JP2010186118A

JP2010186118A - 電気光学装置及び電子機器

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Publication number: JP2010186118A
Application number: JP2009031016A
Authority: JP
Inventors: Minoru Moriwaki; 稔森脇
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2009-02-13
Filing date: 2009-02-13
Publication date: 2010-08-26

Abstract

【課題】液晶装置等の電気光学装置において、蓄積容量を大きく確保しつつ、画素領域における開口率を高める。
【解決手段】電気光学装置は、基板１０上に、画素電極９と、画素電極の下層側に誘電体膜７２を介して画素電極に対向するように設けられ、画素の各々における開口領域を、画像表示領域全体に渡って合計した合計面積よりも広く形成された容量電極７１とを備える。
【選択図】図５

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。

この種の電気光学装置の一例である液晶装置では、光源から出射された光源光を液晶で変調することによって画像表示領域に所望の画像が表示される。より具体的には、各々透明な画素電極と対向電極との間に挟持された液晶をこれら電極間に加わる電圧に応じて駆動することによって、光を変調し、光透過率の変化に応じて画像の輝度が調整される。このような電気光学装置では、その動作時において、画像信号に応じた電位が画素電極に保持されるように、画素電極に電気的に接続された蓄積容量が設けられる。

例えば特許文献１では、蓄積容量を形成することによって表示光が遮られないように、画像を表示する表示領域のうち、不透明な配線部等が形成された領域であり、且つ、実質的に光を透過させない非開口領域に設ける技術が開示されている。

特開２００４−４７２２号公報

しかしながら、上記の背景技術によれば、蓄積容量を非開口領域内に形成しなければならないため、形成可能な容量電極の面積が著しく制限されてしまう。蓄積容量の容量値は、容量電極の面積に比例するため、上記の背景技術では、大きな容量値を有する蓄積容量を形成することができない。

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、例えば、画素領域における開口率を高く維持しつつ、大きな容量値を有する蓄積容量を形成し得る液晶装置等の電気光学装置、及びそのような電気光学装置を備える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は上記課題を解決するために、基板上に、画素毎に配置された画素電極と、前記画素電極の下層側に誘電体膜を介して前記画素電極に対向するように設けられ、前記基板上で平面的に見て、前記画素の各々において光が透過可能な開口領域を、前記画素が配列された画像表示領域全体に渡って合計した合計面積よりも広く形成された容量電極とを備える。

本発明の電気光学装置では、基板上に、例えば、走査線、データ線等の配線や画素スイッチング用のトランジスタ等の電子素子が、絶縁膜を介して相互に絶縁されつつ必要に応じて積層されることで画素電極を駆動するための回路が構成され、その上層側に画像電極が配置されている。電気光学装置の動作時には、例えば、走査線を通じて、画素電極に電気的に接続された画素スイッチング用のＴＦＴのスイッチング動作が制御されると共に、データ線を通じて画像信号が供給されることで、該ＴＦＴを介して画素電極に対し、画像信号に応じた電圧を印加する。これにより、複数の画素電極が配列された画像表示領域（又は「画素領域」或いは「画素アレイ領域」とも呼ぶ）における画像表示が可能となる。

容量電極は、画素電極の下層側に誘電体膜を介して前記画素電極に対向するように設けられることにより、蓄積容量を形成している。即ち、本発明における画素電極は、例えば液晶等の液晶分子の配向状態を制御するという本来の画素電極としての機能を有することに加えて、蓄積容量を構成する一対の容量電極のうち一方の容量電極としての機能を兼ねるように形成されている。このように蓄積容量を形成することで、駆動電圧の保持特性を高めることによって画質の向上を図ると共に、基板上の積層構造をシンプルにすることができるので、製造コストの削減や電気光学装置の高精細化に貢献することができる。

本発明では特に、容量電極は、画素の各々において光が透過可能な開口領域が、画像表示領域全体に渡って合計した合計面積よりも広くなるように形成されている。

「開口領域」とは、画像表示領域に配列された画素の各々において、光が透過可能な領域、即ち、表示に寄与する光が透過又は反射する領域であり、画素毎に設けられている。例えば、特定の画素において画素電極が形成されている領域であって、透過率の変更に応じ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。換言すれば、「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。尚、本願において、開口領域は各画素に設けられるが、例えば隣接する２つの画素における開口領域が互いに一体的に形成されることにより、複数の画素にまたがって光を透過可能な領域として形成されていてもよい。

