JP2001100250A - 透過液晶パネル、画像表示装置、パネル製造方法 - Google Patents

透過液晶パネル、画像表示装置、パネル製造方法

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JP2001100250A JP27951799A JP27951799A JP2001100250A JP 2001100250 A JP2001100250 A JP 2001100250A JP 27951799 A JP27951799 A JP 27951799A JP 27951799 A JP27951799 A JP 27951799A JP 2001100250 A JP2001100250 A JP 2001100250A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 上方から下方に光線が透過されるアクティブ
マトリクス方式の透過液晶パネルにおいて、光線が薄膜
トランジスタに照射されて動作が阻害されることを防止
する。 【解決手段】 薄膜トランジスタ203に上方から入射
する光線を、高反射性の上部金属膜207だけでなく低
透光性の光遮断膜216でも遮断する。透明基板201
の下面などで反射された光線が上部金属膜207の下面
や下部遮光膜202の上面で多重反射されると薄膜トラ
ンジスタ203まで到達する迷光となることがあるが、
上部金属膜207より下方で薄膜トランジスタ203よ
り上方には低反射性の光遮断膜216が位置しており、
下部遮光膜202より上方で薄膜トランジスタ203よ
り下方には低反射性の光吸収膜215が位置しているの
で、薄膜トランジスタ203まで到達する迷光も発生し
ない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、上方から下方に光
線が透過される透過液晶パネル、この透過液晶パネルを
利用してスクリーンに画像を表示する画像表示装置、透
過液晶パネルを製造するパネル製造方法、に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、液晶を利用してスクリーンに画像
を表示する画像表示装置が、液晶プロジェクタやプロジ
ェクションテレビとして実用化されている。このような
画像表示装置は、一般的に光源と透過液晶パネルとスク
リーンとを具備しており、光源が出射する光線を透過液
晶パネルに透過させてスクリーンに照射する。
【0003】ここで、このような透過液晶パネルの一従
来例を図10を参照して以下に説明する。なお、同図は
透過液晶パネルである液晶ライトバルブの要部を示す縦
断正面図である。また、ここでは説明を簡略化するた
め、液晶ライトバルブの各種層膜の積層方向において、
同図に示すように、便宜的に回路側を下方と呼称すると
ともに液晶側を上方と呼称する。
【0004】ここで透過液晶パネルの一従来例として例
示する液晶ライトバルブ100は、透明基板101、多
数の下部遮光膜102、多数の薄膜トランジスタである
TFT(Thin Film Transistor)103、複数のゲート電
極(図示せず)、複数のドレイン電極(図示せず)、複数の
データ電極104、複数の上部金属膜105、平坦化層
106、多数の個別電極107、封入液晶108、共通
電極109、対向基板110、等を主要部分として具備
している。
【0005】透明基板101は、無色透明な絶縁性のガ
ラス基板からなり、その上面に複数の下部遮光膜102
が積層されている。この下部遮光膜102は、高耐熱性
かつ低透光性のWSi(タングステンシリサイド)からな
り、下側から斜め上方への迷光から多数のTFT103
を個々に遮光する層厚およびパターンに形成されてい
る。
【0006】このTFT103は、層間絶縁膜111を
介して下部遮光膜102の上方に位置しており、ソース
領域とドレイン領域とが形成されている(図示せず)。そ
のソース領域にはデータ電極104が接続されており、
ドレイン領域にはドレイン電極(図示せず)が接続されて
いる。TFT103のゲート電極(図示せず)は、図面を
左右方向に通過するパターンの金属層からなり、TFT
103の略上面に位置している。
【0007】データ電極104は、図面を前後方向に貫
通するパターンのアルミニウム層からなり、層間絶縁膜
112を介してTFT103より上方に配置されてい
る。つまり、ゲート電極およびデータ電極104で行列
電極が形成されており、その交点の位置に多数のTFT
103が個々に配列されている。
【0008】上部金属膜105は、層間絶縁膜113を
介してデータ電極104の上方に位置する高反射性のア
ルミニウム層からなり、データ電極104をシールドす
る層厚およびパターンに形成されている。平坦化層10
6は、ポリイミド等の絶縁性の有機樹脂で上部金属膜1
05上に積層されており、その表面が平坦に形成されて
いる。
【0009】多数の個別電極107は、平坦化層106
の上面に形成された多数のITO(Indium Tin Oxide)層
からなり、多数のTFT103のドレイン電極に個々に
接続されている。より詳細には、前述のようにゲート電
極およびデータ電極104で行列電極が形成されている
ので、この行列電極で区分されて前後左右に配列された
多数の矩形区間がドットマトリクスの多数の表示画素に
対応している。そして、この多数の表示画素ごとに多数
の個別電極107が個々に形成されており、この個別電
極107がコンタクトホール(図示せず)を介して多数の
TFT103に個々に接続されている。
【0010】対向基板110も、無色透明な絶縁性のガ
ラス基板からなり、スペーサ部材(図示せず)などにより
平坦化層106の上方に所定の間隙を介して配置されて
いる。共通電極109もITO層からなり、対向基板1
10の下面に一様に形成されている。封入液晶108
は、平坦化層106と対向基板110との間隙に封入さ
れた液晶からなり、個別電極107と共通電極109に
より電界が印加される。
【0011】なお、上述のような積層構造からなる液晶
ライトバルブ100は、その外周部分に周辺回路(図示
せず)が形成されており、この周辺回路がゲート電極と
データ電極104とでTFT103にマトリクス接続さ
れている。さらに、下部遮光膜102は接地されてお
り、上部金属膜105は周辺回路の配線にも流用されて
いる。
【0012】上述のような構造の液晶ライトバルブ10
0は、光源やスクリーンとともに画像表示装置(図示せ
