(57)【要約】【課題】  マトリクス構造の構成要素を静電気破壊から効果的に保護することができるマトリクス構造および電子機器を提供する。【解決手段】  Ｘ軸方向に配置された複数のゲート線４ａ，４ｂ，４ｃとＹ軸方向に配置された複数のデータ線３ａ，３ｂ，３ｃとが格子状に交差している構造と、前記交差の部位に配置されたＴＦＴ２と、ＴＦＴ２を流れる信号で駆動される液晶画素１と、基準電位にされる共通電極線５と、ゲート線４ａ，４ｂ，４ｃと共通電極線５との間と、データ線３ａ，３ｂ，３ｃと共通電極線５との間と、のうちの少なくとも一方に配置されたコンデンサＣとを有することを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ軸方向に配置された複数のゲート線とＹ軸方向に配置された複数のデータ線とが互いに交差している構造と、
前記交差の部位に配置されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に対応して配置された画素電極と、
基準電位にされる共通電極線と、
前記ゲート線と共通電極線との間と、前記データ線と共通電極線との間と、のうちの少なくとも一方に配置されたコンデンサとを有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記コンデンサは、電気光学装置の構成要素を静電気破壊から保護するものであることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記コンデンサの容量は、前記スイッチング素子の制御端と入力端間の容量を第１容量として、該スイッチング素子の制御端と出力端間の容量を第２容量としたときに、該第１容量又は第２容量の１０倍以上あ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。
【請求項４】
前記コンデンサの容量は、該コンデンサの一端が接続されている前記ゲート線又はデータ線に印加される信号の内容を変えない容量であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項５】
１本の前記ゲート線又はデータ線に接続されている前記コンデンサの容量は、該１本のゲート線又はデータ線に接続されている複数の前記スイッチング素子の前記第１容量又は第２容量の合計の５０パーセント以下であ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。
【請求項６】
１本の前記ゲート線又はデータ線に接続されている前記コンデンサの容量は、該１本の前記ゲート線又はデータ線に接続されている複数の前記スイッチング素子の前記第１容量又は第２容量の合計の５パーセントから３０パーセントの範囲内であ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。
【請求項７】
前記コンデンサは、電気光学装置の外周近傍に配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項８】
前記電気光学装置は、液晶表示装置の構成要素であり、
前記駆動素子は、前記画素電極と対向電極とで挟持された液晶を有してなる画素であり、
前記スイッチング素子は、薄膜トランジスタであり、
前記薄膜トランジスタのゲートは、前記ゲート線に接続されており、
前記薄膜トランジスタは、前記ゲート線に供給される信号に基づいて、前記データ線から信号を前記画素電極に供給するものであ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。
【請求項９】
前記コンデンサは、前記液晶表示装置の表示領域の周辺に配置される周辺見切りに重なるように配置されてい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１０】
前記コンデンサは、前記薄膜トランジスタの形成工程で形成されたものであることを特徴とする請求項８又は９に記載の電気光学装置。
【請求項１１】
前記コンデンサは、対向する一対の第１電極及び第２電極と、該第１電極と第２電極とで挟持されている絶縁膜とを有しており、
前記コンデンサの第１電極は、前記薄膜トランジスタのゲート電極と同一の構成材料からなり、
前記コンデンサの絶縁膜は、前記薄膜トランジスタのゲート絶縁膜と同一の構成材料からなり、
前記コンデンサの第２電極は、前記薄膜トランジスタのソース電極又はドレイン電極と同一の構成材料からなることを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項１２】
前記コンデンサは、対向する一対の第１電極及び第２電極と、該第１電極と第２電極とで挟持されている絶縁膜とを有しており、
前記コンデンサの第１電極は、前記薄膜トランジスタのゲート電極と同一の膜厚であり、
前記コンデンサの絶縁膜は、前記薄膜トランジスタのゲート絶縁膜と同一の膜厚であり、
前記コンデンサの第２電極は、前記薄膜トランジスタのソース電極又はドレイン電極と同一の膜厚であることを特徴とする請求項８から１１のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項１３】
前記コンデンサの絶縁膜の誘電率は、前記スイッチング素子の構成要素である絶縁膜の誘電率よりも高いことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項１４】
