JP2008026348A - Electro-optical device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】液晶装置の高密度化及び小型化を実現しつつ、高品質な画像表示を行う。
【解決手段】電気光学装置は、基板(10)上に、有効領域(10aa)及びこれを額縁状に囲むダミー領域(10ab)を含む画素領域に互いに交差して設けられた複数のデータ線(6a)及び複数の走査線(3a)と、有効領域において、データ線及び走査線の交差に対応する有効画素毎に設けられた画素電極(9a)と、有効画素毎に設けられており、画素電極に電気的に接続された蓄積容量(70a)とを備える。電気光学装置は、ダミー領域の少なくとも一部において、データ線及び走査線の交差に対応するダミー画素毎に設けられており、データ線に電気的に接続された付加容量(70b)を更に備える。
【選択図】図7High-quality image display is performed while realizing high density and miniaturization of a liquid crystal device.
An electro-optical device includes a plurality of data lines (10) provided on a substrate (10) so as to intersect with each other in a pixel area including an effective area (10aa) and a dummy area (10ab) surrounding the effective area (10ab). 6a), a plurality of scanning lines (3a), a pixel electrode (9a) provided for each effective pixel corresponding to the intersection of the data line and the scanning line in the effective region, and a pixel electrode provided for each effective pixel. And a storage capacitor (70a) electrically connected to the electrode. The electro-optical device is provided for each dummy pixel corresponding to the intersection of the data line and the scanning line in at least a part of the dummy region, and further includes an additional capacitor (70b) electrically connected to the data line.
[Selection] Figure 7
Description
本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置、及び該電気光学装置を備えた、例えば液晶プロジェクタ等の電子機器の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of an electro-optical device such as a liquid crystal device, and an electronic apparatus such as a liquid crystal projector including the electro-optical device.
この種の電気光学装置では、基板上の画素領域には、画素毎に画素電極が配列されて設けられ、駆動時に画素電極に対してデータ線を介して画像信号が供給される。画素電極に対する画像信号の供給方法として、例えば、データ線の1本1本に逐次画像信号を供給する方法や、画像信号をシリアル−パラレル変換して互いに隣接するデータ線の何本かに対して、グループ毎に同時に画像信号を供給する方法が採用される。そして、このような画像信号の供給は、例えばサンプリング回路にデータ線に電気的に接続されて設けられたサンプリングスイッチを介して行われる。 In this type of electro-optical device, pixel electrodes are arranged for each pixel in a pixel region on a substrate, and an image signal is supplied to the pixel electrodes via data lines when driven. As a method of supplying image signals to the pixel electrodes, for example, a method of sequentially supplying image signals to each of the data lines, or a number of data lines adjacent to each other by serial-parallel conversion of the image signals. A method of supplying image signals simultaneously for each group is adopted. The supply of such an image signal is performed via a sampling switch provided, for example, in a sampling circuit electrically connected to the data line.
このように駆動される電気光学装置では、データ線に書き込まれた画像信号電位の変動が生じ、これに起因した縦スジ状の表示ムラが発生してしまうという技術的問題点がある。より具体的には、上で例示したグループ毎に同時に画像信号を供給する方法が採られる場合について、時間軸上で順次に連続して画像信号が供給される相隣接する2つのグループのうち、相対的に先に画像信号が供給される第1のグループに属し、且つ相対的に後に画像信号が供給される第2のグループに隣接するデータ線と、このデータ線に隣接する第2のグループに属するデータ線とでは、以下のような画像信号電位の変動が生じ易い。即ち、このように相隣接する2本のデータ線間に存在する寄生容量等に起因して、これら2本のデータ線に対応するサンプリングスイッチの各々のゲート−ドレイン間の寄生容量も変化し、その結果、各々のサンプリングスイッチのドレイン側のデータ線の画像信号電位が、プッシュダウン(即ち、本来の画像信号電位より低い画像信号電位となってしまうこと、或いは次回のサンプリングの際に、本来より低い画像信号電位しかサンプリングできないこと)やプッシュアップ(即ち、本来の画像信号電位より高い画像信号電位となってしまうこと、或いは次回のサンプリングの際に、本来より高い画像信号電位がサンプリングされてしまうこと)する事態が生じ得る。 The electro-optical device driven in this way has a technical problem in that fluctuations in the image signal potential written to the data line occur, and vertical stripe-like display unevenness due to this fluctuation occurs. More specifically, in the case where the method of supplying image signals simultaneously for each of the groups exemplified above is adopted, among two adjacent groups in which image signals are sequentially supplied on the time axis, A data line that belongs to the first group to which the image signal is supplied relatively earlier and is adjacent to the second group to which the image signal is supplied relatively later, and a second group that is adjacent to the data line The following fluctuations in the image signal potential are likely to occur in the data lines belonging to. That is, the parasitic capacitance between the gate and the drain of each sampling switch corresponding to the two data lines also changes due to the parasitic capacitance or the like existing between the two adjacent data lines. As a result, the image signal potential of the data line on the drain side of each sampling switch is pushed down (i.e., the image signal potential is lower than the original image signal potential, or the next sampling, it is originally (Possible to sample only a low image signal potential) or push-up (that is, an image signal potential higher than the original image signal potential, or a higher image signal potential is sampled at the next sampling. A situation may occur.
特許文献1では、このような技術的問題点を解決する手段として、基板上の画素領域の周辺に位置する周辺領域において、周辺領域に延在するデータ線の一部に電気的に接続してコンデンサを設ける技術が開示されている。
In
一方、このような電気光学装置には、装置の高密度化・小型化という一般的な要請がある。特許文献1に開示された技術によれば、データ線にコンデンサを設けることにより表示ムラの発生を低減しているものの、このようなコンデンサを設けることによって、周辺領域の狭小化が困難となり、装置の高密度化・小型化を実現し難くなるという技術的問題点がある。
On the other hand, such an electro-optical device has a general demand for higher density and smaller size of the device. According to the technique disclosed in
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、装置の高密度化・小型化を実現しつつ、縦スジ状の表示ムラのない高品質な画像を表示可能な電気光学装置及び該電気光学装置を具備してなる電子機器を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, for example, and an electro-optical device capable of displaying a high-quality image without vertical stripe-like display unevenness while realizing high density and downsizing of the device, and It is an object to provide an electronic apparatus including the electro-optical device.
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、基板上に、有効領域及び該有効領域を額縁状に囲むダミー領域を含む画素領域に互いに交差して設けられた複数のデータ線及び複数の走査線と、前記有効領域において、前記データ線及び前記走査線の交差に対応する有効画素毎に設けられた画素電極と、前記有効画素毎に設けられており、前記画素電極に電気的に接続された蓄積容量と、前記ダミー領域の少なくとも一部において、前記データ線に電気的に接続された付加容量とを備える。 In order to solve the above problems, an electro-optical device according to the present invention includes a plurality of data lines and a plurality of data lines provided on a substrate so as to intersect with each other in a pixel area including an effective area and a dummy area surrounding the effective area in a frame shape. A scanning line, a pixel electrode provided for each effective pixel corresponding to the intersection of the data line and the scanning line in the effective region, and a pixel electrode provided for each effective pixel. A storage capacitor connected thereto; and an additional capacitor electrically connected to the data line in at least a part of the dummy region.
本発明に係る電気光学装置によれば、基板上の画素領域は、その中央寄りを占める有効領域と、その周辺寄りを額縁状に占めるダミー領域とを含む。有効領域を構成する複数の有効画素には夫々、画素電極や、例えばこれをスイッチング制御する薄膜トランジスタ等のスイッチング素子、更に蓄積容量を有する画素部(以下適宜「有効画素部」という)が設けられている。電気光学装置の駆動時に、有効画素部は、例えば走査線を介して供給される走査信号に基づいて選択状態となり、画素電極に対してデータ線を介して画像信号が供給される。これにより、例えば電気光学物質の一例である液晶の配向状態を有効画素毎に制御することが可能となり、画素領域において有効領域は例えば画像表示を行う画像表示領域となる。そして、各有効画素部においては、画素電極と並列にデータ線に電気的に接続される蓄積容量によって、画素電極における電位保持特性を高めることができる。 According to the electro-optical device of the invention, the pixel region on the substrate includes an effective region that occupies the center of the pixel region and a dummy region that occupies the periphery of the pixel region. Each of the plurality of effective pixels constituting the effective region is provided with a pixel electrode, a switching element such as a thin film transistor for controlling switching of the pixel electrode, and a pixel portion having a storage capacitor (hereinafter referred to as “effective pixel portion” as appropriate). Yes. When the electro-optical device is driven, the effective pixel unit is selected based on, for example, a scanning signal supplied via the scanning line, and an image signal is supplied to the pixel electrode via the data line. Accordingly, for example, the alignment state of liquid crystal, which is an example of an electro-optical material, can be controlled for each effective pixel, and the effective area is, for example, an image display area for performing image display in the pixel area. In each effective pixel portion, the potential holding characteristic of the pixel electrode can be enhanced by the storage capacitor electrically connected to the data line in parallel with the pixel electrode.