本発明における「合計面積」とは、各画素における開口領域を画像表示領域全体に渡って合計した面積である。典型的な電気光学装置では、画像表示領域における透過率を向上させるために、各画素において、開口領域は非開口領域よりも広くなるように形成されている。そのため、背景技術に示したような典型的な電気光学装置のように容量電極が非開口領域に設けられる場合、容量電極の面積は少なくとも非開口領域より小さく形成され、大きな容量値を有する蓄積容量を形成することができない。その点、本発明では例えば、容量電極を透明な導電性材料で形成することによって、容量電極を非開口領域に限らず、開口領域にも形成することができるので、より容量値の大きい蓄積容量を形成することが可能となる。例えば、基板上の開口領域及び非開口領域に渡ってベタ状に形成することで、大きな容量値を有する蓄積容量を形成することができる。

尚、透過型の電気光学装置であれば、容量電極をこのように透明な導電性材料で形成する必要があるが、反射型の電気光学装置であれば、必ずしも容量電極をこのように透明な導電性材料で形成する必要はない。

以上のように、本発明に係る電気光学装置によれば、大きな容量値を有する蓄積容量を、画像表示領域における透過率を低下させることなく形成することができる。その結果、表示光が明るく、鮮明で高品位な画像表示が可能な電気光学装置を実現することができる。

本発明の電気光学装置の一の態様では、前記容量電極は、前記画素の各々において、前記開口領域よりも広く形成されている。

この態様によれば、個々の画素に注目した場合に、各画素における容量電極の面積が、開口領域よりも広くなるように容量電極が形成されることで、大きな容量値を有する蓄積容量を形成することができる。また、画素間における透過率のバラツキも軽減することができる。即ち、仮に容量電極が画像表示領域の一部に形成されている場合（つまり、画像表示領域内に、容量電極が広く形成されて画素と、容量電極が殆ど又は全く形成されていない画素が含まれる場合）は、容量電極が透過性の高い透明な導電性材料から形成されているとしても、少なからず画素間に透過率のバラツキが生じてしまう。本態様では、このような場合に比べて、少なからず各画素における透過率のバラツキを抑えることができるため、ムラのない高品位な画像を表示可能な電気光学装置を実現することができる。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記容量電極は、前記画素毎に開口部又は切り欠き部を有する。

この態様によれば、容量電極に開口部又は切り欠き部を形成することによって、容量電極の大きさを調整することができる。「開口部」は、容量電極を構成する膜のうち、基板上で平面的に見て、基本的に容量電極を構成する膜により周囲を完全に囲まれている開口を規定する部分を意味する。「切り欠き部」は、容量電極を構成する膜のうち、基板上で平面的に見て、基本的に容量電極を構成する膜により周囲を不完全に囲まれている（即ちいずれか一方等が囲まれていない）切り欠きを周囲から規定する部分を意味する。

画素の保持特性を向上させる観点からは、容量電極をできるだけ広く形成することによって蓄積容量の容量値を大きくすることが好ましいが、容量値が大きくなると、例えば画素に駆動電圧を供給するための駆動回路等のサイズが増大してしまい、液晶装置等の電気光学装置に要求される高精細化等の要請に応えることが困難になる可能性がある。そのため、実際には単純に容量値を大きくするのではなく、適度な大きさの容量値を有するように調整することが必要となる。容量値は、面積に比例するので、調整は比較的容易であり、所望の容量値を比較的簡単に得られる。本態様では、容量電極に開口部又は切り欠き部を設けることによって、容量電極の面積を調整することで、蓄積容量の容量値を最適な値に調整することが可能である。

上述の開口部又は切り欠き部を有する態様では、前記開口部又は切り欠き部は、前記基板上で平面的に見て、前記画素の中央部を含むように配置するとよい。

この態様では、容量電極が開口部又は切り欠き部を画素の中央部に配置することにより、表示光の透過率を高めることができる。ここに「画素の中央部」とは、各画素の輪郭或いは縁から各画素の中央寄りに位置する部分あり、各画素の輪郭或いは縁に接する周辺部を除いた部分である。理想的には、「開口部又は切り欠き部」の平面形状としては、中央を中心とする矩形若しくは多角形又は円形若しくは楕円形であるが、各画素を通過する光が中央を通過する光と視覚上で同一視できる程度の範囲内にあれば、中央からいずれかの縁寄りに多少ずれていてもよく、形状についても任意である。

