KR20040100903A - 전기광학장치 그리고 전자기기 및 투사형 표시장치 - Google Patents

전기광학장치 그리고 전자기기 및 투사형 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 리버스 틸트 도메인에 원인하는 화질저하를 방지하면서, 화상 상에 광누설을 발생시키지 않도록 함으로써, 보다 고품질인 화상을 표시한다.
전기광학장치는 기판 상에 데이터선 및 주사선, TFT, 화소전극 (9a) 을 구비하고 있다. 상기 화소전극의 일부에는 노치부 (91) 가 형성되어 있다. 제 1 차광막 (400) 은 상기 데이터선 및 상기 주사선의 적어도 한쪽을 따라 연장되어 있다. 상기 제 1 차광막에는 이것과 동일막으로서 형성되어 상기 노치부에 원인하는 광누설을 방지하기 위한 사각형상부 (410) 가 형성되어 있다.

Description

전기광학장치 그리고 전자기기 및 투사형 표시장치{ELECTRO-OPTICAL DEVICE, ELECTRONIC APPARATUS, AND PROJECTION DISPLAY APPARATUS}
본 발명은, 예컨대 액티브 매트릭스(active-matrix) 구동의 액정장치, 전자 페이퍼 등의 전기영동장치, EL (Electro-Luminescence) 표시장치 등의 전기광학장치의 기술분야에 속한다. 또한, 본 발명은 이러한 전기광학장치를 구비하여 이루어지는 전자기기 및 액정프로젝터 등의 투사형 표시장치의 기술분야에도 속한다.
종래, 기판 상에 매트릭스형으로 배열된 화소전극 및 상기 전극의 각각에 접속된 박막 트랜지스터 (Thin Film Transistor ; 이하 적절하게,「TFT」라고 함), 상기 TFT 의 각각에 접속되어 행 및 열방향 각각으로 평행하게 형성된 주사선 및 데이터선 등을 구비함으로써, 이른바 액티브 매트릭스 구동이 가능한 전기광학장치가 알려져 있다.
이러한 전기광학장치에서는, 상기에 더하여, 상기 기판에 대향 배치되는 대향기판을 구비함과 동시에, 상기 대향기판 상에 화소전극에 대향하는 대향전극 등을 구비하고, 나아가서는 화소전극 및 대향전극사이에 끼움지지되는 액정층 등을 구비함으로써 화상표시가 실시된다. 즉, 액정층 내의 액정분자는, 화소전극 및 대향전극사이에 설정된 소정의 전위차에 의해서 그 배향상태가 적당히 변경되고, 이로써 해당 액정층을 투과하는 광의 투과율이 변화함에 따라 화상의 표시가 실시되게 되는 것이다.
또한, 이러한 전기광학장치에 있어서는, 상기 화소전극에서의 전위의 부여에 있어서, 상기 액정층의 열화방지 등을 목적으로 하여, 이른바 1H 반전구동, 1S 반전구동, 또는 도트 반전구동이라는 구동방법이 채용되는 경우가 있다. 여기에,예컨대 1H 반전구동이란, 상기 매트릭스형으로 배열된 화소전극에 있어서, 제 n 행째의 화소전극을 플러스 전위로 구동할 때에는 제 n+1 행째의 화소전극을 마이너스 전위로 구동하도록, 각 행마다 극성을 반전시키면서 매트릭스형으로 배열된 화소전극 모두의 구동을 실시하는 공정을 포함하는 구동방법이다. 이에 따르면, 서로 인접하는 화소전극의 행간에서는, 상기 대향전극과의 사이에서 발생하는 세로전계의 방향이 반대가 되기 때문에, 항상 일정방향으로 전계를 가한 경우에 보이는 액정층의 특성열화의 발생을 미연에 방지할 수 있다. 한편, 1S 반전구동이란, 상기에 있어서「행」이 단위로 되어 있던 곳을 「열」을 단위로서 생각하는 구동방법이고, 도트 반전구동이란 각 화소전극마다 극성반전을 생각하는 구동방법이다.
그러나, 이러한 구동방법을 사용하면, 화소전극마다 이른바 리버스 틸트 도메인(reverse tilt domain) 이 발생함과 동시에, 서로 인접하는 화소전극에 대응하는 리버스 틸트 도메인끼리가 상호작용함으로써, 화상의 품질을 낮춘다는 문제점이 있었다. 여기에서 리버스 틸트 도메인이란, 원래 배향막 등에 의해서 소정의 방향으로 배열 (즉, 소정의 프리틸트각(pre-tilt angle)으로써 배열) 되어 있던 액정분자가, 그와는 반대의 방향으로 배열된 영역의 것을 말한다. 이러한 현상이 생기는 것은, 상기와 같이 화소전극마다 극성을 반전시킨 전계(電界)를 부가함으로써 액정분자의 배열상태에 혼란을 일으키기 쉬운 것에 원인이 있다. 부가하면, 리버스 틸트 도메인에 원인하는 화상의 품질의 저하란, 예컨대, 화상의 콘트라스트비의 저하, 또는 보다 구체적으로는 전면흑색 표시를 실시하고 있는 화상으로부터 옅은 계조(階調)의 표시를 실시하면, 그 전의 흑색 표시부분이 잔존하는 (나쁜 경우에는, 가로줄에 흑색 표시가 잔존하는 경우도 있음) 현상 등을 말한다.
따라서, 종래에 있어서도 이러한 문제점에 대처하기 위해, 예컨대 일본 공개특허공보2001-318388호에 개시되어 있는 바와 같이, 상기의 화소전극의 각각에 노치부를 형성함으로써, 서로 인접하는 화소전극간의 거리를 멀게하고, 서로 인접하는 리버스 틸트 도메인끼리의 물리적 거리를 크게 함에 따라 화상의 품질저하를 방지하는 전기광학장치가 제공되어 있었다.
그러나, 상기 일본 공개특허공보2001-318388호에 개시되어 있는 바와 같은 전기광학장치에는 다음과 같은 문제점이 있다. 즉, 화소전극에 노치부를 형성함에 따라, 서로 인접하는 화소전극간의 거리를 멀게 하면, 확실히 화질저하의 방지라는 효과를 얻을 수는 있지만, 상기 노치부를 형성하는 구성에 따르면, 상기 노치부를 원인으로 하여 화상 상에 새롭게 광누설을 발생시킨다는 문제점이 있는 것이다. 그 원인 내지는 상세한 메카니즘은 분명하지는 않지만, 본원 발명자들의 연구에 따르면, 상기 노치부를 형성하지 않은 장치구성에 있어서는, 상기 광누설이 발생하지 않은 것이 확인되어 있기 때문에, 해당 노치부가 광누설의 원인이 되고 있음에 틀림없다. 또한, 상기 광누설은 상기 노치부의 구체적 형상의 차이나 액정이 좌선회인지 우선회인지 등에 따라서도 나타나는 방법이 상이한 것도 확인되고 있다.
예컨대, 화소전극의 평면적 형상이, 개략 직사각형상인 경우에 있어서, 상기 직사각형상에서의 인접하는 두 각을 절결하는 경우에는, 상기 두 각에 끼인 변에대향하는 변상(邊上)의 각부(角部)에 상기 광누설이 발생한다. 즉, 노치부가「하변」측에 형성될 때에는, 광누설은「상변」상의 각부에 나타나고, 노치부가「상변」측에 형성될 때에는「하변」상의 각부에 나타나는 것과 같다. 이러한 광누설이 발생하는 결과, 상기 노치부를 화소전극에 형성함으로써, 애써 리버스 틸트 도메인에 원인하는 화질의 저하를 방지했다고 해도 화질을 손상하는 결과가 된다.
본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 리버스 틸트 도메인에 원인하는 화질저하를 방지하면서, 화상 상에 광누설을 발생시키지 않도록 함으로써, 보다 고품질인 화상을 표시 가능한 전기광학장치 및 이것을 구비하여 이루어지는 전자기기 및 투사형 표시장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
도 1 은 TFT 어레이 기판을 그 위에 형성된 각 구성요소와 함께 대향기판측에서 본 전기광학장치의 평면도이다.
도 2 는 도 1 의 H-H' 단면도이다.
도 3 은 전기광학장치의 화상표시영역을 구성하는 매트릭스형으로 형성된 복수의 화소에서의 각종 소자, 배선 등의 등가회로이다.
도 4 는 데이터선, 주사선, 화소전극 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도로서, 하층 부분 (도 6 에서의 부호 70 (축적용량) 까지의 하층의 부분) 에 관한 구성만을 나타내는 것이다.
도 5 는 데이터선, 주사선, 화소전극 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도로서, 상층 부분 (도 6 에서의 부호 70 (축적용량) 을 넘어 상층의 부분) 에 관한 구성만을 나타내는 것이다.
도 6 은 도 4 및 도 5 를 겹친 경우의 A-A' 단면도이다.
도 7 은 도 5 중 용량배선 및 화소전극만을 도시하는 평면도이다.
도 8 은 화소전극의 노치부에 원인하여 발생하는 광누설의 태양을 나타내는 설명도이다.
도 9 는 도 7 과 동일 취지의 도면으로서, 용량배선의 일부인 사각형상부의 형성위치가 상이한 것을 나타내는 도면이다.
도 10 은 도 7 과 동일 취지의 도면으로서, 용량배선의 일부인 사각형상부 및 삼각형상부 그리고 화소전극의 노치부의 형성위치가 상이한 (도 7 과는 상하가 완전히 반대의 관계에 있음) 것을 나타내는 도면이다.
도 11 은 도 7 과 동일 취지의 도면으로서, 화소전극의 노치부의 형성위치가 상이한 것을 나타내는 도면이다.
도 12 는 본 발명의 실시형태에 관한 전기광학장치가 라이트 밸브로서 사용된 투사형 표시장치의 개략구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : TFT 어레이 기판 6a : 데이터선
3a : 주사선 30 : TFT
9a : 화소전극 50 : 액정층
91, 92, 93 : 노치부 400 : 용량배선 (제 1 차광막)
410, 420, 430 : 사각형상부 (제 2 차광막)
411, 431 : 삼각형상부 (제 3 차광막)
70 : 축적용량 300 : 용량전극
75 : 유전체막 71 : 하부전극
본 발명의 제 1 전기광학장치는 상기 과제를 해결하기 위해서, 기판 상에 일정한 방향으로 연장되는 데이터선 및 상기 데이터선에 교차하는 방향으로 연장되는 주사선과, 상기 주사선에 의해 주사신호가 공급되는 스위칭 소자와, 상기 데이터선에 의해 상기 스위칭 소자를 통하여 화상신호가 공급되는 화소전극과, 상기 화소전극의 일부가 절결된 노치부와, 상기 데이터선 및 상기 주사선의 적어도 한 쪽을 따라 연신되는 제 1 차광막과, 상기 제 1 차광막과 동일막으로서 형성되어 상기 노치부에 원인하는 광누설을 방지하기 위한 제 2 차광막을 구비하고 있다.
본 발명의 제 1 전기광학장치에 따르면, 스위칭 소자의 일례인 박막 트랜지스터에 대해서 주사선을 통하여 주사신호가 공급됨으로써 그 ON ·OFF 가 제어된다. 한편, 화소전극에 대해서는 데이터선을 통하여 화상신호가 공급됨으로써상기 박막 트랜지스터의 ON ·OFF 에 따라서 화소전극에 해당 화상신호의 인가 ·비인가가 실시된다. 이에 따라, 본 발명에 관한 전기광학장치는 이른바 액티브 매트릭스 구동이 가능하게 되고 있다.
그리고, 본 발명에서는 특히, 화소전극이 노치부를 구비하고 있다. 이에 따라, 상기 화소전극을 배열시키면 상기 노치부가 형성되어 있는 분만큼 서로 인접하는 화소전극간을 멀게할 수 있기 때문에, 상기 화소전극의 각각에 관해서 생기는 리버스 틸트 도메인의 물리적 거리를 크게 할 수 있다. 따라서, 상기 리버스 틸트 도메인간의 상호작용의 발생을 방지할 수 있기 때문에, 화질의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 노치부가 형성되어 있지 않은 부분에서의 서로 인접하는 화소전극간의 거리는, 종전과 같이 유지할 수 있기 때문에, 광투과 영역으로서의 의의를 갖는 화소전극의 형성영역을 함부로 좁힐 수 없고, 종전과 손색없는 밝기의 화상을 표시하는 것이 가능하다.