前記共通電極線は、電気光学装置の外周に沿って配置されていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の各画素領域を薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor,TFT）を用いて表示制御するＴＦＴ液晶表示装置は、薄型テレビ、パソコンのモニタ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、携帯電話などへの応用により、急速に市場が拡大している。ところで、ＴＦＴ液晶表示装置においては、その表示画面における特定部位で黒点又は白点のみが表示される点状欠陥、又は表示ムラなどの表示不良が生じる場合がある。このような表示不良は、各画素を駆動制御するＴＦＴが静電気などで破壊されることが有力な原因となる。この静電破壊は、ＴＦＴ液晶表示装置の製造工程における実装時、組み立て時又は出荷時、貯蔵時、出荷後の製品使用時などにおいて、温度及び湿度などの所定環境下での機械的又は電気的な接触などによって生じる。
【０００３】
従来の液晶表示装置の静電保護回路としては、走査線（ゲート線）又は信号線（データ線）と共通電極線（基準電位となる線）との間に、ＴＦＴからなる保護用ダイオードを配置したものがある。これは液晶表示装置の走査線又は信号線に、静電気による過大電圧が印加された場合、保護用ダイオードをなす保護用ＴＦＴがその過大電圧によりＯＮ状態となり、その静電気を共通電極線に流し、これにより画素駆動用のＴＦＴを保護しようとするものである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１０４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来の静電保護回路では、画素駆動用のＴＦＴなどを十分に保護できない場合がある。すなわち、静電気によって保護用ＴＦＴがＯＮ状態となるよりも速く、その静電気による電流が画素駆動用のＴＦＴのゲート絶縁膜などを破壊する場合がある。ＴＦＴのソース・ドレイン間の距離は一般に３〜４μｍあり、ゲート絶縁膜の厚みに比べて長い。これにより、保護用ＴＦＴのソース・ドレイン間を静電気が流れて走査線などに印加された過大電圧が許容電圧まで低下する前に、その過大電圧により画素駆動用及び保護用のＴＦＴのゲート絶縁膜を静電気が流れてその絶縁膜が破壊されてしまう。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、電気光学装置の構成要素を静電気破壊から効果的に保護することができる電気光学装置および電子機器の提供を目的とする。
また、本発明は、簡素な静電気保護回路により、電気光学装置におけるスイッチング素子などの構成要素を静電気破壊から効果的に保護することができる電気光学装置および電子機器の提供を目的とする。
また、本発明は、製造コストの上昇を抑えながら、電気光学装置の構成要素を静電気破壊から効果的に保護することができる電気光学装置および電子機器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の電気光学装置は、Ｘ軸方向に配置された複数のゲート線とＹ軸方向に配置された複数のデータ線とが互いに交差している構造と、前記交差の部位に配置されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に対応して配置された画素電極と、基準電位にされる共通電極線と、前記ゲート線と共通電極線との間と、前記データ線と共通電極線との間と、のうちの少なくとも一方に配置されたコンデンサとを有することを特徴とする。
本発明によれば、電気光学装置の構成要素を静電気破壊から効果的に保護することができる。例えば電気光学装置における一本のデータ線のある部位に静電気が加わってその部位に過大電圧が加わる場合がある。このとき、静電気の電荷は、そのデータ線と共通電極線との間に配置されたコンデンサに流れ込み、そのコンデンサを充放電する。これにより、静電気による過大電圧（例えば１０００ボルト）は、コンデンサによって急速に許容電圧（例えば１００ボルト）以下に低下する。したがって、本発明の電気光学装置は、スイッチング素子などが破壊される前に、静電気による過大電圧をスイッチング素子などの許容電圧以下に低下させることができ、構成要素を静電気破壊から効果的に保護することができる。
【０００７】
また、本発明の電気光学装置は、前記コンデンサが電気光学装置の構成要素を静電気破壊から保護するものであることが好ましい。
本発明によれば、前記コンデンサが静電保護機能のみを発揮することができるので、電気光学装置の本来の機能（表示機能など）をそのコンデンサが損なうことなく、電気光学装置の構成要素を静電気破壊から効果的に保護することができる。
【０００８】
また、本発明の電気光学装置は、前記コンデンサの容量が、前記スイッチング素子の制御端と入力端間の容量を第１容量として、該スイッチング素子の制御端と出力端間の容量を第２容量としたときに、該第１容量又は第２容量の１０倍以上あることが好ましい。
本発明によれば、電気光学装置の構成要素であるスイッチング素子を静電気破壊から効果的に保護することができる。例えば電気光学装置における一本のデータ線のある部位に静電気が加わってその部位に過大電圧が加わる場合がある。このとき過大電圧がＶ（ボルト）、その静電気の電荷Ｑ（クーロン）、静電気が加わった部位近傍のスイッチング素子の第１容量又は第２容量を静電容量Ｃ（ファラッド）とする。これらの関係は、下記数式（１）となる。
Ｖ＝Ｑ／Ｃ      （１）
すると、前記コンデンサがない場合、そのスイッチング素子に過大電圧（例えば１０００ボルト）がそのまま印加される。一方、前記コンデンサがある場合は、前記数式において静電容量Ｃがコンデンサの容量だけ加算される。そして、コンデンサの容量が第１容量又は第２容量の１０倍である場合は、下記数式（２）となる。
Ｖ＝Ｑ／１１Ｃ      （２）
したがって、本発明によれば、静電気の過大電圧（例えば１０００ボルト）を１／１０以下（１００ボルト以下）に低減することができる。
【０００９】
また、本発明の電気光学装置は、前記コンデンサの容量が、該コンデンサの一端が接続されている前記ゲート線又はデータ線に印加される信号の内容を変えない容量であることが好ましい。