ず)の一部として利用される。このような画像表示装置
では、光源の光路上に液晶ライトバルブ100を介して
スクリーンが配置されており、光源が出射する光線が液
晶ライトバルブ100に上方から照射される。
【0013】このとき、画像表示装置は液晶ライトバル
ブ100の周辺回路に画像データをデータ入力するの
で、この周辺回路は画像データに対応した駆動信号をゲ
ート電極とデータ電極104とからTFT103まで出
力する。これでマトリクス配列されている多数のTFT
103が個々にオン/オフされるので、オン状態のTF
T103に接続されている個別電極107のみ駆動電圧
が印加される。
【0014】これで封入液晶108の透光性の有無がド
ットマトリクスの画像に対応して制御されるので、液晶
ライトバルブ100を上方から下方に透過する光線がス
クリーンに照射されることにより、このスクリーンにド
ットマトリクスの画像が表示されることになる。
【0015】上述のような液晶ライトバルブ100は、
TFT103により封入液晶108をアクティブマトリ
クス方式で駆動するので、この液晶ライトバルブ100
を利用した画像表示装置は、クロストークが発生しない
ドットマトリクスの画像を高精細に表示することができ
る。
【0016】なお、上述の液晶ライトバルブ100で
は、データ電極104を上部金属膜105でシールドし
ているので、データ電極104に電磁ノイズが侵入して
TFT103に誤動作が発生することも防止されてい
る。しかも、この上部金属膜105は周辺回路の配線に
も利用されているので、この配線を新規に形成する必要
がない。
【0017】なお、TFT103はLDD(Lightly Dop
ed Drain-Source)領域(図示せず)がポリシリコンからな
るので、そこに光線が入射するとリーク電流が発生して
動作特性が阻害されることになる。液晶ライトバルブ1
00は、上方から下方に光線が透過されるので、前述の
上部金属膜105には、TFT103に上方から入射す
る光線を遮光する機能も受け持たされている。
【0018】また、各種の層膜を積層した液晶ライトバ
ルブ100では、上方から下方に透過される光線が内部
反射されて迷光となることがある。しかし、上述の液晶
ライトバルブ100では、TFT103より下方に下部
遮光膜102が形成されているので、下方の透明基板1
01の下面で反射されて斜め上方に向かう迷光がTFT
103に直接に入射することが防止されている。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】上述の液晶ライトバル
ブ100では、封入液晶108をTFT103によりア
クティブマトリクス方式で駆動することができ、そのT
FT103に光線が入射することが上部金属膜105と
下部遮光膜102とで防止されている。
【0020】しかし、周辺回路の配線およびデータ電極
104のシールドとして機能する上部金属膜105は、
アルミニウムの層膜からなるため、その粒子の境界に微
細な間隙が存在する。このため、上部金属膜105は、
実際には入射する光線を良好に反射するが、光線の透過
を良好に遮断することは困難である。
【0021】このため、図示するように、上部金属膜1
05を透過した光線がTFT103に入射することが発
生しており、TFT103の動作特性が阻害されてい
る。これを防止するためには、上部金属膜105の膜厚
を増大させれば良いが、これでは平坦化層106の表面
の平滑性が悪化して開口率が低下することになる。
【0022】また、TFT103の上方に位置するデー
タ電極104もアルミニウムからなるため、入射する光
線を良好に反射するが透過を良好に遮断することは困難
である。下部遮光膜102は、その上部に位置するTF
T103の製造過程で高温に加熱されるため、高耐熱性
で低透光性のWSiで形成されているが、このWSiは入
射する光線を良好に反射する。
【0023】このため、下方の透明基板101の下面で
反射されて斜め上方に向かう迷光が、上部金属膜105
やデータ電極104の下面と下部遮光膜102の上面と
で多重反射されてTFT103に入射することも発生し
ており、これもTFT103の動作特性を阻害してい
る。
【0024】本発明は上述のような課題に鑑みてなされ
たものであり、薄膜トランジスタに光線が入射すること
が良好に防止されている透過液晶パネル、この透過液晶
パネルを利用して画像を良好に表示する画像表示装置、
薄膜トランジスタに光線が入射することが良好に防止さ
れている透過液晶パネルを製造するパネル製造方法、の
少なくとも一つを提供することを目的とする。
【0025】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の透過液晶
パネルは、絶縁性の透明基板より上方に、高耐熱性かつ
低透光性の下部遮光膜と、データ電極とゲート電極とド
レイン電極とが接続されている薄膜トランジスタと、前
記データ電極をシールドする高反射性の上部金属膜と、
上面が平坦化されている平坦化層と、前記薄膜トランジ
スタのドレイン電極に接続されている個別電極と、この
個別電極を介して前記薄膜トランジスタにより駆動され
る封入液晶と、この封入液晶を介して前記個別電極と対
向している共通電極と、この共通電極が下面に形成され
ていて前記封入液晶を封入している透明な対向基板と、
が少なくとも順番に位置しており、上方から下方に光線
が透過される透過液晶パネルであって、前記上部金属膜
より低透光性かつ低反射性の光遮断膜が前記薄膜トラン
ジスタより上方で前記上部金属膜より下方の位置に形成
されている。
【0026】従って、本発明の透過液晶パネルでは、封
入液晶の透光性の有無が薄膜トランジスタにより制御さ
れるので、透光性の画像をアクティブマトリクス方式で
生成することができ、上方から下方に透過される光線を
画像に対応した状態に規制することができる。薄膜トラ
ンジスタの上方には上部金属膜が位置しているので、薄
膜トランジスタに上方から入射する光線が上部金属膜に
より制限されている。ただし、この上部金属膜を透過す
る光線も発生するが、この上部金属膜より下方で薄膜ト
ランジスタより上方の位置には光遮断膜が位置してい
る。この光遮断膜は低透光性なので、上部金属膜を透過
して薄膜トランジスタに向かう光線が遮光される。さら
に、光遮断膜は低反射性なので、上部金属膜を透過した
光線が光遮断膜の上面と上部金属膜の下面とで多重反射
されて迷光となることも防止されている。また、薄膜ト
ランジスタの下方には高耐熱性かつ低透光性の下部遮光
