KR200336412Y1 - 전기 광학 장치 및 전자 기기 - Google Patents

Abstract

전기 광학 장치에 있어서, 데이터선에 대한 통전(通電)에 의해서 화소 전극의 전위에 변동이 초래되어, 그 결과, 발생하는 데이터선에 따른 표시 불균일 등이 없는 고품질의 화상을 표시한다.

전기 광학 장치는, 기판(10) 상에, 밑으로부터 순서대로, TFT(30), 주사선(3a), 축적 용량(70), 데이터선(6a) 및 화소 전극(9a)과 같은 적층 구조를 갖는다. 이 중 데이터선 및 화소 전극사이에 위치하는 제 3 층간 절연막(43)은, 축적 용량을 구성하는 유전체막(75)의 비유전율보다도 낮다. 또한, 바람직하게는, 제 3 층간 절연막의 비유전율은, 제 1 및 제 2 층간 절연막(41, 42)의 그것보다도 낮다.

Description

전기 광학 장치 및 전자 기기{ELECTROOPTIC DEVICE AND ELECTRONIC EQUIPMENT}

본 고안은, 액정 장치 등의 전기 광학 장치 및 해당 전기 광학 장치를 구비하는 전자 기기의 기술 분야에 속한다. 또한, 본 고안은, 전자 페이퍼 등의 전기 영동 장치 등의 기술 분야에도 속한다.

종래, 액정 장치 등의 전기 광학 장치로서는, 예컨대, 매트릭스 형상으로 배열된 화소 전극 및 해당 전극의 각각에 접속된 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 적절히, 「TFT」라고 함), 해당 TFT의 각각에 접속되어, 행 및 열 방향으로 각각 평행하게 마련된 주사선 및 데이터선 등을 구비하고 또한, 상기 주사선에 대해서는 주사선 구동 회로에 의한 구동이, 상기 데이터선에 대해서는 데이터선 구동 회로에 의한 구동이, 각각 행해지는 것에 의해서, 이른바 액티브 매트릭스 구동이 가능한 것이 알려져 있다.

여기서, 액티브 매트릭스 구동은, 상기 주사선에 주사 신호를 공급하는 것으로 상기 TFT의 동작을 제어하고 또한, 상기 데이터선에는, 화상 신호를 공급하는 것으로, 상기 주사 신호에 의해서 ON으로 된 TFT에 대응하는 화소 전극에 대하여, 당해 화상 신호에 대응한 전계의 인가를 행하는 구동 방법이다. 이 화상 신호의 공급 방법에는, 여러 가지의 것이 제안되어 있고, 예컨대, 데이터선의 1개 1개에 순차적으로 화상 신호를 공급하는 방법이나, 화상 신호를 시리얼-패러랠 변환하여 인접하는 데이터선의 몇 개에 대하여, 그룹마다 동시에 화상 신호를 공급하는 방법도 있다.

예컨대, 특허문헌1 참조.

[특허문헌1] 일본 특허 공개 평성 제 2001-188253 호 공보

그러나, 종래에 있어서의 데이터선을 통한 화상 신호의 공급에 대해서는, 다음과 같은 문제점이 있었다. 즉, 위에서 예시한 화상 신호의 공급 방법 중, 그룹마다 동시에 화상 신호의 공급을 행하는 방법을 예로서 설명하면, 이 경우, 화상 신호의 공급을 실제로 받고 있는 그룹(이하, 「공급 그룹」이라고 함)과, 그것에 인접하는 그룹(이하, 「비 공급 그룹」이라고 함) 사이에서, 당해 위치에 연재(延在)하는 데이터선에 거의 따르는 형태로, 화상 상에 표시 불균일이 나타난다고 하는 문제가 있었던 것이다.

이것은, 상기 공급 그룹과 상기 비 공급 그룹의 바로 단경(端境)에 존재하는 화소 전극에 있어서, 화상 신호에 정확히 대응한 전계가 결과적으로 인가되지 않는 것에 의한다. 보다 자세하게는, 이 경우, 당해 화소 전극의 한쪽의 단에는, 화상 신호가 공급되는 데이터선이 존재하고, 다른 쪽의 단에는 화상 신호가 공급되지 않는 데이터선이 존재한다는 것이 되므로, 당해 화소 전극에 대하여, 화상 신호에 대응한 정확한 전계를 인가했다고 해도, 당해 화소 전극과 상기 화상 신호가 공급되지 않는 데이터선 사이에 있어서 용량 커플링(coupling)의 영향으로, 그 전위에 변동이 발생하는 것이다.

이러한 문제에 대처하기 위해서, 화소 전극과 데이터선 사이에 위치하는 층간 절연막의 두께를 크게한다고 하는 시도가 고려된다. 이것에 의하면, 화소 전극 및 데이터선 사이의 용량 커플링을 작게 하는 것이 가능해지기 때문이다. 그러나, 층간 절연막의 두께를 크게 하면, 예컨대, 화소 전극 및 TFT 사이를 접속하는 콘택트 홀의 형성이 곤란해진다. 또한, 두께를 크게 하여 용량 커플링의 영향을 없애기 위해서는, 처음부터 당해 두께를 일반적으로 매우 크게 하지 않으면 안 된다. 이것으로는, 전기 광학 장치 전반에 대하여, 소형화·고선명화가 요망되고 있는 현 상태에 대하여, 역행하게 된다.

덧붙여서 말하면, 이러한 문제점은, 화소 전극 및 데이터선사이에 대해서 한정되지 않고, 기판 상에 구성되는 각종의 요소 사이에 대해서도 마찬가지인 것으로 보인다. 예컨대, 축적 용량을 구성하는 고정 전위측 용량 전극과 데이터선 사이에 있어서도, 상술한 바와 같이 기생 용량이 발생할 가능성이 있고, 혹은 고정 전위측 용량 전극과 주사선 사이에 있어서도 마찬가지로 발생하게 된다. 그리고, 이러한 기생 용량이 발생하면, 대향하는 각 요소가 본래 있을 전위로부터 벗어나는 전위가 되게 되어, 전기 광학 장치의 정상적인 동작을 방해할 우려가 있는 것이다.

본 고안은, 상기 문제점을 감안하여 행해진 것으로서, 데이터선에 대한 통전에 의해서 화소 전극의 전위에 변동이 초래되어, 그 결과, 발생하는 데이터선에 따른 표시 불균일 등이 없는 고품질의 화상을 표시하는 것이 가능한 전기 광학 장치를 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 본 고안은, 기판 상에 구성되는 각 요소 사이에 발생하는 기생 용량의 영향을 가급적 배제하고, 항상 정상적인 동작을 기대할 수 있는 전기 광학 장치를 제공하는 것도 과제로 한다. 또한, 본 고안은, 그와 같은 전기 광학 장치를 구비하여 이루어지는 전자 기기를 제공하는 것도 과제로 한다.

도 1은 본 고안의 실시예의 전기 광학 장치에 있어서의 화상 표시 영역을 구성하는 매트릭스 형상의 복수의 화소에 마련된 각종 소자, 배선 등의 등가 회로를 도시하는 회로도,

도 2는 본 고안의 실시예의 전기 광학 장치에 있어서의 데이터선, 주사선, 화소 전극 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도,

도 3은 도 2의 A-A'단면도,

도 4는 데이터선에 화상 신호가 공급되는 모양을 도식적으로 도시한 사시도,

도 5는 도 4와 동일한 취지의 도면으로서 특히, 화소 전극 및 데이터선 사이에 발생하는 기생 용량의 모양을 도식적으로 도시한 사시도,

도 6은 도 2와 동일한 취지의 도면으로서, 실드층이 데이터선 및 화소 전극 사이에 마련되어 있는 형태가 되는 것을 도시하는 단면도,

도 7은 도 3과 동일한 취지의 도면으로서, 실드층이 데이터선 및 화소 전극 사이에 마련되어 있는 형태가 되는 것을 도시하는 단면도,

도 8은 본 고안의 실시예의 전기 광학 장치에 있어서의 TFT 어레이 기판을,그 위에 형성된 각 구성 요소와 함께 대향 기판의 측에서 본 평면도,

도 9는 도 8의 H-H'단면도,

도 10은 본 고안의 전자 기기의 실시예인 투사형 컬러 표시 장치의 일례인 컬러 액정 프로젝터를 도시한 도식적 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