そして、本発明の電気光学装置は、１本の前記ゲート線又はデータ線に接続されている前記コンデンサの容量が、該１本のゲート線又はデータ線に接続されている複数の前記スイッチング素子の前記第１容量又は第２容量の合計の５０パーセント以下であることが好ましい。
本発明によれば、例えば１本の前記ゲート線に２００個のスイッチング素子が接続されている場合、１つのスイッチング素子の静電容量Ｃに２００を掛けた２００Ｃの静電容量をゲート線が有することとなる。すると、コンデンサの容量が２００Ｃの５０パーセント以下とすると、１本のゲート線に１つのコンデンサが接続された場合、｛２００Ｃ＋２００Ｃ×０．５｝＝３００Ｃ以下の静電容量をゲート線が有することとなる。したがって、前記コンデンサをゲート線に接続したことによるそのゲート線全体での容量の増加が５０パーセント以下であるので、そのコンデンサがゲート線に印加される本来の走査信号などに影響を与えることを回避することができる。一方、静電気の破壊対象となる１個のスイッチング素子の容量に対してコンデンサの容量は１００倍近くあるので、静電気による過大電圧を１／１００近くまで低減させることができる。ここで、静電気の電荷量は、一般に、ゲート線又はデータ線に印加される本来の信号の信号源がら送出される電荷量に比較して、小さい。そこで、コンデンサは本来の信号に影響を与えることなく、静電気による過大電圧を充分に低減させることができる。
【００１０】
また、本発明の電気光学装置は、１本の前記ゲート線又はデータ線に接続されている前記コンデンサの容量が、該１本の前記ゲート線又はデータ線に接続されている複数の前記スイッチング素子の前記第１容量又は第２容量の合計の５パーセントから３０パーセント（特に１０パーセント位が好ましい）の範囲内であることが好ましい。
本発明によれば、１本のゲート線又はデータ線全体の容量に対してコンデンサの容量は５〜３０パーセントであるので、コンデンサがゲート線又はデータ線の本来の信号波形に影響を与えることを回避することができる。また、１本のゲート線又はデータ線に２００個のスイッチング素子が接続されているとした場合、１個のスイッチング素子の容量に対してコンデンサの容量は１０倍〜６０倍であるので、静電気による過大電圧を１／１０〜１／６０に低減させることができる。
【００１１】
また、本発明の電気光学装置は、前記コンデンサが電気光学装置の外周近傍に配置されていることが好ましい。
本発明によれば、電気光学装置におけるゲート線、データ線、共通電極線及びスイッチング素子などの本来の構成要素の配置に影響を与えることなく、静電保護用のコンデンサを複数配置することができる。したがって、本発明によれば、電気光学装置の各構成要素の高密度配置などを維持しながら、静電気破壊を効果的に防止することができる。
【００１２】
また、本発明の電気光学装置は、液晶表示装置の構成要素であり、前記駆動素子は前記画素電極と対向電極とで挟持された液晶を有してなる画素であり、前記スイッチング素子は薄膜トランジスタであり、前記薄膜トランジスタのゲートは前記ゲート線に接続されており、前記薄膜トランジスタは前記ゲート線に供給される信号に基づいて、前記データ線から信号を前記画素電極に供給するものであることが好ましい。
本発明によれば、液晶表示装置の薄膜トランジスタなどが静電気破壊することを効果的に回避することができる。したがって、本発明によれば、静電気に対して耐性の高い液晶表示装置を低コストで提供することができる。
【００１３】
また、本発明の電気光学装置は、前記コンデンサが前記液晶表示装置の表示領域の周辺に配置される周辺見切りに重なるように配置されていることが好ましい。
本発明によれば、液晶表示装置の表示領域にＴＦＴ及び画素電極などを高密度に配置しながら、静電気に対する耐性を高めることができる。したがって、高品位に画像を表示することができ、静電気に対する耐性が高くて、信頼性が高く長寿命の液晶表示装置を安価に提供することができる。
【００１４】
また、本発明の電気光学装置は、前記コンデンサが前記薄膜トランジスタの形成工程で形成されたものであることが好ましい。
本発明によれば、電気光学装置の製造時におけるＴＦＴの形成工程において保護用のコンデンサを形成することができる。したがって、本発明は、製造コストの上昇を抑えながら静電気に強い電気光学装置を提供することができる。
【００１５】
また、本発明の電気光学装置は、前記コンデンサが、対向する一対の第１電極及び第２電極と、該第１電極と第２電極とで挟持されている絶縁膜とを有しており、前記コンデンサの第１電極は前記薄膜トランジスタのゲート電極と同一の構成材料からなり、前記コンデンサの絶縁膜は前記薄膜トランジスタのゲート絶縁膜と同一の構成材料からなり、前記コンデンサの第２電極は前記薄膜トランジスタのソース電極又はドレイン電極と同一の構成材料からなることが好ましい。
本発明によれば、電気光学装置の製造時に、ＴＦＴのゲート電極を形成するときにコンデンサの第１電極を形成でき、ＴＦＴの絶縁膜を形成するときにコンデンサの絶縁膜を形成でき、ＴＦＴのソース電極又はドレイン電極を形成するときにコンデンサの第２電極を形成することができる。換言すれば、ＴＦＴのゲート電極の形成層と同一の層でコンデンサの第１電極を形成でき、ＴＦＴの絶縁膜の形成層と同一の層でコンデンサの絶縁膜を形成でき、ＴＦＴのソース電極又はドレイン電極の形成層と同一の層でコンデンサの第２電極を形成することができる。したがって、本発明は、静電気に強く、且つ安価な電気光学装置を提供することができる。
【００１６】
また、本発明の電気光学装置は、前記コンデンサが、対向する一対の第１電極及び第２電極と、該第１電極と第２電極とで挟持されている絶縁膜とを有しており、前記コンデンサの第１電極は前記薄膜トランジスタのゲート電極と同一の膜厚であり、前記コンデンサの絶縁膜は前記薄膜トランジスタのゲート絶縁膜と同一の膜厚であり、前記コンデンサの第２電極は前記薄膜トランジスタのソース電極又はドレイン電極と同一の膜厚であることが好ましい。
