KR20050022367A - 전기 광학 장치 및 전자기기 - Google Patents

Abstract

(과제) 액정장치 등의 전기 광학 장치에 있어서, 표시화상의 가장자리 부근에서도 고품위의 화상을 표시한다.

(해결수단) 전기 광학 장치는, 기판 (10) 상에, 복수의 화소전극 (9a) 과, 이 화소전극을 구동하기 위한 배선 및 전자소자를 구비한다. 복수의 화소전극은 화상 표시 영역과 더미 영역에 배열되어 있고, 더미 영역 내에 배치된 화소전극은 더미 화소전극 (9d) 으로서 기능한다. 기판 상에 더미 화소전극에서의 개구영역의 적어도 일부를 덮는 더미 화소 차광막 (111d) 을 구비한다.

Description

전기 광학 장치 및 전자기기{ELECTRO-OPTICAL DEVICE AND ELECTRONIC APPARATUS}

본 발명은 예컨대 액정장치 등의 전기 광학 장치 및 이를 구비한 예컨대 액정 프로젝터 등의 전자기기의 기술분야에 관한 것이다.

이와 같은 전기 광학 장치에서는 예컨대 TFT 어레이 기판 상에, 매트릭스형으로 배열된 복수의 화소 전극을 구비하고 있고, 이들이 배열된 평면영역이 화상 표시 영역으로 된다. 이러한 화상 표시 영역의 프레임은, 예컨대 TFT 어레이 기판 상에 형성된, 블랙 매트릭스나 블랙 마스크 등으로 불리는 내장 차광막에 의해 규정된다. 혹은 이와 같은 내장 차광막을 대신하거나 추가하여 대향 기판 상에 프레임 차광막이 형성된다.

단, 평면 배열된 복수의 화소전극 중, 상하 좌우의 단 혹은 가장자리 및 그 부근에 배치된 화소전극에 의해, 중앙 부근에 배치된 화소전극과 동일하도록 양호한 전기광학 동작을 실행시키는 것은 기본적으로 곤란한다. 따라서 평면 배열된 복수의 화소전극 중 가장자리 부근에 배치된 것은 더미 화소전극(dummy pixel electrode) 으로 사용된다. 즉 실제로 화상표시되는 화상 표시 영역의 주변에 프레임 형상으로 더미 영역이 규정되고, 이 더미 영역 내에 위치하는 화소전극에 대해서는, 화상 표시 영역 내의 화소전극과 동일하게 매트릭스 구동되지만 실제 표시에는 사용되지 않는다. 예컨대 더미 영역에는 화상이 전체 흑색으로 표시되어, 투영화상의 가장자리를 검게 트리밍하도록 구성되어 있다.

그러나 상기 서술한 바와 같은 더미 영역을 형성하는 기술에는, 다음과 같은 문제점이 있다. 즉, 기판에 내장되거나 또는 대향 기판 상에 형성되는 프레임 차광막 옆으로부터는 기판에 대해 입사광 중의 경사진 성분이 더미 영역에 침입한다. 예컨대 프로젝터용 광원광이 광학계에서 평행광이라 하더라도, 전기 광학 장치에 입사되는 입사광 중에는, 무시할 수 없는 정도의 광량을 갖는 경사진 성분이 포함되어 있다. 예컨대 입사각이 수직으로부터 10도∼15도 정도까지 어긋나는 성분을 10% 정도 포함하는 경우가 있다. 또 전기 광학 장치의 기판의 이면으로부터의 반사광이나, 복수의 전기 광학 장치를 라이트 밸브로서 조합하여 이용하는 경우에서의 다른 전기광학계로부터 출사되어 결합광학계를 뚫고 들어오는 광 등의 "복귀광" 중의 기판에 대해 경사진 성분도 더미 영역에 침입한다. 그리고 또 이들 입사광이나 복귀광이 기판 상에서의 적층 구조 내의 배선의 표면이나 이면의 요철, 전자소자의 표면이나 이면의 요철 등에서 반사 혹은 다중 반사된 결과 발생되는, 기판에 대해 경사진 다중반사광이나 미광 (迷光; stray light) 성분 등도 더미 영역에 침입한다.

이와 같이 더미 영역에, 경사진 광 등의 표시에 기여하지 않은 각종 광이 침입하면, 화소전극과 동일하게 구성되고 또한 동일하게 구동되는 더미 화소전극의 개구영역을 통해, 화상 표시 영역으로부터 표시광으로서 출사되는 출사광 중에, 이 표시에 기여하지 않은 광이 혼입된다.

이러한 결과, 특히 표시화상의 가장자리 부근에서 화질의 열화가 발생한다는 기술적 문제점이 있다. 상기 서술한 바와 같이 흑이 더미 영역 전체에서 표시되도록 더미 화소전극을 구동한 경우나 구동하지 않은 경우에도, 거무스름한 화상을 화상 표시 영역에 표시할 때에 그 가장자리 부근이 허옇게 흐려지거나, 백색 화상을 표시할 때에 그 가장자리 부근이 검게 흐려지는 화질의 열화 현상이, 본원 발명자에 의해 확인되고 있다.

본 발명은 예컨대 상기 서술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 표시화상의 가장자리 부근에서도 고품위인 화상을 표시 가능한 전기 광학 장치 및 이를 구비한 각종 전자기기를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명의 전기 광학 장치는 상기 과제를 해결하기 위해, 기판 상에 설치된 복수의 화소전극과, 이 화소전극을 구동하기 위한 배선 및 전자소자 중 적어도 일방과, 상기 복수의 화소전극이 위치하는 화상 표시 영역과, 상기 복수의 화소전극이 위치하고, 이 화상 표시 영역의 주변에 프레임 형상으로 위치하는 더미 영역과, 상기 기판 상에, 상기 더미 화소전극으로서 기능하는 화소전극에서의 개구영역의 적어도 일부를 덮는 더미 화소 차광막을 구비한다.

본 발명의 전기 광학 장치에 의하면, 그 동작시에는 예컨대 데이터선, 주사선 등의 배선을 통해, 화소 스위칭용 TFT, 박막 다이오드 (이하 적절하게 "TFD" 라고 함) 등의 전자 소자에 화상신호, 주사신호 등이 공급된다. 그리고 화상신호 등이 전자소자로부터 선택적으로 화소전극에 공급됨으로써 액티브 매트릭스 구동이 실행된다. 즉, 복수의 화소전극이 매트릭스형으로 평면 배열된 화상 표시 영역에서의 화상표시가 실행된다. 이 때 더미 영역 내에서도, 화상 표시 영역 내와 동일하게, 더미 화소전극으로서 기능하는 화소전극에 화상신호 등이 공급됨으로써, 더미 영역에서의 액티브 매트릭스 구동이 실행된다. 따라서 액티브 매트릭스 구동에서의 화상 표시 영역의 가장자리 부근에서 발생하는, 예컨대 액정이 불완전하게 구동되는 부분 등, 불완전하게 구동되는 화소부분에 대해서는, 실제로 표시되는 화상 표시 영역에서 제외된다. 따라서 이 화상 표시 영역의 구석구석까지 양호한 화상표시가 가능하게 된다.

여기에서 특히 기판 상에는 더 더미 화소 차광막이 형성되어 있고, 더미 화소전극으로서 기능하는 화소전극에서의 개구영역의 적어도 일부가 덮인다. 따라서 (i) 상기 서술한 바와 같이 프레임 차광막의 옆으로부터 침입하는 입사광 중의 경사진 성분, (ii) 기판의 이면으로부터의 반사광 등의 복귀광 중의 경사진 성분, (iii) 이들 입사광이나 복귀광이 기판 상에서의 적층 구조 내에서 발생하는 다중 반사광이나 미광 성분 등이 더미 영역에 침입해도, 이것이 더미 화소전극의 개구영역을 통해 표시광 중에 섞여 들어가는 것을, 더미 화소차광막의 존재에 의해 효과적으로 방지할 수 있다. 그 결과, 더미 영역에서의 광침투 혹은 광누설에 기인하여 발생하는 표시화상의 가장자리 부근에서의 화질 열화현상을 저감할 수 있으므로, 최종적으로는 에지가 명확한 표시화상을 표시할 수 있게 된다. 특히 프로젝터 용도의 경우에는, 투영된 표시화상의 에지가 매우 선명한 흑색이나 회색으로 할 수도 있게 되어, 종래의 희미한 에지의 표시화상과 비교하면, 사람의 시각상에서 현저하게 우수한 것으로 인식된다.

그리고 더미 화소전극의 개구영역에 대해서는 차광되어 있으므로, 해당 더미 화소전극에 대해 공급하는 화상신호는, 흑색의 화상신호에 한정하지 않고, 다른 중간조의 화상신호이어도 상관없게 된다. 또는 고정된 전압 레벨의 화상신호에 한정하지 않고, 변동하거나 혹은 동화상의 화상신호이어도 상관없게 된다.

이와 같은 구성을 채용할 때에, 각 화소의 개구영역이, 예컨대 대각으로 십 ㎛ 정도 혹은 수십 ㎛ 정도이면, 각 개구영역의 가장자리를 따라 수㎛ 정도의 간극이 생기도록 혹은 폭이 수㎛ 정도인 슬릿이 생기도록, 더미 화소 차광막을 형성해도, 해당 더미 화소 차광막에 의한 더미 화소의 개구영역을 차광하는 기능은 충분히 발휘된다. 또한 그 이상의 간극이 생기도록, 더미 화소의 개구영역의 일부 혹은 극히 일부에만 더미 화소 차광막을 형성한 경우에도, 차광기능은 적절하게 얻어진다.

이상의 결과, 본 발명의 전기 광학 장치에 의하면, 표시화상의 가장자리 부근에서도 고품위의 화상을 표시할 수 있게 된다.

본 발명의 전기 광학 장치의 일 태양에서는, 상기 더미 화소 차광막은, 상기 더미 영역에 아일랜드형상으로 분단되어 형성되어 있다.

이 태양에 의하면, 각 더미 화소의 개구 영역은, 더미 영역에 아일랜드형상으로 분단되어 형성된 더미 화소 차광막에 의해 덮여져 있다. 이 때문에 예컨대 고융점 금속막 등의 열팽창률이 기판, 층간절연막, 다른 도전막이나 반도체층 등과 상이한 차광막 재료로 더미 화소 차광막을 형성해도, 고온처리나 저온처리를 수반하는 제조 중이나 제조 후에서의 더미 화소 차광막 부근에 발생하는 응력을 완화할 수 있어 크랙이 발생하는 것을 방지하는 데에도 도움이 된다. 게다가 아일랜드형상으로 분단되어 있어도, 각 더미 화소에서의 개구영역을 각각 간극없이 덮도록 형성하면, 즉 그 간극이 각 더미 화소의 비개구영역 내에만 위치하도록 형성하면, 제조 오차나 위치 어긋남이 없는 것을 조건으로, 더미 영역 전체에 형성된 경우와 거의 동일하게 차광할 수도 있게 된다. 혹은 상기 서술한 바와 같이 각 더미 화소의 개구영역이, 예컨대 대각 십 ㎛ 정도 혹은 수십 ㎛ 정도이면, 각 개구영역의 가장자리를 따라 수㎛ 정도의 간극이 이 각 개구영역 내에 생기도록, 더미 화소 차광막을 아일랜드형상으로 형성해도, 해당 더미 화소 차광막에 의한 더미 화소의 개구영역을 차광하는 기능은 충분히 발휘된다.