膜が位置しているので、透明基板の下面などで反射され
た光線が薄膜トランジスタに直接に入射することが下部
遮光膜により防止されている。ただし、下部遮光膜は光
線を良好に反射するため、透明基板の下面などで反射さ
れた光線が上部金属膜の下面で反射されて下部遮光膜の
上面に入射すると、これが薄膜トランジスタまで到達す
る迷光となることがある。しかし、上部金属膜より下方
で薄膜トランジスタより上方の位置には光遮断膜が位置
しており、この光遮断膜は低透光性である。このため、
透明基板の下面などで反射されて上部金属膜の下面に向
かう光線が光遮断膜で遮光され、光線が上部金属膜の下
面と下部遮光膜の上面とで多重反射されて迷光となるこ
とが防止されている。さらに、光遮断膜は低反射性であ
るため、光線が光遮断膜の下面と下部遮光膜の上面とで
多重反射されて迷光となることも防止されている。
【0027】本発明の第二の透過液晶パネルでは、前記
上部金属膜より低反射性の光遮断膜が前記薄膜トランジ
スタより上方で前記上部金属膜より下方の位置に形成さ
れており、前記下部遮光膜より低反射性かつ高耐熱性の
光吸収膜が前記薄膜トランジスタより下方で前記下部遮
光膜より上方の位置に形成されている。
【0028】従って、本発明の透過液晶パネルでも、薄
膜トランジスタの上方には上部金属膜が位置しているの
で、薄膜トランジスタに上方から入射する光線が上部金
属膜により制限されている。また、薄膜トランジスタの
下方には高耐熱性かつ低透光性の下部遮光膜が位置して
いるので、透明基板の下面などで反射された光線が薄膜
トランジスタに直接に入射することが下部遮光膜により
防止されている。ただし、下部遮光膜は光線を良好に反
射するため、透明基板の下面などで反射された光線が上
部金属膜の下面で反射されて下部遮光膜の上面に入射す
ると、これが薄膜トランジスタまで到達する迷光となる
ことがある。しかし、上部金属膜より下方で薄膜トラン
ジスタより上方の位置には光遮断膜が位置しており、下
部遮光膜より上方で薄膜トランジスタより下方の位置に
は光吸収膜が位置している。このため、光線が光遮断膜
の下面や下部遮光膜の上面で反射された光線は光吸収膜
や光遮断膜に入射するが、この光吸収膜と光遮断膜とは
低反射性で入射する光線を減衰するので、多重反射によ
り迷光が発生することが防止されている。
【0029】本発明の第三の透過液晶パネルでは、前記
上部金属膜より低透光性かつ低反射性の光遮断膜が前記
薄膜トランジスタより上方で前記上部金属膜より下方の
位置に形成されており、前記下部遮光膜より低反射性か
つ高耐熱性の光吸収膜が前記薄膜トランジスタより下方
で前記下部遮光膜より上方の位置に形成されている。
【0030】従って、本発明の透過液晶パネルでも、薄
膜トランジスタの上方には上部金属膜が位置しているの
で、薄膜トランジスタに上方から入射する光線が上部金
属膜により制限されている。ただし、この上部金属膜を
透過する光線も発生するが、この上部金属膜より下方で
薄膜トランジスタより上方の位置には光遮断膜が位置し
ている。この光遮断膜は低透光性なので、上部金属膜を
透過して薄膜トランジスタに向かう光線が遮光される。
さらに、光遮断膜は低反射性なので、上部金属膜を透過
した光線が光遮断膜の上面と上部金属膜の下面とで多重
反射されて迷光となることも防止されている。また、薄
膜トランジスタの下方には高耐熱性かつ低透光性の下部
遮光膜が位置しているので、透明基板の下面などで反射
された光線が薄膜トランジスタに直接に入射することが
下部遮光膜により防止されている。ただし、下部遮光膜
は光線を良好に反射するため、透明基板の下面などで反
射された光線が上部金属膜の下面で反射されて下部遮光
膜の上面に入射すると、これが薄膜トランジスタまで到
達する迷光となることがある。しかし、上部金属膜より
下方で薄膜トランジスタより上方の位置には光遮断膜が
位置しており、下部遮光膜より上方で薄膜トランジスタ
より下方の位置には光吸収膜が位置している。このた
め、光線が光遮断膜の下面や下部遮光膜の上面で反射さ
れた光線は光吸収膜や光遮断膜に入射するが、この光吸
収膜と光遮断膜とは低反射性で入射する光線を減衰する
ので、多重反射により迷光が発生することが防止されて
いる。
【0031】上述のような透過液晶パネルにおいて、前
記光吸収膜が前記下部遮光膜の上面に同一パターンで直
接に積層されていることも可能である。この場合、光線
が下部遮光膜の上面で反射されることが光吸収膜により
確実に防止され、製造過程では光吸収膜と下部遮光膜と
が同時にパターニングされる。
【0032】上述のような透過液晶パネルにおいて、前
記光遮断膜が前記上部金属膜の下面に同一パターンで直
接に積層されていることも可能である。この場合、光線
が上部金属膜の下面で反射されることが光遮断膜により
確実に防止され、製造過程では上部金属膜と光遮断膜と
が同時にパターニングされる。
【0033】上述のような透過液晶パネルにおいて、前
記光遮断膜が導電性を有していることも可能である。こ
の場合、光遮断膜も上部金属膜と同様に導電性を発生す
るので、上部金属膜と光遮断膜とがデータ電極をシール
ドする。
【0034】本発明の画像表示装置は、光線を出射する
光源と、この光源が出射する光線が透過する位置に配置
された本発明の透過液晶パネルと、この透過液晶パネル
を透過した光線が照射されるスクリーンと、を具備して
いる。従って、本発明の画像表示装置では、光源が出射
する光線が透過液晶パネルを透過してスクリーンに照射
されるので、透過液晶パネルがアクティブマトリクス方
式で生成するドットマトリクスの画像がスクリーンに表
示される。
【0035】本発明の一のパネル製造方法は、本発明の
透過液晶パネルを製造するパネル製造方法であって、前
記透明基板の上面に高耐熱性かつ低透光性の第一機能層
を形成し、この第一機能層の上面に前記下部遮光膜より
低反射性の第二機能層を形成し、この第二機能層と前記
第一機能層とを同時にパターニングして前記下部遮光膜
と光吸収膜とを形成するようにした。従って、本発明の
パネル製造方法では、下部遮光膜の上面に光吸収膜が直
接に積層され、下部遮光膜と光吸収膜とが同一のパター
ンに形成される。
【0036】本発明の他のパネル製造方法は、本発明の
透過液晶パネルを製造するパネル製造方法であって、前
記データ電極を層間絶縁膜で封止し、この層間絶縁膜の
上面に前記上部金属膜より低透光性かつ低反射性の第三
機能層を形成し、この第三機能層の上面に高反射性の第