上述のように、例えば、容量電極を透明な導電性材料で形成した場合であっても、容量電極が形成されている領域は、容量電極が形成されていない領域に比べて少なからず透過率の低下が生じてしまう。或いは、容量電極と誘電体膜と画素電極との三者或いはそれ以上の薄膜からなる積層構造から、特定波長の光に対する反射或いは多重反射が発生しかねない。一方、画素のうち中央部を透過する表示光は、画素のその他の領域（例えば、画素の境界領域付近）を透過する表示光に比べて、電気光学装置の表示画面の観察者にとって、視覚上の影響を与えやすい。本態様では、視覚上の影響への寄与度の高い画素の中央部を透過する表示光の透過率をより高めるべく、或いは特定波長の光に対する反射或いは多重反射の発生を低減すべく、開口部又は切り欠き部を画素の中央部に配置することで、より高品位な画像表示が可能な電気光学装置を実現することができる。

上述の開口部又は切り欠き部を有する態様では、更に、前記容量電極より下層側に形成された導電層を備え、該導電層及び前記画素電極は、前記開口領域又は切り欠き領域内に配置されたコンタクトホールを介して、電気的に接続するとよい。

この態様によれば、容量電極に形成された開口領域又は切り欠き領域を、容量電極より上層側に形成されている画素電極と、容量電極より下層側に形成されている導電層との間を電気的に接続するためのコンタクトホールを形成するためのスペースとして利用することができる。その結果、容量電極を画素領域の広い範囲に渡って形成しつつ、開口領域又は切り欠き領域内にコンタクトホールを形成することにより、容量電極より上層側に形成された画素電極を、容量電極より下層側に形成された導電層に、効率的なレイアウトで接続することができる。コンタクトホールが本来必要であり且つ開口部又は切り欠き部を設けることに鑑みれば、このような配置は、実践的な意味で、限られた画像表示領域内における限られた開口領域を最大限に有効活用して、大きな容量値を実現しつつ明るい表示を実現する上で非常に有利である。

導電層は、例えば画素領域で電気光学動作を行うための配線、電極及び電子素子の少なくとも一部を構成する。例えば、画像信号に対応する電圧信号をオンオフするトランジスタの半導体層であってもよいし、当該半導体層及び画素電極間を中継接続するための中継配線であってもよい。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記画像表示領域及び前記画像表示領域を除く周辺領域において、前記容量電極に冗長的且つ電気的に接続されることにより、前記容量電極に所定の電位を供給する電位線を備える。

この態様では、電位線を容量電極に電気的に接続することで、容量電極の電位を、所定の電位に保持することができる。ここで、「所定の電位」とは、例えば、固定電位若しくは所定電位、又は所定周期で反転する電位である。典型的には、画素電極に対向配置される対向電極における電位や、接地電位である。

また、画像表示領域及び周辺領域において（即ち、複数の箇所で）、冗長的に接続することで、容量電極の電位をより安定に保持することができる。容量電極は画像表示領域の一定範囲に渡って形成されているため、仮に１箇所のみにおいて、電位線を容量電極に接続したとしても、時定数の影響から、実際には容量電極全体を一定の電位に保持することは困難であり、容量電極の各ポイントにおいて少なからず電位にバラツキが生じてしまう可能性がある。本態様では、電位線を容量電極に複数の箇所で接続することにより、容量電極における電位のバラツキを軽減又は解消することができる。その結果、蓄積容量の容量値の最適化を容易に図ることができ、より高品位な画像表示ができる電気光学装置を実現することができる。

上述の電位線を備える態様では、前記電位線は、前記画像表示領域において、前記画素毎に前記容量電極と電気的に接続するとよい。

この態様では、画素毎に電位線が容量電極に電気的に接続されているので、より確実に容量電極における電位のバラツキを軽減又は解消することができる。即ち、画像表示領域全体についての、明るさ等に係る、面内ムラ或いはバラツキを低減できる。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記画素電極及び前記容量電極は、透明導電材料から形成される。

この態様によれば、画素電極及び容量電極は、透明な材料で形成されていることから、仮に両者が開口領域に配置されたとしても、表示光を遮ることがない。従って、蓄積容量が開口領域となるべき領域に配置される必要がある場合であっても、開口率を低下させることはない。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記透明導電材料は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）である。