本発明によれば、静電気保護用のコンデンサを形成するときに、エッチング処理などによって第１電極、第２電極及び絶縁膜の厚さを調整することなどの工程を不要にすることができる。そこで、本発明は、さらに安価で、且つ静電気に強い電気光学装置を提供することができる。
【００１７】
また、本発明の電気光学装置は、前記コンデンサの絶縁膜の誘電率が前記スイッチング素子の構成要素である絶縁膜の誘電率よりも高いことが好ましい。
本発明によれば、静電気保護用のコンデンサの単位面積当たりの静電容量を高めることができる。したがって、静電気保護用のコンデンサの占有面積を低減しながら、静電気に対する保護効果を高めることができる。
【００１８】
また、本発明の電気光学装置は、前記共通電極線が電気光学装置の外周に沿って配置されていることが好ましい。
本発明によれば、静電気保護用のコンデンサを電気光学装置の外周に配置したときにそのコンデンサと共通電極線との距離を短くすることができる。そこで、本発明は、静電気に対する保護効果をより高めることができる。ここで、静電気保護用のコンデンサとゲート線又はデータ線との距離も短いことが好ましい。
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明の電子機器は、前記電気光学装置を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、静電気に対する耐性が高く、安価で且つ高性能な電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態に係る電気光学装置および電子機器について、図面を参照して説明する。以下に示す実施形態では、電気光学装置の一例として液晶表示装置の表示部（マトリクス構造）を挙げる。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係る電気光学装置の一例を示す回路図である。マトリクス構造（電気光学装置）１００は、ＴＦＴ駆動によるアクティブマトリクス方式の液晶表示装置の表示部をなすものである。そして、マトリクス構造１００は、Ｙ軸方向に配置された複数のデータ線３ａ，３ｂ，３ｃと、Ｘ軸方向に配置された複数のゲート線４ａ，４ｂ，４ｃとが格子状に交差している構造を有してなる。そして、マトリクス構造１００におけるデータ線３ａ，３ｂ，３ｃとゲート線４ａ，４ｂ，４ｃとの交差部位毎にＴＦＴ（スイッチング素子）２が配置されている。ＴＦＴ２は、スイッチング素子であり、データ線３ａ，３ｂ，３ｃと駆動素子である液晶画素１との間の信号伝送について制御するものである。このＴＦＴ２は、例えばｎチャネルＴＦＴとする。データ線３ａ，３ｂ，３ｃには、そのデータ線３ａ，３ｂ，３ｃの近傍に配置されているＴＦＴ２のソースが電気的に接続されている。ゲート線４ａ，４ｂ，４ｃには、そのゲート線４ａ，４ｂ，４ｃの近傍に配置されているＴＦＴ２のゲートが電気的に接続されている。
【００２２】
また、マトリクス構造１００におけるデータ線３ａ，３ｂ，３ｃとゲート線４ａ，４ｂ，４ｃとの交差部位毎に、液晶画素（駆動素子）１が配置されている。液晶画素１は、ＴＦＴ２を流れる信号で駆動される駆動素子をなす。そして、液晶画素１は、液晶を画素電極１ａと対向電極１ｂとで挟持する構成を有してなる。画素電極１ａは、ＴＦＴ２のドレインに電気的に接続されている。対向電極１ｂには基準電位（例えば０ボルトあるいは数ボルト）が印加されている構成となっている。なお、マトリクス構造１００において、液晶は画素毎に区画されているものではない。すなわち、液晶は、マトリクス構造１００の表示領域全体に区画されることなく介在されており、一対の基板に挟持されている。
【００２３】
このような構成のマトリクス構造１００は、ＴＦＴ２によって明暗などの表示状態が駆動制御される複数の液晶画素１が碁盤の目のように配置されており、所望形状の画像を表示することができる。画像表示においては、データ線３ａ，３ｂ，３ｃに画像信号（データ信号）が供給され、ゲート線４ａ，４ｂ，４ｃには走査信号が供給されることとなる。例えば、ゲート線４ａ，４ｂ，４ｃに順次印加されるパルス状の走査信号によって、各ＴＦＴ２が一定期間だけＯＮ（導通状態）となる。この一定期間に、データ線３ａ，３ｂ，３ｃに印加されている画像信号がＴＦＴ２を通って画素電極１ａに印加される。画素電極１ａに印加されされた画像信号（電位）は、液晶画素１において一定期間保持される。画素電極１ａと対向電極１ｂで挟持されている液晶は、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して、光の透過率を変調し、階調表示を可能にする。これにより、その液晶画素１は、一定期間、画像信号に応じたほぼ一定の明度になる。
【００２４】
例えば、マトリクス構造１００は、ノーマリホワイト型の表示部をなすものとする。すると、画像信号のレベルがゼロレベルのとき、その液晶画素１は白表示（最低状態）となる。画像信号のレベルが最大レベルのとき、その液晶画素１は黒表示（最大状態）となる。画像信号のレベルが中間レベルのとき、その液晶画素１は灰色（中間調）表示となる。なお、図１においては、画像信号を供給するデータ線駆動回路及び走査信号を供給するゲート線駆動回路は示していない。また、各液晶画素１にカラーフィルタを重ねることにより、カラー画像を表示する構成ともなる。
【００２５】
さらに、本実施形態のマトリクス構造１００は、共通電極線５と、コンデンサＣとを有している。共通電極線５は、基準電位にされる線状の導体である。ここで基準電位とは、例えば、画像信号又は走査信号の基準電位（Signal Ground）の意味としてもよく、筐体接地（Frame Ground）の意味としてもよい。そして、共通電極線５は、マトリクス構造１００の外周に沿って配置されていることとしてもよい。
【００２６】