또한 본 발명에 관련되는 「아일랜드형상」이란 더미 화소전극의 하나 하나에 대응하는 아일랜드형상이어도 되고, 더미 화소전극의 복수에 대응하는 상대적으로 큰 아일랜드형상이어도 되는 것을 말한다. 또한 「아일랜드형상」이란 사각형이나 직사각형이어도 되고, 또한 모서리를 떼어낸 직사각형이나, 예컨대 6각형, 8각형 등의 다각형이어도 된다.

또한, 아일랜드형상이면, 개개의 더미 화소 차광막을 상호 전기적으로 절연할 수도 있게 되어, 동일 차광막을 사용하여 동일 층에 배선, 전극 등을 형성해 넣을 수도 있게 된다.

혹은 본 발명의 전기 광학 장치의 다른 태양에서는, 상기 더미 화소 차광막은 상기 더미 영역 전체에 형성되어 있다.

이 태양에 의하면, 각 더미 화소의 개구영역은, 더미 영역 전체에 형성된 더미 화소 차광막에 의해 간극없이 덮여 있다. 이 때문에, 더미 영역에서의 광침투 혹은 광누설을 보다 완전하게 방지할 수 있다.

또한 이와 같이 상기 화소 차광막이 더미 영역 전체에 형성되면, 더미 화소 차광막의 전체를 일체적으로 전기적 접속되어 있는 상태로 유지할 수 있다. 이 때문에 용량선, 접지배선 등, 더미 화소 차광막을 하나의 배선으로도 이용할 수 있게 된다.

혹은 본 발명의 전기 광학 장치의 다른 태양에서는, 상기 더미 화소 차광막은, 상기 더미 영역에 스트라이프형상으로 분단 형성되어 있다.

이 태양에 의하면, 각 더미 화소의 개구영역은, 더미 영역에 스트라이프 형으로 분단되어 형성된 더미 화소 차광막에 의해 덮여 있다. 이 때문에 고온처리나 저온처리를 수반하는 제조 중이나 제조 후에서의 더미 화소 차광막 부근에 발생하는 응력을 완화시킬 수 있어 크랙이 발생하는 것을 방지하는 데에도 도움이 된다. 또한 스트라이프형상으로 분단되어 있어도, 각 더미 화소에서의 개구영역을 각각 간극없이 덮도록 형성하면, 즉 그 간극이 각 더미 화소의 비개구영역 내에만 위치하도록 형성하면, 제조 오차나 위치 어긋남이 없는 것을 조건으로, 더미 영역 전체에 형성된 경우와 거의 동일하게 차광할 수도 있게 된다. 혹은 폭이 수㎛ 정도인 간극이 각 개구영역 내에 생기도록, 더미 화소 차광막을 스트라이프형상으로 형성해도, 해당 더미 화소 차광막에 의한 더미 화소의 개구영역을 차광하는 기능은 충분히 발휘된다.

또한 본 발명에 관련되는 「스트라이프형상」이란 예컨대 화소전극의 행 또는 열을 따른 스트라이프형상으로, 예컨대 주사선, 데이터선 등의 배선의 일부로 더미 화소 차광막이 형성되어도 된다. 즉, 스트라이프형상이므로 상호 단락되어 있지 않은 배선의 일부로서 해당 더미 화소 차광막을 유효하게 이용할 수 있다. 또 복수의 화소 열이나 화소 행을 포함하는, 보다 폭넓은 스트라이프형상으로 할 수도 있다.

혹은 본 발명의 전기 광학 장치의 다른 태양에서는, 상기 더미 화소 차광막에는 슬릿이 형성되어 있다.

이 태양에 의하면, 각 더미 화소의 개구영역은, 더미 영역에 전체적으로 또는 아일랜드형상 등으로 형성된 더미 화소 차광막에 의해 덮여 있다. 그리고 특히 이러한 더미 화소 차광막에는, 슬릿, 즉 길이형상의 관통구멍이 형성되어 있다. 이 때문에 예컨대 고온처리나 저온처리를 수반하는 제조 중이나 제조 후에서의 더미 화소 차광막 부근에 발생하는 응력을 완화시킬 수 있어 크랙의 발생을 방지하는 데에도 도움이 된다. 바람직하게는 더미 화소 또는 복수의 더미 화소마다 더미 영역의 전역에 빠짐없이 다수의 슬릿이 형성되는 것이 응력완화의 관점에서는 바람직하다. 게다가 슬릿을 형성해도, 각 더미 화소에서의 개구영역을 각각 간극없이 덮도록 형성하면, 즉 슬릿을 각 더미 화소의 비개구영역 내에만 형성하도록 하면, 제조 오차나 위치 어긋남이 없는 것을 조건으로, 더미 영역에 전체적으로 형성된 경우와 거의 동일하게 차광을 할 수도 있게 된다. 혹은 폭이 수㎛ 정도인 슬릿을 각 개구영역 내에 형성해도, 해당 더미 화소 차광막에 의한 더미 화소의 개구영역을 차광하는 기능은 충분히 발휘된다.

또한 슬릿을 형성하는 것만으로도, 더미 화소 차광막의 전체를 일체적으로 전기적 접속되어 있는 상태로 유지할 수 있다. 따라서 용량선, 접지배선 등, 더미 화소 차광막을 하나의 배선으로 이용할 수도 있다. 또 슬릿의 길이방향에 대해서는 열방향이어도 되고 행방향이어도 되고, 양 방향의 슬릿이 규칙적으로 또는 불규칙적으로 혼재되어 있어도 된다.

본 발명의 전기 광학 장치의 다른 태양에서는, 상기 더미 화소 차광막은 상기 기판의 평탄한 표면 상에, 직접 또는 평탄한 층간절연막을 통해 형성되어 있다.

이 태양에 의하면, 더미 화소 차광막은 기판의 평탄한 표면 상에 평탄하게 형성되어 있으므로, 만약에 그 표면에 경사진 광 등이 입사되어, 최종적으로 표시광 혹은 출사광 중에 혼합되었다고 해도, 해당 더미 화소 차광막의 표면에서 반사된 광에는, 반사면에서의 요철 패턴에 기인하여 발생하는 간섭 무늬 등을 갖지 않는다. 즉, 하층측에 다른 배선, 전극, 전자소자 등이 존재하기 때문에, 표면이 요철로 되어 있는 반사막 위에서 경사진 광 등이 반사되는 경우에는, 일반적으로 배선 피치 등에 따라 간섭 무늬가 발생하고, 최종적으로 표시화상의 가장자리 부근에 어떤 형태의 모양이 나타나기 쉽다. 물론 이와 같은 표시화상의 가장자리 부근에 나타나는 모양은, 시각적으로 현저하게 눈에 띠는 경우도 많아 화질 열화로 이어진다.

따라서 본 태양과 같이 평탄한 더미 화소 차광막을 사용하는 것은, 그 표면에서의 반사광이나 회절광의 간섭에 의한 화질 열화를 저감하는 데에 매우 우수하다.

본 발명의 전기 광학 장치의 다른 태양에서는, 상기 더미 화소 차광막은, 상기 배선 또는 전자소자 중 적어도 일방의 하층측에 형성되어 있다.

이 태양에 의하면, 더미 화소 차광막에 의해 복귀광이 전자소자 또는 배선의 이면에서 반사되는 사태를, 더미 화소 차광막에 의해 효과적으로 방지할 수 있다. 만약에 예를 들면 박막 트랜지스터의 반도체층으로서의 폴리규소막의 막두께가 40㎚ 정도이면, 복귀광의 파장과의 관계에서, 복귀광은 폴리규소막에 의해 반사되는 경우도 충분히 있을 수 있고, 또한 이와 같이 더미 영역에서 복귀광이 반사되면, 표시화상의 가장자리에 화질 열화가 일어난다. 그런데 본 태양에서는 복귀광 등이 배선이나 전자소자에 이르는 전단계에서, 이것을 더미 화소 차광막에 의해 차광하므로, 이와 같은 표시화상의 가장자리에 발생하는 화질열화를 저감할 수 있다.

또한 더미 화소 차광막이 기판 상의 적층 구조 중에서 하층측에 위치할수록, 하층측에 패터닝된 배선 등이 없어도 되므로, 상기 서술한 바와 같은 평탄한 더미 화소 차광막을 형성하는 것이 용이해진다는 이점도 얻어진다.

본 발명의 전기 광학 장치의 다른 태양에서는, 상기 배선 및 전자소자 중 적어도 일방은, 상기 화소전극을 스위칭 제어하는 박막 트랜지스터와, 이 박막 트랜지스터에 접속된 주사선 및 데이터선을 포함하고, 상기 기판 상에, 상기 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역을 하층측에서부터 덮는 하측 차광막을 더 구비하고 있고, 상기 더미 화소 차광막은 상기 하측 차광막과 동일 막으로 이루어진다.

이 태양에 의하면, 복귀광에 의한, 화소 스위칭용 TFT 에서의 광 리크전류의 발생을, 더미 화소 차광막과 동일 막으로 이루어지는 하측 차광막에 의해 효과적으로 방지할 수 있다. 이에 의해 화소 스위칭용 TFT 의 특성이, 복귀광에 의해 변화하는 것을 미연에 방지할 수 있어 고품위의 화상을 표시할 수 있게 된다. 그리고 이와 같은 기능을 갖는 하측 차광막과 더미 화소 차광막은 동일 막이 되므로, 기판 상에서의 적층 구조 및 제조방법을 간략화할 수 있다.

이 하측 차광막에 관련되는 태양에서는, 상기 하측 차광막은, 상기 주사선의 적어도 일부를 겸하도록 구성해도 된다.

이와 같이 구성하면, 화소 스위치용 TFT 의 하층측을 통과하는 주사선을 기판 상에 만들어 넣게 되고, 안정된 주사신호의 공급이 가능해짐과 동시에, 화소 스위치용 TFT 의 상층측에는, 주사선의 존재를 신경쓰지 않고 축적 용량이나 용량선 혹은 데이터선이나 상측 차광막 등을 형성하는 것이 가능해진다.

혹은 하측 차광막에 관련되는 태양에서는, 상기 기판 상에, 상기 화소전극에 축적 용량을 부여하기 위한 용량선을 더 구비하고 있고, 상기 더미 화소 차광막과 상기 용량선은 동일 도전막으로 이루어진다.

이와 같이 구성하면, 화소 스위칭용 TFT 의 하층측을 통과하는 용량선을 기판 상에 만들어 넣게 되어, 안정된 용량 전극 전위의 공급이 가능해짐과 동시에, 화소 스위칭용 TFT 의 상층측에는, 용량선의 존재를 신경쓰지 않고, 주사선, 데이터선이나 상측 차광막 등을 형성할 수 있게 된다.

본 발명의 전기 광학 장치의 다른 태양에서는, 상기 기판 상에, 상기 데이터선에 화상신호를 공급하는 화상신호 공급회로와, 상기 주사선에 주사신호를 공급하기 위한 주사신호 공급회로를 더 구비하고 있고, 상기 화상신호 공급회로 및 상기 주사신호 공급회로 중 적어도 일방은, 단부에서 최초로 출력되는 신호를, 상기 박막 트랜지스터에 접속되어 있지 않은 더미의 데이터선 또는 주사선에 공급한다.

이 태양에 의하면, 주사선 구동회로나 데이터선 구동회로를 구성하는 시프트 레지스터 등의 전송신호를 순차 출력하는 회로의 성질상, 상대적으로는 파형, 전압, 펄스폭 등에 대해 가장 안정되기 어려운, 최초로 출력되는 신호에 대해서는 더미의 데이터선 또는 주사선에 공급한다. 이러한 더미의 데이터선이나 주사선에는, 박막 트랜지스터가 접속되어 있지 않고, 실제로 화소부를 구동시키기 위해서는, 이들 최초로 출력되는 신호가 사용되지 않고 폐기된다.

