有源矩阵衬底、光电装置、电子设备制造方法及图纸

提供了通过采用场反向驱动而能够谋求显示品质提高的液晶装置等中使用的一种有源矩阵衬底。本发明专利技术的有源矩阵衬底，具有多条数据线６ａ以及多条扫描线３ａ、与这些数据线６ａ、扫描线３ａ电连接的多个ＴＦＴ元件３０、以及分别电连接至ＴＦＴ元件３０的象素电极９。这样，构成ＴＦＴ元件３０的栅极电极３５和扫描线３ａ，在由不同的层构成的同时，还通过栅极接触孔２２而电连接，构成扫描线３ａ的层位于构成数据线６ａ的层的上层，且位于构成象素电极９的层的下层，扫描线３ａ的图案和数据线６ａ的图案以及象素电极９的图案在平面上部分重叠。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有源矩阵衬底、光电装置、电子设备，特别涉及适用于投影显示装置中安装的液晶光阀的有源矩阵衬底的结构。在液晶光阀的驱动方法中，为了防止液晶的烧结或老化，以往采用了点反向(dot reversal)、行反向(line reversal)、场反向(fieldreversal)等反向驱动方法。上述各反向驱动方法都有利有弊，在点反向或行反向的情况下，由于在相邻点的象素电极上施加了反极性的电压，因此，在相邻点间产生了水平电场，恐怕会由于由该水平电场所引起的旋转位移而产生光泄漏。如上所述，由于液晶光阀要求高清晰度的情况，因此，这种光泄漏引起对比度低下或数值孔径低下，从而成为显示品质低下的一个重要原因。因此，从这一观点来看，要求采用不发生水平电场的场反向驱动方法。专利技术目的但是，在已有的有源矩阵衬底的结构中，不能采用场反向驱动方法。其理由如下。在场反向驱动中，如果注意看例如是1条数据线，则对于由该数据线提供信号的所有的点，在某1场中都写入相同极性的图像信号(电压)。之后，在变到下一场的瞬间，提供给该数据线的图像信号的极性反向。此时，如果扫描线从显示区域的上侧向下侧扫描，则在显示区域上侧的点中，立即写入提供给该数据线的图像信号，相反，在下侧点中，成为象素电极一边保持前场写入的图像信号一边对数据线施加与其相反极性的图像信号的状态长时间存在的情况。此时，由于产生了象素电极和数据线的耦合，因此，在显示区域下侧的点中，由于数据线的影响而改变了象素电极的电位，从而存在所谓显示品质低下的缺陷。本专利技术是为了解决上述问题而作出的，目的在于提供通过采用场反向驱动而能够改善显示品质的一种液晶装置等的光电装置、其中使用的有源矩阵衬底以及电子设备。即，本专利技术的有源矩阵衬底不是那种与扫描线整体形成构成薄膜晶体管(Thin Film Transistor，以下简称为TFT)的栅极电极的结构，而是栅极电极使用与扫描线不同的层单独形成的，栅极电极和扫描线通过接触孔而电连接。这样，作为断面结构，构成扫描线的层位于构成数据线的层和构成象素电极的层之间的位置上，在平面上看，扫描线的图案部分重叠于数据线的图案和象素电极的图案上。由于这种结构，扫描线与数据线以及象素电极重叠的部分，作为屏蔽在“专利技术目的”一项中所述的“象素电极和数据线的耦合”的屏蔽层而起作用。由此，在显示区域的任何一个位置上，都很难引起由于数据线的影响而改变象素电极电位这样的现象，在使用本有源矩阵衬底的光电装置中可能变为场反向驱动。采用场反向驱动的结构，能够得到例如是高对比度、高数值孔径的液晶装置等的光电装置。作为屏蔽层，使用了有源矩阵衬底上的必要的扫描线，由于并不追加仅作为屏蔽层功能的个别的图案，因此，图案结构也不是特别复杂。