他方、基板上の画素領域におけるダミー領域は、上述したような画像表示には直接寄与しない領域として配置される。ダミー領域は、画素領域の端部における電気光学物質の配向むらなど、動作特性や製造特性との関係で、画素領域の周辺寄り或いは端や縁にて相対的に発生し易い動作状態のむらの発生領域を、有効領域から離す役目を果たす。本発明に係る電気光学装置では、ダミー領域を構成する複数のダミー画素には夫々、有効画素部を模擬する画素部(以下適宜「ダミー画素部」という)が設けられている。そして、ダミー領域の少なくとも一部においては、ダミー画素部は、データ線に電気的に接続された付加容量を有する。よって、所謂データ線周りの容量を適切に確保することができる。ここにいう「データ線周りの容量」とは、一のデータ線について、このデータ線自体の配線容量に加えて、一のデータ線と基板上において少なくとも部分的に重なり合う他の構成要素との間の寄生容量(例えば基板上においてデータ線と部分的に重なり合う他の配線との間に生じる寄生容量)との関係により決定される相対的な一のデータ線の容量を意味する。即ち、本発明に係る電気光学装置では、各データ線に対して付加容量がデータ線の配線容量に補強的に設けられることにより、例えばデータ線に画像信号を供給するサンプリング回路のサンプリングスイッチのゲート−ドレイン間の寄生容量の、データ線における画像信号電位の変動に与える影響を小さく抑えることが可能となる。従って、データ線が保有すべき電位の変動を抑制し、例えばこれに起因してデータ線に沿った表示ムラとして表示画像において顕著に視認されるほどの表示不良が発生することを防止することができる。その結果、本発明の電気光学装置では、高品質な画像表示を行うことが可能となる。 On the other hand, the dummy area in the pixel area on the substrate is arranged as an area that does not directly contribute to the image display as described above. In the dummy area, irregularities in the operating state that are likely to occur relatively near the periphery of the pixel area or at the edge or edge, such as uneven alignment of the electro-optic material at the edge of the pixel area, due to operational characteristics and manufacturing characteristics. It serves to separate the area from the effective area. In the electro-optical device according to the present invention, each of the plurality of dummy pixels constituting the dummy region is provided with a pixel portion that simulates an effective pixel portion (hereinafter referred to as “dummy pixel portion” as appropriate). In at least a part of the dummy region, the dummy pixel portion has an additional capacitor electrically connected to the data line. Therefore, it is possible to appropriately secure the capacity around the so-called data line. The term “capacity around the data line” as used herein means that, for one data line, in addition to the wiring capacity of the data line itself, between one data line and another component that at least partially overlaps on the substrate. The relative capacitance of one data line determined by the relationship with the parasitic capacitance (for example, the parasitic capacitance generated between another wiring partially overlapping the data line on the substrate). That is, in the electro-optical device according to the present invention, for each data line, an additional capacitor is provided in addition to the wiring capacitance of the data line, so that, for example, the gate of the sampling switch of the sampling circuit that supplies an image signal to the data line It is possible to suppress the influence of the parasitic capacitance between the drain and the image signal potential on the data line. Therefore, it is possible to suppress fluctuations in the potential that the data line should have, and to prevent the occurrence of display defects that are noticeable in the display image as display unevenness along the data line due to this, for example. it can. As a result, the electro-optical device of the present invention can perform high-quality image display.
また、本発明の電気光学装置では、機能的には画素領域において所謂デッドスペースといえるダミー領域に付加容量を設けることにより、既に説明した特許文献1における周辺領域に新たに付加容量を設ける構成と比較して、基板上における周辺領域を狭小化し、且つ狭小化しても、周辺領域において、データ線や走査線を駆動するための周辺回路部の配置に係る設計上の自由度をより大きく確保することが可能となる。
Further, in the electro-optical device according to the present invention, an additional capacitor is provided in a dummy region that is functionally a so-called dead space in the pixel region, whereby a new additional capacitor is provided in the peripheral region already described in
更に、本発明の電気光学装置では、ダミー領域には、有効領域における蓄積容量と、電気光学装置の製造プロセスにおいて同一機会に形成される付加容量が設けられるのが好ましい。また、ダミー画素部と有効画素部との間では、付加容量の設置に係る構成を除いた他の構成は、相互に同一としてもよい。このように構成すれば、ダミー画素本来の機能を高めることにより、周辺寄りに位置しているが故に、動作が不安定となり正常な画像表示を行うことが困難な画素部をダミー画素部として形成でき、その他の中央寄りに位置しているが故に、動作が安定となり正常な画像表示を行うことが容易な画素部を有効画素部として形成できる。加えて、有効画素部の構成に対して、ダミー画素部に大幅な設計変更を加えることなく、即ち基板上における積層構造及び製造プロセスを同一又は類似としつつ、有効領域に蓄積容量を作り込みつつ、ダミー領域に付加容量を作り込むことが可能となる。また、この場合には、上述した特許文献1の構成と比較しても、付加容量を設けるために、データ線との電気的接続のために新たに中継配線を設けたり、これに伴い新たなコンタクトホールの開孔を要するような大幅な設計変更を行う手間は不要となる。
Furthermore, in the electro-optical device of the present invention, it is preferable that the dummy region is provided with a storage capacitor in the effective region and an additional capacitor formed at the same opportunity in the manufacturing process of the electro-optical device. Further, between the dummy pixel portion and the effective pixel portion, other configurations except for the configuration related to the installation of the additional capacitor may be the same. With this configuration, by increasing the original function of the dummy pixel, the pixel portion that is located closer to the periphery and thus becomes unstable and difficult to perform normal image display is formed as a dummy pixel portion. In addition, since the pixel is located closer to the center, a pixel portion that is stable and can easily perform normal image display can be formed as an effective pixel portion. In addition, the storage capacity is created in the effective region without significantly changing the design of the dummy pixel portion with respect to the configuration of the effective pixel portion, that is, while making the stacked structure and manufacturing process on the substrate the same or similar. Thus, it is possible to build an additional capacity in the dummy area. In this case, compared with the configuration of
従って、本発明の電気光学装置では、製造プロセスにおける製造工程の煩雑化及び製造コストの増加を防止することが可能となり、電気光学装置をより容易に高密度化すると共に小型化することができる。 Therefore, in the electro-optical device of the present invention, it is possible to prevent the manufacturing process from being complicated and the manufacturing cost from being increased, and the electro-optical device can be more easily densified and miniaturized.
本発明に係る電気光学装置の一態様では、前記付加容量は、前記データ線及び前記走査線の交差に対応するダミー画素毎に設けられており、前記基板上において、下側電極、誘電体膜及び上側電極が下層側から順に積層される、前記蓄積容量と同一の積層構造を有するダミー容量である。 In one aspect of the electro-optical device according to the present invention, the additional capacitor is provided for each dummy pixel corresponding to the intersection of the data line and the scanning line, and the lower electrode and the dielectric film are provided on the substrate. And a dummy capacitor having the same stacked structure as the storage capacitor, in which the upper electrode is stacked in order from the lower layer side.
