JP2008039794A - 電気光学装置用基板及び電気光学装置、並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電気光学装置において高品質な表示を行う。
【解決手段】画素毎の開口領域に形成され、該開口領域を互いに隔てる非開口領域に延在する第２部分９ａｂを有する画素電極９ａと、非開口領域に形成され、画素電極９ａと接続された下部容量電極７１と、Ｘ方向に沿って延びる非開口領域Ｄ１にＸ方向に沿って形成され、下部容量電極７１より上層側に配置された容量線３００と、容量線３００より上層側であって画素電極９ａより下層側に配置され、下部容量電極７１とコンタクトホール８４を介して接続されると共に第２部分９ａｂとコンタクトホール８５を介して接続された中継層９３とを備える。更に、コンタクトホール８４及び８５は、非開口領域Ｄ１において、互いに重ならないようにＹ方向にずれて配置され、容量線３００は、コンタクトホール８４を避けるように切り欠かれてなる凹部３１０を有する。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置に用いられる電気光学装置用基板、及び該電気光学装置用基板を備えてなる電気光学装置、並びに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。

この種の電気光学装置の一例である液晶装置では、例えば特許文献１に開示されているように、画素部において保持された画像信号がリークすることを防ぐために、画素電極及び対向電極間の液晶容量に対して電気的に並列に保持容量が付加される。このような保持容量は、液晶装置の表示領域を構成する複数の画素の各々における開口領域を例えば矩形状に規定する非開口領域に配置され、画素電極は開口領域に配置される。そして、基板上の各画素で、平面的に見て画素電極及び保持容量が非開口領域で相互に重なるように、画素電極における開口領域に形成された部分を非開口領域の保持容量上まで延在させ、非開口領域において画素電極及び保持容量をコンタクトホールを介して相互に電気的に接続する。

ここで、装置を高精細化しつつ各画素で高開口率を確保するために、非開口領域における配線の配線幅の狭小化及び電子素子のサイズの小型化を行う場合、以下のような製造プロセス上の煩雑さを回避するために、非開口領域の一部を開口領域に対して凸状に張り出させて張り出し部分を形成し、この張り出し部分に上記コンタクトホールが配置される。例えば、非開口領域が、相互に隣接する画素間に設けられた配線及び保持容量等によって規定される場合、配線等の幅を狭め、これに併せてコンタクトホールのサイズを小さくすると、例えばコンタクトホール開孔のために用いられるマスクの位置合わせに係るマージンを確保することが困難となる等、製造工程が煩雑となるおそれがある。

特開２００５−３０１３０６号公報

しかしながら、上述したようなコンタクトホールの構成によれば、非開口領域の一部が、コンタクトホールの配置を確保するためだけに形成されるため、各画素で開口領域の大きさが制約され、開口率の低下を招き、画像表示の品質が劣化してしまうという技術的問題点がある。

よって、本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、例えば、アクティブマトリクス方式で駆動される液晶装置等の電気光学装置であって、開口率を高めることが可能な電気光学装置に用いられる電気光学装置用基板、及びそのような電気光学装置用基板を備えた電気光学装置、並びに電子機器を提供することを課題とする。

本発明の電気光学装置用基板は上記課題を解決するために、基板と、前記基板上の表示領域を構成する複数の画素の各々の開口領域に形成されると共に該開口領域を互いに隔てる非開口領域の一部に延在する延在部を有する画素電極と、前記非開口領域に形成されると共に前記画素電極と電気的に接続され、蓄積容量を構成する画素電位側電極と、前記非開口領域のうち前記表示領域の第１の方向に沿って延びる第１領域に、前記第１の方向に沿って形成されると共に前記画素電位側電極より誘電体膜を介して上層側に配置され、前記蓄積容量を構成する固定電位側電極を含む容量線と、前記容量線より上層側であって前記画素電極より下層側に配置され、前記画素電位側電極と第１コンタクトホールを介して電気的に接続されると共に前記延在部と第２コンタクトホールを介して電気的に接続された導電膜とを備え、前記第１及び第２コンタクトホールは、前記第１領域において、前記基板上で平面的に見て互いに重ならないように前記第１の方向に交わる第２の方向にずれて配置され、前記容量線は、前記基板上で平面的に見て前記第１コンタクトホールを避けるように切り欠かれてなる凹部を有する。