本专利技术的有源矩阵衬底最好由包含金属的材料来形成所述扫描线。又，所述数据线最好也由包含金属的材料形成。作为“包含金属的材料”意味着可以由金属单层构成，也可以由含有金属膜的层叠膜构成。例如，向作为光调制单元而安装在投影显示装置上的液晶显示装置，照射远比具有例如是背光的直视型液晶显示器等要强的光。此时，如果光照射到作为象素开关元件而设置的TFT上，则光泄漏电流流过源极-漏极区域间，从而存在产生TFT的特性恶化、或在极端情况下产生误操作的问题。因此，以往通行的做法是将遮光膜作在有源矩阵衬底上，我们知道，在与各种布线分开形成遮光膜时，为了简化衬底结构，例如是以遮光性高的WSi(硅化钨)等材料形成扫描线，使其作为遮光膜兼扫描线。但是，特别是在后一种情况下，WSi这样的材料尽管在遮光性方面很优秀，但是其薄膜电阻会高至5Ω左右，从而出现由于扫描线的信号延迟而引起的显示品质低下的缺陷。又，由于仅仅在一个方向上配置遮光膜，因此，不能充分抑制光泄漏电流。相反，在本专利技术的有源矩阵衬底中，由于如果用诸如像铝这样含有金属的材料形成扫描线，则与上述WSi等相比，薄膜电阻会充分减小到0.1Ω，因此，即便是在60Hz以上的高频进行驱动，也能抑制由于扫描线的信号延迟而引起的显示品质的低下。同样，如果用含有金属的材料形成数据线，则也能抑制由于数据线的信号延迟而引起的显示品质的低下。特别是，如果扫描线、数据线全都由含有金属的材料制成，则由于这些扫描线或数据线作为遮光膜而起作用，遮光膜被配置为格子状，因此，能够充分抑制光泄漏电流。就所述栅极电极而言，尽管能够使用各种材料，但最好用多晶硅形成。在扫描线和栅极电极是整体形成的情况下，如果用金属形成扫描线，则栅极电极当然也都是金属的。但是，如果栅极电极是用金属形成的，则该金属通过制造加工中的例如是热处理工程而扩散到栅极绝缘膜中，从而，存在产生TFT的元件特性变为不稳定等问题。因此，在本专利技术的有源矩阵衬底中，由于扫描线和栅极电极是在不同的层上构成的，因此，能够分别选择双方的构成材料，在为了防止布线延迟而用金属形成扫描线的情况下，栅极电极也能够由多晶硅形成。其结果，能够稳定TFT的元件特性、能够提高可靠度。最好在构成TFT的沟道区的半导体层的下方设置遮光膜，使其通过层间绝缘膜，沿着所述扫描线和所述数据线的方向呈格子状延伸。如上所述，在扫描线或数据线由遮光性高的金属形成的情况下，这些扫描线或数据线作为遮光膜而起作用，能够阻止从衬底上方向TFT的光的入射。除此之外，在构成TFT的沟道区的半导体层的下方设置沿着扫描线和数据线的方向呈格子状延伸的遮光膜的情况下，能够阻止从衬底下方向TFT的光的入射。又，设置了与构成TFT的沟道区的半导体层之间形成存储电容的存储电容电极，存储电容电极也可以由与构成栅极电极的层相同的层形成而构成。根据该结构，写入象素电极的图像信号(电压)更加确定地被保持，同时，在形成构成存储电容的存储电容电极时，能够与栅极电极的形成同时进行，从而，没有使制造加工变复杂。在具有存储电容电极和遮光膜(半导体层下的遮光膜)的情况下，存储电容电极和遮光膜最好通过贯通这些存储电容电极和遮光膜之间的层间绝缘膜的接触孔而电连接。根据该结构，存储电容电极和遮光膜在成为共同电位的同时，由于通过层间绝缘膜而分别位于TFT的半导体层的上下，因此，能够在半导体层的上下形成2级的存储电容。其结果，能够增大一定占有面积的存储电容值、能够提高显示品质。或者是，为了得到一定的存储电容值而减小存储电容的占有面积，能够提高数值孔径。