この態様によれば、付加容量は、有効画素部における蓄積容量と同一の積層構造を有する、蓄積容量を模擬するダミー容量である。ここで、「同一の積層構造」は、付加容量及び蓄積容量の各々の各層の積層の順序が同一であることを意味する。即ち、付加容量は、蓄積容量の下側電極と同一膜から形成された一の電極と、蓄積容量の上側電極と同一膜から形成された他の電極と、これら一対の電極間に挟持される誘電体膜とから構成される。ここにいう「同一膜から形成される」とは、付加容量及び蓄積容量に共通の前駆膜を形成すると共に、これに対するパターニング処理を行うことにより、例えば付加容量の一の電極と蓄積容量の下側電極とが、それぞれの場所に応じ、且つ、それぞれ固有のパターン形状を有するものとして形成されるという意味である。言い換えれば、付加容量と蓄積容量は、製造工程段階では、同一機会に形成されるものである。このように付加容量と蓄積容量とを、同一機会に製造することから、これらそれぞれを別々に製造する場合と比較して、製造工程の簡略化、或いは製造コストの低廉化等を実現することができる。 According to this aspect, the additional capacitor is a dummy capacitor that simulates the storage capacitor and has the same stacked structure as the storage capacitor in the effective pixel portion. Here, “the same stacked structure” means that the stacking order of each layer of the additional capacitor and the storage capacitor is the same. That is, the additional capacitor is sandwiched between one electrode formed from the same film as the lower electrode of the storage capacitor, another electrode formed from the same film as the upper electrode of the storage capacitor, and the pair of electrodes. And a dielectric film. Here, “formed from the same film” means forming a precursor film common to the additional capacitor and the storage capacitor, and performing a patterning process on the same, for example, under one electrode of the additional capacitor and the storage capacitor. This means that the side electrode is formed according to each location and has a unique pattern shape. In other words, the additional capacity and the storage capacity are formed at the same opportunity in the manufacturing process stage. Since the additional capacity and the storage capacity are manufactured on the same occasion as described above, it is possible to realize a simplification of the manufacturing process or a reduction in manufacturing cost as compared with the case where these are manufactured separately. it can.
このダミー容量に係る態様では、前記ダミー容量は、前記同一の積層構造において、前記データ線との間の電気的経路が短絡されてよい。 In the aspect related to the dummy capacitor, the dummy capacitor may be short-circuited with the data path in the same stacked structure.
このように構成すれば、蓄積容量とダミー容量とを、同一又は殆ど同一の構成或いは殆ど同一又は殆ど同一の製造プロセスで製造しつつ、ダミー容量については、短絡という比較的簡単な構成及び製造プロセスを採用することで、データ線の付加容量として構築可能となる。 With this configuration, the storage capacitor and the dummy capacitor are manufactured in the same or almost the same configuration, or almost the same or almost the same manufacturing process, and the dummy capacitor has a relatively simple configuration and manufacturing process of short-circuiting. By adopting, it becomes possible to construct as an additional capacity of the data line.
このダミー容量における短絡に係る態様では、前記有効画素毎に設けられており、ソース電極及びドレイン電極の一方が前記データ線に接続されると共に他方が前記画素電極に接続されており、前記画素電極をスイッチング制御する薄膜トランジスタを更に備えており、前記ダミー容量は、前記同一の積層構造において、前記ソース電極及び前記ドレイン電極に対応する電極部分が相互に短絡されてよい。 In the aspect related to the short circuit in the dummy capacitor, the dummy capacitor is provided for each effective pixel, and one of the source electrode and the drain electrode is connected to the data line and the other is connected to the pixel electrode. The dummy capacitor may further be short-circuited with electrode portions corresponding to the source electrode and the drain electrode in the same stacked structure.
このように構成すれば、有効領域における、例えばスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタを製造するプロセスのうち、少なくともソース電極及びドレイン電極を正膜するプロセスと同一プロセスを利用しつつ、これらの電極に対応する電極部分の短絡という比較的簡単な構成及び製造プロセスを採用することで、ダミー容量を、データ線の付加容量として構築可能となる。即ち、有効領域における蓄積容量の製造プロセスを行うのに比べて、付加的なプロセスを要せずして、ダミー容量を、データ線の付加容量として構築可能となる。 If comprised in this way, among the processes which manufacture the thin-film transistor which functions as a switching element in an effective region, for example, it responds to these electrodes, utilizing the same process as the process of positively forming the source electrode and the drain electrode at least. By adopting a relatively simple configuration and manufacturing process of short-circuiting the electrode portion, a dummy capacitor can be constructed as an additional capacitor for the data line. That is, compared to the manufacturing process of the storage capacitor in the effective area, the dummy capacitor can be constructed as the additional capacitor of the data line without requiring an additional process.
このダミー容量に係る態様では、前記ダミー容量は、前記基板上で平面的に見て、前記蓄積容量と面積が異なってよい。 In this aspect of the dummy capacitor, the dummy capacitor may have an area different from that of the storage capacitor when viewed in plan on the substrate.
このように構成すれば、ダミー容量の模擬対象である蓄積容量と比べて面積を大きくする又は小さくすることで、ダミー容量に係る面積に比例する容量値を所望の値に設定可能となる。特に、ダミー容量を大きくすれば、ダミー画素の一部のみを利用して、データ線の付加容量たるダミー容量として必要な容量値を達成することも可能となる。これにより、ダミー領域内の一部のダミー画素部に、データ線の付加容量としての機能も持たせ、ダミー領域内の他の部分のダミー画素部に、ダミー画素本来の機能を専ら持たせることも可能となる。よって、ダミー画素部において、ダミー蓄積容量が付加容量として機能する点とその配置面積が蓄積容量と異なる点を除いて、有効画素部と同一構造で形成することができる。即ち、有効画素部の構成に対して、ダミー画素部に大幅な設計変更を加えることなく、付加容量を設けることが可能となる。 With this configuration, the capacitance value proportional to the area related to the dummy capacitor can be set to a desired value by increasing or decreasing the area compared to the storage capacitor that is the simulation target of the dummy capacitor. In particular, if the dummy capacitance is increased, only a part of the dummy pixel can be used to achieve a required capacitance value as a dummy capacitance that is an additional capacitance of the data line. As a result, some dummy pixel portions in the dummy area also have a function as an additional capacity of the data line, and other dummy pixel portions in the dummy area have the original function of the dummy pixel exclusively. Is also possible. Therefore, the dummy pixel portion can be formed with the same structure as the effective pixel portion except that the dummy storage capacitor functions as an additional capacitor and the arrangement area is different from the storage capacitor. In other words, it is possible to provide an additional capacitor without significantly changing the design of the dummy pixel portion with respect to the configuration of the effective pixel portion.
この場合更に、前記蓄積容量は、前記基板上で平面的に見て、前記画素電極が夫々形成された各画素の開口領域内に入らないように形成されており、前記ダミー容量は、前記基板上で平面的に見て、前記各画素の開口領域に対応する各ダミー画素の領域内に入るように形成されており、前記蓄積容量より前記面積が大きいように構成してもよい。 Further, in this case, the storage capacitor is formed so as not to enter the opening region of each pixel in which the pixel electrode is formed in plan view on the substrate, and the dummy capacitor is formed on the substrate. It may be configured so as to be within the region of each dummy pixel corresponding to the opening region of each pixel as viewed in plan above, and to have the area larger than the storage capacitor.
このように構成すれば、ダミー領域における開口領域に対応する領域内では、ダミー容量の存在によって、表示に寄与する光の透過や反射等による出射が妨げられる。しかるに、ダミー領域では、少なくとも直接に視認される画像が表示されるため、このようなダミー容量の作成領域を、開口領域に対応する領域内に入るように形成しても、表示上の不具合は殆ど又は全くない。他方で、例えば画素電極が形成される領域に対応する領域内に又はダミー電極に重なる領域内など、各画素の開口領域に対応する領域内に入るように形成することで、一定のダミー領域を使って高い容量値を達成することが可能となる。このように、表示品質を落とすことなく且つ付加容量を作り込むための基板上領域を広げないようにしつつ、所望の容量値を得られるので、実践上大変有効である。尚、本発明に係る「開口領域」或いは「各画素の開口領域」とは、各画素部における表示光を、透過や反射などによって、出射可能な領域を意味する。 According to this configuration, in the region corresponding to the opening region in the dummy region, the presence of the dummy capacitor prevents the transmission or reflection of light contributing to display from being performed. However, since at least a directly visible image is displayed in the dummy area, even if such a dummy capacitance creation area is formed so as to fall within the area corresponding to the opening area, there is no problem in display. Little or no. On the other hand, a certain dummy region can be formed by forming it within a region corresponding to the opening region of each pixel, for example, in a region corresponding to the region where the pixel electrode is formed or in a region overlapping the dummy electrode. It is possible to achieve a high capacity value by using it. In this way, a desired capacitance value can be obtained without degrading display quality and without expanding the area on the substrate for creating additional capacitance, which is very effective in practice. The “opening region” or “opening region of each pixel” according to the present invention means a region where display light in each pixel portion can be emitted by transmission or reflection.
本発明に係る電気光学装置の一態様では、前記複数のダミー画素の前記少なくとも一部において、前記画素電極を模擬するダミー電極を更に有する。 In one aspect of the electro-optical device according to the invention, the at least part of the plurality of dummy pixels further includes a dummy electrode that simulates the pixel electrode.
