(57)【要約】【課題】精細度を高めることができる構造を備えた薄膜半導体装置、及びこの薄膜半導体装置を備えた、高精細で高開口率の電気光学装置を提供する。【解決手段】本発明の薄膜半導体装置は、基板上にマトリクス状に配列形成された画素電極２３と、各々の画素電極に対応して設けられたＴＦＴ素子２２と、各々のＴＦＴ素子２２に走査信号を供給するための走査線１２とを備えており、前記走査線１２は本線部１２ａと、該本線部と一体に形成され、前記ＴＦＴ素子２２の電極として機能する走査電極部１５ａ、１５ｂとを有しており、前記走査線１２の本線部１２ａが、前記走査電極部１５ａ、１５ｂよりも細い線幅を有する構成とされている。【選択図】　　　　図２
2004102030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にマトリクス状に配列形成された画素電極と、各々の画素電極に対応して設けられたスイッチング素子と、各々のスイッチング素子に走査信号を供給するための走査線とを備えた薄膜半導体装置であって、
前記走査線が、本線部と、該本線部と一体に形成され、前記スイッチング素子の電極として機能する走査電極部とを有しており、
前記走査線の本線部が、前記走査電極部よりも細い線幅に形成されたことを特徴とする薄膜半導体装置。
【請求項２】
前記本線部と前記走査電極部との接続部において、前記走査線が平面視テーパー状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の薄膜半導体装置。
【請求項３】
前記スイッチング素子が形成された半導体層と、前記走査線とが複数箇所で交差していることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜半導体装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の薄膜半導体装置を備えたことを特徴とする電気光学装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜半導体装置、電気光学装置及び電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、アクティブマトリクス型の電気光学装置の１ドット領域を示す平面構成図である。この図に示す電気光学装置のドット領域１１０には、互いに交差する向きに延在する複数のデータ線１１１と走査線１１２と、これらデータ線１１１と走査線１１２の交差点近傍に設けられたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子１２２と、前記ＴＦＴ素子１２２に接続された画素電極１２３と、この画素電極１２３と並列に接続された保持容量１１７とが、図示略の基板上に形成されている。前記ＴＦＴ素子１２２は、平面視Ｕ形の半導体層１２４に形成されており、この半導体層１２４の２本の腕部を横切る走査線１１２との交差領域が、ＴＦＴ素子１２２のチャネル領域１１５とされている。
上記電気光学装置は、実際に表示装置等として使用される場合には、図４に右上がりの斜線部で示す平面視格子状の遮光層１３０が対向側の基板に形成され、この遮光膜１３０に囲まれた矩形状の領域１３３が表示領域とされる。
また、この種の液晶表示装置の先行例としては特許文献１に記載のものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３６０８７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成を備えた電気光学装置は、例えば液晶表示装置やＥＬ（エレクトロルミネセンス）表示装置等に適用することができるが、近年、係る電気光学装置においては、表示装置の高精細化のために、画素電極や、画素電極を駆動するためのＴＦＴ素子、及び配線等が狭小化される傾向にある。このような高精細化が進んだ場合、図４に示すゲート線１１２の表示領域１３３に対する占有面積が相対的に大きくなる。このゲート線１１２は低抵抗の金属材料で構成されるため、表示領域１３３においては遮光部となり、その結果電気光学装置の開口率が低下するという問題がある。例えば、特許文献１にに開示された技術では、開口率向上のために、ＴＦＴのチャネル部と画素電極を重ねているが、パネルの高精細化が進み一画素の面積が小さくなった時に、更なる開口率の向上が課題となる。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであって、精細度を高めることができる構造を備えた薄膜半導体装置、及びこの薄膜半導体装置を備え、高精細で高開口率の電気光学装置を提供することを目的としている。