由于能够固定位于TFT下方的遮光膜的电位，因此能够改善TFT的工作稳定性。所述扫描线也可以这样构成，使其具有从扫描线主干开始沿着所述数据线突出的部分。同样，所述数据线也可以这样构成，使其具有从数据线主干开始沿着所述扫描线突出的部分。根据该结构，从扫描线主干或是数据线主干分枝出来并向垂直方向突出的部分能够构成遮光膜的一部分，从而能够使针对TFT的遮光性进一步提高。也可以这样构成设置与构成数据线的层相同的层构成的中继导电膜，使半导体层和象素电极通过中继导电膜而电连接。例如，在象素电极由氧化铟锡(Indium Tin Oxide，以下简称为ITO)等透明导电膜构成的情况下，中继导电膜的至少上表面最好由与透明导电膜进行欧姆接合的材料构成。根据该结构，通过设置中继导电膜，半导体层-象素电极间的层间距离即便长到1～2μm，也能避免在两者间用一个接触孔进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源矩阵衬底，在衬底主体上具有：相互交错设置的多条数据线以及多条扫描线；与这些数据线和扫描线电连接的多个薄膜晶体管；分别与所述多个薄膜晶体管电连接的多个象素电极； 其特征在于： 组成所述薄膜晶体管的栅极电极和所述扫描线在不同的层上构成，同时，通过贯穿所述栅极电极和所述扫描线间的层间绝缘膜的接触孔而电连接； 构成所述扫描线的层，位于比构成所述数据线的层还要上层的一侧，且位于比构成所述象素电极的层还要下层的一侧，所述扫描线的图案、所述数据线的图案以及所述象素电极的图案在水平面上部分重合。

【技术特征摘要】
JP 2002-7-22 212762/021.一种有源矩阵衬底，在衬底主体上具有相互交错设置的多条数据线以及多条扫描线；与这些数据线和扫描线电连接的多个薄膜晶体管；分别与所述多个薄膜晶体管电连接的多个象素电极；其特征在于组成所述薄膜晶体管的栅极电极和所述扫描线在不同的层上构成，同时，通过贯穿所述栅极电极和所述扫描线间的层间绝缘膜的接触孔而电连接；构成所述扫描线的层，位于比构成所述数据线的层还要上层的一侧，且位于比构成所述象素电极的层还要下层的一侧，所述扫描线的图案、所述数据线的图案以及所述象素电极的图案在水平面上部分重合。2.根据权利要求1所述的有源矩阵衬底，其特征在于所述扫描线由含有金属的材料形成。3.根据权利要求1或2所述的有源矩阵衬底，其特征在于所述数据线由含有金属的材料构成。4.根据权利要求1至3中任何一项所述的有源矩阵衬底，其特征在于所述栅极电极由多晶硅形成。5.根据权利要求1至4中任何一项所述的有源矩阵衬底，其特征在于在构成所述薄膜晶体管沟道区的半导体层的下方设置遮光膜，该膜通过层间绝缘膜，沿着所述扫描线和所述数据线的方向呈格子状延伸。6.根据权利要求1至5中任何一项所述的有源矩阵衬底，其特征在于设置在与构成所述薄膜晶体管沟道区的半导体层之间形成存储电容的存储电容电极，所述存储电容电极在与构成所述栅极电极的层相同的层上形成。7.根据权利要求6所述的有源矩阵衬底，其特征在于所述存储电容电极和所述遮光膜，通过贯通这些存储电容电极和遮光膜之间的层间绝缘膜的接触孔而电连接。8.根据权利要求1至7中任何一项所述的有源矩阵衬底，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤尚，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]