3a : 주사선 6a : 데이터선

9a : 화소 전극 10 : TFT 어레이 기판

20 : 대향 기판 21 : 대향 전극

30 : TFT 50 : 액정층

70 : 축적 용량 71 : 중계층

75 : 유전체막 300 : 용량선

400 : 실드층 41 : 제 1 층간 절연막

42 : 제 2 층간 절연막 43 : 제 3 층간 절연막

431 : 제 4 층간 절연막 432 : 제 5 층간 절연막

본 고안의 전기 광학 장치는, 상기 과제를 해결하기 위해서, 기판 상에, 일정한 방향으로 연재하는 데이터선 및 해당 데이터선에 교차하는 방향으로 연재하는 주사선과, 상기 데이터선 및 상기 주사선의 교차 영역에 대응하도록 배치된 화소 전극 및 박막 트랜지스터가 마련되고, 상기 화소 전극 및 상기 박막 트랜지스터에 접속된 화소 전위측 용량 전극, 해당 화소 전위측 용량 전극에 대향 배치된 고정 전위측 용량 전극, 및 상기 화소 전위측 용량 전극 및 상기 고정 전위측 용량 전극사이에 배치된 유전체막으로 이루어진 축적 용량과, 상기 화소 전극 및 상기 데이터선 사이에 배치된 제 1 층간 절연막과, 상기 데이터선 앞 및 상기 고정 전위측 용량 전극 사이에 배치된 제 2 층간 절연막과, 상기 고정 전위측 용량 전극 및 상기 주사선 사이에 배치된 제 3 층간 절연막이 더 구비되어 있고, 상기 제 1 층간 절연막, 상기 제 2 층간 절연막 및 상기 제 3 층간 절연막의 적어도 하나의 비유전율은, 상기 축적 용량을 구성하는 유전체막의 비유전율보다도 낮다.

본 고안의 전기 광학 장치에 의하면, 주사선을 통하여, 화소 스위칭용 소자의 일례인 박막 트랜지스터 등의 스위칭 동작을 제어하고 또한, 데이터선을 통하여 화상 신호를 공급하는 것으로, 박막 트랜지스터를 거쳐서 화소 전극에 대하여, 해당 화상 신호에 따라 전압을 인가하는 것이 가능하다(액티브 매트릭스 구동).

그리고, 본 고안에서는 특히, 화소 전위측 용량 전극, 유전체막 및 고정 전위측 용량 전극의 적층체로 이루어지는 축적 용량, 상술한 바와 같이 각 요소 사이에 배치된 제 1, 제 2 및 제 3 층간 절연막이 적어도 구비되고 있고 또한, 이것들의 층간 절연막의 적어도 하나의 비유전율은, 유전체막의 비유전율보다도 낮다. 즉, 이들 층간 절연막의 비유전율은, 비교적 작은 값을 얻게 된다. 이에 따라, 제 1 층간 절연막에 있어서는, 고정 전위측 용량 전극 및 주사선 사이에 발생하는 기생 용량의 용량값을 작게 할 수 있고, 제 2 층간 절연막에 있어서는, 데이터선 및 고정 전위측 용량 전극 사이에 발생하는 기생 용량의 용량값을 작게 할 수 있으며, 또한, 제 3 층간 절연막에 있어서는, 화소 전극 및 데이터선 사이에 발생하는 기생 용량의 용량값을 작게 할 수 있다.

따라서, 이들 층간 절연막을 사이에 두고 대향하는 요소에 있어서, 기생 용량을 통한 전위 변동을 생기게 할 가능성을 저감할 수 있으므로, 보다 정확한 동작을 기대할 수 있는 전기 광학 장치를 제공할 수 있다. 특히, 제 3 층간 절연막에 관해서는, 데이터선의 통전을 원인으로 하는 화소 전극에 있어서의 전위 변동을 방지할 수 있고, 그것으로써 화상 상에 데이터선에 따른 표시 불균일 등을 발생시킬 가능성을 저감할 수 있다.

덧붙여서 말하면, 본 고안에서는, 상술한 바와 같이 작용 효과 외에, 축적 용량이 마련되어 있는 것 자체에 의해서, 화소 전극의 전위 유지 특성을 향상시킬 수 있고, 이에 따라, 고 콘트라스트 등의 특질을 구비한 고품질의 화상 표시도 가능해진다.

또, 본 고안에 있어서, 「축적 용량을 구성하는 유전체막」으로서는, 해당 축적 용량에 있어서는 화소 전극의 전위 유지 특성을 되도록이면 향상시키도록, 비교적 높은 비유전율을 구비한 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 그와 같은 재료로서는, 예컨대, 질화 실리콘, 산화 탄탈 등을 들 수 있다. 또한, 해당 유전체막은, 1층 구조에 한정될 필요는 없고, 2층 이상의 구조를 구비하는 것으로 하더라도 좋다. 이 경우, 본 고안에서 언급된 「유전체막의 비유전율보다도 낮다」라고 하는 것의 의의는, 「당해 2층 이상의 구조 중 가장 높은 비유전율을 갖는 재료로 이루어지는 층의 당해 비유전율보다도 낮다」라고 생각할 수 있다.

본 고안의 전기 광학 장치의 일실시예에서, 상기 제 1 층간 절연막의 비유전율은, 상기 제 2 층간 절연막 및 상기 제 3 층간 절연막의 그것보다도 낮다.

이 형태에 의하면, 화소 전극 및 데이터선 사이에 배치된 제 3 층간 절연막의 비유전율이, 상대적으로 가장 낮다는 것이 되므로, 이것들의 사이에 발생하는 기생 용량의 용량값을 지극히 작게 할 수 있다. 이에 따라, 본 고안의 주된 목적인, 데이터선에 따른 표시 불균일의 발생 방지라는 작용 효과를, 보다 효과적으로 향수하는 것이 가능해진다.

본 고안의 전기 광학 장치의 다른 실시예에서, 상기 제 1 층간 절연막, 상기 제 2 층간 절연막 및 상기 제 3 층간 절연막의 적어도 하나의 비유전율은, 3.9미만이다.

이 실시예에 의하면, 각 층간 절연막의 비유전율이 최적으로 설정되는 것으로부터, 상술한 바와 같은 작용 효과가, 보다 확실히 얻을 수 있게 된다. 또, 보다 바람직하게는, 해당 비유전율의 값은, 2.0정도 이하여도 또한 좋다.

덧붙여서 말하면, 종래, 절연막으로서 널리 이용되어 온 산화 실리콘은, 그 비유전율이 3.9인 것이 알려져 있다.

본 고안의 전기 광학 장치의 다른 실시예에서, 상기 제 1 층간 절연막, 상기 제 2 층간 절연막 및 상기 제 3 층간 절연막의 적어도 하나의 두께는, 800㎚이상이다.

이 실시예에 의하면, 각 층간 절연막의 두께가 비교적 커지는 것으로부터, 전술의 기생 용량의 용량값을 저감할 수 있다. 또, 보다 바람직하게는, 당해 두께의 값은, 1000㎚정도 이상이어도 또한 좋다.

본 고안의 전기 광학 장치의 다른 실시예에서, 상기 제 1 층간 절연막, 상기 제 2 층간 절연막 및 상기 제 3 층간 절연막의 적어도 하나는, 무기계 재료로 이루어진다.

이 실시예에 의하면, 각 층간 절연막이 무기계 재료로 이루어지므로, 비교적 내열성이 높은 전기 광학 장치를 제공할 수 있다. 이 점에서, 박막 트랜지스터를 구성하는 반도체층에 대한 어닐 처리 등이 비교적 고온 환경 하에서 실시되는 것을 감안하면, 본 실시예에 따른 구조가 우수성이 보다 두드러진다. 또한, 당해 전기 광학 장치가, 투사형 표시 장치의 라이트 밸브로서 이용되는 경우를 상정하면, 해당 라이트 밸브에는 비교적 강력한 광이 조사되는 것에 의해, 해당 라이트 밸브에 있어서 축열(蓄熱) 내지 온도 상승에 주의해야 하기 때문에, 본 실시예의 우수성은 더욱 두드러진다.

본 고안의 전기 광학 장치의 다른 실시예에서, 상기 무기계 재료는, SiOF 및 비정질 카본의 적어도 하나를 포함한다.