四機能層を形成し、この第四機能層と前記第三機能層と
を同時にパターニングして前記光遮断膜と前記上部金属
膜とを形成するようにした。従って、本発明のパネル製
造方法では、上部金属膜の下面に光遮断膜が直接に積層
され、上部金属膜と光吸収膜とが同一のパターンに形成
される。
【0037】なお、本発明では、透過液晶パネルの各種
層膜の積層方向において回路側を下方と呼称するととも
に液晶側を上方と呼称しているが、これは説明を簡略化
するために便宜的に使用しているものであり、実際の装
置の製造時や使用時の方向を限定するものではない。
【0038】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図1ない
し図9を参照して以下に説明する。ただし、本実施の形
態に関して前述した一従来例と同一の部分は、同一の名
称を使用して詳細な説明は省略する。また、本実施の形
態では、透過液晶パネルの各種層膜の積層方向において
回路側を下方と呼称するとともに液晶側を上方と呼称す
るが、これは説明を簡略化するために便宜的に使用する
ものであり、実際の装置の製造時や使用時の方向を限定
するものではない。
【0039】なお、図1は本発明の透過液晶パネルの実
施の一形態である液晶ライトバルブの回路部分の積層構
造を示し、(a)は平面図、(b)は(a)のAA′断面を示
す断面図、図2は画素部分を示す平面図、図3は画像表
示装置の全体構造を示す模式図、図4は三個の液晶ライ
トバルブの生成画像と一つの表示画像との関係を示す模
式図、図5はパネル製造方法の第一段階を示し、(a)は
図1(a)のAA′断面を示す断面図、(b)はBB′断面
を示す断面図、図6は同様に第二段階を示す断面図、図
7は同様に第三段階を示す断面図、図8は同様に最終段
階を示す断面図、図9は光照射強度とリーク電流との関
係を示す特性図、である。
【0040】本発明の透過液晶パネルの実施の一形態で
ある液晶ライトバルブ200は、一従来例として前述し
た液晶ライトバルブ100と同様に、透明基板201、
多数の下部遮光膜202、多数の薄膜トランジスタであ
るTFT203、複数のデータ電極204、複数のゲー
ト電極205、複数のドレイン電極206、複数の上部
金属膜207、平坦化層208、多数の個別電極20
9、封入液晶210、共通電極211、対向基板21
2、等を主要部分として具備している。
【0041】ただし、本実施の形態の液晶ライトバルブ
200は、前述した液晶ライトバルブ100とは相違し
て、図1に示すように、下部遮光膜202の上面には光
吸収膜215が位置しており、上部金属膜207の下面
には光遮断膜216が位置している。
【0042】より詳細には、図8に示すように、透明基
板201は絶縁性のガラス基板からなり、その上面には
下地絶縁膜221が一様に積層されている。下部遮光膜
202は、高耐熱性かつ低透光性のWSiからなり、下
地絶縁膜221の上面に積層されている。
【0043】下部遮光膜202は、150(nm)の膜厚に形
成されており、下側から斜め上方への迷光から多数のT
FT203を個々に遮光するパターンに形成されてい
る。光吸収膜215は、低反射性かつ高耐熱性のa-Si
からなり、下部遮光膜202の上面に直接に積層されて
いる。この光吸収膜215は、50(nm)の膜厚に形成され
ており、下部遮光膜202と同一パターンに形成されて
いる。
【0044】TFT203は、層間絶縁膜222を介し
て光吸収膜215の上方に位置しており、各種電極20
4〜206が接続されている。つまり、図2に示すよう
に、複数のデータ電極204および複数のゲート電極2
05で行列電極が形成されており、その交点の位置に多
数のTFT203が個々に配列されている。
【0045】より詳細には、ゲート電極205は、左右
方向に連通するパターンの金属層からなり、TFT20
3の中央上面にゲート絶縁膜223を介して対向してい
る。データ電極204は、前後方向に連通するパターン
のアルミニウム層からなり、層間絶縁膜224を介して
TFT203より上方に配置されている。
【0046】ドレイン電極206は、ゲート絶縁膜22
3の上面に形成されており、データ電極204とドレイ
ン電極206とはコンタクトホール225,226を介
してTFT203の両端のソース領域とドレイン領域と
に各々接続されているので、このTFT203の両端部
分と中央部分との境界にLDD領域227が形成されて
いる。
【0047】データ電極204の上方には、層間絶縁膜
228を介して光遮断膜216が位置しており、この光
遮断膜216の上面には上部金属膜207が直接に積層
されている。光遮断膜216は、上部金属膜207より
低透光性かつ低反射性で導電性のTiからなり、50(nm)
の膜厚に形成されている。上部金属膜207は、高反射
性のアルミニウムで500(nm)の膜厚に形成されており、
ここでは光遮断膜216と上部金属膜207とが、デー
タ電極204をシールドする同一のパターンに形成され
ている。
【0048】平坦化層208は、ポリイミド等の絶縁性
の有機樹脂で上部金属膜207上に積層されており、そ
の表面が平坦に形成されている。多数の個別電極209
は、平坦化層208の上面に表示画素ごとに形成された
多数のITO層からなり、コンタクトホール229を介
して多数のTFT203に個々に接続されている。
【0049】対向基板212も、無色透明な絶縁性のガ
ラス基板からなり、スペーサ部材(図示せず)などにより
平坦化層208の上方に所定の間隙を介して配置されて
いる。共通電極211もITO層からなり、対向基板2
12の下面に一様に形成されている。封入液晶210
は、平坦化層208と対向基板212との間隙に封入さ
れた液晶からなり、個別電極209と共通電極211に
より電界が印加される。
【0050】なお、本実施の形態の液晶ライトバルブ1
00も、その外周部分に周辺回路(図示せず)が形成され
ており、この周辺回路がデータ電極204とゲート電極
205とでTFT203にマトリクス接続されている。
さらに、下部遮光膜202は接地されており、上部金属
膜207と光遮断膜216とは周辺回路の配線にも流用
されている。
【0051】本実施の形態の液晶ライトバルブ200
は、画像表示装置である液晶プロジェクタシステム30
0に利用されている。この液晶プロジェクタシステム3
00は、図3に示すように、一個の光源301を具備し
ており、この光源301にコリメート光学系(図示せず)
が装着されている。
【0052】この光源301は、コリメート光学系が装
