KR20040038814A

KR20040038814A - 전기 광학 장치 및 전자 기기

Info

Publication number: KR20040038814A
Application number: KR1020030076155A
Authority: KR
Inventors: 이키다쿠노리; 츠네카와요시후미; 하야시도모히코
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2003-10-30
Publication date: 2004-05-08
Also published as: KR100566168B1; JP2004170921A; TW200414798A; TWI232697B; CN1499468A; JP4186767B2; CN1267775C; US20040145541A1; US6835955B2

Abstract

전기 광학 장치는, 기판 상에, 제 1 방향으로 연장되는 데이터선과, 상기 데이터선에 교차하는 제 2 방향으로 연장되는 주사선과, 상기 데이터선 및 상기 주사선의 교차 영역에 대응하도록 배치된 화소 전극 및 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터 및 상기 화소 전극 사이에 전기적으로 접속된 축적 용량과, 상기 데이터선 및 상기 화소 전극 사이에 배치된 차폐층을 포함한다. 그리고, 상기 축적 용량을 구성하는 유전체막을 사이에 유지하여 이루어지는 상부 전극 및 하부 전극은, 상기 기판의 표면에 평행한 면을 따라서 적층된 제 1 부분과, 상기 기판의 표면에 대해 수직인 평면을 따라 적층된 제 2 부분을 포함하는 것에 의해, 그 단면 형상이 볼록 형상을 포함한다.

Description

전기 광학 장치 및 전자 기기{ELECTRO-OPTICAL DEVICE AND ELECTRONIC APPARATUS}

본 발명은 전기 광학 장치 및 전자 기기의 기술 분야에 관한 것으로, 특히, 화소 전극의 전위 유지 특성을 향상시키는 축적 용량을 구비한 전기 광학 장치 및 해당 전기 광학 장치를 구비하여 이루어지는 전자 기기의 기술 분야에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 전자 페이퍼(electronic paper) 등의 전기 영동 장치(electronicphoresis devices)나 EL(electroluminenscent) 장치나 전자 방출 소자를 이용한 장치(Fie1d Emission Display 및 Surface-Conduction Electron-Emitter Display) 등의 기술 분야에도 관한 것이다.

매트릭스 형상으로 배열된 화소 전극 및 해당 전극 각각에 접속된 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor ; 이하 적절히 「TFT」라고 함), 해당 TFT 각각에 접속되고, 행 및 열 방향의 각각에 평행하게 마련된 주사선 및 데이터선 등을 구비함으로써, 소위 액티브 매트릭스 구동이 가능한 전기 광학 장치가 알려져 있다. 이러한 전기 광학 장치에서는 또한, 상술한 화소 전극, TFT 등이 형성된 TFT 어레이 기판, 이것에 대향 배치되는 대향 전극이 형성된 대향 기판, 및 양 기판에 의해 사이에 유지되는 액정 등의 전기 광학 물질 등을 구비함으로써 화상을 표시하는 것이 가능하다. 즉, 상기 액티브 매트릭스 구동에 의해서, 상기 화소 전극에 대하여 소정의 화상 신호를 기록함으로써 화소마다, 상기 전기 광학 물질에 해당 화상 신호에 대응한 전계를 인가하여 그 상태를 변경해서, 광의 투과율을 변경시키는 것이다. 예컨대 특허 문헌 1 참조.

이 경우, 예컨대, 상기 주사선이 복수개 마련되어 있는 경우에는, 하나의 주사선에 나열되는 TFT를 ON으로 한 상태로부터, 다음에, 당해 TFT이 ON으로 되는 상태까지는, 복수의 주사선 모두에 대한 선택이 완료될 때까지 일정한 시간이 필요하다. 그리고, 화소 전극 내지는 액정 등의 전기 광학 물질에 대하여 인가된 전압은, 일반적으로 해당 일정한 시간에 감쇠하게 되므로, 그 상태에서는 화상 상(上)에 영향이 미치게 된다.

그래서, 종래의 전기 광학 장치에서는, 상술한 구성 외에, TFT 어레이 기판 상에 축적 용량이 구비되는 경우가 있었다. 이것은, 유전체막을 사이에 유지하여 이루어지는 1쌍의 기판으로 이루어지고, 화소 전극에 화상 신호가 인가되어 액정 등의 전기 광학 물질에 대하여 소정의 전계가 인가되는 동시에, 동일한 전계가 걸리도록 된 콘덴서이다. 이러한 축적 용량을 이용함으로써, 전술한 모든 선택 기간 동안, 전형적으로는 예컨대, 1 필드 기간, 액정 등의 전기 광학 물질에 대한 전계를, 당초 인가된 대로 유지하는 것이 가능해지므로, 고품질의 화상을 표시하는 것이 가능해진다.

그러나, 종래에서의 전기 광학 장치에 있어서는, 상술한 축적 용량을 충분히는 크게 얻어지지 않는다고 하는 문제점이 있었다. 축적 용량을 충분히 크게 얻어지지 않으면, 액정 등의 전기 광학 물질에 대하여 인가된 전계의 유지를, 상기 모든 선택 기간 동안, 충분히 실행할 수 없어, 화상 상에 표시 얼룩(display non-uniformity)이나 어른거림(flickering) 등을 발생시키게 된다.

이러한 문제에 대처하기 위해서, 축적 용량을 크게 하는 것이 요구되지만, 오늘날, 전기 광학 장치의 소형화, 고선명화, 혹은 고개구율화가 진행됨에 따라, 그 요구를 만족시키는 것이 어려워지고 있다. 예컨대, 축적 용량의 증대화를 단순히 실현하고자 하면, 해당 축적 용량을 구성하는 상부 전극 및 하부 전극 등을 대(大)면적화한다고 하는 시도가 생각되지만, 이러한 것은 개구율의 감소가 필수이며, 밝은 화상을 표시한다고 하는 전기 광학 장치에서 근본적인 요청에 응하는 것이 불가능해진다.

또한, 축적 용량의 증대화를 도모하기 위해서는, 상부 전극 및 하부 전극 사이의 간격을 좁히는 것, 즉 유전체막의 박막화라는 시도도 생각할 수 있지만, 현 상태에서조차, 이미 유전체막의 두께는 상당한 박막화가 진행되어 있기 때문에, 이러한 시도는 벌써 한계에 도달하고 있다.

본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 고개구율을 유지한 채로 축적 용량을 증대하여, 표시 얼룩이나 어른거림 등이 없는 고품질의 화상을 표시하는 것이 가능한 전기 광학 장치 및 그러한 전기 광학 장치를 구비하여 이루어지는 전자 기기를 제공하는 것을 과제로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예의 전기 광학 장치에서의 화상 표시 영역을 구성하는 매트릭스 형상의 복수의 화소에 마련된 각종 소자, 배선 등의 등가 회로를 나타내는 회로도,

도 2는 본 발명의 실시예의 전기 광학 장치에서의 데이터선, 주사선, 화소 전극 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하여 접하는 복수의 화소군의 평면도,

도 3은 도 2의 A-A' 단면도,

도 4는 도 2의 B-B' 단면도,

도 5는 1 화소에 대응하는 축적 용량의 입체적인 구성을 나타내는 사시도,

도 6은 도 5와 동(同) 취지 도면이지만, 축적 용량이 입체적 부분을 포함하지 않는 종래의 전기 광학 장치에 관한 구성예를 나타내는 사시도,

도 7은 도 5와 동 취지의 도면으로서, 축적 용량의 단면 형상에 포함되는 볼록 형상이 테이퍼(taper) 형상으로 되는 구성예를 나타내는 사시도,

도 8은 도 2와 동 취지의 도면으로서, 축적 용량과 데이터선이 별도의 층에형성되어 있는 형태에 대하여 나타내는 도면,

도 9는 도 4와 동 취지의 도면으로서, 축적 용량과 데이터선이 별도의 층에 형성되어 있는 형태에 대하여 나타내는 도면,

도 10은 도 5와 동 취지의 도면으로서, 도 8 및 도 9에 표시되는, 1 화소에 대응하는 축적 용량의 입체적인 구성을 나타내는 사시도,

도 11은 도 10과 동 취지의 도면으로서, 축적 용량의 입체적 부분이 하측 차광막의 방향으로만 연장되어 있는 구성예를 나타내는 사시도,

도 12는 도 10과 동 취지의 도면으로서, 축적 용량의 입체적 부분이 데이터선의 방향으로만 연장되어 있는 구성예를 나타내는 사시도,

도 13은 도 10과 동 취지의 도면으로서, 축적 용량의 입체적 부분이 하측 차광막이 연장되는 방향을 경계로 하여 데이터선의 한쪽 방향과 하측 차광막이 연장되는 방향으로 연장되어 있는 구성예를 나타내는 사시도,

도 14는 도 10과 동 취지의 도면으로서, 축적 용량의 단면 형상에 포함되는 볼록 형상이 테이퍼 형상으로 되는 구성예를 나타내는 사시도,

도 15는 본 발명의 실시예의 전기 광학 장치에서의 TFT 어레이 기판을, 그 위에 형성된 각 구성 요소와 함께 대향 기판의 측에서 본 평면도,

도 16은 도 15의 H-H' 단면도,

도 17은 본 발명의 전자 기기의 실시예인 투사형 컬러 표시 장치의 일례인 컬러 액정 프로젝터를 나타낸 도식적 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1a : 반도체층

2 : 절연막

3a : 주사선

6a : 데이터선

9a : 화소 전극

10 : TFT 어레이 기판

11a : 하측 차광막

16 : 배향막

20 : 대향 기판

21 : 대향 전극

22 : 배향막

30 : TFT

43 : 제 3 층간 절연막

43A : 볼록부

50 : 액정층

70 : 축적 용량

75 : 유전체막

75a : 산화실리콘막

75b : 질화실리콘막

70, 70A, 70DFA, 70DFB, 70DFC, 70DFD : 축적 용량

300, 300A, 300DFA, 300DFB, 300DFC, 300DFD : 용량선(상부 전극)

71, 71A, 71DFA, 71DFB, 71DFC, 71DFD : 제 1 중계층(하부 전극)

71a, 71AA, 71DFAA, 71DFBA, 71DFCA, 71DFDA : 볼록 형상부

81, 82, 83, 85, 87, 89 : 콘택트 홀

400 : 차폐층

본 발명의 제 1 전기 광학 장치는, 상기 과제를 해결하기 위해서, 기판 상에, 제 1 방향으로 연장되는 데이터선과, 상기 데이터선에 교차하는 제 2 방향으로 연장되는 주사선과, 상기 데이터선 및 상기 주사선의 교차 영역에 대응하도록 배치된 화소 전극 및 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터 및 상기 화소 전극에 전기적으로 접속된 축적 용량과, 상기 데이터선 및 상기 화소 전극 사이에 배치된 차폐층을 포함한다. 그리고, 상기 축적 용량을 구성하는 유전체막을 사이에 유지하여 이루어지는 상부 전극 및 하부 전극은, 상기 기판의 표면에 평행한 면을 따라 적층된 제 1 부분과, 상기 기판의 표면에 대하여 수직인 평면을 따라 적층된 제 2 부분을 포함하는 것에 의해, 그 단면 형상이 볼록 형상을 포함한다.

본 발명의 제 1 전기 광학 장치에 따르면, 먼저, 주사선 및 데이터선, 및 화소 전극 및 박막 트랜지스터가 구비되어 있는 것에 의해, 액티브 매트릭스 구동 가능하다. 또한, 당해 전기 광학 장치에서는, 상기 각종 구성 요소가 적층 구조의 일부를 되어 있는 것에 의해, 장치 전체의 소형화 등을 달성할 수 있고, 또한, 각종 구성 요소가 적당한 배치를 실현함으로써, 화소 개구율의 향상을 도모하는 것도가능하다. 또한, 차폐층이, 데이터선 및 화소 전극 사이에 구비되어 있는 것에 의해, 양자 사이에서 용량 커플링이 발생하는 것을 미연에 방지하는 것이 가능해진다. 즉, 데이터선의 통전에 의해서, 화소 전극에서의 전위 변동 등이 발생할 가능성을 저감하는 것이 가능해져, 보다 고품질의 화상을 표시하는 것이 가능해진다. 또한, 본 발명에서는, 유전체막을 사이에 유지하여 이루어지는 상부 전극 및 하부 전극으로 이루어지며, 해당 상부 전극 및 해당 하부 전극의 한쪽이 상기 화소 전극에 접속되어 이루어지는 축적 용량이 구비되어 있다. 이에 따라, 화소 전극에 상기 화상 신호에 대응하는 전계가 인가되면, 그것과 동일한 전계가 해당 축적 용량에도 축적되게 된다. 따라서, 액정에 대하여 인가된 전계를 소정의 기간에 걸쳐 유지할 수 있으므로, 본 발명에 따르면, 명멸(flicker) 등이 없는 고품질의 화상을 표시하는 것이 가능해진다.

여기서 특히, 본 발명에서는, 상기 축적 용량은, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극이 상기 유전체막을 사이에 유지하여, 상기 기판의 표면에 평행한 면을 따라 적층된 제 1 부분과, 상기 기판의 표면에 대하여 수직인 평면을 따라 적층된 제 2 부분을 포함하는 것에 의해, 그 단면 형상이 볼록 형상을 포함하고 있다. 즉 예컨대, 하부 전극 그 자체가 기판에 대하여 볼록 형상의 부분을 포함하도록 형성되어 있는지, 혹은 해당 하부 전극 아래의 소정의 개소에 볼록 형상 부재가 형성되어 있는지 등에 따라서, 그 상층에 위치하는 유전체막 및 상부 전극은 단면에서 보면 굴곡 형상을 갖게 된다. 그리고, 이 경우, 종래의 평면적인 축적 용량에 비해서, 기판의 표면을 따라 수직인 평면을 따라서, 상부 전극, 유전체막 및 하부 전극이적층되어 이루어지는 제 2 부분에서의 면적 부분만큼, 바꾸어 말하면, 볼록 형상의 측벽의 면적 부분만, 용량 증대의 작용 효과를 기대할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 본 발명에서는, 축적 용량을 구성하는 상부 전극 및 하부 전극의 면적을 평면적으로 증대시키는 일없이, 그 용량을 증대시키는 것이 가능해지므로, 고개구율을 유지한 채로, 축적 용량의 증대를 실현하는 것이 가능해져, 이것을 갖고 표시 얼룩, 어른거림 등이 없는 고품질의 화상을 표시할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 유전체막이, 서로 다른 재료를 포함하는 복수의 층으로 이루어지고, 그 중 하나의 층은 다른 층에 비해서 고유전율 재료로 이루어지는 층을 포함하는 적층체를 구성하면 된다. 이에 따라, 당해 축적 용량의 전하 축적 특성은 더욱 향상된다.