本態様によれば、ダミー画素部は、有効画素部が画素電極を有するのと同様に、ダミー電極を有するので、有効画素部をより正確に模擬することができ、ダミー領域本来の機能が高められる。 According to this aspect, since the dummy pixel portion has the dummy electrode in the same manner as the effective pixel portion has the pixel electrode, the effective pixel portion can be simulated more accurately, and the original function of the dummy region is enhanced. It is done.
即ち、電気光学装置の駆動時に、蓄積容量の存在によって表示光の出射は妨げられるものの、ダミー画素部を有効画素部と同一の動作で駆動することが可能となる。これにより、ダミー領域において、例えば電気光学装置の一例である液晶の配向状態が有効画素部と同程度の性能で制御されることにより、有効領域において安定した良好な画像表示を行うことができる。この際、表示光の出射が妨げられることは、ダミー画素のかかる機能を低下させることにはならない。よって、電気光学装置の信頼性を向上させることが可能となる。但し、画像表示を有効画素におけると完全に同等に行う必要がないダミー画素においては、画素電極がなくてもよい。 That is, when the electro-optical device is driven, the emission of display light is hindered by the presence of the storage capacitor, but the dummy pixel portion can be driven by the same operation as the effective pixel portion. As a result, in the dummy area, for example, the alignment state of the liquid crystal, which is an example of the electro-optical device, is controlled with the same performance as that of the effective pixel portion, so that stable and good image display can be performed in the effective area. At this time, the prevention of display light emission does not reduce the function of the dummy pixel. Therefore, the reliability of the electro-optical device can be improved. However, the pixel electrode may not be provided in the dummy pixel which does not need to perform image display completely equivalent to the effective pixel.
本発明に係る電気光学装置の他の態様では、前記付加容量は前記データ線より上層側に配置され、下側電極及び上側電極が前記基板上において下層側から順に積層される積層構造を有すると共に、前記下側電極が、前記付加容量と前記データ線とを層間絶縁する層間絶縁膜を貫通して開孔されたコンタクトホールを介して前記データ線に電気的に接続される。 In another aspect of the electro-optical device according to the invention, the additional capacitor is disposed on the upper layer side of the data line, and the lower electrode and the upper electrode are stacked on the substrate in order from the lower layer side. The lower electrode is electrically connected to the data line through a contact hole opened through an interlayer insulating film that insulates the additional capacitor and the data line.
この態様によれば、付加容量を設けるために、データ線との電気的接続のために新たに中継配線を設けたり、これに伴い新たなコンタクトホールの開孔を要するような大幅な設計変更を行う手間は不要となる。よって、付加容量とデータ線との電気的接続に係る抵抗が、中継配線の存在や、中継配線との電気的接続に伴って開孔された新たなコンタクトホール内で大きくなるのを防止すると共に、電気光学装置の製造プロセスにおける製造工程が煩雑化し、製造コストが増加する等の不具合を防止することが可能となる。 According to this aspect, in order to provide an additional capacity, a relay wiring is newly provided for electrical connection with the data line, or a drastic design change that requires opening a new contact hole accordingly. There is no need to do this. Therefore, the resistance related to the electrical connection between the additional capacitor and the data line is prevented from increasing in the presence of the relay wiring or in the new contact hole opened due to the electrical connection with the relay wiring. In addition, it is possible to prevent problems such as a complicated manufacturing process in the electro-optical device manufacturing process and an increase in manufacturing cost.
本発明に係る電気光学装置の他の態様では、前記付加容量は、前記基板上において、夫々金属膜から形成される下側電極及び上側電極が下層側から順に積層される積層構造を有する。 In another aspect of the electro-optical device according to the aspect of the invention, the additional capacitor has a stacked structure in which a lower electrode and an upper electrode each formed of a metal film are sequentially stacked from the lower layer side on the substrate.
この態様によれば、付加容量はMIM(Metal Insulator Metal)構造を有する。よって、付加容量を構成する誘電体膜を、高誘電率を有する誘電体材料(即ち、High−K材料)から形成することができる。従って、付加容量を、比較的小さな領域内に、データ線の画像信号電位の変動を抑制するのに十分な容量値を有するように作り込むことが可能である。尚、「金属膜」とは、例えばアルミニウム等の比較的低抵抗な導電材料を含んで形成される単層の導電膜、又はこのような導電膜を含んで形成される多層膜を意味する。 According to this aspect, the additional capacitor has a MIM (Metal Insulator Metal) structure. Therefore, the dielectric film constituting the additional capacitor can be formed from a dielectric material having a high dielectric constant (that is, a High-K material). Therefore, the additional capacitor can be formed in a relatively small area so as to have a capacitance value sufficient to suppress fluctuations in the image signal potential of the data line. The “metal film” means a single-layer conductive film formed including a relatively low-resistance conductive material such as aluminum, or a multilayer film formed including such a conductive film.
本発明に係る電気光学装置の他の態様では、前記付加容量は、下側電極及び上側電極が前記基板上において下層側から順に積層される積層構造を有し、前記下側電極及び前記上側電極のうち一方の電極は所定電位とされる。 In another aspect of the electro-optical device according to the aspect of the invention, the additional capacitor has a stacked structure in which a lower electrode and an upper electrode are sequentially stacked from the lower layer side on the substrate, and the lower electrode and the upper electrode One of the electrodes has a predetermined potential.
この態様によれば、付加容量を好適に機能させることができる。即ち、付加容量によって、データ線に供給される画像信号に応じた電位と所定電位との電位差に応じた適当な電荷量を蓄積することが可能となる。尚、本発明に係る「所定電位」とは、画像信号電位の変化或いは画像データによらず予め定められた電位を意味し、例えば、時間軸に対して完全に一定電位に固定された固定電位であってもよいし、時間軸に対して一定期間ずつ一定電位に固定された固定電位(例えば、一定期間毎に基準電位に対して反転する反転電位)であってもよい。 According to this aspect, the additional capacity can be suitably functioned. That is, it is possible to accumulate an appropriate amount of charge according to the potential difference between the potential corresponding to the image signal supplied to the data line and the predetermined potential by the additional capacitor. The “predetermined potential” according to the present invention means a predetermined potential regardless of a change in image signal potential or image data, for example, a fixed potential that is completely fixed at a constant potential with respect to the time axis. Alternatively, it may be a fixed potential that is fixed at a constant potential for a certain period with respect to the time axis (for example, an inverted potential that is inverted with respect to a reference potential every certain period).
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置(但し、その各種態様も含む)を具備する。 In order to solve the above problems, an electronic apparatus according to the present invention includes the above-described electro-optical device according to the present invention (including various aspects thereof).
本発明の電子機器によれば、上述した本発明に係る電気光学装置を具備してなるので、高密度化及び小型化しつつ高品質な画像表示を行うことが可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置、電子放出装置(Field Emission Display及びConduction Electron-Emitter Display)、これら電気泳動装置、電子放出装置を用いた表示装置を実現することも可能である。 According to the electronic apparatus of the present invention, since the electro-optical device according to the present invention described above is provided, a projection display device and a television set capable of performing high-quality image display while increasing the density and reducing the size. Various electronic devices such as mobile phones, electronic notebooks, word processors, viewfinder type or monitor direct-view type video tape recorders, workstations, videophones, POS terminals, and touch panels can be realized. In addition, as an electronic apparatus of the present invention, for example, an electrophoretic device such as electronic paper, an electron emission device (Field Emission Display and Conduction Electron-Emitter Display), and a display device using these electrophoretic device and electron emission device are realized. Is also possible.
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。 The operation and other advantages of the present invention will become apparent from the best mode for carrying out the invention described below.
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態では、本発明の電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のTFTアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, a driving circuit built-in type TFT active matrix driving type liquid crystal device, which is an example of the electro-optical device of the present invention, is taken as an example.
<液晶装置の全体構成>
先ず、本実施形態における液晶装置の全体構成について、図1及び図2を参照して説明する。ここに、図1は、TFTアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に、対向基板の側から見た液晶装置の概略的な平面図であり、図2は、図1のH−H'断面図である。
<Overall configuration of liquid crystal device>
First, the overall configuration of the liquid crystal device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Here, FIG. 1 is a schematic plan view of the liquid crystal device as seen from the side of the counter substrate together with the components formed on the TFT array substrate, and FIG. 'Cross section.