이에 더하여, 본 발명에서는 데이터선 및 주사선의 적어도 한 쪽을 따라 연신되는 제 1 차광막을 구비함과 동시에, 이 제 1 차광막과 동일막으로서 형성되어 상기 노치부에 원인하는 광누설을 방지하기 위한 제 2 차광막이 구비되어 있다. 여기에「노치부」에 원인하는 광누설이 왜 생기는지는, 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제의 항에서 설명한 바와 같이 분명하지 않다. 그러나, 본 발명에 따르면, 상기 광누설에 관한 광의 진행을 제 2 차광막에 의해 차단하는 것이 가능해지기 때문에, 상기 광이 화상 상에 혼입할 우려를 극히 저감시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 상기와 같이 리버스 틸트 도메인에 원인하는 화질저하를 방지할 수 있음에 더하여, 노치부에 원인하는 광누설에 의해서 화질이 열화하는 것도 미연에 방지할 수 있다.
한편, 본 발명에 있어서, 제 1 차광막 및 제 2 차광막이「동일막으로서 형성」되어 있는 것은, 해당 전기광학장치의 제조공정에 있어서, 제 1 및 제 2 차광막의 전구막이 동일한 기회에 막형성되면서 이 전구막에 대하여 동시에 소정의 패터닝(patterning) 처리 (예컨대, 포토리소그래피 및 에칭 공정 등) 가 실시되는 것을 의미한다. 또한, 제 1 차광막 및 제 2 차광막은 전자가 후자의 일부로서, 또는 후자가 전자의 일부로서 형성되는 경우일 수도 있다. 즉, 제 1 차광막 (또는 제 2 차광막) 은, 제 2 차광막 (또는 제 1 차광막) 과 패터닝상 분단되어 있지 않고, 양자는 평면적으로 간단(間斷)없이 연속하여 형성되어 있는 태양도 본 발명의 범위 내에 포함된다. 요컨대,「동일막으로서 형성」되어 있다란, 제 1 차광막 및 제 2 차광막이 전술한 바와 같이 동일한 기회에 형성되어 있음과 동시에, 양자는 패터닝상 분단되어 형성될 수도 있고, 간단없이 연속하여 형성될 수도 있는 것이다.
본 발명의 제 2 전기광학장치는, 상기 과제를 해결하기 위해서, 기판 상에 일정한 방향으로 연장되는 데이터선 및 상기 데이터선에 교차하는 방향으로 연장되는 주사선과, 상기 주사선에 의해 주사신호가 공급되는 스위칭 소자와, 상기 데이터선에 의해 상기 스위칭 소자를 통하여 화상신호가 공급되는 평면에서 보아 직사각형상을 포함하는 화소전극과, 상기 화소전극에서의 상기 직사각형상의 각부가 절결된 노치부와, 상기 데이터선 및 상기 주사선의 적어도 한 쪽을 따라 연신되는 제1 차광막과, 상기 제 1 차광막과 동일막으로서 형성되고 상기 화소전극에서의 상기 직사각형상의 적어도 하나의 각부에 대응하도록 배치되는 제 2 차광막을 구비하고 있다.
본 발명의 제 2 전기광학장치에 따르면, 액티브 매트릭스 구동이 가능한 것은, 상기의 제 1 전기광학장치와 마찬가지이다.
그리고, 본 발명에서는 특히, 화소전극이 평면에서 보아 직사각형상을 포함하고, 상기 직사각형상의 각부가 절결된 노치부를 구비하고 있다. 이에 따라, 화소전극을 배열시키면, 상기 노치부가 형성되어 있는 분 만큼 서로 인접하는 화소전극간을 멀게 할 수 있기 때문에, 상기 화소전극의 각각에 관해서 생기는 리버스 틸트 도메인의 물리적 거리를 크게 할 수 있다. 따라서, 상기 리버스 틸트 도메인간의 상호작용의 발생을 방지할 수 있기 때문에, 화질의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 노치부가 형성되어 있지 않은 부분에서의 서로 인접하는 화소전극간의 거리는 종전대로 유지할 수 있기 때문에, 광투과 영역으로서의 의의를 갖는 화소전극의 형성영역을 함부로 좁힐 수 없고, 종전과 손색없는 밝기의 화상을 표시하는 것이 가능하다.
이에 더하여, 본 발명에서는 데이터선 및 주사선의 적어도 한 쪽을 따라 연신되는 제 1 차광막을 구비함과 동시에, 이 제 1 차광막과 동일막으로서 형성되어 상기 화소전극에서의 상기 직사각형상의 적어도 하나의 각부에 대응하도록 배치되는 제 2 차광막이 구비되어 있다. 여기에「노치부」에 원인하는 광누설이 왜 생기는지는, 발명이 해결하고자 하는 과제의 항에서 설명한 바와 같이 분명하지 않다. 그러나, 본원 발명자들의 연구에 따르면, 본 발명과 같이 화소전극의 평면적 형상이 직사각형상을 포함하고, 상기 직사각형상의「각부」가 절결되어 있는 경우에는, 광누설은 해당 직사각형상의 적어도 하나의 각부에 대응하도록 출현할 개연성이 높은 것이 확인되어 있다. 이 경우에 말하는 「적어도 하나의 각부」는, 상기의 노치부가 형성되는 각부를 포함하는 것 외에, 직사각형상을 구성하는 그 밖의 각부도 포함한다. 본 발명에 있어서는, 이러한「적어도 하나의 각부」에 대응하도록 광의 진행을 차단하는 제 2 차광막이 형성되어 있는 것이다.
따라서, 본 발명에 따르면, 상기와 같이 리버스 틸트 도메인에 원인하는 화질저하를 방지할 수 있음에 더하여, 노치부에 원인하는 광누설에 의해서 화질이 열화하는 것도 미연에 방지할 수 있다.
한편, 본 발명에 있어서, 제 1 차광막 및 제 2 차광막이「동일막으로서 형성」되어있다는 것은 이미 설명한 대로의 의의를 갖는다.
또한, 화소전극의 평면적 형상이「직사각형상을 포함한다」라는 것은, 상기 화소전극 자체가 정사각형 ·직사각형 등인 경우 외에, 이들 정사각형 ·직사각형 등을 기본으로 하면서도, 상기 화소전극의 평면적 형상이 상기 정사각형 ·직사각형 등에 약간의 변형을 수반한 도형이 되는 경우도 포함한다.
본 발명의 제 1 또는 제 2 전기광학장치의 일 태양에서는, 상기 노치부는 상기 직사각형상에서의 어느 한 변을 사이에 둔 두 개의 각부 중 적어도 한 쪽을 절결하도록 형성되어 있고, 상기 제 2 차광막은 상기 어느 한 변에 대향하는 변을 사이에 둔 두 개의 각부의 어느 한 쪽에 대응하도록 형성되어 있다.
이 태양에 따르면, 노치부에 원인하는 광누설의 발생을 보다 확실히 방지할 수 있다. 즉, 본원 발명자들의 연구에 따르면, 예컨대 화소전극의 평면적 형상이 직사각형상인 경우에 있어서, 상기 직사각형상에서의 하나의 단변(短邊)을 사이에 둔 두 개의 각부(角部)를 절결하도록 상기 노치부를 형성하면, 상기 광누설은 상기 단변에 대향하는 단변을 사이에 둔 두 개의 각부의 어느 한 쪽에 출현할 개연성이 높은 것이 확인되어 있다. 그런데, 본 태양에서는 해당 두 개의 각부의 어느 한 쪽에 대응하도록 상기 제 2 차광막이 형성되어 있는 것이다. 이렇게, 본 태양에서는, 제 2 차광막은 광누설이 생기기 쉬운 개소에 따라서 형성되어 있게 되고, 이것을 원인으로 하는 화질의 저하를 보다 확실히 방지할 수 있다.
본 발명의 제 1 또는 제 2 전기광학장치의 다른 태양에서는, 상기 제 1 차광막은 상기 주사선 및 상기 데이터선 모두를 따르도록 평면에서 보아 격자형으로 형성되면서, 상기 화소전극은 상기 격자형을 제거하도록 매트릭스형으로 배열되어 있고, 상기 제 2 차광막은 상기 격자형에서의 각 교차점의 모서리부에 대응하도록 형성되어 있다.
이 태양에 따르면, 제 1 차광막은 상기 주사선 및 상기 데이터선 모두를 따르도록 격자형으로 형성되면서, 상기 화소전극은 상기 격자형을 제거하도록 매트릭스형으로 배열되어 있기 때문에, 서로 인접하는 각 화소간을 가로막는, 말하자면 「분리」의 차광막으로서 기능한다. 이에 따라, 화상의 고(高)콘트라스트화가 가능해진다.
한편, 제 2 차광막은 상기 격자형에서의 각 교차점의 모서리부에 대응하도록형성되어 있다. 이에 따르면, 제 2 차광막은 하나 하나의 화소전극의 각부만을 덮도록 형성되게 된다. 따라서, 일반적으로 광투과 영역으로서의 의의를 갖는 화소전극의 형성영역을 넓은 면적에 걸쳐 함부로 덮지 않기 때문에, 종전에 비교하여, 화상의 밝기를 그다지 희생시키지 않고 상기 광누설 방지에 관한 작용효과를 얻을 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 화소전극의 평면적 형상이 직사각형상을 포함하면서 노치부가 상기 직사각형상의 각부를 절결하도록 형성되어 있는 경우에는, 광누설은 바로 본 태양에서 말하는 「모서리부」부근에서 발생할 개연성이 높다. 따라서, 본 태양에 따르면, 이러한 전제가 있는 경우에 있어서 노치부에 원인하는 화질의 저하를 보다 확실히 방지할 수 있다.
한편, 본 태양에 있어서, 화소전극이 「격자형을 제거하도록」형성되어 있다는 것은, 제 1 차광막 및 화소전극이 평면적으로 보아 완전히 겹치지 않고 형성되어 있다는 것만을 의미하지 않는다. 예컨대, 화소전극의 어느 한 변과 제 1 차광막이 부분적으로 겹치도록 형성되어 있을 수도 있다. 이러한 경우에도, 화소전극이「격자형을 제거하도록」형성되어 있는 것에 포함된다.
본 태양에서는, 상기 제 2 차광막은 상기 교차점의 하나의 모서리부에 대응하여 형성되어 있음과 동시에, 상기 제 1 차광막 및 상기 제 2 차광막과 동일막으로서 형성되고, 상기 교차점 중 상기 하나의 모서리부를 제외한 세 개의 모서리부 중 적어도 하나에 대응하도록 제 3 차광막을 추가로 구비하고 있도록 구성할 수도 있다.
이러한 구성에 따르면, 격자형을 만드는 제 1 차광막의 교차점에 있어서 관념되는 4 개의 모서리부 중, 상기 제 2 차광막에 대응한 모서리부를 제외한, 3 개의 모서리부 중의 적어도 하나에 대응하도록 제 3 차광막이 형성되어 있다.
따라서, 우선, 노치부를 원인으로 하는 광누설이 가령, 예상외의 장소에 출현했다고 해도, 해당 광누설의 발생을 상기 제 3 차광막에 의해서 미연에 방지할 수 있다.
또한, 이러한 제 3 차광막에 따르면, 상기 스위칭 소자가 예컨대 박막 트랜지스터 등으로 이루어지는 경우에 있어서, 그 반도체층 (활성층) 에 광이 진입하는 사태를 미연에 방지할 수 있다. 따라서, 이러한 사태가 발생함으로써, 반도체층 내에 광리크 전류가 발생하여, 화상 상에 플리커 등을 발생시키는 것을 미연에 방지할 수 있다.
한편, 이러한 광리크 전류에 관한 작용효과는, 상기 스위칭 소자가,「상기 격자형에서의 교차점에 대응하도록 배치되어 있는」경우에 보다 효과적이다. 이 경우에는, 교차점의 모서리부 부근을 통과한 광이, 반도체층에 대하여 보다 입사하기 쉽다고 할 수 있기 때문이다.