이러한 구성에 의하면, 상기 각 층간 절연막은, 유전율의 관점, 혹은 내열성의 관점에서 최적의 형태의 하나를 취한다. 따라서, 전술의 작용 효과는, 보다 확실히 얻을 수 있게 된다.

또, 본 형태의「SiOF」에 대해서는, 예컨대, 원료 가스로서, SiH₄, DF₄, SiF₆, S₂F₆을 이용하고, 플라즈마 CVD법, 혹은 HDP(High Density Plasma)-CVD법에 의해서 형성할 수 있다. 또한, 「비정질 카본」에 있어서는, 예컨대, CVD법에 의해서 형성할 수 있다.

본 고안의 전기 광학 장치의 다른 실시예에서, 상기 박막 트랜지스터를 구성하는 반도체층은 저온 폴리 실리콘막으로 이루어지고 또한, 상기 제 1 층간 절연막, 상기 제 2 층간 절연막 및 상기 제 3 층간 절연막의 적어도 하나는, 유기계 재료로 이루어진다.

이 실시예에 의하면, 박막 트랜지스터를 구성하는 반도체층이 저온 폴리 실리콘막으로 이루어진다. 즉, 당해 전기 광학 장치는, 이른바 저온 프로세스에 의해서 제조하는 것이 가능해진다. 따라서, 제조 용이성이 확보된다. 여기서 본 실시예에서는 특히, 상기 각 층간 절연막이, 비교적 제조 용이한 유기계 재료로 이루어지므로, 제조 용이성은 더욱 촉진되게 된다. 예컨대, 당해 유기계 재료로 이루어지는 층간 절연막은, 예컨대, 스핀코트법 등에 의해서 형성 가능한 것으로, 이것에 의하면 제조 용이성은 촉진된다고 할 수 있다. 또한, 유기계 재료는 일반적으로 내열성이 뒤떨어지지만, 본 실시예에 있어서, 전기 광학 장치는 전술한 바와 같이 저온 프로세스에 의해 제조 가능하므로, 특히 문제가 되지 않는다.

또, 본 실시예에 언급하는 「유기계 재료」로서는, 구체적으로는 예컨대, HSQ(Hydrogen Silsesquioxane), 메틸실세스퀴옥산, 에어로젤/제로젤, 폴리이미드, 불소화 폴리이미드, 폴리알릴에테르, 불소화 폴리알릴에테르, DVS-벤조시클로부텐, 퍼플루오로시클로부텐, 파릴렌-N, 파릴렌-F, 폴리나프탈렌-N, 폴리나프탈렌-F, 테플론(등록 상표) 등을 들 수 있다.

덧붙여서 말하면, 이들 재료의 중에서, 상술한 스핀코트법에 의해서 적절하게 형성할 수 있는 것은, 전술한 것 중에서 메틸실세스퀴옥산으로부터 퍼플루오로시클로부텐까지이다.

본 고안의 전기 광학 장치의 다른 실시예에서, 상기 화소 전극 및 상기 데이터선은, 평면적으로 보아, 적어도 부분적으로 중첩되지 않는 부분을 갖는다.

이 실시예에 의하면, 화소 전극 및 데이터선은, 평면적으로 보아, 적어도 부분적으로 중첩되지 않는 부분을 갖는다. 따라서, 당해 부분에 있어서는, 원리적으로, 처음부터 기생 용량이 발생하지 않게 된다. 따라서, 상술한 작용 효과는, 보다 확실히 얻을 수 있게 된다.

본 고안의 전기 광학 장치의 다른 실시예에서, 상기 화소 전극 및 상기 데이터선 사이에 고정 전위로 된 실드층이 더 구비되어 이루어지고, 상기 제 1 층간 절연막은, 상기 화소 전극 및 상기 실드층 사이에 배치된 제 4 층간 절연막과, 상기 실드층 및 상기 데이터선 사이에 배치된 제 5 층간 절연막으로 이루어지고, 상기 제 4 층간 절연막 및 상기 제 5 층간 절연막의 적어도 하나의 비유전율은, 상기 유전체막의 비유전율보다도 낮다.

이 실시예에 의하면, 화소 전극 및 데이터선 사이에는, 고정 전위로 된 실드층이 더 구비되어 있는 것에 의해, 화소 전극과 데이터선이 직접적으로는 대향하지않는 구조가 형성되게 된다. 따라서, 양자 사이에 있어서, 말하자면 직접적인 기생 용량의 영향은 상당 정도 배제되게 되고, 상술한 것과 대략 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있게 된다.

그리고, 본 실시예에서는 또한, 이러한 실드층이 새롭게 추가되는 것에 따라, 상술한 제 3 층간 절연막이, 제 4 및 제 5 층간 절연막으로 나누어지고, 또한, 이들 제 4 층간 절연막 및 제 5 층간 절연막의 비유전율은, 축적 용량을 구성하는 유전체막의 그것보다도 낮게 되어 있다. 따라서, 화소 전극 및 실드층 사이, 혹은 실드층 및 데이터선 사이에 발생할 수 있는 기생 용량도 또한, 거의 발생되지 않는다고 하는 상황이 나타나게 되고, 상술의 작용 효과는 지극히 효과적으로 얻어지게 된다.

본 고안의 전기 광학 장치의 다른 실시예에서, 상기 제 5 층간 절연막의 비유전율은, 상기 제 4 층간 절연막의 그것보다도 낮다.

이러한 구성에 의하면, 실드층의 전위 변동을 낮게 억제할 수 있고, 또한, 화소 전극에 있어서의 전위 변동이 발생할 가능성을 지극히 낮게 억제할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 본 고안의 주된 목적인, 데이터선에 따른 표시 불균일의 발생 방지라는 작용 효과를, 보다 효과적으로 향수하는 것이 가능해진다.

본 고안의 전기 광학 장치의 다른 실시예에서, 상기 기판 상, 하로부터 순서대로, 상기 박막 트랜지스터를 구성하는 반도체층, 해당 반도체층 상에 형성되어상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 포함하는 상기 주사선, 상기 화소 전위측 용량 전극, 상기 유전체막, 상기 고정 전위측 용량 전극, 상기 데이터선 및 상기 화소 전극의 순으로 구성되어 있다.

이 실시예에 의하면, 최적의 배치 내지 레이아웃이 되는 일실시예가 제공되게 된다.

본 고안의 전기 광학 장치의 다른 실시예에서, 상기 고정 전위측 용량 전극은, 상기 주사선에 따르도록 형성된 용량선의 일부를 구성한다.

이 실시예에 따르면, 축적 용량을 구성하는 고정 전위측 용량 전극이, 주사선에 따르도록 형성된 용량선의 일부를 구성하고 있으므로, 적층 구조의 간이화를 도모할 수 있다. 또한, 고정 전위측 용량 전극을, 이러한 선형상 부재의 일부로서 구성하는 것에 의하면, 해당 고정 전위측 용량 전극을 고정 전위로 하기 위해서는, 해당 선형상 부재의 한쪽 단을 소정의 전원에 접속하는 것만으로 좋으니까, 보다 신뢰성이 높은 축적 용량을 구성하는 것이 가능해지고, 또한, 화소마다 특성이 다른 축적 용량이 구성되는 경우가 없다.

본 고안의 전자 기기는, 상기 과제를 해결하기 위해서, 상술의 본 고안의 전기 광학 장치(단, 그 각종 형태를 포함함)를 구비하여 이루어진다.

본 고안의 전자 기기에 의하면, 데이터선의 통전에 의해 화소 전극의 전위가 변동하고, 이에 따라 화상 상에 데이터선에 따른 표시 불균일 등이 발생한다는 경우가 없는, 고품질의 화상을 표시 가능한, 투사형 표시 장치(액정 프로젝터), 액정텔레비젼, 휴대 전화, 전자 수첩, 워드 프로세서, 뷰 파인더형 또는 모니터 직시형의 비디오 테이프 레코더, 워크 스테이션, 화상 전화기, POS단말, 터치 패널 등의 각종 전자 기기를 실현할 수 있다.