또한 더미의 배선은, 최초로 출력되는 신호가 공급되는 1개에 한정되지 않고, 최초부터 2개의 신호가 공급되는 2개, 3개의 신호가 공급되는 3개, … 등의 비교적 소수만 형성해도 된다.

본 발명의 전기 광학 장치의 다른 태양에서는, 상기 더미 화소 차광막은, 고정 전위원 또는 고정 전위 배선에 접속되어 있다.

이 태양에 의하면, 더미 화소 차광막의 전위는 안정되어 있고, 그 전위 변동이 다른 화소전극이나 배선 등에 악영향을 미치는 경우가 거의 없다. 이와 같은 고정 전위 배선으로는 기판 상에서의 레이아웃 관계에서 볼 때, 더미 화소전극이 비교적 가까이에 배선되는 것이 자연스런 데이터선 구동회로의 접지 전위 배선을 사용하는 것이 바람직하다. 또는 전용 고정 전위원이나 고정 전위 배선을 형성하는 것도 가능하다.

본 발명의 전기 광학 장치의 다른 태양에서는 상기 더미 화소 차광막은 부유 전위로 되어 있다.

이 태양에 의하면, 더미 화소 차광막을 아일랜드형상으로 분단하여 형성할 때에 편리하다. 또한 더미 화소 차광막이 다른 도전층이나 반도체층으로부터 층간 거리를 두고 구성되어 있으면, 부유 전위이더라도 주위에 특별한 악영향을 미치지 않고, 더미 화소 차광막의 용량이 크면, 부유 전위이더라도 안정된 전위로 유지할 수는 있다. 따라서 예컨대 전체적으로 형성되거나 스트라이프형상으로 더미 화소 차광막을 형성할 때에도 이와 같이 부유 전위로 해도 된다.

본 발명의 전기 광학 장치의 다른 태양에서는, 상기 복수의 화소전극에 화상신호를 공급하는 화상신호 공급수단을 더 구비하고 있고, 이 화상신호 공급수단은, 상기 더미 화소전극으로서 기능하는 화소전극에 대해 중간조의 화상신호를 공급한다.

이 태양에 의하면, 그 동작시에는 화상신호 공급수단에 의해 더미 화소전극에 대해서는 중간조의 화상신호가 공급된다. 여기에서 본 발명자에 의하면, 흑색 표시의 화상표시가 더미 화소전극에 공급되면, 더미 영역에 즉 화상 표시 영역의 가장자리에, 백색 고스트가 출현되기 쉽다는 것으로 판명되고 있다. 또한 더미의 화상신호로서 노멀리 화이트 모드에서 흑색 표시를 5V 로 한 경우에, 2∼4 볼트 정도의 중간조의 화상신호를 공급하면, 이와 같은 백색 고스트의 출현이 저감된다. 특히 시리얼 패러렐 변환된 n (단, n 은 2 이상의 자연수) 개의 화상신호를 n개의 데이터선에 동시에 공급하는 동시 구동의 경우에는, 중간조 또는 백색의 화상신호를 더미 화소전극에 공급하면, 이와 같은 고스트의 출현이 저감되는 것으로 판명되고 있다. 이들 결과로부터 상기 서술한 본 발명에 있어서, 더미의 화상신호로서 중간조의 화상신호를 공급함으로써, 표시화상의 가장자리 부근에서의 화질을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

또한 이와 같은 화상신호 공급수단은 기판 내장형이어도 되고 외부장착형이어도 된다.

본 발명의 전기 광학 장치의 다른 태양에서는, 상기 기판과의 사이에서 전기 광학 물질을 협지하도록 상기 기판에 대해 대향배치된 대향기판과, 상기 대향기판 상에서의 상기 더미 영역에 대향하는 영역에 프레임 차광막을 더 구비한다.

이 태양에 의하면, 1쌍의 기판 및 대향기판 사이에 액정 등의 전기 광학 물질이 끼워져 이루어지는, 표시화상의 가장자리 부근에서의 화질이 우수한 액정장치 등의 전기 광학 장치를 구축할 수 있다. 이 때 더미 영역에, 더미 화소 차광막이 설치되어 있으므로, 대향기판측의 절연차광막을 작게 형성하는 것이 가능해지고, 기판 접합시의 어긋남에 의해 각 화소의 개구영역이 좁아지는 사태를 효과적으로 회피할 수 있다. 단, 대향기판측의 프레임 차광막을 크게 형성하고, 이에 의해 각 화소의 개구영역을 규정하는 것도 가능하다.

본 발명의 전자기기는 상기 과제를 해결하기 위해, 상기 서술한 본 발명의 전기 광학 장치 (단, 그 각종 태양을 포함함) 을 구비하여 이루어진다.

본 발명의 전자기기는, 상기 서술한 본 발명의 전기 광학 장치를 구비하여 이루어지므로, 고품위의 화상표시화가 가능한, 투사형 표시장치, 텔레비젼 수상기, 휴대전화, 전자수첩, 워드프로세서, 뷰파인더형 또는 모니터 직시형의 비디오테이프 레코더, 워크스테이션, 화상 전화, POS 단말, 터치패널 등의 각종 전자기기를 실현할 수 있다.

또한 이와 같은 본 발명의 전자광학장치는, 예컨대 액정장치, 전자 페이퍼 등의 전기영동장치, 전자방출소자에 의한 장치 (Field Emission Display 및 Surface-Conduction Electron-Emitter Display) 등으로서 실현 가능하다.

본 발명의 이와 같은 작용 및 다른 이점은 다음에 설명하는 실시형태로부터 명확해진다.

실시형태

이하에서는 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 이하의 실시형태는 본 발명의 전기 광학 장치를 액정장치에 적용한 것이다.

(제1 실시형태)

먼저 본 발명의 제1 실시형태에 관련되는 전기 광학 장치에 대해, 도 1 내지 도 6 을 참조하여 설명한다. 도 1 은 전기 광학 장치의 화상 표시 영역을 구성하는 매트릭스형으로 형성된 복수의 화소에서의 각종 소자, 배선 등의 등가회로를, 그 주변 구동회로와 함께 나타낸 회로도이다. 도 2 는 데이터선, 주사선, 화소전극 등이 형성된 TFT 어레이 기판이 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도이다. 도 3 은 도 2 의 A-A' 단면도이다. 도 4 는 TFT 어레이 기판을 그 위에 형성된 각 구성요소와 함께 대향기판측에서 본 평면도이고, 도 5 는 도 4 의 H-H' 단면도이다. 도 6 은 더미 영역에서의 차광 패턴을 나타내는 부분 확대 평면도이다. 또한 도 3 및 도 5 등에 있어서는, 각 층이나 각 부재를 도면 상에서 인식 가능한 정도의 크기로 하기 위해 각 층이나 각 부재마다 축척을 다르게 한다.

도 1 에 있어서, 본 실시형태에서의 전기 광학 장치의 화상 표시 영역을 구성하는 매트릭스형으로 형성된 복수의 화소에는 각각, 화소전극 (9a) 과 해당 화소전극 (9a) 을 스위칭 제어하기 위한 TFT (30) 가 형성되어 있고, 화상신호가 공급되는 데이터선 (6a) 이 해당 TFT (30) 의 소스에 전기적으로 접속되어 있다. 주사신호가 공급되는 주사선 (113a) 이 TFT (30) 의 게이트에 전기적으로 접속되어 있다. 화소전극 (9a) 및 축적 용량 (70) 이 TFT (30) 의 드레인에 전기적으로 접속되어 있다.

전기 광학 장치는, 화상 표시 영역의 주변에 위치하는 주변영역에, 데이터선 구동회로 (101), 주사선 구동회로 (104) 및 샘플링 회로 (301) 를 구비하여 구성되어 있다. 데이터선 구동회로 (101) 는, 샘플링 회로 구동신호선 (114) 을 통해, 샘플링 회로 구동신호를 샘플링 회로 (301) 에 순차적으로 공급하도록 구성되어 있다. 샘플링 회로 (301) 는, 샘플링용의, 즉 샘플링 스위치로서의 원 채널형 TFT (302) 를 복수 구비한다. 각 원 채널형 TFT (302) 는, 화상신호선 (115) 으로부터의 인출선 (116) 에 그 소스가 접속되고, 데이터선 (6a) 에 그 드레인이 접속되고, 샘플링 회로 구동신호선 (114) 에 그 게이트가 접속되어 있다. 그리고 데이터선 구동회로 (101) 로부터 공급되는 샘플링 회로 구동신호의 타이밍으로, 화상신호선 (115) 상의 화상신호 VID1∼VID6 을 동시에 샘플링하고, 6개의 데이터선에 대해 동시에 공급한다. 이에 의해 화상신호 Sl, S2, …, Sn 으로서, 6개의 데이터선 (6a) 의 그룹별로, 순차적으로 기록하도록 구성되어 있다. 한편 주사선 구동회로 (104) 는, 펄스적으로 주사신호 G1, G2, …, Gn 을 소정 타이밍으로 이 순서로 선순차로, 주사선 (113a) 에 공급하도록 구성되어 있다.

화상 표시 영역 내에서는, TFT (30) 의 게이트에, 주사선 구동회로 (104) 로부터 주사선 (113a) 을 통해 주사신호 G1, G2, …, Gm 이 선순차로 인가된다. 화소전극 (9a) 에는 화소 스위칭 소자인 TFT (30) 를 일정 기간만 그 스위치를 닫음으로써, 데이터선 (6a) 으로부터 공급되는 화상신호 Sl, S2, …, Sn 을 소정 타이밍으로 기록한다. 화소전극 (9a) 를 통해 전기 광학 물질의 일례로서의 액정에 기록된 소정 레벨의 화상신호 Sl, S2, …, Sn 은 후술하는 대향기판에 형성된 대향전극과의 사이에서 일정 기간 유지된다. 액정은 인가되는 전압 레벨에 의해 분자집합의 배향이나 질서가 변화함으로써, 광을 변조하고, 계조 표시를 가능하게 한다. 노멀리 화이트 모드이면, 각 화소 단위로 인가된 전압에 따라 입사광에 대한 투과율이 감소되고, 노멀리 블랙 모드이면, 각 화소 단위로 인가된 전압에 따라 입사광에 대한 투과율이 증가되어, 전체적으로 전기 광학 장치로부터는 화상신호에 따른 콘트라스트를 갖는 광이 출사된다. 여기에서 유지된 화상신호가 리크되는 것을 방지하기 위해, 화소전극 (9a) 과 대향전극 사이에 형성되는 액정 용량과 병렬로 축적 용량 (70) 을 부가한다. 축적 용량 (70) 은 상세하 후술하는 바와 같이, 화소전극 (9a) 에 접속된 화소전위측 용량전극과, 이것에 유전체막을 사이에 끼워 대향배치된 고정 전위측 용량전극을 포함하여 이루어진다. 주사선 (113a) 과 나란히 배열된 고정 전위의 용량선 (300) 의 일부가, 이와 같은 고정 전위측 용량전극으로 되어 있다. 또한 후술하는 바와 같이 하측 차광막 (111a) 에 의해 용량선 (300) 의 용장 배선(redundant wiring)이 구축되어 있다.