本発明の電気光学装置用基板では、表示領域には、例えば互いに交差して延びる複数のデータ線及び複数の走査線が形成され、これらデータ線及び走査線の交差に対応して複数の画素が設けられる。即ち、複数の画素は、例えば、表示領域の第１の方向（即ち、例えば走査線が延びる方向或いはＸ方向）及びこれに交差する第２の方向（即ち、例えばデータ線が延びる方向或いはＹ方向）の各々に沿ってマトリクス状に配列される。複数の画素の各々の開口領域には画素電極が形成される。各画素電極は、これに電気的に接続された画素スイッチング素子を介してデータ線及び走査線に電気的に接続される。このように構成された電気光学装置用基板を用いた電気光学装置の駆動時には、例えば各走査線は走査信号が供給されることにより、選択される。そして例えば、選択された走査線から走査信号が供給されることにより画素スイッチング素子がオン状態となると、データ線及び画素スイッチング素子を介して画素電極に画像信号が供給され、所謂アクティブマトリクス方式による画像表示が可能となる。

相隣接する画素における各々の開口領域は、第１の方向及び第２の方向の各々に沿って配置された非開口領域によって互いに隔てられて配置される。即ち、各開口領域は、非開口領域の縁によって区画された領域として各画素において規定される。

本発明に係る「開口領域」とは、実質的に電気光学装置における表示光が出射可能な画素内の領域であり、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電材料からなる画素電極が形成され、光が透過可能な領域であって、透過率の変更に応じて、電気光学装置において、液晶等の電気光学物質を抜けてきた出射光の階調を変化させることが可能となる領域である。言い換えれば、「開口領域」とは、画素に集光される光を透過させない、或いは光透過率が透明電極に比べて相対的に小さい配線、遮光膜、及び各種素子等の遮光体で遮られることがない領域を意味する。他方、本発明に係る「非開口領域」とは、電気光学装置における表示に寄与する光が透過しない領域を意味し、例えば画素内に非透明な配線或いは電極、若しくは各種素子等の遮光体が配設されている領域を意味する。更に、「開口率」とは、開口領域及び非開口領域を加えた画素のサイズにおける開口領域の割合を意味する。

各画素の開口領域に形成された画素電極は、非開口領域の一部に延在する延在部を有する。
よって、画素電極は、開口領域から連続して非開口領域の一部に形成されるので、開口領域における光抜けを防止できる。

蓄積容量は、画素電位側電極、誘電体膜及び固定電位側電極が順に下層側から積層されてなる。蓄積容量は、各画素の非開口領域に形成されると共に基板上で画素電極より下層側に配置される。蓄積容量は、少なくとも部分的に遮光性の導電膜から形成され、このような導電膜によって非開口領域が少なくとも部分的に規定される。画素電位側電極は、画素電極に電気的に接続されており、画素電極に供給される画像信号が、画素電位側電極にも供給される。このため、蓄積容量を画素電極の電位を一時的に保持する保持容量として機能させることができる。これにより、各画素で画素電極を画像信号に応じた電位に保持する保持特性を向上させることが可能となる。他方、固定電位側電極は、容量線の一部として形成される。容量線は、非開口領域のうち第１の方向に沿って延びる第１領域に、例えば、走査線に対応する画素に共通の配線として、走査線と共に第１の方向に沿って、これらの画素の各々に配置される固定電位側電極を含むように形成される。そして、容量線が所定電位に固定されることにより、固定電位側電極を所定電位とし、蓄積容量では、画素電位側電極における画像信号に応じた電位と、固定電位側電極における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できる。尚、「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。

導電膜は、容量線より上層側であって画素電極より下層側に配置され、画素電位側電極と第１コンタクトホールを介して電気的に接続されると共に画素電極の延在部と第２コンタクトホールを介して電気的に接続される。よって、導電膜は、画素電位側電極と画素電極とを電気的に中継する中継層として機能する。