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

(실시예)

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

(화소부에서의 구성)

우선, 본 고안의 제 1 실시예에 있어서 전기 광학 장치의 화소부에서의 구성에 대하여, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 여기에 도 1은, 전기 광학 장치의 화상 표시 영역을 구성하는 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 화소에 있어서의 각종 소자, 배선 등의 등가 회로이다. 도 2는, 데이터선, 주사선, 화소 전극 등이 형성된 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도이다. 도 3은, 도 2의 A-A' 단면도이다. 또, 도 3에 있어서는, 각 층·각 부재를 도면 상에서 인식 가능한 정도의 크기로 하기 위해서, 해당 각 층·각 부재마다 축척을 다르게 한다.

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

또한, TFT(30)의 게이트에 주사선(3a)이 전기적으로 접속되어 있고, 소정의 타이밍으로, 주사선(3a)에 펄스적으로 주사 신호 G1, G2, …, Gm을, 이 순서대로 선순차적으로 인가하도록 구성되어 있다. 화소 전극(9a)은, TFT(30)의 드레인에 전기적으로 접속되어 있고, 스위칭 소자인 TFT(30)를 일정 기간만 그 스위치를 닫는 것에 의해, 데이터선(6a)에서 공급되는 화상 신호 S1, S2, …, Sn을 소정의 타이밍으로 기입한다.

화소 전극(9a)을 거쳐서 전기 광학 물질의 일례로서의 액정에 기입된 소정 레벨의 화상 신호 S1, S2, …, Sn은, 대향 기판에 형성된 대향 전극과의 사이에서 일정 기간 유지된다. 액정은, 인가되는 전압 레벨에 의해 분자 집합의 배향이나 질서가 변화함으로써, 광을 변조하여, 계조 표시를 가능하게 한다. 노멀리 화이트 모드라면, 각 화소의 단위로 인가된 전압에 따라 입사광에 대한 투과율이 감소하고, 노멀리 블랙 모드라면, 각 화소의 단위로 인가된 전압에 따라 입사광에 대한 투과율이 증가되어, 전체적인 전기 광학 장치로부터는 화상 신호에 따른 콘트라스트를 갖는 광이 출사한다.

여기서 유지된 화상 신호가 누출하는 것을 막기 위해서, 화소 전극(9a)과 대향 전극 사이에 형성되는 액정 용량과 병렬로 축적 용량(70)을 부가한다. 이 축적 용량(70)은, 주사선(3a)에 나란히 마련되고, 고정 전위측 용량 전극을 포함하고 또한 정(定) 전위로 고정된 용량선(300)을 포함하고 있다.

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

우선, 본 실시예에 따른 전기 광학 장치는, 도 2의 A-A'선 단면도인 도 3에 도시하는 바와 같이, 투명한 TFT 어레이 기판(10)과, 이것에 대향 배치되는 투명한 대향 기판(20)을 구비하고 있다. TFT 어레이 기판(10)은, 예컨대, 석영 기판, 유리 기판, 실리콘 기판으로 이루어지고, 대향 기판(20)은, 예컨대 유리 기판이나 석영 기판으로 이루어진다.

TFT 어레이 기판(10)에는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 화소 전극(9a)이 마련되어 있고, 그 상측에는, 연마 처리 등의 소정의 배향 처리가 실시된 배향막(16)이 마련되어 있다. 화소 전극(9a)은, 예컨대 ITO(Indium Tin Oxide)막 등의 투명 도전성막으로 이루어진다. 한편, 대향 기판(20)에는, 그 전면에 걸쳐 대향 전극(21)이 마련되어 있고, 그 하측에는, 연마 처리 등의 소정의 배향 처리가 실시된 배향막(22)이 마련되어 있다. 이 중 대향 전극(21)은, 상술의 화소 전극(9a)과 마찬가지로, 예컨대 ITO막 등의 투명 도전성막으로 이루어지고, 상술한 배향막(16, 22)은, 예컨대, 폴리이미드막 등의 투명한 유기막으로 이루어진다. 이와 같이 대향 배치된 TFT 어레이 기판(10) 및 대향 기판(20) 사이에는, 후술의 밀봉재(도 8및 도 9 참조)에 의해 둘러싸인 공간에 액정 등의 전기 광학 물질이 봉입되어, 액정층(50)이 형성된다. 액정층(50)은, 화소 전극(9a)으로부터의 전계가 인가되지 않은 상태로 배향막(16, 22)에 의해 소정의 배향 상태를 얻는다. 액정층(50)은, 예컨대 한 종류 또는 수 종류의 네마틱 액정을 혼합한 전기 광학 물질로 이루어진다. 밀봉재는, TFT 기판(10) 및 대향 기판(20)을 그들의 주변에서 접합하기 위한, 예컨대 광경화성 수지나 열경화성 수지로 이루어지는 접착제이며, 양 기판 사이의 거리를 소정값으로 하기 위한 유리 섬유 혹은 유리 비드 등의 스페이서가 혼입되어 있다.

한편, 도 2에 있어서, 상기 화소 전극(9a)은, TFT 어레이 기판(10) 상에, 매트릭스 형상으로 복수 마련되어 있고(점선부(9a')에 의해 윤곽이 표시되어 있음), 화소 전극(9a)의 종횡의 경계에 각각 따라 데이터선(6a) 및 주사선(3a)이 마련되어 있다. 데이터선(6a)은, 예컨대 알루미늄막 등의 금속막 혹은 합금막으로 이루어지고, 주사선(3a)은, 예컨대 도전성의 폴리 실리콘막 등으로 이루어진다. 또한, 주사선(3a)은, 반도체층(1a) 중 도면 내의 우측 상향의 사선 영역에서 나타낸 채널 영역(1a')에 대향하도록 배치되어 있고, 해당 주사선(3a)은 게이트 전극으로서 기능한다.

즉, 주사선(3a)과 데이터선(6a)의 교차하는 개소에는 각각, 채널 영역(1a')에 주사선(3a)의 본선부가 게이트 전극으로서 대향 배치된 화소 스위칭용의 TFT(30)가 마련되어 있다.

TFT(30)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, LDD(Lightly Doped Drain) 구조를갖고 있고, 그 구성 요소로서는, 상술한 바와 같이 게이트 전극으로서 기능하는 주사선(3a), 예컨대 폴리 실리콘막으로 이루어지고 주사선(3a)으로부터의 전계에 의해 채널이 형성되는 반도체층(1a)의 채널 영역(1a'), 주사선(3a)과 반도체층(1a)을 절연하는 게이트 절연막을 포함하는 절연막(2), 반도체층(1a)에서의 저농도 소스 영역(1b) 및 저농도 드레인 영역(1c) 및 고농도 소스 영역(1d) 및 고농도 드레인 영역(1e)을 구비하고 있다.

또, TFT(30)는, 바람직하게는 도 3에 나타낸 바와 같이 LDD 구조를 갖지만, 저농도 소스 영역(1b) 및 저농도 드레인 영역(1c)에 불순물의 주입을 행하지 않는 오프셋 구조를 가지더라도 좋고, 주사선(3a)의 일부로 이루어지는 게이트 전극을 마스크로서 고농도로 불순물을 주입하고, 자기 정합적으로 고농도 소스 영역 및 고농도 드레인 영역을 형성하는 셀프 얼라인형의 TFT이더라도 좋다. 또한, 본 실시예에서는, 화소 스위칭용 TFT(30)의 게이트 전극을, 고농도 소스 영역(1d) 및 고농도 드레인 영역(1e) 사이에 1개만 배치한 단일 게이트 구조로 했지만, 이것들의 사이에 2개 이상의 게이트 전극을 배치하더라도 좋다. 이와 같이 듀얼 게이트, 혹은 트리플 게이트 이상으로 TFT를 구성하면, 채널과 소스 및 드레인 영역의 접합부의 누출 전류를 방지할 수 있어, 오프 시에 전류를 저감할 수 있다. 또한, TFT(30)를 구성하는 반도체층(1a)은 단결정층이 아니라도, 단결정층이라도 상관없다. 단결정층의 형성에는, 접합법 등의 공지의 방법을 이용할 수 있다. 반도체층(1a)을 단결정층으로 함으로써 특히 주변 회로의 고성능화를 도모할 수 있다.

한편, 도 3에 있어서는, 축적 용량(70)이, TFT(30)의 고농도 드레인영역(1e) 및 화소 전극(9a)에 접속된 화소 전위측 용량 전극으로서의 중계층(71)과, 고정 전위측 용량 전극으로서의 용량선(300)의 일부가, 유전체막(75)을 거쳐서 대향 배치되는 것에 의해 형성되어 있다. 이 축적 용량(70)에 의하면, 화소 전극(9a)에서의 전위 유지 특성을 현저히 높이는 것이 가능해진다.