용량선 (300) 및 하측 차광막 (111a) 은 화소전극 (9a) 이 배열된 화상 표시 영역 외에서 용량선 전위공급단자 (303) 에 전기적으로 접속되어 있다. 이에 의해 모든 용량선 (300) 및 하측 차광막 (111a) 은 용량선 전위공급단자 (303) 로부터 공급되는 안정된 고정 전위 또는 반전되는 소정 전위로 되어, 축적 용량 (70) 에서 양호한 전위 지지 특성이 얻어진다. 이와 같은 전위원으로는, TFT (30) 를 구동하기 위한 주사신호를 주사선 (113a) 에 공급하기 위한 주사선 구동회로나 데이터선 구동회로에 공급되는 양 전원이나 음 전원의 정전위원이어도 되고, 대향기판의 대향전극에 공급되는 정전위어도 상관없다.

또한 본 실시형태에서는, 예컨대 동일 행의 화소전극 (9a) 을 동일 극성의 전위에 의해 구동하면서, 이에 관련되는 전위극성을 행마다 필드 주기로 반전시키는 "행반전 구동" 혹은 "1H 반전구동" 이 실행된다. 즉, 화상신호 (115) 상에 공급되는 화상신호는, 필드 단위로 극성반전을 수반하는 신호이다. 이에 의해 액정에서의 직류 전압 인가에 의한 열화를 효과적으로 피할 수 있다.

본 실시형태에서는 특히 도 1 중, 화상 표시 영역에는 백색 사각으로 각각 도시된 화소전극 (9a) 이 배열되어 있고, 그 주변에 프레임 형상으로 넓어지는 더미 영역에는, 흑색 사각으로 각각 도시된 더미 화소 전극 (9d) 으로 기능하는 화소전극이 배열되어 있다. 화소전극 (9a) 과 더미 화소전극 (9d) 은 동일 구성을 갖고 있다. 또한 화소전극 (9a), 화소 스위칭용 TFT (30) 및 축적 용량 (70) 를 함유하여 이루어지는 화소부와, 더미 화소전극 (9d), 화소 스위칭용 TFT (30) 및 축적 용량 (70) 을 포함하여 이루어지는 더미 화소부는 대략 동일 구성을 갖는다.

단, 더미 화소부에 있어서는, 상세히 후술하는 바와 같이 하측 차광막 (111a) 과 동일 막으로 이루어지는 더미 화소 차광막이 각 더미 화소의 개구영역에 형성되어 있는 점이 다르다. 도 1 에서는 보다 구체적으로는 화상 표시 영역의 주변 2 열 및 주변 2 행이, 더미 화소전극 (9d) 으로 되어 있고, 더미 영역에서는, 화상 표시 영역에서와 동일하게 액티브 매트릭스 구동이 실행되므로, 액티브 매트릭스 구동에서의 화상 표시 영역의 가장자리 부근에서 발생하는, 액정이 불완전하게 구동되는 부분에 대해서는, 실제로 표시되는 화상 표시 영역에서 제외된다.

이에 의해 화상 표시 영역의 구석구석까지 양호한 화상표시가 가능해진다.

다음에 도 2 에 나타내는 바와 같이 전기 광학 장치의 TFT 어레이 기판 상에는, 매트릭스형으로 복수의 투명한 화소전극 (9a ; 점선부 (9a') 에 의해 윤곽이 표시되어 있음) 이 설치되어 있고, 화소전극 (9a) 종횡의 경계를 각각 따라 데이터선 (6a) 및 주사선 (113a) 이 설치되어 있다.

본 실시형태에서는 특히 화상 표시 영역 및 더미 영역의 양자에 있어서, 각 화소의 비개구 영역에는, 하측 차광막 (111a) 이 격자형상으로 배선되어 있다. 하측 차광막 (111a) 은, 용량선 (300) 의 용장 배선을 이루도록, 콘택트 홀 (601) 에 의해 용량선 (300) 과 전기적으로 접속되어 있다. 콘택트 홀 (601) 은, 용량선 (300) 과 동일 재료로 충전되어도 되고, 다른 도전 재료로 플러그되어도 된다. 또한 하측 차광막 (111a) 은 주변영역에서 용량선 전위 공급단자 (303) 에 직접 또는 용량선 (300) 을 통해 전기적으로 접속되어 있다 (도 1 참조). 그리고 더미 영역에는, 화상 표시 영역에서의 화소전극 (9a) 과 동일하게, 복수의 투명한 더미 화소전극 (9d) 이 설치되어 있고, 각각 더미 화소전극 (9d) 의 종횡의 경계를 따라 데이터선 (6a) 및 주사선 (113a) 이 설치되어 있다. 단, 더미 영역에서의 각 화소의 개구영역에는, 하측 차광막 (111a) 과 동일 막으로 이루어지는 아일랜드형상의 더미 화소 차광막 (111d) 이 형성되어 있다. 즉 더미 영역에서는, 각 화소에 있어서, 평면적으로 보아 약간의 간극 (111s) 을 남기고 개구영역의 대부분이 더미 화소 차광막 (111d) 에 의해 덮여 있다. 간극 (111s) 은 개구영역의 가장자리를 따라 존재하고, 그 폭은 예컨대 0. 수㎛∼수㎛ 정도이다.

또 도 2 에 있어서, 반도체층 (1a) 중 도면에서 오른쪽으로 상승되는 가는 사선영역으로 표시한 채널영역 (1a') 에 대향하도록 주사선 (113a) 이 배치되어 있고, 주사선 (113a) 은 게이트 전극으로서 기능한다. 특히 본 실시형태에서는, 주사선 (113a) 은 해당 게이트 전극이 되는 부분에서 폭넓게 형성되어 있다. 이와 같이 주사선 (113a) 과 데이터선 (6a) 이 교차하는 지점에는 각각, 채널영역 (1a') 에 주사선 (113a) 이 게이트 전극으로서 대향배치된 화소 스위칭용의 TFT (30) 가 설치되어 있다.

도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이 용량선 (300) 은, 주사선 (113a) 상에 형성되어 있다. 용량선 (300) 은 평면적으로 보아 주사선 (113a) 을 따라 스트라이프형상으로 연장되는 본선부와, 주사선 (113a) 및 데이터선 (6a) 의 교점에서의 이 본선부로부터 데이터선 (6a) 을 따라 도 2 에서 상하로 돌출된 돌출부를 포함하여 이루어진다.

용량선 (300) 은 예컨대 금속 또는 합금을 포함하는 도전성의 차광막으로 이루어지고 상측 차광막의 일례를 구성함과 동시에, 고정 전위측 용량전극으로서도 기능한다. 용량선 (300) 은 예컨대 Ti (티탄), Cr (크롬), W (텅스텐), Ta (탄탈), Mo (몰리브덴) 등의 고융점 금속 중 적어도 하나를 함유하는, 금속 단체, 합금, 금속 실리사이드, 폴리실리사이드, 이들을 적층한 것 등으로 이루어진다. 용량선 (300) 은, Al (알루미늄), Ag (은), Au (금), Cu (구리) 등의 다른 금속을 함유하여도 된다. 혹은 용량선 (300) 은 예컨대 도전성의 폴리규소막 등으로 이루어지는 제1 막과 고융점 금속을 함유하는 금속 실리사이드막 등으로 이루어지는 제2 막이 적층된 다층구조를 가질 수도 있다.

한편, 용량선 (300) 에 대해, 유전체막 (75) 을 통해 대향배치되는 중계층 (즉 배리어층 ; 71) 은, 축적 용량 (70) 의 화소전위측 용량전극으로서의 기능을 갖고, 또한 화소전극 (9a) 과 TFT (30) 의 고농도 드레인 영역 (1e) 을 중계 접속하는 중간 도전층으로서의 기능을 갖는다.

이와 같이 본 실시형태에서는, 축적 용량 (70) 은, TFT (30) 의 고농도 그레인 영역 (1e) 및 화소전극 (9a) 에 접속된 화소전위측 용량전극으로서의 중계층 (71) 과, 고정 전위측 용량전극으로서의 용량선 (300) 의 일부가, 유전체막 (75) 을 통해 대향 배치됨으로써 구축되어 있다.

그리고 도 2 중 세로방향으로 각각 연장되는 데이터선 (6a) 과 도 2 중 가로방향으로 각각 연장되는 용량선 (300) 이 서로 교차 형성됨으로써, TFT 어레이 기판 (10) 상에서의 TFT (30) 의 상측에, 평면적으로 보아 격자형상의 상측 차광막이 구성되어 있고, 각 화소의 개구영역을 규정하고 있다.

한편, TFT 어레이 기판 (10) 상에서의 TFT (30) 의 하측에는, 도 3 에서는 도시하지 않은 콘택트 홀 (601 ; 도 2 참조) 을 통해 용량선 (300) 과 전기적으로 접속된 하측 차광막 (111a) 이 격자형상으로 형성되어 있다. 용량선 (300) 의 용장 배선을 이루는 하측 차광막 (111a) 에 대해서도, 용량선 (300) 과 동일하게 각종 금속막 등으로 형성된다. 이와 같이 용량선 (300) 의 용장 배선으로 기능하는 하측 차광막 (111a) 에 의해, 용량선 (300) 의 저저항화를 도모할 수 있고, 또한 용량선 (300) 의 부분적인 단선이나 불량에 의한 장치 전체의 불량화를 방지할 수도 있게 된다. 또한, 하측 차광막 (111a) 및 용량선 (300) 에 의해, TFT (30) 를 그 상하에 대해 차광할 수 있으므로, 강력한 입사광 및 복귀광이 TFT(30) 에 입사되어, 광 리크 전류가 발생하는 사태를 효과적으로 방지할 수 있다.

도 2 및 도 3 에 나타낸 바와 같이 화소전극 (9a) 은 중계층 (71) 을 중계함으로써, 콘텍트 홀 (83 및 85) 을 통해 반도체층 (1a) 중 고농도 드레인 영역 (1e) 에 전기적으로 접속되어 있다.

한편, 데이터선 (6a) 은 콘택트 홀 (81) 을 통해 예컨대 폴리규소막으로 이루어지는 반도체층 (1a) 중 고농도 소스 영역 (1d) 에 전기적으로 접속되어 있다. 또한 데이터선 (6a) 과 고농도 소스 영역 (1a) 을 중계층에 의해 중계 접속할 수도 있다.

도 2 및 도 3 에서, 전기 광학 장치는 투명한 TFT 어레이 기판 (10) 과, 이것에 대향배치되는 투명한 대향기판 (20) 을 구비한다. TFT 어레이 기판 (10) 은, 예컨대 석영기판, 유리기판, 규소기판으로 이루어지고, 대향기판 (20) 은 예컨대 유리기판이나 석영 기판으로 이루어진다.

도 3 에 나타낸 바와 같이 TFT 어레이 기판 (10) 에는, 화소전극 (9a) 이 설치되어 있고, 그 상측에는 러빙 처리 등의 소정의 배향처리가 실시된 배향막 (16) 이 형성되어 있다. 화소전극 (9a) 은 예컨대 ITO (Indium Tin Oxide) 막 등의 투명 도전성 막으로 이루어진다. 또 배향막 (16) 은 예컨대 폴리이미드막 등의 유기막으로 이루어진다.

한편, 대향기판 (20) 에는, 그 전체 면에 걸쳐 대향전극 (21) 이 설치되어 있고, 그 하측에는, 러빙처리 등의 소정의 배향처리가 실시된 배향막 (22) 이 형성되어 있다. 대향전극 (21) 은 예컨대 ITO 막 등의 투명 도전성 막으로 이루어진다. 또 배향막 (22) 은 폴리이미드막 등의 유기막으로 이루어진다.

