KR100525859B1 - 전기 광학 장치 및 전자기기 - Google Patents

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KR100525859B1
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무라데마사오
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 따른 전기 광학 장치는 기판(10) 상에, 화소 전극(9a)과 이것에 접속된 TFT(30), 해당 TFT에 접속된 주사선(3a) 및 데이터선(6a), 상기 화소 전극에 접속되어 있고 축적 용량(70)을 구성하는 화소 전위측 용량 전극(71), 이것에 유전체막(75)을 사이에 두고 대향 배치되어 있고 상기 축적 용량을 구성하는 고정 전위측 용량 전극(300), 그리고 상기 TFT의 하측에 마련되어 해당 TFT에 대한 광의 입사를 차폐하는 하측 차광막(11a)과 상기 고정 전위측 용량 전극을 전기적으로 접속하는 콘택트 홀(501)을 구비하고 있다.
이것에 의해, TFT를 갖는 전기 광학 장치에 있어서, 축적 용량의 협소화에 기인하는 크로스토크나 전소(burn-in) 등의 발생을 방지함과 동시에, TFT에서의 광 리크 전류의 발생도 방지한다.

Description

전기 광학 장치 및 전자기기{ELECTRO-OPTICALAL DEVICE AND ELECTRONIC EQUIPMENT}
본 발명은 액티브 매트릭스 구동 방식의 액정 장치 등의 전기 광학 장치 및 해당 전기 광학 장치를 구비하여 이루어지는 전자기기의 기술분야에 속한다.
종래 액정 등의 전기 광학 물질을 사이에 두고 이루어져 있는 한 쌍의 기판과, 상기 전기 광학 물질에 대하여 전계를 인가하기 위해서 상기 한 쌍의 기판의 각각에 마련된 전극 등을 구비하는 전기 광학 장치가 알려져 있다. 여기서, 상기 전극은 상기 전기 광학 물질에 전계를 인가하여, 해당 전기 광학 물질의 상태를 적절히 변화시키는데 이용된다. 그리고, 이러한 전기 광학 장치에 의하면, 해당 장치에 대하여, 예컨대 광원으로부터 발생한 광 등을 입사시킴과 동시에, 전기 광학 물질의 상태를 상술한 바와 같이 적절히 변화시키면, 해당 광의 투과율을 제어하는 것이 가능해져 화상 표시하는 것이 가능해진다.
그리고, 이러한 전기 광학 장치에 있어서는, 상기 한 쌍의 기판의 한쪽에 있어서, 상기 전극으로서 매트릭스 형상으로 배열된 화소 전극을 구비함과 동시에, 해당 화소 전극의 각각에 접속된 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 「TFT」라고 한다), 해당 TFT의 각각에 접속되어 행 및 열 방향 각각에 평행하게 마련된 주사선 및 데이터선 등을 구비함으로써 소위 액티브 매트릭스 구동이 가능한 것이 알려져 있다. 이것에 의해, 상기 화소 전극, 또는 상기 주사선 및 상기 데이터선에 의해 구획되는 하나 하나의 화소마다 상기 전기 광학 물질에 대한 전압의 인가를 제어하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 전기 광학 장치에 있어서는, 보다 고품질인 화상을 표시하기 위해, 상기 이외의 여러가지 구성이 구비되는 것이 일반적이다. 예컨대, 대표적으로는 상기 화소 전극 및 상기 TFT에 접속되는 화소 전위측 용량 전극과, 해당 전극에 유전체막을 거쳐서 대향 배치되는 고정 전위측 용량 전극으로 이루어지는 축적 용량이 마련된다. 이것은, 전기 광학 물질에 대하여 인가된 전압을 소정의 시간 동안 유지하기 위해서 이용된다.
그러나, 종래의 전기 광학 장치에는 다음과 같은 문제가 있었다. 즉, 상술한 바와 같은 전기 광학 장치에 있어서는, 보다 밝은 화상을 표시하기 위해, 상기 주사선 및 상기 데이터선, 또는 상기 축적 용량 등이 기판 상에 차지하는 면적을 보다 작게 하여, 각 화소에 있어서 실제로 화상 표시에 기여하는 광이 투과 또는 반사에 의해 출사되는 영역인 광투과 영역을 보다 크게 함으로써, 개구율의 향상이 일반적으로 요망되고 있다. 여기서,「개구율」은 1 화소가 전 영역에서 차지하는 광투과 영역의 비율을 말한다. 또한, 저전력화 등의 목적을 달성하기 위해서, 전기 광학 장치의 고세밀화 내지 소형화도 동시에 요청되고 있다. 이러한 관점에서, 상술한 각종 구성요소 등은 이것을 미세하게 형성해야 한다라고 하는 일반적인 요청이 있는 것이다.
여기서 특히 문제가 되는 것은, 상기 축적 용량도 협소화해야 한다는 점이다. 이러한 협소화를, 해당 축적 용량을 구성하는 각 전극을 좁은 폭으로 형성하는 것으로 실현하면, 해당 각 전극의 고 저항화를 초래하게 되어, 최악의 경우에는 크로스토크(crosstalk)나 전소(burn-in) 등이 생기게 된다. 또, 종래에 있어서는, 축적 용량을 구성하는 상기 화소 전위측 용량 전극은, 일반적으로 폴리실리콘이나 텅스텐 실리사이드(WSi) 등에 의해 형성되는 예가 있었지만, 이들 재료는 결코 저 저항이라고는 할 수 없기 때문에 상술한 문제는 보다 심각했다.
또한, 상술한 바와 같이 각종 구성요소의 미세화·협소화를 도모하는 데 있어서는, 상기 TFT에 대한 광 입사에 대하여도 충분한 주의를 하여야 하다. 그 이유는 TFT를 구성하는 반도체층의 채널 영역에 대하여 광이 입사하면, 광 리크 전류가 발생하게 되고, 이것에 기인하여 화상 상에 깜박임을 발생하게 되는 등, 그 품질의 저하를 초래하게 되기 때문이다. 특히, 상기 전기 광학 장치를 투사형 표시 장치에 있어서의 라이트 밸브(light valve)로서 이용하는 경우에는, 해당 라이트 밸브에 대하여 일반적으로 대단히 강력한 광원으로부터 발생한 광이 입사되게 되므로, TFT에 대하여 광이 입사할 염려가 한층 더 높아져 특히 문제가 있다.
종래에 있어서는, 이러한 TFT에 대한 광 입사를 방지하기 위해서, 상기 한 쌍의 기판 중 TFT 등이 구비되지 않는 기판측에 차광층을 마련하는 수단이 채용되었다. 그러나, 이러한 수단으로서는, 해당 차광층과 TFT와의 거리가 비교적 커지기 때문에, 비스듬히 입사하는 광에 대하여는, 효과적인 차광 기능을 바랄 수 없다는 점에 문제가 있다. 이것에 대처하기 위해, 차광층을 광폭으로 형성하는 것도 생각할 수 있지만, 이 경우에는 개구율의 저하를 초래하여, 상술한 일반적인 요청 내지 과제에 응하는 것은 거의 불가능하다.
또한, TFT에 대한 광 입사 방지 수단으로서는, 상기 수단 외에, 상기 데이터선을 차광층으로서 이용하는 수단도 이미 제안되어 있다. 그러나, 이 수단에서는 신호 전달의 손실을 가능한 한 저감하기 위해서, 데이터선은 일반적으로 저 저항인 재료, 예컨대 알루미늄 등으로 구성되는 것이 일반적이므로, 높은 광 반사율을 갖는 것이 문제가 된다. 즉, 이러한 수단에 의하면, 확실히 데이터선의 입사측의 면에서 직접 입사되는 광을 차단할 수 있다 하더라도, 데이터선에서 반사된 반사광이 미광(迷光)(stray light)이 되거나, 또는 해당 데이터선의 다른 쪽의 면에서 광이 반사되어 미광이 되어 결국 TFT에 도달하는 사태가 생각되기 때문이다.
또, 이러한 수단에 있어서도, 차광 기능을 높이려고 데이터선의 폭을 넓히는 것은 상술한 차광층과 같이 개구율의 저하를 초래하는 것이 문제가 되고, 상술한 미광의 문제를 감안하여 미광의 량을 오히려 증대시키는 게 되어, 광 리크 전류의 발생 방지에 있어서는 오히려 역효과가 될지도 모르게 된다.
본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 축적 용량의 협소화에 기인하는 크로스토크나 전소 등의 발생을 방지함과 동시에, TFT에서의 광 리크 전류의 발생도 방지하면서, 개구율의 향상 등의 일반적 요청에 응할 수 있는 전기 광학 장치 및 해당 전기 광학 장치를 구비하여 이루어지는 전자기기를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 전기 광학 장치는 기판 상에, 주사선과, 데이터선과, 상기 주사선과 상기 데이터선의 교차부에 대응하여 배치된 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터에 대응하여 배치된 화소 전극과, 상기 화소 전극에 전기적으로 접속되어 있고 축적 용량을 구성하는 화소 전위측 용량 전극과, 해당 화소 전위측 용량 전극에 유전체막을 거쳐서 대향 배치되어 있고 상기 축적 용량을 구성하는 고정 전위측 용량 전극과, 상기 박막 트랜지스터의 하측에 마련되어 해당 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역에 대한 광의 입사를 차폐하는 하측 차광막을 구비하고 있고, 상기 하측 차광막과 상기 고정 전위측 용량 전극은 전기적으로 접속되어 있고, 상기 하측 차광막은 상기 고정 전위측 용량 전극을 고정 전위로 유지하는 용량선의 적어도 일부 또는 해당 용량선의 용장 배선을 구성한다.
본 발명의 전기 광학 장치에 의하면, 주사선 및 데이터선을 거쳐서 주사 신호 및 화상 신호를 박막 트랜지스터에 공급하는 것에 의해, 화소 전극을 액티브 매트릭스 구동할 수 있다. 여기서, 화소 전극에는, 화소 전위측 용량 전극과 고정 전위측 용량 전극이 대향 배치되어 이루어지는 축적 용량이 접속되어 있기 때문에, 화소 전극에 기입된 화상 신호의 전압을 장기간에 걸쳐 유지할 수 있다.
또한, 박막 트랜지스터의 하측에는, 해당 박막 트랜지스터에 대한 광의 입사를 차폐하는 하측 차광막이 구비되어 있는 것에 의해, 해당 박막 트랜지스터를 구성하는 반도체층, 특히 그 채널 영역에 대한 광 입사가 미연에 방지됨으로써 광 리크 전류의 발생을 극력 방지하는 것이 가능해진다.
그리고 특히, 본 발명에서는, 상기 하측 차광막과 상기 고정 전위측 용량 전극이 전기적으로 접속되어 있음과 동시에, 상기 하측 차광막은 상기 고정 전위측 용량 전극을 고정 전위로 유지하는 용량선의 적어도 일부 또는 해당 용량선의 용장 배선을 구성하는 것에 의해, 해당 용량선의 고 저항화를 초래하는 것 같은 일이 없다. 이것은 하측 차광막과 고정 전위측 용량 전극의 전기적 접속에 의해, 하측 차광막도 또한 고정 전위측 용량 전극 내지 용량선으로서 기능하는 것이 가능해지기 때문이다. 즉, 본 발명에 의하면, 용량선이 크랙 등에 의해 파손하는 것 같은 경우가 있더라도, 하측 차광막이 계속해서 용량선으로서의 기능을 하므로, 장치 전체의 동작에 지장을 미치게 할 가능성을 저감하는 것이 가능해지는 것이다.