本発明では特に、第１及び第２コンタクトホールは、第１領域において、基板上で平面的に見て互いに重ならないように、第２方向にずれて配置される。更に、容量線は、基板上で平面的に見て第１コンタクトホールを避けるように切り欠かれてなる凹部を有する。典型的には、第１及び第２コンタクトホールは、第１領域において第２方向に沿って並んで配置される。更に、第１コンタクトホールは、凹部に対応して容量線と重ならないように配置され、第２コンタクトホールは、容量線と重なるように配置される。言い換えれば、第１及び第２コンタクトホールは、凹部によって第１コンタクトホールが容量線と重ならないようにされつつ、第１領域における第２の方向に沿った両端側に夫々配置されている。よって、例えば、第１コンタクトホールを配置するための領域を確保するためのみに、画素電位側電極及び導電膜を基板上で平面的に見て開口領域に対して張り出して形成する必要がない。言い換えれば、第１領域の幅を大きくすることなく、第１及び第２コンタクトホールを第１領域内に配置できる。従って、非開口領域を大きくすることなく、導電膜によって画素電位側電極と画素電極間を電気的に中継接続できる。即ち、各画素で、開口領域のサイズをより大きく確保しつつ、画素電位側電極及び画素電極間を確実に電気的に接続できる。この結果、本発明の電気光学装置用基板によれば、高品質な画像を表示可能な電気光学装置を提供可能である。

本発明の電気光学装置用基板の一態様では、前記導電膜は、前記第１領域によって隔てられて相隣接する前記開口領域の各々に設けられた前記画素電極のうち、前記第２コンタクトホールが配置された側の画素電極と電気的に接続される。

この態様によれば、導電膜は、第１領域によって隔てられて相隣接する開口領域の各々に設けられた画素電極（言い換えれば、第１の方向に交差する第２の方向に沿って相隣接する画素電極）のうち、第２コンタクトホールから見て近い方の画素電極と電気的に接続される。よって、導電膜と、画素電極の延在部とを第２コンタクトホールによって容易に接続できる。更に、相隣接する画素電極の各々を第１領域に延在させつつ、相隣接する画素電極間に所定間隔を容易に確保することができ、相隣接する画素電極が互いに電気的に接続されてしまうことを防止できる。よって、第１領域の幅を小さくすることが可能であり、開口率の向上や装置の小型化を実現可能である。

本発明の電気光学装置用基板の他の態様では、前記画素電位側電極は、半導体膜から形成され、前記容量線は、金属膜から形成される。

この態様によれば、蓄積容量は、金属膜−誘電体膜（絶縁膜）−半導体膜が積層されてなる、所謂ＭＩＳ（Metal-Insulator-Semiconductor）構造を有する。よって、仮に、蓄積容量を、金属膜−誘電体膜（絶縁膜）−金属膜が積層されてなる、所謂ＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）構造により形成する場合と比較して、下層側に形成される画素電位側電極の耐熱性が高いので、安価な製造装置により容易に作製することが可能となり、その結果、電気光学装置用基板の製造に要する製造コストを低減できる。更に、容量線が金属膜から形成されるため、容量線における電気的な抵抗を低抵抗とすることが可能となる。

尚、本発明に係る「半導体膜」とは、ポリシリコン等の半導体材料により形成される導電膜を意味し、本発明に係る「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。

本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、本発明の電気光学装置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用基板（但し、その各種態様も含む）を備える。

本発明の電気光学装置によれば、上述した本発明の電気光学装置用基板を備えているため、高品質な画像を表示可能な電気光学装置を実現できる。

本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置を具備する。

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、高品質な表示を行うことが可能な、投射型表示装置、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、本発明に係る電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置等も実現することが可能である。

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。

以下図面を参照しながら、本発明に係る電気光学装置用基板及び電気光学装置、並びに電子機器の各実施形態を説明する。尚、本実施形態では、電気光学装置の一例として、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挙げる。
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る液晶装置について、図１から図７を参照して説明する。

先ず、本実施形態に係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、本実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ´線断面図である。

図１及び図２において、本実施形態に係る液晶装置１００では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、画像表示領域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。

図１において、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１０ａ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。周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、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。この一辺に沿ったシール領域よりも内側に、サンプリング回路７が額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。また、走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿ったシール領域の内側に、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。また、ＴＦＴアレイ基板１０上には、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材１０７で接続するための上下導通端子１０６が配置されている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。

ＴＦＴアレイ基板１０上には、外部回路接続端子１０２と、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４、上下導通端子１０６等とを電気的に接続するための引回配線９０が形成されている。