중계층(71)은, 예컨대 도전성의 폴리 실리콘막으로 이루어지고 화소 전위측 용량 전극으로서 기능한다. 단, 중계층(71)은, 후에 언급되는 용량선(300)과 마찬가지로, 금속 또는 합금을 포함하는 단일층막 또는 다층막으로 구성하더라도 좋다. 중계층(71)은, 화소 전위측 용량 전극으로서의 기능 외에, 콘택트 홀(83, 85)을 거쳐서, 화소 전극(9a)과 TFT(30)의 고농도 드레인 영역(1e)을 중계 접속하는 기능을 갖는다.

용량선(300)은, 예컨대 금속 또는 합금을 포함하는 도전막으로 이루어지고 고정 전위측 용량 전극으로서 기능한다. 이 용량선(300)은, 평면적으로 보면, 도 2에 도시하는 바와 같이, 주사선(3a)의 형성 영역에 중첩하여 형성되어 있다. 보다 구체적으로 용량선(300)은, 주사선(3a)에 따라 연장하는 본선부와, 도면 중, 데이터선(6a)과 교차하는 각 개소에서 데이터선(6a)에 따라 위쪽으로 각각 돌출한 돌출부와, 콘택트 홀(85)에 대응하는 개소가 약간 오목한 오목부를 구비하고 있다. 이 중 돌출부는, 주사선(3a) 상의 영역 및 데이터선(6a) 아래의 영역을 이용하여, 축적 용량(70)의 형성 영역의 증대에 공헌한다. 또한, 용량선(300)은, 바람직하게는, 화소 전극(9a)이 배치된 화상 표시 영역(10a)으로부터 그 주위로 연장되고, 정 전위원과 전기적으로 접속되어, 고정 전위로 된다. 이러한 정 전위원으로서는, 데이터선 구동 회로(101)에 공급되는 정(正) 전원이나 부(負) 전원의 정 전위원이어도 좋고, 대향 기판(20)의 대향 전극(21)에 공급되는 정 전위이어도 무방하다.

유전체막(75)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 예컨대 막두께 5∼200㎚ 정도의 비교적 얇은 HTO(High Temperature Oxide)막, LTO(Low Temperature Oxide)막 등의 산화 실리콘막(비유전율 3.9)으로 구성된다. 축적 용량(70)을 증대시키는 관점에서는, 막의 신뢰성이 충분히 얻어지는 한, 유전체막(75)은 얇은 것이 좋다. 보다 구체적으로, 이 유전체막(75)은, TaOx(산화 탄탈), BST(티탄산 스트론튬 바륨), PZT(티탄산 지르콘산염), TiO₂(산화 티탄), ZiO₂(산화 지르코늄), HfO₂(산화 하프늄) 및 SiON(산질화 실리콘) 및 SiN(질화 실리콘)중 적어도 하나를 포함하여 이루어지는 절연 재료 등을 들 수 있다. 특히, TaOx, BST, PZT, TiO₂, ZiO₂및 HfO₂와 같은 고유전율 재료를 사용하면, 한정된 기판 상 영역에서 용량값을 증대할 수 있다. 혹은, SiO₂(산화 실리콘), SiON(산질화 실리콘) 및 SiN과 같은 실리콘을 포함하는 재료를 사용하면, 층간 절연막 등에 있어서 스트레스 발생을 저감할 수 있다.

그리고, 본 실시예에 있어서는 특히, 전술의 데이터선(6a) 위, 또한, 화소 전극(9a) 밑에 형성된 제 3 층간 절연막(43)이, 무기계 재료, 예컨대 SiOF 및 비정질 카본의 적어도 하나로 구성되어 있다. 따라서, 해당 제 3 층간 절연막(43)의 비유전율은, 3.5 또는 2.1∼2.3으로 되어 있고, 전술의 유전체막(75)을 구성하는 산화 실리콘막의 비유전율보다도 낮게 되어 있다. 이에 따라, 화소 전극(9a) 및 데이터선(6a) 사이에 발생하는 기생 용량의 용량값을 작게 억제하는 것이 가능해진다. 이 점에 관한 작용 효과에 있어서는, 뒤에 다시 언급하기로 한다.

덧붙여서 말하면, 해당 제 3 층간 절연막(43)에는, 중계층(71)으로 통하는 콘택트 홀(85)이 형성되어 있다. 또한, 제 3 층간 절연막(43)의 표면은, CMP(Chemical Mechanical Polishing) 처리 등에 의해 평탄화되어 있고, 그 아래쪽에 존재하는 각종 배선이나 소자 등에 의한 단차에 기인하는 액정층(50)의 배향 불량을 저감한다. 단, 이와 같이 제 3 층간 절연막(43)에 평탄화 처리를 실시하는 대신에, 또는 추가하여, TFT 어레이 기판(10), 하지 절연막(12), 제 1 층간 절연막(41) 및 제 2 층간 절연막(42) 중 적어도 하나에서 홈을 내어, 데이터선(6a) 등의 배선이나 TFT(30) 등을 매립하는 것에 의해, 평탄화 처리를 행하더라도 좋다.

도 2 및 도 3에 있어서는, 상기 외에, TFT(30)의 하측에, 하측 차광막(11a)이 마련되어 있다. 하측 차광막(11a)은, 격자 형상으로 패터닝되어 있고, 이에 따라 각 화소의 개구 영역을 규정하고 있다. 또, 개구 영역의 규정은, 도 2 내의 데이터선(6a)과, 이것에 교차하도록 형성된 용량선(300)에 의해서도, 이루어져 있다. 또한, 하측 차광막(11a)에 대해서도, 전술의 용량선(300)의 경우와 마찬가지로, 그 전위 변동이 TFT(30)에 대하여 악영향을 미치게 하는 것을 피하기 위해서, 화상 표시 영역으로부터 그 주위로 연장하여 정 전위원에 접속하면 좋다.

또한, TFT(30) 아래에는, 하지 절연막(12)이 마련되어 있다. 하지 절연막(12)은, 하측 차광막(11a)으로부터 TFT(30)를 층간 절연하는 기능 외에, TFT 어레이 기판(10)의 전면에 형성되는 것에 의해, TFT 어레이 기판(10)의 표면 연마 시에 있어서의 거칠기나, 세정 후에 남는 오염 등에 의한 화소 스위칭용의 TFT(30)의 특성 변화를 방지하는 기능을 갖는다.

덧붙여, 주사선(3a) 상에는, 고농도 소스 영역(1d)으로 통하는 콘택트 홀(81) 및 고농도 드레인 영역(1e)으로 통하는 콘택트 홀(83)이 각각 개공(開孔)된 제 1 층간 절연막(41)이 형성되어 있다.

제 1 층간 절연막(41) 상에는, 중계층(71), 및 용량선(300)이 형성되어 있고, 이것들의 위에는 고농도 소스 영역(1d)으로 통하는 콘택트 홀(81) 및 중계층(71)으로 통하는 콘택트 홀(85)이 각각 개공된 제 2 층간 절연막(42)이 형성되어 있다.

또, 본 실시예에서는, 제 1 층간 절연막(41)에 대해서는, 약 1000℃의 소성을 행하는 것에 의해, 반도체층(1a)이나 주사선(3a)을 구성하는 폴리 실리콘막에 주입한 이온의 활성화를 도모하더라도 좋다. 한편, 제 2 층간 절연막(42)에 대해서는, 이러한 소성을 하지 않는 것에 의해, 용량선(300)의 계면 부근에 발생하는 스트레스의 완화를 도모하도록 하더라도 좋다.

이러한 구성이 되는 본 실시예에서의 전기 광학 장치에 있어서는, 상기 제 3 층간 절연막(43)의 비유전율이 비교적 낮게 되어 있는 것을 요인으로서, 다음과 같은 작용 효과를 얻을 수 있게 된다.

즉, 제 3 층간 절연막(43)이 SiOF 등으로 이루어짐으로써 그 비유전율이 비교적 낮게 되어 있는 것으로부터, 화소 전극(9a) 및 데이터선(6a) 사이에 발생하는 기생 용량의 용량값을 작게 억제할 수 있고, 따라서, 해당 기생 용량의 존재 및 데이터선(6a)에 대한 통전에 기인하여 일어나는, 화소 전극(9a)의 전위 변동을 억제할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 종래와 같이, 데이터선(6a)에 따른 화상 상의 표시 불균일 등은 거의 발생하지 않고, 고품질의 화상이 표시되게 된다.