この態様によれば、画素電極及び容量電極は、透明導電材料の一例であるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）で形成されることにより、容量電極が開口領域に配置されたとしても、表示光を遮ることがない。

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、その各種態様を含む）を備える。

本発明の電子機器によれば、上述した本発明の電気光学装置を備えてなるので、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。

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。

本実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す平面図である。図１のＨ−Ｈ´断面図である。本実施形態に係る液晶装置の電気的な構成を示す回路図である。本実施形態に係る液晶装置の画像表示領域における配線等の位置関係を透過的に示す模式図である。図４のＡ−Ａ´断面図である。本実施形態に係る液晶装置の基板上における容量電極の位置関係を周辺配線と共に透過的に示した模式図である。第１変形例に係る液晶装置の基板上における容量電極の位置関係を周辺配線と共に透過的に示した模式図である。第２変形例に係る液晶装置の基板上における容量電極の位置関係を周辺配線と共に透過的に示した模式図である。本実施形態の電気光学装置を適用した電子機器の例である。

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。

＜液晶装置＞
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。

図１は、ＴＦＴアレイ基板１０を、その上に形成された各構成要素と共に、対向基板２０の側から見た液晶装置の構成を示す概略的な平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ´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は、対向配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを備えている。ＴＦＴアレイ基板１０は例えば石英基板、ガラス基板等の透明基板又はシリコン基板である。対向基板２０も例えばＴＦＴアレイ基板１０と同様の材料からなる基板である。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、電気光学動作の行われる画像表示領域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。

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。

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。

ＴＦＴアレイ基板１０上における、画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域１０ｂには、データ線駆動回路１０１、サンプリング回路７、走査線駆動回路１０４及び外部回路接続端子１０２が夫々形成されている。

ＴＦＴアレイ基板１０上における周辺領域１０ｂにおいて、シール領域より外周側に、データ線駆動回路１０１及び複数の外部回路接続端子１０２が、ＴＦＴアレイ基板１０の一辺に夫々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１０ｂ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１０ａ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が配置されている。

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１０ａ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。

また、ＴＦＴアレイ基板１０上の周辺領域１０ｂ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ている。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９がマトリクス状に設けられている。画素電極９は、ＩＴＯ膜からなる透明電極として形成されている。画素電極９上には、配向膜１６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（図２中遮光膜２３より下側）に、ＩＴＯ膜からなる対向電極２１が複数の画素電極９と対向して例えばベタ状に形成され、更に対向電極２１上（図２中対向電極２１より下側）には配向膜２２が形成されている。

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９と対向電極２１との間には液晶保持容量が形成される。

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、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、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。

次に、本実施形態に係る液晶装置の画像表示領域の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、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、画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状に形成された複数の画素の
各々には、画素電極９及び画素スイッチング用のＴＦＴ３０が形成されている。ＴＦＴ３０は、画素電極９に電気的に接続されており、本実施形態に係る液晶装置の動作時に画素電極９をスイッチング制御する。画像信号が供給されるデータ線６は、ＴＦＴ３０のソース領域に電気的に接続されている。データ線６に書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、互いに隣り合う複数のデータ線６同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。

ＴＦＴ３０のゲートには走査線１１が電気的に接続されており、本実施形態に係る液晶装置は、所定のタイミングで、走査線１１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９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６から供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが所定のタイミングで書き込まれる。画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、対向基板２０（図２参照）に形成された対向電極２１（図２参照）との間で一定期間保持される。

液晶層５０（図２参照）を構成する液晶は、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される。

ここで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９と対向電極２１（図２参照）との間に形成される液晶容量に対して電気的に並列に蓄積容量７０が付加されている。蓄積容量７０の一方の電極は、後に詳述するように、所定電位となるように、画像表示領域１０ａ及び周辺領域１０ｂにおいて、冗長的に、電位固定の電位線３００に接続されている。

次に、本実施形態に係る液晶装置において、画像表示領域１０ａにおける具体的な積層構造について、図４及び図５を参照して詳しく説明する。図４は、本実施形態に係る液晶装置の画像表示領域１０ａにおける、電気光学動作を行うために配置された電極及び配線等の位置関係を透過的に示した模式図である。図５は、図４のＡ−Ａ´線断面における積層構造を示す断面図である。尚、図４及び図５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。