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のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成される。画像表示領域１０ａには、画素スイッチング用ＴＦＴや走査線、データ線等の配線の上層に画素電極９ａがマトリクス状に設けられている。画素電極９ａ上には、配向膜が形成されている。他方、対向基板２０におけるＴＦＴアレイ基板１０との対向面上に、遮光膜２３が形成されている。遮光膜２３は、例えば遮光性金属膜等から形成されており、対向基板２０上の画像表示領域１０ａ内で、例えば格子状等にパターニングされている。そして、遮光膜２３上に、ＩＴＯ等の透明材料からなる対向電極２１が複数の画素電極９ａと対向してベタ状に形成されている。対向電極２１上には配向膜が形成されている。また、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。

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、検査用パターン等が形成されていてもよい。

次に、本実施形態に係る液晶装置の画素部の電気的な接続構成について、図３を参照して説明する。ここに図３は、本実施形態に係る液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。

図３において、液晶装置１００の画像表示領域１０ａ（図１参照）を構成するマトリクス状に形成された複数の画素には、それぞれ、画素電極９ａと当該画素電極９ａをスイッチング制御するためのＴＦＴ３０とが形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号ＶＳ１、ＶＳ２、…、ＶＳｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。

また、ＴＦＴ３０のゲートに走査線３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９ａは、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号ＶＳ１、ＶＳ２、…、ＶＳｎを所定のタイミングで書き込む。

画素電極９ａを介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号ＶＳ１、ＶＳ２、…、ＶＳｎは、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。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に応じたコントラストをもつ光が出射する。

ここで保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９ａと対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。蓄積容量７０の一方の電極は、画素電極９ａと並列してＴＦＴ３０のドレインに接続され、他方の電極は、定電位となるように、電位固定の容量線３００に接続されている。

次に、上述の動作を実現する画素部の具体的な構成について、図３に加えて図４から図７を参照して説明する。ここに図４は、相隣接する複数の画素部の平面図である。図５は、図４のＡ−Ａ´線断面図である。図６は、図４中の部分Ｃ１を拡大して示す拡大図である。図７は、図６のＥ−Ｅ´線断面図である。

尚、図４から図７では、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。また、図６では、説明の便宜上、走査線３ａ及び下側遮光膜１１ａの図示を省略してある。また、図４から図７では、液晶装置１００において、ＴＦＴアレイ基板１０側における画素の主要な構成のみについて示してあり、以下ではこの構成について詳細に説明する。図５及び図７において、ＴＦＴアレイ基板１０から画素電極９ａまでの部分が、本発明に係る「電気光学装置用基板」の一例を構成する。

図４において、画素電極９ａは、ＴＦＴアレイ基板１０上に、マトリクス状に複数設けられている。画素電極９ａの縦横の境界にそれぞれ沿ってデータ線６ａ及び走査線３ａが設けられている。即ち、走査線３ａは、Ｘ方向に沿って延びており、データ線６ａは、走査線３ａと交差するように、Ｙ方向に沿って延びている。走査線３ａ及びデータ線６ａが互いに交差する個所の夫々には画素スイッチング用のＴＦＴ３０が設けられている。

走査線３ａ、データ線６ａ、蓄積容量７０、下側遮光膜１１ａ、中継層９３及びＴＦＴ３０は、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、画素電極９ａに対応する各画素の開口領域（即ち、各画素において、表示に実際に寄与する光が透過又は反射される領域）を囲む非開口領域内に配置されている。即ち、これらの走査線３ａ、蓄積容量７０、データ線６ａ、下側遮光膜１１ａ、及びＴＦＴ３０は、表示の妨げとならないように、各画素の開口領域ではなく、非開口領域内に配置されている。

図４及び図５において、ＴＦＴ３０は、半導体層１ａ、及び走査線３ａの一部として形成されたゲート電極３ｂを含んで構成されている。

半導体層１ａは、例えばポリシリコンからなり、チャネル領域１ａ´、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、並びに高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅからなる。即ち、ＴＦＴ３０はＬＤＤ構造を有している。低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃ、高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅは、例えばイオンプランテーション法等の不純物打ち込みによって半導体層１ａに不純物を打ち込んでなる不純物領域である。このような不純物領域によれば、ＴＦＴ３０の非動作時において、ソース領域及びドレイン領域に流れるオフ電流を低減し、且つＴＦＴ３０の動作時に流れるオン電流の低下を抑制できる。尚、ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ構造を有することが好ましいが、低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに不純物打ち込みを行わないオフセット構造であってもよいし、ゲート電極３ｂをマスクとして不純物を高濃度に打ち込んで高濃度ソース領域及び高濃度ドレイン領域を形成する自己整合型であってもよい。