대향기판 (20) 측에도, 각 화소의 개구영역 이외의 영역에 차광막 (23) 이, 격자형상 또는 스트라이프형상으로 형성되어 있다. 이와 같은 구성을 채택함으로써, 상기 서술한 바와 같은 상측 차광막을 구성하는 용량선 (300) 및 데이터선 (6a) 과 함께 해당 대향기판 (20) 측의 차광막 (23) 에 의해, 대향기판 (20) 측으로부터의 입사광이 채널영역 (1a') 및 그 인접 영역에 침입하는 것을 보다 확실하게 저지할 수 있다. 또한 대향기판 (20) 측의 차광막 (23) 은, 적어도 입사광이 조사되는 면을 고반사의 막으로 형성함으로써, 전기 광학 장치의 온도상승을 방지하는 역할을 한다. 또한 이와 같은 대향기판 (20) 측의 차광막 (23) 은 바람직하게는 평면적으로 보아 용량선 (300) 과 데이터선 (6a) 으로 이루어지는 차광층의 내측에 위치하도록 형성한다. 이에 의해, 대향기판 (20) 측의 차광막에 의해, 각 화소의 개구율을 낮추지 않고, 이와 같은 차광 및 온도상승의 방지 효과가 얻어진다.

이와 같이 구성된, 화소전극 (9a) 과 대향전극 (21) 이 대면하도록 배치된 TFT 어레이 기판 (10) 과 대향기판 (20) 의 사이에는, 후술하는 시일재에 의해 둘러싸인 공간에 전기 광학 물질의 일례인 액정이 봉입되고, 액정층 (50) 이 형성된다. 액정층 (50) 은, 화소전극 (9a) 으로부터의 전계가 인가되지 않은 상태에서 배향막 (16 및 22) 에 의해 소정의 배향상태를 취한다. 액정층 (50) 은, 예컨대 1종 또는 복수 종의 네마틱 액정을 혼합한 액정으로 이루어진다. 시일재는 TFT 어레이 기판 (10) 및 대향기판 (20) 을 이들의 주변에서 접합시키기 위한, 예컨대 광경화성 수지나 열경화성 수지로 이루어지는 접착제로서, 양 기판 간의 거리를 소정값으로 하기 위한 유리섬유 혹은 유리비드 등의 갭재가 혼입되어 있다.

또한 화소 스위칭용 TFT (30) 의 아래에는, 하지 절연막 (12) 이 형성되어 있다. 하지 절연막 (12) 은, 하측 차광막 (111a) 으로부터 TFT (30) 를 층간 절연하는 기능 외에, TFT 어레이 기판 (10) 의 전체 면에 형성됨으로써, TFT 어레이 기판 (10) 의 표면 연마시에 있어서의 거칠음이나 세정 후에 남는 오염 등으로 화소 스위칭용 TFT (30) 의 특성의 변화를 방지하는 기능을 갖는다.

도 3 에서 화소 스위칭용 TFT (30) 는, LDD (Lightly Doped Drain) 구조를 갖고 있고, 주사선 (113a), 해당 주사선 (113a) 으로부터의 전계에 의해 채널이 형성되는 반도체층 (1a) 의 채널영역 (1a'), 주사선 (113a) 과 반도체층 (1a) 을 절연하는 게이트 절연막을 포함하는 절연막 (2), 반도체층 (1a) 의 저농도 소스 영역 (1b) 및 저농도 드레인 영역 (1c), 반도체층 (1a) 의 고농도 소스 영역 (1d) 그리고 고농도 드레인 영역 (1e) 을 구비하고 있다.

주사선 (113a) 상에는 고농도 소스영역 (1d) 으로 통하는 콘택트홀 (81) 및 고농도 드레인 영역 (1e) 으로 통하는 콘텍트 홀 (83) 이 각각 개공된 제1 층간절연막 (41) 이 형성되어 있다.

제1 층간절연막 (41) 상에는 중계층 (71) 및 용량선 (300) 이 설치되어 있고, 이들 위에는 콘택트 홀 (81) 및 콘택트 홀 (85) 이 각각 개공된 제2 층간절연막 (42) 이 형성되어 있다.

제2 층간절연막 (42) 상에는 데이터선 (6a) 이 설치되어 있고, 이들 위에는 중계층 (71) 으로 통하는 콘택트 홀 (85) 이 형성된 제3 층간절연막 (43) 이 형성되어 있다. 화소전극 (9a) 은 이와 같이 구성된 제3 층간절연막 (43) 의 상면에 형성되어 있다.

다음에 이상과 같이 화소부가 구성된 전기 광학 장치의 전체 구성을 도 4 및 도 5 를 참조하여 설명한다. 또한 도 4 는 TFT 어레이 기판 (10) 을 그 위에 형성된 각 구성요소와 함께 대향기판 (20) 의 측에서 본 평면도이고, 도 5 는 도 4 의 H-H' 단면도이다.

도 4 에 나타낸 바와 같이 TFT 어레이 기판 (10) 상에는, 시일재 (52) 가 그 가장자리를 따라 설치되어 있고, 그 내측에 병행하여, 화상표시장치 (10a) 의 주변을 규정하는 프레임으로서의 차광막 (53) 이 형성되어 있다. 시일재 (52) 의 외측의 영역에는, 데이터선 (6a) 에 화상신호를 소정 타이밍으로 공급함으로써 데이터선 (6a) 을 구동하는 데이터선 구동회로 (101) 및 외부회로 접속단자 (102) 가 TFT 어레이 기판 (10) 의 한 변을 따라 설치되어 있고, 주사선 (113a) 에 주사신호를 소정 타이밍으로 공급함으로써 주사선 (113a) 을 구동하는 주사선 구동회로 (104) 가, 그 한 변에 인접하는 2변을 따라 설치되어 있다. 주사선 (113a) 에 공급되는 주사신호 지연이 문제가 되지 않는다면, 주사선 구동회로 (104) 는 편측만 설치되어 있어도 되는 것은 말할 필요도 없다. 또 데이터선 구동회로 (101) 를 화상 표시 영역 (10a) 의 변을 따라 양측에 배열해도 된다. 또한 TFT 어레이 기판 (10) 의 남은 1 변에는, 화상 표시 영역 (10a) 의 양측에 설치된 주사선 구동회로 (104) 사이를 연결하기 위한 복수의 배선 (105) 이 설치되어 있다. 또 대향기판 (20) 의 코너부의 적어도 1 군데에서는, TFT 어레이 기판 (10) 과 대향기판 (20) 사이에서 전기적으로 도통시키기 위한 도통재 (106) 가 설치되어 있다. 그리고 도 5 에 나타낸 바와 같이 도 4 에 나타낸 시일재 (52) 와 대략 동일한 윤곽을 갖는 대향기판 (20) 이 해당 시일재 (52) 에 의해 TFT 어레이 기판 (10) 에 고착되어 있다.

또한 TFT 어레이 기판 (10) 상에는, 이들 데이터선 구동회로 (101), 주사선 구동회로 (104) 등에 추가하여, 복수의 데이터선 (6a) 에 소정 전압 레벨의 프리차지 신호를 화상신호에 선행하여 각각 공급하는 프리차지 회로, 제조 도중이나 출하시의 해당 전기 광학 장치의 품질, 결함 등을 검사하기 위한 검사회로 등을 형성해도 된다.

다음에 도 6 을 참조하여, 더미 영역에서의 더미 화소 차광막 (111d) 의 구성 및 효과에 대해 상세하게 서술한다.

도 6 에 나타낸 바와 같이 본 실시형태에서는 특히 더미 영역에는, 더미 화소 차광막 (111d) 이 화소마다 아일랜드형상으로 형성되어 있고, 더미 화소전극 (9d) 에서의 개구영역 중 약간의 간극 (111s) 을 남기고 대부분이 덮여져 있다. 따라서 (i) 도 3 및 도 5 에서의 상방으로부터 입사되는, 예컨대 프로젝터 용도에서의 강력한 입사광이 입사된 경우에서의, 용량선 (300), 데이터선 (6a) 및 프레임 차광막 (23) 의 옆으로부터 침입하는 입사광 중의 경사진 성분, (ii) 도 3 및 도 5 에서의 하방으로부터 입사되는 TFT 어레이 기판 (10) 의 이면으로부터의 반사광 등의 복귀광 중의 경사진 성분, (iii) 이들 입사광이나 복귀광이 TFT 어레이 기판 (10) 상에서의 적층구조 내에서 발생하는 다중반사광이나 미광성분 등이 더미 영역에 침입해도, 이것이 더미 화소전극 (9d) 의 개구영역을 통해 표시광 중에 섞여 들어가는 것을 더미 화소 차광막 (111d) 의 존재에 의해 효과적으로 방지할 수 있다.

또한 본 실시형태에서는, 더미 화소 차광막 (111d) 은, 화소마다 아일랜드형상으로 분단되어 형성되어 있으므로, TFT 어레이 기판 (10) 상에서의 열이력으로 인하여 더미 화소 차광막 (111d) 부근에 발생하는 응력을 완화시킬 수 있어 크랙의 발생 방지에도 도음이 된다. 간극 (111s) 은 예컨대 대각 십 ㎛ 정도 혹은 수 십 ㎛ 정도인 각 더미 화소의 각 개구영역에 대해, 그 가장자리를 따라 수㎛ 정도밖에 비어 있지 않으므로, 더미 화소 차광막 (111d) 에 의한 차광 기능은 충분히 발휘된다.

또한 본 실시형태에서는, 더미 화소 차광막 (111d) 은 TFT 어레이 기판 (10) 의 평탄한 표면 상에 직접 형성되어 있다. 따라서 더미 화소 차광막 (111d) 의 표면에서 반사된 광에는, 반사면에서의 요철 패턴에 기인하여 발생하는 간섭 무늬 등을 갖는 경우는 없다.

즉 평탄한 화소 차광막 (111d) 은, 그 표면에서의 반사광이나 회절광의 간섭에 의한 화질 열화를 저감하는 데에 매우 우수하다.

또한 아일랜드형상으로 분단된 더미 화소 차광막 (111d) 은, 부유 전위이더라도, TFT (30), 데이터선 (6a), 주사선 (113a) 등을 구성하는 다른 도전층이나 반도체층으로부터, 하지 절연막 (12) 등을 통해 층간 거리를 두고 구성되어 있으므로, 이들 TFT (30) 등에 의해 주위에 악영향을 미치는 경우는 거의 없다.

본 실시형태에서는 바람직하게는 본 발명에 관련되는 화상신호 공급수단의 일례를 구성하는 데이터선 구동회로 (101) 및 샘플링 회로 (301) 로부터는, 더미 화소전극 (9d) 에 대해, 중간조의 화상신호를 공급한다. 예컨대 더미 화상신호로서 노멀리 화이트 모드에서 흑표시를 5V 로 한 경우에, 2∼4 볼트 정도의 중간조의 화상신호를 공급한다. 이에 의해 더미 영역에 근접한 화상 표시 영역의 가장자리 부근에서의, 백색 고스트의 출현을 저감할 수 있다. 이 저감 경향은 특히, 도 1 에 나타낸 바와 같이 시리얼 패러랠 변환을 사용하여, 복수 개의 데이터선 (6a) 을 동시에 구동하는 경우에 현저해진다. 이와 같이 상기 서술한 실시형태에 있어서, 더미 화상신호로서 중간조의 화상신호를 공급함으로써, 표시화상의 가장자리 부근에서의 화질을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

이상의 결과, 본 실시형태에 의하면 더미 영역에서의 광침투 혹은 광누설에 기인하여 발생하는 표시화상의 가장자리 부근에서의 화질 열화 현상을 저감할 수 있다. 특히 프로젝터 용도의 경우에는, 투영된 표시화상의 에지가 매우 선명한 흑색이나 회색으로 할 수도 있게 된다.