또, 「고정 전위측 용량 전극을 고정 전위로 유지하는 용량선」이라고 하는 경우에 있어서, 이「고정 전위측 용량 전극」은, 「용량선」의 일부를 구성하고 있어도 되고, 또한, 「용량선」으로부터 연장되어 마련된 접속 부분으로 생각해도 된다.
이러한 것은 특히, 용량선용의 재료로서, 전통적으로 사용되어 온 고융점 금속, 예컨대 백금, 루테늄(Ruthenium), Ti(티타늄), Cr(크롬), W(텅스텐), Ta(탄탈), Mo(몰리브덴) 등의 금속 단체, 합금, 금속 실리사이드, 폴리실리사이드, 이들을 적층한 것 등으로부터 구성하는 경우에 보다 양호하게 적용되며, 따라서, 이러한 경우에 있어서, 본 발명의 작용 효과는 보다 효과적으로 달성된다. 그 이유는 상술의 각종 재료를 이용하는 경우에는, 용량선의 내부에 작용하는 수축력 또는 압축력이 비교적 커지기 때문이다.
단, 본 발명에 따른 전기 광학 장치를 저온 프로세스로 제조하는 경우에 있어서는 용량선을 알루미늄(Al)으로 구성하도록 하여도 된다.
또한, 본 발명은, 용량선의 협소화, 즉 축적 용량의 협소화, 그것에 의하여 초래되는 개구율의 향상, 내지 전기 광학 장치의 고세밀화 등의 실현에 있어서도 유익한 것이 명백하다. 왜냐하면, 용량선을 협소화했다고 해도, 하측 차광막이 더불어 용량선으로서의 기능을 하는 것에 의해, 해당 용량선의 고 저항화를 초래하는 것 같은 일이 없기 때문이다. 거꾸로 말하면, 본 발명에 의하면, 개구율의 향상, 내지 전기 광학 장치의 고세밀화 등을 용이하게 달성할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 이것에 의해, 종래 문제로 되어있던 용량선의 고 저항화에 기인하는 크로스토크나 전소 등의 발생을 방지하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명에 의하면, 하측 차광막 및 고정 전위측 용량 전극을 포함하는 용량선이, 상술한 바와 같이, 용장 관계에 있기 때문에, 장치 전체의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명에 있어서는, 하측 차광막이, 상술한 바와 같이, 박막 트랜지스터에 대한 광 입사의 방지 작용과, 고정 전위측 용량 전극이 갖는 기능을 대체하는 작용을 더불어 갖기 때문에, 박막 트랜지스터에 대한 광 입사 방지 작용을 위해 하나의 부재를 마련하고, 상술한 대체 작용을 위해 별도의 부재를 마련하는 등과 같은 구성으로 되어있지 않는 만큼의 제조 비용 저감, 또는 장치의 신뢰성 향상에 이바지하는 등의 효과를 얻는 것도 가능하다.
본 발명의 전기 광학 장치의 일례에서는, 상기 하측 차광막과 상기 고정 전위측 용량 전극은 해당 하측 차광막 및 해당 고정 전위측 용량 전극 사이에 존재하는 층간 절연막에 대하여 마련된 제 1 콘택트 홀에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
이 예에 의하면, 비교적 용이하게, 하측 차광막 및 고정 전위측 용량 전극 사이의 전기적인 접속을 달성하는 것이 가능해진다.
이 예에서는, 상기 제 1 콘택트 홀은 상기 데이터선의 아래쪽으로 배치되어 있도록 하면 좋다.
이러한 구성에 의하면, 데이터선의 아래쪽에 제 1 콘택트 홀이 위치하는 것에 의해 개구율을 향상시키는 것이 가능해진다. 즉, 일반적으로, 상술한 바와 같은 구성으로 이루어지는 전기 광학 장치에 있어서, 데이터선은 비개구 영역을 규정하는 부재로 되지만, 그와 같은 비개구 영역 내에 상기 제 1 콘택트 홀을 마련하는 것에 의하면, 해당 비개구 영역의 새로운 증대라는 사태를 초래하는 일이 없으므로, 제 1 콘택트 홀을 마련함에도 불구하고 결과적으로 개구율의 향상을 이룩하는 것이 가능해지는 것이다.
본 발명의 전기 광학 장치의 다른 예에서는, 상기 고정 전위측 용량 전극 및 상기 하측 차광막의 적어도 한쪽은 상기 기판 상에 있으며 섬 형상으로 형성되어 있다.
이 예에 의하면, 보다 구체적으로, 고정 전위측 용량 전극을 예로 들면, 상기 화소 전극이 매트릭스 형상으로 복수 존재하는 경우에 있어서, 예컨대, 해당 화소 전극 중 하나에 의해 규정되는 1 화소를 단위로 하여, 섬 형상의 고정 전위측 용량 전극이 존재하게 된다. 그 결과, 고정 전위측 용량 전극은, 그 내부에 발생하는 응력에 의해 용이하게 파괴되지 않게 된다. 이것은, 고정 전위측 용량 전극이 기판의 전면(全面) 형성되는 것 같은 극한적인 경우를 가령 상정하면, 그와 같은 고정 전위측 용량 전극의 내부에서 대단히 큰 응력이 작용하여 해당 고정 전위측 용량 전극 자체를 파손시키거나 또한, 해당 응력이 해당 고정 전위측 용량 전극 외부에 마련된 다른 구성(예컨대, 층간 절연막등)을 파손시키는 등의 사실로부터 분명하다. 본 실시예에 의하면, 해당 고정 전위측 용량 전극이 섬 형상으로 형성되어 있는 것에 의해, 그와 같은 경우와 비교하여, 내부 응력이 분산되어 있다고 생각할 수 있으며, 상기한 바롸 같은 파손 등을 미연에 방지하는 것이 가능해지는 것이다. 덧붙여서 말하면, 이러한 것은 하측 차광막을 섬 형상으로 형성하는 경우에도 당연히 적합하다.
또, 상술에 있어서는, 1 화소를 단위로 한 섬 형상에 대하여 언급했지만, 본 발명은 이러한 예에만 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 기판 상에 있어서, 좌(또는 상) 반 평면과 우(또는 하) 반 평면과 같이, 관념적으로, 비교적 큰 면적을 갖는 영역을 두개 상정하여, 해당 두개의 영역에 대하여 고정 전위측 용량 전극이 섬 형상으로 형성되어 있는 것 같은 경우, 즉, 해당 두 개의 영역 중 하나에 관해서는 고정 전위측 용량 전극은 전기적으로 접속되어 있지만, 해당 두 개의 영역 중 다른 하나와의 사이에서는 전기적인 접속이 기도되고 있지 않는 것 같은 경우라도 된다. 그 외, 여러 형성 방법이 있는 것은 말할 필요도 없다. 어떻든 간에, 그와 같은 섬 형상의 형성을 하면, 상술한 바와 같은 본 실시예에 따른 작용 효과는 그것에 상응하게 이루어진다.
이 실시예에서는 특히, 상기 화소 전극이 매트릭스 형상으로 복수 존재하는 경우에 있어서, 상기 섬 형상의 고정 전위측 용량 전극 또는 하측 차광막의 각각의 가장자리부의 위치는, 각 화소 전극이 갖는 폭의 중간으로 되도록 하면 좋다.
이러한 구성에 의하면, 여기서도 고정 전위측 용량 전극을 예로 들면(이하, 「섬 형상」에 관한 각종 실시예의 설명에서는, 「고정 전위측 용량 전극」쪽을 예로 든 설명을 하는 것으로 한다.), 상기 섬 형상의 고정 전위측 용량 전극의 각각의 가장자리부의 위치가 각 화소 전극이 갖는 폭의 중간, 즉 화소의 폭의 중간으로 되는 것에 의해, 고정 전위측 용량 전극의 형성을 효율적으로, 나아가서는 축적 용량의 형성을 효율적으로 실시하는 것이 가능해진다.
또한, 이러한 구성에 의하면, 상술한 응력 분산의 작용 효과를 보다 확실하게 향수할 수 있다. 왜냐하면, 섬 형상의 고정 전위측 용량 전극의 각각의 가장자리부의 위치가 화소 전극이 갖는 폭의 중간 위치이므로, 일반적으로, 그들 섬 형상의 각 고정 전위측 용량 전극은, 전부 거의 유사한 형상을 갖도록 하는 것이 가능해지거나, 또는 밸런스가 좋은 배치 등이 가능해지는 등의 것으로 되어, 이들 전극에 내재시키는 응력이 해당 전극 외에 마련된 다른 구성 내지는 전기 광학 장치 전체에 미치게 하는 영향을 균등하게 또는 밸런스 좋게 하는 것이 가능해지기 때문이다. 즉, 본 구성에 의하면, 전기 광학 장치 내에서, 극단적으로 응력 집중이 야기되는 개소를 생기게 하는 일이 없으므로, 상술의 작용 효과를 보다 확실히 향수할 수 있는 것이다.
또, 상술한 「화소 전극이 갖는 폭의 중간」에 있어서의「중간」이라고 하는 것은 엄밀한 의미에 있어서의「중간」내지「화소 전극이 갖는 폭의 1/2」 등이라고 하는 것만을 의미하는 것이 아니다. 물론, 그와 같은 경우는 당연히 포함되지만, 예컨대, 그러한 「참된 중간위치」부터 약간 벗어난 위치에 상기 근처 둘레 부가 위치한다고 해도 상술의 작용 효과는 대략 마찬가지로 달성할 수 있다.
요컨대 결국, 상술한 「중간」이라는 것은, 「대략 중간」이라는 뜻이다. 이 경우, 「대략」이라고 하는 것은, 화소 전극, 박막 트랜지스터 등의 형성 형태 내지 배치 형태 등에 의해서 구체적으로 정해지며, 그 본질은 설계상 적절히 정할 수 있는 사항에 불과하다.
또한, 상기 근처 둘레부가 각 화소 전극이 갖는 폭의 중간에 위치하는 구성에서는 또한, 상기 데이터선은 인접하는 상기 화소 전극 사이의 거의 중간을 꿰매듯이 연장되며, 상기 섬 형상의 고정 전위측 용량 전극 또는 하측 차광막의 각각은 평면적으로 보아 상기 데이터선을 사이에 두고 선대칭인 형상을 갖도록 하면 좋다.
이러한 구성에 의하면, 섬 형상의 고정 전위측 용량 전극의 각각은 평면적으로 보아 상기 데이터선을 사이에 두고 선대칭인 형상을 갖기 때문에, 기판상의 전면에 있어서, 거의 동일하고 또한 선대칭인 형상을 갖는 고정 전위측 용량 전극의 레이아웃을 실현할 수 있다. 이것에 의해, 본 구성에 따른 전기 광학 장치를 액정의 회전 방향이 다른 전기 광학 장치를 조합시켜 화상 표시시키는 복판식(複板式)의 프로젝터 장치에 채용하더라도, 불균일한 색 등에 의한 화질 열화를 생기게 하는 일이 없다. 또한, 고정 전위측 용량 전극이 선대칭으로 형성되는 결과, 축적 용량도 데이터선에 대하여 선대칭인 패턴으로 레이아웃하는 것이 가능하다.