また本発明は、上記電気光学装置を備えた電子機器を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の薄膜半導体装置は、上記課題を解決するために、基板上にマトリクス状に配列形成された画素電極と、各々の画素電極に対応して設けられたスイッチング素子と、各々のスイッチング素子に走査信号を供給するための走査線とを備えた薄膜半導体装置であって、前記走査線が、本線部と、該本線部と一体に形成され、前記スイッチング素子の電極として機能する走査電極部とを有しており、前記走査線の本線部が、前記走査電極部よりも細い線幅に形成されたことを特徴としている。
前記走査電極部は、例えばスイッチング素子がＴＦＴ素子である場合には、ゲート電極として機能し、その線幅はＴＦＴ素子のゲート長となる。従って、この走査電極部の線幅はパネルの設計により決定されるものであり、その線幅の変更は困難である。そこで、本発明の薄膜半導体装置は、前記走査電極部に走査信号を伝達する前記走査線の本線部の線幅を、前記走査電極部の幅よりも細くすることで、電気光学装置等に適用した場合に、その表示領域における開口率の向上を実現することを可能にした。
【０００７】
次に、本発明に係る薄膜半導体装置においては、前記本線部と前記走査電極部との接続部において、前記走査線が平面視テーパー状に形成された構成とすることが好ましい。
線幅が互い異なる走査電極部と本線部とを有する走査線をエッチングにより形成する場合に、前記走査電極部と本線部との境界部を段差状にパターニングすると、走査電極部と本線部との接続部が鋭角に近い角部となるため、その角部にエッチングガスが滞留し易くなり、走査線を構成する金属材料とエッチングガスの残留成分との反応により走査線が局所的に細くなるコロージョンが生じる場合があるが、上記構成のように、走査電極部との接続部をテーパー状に形成することで、本線部と走査電極部との接続部におけるエッチングガスの滞留を効果的に防止することができ、上記コロージョンを防止することができる。
【０００８】
次に、本発明に係る薄膜半導体装置は、前記スイッチング素子が形成された半導体層と、前記走査線とが複数箇所で交差している構成とすることもできる。
上記構成によれば、マルチゲートのＴＦＴ素子を形成することができるので、素子のオフ抵抗が高くなり、リーク電流を低減することができる。
【０００９】
次に、本発明の電気光学装置は、先に記載の本発明の薄膜半導体装置を備えたことを特徴としている。係る構成によれば、高精細で高開口率の電気光学装置を提供することができる。
【００１０】
次に、本発明の電子機器は、先に記載の本発明の電気光学装置を備えたことを特徴としている。係る構成によれば、高精細で高開口率の本発明の電気光学装置により、明るく高品位の画像表示が可能な電子機器を提供することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る電気光学装置の配線構造を示す回路図であり、図２は、本発明に係る電気光学装置の１ドット領域を示す平面構成図であり、図３は、図２に示す電気光学装置に遮光層を備えた対向基板を取り付けた状態を示す平面構成図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態の電気光学装置は、複数の走査線１２と、走査線１２に対して交差する方向に延びる複数のデータ線１１と、各走査線１２と並列に延びる容量線１３とがそれぞれ配線された構成を有しており、走査線１２とデータ線１１との各交点付近に、ドット領域１０が設けられている。ドット領域１０の各々には、画素電極２３と、画素スイッチング用のＴＦＴ素子２２とが形成されており、画像信号が供給されるデータ線１１がＴＦＴ素子２２のソース領域に電気的に接続されている。また、ＴＦＴ素子２２のゲート電極には、走査線１２が電気的に接続されている。すなわち、本実施形態の電気光学装置は、マトリクス状に配列された各ドット領域１０に、前記データ線１１と、走査線１２と、ＴＦＴ素子２２と、画素電極２３とにより構成される本発明に係る薄膜半導体装置を有する構成とされている。
また、画素電極２３はＴＦＴ素子２２のドレインに電気的に接続されており、走査線１２から供給される走査信号によりＴＦＴ素子２２をスイッチングすることで、データ線１１から供給される画像信号を所定のタイミングで画素電極２３に書き込むことができるようになっている。また、画素電極２３に書き込まれた画像信号のリークを防止するために、上記画素電極２３と並列に保持容量１７が付加されており、保持容量１７を構成する一方の電極は容量線１３に電気的に接続されている。
【００１３】