ＴＦＴアレイ基板１０上には、走査線１１及びデータ線６が、夫々Ｘ方向及びＹ方向に沿って配置されており、データ線６と走査線１１の交差付近にＴＦＴ３０（即ち、半導体層３０ａ及びゲート電極３０ｂ）が形成されている。

走査線１１は、遮光性の導電材料、例えば、Ｗ（タングステン）、Ｔｉ（チタン）、ＴｉＮ（窒化チタン）等から形成されており、ＴＦＴ３０の半導体層３０aを含むように半導体層ａより幅広に形成されている。走査線１１は半導体層３０ａより下層側に配置されているので、このように走査線１１をＴＦＴ３０の半導体層３０ａよりも幅広に形成することによって、ＴＦＴアレイ基板１０における裏面反射や、複板式のプロジェクタ等で他の液晶装置から発せられ合成光学系を突き抜けてくる光などの、戻り光に対してＴＦＴ３０のチャネル領域３０ｂを殆ど或いは完全に遮光できる。その結果、液晶装置の動作時に、ＴＦＴ３０における光リーク電流は低減され、コントラスト比を向上させることができ、高品位の画像表示が可能となる。

図５に示すように、走査線１１は下地絶縁膜１２によって覆われており、その表面が平坦化されている。尚、下地絶縁膜１２は、ＴＦＴアレイ基板１０の表面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のＴＦＴ３０の特性変化を防止する機能も有している。

また、図４及び図５に示すように、ＴＦＴ３０は、半導体層３０ａと、ゲート電極３０ｂとを有して構成されている。半導体層３０ａは、ソース領域３０ａ１、チャネル領域３０ａ２、ドレイン領域３０ａ３含んで形成されている。ここで、チャネル領域３０ａ２とソース領域３０ａ１、又は、チャネル領域３０ａ２とドレイン領域３０ａ３との界面にはＬＤＤ（ＬｉｇｈｔｌｙＤｏｐｅｄＤｒａｉｎ）領域が形成されていてもよい。

ゲート電極３０ｂは、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、半導体層３０ａのチャネル領域と重なる領域にゲート絶縁膜を介して形成されている。例えば導電性ポリシリコンから形成されており、ゲート絶縁膜１３に開口されたコンタクトホール３４を介して、走査線１１に電気的に接続されており（図４参照）、走査信号が印加されることによってＴＦＴ３０をオン／オフ制御している。

画像信号が供給されるデータ線６は、ゲート絶縁膜１３及び第１層間絶縁膜１４に開口されたコンタクトホール３１を介してソース領域３０ａ１と電気的に接続されている。一方、ドレイン領域３０ａ３は、上層側に形成された画素電極９に、コンタクトホール３２に形成された中継層７を介して電気的に接続されている。更に中継層７は、コンタクトホール３３を介して画素電極９が電気的に接続されている。

データ線６上には第２層間絶縁膜１５が積層されており、その上に周辺領域１０ｂから延在して設けられた電位線３００が形成されている。電位線３００には周辺領域１０ｂに配置された電源回路から固定電位が供給され、次に述べる容量電極７１に接続されることにより、容量電極７１を固定電位に保持している。

電位線３００上には第３層間絶縁膜１６が積層され、その上に本発明における「容量電極」の一例である容量電極７１が形成されている。容量電極７１には、後述する、更に上層側に形成された画素電極９を下層側に形成された中継層７に電気的に接続するためのコンタクトホール３３を形成するスペースを確保するために、開口部１が設けられている。

また、容量電極７１上には、本発明に係る「誘電体膜」の一例である容量絶縁膜７２が形成されている。そして、容量絶縁膜７２上には画素電極９が形成されており、画素電極９及び容量電極７１は、蓄積容量７０を構成する一対の容量電極として機能するように形成されている。即ち、画素電極９は、蓄積容量７０を構成する一対の容量電極のうち一方の容量電極を兼ねるように形成されている。このように本実施形態では、画素電極９は、液晶５０を構成する液晶分子の配向状態を制御するという本来の画素電極としての機能を有することに加えて、蓄積容量７０の一方の容量電極としても機能する。従って、例えば仮に一対の容量電極を有する蓄積容量と画素電極とを別個に設ける場合に比べて、ＴＦＴアレイ基板１０上の積層構造をシンプルにすることができる。

