上述の実施形態において、ダミーの画像信号として中間調の画像信号を供給することで、表示画像の縁付近における画質を一層向上させることが可能となる。
以上の結果、本実施形態によれば、ダミー領域での光抜け或いは光漏れに起因して生じる表示画像の縁付近における画質劣化現象を低減できる。特に、プロジェクタ用途の場合には、投影された表示画像の縁取りが極めて鮮明な黒や灰色とすることも可能となる。
尚、以上図1から図6を参照して説明した実施形態では、データ線駆動回路101及び走査線駆動回路104をTFTアレイ基板10の上に設ける代わりに、例えばTAB(Tape Automated bonding)基板上に実装された駆動用LSIに、TFTアレイ基板10の周辺部に設けられた異方性導電フィルムを介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。また、対向基板20の投射光が入射する側及びTFTアレイ基板10の出射光が出射する側には各々、例えば、TN(Twisted Nematic)モード、STN(Super Twisted Nematic)モード、VA(Vertically Aligned)モード、PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード/ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。
以上説明した実施形態における電気光学装置は、プロジェクタに適用されるため、3枚の電気光学装置がRGB用のライトバルブとして各々用いられ、各ライトバルブには各々RGB色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が投射光として各々入射されることになる。従って、各実施形態では、対向基板20に、カラーフィルタは設けられていない。しかしながら、画素電極9aに対向する所定領域にRGBのカラーフィルタをその保護膜と共に、対向基板20上に形成してもよい。このようにすれば、プロジェクタ以外の直視型や反射型のカラー電気光学装置について、各実施形態における電気光学装置を適用できる。あるいは、TFTアレイ基板10上のRGBに対向する画素電極9a下にカラーレジスト等でカラーフィルタ層を形成することも可能である。このようにすれば、入射光の集光効率を向上することで、明るい電気光学装置が実現できる。更にまた、対向基板20上に、何層もの屈折率の相違する干渉層を堆積することで、光の干渉を利用して、RGB色を作り出すダイクロイックフィルタを形成してもよい。
(第2実施形態)
次に図7を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。ここに図7は、第2実施形態における、ダミー領域におけるダミー画素遮光膜の平面パターンを示す平面図である。
第2実施形態は、上述した第1実施形態と比べて、ダミー画素遮光膜の平面パターンが異なる。その他の構成については第1実施形態の場合と同様である。このため、第2実施形態に係る図7では、図1から図6に示した第1実施形態の場合と同様の構成要素に対しては同様の参照符号を付し、それらの説明は適宜省略する。
図7において、第2実施形態の電気光学装置では、ダミー画素遮光膜111d−2は、ダミー領域の全域にベタ状に形成されている。ダミー画素遮光膜111d−2は、容量線300の冗長配線としても機能するが、容量線300は全て同一の容量線電位供給端子303に接続されているので、このように下側遮光膜11bをベタ状に形成しても、容量線300の冗長配線として何らの問題も生じない。
本実施形態によれば、各ダミー画素の開口領域は、ベタ状に形成されたダミー画素遮光膜111d−2により隙間無く覆われている。このため、ダミー領域における光抜け或いは光漏れを、より完全に防止できる。
(第3実施形態)