이 점도, 본 발명에 따른 전기 광학 장치에서의 고품질의 화상 표시에 크게 공헌하게 된다.

또, 축적 용량의 단면 형상이 볼록 형상을 포함한다고 하는 형태는, 상술한 바와 같이, 하부 전극 그 자체가 볼록 형상의 부분을 포함하도록 이것을 형성하거나, 하부 전극 아래에 볼록 형상 부재를 형성하는 등의 수단에 의해서 실현될 수 있지만, 본 발명에서는, 그 밖의 수단 내지 방법에 의해서 이것을 실현하는 형태로 해도 된다. 예컨대, 하부 전극의 하층에 어떠한 배선, 회로 소자 등이 형성되고, 또한 ，이들 위에 층간 절연막이 형성되는 경우에 있어서, 해당 층간 절연막의 표면에, 상기 배선, 상기 회로 소자 등이 갖는 높이에 따라 단차가 발생하는 경우에서는, 이 단차를 상기 제 2 부분 내지는 상기 볼록 형상의 기초로 되도록 이용하는경우 등을 생각할 수 있다. 즉, 이 경우에는, 상기 단차 상에 하부 전극, 유전체막 및 상부 전극을 순차적으로 형성하면, 자연적으로 볼록 형상을 단면 형상으로서 포함하는 축적 용량을 구성하는 것이 가능해지는 것이다.

또한, 경우에 따라서는, 예컨대, 기판 상의 층간 절연막에서 오목부를 형성하고, 해당 오목부를 덮도록 하부 전극 및 유전체막을 형성하고, 그 위에, 해당 오목부를 완전히 메우고, 또한, 상기 층간 절연막의 표면을 덮도록 하여, 상부 전극을 형성하는 형태로 해도 된다.

또한, 본 발명에서는, 축적 용량을 구성하는 상부 전극 및 하부 전극의 한쪽은 화소 전극에 접속됨으로써, 그것과 동일한 전위를 갖게 되지만, 그 경우, 화소 전극에 접속되지 않는 다른쪽의 전극에서는 고정 전위로 하는 것이 바람직하다. 덧붙여서 말하면, 이 경우, 화소 전극에 접속되게 되는 상부 전극 또는 하부 전극에서는, 일반적으로 이것을 「화소 전위측 용량 전극」이라고 부르는 것이 가능하고, 상기 다른쪽의 전극에서는 이것을 「고정 전위측 용량 전극」이라고 부르는 것이 가능하다. 여기서, 화소 전극에 접속되는 전극은 상부이더라도 하부이더라도 무방하기 때문에, 보다 실제적인 축적 용량의 구성으로서는, 기판 위, 아래로부터 순서대로, 화소 전위측 용량 전극, 유전체막 및 고정 전위측 용량 전극이라는 적층 구조로 해도, 그 반대로 해도 무방하다.

또, 이것에 관련하여, 상술한 고정 전위측 용량 전극은, 주사선이 연장되는 방향을 따라 형성되는 용량선의 일부로서 구성되어 있더라도 된다. 이렇게 하면, 제조 상의 시간 내지 비용을 삭감하는 것이 가능하다. 이러한 것도, 고정 전위측용량 전극을 별도로, 혹은, 기판 상에 아일랜드 형상으로 형성하면, 이들에 대해서 개별적으로 배선 등을 마련할 필요가 있지만, 해당 고정 전위측 용량 전극은, 요는 고정 전위이라도 있으면 무방하므로, 이것을 용량 「선(線)」의 일부로서 형성하면, 해당 용량선에 관하여 하나의 배선을 마련하면 되고, 그 상응분, 제조 비용을 삭감하는 것이 가능해지는 때문이다.

덧붙여, 상술한 상부 전극 및 하부 전극을 구성하는 재료로서는, 기본적으로 어떠한 것을 선택하더라도 무방하지만, 바람직하게는 예컨대, 상부 전극 및 하부 전극의 적어도 한쪽에 대하여 이것을 차광성 재료로 구성하는 형태로 하면 된다. 이에 따라, 박막 트랜지스터의 채널 영역에 대한 광 입사를 미연에 방지하는 차광층으로서의 역할을 상부 전극 또는 하부 전극에서 하게 하는 것이 가능해지므로, 상기 채널 영역에서의 광 리크 전류의 발생이 억제되는 것에 의해, 이것에 기인하는 명멸(flicker) 등이 발생하지 않은 고품질의 화상을 표시하는 것이 가능해진다.

더욱 부가하여, 본 발명에 말하는 「고유전율 재료」로서는, 후술하는 질화실리콘 이외, TaOx (산화탄탈), BST(티탄산 스트론튬 바륨), PZT(티탄산 지르콘산염), TiO₂(산화티탄), ZiO₂(산화지르코늄), HfO₂(산화하프늄) 및 SiON(산질화실리콘) 및 SiN(질화실리콘) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어지는 절연 재료 등을 들 수 있다. 특히, TaOx, BST, PZT, TiO₂, ZiO₂및 HfO₂등의 고유전율 재료를 사용하면, 한정된 기판상 영역에서 용량값을 증대시킬 수 있다. 또는, SiO₂(산화실리콘), SiON(산질화실리콘) 및 SiN 등의 실리콘을 포함하는 재료를 사용하면, 층간 절연막등에서의 스트레스 발생을 저감할 수 있다.

본 발명의 제 2 전기 광학 장치는, 상기 과제를 해결하기 위해서, 기판 상에, 제 1 방향으로 연장되는 데이터선과, 상기 데이터선에 교차하는 제 2 방향으로 연장되는 주사선과, 상기 데이터선 및 상기 주사선의 교차 영역에 대응하도록 배치된 화소 전극 및 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터 및 상기 화소 전극에 전기적으로 접속된 축적 용량과, 상기 데이터선 및 상기 화소 전극 사이에 배치된 차광막과, 상기 축적 용량을 구성하는 유전체막을 사이에 유지하여 이루어지는 상부 전극 및 하부 전극은 상기 기판의 표면에 평행한 면을 따라 적층된 제 1 부분과, 상기 기판의 표면에 대하여 수직인 평면을 따라 적층된 제 2 부분을 포함하는 것에 의해, 그 단면 형상이 볼록 형상을 포함한다.

본 발명의 제 2 전기 광학 장치에 따르면, 전술한 제 1 전기 광학 장치에서의 차폐층 대신에, 차광막이 마련되었던 형태로 되어 있다. 이것에 의하면, 해당 차광막의 존재에 의해, 박막 트랜지스터의 차광성이 높여지는 것에 의해, 소위 광 리크 전류의 발생의 억제, 나아가서는 이것에 기인하는 화상상의 명멸 등의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 해당 차광막에 의해 규정되는 차광 영역 내에, 축적 용량이 가두어지도록 형성되는 것이면, 개구율을 높게 유지하는 것이 가능해진다.

더구나, 본 형태에 따르면, 이렇게 높은 개구율을 유지할 수 있음에도 불구하고, 축적 용량의 단면 형상이 볼록 형상을 포함하므로, 그 용량도 크게 잡는 것이 가능해지는 것이다.

또, 본 발명에서의 차광막과, 전술한 차폐층이 병존하는 형태, 혹은 양자의 기능을 겸비한 부재, 즉, 차광막겸 차폐층이 마련되는 형태 등이더라도 된다.

본 발명의 제 1 전기 광학 장치의 일 형태에서는, 상기 차폐층은 상기 축적 용량의 상부 전극과 전기적으로 접속되어 있다.

이 형태에 따르면, 차폐층 및 축적 용량의 상부 전극은 동 전위로 된다. 보다 구체적으로는, 양자를 동일한 고정 전위로 유지하는 것이 가능해진다. 그리고, 이것에 의하면, 어느 한쪽을 고정 전위를 공급하는 전원에 접속하면, 다른쪽을 동시에 고정 전위로 할 수 있으므로, 장치 구성의 간략화 등을 실현할 수 있다. 또한, 적층 구조의 최적화도 도모할 수 있다.

본 발명의 제 1 전기 광학 장치의 다른 형태 또는 제 2 전기 광학 장치의 일 형태에서는, 상기 볼록 형상은 상기 하부 전극이 상기 기판에 대하여 볼록 형상의 부분을 포함하도록 형성되는 것에 의해 만들어지고 있다.

이 형태에 따르면, 하부 전극 그 자체가 볼록 형상의 부분을 포함하도록 형성되는 것에 의해, 비교적 용이하게 본 발명에 따른 볼록 형상을 포함하는 축적 용량을 형성하는 것이 가능해진다. 즉, 이 경우에서는, 하부 전극의 형성 과정 중, 상기 볼록 형상의 부분을 포함하도록, 그것과 일체적으로 해당 하부 전극을 형성하는 것, 즉, 하부 전극과 동일한 막으로서 볼록 형상의 부분을 형성하는 것이 가능하므로, 제조 공정의 간략화가 도모할 수 있게 되는 것이다.

보다 구체적으로는, 장래, 하부 전극으로 될 본래의 막을 형성한 후, 해당 본래의 막 중, 볼록 형상으로서 남을 부분 위에만 레지스트막을 형성하고, 이것에대하여 에칭을 실시하는 등의 수단에 의해서, 볼록 형상을 포함하는 하부 전극의 형성이 가능하다.

본 발명의 제 1 또는 제 2 전기 광학 장치의 다른 형태에서는, 상기 볼록 형상은 상기 하부 전극 아래에 볼록 형상 부재가 형성되는 것에 의해 만들어져 있다.

이 형태에 따르면, 상술한 바와 같이, 하부 전극이 볼록 형상의 부분을 포함하도록 형성되는 것은 아니며, 하부 전극 아래에, 이것과 별개로 되는 볼록 형상 부재가 형성되는 것에 의해, 상기 볼록 형상이 형성되어 있다. 따라서, 이 경우에 있어서는, 하부 전극을 구성하는 재료와 볼록 형상 부재를 구성하는 재료는 상이하다고 하는 형태를 취하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 제 1 또는 제 2 전기 광학 장치의 다른 형태에서는, 상기 하부 전극이 광흡수성의 도전 재료로 이루어지면 된다.

이 형태에 따르면, 막 두께인 하부 전극에 의해, 광 흡수 효과를 증대시킬 수 있다.

본 발명의 제 1 또는 제 2 전기 광학 장치의 다른 형태에서는, 상기 볼록 형상이 테이퍼(taper) 형상을 포함한다.

이 형태에 따르면, 하부 전극 상에 형성되는 유전체막 및 상부 전극을 적합하게 형성하는 것이 가능하다. 즉, 상기 볼록 형상이 테이퍼 형상을 포함하는 것에 의하면, 예컨대 수직인 측벽부를 포함하는 볼록 형상과의 대비로부터 분명하도록, 해당 볼록 형상의 각부(角部)는 매끄럽게 되므로, 테이퍼 형상을 포함하는 볼록 형상 위에, 유전체막 및 상부 전극을 형성할 때에 있어서는, 그 커버리지의 악화 등에 대해 우려할 필요가 거의 없어진다. 따라서, 본 형태에 따르면, 적합하게, 유전체막 및 상부 전극을 형성하는 것이 가능해지는 것이다.

또한, 수직인 측벽부를 포함하는 볼록 형상과, 본 형태에 따른 테이퍼 형상을 포함하는 볼록 형상을 비교한 경우, 양자의 높이를 동일하다고 하고, 또한, 양자 사이에서 해당 볼록 형상의 상면(上面)의 면적을 동일하게 하는 가정을 하면, 일반적으로 전자보다도 후자쪽이 측벽부의 면적을 보다 크게 얻을 수 있게 되므로, 축적 용량의 증대라는 관점에서는 바람직하다고 말할 수 있다.

본 발명의 제 1 또는 제 2 전기 광학 장치의 다른 형태에서는, 상기 볼록 형상의 높이는, 50∼1000㎚이다.

이 형태에 따르면, 유전체막을 여하(如何) 재료로 구성할지 등, 여러 조건에 따라 다르지만, 종래의 평면적인 축적 용량을 기준으로 하여, 그 용량을 대략 1.5배 정도 이상으로 하는 것이 가능해진다. 따라서, 본 형태에 따르면, 그 몫만큼, 전위 유지 특성을 향상시키는 것이 가능해져, 화상 상의 표시 얼룩, 어른거림 등의 발생을 저감하는 것이 가능해진다.

본 발명의 전기 광학 장치의 다른 형태에서는, 상기 화소 전극은 매트릭스 형상으로 배열되게 되어, 상기 주사선 및 상기 데이터선은 상기 매트릭스 형상으로 대응한 차광 영역에 형성되어 있고, 상기 축적 용량은 상기 차광 영역 내에 형성되어 있다.

이 형태에 따르면, 축적 용량은, 차광 영역에 형성되어 있으므로, 개구율은 높더라도 유지하는 것이 가능해진다. 더구나, 본 형태에 따르면, 이와 같이 높은개구율을 유지할 수 있음에도 불구하고, 축적 용량의 단면 형상이 볼록 형상을 포함하므로, 그 용량도 크게 잡는 것이 가능해지는 것이다.

따라서, 본 형태에 따르면, 밝은 화상의 표시가 가능하고, 또한, 표시 얼룩, 어른거림 등이 없는 고품질의 화상을 표시하는 것이 가능해지는 것이다.

또, 차광 영역이란 화상 표시에 기여하는 광이 차단되는 영역을 말하고, 그 구체적 형상은, 상술한 「매트릭스 형상」으로 되는 형상이 여하 형상을 갖는지에 따라 다를 수 있다. 예컨대, 매트릭스 형상이라고 하는 것이, 화소 전극이 종횡 각각에 직선적으로 배열되어 있다고 하는 경우를 가리키면, 차광 영역의 구체적 형상은 격자 형상이라는 것으로 되고, 이것과는 달리, 화소 전극이 종횡 각각으로 새발 격자 무늬 형상(hound's-tooth-check form)으로 배열되어 있다고 하는 경우에 있어서는, 차광 영역의 구체적 형상은 해당 화소 전극의 가장자리를 따라 굴곡된 곡선이 종횡 각각으로 병렬된 형상 등이라는 것으로 된다.