또, 상기한 「선대칭」인 형상은 구체적으로는 예컨대 T 자형이나 십자형 등이 해당되며, 「데이터선에 대한 선대칭」이라고 하는 것은, 해당 데이터선과 T 자형이나 십자형 등의 세로 막대가 일치하는 경우 등이 해당된다.
또한, 상기의 고정 전위측 용량 전극 및 하측 차광막의 적어도 한쪽이 섬 형상으로 형성되는 예(그 각종 예를 포함한다)에서는, 상기 가장자리부로부터 보아 해당 가장자리부를 포함하는 상기 고정 전위측 용량 전극 또는 상기 하측 차광막의 바깥쪽의 위치에 있어서, 상기 박막 트랜지스터와 상기 화소 전극을 접속하는 제 2 콘택트 홀을 더 구비하도록 하면 좋다.
이러한 구성에 의하면, 상술한 응력 분산에 따른 작용 효과가 보다 효과적으로 얻어진다. 이것은 이하와 같은 사정에 의한다.
즉, 본 실시예에 있어서의, 박막 트랜지스터와 화소 전극을 접속하는 제 2 콘택트 홀에 있어서는, 일반적으로 상술한 고정 전위측 용량 전극에 내재하는 응력의 영향이 가장 발생하기 쉽고 (즉, 해당 응력의 개방이 가장 발생하기 쉽고 ), 따라서 해당 제 2 콘택트 홀을 기점으로 한 크랙 등이 발생하기 쉽다.
그런데, 본 구성에 있어서는, 상기 가장자리부로부터 보아 상기 고정 전위측 용량 전극 또는 상기 하측 차광막의 바깥쪽의 위치에 상술한 바와 같이 제 2 콘택트 홀이 존재하므로, 그 응력의 영향은 해당 제 2 콘택트 홀에 대하여는 미치기 어려운 상황이 현출되고 있다. 즉, 본 구성에 있어서는, 용량선 내지 고정 전위측 용량 전극의 응력에 의해서 미치게 되는 영향, 구체적으로는, 제 2 콘택트 홀을 기점으로 한 크랙 등의 발생을 방지할 수 있는 것이다.
또한, 상기의 고정 전위측 용량 전극 및 하측 차광막의 적어도 한쪽이 섬 형상으로 형성되는 예(그 각종 예를 포함한다)에서는, 상기 가장자리부로부터 보아 해당 가장자리부를 포함하는 상기 고정 전위측 용량 전극 또는 상기 하측 차광막의 바깥쪽의 위치에 있어서, 상기 박막 트랜지스터와 상기 데이터선을 접속하는 제 3 콘택트 홀을 더 구비하도록 하면 좋다.
이러한 구성에 의하면, 상술한 제 2 콘택트 홀을 구비하는 구성에 관해서 말한 작용 효과와 거의 마찬가지인 작용 효과가 얻어지게 된다.
본 발명의 전기 광학 장치의 다른 예에서는, 상기 축적 용량은, 상기 박막 트랜지스터를 구성하는 채널 영역과 상기 데이터선의 사이에 있고, 또한 해당 채널 영역 및 해당 데이터선의 각각과 층간 절연막을 거쳐서 배치되어 있다.
이 예에 의하면, 예컨대, 기판 상, 하로부터 순서대로, 박막 트랜지스터의 채널 영역, 층간 절연막, 축적 용량, 층간 절연막 및 데이터선이라는 적층 구조가 상정되게 된다. 이 때, 데이터선이, 예컨대 알루미늄막 등의 고 반사인 막으로 형성되는 경우에는, 전술한 바와 같이, 해당 데이터선의 이면에서 반사한 광이 미광이 되며, 박막 트랜지스터, 특히 채널 영역에 입사할 우려가 있는 곳, 해당 데이터선의 아래쪽으로는 고정 전위측 용량 전극, 유전체막 및 화소 전위측 용량 전극으로 이루어지는 축적 용량이 존재하기 때문에, 이것에 의해, 상기 광을 차폐하는 것이 가능해진다. 즉, 본 실시예에 의하면, 박막 트랜지스터에 있어서의 광 리크 전류의 발생을 효과적으로 방지하는 것이 가능해진다.
본 발명의 전기 광학 장치의 다른 예에서는, 상기 축적 용량은 층간 절연막을 거쳐서 상기 주사선의 윗쪽에 배치되어 있다.
이 예에 의하면, 축적 용량과 주사선을 평면적으로 보아 중첩시킬 수 있다. 이것에 의해, 개구율을 대폭 향상시키는 것이 가능함과 동시에, 충분한 축적 용량을 확보하는 것이 가능해진다.
본 발명의 전기 광학 장치의 다른 예에서는, 상기 축적 용량을 구성하는 상기 화소 전위측 용량 전극으로서, 상기 박막 트랜지스터를 구성하는 드레인 영역에 전기적으로 접속된 드레인 전극이 겸용되어 있다.
이 예에 의하면, 축적 용량을 구성하는 화소 전위측 용량 전극을 구성하는 데, 별도 특별한 재료를 필요로 하지 않는다. 따라서, 그 상응하는 만큼, 제조 비용을 저감하는 것이 가능해진다.
본 발명의 전기 광학 장치의 다른 예에서는, 상기 고정 전위측 용량 전극은 차광성을 갖는 재료로 구성되어 있다.
이 예에 의하면, 고정 전위측 용량 전극이 차광성을 갖게 되므로, 상기 하측 차광막에 더하여, 박막 트랜지스터에 대한 광 입사를 방지하는 상측 차광막으로서 기능시키는 것이 가능해진다.
또, 이러한 재료로서는, 예컨대, 전술한 Al, Ti, Cr, W, Ta, Mo 등의 금속단체, 합금, 금속 실리사이드, 폴리실리사이드, 이들을 적층한 것 등이 해당한다.
또한, 본 실시예의 경우 특히, 데이터선의 방향에 따른 축적 용량을 구성하는 각 전극의 폭을, 데이터선의 폭과 같거나 넓게 형성하는 것에 의해, 데이터선 이면에서 반사한 미광이 채널 영역에 조사되는 것을 효과적으로 막는 것이 가능해진다.
본 발명의 전기 광학 장치의 다른 예에서는, 상기 하측 차광막은 상기 주사선의 하방 및 해당 주사선의 방향을 따라 연장되도록 마련되어, 상기 데이터선의 방향으로 돌출하고 있다.
이 예에 의하면, 하측 차광막의 배치를 적절하게 하는 것이 가능해진다. 특히, 본 실시예에 따른 하측 차광막은 데이터선의 방향으로 돌출하고 있기 때문에, 상술한 제 1 콘택트 홀의 배치를 바람직하게 정하는 것이 가능해져, 장치 전체의 레이아웃을 바람직하게 정하는 것도 가능해진다.
본 발명의 전기 광학 장치의 다른 예에서는, 상기 하측 차광막은 상기 주사선 및 상기 데이터선의 하방 및 해당 주사선 및 해당 데이터선에 따라 격자 형상으로 배치된다.
이 형태에 의하면, 고정 전위측 용량 전극에 대한 하측 차광막의 용장성을 보다 크게 하는 것이 가능해진다. 즉, 상술한 바와 같이, 고정 전위측 용량 전극 내지 용량선에 크랙 등이 발생하여, 하측 차광막이 그 대체 작용을 발휘하고 있을 때에, 해당 하측 차광막의 일부에 대하여 어떠한 문제점이 발생했다고 해도, 해당 하측 차광막은 상기 주사선 및 상기 데이터선의 하방 및 해당 주사선 및 해당 데이터선을 따라, 격자 형상으로 배치되어 있기 때문에, 그 전기 전도로는 다수 존재하고 있는 것에 의해, 상술한 작용 효과가 보다 확실하게 얻어지게 되는 것이다.
본 발명의 전기 광학 장치의 다른 예에서는, 상기 하측 차광막은 화상 표시 영역의 외측에 있어서 정전위원에 접속된다.
이 예에 의하면, 하측 차광막은 고정 전위측 용량 전극에 대하여 정전위를 공급한다, 말하자면 파이프라인의 역할을 한다. 이것은, 상술한 바와 같이, 단지 하측 차광막의 고정 전위측 용량 전극과의 전기적인 접속에 기인한다. 이와 같이, 고정 전위측 용량 전극을 고정 전위로 하는 것에 의하면, 축적 용량 등의 안정화를 도모할 수 있고, 또한, 하측 차광막을 고정 전위로 하는 것에 의하면, 해당 막이 전위 변동하는 경우에 박막 트랜지스터에 대하여 부여될 악영향 등에 대하여 거의 걱정할 필요가 없다.
또, 여기서 말하는 「화상 표시 영역」은 기판 상에 있어 화상 표시에 필요한 광투과가 실제로 가능한 영역을 말하며, 구체적으로는, 상기한 박막 트랜지스터, 화소 전극, 주사선 및 데이터선 등이 존재함으로써 규정되는 영역을 말한다. 보다 구체적으로 또는 실제로적으로는, 기판 상에 액자 형상의 차광막을 마련하는 경우를 가정하면, 해당 액자 형상의 차광막의 내측의 영역을 갖는 해당 화상 표시 영역이 규정된다.
이 예에서는 특히, 상기 정전위원은, 상기 데이터선을 구동하기 위한 데이터선 구동 회로에 정전위를 공급하는 정전위원, 상기 주사선을 구동하기 위한 주사선 구동 회로에 정전위를 공급하는 정전위원 및 상기 기판에 대하여 대향 배치되는 대향 기판 상에 마련된 대향 전극에 정전위를 공급하는 정전위원 중 어느 하나 하나로 이루어지도록 하면 좋다.
이러한 구성에 따른 상술한 각종 정전위원은, 본 발명에 따른 전기 광학 장치를 구동하기 위해서 통상 필요로 하는 것이며, 따라서, 해당 전기 광학 장치에 있어서 통상 설치되어 있는 것이다. 그리고, 본 구성에서는, 상기 하측 차광막 나아가서는 고정 전위측 용량 전극에 정전위를 공급하기 위한 정전위원을 상술한 각종 정전위원 중 어느 하나와 공용으로 한다.
따라서, 본 구성에 의하면, 하측 차광막 내지 고정 전위측 용량 전극에 관해서의 전용의 정전위원을 마련할 필요가 없고, 그 상응 부분만큼의 제조 비용을 저감하는 것이 가능해지며, 또한, 장치 구조도 간략화하는 것이 가능하다.
본 발명의 제 2 전기 광학 장치는 기판 상에, 주사선과, 데이터선과, 상기 주사선과 상기 데이터선의 교차부에 대응하여 배치된 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터에 대응하여 배치된 화소 전극과, 상기 화소 전극에 전기적으로 접속되어 있고 축적 용량을 구성하는 화소 전위측 용량 전극과, 해당 화소 전위측 용량 전극에 유전체막을 거쳐서 대향 배치되어 있으며 상기 축적 용량을 구성하는 고정 전위측 용량 전극과, 상기 박막 트랜지스터의 하측에 마련되는 해당 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역에 대한 광의 입사를 차폐하는 하측 차광막을 구비하고 있고, 상기 하측 차광막과 상기 고정 전위측 용량 전극은 전기적으로 접속되어 있고, 상기 하측 차광막은, 상기 고정 전위측 용량 전극을 고정 전위로 유지하는 용량선의 적어도 일부 또는 해당 용량선의 용장 배선을 구성함과 동시에, 상기 고정 전위측 용량 전극은 섬 형상으로 형성되고, 해당 섬 형상의 고정 전위측 용량 전극의 평면적인 외형 형상은, 그 외측에 배치되는, 박막 트랜지스터를 구성하는 반도체층 및 상기 데이터선 사이를 전기적으로 접속하는 콘택트 홀과, 상기 화소 전극 및 상기 화소 전위측 용량 전극 사이를 전기적으로 접속하는 콘택트 홀에 의하여 규정된다.