上記の構造を有する電気光学装置においては、例えば、データ線１１により画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを供給するとともに、走査線１２から所定のタイミングで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ことで、前記画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを各画素に所定のタイミングで書き込むことができるようになっている。尚、上記画素信号Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次で供給してもよく、相隣接する複数のデータ線１１同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
【００１４】
次に、図２を参照して図１に示すドット領域１０の詳細な構成について説明する。
図２に示すように、ドット領域１０において互いに直交する向きに延在する走査線１２とデータ線１１とに囲まれた領域に画素電極２３が形成されており、前記データ線１１と走査線１２との交差点の近傍にＴＦＴ素子２２が形成されている。ＴＦＴ素子２２は、ポリシリコンからなる半導体層の一部を成す平面視略Ｕ形のＴＦＴ形成部２４に形成されており、この略Ｕ形のＴＦＴ形成部２４の一方（図示右側）の先端部には、データ線接続部２８が形成されており、このデータ線接続部２８のほぼ中央部において、データ線１１がコンタクトホール２８ａを介して電気的に接続されている。また、前記ＴＦＴ形成部２４の他方（図示左側）の先端部には画素電極接続部２５が形成されており、この画素電極接続部２５のほぼ中央部において、前記画素電極２３がコンタクトホール２５ａを介して電気的に接続されている。前記画素電極接続部２５からドット領域１０の中央部側に矩形状の容量電極２７が延設されている。
また、ドット領域１０を横切り、前記走査線１２と平行に延在する容量線１３は、ドット領域１０内で前記容量電極２７と対向する電極部２６を有しており、この電極部２６と容量電極２７とがドット領域１０の保持容量１７を構成している。
【００１５】
前記ＴＦＴ素子２２は、略Ｕ形のＴＦＴ形成部２４と走査線１２とが平面視において交差する２箇所にチャネル領域２４ａ、２４ｂが形成された、いわゆるダブルゲート型のＴＦＴ素子とされている。
本実施形態の電気光学装置では、図２に示すように、走査線１２とＴＦＴ形成部２４との交差位置に走査電極部１５ａ、１５ｂが形成されている。そして、これらの走査電極部１５ａ、１５ｂ以外の部分が、走査線１２の本線部１２ａとされており、その線幅は前記走査電極部１５ａ、１５ｂよりも狭く形成されている。前記本線部１２ａと前記走査電極部１５ａ、１５ｂとの接続部において、前記走査電極部１５ａ、１５ｂと、本線部１２ａとの線幅を合わせるように、走査電極部側から先窄まり状にテーパー部１６，１６が形成されている。
【００１６】
次に、図３に示すように、図２の電気光学装置に遮光層を備えた対向基板を取り付けた状態では、データ線１１と容量線１３に沿って平面視格子状の遮光層３０が配置され、遮光層３０に形成された矩形状の開口部がドット領域１０の表示領域３３とされる。図３に示すように、本実施形態の電気光学装置においては、走査線１２が上述の形状を備えていることで、表示領域３３における走査線１２の占有面積が小さくなり、その結果、電気光学装置の開口率を高めることができる。
ここで、仮に図３に示すドット領域１０において、画素ピッチが１５μｍ、保持容量１７の幅が１０μｍであるとすると、表示領域３３の面積は、３５×１５μｍ２となる。そして、表示領域３３と平面的に重なる保持容量部１７、ＴＦＴ素子２２による遮光面積を、表示領域３３の２０％とし、ＴＦＴ素子２２のチャネル長を４μｍ、チャネル幅を３μｍとした場合に、走査線１２の本線部１２ａの線幅を４μｍとしたときの表示領域３３の開口率と、前記本線部１２ａの線幅を２μｍとしたときの開口率とを比較すると、本線部１２ａの線幅を２μｍとすることで、開口率を４．２８％向上させることができる。
また、上記の計算よりも高精細化されている場合には、画素ピッチが小さくなると表示領域３３に占める走査線１２の面積率が大きくなるため、高精細の電気光学装置に適用した場合に、本発明は特に有効である。
【００１７】
また、図２に示すように、走査線１２の本線部１２ａと走査電極部１５ａ、１５ｂとの接続部には、走査電極部側から先窄まり状になるテーパー部１６，１６を有しており、この形状によって配線形成工程における加工不良を効果的に防止することが可能になっている。
つまり、仮に前記走査電極部１５ａと本線部１２ａとの境界部を段差状にパターニングしたとすると、走査電極部１５ａと本線部１２ａとの接続部が直角に近い角部となるため、その角部にエッチングガスが滞留し易くなり、走査線を構成する金属材料とエッチングガスの残留成分との反応により走査線が局所的に細くなるコロージョンが生じる場合があるが、図２に示す構成のように、走査電極部１５ａと本線部１２ａとの接続部を先窄まり状にすることで、本線部１２ａと走査電極部１５ａとの接続部に形成される角部を鈍角にすることができるので、エッチングガスの滞留を効果的に防止することができ、上記コロージョンを防止することができる。