본 발명의 제 1 또는 제 2 전기 광학 장치의 다른 형태에서는, 상기 축적 용량의 상기 볼록 형상은 상기 주사선 및 상기 데이터선 중 적어도 한쪽을 따라 형성되어 있다.

이 형태에 따르면, 상기 볼록 형상 위에 층간 절연막 등을 적층해 가면, 해당 볼록 형상 위에는 볼록부가 형성되게 되어, 주사선 및 데이터선 중 적어도 한쪽을 따라 볼록부가 연장되는 형태가 현출(現出)되게 된다. 따라서, 이 경우, 해당 볼록부가, 서로 인접하는 화소 전극 사이에 존재하는 형태가 현출되게 된다. 이에 따라, 본 형태에 따른 전기 광학 장치를 1H 반전 구동 방식, 1S 반전 구동 방식 또는 도트 반전 구동 방식으로 구동하는 경우에 있어서, 서로 인접하는 화소 전극 사이에 발생하는 횡(橫) 전계에 기인한, 화상에 대한 악영향을 저감하는 것이 가능해져, 보다 고품질의 화상을 표시할 수 있게 된다. 이하, 그 사정을 상세히 설명한다.

먼저, 1H 반전 구동 방식이란, 예컨대, 정방형 형상으로 배열된 화소 전극을 상정한 경우, 어떤 하나의 프레임 내지는 필드에서는 그 기수 행에 배열된 화소 전극을 공통 전극의 전위를 기준으로 하여 정(正)극성의 전위로 구동하고, 우수 행에 배열된 화소 전극을 부(負)극성의 전위로 구동하며, 이것에 연속하는 다음 프레임 내지는 필드에서는, 최전(最前)과는 반대로, 기수 행은 부극성으로, 우수 행은 정극성으로 구동한다라는 상태를 연속해서 실행하는 구동 방식이다. 한편, 1S 반전 구동 방식이란, 지금 설명한, 1H 반전 구동 방식에 관한 설명 중, 기수 행을 「기수 열」로, 우수 행을 「우수 열」로 각각 치환하여 파악되는 구동 방식이다. 또한, 도트 반전 구동 방식이란, 열 방향 및 행 방향의 양 방향에 서로 인접하는 화소 전극 사이에서, 각 화소 전극에 인가되는 전압 극성을 반전시키는 구동 방식이다. 이들 구동 방식을 채용하는 것에 의해, 직류 전압 성분의 인가에 의한 액정 등의 전기 광학 물질의 열화, 혹은 화상 상의 누화(crosstalk)나 명멸의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.

그러나, 이러한 반전 구동 방식에서는, 다른 극성의 전압이 인가된 화소 전극이 서로 인접하게 되기 때문에, 소위 「횡 전계」가 발생하게 된다. 예컨대 1H 반전 구동 방식에서는, 어떤 행에 위치하는 화소 전극과, 이것에 서로 인접하는 행에 위치하는 화소 전극 사이에서, 횡 전계가 발생하게 된다. 이러한 횡 전계가 발생하면, 기판 상의 화소 전극 및 대향 기판 상의 공통 전극간의 전위차(이하, 「종(縱) 전계」라고 함)에 디스오더(disorder)를 생기게 하여 액정의 배향 불량을 야기시키고, 당해 부분에서의 불충분한 광량(insufficient light intensity) 등이 발생하여, 계조비의 저하 등의 화질의 열화를 초래하게 되는 것이다.

그런데, 본 형태에서는, 상술한 바와 같이, 축적 용량의 상기 볼록 형상이 주사선 및 데이터선 중 적어도 한쪽을 따라 형성되어 있기 때문에, 상기 횡 전계의 발생을 억제하는 것이 가능해지는 것이다.

이것은 첫째로, 상기 볼록부의 가장자리에 화소 전극의 가장자리가 올라가도록 형성하면, 화소 전극 및 공통 전극 사이의 거리를 좁히는 것이 가능해지므로, 종전에 비하여 종 전계를 강화시키는 것이 가능한 것에 의한다. 또한 둘째로, 화소 전극의 둘레가 볼록부 위에 존재하는지 여부에 관계없이, 해당 볼록부가 갖는 유전율의 여하에 의해 횡 전계 자체를 약하게 할 수 있는 것에 의한다. 또한 셋째로, 상기 볼록부와 공통 전극 사이의 간극의 용적, 즉 해당 간극 내에 위치하는 액정의 부피를 감소시키는 것이 가능하므로, 액정에 인가하는 횡 전계의 영향을 상대적으로 작게 하는 것이 가능한 것에 의한다.

덧붙여서 말하면, 1H 반전 구동 방식의 경우에는 볼록 형상 내지는 볼록부를 주사선에 따르도록 형성하는 것이 바람직하고, 1S 반전 구동 방식의 경우에는 데이터선에 따르도록 형성하는 것이 바람직한 것은 말할 필요도 없다. 또한, 도트 반전 구동 방식에서는, 볼록 형상 내지는 볼록부를 주사선 및 데이터선의 쌍방에 따라 형성하는 것이 바람직하다.

이상으로 의해, 본 형태에 따르면, 액정에 대한 종 전계의 인가를 적합하게 실현하는 것이 가능해지므로, 소기(所期)한 바와 같은 화상을 표시하는 것이 가능해지는 것이다.

본 발명의 제 1 또는 제 2 전기 광학 장치의 다른 형태에서는, 상기 유전체막은 산화실리콘막 및 질화실리콘막으로 이루어진다.

이 형태에 따르면, 유전체막에는 비교적 고유전율의 질화실리콘막이 포함되게 되고, 축적 용량의 면적, 즉 해당 축적 용량을 구성하는 1쌍의 전극의 면적을 다소 희생으로 했다고 해도, 높은 전하 축적 특성을 향수(享受)하는 것이 가능해진다.

이에 따라, 화소 전극에서의 전위 유지 특성은 각별히 향상하여, 보다 고품질의 화상을 표시하는 것이 가능해진다. 또한, 평면적으로 본 경우의, 축적 용량의 더욱더의 소면적화가 가능해지므로, 화소 개구율의 더욱더의 향상을 도모할 수도 있다.

또한, 질화실리콘막은 수분의 침입 내지는 확산을 정지시키는 작용이 우수하므로, 박막 트랜지스터를 구성하는 반도체층에 대한 수분의 침입을 미연에 방지하는 것이 가능해진다. 이 점, 혹시 반도체층 혹은 게이트 절연막 등에 수분이 침입하면, 반도체층 및 게이트 절연막 사이의 계면에 정전하가 발생하여, 임계 전압을 점차적으로 높여 간다고 하는 악영향이 생긴다. 본 형태에서는, 상술한 바와 같이, 반도체층에 대한 수분 침입을 효과적으로 방지하는 것이 가능하므로, 해당 박막 트랜지스터의 임계 전압이 상승한다고 하는 불량의 발생을 극력 방지하는 것이 가능해진다.

또한, 당해 유전체막에는, 상기한 질화실리콘막에 부가하여, 산화실리콘막이 포함되어 있는 것에 의해, 축적 용량의 내압성을 저하시키는 것 같은 경우는 없다.

이상과 같이, 본 형태에 따른 유전체막에 의하면, 복합적인 작용 효과를 동시에 향수하는 것이 가능해진다.

또, 본 형태는, 유전체막이, 산화실리콘막 및 질화실리콘막의 2층 구조로 이루어지는 경우를 포함하는 것은 물론, 경우에 따라서는, 예컨대, 산화실리콘막, 질화실리콘막 및 산화 실리콘막이라는 3층 구조로 되는 경우, 혹은 그 이상의 적층 구조를 취하는 경우를 포함한다.

본 발명의 전기 광학 장치의 다른 형태에서는, 상기 적층 구조의 일부로서, 상기 화소 전극의 하지(下地)로서 배치된 층간 절연막이 더 구비되어 있고, 상기 층간 절연막의 표면은 평탄화 처리가 실시되어 있다.

이 형태에 따르면, 액정 등의 전기 광학 물질의 배향 상태에 디스오더(disorder)를 생기게 할 가능성을 저감할 수 있어, 더욱 보다 고품질의 화상을 표시하는 것이 가능해진다.

본 발명의 전자 기기는 상술한 본 발명의 전기 광학 장치를 구비하여 이루어진다. 단, 그 각종 형태를 포함한다.

본 발명의 전자 기기에 따르면, 상술한 본 발명의 전기 광학 장치, 즉 고개구율을 유지하면서 축적 용량이 증대된 전기 광학 장치를 구비하여 이루어지므로,밝은 화상이 표시가 가능하고, 또한, 표시 얼룩, 어른거림 등이 없는 고품질의 화상을 표시하는 것이 가능한 투사형 표시 장치, 액정 텔레비전, 휴대 전화, 전자 수첩, 워드 프로세서, 뷰 파인더형 또는 모니터 직시형 비디오 테이프 레코더, 워크스테이션, 화상 전화, POS 단말, 터치 패널 등의 각종 전자 기기를 실현할 수 있다.

본 발명의 이러한 작용 및 다른 이득은 다음에 설명하는 실시예로부터 분명해진다.

(실시예)

이하에서는, 본 발명의 실시예에 대하여 도를 참조하면서 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명의 전기 광학 장치를 액정 장치에 적용한 것이다.

(화소부에서의 구성)

먼저, 본 발명의 실시예 1에서의 전기 광학 장치의 화소부에 있어서의 구성에 대하여 도 1 내지 도 4를 참조해서 설명한다.

도 1은 전기 광학 장치의 화상 표시 영역을 구성하는 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 화소에서의 각종 소자, 배선 등의 등가 회로이다. 도 2는 데이터선, 주사선, 화소 전극 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도이다. 도 3은 도 2의 A-A' 단면도이며, 도 4는 도 2의 B-B' 단면도이다. 또, 도 3 및 도 4에서는 각 층·각 부재를 도면 상에서 인식 가능한 정도의 크기로하기 때문에, 해당 각 층·각 부재마다 축척을 다르게 하고 있다.

도 1에 있어서, 본 실시예에서의 전기 광학 장치의 화상 표시 영역을 구성하는 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 화소에는 각각 화소 전극(9a)과 당해 화소 전극(9a)을 스위칭 제어하기 위한 TFT(30)가 형성되어 있고, 화상 신호가 공급되는 데이터선(6a)이 당해 TFT(30)의 소스에 전기적으로 접속되어 있다. 데이터선(6a)에 기입하는 화상 신호 S1, S2, …, Sn은 이 순서대로 선(線) 순차적으로 공급하더라도 상관없고, 서로 인접하는 복수의 데이터선(6a)끼리에 대하여 그룹마다 공급하도록 하더라도 무방하다.

또한, TFT(30)의 게이트에 주사선(3a)이 전기적으로 접속되어 있고, 소정의 타이밍으로, 주사선(3a)에 펄스식으로 주사 신호 G1, G2, …, Gm을 이 순서대로 선 순차적으로 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)으로부터 공급되는 화상 신호 S1, S2, …, Sn을 소정의 타이밍으로 기록한다.

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 변화함으로써, 광을 변조하여 계조 표시를 가능하게 한다. 노멀리 화이트 모드(normally white mode)이면, 각 화소의 단위로 인가된 전압에 따라 입사광에 대한 투과율이 감소하고, 노멀리 블랙 모드(normally black mode)이면, 각 화소의 단위로 인가된 전압에 따라 입사광에 대한 투과율이 증가되어, 전체적으로 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 주사선(3a)에 나란히 마련되고, 고정 전위측 용량 전극을 포함함과 아울러 정전위로 고정된 용량 전극(300)을 포함하고 있다.

이하에서는, 상기 데이터선(6a), 주사선(3a), TFT(30) 등에 의한, 상술한 회로 동작이 실현되는 전기 광학 장치의 실제의 구성에 대하여 도 2 및 도 3을 참조해서 설명한다.

먼저, 도 2에 있어서, 화소 전극(9a)은 TFT 어레이 기판(10) 상에, 매트릭스 형상으로 복수개 마련되어 있고(점선부(9a')에 의해 윤곽이 표시되어 있음), 화소 전극(9a)의 종횡의 경계를 각각 따라서 데이터선(6a) 및 주사선(3a)이 마련되어 있다. 데이터선(6a)은, 예컨대 알루미늄막 등을 포함하는 금속막 혹은 합금막 등으로 이루어지고, 주사선(3a)은, 예컨대 도전성 폴리실리콘막 등으로 이루어진다. 또한, 주사선(3a)은 반도체층(1a) 중 도면 중 오른쪽 위의 사선 영역으로 나타낸 채널 영역(1a')에 대향하도록 배치되어 있고, 해당 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 스위칭용 TFT(30)가 마련되어 있다.

다음에, 전기 광학 장치는 도 2의 A-A' 선단면도인 도 3에 나타내는 바와 같이, 예컨대, 석영 기판, 유리 기판, 실리콘 기판으로 이루어지는 TFT 어레이 기판(10)과, 이것에 대향 배치된, 예컨대 유리 기판이나 석영 기판으로 이루어지는 대향 기판(20)을 구비하고 있다.

TFT 어레이 기판(10)측에는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 상기 화소 전극(9a)이 마련되어 있고, 그 위측에는 러빙(rubbing) 처리 등의 소정의 배향 처리가 실시된 배향막(16)이 마련되어 있다. 화소 전극(9a)은, 예컨대 ITO막 등의 투명 도전성막으로 이루어진다. 한편, 대향 기판(20)측에는, 그 전면에 걸쳐 대향 전극(21)이 마련되어 있고, 그 하측에는 러빙 처리 등의 소정의 배향 처리가 실시된 배향막(22)이 마련되어 있다. 이 중 대향 전극(21)은 상술한 화소 전극(9a)과 마찬가지로, 예컨대 ITO막 등의 투명 도전성막으로 이루어지고, 상기 배향막(16 및 22)은, 예컨대, 폴리이미드막 등이 투명한 유기막으로 이루어진다. 이렇게 대향 배치된 TFT 어레이 기판(10) 및 대향 기판(20) 사이에는, 후술하는 밀봉재(도 15 및 도 16 참조)에 의해 둘러싸인 공간에 액정 등의 전기 광학 물질이 봉입되고, 액정층(50)이 형성된다. 액정층(50)은 화소 전극(9a)으로부터의 전계가 인가되어 있지 않은 상태에서 배향막(16 및 22)에 의해 소정의 배향 상태를 취한다. 액정층(50)은, 예컨대 1종 또는 수 종류의 네마틱 액정을 혼합한 전기 광학 물질로 이루어진다. 밀봉재는 TFT 기판(10) 및 대향 기판(20)을 그들 주변에서 접합하기 위한, 예컨대 광경화성 수지나 열경화성 수지로 이루어지는 접착제이며, 양 기판 사이의 거리를 소정값으로 하기 위한 유리 파이버 혹은 그라스 비드 등의 스페이서가 혼입되어 있다.