次に図8から図11を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。ここに図8及び図9は、データ線、走査線、画素電極等が形成されたTFTアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図であり、第1実施形態における図2に対応する個所における平面図である。なお、図8及び図9は、それぞれ、後述する積層構造のうち下層部分(図8と上層部分(図9)とを分けて図示している。また、図10は、図8及び図9を重ね合わせた場合のA−A’断面図である。図10においては、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。図11は、第3実施形態における、ダミー領域における下側遮光膜の平面パターンを示す平面図である。尚、第3実施形態に係る図8から図11では、図1から図6に示した第1実施形態の場合と同様の構成要素に対しては同様の参照符号を付し、それらの説明は適宜省略する。またダミー画素遮光膜については、図8及び図9から削除されており、図11中に走査線11a等と共に示されている。
図8から図10に示すように、走査線11aは、例えば遮光性の高融点金属膜等からなる。走査線11aは、チャネル領域1a’に対向するゲート電極3aにコンタクトホール12cvを介して電気的に接続されており、ゲート電極3aは走査線11aに含まれる形となっている。即ちゲート電極3aとデータ線6aとの交差する箇所にはそれぞれ、チャネル領域1a’に、走査線11aに含まれるゲート電極3aが対向配置された画素スイッチング用のTFT30が設けられている。これによりTFT30(ゲート電極を除く。)は、ゲート電極3aと走査線11aとの間に存在するような形態となっている。
TFTアレイ基板10上には、図10に示すように、下から順に、走査線11aを含む第1層、ゲート電極3aを含むTFT30等を含む第2層、蓄積容量70を含む第3層、データ線6a等を含む第4層、容量配線400等を含む第5層、前記の画素電極9a及び配向膜16等を含む第6層(最上層)からなる。また、第1層及び第2層間には下地絶縁膜12が、第2層及び第3層間には第1層間絶縁膜41が、第3層及び第4層間には第2層間絶縁膜42が、第4層及び第5層間には第3層間絶縁膜43が、第5層及び第6層間には第4層間絶縁膜44が、それぞれ設けられており、前述の各要素間が短絡することを防止している。また、これら各種の絶縁膜12、41、42、43及び44には、例えば、TFT30の半導体層1a中の高濃度ソース領域1dとデータ線6aとを電気的に接続するコンタクトホール等もまた設けられている。以下では、これらの各要素について、下から順に説明を行う。なお、前述のうち第1層から第3層までが、下層部分として図8に図示されており、第4層から第6層までが上層部分として図9に図示されている。
まず、第1層には、例えば、Ti、Cr、W、Ta、Mo等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの、或いは導電性ポリシリコン等からなる走査線11aが設けられている。この走査線11aは、平面的にみて、図8のX方向に沿うように、ストライプ状にパターニングされている。より詳しく見ると、ストライプ状の走査線11aは、図8のX方向に沿うように延びる本線部と、データ線6a或いは容量配線400が延在する図8のY方向に延びる突出部とを備えている。なお、隣接する走査線11aから延びる突出部は相互に接続されることはなく、したがって、該走査線11aは1本1本分断された形となっている。
次に、第2層として、ゲート電極3aを含むTFT30が設けられている。本実施形態では、この第2層に、上述のゲート電極3aと同一膜として中継電極719が形成されている。この中継電極719は、平面的に見て、図8に示すように、各画素電極9aのX方向に延びる一辺の略中央に位置するように、島状に形成されている。中継電極719とゲート電極3aとは同一膜として形成されているから、後者が例えば導電性ポリシリコン膜等からなる場合においては、前者もまた、導電性ポリシリコン膜等からなる。
以上説明した走査線11aの上、かつ、TFT30の下には、例えばシリコン酸化膜等からなる下地絶縁膜12が設けられている。この下地絶縁膜12には、平面的にみて半導体層1aの両脇に、後述するデータ線6aに沿って延びる半導体層1aのチャネル長の方向に沿った溝状のコンタクトホール12cvが掘られており、このコンタクトホール12cvに対応して、その上方に積層されるゲート電極3aは下側に凹状に形成された部分を含んでいる。また、このコンタクトホール12cv全体を埋めるようにして、ゲート電極3aが形成されていることにより、該ゲート電極3aには、これと一体的に形成された側壁部3bが延設されるようになっている。これにより、TFT30の半導体層1aは、図8によく示されているように、平面的にみて側方から覆われるようになっており、少なくともこの部分からの光の入射が抑制されるようになっている。また、この側壁部3bは、前記のコンタクトホール12cvを埋めるように形成されているとともに、その下端が前記の走査線11aと接するようにされている。ここで走査線11aは、上述のようにストライプ状に形成されていることから、ある行に存在するゲート電極3a及び走査線11aは、当該行に着目する限り、常に同電位となる。