본 발명의 제 2 전기 광학 장치에 의하면, 고정 전위측 용량 전극 내지 용량선과, 하측 차광막이 전기적으로 접속되어 있는 것에 의해, 양자는 용장 관계에 있어, 전자에 있어서 크랙 등이 발생하더라도, 후자가 고정 전위측 용량 전극 내지 용량선으로서의 기능을 다할 수 있다. 또한, 상기 고정 전위측 용량 전극은 섬 형상으로 형성되어 있는 것에 의해, 해당 고정 전위측 용량 전극 내지 용량선에 내재하는 응력을 말하자면 분산시키는 것이 가능해진다. 또한, 해당 섬 형상의 고정 전위측 용량 전극의 평면적인 외형 형상은, 상기 응력의 개방이 가장 발생하기 쉬운 콘택트 홀에 의해서, 그 외측으로부터 규정되어 있는, 즉 섬 형상의 고정 전위측 용량 전극은, 그 가장자리부에 있어서 해당 콘택트 홀을 포함하지 않는 것에 의해, 그와 같은 응력의 영향이 상기 콘택트 홀에는 미치기 어려운 상황이 현출되며, 해당 콘택트 홀을 기점으로 한 크랙 등의 발생을 미연에 방지하는 것이 가능해지는 것이다.
또, 본 발명에 따른 고정 전위측 용량 전극의 구체적인 예로서는, 예컨대, 상기 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배열됨과 동시에, 상기 주사선을 그 매트릭스의 행 방향으로 연장시키고, 상기 데이터선을 열 방향으로 연장시키는 경우를 상정하면, 우선, 상기 반도체층 및 상기「데이터선」사이를 전기적으로 접속하는 콘택트 홀은, 열 방향으로 점재하는 것으로 된다. 한편, 화소 전극 및 상기 화소 전위측 용량 전극 사이를 전기적으로 접속하는 콘택트 홀은, 상기 주사선에 따라 점재시키는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 경우에 있어서, 섬 형상의 고정 전위측 용량 전극을 평면적으로 본 경우의 외형 형상은, 열 방향으로 점재하는 콘택트 홀 두 개와, 행 방향으로 점재하는 콘택트 홀 두 개에 의해 규정된다고 생각하는 것이 가능하다.
그리고, 이 경우에 또한 고정 전위측 용량 전극의 일부는 주사선의 방향으로 연장되고, 별도의 일부는 데이터선의 방향으로 연장되는 형상을 생각할 수 있으므로, 해당 섬 형상의 고정 전위측 용량 전극이 구체적인 형태로서는, 대략 십자형 또는 약 T 자형의 외형 형상을 갖게 하는 것이 가능해지는 것이다.
본 발명의 전자기기는, 상술한 본 발명의 전기 광학 장치(단, 그 각종 형태를 포함한다)를 구비하여 된다.
본 발명의 전자기기에 의하면, 예컨대, 상술한 바와 같이, 고정 전위측 용량 전극과 하측 차광막이 용장 관계에 있고, 고정 전위측 용량 전극에 어떠한 문제점이 발생한 경우에도, 문제없이 장치 동작을 속행하는 것이 가능한 전기 광학 장치를 구비하여 이루어지므로, 장치 전체의 신뢰성 향상이 얻어진, 예컨대, 액정 프로젝터, 액정 텔레비전, 휴대전화, 전자수첩, 워드 프로세서, 뷰 파인더형 또는 모니터 직시형의 비디오 테이프 레코더, 워크 스테이션, 화상 전화(picturephone), POS단말, 터치 패널(touch panel) 등의 각종 전자기기를 실현할 수 있다.
본 발명의 이러한 작용 및 다른 이득은 후술하는 실시예로부터 명확해진다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명의 전기 광학 장치를 액정 장치에 적용한 것이다.
우선, 본 발명의 실시예에 있어서의 전기 광학 장치의 화소부에서의 구성에 대하여, 도 1로부터 도 4를 참조하여 설명한다. 여기서, 도 1은 전기 광학 장치의 화상 표시 영역을 구성하는 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 화소에 있어서의 각종 소자, 배선 등의 등가 회로이다. 도 2는 데이터선, 주사선, 화소 전극 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도이다. 그리고, 도 3 및 도 4는 도 2의 A-A'단면도 및 B-B'단면도이다. 또, 도 3 및 도 4에 있어서는, 각 층·각 부재를 도면상에서 인식 가능한 정도의 크기로 하기 위해서, 해당 각 층·각 부재마다 축척을 다르게 하고 있다.
도 1에 있어서, 본 실시예에 있어서의 전기 광학 장치의 화상 표시 영역을 구성하는 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 화소에는, 각각, 화소 전극(9a)과 해당 화소 전극(9a)을 스위칭 제어하기 위한 TFT(30)이 형성되어 있고, 화상 신호가 공급되는 데이터선(6a)이 해당 TFT(30)의 소스에 전기적으로 접속되어 있다. 데이터선(6a)에 기입하는 화상 신호 S1, S2, ..., Sn은, 이 순서대로 선순차적으로 공급하더라도 상관없고, 서로 인접하는 복수의 데이터선(6a)끼리에 대하여, 그룹마다 공급하도록 하여도 된다.
또한, TFT(30)의 게이트에 주사선(3a)이 전기적으로 접속되어 있고, 소정의 타이밍으로, 주사선(3a)에 펄스적으로 주사 신호 G1, G2, ..., Gm을, 이 순서대로 선순차적으로로 인가하도록 구성되어 있다. 화소 전극(9a)은 TFT(30)의 드레인에 전기적으로 접속되어 있고, 스위칭 소자인 TFT(30)를 일정 기간만큼 그 스위치를 닫는 것에 의해, 데이터선(6a)에서 공급되는 화상 신호 S1, S2, ..., Sn을 소정의 타이밍으로 기입한다.
화소 전극(9a)을 거쳐서 전기 광학 물질의 일례로서의 액정에 기입된 소정 레벨의 화상 신호 S1, S2, ..., Sn은, 대향 기판에 형성된 대향 전극과의 사이에서 일정 기간 유지된다. 액정은, 인가되는 전압 레벨에 의해 분자 집합의 배향이나 질서가 변화되는 것에 의해, 광을 변조하여, 계조 표시를 가능하게 한다. 노멀러 화이트 모드이면, 각 화소의 단위로 인가된 전압에 따라 입사광에 대한 투과율이 감소하고, 노멀리 블랙 모드이면, 각 화소의 단위로 인가된 전압에 따라 입사광에 대한 투과율이 증가되어, 전체로서 전기 광학 장치로부터는 화상 신호에 따른 계조를 갖는 광이 출사된다.
여기서 유지된 화상 신호가 리크하는 것을 막기 위해서, 화소 전극(9a)과 대향 전극 사이에 형성되는 액정 용량과 병렬로 축적 용량(70)을 부가한다. 이 축적 용량(70)은, 도 1에 있어서, 해당 축적 용량(70)의 한쪽 전극을 구성하는 고정 전위측 용량 전극(300)을 가짐과 동시에, 그것에 전기적으로 접속되어 있는 것은 하측 차광막(11a)이라고 하는 특징적인 구성을 갖지만, 이 점에 관해서는, 후에 상술하는 것으로 한다.
이하에서는, 상기 데이터선(6a), 주사선(3a), TFT(30)등에 의한 상술한 바와 같이 회로 동작이 실현되는 전기 광학 장치의 보다 구체적인 구성에 대하여 도 2 및 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
우선, 본 실시예에 따른 전기 광학 장치는, 도 2의 A-A'단면도인 도 3에 도시하는 바와 같이 액티브 매트릭스 기판을 구성하는 TFT 어레이 기판(10)과, 이것에 대향 배치되는 투명한 대향 기판(20)을 구비하고 있다. TFT 어레이 기판(10)은, 예컨대, 석영 기판, 유리 기판, 실리콘 기판으로 이루어지며, 대향 기판(20)은, 예컨대 유리 기판이나 석영 기판으로 이루어진다.
도 3에 도시하는 바와 같이 TFT 어레이 기판(10)에는, 화소 전극(9a)이 마련되어 있고, 그 상측에는, 연마 처리 등의 소정의 배향 처리가 실시된 배향막(16)이 마련되어 있다. 화소 전극(9a)은, 예컨대 ITO(Indium Tin Oxide)막 등의 투명 도전성 막으로 이루어진다.
한편, 대향 기판(20)에는, 그 전면에 걸쳐 대향 전극(21)이 마련되어 있고, 그 하측에는, 연마 처리 등의 소정의 배향 처리가 실시된 배향막(22)이 마련되어 있다. 대향 전극(21)은, 예컨대 ITO 막 등의 투명 도전성 막으로 이루어진다. 또, 대향 기판(20)과 대향 전극(21) 사이에는, 개구 영역을 규정하기 위해서(즉, 매트릭스 형상으로 배열되는 화소 전극(9a)(도 2참조)에 대응하도록), 격자 형상 패턴을 갖는 대향 기판측 차광막(23)이 마련되어 있다.
한편, 도 2에 있어서, 전기 광학 장치의 TFT 어레이 기판(10) 상에는, 매트릭스 형상으로 복수의 화소 전극(9a)(점선부(9a')에 의해 윤곽이 나타나 있다)이 마련되어 있고, 화소 전극(9a)의 종횡의 경계에 각각 따라 데이터선(6a) 및 주사선(3a)이 마련되어 있다.
주사선(3a)은 반도체층(1a) 중 도 2 중 우상 쪽의 사선 영역에서 나타낸 채널 영역(1a')에 대향하도록 배치되어 있고, 주사선(3a)은 게이트 전극으로서 기능한다. 즉, 주사선(3a)과 데이터선(6a)의 교차하는 개소에는 각각, 채널 영역(1a')에 주사선(3a)의 본선부가 게이트 전극으로서 대향 배치된 화소 스위칭용의 TFT(30)가 마련되어 있다.
TFT(30)는, 도 3에 도시하는 바와 같이 LDD(Lightly Doped Drain) 구조를 갖고 있고, 그 구성요소로서는, 상술한 바와 같이 게이트 전극으로서 기능하는 주사선(3a), 예컨대 폴리실리콘막으로 이루어져 주사선(3a)에서의 전계에 의해 채널이 형성되는 반도체층(1a)의 채널 영역(1a'), 주사선(3a)과 반도체층(1a)을 절연하는 게이트 절연막을 포함하는 절연막(2), 반도체층(1a)에서의 저농도 소스 영역(1b) 및 저농도 드레인 영역(1c) 및 고농도 소스 영역(1d) 및 고농도 드레인 영역(1e)을 갖추고 있다.