한편, TFT 어레이 기판(10) 상에는, 상기 화소 전극(9a) 및 배향막(16) 이외, 이들을 포함하는 각종 구성이 적층 구조를 이루어져 구비되어 있다. 이 적층 구조는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 아래에서부터 순서대로, 하측 차광막(11a)을 포함하는 제 1 층, TFT(30) 및 주사선(3a) 등을 포함하는 제 2 층, 축적 용량(70) 및 데이터선(6a) 등을 포함하는 제 3 층, 차폐층(400) 등을 포함하는 제 4 층, 상기 화소 전극(9a) 및 배향막(16) 등을 포함하는 제 5 층(최상층)으로 이루어진다. 또한, 제 1 층 및 제 2 층 사이에는 하지(下地) 절연막(12)이, 제 2 층 및 제 3 층 사이에는 제 1 층간 절연막(41)이, 제 3 층 및 제 4 층 사이에는 제 2 층간 절연막(42)이, 제 4 층 및 제 5 층 사이에는 제 3 층간 절연막(43)이 각각 마련되어 있고, 전술한 각 요소 사이가 단락되는 것을 방지하고 있다. 또한, 이들 각종 절연막(12, 41, 42 및 43)에는, 예컨대, TFT(30)의 반도체층(1a) 중의 고농도 소스 영역(1d)과 데이터선(6a)을 전기적으로 접속하는 콘택트 홀 등도 또 마련되어 있다. 이하에서는 이들 각 요소에 대하여 아래에서부터 순서대로 설명한다.

먼저, 제 1 층에는, 예컨대, Ti(티탄), Cr(크롬), W(텅스텐), Ta(탄탈), Mo(몰리브덴) 등의 고융점 금속 중 적어도 하나를 포함한, 금속 단체, 합금, 금속실리사이드, 폴리실리사이드, 이들을 적층한 것 등으로 이루어지는 하측 차광막(11a)이 마련되어 있다. 이 하측 차광막(11a)은, 평면적으로 보아 격자 형상으로 패터닝되어 있고, 이에 따라 각 화소의 개구 영역을 규정하고 있다(도 2 참조). 하측 차광막(11a)의 주사선(3a)과 데이터선(6a)이 교차하는 영역에서는, 화소 전극(9a)의 각을 만곡하도록 돌출한 영역이 형성되어 있다. 또한, 이 하측 차광막(11a)에서는,그 전위 변동이 TFT(30)에 대하여 악영향을 미치게 하는 것을 피하기 위해서, 화상 표시 영역으로부터 그 주위로 연장하여 마련하여 정전위원에 접속하면 된다.

다음에, 제 2 층으로서, TFT(30) 및 주사선(3a)이 마련되어 있다. TFT(30)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, LDD(Lightly Doped Drain) 구조를 갖고 있으며, 그 구성 요소로서는, 상술한 바와 같이 게이트 전극으로서 기능하는 주사선(3a), 예컨대 폴리실리콘막으로 이루어지고 주사선(3a)으로부터의 전계에 의해 채널이 형성되는 반도체층(1a)의 채널 영역(1a'), 주사선(3a)과 반도체층(1a)을 절연하는 게이트 절연막을 포함하는 절연막(2), 반도체층(1a)에서의 저농도 소스 영역(1b) 및 저농도 드레인 영역(1c), 및 고농도 소스 영역(1d) 및 고농도 드레인 영역(1e)을 구비하고 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 하지 않는 오프셋 구조를 가져도 되고, 주사선(3a)의 일부로 이루어지는 게이트 전극을 마스크로 하여 고농도로 불순물을 투입하고, 자기 정합적으로 고농도 소스 영역 및 고농도 드레인 영역을 형성하는 셀프 얼라인형 TFT이더라도 된다. 또한, 본 실시예에서는, 화소 스위칭용 TFT(30)의 게이트 전극을, 고농도 소스 영역(1d) 및 고농도 드레인 영역(1e) 사이에 1개만 배치한 싱글 게이트 구조로 했지만, 이들 사이에 2개 이상의 게이트 전극을 배치하더라도 된다. 이와 같이 듀얼 게이트 혹은 트리플 게이트 이상으로 TFT를 구성하면, 채널과 소스 및 드레인 영역과의 접합부의 리크 전류를 방지할 수 있어, 오프 시의 전류를 저감할 수 있다. 또한, TFT(30)을 구성하는 반도체층(1a)은 비(非)단결정층이라도 단결정층이라도 상관없다. 단결정층의

형성에는 접합법 등의 공지의 방법을 이용할 수 있다. 반도체층(1a)을 단결정층으로 함으로써 특히 주변 회로의 고성능화를 도모할 수 있다.

이상 설명한 하측 차광막(11a) 위 또한 TFT(30) 아래에는, 예컨대 실리콘산화막 등으로 이루어지는 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 전면(全面)에 형성되는 것에 의해 TFT 어레이 기판(10)의 표면 연마 시에 있어서의 거칠기나, 세정 후에 남는 오염 등에 의한 화소 스위칭용 TFT(30)의 특성 변화를 방지하는 기능을 갖는다.

그리고, 본 실시예에서는 특히, 이 하지 절연막(12)에는 평면적으로 보아 반도체층(1a)의 양편에, 후술하는 데이터선(6a)을 따라 연장되는 반도체층(1a)의 채널 길이와 동일한 폭, 또는 채널 길이보다 긴 홈(콘택트 홀 형상으로 형성된 홈)(12cv)이 파여져 있고, 이 홈(12cv)에 대응하여, 그 위쪽에 적층되는 주사선(3a)은 하측에 오목 형상으로 형성된 부분을 포함하고 있다(도 2에서는 복잡화를 피하기 위해서 도시하지 않음). 또한, 이 홈(12cv) 전체를 묻도록 하여, 주사선(3a)이 형성되어 있는 것에 의해, 해당 주사선(3a)에는 이것과 일체적으로 형성된 수평적 돌출부(3b)가 연장되어 마련되게 되어 있다. 이에 따라, TFT(30)의 반도체층(1a)은 도 2에 잘 표시되어 있는 바와 같이, 평면적으로 보아 측방(側方)으로부터 덮어지도록 되어 있고, 적어도 이 부분으로부터의 광의 입사가 억제되도록 되어 있다. 또, 수평적 돌출부(3b)는 반도체층(1a)의 편측(片側)만이라도 무방하다.

그런데, 전술한 제 2 층에 연속하여 제 3 층에는 축적 용량(70) 및 데이터선(6a)이 마련되어 있다. 축적 용량(70)은 TFT(30)의 고농도 드레인 영역(1e) 및 화소 전극(9a)에 전기적으로 접속된 화소 전위측 용량 전극으로서의 제 1 중계층(71)과, 고정 전위측 용량 전극으로서의 용량 전극(300)이, 유전체막(75)을 거쳐서 대향 배치되는 것에 의해 형성되어 있다. 용량 전극(700)은 콘택트 홀(87)을 거쳐서 차폐층(400)에 전기적으로 접속된다. 이 축적 용량(70)에 의하면, 화소 전극(9a)에서의 전위 유지 특성을 현저히 높이는 것이 가능해진다. 그리고, 본 실시예에서는 특히, 이 축적 용량(70)은, 도 3 혹은 도 2의 B-B' 단면도인 도 4에 도시하는 바와 같이 입체적인 형상을 갖는 것으로서 형성되어 있다. 또, 도 4에서는, 간단화를 위해, 2층 구조를 갖는 것으로 하여 용량 전극(300)을 도시하고 있지 않다. 이후의 도 5에서도 마찬가지이다.

유전체막(75)은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 예컨대 막 두께 5∼200㎚ 정도의 비교적 얇은 HTO(High Temperature Oxide)막, LTO(Low Temperature Oxide)막 등의 산화실리콘막, 혹은 질화실리콘막 등으로 구성된다. 본 실시예에서는 특히, 이 유전체막(75)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 하층에 산화실리콘막(75a), 상층에 질화실리콘막(75b)이라는 2층 구조를 갖고, TFT 어레이 기판(10)의 전면에 걸쳐 형성되어 있다. 또한, 유전체막(75)의 다른 예로서, 하층의 산화실리콘막(75a)은 TFT 어레이 기판(10)의 전면에 걸쳐 형성하고, 상층의 질화실리콘막(75b)은 차광 영역(비개구 영역) 내에서 수납되도록 패터닝하여, 착색성이 있는 질화실리콘막의존재에 의해 투과율이 낮아지는 것을 방지하도록 구성하더라도 된다.

이에 따라, 전하 축적 특성의 더욱더의 향상, 나아가서는 화소 전극(9a)에서의 전위 유지 특성의 더욱더의 향상 등을 기대할 수 있게 되는데, 이 점에 대해서는, 이후에 도 5 이후를 참조하면서 따로 언급하는 것으로 한다. 여기서는 특히, 축적 용량(70)을 구성하는 용량 전극(300)에만 착안하고, 또한, 본 실시예에서 특히, 이 용량 전극(300)과 동일막으로서 형성되어 있는 데이터선(6a)에 대하여 설명하는 것으로 한다.

먼저, 용량 전극(300) 및 데이터선(6a)이 「동일막」으로서 형성되어 있다라는 것은, 양자가 동일층으로서 혹은 제조 공정 단계에서 동시에 형성되어 있는 것을 의미하고 있다. 단, 용량 전극(300) 및 데이터선(6a) 사이는 평면 형상적으로 연속하여 형성되어 있는 것은 아니고, 양자 사이는 패터닝상 분단되어 있다.

구체적으로는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 용량 전극(300)은 주사선(3a)의 형성 영역에 겹치도록, 즉 도면 중 X 방향을 따라 분단되면서 형성되어 있고, 데이터선(6a)은 반도체층(1a)의 길이 방향으로 겹치도록, 즉 도면 중 Y 방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 보다 상세하게는, 용량 전극(300)은, 주사선(3a)을 따라 연장되는 본선부와, 도 2 중, 반도체층(1a)에 인접하는 영역에서 해당 반도체층(1a)을 따라 도면 중 위쪽으로 돌출한 돌출부(도면 중 대략 사다리꼴 형상과 같이 보이는 부분)와, 후술하는 콘택트 홀(85)에 대응하는 부분이 약간 움푹한 피트(pit)부를 구비하고 있다. 이 중 돌출부는 축적 용량(70)의 형성 영역의 증대에 공헌한다. 즉, 축적 용량(70)은, 평면적으로는 인접하는 데이터선(6a) 사이의주사선(3a)에 겹치는 영역과, 주사선(3a)과 데이터선(6a)이 교차하는 각부(角部)에서 하측 차광막(11)이 화소 전극(9a)의 각을 라운딩하는 영역에 형성되어 있다.

한편, 데이터선(6a)은 도 2 중 Y 방향을 따라서 직선적으로 연장하는 본선부를 갖고 있다. 또, 반도체층(1a)의 도 2 중 상단(上端)은 오른쪽으로 90° 직각으로 절곡한 형상을 갖고 있지만, 이것은 데이터선(6a)을 피하여, 해당 반도체층(1a)과 축적 용량(70)의 전기적 접속을 도모하기 위해서이다(도 3 참조).

본 실시예에서는, 이상과 같은 형상이 나타내어지도록 패터닝 등이 실시되고, 용량 전극(300) 및 데이터선(6a)이 동시에 형성되게 된다.

또한, 이들 용량 전극(300) 및 데이터선(6a)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 하층에 도전성 폴리실리콘으로 이루어지는 층, 상층에 알루미늄으로 이루어지는 층의 2층 구조를 갖는 막으로서 형성되어 있다. 이 중 데이터선(6a)에서는, 후술하는 유전체막(75)의 개구부를 관통하는 콘택트 홀(81)을 거쳐서 TFT(30)의 반도체층(1a)과 전기적으로 접속되게 되지만, 해당 데이터선(6a)이 상술한 바와 같이 2층 구조를 취하고, 또한 전술한 제 1 중계층(71)이 도전성 폴리실리콘막으로 이루어지는 것에 의해 해당 데이터선(6a) 및 반도체층(1a) 사이의 전기적 접속은, 직접적으로는 도전성 폴리실리콘막에 의해서 실현되게 된다. 즉, 아래에서부터 순서대로, 제 1 중계층의 폴리실리콘막, 데이터선(6a)의 하층의 폴리실리콘막 및 그 상층의 알루미늄막이라는 것으로 된다. 따라서, 양자간의 전기적 접속을 양호하게 유지하는 것이 가능해진다.

또한, 용량 전극(300) 및 데이터선(6a)은 광 반사 성능의 비교적 큰 알루미늄을 포함하고, 또한, 광 흡수 성능의 비교적 큰 폴리실리콘을 포함하므로, 차광층으로서 기능할 수 있다. 즉, 이들에 의하면, TFT(30)의 반도체층(1a)에 대한 입사광(도 3 참조)의 진행을 그 상측(上側)에서 차단하는 가능하다.

이상 설명한 TFT(30) 내지는 주사선(3a) 위, 또한, 축적 용량(70) 내지는 데이터선(6a) 아래에는, 예컨대, NSG(nonsilicate glass), PSG(phosphorus silicate glass), BSG(boron silicate glass), BPSG(boron phosphorus silicate glass) 등의 실리케이트 유리막, 질화실리콘막이나 산화 실리콘막 등, 혹은 바람직하게는 NSG으로 이루어지는 제 1 층간 절연막(41)이 형성되어 있다. 그리고, 이 제 1 층간 절연막(41)에는, TFT(30)의 고농도 소스 영역(1d)과 데이터선(6a)을 전기적으로 접속하는 콘택트 홀(81)이 개구되어 있다. 또한, 제 1 층간 절연막(41)에는, TFT(30)의 고농도 드레인 영역(1e)과 축적 용량(70)을 구성하는 제 1 중계층(71)을 전기적으로 접속하는 콘택트 홀(83)이 개구되어 있다.