図1及び図2において、液晶装置は、対向配置されたTFTアレイ基板10と対向基板20とから構成されている。TFTアレイ基板10と対向基板20との間には液晶層50が封入されており、TFTアレイ基板10と対向基板20とは、画素領域10aの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材52により相互に接着されている。
1 and 2, the liquid crystal device is composed of a
シール材52は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてTFTアレイ基板10上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。また、例えばシール材52中には、TFTアレイ基板10と対向基板20との間隔(基板間ギャップ)を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材56が散布されている。
The sealing
シール材52が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域10aaの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜53が、対向基板20側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜53の一部又は全部は、TFTアレイ基板10側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。本実施形態において、額縁遮光膜53によって規定される額縁領域は、TFTアレイ基板10上で平面的に見て、例えば画素領域10aに対して、画素領域10aの縁に沿う額縁状の領域の少なくとも一部の領域に重畳するように、配置される。そして、画素領域10aにおいて額縁領域によって規定される領域が、画像表示が行われる有効領域即ち画像表示領域10aaとなる。尚、画素領域10aにおいて額縁領域に重畳する領域はダミー領域として構成される。
A light-shielding frame light-shielding
TFTアレイ基板10上における、画素領域10aの周辺に位置する周辺領域には、周辺回路部が、データ線駆動回路101及びサンプリング回路7、走査線駆動回路104、外部回路接続端子102を含んで形成される。
In the peripheral region located on the periphery of the
TFTアレイ基板10上における周辺領域において、シール領域より外周側に、データ線駆動回路101及び外部回路接続端子102が、TFTアレイ基板10の一辺に沿って設けられている。また、TFTアレイ基板10上の周辺領域のうちシール領域より内側に位置する領域には、TFTアレイ基板10の一辺に沿う画像表示領域10aaの一辺に沿って且つ額縁遮光膜53に覆われるようにしてサンプリング回路7が配置される。
In the peripheral region on the
また、走査線駆動回路104は、TFTアレイ基板10の一辺に隣接する2辺に沿い、且つ、額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域10aaの両側に設けられた二つの走査線駆動回路104間を電気的に接続するため、TFTアレイ基板10の残る一辺に沿い、且つ額縁遮光膜53に覆われるようにして複数の配線105が設けられている。
The scanning
また、TFTアレイ基板10上の周辺領域において、対向基板20の4つのコーナー部に対向する領域に、上下導通端子106が配置されると共に、このTFTアレイ基板10及び対向基板20間には上下導通材が上下導通端子106に対応して該端子106に電気的に接続されて設けられる。
In the peripheral region on the
図2において、TFTアレイ基板10上には、画素スイッチング用素子としてのTFT(Thin Film Transistor)や走査線、データ線等の配線上に画素電極9aが、更にその上から配向膜16が形成されている。尚、本実施形態では、画素スイッチング素子はTFTのほか、各種トランジスタ或いはTFD等により構成されてもよい。
In FIG. 2, on a
他方、対向基板20上の画像表示領域10aaには、格子状又はストライプ状の遮光膜23が形成され、この遮光膜23上(図2中遮光膜23より下側)に、液晶層50を介して複数の画素電極9aと対向する対向電極21が形成され、更に、配向膜22が形成される。
On the other hand, a lattice-shaped or striped light-shielding
液晶層50は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。そして、液晶装置の駆動時、夫々に電圧が印加されることで、画素電極9aと対向電極21との間には液晶保持容量が形成される。
The
尚、ここでは図示しないが、TFTアレイ基板10上には、データ線駆動回路101、走査線駆動回路104の他に、製造途中や出荷時の当該液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等が形成されていてもよい。
Although not shown here, in addition to the data line driving
次に、液晶装置に係る電気的な構成について、図3を参照して説明する。ここに、図3は、画素領域及び周辺回路部の構成を概略的に示すブロック図である。 Next, an electrical configuration of the liquid crystal device will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram schematically showing the configuration of the pixel region and the peripheral circuit unit.
図3において、液晶装置には既に説明したように周辺回路部を構成する、走査線駆動回路104、データ線駆動回路101及びサンプリング回路7が設けられている。
In FIG. 3, the liquid crystal device is provided with the scanning
走査線駆動回路104には、例えば外部回路接続端子102を介して、図3中には図示しない外部回路より、Yクロック信号CLY、反転Yクロック信号CLYinv、及びYスタートパルスDYが供給される。走査線駆動回路104は、YスタートパルスDYが入力されると、Yクロック信号CLY及び反転Yクロック信号CLYinvに基づくタイミングで、走査信号G1、・・・、Gmを順次生成して出力する。
For example, a Y clock signal CLY, an inverted Y clock signal CLYinv, and a Y start pulse DY are supplied to the scanning
本実施形態では、データ線駆動回路101には、例えば外部回路接続端子102を介して、外部回路よりXクロック信号CLX、反転Xクロック信号CLXinv、XスタートパルスDXが供給される。そして、データ線駆動回路101は、XスタートパルスDXが入力されると、Xクロック信号CLX及び反転Xクロック信号XCLXinvに基づくタイミングで、サンプリング回路駆動信号S1、S2、S3、・・・、Sn−1、Snを順次生成して出力する。
In the present embodiment, the data
サンプリング回路7は、Pチャネル型又はNチャネル型の片チャネル型TFT、若しくは相補型のTFTから構成されたサンプリングスイッチ71を複数備える。サンプリング回路7には、例えば外部回路より外部回路接続端子102に供給された画像信号VIDが、画像信号線6を介して供給される。本実施形態では、画像信号線6は一本とし、いずれのサンプリングスイッチ71もこの画像信号線6から画像信号VIDを供給される場合について説明するが、画像信号は、シリアル−パラレル展開(即ち、相展開)されていてもよい。例えば、画像信号を画像信号VID1〜VID6の6相にシリアル−パラレル展開した場合、これらの画像信号は、6本の画像信号線を介してサンプリング回路7に入力される。複数の画像信号線に対し、シリアルな画像信号を変換して得たパラレルな画像信号を同時供給すると、データ線6aへの画像信号入力をグループ毎に行うことができ、駆動周波数が抑えられる。
The sampling circuit 7 includes a plurality of sampling switches 71 formed of P-channel or N-channel single-channel TFTs or complementary TFTs. For example, the image signal VID supplied from the external circuit to the external
サンプリング回路7は、各サンプリングスイッチ71が、データ線駆動回路101から出力されるサンプリング回路駆動信号S1、S2、S3、・・・、Sn−1、Snに応じて、各データ線6aに、画像信号VIDを供給するように構成されている。
In the sampling circuit 7, each
液晶装置は、そのTFTアレイ基板10の中央を占める画素領域10aに、縦横に配線されたデータ線6a及び走査線3aを備えている。TFTアレイ基板10上の画素領域10aは、図1及び図2を参照して説明したように、有効領域たる画像表示領域10aa及びダミー領域10abから構成される。TFTアレイ基板10上の画像表示領域10aaにおいて、データ線6a及び走査線3aの交点に対応して有効画素部90aがマトリクス状に配列され、各有効画素部90aは画素電極9a、及び画素電極9aをスイッチング制御するためのTFT30a、更には蓄積容量70aを備える。他方、ダミー領域10abには、データ線6a及び走査線3aの交点に対応してダミー画素部90bが配列される。本実施形態では、好ましくは、有効画素部90aとダミー画素部90bとは、後述する特徴的な構成、即ちダミー蓄積容量70bが付加容量として機能する構成を除いて、概ね同一構造を有する。この場合、ダミー画素部90bには、前述した相違点を除いて、有効画素部90aにおける画素電極9a、TFT30a及び蓄積容量70aと概ね同様に、ダミー画素電極9b、及びダミー画素部用TFT30b、ダミー蓄積容量70bを備える。尚、図3及び後述の図3以降の各図に係る説明において、ダミー画素部90bについて、有効画素部90aと同一の構成については、図中同一の符号を付して示し且つその説明を省略することもあり、特に相違点についてのみ詳細に説明する。
The liquid crystal device includes
ここに、図3中、有効画素部90aの構成に着目すれば、TFT30aのソース電極には、データ線6aが電気的に接続されている一方、TFT30aのゲート電極には、走査線3aが電気的に接続されるとともに、TFT30aのドレイン電極には、画素電極9aが接続されている。そして、有効画素部90aにおいて、画素電極9aと対向電極21との間に液晶が挟持され、液晶保持容量が形成される。また、画素電極9aに書き込まれた画像信号のリークを防ぐために、蓄積容量70aが、画素電極9aと並列に付加されている。蓄積容量70aの一方の電極は、画素電極9aと並列してTFT30aのドレインに電気的に接続され、他方の電極は、定電位Vfとなるように、電位固定の容量配線300に電気的に接続されている。
If attention is paid to the configuration of the
他方、ダミー画素部90bにおいては、ダミー画素部用TFT30bのソース電極及びドレイン電極間が短絡されている。これにより、ダミー蓄積容量70bとデータ線6aとの間の電気的経路の一部が短絡され、ダミー蓄積容量70bはデータ線6aと電気的に接続され、本発明に係る「付加容量」として形成される。
On the other hand, in the dummy pixel portion 90b, the source electrode and the drain electrode of the dummy
走査線駆動回路104から出力される走査信号G1、・・・、Gmによって、各走査線3aは線順次に選択される。本実施形態では、一例として、図3に示すように、画素領域10aにおける一のデータ線6aにつき、ダミー画素部90bは、データ線6aの延在方向に沿う同図中上方に位置するダミー領域10ab、及びこれに対して画像表示領域10aaを挟んで下方に位置するダミー領域10abの夫々に4画素ずつ設けられる。そして、図3中、上方に位置するダミー領域10abにおけるダミー画素部90bには走査信号G1〜G4が、下方に位置するダミー領域10abにおけるダミー画素部90bには走査信号Gm−3〜Gmが、夫々走査線3aを介して供給される。よって、これら2つのダミー領域10abの挟まれた画像表示領域10aaにおいて、各走査線3aは、走査信号G5〜Gm−4によって選択される。
Each
画像表示領域10aaにおいて選択された走査線3aに対応する有効画素部90aにおいて、TFT30aに走査信号G5〜Gm−4が供給されると、TFT30aはオン状態となり、当該有効画素部90aは選択状態となる。この有効画素部90aにおいて画素電極9aには、TFT30aを一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線6aより画像信号VIDが所定のタイミングで供給される。これにより、液晶には、画素電極9a及び対向電極21の各々の電位によって規定される印加電圧が印加される。
In the
液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として液晶装置からは画像信号VIDに応じたコントラストをもつ光が出射する。 The liquid crystal modulates light and enables gradation display by changing the orientation and order of the molecular assembly depending on the applied voltage level. In the normally white mode, the transmittance for incident light is reduced according to the voltage applied in units of each pixel, and in the normally black mode, the light is incident according to the voltage applied in units of each pixel. The light transmittance is increased, and light having a contrast corresponding to the image signal VID is emitted from the liquid crystal device as a whole.