尚、画像信号に対応する電圧が印加される画素電極に接続される蓄積容量７０を設けることによって、画素電極９の電圧を、実際に画像信号が印加されている時間よりも、例えば３桁も長い時間だけ保持することが可能となり、液晶素子の保持特性が改善されるため、高コントラスト比を有する液晶装置を実現することができる。

ここで、容量電極７１の平面構造について、図６を参照して説明する。図６は、画像表示領域における容量電極７１の平面構造を示す模式図である。尚、図６では、説明の便宜上、容量電極７１より下層側に形成されているデータ線６及び走査線１１等の構成要素の詳細な図示を省略している。また、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。

データ線６及び走査線１１は夫々、Ｙ方向及びＸ方向に延在している。各画素は、データ線６及び走査線１１によって区分けされている。容量電極７１に設けられた開口部１は、「開口部又は切り欠き部」の一例であり、図６（ａ）に示すように画素毎に形成されている。容量電極７１は開口部１を除いたＴＦＴアレイ基板１０上の領域にベタ状に形成されている。このように、容量電極７１はＴＦＴアレイ基板１０上の広い領域に形成されており、画素の各々における開口領域を画像表示領域全体に渡って合計した合計面積よりも広くなるように形成されている。

ここで、容量電極７１は透明な導電性材料であるＩＴＯから形成されているため、開口領域に容量電極７１が配置されても、透過光を遮断することはない。そのため、開口領域及び非開口領域の両者に渡って形成することができるので、背景技術に示した液晶装置に比べて大きな容量値を有する蓄積容量を形成することができる。

また、本実施形態では、容量電極７１に開口部１を形成することによって、蓄積容量７０の容量値の大きさを調整している。画素の保持特性を向上させる観点からは、容量電極７１をできるだけ広く形成することによって蓄積容量７０の容量値を大きくすることが好ましいが、容量値が大きくなりすぎると、例えば画素に駆動電圧を供給するための駆動回路（例えば、周辺領域１０ｂに配置されるデータ線駆動回路１０１、サンプリング回路７など）のサイズが増大してしまい、液晶装置等の電気光学装置に一般的に要求される高精細化等の要請に応えることが困難になってしまう。このように、実際には単純に容量値を大きくするのではなく、適度な大きさの容量値を有するように調整することが必要となる場合がある。そこで、本実施形態では、容量電極７１に適度な大きさを有する開口部１を設けることで、蓄積容量７０の容量値を最適な値に調整している。

また、容量電極７１に形成された開口部１は、容量電極７１より上層側に形成されている画素電極９と、容量電極７１より下層側に形成されている「導電層」の一例である中継層７との間を電気的に接続するためのコンタクトホール３３を形成するためのスペースとして利用している。これにより、容量電極７１を画像表示領域１０ａの広い範囲に渡って形成しつつ、画素電極９を、中継層７に、効率的なレイアウトで接続することができる。

再び、図４及び図５に戻って、画素電極９とドレイン領域３０ａとは、中継層７を介して電気的に接続されている。仮に画素電極９及びドレイン領域３０ａ３間を直接接続しようとすると、両者の層間に存在する絶縁膜（即ち、ゲート絶縁膜１３、第１層間絶縁膜１４及び第２層間絶縁膜１５）の膜厚が大きいために、良好な電気的接続を行うことが困難である。つまり、画素電極９及びドレイン領域３０ａ３が夫々離れた層に形成されているため、深い一つのコンタクトホールを介して直接接続しようとすると、本来良好な導電性を有すべきコンタクトホールにその製造過程において欠陥等が生じ、コンタクトホールの導電性が低下してしまう。その点、本実施形態のように、中継層７を設けることによって、深さの浅いコンタクトホール（即ち、コンタクトホール３２及び３３）を用いて画素電極９及びドレイン領域３０ａ３間の電気的な接続を良好な状態に形成することができる。

容量電極７１は、固定電位を供給する電位線３００（図３参照）が電気的に接続されている。本実施形態では特に、画像表示領域１０ａ及び周辺領域１０ｂにおいて（即ち、容量電極７１の複数の箇所で）、容量電極７１は電位線３００に冗長的に接続されている。仮に容量電極７１の１箇所のみにおいて、電位線３００を接続すると、容量電極７１の各ポイントにおいて電位にバラツキが生じてしまう可能性があるが、このように、複数の箇所で電位線３００に電気的に接続することで、容量電極７１に電位のバラツキが生じることを防止することができる。