또, 이들 2개의 콘택트 홀 중, 콘택트 홀(81)의 형성 부분에서는 후술하는 유전체막(75)이 형성되지 않도록, 바꾸어 말하면, 해당 유전체막(75)에 개구부가 형성되도록 되어 있다. 이것은, 해당 콘택트 홀(81)에서는 제 1 중계층(71)을 거쳐서 고농도 소스 영역(1b) 및 데이터선(6a) 사이의 전기적 도통을 도모할 필요가 있기 때문 이다. 덧붙여서 말하면, 이러한 개구부가 유전체막(75)에 마련되어 있으면, TFT(30)의 반도체층(1a)에 대한 수소화 처리를 하는 경우에 있어서, 해당 처리에 이용하는 수소를 해당 개구부를 통하여 반도체층(1a)에까지 용이하게 도달시키는 것이 가능해진다고 하는 작용 효과를 얻는 것도 가능해진다.

또한, 본 실시예에서는, 제 1 층간 절연막(41)에 대해서는 약 1000℃의 소성을 하는 것에 의해, 반도체층(1a)나 주사선(3a)을 구성하는 폴리실리콘막에 주입한 이온의 활성화를 도모하더라도 된다.

그런데, 전술한 제 3 층에 연속하여 제 4 층에는 차광성의 차폐층(400)이 형성되어 있다. 이 차폐층(400)은, 평면적으로 보면, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 도 2 중 X 방향 및 Y 방향 각각으로 연장하도록 격자 형상으로 형성되어 있다. 해당 차폐층(400) 중 도 2 중 Y 방향으로 연장하는 부분에 대해서는 특히, 데이터선(6a)을 덮도록, 또한, 해당 데이터선(6a)보다도 폭이 넓게 형성되어 있다. 또한, 도 2 중 X 방향으로 연장하는 부분에 대해서는, 후술하는 제 3 중계 전극(402)을 형성하는 영역을 확보하기 위해서, 각 화소 전극(9a)의 1변의 중앙 부근에 컷아웃(cutout)부를 갖고 있다. 또한, 도 2 중 XY 방향 각각으로 연장하는 차폐층(400)의 교차 부분의 각부에서는 전술한 용량 전극(300)의 대략 사다리꼴 형상의 돌출부에 대응하도록, 대략 삼각형 형상의 부분이 마련되어 있다. 이 대략 삼각형 형상의 부분도 또한 차폐층(400)에 포함된다.

이 차폐층(400)은, 화소 전극(9a)이 배치된 화상 표시 영역(10a)으로부터 그 주위로 연장되어 마련되고, 정전위원과 전기적으로 접속됨으로써, 고정 전위로 되어 있다. 또, 여기에 말한 「정전위원」으로서는, 데이터선 구동 회로(101)에 공급되는 정전원이나 부전원의 정전위원이라도 되고, 대향 기판(20)의 대향 전극(21)에 공급되는 정전위원이라도 상관없다.

이와 같이, 데이터선(6a)의 전체를 덮도록 형성되어 있음과 아울러(도 3 참조), 고정 전위로 된 차폐층(400)의 존재에 의하면, 해당 데이터선(6a) 및 화소 전극(9a) 사이에 발생하는 용량 커플링의 영향을 배제하는 것이 가능해진다. 즉, 데이터선(6a)으로의 통전에 따라서, 화소 전극(9a)의 전위가 변동된다고 하는 사태를 미연에 회피하는 것이 가능해져, 화상 상에 해당 데이터선(6a)을 따른 표시 얼룩 등을 발생시킬 가능성을 저감할 수 있다. 본 실시예에서는 또한, 차폐층(400)은 격자 형상으로 형성되어 있으므로, 주사선(3a)이 연장하는 부분에 대해서도 필요없는 용량 커플링이 발생하지 않도록, 이것을 억제하는 것이 가능해지고 있다. 또한, 차폐층(400)에서의 상술한 삼각형 형상의 부분은 용량 전극(300)과 화소 전극(9a) 사이에 발생하는 용량 커플링의 영향을 배제하는 것이 가능하고, 이것에 의해서도 상술한 바와 거의 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있게 된다.

또한, 제 4 층에는, 이러한 차폐층(400)과 동일막으로서, 본 발명에서 말하는 「중계층」의 일례인 제 2 중계층(402)이 형성되어 있다. 이 제 2 중계층(402)은 후술하는 콘택트 홀(89)을 거쳐서, 축적 용량(70)을 구성하는 제 1 중계층(71) 및 화소 전극(9a) 사이의 전기적 접속을 중계하는 기능을 갖는다. 또, 이들 차폐층(400) 및 제 2 중계층(402) 사이에는 전술한 용량 전극(300) 및 데이터선(6a)과 마찬가지로, 평면 형상적으로 연속하여 형성되어 있는 것은 아니고, 양자 사이는 패터닝상 분단되도록 형성되어 있다.

한편, 상술한 차폐층(400) 및 제 2 중계층(402)은 하층에 알루미늄으로 이루어지는 층, 상층에 질화티탄으로 이루어지는 층의 2층 구조를 갖고 있다. 이에 따라, 먼저, 질화티탄에 의한 콘택트 홀(89)의 개구 시의 관통 방지를 위한 배리어금속으로서 기능하는 것이 기대된다. 또한, 제 2 중계층(402)에서, 하층의 알루미늄으로 이루어지는 층은 축적 용량(70)을 구성하는 제 1 중계층(71)과 접속되고, 상층의 질화티탄으로 이루어지는 층은 ITO 등으로 이루어지는 화소 전극(9a)과 접속되도록 되어 있다. 이 경우, 특히 후자의 접속은 양호하게 행하여지게 된다. 이 점, 가령 알루미늄과 ITO를 직접적으로 접속하여 버리는 형태를 들면, 양자간에서 전식(電蝕 ; galvanic corrosion)이 발생해 버려, 알루미늄의 단선, 혹은 알루미나의 형성에 의한 절연 등으로 인해, 바람직한 전기적 접속이 실현되지 않는 경우와는 대조적이다. 이와 같이, 본 실시예에서는, 제 2 중계층(402)과 화소 전극(9a)의 전기적 접속을 양호하게 실현할 수 있는 것에 의해, 해당 화소 전극(9a)에 대한 전압 인가, 혹은 해당 화소 전극(9a)에서의 전위 유지 특성을 양호하게 유지하는 것이 가능해진다.

또, 차폐층(400) 및 제 2 중계층(402), 광 반사 성능이 비교적 우수한 알루미늄을 포함하고, 또한, 광 흡수 성능이 비교적 우수한 질화티탄을 포함하므로, 차광층으로서 기능할 수 있다. 즉, 이들에 의하면, TFT(30)의 반도체층(1a)에 대한 입사광(도 2 참조)의 진행을 그 상측에서 차단하는 것이 가능하다. 또, 이러한 것에 대해서는, 이미 설명한 바와 같이, 상술한 용량 전극(300) 및 데이터선(6a)에 대해서도 마찬가지로 말할 수 있다. 본 실시예에서는, 이들 차폐층(400), 제 2 중계층(402), 용량 전극(300) 및 데이터선(6a)이, TFT 어레이 기판(10) 상에 구축되는 적층 구조의 일부를 이루면서, TFT(30)에 대한 상측으로부터의 광 입사를 차단하는 상측 차광막(혹은, 「적층 구조의 일부」를 구성하고 있다고 하는 점에 착안하면 「내장 차광막」)으로서 기능할 수 있다. 또, 이 「상측 차광막」 내지는 「내장 차광막」이라는 개념에 의하면, 상술한 구성 외에, 주사선(3a)나 제 1 중계층(71) 등도 또한, 그것에 포함되는 것으로서 생각할 수 있다. 요는, 가장 광의로 해석하는 전제 하에서, TFT 어레이 기판(10) 상에 구축되는 불투명한 재료로 이루어지는 구성이면, 「상측 차광막」 내지는 「내장 차광막」이라고 부를 수 있다.

이상 설명한 전술한 데이터선(6a) 위 또한 차폐층(400) 아래에는, NSG, PSG, BSG, BPSG 등의 실리케이트 유리막, 질화실리콘막이나 산화실리콘막 등, 혹은 바람직하게는 NSG으로 이루어지는 제 2 층간 절연막(42)이 형성되어 있다. 이 제 2 층간 절연막(42)에는, 상기 차폐층(400)과 용량 전극(300)을 전기적으로 접속하기 위한 콘택트 홀(87), 및, 제 2 중계층(402)과 제 1 중계층(71)을 전기적으로 접속하기 위한 콘택트 홀(85)이 각각 개구되어 있다.

또, 제 2 층간 절연막(42)에 대해서는, 제 1 층간 절연막(41)에 대해서 상술한 소성을 하지 않는 것에 의해, 용량 전극(300)의 계면 부근에 발생하는 응력의 완화를 도모하도록 하더라도 된다.

마지막으로, 제 5 층에는, 상술한 바와 같이 화소 전극(9a)이 매트릭스 형상으로 형성되고, 해당 화소 전극(9a) 상에 배향막(16)이 형성되어 있다. 그리고, 이 화소 전극(9a) 아래에는 NSG, PSG, BSG, BPSG 등의 실리케이트 유리막, 질화실리콘막이나 산화 실리콘막 등, 혹은 바람직하게는 BPSG으로 이루어지는 제 3 층간 절연막(43)이 형성되어 있다. 이 제 3 층간 절연막(43)에는, 화소 전극(9a) 및 상기 한 제 2 중계층(402) 사이를 전기적으로 접속하기 위한 콘택트 홀(89)이 개구되어 있다.

(축적 용량의 구성)

이하에서는, 상술한 축적 용량(70)의 구성, 보다 상세하게는, 해당 축적 용량(70)이 입체적으로 구성되어 있는 것에 대하여 도 4 및 도 5를 참조하면서 설명한다. 여기에 도 5는, 도 2에서의 부호 Q를 부여한 부분에 관한 축적 용량(70)의 입체적인 구성을 나타내는 사시도이다. 또, 도 5는 도 2 내지 도 4 중에 표시된 모든 구성을 도시하는 것은 아니며, 예컨대, 축적 용량(70)을 구성하는 유전체막(75)이나 주사선(3a) 등, 몇 개의 요소에 대하여, 그 도시가 적절히 생략된 것으로 되어 있다.

도 4 및 도 5에 있어서, 축적 용량(70)은 주사선(3a)이 연장하는 방향을 따라서 형성된 입체적 부분을 갖는다. 이 입체적 부분에서는, 제 1 중계층(71)의 일부로서 볼록 형상부(71a)가 형성되어 있고, 이 볼록 형상부(71a) 위에 유전체막(75) 및 용량 전극(300)이 형성됨으로써, 콘덴서가 구성되어 있다. 이에 따라, 축적 용량(70)은 기판의 표면에 대하여 수직인 평면을 따라, 제 1 중계층(71), 유전체막(75) 및 용량 전극(300)이 적층 구조를 이루고 있는 부분을 포함하는 구조를 갖고, 해당 축적 용량(70)의 단면 형상은 볼록 형상을 포함하는 것으로 된다.

여기서, 이러한 볼록 형상의 높이, 내지는 상기 볼록 형상부(71a)의 높이 H(도 5 참조)로서는, 이것을 50∼1000㎚ 정도로 하면 바람직하다. 이 범위 이하이면, 축적 용량의 증대 효과가 충분히 얻어지지 않고, 또한, 이 범위 이상이면, 단차가 너무나 커져, 해당 단차에 의한 액정층(50) 내의 배향 불량 등, 결점이 발생하기 때문이다.

덧붙여서 말하면, 축적 용량(70)이 입체적 부분을 포함하도록 형성되어 있는 것에 의해, 도 4에 도시하는 바와 같이, 입체적 부분 위에 형성되는 제 3 층간 절연막(43)의 표면 상에는 제 2 층간 절연막(42), 차폐층(400) 등을 거쳐서 볼록부(43A)가 형성되어 있다. 즉, 도 4 중, 좌우 방향으로 서로 인접하는 화소 전극(9a) 사이에는 말하자면 장벽이 마련되는 형태로 된다.

이러한 형태로 되는 축적 용량(70)은, 도 2 내지 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 주사선(3a) 및 데이터선(6a)의 형성 영역을 포함하는 차광 영역 내에, 말하자면 가두어지도록 형성되어 있어, 개구율의 감소를 초래하는 일이 없다.

또한, 상술한 제 1 중계층(71), 용량 전극(300) 및 유전체막(75)은 본 실시예에서, 이하에 설명하는 속성을 각각 갖는다.

먼저, 제 1 중계층(71)은, 예컨대 도전성 폴리실리콘막으로 이루어지고 화소 전위측 용량 전극으로서 기능한다. 단, 제 1 중계층(71)은 금속 또는 합금을 포함하는 단일층막 또는 다층막으로 구성하더라도 된다. 또한, 이 제 1 중계층(71)은 화소 전위측 용량 전극으로서의 기능 외에, 콘택트 홀(83, 85 및 89)을 거쳐서 화소 전극(9a)과 TFT(30)의 고농도 드레인 영역(1e)을 중계 접속하는 기능을 갖는다. 이 제 1 중계층(71)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 전술한 용량 전극(300)의 평면형상과 거의 동일한 형상을 갖도록 형성되어 있다.

다음에, 용량 전극(300)은 축적 용량(70)의 고정 전위측 용량 전극으로서 기능한다. 본 실시예에 있어서, 용량 전극(300)을 고정 전위로 하기 위해서는, 고정 전위로 된 차폐층(400)과 전기적 접속이 도모되는 것에 의해 이루어지고 있다.

또, 이 용량 전극(300)은 데이터선(6a)과 동일막으로서 형성되고, 또한, 하층에 폴리실리콘막, 상층에 알루미늄막을 포함하는 2층 구조를 갖도록 형성되어 있는 것에 대해서는 이미 설명한 바와 같다.

마지막으로, 유전체막(75)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 예컨대 막 두께 5∼200㎚ 정도의 비교적 얇은 HTO(High Temperature Oxide)막, LTO(Low Temperature Oxide)막 등의 산화 실리콘막, 혹은 질화실리콘막 등으로 구성된다. 축적 용량(70)을 증대시키는 관점에서는, 막의 신뢰성이 충분히 얻어지는 한, 유전체막(75)은 얇은 것이 좋다.