또, TFT(30)는, 바람직하게는 도 3에 나타낸 바와 같이 LDD 구조를 갖지만, 저농도 소스 영역(1b) 및 저농도 드레인 영역(1c)에 불순물의 투입을 실행하지 않는 오프셋 구조를 가져도 되고 , 주사선(3a)의 일부로 이루어지는 게이트 전극을 마스크로서 고농도로 불순물을 투입하여 자기 정합적으로 고농도 소스 영역 및 고농도 드레인 영역을 형성하는 셀프 얼라인형의 TFT 여도 된다. 또한, 본 실시예에서는, 화소 스위칭용 TFT(30)의 게이트 전극을, 고농도 소스 영역(1d) 및 고농도 드레인 영역(1e) 사이에 1개만 배치한 단일 게이트 구조로 했지만, 이들 사이에 2개 이상의 게이트 전극을 배치해도 된다. 이와 같이 이중 게이트, 또는 삼중 게이트 이상으로 TFT를 구성하면, 채널과 소스 및 드레인 영역과의 접합부의 리크 전류를 방지할 수 있어, 오프시의 전류를 저감할 수 있다. 또한, TFT(30)를 구성하는 반도체층(1a)은 비단결정층이라도 단결정층이라도 상관없다. 단결정층의 형성에는, 접합법 등의 공지의 방법을 이용할 수 있다. 반도체층(1a)을 단결정층으로 함으로써 특히 주변 회로의 고성능화를 도모할 수 있다.
한편, 도 3 및 도 4에 있어서는, 축적 용량(70)이, TFT(30)의 고농도 드레인 영역(1e) 및 화소 전극(9a)에 접속된 화소 전위측 용량 전극으로서의 중계층(71)과, 고정 전위측 용량 전극(300)(이하, 단지「용량 전극(300)」이라고 한다)이 유전체막(75)을 거쳐서 대향 배치되도록 형성되어 있다. 이 축적 용량(70)에 의하면, 화소 전극(9a)에서의 전위 유지 특성을 현저히 높이는 것이 가능해진다.
중계층(71)은, 예컨대 도전성의 폴리실리콘막으로 이루어지며 화소 전위측 용량 전극으로서 기능한다. 단, 중계층(71)은 금속 또는 합금을 포함하는 단일층막 또는 다층막으로 구성하더라도 좋다. 또한, 중계층(71)은 화소 전위측 용량 전극으로서의 기능 외에, 콘택트 홀(83, 85)을 거쳐서, 화소 전극(9a)과 TFT(30)의 고농도 드레인 영역(1e)을 중계 접속하는 기능을 갖는다. 이러한 구조를 별도의 관점에서 보면, 고농도 드레인 영역(1e)에 전기적으로 접속된 드레인 전극이, 중계층(71) 내지는 화소 전위측 용량 전극으로서 겸용되고 있음을 알 수 있다(도 3참조).
따라서, 본 실시예에 있어서는, 화소 전위측 용량 전극을 형성하기 위해서, 특별한 부재를 마련할 필요가 없으므로, 그 상응하는 만큼, 제조 비용을 저감하는 것이 가능해진다. 또한, 이러한 중계층(71)을 이용하면, 층 사이의 거리가 예컨대 2000nm 정도와 길더라도, 양자 사이를 하나의 콘택트 홀로 접속하는 기술적 곤란성을 회피하면서, 비교적 소 직경의 두개 이상의 직렬인 콘택트 홀로 양자 사이를 양호하게 접속할 수 있어, 화소 개구율을 높이는 것이 가능해진다. 또한, 콘택트 홀 개공시에 있어서의 에칭의 돌발 방지에도 도움이 된다.
유전체막(75)은, 예컨대 막두께 5∼200nm 정도의 비교적 얇은, TaOx(tantalum oxide), BST(barium strontium titanate), PZT(lead titanate zirconate), TiO2(titanium oxide), ZiO2(zirconium oxide) HfO2(hafnium oxide), SiO2(silicon oxide), SiON(silixon oxynitride) 및 SiN(silicon nitride) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어지는 절연막으로 이루어진다. 특히, TaOx, BST, PZT, TiO2, ZiO2 및 HfO2이라고 한 고유전율 재료를 사용하면, 한정된 기판상 영역에서 용량값을 증대할 수 있다.
또는, SiO2(산화 실리콘), SiON(산질화 실리콘) 및 SiN이라고 한 실리콘을 포함하는 재료를 사용하면, 실리콘을 포함하여 이루어지는 반도체층(1a) 및 제 1층간 절연막(41) 등의 층간 절연막과의 사이에서의 스트레스 발생을 저감할 수 있다.
또, 유전체막(75)으로서는, HTO(High Temperature Oxide)막, LTO(Low Temperature Oxide)막 등의 산화 실리콘막, 또는 질화 실리콘막 등으로 구성하여도 된다. 어떻든간에, 축적 용량(70)을 증대시키는 관점에서는, 막의 신뢰성이 충분히 얻어지는 한에 있어서, 유전체막(75)은 얇을수록 좋다.
그리고 본 실시예에 있어서는 특히, 용량 전극(300)의 형태에 대하여 여러가지의 특징이 있다. 이하 이것을 순차적으로 설명한다.
우선, 이 용량 전극(300)은, 도 2의 평면도를 보면 알겠지만, TFT(30)가 점재하는 개소, 즉 매트릭스의 교점을 따라 섬 형상으로 형성되어 있고, 그 하나 하나의 형상은 각각 대략 십자형으로 되어있다.
지금, 그 속의 하나의 용량 전극(300)을 주목하면, 해당 용량 전극(300)의 도 2 중 x 방향은 주사선(3a) 상에 중첩하여 형성되어 있고, 도 2 중 y 방향은 데이터선(6a)에 중첩하여 형성되어 있다. 보다 상세히 말하면, 주사선(3a)에 중첩하여 형성되어 있는 용량 전극(300)의 x 방향의 부분은 데이터선(6a)을 중심으로 하여 같은 길이만큼 연장되고, 데이터선(6a)에 중첩하여 형성되어 있는 상기 y 방향의 부분은 주사선(3a)을 중심으로 하여, 도 2 중 상방향쪽이 하방향에 비하여 길게 되도록 형성되어 있다. 요컨대, 본 실시예에 있어서의 용량 전극(300)은 데이터선(6a)에 대하여 선대칭인 형상을 갖고 있다.
또, 본 실시예에 있어서는, 용량 전극(300)이 상술한 바와 같이 형상을 갖는 것에 의해, 화소 전극(9a)의 각각 부설되는 축적 용량(70)도 또한 데이터선(6a)에 대하여 선대칭인 형상을 갖는 것으로 된다. 이러한 형상에 의해, 축적 용량(70)은 비개구 영역만을 이용하여 형성되어 있음에도 불구하고, 비교적 큰 용량을 갖는 것이 가능해진다. 즉, 이러한 축적 용량(70)은 전위 유지 특성에 우수하며, 그 결과, 화질의 향상에 이바지하게 된다.
또한, 섬 형상으로 형성된 각 용량 전극(300)의 가장자리부는, 도 2를 보면 분명하듯이, 콘택트 홀(81)의 형성 위치에 대응하고 있다. 즉, 해당 콘택트 홀(81)이 도면 중 약간 위쪽에 형성되어 있는 것에 대응하여, 해당 섬 형상의 가장자리부의 위치도 위쪽에 이루어져 있다. 덧붙여서 말하면, 콘택트 홀(81)은 도 3에 도시하는 바와 같이 TFT(30)의 고농도 소스 영역(1d)과 데이터선(6a)을 전기적으로 접속하기 위해서 마련되어 있는 것으로, 본 발명에서 말하는 「제 2 콘택트 홀」의 일례에 해당한다.
또한, 주사선(3a)의 방향에 있어서의, 상기 가장자리부에 관해서도, 도 2에 도시하는 바와 같이 콘택트 홀(85)이 형성되어 있다. 이 콘택트 홀(85)은, 도 3에 도시하는 바와 같이 중계층(71)과 화소 전극(9a)을 전기적으로 접속하기 위해서 마련되어 있는 것이다. 그리고, 해당 콘택트 홀(85)은 본 발명에 말하는 「제 3 콘택트 홀」의 일례에 해당한다.
요컨대, 본 실시예에 있어서는, 용량 전극(300)의 외형 형상인 해당 용량 전극(300)의 가장자리부의 위치가 각 화소 전극(9a)이 갖는 폭의 거의 중간으로 됨과 동시에, 해당 가장자리부로부터 보아 해당 가장자리부를 포함하는 용량 전극(300)의 바깥쪽의 위치에 있어서, TFT(30)와 데이터선(6a)을 접속하는 콘택트 홀(81)과, TFT(30)에 전기적으로 접속된 중계층(71)과 화소 전극(9a)을 접속하는 콘택트 홀(85)이 마련된 형태로 되어있는 것이다. 여기서, 「화소 전극(9a)이 갖는 폭」이라고 하는 것은 도 2에 있어서 화소 전극(9a)의 x 방향의 길이, 또는 그 y 방향의 길이의 쌍방을 의미하는 것임에 주의하라.
한편, 상술한 바와 같은 용량 전극(300)을 단면으로부터 본 구조는 도 3 및 도 4에 잘 나타나 있는 바와 같이, 용량 전극(300)을 포함하는 축적 용량(70)은 도 3에 도시하는 바와 같이 TFT(30)의 제 1층간 절연막(41)을 거쳐서 채널 영역(1a')의 상측으로, 또한, 제 2층간 절연막(42)을 거쳐서 데이터선(6a)의 하측에 위치하도록 마련되어 있다. 즉, 축적 용량(70)은 채널 영역(1a')과 데이터선(6a) 사이이고, 또한, 해당 채널 영역(1a') 및 해당 데이터선(6a)의 각각과 제 1 및 제 2 층간 절연막(41, 42)을 거쳐서 배치되어 있다.
이러한 구성에 의해, 종래에 있어서는, 데이터선(6a)의 이면에서 반사한 광이 미광으로 되어 TFT(30)의 채널 영역(1a')에 입사할 우려가 있었지만, 본 실시예에 있어서 당해 미광은 축적 용량(70)의 존재에 의해 그 진행이 차단된다. 따라서, 본 실시예에 의하면, TFT(30)에 있어서의 광 리크 전류의 발생을 효과적으로 방지하는 것이 가능해진다.
또, 상술한 바와 같은 기능을 효과적으로 담당케 하기 위해서, 용량 전극(300)은 광 반사성 또는 광흡수성 등 기타 일반적으로 차광 성능을 갖는 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 예컨대, 고온 프로세스로 제작하는 경우에는, Ti, Cr, W, Ta, Mo, Pd 등의 고융점 금속 중 적어도 하나를 포함한다, 금속단체, 합금, 금속 실리사이드, 폴리실리사이드, 이들을 적층한 것 등으로 하면 좋다. 한편, 400℃ 부근의 저온 프로세스로 제작하는 경우에는 Al 등이 좋다. 단, 본 발명은, 용량 전극(300)을 이러한 재료로 구성하는 형태에 한정되는 것이 아니라, 보다 일반적으로 말하면, 축적 용량(70)의 1 전극으로서 기능할 수 있는 것, 예컨대 금속 또는 합금을 포함하는 도전성을 갖는 것이면 된다.