＜第１変形例＞
以上の実施形態では、容量電極７１をＴＦＴアレイ基板１０上に概ねベタ状に（即ちベタ一面に）形成したが、図７に示すように、画素毎に島状に、且つ、部分的に切欠かれた切欠部１９０を有するように形成してもよい。

図７は、第２変形例に係る液晶装置における、画像表示領域における容量電極７１の平面構造を示す模式図である。尚、図７では、説明の便宜上、容量電極７１より下層側に形成されているデータ線６及び走査線１１等の構成要素の詳細な図示を省略している。また、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。

容量電極７１に設けられた切欠部１９０は、「開口部又は切り欠き部」の一例であり、図７に示すように画素毎に形成されている。容量電極７１は切欠部１９０を除いたＴＦＴアレイ基板１０上の領域にベタ状に形成されている。

＜第２変形例＞
図８は、第２変形例に係る液晶装置における、画像表示領域における容量電極７１の平面構造を示す模式図である。尚、図８では、説明の便宜上、容量電極７１より下層側に形成されているデータ線６及び走査線１１等の構成要素の詳細な図示を省略している。また、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。

本変形例では、図８に示すように、容量電極７１の開口部１は、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、画素の中央部（即ち、データ線６及び走査線１１で区画された各画素の真ん中近辺の領域）を含むように配置されている。このように開口部１を配置することで、視覚上の影響への寄与度の高い画素の中央部を透過する表示光の透過率をより高めることができる。本変形例では、容量電極７１は透明な導電性材料であるＩＴＯによって形成されているが、容量電極７１が形成されている領域は、容量電極７１が形成されていない領域に比べて少なからず透過率の低下が生じてしまう。また、画素のうち中央部を透過する表示光は、画素のその他の領域（例えば、画素の境界領域付近）を透過する表示光に比べて、表示画面の観察者に対して、視覚上の影響を与えやすいとされている。そこで、本変形例では、視覚上の影響への寄与度の高い画素の中央部を透過する表示光の透過率をより高めるべく、開口部１を画素の中央部に配置することで、より高品位な画像表示が可能な液晶装置を実現することができる。

また、本変形例では、電位線３００は、画像表示領域１０ａにおいて、各画素に島状に分かれて形成された容量電極７１の各々に対して、個々に接続するとよい。すると、容量電極７１と電位線３００との接続箇所が増えるので、より確実に容量電極７１における電位のバラツキを軽減又は解消することができる。

＜電子機器＞
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説明する。

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に示されるように、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、液晶テレビや、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、本発明は上述の各実施形態で説明した液晶装置以外にも反射型液晶装置（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）、電気泳動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、及び該電気光学装置を備えた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。

１開口部、６データ線、７中継層、９画素電極、１０ＴＦＴアレイ基板、１０ａ画像表示領域、１１走査線、１２下地絶縁膜、３０ＴＦＴ、３０ａ半導体層、５０液晶、７０蓄積容量、７１容量電極、７２容量絶縁膜、１９０切欠部、３００電位線

Claims

基板上に、
画素毎に配置された画素電極と、
前記画素電極の下層側に誘電体膜を介して前記画素電極に対向するように設けられ、前記基板上で平面的に見て、前記画素の各々において光が透過可能な開口領域を、前記画素が配列された画像表示領域全体に渡って合計した合計面積よりも広く形成された容量電極と
を備えることを特徴とする電気光学装置。
前記容量電極は、前記画素の各々において、前記開口領域よりも広く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
前記容量電極は、前記画素毎に開口部又は切り欠き部を有す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。
前記開口部又は切り欠き部は、前記基板上で平面的に見て、前記画素の中央部を含むように配置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。
前記容量電極より下層側に形成された導電層を備え、
該導電層及び前記画素電極は、前記開口領域又は切り欠き領域内に配置されたコンタクトホールを介して、電気的に接続されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の電気光学装置。
前記画像表示領域及び前記画像表示領域を除く周辺領域において、前記容量電極に冗長的且つ電気的に接続されることにより、前記容量電極に所定の電位を供給する電位線を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電気光学装置。
前記電位線は、前記画像表示領域において、前記画素毎に前記容量電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項６に記載の電気光学装置。
前記画素電極及び前記容量電極は、透明導電材料から形成されること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。
前記透明導電材料は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）であることを特徴とする請求項８に記載の電気光学装置。
請求項１から９のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備してなることを特徴とする電子機器。