이 태양에서는, 상기 제 3 차광막은 상기 노치부를 덮도록 형성되어 있도록 구성할 수도 있다.
이러한 구성에 따르면, 노치부 그 자체를 빠져나오는 광, 바꾸어 말하면, 결과적으로 화소전극이 형성되어 있지 않은 부분을 빠져나오는 광의 진행을 차단할 수 있다.
본 발명의 제 1 또는 제 2 전기광학장치의 다른 태양에서는, 상기 기판에 대향 배치되는 대향기판과, 상기 기판 및 상기 대향기판사이에 봉입되는 트위스티드 ·네마틱 액정 (TN 액정 ; Twisted Nematic) 을 추가로 구비하여 이루어지고, 상기 제 2 차광막의 형성위치는 상기 TN 액정의 선회방향에 따라서 정해진다.
이 태양에 따르면, TN 액정의 선회방향에 따라서, 제 2 차광막의 형성위치가 정해짐에 따라 보다 확실히 노치부에 원인하는 광누설의 발생을 방지할 수 있다. 그렇다는 것도, 본원 발명자들의 연구에 따르면, 노치부의 형성위치가 같아도 TN 액정의 선회방향의 차이에 따라서 광누설이 발생하는 장소가 상이한 것이 확인되고 있기 때문이다. 구체적으로는, 전술한 바와 같이, 화소전극의 평면적 형상이 직사각형상인 경우에 있어서, 상기 직사각형상에서의 하나의 단변을 사이에 둔 두 개의 각부를 절결하도록 상기 노치부를 형성하면, 상기 광누설은 상기 단변에 대향하는 단변을 사이에 둔 두 개의 각부의 어느 한 쪽에 출현할 개연성이 높은 것이 확인되고 있지만, 이 경우, 예컨대, 상기 TN 액정이 좌선회이면 광누설은 상기 두 개의 각부 중의 한 쪽에 출현하는 데에 대하여, 우선회라면 그 반대로 출현한다는 것이 확인되어 있다.
이렇게, TN 액정의 선회방향에 따라서 광누설의 발생개소는 변하지만, 본 태양에서는, 그에 따라서 제 2 차광막이 형성되어 있기 때문에, 해당 광누설을 보다 확실히 방지가능한 것이다.
본 발명의 제 1 또는 제 2 전기광학장치의 다른 태양에서는, 상기 제 1 차광막은 상기 데이터선과 상기 화소전극 사이에 배치되어 있고, 상기 제 1 차광막은고정전위로 되어 있다.
이 태양에 따르면, 데이터선 및 화소전극간에 용량결합이 생기는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 데이터선을 따른 색 불균일 등을 발생시키지 않고, 보다 고품질인 화상을 표시할 수 있다. 또한, 본 태양에서는, 제 1 차광막이 이렇게 용량결합 방지용 막으로서도 기능함으로써, 상기 제 1 차광막과 상기 용량결합방지용 막을 따로따로 형성하는 등의 경우에 비교하여, 해당 전기광학장치의 구조 내지는 구성을 간략화하는 것이 가능함과 동시에, 비용의 저렴화 등을 꾀할 수 있다.
한편, 이러한 작용효과를 보다 효과적으로 얻기 위해서는, 제 1 차광막이 데이터선을 덮도록, 또한, 상기 제 1 차광막의 폭이 상기 데이터선의 폭보다도 넓어지도록, 상기 제 1 차광막을 형성하도록 하면 좋다. 이렇게 하면, 데이터선과 화소전극간의 차폐가 보다 확실하게 되기 때문이다.
본 발명의 제 1 또는 제 2 전기광학장치의 다른 태양에서는, 상기 기판 상에 상기 스위칭 소자 및 상기 화소전극에 전기적으로 접속된 화소전위전극, 상기 화소전위전극에 대향하도록 배치된 고정전위전극 그리고 상기 화소전위전극 및 상기 고정전위전극사이에 배치된 유전체막으로 이루어지는 축적용량을 추가로 구비하여 이루어지고, 상기 제 1 차광막은 상기 고정전위전극에 고정전위를 공급한다.
이 태양에 따르면, 우선, 축적용량이 구비됨에 따라, 화소전극에서의 전위유지특성을 현격히 향상시킬 수 있기 때문에, 화상의 콘트라스트비를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 태양에 따르면, 상기 제 1 차광막이 상기 축적용량을 구성하는 한쪽의 전극인 고정전위전극에 고정전위를 공급하기 위한 배선으로서 기능한다. 따라서, 상기 제 1 차광막과 고정전위전극에 고정전위를 공급하기 위한 배선을 따로따로 형성하는 등의 경우에 비교하여, 해당 전기광학장치의 구조 내지는 구성을 간략화하는 것이 가능함과 동시에, 비용의 저렴화 등을 꾀할 수 있다.
한편, 본 태양에 기술하는 요건을 구비하는 제 1 차광막이, 데이터선 및 화소전극간에 배치되면, 해당 제 1 차광막은 전술한 바와 같이, 용량결합방지용 막으로서도 기능하게 되고, 상기 제 1 차광막의 고기능화는 보다 증진하게 되며, 상기의 구성 간략화, 비용 저렴화 등의 효과는 보다 효과적으로 발휘되게 된다.
본 발명의 제 1 또는 제 2 전기광학장치의 다른 태양에서는, 상기 제 1 차광막은 적층구조를 갖는다.
이 태양에 따르면, 제 1 차광막이 적층구조를 갖기 때문에, 상기 제 1 차광막과 동일막으로서 형성되는 상기 제 2 차광막, 또는 제 3 차광막도 또한, 동일한 적층구조를 갖는 것으로서 구성될 수 있게 된다. 그리고, 상기 적층구조가, 예컨대, 광반사재료 및 광흡수재료로 이루어지는 2 층 구조가 되는 것이라면, 상기 제 1, 제 2, 또는 제 3 차광막은 뛰어난 차광성능을 갖게 된다. 따라서, 이에 따르면, 전술한 제 2 차광막에 의한 광누설 발생방지의 작용효과나, 제 1 차광막에 의한 화소전극간의 분리로서의 차광에 관한 작용효과 등을 보다 효과적으로 향수할 수 있게 된다.
또한, 제 1 차광막을 적층구조로 하는 경우에, 그 구체적인 구성을 생각한 다음에는, 상기의 차광성능 향상이라는 목적 이외의 목적을 고려하도록 할 수도 있다. 예컨대, 제 1 차광막이 상기와 같이 축적용량의 고정전위전극에 고정전위를 공급하기 위한 배선으로서 기능하는 경우에는, 상기 제 1 차광막은 저저항화되는 것이 바람직하기 때문에, 해당 적층구조의 1 층으로서 보다 전기저항치가 낮은 재료 (예컨대, 알루미늄) 를 사용하는 등 하면 좋다.
한편, 상기 광반사재료의 구체예로서는, 예컨대, 광반사성능이 비교적 뛰어난 알루미늄으로 이루어지는 막, 상기 광흡수재료의 구체예로서는, 예컨대, 광흡수성능이 비교적 뛰어난 티탄, 또는 질화티탄으로 이루어지는 막 등이 있다.
본 발명의 전자기기는, 상기 과제를 해결하기 위해서, 전술한 본 발명의 전기광학장치 (단, 그 각종 태양을 포함함) 를 구비하여 이루어진다.
본 발명의 전자기기에 따르면, 전술한 본 발명의 전기광학장치를 구비하여 이루어지기 때문에, 리버스 틸트 도메인에 원인하는 화질저하나, 화소전극의 노치부에 원인하는 광누설이 없는, 보다 고품질인 화상을 표시 가능한, 액정 텔레비전, 휴대전화, 전자수첩, 워드 프로세서, 뷰 파인더형 또는 모니터직시형의 비디오테이프 레코더, 워크스테이션, 텔레비전 전화, POS 단말, 터치패널 등의 각종 전자기기를 실현할 수 있다.
본 발명의 투사형 표시장치는, 상기 과제를 해결하기 위해서, 전술한 본 발명의 전기광학장치 (단, 그 각종 태양을 포함함) 와, 광원과, 상기 광원으로부터 발해진 투사광을 상기 전기광학장치에 이끄는 광학계와, 상기 전기광학장치로부터 출사되는 투사광을 투사하는 투사광학계를 구비하고 있다.
본 발명의 투사형 표시장치에 따르면, 전술한 본 발명의 전기광학장치를 구비하여 이루어지기 때문에, 리버스 틸트 도메인에 원인하는 화질저하나, 화소전극의 노치부에 원인하는 광누설이 없는, 보다 고품질인 화상을 표시 가능한 투사형 표시장치를 실현할 수 있다. 특히, 본 발명에 관한 투사형 표시장치에 있어서는, 상기 광원으로서 비교적 강력한 것이 이용되는 경우가 많고, 이 경우, 화소전극의 노치부에 원인하는 광누설의 정도는 보다 심각해지기 때문에 (예컨대, 상기 광누설이 보다 분명해지는 등), 전술한 본 발명의 전기광학장치를 구비하는 것은 보다 한층 유리해진다.
본 발명의 이러한 작용 및 다른 이득은 다음에 설명하는 실시형태로부터 분명해진다.
발명의 실시형태
이하에서는 본 발명의 실시형태에 관해서 도면을 참조하면서 설명한다. 이하의 실시형태는, 본 발명의 전기광학장치를 액정장치에 적용한 것이다.
[전기광학장치의 전체구성]
우선, 본 발명의 전기광학장치에 관한 실시형태의 전체구성에 관해서, 도 1 및 도 2 를 참조하여 설명한다. 여기에, 도 1 은 TFT 어레이 기판을 그 위에 형성된 각 구성요소와 함께 대향기판측에서 본 전기광학장치의 평면도이고, 도 2 는 도 1 의 H-H' 단면도이다. 여기에서는 전기광학장치의 일례인 구동회로 내장형의 TFT 액티브 매트릭스 구동방식의 액정장치를 예로 든다.
도 1 및 도 2 에 있어서, 본 실시형태에 관한 전기광학장치에서는 TFT 어레이 기판 (10) 과 대향기판 (20) 이 대향 배치되어 있다. TFT 어레이 기판 (10)과 대향기판 (20) 사이에 액정층 (50) 이 봉입되어 있고, TFT 어레이 기판 (10) 과 대향기판 (20) 은 화상표시영역 (10a) 의 주위에 위치하는 시일영역에 형성된 시일재 (52) 에 의해 서로 접착되어 있다.
시일재 (52) 는 양 기판을 접합하기 위한, 예컨대 자외선 경화수지, 열경화수지 등으로 이루어지고, 제조 프로세스에 있어서 TFT 어레이 기판 (10) 상에 도포된 후, 자외선조사, 가열 등에 의해 경화된 것이다. 또한, 시일재 (52) 중에는, TFT 어레이 기판 (10) 과 대향기판 (20) 의 간격 (기판간 갭) 을 소정치로 하기 위한 글래스 화이버 또는 글래스 비드 등의 갭재가 살포되어 있다. 즉, 본 실시형태의 전기광학장치는 프로젝터의 라이트 밸브용으로서 소형으로 확대표시를 실시하기에 적합하다.
시일재 (52) 가 배치된 시일영역의 내측에 병행하여, 화상표시영역 (10a) 의 프레임 영역을 규정하는 차광성의 프레임 차광막 (53) 이 대향기판 (20) 측에 형성되어 있다. 단, 이러한 프레임 차광막 (53) 의 일부 또는 전부는, TFT 어레이 기판 (10) 측에 내장 제 1 차광막으로서 형성될 수도 있다. 한편, 본 실시형태에 있어서는, 상기의 화상표시영역 (10a) 의 주변에 위치하는 주변영역이 존재한다. 바꿔 말하면, 본 실시형태에 있어서는 특히, TFT 어레이 기판 (10) 의 중심에서 보아 이 프레임 차광막 (53) 보다 먼 곳이 주변영역으로서 규정되어 있다.