또한, 축적 용량(70)에 상술한 바와 같은 차광 기능을 갖게 하는 경우에 있어 서는 특히, 데이터선(6a) 방향에 따른 축적 용량(70)을 구성하는 용량 전극(300) 및 화소 전위측 용량 전극인 중계층(71)의 폭을, 해당 데이터선(6a)의 폭과 같거나 또는 넓게 형성하면 된다. 이와 같이 하면, 데이터선(6a) 이면에서 반사한 미광이 TFT(30)의 채널 영역(1a')에 조사되는 것을 효과적으로 방지하는 것이 가능해진다.
그런데, 본 실시예에서는 특히, 상술한 바와 같은 용량 전극(300)은 도 4에 도시하는 바와 같이 TFT(30)의 하측에 마련된 하측 차광막(11a)과 본 발명에서 말하는 「제 1 콘택트 홀」의 일례인 콘택트 홀(501)을 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다.
여기서, 콘택트 홀(501)은 도 4에 도시하는 바와 같이 후술하는 제 1 층간 절연막(41) 및 하지(下地) 절연막(12)을 관통하여 마련되어 있다. 또한, 콘택트 홀(501)은 도 2에 도시하는 바와 같이 평면적으로 보면, 상술한 용량 전극(300)의 데이터선(6a) 방향에 따른 가장자리부에 거의 대응하는 위치에 형성되어 있다. 또한, 이 콘택트 홀(501)은, 도 2 및 도 4에 도시하는 바와 같이 데이터선(6a)의 바로 아래에 형성되어 있다. 이것에 의해, 콘택트 홀(501)은, 데이터선(6a)에 의해 규정되는 비개구 영역 내에 존재하게 되므로, 개구율의 향상에 한층 더 이바지하게 된다.
또한, 이 콘택트 홀(501)은 도 2에 도시하는 바와 같이 그 전체로서의 형상이 대략 원주 형상으로 되어 있고, 동 형상이 대략 사각 기둥 형상으로 되어 있는 콘택트 홀(81, 83, 85) 등과는 다르다. 이것은, 후술하는 바와 같이, 콘택트 홀(501)에 대하여 용량 전극(300)에 내재하는 응력이 영향을 미치는 것에 있어서, 그 정도를 저감하는 효과를 발휘한다. 즉, 가령, 콘택트 홀(501)이 콘택트 홀(81, 83, 85)과 같이 대략 사각 형상을 갖는 것이면 그 단면 각부에서 응력 집중이 발생할 염려가 있는 바, 본 실시예에서는 그와 같은 염려는 필요없다.
한편, 상기 하측 차광막(11a)은 TFT(30)의 하측에 마련되며, 해당 TFT(30)에 대한 광의 입사를 방지하는 작용을 담당하는 부재이다. 이 하측 차광막(11a)은 적어도 주사선(3a) 방향을 따라 화상 표시 영역의 외측까지 연장되어 마련된다. 이 때, 데이터선(6a)의 바로 아래에 있어서, 용량 전극(300)과 콘택트 홀(501)을 거쳐서 전기적으로 접속할 수 있도록, 데이터선(6a) 방향에 따라 하측 차광막(11a)을 돌출시키면 좋다. 또한, 도 2에 도시하는 바와 같이 하측 차광막(11a)을 주사선(3a) 및 데이터선(6a)에 따라 격자 형상으로 배치하는 것에 의해, 용량선으로서 기능하는 하측 차광막(11a)의 저 저항화 및 용장 구조가 용이하게 실현될 수 있다.
또한, 상술한 하측 차광막(11a)에 관해서는, 화소 전극(9a)이 배치된 화상 표시 영역(10a)에서 그 주위로 연장되어 마련되어, 정전위원과 접속되어 고정 전위로 된다. 또, 이것에 의해, 해당 하측 차광막(11a)과 전기적으로 접속된 용량 전극(300)도 또한 고정 전위로 되게 된다. 이와 같이, 하측 차광막(11a) 및 용량 전극(300)을 고정 전위로 하면, 이들이 전위 변동하는 것에 의해 TFT(30)나 축적 용량(70) 등에 대하여 악영향을 미치게 하는 것을 미연에 방지하는 것이 가능해진다.
덧붙여서 말하면, 고정 전위를 공급하기 위한 상기 정전위원으로서는, 후술하는 데이터선 구동 회로 또는 주사선 구동 회로에 공급되는 정전원(定電源)이나 부전원(負電源)의 정전위원도 좋고, 대향 기판(20)의 대향 전극(21)에 정전위를 공급하기 위해서 마련되는 정전위원 등도 좋다. 이와 같이, 정전위원을 공용으로 함으로써 그 상응하는 만큼의 제조 비용을 저감하는 것이 가능해지며, 또한, 장치 구조도 간략화하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시예에 있어서는, TFT 어레이 기판(10) 상에, 밑에서부터 순차적으로 중계층(71), 유전체막(75) 및 용량 전극(300)의 순으로 적층되어 있지만, 본 발명은 이러한 형태에 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 이것과는 반대로, 용량 전극(300), 유전체막(75) 및 중계층(71) 의 순으로 적층되어 있었다고 해도 본 발명의 작용 효과는 아무런 변경을 받는 일없이 발휘되는 것은 말할 필요도 없다.
도 2 및 도 3 및 도 4에 있어서는, 상기 이외에, TFT(30) 아래에 하지 절연막(12)이 마련되어 있다. 하지 절연막(12)은, 하측 차광막(11a)으로부터 TFT(30)를 층간 절연하는 기능 외에, TFT 어레이 기판(10)의 전면에 형성되는 것에 의해, TFT 어레이 기판(10)의 표면 연마시에 있어서의 거칠함이나, 세정 후에 남는 오염 등으로 화 소 스위칭용의 TFT(30)의 특성 변화를 방지하는 기능을 갖는다.
또한, 주사선(3a) 상에는, 고농도 소스 영역(1d)으로 통하는 콘택트 홀(81) 및 고농도 드레인 영역(1e)으로 통하는 콘택트 홀(83)이 각각 개공된 제 1층간 절연막(41)이 형성되어 있다.
또, 이들 하지 절연막(12) 및 제 1층간 절연막(41)에 대하여는, 전술한 바와 같이, 하측 차광막(11a) 및 용량 전극(300)을 전기적으로 접속하기 위한 콘택트 홀(501)도 또한 개공되어 있다(도 4참조).
제 1층간 절연막(41)상에는, 중계층(71) 및 용량 전극(300)이 형성되어 있고, 이들 상에는 고농도 소스 영역(1d)으로 통하는 콘택트 홀(81) 및 중계층(71)으로 통하는 콘택트 홀(85)이 각각 개공된 제 2층간 절연막(42)이 형성되어 있다.
또, 본 실시예에서는, 제 1층간 절연막(41)에 대하여는, 약 1000℃의 소성을 행함으로써, 반도체층(1a)이나 주사선(3a)을 구성하는 폴리실리콘막에 주입한 이온의 활성화를 도모하여도 된다. 한편, 제 2층간 절연막(42)에 대하여는, 이와 같은 소성을 실행하지 않는 것에 의해 용량 전극(300)의 계면 부근에 발생하는 스트레스의 완화를 도모하여도 된다.
제 2층간 절연막(42) 상에는, 데이터선(6a)이 형성되어 있고, 이들 상에는 중계층(71)으로 통하는 콘택트 홀(85)이 형성된 제 3층간 절연막(43)이 형성되어 있다. 제 3층간 절연막(43)의 표면은, CMP(Chemical Mechanical Polishing) 처리 등에 의해 평탄화되어 있고, 그 아래쪽으로 존재하는 각종 배선이나 소자 등에 의한 단차에 기인하는 액정층(50)의 배향불량을 저감한다. 단, 이와 같이 제 3 층간 절연막(43)에 평탄화 처리를 실시하는 대신에, 또는 그 위에, TFT 어레이 기판(10), 하지 절연막(12), 제 1층간 절연막(41) 및 제 2층간 절연막(42) 중 적어도 하나에 홈을 파서, 데이터선(6a) 등의 배선이나 TFT(30) 등을 설치하는 것에 의해 평탄화 처리를 하여도 된다.
이상 설명한 바와 같은 구성으로 되는 본 실시예의 전기 광학 장치에 의하면, 상술한 바와 같은 용량 전극(300)이 마련되어 있는 것에 의해, 하기의 작용 효과를 실현할 수 있다.
즉, 우선, 용량 전극(300)과 하측 차광막(11a)이 콘택트 홀(501)에 의해 전기적으로 접속되어 있는 것에 의해, 용량 전극(300)에 있어서 어떠한 문제점이 발생했다고 해도, 하측 차광막(11a)이 그 기능을 용장적으로 백업하고 있는 것에 의해, 전기 광학 장치 전체의 동작에 악영향을 부여하는 일이 없다. 또한, 용량 전극(300)과 하측 차광막(11a)의 전기적 접속은 용량 전극(300)에 대한 고정 전위의 공급을 하측 차광막(11a)을 거쳐서 실행하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시예에 있어서, 이러한 효과는, 하측 차광막(11a)이 격자 형상으로 배치되어 있는 것에 의해 보다 확실히 향수될 수 있다. 왜냐하면, 해당 격자 형상으로 배치된 하측 차광막(11a)에서는 다수의 전기 전도로를 상정할 수 있고, 그 일부에서 어떠한 문제점이 발생했다고 해도, 전기의 흐름이 완전히 차폐된다는 것은 드물다고 생각되기 때문이다. 단, 본 발명은, 하측 차광막(11a)이 격자 형상으로 배치되는 형태에만 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 용량 전극(300)의 형상에 합치시키도록, 대략 십자 형상을 갖는 수 개의 부분으로 분할된 하측 차광막이어도 된다. 이러한 경우에도, 해당 하측 차광막을 구성하는 각 부분이 정전위원에 접속되어 있으면, 해당 각 부분과 전기적으로 접속된 용량 전극(300)을 정전위로 유지하는 것은 가능하다.
또한, 본 실시예에 있어서는, 용량 전극(300)은, 도 2에 도시하는 바와 같이 섬 형상으로 형성되어 있기 때문에, 해당 용량 전극(300) 내에 발생할 수 있는 응력의 분산이 가능해진다.
이것에 의해, 용량 전극(300) 그 자신의 파손이나, 해당 응력이 외부에 작용하는 것에 의하는 제 2층간 절연막(42) 등의 파괴 등을 미연에 방지하는 것이 가능해진다.
또한, 이 점에 관해서, 본 실시예에서는 섬 형상의 각 용량 전극(300)의 가장자리부의 위치는 화소 전극(9a)이 갖는 폭의 중간으로 됨과 동시에, 용량 전극(300)의 형상이 데이터선(6a)을 사이에 두고 선대칭으로 되어 있었기 때문에, 상기 응력이 외부로 작용한다 하더라도, 그것은 전기 광학 장치 내부에 있어 균등하게 된다고 생각되는 것, 또한 상기 용량 전극(300)의 가장자리부의 위치, 환언하면 해당 용량 전극(300)의 외형 형상은 그 외측으로부터 콘택트 홀(81, 85)에 의해서 규정되어 있던 것에 의해, 상기 응력의 집중이 발생하기 쉽다고 생각되는 해당 콘택트 홀(81, 85)에 대하여 상기 응력의 작용이 미치기 어렵게 되어 있는 것 등으로부터 이들의 작용이 맞물려, 상술한 응력 분산에 따른 작용 효과는 보다 확실하게 향수되게 된다. 또한, 콘택트 홀(501)이 대략 원주 형상으로 되어 있었던 것도, 전술한 바와 같이, 응력에 의한 파손 등의 사태를 발생하기 어렵게 하고 있다.