덧붙여서 말하면, 이러한 작용 효과는, 데이터선(6a)에 대한 화상 신호의 공급을, 서로 인접하는 복수의 데이터선(6a)에 대하여 동시에 실시하는 것 같은 경우에 있어서, 보다 효과적으로 향수하는 것이 가능해진다. 이러한 것도, 전술과 같은 표시 불균일은, 이러한 경우에 있어서 보다 현저하게 나타나고, 내지는 시인되기 쉽게 되기 때문이다. 이하, 이러한 사정을, 도 4 및 도 5를 참조하면서 설명하기로 한다. 여기에, 도 4는, 데이터선에 화상 신호가 공급되는 모양을 도식적으로 도시한 사시도이며, 도 5는, 마찬가지의 취지의 도면으로서 특히, 화소 전극 및 데이터선 사이에 발생하는 기생 용량의 모양을 도식적으로 나타낸 사시도이다. 또, 도 4에 있어서는, 본래 표시될 콘택트 홀 등은 도시되어 있지 않고, 본 실시예에 따른 주요한 작용 효과를 설명하기 위한 필요 최소한의 구성인 데이터선(6a) 및 화소 전극(9a) 및 제 3 층간 절연막(43)만이 표시되어 있다. 도 5에 대해서도 마찬가지이다(단, 제 3 층간 절연막은 도시하지 않음.).

이 도 4에 있어서, 본 실시예에 따한 전기 광학 장치에서는, 데이터선(6a)에 공급되는 화상 신호가, 1개의 시리얼 신호를, 시리얼-패러랠 변환함으로써 얻어지는 6개의 패러랠 신호로 이루어지고 있다. 즉, 화상 신호의 공급은, 6개의 데이터선(6a)으로 이루어지는 그룹마다 동시에 행해지게 된다. 이러한 화상 신호의 공급 방법의 경우, 해당 화상 신호의 공급을 실제로 받고 있는 공급 그룹(601G)에 서로 인접하는 비 공급 그룹(602G)에 속하는 데이터선(6a)에 있어서는, 당연히 화상 신호가 공급되지 않게 된다. 또, 도 4에 있어서는, 검게 칠한 데이터선(6a)이, 화상 신호의 공급을 실제로 받고 있는 데이터선인 것을 나타내고 있고, 그렇지 않은 데이터선(6a)이, 화상 신호의 공급을 받고 있지 않은 데이터선인 것을 나타내고 있다.

여기서, 공급 그룹(601G)에 착안하면, 도면 중 가장 좌단에 위치하는 데이터선(6a₁)과 도면 중 가장 우단에 위치하는 데이터선(6a₂)과 대응하는 화소 전극(9a)(도면 중 부호(91) 참조)에는, 그 외측에 위치하는 데이터선과의 사이에서 용량 커플링이 발생하게 된다. 도 5에 있어서는, 이 용량 커플링의 발생을 양쪽 화살표를 가지고 표시하고 있다. 따라서, 도 5에서는, 데이터선(6a₁, 6a₂)에 대응하는 화소 전극(9a)의 전위는, 상기 용량 커플링의 영향을 받아(비유적으로 말하면, 소위 「잡아당겨진」 형태로), 변동하게 된다. 즉, 당해 화소 전극(9a)에는, 화상 신호에 정확히 대응한 전계가 인가되지 않게 되는 것이다. 따라서, 도 5와 같은 경우에는, 데이터선(6a₁, 6a₂)에 거의 따른 형태로, 화상 상에 표시 불균일이 나타난다고 하는 불량이 발생하게 된다. 더구나, 이 예와 같이, 6개 마다의 데이터선(6a)에 따라 표시 불균일 등이 나타나는 경우에는, 화상 상에 있어서의 시인이 이루어지기 쉽다고 할 수 있고, 사태는 보다 심각하다고 할 수 있다.

그런데, 본 실시예에 있어서, 도 4에 도시하는 바와 같이, 화소 전극(9a) 및 데이터선(6a) 사이에는, 그 비유전율이 비교적 낮은 제 3 층간 절연막(43)이 배치되어 있다. 따라서, 도 4에서는, 도 5에 도시한 바와 같은 기생 용량의 용량값이대단히 낮게 억제되어 있는 것이다. 이에 따라, 데이터선(6a)에 대응하는 화소 전극(9a)에서는 전위의 변동이 거의 발생하지 않게 된다.

이상과 같이, 본 실시예의 전기 광학 장치에 의하면, 종래에 관찰되었던 것과 같은, 데이터선(6a)에 따른 표시 불균일의 발생을 극력 억제하는 것이 가능해지는 것이다.

또, 상기 실시예에 있어서는, 제 3 층간 절연막(43)이 무기계 재료로 이루어짐으로써 그 비유전율이, 축적 용량(70)을 구성하는 유전체막(75)의 비유전율보다도 낮다는 경우에 대하여 설명했지만, 본 고안은, 이러한 형태에 한정되는 것이 아니다.

우선, 제 3 층간 절연막(43)에 한정하지 않고, 상술의 제 1 층간 절연막(41) 및 제 2 층간 절연막(42)에 대해서도, 이들을 무기계 재료로 구성하고, 그 비유전율을, 유전체막(75)의 비유전율보다도 낮게 하더라도 좋다. 이 경우, 도 3에 도시하는 바와 같이, 제 1 층간 절연막(41)은, 주사선(3a)과 중계층(71) 사이에 배치되어 있고, 제 2 층간 절연막(42)은, 용량선(300) 및 데이터선(6a) 사이에 배치되어 있는 것에서부터, 이들 제 1 및 제 2 층간 절연막(41, 42)의 비유전율을 비교적 낮은 상태로 한다면, 주사선(3a) 및 중계층(71) 사이에 발생하는 기생 용량, 혹은 용량선(300) 및 데이터선(6a) 사이에 발생하는 기생 용량의 용량값을 작게 억제하는 것이 가능해진다.

이에 따라, 주사선(3a)의 통전에 의한 중계층(71)의 전위 변동, 혹은 데이터선(6a)의 통전에 의한 용량선(300)의 전위 변동 등이 발생할 가능성을 저감할 수있다.

이상과 같이, 본 실시예에 따른 전기 광학 장치에 의하면, 어느 쪽의 요소에 대해서도, 용량 커플링을 원인으로 한 불필요한 전위 변동이 발생하지 않게 되므로, 보다 정확한 동작을 기대할 수 있는 전기 광학 장치를 제공할 수 있다.

또, 바로 위에서 서술한 구성은, 제 1, 제 2 및 제 3 층간 절연막(41, 42, 43)의 전부에 대하여 저유전율로 하는 경우를 전제로 하고 있었지만, 경우에 따라서는, 저유전율로 하는 층간 절연막을, 제 1 층간 절연막(41)만으로 혹은 제 2 층간 절연막(42)만으로 하거나, 또는 양자만으로 하거나, 또는 제 1 층간 절연막(41) 및 제 3 층간 절연막(43)만으로 하는 등, 여러 가지의 조합을 실현하도록 해도 좋다. 아무튼, 상술한 바와 같은 층간 절연막의 상하 각각 위치하는 요소 사이의 기생 용량의 용량값 저감이라는 작용 효과는 얻어지므로, 보다 정확한 동작을 기대할 수 있는 전기 광학 장치의 제공에 도움이 되는 것은 말할 필요도 없다.

또한, 상기 실시예에 있어서는, 제 3 층간 절연막(43)의 비유전율이 유전체막(75)의 비유전율보다 낮다는 것만 언급했지만, 이것에 추가하여, 제 3 층간 절연막(43)의 비유전율이, 제 1 및 제 2 층간 절연막(41, 42)의 그것보다도 낮다고 하는 한정을 붙이도록 하더라도 좋다. 이 경우, 제 3 층간 절연막(43)의 비유전율이, 상대적으로 가장 낮게 되므로, 화소 전극(9a) 및 데이터선(6a) 사이에 발생하는 기생 용량의 용량값을 지극히 작게 할 수 있다. 이에 따라, 본 고안의 주된 목적인, 데이터선(6a)에 따른 표시 불균일의 발생 방지라는 작용 효과를, 보다 효과적으로 향수하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 실시예에 있어서의 각종의 층간 절연막(41, 42, 43)은, 그 두께가 800㎚이상, 보다 바람직하게는 1000㎚이상이 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 기생 용량의 용량값은 더욱 저하되게 되므로, 상술의 작용 효과는, 보다 효과적으로 향수되게 된다.

