JP2001215531A - Liquid crystal device, projection type display device and electronic equipment - Google Patents

Liquid crystal device, projection type display device and electronic equipment

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JP2001215531A
JP2001215531A JP2000029209A JP2000029209A JP2001215531A JP 2001215531 A JP2001215531 A JP 2001215531A JP 2000029209 A JP2000029209 A JP 2000029209A JP 2000029209 A JP2000029209 A JP 2000029209A JP 2001215531 A JP2001215531 A JP 2001215531A
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JP
Japan
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liquid crystal
light
substrate
pixel
pixel electrode
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JP2000029209A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsuyoshi Maeda
強 前田
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal device and a projection type display device, capable of performing the display of high contrast so as not to generate the display deficiency caused by the disclination to a projection type liquid crystal panel having high definition. SOLUTION: The device has a configuration where the liquid crystal 50 is held between a first substrate 10 and a second substrate 20, on the first substrate, a plurality of pixel electrodes 9a disposed in the shape of matrix and a plurality of switching elements which respectively drive the pixel electrodes are provided, micro lenses 500 are provided, in correspondence with each pixel electrode on the second substrate, and the micro lens makes the luminous flux which makes itself pass through to reach the pixel electrode converge within the pixel electrode peripheral edge. When the pitch of the pixel electrodes disposed in the shape of matrix is set to P, the distance between the pixel electrodes is set to 1, and the thickness of the liquid crystal between the first substrate and the second substrate is set to d, relations P<=30×10-6 m and l/d>=1 are satisfied.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、画素の配列ピッチ
及び間隔と液晶層の厚さを特定の関係に規定した液晶装
置とそれを用いた投射型表示装置と電子機器に関し、特
に、プロジェクタに好適に用いることができ、表示領域
にディスクリネーションラインに起因する表示欠陥を発
生することがないようにした技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal device in which the arrangement pitch and interval of pixels and the thickness of a liquid crystal layer are specified in a specific relationship, and a projection display device and electronic equipment using the same. The present invention relates to a technique which can be suitably used and does not cause display defects caused by disclination lines in a display area.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、液晶表示装置は、直視型のみ
ではなく、プロジェクションテレビ等の投射型表示素子
としても需要が高まってきている。この液晶表示装置を
投影型として使用する場合、従来の画素数で拡大率を高
めると、画面の粗さが目立ってくる。そこで高い拡大率
でも精細な画像を得るためには、画素数を増やすことが
必要となる。ところが、液晶表示装置の画素数を増やす
と、特にアクティブマトリクス型の液晶表示装置では、
画素以外の部分、例えば、配線部分や薄膜トランジスタ
の部分が占める面積が相対的に大きくなり、これらの部
分を覆い隠すブラックマトリクスの面積が増大するの
で、表示に寄与する画素開口部の面積が減少し、表示装
置としての開口率が低下してしまう問題がある。この開
口率が低下すると画面が暗くなり、液晶表示装置として
の画像品位を低下させることとなる。そこで、このよう
な画素数の増大による開口率の低下をできる限り防止す
るために、反射型液晶表示装置を用い、その液晶パネル
の一方の基板側にマイクロレンズを設けた構造の投射型
表示装置が種々提案され(特開昭60−165621号
〜特開平60−165624号公報、特開昭60−26
2131号公報等を参照)、一部の投射型表示装置では
透過型液晶パネルから反射型液晶パネルへの移行がなさ
れつつある。
2. Description of the Related Art Conventionally, demand for a liquid crystal display device has been increasing not only as a direct-viewing type but also as a projection type display element such as a projection television. When this liquid crystal display device is used as a projection type, if the enlargement ratio is increased with the conventional number of pixels, the roughness of the screen becomes conspicuous. Therefore, in order to obtain a fine image even at a high magnification, it is necessary to increase the number of pixels. However, when the number of pixels of the liquid crystal display device is increased, especially in an active matrix type liquid crystal display device,
The area occupied by portions other than the pixels, for example, the wiring portion and the thin film transistor portion is relatively large, and the area of the black matrix that covers these portions is increased. In addition, there is a problem that the aperture ratio of the display device is reduced. When the aperture ratio decreases, the screen becomes darker, and the image quality as a liquid crystal display device deteriorates. Therefore, in order to prevent a decrease in the aperture ratio due to an increase in the number of pixels as much as possible, a projection type display device having a structure in which a reflection type liquid crystal display device is used and a microlens is provided on one substrate side of the liquid crystal panel. Have been proposed (JP-A-60-165621 to JP-A-60-165624, JP-A-60-26).
In some projection display devices, a transition from a transmissive liquid crystal panel to a reflective liquid crystal panel is being made.