これに対して、ダミー領域10abにおいて、ダミー画素部用TFT30bは上述したようにソース電極及びドレイン電極間が短絡され、画素スイッチング用素子としては機能しないように構成される。そして、ダミー蓄積容量70bのダミー画素部用TFT30bのドレインに電気的に接続された一方の電極は、データ線6aにおける画像信号VIDの電位と同電位とされ、他方の電極は、容量配線300に電気的に接続されて定電位Vfとされ、これら一対の電極間の電位差に応じた電荷量の電荷がダミー蓄積容量70bに蓄積される。これにより、ダミー蓄積容量70bは、本発明に係る「付加容量」として、データ線6aの配線容量に対して補強的に機能させることができる。
On the other hand, in the dummy region 10ab, the dummy
よって、本実施形態では、ダミー画素部用TFT30bは上述したようにソース電極及びドレイン電極間を短絡させることのみにより、ダミー蓄積容量70bを付加容量として機能させることが可能となり、この構成を除いてダミー画素部90bに対して大幅な設計変更を加えることなく、有効画素部90aと概ね同様の構成で形成することができる。また、このようにダミー画素部90bが有効画素部90aと同様の構成を有することにより、ダミー蓄積容量70bを、有効画素部90aにおける蓄積容量70aと同程度の性能で、付加容量として機能させることが可能となる。
Therefore, in the present embodiment, the dummy
尚、本実施形態では、図3に示すようにダミー領域10abにおけるダミー画素部90bの全部において、ダミー蓄積容量70bを付加容量として機能させる構成に限定されず、ダミー領域10abにおいて、一部のダミー画素部90bを有効画素部90aと例えば同一の動作で駆動可能なように同一構造で形成し、他のダミー画素部90bは、ダミー蓄積容量70bを付加容量として機能させるように形成するようにしてもよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
この場合、液晶装置における例えば画像表示時に、一部のダミー画素部90bは、有効画素部90aにおける動作と同一の動作で駆動され、走査信号G1〜G4若しくはGm−3〜Gmがダミー画素部用TFT30bに供給されると、ダミー画素電極9bにはダミー画素部用TFT30bを介してデータ線6aより画像信号VIDが供給される。例えば、ダミー画素部90bには、黒色に相当する透過光を出射可能な電位の画像信号VIDが供給され、黒色のベタ状の表示が行われ、画像表示領域10aaにおける表示画像の縁が黒く縁取られる。
In this case, for example, when displaying an image in the liquid crystal device, some of the dummy pixel portions 90b are driven by the same operation as that of the
よって、このように構成すれば、液晶装置における画素領域10aの縁付近に配置され、動作が不安定となり正常な画像表示を行うことが困難な画素部をダミー画素部90bとして機能させ、液晶の配向状態を有効画素部90aと同程度の性能で制御することができ、画像表示領域10aaにおいて安定した良好な画像表示を行うことが可能となる。従って、液晶装置の信頼性を向上させることができる。また、このようにダミー画素部90bを機能させたとしても、有効画素部90aと同一構造で形成することにより、液晶装置の製造プロセスが煩雑化し、製造コストの増加等の不具合を招くのを防止することができる。
Therefore, with this configuration, a pixel portion that is disposed near the edge of the
<画素部の構成>
次に、本実施形態における有効画素部90a及びダミー画素部90bの構成について、図4から図7を参照して説明する。
<Configuration of pixel portion>
Next, the configuration of the
先ず、図4及び図5を参照して、有効画素部90aの構成について説明する。ここに、図4は、本実施形態に係る液晶装置における有効画素部の構成の一例を概略的に示す平面図であり、図5は、図4のA−A´線での断面図である。
First, the configuration of the
図3を参照して説明したように、画素電極9aは、TFTアレイ基板10上の画像表示領域10aaにマトリクス状に複数設けられており、図4において、画素電極9aの縦横の境界(点線部9a´により画素電極9aの輪郭が示されている)に各々沿ってデータ線6a及び走査線3aが設けられている。データ線6aは、例えばアルミニウム膜等の金属膜或いは合金膜からなり、走査線3aは、例えば導電性のポリシリコン膜等からなる。
As described with reference to FIG. 3, a plurality of
図4又は図5において、走査線3aは、半導体層1aのうち図4中右上がりの斜線領域で示したチャネル領域1a´に対向するように配置されており、該走査線3aはゲート電極として機能する。即ち、走査線3aとデータ線6aとの交差する箇所にはそれぞれ、チャネル領域1a´に走査線3aの本線部がゲート電極として対向配置された画素スイッチング用のTFT30aが設けられている。
4 or 5, the
図5において、データ線6aは、TFTアレイ基板10上において、第1層間絶縁膜41を下地とし且つ蓄積容量70aよりも下層側に形成されており、コンタクトホール81を介してTFT30aの高濃度ソース領域1dに電気的に接続されている。データ線6aは、例えば、Ti(チタン)層、TiN(窒化チタン)層、Al(アルミニウム)層、TiN層が上層側から下層側に向かって順次、100nm、500nm、3500nm、1500nmの膜厚で夫々積層された多層膜として形成される。また、図4又は図5に示すように、データ線6aにおいて、蓄積容量70aの下部容量電極71とTFT30aの高濃度ドレイン領域1eとを電気的に接続するためのコンタクトホール83に対応する位置に、開孔部6ahが配置される。即ち、コンタクトホール83は、図4によく示されるように、TFTアレイ基板10上で平面的に見て、データ線6aにおける開孔部6ah内に位置し、第1及び第2層間絶縁膜41及び42を貫通して、TFT30aの高濃度ドレイン領域1eの表面を露出させるように開孔される。
In FIG. 5, the
蓄積容量70aは、図4又は図5において、TFT30の高濃度ドレイン領域1e及び画素電極9aに接続された、蓄積容量70aの下側電極である画素電位側容量電極としての下部容量電極71と、蓄積容量70の上側電極である固定電位側容量電極としての上部容量電極300の一部とが、誘電体膜75を介して対向配置されることにより形成されている。本実施形態では、以下に説明するように、蓄積容量70aはMIM構造を有する。
4 or 5, the
上部容量電極300は、図3を参照して既に説明したように、TFTアレイ基板10上において、画素領域10aからその周囲に延設され、定電位源と電気的に接続されて、固定電位Vfとされる。係る定電位源としては、走査線駆動回路104やデータ線駆動回路101に供給される正電源や負電源の定電位源でもよいし、対向基板20の対向電極21に供給される定電位でも構わない。上部容量電極300は、TFTアレイ基板10上において、例えば、TiN層、Al層、TiN層が下層側から順次、500nm、3500nm、500nmの膜厚で夫々積層された多層構造を有する。また、下部容量電極71も、例えば上部容量電極300と同様の膜厚の導電膜、即ちTiN層、Al層、TiN層が下層側から順次積層された多層構造を有する。下部容量電極71は、画素電位側容量電極としての機能の他、画素電極9aとTFT30aの高濃度ドレイン領域1eとを中継接続する機能を持つ。加えて、下部容量電極71と上部容量電極300との間に配置される誘電体膜75は、例えばHTO(High Temperature Oxide)膜、LTO(Low Temperature Oxide)膜等の酸化シリコン膜、あるいは窒化シリコン膜等から構成される。
As already described with reference to FIG. 3, the
一方、図5中、TFTアレイ基板10上においてTFT30aの下側には、下地絶縁層12を介して下側遮光膜11aが、例えば2000nmの膜厚で格子状に設けられている。下地絶縁層12は、TFTアレイ基板10の全面に形成され、下側遮光膜11aからTFT30aを層間絶縁する。
On the other hand, in FIG. 5, on the
画素電極9aは、第3層間絶縁膜43上の最上層に位置し、下部容量電極71を中継することにより、コンタクトホール83及び85を介して半導体層1aのうち高濃度ドレイン領域1eに電気的に接続されている。
The
図4及び図5に示すように、液晶装置は、透明なTFTアレイ基板10と、これに対向配置される透明な対向基板20とを備えている。TFTアレイ基板10は、例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板からなり、対向基板20は、例えばガラス基板や石英基板からなる。
As shown in FIGS. 4 and 5, the liquid crystal device includes a transparent