또한 이상 도 1 내지 도 6 을 참조하여 설명한 실시형태에서는, 데이터선 구동회로 (101) 및 주사선 구동회로 (104) 를 TFT 어레이 기판 (10) 상에 설치하는 대신에, 예컨대 TAB (Tape Automated bonding) 기판 상에 실장된 구동용 LSI 에, TFT 어레이 기판 (10) 의 주변부에 형성된 이방성 도전 필름을 통해 전기적 및 기계적으로 접속하도록 해도 된다. 또 대향기판 (20) 의 투영광이 입사되는 측 및 TFT 어레이 기판 (10) 의 출사광이 출사되는 측에는 각각, 예를 들면 TN (Twisted Nematic) 모드, STN (Super Twisted Nematic) 모드, VA (Vertically Aligned) 모드, PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal) 모드 등의 동작 모드나, 노멀리 화이트 모드/노멀리 블랙 모드의 예에 따라, 편광 필름, 위상차 필름, 편광판 등이 소정 방향으로 배치된다.

이상 설명한 실시형태에서의 전기 광학 장치는, 프로젝터에 적용되기 때문에, 3장의 전기 광학 장치가 RGB 용의 라이트 밸브로서 각각 사용되고, 각 라이트 밸브에는 각각 RGB 색분해용의 다이크로익 미러를 통해 분해된 각 색의 광이 투사광으로서 각각 입사되게 된다. 따라서 각 실시형태에서는, 대향기판 (20) 에 컬러 필터는 설치되어 있지 않다. 그러나 화소전극 (9a) 에 대향하는 소정 영역에 RGB 의 컬러 필터를 그 보호막과 함께, 대향기판 (20) 상에 형성해도 된다. 이와 같이 하면, 프로젝터 이외의 직시형이나 반사형의 전기 광학 장치에 대해, 각 실시형태에서의 전기 광학 장치를 적용할 수 있다. 혹은 TFT 어레이 기판 (10) 상의 RGB 에 대향하는 화소전극 (9a) 하에 컬러 레지스트 등으로 컬러 필터층을 형성할 수도 있다. 이와 같이 하면, 입사광의 집광효율을 향상시킴으로써, 밝은 전기 광학 장치를 실현할 수 있다. 그리고 또 대향기판 (20) 상에 여러 층의 굴절률이 상이한 간섭층을 퇴적함으로써, 광의 간섭을 이용하여, RGB 색을 만들어내는 다이크로익 필터를 형성해도 된다.

(제2 실시형태)

다음에 도 7 을 참조하여 본 발명의 제2 실시형태에 대해 설명한다. 여기에 도 7 은 제2 실시형태에서의 더미 영역에서의 더미 화소 차광막의 평면 패턴을 나타내는 평면도이다.

제2 실시형태는 상기 서술한 제1 실시형태와 비교하여, 더미 화소 차광막의 평면 패턴이 다르다. 그 외의 구성에 대해서는 제1 실시형태의 경우와 동일하다. 이 때문에 제2 실시형태에 관련되는 도 7 에서는, 도 1 내지 도 6 에 나타낸 제1 실시형태의 경우와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 달아 이들 설명은 적절하게 생략한다.

도 7 에 있어서, 제2 실시형태의 전기 광학 장치에서는, 더미 화소 차광막 (111d-2) 은, 더미 영역의 전역에 형성되어 있다. 더미 화소 차광막 (111d-2) 은, 용량선 (300) 의 용장 배선으로서도 기능하지만, 용량선 (300) 은 모두 동일한 용량선 전위 공급 단자 (303) 에 접속되어 있으므로, 이와 같이 하측 차광막 (11b) 을 전체적으로 형성해도, 용량선 (300) 의 용장 배선으로서 어떠한 문제도 발생하지 않는다.

본 실시형태에 의하면 각 더미 화소의 개구영역은, 전체적으로 형성된 더미 화소 차광막 (111d-2) 에 의해 간극없이 덮여져 있다. 이 때문에 더미 영역에서의 광침투 혹은 광누설을 보다 완전하게 방지할 수 있다.

(제3 실시형태)

다음에 도 8 내지 도 11 을 참조하여, 본 발명의 제3 실시형태에 대해 설명한다. 여기에 도 8 및 도 9 는 데이터선, 주사선, 화소전극 등이 형성된 TFT 어레이 기판이 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도이고, 제1 실시형태에서의 도 2 에 대응하는 개소에서의 평면도이다. 또한 도 8 및 도 9 는 각각 후술하는 적층 구조 중 하층부분 (도 8 과 상층부분 (도 9)) 을 나누어 도시하고 있다. 또한 도 10 은 도 8 및 도 9 를 중첩한 경우의 A-A' 단면도이다. 도 10 에서는 각 층ㆍ각 부재를 도면 상에서 인식 가능한 정도의 크기로 표시하기 위해, 이 각 층ㆍ각 부재마다 축척을 다르게 하고 있다. 도 11 은 제3 실시형태에서의 더미 영역에서의 하측 차광막의 평면 패턴을 나타내는 평면도이다.

또한 제3 실시형태에 관련되는 도 8 내지 도 11 에서는, 도 1 내지 도 6 에 나태낸 제1 실시형태의 경우와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조부호를 달고, 이들 설명은 적절하게 생략한다. 또 더미 화소 차광막에 대해서는 도 8 및 도 9 에서 삭제되어 있고, 도 11 중에 주사선 (11a) 등과 함께 표시되어 있다.

도 8 내지 도 10 에 나타낸 바와 같이 주사선 (11a) 은, 예컨대 차광성의 고융점 금속막 등으로 이루어진다. 주사선 (11a) 은 채널 영역 (1a') 에 대향하는 게이트 전극 (3a) 에 콘택트 홀 (12cv) 을 통해 전기적으로 접속되어 있고, 게이트 전극 (3a) 은 주사선 (11a) 에 포함되는 형태로 되어 있다. 즉 게이트 전극 (3a) 과 데이터선 (6a) 이 교차하는 곳에는 각각 채널영역 (1a') 에, 주사선 (11a) 에 포함되는 게이트 전극 (3a) 이 대향배치된 화소 스위칭용 TFT (30) 가 설치되어 있다. 이에 의해 TFT (30 ; 게이트 전극을 제외함) 는 게이트 전극 (3a) 과 주사선 (11a) 의 사이에 존재하는 형태로 되어 있다.

TFT 어레이 기판 (10) 상에는, 도 10 에 나타내는 바와 같이 아래부터 순서대로, 주사선 (11a) 을 포함하는 제1 층, 게이트 전극 (3a) 을 포함하는 TFT (30) 등을 포함하는 제2 층, 축적 용량 (70) 을 포함하는 제3 층, 데이터선 (6a) 등을 포함하는 제4층, 용량배선 (400) 등을 포함하는 제5층, 상기 화소전극 (9a) 및 배향막 (16) 등을 포함하는 제6층 (최상층) 으로 이루어진다. 또 제1 층 및 제2 층 사이에는 하지 절연막 (12) 이, 제2 층 및 제3 층 사이에는 제1 층간 절연막 (41) 이 제3 층 및 제4 층 사이에는 제2 층간 절연막 (42) 이, 제4 층 및 제5 층 사이에는 제3 층간 절연막 (43) 이, 제5 층 및 제6 층 사이에는 제4 층간절연막 (44) 이 각각 형성되어 있고, 상기 서술한 각 요소 사이가 단락되는 것을 방지하고 있다. 또 이들 각종 절연막 (12, 41, 42, 43 및 44 ) 에는, 예컨대 TFT (30) 의 반도체층 (1a) 중의 고농도 소스 영역 (1d) 과 데이터선 (6a) 을 전기적으로 접속하는 콘택트 홀 등도 형성되어 있다. 이하에서는 이들 각 요소에 대해 아래부터 순서대로 설명한다. 또한 상기 서술한 것 중 제1 층부터 제3 층까지가 하층부분으로서 도 8 에 도시되어 있고, 제4층부터 제6 층까지가 상층 부분으로서 도 9 에 도시되어 있다.

먼저 제1 층에는, 예컨대 Ti, Cr, W, Ta, Mo 등의 고융점 금속 중 적어도 하나를 함유하는, 금속 단체, 합금, 금속 실리사이드, 폴리실리사이드, 이들을 적층한 것, 혹은 도전성 폴리규소 등으로 이루어지는 주사선 (11a) 이 설치되어 있다. 이 주사선 (11a) 은 평면적으로 보아, 도 8 의 X 방향을 따르도록, 스트라이프형상으로 패터닝되어 있다. 보다 상세하게 보면, 스트라이프형상의 주사선 (11a) 은 도 8 의 X 방향을 따르도록 연장되는 본선부와, 데이터선 (6a) 혹은 용량배선 (400) 이 연재하는 도 8 의 Y 방향으로 연장되는 돌출부를 구비하고 있다. 또한 인접하는 주사선 (11a) 으로부터 연장되는 돌출부는 상호 접속되지 않고, 따라서 이 주사선 (11a) 은 하나 하나가 분단된 형태로 되어 있다.

다음에 제2 층으로서 데이트 전극 (3a) 을 포함하는 TFT (30) 가 설치되어 있다. 본 실시형태에서는 이 제2 층에, 상기 서술한 게이트 전극 (3a) 과 동일 막으로서 중계 전극 (719) 이 형성되어 있다. 이 중계전극 (719) 은 평면적으로 보아 도 8 에 나타낸 바와 같이 각 화소전극 (9a) 의 X 방향으로 연장되는 한 변의 대략 중앙에 위치하도록 아일랜드형상으로 형성되어 있다. 중계전극 (719) 과 게이트 전극 (3a) 은 동일 막으로 형성되어 있기 때문에, 후자가 예컨대 도전성 폴리규소막으로 이루어지는 경우에 있어서는, 전자도 역시 도전성 폴리규소막으로 이루어진다.

이상 설명한 주사선 (11a) 상, 또한 TFT (30) 아래에는, 예컨대 규소 산화막 등으로 이루어지는 하지 절연막 (12) 이 형성되어 있다. 이 하지 절연막 (12) 에는, 평면적으로 보아 반도체층 (1a) 의 양 옆에, 후술하는 데이터선 (6a) 을 따라 연장되는 반도체층 (1a) 의 채널 길이의 방향을 따른 홈 형상의 콘택트 홀 (12cv) 이 파여져 있고, 이 콘택트 홀 (12cv) 에 대응하여, 그 상방에 적층되는 게이트 전극 (3a) 은 하측으로 오목형상으로 형성된 부분을 포함한다. 또 이 콘택트 홀 (12cv) 전체를 매립하도록 하여, 게이트 전극 (3a) 이 형성되어 있음으로써, 이 게이트 전극 (3a) 에는 이것과 일체적으로 형성된 측벽부 (3b) 가 연장 설치되도록 되어 있다. 이에 의해 TFT (30) 의 반도체층 (1a) 은 도 8 에 잘 표시되어 있는 바와 같이 평면적으로 보아 측방으로부터 덮이도록 되어 있고, 적어도 이 부분으로부터의 광의 입사가 억제되도록 되어 있다. 또 이 측벽부 (3b) 는 상기 콘택트 홀 (12cv) 을 매립하도록 형성되어 있음과 동시에, 그 하단이 상기 주사선 (11a) 과 접하도록 되어 있다. 여기에서 주사선 (11a) 은 상기 서술한 바와 같이 스트라이프형상으로 형성되어 있기 때문에, 어느 행에 존재하는 게이트 전극 (3a) 및 주사선 (11a) 은 해당 행에 주목하는 한 항상 동전위로 된다.