덧붙여, 상기 실시예에 있어서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 화소 전극(9a) 및 데이터선(6a)이, 평면적으로 보아, 중첩되도록 형성되어 있지만, 보다 바람직하게는, 양자가 중첩되는 부분은 가급적 작아지도록, 혹은 완전히 없어지도록, 해당 화소 전극(9a) 및 해당 데이터선(6a)의 배치 관계를 결정하면 좋다. 이러한 경우에 있어서는, 원리적으로는, 처음부터 기생 용량이 발생하지 않게 되므로, 상술한 작용 효과는, 보다 확실히 얻을 수 있게 된다.

이상 서술한 것을 일반적으로 정리하면, 다음과 같이 말할 수가 있다. 즉, 어떤 층간 절연막의 상하 각각 위치하는 요소 사이에서 발생하는 기생 용량의 용량값 Cs는, 해당 층간 절연막의 비유전율 및 두께를 ε 및 d, 당해 요소 사이가 평면적으로 보아 중첩되어 있는 면적을 S라고 하면,

로 표현할 수 있다. 이 식에 의하면, 가능한 한 작은 용량값 Cs를 실현하기 위해서는, 비유전율 ε을 보다 작게, 중첩되는 면적 S를 보다 크게, 그리고 당해 층간 절연막의 두께 d를 보다 크게 하도록 하면 좋다. 위에 서술한 각종 방책은, 이들에 근거하고 있는 것은 말할 필요도 없다.

또한 말하자면, 상기 실시예에 있어서의 제 3 층간 절연막(43)은, SiOF 또는비정질 카본 등의 무기계 재료로 이루어지는 경우에 대해서만 언급했지만, 본 고안은, 이러한 형태에 한정되는 것이 아니라, 예컨대 이것 대신에, 유기계 재료로 이루어지도록 구성하더라도 좋다. 여기서 유기계 재료로서는, HSQ(Hydrogen Silsesquioxane), 메틸실세스퀴옥산, 에어로젤/제로젤, 폴리이미드, 불소화 폴리이미드, 폴리알릴에테르, 불소화 폴리알릴에테르, DVS-벤조시클로부텐, 퍼플루오로시클로부텐, 파릴렌-N, 파릴렌-F, 폴리나프탈렌-N, 폴리나프탈렌-F, 테플론 등을 들 수 있다.

이러한 유기계 재료로부터, 층간 절연막을 구성하는 경우에 있어서는, 예컨대, 스핀코트법 등에 의해서 형성 가능한 것이 있고, 이것에 의하면 본 실시예에 따른 전기 광학 장치의 제조 용이성이 촉진되게 된다. 이하의 표 1에 있어서는, 이것들의 재료의 비유전율을 게재하고 있다.

이 표 1에 도시하는 바와 같이, 어느 쪽의 경우에 있어서도, 비유전율은, 산화 실리콘막의 비유전율 3.9보다도 낮은 것이므로, 용량 커플링의 영향 배제라는 작용 효과가 상응하여 얻어지게 된다.

또, 전술과 같은 유기계 재료로부터 층간 절연막을 구성하는 경우에 있어서, TFT(30)의 반도체층(1a)은, 저온 폴리 실리콘막으로 이루어지도록 구성하면 좋다. 왜냐하면, 유기계 재료는 일반적으로 내열성에 뒤떨어지고, 당해 전기 광학 장치를 고온 환경 하에서 제조하는 경우에 있어서는, 그 도중에서, 유기계 재료로 이루어지는 층간 절연막에 악영향을 미치는 것으로 생각되지만, 저온 프로세스로 해당 전기 광학 장치를 제조하는 경우에 있어서는, 그와 같은 문제를 배려할 필요가 거의 없기 때문이다.

(제 2 실시예)

이하에서는, 본 고안의 제 2 실시예에 대하여, 도 6 및 도 7을 참조하면서 설명하기로 한다. 여기에 도 6 및 도 7은, 도 2 및 도 3과 동일한 취지의 도면이지만, 각각, 실드층(400)이 마련되어 있는 점에 대해서 도 2 및 도 3과는 다른 형태를 나타내는 평면도 및 단면도이다.

제 2 실시예에서는, 도 6 및 도 7에 도시하는 바와 같이, 실드층(400)이, 데이터선(6a) 및 화소 전극(9a) 사이에 마련되어 있다. 이 실드층(400)은, 평면적으로 보면, 도 6에 도시하는 바와 같이, 데이터선(6a)에 따르도록, 또한, 해당 데이터선(6a)의 폭보다도 약간 큰 폭을 갖고, 스트라이프 형상으로 형성되어 있다. 이 스트라이프 형상이 되는 실드층(400)의 도시하지 않는 단부에는, 고정 전위를 공급하는 전원 또는 해당 전원에 접속된 배선 등이 접속되고, 해당 실드층(400)은 고정 전위로 되어 있다.

또한, 해당 실드층(400)이 마련되어 있는 것에 의해, TFT 어레이 기판(10) 상에 있어서의 적층 구조는 1층 증가하고, 전술의 제 1 실시예에 있어서의 제 3 층간 절연막(43)이, 제 4 층간 절연막(431) 및 제 5 층간 절연막(432)의 2층으로 나누어진 것과 같은 구조를 갖게 된다. 또한, 이들 제 4 층간 절연막(431) 및 제 5 층간 절연막(432)의 비유전율은, 축적 용량(70)의 유전체막(75)의 비유전율보다도낮게 되어 있다.

이러한 제 2 실시예에 있어서의 전기 광학 장치에 의하면, 실드층(400)이 존재하고 있는 것에 의해, 우선, 그만큼으로, 화소 전극(9a) 및 데이터선(6a) 사이에 발생하는 기생 용량의 영향을 상당 정도 배제하는 것이 가능하다.

또한, 제 2 실시예에서는, 상술의 사항에 추가하여, 제 4 층간 절연막(431) 및제 5 층간 절연막(432)의 비유전율이, 유전체막(75)의 비유전율보다도 낮게 되어 있으므로, 화소 전극(9a) 및 실드층(400) 사이, 혹은 실드층(400) 및 데이터선(6a) 사이에 발생하는 기생 용량의 용량값도 작게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

이상에 의해, 제 2 실시예에 의하면, 데이터선(6a)의 통전에 기인한 화소 전극(9a)에서의 전위 변동이라는 사상은, 지극히 발생하기 어려운 상황으로 되어있다. 따라서, 상기 제 1 실시예보다 나아가서, 보다 고품질의 화상을 표시하는 것이 가능하다.

또, 이러한 제 2 실시예에 있어서는 또한, 상술한 제 5 층간 절연막(432)의 비유전율에 대해서는, 제 4 층간 절연막(431)의 그것보다도 낮게 되도록 해 놓으면 좋다. 이 경우, 실드층의 전위 변동을 낮게 억제할 수 있고, 또한, 화소 전극(9a)에서의 전위 변동이 발생할 가능성을 지극히 낮게 억제할 수 있다. 따라서, 이러한 형태에 의하면, 본 고안의 주된 목적인, 데이터선(6a)에 따른 표시 불균일의 발생 방지라는 작용 효과를, 보다 효과적으로 향수(享受)하는 것이 가능해진다.

(전기 광학 장치의 전체 구성)

이하에서는, 이상과 같이 구성된 본 실시예에 있어서의 전기 광학 장치의 전체 구성을 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다. 또, 도 8은, TFT 어레이 기판을 그 위에 형성된 각 구성 요소와 함께 대향 기판(20)의 측에서 본 평면도이며, 도 9는 도 8의 H-H'단면도이다.

도 8 및 도 9에 있어서, 본 실시예에 따른 전기 광학 장치에서는, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20)이 대향 배치되어 있다. TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20) 사이에는, 액정층(50)이 봉입되어 있고, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20)은, 화상 표시 영역(10a)의 주위에 위치하는 밀봉 영역에 마련된 밀봉재(52)에 의해 서로 접착되어 있다.