그리고, 본 실시예에서는 특히, 이 유전체막(75)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 하층에 산화 실리콘막(75a), 상층에 질화실리콘막(75b)이라고 말하는 바와 같이 2층 구조를 갖는 것으로 되어 있다. 이에 따라, 비교적 유전율이 큰 질화실리콘막(75b)이 존재함으로써, 축적 용량(70)의 용량값을 증대시키는 것이 가능해지는 외에, 그것에 관계없이, 산화실리콘막(75a)이 존재함으로써, 축적 용량(70)의 내압성을 저하시키는 일이 없다. 이와 같이, 유전체막(75)을 2층 구조로 하는 것에 의해, 상반하는 2개의 작용 효과를 향수하는 것이 가능해진다. 또한, 질화실리콘막(75b)이 존재함으로써, TFT(30)에 대한 물의 진입을 미연에 방지하는 것이 가능해지고 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는, TFT(30)에서의 임계 전압의 상승이라는 사태를 야기하는 일이 없어, 비교적 장기(長期)적인 장치 운용이 가능해진다. 또, 본 실시예에서는, 유전체막(75)은 2층 구조를 갖는 것으로 되어 있지만, 경우에 따라서는, 예컨대 산화실리콘막, 질화실리콘막 및 산화실리콘막 등이라는 3층 구조나, 혹은 그 이상의 적층 구조를 갖도록 구성하더라도 된다.

또한, 본 실시예에서는, 데이터선(6a) 및 용량 전극(300)은 2층 구조로 했지만, 하층으로부터 폴리실리콘막, 알루미늄막, 질화티탄막의 3층 구조로 하여, 질화티탄막을 콘택트 홀(87)의 개구 시의 배리어 금속으로서 형성하더라도 된다.

또, 도 3 내지 도 5에 있어서, 본 실시예에 따른 축적 용량(70)은 TFT 어레이 기판(10) 위, 아래에서부터 순서대로, 제 1 중계층(71), 유전체막(75) 및 용량 전극(300)이라는 적층 구조를 갖고 구성되어 있지만, 경우에 따라서는, 이 반대로, 용량 전극(300), 유전체막(75) 및 제 1 중계층(71)이라는 적층 구조를 채용하더라도 된다.

포인트는, 유전체막(75)을 사이에 유지하여 1쌍의 전극이 구성되어 있으면 되고, 그러한 상대적인 관계가 만족되고 있는 한, 구체적으로 어떠한 구성을 채용하더라도 기본적으로 자유롭다.

이러한 구성으로 되는 본 실시예의 전기 광학 장치에서는, 상기 축적 용량(70)의 존재를 요인으로서, 다음과 같은 작용 효과가 얻어지게 된다.

먼저, 본 실시예에서는, 축적 용량(70)의 단면 형상이 볼록 형상을 포함하도록 구성되어 있었던 것에 의해, 해당 볼럭 형상의 측면의 면적 부분만큼 용량 증대의 작용 효과를 기대할 수 있게 된다. 이것은, 이미 참조한 도 5와, 동 도면과 동 취지의 도면이기는 하지만 입체적 부분을 포함하지 않는 축적 용량(70')의 구성예를 나타내는 도 6과의 대비로부터 분명해진다. 또, 도 6에 있어서, 축적 용량(70')은 모두 평면적으로 형성된 중계층(71') 및 용량 전극(300')에 의해서, 그 하부 전극 및 상부 전극이 구성되어 있는 것에 의해, 도 5에 나타낸 주사선(3a)에 따른 입체적 부분이 존재하지 않은 구성으로 되어 있다.

이들 도 5 및 도 6으로부터 분명한 바와 같이, 본 실시예에서는, 높이 H의 볼록 형상부(71a)가, 대략 화소 전극(9a)의 1변의 길이 L의 분만큼, 제 1 중계층(71)의 일부로서 형성되어 있기 때문에, 도 6에 비해서 도 5쪽이 전체적으로 대략 2HL만큼 면적이 증가한 축적 용량(70)이 구성되어 있는 것을 알 수 있다. 이 2HL이라는 면적은 입체적 부분의 측벽 부분의 면적에 해당하는 것은 말할 필요도 없다.

따라서, 본 실시예에 따르면, 축적 용량(70)을 구성하는, 고정 전위측 용량 전극으로서의 용량 전극(300) 및 화소 전위측 용량 전극으로서의 제 1 중계층(71)의 면적을 평면적으로 증대시키는 일없이, 그 용량을 증대시키는 것이 가능해지므로, 고개구율을 유지한 채로, 축적 용량(70)의 증대를 실현하는 것이 가능해져, 더욱 표시 얼룩, 어른거림 등이 없는 고품질의 화상을 표시할 수 있게 된다.

또한, 본 실시예에서는, 전술한 바와 같이, 축적 용량(70)의 단면 형상이 볼록 형상을 포함하도록 하기 위해서, 제 1 중계층(71)에 그 일부인 볼록 형상부(71a)를 형성하는 형태를 취하고 있었던 것에 의해, 그 제조가 용이하다.즉, 상기 볼록 형상부(71a) 내지는 상기 볼록 형상은 제 1 중계층(71)의 형성 프로세스 중에 형성 가능하므로, 예컨대, 볼록 형상을 형성하기 위해서 별도로 재료를 준비하거나 다른 프로세스를 실시하거나 하는 것 등으로부터 생각하면, 제조 비용을 그 상응분 삭감하는 것이 가능해지는 것이다.

또한, 본 실시예에서는, 축적 용량(70)이 볼록 형상을 포함하는 부분이, 주사선(3a)을 따라 형성되어 있었던 것에 의해, 다음과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 전기 광학 장치가, 1H 반전 구동 방식으로 구동되는 경우에 있어서는, 주사선(3a)을 사이에 유지하여 서로 인접하는 화소 전극 사이에 발생하는 횡 전계의 발생을 억제하는 것이 가능해지는 것이다. 이것은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 제 1 중계층(71)의 일부인 볼록 형상부(71a) 상에 형성되는 제 3 층간 절연막(43)의 표면 상에, 제 2 층간 절연막(42), 차폐층(400)을 거쳐서 볼록부(43A)가 형성되는 것에 의한 것이다. 즉 첫째로, 해당 볼록부(43A) 상에 화소 전극(9a)의 가장자리부가 올라가도록 해당 화소 전극(9a)을 형성하면, 도 4에 도시하는 바와 같이, 대향 전극(21) 및 화소 전극(9a) 사이의 거리를, G1로부터 G2로 좁히고, 또는 G1보다 좁히는 것이 가능해져, 그만큼 종 전계, 도 4 중 상하 방향으로 인가되는 전계를 강화하는 것이 가능해지기 때문이다.

또한 둘째로, 화소 전극(9a)의 가장자리부가 볼록부(43A) 위에 존재하는지 여부에 관계없이, 해당 볼록부(43A)가 갖는 유전율의 여하에 의해 횡 전계 자체를 약하게 하여 얻는 것에 의한다. 또한 셋째로, 상기 볼록부(43A) 및 대향 전극(21) 사이의 간격이, 도 4에 도시하는 바와 같이, G1로부터 G3으로 좁혀지는 것에 따른,그 용적, 즉 해당 간극 내에 위치하는 액정층(50)의 부피를 감소시키는 것이 가능하므로, 액정층(50)에 인가하는 횡 전계의 영향을 상대적으로 작게 하는 것이 가능한 것에 의한다.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 데이터선(6a)을 사이에 유지하여 발생할 가능성이 있는 횡 전계의 발생을 억제하는 것이 가능해지므로, 해당 횡 전계에 의한 액정층(50) 중에서의 액정 분자의 배향 상태에 디스오더(disorder)가 발생할 가능성을 저감하는 것이 가능해지고, 더욱더 고품질의 화상을 표시할 수 있게 되는 것이다.

또, 상기 실시예에서는 축적 용량(70)의 입체적 부분의 단면 형상이 직사각형 형상으로 되어 있었지만, 본 발명은 이러한 형태에 한정되는 것이 아니다. 예컨대 도 7에 도시하는 바와 같이 해당 단면 형상이 테이퍼 형상으로 되는 형태로 해도 된다.

여기에 도 7은 도 5와 동 취지의 도면으로서, 그 단면 형상이 테이퍼 형상으로 되는 축적 용량(70A)의 사시도이다.

이 도 7에 있어서, 제 1 중계층(71A)과 일체로서의 볼록 형상부(71AA)는 그 단면 형상이 테이퍼 형상을 갖는 것으로 되고, 해당 볼록 형상부(71AA) 상에 유전체막 및 용량 전극(300A)이 형성됨으로써, 그 단면 형상에 테이퍼 형상을 포함하는 축적 용량(70A)이 구성되는 형태로 된다.

이 경우에 있어서도, 입체적 부분을 구성하는 측벽의 면적분만큼 축적 용량의 증대를 기대할 수 있음에도 불구하고, 개구율이 희생(犧牲)되지 않는 것, 도 5와 마찬가지인 것이 명백하다. 또한, 이러한 형태에서는 특히, 도 7로부터 분명한 바와 같이, 도 5에 나타낸 볼록 형상부(71A)와 같은 날카로운 각부(角部)가 존재하지 않고, 둥글게 된 코너부를 갖는 형태로 되므로, 해당 볼록 형상부(71AA) 위의 유전체막 및 용량 전극(300A)을 적합하게 형성하는 것이 가능해진다. 이것은 해당 유전체막 및 해당 용량 전극(300A)의 성막 과정에서, 도 4 또는 도 5와 같은 형태에 비해서, 그 커버리지의 악화 등에 대해 걱정할 필요가 없어지는 때문이다.

또한, 상기 실시예에서는 볼록 형상부(71A)가 제 1 중계층(71)과 일체적인 것으로 하여 형성되어 있지만, 본 발명은 이러한 형태에도 한정되지 않는다. 예컨대, 제 1 중계층(71) 아래에, 해당 제 1 중계층(71)과는 다른 재료로 이루어지는 볼록 형상 부재를 마련하고, 그 위에 유전체막(75) 및 용량 전극(300)을 형성하는 형태로 해도 된다.

또한, 상술한 설명에서는 주사선(3a)을 따라 볼록부가 형성되는 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이러한 형태에 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 제 3 층간 절연막(43)의 표면을 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 처리 등에 의해 평탄화하는 것도 가능하다. 이에 따라, 그 아래쪽에 존재하는 각종 배선이나 소자 등에 의한 단차에 기인하는 액정층(50)의 배향 불량을 저감하는 것이 가능해진다. 단, 이와 같이 제 3 층간 절연막(43)에 평탄화 처리를 실시하는 대신에, 또는 부가하여 TFT 어레이 기판(10), 하지 절연막(12), 제 1 층간 절연막(41) 및 제 2 층간 절연막(42) 중 적어도 하나에 홈을 파서, 데이터선(6a) 등의 배선이나 TFT(30) 등을 매립하는 것에 의해 평탄화 처리를 하더라도 된다.

(전기 광학 장치의 변형예)

이하에서는, 본 발명의 전기 광학 장치의 변형예에 대하여 도 8 내지 도 10을 참조하면서 설명한다. 여기에 도 8 및 도 9는 각각 도 2 및 도 3 등과 동 취지의 도면으로서, 본 변형예의 특징을 나타내는 평면도 및 단면도이다. 또한, 도 10은 도 5와 동 취지의 도면으로서, 도 8에서의 부호 Q를 부여한 부분에 관한 축적 용량(70DF)의 입체적인 구성을 나타내는 사시도이다. 또, 본 변형예의 전기 광학 장치는 상기 각종 실시예의 전기 광학 장치의 화소부에서의 구성과 거의 마찬가지의 구성을 구비하고 있다. 따라서, 이하에서는, 본 변형예에서 특징적인 부분에 대해서만 주된 설명을 부가하는 것으로 하고, 나머지 부분에 대해서는 그 설명을 적절히 생략 내지는 간략화하는 것으로 한다.

도 8 및 도 9에서는, 도 2 및 도 3에 비해서, 축적 용량(70DF)을 구성하는 상부 전극인 용량 전극(300DF)과 데이터선(6a)이 동일막으로서 구성되어 있지 않은 점, 또한, 또한 그에 따라 층간 절연막이 증가되어 있다, 즉, 새롭게 더 1층, 「제 4 층간 절연막(44)」이 마련되어 있는 점, 그리고 게이트 전극(3aa)과 동일막으로서 중계 전극(719)이 형성되어 있는 점에 큰 상위점이 있다. 이에 따라, TFT 어레이 기판(10) 상에서부터 순서대로, 주사선을 겸하는 하측 차광막(11a)을 포함하는 제 1 층, 게이트 전극(3aa)을 갖는 TFT(30)를 포함하는 제 2 층, 축적 용량(70DF)을 포함하는 제 3 층, 데이터선(6a) 등을 포함하는 제 4 층, 차폐층(404)이 형성되는 제 5 층, 상기 화소 전극(9a) 및 배향막(16) 등을 포함하는 제 6 층(최상층)으로 이루어진다. 또한, 제 1 층 및 제 2 층 사이에는 하지 절연막(12)이, 제 2 층및 제 3 층 사이에는 제 1 층간 절연막(41)이, 제 3 층 및 제 4 층 사이에는 제 2 층간 절연막(42)이, 제 4 층 및 제 5 층 사이에는 제 3 층간 절연막(43)이, 제 5 층 및 제 6 층 사이에는 제 4 층간 절연막(44)이 각각 마련되어 있고, 전술한 각 요소간이 단락하는 것을 방지하고 있다.

또한, 주사선(3a)에 대신한 게이트 전극(3aa)이 형성됨과 아울러, 이것과 동일막으로서 중계 전극(719)이 형성되어 있다.

또한, 상기 제 3 층 및 제 4 층 사이에 위치하는 제 2 층간 절연막(42)에는, 콘택트 홀(801)이 형성되고, 또한, 제 4 층에는 이들의 콘택트 홀(801)에 대응하도록 차폐층용 중계층(6a1)이 형성되어 있고, 상기 제 4 층 및 제 5 층 사이에 위치하는 제 3 층간 절연막(43)에는 콘택트 홀(803)이 형성되어 있다. 이에 따라, 차폐층(404)과 용량 전극(300DF) 사이는 콘택트 홀(801) 내지는 차폐층용 중계층(6a1) 및 콘택트 홀(803)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.