주변영역 중, 시일재 (52) 가 배치된 시일영역의 외측에 위치하는 영역에는, 데이터선 구동회로 (101) 및 외부회로 접속단자 (102) 가 TFT 어레이 기판 (10) 의 한 변을 따라 형성되어 있다. 또한, 주사선 구동회로 (104) 는, 이 한 변에 인접하는 두 변을 따라, 또한, 상기 프레임 차광막 (53) 에 덮여지도록 하여 형성되고 있다. 또한, 이렇게 화상표시영역 (10a) 의 양측에 형성된 두 개의 주사선 구동회로 (104) 사이를 연결하기 위해, TFT 어레이 기판 (10) 의 나머지 한 변을 따라, 또한, 상기 프레임 차광막 (53) 에 덮여지도록 하여 복수의 배선 (105) 이 형성되어 있다.
또한, 대향기판 (20) 의 4 개의 코너부에는, 양 기판간의 상하 도통단자로서 기능하는 상하 도통재 (106) 가 배치되어 있다. 한편, TFT 어레이 기판 (10) 에는 이들의 코너부에 대향하는 영역에 있어서 상하 도통단자가 형성되어 있다. 이들에 의해, TFT 어레이 기판 (10) 과 대향기판 (20) 사이에서 전기적인 도통을 취할 수 있다.
도 2 에 있어서, TFT 어레이 기판 (10) 상에는, 화소 스위칭용 TFT 나 주사선, 데이터선 등의 배선이 형성된 후의 화소전극 (9a) 상에, 배향막이 형성되어 있다. 한편, 대향기판 (20) 상에는 대향전극 (21) 외에, 격자형 또는 스트라이프형의 제 1 차광막 (23), 나아가서는 최상층 부분에 배향막이 형성되어 있다. 또한, 액정층 (50) 은, 예컨대 1 종 또는 수 종류의 트위스트 ·네마틱 액정을 혼합한 액정으로 이루어지고, 이들 한 쌍의 배향막 사이에서 소정의 배향상태를 취한다.
한편, 도 1 및 도 2 에 나타낸 TFT 어레이 기판 (10) 상에는 이들의 데이터선 구동회로 (101), 주사선 구동회로 (104) 등에 더하여, 화상신호선상의 화상신호를 샘플링하여 데이터선에 공급하는 샘플링 회로, 복수의 데이터선에 소정전압레벨의 프리차지 신호를 화상신호에 선행하여 각각 공급하는 프리차지 회로, 제조 도중이나 출하시의 해당 전기광학장치의 품질, 결함 등을 검사하기 위한 검사회로 등을 형성할 수도 있다.
[화소부에서의 구성]
이하에서는, 본 발명의 본 실시형태에 있어서의 전기광학장치의 화소부에서의 구성에 관해서, 도 3 내지 도 6 을 참조하여 설명한다. 여기에 도 3 은, 전기광학장치의 화상표시영역을 구성하는 매트릭스형으로 형성된 복수의 화소에서의 각종 소자, 배선 등의 등가회로이고, 도 4 및 도 5 는 데이터선, 주사선, 화소전극 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도이다. 한편, 도 4 및 도 5 는 각각, 후술하는 적층구조 중 하층 부분 (도 4) 과 상층 부분 (도 5) 을 나누어 도시하고 있다.
또한, 도 6 은 도 4 및 도 5 를 겹친 경우의 A-A' 단면도이다. 한편, 도 6 에 있어서는 각 층 ·각 부재를 도면상에서 인식 가능한 정도의 크기로 하기 위해서, 상기 각 층 ·각 부재마다 축척을 상이하게 하고 있다.
[화소부의 회로구성]
도 3 에 있어서, 본 실시형태에서의 전기광학장치의 화상표시영역을 구성하는 매트릭스형으로 형성된 복수의 화소에는, 각각, 화소전극 (9a) 과 해당 화소전극 (9a) 을 스위칭 제어하기 위한 TFT (30) 가 형성되어 있고, 화상신호가 공급되는 데이터선 (6a) 이 해당 TFT (30) 의 소스에 전기적으로 접속되어 있다. 데이터선 (6a) 에 기입하는 화상신호 (S1, S2, …, Sn) 는 이 순서로 선순서대로 공급해도 상관없고, 서로 인접하는 복수의 데이터선 (6a) 끼리에 대해서 그룹마다 공급하도록 할 수도 있다.
또한, TFT (30) 의 게이트에 게이트전극 (3a) 이 전기적으로 접속되어 있고, 소정의 타이밍으로 주사선 (11a) 및 게이트전극 (3a) 에 펄스적으로 주사신호 (G1, G2, …, Gm) 를 이 순서로 선순서대로 인가하도록 구성되어 있다. 화소전극 (9a) 은, TFT (30) 의 드레인에 전기적으로 접속되어 있고, 스위칭 소자인 TFT (30) 를 일정기간만큼 그 스위치를 닫음으로써 데이터선 (6a) 으로부터 공급되는 화상신호 (S1, S2, …, Sn) 를 소정의 타이밍으로 기입한다.
화소전극 (9a) 을 통하여 전기광학물질의 일례로서의 액정에 기입된 소정 레벨의 화상신호 (S1, S2, …, Sn) 는 대향기판에 형성된 대향전극 사이에서 일정기간 유지된다. 액정은 인가되는 전압레벨에 의해 분자집합의 배향이나 질서가 변화함에 따라, 광을 변조하고 계조표시를 가능하게 한다. 노멀리 화이트 모드이면, 각 화소의 단위로 인가된 전압에 따라서 입사광에 대한 투과율이 감소하고, 노멀리 블랙 모드이면, 각 화소의 단위로 인가된 전압에 따라서 입사광에 대한 투과율이 증가되어, 전체로서 전기광학장치로부터는 화상신호에 따른 콘트라스트를 갖는 광이 출사한다.
여기에서 유지된 화상신호가 리크된는 것을 막기 위해서, 화소전극 (9a) 과 대향전극 사이에 형성되는 액정용량과 병렬로 축적용량 (70) 을 부가한다. 이 축적용량 (70) 은 주사선 (11a) 에 나란하게 형성되고, 고정전위측 용량전극을 포함함과 동시에 정전위로 고정된 용량전극 (300) 을 포함하고 있다.
[화소부의 구체적 구성]
이하에서는, 상기 데이터선 (6a), 주사선 (11a) 및 게이트전극 (3a), TFT (30) 등에 따른, 전술한 바와 같은 회로동작이 실현되는 전기광학장치의 구체적인 구성에 관해서, 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
우선, 도 5 에 있어서, 화소전극 (9a) 은 TFT 어레이 기판 (10) 상에 매트릭스형으로 복수 형성되어 있고 (실선에 의해 윤곽이 나타나 있음), 화소전극 (9a) 의 종횡의 경계를 각각 따라 데이터선 (6a) 및 주사선 (11a) 이 형성되어 있다. 데이터선 (6a) 은 후술하는 바와 같이 알루미늄막 등을 포함하는 적층구조로 이루어지고, 주사선 (11a) 은, 예컨대 도전성의 폴리규소막 등으로 이루어진다. 또한, 주사선 (11a) 은 반도체층 (1a) 중 도면중 우측으로 오르는 사선영역으로 나타낸 채널영역 (1a') 에 대향하는 게이트전극 (3a) 에 컨택트홀 (12cv) 을 통하여 전기적으로 접속되어 있고, 상기 게이트전극 (3a) 은 상기 주사선 (11a) 에 포함되는 형태로 되어 있다. 즉, 게이트전극 (3a) 과 데이터선 (6a) 이 교차하는 개소에는 각각, 채널영역 (1a') 에, 주사선 (11a) 에 포함되는 게이트전극 (3a) 이 대향 배치된 화소 스위칭용의 TFT (30) 가 형성되어 있다. 이에 따라 TFT (30 : 게이트전극을 제외함) 는 게이트전극 (3a) 과 주사선 (11a) 사이에 존재하는 형태로 되어 있다.
다음에, 전기광학장치는, 도 4 및 도 5 의 A-A' 선 단면도인 도 6 에 나타내는 바와 같이, 예컨대, 석영기판, 유리기판, 규소기판으로 이루어지는 TFT 어레이 기판 (10) 과, 이에 대향 배치되는, 예컨대 유리기판이나 석영기판으로 이루어지는대향기판 (20) 을 구비하고 있다.
TFT 어레이 기판 (10) 측에는, 도 6 에 나타낸 바와 같이, 상기 화소전극 (9a) 이 형성되어 있고, 그 상측에는 러빙처리 등의 소정의 배향처리가 이루어진 배향막 (16) 이 형성되어 있다. 화소전극 (9a) 은 예컨대 ITO 막 등의 투명 도전성막으로 이루어진다. 한편, 대향기판 (20) 측에는, 그 전면에 걸쳐 대향전극 (21) 이 형성되어 있고, 그 하측에는 러빙처리 등의 소정의 배향처리가 이루어진 배향막 (22) 이 형성되어 있다. 대향전극 (21) 은, 전술한 화소전극 (9a) 과 동일하게, 예컨대 ITO 막 등의 투명 도전성막으로 이루어진다.
이렇게 대향 배치된 TFT 어레이 기판 (10) 및 대향기판 (20) 사이에는, 전술한 시일재 (52 : 도 1 및 도 2 참조) 에 의해 둘러싸인 공간에 액정 등의 전기광학물질이 봉입되어 액정층 (50) 이 형성된다. 액정층 (50) 은 화소전극 (9a) 으로부터의 전계가 인가되어 있지 않은 상태로 배향막 (16 및 22) 에 의해 소정의 배향상태를 취한다.
한편, TFT 어레이 기판 (10) 상에는, 상기의 화소전극 (9a) 및 배향막 (16) 외에, 이들을 포함하는 각종 구성이 적층구조를 이루어 구비되어 있다. 이 적층구조는, 도 6 에 나타낸 바와 같이, 아래부터 순서대로, 주사선 (11a) 을 포함하는 제 1 층, 게이트전극 (3a) 을 포함하는 TFT (30) 등을 포함하는 제 2 층, 축적용량 (70) 을 포함하는 제 3 층, 데이터선 (6a) 등을 포함하는 제 4 층, 용량배선 (400 : 본 발명에서 말하는 「제 1 차광막」의 일례에 해당함) 등을 포함하는 제 5 층, 상기 화소전극 (9a) 및 배향막 (16) 등을 포함하는 제 6 층 (최상층) 으로 이루어진다. 또한, 제 1 층 및 제 2 층간에는 베이스 절연막 (12) 이, 제 2 층 및 제 3 층간에는 제 1 층간절연막 (41) 이, 제 3 층 및 제 4 층간에는 제 2 층간절연막 (42) 이, 제 4 층 및 제 5 층간에는 제 3 층간절연막 (43) 이, 제 5 층 및 제 6 층간에는 제 4 층간절연막 (44) 이 각각 형성되어 있고, 전술한 각 요소사이가 단락하는 것을 방지하고 있다. 또한, 이들 각종의 절연막 (12, 41, 42, 43 및 44) 에는, 예컨대, TFT (30) 의 반도체층 (1a) 중의 고농도 소스영역 (1d) 과 데이터선 (6a) 을 전기적으로 접속하는 컨택트홀 등도 또한 형성되어 있다. 이하에서는, 이들의 각 요소에 관해서, 아래부터 순서대로 설명을 실시한다. 한편, 전술 중 제 1 층부터 제 3 층까지가 하층 부분으로서 도 4 에 도시되어 있고, 제 4 층부터 제 6 층까지가 상층 부분으로서 도 5 에 도시되어 있다.
(적층구조 ·제 1 층의 구성 -주사선 등-)
우선, 제 1 층에는 예컨대, Ti, Cr, W, Ta, Mo 등의 고융점금속 중의 적어도 하나를 포함하는, 금속 단체, 합금, 금속실리사이드, 폴리실리사이드, 이들을 적층한 것, 또는 도전성 폴리규소 등으로 이루어지는 주사선 (11a) 이 형성되어 있다. 이 주사선 (11a) 은, 평면적으로 보아, 도 4 의 X 방향을 따르도록 스트라이프형으로 패터닝되어 있다. 보다 자세히 보면, 스트라이프형의 주사선 (11a) 은, 도 4 의 X 방향을 따르도록 연신되는 본선부와, 데이터선 (6a) 또는 용량배선 (400) 이 연재하는 도 4 의 Y 방향으로 연장되는 돌출부를 구비하고 있다. 한편, 인접하는 주사선 (11a) 에서 연신되는 돌출부는 상호 접속되지 않고, 따라서, 상기 주사선 (11a) 은 하나하나 분단된 형태로 되어 있다.