또한, 하측 차광막(11a)에 의해서 용장 배선되는 용량 전극(300)을 섬 형상으로 형성했기 때문에, 화소 영역을 걸쳐 형성한 고정 전위의 용량선과 비교하여 이하의 작용 효과를 가져온다.
종래의 고정 전위의 용량선을 1000℃ 정도의 고온 처리의 내성을 가지도록, Cr나 W 등의 고융점 금속을 이용하면, 특히 상층에 적층된 절연막에 대하여 응력이 발생한다. 이것은, 열 처리 과정에서 열팽창율의 차이로 발생하는 것이다. 그리고, 고정 전위의 용량선 또는 해당 용량선 부근의 다른 배선 등에 콘택트 홀을 형성할 때에 응력이 해방되어 용량선에 크랙을 발생하는 일이 있다. 즉, 콘택트 홀 형성시에 습식 에칭 처리를 하면, 에칭액이 스며들고, 절연막이 용량선의 응력에 견디지 못하고, 용량선에 크랙을 야기하는 일이 있다. 이 크랙은, 때로는 용량선을 단선시키거나, 용량선 부근의 예컨대 게이트 배선에 영향을 미치게 하는 것도 있다.
또한, 크랙이 들어가면 절연막의 결정성이 붕괴되며, NSG막, BSG막, BPSG 막으로 이루어지는 절연막 등에서는, 각 막의 계면에 수분이 침입하여 트랜지스터의 신뢰성을 저하시키는 원인이 되기도 한다.
그러나, 고정 전위측 용량 전극을 섬 형상으로 형성했기 때문에, 고정 전위측 용량 전극이 야기하는 응력은 저하하고, 용량선에 크랙이 발생하거나 크랙이 발생하는 것에 기인하는 불량을 억제할 수 있다.
또, 본 실시예에 있어서는, 용량 전극(300)의 가장자리부의 위치는, 상술한 바와 같이 화소 전극(9a)의 폭의 중간 위치 등으로 되는 동시에, 용량 전극(300)의 형상은 십자형 형상 등으로 되어 있지만, 본 발명은 그와 같은 실시예에 한정되는 것이 아니다.
그와 같은 용량 전극의 다른 구체적 예로서는, 많은 것들을 생각할 수 있지만, 그 중 몇 개의 예를 도 5 및 도 6에 도시하고 있다. 우선, 도 5에 있어서, 용량 전극(300')은, 주사선(3a)의 방향에 관해서는, 콘택트 홀(85)을 피하는 다발부가 마련되어 있지만, 도 2와는 달리 선 형상으로 접속된 형태로 되어 있다. 또한, 데이터선(6a)의 방향에 관해서는, 도 2와 같이, 콘택트 홀(81)을 피하여, 섬 형상으로 형성되어 있다. 즉, 도 5에서는, x 방향으로 연장되는 선 형상의 용량 전극(300')이, y 방향에 평행하게 복수 존재하고 있는 형태로 되어있다. 따라서, 이러한 형태에서는, 콘택트 홀(81)에 있어서의 응력 개방의 가능성을 저감하고 있다.
또, 도 5에서는, 이러한 용량 전극(300')에 대향하도록, 섬 형상으로 형성된 중계층(71)이 마련되어 있다. 보다 상세하게는, 해당 섬 형상의 중계층(71)의 각각은, 주사선(3a)을 중심으로 하여 데이터선(6a)의 방향을 따라 연장되는 부분과, 이 부분으로부터, 주사선(3a)의 한쪽 방향으로 연장되어 마련된 부분으로 이루어지는 형상으로 되어 있다. 즉, 말하자면 T 자가 옆으로 쓰러진 형상이다. 도 5에 있어서, 용량 전극(300') 중 축적 용량(70)으로서 기능하는 부분은 이러한 중계층(71)과 대향하고 있는 부분으로 이루어진다.
또한, 도 6에 있어서는, 용량 전극(300")은 주사선(3a) 및 데이터선(6a) 중 어느 쪽의 방향에 관해서도 분리가 되며, 섬 형상이 형성되어 있지만, 도 2에 나타내는 분리 개소 전부에 대하여, 해당 분리가 될 수 있는 것은 아니다. 즉, 말하자면 블럭마다의 분리가 되고 있는 것이다. 이러한 예에서는, 도 2와 같이, TFT 어레이 기판(10) 상에서, 분리의 위치가 균형있게 배치되므로, 용량 전극(300")에 기인하는 응력의 외부에 대한 작용을 균등으로 하는 것이 가능해진다.
또, 도 6에 관해서도 또, 도 5와 마찬가지인 섬 형상으로 형성된 중계층(71)이 마련되어 있다.
(전기 광학 장치의 전체 구성)
이상과 같이 구성된 본 실시예에 따른 전기 광학 장치의 전체 구성을, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다. 또, 도 7은, TFT 어레이 기판을 그 위에 형성된 각 구성요소와 동시에 대향 기판(20)의 측으로부터 본 평면도이며, 도 8은 도 7의 H-H'단면도이다.
도 7 및 도 8에 있어서, 본 실시예에 따른 전기 광학 장치에서는, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20)이 대향 배치되어 있다. TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20) 사이에는, 액정층(50)이 봉입되어 있고, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20)은 화상 표시 영역(10a)의 주위에 위치하는 밀봉 영역에 마련된 밀봉재(52)에 의해 서로 접착되어 있다.
밀봉재(52)는, 양 기판을 접합하기 위해서, 예컨대 자외선 경화 수지, 열경화 수지 등으로 이루어지며, 자외선, 가열 등에 의해 경화시켜진 것이다. 또한, 이 밀봉재(52) 중에는, 본 실시예에 있어서의 액정 장치가 프로젝터 용도와 같이 소형으로 확대 표시를 하는 액정 장치이면, 양 기판사이의 거리(기판 사이 갭)를 소정값으로 하기 위한 갭재(스페이서)가 살포되어 있다. 또는, 해당 액정 장치가 액정 모니터나 액정 텔레비전과 같이 대형으로 등배 표시를 하는 액정 장치이면, 이러한 갭재는 액정층(50) 중에 포함되어도 된다.
밀봉재(52)의 외측의 영역에는, 각 데이터선(6a)에 화상 신호를 소정의 타이밍으로 공급하기 위한 데이터선 구동 회로(101) 및 외부 회로 접속 단자(102)가 TFT 어레이 기판(10)의 한 변을 따라 마련되어 있고, 주사선(3a)에 주사 신호를 소정의 타이밍으로 공급하기 위한 주사선 구동 회로(104)가, 이 한 변에 인접하는 두 변을 따라 마련되어 있다.
또, 주사선(3a)에 공급되는 주사 신호 지연이 문제가 되지 않는다면, 주사선 구동 회로(104)는 한 쪽만이라도 좋은 것은 말할 필요도 없다. 또한, 데이터선 구동 회로(101)를 화상 표시 영역(10a)의 변을 따라 양측에 배열하여도 된다.
TFT 어레이 기판(10)의 나머지 한 변에는, 화상 표시 영역(10a)의 양측에 마련된 주사선 구동 회로(104) 사이를 잇기 위한 복수의 배선(105)이 마련되어 있다. 또한, 대향 기판(20)의 코너부의 적어도 1 개소에서는, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20) 사이에서 전기적인 도통을 위한 도통재(106)가 마련되어 있다. 그리고, 도 8에 도시하는 바와 같이, 도 7에 나타낸 밀봉재(52)와 거의 같은 윤곽을 가지는 대향 기판(20)이 밀봉재(52)에 의해 TFT 어레이 기판(10)에 고착되어 있다.
도 8에 있어서, TFT 어레이 기판(10) 상에는, 화소 스위칭용의 TFT나 주사선, 데이터선 등의 배선이 형성된 후의 화소 전극(9a) 상에, 배향막이 형성되어 있다. 한편,대향 기판(20) 상에는, 대향 전극(21) 외에, 최상층 부분에 배향막이 형성되어 있다. 또한, 액정층(50)은, 예컨대 한 종류 또는 수 종류의 네마틱 액정을 혼합한 액정으로 이루어지며, 이들 한 쌍의 배향막 사이에서 소정의 배향 상태를 잡는다.
또, TFT 어레이 기판(10) 상에는, 이들 데이터선 구동 회로(101), 주사선 구동 회로(104) 등에 더하여, 데이터선 구동 회로(101)로 제어되며 상 전개된 화상 신호를 복수의 데이터선(6a)에 소정의 타이밍으로 인가하는 샘플링 회로, 복수의 데이터선(6a)에 소정 전압 레벨의 프리차지 신호를 화상 신호의 공급에 선행하여 각각 공급하는 프리차지 회로, 제조 도중이나 출하시의 해당 전기 광학 장치의 품질, 결함 등을 검사하기 위한 검사 회로 등을 형성하여도 된다.
(전자기기의 실시예)
다음에, 이상 상세히 설명한 전기 광학 장치를 라이트 밸브로서 이용한 전자기기의 일례인 투사형 컬러 표시 장치의 실시예에 대하여, 그 전체 구성, 특히 광학적인 구성에 대하여 설명한다. 여기서, 도 9는 투사형 컬러 표시 장치의 도식적 단면도이다.
도 9에 있어서, 본 실시예에 있어서의 투사형 컬러 표시 장치의 일례인 액정 프로젝터(1100)는, 구동 회로가 TFT 어레이 기판 상에 탑재된 전기 광학 장치를 3개 준비하여, 각각 RGB 용의 라이트 밸브(100R, 100G, 100B)로서 이용한 프로젝터로서 구성되어 있다. 액정 프로젝터(1100)로서는, 메탈 할라이드(metal halide) 램프 등의 백색 광원의 램프 유닛(1102)으로부터 투사광이 발생하면, 3장의 미러(1106) 및 2장의 다이클로익 미러(1108)에 의해서, RGB의 삼원색에 대응하는 광 성분(R, G, B)으로 나누어지고, 각 색에 대응하는 라이트 밸브(100R, 100G, 100B)로 각각 유도된다. 이 때 특히, B 광은, 긴 광로에 의한 광손실을 막기 위해서, 입사 렌즈(1122), 릴레이 렌즈(1123) 및 출사 렌즈(1124)로 이루어지는 릴레이 렌즈계(1121)를 거쳐서 유도된다. 그리고, 라이트 밸브(100R, 100G, 100B)에 의해 각각 변조된 삼원색에 대응하는 광 성분은, 다이클로익 프리즘(1112)에 의해 두 번째 합성된 후, 투사 렌즈(1114)를 거쳐서 스크린(1120)에 컬러 화상으로서 투사된다.
본 발명은, 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 청구의 범위 및 명세서 전체로부터 판독할 수 있는 발명의 요지, 또는 사상에 반하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하고, 그와 같은 변경을 따르는 전기 광학 장치, 예컨대 전기 영동 장치나 발광(electroluminescent) 표시 장치 등에 적용할 수 있으며, 그들 전기 광학 장치를 포함하는 전자기기도 또한 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것이다.