TFTアレイ基板10には、画素電極9aが設けられており、その上側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜16が設けられている。画素電極9aは例えば、ITO(Indium Tin Oxide)膜などの透明導電性膜からなる。また配向膜16は例えば、ポリイミド膜などの有機膜からなる。
A
他方、対向基板20には、その全面に渡って対向電極21が設けられており、その下側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜22が設けられている。対向電極21は例えば、ITO膜などの透明導電性膜からなる。また配向膜22は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。また、対向基板20上の画像表示領域10aa(図5中、対向基板20の下側)には、格子状又はストライプ状の遮光膜23が設けられる。
On the other hand, a
このように構成され、画素電極9aと対向電極21とが対面するように配置されたTFTアレイ基板10と対向基板20との間には、液晶層50が形成される。液晶層50は、画素電極9aからの電界が印加されていない状態で配向膜16及び22により所定の配向状態をとる。
A
図5において、画素スイッチング用TFT30aは、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有しており、走査線3a、当該走査線3aからの電界によりチャネルが形成される半導体層1aのチャネル領域1a'、走査線3aと半導体層1aとを絶縁するゲート絶縁膜2、半導体層1aの低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1c、半導体層1aの高濃度ソース領域1d並びに高濃度ドレイン領域1eを備えている。尚、半導体層1aは、例えば550nmの膜厚で形成される。
In FIG. 5, the
走査線3a上には、高濃度ソース領域1dへ通じるコンタクトホール81及び高濃度ドレイン領域1eへ通じるコンタクトホール83が各々開孔された第1層間絶縁膜41が形成されている。
On the
第1層間絶縁膜41上にはデータ線6aが形成されており、これらの上には、コンタクトホール83が開孔された第2層間絶縁膜42が形成されている。また、第2層間絶縁膜42上に配置された蓄積容量70aの上部容量電極300の上から第2層間絶縁膜42の全面を覆うように、コンタクトホール85が形成された第3層間絶縁膜43が形成されている。
A
続いて、図6及び図7を参照して、ダミー画素部90bの構成について説明する。ここに、図6は、本実施形態に係る液晶装置におけるダミー画素部の構成の一例を概略的に示す平面図であり、図7は、図6のB−B´線での断面図である。 Next, the configuration of the dummy pixel unit 90b will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a plan view schematically showing an example of the configuration of the dummy pixel portion in the liquid crystal device according to the present embodiment, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. .
既に説明したように、ダミー画素部90bは、ダミー蓄積容量70bを付加容量として機能させる点を除いて、有効画素部90aと概ね同一構造で形成される。そして、ダミー画素電極9bは、TFTアレイ基板10上のダミー領域10abにデータ線6a及び走査線3aの交差に対応して設けられる。尚、図6において、点線部9b´によりダミー画素電極9bの輪郭が示されている。
As already described, the dummy pixel portion 90b is formed with substantially the same structure as the
また、図7において、TFTアレイ基板10上の画素領域10aにおいて、ダミー領域10abは、平面的に見て額縁領域と重畳して配置され、TFTアレイ基板10上のダミー画素部90bを構成するダミー画素電極9b等は、図7中で対向基板20側に形成される額縁遮光膜53下に配置されることとなる。これにより、ダミー領域10abは、画像表示領域10aaの機能即ち画像表示には寄与しない領域として配置される。
In FIG. 7, in the
図7において、ダミー画素部90bでは、TFTアレイ基板10上においてデータ線6aは、図4又は図5に示すような開孔部6ahは形成されず、第1層間絶縁膜41を貫通して開孔されたコンタクトホール84を介してダミー画素部用TFT30bの高濃度ドレイン領域1eに電気的に接続される。このように、データ線6aの一部が、コンタクトホール81及び84を介して、ダミー画素部用TFT30bの高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eに電気的に接続されることにより、ダミー画素部用TFT30bのソース電極及びドレイン電極は短絡されている。
In FIG. 7, in the dummy pixel portion 90b, the
また、ダミー蓄積容量70bは、有効画素部90aにおける蓄積容量70aと同層に配置され且つ同一の積層構造を有する。これにより、ダミー蓄積容量70bは、蓄積容量70aと同様に、第2層間絶縁膜42上に配置され、下層側から順に、画素電位側容量電極としての下部容量電極71、誘電体膜75、及び固定電位側容量電極としての上部容量電極300が積層された、MIM構造を有する。そして、ダミー蓄積容量70bの下部容量電極71は、第2層間絶縁膜42を貫通して開孔されたコンタクトホール83を介して、データ線6aに電気的に接続される。
The
よって、付加容量としてダミー蓄積容量70bを、新たな中継配線を設けたり、これに伴い新たなコンタクトホールの開孔を要するような大幅な設計変更を伴うことなく、電気的経路の一部を短絡させてデータ線6aと電気的に接続させる構成を容易に形成することが可能となる。従って、ダミー蓄積容量70bとデータ線6aとの電気的接続に係る抵抗が、中継配線の存在や、中継配線との電気的接続に伴って開孔された新たなコンタクトホール内で大きくなるのを防止することが可能となる。
Therefore, the
また、液晶装置の製造プロセスにおいて、ダミー蓄積容量70bと蓄積容量70aとは、各々について、下部容量電極71、誘電体膜75、及び上部容量電極300の各々を同一の工程で形成することができる。また、ダミー蓄積容量70bをMIM構造で形成することにより、画素領域10aを高精細化しても、後述するようなデータ線6aの画像信号電位の変動を抑制するのに十分な容量値を確保することが可能となる。
Further, in the manufacturing process of the liquid crystal device, each of the
以上説明したように、本実施形態では、TFTアレイ基板10上のダミー領域10abにおいて、ダミー画素部90bにおけるダミー蓄積容量70bを付加容量として機能させることにより、データ線6a周りの容量を適切に確保することができる。よって、データ線6aに画像信号VIDを供給するサンプリング回路7のサンプリングスイッチ71のゲート−ドレイン間の寄生容量の、データ線6aにおける画像信号電位の変動に与える影響を小さく抑えることが可能となる。従って、データ線6aが保有すべき、画像信号VIDの電位の変動を抑制し、これに起因してデータ線6aに沿った表示ムラとして表示画像において顕著に視認されるほどの表示不良が発生することを防止することができる。その結果、液晶装置では、高品質な画像表示を行うことが可能となる。
As described above, in this embodiment, in the dummy region 10ab on the
また、本実施形態では、機能的には画素領域10aにおいて所謂デッドスペースといえるダミー領域10abにおいて、ダミー画素部90bのダミー蓄積容量70bを付加容量として機能させることにより、周辺領域に新たに付加容量を設ける構成と比較して、TFTアレイ基板10上における周辺領域を狭小化し、且つ狭小化しても、周辺領域において、周辺回路部の配置に係る設計上の自由度をより大きく確保することが可能となる。
In the present embodiment, the
よって、本実施形態によれば、以上説明したように比較的簡易な設計変更のみでダミー蓄積容量70bを付加容量として機能させることができるため、液晶装置の製造プロセスにおける製造工程の煩雑化及び製造コストの増加を防止しつつ、液晶装置をより容易に高密度化すると共に小型化することが可能となる。
Therefore, according to the present embodiment, as described above, the
<変形例>
次に、図8を参照して変形例について説明する。図8は、本変形例について、ダミー画素部の構成の一例を概略的に示す平面図である。
<Modification>
Next, a modified example will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a plan view schematically showing an example of the configuration of the dummy pixel portion in this modification.