図４に示すように、ゲート電極３ｂは、走査線３ａの一部として形成されており、例えば導電性ポリシリコンから形成されている。走査線３ａは、Ｘ方向に沿って延びる本線部分と共に、ＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ´のうち該本線部分が重ならない領域と重なるようにＹ方向に沿って延在する部分を有している。このような走査線３ａのうちチャネル領域１ａ´と重なる部分がゲート電極３ｂとして機能する。ゲート電極３ｂ及び半導体層１ａ間は、絶縁膜２によって絶縁されている。

ＴＦＴ３０の下側に下地絶縁膜１２を介して格子状に設けられた下側遮光膜１１ａは、ＴＦＴアレイ基板１０側から装置内に入射する戻り光からＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ´及びその周辺を遮光する。下側遮光膜１１ａは、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｐｄ等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなる。

下地絶縁膜１２は、下側遮光膜１１ａからＴＦＴ３０を層間絶縁する機能の他、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に形成されることにより、ＴＦＴアレイ基板１０の表面の研磨時における荒れや、洗浄後に残る汚れ等で画素スイッチング用ＴＦＴ３０の特性の劣化を防止する機能を有する。

図５において、ＴＦＴアレイ基板１０上のＴＦＴ３０よりも層間絶縁膜４１を介して上層側には、蓄積容量７０が設けられている。

蓄積容量７０は、下部容量電極７１と上部容量電極３００ａ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。

上部容量電極３００ａは、本発明に係る「固定電位側電極」の一例であり、容量線３００の一部として形成されている。容量線３００は、Ｘ方向に沿って延びるように形成されており、更に、画素電極９ａが配置された画像表示領域１０ａからその周囲に延設されている。尚、後に詳述するが、容量線３００は、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て後述するコンタクトホール８４を避けるように切り欠かれてなる凹部３１０を有している。上部容量電極３００ａは、容量線３００を介して定電位源と電気的に接続され、固定電位に維持されている。上部容量電極３００ａは、例えばＡｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）等の金属又は合金を含んだ非透明な金属膜から形成されており、ＴＦＴ３０を遮光する上側遮光膜（内蔵遮光膜）としても機能する。上部容量電極３００ａは、例えば、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｐｄ（パラジウム）等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等から構成されていてもよい。

下部容量電極７１は、本発明に係る「画素電位側電極」の一例であり、ＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅ及び画素電極９ａに電気的に接続されている。

より具体的には、図４から図７に示すように、下部容量電極７１は、コンタクトホール８３（図４及び図５参照）を介して高濃度ドレイン領域１ｅと電気的に接続されると共に、本発明に係る「第１コンタクトホール」の一例であるコンタクトホール８４（図４、図６及び図７参照）を介して、本発明に係る「導電膜」の一例である中継層９３に電気的に接続されている。更に、中継層９３は、本発明に係る「第２コンタクトホール」の一例であるコンタクトホール８５（図４、図６及び図７参照）を介して画素電極９ａに電気的に接続されている。即ち、下部容量電極７１は、中継層９３と共に高濃度ドレイン領域１ｅ及び画素電極９ａ間の電気的な接続を中継する。下部容量電極７１は、導電性のポリシリコンから形成されている。よって、蓄積容量７０は、所謂ＭＩＳ構造を有している。尚、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、上側遮光膜としての上部容量電極３００ａとＴＦＴ３０との間に配置される、光吸収層或いは遮光膜としての機能も有する。

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、或いは窒化シリコン膜等から構成された単層構造、或いは多層構造を有している。

尚、下部容量電極７１を、上部容量電極３００ａと同様に金属膜から形成してもよい。即ち、蓄積容量７０を、金属膜−誘電体膜（絶縁膜）−金属膜の３層構造を有する、所謂ＭＩＭ構造を有するように形成してもよい。この場合には、ポリシリコン等を用いて下部容量電極７１を構成する場合に比べて、液晶装置の駆動時に、当該液晶装置全体で消費される消費電力を低減でき、且つ各画素部における素子の高速動作が可能になる。

尚、蓄積容量７０を、上述したようなＭＩＭ構造を有するように形成する場合、液晶装置の製造プロセスにおいて、下部容量電極７１を金属膜から形成した後、誘電体膜７５を作製することとなる。この際、誘電体膜７５の作製における加熱処理による下部容量電極７１の損傷を防止するために、加熱温度が制限される等の製造上の煩雑さを伴う場合がある。このような製造上の煩雑さを回避するためには、蓄積容量７０はＭＩＳ構造を有するように形成するのが好ましい。この場合には、蓄積容量７０を、ＭＩＭ構造を有するように形成する場合と比較して、安価な製造装置により容易に作製することが可能となり、その結果、液晶装置の製造に要する製造コストを低減できる。