着されているので、光線を平行光束として出射する。こ
のコリメート光学系を介した光源301の光路には、ハ
ーフミラーや反射ミラーからなる分離光学系302が順
番に配置されており、この分離光学系302は、光路を
三つに分離する。
【0053】この分離光学系302の三つの光路には、
三個の液晶ライトバルブ200R,200G,200B
が一個ずつ配置されており、これらの各々にはRGB(R
ed,Green,Blue)の透過フィルタ(図示せず)が装着されて
いる。これら三個の透過フィルタは、光線のRGBに対
応した成分のみ透過するので、図4に示すように、三個
の液晶ライトバルブ200R,200G,200Bは、
フルカラー画像のRGBに対応した画像成分のみ生成す
る。
【0054】この三個の液晶ライトバルブ200R,2
00G,200Bを個々に透過した三つの光路には、一
個のプリズムからなる合成光学系303が配置されてお
り、この合成光学系303は、三面に個々に入射される
三つの光路を一つに合成して一面から出射する。
【0055】この合成光学系303から出射される一つ
の光路には結像光学系304を介して反射式のスクリー
ン305が配置されているので、結像光学系304は合
成光学系303から出射される一つの平行光束をスクリ
ーン305の表面に拡大して結像させる。
【0056】上述のような構成において、本実施の形態
の液晶ライトバルブ200も、一従来例の液晶ライトバ
ルブ100と同様に、封入液晶210の透光性の有無が
TFT203により制御されるので、透光性の画像をア
クティブマトリクス方式で生成することができ、上方か
ら下方に透過される光線を画像に対応した状態に規制す
ることができる。
【0057】このため、本実施の形態の液晶プロジェク
タシステム300では、図4に示すように、三個の液晶
ライトバルブ200R,200G,200BがRGB成
分の画像を個々に生成するので、スクリーン305にフ
ルカラーの画像を表示することができる。
【0058】本実施の形態の液晶ライトバルブ200
も、上方から下方に光線が透過されるとき、この光線が
LDD領域227に入射されるとTFT203の動作特
性が阻害される。TFT203の上方に位置する上部金
属膜207はアルミニウムからなるので、この上部金属
膜207を透過する光線も発生する。
【0059】しかし、本実施の形態の液晶ライトバルブ
200では、上部金属膜207の下面に光遮断膜216
が位置しており、この光遮断膜216が上部金属膜20
7より低透光性である。このため、図1に示すように、
上部金属膜207を透過してTFT203に向かう光線
が光遮断膜216により遮光されることになり、上部金
属膜207を透過した光線がTFT203のLDD領域
227に入射されることがない。
【0060】また、上述のように光線が液晶ライトバル
ブ200を上方から下方に透過されるとき、この光線が
透明基板201の下面で内部反射されて上部金属膜20
7やデータ電極204の下面に向かうこともある。
【0061】しかし、本実施の形態の液晶ライトバルブ
200では、前述のように上部金属膜207の下面に光
遮断膜216が位置しており、この光遮断膜216が上
部金属膜207より低反射性なので、この光遮断膜21
6の下面に入射する光線は減衰される。
【0062】一方、データ電極204の下面に入射する
光線は良好に反射されて下部遮光膜202の上面に向か
うことになるが、この下部遮光膜202の上面には光吸
収膜215が位置している。この光吸収膜215が下部
遮光膜202より低反射性なので、この光吸収膜215
の上面に入射する光線は減衰されることになる。
【0063】このため、本実施の形態の液晶ライトバル
ブ200では、透明基板201の下面で内部反射された
光線は、各部で多重反射される過程で光遮断膜216と
光吸収膜215とにより減衰されることになり、TFT
203のLDD領域227に高強度の迷光が入射するこ
とがない。
【0064】本実施の形態の液晶ライトバルブ200
は、上述のようにTFT203のLDD領域227に光
線が入射することが良好に防止されているので、TFT
203が安定に動作することができ、本実施の形態の液
晶プロジェクタシステム300は、カラー画像を良好な
品質で表示することができる。
【0065】特に、本実施の形態の液晶ライトバルブ2
00では、光吸収膜215が下部遮光膜202の上面に
同一パターンで直接に積層されているので、光線が下部
遮光膜202の上面で反射されることを光吸収膜215
により確実に防止することができ、その製造過程では光
吸収膜215と下部遮光膜202とを同時にパターニン
グすることができる。
【0066】また、光遮断膜216が上部金属膜207
の下面に同一パターンで直接に積層されているので、光
線が上部金属膜207の下面で反射されることを光遮断
膜216により確実に防止することができ、その製造過
程では上部金属膜207と光遮断膜216とを同時にパ
ターニングすることができる。
【0067】また、上部金属膜207はデータ電極20
4をシールドするとともに周辺回路の配線として利用さ
れているが、この上部金属膜207に直接に積層されて
いる光遮断膜216も導電性を有している。このため、
上部金属膜207と光遮断膜216とがデータ電極20
4を良好にシールドすることができ、上部金属膜207
と光遮断膜216とが周辺回路の低抵抗の配線として機
能することができる。
【0068】ここで、本実施の形態の液晶ライトバルブ
200を製造する方法を以下に説明する。まず、透明基
板201を用意し、図5(a)に示すように、この透明基
板201の表面にLPCVD(Low Pressure Chemical V
apor Deposition)法によりSiO2の下地絶縁膜221を
膜厚500(nm)に形成する。この下地絶縁膜221は、透
明基板201から各種層膜への不純物の混入を防止する
ものであり、この機能を実現する適当な膜厚に形成され
る。
【0069】さらに、この下地絶縁膜221の上面に、
スパッタリング法により膜厚150(nm)のWSi層401を
高耐熱性かつ低透光性の第一機能層として成膜し、この
WSi層401の上面に、プラズマCVD法により膜厚5
0(nm)のa-Si層402を低反射性の第二機能層として
成膜する。
【0070】そして、a-Si層402の上面にフォトレ
ジストで所定パターンのマスクを形成してからドライエ
ッチングを実行し、同図(b)に示すように、a-Si層4
02とWSi層401とを同時にパターニングして下部