前述の第2層に続けて第3層には、蓄積容量70が設けられている。本実施形態に係る蓄積容量70は、図8の平面図を見るとわかるように、画素電極9aの形成領域にほぼ対応する光透過領域には至らないように形成されているため(換言すれば、遮光領域内に収まるように形成されているため)、電気光学装置全体の画素開口率は比較的大きく維持され、これにより、より明るい画像を表示することが可能となる。本実施形態において、この誘電体膜75は、図10に示すように、下層に酸化シリコン膜75a、上層に窒化シリコン膜75bというように二層構造を有するものとなっている。上層の窒化シリコン膜75bは画素電位側容量電極の下部電極71より少し大きなサイズにパターニングされ、遮光領域(非開口領域)内で収まるように形成されている。なお、本実施形態では、誘電体膜75は、二層構造を有するものとなっているが、場合によっては、例えば酸化シリコン膜、窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜等というような三層構造や、あるいはそれ以上の積層構造を有するように構成してもよい。むろん単層構造としてもよい。
第1層間絶縁膜41には、蓄積容量70を構成する画素電位側容量電極としての下部電極71と中継電極719とを電気的に接続するためのコンタクトホール881が開孔されている。更に加えて、第1層間絶縁膜41には、中継電極719と後述する第2中継電極6a2とを電気的に接続するためのコンタクトホール882が、後記第2層間絶縁膜を貫通しつつ開孔されている。
前述の第3層に続けて第4層には、データ線6aが設けられている。このデータ線6aは、図10に示すように、下層より順に、アルミニウムからなる層(図10における符号41A参照)、窒化チタンからなる層(図10における符号41TN参照)、窒化シリコン膜からなる層(図10における符号401参照)の三層構造を有する膜として形成されている。窒化シリコン膜は、その下層のアルミニウム層と窒化チタン層を覆うように少し大きなサイズにパターニングされている。
第4層には、データ線6aと同一膜として、容量配線用中継層6a1及び第2中継電極6a2が形成されている。これらは、図9に示すように、平面的に見ると、データ線6aと連続した平面形状を有するように形成されているのではなく、各者間はパターニング上分断されるように形成されている。
ちなみに、これら容量配線用中継層6a1及び第2中継電極6a2は、データ線6aと同一膜として形成されていることから、下層より順に、アルミニウムからなる層、窒化チタンからなる層、プラズマ窒化膜からなる層の三層構造を有する。
第2層間絶縁膜42には、容量配線用中継層6a1と蓄積容量70の上部電極たる容量電極300とを電気的に接続するコンタクトホール801が開孔されている。さらに、第2層間絶縁膜42には、第2中継電極6a2と中継電極719とを電気的に接続するための、前記のコンタクトホール882が形成されている。
さて、前述の第4層に続けて第5層には、本発明に係る「上側遮光膜」として容量配線400が形成されている。この容量配線400は、平面的にみると、図9に示すように、図中X方向及びY方向それぞれに延在するように、格子状に形成されている。容量配線400のうち図中Y方向に延在する部分については特に、データ線6aを覆うように、且つ、該データ線6aよりも幅広に形成されている。また、図中X方向に延在する部分については、後述の第3中継電極402を形成する領域を確保するために、各画素電極9aの一辺の中央付近に切り欠き部を有している。