(적층구조 ·제 2 층의 구성 -TFT 등-)
다음에, 제 2 층으로서, 게이트전극 (3a) 을 포함하는 TFT (30) 가 형성되어 있다. TFT (30) 는, 도 6 에 나타낸 바와 같이, LDD (Lightly Doped Drain) 구조를 갖고 있고, 그 구성요소로서는 전술한 게이트전극 (3a), 예컨대 폴리규소막으로 이루어지고 게이트전극 (3a) 에서의 전계에 의해 채널이 형성되는 반도체층 (1a) 의 채널영역 (1a'), 게이트전극 (3a) 과 반도체층 (1a) 을 절연하는 게이트절연막을 포함하는 절연막 (2), 반도체층 (1a) 에서의 저농도 소스영역 (1b) 및 저농도 드레인영역 (1c) 그리고 고농도 소스영역 (1d) 및 고농도 드레인영역 (1e) 을 구비하고 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 이 제 2 층에, 전술한 게이트전극 (3a) 과 동일막으로서 중계전극 (719) 이 형성되어 있다. 이 중계전극 (719) 은, 평면적으로 보아 도 4 에 나타낸 바와 같이, 각 화소전극 (9a) 의 X 방향으로 연장되는 한 변의 대략 중앙에 위치하도록 아일랜드형으로 형성되어 있다. 중계전극 (719) 과 게이트전극 (3a) 은 동일막으로서 형성되어 있기 때문에, 후자가 예컨대 도전성 폴리규소막 등으로 이루어지는 경우에 있어서는, 전자도 또한 도전성 폴리규소막 등으로 이루어진다.
한편, 전술한 TFT (30) 는, 바람직하게는 도 6 에 나타낸 바와 같이 LDD 구조를 갖지만, 저농도 소스영역 (1b) 및 저농도 드레인영역 (1c) 에 불순물의 주입을 실시하지 않은 오프셋 구조를 가질 수도 있고, 게이트전극 (3a) 을 마스크로 하여 고농도로 불순물을 주입하여, 자기정합적으로 고농도 소스영역 및 고농도 드레인영역을 형성하는 자동 보정형 TFT 일 수도 있다.
(적층구조 ·제 1 층 및 제 2 층간의 구성 -베이스 절연막-)
이상 설명한 주사선 (11a) 의 위, 또한 TFT (30) 의 아래에는, 예컨대 규소산화막 등으로 이루어지는 베이스 절연막 (12) 이 형성되어 있다. 베이스 절연막 (12) 은, 주사선 (11a) 으로부터 TFT (30) 를 층간절연하는 기능 외에, TFT 어레이 기판 (10) 의 전면에 형성됨으로써, TFT 어레이 기판 (10) 의 표면 연마시의 거칠기나, 세정 후에 남는 오염 등에 의한 화소 스위칭용 TFT (30) 의 특성변화를 방지하는 기능을 갖는다.
이 베이스 절연막 (12) 에는, 평면적으로 보아 반도체층 (1a) 의 양옆에, 후술하는 데이터선 (6a) 을 따라 연신되는 반도체층 (1a) 의 채널 길이방향을 따른 홈형의 컨택트홀 (12cv) 이 파여 있고, 이 컨택트홀 (12cv) 에 대응하여, 그 위쪽에 적층되는 게이트전극 (3a) 은 하측에 오목형으로 형성된 부분을 포함하고 있다. 또한, 이 컨택트홀 (12cv) 전체를 매립하도록 하여, 게이트전극 (3a) 이 형성되어 있음에 따라, 상기 게이트전극 (3a) 에는 이와 일체적으로 형성된 측벽부 (3b) 가 연신 설치되도록 되어 있다. 이에 따라, TFT (30) 의 반도체층 (1a) 은 도 4 에 잘 나타나 있는 바와 같이, 평면적으로 보아 측방으로부터 덮이게 되어 있고, 적어도 이 부분으로부터의 광의 입사가 억제되도록 되어 있다.
또한, 이 측벽부 (3b) 는, 상기 컨택트홀 (12cv) 을 매립하도록 형성되어 있음과 동시에, 그 하단이 상기의 주사선 (11a) 과 접하도록 되어 있다. 여기에서 주사선 (11a) 은, 전술한 바와 같이 스트라이프형으로 형성되어 있기 때문에,어느 행에 존재하는 게이트전극 (3a) 및 주사선 (11a) 은, 해당 행에 주목하는 한 항상 동전위가 된다.
(적층구조 ·제 3 층의 구성 -축적용량 등-)
한편, 전술의 제 2 층에 계속하여 제 3 층에는 축적용량 (70) 이 형성되어 있다. 축적용량 (70) 은, TFT (30) 의 고농도 드레인영역 (1e) 및 화소전극 (9a) 에 접속된 화소전위측 용량전극으로서의 하부전극 (71) 과, 고정전위측 용량전극으로서의 용량전극 (300) 이 유전체막 (75) 을 사이에 두고 대향 배치됨으로써 형성되어 있다. 이 축적용량 (70) 에 따르면, 화소전극 (9a) 에서의 전위유지특성을 현저히 높이는 것이 가능해진다. 또한, 본 실시형태에 관한 축적용량 (70) 은, 도 4 의 평면도를 보면 알 수 있듯이, 화소전극 (9a) 의 형성영역에 거의 대응하는 광투과 영역에는 달하지 않도록 형성되어 있기 때문에 (바꾸어 말하면, 차광영역 내에 들어가도록 형성되어 있기 때문에), 전기광학장치 전체의 화소개구율은 비교적 크게 유지되고, 이에 따라, 보다 밝은 화상을 표시하는 것이 가능해진다.
보다 상세하게는, 하부전극 (71) 은, 예컨대 도전성의 폴리규소막으로 이루어져 화소전위측 용량전극으로서 기능한다. 단, 하부전극 (71) 은, 금속 또는 합금을 포함하는 단일층막 또는 다층막으로 구성할 수도 있다. 또한, 이 하부전극 (71) 은, 화소전위측 용량전극으로서의 기능 외에, 화소전극 (9a) 과 TFT (30) 의 고농도 드레인영역 (1e) 을 중계접속하는 기능을 갖는다. 덧붙여서 말하면, 여기에서 말하는 중계접속은 상기의 중계전극 (719) 을 사이에 두고 시행되고 있다.
용량전극 (300) 은, 축적용량 (70) 의 고정전위측 용량전극으로서 기능한다. 본 실시형태에 있어서, 용량전극 (300) 을 고정전위로 하기 위해서는, 고정전위가 된 용량배선 (400 : 후술함) 과 전기적 접속이 도모됨으로써 이루어지고 있다. 또한, 용량전극 (300) 은, Ti, Cr, W, Ta, Mo 등의 고융점금속 중의 적어도 하나를 포함하는, 금속 단체, 합금, 금속실리사이드, 폴리실리사이드, 이들을 적층한 것, 또는 바람직하게는 텅스텐실리사이드로 이루어진다. 이에 따라, 용량전극 (300) 은, TFT (30) 에 상측에서 입사하고자 하는 광을 차단하는 기능을 갖고 있다.
유전체막 (75) 은, 도 6 에 나타낸 바와 같이, 예컨대 막두께 5 내지 20 ㎚ 정도의 비교적 엷은 HTO (High Temperature 0xide) 막, LT0 (Low Temperature Oxide) 막 등의 산화규소막 또는 질화규소막 등으로 구성된다. 축적용량 (70) 을 증대시키는 관점에서는, 막의 신뢰성이 충분히 얻어지는 한, 유전체막 (75) 은 얇을수록 좋다.
본 실시형태에 있어서, 이 유전체막 (75) 은, 도 6 에 나타낸 바와 같이, 하층에 산화규소막 (75a), 상층에 질화규소막 (75b) 이라는 2 층구조를 갖도록 되어 있다. 상층의 질화규소막 (75b) 은 화소전위측 용량전극의 하부전극 (71) 보다 조금 큰 사이즈이거나, 또는 동일 사이즈에 패터닝되어, 차광영역 (비개구영역) 안에서 자리잡도록 형성되어 있다.
한편, 본 실시형태에서는, 유전체막 (75) 은, 2 층구조를 갖는 것으로 되어있지만, 경우에 따라서는 예컨대 산화규소막, 질화규소막 및 산화규소막 등과 같은 3 층구조나, 또는 그 이상의 적층구조를 갖도록 구성할 수도 있다. 물론 단층구조일 수도 있다. 또한, 사용하는 재료로서도 질화규소 이외에, Al2O3, Ta2O5, HfO2등을 사용할 수도 있다.
(적층구조, 제 2 층 및 제 3 층간의 구성 -제 1 층간절연막-)
이상 설명한 TFT (30) 내지 게이트전극 (3a) 및 중계전극 (719) 의 위, 또한 축적용량 (70) 의 아래에는, 예컨대, NSG (논실리케이트 글라스), PSG (인실리케이트 글라스), BSG (붕소 실리케이트 글라스), BPSG (붕소인 실리케이트 글라스) 등의 실리케이트 글라스막, 질화규소막이나 산화규소막 등, 또는 바람직하게는 NSG 로 이루어지는 제 1 층간절연막 (41) 이 형성되어 있다.
그리고, 이 제 1 층간절연막 (41) 에는, TFT (30) 의 고농도 소스영역 (1d) 과 후술하는 데이터선 (6a) 을 전기적으로 접속하는 컨택트홀 (81) 이, 후기 제 2 층간절연막 (42) 을 관통하면서 천공되어 있다. 또한, 제 1 층간절연막 (41) 에는, TFT (30) 의 고농도 드레인영역 (1e) 과 축적용량 (70) 을 구성하는 하부전극 (71) 을 전기적으로 접속하는 컨택트홀 (83) 이 천공되어 있다. 또한, 이 제 1 층간절연막 (41) 에는, 축적용량 (70) 을 구성하는 화소전위측 용량전극으로서의 하부전극 (71) 과 중계전극 (719) 을 전기적으로 접속하기 위한 컨택트홀 (881) 이 천공되어 있다. 이에 더하여, 제 1 층간절연막 (41) 에는, 중계전극 (719) 과 후술하는 제 2 중계전극 (6a2) 을 전기적으로 접속하기 위한 컨택트홀(882) 이, 후기 제 2 층간절연막을 관통하면서 천공되어 있다.
(적층구조 ·제 4 층의 구성 -데이터선 등-)
한편, 전술한 제 3 층에 계속하여 제 4 층에는, 데이터선 (6a) 이 형성되어 있다. 이 데이터선 (6a) 은 도 6 에 나타낸 바와 같이, 하층부터 순서대로, 알루미늄으로 이루어지는 층 (도 6 에서의 부호 41A 참조), 질화티탄으로 이루어지는 층 (도 6 에서의 부호 41TN 참조), 질화규소막으로 이루어지는 층 (도 6 에서의 부호 401 참조) 의 3 층구조를 갖는 막으로서 형성되어 있다. 질화규소막은, 그 하층의 알루미늄층과 질화티탄층을 덮도록 조금 큰 사이즈로 패터닝되어 있다.
또한, 이 제 4 층에는 데이터선 (6a) 과 동일막으로서, 용량배선용 중계층 (6a1) 및 제 2 중계전극 (6a2) 이 형성되어 있다. 이들은, 도 5 에 나타낸 바와 같이, 평면적으로 보면, 데이터선 (6a) 과 연속한 평면형상을 갖도록 형성되어 있는 것은 아니고, 각자간은 패터닝상 분단되도록 형성되어 있다. 예컨대 도 5 중 가장 왼쪽에 위치하는 데이터선 (6a) 에 주목하면, 그 바로 오른쪽에 대략 직사각형상을 갖는 용량배선용 중계층 (6a1), 또한 그 오른쪽에 용량배선용 중계층 (6a1) 보다도 약간 큰 면적을 갖는 대략 직사각형상을 갖는 제 2 중계전극 (6a2) 이 형성되어 있다.