본 발명에 따르면, 축적 용량의 협소화에 기인하는 크로스토크나 전소 등의 발생을 방지함과 동시에, TFT에서의 광 리크 전류의 발생도 방지하면서, 개구율의 향상 등의 일반적 요청에 응할 수 있는 전기 광학 장치 및 해당 전기 광학 장치를 구비하여 이루어지는 전자기기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예의 전기 광학 장치에 있어서의 화상 표시 영역을 구성하는 매트릭스 형상의 복수의 화소에 마련된 각종 소자, 배선 등의 등가 회로를 나타내는 회로도.
도 2는 본 발명의 실시예의 전기 광학 장치에 있어서의 데이터선, 주사선, 화소 전극 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도.
도 3은 도 2의 A-A'단면도.
도 4는 도 2의 B-B'단면도.
도 5는 용량 전극의 형성 패턴의 한 형태를 나타내는 평면도.
도 6은 용량 전극의 형성 패턴의 다른 형태를 나타내는 평면도.
도 7은 본 발명의 실시예의 전기 광학 장치에 있어서의 TFT 어레이 기판을 그 위에 형성된 각 구성요소와 함께 대향 기판측에서 본 평면도.
도 8은 도 7의 H-H'단면도.
도 9는 본 발명의 전자기기의 실시예인 투사형 컬러 표시 장치의 일례인 컬러 액정 프로젝터를 나타내는 도식적 단면도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1a : 반도체층 1a' : 채널 영역
1b : 저농도 소스 영역 1c : 저농도 드레인 영역
1d : 고농도 소스 영역 1e : 고농도 드레인 영역
3a : 주사선 6a : 데이터선
9a : 화소 전극 10 : TFT 어레이 기판
10a : 화상 표시 영역 11a : 하측 차광막
30 : TFT 70 : 축적 용량
71 : 중계층 75 : 유전체막
81, 83, 85 : 콘택트 홀 300 : 용량 전극
501 : 콘택트 홀

Claims (19)

  1. 전기 광학 장치에 있어서,
    기판 상에,
    주사선과,
    데이터선과,
    상기 주사선과 상기 데이터선의 교차부에 대응하여 배치된 박막 트랜지스터와,
    상기 박막 트랜지스터에 대응하여 배치된 화소 전극과,
    상기 화소 전극에 전기적으로 접속되어 있고 축적 용량을 구성하는 화소 전위측 용량 전극과,
    해당 화소 전위측 용량 전극에 유전체막을 사이에 두고 대향 배치되어 있고 상기 축적 용량을 구성하는 고정 전위측 용량 전극과,
    상기 박막 트랜지스터의 하측에 마련되어 해당 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역에 대한 광의 입사를 차폐하는 하측 차광막
    을 구비하되,
    상기 축적 용량은 상기 데이터선과 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극 사이의 층에 형성되고, 상기 박막 트랜지스터의 채널 영역, 상기 데이터선 및 상기 주사선과 겹치고,
    상기 하측 차광막과 상기 고정 전위측 용량 전극은 상기 데이터선의 아래쪽에서 상기 하측 차광막 및 상기 고정 전위측 용량 전극 사이에 존재하는 층간 절연막에 대하여 마련된 제 1 컨택트 홀에 의해 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 하측 차광막은 상기 고정 전위측 용량 전극을 고정 전위로 유지하는 용량선의 적어도 일부 또는 해당 용량선의 용장 배선을 구성하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정 전위측 용량 전극 및 상기 하측 차광막의 적어도 한쪽은, 상기 기판 상에서 섬 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 화소 전극이 매트릭스 형상으로 복수 존재하는 경우에, 상기 섬 형상의 고정 전위측 용량 전극 또는 하측 차광막의 각각의 가장자리부의 위치는 각 화소 전극이 갖는 폭의 중간으로 되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 데이터선은 인접하는 상기 화소 전극 사이의 대략 중간을 꿰매듯이 연장되며, 상기 섬 형상의 고정 전위측 용량 전극 또는 하측 차광막의 각각은, 평면적으로 보아, 상기 데이터선을 사이에 두고 선 대칭인 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 가장자리부로부터 봤을 때 당해 가장자리부를 포함하는 상기 고정 전위측 용량 전극 또는 상기 하측 차광막의 바깥쪽 위치에서, 상기 박막 트랜지스터와 상기 화소 전극을 접속하는 제 2 콘택트 홀을 더 구비한 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 섬 형상으로부터 봤을 때 당해 가장자리부를 포함하는 상기 고정 전위측 용량 전극 또는 상기 하측 차광막의 바깥쪽 위치에서, 상기 박막 트랜지스터와 상기 데이터선을 접속하는 제 3 콘택트 홀을 더 구비한 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 축적 용량은, 상기 박막 트랜지스터를 구성하는 채널 영역과 상기 데이터선 사이에 있으며, 또한, 해당 채널 영역 및 해당 데이터선의 각각과 층간 절연막을 개재시켜 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 축적 용량을 구성하는 상기 화소 전위측 용량 전극으로서, 상기 박막 트랜지스터를 구성하는 드레인 영역에 전기적으로 접속된 드레인 전극이 겸용되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정 전위측 용량 전극은 차광성을 갖는 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 하측 차광막은 상기 주사선의 아래쪽으로, 또한 해당 주사선의 방향을 따라서 연장되며, 상기 데이터선의 방향으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 하측 차광막은 상기 주사선 및 상기 데이터선의 아래쪽으로, 또한 해당 주사선 및 해당 데이터선을 따라서 격자 형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 하측 차광막은 화상 표시 영역의 외측에서 정전위원에 접속되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 정전위원은 상기 데이터선을 구동하기 위한 데이터선 구동 회로에 정전위를 공급하는 정전위원, 상기 주사선을 구동하기 위한 주사선 구동 회로에 정전위를 공급하는 정전위원, 및 상기 기판에 대하여 대향 배치되는 대향 기판 상에 마련된 대향 전극에 정전위를 공급하는 정전위원 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  17. 전기 광학 장치에 있어서,
    기판 상에,
    주사선과,
    데이터선과,
    상기 주사선과 상기 데이터선의 교차부에 대응하여 배치된 박막 트랜지스터와,
    상기 박막 트랜지스터에 대응하여 배치된 화소 전극과,
    상기 화소 전극에 전기적으로 접속되어 있고 축적 용량을 구성하는 화소 전위측 용량 전극과,
    해당 화소 전위측 용량 전극에 유전체막을 사이에 두고 대향 배치되어 있고 상기 축적 용량을 구성하는 고정 전위측 용량 전극과,
    상기 박막 트랜지스터의 하측에 마련되어 해당 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역에 대한 광의 입사를 차폐하는 하측 차광막
    을 구비하되,
    상기 축적 용량은 상기 데이터선과 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극 사이의 층에 형성되고, 상기 박막 트랜지스터의 채널 영역, 상기 데이터선 및 상기 주사선과 겹치며,
    상기 하측 차광막과 상기 고정 전위측 용량 전극은 상기 데이터선의 아래쪽에서 상기 하측 차광막 및 상기 고정 전위측 용량 전극 사이에 존재하는 층간 절연막에 대하여 마련된 제 1 컨택트 홀에 의해 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 하측 차광막은 상기 고정 전위측 용량 전극을 고정 전위로 유지하는 용량선의 적어도 일부 또는 해당 용량선의 용장 배선을 구성하며, 또한,
    상기 고정 전위측 용량 전극은 섬 형상으로 형성되고,
    해당 섬 형상의 고정 전위측 용량 전극의 평면적인 외형 형상은 그 외측에 배치되는 박막 트랜지스터를 구성하는 반도체층 및 상기 데이터선 사이를 전기적으로 접속하는 콘택트 홀과, 상기 화소 전극 및 상기 화소 전위측 용량 전극 사이를 전기적으로 접속하는 콘택트 홀에 의해 규정되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  18. 전자기기에 있어서,
    전기 광학 장치를 포함하며, 상기 전기 광학 장치는,
    기판 상에,
    주사선과,
    데이터선과,
    상기 주사선과 상기 데이터선의 교차부에 대응하여 배치된 박막 트랜지스터와,
    상기 박막 트랜지스터에 대응하여 배치된 화소 전극과,
    상기 화소 전극에 전기적으로 접속되어 있고 축적 용량을 구성하는 화소 전위측 용량 전극과,
    해당 화소 전위측 용량 전극에 유전체막을 사이에 두고 대향 배치되어 있고 상기 축적 용량을 구성하는 고정 전위측 용량 전극과,
    상기 박막 트랜지스터의 하측에 마련되어 해당 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역에 대한 광의 입사를 차폐하는 하측 차광막
    을 구비하되,
    상기 축적 용량은 상기 데이터선과 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극 사이의 층에 형성되고, 상기 박막 트랜지스터의 채널 영역, 상기 데이터 선 및 상기 주사선과 겹치며,
    상기 하측 차광막과 상기 고정 전위측 용량 전극은 상기 데이터선의 아래쪽에서 상기 하측 차광막 및 상기 고정 전위측 용량 전극 사이에 존재하는 층간 절연막에 대하여 마련된 제 1 컨택트 홀에 의해 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 하측 차광막은 상기 고정 전위측 용량 전극을 고정 전위로 유지하는 용량선의 적어도 일부 또는 해당 용량선의 용장 배선을 구성하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
  19. 전자기기에 있어서,
    전기 광학 장치를 포함하며, 상기 전기 광학 장치는,
    기판 상에,
    주사선과,
    데이터선과,
    상기 주사선과 상기 데이터선의 교차부에 대응하여 배치된 박막 트랜지스터와,
    상기 박막 트랜지스터에 대응하여 배치된 화소 전극과,
    상기 화소 전극에 전기적으로 접속되어 있고 축적 용량을 구성하는 화소 전위측 용량 전극과,
    해당 화소 전위측 용량 전극에 유전체막을 사이에 두고 대향 배치되어 있고 상기 축적 용량을 구성하는 고정 전위측 용량 전극과,
    상기 박막 트랜지스터의 하측에 마련되어 해당 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역에 대한 광의 입사를 차폐하는 하측 차광막
    을 구비하되,
    상기 축적 용량은 상기 데이터선과 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극 사이의 층에 형성되고, 상기 박막 트랜지스터의 채널 영역, 상기 데이터선 및 상기 주사선과 겹치며,
    상기 하측 차광막과 상기 고정 전위측 용량 전극은 상기 데이터선의 아래쪽에서 상기 하측 차광막 및 상기 고정 전위측 용량 전극 사이에 존재하는 층간 절연막에 대하여 마련된 제 1 컨택트 홀에 의해 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 하측 차광막은 상기 고정 전위측 용량 전극을 고정 전위로 유지하는 용량선의 적어도 일부 또는 해당 용량선의 용장 배선을 구성하며, 또한,
    상기 고정 전위측 용량 전극은 섬 형상으로 형성되고,
    해당 섬 형상의 고정 전위측 용량 전극의 평면적인 외형 형상은 그 외측에 배치되는 박막 트랜지스터를 구성하는 반도체층 및 상기 데이터선 사이를 전기적으로 접속하는 콘택트 홀과, 상기 화소 전극 및 상기 화소 전위측 용량 전극 사이를 전기적으로 접속하는 콘택트 홀에 의해 규정되는 것을 특징으로 하는 전자기기.
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