本変形例では、ダミー画素部90bにおいて、ダミー蓄積容量70bの配置面積を、図4に示す有効画素部90aにおける蓄積容量70aの配置面積と異ならせて、ダミー蓄積容量70bを付加容量として機能させることが可能なように形成する。これにより、ダミー蓄積容量70bの容量値と、蓄積容量70aの容量値とを異ならせて、データ線6aが保有すべき本来の画像信号電位の変動を抑制するのに十分な値としてダミー蓄積容量70bの容量値を確保することが可能となる。
In this modification, in the dummy pixel portion 90b, the arrangement area of the
例えば、図4及び図8について、ダミー画素部90bにおいては、TFTアレイ基板10上で平面的に見て、ダミー蓄積容量70bの配置面積を、有効画素部90aと比較して開口領域を小さくすることで、有効画素部90aの蓄積容量70aの配置面積と比較して大きく確保する。これにより、ダミー蓄積容量70bの容量値を、蓄積容量70aの容量値に対して大きく確保することができる。
For example, in FIG. 4 and FIG. 8, in the dummy pixel portion 90b, the arrangement area of the
また、本変形例の構成では、ダミー蓄積容量70bが付加容量として機能する点とその配置面積が蓄積容量70aと異なる点を除いて、有効画素部90aと同一構造でダミー画素部90bを形成することができる。従って、有効画素部90aの構成に対して、ダミー画素部90bに大幅な設計変更を加えることなく、付加容量を設けることが可能となる。
Further, in the configuration of this modification, the dummy pixel portion 90b is formed with the same structure as the
尚、液晶装置は以上説明したようにダミー蓄積容量70bを付加容量として機能させる構成に限定されず、例えば、TFTアレイ基板10上の画素領域10aのうち、ダミー領域10abにおける少なくとも一部の領域に、付加容量をデータ線6aに電気的に接続して形成すると共に、付加容量が設けられる当該領域にはダミー画素部90bを配置しないようにしてもよい。
As described above, the liquid crystal device is not limited to the configuration in which the
<電子機器>
次に、上述した液晶装置をライトバルブとして用いた電子機器の一例たる投射型カラー表示装置の実施形態について、その全体構成、特に光学的な構成について説明する。ここに、図9は、投射型カラー表示装置の図式的断面図である。
<Electronic equipment>
Next, an overall configuration, particularly an optical configuration, of an embodiment of a projection type color display device as an example of an electronic apparatus using the above-described liquid crystal device as a light valve will be described. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the projection type color display device.
図9において、投射型カラー表示装置の一例たる液晶プロジェクタ1100は、駆動回路がTFTアレイ基板上に搭載された液晶装置を含む液晶モジュールを3個用意し、それぞれRGB用のライトバルブ100R、100G及び100Bとして用いたプロジェクタとして構成されている。液晶プロジェクタ1100では、メタルハライドランプ等の白色光源のランプユニット1102から投射光が発せられると、3枚のミラー1106及び2枚のダイクロックミラー1108によって、RGBの三原色に対応する光成分R、G及びBに分けられ、各色に対応するライトバルブ100R、100G及び100Bにそれぞれ導かれる。この際特に、B光は、長い光路による光損失を防ぐために、入射レンズ1122、リレーレンズ1123及び出射レンズ1124からなるリレーレンズ系1121を介して導かれる。そして、ライトバルブ100R、100G及び100Bによりそれぞれ変調された三原色に対応する光成分は、ダイクロックプリズム1112により再度合成された後、投射レンズ1114を介してスクリーンにカラー画像として投射される。
In FIG. 9, a
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置及び該電気光学装置を具備してなる電子機器もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit or idea of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and an electro-optical device with such a change. In addition, an electronic apparatus including the electro-optical device is also included in the technical scope of the present invention.
3a…走査線、6a…データ線、9a…画素電極、10…TFTアレイ基板、10a…画素領域、10aa…画像表示領域、10ab…ダミー領域、70a…蓄積容量、70b…ダミー蓄積容量、90a…有効画素部、90b…ダミー画素部 3a ... Scanning line, 6a ... Data line, 9a ... Pixel electrode, 10 ... TFT array substrate, 10a ... Pixel area, 10aa ... Image display area, 10ab ... Dummy area, 70a ... Storage capacitor, 70b ... Dummy storage capacitor, 90a ... Effective pixel portion, 90b ... dummy pixel portion
Claims (11)
有効領域及び該有効領域を額縁状に囲むダミー領域を含む画素領域に互いに交差して設けられた複数のデータ線及び複数の走査線と、
前記有効領域において、前記データ線及び前記走査線の交差に対応する有効画素毎に設けられた画素電極と、
前記有効画素毎に設けられており、前記画素電極に電気的に接続された蓄積容量と、
前記ダミー領域の少なくとも一部において、前記データ線に電気的に接続された付加容量と
を備えること
を特徴とする電気光学装置。 On the board
A plurality of data lines and a plurality of scanning lines provided to intersect with each other in an effective area and a pixel area including a dummy area surrounding the effective area in a frame shape;
In the effective region, a pixel electrode provided for each effective pixel corresponding to the intersection of the data line and the scanning line;
A storage capacitor provided for each effective pixel and electrically connected to the pixel electrode;
An electro-optic device comprising: an additional capacitor electrically connected to the data line in at least a part of the dummy region.
を特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。 The additional capacitor is provided for each dummy pixel corresponding to the intersection of the data line and the scanning line, and on the substrate, a lower electrode, a dielectric film, and an upper electrode are sequentially stacked from the lower layer side. The electro-optical device according to claim 1, wherein the electro-optical device is a dummy capacitor having the same stacked structure as the storage capacitor.
を特徴とする請求項2に記載の電気光学装置。 The electro-optical device according to claim 2, wherein the dummy capacitor is short-circuited in an electrical path between the dummy capacitor and the data line in the same stacked structure.
前記ダミー容量は、前記同一の積層構造において、前記ソース電極及び前記ドレイン電極に対応する電極部分が相互に短絡されていること
を特徴とする請求項3に記載の電気光学装置。 Provided for each of the effective pixels, one of a source electrode and a drain electrode is connected to the data line and the other is connected to the pixel electrode, and further includes a thin film transistor for controlling the switching of the pixel electrode. ,
4. The electro-optical device according to claim 3, wherein in the dummy capacitor, electrode portions corresponding to the source electrode and the drain electrode are short-circuited with each other in the same stacked structure.
を特徴とする請求項2から4のいずれか一項に記載の電気光学装置。 The electro-optical device according to claim 2, wherein the dummy capacitor has an area different from that of the storage capacitor when viewed in plan on the substrate.
前記ダミー容量は、前記基板上で平面的に見て、前記各画素の開口領域に対応する各ダミー画素の領域内に入るように形成されており、前記蓄積容量より前記面積が大きいこと
を特徴とする請求項5に記載の電気光学装置。 The storage capacitor is formed so as not to enter the opening region of each pixel in which the pixel electrode is formed in plan view on the substrate,
The dummy capacitor is formed so as to be in a region of each dummy pixel corresponding to the opening region of each pixel when viewed in plan on the substrate, and the area is larger than the storage capacitor. The electro-optical device according to claim 5.
を特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の電気光学装置。 The electro-optical device according to claim 1, further comprising a dummy electrode that simulates the pixel electrode in at least a part of the plurality of dummy.
を特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の電気光学装置。 On the substrate, the additional capacitor is disposed on an upper layer side from the data line, and has a stacked structure in which a lower electrode and an upper electrode are stacked in order from a lower layer side on the substrate, and the lower electrode includes the lower electrode, 8. The data line is electrically connected to the data line through a contact hole opened through an interlayer insulating film that insulates the additional capacitor and the data line from each other. The electro-optical device according to one item.
を特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の電気光学装置。 The said additional capacity | capacitance has a laminated structure on which the lower electrode and upper electrode which are each formed from a metal film are laminated | stacked in order from a lower layer side on the said board | substrate. The electro-optical device according to 1.
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