그리고, 도 9에서는, 게이트 전극(3aa)과 동일막으로서 중계 전극(719)이 형성되어 있고, 또한, 해당 중계 전극(719)에는 화소 전극(9a) 및 제 1 중계층(71DF)이 전기적으로 접속되어 있다.

보다 상세하게는, 먼저, 화소 전극(9a)과의 전기적 접속은 제 2 중계층(6a2) 및 제 3 중계층(406)을 거쳐서 행하여지고 있다. 이 중 제 2 중계층(6a2)은, 데이터선(6a)과 동일막으로서, 또한, 제 1 및 제 2 층간 절연막(41 및 42)에 중계 전극(719)으로 이르도록 개구된 콘택트 홀(882)을 묻도록 하여 형성되어 있다. 또한, 제 3 중계층(406)은, 차폐층(404)과 동일막으로서, 또한, 제 3 층간절연막(43)에 상기 제 2 중계층(6a2)에 이르도록 개구된 콘택트 홀(804)을 묻도록 하여 형성되어 있다.

또, 이 경우, 화소 전극(9a)의 ITO와 전식의 우려가 있는 것은, 제 3 중계층(406)라는 것으로 되므로, 해당 제 3 중계층(406)에 관해서, 상술한 바와 같이 알루미늄막 및 질화티탄막으로 이루어지는 구성을 채용하도록 하면 된다. 또한, 경우에 따라, 차폐층(404) 및 제 3 중계층(406)에서는, ITO로 형성하고 또한 기판의 전면(全面)에 대해서 플랫(평면) 형상으로 형성하며, 이들 요소를 구성하는 ITO와 전식의 우려가 발생할 제 2 중계층(6a2) 및 차폐층용 중계층(6a1) 등에 대하여, 마찬가지의 2층 구조를 채용하는 등으로 해도 된다.

한편, 중계 전극(719)과 제 1 중계층(71DF)의 전기적 접속은 제 1 층간 절연막(41)에 개구된 콘택트 홀(881)을 거쳐서 행하여지고 있다. 즉, 콘택트 홀(881)을 개구한 후, 이것을 묻도록 제 1 중계층(71DF)의 전구(前驅)막을 형성함으로써, 제 1 중계층(71DF) 및 중계 전극(719)의 전기적 접속이 실현되게 된다.

이상에 의해, 제 1 중계층(71DF) 및 화소 전극(9a) 사이는 중계 전극(719)을 거쳐서 전기적으로 접속되게 된다.

덧붙여서 말하면, 상술한 실시예에서는 게이트 전극을 동일 평면 내에서 포함하도록 주사선(3a)이 형성되어 있지만, 본 형태에서는 중계 전극(719)을 형성하는 영역을 확보하기 때문에, 주사선의 역할은 상술한 실시예에서의 하측 차광막(11a)이 담당하도록 되어 있다. 즉, 본 형태에서의 하측 차광막(11a)은, 평면적으로 보면, 스트라이프 형상으로 형성되고, 또한, 콘택트 홀을 이루는홈(12cv)의 바닥이 해당 하측 차광막(11a)에 접하도록 형성됨으로써, 게이트 전극(3aa)에는 해당 하측 차광막(11a)으로부터 주사 신호가 공급되도록 되고 있다. 또한, 하측 차광막(11a)은, 데이터선(6a)과 교차하는 영역에서는, 화소 전극(9a)의 각을 만곡하도록 돌출한 영역이 형성되어 있다.

이에 따라, 본 형태에서의 수평적 돌출부(3b)는 반도체층(1a)에 대한 차광 기능을 발휘함과 아울러, 게이트 전극(3aa)으로의 신호 공급의 기능도 발휘하게 된다.

또한, 중계 전극(719)은, 평면적으로 보아, 도 8에 도시하는 바와 같이, 각 화소 전극(9a)의 1변의 거의 중앙에 위치하도록 아일랜드 형상으로 형성되어 있다. 중계 전극(719)과 게이트 전극(3aa)은 동일막으로서 형성되어 있으므로, 후자가 예컨대 도전성 폴리실리콘막 등으로 이루어지는 경우에서는, 전자도 또한 도전성 폴리실리콘막 등으로 이루어진다.

그리고, 본 형태에서는, 상술한 실시예와 마찬가지로, 도 9에 도시하는 바와 같이 축적 용량이 입체적으로 구성되어 있다. 즉, 본 변형예에서는, 제 1 중계층(71DF)의 일부로서 볼록 형상부(71DFA)가 형성되어 있고, 이에 따라, 축적 용량(70DF)의 단면 형상은 볼록 형상을 포함하는 것으로 되어 있다. 제 1 중계층은 광 흡수성의 도전성의 폴리실리콘이나, 광 반사성의 금속 또는 합금을 포함하는 단일층막 또는 다층막으로 이루어진다. 이 축적 용량(70DF)은 도 10에 도시하는 바와 같이, 도 5와는 달리, 하측 차광막(11a)(즉, 상기 실시예에서 해당하는 바의 「주사선(3a)」. 이하 동일) 위에만 제 1 중계층(71DF) 및 용량 전극(300DF)이 존재하는 것은 아니고, 데이터선(6a) 상에도 이들이 존재하고, 또한, 하측 차광막(11a) 및 데이터선(6a) 중 어느 방향에 대해서도 입체적 부분이 형성되어 있는 점이 다르다.

이러한 형태로 되는 본 변형예에 있더라도, 축적 용량(70DF)이 입체적으로 구성되어 있는 것에 의해 얻어지는 작용 효과는 상기 한 실시예에서 설명했한 바와 거의 마찬가지로 향수할 수 있다. 즉, 입체적 부분의 측벽 부분의 면적의 크기만큼 용량값의 증대를 도모할 수 있다. 또, 본 변형예에 따르면, 도 5와 비해서 분명히, 축적 용량의 용량값 증대화의 효과는 큰 것이 명백하다. 이에 따라, 고개구율을 유지한 채로, 축적 용량의 증대를 실현하는 것이 가능해져, 더욱 표시 얼룩, 어른거림 등이 없는 고품질의 화상을 표시할 수 있다.

또한, 이러한 입체적 부분을 포함하는 축적 용량(70DFA)에서는, 도 4에 나타낸 볼록부(43A)가 하측 차광막(11a) 및 데이터선(6a)의 어느 방향을 따라서도 형성되게 되므로, 이러한 형태에 관한 전기 광학 장치에 대해서는, 이것을 1H 반전 구동 방식, 1S 반전 구동 방식 또는 도트 반전 구동 방식 중 어디 방식에 따라서 구동하는 경우이더라도, 상술한 것과 마찬가지의 이론에 의해서 횡 전계의 발생을 억지(抑止)하는 것이 가능해져, 고품질의 화상 표시를 하는 것이 가능해진다.

또, 본 실시예에 따른 전기 광학 장치에서 얻어지는 그 밖의 작용 효과, 즉, 차폐층(404)의 존재에 의해, 데이터선(6a) 및 화소 전극(9a) 사이의 용량 커플링의 영향을 배제하는 등의 작용 효과에 대해서도, 본 변형예에서 거의 마찬가지로 향수할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

또한, 본 형태에서는 특히, 중계 전극(719)이 형성되어 있는 것에 의해 다음과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다. 즉, 도 3 등에서는, TFT(30) 및 화소 전극(9a) 사이의 전기적 접속을 도모하기 위해서는, 동 도면에서의 콘택트 홀(85)과 같이, 축적 용량(70)을 구성하는, 보다 하층의 전극인 제 1 중계층(71)의 도면 중 「상면」에서 접촉을 도모하는 필요가 있었다.

그러나, 이러한 형태에서는, 용량 전극(300) 및 유전체막(75)의 형성공정에서, 그들의 전구막을 에칭할 때는 그 바로 아래에 위치하는 제 1 중계층(71)을 건전(健全)하게 잔존시키면서, 당해 전구막의 에칭을 실행한다고 하는 매우 곤란한 제조 공정을 실시해야만 한다. 특히 본 발명과 같이, 유전체막(75)으로서 고유전율 재료를 사용하는 경우에서는, 일반적으로 그 에칭이 곤란이고, 또한, 용량 전극(300)에서의 에칭 레이트와 해당 고유전율 재료에서의 에칭 레이트가 고르지 않게 되는 등의 조건도 겹치기 때문에, 해당 제조 공정의 곤란성은 보다 높아지게 된다. 따라서, 이러한 경우에 있어서는, 제 1 중계층(71)에서, 이른바 「돌기(projection)」 등을 발생시킬 가능성이 크다. 이렇게 되면, 나쁜 경우에는, 축적 용량(70)을 구성하는 용량 전극(300) 및 제 1 중계층(71) 사이에 단락을 발생시킬 우려 등도 생기게 된다.

그런데, 본 형태와 같이, 제 1 중계층(71DF)의 도면 중 「하면」에 전기적 접속점을 마련함으로써, TFT(30) 및 화소 전극(9a) 사이의 전기적 접속을 실현하도록 하면, 상술한 불량은 발생하지 않는다. 왜냐하면, 도 9로부터도 분명한 바와 같이, 본 형태에서는, 용량 전극(300DF) 및 유전체막(75)의 전구막을 에칭하면서,제 1 중계층(71DF)을 잔존시켜야 된다는 공정은 필요없기 때문이다.

이상에 의해, 본 형태에 따르면, 상술한 바와 같이 곤란한 에칭 공정을 거칠 필요가 없으므로, 제 1 중계층(71DF) 및 화소 전극(9a) 사이의 전기적 접속을 양호하게 실현할 수 있다. 이것은 중계 전극(719)을 거쳐서 양자간의 전기적 접속을 실현하고 있기 때문이다. 더 설명하면, 동일한 이유로부터, 본 변형예에 따르면, 용량 전극(300DF) 및 제 1 중계층(71DF) 사이에서 단락이 발생한다고 할 가능성은 대단히 작다. 즉, 결함없는 축적 용량(70DF)을 적합하게 형성하는 것이 가능한 것이다.

더구나, 이러한 중계 전극(719)을 마련하여, 축적 용량(70DF) 및 화소 전극(9a) 사이의 전기적 접속을 도모하는 것에 의하면, 해당 축적 용량을 형성할 면적의 확보가 보다 용이하다. 따라서, 해당 축적 용량은 보다 많은 입체적 부분을 포함할 수 있게 되어, 그 결과, 용량값 증대화라는 작용 효과를 보다 효과적으로 달성할 수 있다(도 2 및 도 5와, 도 8 및 도 10을 대비 참조).

또, 본 형태로서는, 용량 전극(300DF)과 데이터선(6a)이 각각의 층에 형성되기 때문에, 도 2 등과 같이, 동일 평면 내에서의 양자간의 전기적 절연을 도모할 필요는 없다. 따라서, 본 형태에서는, 용량 전극(300DF)은 하측 차광막(11a)의 방향으로 연장되는 용량선의 일부로서 형성하는 것이 가능하다. 또한, 이에 따라, 해당 용량 전극(300DF)을 고정 전위로 하기 위해서는, 해당 용량선을 화상 표시 영역(10a) 밖에까지 연장하여 마련해서 정전위원에 접속하는 형태로 하면 된다. 또한, 이 경우, 용량 전극(300DF)을 포함하는 용량선은 그 자체 독자적으로 정전위원에 접속하는 것이 가능하며, 차폐층(404)도 또한 그 자체 독자적으로 정전위원에 접속하는 것이 가능해지기 때문에, 그러한 구성을 채용하는 경우에서는, 양자 사이를 전기적으로 접속하는 콘택트 홀(801 및 803)은 반드시 필요하지 않다.

또한, 유전체막(75)은, 도 9에 도시하는 바와 같이, 하층에 산화실리콘막(75a), 상층에 질화실리콘막(75b)으로 하도록 2층 구조를 갖고, TFT 어레이 기판(10)의 전면에 걸쳐 형성되어 있다. 또한, 유전체막(75)의 다른 예로서, 하층의 산화 실리콘막(75a)은 TFT 어레이 기판(10)의 전면에 걸쳐 형성하고, 상층의 질화실리콘막(75b)은 차광 영역(비개구 영역) 내에서 수납되도록 패터닝하여, 착색성이 있는 질화실리콘막의 존재에 의해 투과율이 낮아지는 것을 방지하도록 구성하더라도 된다.

또한, 데이터선(6a), 차폐층용 중계층(6a1), 제 2 중계층(6a2)은 하층에서부터 순서대로, 알루미늄으로 이루어지는 층, 질화티탄으로 이루어지는 층, 질화실리콘막으로 이루어지는 층의 3층 구조를 갖는 막으로서 형성하더라도 된다. 질화실리콘막은 그 하층의 알루미늄층과 질화티탄층을 덮도록 조금 큰 사이즈로 패터닝되어 있으면 된다. 이 중 데이터선(6a)이, 비교적 저저항인 재료인 알루미늄을 포함하는 것에 의해, TFT(30), 화소 전극(9a)에 대한 화상 신호의 공급을 막힘없이 실현할 수 있다. 한편, 데이터선(6a) 상에 수분의 침입을 멈추게 하는 작용이 비교적 우수한 질화실리콘막이 형성되는 것에 의해, TFT(30)의 내습성 향상을 도모할 수 있어, 그 수명 장기화를 실현할 수 있다. 또한, 질화실리콘막은 저온 성막이 가능한 플라즈마 질화실리콘막이 바람직하다.

(입체적 축적 용량의 변형예)

상술한 설명에서는, 축적 용량(70DF)의 입체적 부분이 하측 차광막(11a) 및 데이터선(6a)의 쌍방을 따르도록 형성되어 있지만, 본 발명은 이러한 실시예에만 한정되는 것이 아니라, 기타 여러 구체적인 형태를 채용할 수 있다. 이하, 그 밖의 구체적 형태에 대하여 순차적으로 설명한다.

먼저, 예컨대 도 11에 도시하는 바와 같이, 하측 차광막(11a)의 방향에 대해서만, 제 1 중계층(71DFA)과 일체로서의 볼록 형상부(71DFAA)를 형성함과 아울러, 해당 볼록 형상부(71DFAA) 상에 유전체막 및 용량 전극(300DFA)을 형성함으로써, 상기 방향에 대하여 입체적 부분이 마련되는 축적 용량(70DFA)을 구성하더라도 된다.