遮光膜202と光吸収膜215とを同一パターンに形成
する。なお、下部遮光膜202は、後述するTFT20
3のアニールの温度に耐える材料により、TFT203
を遮光できる膜厚に形成されれば良い。
【0071】上述のように下部遮光膜202をWSiで
形成する場合、その膜厚は100(nm)以上であれば必要最
低限の遮光性を実現できるが、160(nm)以上が好ましく5
00(nm)以下で充分である。また、下部遮光膜202と光
吸収膜215とは、TFT203のLDD領域227を
良好に遮光するため、その中心からチャネル長の方向に
2.5(μm)ほどの範囲をカバーする形状にパターニングさ
れる。
【0072】つぎに、同図(c)に示すように、TEOS
を原料とした常圧CVD法によりSiO2の層間絶縁膜2
22を膜厚1000(nm)に形成する。この層間絶縁膜222
の膜厚は、導電性の下部遮光膜202をTFT203の
バックゲートとして作用させないために500(nm)以上と
することが好適であり、2000(nm)以下で充分である。
【0073】つぎに、層間絶縁膜222の表面にLPC
VD法により微量のボロンが含有されたa-Si層(図示
せず)を膜厚75(nm)に形成し、これを常温で強度400(mJ)
のエキシマレーザの照射により結晶化させてポリシリコ
ン層(図示せず)を形成する。なお、ボロンが含有された
a-Si層を形成するには、a-Siの成膜時にボロンを同
時に気相ドープし、ドーズ量を1E−17〜5E−17
/cm3程度とする。
【0074】さらに、このポリシリコン層の上面にLP
CVD法によりSiO2のゲート絶縁膜223の第一層
(図示せず)を膜厚10(nm)に形成し、この第一層とポリシ
リコン層とをフォトリソグラフィとエッチングによりア
イランド状にパターニングしてTFT203の活性層4
03を形成する。
【0075】つぎに、ゲート絶縁膜223の第一層の上
面にフォトレジストで所定パターンのマスクを形成し、
ここにリンPを加速電圧30(keV)でドーズ量3E+15a
toms/cm3まで導入し、TFT203の活性層403に
ソース/ドレイン領域を形成する。
【0076】さらに、TEOSを原料とした常圧CVD
法によりSiO2の第二層(図示せず)を膜厚90(nm)に形成
し、図6(a)に示すように、この第二層と前述の第一層
とでゲート絶縁膜223を形成する。その上面にn+
結晶シリコン(uc-n+Si)を膜厚70(nm)に成膜してから
スパッタリング法によりWSiを膜厚100(nm)に成膜し、
これらを同一形状にパターニングしてゲート電極205
を形成する。そして、このゲート電極205をマスクと
してイオン注入を実行することにより、TFT203の
活性層403にLDD領域227を形成する。
【0077】つぎに、同図(b)に示すように、ゲート絶
縁膜223に活性層403の一端まで到達するコンタク
トホール226をフォトリソグラフィ技術で形成してか
らチタンやアルミニウムなどで金属層(図示せず)を成膜
し、この金属層をドライエッチングでパターニングして
ドレイン電極206を形成する。
【0078】同様に、層間絶縁膜224を成膜してから
活性層403の他端まで到達するコンタクトホール22
5をフォトリソグラフィ技術で形成し、スパッタリング
法によりチタンやアルミニウムなどで金属層(図示せず)
を膜厚500(nm)に成膜し、この金属層をドライエッチン
グでパターニングしてデータ電極204を形成する。
【0079】これでTFT203が完成するので、図7
(a)に示すように、データ電極204の上方に層間絶縁
膜228を成膜し、この層間絶縁膜228の上面にスパ
ッタリング法により膜厚50(nm)のチタン層404を低透
光性かつ低反射性の第三機能層として成膜する。
【0080】さらに、このチタン層404の上面にスパ
ッタリング法により膜厚300(nm)のアルミニウム層40
5を高反射性の第四機能層として成膜し、同図(b)に示
すように、これらの金属層404,405をフォトリソ
グラフィ技術により同時にパターニングして光遮断膜2
16と上部金属膜207とを同一パターンに形成する。
【0081】つぎに、ポリイミド等の有機樹脂で膜厚1.
0(μm)の平坦化層208を成膜してから、ドライエッチ
ングでドレイン電極206まで到達するコンタクトホー
ル208を形成し、ITO層(図示せず)を成膜してから
表示画素の形状にパターニングして個別電極209を形
成する。
【0082】以後は従来と同様に、パッシベーションの
形成などを実行することで回路パネル410が完成する
ので、これにスペーサ(図示せず)と対向基板212とを
順番に接合し、対向基板212の下面と回路パネル41
0の上面との間隙に封入液晶210を注入することで液
晶ライトバルブ200が完成する。
【0083】上述の方法では、下部遮光膜202と光吸
収膜215とを一度に同一形状にパターニングすること
ができ、上部金属膜207と光遮断膜216とを一度に
同一形状にパターニングすることができるので、本実施
の形態の液晶ライトバルブ200の構造を簡単に製造す
ることができる。
【0084】なお、本発明者は実際に、従来の構造の液
晶ライトバルブと、その上部金属膜の下層として光遮断
膜を追加した液晶ライトバルブ(図示せず)とを上述のよ
うな寸法で試作し、光線を照射して発生するリーク電流
を測定した。光線はリーク電流の最大要因となる青色と
し、実際の使用状況を鑑みて上方から下方に照射した。
すると、図9に示すように、光遮断膜を追加した構造
は、従来の構造より確実にリーク電流が低減されている
ことが確認された。
【0085】なお、本発明は上記形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許
容する。例えば、上記形態では光吸収膜215をa-Si
で形成することを例示したが、これは必要な高耐熱性と
低反射性とを実現できれば良く、例えば、シリコンや窒
化チタンで形成することも可能である。
【0086】また、光吸収膜215の膜厚も前述の50(n
m)に限定されるものではなく、実際には各種条件を考慮
して最適に決定することが可能である。光吸収膜215
の膜厚は、入射する光線を良好に吸収するためには厚い
方が良いが、あまり厚いと表面の平滑性に問題が出るの
で、実用的には100(nm)以下が好適である。
【0087】同様に、上記形態では光遮断膜216をチ
タンで形成することを例示したが、これは必要な低透光
性と低反射性とを実現できれば良く、例えば、モリブデ