コンデンサＣは、ゲート線４ａ，４ｂ，４ｃと共通電極線５との間、及びデータ線３ａ，３ｂ，３ｃと共通電極線５との間に、それぞれ配置されている。すなわち、コンデンサＣの一方端子はデータ線３ａ，３ｂ，３ｃ又はゲート線４ａ，４ｂ，４ｃのいずれか一つに接続され、そのコンデンサＣの他方端子は共通電極線５に接続されている。なお、コンデンサＣの端子とデータ線３ａ，３ｂ，３ｃ又はゲート線４ａ，４ｂ，４ｃとを接続する配線等はできるだけ短いことが好ましい。また、コンデンサＣの端子と共通電極線５とを接続する配線等もできるだけ短いことが好ましい。
【００２７】
このように配置されたコンデンサＣは、マトリクス構造１００のＴＦＴ２などの構成要素を静電気破壊から保護するものである。例えば、静電気がマトリク構造１００のゲート線４ａに入った場合、そのゲート線４ａは１０００ボルト位にまで電位が瞬間的に上昇することがある。しかし、ゲート線４ａに入った静電気の電荷は、ゲート線４ａをなす導電体を通って、先ず、ゲート線４ａと共通電極線５との間に配置されているコンデンサＣに入る。すると、ゲート線４ａの電位は、急激に低下し、ＴＦＴ２の耐圧電圧（例えば１００ボルト）以下となる。ここで、静電気の電荷が導電体を通ってコンデンサＣに入るのに要する時間は、ＴＦＴ２のゲート絶縁膜などを通り抜けるのに要する時間よりも短い。これらより、このゲート線４ａの電位低下は、ＴＦＴ２のゲートとソース又はドレインとの間を静電気の電荷が通ることによりそのＴＦＴ２が破壊される前に、行われる。
【００２８】
これらにより、本実施形態のマトリクス構造１００は、静電気によりＴＦＴ２などの構成要素が破壊されることを、コンデンサＣによって、従来よりも確実に回避することができる。そこで、本実施形態によれば、静電気に強いマトリクス構造１００を低コストで提供することができる。
【００２９】
また、コンデンサＣの容量は、１つのＴＦＴ２のゲートとソース間の容量を第１容量として、そのＴＦＴ２のゲートとドレイン間の容量を第２容量としたときに、その第１容量又は第２容量の１０倍以上あることが好ましい。このようにすると、静電気の電位（信号）に対しては、１つのＴＦＴ２の第１容量及び第２容量がコンデンサＣの容量だけ増えることと等価となる。すなわち、ＴＦＴ２の第１容量及び第２容量（Ｃ）が１０倍以上になったこととなる。そして、静電気の電荷Ｑ（クーロン）、静電容量Ｃ（ファラッド）及び電圧Ｖ（ボルト）の関係は
Ｖ＝Ｑ／Ｃ
である。そこで、本実施形態のマトリクス構造１００は、静電気の過大電圧（例えば１０００ボルト）を１／１０以下（１００ボルト以下）に低減することができる。
【００３０】
また、コンデンサＣの容量は、コンデンサの一端が接続されているゲート線４ａ，４ｂ，４ｃ又はデータ線３ａ，３ｂ，３ｃに印加される信号の内容を変えない容量であることが好ましい。換言すれば、データ線３ａ，３ｂ，３ｃに接続されているコンデンサＣの容量は、画像信号の内容を変えない容量であることが好ましい。また、ゲート線４ａ，４ｂ，４ｃ又に接続されているコンデンサＣの容量は、走査信号の内容を変えない容量であることが好ましい。
【００３１】
具体的には、例えば、１本のデータ線３ａ，３ｂ，３ｃに接続されているコンデンサＣの容量は、その１本のデータ線３ａ，３ｂ，３ｃに接続されている複数のＴＦＴ２の第１容量又は第２容量の合計の５０パーセント以下（又は５〜３０パーセント）であることが好ましい。さらに具体的には、１本のデータ線３ａ，３ｂ，３ｃに接続されているコンデンサＣの容量は、その１本のデータ線３ａ，３ｂ，３ｃに接続されている複数のＴＦＴ２の第１容量又は第２容量の合計の１０パーセント位であることが好ましい。
【００３２】
また、１本のゲート線４ａ，４ｂ，４ｃに接続されているコンデンサＣの容量は、その１本のゲート線４ａ，４ｂ，４ｃに接続されている複数のＴＦＴ２の第１容量又は第２容量の合計の５０パーセント以下（又は５〜３０パーセント）であることが好ましい。さらに具体的には、１本のゲート線４ａ，４ｂ，４ｃに接続されているコンデンサＣの容量は、その１本のゲート線４ａ，４ｂ，４ｃに接続されている複数のＴＦＴ２の第１容量又は第２容量の合計の１０パーセント位であることが好ましい。
【００３３】
このようにコンデンサＣの容量を１本のゲート線又はデータ線に接続されている複数のＴＦＴ２の第１容量又は第２容量の合計の１０パーセントとした場合について考察してみる。すると、例えば１本のゲート線４ａ，４ｂ，４ｃに２００個のＴＦＴ２が接続されている場合、１つのＴＦＴ２の第１容量又は第２容量（Ｃ）に２００を掛けた２００Ｃの静電容量を１本のゲート線４ａ，４ｂ，４ｃが有することとなる。すると、コンデンサの容量が２００Ｃの１０パーセントとすると、１本のゲート線４ａ，４ｂ，４ｃに１つのコンデンサＣが接続されている場合、
｛２００Ｃ＋２００Ｃ×０．１｝＝２２０Ｃ
の静電容量を１本のゲート線４ａ，４ｂ，４ｃが有することとなる。したがって、コンデンサＣをゲート線４ａ，４ｂ，４ｃに接続したことによるそのゲート線４ａ，４ｂ，４ｃ全体での容量の増加が１０パーセントであるので、そのコンデンサＣがゲート線４ａ，４ｂ，４ｃに印加される本来の走査信号に影響を与えることを回避することができる。
【００３４】
ここで、走査信号又は画像信号は、１本のデータ線３ａ，３ｂ，３ｃ又はゲート線４ａ，４ｂ，４ｃに接続される全てのＴＦＴ２に対して供給されるが、静電気によるマトリクス構造１００への影響は１つのＴＦＴ２に対して及ぼすと経験的に考えられる。そこで、上記の１本のゲート線４ａ，４ｂ，４ｃの場合、静電気の電圧に対しては、１つのＴＦＴ２の容量はコンデンサＣにより、
｛Ｃ＋２００Ｃ×０．１｝＝２１Ｃ
となる。したがって、静電気に対しては、コンデンサＣによりＴＦＴ２の容量が約２１倍となる。
【００３５】
これらにより、本実施形態のマトリクス構造１００は、本来の構成に対してコンデンサＣを追加することにより、走査信号及び画像信号による本来の動作を正確に実行でき、且つ、静電気による破壊を回避することができる。なお、走査信号又は画像信号に対するコンデンサＣの容量の影響を予め考慮して、その走査信号又は画像信号の波形を予め設定しておくこととしてもよい。
【００３６】