덧붙여서 말하면, 이들 용량배선용 중계층 (6a1) 및 제 2 중계전극 (6a2) 은, 데이터선 (6a) 과 동일막으로서 형성되어 있기 때문에, 하층부터 순서대로 알루미늄으로 이루어지는 층, 질화티탄으로 이루어지는 층, 플라즈마질화막으로 이루어지는 층의 3 층구조를 갖는다.
(적층구조 ·제 3 층 및 제 4 층간의 구성 -제 2 층간절연막-)
이상 설명한 축적용량 (70) 의 위, 또한 데이터선 (6a) 의 아래에는, 예컨대 NSG, PSG, BSG, BPSG 등의 실리케이트 글라스막, 질화규소막이나 산화규소막 등, 또는 바람직하게는 TEOS 가스를 사용한 플라즈마 CVD 법에 의해서 형성된 제 2 층간절연막 (42) 이 형성되어 있다. 이 제 2 층간절연막 (42) 에는, TFT (30) 의 고농도 소스영역 (1d) 과 데이터선 (6a) 을 전기적으로 접속하는, 상기 컨택트홀 (81) 이 천공되어 있음과 동시에, 상기 용량배선용 중계층 (6a1) 과 축적용량 (70) 의 상부전극인 용량전극 (300) 을 전기적으로 접속하는 컨택트홀 (801) 이 천공되어 있다. 또한, 제 2 층간절연막 (42) 에는, 제 2 중계전극 (6a2) 와 중계전극 (719) 을 전기적으로 접속하기 위한, 상기 컨택트홀 (882) 이 형성되어 있다.
(적층구조 ·제 5 층의 구성 -용량배선 등-)
한편, 전술한 제 4 층에 계속하여 제 5 층에는, 용량배선 (400) 및 제 3 중계전극 (402) 이 형성되어 있다. 이 중 용량배선 (400) 은, 평면적으로 보면, 도 5 에 나타낸 바와 같이, 도면 중 X 방향 및 Y 방향 각각으로 연재하도록 격자형으로 형성되어 있다. 이 용량배선 (400) 에 관해서는, 도 6 의 적층구조의 각 층에 관한 설명을 대략 끝낸 후, 항을 다시 자세히 설명하는 것으로 한다.
(적층구조 ·제 4 층 및 제 5 층간의 구성 -제 3 층간절연막-)
이상 설명한 전술의 데이터선 (6a) 의 위, 또한 용량배선 (400) 의 아래에는, NSG, PSG, BSG, BPSG 등의 실리케이트 글라스막, 질화규소막이나 산화규소막 등, 또는 바람직하게는 TEOS 가스를 사용한 플라즈마 CVD 법으로 형성된 제 3 층간절연막 (43) 이 형성되어 있다. 이 제 3 층간절연막 (43) 에는, 상기의 용량배선 (400) 과 용량배선용 중계층 (6a1) 을 전기적으로 접속하기 위한 컨택트홀 (803) 및, 제 3 중계전극 (402) 과 제 2 중계전극 (6a2) 을 전기적으로 접속하기 위한 컨택트홀 (804) 이 각각 천공되어 있다.
(적층구조 ·제 6 층 및 제 5 층 및 제 6 층간의 구성 -화소전극 -)
마지막으로, 제 6 층에는 전술한 바와 같이, 화소전극 (9a) 이 매트릭스형으로 형성되고, 상기 화소전극 (9a) 상에 배향막 (16) 이 형성되어 있다 (한편, 본 실시형태에 있어서는, 화소전극 (9a) 의 평면적 형상에 특징이 있지만, 이 점에 관해서는 후술함). 이 화소전극 (9a) 아래에는, NSG, PSG, BSG, BPSG 등의 실리케이트 글라스막, 질화규소막이나 산화규소막 등, 또는 바람직하게는 NSG 로 이루어지는 제 4 층간절연막 (44) 이 형성되어 있다. 이 제 4 층간절연막 (44) 에는, 화소전극 (9a) 및 상기의 제 3 중계전극 (402) 사이를 전기적으로 접속하기 위한 컨택트홀 (89) 이 천공되어 있다. 화소전극 (9a) 과 TFT (30) 사이는, 이 컨택트홀 (89) 및 제 3 중계층 (402) 그리고 전술한 컨택트홀 (804), 제 2 중계층 (6a2), 컨택트홀 (882), 중계전극 (719), 컨택트홀 (881), 하부전극 (71) 및 컨택트홀 (83) 을 통하여 전기적으로 접속되게 된다.
[용량배선의 구성 및 작용]
이하에서는, 상기에 있어서 제 5 층에 형성되는 요소로서 설명한 용량배선 (400) 에 관한 구성 및 작용에 관해서, 전술까지 참조한 각 도면 및 도 7 및 도 8 을 참조하면서 보다 상세하게 설명한다. 여기에서 도 7 은, 도 5 에 나타낸 각종 요소 중 용량배선 및 화소전극만을 발췌하여 도시한 평면도이다. 또한, 도 8 은, 화소전극의 노치부에 원인하여 발생하는 광누설의 태양을 나타내는 평면도이다.
우선, 용량배선 (400) 의 구성 등에 관해서 설명하기 전에, 해당 용량배선 (400) 의 구성에 깊게 관련되는 화소전극 (9a) 의 평면적 형상에 관해서 설명한다.
화소전극 (9a) 은 도 5 및 도 7 에 나타낸 바와 같이 노치부 (91) 를 갖고 있다. 본 실시형태에 관한 노치부 (91) 는, 해당 노치부 (91) 가 존재하지 않는 경우, 또는 해당 노치부 (91) 의 부분에도 화소전극이 존재하는 경우에, 평면에서 보아 직사각형상이 되는 화소전극 (도 7 중, 우상단의 화소전극 (9a) 에서의 파선 참조) 에 있어서, 해당 직사각형상에서의 단변을 사이에 둔 두 개의 각부를 절결하도록 형성되어 있다.
본 실시형태에 있어서는, 이러한 노치부 (91) 의 존재에 의해, 서로 인접하는 리버스 틸트 도메인의 상호작용을 방지할 수 있다. 여기서 리버스 틸트 도메인이란, 예컨대, 제 n 필드기간 내에서는, 도 3, 도 5 또는 도 7 에 나타내는 각 행 (도면 중 X 방향) 마다의 화소전극 (9a) 을 플러스 및 마이너스 교대로 구동함과 동시에, 다음의 제 n+1 필드기간 내에서는, 상기 각 행마다의 화소전극 (9a) 을, 상기와는 반대로 마이너스 및 플러스 교대로 구동한다는 (이하 동일하게 하여 계속함), 이른바 「1H 반전구동」을 실시함에 따라 나타난다 (보다 구체적으로는, 제 n 필드에서는, 홀수행째의 화소전극 (9a) 은 플러스, 짝수행째의 화소전극 (9a) 은 마이너스, 제 n+1 필드에서는, 홀수행째의 화소전극 (9a) 은 마이너스, 짝수행째의 플러스 등과 같음). 이러한 1H 반전구동에 따르면, 화소전극 (9a) 마다 극성을 반전시킨 전계를 부가함으로써, 액정분자의 배열상태에 혼란을 일으키게 쉽기 때문에, 특정한 영역에 있어서 원래의 방향과는 반대의 방향으로 배열하는 액정분자가 나타난다. 이 특정한 영역이 리버스 틸트 도메인이다. 그리고, 상기 노치부 (91) 가 존재하지 않는 경우, 서로 인접하는 화소전극 (9a) 간의 거리, 예컨대 도 7 중 우상단의 화소전극 (9a) 및 그 왼쪽옆의 화소전극 (9a) 간의 거리는 비교적 좁아지기 때문에 (도 7 파선 참조), 이들 화소전극 (9a) 상에서 발생하는 리버스 틸트 도메인사이에 상호작용이 발생하고, 예컨대 가로줄에 흑선표시 등이 잔존하는 등의 화질의 저하가 생기게 되는 것이다.
그런데, 본 실시형태에서는, 상기 노치부 (91) 가 존재함에 따라, 서로 인접하는 화소전극 (9a) 을 멀게하는 것이 가능해지고 있기 때문에, 리버스 틸트 도메인사이의 상호작용을 방지할 수 있어, 상기와 같은 화상상의 문제를 발생시키지 않고 끝나는 것이다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 노치부 (91) 를 형성함에 따라, 상기와 같은 작용효과가 얻어짐과 동시에, 노치부 (91) 가 존재하지 않은 상태와 비교해도 손색없는 밝기의 화상을 표시하는 것이 가능하다는 작용효과도 얻어진다. 이것은, 노치부 (91) 가, 도 5 에 나타낸 바와 같이, 리버스 틸트 도메인이 발생할 우려가 있는 필요 최소한도의 영역에 형성되어 있고, 해당 부분에 있어서만 화소전극 (9a) 간의 거리를 멀게하게 되어 있으며, 광투과 영역으로서의 의의를 갖는 화소전극 (9a) 의 면적을 필요이상으로 좁히지 않기 때문이다.
한편, 본 실시형태에 있어서, 구체적으로는 예컨대, 화소피치 (DD) 가 14 [㎛] 이고, 화소전극 (9a) 의 도면 중 X 방향의 노치부 (91) 를 제외한 폭 (W1) 이 11.0 내지 11.5 [㎛] 인 경우에는, 동 도면 중 가로방향의 폭 (W2) 을 12.0 내지 12.5 [㎛] 정도로 설정하면 좋다 (DD, W1 및 W2 에 관해서는, 도 7 참조). 덧붙여서 말하면, 이 경우, 노치부 (91) 가 존재하지 않은 부분에서의 서로 인접하는 화소전극 (9a) 간의 거리는, DD-W2=1.5 내지 2.0 [㎛] (= "W3" 으로 함. 도 7 참조) 정도가 되고, 노치부 (91) 가 존재하는 부분에서의 동일 거리는, (DD-W1) /2=2.5 내지 3.0 [㎛] 정도가 된다. 이러한 관계가 충족되는 경우에는, 전술한 작용효과를 최대한 발휘할 수 있는 일례가 된다.
그런데, 화소전극 (9a) 이 전술한 바와 같이 노치부 (91) 를 구비하고 있는 것에 대응하여, 본 실시형태에 있어서는, 용량배선 (400) 은 다음과 같은 구성을 구비하고 있다.
우선, 용량배선 (400) 은, 도 5 및 도 7 에 나타낸 바와 같이, 도면 중 X 방향 및 Y 방향 각각에 연재하도록, 격자형으로 형성되어 있다 (한편, 도 5 및 도 7 에 있어서는, 용량배선 (400) 의 형성영역에 관해 해칭을 실시하고 있음). 이 용량배선 (400) 중 도면 중 Y 방향에 연재하는 부분에 관해서는, 데이터선 (6a) 을 덮도록, 또한, 상기 데이터선 (6a) 보다도 폭이 넓게 형성되어 있다. 또한, 도면 중 X 방향에 연재하는 부분에 관해서는, 제 3 중계전극 (402) 을 형성하는 영역을 확보하기 위해서, 각 화소전극 (9a) 의 한 변의 중앙부근에 대응하도록 노치부가 형성되어 있다. 여기에서 상기의 제 3 중계전극 (402) 은, 도 6 에 나타낸바와 같이, 용량배선 (400) 과 동일막으로서 형성되어 있다. 이 제 3 중계전극 (402) 은, 도 6 에 나타낸 바와 같이, 컨택트홀 (804 및 89) 을 통하여, 제 2 중계전극 (6a2) 및 화소전극 (9a) 간의 전기적 접속을 중계하는 기능을 갖는다. 이에 따라, 데이터선 (6a) 을 통하여 공급되는 화상신호는, 컨택트홀 (81), TFT (30), 컨택트홀 (83), 축적용량 (70), 컨택트홀 (881), 중계전극 (719), 컨택트홀 (882), 제 2 중계전극 (6a2), 컨택트홀 (804), 제 3 중계전극 (402) 및 컨택트홀 (89) 이라는 순서의 흐름에 따라, 화소전극 (9a) 에 공급되게 된다. 한편, 제 3 중계전극 (402) 및 용량배선 (400) 사이는, 평면적으로 연속하여 형성되어 있는 것은 아니고, 양자 사이는 패터닝상 분단되도록 형성되어 있다.