덧붙여서 말하면, 이러한 형태에 따른 전기 광학 장치를 1H 반전 구동 방식으로 구동하면, 상술한 것과 마찬가지의 이론에 의해서 횡 전계의 발생을 억지하는 것이 가능해져, 고품질의 화상을 표시하는 것이 가능해진다.

또는, 도 12에 도시하는 바와 같이 데이터선(6a)의 방향에 대해서만, 제 1 중계층(71DFB)과 일체로서의 볼록 형상부(71DFBA)를 형성함과 아울러, 해당 볼록 형상부(71DFBA) 상에 유전체막 및 용량 전극(300DFB)을 형성함으로써, 상기 방향에 대하여 입체적 부분이 마련되는 축적 용량(70DFB)을 구성하더라도 된다.

또는, 도 13에 도시하는 바와 같이, 하측 차광막(11a)이 연장하는 방향을 경계로 하여 데이터선(6a)의 한쪽으로 연장하는 방향과, 해당 하측 차광막(11a)이 연장하는 방향에 대하여, 제 1 중계층(71DFC)과 일체로서의 볼록 형상부(71DFCA)를형성함과 아울러, 해당 볼록 형상부(71DFCA) 상에 유전체막 및 용량 전극(300DFC)을 형성함으로써, 상기 각 방향에 대하여, 입체적 부분이 마련되는 축적 용량(70DFC)을 구성하더라도 된다.

덧붙여서 말하면, 이러한 도 11 내지 도 13 중 어느 형태로 하여도, 도 6 등의 종래예에 비해서, 입체적 부분을 구성하는 측벽의 면적분만큼 축적 용량의 증대를 기대할 수 있음에도 불구하고, 개구율을 감소시키는 경우는 없는 것은 도 5 혹은 도 10과 마찬가지의 것이 명백하다.

또한, 상기 변형예에서는 축적 용량(70DF)의 볼록 형상을 포함하는 단면 형상이 완전한 직사각형 형상으로 되어 있었지만, 본 발명에서는 기타, 예컨대 도 14에 도시하는 바와 같이 해당 단면 형상이 테이퍼 형상으로 되는 형태로 해도 된다. 보다 상세하게는, 제 1 중계층(71DFD)과 일체로서의 볼록 형상부(71DFDA)는, 도 13에 도시하는 바와 같이, 그 단면 형상이 테이퍼 형상을 갖는 것으로 되어, 해당 볼록 형상부(71DFDA) 상에 유전체막 및 용량 전극(300DFD)이 형성됨으로써, 그 단면 형상에 테이퍼 형상을 포함하는 축적 용량(70DFD)이 구성되는 형태로 된다.

이 경우에 있어서도, 입체적 부분을 구성하는 측벽의 면적분만큼 축적 용량의 증대를 기대할 수 있음에도 불구하고, 개구율이 희생되지 않는 것은 도 5 혹은 도 10과 마찬가지인 것이 명백하다. 또한, 이러한 형태에서는 특히, 도 13으로부터 분명한 바와 같이, 도 10 등에 나타낸 볼록 형상부(71DFA)와 같은 날카로운 각부가 존재하지 않고, 둥글게 된 코너부를 갖는 형태로 되므로, 해당 볼록 형상부(71DFDA) 위의 유전체막 및 용량 전극(300DFD)을 적합하게 형성하는 것이 가능해진다. 이것은 해당 유전체막 및 해당 용량 전극(300DFD)의 성막 과정에서, 그 커버리지의 악화 등에 관하여 우려할 필요가 없어지기 때문이다.

또한, 상기 실시예에서는, 볼록 형상부(71DFA)가 제 1 중계층(71)과 일체적인 것으로 하여 형성되어 있지만, 본 발명은 이러한 형태에도 한정되지 않는다. 예컨대, 제 1 중계층(71DF) 아래에, 해당 제 1 중계층(71DF)과는 다른 재료로 이루어지는 볼록 형상 부재를 마련하고, 중계층으로서 기능시켜, 제 1 중계층(71DF), 유전체막(75) 및 용량 전극(300DF)을 형성하는 형태로 해도 된다. 이 경우, 제 1 중계층(71DF)은 얇은 막이라도 무방하고, 두꺼운 막이라도 무방하다.

(전기 광학 장치의 전체 구성)

이상과 같이 구성된 각 실시예에서의 전기 광학 장치의 전체 구성을 도 15 및 도 16을 참조하여 설명한다. 또, 도 15는 TFT 어레이 기판을 그 위에 형성된 각 구성 요소와 함께 대향 기판(20)측에서 본 평면도이며, 도 16은 도 15의 H-H' 단면도이다.

도 15 및 도 16에 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 액정(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, 열경화수지 등으로 이루어지며, 자외선, 가열 등에 의해 경화시켜진 것이다. 또한, 이 밀봉재(52) 중에는, 본 실시예에서의 액정 장치가 프로젝터 용도와 같이 소형으로 확대 표시하는 액정 장치이면, 양 기판 사이의 거리(기판간 갭)를 소정값으로 하기 위한 유리 파이버 혹은 유리 비드 등의 갭 재료(스페이서)가 살포되어 있다. 또는, 해당 액정 장치가 액정 모니터나 액정 텔레비전과 같이 대형으로 등배 표시를 하는 액정 장치이면, 이러한 갭 재료는 액정층(50) 중에 포함되어도 좋다.

밀봉재(52) 외측의 영역에는, 데이터선(6a)에 화상 신호를 소정의 타이밍으로 공급함으로써 해당 데이터선(6a)을 구동하는 데이터선 구동 회로(101) 및 외부 회로 접속 단자(102)가 TFT 어레이 기판(10)의 1변을 따라 마련되어 있고, 주사선(3a)에 주사 신호를 소정의 타이밍으로 공급함으로써, 주사선(3a)을 구동하는 주사선 구동 회로(104)가 이 1변에 인접하는 2변을 따라 마련되어 있다.

또, 주사선(3a)에 공급되는 주사 신호 지연이 문제로 되지 않는 것이라면, 주사선 구동 회로(104)는 편측만이라도 되는 것은 말할 필요도 없다. 또한, 데이터선 구동 회로(101)를 화상 표시 영역(10a)의 변을 따라 양측에 배열하더라도 된다.

TFT 어레이 기판(10)이 남는 1변에는, 화상 표시 영역(10a)의 양측에 마련된 주사선 구동 회로(104) 사이를 연결하기 위한 복수의 배선(105)이 마련되어 있다.

또한, 대향 기판(20)의 코너부의 적어도 1개소에서는, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20) 사이에서 전기적으로 도통하기 위한 도통재(106)가 마련되어 있다.

도 16에 있어서, TFT 어레이 기판(10) 상에는, 화소 스위칭용 TFT나 주사선, 데이터선 등의 배선이 형성된 후의 화소 전극(9a) 상에 배향막이 형성되어 있다. 한편, 대향 기판(20) 상에는, 대향 전극(21) 외에, 최상층 부분에 배향막이 형성되어 있다. 또한, 액정층(50)은, 예컨대 1종 또는 수 종류의 네마틱 액정을 혼합한 액정으로 이루어지며, 이들 1쌍의 배향막 사이에서 소정의 배향 상태를 취한다.

또, TFT 어레이 기판(10) 상에는, 이들 데이터선 구동 회로(101), 주사선 구동 회로(104) 등에 부가하여, 복수의 데이터선(6a)에 화상 신호를 소정의 타이밍으로 인가하는 샘플링 회로, 복수의 데이터선(6a)에 소정 전압 레벨의 프리차지 신호를 화상 신호에 선행하여 각각 공급하는 프리차지 회로, 제조 도중이나 출하 시의 당해 전기 광학 장치의 품질, 결함 등을 검사하기 위한 검사 회로 등을 형성하더라도 된다.

(전자 기기)

다음에, 이상 상세히 설명한 전기 광학 장치를 광 밸브로서 이용한 전자 기기의 일례인 투사형 컬러 표시 장치의 실시예에 대하여 그 전체 구성, 특히 광학적인 구성에 대하여 설명한다. 여기에, 도 17은 투사형 컬러 표시 장치의 도식적 단면도이다.

도 17에 있어서, 본 실시예에서의 투사형 컬러 표시 장치의 일례인 액정 프로젝터(1100)는, 구동 회로가 TFT 어레이 기판 상에 탑재된 액정 장치를 포함하는 액정 모듈을 3개 준비하고, 각각 RGB용의 광 밸브(100R, 100G 및 100B)로서 이용한프로젝터로서 구성되어 있다. 액정 프로젝터(1100)에서는, 메탈 할라이드 램프(metal halide lamp) 등의 백색 광원의 램프 유닛(1102)으로부터 투사광이 발하면, 3매의 미러(1106) 및 2매의 다이클로익 미러(1108)에 의해서, RGB의 3원색에 대응하는 광 성분 R, G 및 B로 나누어지고, 각 색에 대응하는 광 밸브(100R, 100G 및 100B)에 각각 도달한다. 이 때 특히, B광은 긴 광로에 의한 광 손실을 막기 위해서, 입사 렌즈(1122), 릴레이 렌즈(1123) 및 출사 렌즈(1124)로 이루어지는 릴레이 렌즈계(1121)를 거쳐서 도달한다. 그리고, 광 밸브(100R, 100G 및 100B)에 의해 각각 변조된 3원색에 대응하는 광 성분은 다이클로익 프리즘(1112)에 의해 재차 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 않은 범위에서 적절히 변경 가능하고, 그와 같은 변경에 따른 전기 광학 장치 및 전자 기기도 또한 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것이다. 전기 광학 장치로서는, 전기 영동 장치나 EL(전계 발광) 장치나 전자 방출 소자를 이용한 장치(Field Emission Display 및 Surface-Conduction Electron-Emitter Display) 등에 적용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 고개구율을 유지한 채로 축적 용량을 증대하여, 표시 얼룩이나 어른거림 등이 없는 고품질의 화상을 표시하는 것이 가능한 전기 광학 장치 및 그러한 전기 광학 장치를 구비하여 이루어지는 전자 기기를 얻을 수 있다.

Claims

전기 광학 장치로서,

기판 상에, 제 1 방향으로 연장되는 데이터선과,

상기 데이터선에 교차하는 제 2 방향으로 연장되는 주사선과,

상기 데이터선 및 상기 주사선의 교차 영역에 대응하도록 배치된 화소 전극 및 박막 트랜지스터와,

상기 박막 트랜지스터 및 상기 화소 전극에 전기적으로 접속된 축적 용량과,

상기 데이터선 및 상기 화소 전극 사이에 배치된 차폐층(shield layer)

을 구비하되,

상기 축적 용량을 구성하는 유전체막을 사이에 유지하여 이루어지는 상부 전극 및 하부 전극은, 상기 기판의 표면에 평행한 면을 따라 적층된 제 1 부분과, 상기 기판의 표면에 대해 수직인 평면을 따라 적층된 제 2 부분을 포함하는 것에 의해, 그 단면 형상이 볼록 형상을 포함하는 것

을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 차폐층은 상기 축적 용량의 상부 전극과 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 볼록 형상은 상기 하부 전극이 상기 기판에 대하여 볼록 모양의 부분을 포함하도록 형성되는 것에 의해 형상이 만들어져 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 하부 전극은 광 흡수성의 도전 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 볼록 형상은 상기 하부 전극 아래에 볼록 모양 부재가 형성되는 것에 의해 형상이 만들어져 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 볼록 형상은 테이퍼 형상(tapered shape)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 볼록 형상의 높이는 50~1000㎚인 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 화소 전극은 매트릭스 형상으로 배열되어 이루어지고, 상기 주사선 및 상기 데이터선은 상기 매트릭스 형상에 대응한 차광 영역에 형성되어 있으며,

상기 축적 용량은 상기 차광 영역 내에 형성되어 있는 것

을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 축적 용량의 상기 볼록 형상은 상기 주사선 및 상기 데이터선의 적어도 한쪽을 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 축적 용량을 구성하는 유전체막은 서로 다른 재료를 포함하는 복수의 층으로 이루어지고, 또한 그 중 하나의 층은 다른 층에 비하여 고유전율 재료로 이루어지는 층을 포함하는 적층체(laminated body)를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 유전체막은 산화 실리콘막 및 질화 실리콘막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 적층 구조의 일부로서, 상기 화소 전극의 하지(下地)로서 배치된 층간 절연막이 더 구비되어 있고,

상기 층간 절연막의 표면은 평탄화 처리가 실시되어 있는 것

을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
전기 광학 장치에 있어서,

기판 상에, 제 1 방향으로 연장되는 데이터선과,

상기 데이터선에 교차하는 제 2 방향으로 연장되는 주사선과,

상기 데이터선 및 상기 주사선의 교차 영역에 대응하도록 배치된 화소 전극및 박막 트랜지스터와,

상기 박막 트랜지스터 및 상기 화소 전극에 전기적으로 접속된 축적 용량과,

상기 데이터선 및 상기 화소 전극 사이에 배치된 차광막

을 구비하되,

상기 축적 용량을 구성하는 유전체막을 사이에 유지하여 이루어지는 상부 전극 및 하부 전극은, 상기 기판의 표면에 평행한 면을 따라 적층된 제 1 부분과, 상기 기판의 표면에 대해 수직인 평면을 따라 적층된 제 2 부분을 포함하는 것에 의해, 그 단면 형상이 볼록 형상을 포함하는 것

을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
전기 광학 장치를 구비한 전자 기기로서,

상기 전기 광학 장치는,

기판 상에, 제 1 방향으로 연장되는 데이터선과,

상기 데이터선에 교차하는 제 2 방향으로 연장되는 주사선과,

상기 데이터선 및 상기 주사선의 교차 영역에 대응하도록 배치된 화소 전극 및 박막 트랜지스터와,

상기 박막 트랜지스터 및 상기 화소 전극에 전기적으로 접속된 축적 용량과,

상기 데이터선 및 상기 화소 전극 사이에 배치된 차폐층

을 구비하되,

상기 축적 용량을 구성하는 유전체막을 사이에 유지하여 이루어지는 상부 전극 및 하부 전극은, 상기 기판의 표면에 평행한 면을 따라 적층된 제 1 부분과, 상기 기판의 표면에 대하여 수직인 평면을 따라 적층된 제 2 부분을 포함하는 것에 의해, 그 단면 형상이 볼록 형상인 것

을 특징으로 하는 전자 기기.