更には、図9中、XY方向それぞれに延在する容量配線400の交差部分の隅部においては、該隅部を埋めるようにして、略三角形状の部分が設けられている。容量配線400に、この略三角形状の部分が設けられていることにより、TFT30の半導体層1aに対する光の遮蔽を効果的に行うことができる。すなわち、半導体層1aに対して、斜め上から進入しようとする光は、この三角形状の部分で反射又は吸収されることになり半導体層1aには至らないことになる。容量配線400は、画素電極9aが配置された画像表示領域10aからその周囲に延設され、定電位源と電気的に接続されることで、固定電位とされている。
第4層には、このような容量配線400と同一膜として、第3中継電極402が形成されている。この第3中継電極402は、後述のコンタクトホール804及び89を介して、第2中継電極6a2及び画素電極9a間の電気的接続を中継する機能を有する。なお、これら容量配線400及び第3中継電極402間は、平面形状的に連続して形成されているのではなく、両者間はパターニング上分断されるように形成されている。他方、上述の容量配線400及び第3中継電極402は、下層にアルミニウムからなる層、上層に窒化チタンからなる層の二層構造を有している。
第3層間絶縁膜43には、前記の容量配線400と容量配線用中継層6a1とを電気的に接続するためのコンタクトホール803、及び、第3中継電極402と第2中継電極6a2とを電気的に接続するためのコンタクトホール804がそれぞれ開孔されている。
第6層には、画素電極9a下には、NSG、PSG、BSG、BPSG等のシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等、あるいは好ましくはNSGからなる第4層間絶縁膜44が形成されている。この第4層間絶縁膜44には、画素電極9a及び前記の第3中継電極402間を電気的に接続するためのコンタクトホール89が開孔されている。画素電極9aとTFT30との間は、このコンタクトホール89及び第3中継層402並びに前述したコンタクトホール804、第2中継層6a2、コンタクトホール882、中継電極719、コンタクトホール881、下部電極71及びコンタクトホール83を介して、電気的に接続されることとなる。
図11に示すように、第3実施形態の電気光学装置では特に、ダミー領域におけるダミー画素遮光膜111d−3は、ダミー領域における各画素の開口領域の平面パターンたる8角形(図8及び図9参照)と相似形であると共に島状の平面パターンを有する。ダミー画素遮光膜111d−3は、走査線11aと同一層として形成されており、遮光性及び導電性に優れた高融点金属膜等からなる。
第3実施形態によれば、各ダミー画素の開口領域は、島状に分断して形成されたダミー画素遮光膜111d−3により覆われている。このため、製造工程中の熱履歴によってダミー画素遮光膜111d−3付近に発生する応力を緩和でき、クラックの発生防止にも役立つ。しかも、ここでは、例えば、各開口領域には、その開口領域の縁に沿って数μm程度の間隙111sが開くように島状に形成されていても、開口領域と相似形の島状の下側遮光膜111d−3を有するので、第2実施形態におけるベタ状に形成された場合と殆ど同様に遮光を行うことも可能となる。即ち、ダミー画素遮光膜111d−3によってダミー領域における遮光機能は、十分に得られる。
加えて、島状であるため、個々のダミー画素遮光膜111d−3を、走査線11aから電気的に絶縁することも可能とされており、これにより同一遮光膜を用いて、同一層に走査線11a及びダミー画素遮光膜111d−3の両者を作り込むことが可能とされている。下側遮光膜11cは島状であるので、この存在によって、ストライプ状に横方向(行方向)に延びる走査線11aをショートさせるなどの問題が生じることはない。
(第4実施形態)
次に図12を参照して、本発明の第4実施形態について説明する。ここに図12は、第4実施形態における、ダミー領域におけるダミー画素遮光膜の平面パターンを示す平面図である。
第4実施形態は、上述した第1実施形態と比べて、ダミー画素遮光膜の平面パターンが異なる。その他の構成については第1実施形態の場合と同様である。このため、第4実施形態に係る図12では、図1から図6に示した第1実施形態の場合と同様の構成要素に対しては同様の参照符号を付し、それらの説明は適宜省略する。
図12において、第4実施形態の電気光学装置では、ダミー画素遮光膜111d−4は、ダミー領域にストライプ状に分断して形成されている。