図２は本発明の他の実施形態に係るマトリクス構造２００の一例を示す回路図である。図２において図１の構成要素と同一のものには同一符号を付けている。マトリクス構造２００では、複数のコンデンサ２がマトリクス構造２００の外周近傍に配置されている。そして、共通電極線５はマトリクス構造２００の外周（４辺）に配置されている。複数のコンデンサ２は、マトリクス構造２００における共通電極線５の内側であってその共通電極線５の近傍に配置されている。したがって、複数のコンデンサ２は、マトリクス構造２００の４辺近傍にほぼ等間隔で配置されている。
【００３７】
また、コンデンサ２は、いわゆる周辺見切りの形成領域に重なる位置に配置されていることが好ましい。ここで、周辺見切りとは、マトリクス構造２００における表示領域（液晶画素１の配置領域）の周辺を囲むように配置される領域であり、例えば遮光性材料からなる部材が配置される領域である。なお、図２に示すゲート線駆動回路２０及びデータ線駆動回路３０は、マトリクス構造２００の構成要素としてもよく、マトリクス構造２００には含まれない（液晶表示装置の他の）構成部材としてもよい。ゲート線駆動回路２０はゲート線４ａ，４ｂ，４ｃに走査信号を出力するものである。データ線駆動回路３０は、データ線３ａ，３ｂ，３ｃに画像信号を出力するものである。
【００３８】
これらにより、マトリクス構造２００によれば、データ線３ａ，３ｂ，３ｃ、ゲート線４ａ，４ｂ，４ｃ、共通電極線５及びＴＦＴ２などの表示領域に配置される本来の構成要素の配置に影響を与えることなく、静電保護用のコンデンサ２を複数配置することができる。したがって、本実施形態によれば、マトリクス構造２００の表示領域における本来の構成要素の高密度配置などを維持しながら、静電気破壊を効果的に防止することができる。したがって、マトリクス構造２００を用いることにより、高品位に画像を表示することができ、静電気に対する耐性が高くて、信頼性が高く長寿命の液晶表示装置を安価に提供することができる。
【００３９】
また、本実施形態のマトリクス構造２００は、共通電極線５がマトリクス構造２００の外周に沿って配置されている。これにより、コンデンサＣと共通電極線５との距離を短くすることができる。そこで、マトリクス構造２００は、静電気に対する保護効果をより高めることができる。また、コンデンサＣとデータ線３ａ，３ｂ，３ｃ又はゲート線４ａ，４ｂ，４ｃとの距離も短いことが好ましい。
【００４０】
（液晶表示装置）
図３は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の要部を示す平面図である。この液晶表示装置の要部は、上記実施形態のマトリクス構造１００を有してなるものである。なお、図３において図１に示す構成要素と同一のものには同一符号を付けている。
【００４１】
本液晶表示装置の要部は、マトリクス構造１００に相当する構成をなすＴＦＴアレイ基板７を有する。そして、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板７上に、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide, 以下、ＩＴＯと略記する）等の透明導電膜からなる複数の画素電極１ａ（輪郭を破線で示す）がマトリクス状に配置されており、画素電極１ａの紙面縦方向に延びる辺に沿ってデータ線３（輪郭を２点鎖線で示す）が設けられ、紙面横方向に延びる辺に沿ってゲート線（走査線）４および容量線６（ともに輪郭を実線で示す）が設けられている。
【００４２】
本液晶表示装置の要部において、ゲート線４は、複数のデータ線３に交差する主ゲート線４Ａと、該主ゲート線４Ａから分岐して延びた分岐ゲート線４Ｂとを備え、ポリシリコン膜からなる半導体層（第１の容量電極）８（輪郭を１点鎖線で示す）には、分岐ゲート線４Ｂおよび主ゲート線４Ａに交差するＬ字状部８ａが形成されている。すなわち、このＬ字状部８ａは、主ゲート線４Ａおよび分岐ゲート線４Ｂと交差して、２つのチャネル領域を形成している。
【００４３】
半導体層８のＬ字状部８ａの両端にコンタクトホール９，１０が形成され、一方のコンタクトホール９はデータ線３と半導体層８のソース領域とを電気的に接続するソースコンタクトホールとなり、他方のコンタクトホール１０はドレイン電極１１（輪郭を２点鎖線で示す）と半導体層８のドレイン領域とを電気的に接続するドレインコンタクトホールとなっている。すなわち、ソースコンタクトホール９とドレインコンタクトホール１０とは、ゲート線４を挟んで互いに反対側に配設されている。また、ドレイン電極１１上のドレインコンタクトホール１０が設けられた側と反対側の端部には、ドレイン電極１１と画素電極１ａとを電気的に接続するための画素コンタクトホール１２が形成されている。
【００４４】
本液晶表示装置の要部におけるＴＦＴ２は、半導体層８のＬ字状部８ａで主ゲート線４Ａおよび分岐ゲート線４Ｂに交差しており、半導体層８とゲート線４が２回交差していることになるため、１つの半導体層上に２つのゲートを有するＴＦＴ、いわゆるデュアルゲート型ＴＦＴを構成する。また、容量線６はゲート線４に沿って紙面横方向に並ぶ画素を貫くように延びるとともに、分岐した一部６ａがデータ線３に沿って紙面縦方向に延びている。そこで、ともにデータ線３に沿った半導体層８と容量線６とによって蓄積容量５が形成されている。なお、本実施形態では、分岐ゲート線４Ｂの半分を、データ線３の幅を拡げた幅広部３Ａで覆うことにより、この部分のチャネル領域に光が入ることを抑制している。
【００４５】
図４は、ＴＦＴアレイ基板７の断面構造を示す図である。図４に示すように、ＴＦＴアレイ基板７はガラス基板４１を支持基板として内面上に下地絶縁膜４２を介してＴＦＴ２が形成されている。該ＴＦＴ２は、ゲート線４、該ゲート線４からの電界によりチャネルが形成される半導体層８のチャネル領域５０、ゲート線４と半導体層８とを絶縁する絶縁薄膜であるゲート絶縁膜４４、データ線３、半導体層８のソース領域４９及びドレイン領域５１を備えている。