図５及び図７に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０上の蓄積容量７０よりも層間絶縁膜４２を介して上層側には、データ線６ａ（図５参照）及び中継層９３（図７参照）が設けられている。

図５において、データ線６ａは、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄに、層間絶縁膜４１、絶縁膜６１及び層間絶縁膜４２を貫通するコンタクトホール８１を介して電気的に接続されている。データ線６ａ及びコンタクトホール８１内部は、例えば、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｃｕ等のＡｌ（アルミニウム）含有材料、又はＡｌ単体、若しくはＡｌ層とＴｉＮ層等との多層膜からなる。データ線６ａは、ＴＦＴ３０を遮光する機能も有している。

図７において、中継層９３は、層間絶縁膜４２上においてデータ線６ａと同層に形成されている。

データ線６ａ及び中継層９３は、例えば金属膜等の導電材料で構成される薄膜を層間絶縁膜４２上に薄膜形成法を用いて形成しておき、当該薄膜を部分的に除去、即ちパターニングすることによって相互に離間させた状態で形成される。従って、データ線６ａ及び中継層９３を同一工程で形成できるため、装置の製造プロセスを簡便にできる。

図７において、画素電極９ａは、中継層９３よりも層間絶縁膜４３を介して上層側に形成されている。

図６に示すように、画素電極９ａは、開口領域に形成された第１部分９ａａと該第１部分９ａａから非開口領域Ｄ１に延在する、本発明に係る「延在部」の一例である第２部分９ａｂとを有している。言い換えれば、画素電極９ａは、開口領域から連続して非開口領域Ｄ１の一部に形成されている。よって、開口領域における光抜けを防止できる、即ち、開口領域において画素電極９ａが形成されない領域が生じて、該領域における液晶層に画像信号に応じた電圧を印加することができないことにより、表示不良が発生してしまうことを防止できる。

図７において、画素電極９ａは、上述したように下部容量電極７１及び中継層９３によって、高濃度ドレイン領域１ｅと電気的に接続されている。画素電極９ａの第２部分９ａｂは、コンタクトホール８５を介して中継層９３と接続されている。コンタクトホール８５は、層間絶縁層４３を貫通するように形成された孔部の内壁にＩＴＯ等の画素電極９ａを構成する導電材料が成膜されることによって形成されている。画素電極９ａの上側表面には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜が設けられている。

以上に説明した画素部の構成は、図４に示すように、各画素部に共通である。画像表示領域１０ａ（図１参照）には、かかる画素部が周期的に形成されていることになる。

図６に示すように、本実施形態では特に、コンタクトホール８５及び８４は、非開口領域のうちＸ方向に延びる、本発明に係る「第１領域」の一例である領域Ｄ１において、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て互いに重ならないように、Ｙ方向に並んで配置されている。更に、容量線３００は、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見てコンタクトホール８４を避けるように切り欠かれてなる凹部３１０を有している。即ち、非開口領域Ｄ１において、コンタクトホール８４は、凹部３１０に対応して容量線３００と重ならないように配置され、コンタクトホール８５は、容量線３００と重なるように配置されている。言い換えれば、コンタクトホール８４及び８５は、凹部３１０によってコンタクトホール８４が容量線３００と重ならないようにされつつ、非開口領域Ｄ１におけるＹ方向に沿った両端側にそれぞれ配置されている。よって、非開口領域Ｄ１の幅Ｗ１を大きくすることなく、コンタクトホール８４及び８５を非開口領域Ｄ１内に容易に配置できる。

尚、仮に、コンタクトホール８４及び８５を、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て互いに重なるように配置した場合（即ち、コンタクトホール８４及び８５を、所謂スタックドコンタクトとして構成した場合）には、コンタクトホール８４内に形成されることになる中継層９３の一部と、コンタクトホール８５内に形成されることになる画素電極９ａの一部との接触面積が小さくなってしまうおそれがある。よって、この場合には、下部容量電極７１及び画素電極９ａ間の電気抵抗が大きくなってしまうおそれがある。このため、コンタクトホール８４及び８５は、本実施形態の如く、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、互いに重ならないように且ついずれも中継層９３に重なるように配置することが好ましい。