상기 서술한 제2 층에 계속하여 제3 층에는, 축적 용량 (70) 이 형성되어 있다. 본 실시형태에 관련되는 축적 용량 (70) 은, 도 8 의 평면도를 보면 알 수 있는 바와 같이 화소전극 (9a) 의 형성영역에 대략 대응하는 광투과영역에는 도달하지 않도록 형성되어 있기 때문에 (바꿔 말하면 차광 영역 내에 들어가도록 형성되어 있기 때문에), 전기 광학 장치 전체의 화소 개구율은 비교적 크게 유지되고, 이에 의해 보다 밝은 화상을 표시할 수 있게 된다. 본 실시형태에 있어서, 이 유전체막 (75) 은 도 10 에 나타내는 바와 같이 하층에 산화규소막 (75a), 상층에 질화규소막 (75b) 과 같이 2층 구조를 갖는 것으로 되어 있다. 상층의 질화규소막 (75b) 은 화소전위측 용량전극의 하부전극 (71) 보다 조금 큰 크기로 패터닝되고, 차광영역 (비개구영역) 내에서 들어가도록 형성되어 있다. 또한 본 실시형태에서는, 유전체막 (75) 은, 2층 구조를 갖는 것으로 되어 있으나, 경우에 따라서는 예컨대 산화규소막, 질화규소막 및 산화규소막 등과 같은 3층 구조나, 혹은 그 이상의 적층구조를 갖도록 구성해도 된다. 물론 단층 구조로 해도 된다.

제1 층간절연막 (41) 에는, 축적 용량 (70) 을 구성하는 화소전위측 용량전극으로서의 하부전극 (71) 과 중계전극 (719) 을 전기적으로 접속하기 위한 콘택트 홀 (881) 이 개공되어 있다. 그리고 추가하여 제1 층간절연막 (41) 에는, 중계전극 (719) 과 후술하는 제2 중계전극 (6a2) 을 전기적으로 접속하기 위한 콘택트 홀 (882) 이 후기 제2 층간절연막을 관통하면서 개공되어 있다.

상기 서술한 제3 층에 계속하여 제4 층에는, 데이터선 (6a) 이 설치되어 있다. 이 데이터선 (6a) 은 도 10 에 나타낸 바와 같이 하층으로부터 순서대로, 알루미늄으로 이루어지는 층 (도 10 에서의 부호 41A 참조), 질화티탄으로 이루어지는 층 (도 10 에서의 부호 41TN 참조), 질화규소막으로 이루어지는 층 (도 10 에서의 부호 401 참조) 의 3층 구조를 갖는 막으로서 형성되어 있다. 질화규소막은 그 하층의 알루미늄층과 질화티탄층을 덮도록 조금 큰 크기로 패터닝되어 있다.

제4 층에는, 데이터선 (6a) 과 동일 막으로서, 용량배선용 중계층 (6a1) 및 제2 중계전극 (6a2) 이 형성되어 있다. 이들은 도 9 에 나타낸 바와 같이 평면적으로 보면, 데이터선 (6a) 과 연속된 평면형상을 갖도록 형성되어 있는 것은 아니고, 각각의 사이는 패터닝 상 분단되도록 형성되어 있다.

그리고 이들 용량배선용 중계층 (6a1) 및 제2 중계전극 (6a2) 은, 데이터선 (6a) 과 동일 막으로서 형성되어 있기 때문에, 하층부터 순서대로, 알루미늄으로 이루어지는 층, 질화티탄으로 이루어지는 층, 플라즈마 질화막으로 이루어지는 층의 3층 구조를 갖는다.

제2 층간절연막 (42) 에는, 용량배선용 중계층 (6a1) 과 축적 용량 (70) 의 상부전극인 용량전극 (300) 을 전기적으로 접속하는 컨택트 홀 (801) 이 개공되어 있다. 또한 제2 층간절연막 (42) 에는, 제2 중계전극 (6a2) 과 중계전극 (719) 를 전기적으로 접속하기 위한, 상기 콘택트 홀 (882) 이 형성되어 있다.

또한 상기 서술한 제4 층에 계속해서 제5 층에는, 본 발명에 관련되는 「상측 차광막」으로서 용량배선 (400) 이 형성되어 있다. 이 용량배선 (400) 은, 평면적으로 보면, 도 9 에 나타내는 바와 같이 도면 중 X 방향 및 Y 방향 각각에 연재하도록, 격자형상으로 형성되어 있다. 용량배선 (400) 중 도면중 Y 방향으로 연재하는 부분에 대해서는 특히, 데이터선 (6a) 을 덮도록, 또한 이 데이터선 (6a) 보다도 폭넓게 형성되어 있다. 또 도면중 X 방향으로 연재하는 부분에 대해서는 후술하는 제3 중계전극 (402) 을 형성하는 영역을 확보하기 위해, 각 화소전극 (9a) 의 한 변의 중앙 부근에 절결부를 갖는다.

또한 도 9 중 XY 방향 각각에 연재하는 용량배선 (400) 의 교차부분의 모서리부에 있어서는, 이 모서리부를 매우도록 하여, 대략 삼각형상의 부분이 형성되어 있다. 용량배선 (400) 에, 이 대략 삼각형상의 부분이 형성되어 있음으로써, TFT (30) 의 반도체층 (1a) 에 대한 광의 차폐를 효과적으로 행할 수 있다. 즉, 반도체층 (1a) 에 대해, 비스듬하게 위로부터 진입하는 광은, 이 삼각형상의 부분에서 반사 또는 흡수되게 되어 반도체층 (1a) 에는 도달하지 않게 된다. 용량배선 (400) 은 화소전극 (9a) 이 배치된 화상 표시 영역 (10a) 으로부터 그 주위로 연장 설치되어, 정전위원과 전기적으로 접속됨으로써 고정 전위로 되어 있다.

제4 층에는 이와 같은 용량배선 (400) 과 동일 막으로서, 제3 중계전극 (402) 이 형성되어 있다. 이 제3 중계전극 (402) 은, 후술하는 콘택트 홀 (804 및 89) 을 통해, 제2 중계전극 (6a2) 및 화소전극 (9a) 사이의 전기적 접속을 중계하는 기능을 갖는다. 또한 이들 용량배선 (400) 및 제3 중계전극 (402) 사이는, 평면형상적으로 연속하여 형성되어 있는 것이 아니라, 양자 사이는 패터닝 상에 분단되도록 형성되어 있다. 한편 상기 서술한 용량배선 (400) 및 제3 중계전극 (402) 은, 하층에 알루미늄으로 이루어지는 층, 상층에 질화티탄으로 이루어지는 층의 2층 구조를 갖고 있다.

제3 층간절연막 (43) 에는, 상기 용량배선 (400) 과 용량배선용 중계층 (6a1) 을 전기적으로 접속하기 위한 콘택트 홀 (803), 및 제3 중계전극 (402) 과 제2 중계전극 (6a2) 을 전기적으로 접속하기 위한 콘택트 홀 (804) 이 각각 개공되어 있다.

제6 층에는 화소전극 (9a) 하에는, NSG, PSG, BSG, BPSG 등의 실리케이트 유리막, 질화규소막이나 산화규소막 등, 혹은 바람직하게는 NSG 로 이루어지는 제4 층간절연막 (44) 이 형성되어 있다. 이 제4 층간절연막 (44) 에는, 화소전극 (9a) 및 상기 제3 중계전극 (402) 사이를 전기적으로 접속하기 위한 콘택트 홀 (89) 이 개공되어 있다. 화소전극 (9a) 와 TFT (30) 사이는 이 콘택트 홀 (89) 및 제3 중계층 (402) 및 상기 서술한 콘택트 홀 (804), 제2 중계층 (6a2), 콘텍트 홀 (882), 중계전극 (719), 콘택트 홀 (881), 하부전극 (71) 및 콘택트 홀 (83) 을 통해 전기적으로 접속되게 된다.

도 11 에 나타낸 바와 같이 제3 실시형태의 전기 광학 장치에서는 특히, 더미 영역에서의 더미 화소 차광막 (111d-3) 은, 더미 영역에서의 각 화소의 개구영역의 평면 패터닝인 8각형 (도 8 및 도 9 참조) 과 상사형임과 동시에 아일랜드형상의 평면 패터닝을 갖는다. 더미 화소 차광막 (111d-3) 은 주사선 (11a) 과 동일 층으로서 형성되어 있고, 차광성 및 도전성이 우수한 고융점 금속막 등으로 이루어진다.

제3 실시형태에 의하면, 각 더미 화소의 개구영역은, 아일랜드형상으로 분단되어 형성된 더미 화소 차광막 (111d-3) 에 의해 덮여져 있다. 이 때문에 제조공정 중의 열이력에 의해 더미 화소 차광막 (111d-3) 부근에 발생하는 응력을 완화시킬 수 있어 크랙 발생 방지에도 도움이 된다. 게다가 여기에서는 예컨대 각 개구영역에는, 그 개구영역의 가장자리를 따라 수㎛ 정도의 간극 (111s) 이 만들어지도록 아일랜드형상으로 형성되어 있어도, 개구영역과 상사형의 아일랜드형상의 하측 차광막 (111d-3) 을 가지므로, 제2 실시형태에서의 전체적으로 형성된 경우와 거의 동일하게 차광할 수도 있게 된다. 즉, 더미 화소 차광막 (111d-3) 에 의해 더미 영역에서의 차광기능은 충분히 얻어진다.

또한 아일랜드형상이기 때문에, 개개의 더미 화소 차광막 (111d-3) 을, 주사선 (11a) 으로부터 전기적으로 절연하는 것도 가능해지고 있고, 이에 의해 동일 차광막을 사용하여, 동일 층에 주사선 (11a) 및 더미 화소 차광막 (111d-3) 의 양자를 만들어 넣는 것이 가능해지고 있다. 하측 차광막 (11c) 은 아일랜드형상이기 때문에, 이 존재에 의해 스트라이프형상으로 가로방향 (행방향) 으로 연장되는 주사선 (11a) 을 쇼트시키는 등의 문제가 발생되는 일은 없다.

(제4 실시형태)

다음에 도 12 를 참조하여 본 발명의 제4 실시형태에 대해 설명한다. 여기에 도 12 는 제4 실시형태에서의, 더미 영역에서의 더미 화소 차광막의 평면 패턴을 나타내는 평면도이다.

제4 실시형태는, 상기 서술한 제1 실시형태와 비교하여, 더미 화소 차광막의 평면 패턴이 다르다. 그 외의 구성에 대해서는 제1 실시형태의 경우와 동일하다. 이 때문에, 제4 실시형태에 관련되는 도 12 에서는, 도 1 내지 도 6 에 나타낸 제1 실시형태의 경우와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 달아 이들의 설명은 적절하게 생략한다.

도 12 에 있어서 제4 실시형태의 전기 광학 장치에서는 더미 화소 차광막 (111d-4) 은 더미 영역에 스트라이프형상으로 분단되어 형성되어 있다.

본 실시형태에 의하면, 더미 화소 차광막 (111d-4) 은, 스트라이프형상으로 분단되어 형성되어 있기 때문에, 제조공정 중의 열이력에 의해 더미 화소 차광막 (111d-4) 부근에 발생하는 응력을 완화시킬 수 있어 크랙의 발생 방지에도 도움이 된다. 게다가 수㎛ 폭 정도의 간극 (111a) 이 형성되도록, 더미 화소 차광막 (111d-4) 이 형성되어 있어, 그 차광기능은 충분히 발휘된다.