ンやタングステンで形成することも可能である。その膜
厚は入射する光線を良好に遮断するためには厚い方が良
いが、あまり厚いと表面の平滑性に問題が出るので、実
用的には50〜100(nm)程度が好適である。
【0088】さらに、上記形態では光吸収膜215が下
部遮光膜202の上面に直接に積層されていることを例
示したが、光吸収膜215は下部遮光膜202より上方
でTFT203より下方に位置すれば良い。同様に、上
記形態では光遮断膜216が上部金属膜207の下面に
直接に積層されていることを例示したが、この光遮断膜
216は上部金属膜207より下方でTFT203より
上方に位置すれば良い。
【0089】また、上記形態ではTFT203にLDD
領域227を形成することを例示したが、このLDD領
域227をTFT203に形成しないことも可能であ
る。ただし、本発明の液晶ライトバルブ200では、T
FT203のLDD領域227に光線が照射されること
を良好に防止できるので、TFT203にLDD領域2
27が存在する構造に好適である。
【0090】さらに、上記形態では三個の液晶ライトバ
ルブ200によりフルカラーで画像を表示する液晶プロ
ジェクタシステム300を画像表示装置として例示した
が、例えば、一個の液晶ライトバルブ200により白黒
画像を表示する画像表示装置(図示せず)なども実施可能
である。
【0091】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
【0092】本発明の第一の透過液晶パネルでは、上部
金属膜より下方で薄膜トランジスタより上方に低透光性
かつ低反射性の光遮断膜が位置していることにより、上
部金属膜を透過して薄膜トランジスタに向かう光線を光
遮断膜で遮光することができ、各部で多重反射される光
線も光遮断膜で減衰させることができるので、高強度の
迷光が薄膜トランジスタに入射することを防止でき、薄
膜トランジスタを良好に動作させてアクティブマトリク
スの画像を良好に生成することができる。
【0093】本発明の第二の透過液晶パネルでは、薄膜
トランジスタより上方で上部金属膜より下方に低反射性
の光遮断膜が位置しており、薄膜トランジスタより下方
で下部遮光膜より上方に低反射性かつ高耐熱性の光吸収
膜が位置していることにより、各部で多重反射される光
線を光遮断膜と光吸収膜とで減衰させることができるの
で、高強度の迷光が薄膜トランジスタに入射することを
防止でき、薄膜トランジスタを良好に動作させてアクテ
ィブマトリクスの画像を良好に生成することができる。
【0094】本発明の第三の透過液晶パネルでは、薄膜
トランジスタより上方で上部金属膜より下方に低透光性
かつ低反射性の光遮断膜が位置しており、薄膜トランジ
スタより下方で下部遮光膜より上方に低反射性かつ高耐
熱性の光吸収膜が位置していることにより、上部金属膜
を透過して薄膜トランジスタに向かう光線を光遮断膜で
遮光することができ、各部で多重反射される光線も光遮
断膜と光吸収膜とで減衰させることができるので、高強
度の迷光が薄膜トランジスタに入射することを防止で
き、薄膜トランジスタを良好に動作させてアクティブマ
トリクスの画像を良好に生成することができる。
【0095】また、上述のような透過液晶パネルにおい
て、光吸収膜が下部遮光膜の上面に同一パターンで直接
に積層されていることにより、光線が下部遮光膜の上面
で反射されることを光吸収膜により確実に防止すること
ができ、製造過程では光吸収膜と下部遮光膜とを同時に
パターニングできるので、透過液晶パネルを簡単に製造
することができる。
【0096】また、光遮断膜が上部金属膜の下面に同一
パターンで直接に積層されていることにより、光線が上
部金属膜の下面で反射されることを光遮断膜により確実
に防止することができ、製造過程では上部金属膜と光遮
断膜とを同時にパターニングできるので、透過液晶パネ
ルを簡単に製造することができる。
【0097】また、光遮断膜も上部金属膜と同様に導電
性を発生することにより、上部金属膜と光遮断膜とでデ
ータ電極をシールドすることができ、データ電極をシー
ルドする性能を向上させることができる。
【0098】本発明の画像表示装置では、光源が出射す
る光線が透過液晶パネルを透過してスクリーンに照射
し、透過液晶パネルがアクティブマトリクス方式で生成
するドットマトリクスの画像がスクリーンに表示される
ことにより、本発明の透過液晶パネルは薄膜トランジス
タを良好に動作させてアクティブマトリクスの画像を良
好に生成することができるので、良好な品質の画像をス
クリーンに表示することができる。
【0099】本発明の一のパネル製造方法では、下部遮
光膜の上面に光吸収膜を直接に積層し、下部遮光膜と光
吸収膜とを同一のパターンに形成することにより、光線
が下部遮光膜の上面で反射されることが光吸収膜により
確実に防止されている透過液晶パネルを製造することが
でき、透過液晶パネルを簡単に製造することができる。
【0100】本発明の他のパネル製造方法では、上部金
属膜の下面に光遮断膜を直接に積層し、上部金属膜と光
遮断膜とを同一のパターンに形成することにより、光線
が上部金属層の下面で反射されることが光遮断膜により
確実に防止されている透過液晶パネルを製造することが
でき、透過液晶パネルを簡単に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の透過液晶パネルの実施の一形態である
液晶ライトバルブの回路部分の積層構造を示し、(a)は
平面図、(b)は(a)のAA′断面を示す断面図である。
【図2】画素部分を示す平面図である。
【図3】画像表示装置の全体構造を示す模式図である。
【図4】三個の液晶ライトバルブの生成画像と一つの表
示画像との関係を示す模式図である。
【図5】パネル製造方法の第一段階を示し、(a)は図1
(a)のAA′断面を示す断面図、(b)はBB′断面を示
す断面図である。
【図6】同様に第二段階を示す断面図である。
【図7】同様に第三段階を示す断面図である。
【図8】同様に最終段階を示す断面図である。
【図9】光照射強度とリーク電流との関係を示す特性図
である。
【図10】透過液晶パネルである液晶ライトバルブの要
部を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