ここで、図６を参照して、比較例に係る画素の構成について、本実施形態と異なる点についてのみ詳細に説明する。ここに図８は、比較例に係る液晶装置における図６と同趣旨の平面図である。尚、図８において、図６に示した本実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。

図８において、比較例に係る液晶装置では、非開口領域において、本実施形態と概ね同様に、ＴＦＴアレイ基板１０上において、下部容量電極７１ｂ、容量線３００ｂ、中継層９３ｂ及び画素電極９ａを備えている。尚、図８では、図６と同様に、下側遮光膜１１ａ及び走査線３ａの図示は省略してある。

比較例に係る液晶装置によれば、下部容量電極７１ｂと中継層９３ｂとを電気的に接続するためのコンタクトホール８４ｂは、下部容量電極７１ｂのうち開口領域に張り出した凸部７１ｂｍと重なるように配置される。言い換えれば、コンタクトホール８４をＸ方向に沿って形成された容量線３００ｂを回避して配置できるようにするためのみに、下部容量電極７１ｂは、非開口領域に形成された部分から開口領域に対して張り出した凸部７１ｂｍを有している。中継層９３ｂは、凸部７１ｂｍに重なるように、開口領域に張り出す部分を有するように形成されている。中継層９３ｂは、コンタクトホール８５ｂを介して、画素電極９ａの第２部分９ａｂに電気的に接続されている。

このような比較例に係る画素の構成によれば、下部容量電極７１の凸部７１ｂｍにおける非開口領域の幅Ｗ２が不要に広くなり、開口領域の大きさが制約され、開口率が低下する、という不具合が生じてしまう。

しかるに本実施形態に係る画素の構成によれば、コンタクトホール８４を配置するための領域を確保するためのみに、凸部７１ｂｍを形成する必要がない（更には、中継層９３ｂを凸部７１ｂｍに重なるように、開口領域に対して張り出す部分を有するように形成する必要がない）。即ち、非開口領域Ｄ１の幅Ｗ１（図６参照）を大きくすることなく、コンタクトホール８４及び８５を非開口領域Ｄ１内に容易に配置できる。従って、非開口領域を大きくすることなく（即ち、開口率を低下させることなく）、中継層９３によって下部容量電極７１と画素電極９ａ間を電気的に中継接続できる。即ち、各画素で、開口領域のサイズをより大きく確保しつつ、下部容量電極７１及び画素電極９ａ間を確実に電気的に接続できる。

更に図６において、本実施形態では特に、中継層９３は、非開口領域Ｄ１によって隔てられて相隣接する開口領域の各々に設けられた画素電極９ａ１及び９ａ２（言い換えれば、Ｙ方向に沿って相隣接する画素電極９ａ１及び９ａ２）のうち、コンタクトホール８５から見て近い方の画素電極９ａ１と電気的に接続されている。よって、中継層９３と、画素電極９ａ１の第２部分９ａｂとをコンタクトホール８５によって容易に接続できる。更に、相隣接する画素電極９ａ１及び９ａ２の各々を非開口領域Ｄ１に延在させつつ（即ち、容量線３００と部分的に重なるように配置しつつ）、相隣接する画素電極９ａ１及び９ａ２間に所定間隔Δ１を容易に確保することができ、相隣接する画素電極９ａ１及び９ａ２が互いに電気的に接続されてしまうことを防止できる。よって、非開口領域Ｄ１の幅Ｗ１を小さくすることが可能であり、開口率の向上や装置の小型化を実現可能である。

尚、図６において、コンタクトホール８４及び８５の配置を互いに入れ替える（即ち、非開口領域Ｄ１において、コンタクトホール８４を上側に配置し、コンタクトホール８５を下側に配置する）と共に、容量線３００が凹部３１０に代えて、コンタクトホール８４を避けるように上側が切り欠かれてなる凹部を有するようにしてもよい。この場合には、中継層９３を、コンタクトホール８５から見て近い方の画素電極９ａ２と接続することで、相隣接する画素電極９ａ１及び９ａ２間に所定間隔を容易に確保することができ、相隣接する画素電極９ａ１及び９ａ２が互いに電気的に接続されてしまうことを防止できる。