本実施形態によれば、ダミー画素遮光膜111d−4は、ストライプ状に分断して形成されているので、製造工程中の熱履歴によりダミー画素遮光膜111d−4付近に発生する応力を緩和でき、クラックの発生防止にも役立つ。しかも、幅数μm程度の間隙111sが開くように、ダミー画素遮光膜111d−4は、形成されており、その遮光機能は、十分に発揮される。
加えて、本実施形態では、走査線に沿った行方向(横方向)に、ダミー画素遮光膜111d−4は延在するので、第3実施形態の如く、ダミー画素遮光膜111d−4と同一層から走査線を構成し、しかも、ダミー領域では、ダミー画素遮光膜111d−4が走査線の一部を兼ねるように構成することも可能となる。
(第5実施形態)
次に図13を参照して、本発明の第5実施形態について説明する。ここに図13は、第5実施形態における、ダミー領域におけるダミー画素遮光膜の平面パターンを示す平面図である。
図13において、第5実施形態の電気光学装置では、ダミー画素遮光膜111d−5には、平面形状がコの字状のスリット111sl−1が設けられている。
本実施形態によれば、ダミー画素遮光膜111d−5には、スリット111sl−1が設けられているので、製造工程中の熱履歴によりダミー画素遮光膜111d−5付近に発生する応力を緩和でき、クラックの発生防止にも役立つ。しかも、スリット111sl−1の幅を数μm程度とすることで、ダミー画素遮光膜111d−5の遮光機能は、十分に発揮される。
尚、スリット111sl−1を入れるだけであれば、ダミー画素遮光膜111d−5の全体を一体的に電気的接続されている状態に保つことができる。このため、容量線、接地配線など、ダミー画素遮光膜111d−5を、配線容量が相対的に非常に大きい、一つの配線としても利用することも可能である。
(第6実施形態)
次に図14を参照して、本発明の第6実施形態について説明する。ここに図14は、第6実施形態における、ダミー領域におけるダミー画素遮光膜の平面パターンを示す平面図である。
図14において、第6実施形態の電気光学装置では、ダミー画素遮光膜111d−6には、走査線に沿った方向(横方向)に延びる長手状のスリット111sl−2が設けられている。
本実施形態によれば、ダミー画素遮光膜111d−6には、スリット111sl−2が設けられているので、製造工程中の熱履歴によりダミー画素遮光膜111d−6付近に発生する応力を緩和でき、クラックの発生防止にも役立つ。その他、スリットの存在によって、第5実施形態と概ね同様の作用効果も得られる。
(電子機器の実施形態)
次に、以上詳細に説明した電気光学装置をライトバルブとして用いた電子機器の一例たる投射型カラー表示装置の実施形態について、その全体構成、特に光学的な構成について説明する。ここに図15は、投射型カラー表示装置の図式的断面図である。
図15において、本実施形態における投射型カラー表示装置の一例たる液晶プロジェクタ1100は、駆動回路がTFTアレイ基板上に搭載された液晶装置100を含む液晶モジュールを3個用意し、夫々RGB用のライトバルブ100R、100G及び100Bとして用いたプロジェクタとして構成されている。液晶プロジェクタ1100では、メタルハライドランプ等の白色光源のランプユニット1102から投射光が発せられると、3枚のミラー1106及び2枚のダイクロイックミラー1108によって、RGBの3原色に対応する光成分R、G、Bに分けられ、各色に対応するライトバルブ100R、100G及び100Bに夫々導かれる。この際、特にB光は、長い光路による光損失を防ぐために、入射レンズ1122、リレーレンズ1123及び出射レンズ1124からなるリレーレンズ系1121を介して導かれる。そして、ライトバルブ100R、100G及び100Bにより夫々変調された3原色に対応する光成分は、ダイクロイックプリズム1112により再度合成された後、投射レンズ1114を介してスクリーン1120にカラー画像として投射される。
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴なう電気光学装置及び電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
1a…半導体層、1a’…チャネル領域、10…TFTアレイ基板、11a…走査線、20…対向基板、30…TFT、50…液晶層、111d…ダミー画素遮光膜、113a…走査線、300…容量線、400…容量線。