200 透過液晶パネルである液晶ライトバルブ 201 透明基板 202 下部遮光膜 203 薄膜トランジスタであるTFT 204 データ電極 205 ゲート電極 206 ドレイン電極 207 上部金属膜 208 平坦化層 209 個別電極 210 封入液晶 211 共通電極 212 対向基板 215 光吸収膜 216 光遮断膜 300 画像表示装置である液晶プロジェクタシステ
ム 301 光源 305 スクリーン 401 第一機能層であるWSi層 402 第二機能層であるa-Si層 404 第三機能層であるチタン層 405 第四機能層であるアルミニウム層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H088 EA15 HA08 HA14 MA20 2H091 FA34Y FB08 FD04 FD06 GA13 LA03 MA07 2H092 HA03 JA26 JB51 KA04 KB21 NA11 PA09 RA05 5C094 AA02 AA16 AA25 AA43 BA03 BA16 BA43 CA19 DA13 EA04 EA05 EA07 EA10 EB02 ED15 FB02 FB12 GA10 GB10

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性の透明基板より上方に、高耐熱性
    かつ低透光性の下部遮光膜と、データ電極とゲート電極
    とドレイン電極とが接続されている薄膜トランジスタ
    と、前記データ電極をシールドする高反射性の上部金属
    膜と、上面が平坦化されている平坦化層と、前記薄膜ト
    ランジスタのドレイン電極に接続されている個別電極
    と、この個別電極を介して前記薄膜トランジスタにより
    駆動される封入液晶と、この封入液晶を介して前記個別
    電極と対向している共通電極と、この共通電極が下面に
    形成されていて前記封入液晶を封入している透明な対向
    基板と、が少なくとも順番に位置しており、上方から下
    方に光線が透過される透過液晶パネルであって、 前記上部金属膜より低透光性かつ低反射性の光遮断膜が
    前記薄膜トランジスタより上方で前記上部金属膜より下
    方の位置に形成されていることを特徴とする透過液晶パ
    ネル。
  2. 【請求項2】 絶縁性の透明基板より上方に、高耐熱性
    かつ低透光性の下部遮光膜と、データ電極とゲート電極
    とドレイン電極とが接続されている薄膜トランジスタ
    と、前記データ電極をシールドする高反射性の上部金属
    膜と、上面が平坦化されている平坦化層と、前記薄膜ト
    ランジスタのドレイン電極に接続されている個別電極
    と、この個別電極を介して前記薄膜トランジスタにより
    駆動される封入液晶と、この封入液晶を介して前記個別
    電極と対向している共通電極と、この共通電極が下面に
    形成されていて前記封入液晶を封入している透明な対向
    基板と、が少なくとも順番に位置しており、上方から下
    方に光線が透過される透過液晶パネルであって、 前記上部金属膜より低反射性の光遮断膜が前記薄膜トラ
    ンジスタより上方で前記上部金属膜より下方の位置に形
    成されており、 前記下部遮光膜より低反射性かつ高耐熱性の光吸収膜が
    前記薄膜トランジスタより下方で前記下部遮光膜より上
    方の位置に形成されていることを特徴とする透過液晶パ
    ネル。
  3. 【請求項3】 絶縁性の透明基板より上方に、高耐熱性
    かつ低透光性の下部遮光膜と、データ電極とゲート電極
    とドレイン電極とが接続されている薄膜トランジスタ
    と、前記データ電極をシールドする高反射性の上部金属
    膜と、上面が平坦化されている平坦化層と、前記薄膜ト
    ランジスタのドレイン電極に接続されている個別電極
    と、この個別電極を介して前記薄膜トランジスタにより
    駆動される封入液晶と、この封入液晶を介して前記個別
    電極と対向している共通電極と、この共通電極が下面に
    形成されていて前記封入液晶を封入している透明な対向
    基板と、が少なくとも順番に位置しており、上方から下
    方に光線が透過される透過液晶パネルであって、 前記上部金属膜より低透光性かつ低反射性の光遮断膜が
    前記薄膜トランジスタより上方で前記上部金属膜より下
    方の位置に形成されており、 前記下部遮光膜より低反射性かつ高耐熱性の光吸収膜が
    前記薄膜トランジスタより下方で前記下部遮光膜より上
    方の位置に形成されていることを特徴とする透過液晶パ
    ネル。
  4. 【請求項4】 前記光吸収膜が前記下部遮光膜の上面に
    同一パターンで直接に積層されていることを特徴とする
    請求項2または3に記載の透過液晶パネル。
  5. 【請求項5】 前記光遮断膜が前記上部金属膜の下面に
    同一パターンで直接に積層されていることを特徴とする
    請求項1ないし4の何れか一項に記載の透過液晶パネ
    ル。
  6. 【請求項6】 前記光遮断膜が導電性を有していること
    を特徴とする請求項5に記載の透過液晶パネル。
  7. 【請求項7】 光線を出射する光源と、 この光源が出射する光線が透過する位置に配置された請
    求項1ないし6の何れか一項に記載の透過液晶パネル
    と、 この透過液晶パネルを透過した光線が照射されるスクリ
    ーンと、を具備していることを特徴とする画像表示装
    置。
  8. 【請求項8】 請求項5記載の透過液晶パネルを製造す
    るパネル製造方法であって、 前記透明基板の上面に高耐熱性かつ低透光性の第一機能
    層を形成し、 この第一機能層の上面に前記下部遮光膜より低反射性の
    第二機能層を形成し、 この第二機能層と前記第一機能層とを同時にパターニン
    グして前記下部遮光膜と光吸収膜とを形成するようにし
    たことを特徴とするパネル製造方法。
  9. 【請求項9】 請求項6記載の透過液晶パネルを製造す
    るパネル製造方法であって、 前記データ電極を層間絶縁膜で封止し、 この層間絶縁膜の上面に前記上部金属膜より低透光性か
    つ低反射性の第三機能層を形成し、 この第三機能層の上面に高反射性の第四機能層を形成
    し、 この第四機能層と前記第三機能層とを同時にパターニン
    グして前記光遮断膜と前記上部金属膜とを形成するよう
    にしたことを特徴とするパネル製造方法。
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