以上説明したように、本実施形態に係る電気光学装置用基板を備えた液晶装置によれば、非開口領域を大きくすることなく、中継層９３によって下部容量電極７１と画素電極９ａ間を電気的に中継接続できる。即ち、各画素で、開口領域のサイズをより大きく確保しつつ、下部容量電極７１及び画素電極９ａ間を確実に電気的に接続できる。この結果、高品質な画像を表示可能である。

次に、上述した電気光学装置である液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について、図９を参照して説明する。ここに図９は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。以下では、この液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。

図９に示すように、プロジェクタ１１００内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド１１０４内に配置された４枚のミラー１１０６及び２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇに入射される。

液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇの構成は、上述した液晶装置と同等であり、画像信号処理回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。このダイクロイックプリズム１１１２においては、Ｒ及びＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。従って、各色の画像が合成される結果、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。

ここで、各液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇによる表示像について着目すると、液晶パネル１１１０Ｇによる表示像は、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂによる表示像に対して左右反転することが必要となる。

尚、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇには、ダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。

尚、図９を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型のパーソナルコンピュータや、携帯電話、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。

また、本発明は、上述の実施形態で説明した液晶装置以外にも、シリコン基板上に素子を形成する反射型液晶装置（ＬＣＯＳ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ、ＳＥＤ）、有機ＥＬディスプレイ、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、電気泳導装置等にも適用可能である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置用基板、及び該電気光学装置用基板を備えてなる電気光学装置、並びに該電気光学装置を備え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。

第１実施形態に係る液晶装置の概略的な平面図である。 図１のＨ−Ｈ´線断面図である。 複数の画素部における各種素子、配線等の等価回路を示す回路図である。 相隣接する複数の画素部の平面図である。 図４のＡ−Ａ´線断面図である。 図４中の部分Ｃ１を拡大して示す拡大図である。 図６のＥ−Ｅ´線断面図である。 比較例における図６と同趣旨の拡大図である。 本発明の電子機器の実施形態である投射型カラー表示装置の一例たるカラー液晶プロジェクタを示す図式的断面図である。

符号の説明

３ａ…走査線、６ａ…データ線、７…サンプリング回路、９ａ、９ａ１、９ａ２…画素電極、９ａａ…第１部分、９ａｂ…第２部分、１０…ＴＦＴアレイ基板、１０ａ…画像表示領域、２０…対向基板、２１…対向電極、２３…遮光膜、５０…液晶層、５２…シール材、５３…額縁遮光膜、７１…下部容量電極、８４、８５…コンタクトホール、１０１…データ線駆動回路、１０２…外部回路接続端子、１０４…走査線駆動回路、１０６…上下導通端子、１０７…上下導通材、３００…容量線、３００ａ…上部容量電極、３１０…凹部

Claims (5)

1. 基板と、
   前記基板上の表示領域を構成する複数の画素の各々の開口領域に形成されると共に該開口領域を互いに隔てる非開口領域の一部に延在する延在部を有する画素電極と、
   前記非開口領域に形成されると共に前記画素電極と電気的に接続され、蓄積容量を構成する画素電位側電極と、
   前記非開口領域のうち前記表示領域の第１の方向に沿って延びる第１領域に、前記第１の方向に沿って形成されると共に前記画素電位側電極より誘電体膜を介して上層側に配置され、前記蓄積容量を構成する固定電位側電極を含む容量線と、
   前記容量線より上層側であって前記画素電極より下層側に配置され、前記画素電位側電極と第１コンタクトホールを介して電気的に接続されると共に前記延在部と第２コンタクトホールを介して電気的に接続された導電膜と
   を備え、
   前記第１及び第２コンタクトホールは、前記第１領域において、前記基板上で平面的に見て互いに重ならないように前記第１の方向に交わる第２の方向にずれて配置され、
   前記容量線は、前記基板上で平面的に見て前記第１コンタクトホールを避けるように切り欠かれてなる凹部を有する
   ことを特徴とする電気光学装置用基板。
2. 前記導電膜は、前記第１領域によって隔てられて相隣接する前記開口領域の各々に設けられた前記画素電極のうち、前記第２コンタクトホールが配置された側の画素電極と電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置用基板。
3. 前記画素電位側電極は、半導体膜から形成され、
   前記容量線は、金属膜から形成される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置用基板。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の電気光学装置用基板を備えた電気光学装置。
5. 請求項４に記載の電気光学装置を具備してなる電子機器。

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