또한 본 실시형태에서는 주사선을 따른 행방향 (가로방향) 으로, 더미 화소 차광막 (111d-4) 은 연달아 있으므로, 제3 실시형태와 같이 더미 화소 차광막 (111d-4) 과 동일 층으로 주사선을 구성하고, 게다가 더미 영역에서는 더미 화소 차광막 (111d-4) 이 주사선의 일부를 겸하도록 구성할 수도 있게 된다.

(제5 실시형태)

다음에 도 13 을 참조하여 본 발명의 제5 실시형태에 대해 설명한다. 여기에 도 13 은 제5 실시형태에서의 더미 영역에서의 더미 화소 차광막의 평면 패턴을 나타내는 평면도이다.

도 13 에 있어서, 제5 실시형태의 전기 광학 장치에서는, 더미 화소 차광막 (111d-5) 에는, 평면형상이 ㄷ자 형상인 슬릿 (111sl-1) 이 형성되어 있다.

본 실시형태에 의하면 더미 화소 차광막 (111d-5) 에는, 슬릿 (111sl-1) 이 형성되어 있으므로, 제조공정 중의 열이력에 의해 더미 화소 차광막 (111d-5) 부근에 발생하는 응력을 완화시킬 수 있어 크랙의 발생 방지에도 도움이 된다. 게다가 슬릿 (111sl-1) 의 폭을 수㎛ 정도로 함으로써, 더미 화소 차광막 (111d-5) 의 차광기능은 충분히 발휘된다.

또한 슬릿 (111s-1) 을 형성하는 것만으로, 더미 화소 차광막 (111d-5) 의 전체를 일체적으로 전기적 접속되어 있는 상태로 유지할 수 있다. 이 때문에 용량선, 접지배선 등, 더미 화소 차광막 (111d-5) 을 배선용량이 상대적으로 매우 큰, 하나의 배선으로서도 이용할 수도 있다.

(제6 실시형태)

다음으로 도 14 를 참조하여, 본 발명의 제6 실시형태에 대해 설명한다. 여기에 도 14 는 제6 실시형태에서의 더미 영역에서의 더미 화소 차광막의 평면 패턴을 나타내는 평면도이다.

도 14 에서 제6 실시형태의 전기 광학 장치에서는, 더미 화소 차광막 (111d-6) 에는, 주사선을 따른 방향 (가로방향) 으로 연장되는 길이형상의 슬릿 (111sl-2) 이 형성되어 있다.

본 실시형태에 의하면, 더미 화소 차광막 (111d-6) 에는 슬릿 (111sl-2) 이 형성되어 있으므로, 제조공정 중의 열이력에 의해 더미 화소 차광막 (111d-6) 부근에 발생하는 응력을 완화시킬 수 있어 크랙 발생 방지에도 도움이 된다. 그 외에, 슬릿의 존재에 의해 제5 실시형태와 대략 동일한 작용효과도 얻어진다.

(전자기기의 실시형태)

다음으로 이상 상세하게 설명한 전기 광학 장치를 라이트 밸브로서 사용한 전자기기의 일례인 투사형 컬러 표시장치의 실시형태에 대해 그 전체 구성, 특히 광학적인 구성에 대해 설명한다. 여기에 도 15 는 투사형 컬러 표시장치의 도식적 단면도이다.

도 15 에서 본 실시형태에서의 투사형 컬러 표시장치의 일례인 액정 프로젝터 (1100) 는, 구동회로가 TFT 어레이 기판 상에 탑재된 액정장치 (100) 를 포함하는 액정 모듈을 3개 준비하고, 각각 RGB용의 라이트 밸브 (100R, 100G 및 100B) 로서 사용한 프로젝터로서 구성되어 있다. 액정 프로젝터 (1100) 에서는, 메탈 할라이드 램프 등의 백색 광원의 램프 유닛 (1102) 으로부터 투사광이 발해지면, 3장의 미러 (1106) 및 2장의 다이크로익 미러 (1108) 에 의해, RGB 의 3원색에 대응하는 광성분 (R, G, B) 으로 나누어지고, 각 색에 대응하는 라이트 밸브 (100R, 100G 및 100B) 에 각각 도입된다. 이 때 특히 B 광은 긴 광로에 의한 광손실을 방지하기 위해, 입사 렌즈 (1122), 릴레이 렌즈 (1123) 및 출사 렌즈 (1124) 로 이루어지는 릴레이 렌즈계 (1121) 를 통해 도입된다. 그리고 라이트 밸브 (100R, 100G 및 100B) 에 의해 각각 변조된 3원색에 대응하는 광성분은 다이크로익 프리즘 (1112) 에 의해 다시 합성된 후, 투사 렌즈 (1114) 를 통해 스크린 (1120) 에 컬러 화상으로서 투사된다.

본 발명은 상기 서술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 청구범위 및 명세서 전체로부터 판독되는 발명의 요지 혹은 사상에 반하지 않는 범위에서 적절하게 변경할 수 있고, 이와 같은 변경을 수반하는 전기 광학 장치 및 전자기기도 역시 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것이다.

본 발명에서는 기판 상에 더미 화소 차광막이 형성되어, 같이 프레임 차광막의 옆으로부터 침입하는 입사광 중의 경사진 성분, 기판의 이면으로부터의 반사광 등의 복귀광 중의 경사진 성분, 이들 입사광이나 복귀광이 기판 상에서의 적층 구조 내에서 발생하는 다중 반사광이나 미광 성분 등이 더미 영역에 침입해도, 이것이 더미 화소전극의 개구영역을 통해 표시광 중에 섞여 들어가는 것을, 더미 화소차광막의 존재에 의해 효과적으로 방지할 수 있다. 그 결과, 더미 영역에서의 광침투 혹은 광누설에 기인하여 발생하는 표시화상의 가장자리 부근에서의 화질 열화현상을 저감할 수 있어, 최종적으로는 에지가 명확한 표시화상을 표시할 수 있게 된다. 또한 프로젝터와 같은 전자기기에서는, 투영된 표시화상의 에지가 매우 선명한 흑색이나 회색으로 할 수도 있게 되어, 종래의 희미한 에지의 표시화상과 비교하여, 사람의 시각상에서 현저하게 우수한 것으로 인식된다.

도 1 은 본 발명의 실시형태의 전기 광학 장치의 화상 표시 영역을 구성하는 각종 소자, 배선 등의 등가회로를, 그 주변구동회로와 함께 나타낸 회로도.

도 2 는 제1 실시형태의 전기 광학 장치에서의 데이터선, 주사선, 화소전극 등이 형성된 TFT 어레이 기판이 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도.

도 3 은 도 2 의 A-A' 단면도.

도 4 는 TFT 어레이 기판을 그 위에 형성된 각 구성화소와 함께 대향기판측에서 본 평면도.

도 5 는 도 4 의 H-H' 단면도이다.

도 6 은 더미 영역에서의 차광 패턴을 나타내는 부분확대 평면도.

도 7 은 제2 실시형태에서의, 더미 영역에서의 더미 화소 차광막의 평면 패턴을 나타내는 평면도이다.

도 8 은 제3 실시형태에서의 데이터선, 주사선, 화소전극 등이 형성된 TFT 어레이 기판이 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도 (하층부분).

도 9 는 제3 실시형태에서의 데이터선, 주사선, 화소전극 등이 형성된 TFT 어레이 기판이 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도 (상층부분).

도 10 은 도 8 및 도 9 를 중첩한 경우의 A-A' 단면도.

도 11 은 제3 실시형태에서의 더미 영역에서의 하측 차광막의 평면 패턴을 나타내는 평면도.

도 12 는 제4 실시형태에서의 더미 영역에서의 하측 차광막의 평면 패턴을 나타내는 평면도.

도 13 은 제5 실시형태에서의 더미 영역에서의 하측 차광막의 평면 패턴을 나타내는 평면도.

도 14 는 제6 실시형태에서의 더미 영역에서의 하측 차광막의 평면 패턴을 나타내는 평면도; 및

도 15 는 본 발명의 전자기기의 실시형태의 일례인 컬러 액정 포로젝터를 나타내는 도식적 단면도.

※ 도면의 주요 부분의 주요 부호에 대한 설명※

1a : 반도체층 1a' : 채널영역

10 : TFT 어레이 기판 11a : 주사선

20 : 대향기판 30 : TFT

50 : 액정층 111d : 더미 화소 차광막

113a : 주사선 300 : 용량선

400 : 용량선

Claims (16)

1. 기판 상에 설치된 복수의 화소전극;

   상기 화소전극을 구동하기 위한 배선 및 전자소자 중 적어도 일방;

   상기 복수의 화소전극이 위치하는 화상 표시 영역;

   상기 복수의 화소전극이 위치하고, 상기 화상 표시 영역의 주변에 프레임 형상으로 위치하는 더미 영역; 및

   상기 기판 상에 상기 더미 화소전극으로서 기능하는 화소전극에서의 개구영역의 적어도 일부를 덮는 더미 화소 차광막을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 더미 화소 차광막은 상기 더미 영역에 아일랜드형상으로 분단되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 더미 화소 차광막은 상기 더미 영역 전체에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 더미 화소 차광막은 상기 더미 영역에 스트라이프형상으로 분단되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 더미 화소 차광막에는 슬릿이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 더미 화소 차광막은 상기 기판의 평탄한 표면 상에 직접 또는 평탄한 층간절연막을 통해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 더미 화소 차광막은 상기 배선 또는 전자소자 중 적어도 일방의 하층측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 배선 및 전자소자 중 적어도 일방은, 상기 화소전극을 스위칭 제어하는 박막 트랜지스터 및 상기 박막 트랜지스터에 접속된 주사선 및 데이터선을 포함하고,

   상기 기판 상에 상기 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역을 하층측에서부터 덮는 하측 차광막을 더 구비하고,

   상기 더미 화소 차광막은 상기 하측 차광막과 동일 막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 하측 차광막은 상기 주사선의 적어도 일부를 겸하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 기판 상에 상기 화소전극에 축적 용량을 부여하기 위한 용량선을 더 구비하고,

    상기 더미 화소 차광막과 상기 용량선은 동일 도전막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 기판 상에,

    상기 데이터선에 화상신호를 공급하는 화상신호 공급회로; 및

    상기 주사선에 주사신호를 공급하기 위한 주사신호 공급회로를 더 구비하고,

    상기 화상신호 공급회로 및 상기 주사신호 공급회로 중 적어도 일방은, 단부로부터 최초로 출력되는 신호를 상기 박막 트랜지스터에 접속되어 있지 않은 더미의 데이터선 또는 주사선에 대해 공급하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 더미 화소 차광막은 고정 전위원 또는 고정 전위 배선에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 더미 화소 차광막은 부유 전위로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
14. 제 1 항에 있어서,

    상기 복수의 화소전극에 화상신호를 공급하는 화상신호 공급수단을 더 구비하고,

    상기 화상신호 공급수단은 상기 더미 화소전극으로서 기능하는 화소전극에 대해 중간조의 화상신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
15. 제 1 항에 있어서,

    상기 기판과의 사이에 전기 광학 물질을 협지하도록 상기 기판에 대향배치된 대향기판; 및

    상기 대향기판 상의 상기 더미 영역에 대향하는 영역에 프레임 차광막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 전기 광학 장치를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자기기.