電気光学装置の高精細化が進むと、さらにゲート電極幅が小さくなるため、上記コロージョンに起因する配線抵抗の増加や断線が起こり易くなるが、本実施形態の構成によれば、配線の加工不良に対するマージンを大きくすることができるので、高精細の電気光学装置に特に有効な技術であるといえる。
【００１８】
上記実施の形態では、表示領域３３と走査線１２とが平面的に重なる場合について説明したが、ＴＦＴ素子２２を構成する半導体層の種類等によりＴＦＴ形成部２４や走査線１２を覆う遮光膜を設けた電気光学装置にも本発明は有効に適用することができる。すなわち、ＴＦＴ形成部を覆う遮光膜が形成された電気光学装置に本発明を適用するならば、走査線の本線部が走査電極部よりも細い線幅を有して形成されているので、遮光されない領域に占める走査線の面積を低減して開口率を向上させることができ、また、走査線まで遮光膜で覆われた電気光学装置に適用するならば、走査線を覆う遮光膜を細くすることができ、その結果表示領域の開口率を向上させることができる。
【００１９】
尚、上記実施の形態では、スイッチング素子として、チャネル領域を２箇所備えたデュアルゲート型のＴＦＴ素子を用いた場合を例として説明したが、本発明の技術範囲はこれに限定されるものではなく、チャネル領域を３箇所以上備えたマルチゲート型のＴＦＴ素子、あるいはチャネル領域が１箇所であるシングルゲート型のＴＦＴ素子を用いる場合にも問題なく適用することができる。
また、上記実施の形態では、スイッチング素子としてポリシリコンの半導体層に形成されたＴＦＴ素子を備えた電気光学装置について説明したが、本発明の技術範囲はこれに限定されるものではなく、アモルファスシリコンの半導体層に形成されたＴＦＴ素子やＴＦＤ素子にも問題なく適用することができる。
【００２０】
（電子機器）
次に、上記実施の形態の電気光学装置を、液晶表示装置やＥＬ表示装置として備えた電子機器の例について説明する。
図５（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。この図において、符号５００は携帯電話本体を示し、符号５０１は上記実施の形態の電気光学装置を備えた表示部を示している。
【００２１】
図５（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。この図において、符号６００は時計本体を示し、符号６０１は上記実施の形態の電気光学装置を備えた表示部を示している。
【００２２】
図５（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。この図において、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７０３は情報処理装置本体、符号７０２は上記実施の形態の電気光学装置を備えた表示部を示している。
【００２３】
図５に示す各電子機器によれば、上記実施の形態の高精細化した場合にも高開口率を維持することができる電気光学装置を備えた表示部により、明るく高品位の表示を得ることができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明に係る薄膜半導体装置は、前記走査線が、本線部と、該本線部と一体に形成され、前記スイッチング素子の電極として機能する走査電極部とを有しており、前記走査線の本線部が、前記走査電極部よりも細い線幅に形成された構成により、電気光学装置に適用した場合に表示領域内に占める前記走査線の遮光面積を低減し、開口率の向上を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る電気光学装置の配線構造を示す回路図である。
【図２】図２は、本発明に係る電気光学装置の１ドット領域を示す平面構成図である。
【図３】図３は、図２に示す電気光学装置に遮光層を備えた対向基板を取り付けた状態を示す平面構成図である。
【図４】図４は、アクティブマトリクス型の電気光学装置の１ドット領域を示す平面構成図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る電子機器の例を示す斜視構成図である。
【符号の説明】
１０　ドット領域、１１　データ線、１２　走査線、１２ａ　本線部、１３　容量線、１５ａ、１５ｂ　走査電極部、１６　テーパー部、１７　保持容量、２２　ＴＦＴ素子（スイッチング素子）、２４　ＴＦＴ形成部（半導体層）
【図１】
2004102030.tif 000003
【図２】
2004102030.tif 000004
【図３】
2004102030.tif 000005
【図４】
2004102030.tif 000006
【図５】
2004102030.tif 000007