나아가서는, 도 5 및 도 7 중, XY 방향 각각에 연재하는 용량배선 (400) 의 교차부분의 모서리부에 있어서는, 상기 모서리부를 매립하도록 사각형상부 (410) 및 삼각형상부 (411) 가 형성되어 있다. 보다 자세하게는, 하나의 교차부분에 주목하면 도면 중 우측하의 모서리부에 대응하도록 사각형상부 (410 : 본 발명에 말하는 「제 2 차광막」의 일례에 해당함) 가, 도면 중 좌측상의 모서리부 및 우측상의 모서리부에 각각 삼각형상부 (411 : 본 발명에 말하는 「제 3 차광막」의 일례에 해당함) 가 각각 형성되어 있다. 이들 사각형상부 (410) 및 삼각형상부 (411) 는 모두 용량배선 (400) 과 동일막으로서, 더구나 상기 용량배선 (400) 으로부터 연장 설치되도록 형성되어 있다 (바꾸어 말하면, 상기 용량배선 (400) 의 일부로서 형성되어 있다고도 할 수 있음). 또한, 상기 중 사각형상부 (410) 는, 화소전극 (9a) 의 노치부 (91) 가 상기와 같이 해당 화소전극 (9a) 의 평면적 형상인 직사각형상에서의 도면 중 하변을 사이에 둔 두 개의 각부에 형성되어 있는 것에 대응하여, 상기 도면 중 하변에 대향하는 도면 중 상변을 사이에 둔 두 개의 각부 중 도면 중 왼쪽의 것에 대응하도록 형성되어 있다. 한편, 삼각형상부 (411) 는, 화소전극 (9a) 에 형성된 노치부 (91) 의 형성위치에 대응하여 형성되어 있음과 동시에, 상기 노치부 (91) 의 전체를 덮도록 형성되어 있다.
이에 더하여, 전술한 용량배선 (400) 및 제 3 중계전극 (402) 은, 하층에 알루미늄으로 이루어지는 층, 상층에 질화티탄으로 이루어지는 층의 2 층구조를 갖고 있다. 이 중 하층의 알루미늄으로 이루어지는 층은 광반사능이 비교적 뛰어나고, 상층의 질화티탄으로 이루어지는 층은 광흡수능이 비교적 우수함으로써, 이들 용량배선 (400) 및 제 3 중계전극 (402) 은 차광막으로서 기능한다.
또한, 상기 용량배선 (400) 은, 화소전극 (9a) 이 배치된 화상표시영역 (10a) 으로부터 그 주위에 연장 설치된 정전위원과 전기적으로 접속됨으로써, 고정전위로 되어 있다. 그리고, 상기 용량배선 (400) 은, 컨택트홀 (803) 을 통하여 용량배선용 중계층 (6a1) 에 전기적으로 접속되고, 여기에서 다시 컨택트홀 (801) 을 사이에 두어 축적용량 (70) 의 한 쪽의 전극인 용량전극 (300) 에 전기적으로 접속되어 있다. 이렇게 용량배선 (400) 은, 용량전극 (300) 에 고정전위를 공급하는 기능도 갖는다.
[전기광학장치의 작용효과]
이상과 같은 구성이 되는 전기광학장치, 특히 화소전극 (9a) 에 노치부 (91) 가 형성되는 것에 대응하여 형성된 용량배선 (400) 중의 사각형상부 (410) 및 삼각형상부 (411) 에 따르면, 다음과 같은 작용효과가 얻어진다.
우선, 제 1 로서, 본 실시형태에 관한 전기광학장치에 따르면, 화소전극(9a) 의 노치부 (91) 에 원인하는 광누설의 발생을 방지할 수 있다. 이 광누설은, 예컨대 도 8 에 나타낸 바와 같이 관찰된다. 여기에 도 8 은, 화소전극 (9a) 에 노치부 (91) 를 형성한 경우에 관찰되는 광누설의 모양을 나타내는 설명도이다. 이 도면에 나타낸 바와 같이, 도 5 및 도 7 에 나타낸 바와 같은 노치부 (91) 를 화소전극 (9a) 에 형성하면, 그 상세한 원인은 불분명하지만, 각 화소전극 (9a) 의 도면 중 좌측상에 대응하는 부분에, 비교적 강한 광누설 (C) 이 발생하는 것이 확인되고 있다. 이러한 광누설 (C) 이 있는 것은, 예컨대, 전면을 흑 (B) 으로 표시하고자 함에도 불구하고, 그 목적을 달성할 수 없게 (즉, 화질을 저하시킴) 된다 (도 8 참조). 그런데, 본 실시형태에서는, 용량배선 (400) 의 일부로서, 사각형상부 (410) 가 형성되어 있다. 따라서, 본 실시형태에 따르면, 상기 사각형상부 (410) 에 의해, 상기의 광누설에 관한 광의 진행을 차단할 수 있고, 그리고 화질의 저하를 방지할 수 있는 것이다. 이렇게, 본 실시형태에 따르면, 화소전극 (9a) 에 노치부 (91) 를 형성함으로써, 리버스 틸트 도메인에 원인하는 화질의 저하를 방지할 수 있음과 동시에, 상기 노치부 (91) 에 원인하는 광누설의 발생을 방지함으로써도, 화질의 저하를 방지할 수 있는 것이다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 이러한 작용효과가 얻어짐에도 불구하고, 사각형상부 (410) 는 하나 하나의 화소전극 (9a) 의 도면 중 좌측상 각부만을 덮도록 형성되어 있고, 상기 사각형상부 (410) 가 광투과 영역으로서의 의의를 갖는 화소전극 (9a) 의 형성영역을 넓은 면적에 걸쳐 함부로 덮지 않기 때문에, 종전에 비교하여, 화상의 밝기를 그다지 희생시키지 않는다. 요컨대, 본 실시형태에 따르면, 상기의 광누설 방지에 관한 작용효과 등을 얻을 수 있음과 동시에, 보다 밝은 화상의 표시도 여전히 가능한 것이다.
또한, 본 실시형태에 관한 전기광학장치의 제 2 작용효과로서, 용량배선 (400) 의 일부로서, 상기 사각형상부 (410) 에 더하여, 삼각형상부 (411) 가 형성되어 있음으로써, 노치부 (91) 를 원인으로 하는 광누설이, 가령, 상기 도 8 에 나타난 위치 이외, 즉 예상 외의 장소에 출현했다고 해도, 해당 광누설의 발생을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 이러한 삼각형상부 (411) 에 따르면, TFT (30) 의 반도체층 (1a) 에 광이 진입한다는 사태를 미연에 방지할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 따르면, 이러한 사태가 발생함에 따라, 반도체층 (1a) 내에 광리크 전류가 발생하여, 화상 상에 플리커 등을 발생시킨다는 것을 미연에 방지할 수 있다. 특히, 본 실시형태에서는, TFT (30) 가 격자형의 용량배선 (400) 의 교차부분에 대응하도록 배치되어 있음으로써 (도 4 및 도 5 참조), 상기 삼각형상부 (411) 가 없는 경우, 해당 교차부분의 모서리부 부근을 통과한 광이 반도체층 (1a)에 입사할 가능성이 크기 때문에, 상기의 작용효과는 보다 효과적으로 향수할 수 있다. 또한, 이 삼각형상부 (411) 는, 화소전극 (9a) 의 노치부 (91) 의 전제를 덮도록 형성되어 있기 때문에, 상기 노치부 (91) 그 자체를 빠져나오는 광, 바꾸어 말하면, 결과적으로 화소전극 (9a) 이 형성되어 있지 않은 부분을 빠져나오는 광의 진행을 차단할 수 있다.
한편, 상기에 있어서는, 사각형상부 (410) 는, 「광누설」에 대응하기 위해서 형성되어 있고, 삼각형상부 (411) 는, 반도체층 (1a) 에 대한 광입사를 방지하기 위해서 형성되어 있는 것처럼 구별하는 기재를 하였지만, 이것은 설명의 편의를 위함에 지나지 않고, 본 발명의 본질적 사항에 관계하지 않는다. 즉, 사각형상부 (410) 는, 확실히, 도 8 과의 관계상, 노치부 (91) 에 원인하는 「광누설」방지를 주된 임무로 하지만, 상기 사각형상부 (410) 가, 전술한 바와 같은 삼각형상부 (411) 의 기능 (즉, 반도체층 (1a) 에 대한 광입사방지) 을 동일하게 다할 수 있음은 명백하다. 환언하면, 그 의미에 있어서, 사각형상부 (410) 및 삼각형상부 (411) 의 기능적인 차이는 없다. 또한, 이 점에 관련되어, 본 실시형태에 있어서는 사각형상부 (410) 및 삼각형상부 (411) 로 호칭을 바꿈과 동시에, 그들의 구체적인 형상에도 이름과 같은 차이를 두고 있지만, 이것도 설명의 편의를 위함에 지나지 않고, 본 발명에 있어서 특별한 의미는 없다. 즉, 용량배선 (400) 의 교차부분의 모서리부를 매립하는 형상은, 삼각형이거나 사각형이거나에 상관없는 것이다 (즉, 본 발명에 말하는 「제 2 차광막」및「제 3 차광막」이, 본 실시형태와 같이 각각 상이한 형상을 갖고 있을 수도 있고, 완전히 같은 형상일 수도 있으며, 또한, 장소에 따라서 동일한「제 3 차광막」중에서도 구체적 형상이 상이한 것이 포함되어 있을 수도 있음).
한편, 본 실시형태에 관한 전기광학장치의 제 3 작용효과로서, 용량배선 (400) 은 TFT 어레이 기판 (10) 상의 적층구조 상, 화소전극 (9a) 및 데이터선 (6a) 사이에 배치되어 있고 (도 6 참조), 더구나 고정전위로 되어 있기 때문에, 화소전극 (9a) 및 데이터선 (6a) 사이에 용량결합이 생기는 것이 방지된다. 따라서, 본 실시형태에 따르면, 데이터선 (6a) 을 따른 색 불균일 등을 발생시키지 않고, 보다 고품질인 화상을 표시할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 용량배선 (400) 은, 상기와 같이 알루미늄으로 이루어지는 막 및 질화티탄으로 이루어지는 막으로 구성됨에 따라 차광막으로서도 기능하지만, 이렇게 하나의 요소에 두 개의 기능을 겸비하게 하면, 상기 용량배선 (400) 과 상기 차광막을 따로따로 형성하는 등의 경우에 비교하여, 해당 전기광학장치의 구조 내지는 구성을 간략화하는 것이 가능함과 함께, 비용의 저렴화 등을 꾀할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관한 상기 용량배선 (400) 은, 상기 축적용량 (70) 을 구성하는 한 쪽의 전극인 용량전극 (300) 에 고정전위를 공급하기 위한 배선으로서도 기능하는 것이다 (도 6 참조). 이렇게, 본 실시형태에 관한 용량배선 (400) 은, 화소전극 (9a) 및 데이터선 (6a) 간의 용량결합을 방지하는, 말하자면 시일드층으로서의 기능, 축적용량 (70) 의 용량전극 (300) 으로 고정전위를 공급하는 기능, 그리고, 상기 노치부 (91) 에 원인하는 「광누설」을 방지하는 삼각형상부 (410) 와 동일막으로서 형성되는 곳의 차광막으로서의 기능 (물론, TFT (30) 로의 광입사를 방지하는 기능도 포함함) 이라는 3 개의 기능을 더불어 가지고 있게 되고, 상기의 전기광학장치의 구조 내지는 구성의 간략화, 내지는 비용의 저렴화 등은 보다 효과적으로 실현되게 되는 것이다.