【００４６】
また、ゲート線４及びゲート絶縁膜４４上を含むガラス基板４１上には、ソース領域４９へ通じるソースコンタクトホール９及びドレイン領域５１へ通じるドレインコンタクトホール１０がそれぞれ形成された第１層間絶縁層５２が形成されている。つまり、データ線３は、第１層間絶縁層５２を貫通するソースコンタクトホール９を介してソース領域４９に電気的に接続されている。さらに、データ線３及び第１層間絶縁層５１上には、ドレイン領域５１へ通じるドレインコンタクトホール１０が形成された第２層間絶縁層５３が形成されている。つまり、ドレイン領域５１は、第１層間絶縁層５２及び第２層間絶縁層５３を貫通するドレインコンタクトホール１０を介してドレイン電極１１及び画素電極１ａに電気的に接続されている。また、第２層間絶縁層５３及び画素電極１ａ上には、ラビング処理により一定のラビング方向Ｙに配向処理が施された配向膜５４が設けられている。この配向膜５４は、ポリイミド系の高分子樹脂からなる水平配向膜である。
【００４７】
なお、上記幅広部（遮光層）３Ａ及び容量線（遮光層）６は、各画素の表示領域以外の領域を遮光するいわゆるブラックマトリクスとして機能する。すなわち、幅広部３Ａ及び容量線６は、ディスクリネーション部を隠す機能に加え、対向基板１５の側からの入射光がＴＦＴ２の半導体層８におけるチャネル領域５０、ソース領域４９及びドレイン領域５１等に侵入することを防止すると共に、コントラスト比の向上、カラーフィルタ色材の混色防止等の機能を有している。
【００４８】
本液晶表示装置の要部では、幅広部３Ａ及び容量線６と画素電極１ａとの重なり部（図３中のハッチング部分）が、画素電極１ａの周縁部分のうちラビング方向Ｙの逆方向側の周縁部分（ディスクリネーションが大きい領域）と重なる領域がラビング方向Ｙの順方向側の周縁部分（ディスクリネーションが小さい領域）よりも広く形成されている。すなわち、重なり部ａより重なり部ｂの幅が広いとともに、重なり部ｄより重なり部ｃの幅が広く設定され、重なり部が左右及び上下で非対称になっている。なお、これらの重なり部ａ，ｂ，ｃ，ｄの幅は、その部分で生じるディスクリネーションの範囲に応じて決定される。
【００４９】
図５はＴＦＴアレイ基板７を有してなる液晶表示装置４０の全体構成を示す平面図である。すなわち、図５は本実施形態の応用例に係る液晶表示装置４０の全体構成を示している。図６は図５に示す液晶表示装置４０の断面図である。液晶表示装置４０は、ＴＦＴアレイ基板７と対向基板１５とで液晶層１１６を挟持した構成を有している。
【００５０】
図５および図６において、ＴＦＴアレイ基板７の上には、シール材２８がその縁に沿って設けられており、その内側に並行して額縁としての遮光膜２９が設けられている。この遮光膜２９が設けられている領域が、上記「周辺見切り」の領域に該当し、遮光膜２９に重なる位置に図１及び図２に示すコンデンサＣが配置されている。
【００５１】
シール材２８の外側の領域には、データ線駆動回路１３０および外部回路接続端子３１がＴＦＴアレイ基板７の一辺に沿って設けられており、ゲート線駆動回路３２がこの一辺に隣接する２辺に沿って設けられている。ゲート線４に供給される走査信号遅延が問題にならないのならば、ゲート線駆動回路３２は片側だけでも良いことは言うまでもない。また、データ線駆動回路１３０を画像表示領域の辺に沿って両側に配列してもよい。例えば、奇数列のデータ線３は画像表示領域の一方の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給し、偶数列のデータ線３は前記画像表示領域の反対側の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給するようにしてもよい。このようにデータ線３を櫛歯状に駆動するようにすれば、データ線駆動回路の占有面積を拡張することができるため、複雑な回路を構成することが可能となる。さらに、ＴＦＴアレイ基板７の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられたゲート線駆動回路３２間をつなぐための複数の配線３３が設けられている。また、内側に対向電極が形成された対向基板１５のコーナー部の少なくとも１箇所には、ＴＦＴアレイ基板７と対向基板１５との間で電気的導通をとるための導通材３４が設けられている。そして、シール材２８とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板１５が該シール材２８によりＴＦＴアレイ基板７に固着されている。
【００５２】
本液晶表示装置４０では、幅広部３Ａ及び容量線６と画素電極１ａとの重なり部において、画素電極１ａの周縁部分のうちラビング方向Ｙの逆方向側の周縁部分と重なる領域がラビング方向Ｙの順方向側と重なる領域よりも広く形成されているので、ラビング方向で決まるディスクリネーションの大きさに応じて適切な大きさのブラックマトリクス（重なり部）が配置されて、開口部からディスクリネーションが出ることを防ぐことができるとともに、ディスクリネーションが小さい部分において必要以上に遮光しないことにより開口率を向上させることができる。
【００５３】
なお、上記液晶表示装置４０では、遮光層としてデータ線３の一部である幅広部３Ａ及び容量線６を用いたが、これらとは別に遮光層を設けても構わない。例えば、対向基板１５の内側にブラックマトリクスを形成してもよい。但し、本液晶表示装置４０のようにデータ線３の幅広部３Ａ及び容量線６をブラックマトリクスとしても機能させれば、別個にブラックマトリクスとなる遮光層を対向基板１５等に設ける必要が無く、構造の簡略化及び製造工程の削減を図ることができる。
【００５４】