밀봉재(52)는, 양 기판을 접합하기 위해서, 예컨대 자외선 경화 수지, 열경화 수지 등으로 이루어지고, 자외선, 가열 등에 의해 경화시켜진 것이다. 또한, 이 밀봉재(52) 중에는, 본 실시예에 있어서의 전기 광학 장치를, 액정 장치가 프로젝터 용도인 것과 같이 소형으로 확대 표시를 행하는 액정 장치에 적용하는 것이라면, 양 기판간 사이의 거리(기판 간 갭)를 소정값으로 하기 위한 유리 섬유, 혹은 유리 비드 등의 갭 재료(스페이서)가 살포되어 있다. 혹은, 당해 전기 광학 장치를 액정 디스플레이나 액정 텔레비전과 같이 대형으로 등배 표시를 행하는 액정 장치에 적용하는 것이라면, 이러한 갭 재료는, 액정층(50) 중에 포함되어도 좋다.

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

또, 주사선(3a)에 공급되는 주사 신호 지연이 문제가 되지 않는다면, 주사선 구동 회로(104)는 한 쪽만으로도 좋은 것은 말할 필요도 없다. 또한, 데이터선 구동 회로(101)를 화상 표시 영역(10a)의 변에 따라 양측에 배열하더라도 좋다.

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

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

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

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

또한, 상술한 각 실시예에 있어서는, 데이터선 구동 회로(101) 및 주사선 구동 회로(104)를 TFT 어레이 기판(10) 상에 마련하는 대신에, 예컨대 TAB(Tape Automated Bonding) 기판 상에 실장된 구동용 LSI에, TFT 어레이 기판(10)의 주변부에 마련된 이방성 도전 필름을 거쳐서 전기적 및 기계적으로 접속하도록 하더라도 좋다. 또한, 대향 기판(20)의 투사광이 입사하는 측 및 TFT 어레이 기판(10)의 출사광이 출사하는 측에는, 각각, 예컨대 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertically Aligned) 모드, PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal) 모드 등의 동작 모드나, 노멀리 화이트 모드·노멀리 블랙 모드별로 따라서, 편광 필름, 위상차 필름, 편광판 등이 소정의 방향으로 배치된다.

(전자 기기)

다음에, 이상으로 상세히 설명한 전기 광학 장치를 라이트 밸브로서 이용한 전자 기기의 일례인 투사형 컬러 표시 장치의 실시예에 대하여, 그 전체 구성, 특히 광학적인 구성에 대하여 설명한다. 여기에서, 도 10은, 투사형 컬러 표시 장치의 도식적 단면도이다.

도 10에 있어서, 본 실시예에 있어서의 투사형 컬러 표시 장치의 일례인 액정 프로젝터(1100)는, 구동 회로가 TFT 어레이 기판 상에 탑재된 액정 장치를 포함하는 액정 모듈을 3개 준비하고, 각각 R, G, B 용의 라이트 밸브(100R, 100G, 100B)로서 이용한 프로젝터로서 구성되어 있다. 액정 프로젝터(1100)에서는, 메탈 할라이드(metal halide) 램프 등의 백색 광원의 램프 유닛(1102)으로부터 투사광이 발생하면, 3장의 미러(1106) 및 2장의 다이클로익 미러(dichroic mirror)(1108)에 의해서, R, G, B의 삼원색에 대응하는 광성분 R, G 및 B로 나누어지고, 각 색에 대응하는 라이트 밸브(100R, 100G, 100B)로 각각 도입된다. 이 때 특히, B광은, 긴 광로에 의한 광손실을 막기 위해서, 입사 렌즈(1122), 중계 렌즈(relay lens)(1123) 및 출사 렌즈(1124)로 이루어지는 중계 렌즈계(1121)를 거쳐서 도입된다. 그리고, 라이트 밸브(100R, 100G, 100B)에 의해 각각 변조된 삼원색에 대응하는 광성분은, 다이클로익 프리즘(1112)에 의해 재차 합성된 뒤, 투사 렌즈(1114)를 거쳐서 스크린(1120)에 컬러 화상으로서 투사된다.

본 고안은, 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 청구의 범위 및 명세서 전체로부터 판독할 수 있는 고안의 요지, 혹은 사상에 반하지 않는 범위로 적절히 변경 가능하고, 그와 같은 변경을 수반하는 전기 광학 장치 및 전자 기기도 또한, 본 고안의 기술적 범위에 포함되는 것이다.

본 고안에 의하면, 전기 광학 장치에서, 데이터선에 대한 통전에 의해서 화소 전극의 전위에 변동이 초래되어, 그 결과로 발생되는 데이터선에 따른 표시 불균일 등이 없는 고품질의 화상을 표시한다.

Claims (13)

1. 기판 상에,

   일정한 방향으로 연재(延在)하는 데이터선 및 해당 데이터선에 교차하는 방향으로 연재하는 주사선과,

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

   상기 화소 전극 및 상기 박막 트랜지스터에 접속된 화소 전위측 용량 전극, 해당 화소 전위측 용량 전극에 대향 배치된 고정 전위측 용량 전극, 및 상기 화소 전위측 용량 전극과 상기 고정 전위측 용량 전극 사이에 배치된 유전체막으로 이루어지는 축적 용량과,

   상기 고정 전위측 용량 전극 및 상기 주사선 사이에 배치된 제 1 층간 절연막과,

   상기 데이터선 앞 및 상기 고정 전위측 용량 전극 사이에 배치된 제 2 층간 절연막과,

   상기 화소 전극 및 상기 데이터선 사이에 배치된 제 3 층간 절연막이 더 구비되어 있으며,

   상기 제 1 층간 절연막, 상기 제 2 층간 절연막 및 상기 제 3 층간 절연막 중 적어도 하나의 비유전률(比誘電率)은, 상기 축적 용량을 구성하는 유전체막의 비유전률보다도 낮은 것

   을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 3 층간 절연막의 비유전률은, 상기 제 1 층간 절연막 및 상기 제 2 층간 절연막의 비유전률보다도 낮은 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 층간 절연막, 상기 제 2 층간 절연막 및 상기 제 3 층간 절연막 중 적어도 하나의 비유전률은, 3.9미만인 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 층간 절연막, 상기 제 2 층간 절연막 및 상기 제 3 층간 절연막 중 적어도 하나의 두께는, 800㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 층간 절연막, 상기 제 2 층간 절연막 및 상기 제 3 층간 절연막중 적어도 하나는, 무기계(無機系) 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 무기계 재료는, SiOF 및 비결정성 탄소 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 박막 트랜지스터를 구성하는 반도체층은 저온 폴리실리콘막으로 이루어지고 또한,

   상기 제 1 층간 절연막, 상기 제 2 층간 절연막 및 상기 제 3 층간 절연막 중 적어도 하나는, 유기계(有機系) 재료로 이루어지는 것

   을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 화소 전극 및 상기 데이터선은, 평면적으로 보아, 적어도 부분적으로 중첩되지 않는 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 화소 전극 및 상기 데이터선 사이에 고정 전위로 된 실드층(shield layer)이 더 구비되어 이루어지고,

   상기 제 3 층간 절연막은, 상기 화소 전극 및 상기 실드층 사이에 배치된 제 4 층간 절연막과, 상기 실드층 및 상기 데이터선 사이에 배치된 제 5 층간 절연막으로 이루어지되,

   상기 제 4 층간 절연막 및 상기 제 5 층간 절연막 중 적어도 하나의 비유전률은, 상기 유전체막의 비유전률보다도 낮은 것

   을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 제 5 층간 절연막의 비유전률은, 상기 제 4 층간 절연막의 비유전률보다도 낮은 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 기판 상에,

    아래에서부터 순서대로, 상기 박막 트랜지스터를 구성하는 반도체층, 해당반도체층 상에 형성되어 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 포함하는 상기 주사선, 상기 화소 전위측 용량 전극, 상기 유전체막, 상기 고정 전위측 용량 전극, 상기 데이터선 및 상기 화소 전극의 순서로 구성되어 있는 것

    을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 고정 전위측 용량 전극은, 상기 주사선을 따르도록 형성된 용량선의 일부를 구성하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 기재된 전기 광학 장치를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자 기기.