한편, 상기 실시형태에 있어서는, 화소전극 (9a) 이 격자형으로 형성된 용량배선 (400) 의 형성영역을 제거하도록 (본 발명의 용어로 말하면, 「격자형을 제거하도록」) 형성되어 있을 수 있다. 단, 도 5 및 도 7 에 나타내는 바에서도 분명한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 화소전극 (9a) 을 구성하는 각 변이 용량배선 (400) 의 일부와 평면적으로 보아 중합되도록 형성되어 있기 때문에, 엄밀하게는「제거함」이라고는 말할 수 없을 지도 모르지만, 「제거하도록」의 범주내에는 있다. 이와 같이, 본 발명에 말하는 「제거하도록」이란, 용량배선 (400) 의 일부와 화소전극 (9a) 의 일부가 서로 겹치는 경우도 포함되는 것이다.
또한, 상기의 실시형태에서는, 화소전극 (9a) 의 도면 중 하변을 사이에 둔 두 개의 각부에 대응하도록 노치부 (91) 가 형성되어 있고, 용량배선 (400) 의 일부인 사각형상부 (410) 는, 상기 하변에 대향하는 도면 중 상변을 사이에 둔 두 개의 각부 중의 도면 중 왼쪽에 형성되는, 등으로 이루어져 있었지만, 본 발명은 이러한 형태에 한정되지 않는다.
우선, 본원 발명자들의 연구에 따르면, 도 8 을 참조하여 설명한 바와 같은 광누설 (C) 의 발생위치는, TFT 어레이 기판 (10) 및 대향기판 (20) 사이에 끼움지지되는 액정층 (50) 내의 액정분자의 선회방향에 따라서 영향을 받는 것이 확인되어 있다. 즉, 이미 설명한 도 8 의 광누설 (C) 의 발생 태양은, 실은, 액정층 (50) 내의 액정분자가 좌선회인 경우에 관찰되는 것으로, 상기 액정분자가 우선회인 경우에는, 광누설은 도 8 과는 반대의 위치에 (즉, 도면 중 각 화소의 우측상에) 발생하는 것이 확인되어 있는 것이다. 따라서, 이 경우에는, 도 5 및 도 7 에 나타내는 바와 같은 배치관계에서는, 광누설 발생에 의한 화질의 저하를 효과적으로 방지할 수 없다. 따라서, 본 발명에서는, 상기와 같은 액정분자의 좌선회및 우선회의 각각에 따라서 사각형상부의 형성위치를 변경하는 것이 가능하다. 예컨대, 액정분자가 우선회인 경우에는, 전술한 바와 같이 도 8 과는 반대의 위치에 광누설이 발생하게 되기 때문에, 예컨대, 도 9 에 나타내는 바와 같은 배치관계가 되는 전기광학장치를 구성하도록 할 수도 있다.
이 도 9 에서는, 도 7 과의 대비에 있어서 노치부 (91) (및 삼각형상부 (411)) 의 형성위치에 차이는 없지만, 도 9 의 사각형상부 (420) 는, 도 7 의 사각형상부 (410) 와는 바로 좌우 반대위치에 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 이에 따르면, 전술한 바와 동일하게 광누설의 발생을 방지할 수 있게 된다.
또한, 광누설은 어디까지나 화소전극 (9a) 에 형성된 노치부의 위치에 따라서 발생하는 것이기 때문에, 화소전극 (9a) 의 노치부 (92) 가, 도 10 에 나타낸 바와 같이, 도 5 및 도 7 의 경우와는 상이하게, 도면 중 상변을 사이에 둔 두 개의 각부에 대응하도록 형성되는 것이라면, 용량배선 (400) 의 사각형상부 (430) 는, 해당 도면에 나타낸 바와 같이, 상기 용량배선 (400) 의 교차부분에서의 도면 중 좌측상의 모서리부에 대응하도록 형성하는 태양으로 할 수도 있다. 덧붙여서 말하면, 도 10 에서는, 사각형상부 (430) 의 형성위치 변경에 따라, 삼각형상부 (431) 도 또한, 도 7 과의 대비에서 분명한 바와 같이 그 형성위치가 바뀌어지고 있다.
나아가서는 화소전극 (9a) 에 형성하는 「노치부」는, 도 7 내지 도 10 에 나타내는 바와 같은 형태에만 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 11 에 나타낸 바와 같이, 화소전극 (9a) 의 도면 중 하변을 사이에 둔 두 개의 각부 중 한 쪽에만 노치부 (93) 를 형성하는 형태를 채용할 수도 있다. 이러한 경우라도, 해당 노치부 (93) 가 형성되어 있음에 따른, 서로 인접하는 화소전극 (9a) 사이의 물리적 거리를 크게 할 수 있음에는 변함이 없기 때문에, 리버스 틸트 도메인에 원인하는 화질의 저하를 방지할 수 있다. 그리고, 이러한 구성에 있어서도, 본 실시형태에 관한 사각형상부 (410) 및 삼각형상부 (411) 를 형성하면, 상기와 거의 같은 작용효과가 얻어지는 것이 명백하다. 한편, 도 11 에 있어서는, 사각형상부 (410) 및 삼각형상부 (411) 는, 도 7 과 완전히 같은 위치에 형성되어 있지만, 「노치부」가 변경되어 있음에 따라 「광누설」은 별도의 태양으로 나타날 가능성이 있다. 따라서, 그러한 경우에는, 해당 사각형상부 (410) 의 형성위치를 비롯하여, 삼각형상부 (411) 의 형성위치도 적절하게 변경하도록 할 수 있다.
그 밖에, 본 발명에 있어서는, 화소전극의 노치부 및 사각형상부의 배치관계를 기본으로 하여, 상기 이외의 여러가지 변형형태가 생각될 수 있지만, 본 발명은 어느것이라도 기본적으로 그 범위내에 들어가는 것이다.
(전자기기)
다음에, 이상 상세히 설명한 전기광학장치를 라이트 밸브로서 사용한 전자기기의 일례인 투사형 컬러표시장치의 실시형태에 관해서, 그 전체구성, 특히 광학적인 구성에 관해서 설명한다. 여기에, 도 12 는, 투사형 컬러표시장치의 도식적단면도이다.
도 12 에 있어서, 본 실시형태에서의 투사형 컬러표시장치의 일례인 액정 프로젝터 (1100) 는, 구동회로가 TFT 어레이 기판 상에 탑재된 액정장치를 포함하는액정모듈을 3 개 준비하고, 각각 RGB 용의 라이트 밸브 (100R, 100G 및 100B) 로서 사용한 프로젝터로서 구성되어 있다. 액정 프로젝터 (1100) 로서는, 메탈할라이드램프(metal halide lamp) 등의 백색광원의 램프유닛 (1102) 으로부터 투사광이 발생하면, 3 장의 미러 (1106) 및 2 장의 다이클록미러 (1108) 에 의해서, RGB 의 삼원색에 대응하는 광성분 R, G 및 B 로 나누어지고, 각 색에 대응하는 라이트 밸브 (100R, 100G 및 100B) 에 각각 이끌어진다. 이 때, 특히 B 광은 긴 광로에 의한 광손실을 막기위해서, 입사렌즈 (1122), 릴레이렌즈 (1123) 및 출사렌즈 (1124) 로 이루어지는 릴레이(relay)렌즈계 (1121) 를 통하여 이끌어진다. 그리고, 라이트 밸브 (100R, 100G 및 100B) 에 의해 각각 변조된 삼원색에 대응하는 광성분은, 다이클록(dichroic)프리즘 (1112) 에 의해 재차 합성된 후, 투사렌즈 (1114) 를 통하여 스크린 (1120) 에 컬러화상으로서 투사된다.
본 발명은, 전술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 청구의 범위 및 명세서 전체로부터 판독할 수 있는 발명의 요지, 또는 사상에 반하지 않은 범위에서 적절하게 변경가능하며, 그러한 변경을 따르는 전기광학장치 그리고 전자기기 및 투사형 표시장치도 또한, 본 발명의 기술적범위에 포함되는 것이다.
본 발명은, 리버스 틸트 도메인에 원인하는 화질저하를 방지하면서, 화상 상에 광누설을 발생시키지 않도록 함으로써, 보다 고품질인 화상을 표시 가능한 전기광학장치 및 이것을 구비하여 이루어지는 전자기기 및 투사형 표시장치를 제공할 수 있다.

Claims (12)

  1. 기판 상에,
    일정한 방향으로 연장되는 데이터선 및 상기 데이터선에 교차하는 방향으로 연장되는 주사선과,
    상기 주사선에 의해 주사신호가 공급되는 스위칭 소자와,
    상기 데이터선에 의해 상기 스위칭 소자를 통하여 화상신호가 공급되는 화소전극과,
    상기 화소전극의 일부가 절결된 노치부와,
    상기 데이터선 및 상기 주사선의 적어도 한 쪽을 따라 연신되는 제 1 차광막과, 상기 제 1 차광막과 동일막으로서 형성되어 상기 노치부에 원인하는 광누설을 방지하기 위한 제 2 차광막을 구비한 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  2. 기판 상에,
    일정한 방향으로 연장되는 데이터선 및 상기 데이터선에 교차하는 방향으로 연장되는 주사선과,
    상기 주사선에 의해 주사신호가 공급되는 스위칭 소자와,
    상기 데이터선에 의해 상기 스위칭 소자를 통하여 화상신호가 공급되는 평면에서 보아 직사각형상을 포함하는 화소전극과,
    상기 화소전극에서의 상기 직사각형상의 각부가 절결된 노치부와,
    상기 데이터선 및 상기 주사선의 적어도 한 쪽을 따라 연신되는 제 1 차광막과, 상기 제 1 차광막과 동일막으로서 형성되고 상기 화소전극에서의 상기 직사각형상의 적어도 하나의 각부에 대응하도록 배치되는 제 2 차광막을 구비한 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 노치부는, 상기 직사각형상에서의 어느 한 변을 사이에 둔 두 개의 각부 중 적어도 한 쪽을 절결하도록 형성되어 있고,
    상기 제 2 차광막은 상기 어느 한 변에 대향하는 변을 사이에 둔 두 개의 각부의 어느 한 쪽에 대응하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 차광막은 상기 주사선 및 상기 데이터선 모두를 따르도록 평면에서 보아 격자형으로 형성되며, 또한, 상기 화소전극은 상기 격자형을 제거하도록 매트릭스형으로 배열되어 있고,
    상기 제 2 차광막은 상기 격자형에서의 각 교차점의 모서리부에 대응하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 차광막은 상기 교차점의 하나의 모서리부에 대응하여 형성되어 있음과 동시에,
    상기 제 1 차광막 및 상기 제 2 차광막과 동일막으로서 형성되고, 상기 교차점 중 상기 하나의 모서리부를 제외한 3 개의 모서리부 중 적어도 하나에 대응하도록 제 3 차광막을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 3 차광막은 상기 노치부를 덮도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판에 대향 배치되는 대향기판과, 상기 기판 및 상기 대향기판사이에 봉입되는 트위스트 ·네마틱액정 (TN 액정 ; Twisted Nematic) 을 추가로 구비하여 이루어지고,
    상기 제 2 차광막의 형성위치는 상기 TN 액정의 선회방향에 따라서 정해지는 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 차광막은 상기 데이터선과 상기 화소전극 사이에 배치되어 있고, 상기 제 1 차광막은 고정전위로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 상에 상기 스위칭 소자 및 상기 화소전극에 전기적으로 접속된 화소전위전극, 상기 화소전위전극에 대향하도록 배치된 고정전위전극, 그리고 상기 화소전위전극 및 상기 고정전위전극사이에 배치된 유전체막으로 이루어지는 축적용량을 추가로 구비하여 이루어지고,
    상기 제 1 차광막은 상기 고정전위전극에 고정전위를 공급하는 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 차광막은 적층구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 전기광학장치를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자기기.
  12. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 전기광학장치와,
    광원과,
    상기 광원으로부터 발해진 투사광을 상기 전기광학장치에 이끄는 광학계와, 상기 전기광학장치로부터 출사되는 투사광을 투사하는 투사광학계를 구비한 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
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