さらに、液晶表示装置４０の構成要素であるＴＦＴアレイ基板７の製造工程では、コンデンサＣがＴＦＴ２の形成工程で形成されたものとしてもよい。例えばコンデンサＣは対向する一対の第１電極及び第２電極と、第１電極と第２電極とで挟持されている絶縁膜とで構成されているものとする。そして、コンデンサＣの第１電極はゲート線４と同一層であって、その層をエッチングなどしてゲート線４を形成すると同時にそのエッチングなどでコンデンサＣの第１電極を形成することとしてもよい。また、コンデンサＣの絶縁膜はゲート絶縁膜４４と同一層であって、その層をエッチングなどしてゲート絶縁膜４４を形成すると同時にそのエッチングなどでコンデンサＣの絶縁膜を形成することとしてもよい。また、コンデンサＣの第２電極はドレイン電極１１（又は幅広部３Ａあるいはデータ線３）と同一層であって、その層をエッチングなどしてドレイン電極１１を形成すると同時にそのエッチングなどでコンデンサＣの第２電極を形成することとしてもよい。
【００５５】
このようにすると、コンデンサＣの第１電極はＴＦＴ２のゲート線４と同一の構成材料からなり、コンデンサＣの絶縁膜はＴＦＴ２のゲート絶縁膜４４と同一の構成材料からなり、コンデンサＣの第２電極はＴＦＴ２のドレイン電極１１と同一の構成材料からなることとなる。したがって、ＴＦＴ２の形成工程において静電気保護用のコンデンサＣを形成することができる。そこで、製造コストの上昇を抑えながら静電気に強い液晶表示装置４０を提供することができる。
【００５６】
また、コンデンサＣの第１電極はゲート線４と同一の膜厚であり、コンデンサＣの絶縁膜はゲート絶縁膜４４と同一の膜厚であり、コンデンサＣの第２電極はドレイン電極１１と同一の膜厚であることとしてもよい。このようにすると、静電気保護用のコンデンサＣの形成において、第１電極、第２電極及び絶縁膜の厚さを調整するために、ＴＦＴ２の形成工程に別のエッチング処理などを追加することが不要となる。したがって、さらに安価で、且つ静電気に強い液晶表示装置４０を提供することができる。
【００５７】
また、コンデンサＣの絶縁膜は、ゲート絶縁膜４４とは別の層で形成してもよい。この場合、コンデンサＣの絶縁膜の誘電率は、ゲート絶縁膜４４の誘電率よりも高いことが好ましい。このようにすると、コンデンサＣをコンパクト化及び容量の増大化を図ることができ、コンパクトで高性能な液晶表示装置４０を提供することができる。
【００５８】
（電子機器）
次に、上記実施形態の液晶表示装置４０を構成要素とする他の電子機器について説明する。
図７（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図７（ａ）において、符号５００は携帯電話本体を示し、符号５０１は上記実施形態の液晶表示装置４０を有してなる表示部を示している。図７（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図７（ｂ）において、符号６００は時計本体を示し、符号６０１は上記実施形態の液晶表示装置４０を有してなる表示部を示している。図７（ｃ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図７（ｃ）において、符号７００は情報処理装置、符号７０１はキーボードなどの入力部、符号７０２は上記実施形態の液晶表示装置４０を有してなる表示部、符号７０３は情報処理装置本体を示している。
【００５９】
図７に示す電子機器は、上記実施形態の液晶表示装置４０を有しているので、静電気に対する耐性が高く、安価で且つ高性能な電子機器となることができる。
【００６０】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能であり、実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【００６１】
例えば、上記実施形態では、電気光学装置（マトリクス構造）の一例として液晶表示装置に用いられるものを挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電気光学装置を有する各種装置に適用することができる。本発明に係る電気光学装置及び電子機器の適用対象としては、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などからなるメモリ集積回路又は撮像素子集積回路などの電気光学装置が挙げられる。
【００６２】
また、上記実施形態ではノーマリホワイト型の液晶表示装置について説明したが、ノーマリブラック型の表示装置にも本発明を適用することができる。また、上記実施形態のマトリクス構造１００，２００では、コンデンサＣの一方端子の接続対象として共通電極線５を挙げている。本発明はこれに限定されるものではなく、共通電極線５以外の導体にコンデンサＣの一方端子を接続することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施形態に係るマトリクス構造(電気光学装置)を示す回路図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係るマトリクス構造を示す回路図である。
【図３】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の要部平面図である。
【図４】同上の液晶表示装置の要部断面図である。
【図５】同上の液晶表示装置の全体平面図である。
【図６】同上の液晶表示装置の全体断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る電子機器の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１…液晶画素、１ａ…画素電極、１ｂ…対向電極、２…ＴＦＴ、３ａ，３ｂ，３ｃ…データ線、４ａ，４ｂ，４ｃ…ゲート線（走査線）、５…共通電極線、１００，２００…マトリクス構造（電気光学装置）、コンデンサ…Ｃ
【図１】
2006267545.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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