【0003】これら特許公報に記載の技術は、液晶パネ
ルを反射型にすることで、走査線や信号線などの配線部
分を反射電極の下側に形成することが可能となり、画素
の開口率を向上させることができることによっている。
また、各画素に対応する複数のマイクロレンズを設ける
ことで、透過型の構造ではブラックマトリクスに遮光さ
れていた光を画素内に集光することが可能となり、マイ
クロレンズを設けることで液晶パネルの実効開口率を向
上させることができ、明るい表示画面を得ることができ
るようになる特徴を有する。なお、ここでは説明の簡略
化のために、液晶表示装置に通常設けられているカラー
フィルタや偏光板を除外した開口率のことを実効開口率
として表現した。
The technology described in these patent publications makes it possible to form a wiring portion such as a scanning line or a signal line below a reflective electrode by making a liquid crystal panel of a reflective type, thereby reducing the aperture ratio of a pixel. It depends on what can be improved.
In addition, by providing a plurality of microlenses corresponding to each pixel, it is possible to condense the light that has been shielded by the black matrix in the transmission type structure into the pixels. The feature is that the effective aperture ratio can be improved and a bright display screen can be obtained. Note that, for simplification of description, an aperture ratio excluding a color filter and a polarizing plate normally provided in a liquid crystal display device is expressed as an effective aperture ratio.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな種々の投射型表示装置の登場があっても、高解像度
の液晶パネルになると、画素と画素との距離、即ち、画
素電極と画素電極との距離が小さくなってしまうので、
隣接する他の画素電極周縁部から受ける横電界の影響に
よって液晶のディスクリネーション(転傾)が発生し、
表示領域に欠陥が生じてしまうという問題を有してい
た。この表示領域の欠陥について以下に詳述する。
However, even with the emergence of various types of projection display devices, when a high-resolution liquid crystal panel is used, the distance between pixels, that is, the distance between the pixel electrodes and the pixel electrodes is reduced. Because the distance of becomes small,
Liquid crystal disclination (tilting) occurs due to the influence of a lateral electric field received from the periphery of another adjacent pixel electrode,
There is a problem that a defect occurs in the display area. The defect in the display area will be described in detail below.

【0005】現在のプロジェクタ用の液晶パネルにおい
て、高精細構造としたものでは、矩形状の画素電極の幅
を20×10-6m(20μm)角程度に微細化し、表示
領域にはこのような画素電極を複数マトリクス状に配置
している。このような高精細化された液晶パネルにおい
て、反射型の構造を採用したものにあっては、基板上に
形成したスイッチング素子を絶縁膜で覆った上に、画素
電極を隙間なく配置する構造を採用することで、画素電
極間の距離を1×10-6m(1μm)程度まで狭めるこ
とができるようになってきている。
In a current liquid crystal panel for a projector having a high-definition structure, the width of a rectangular pixel electrode is reduced to about 20 × 10 −6 m (20 μm) square, and such a pixel area is formed in a display area. A plurality of pixel electrodes are arranged in a matrix. In such a high-definition liquid crystal panel, which adopts a reflection type structure, a switching element formed on a substrate is covered with an insulating film, and a pixel electrode is arranged without a gap. By adopting it, the distance between the pixel electrodes can be reduced to about 1 × 10 −6 m (1 μm).

【0006】このように画素電極間隔が狭められた構造
を有する高精細な液晶パネルにあっては、図12に示す
ように一方の素子基板側に設けられる画素電極100、
101の間隔lがl=1×10-6m程度であり、対向基
板側に設けられる共通電極102と画素電極100、1
02との間隔が2〜4×10-6mであるので、隣接され
た画素電極100、101間の境界部分に存在する液晶
には強い横電界が作用することになる。ここで例えば、
共通電極102をアースして0Vに固定し、画素電極1
00に+5Vを印加し、画素電極101に−5Vを印加
して液晶を配向制御する場合に、電圧を印加することで
基板に対して起立するタイプの液晶を使用すると、図1
3に示す画素電極100に対応する領域の液晶において
画素電極101に近い側の領域の液晶には+5Vと−5
Vの電位差である10Vの横電界が発生するので、この
横電界の影響を受けた液晶は異なる向きに配向する可能
性が高い。即ち、画素電極100で配向制御するべき領
域の液晶において一部の液晶が他の液晶と微妙に異なる
方向に向くことになり、これらの配向方向が微妙に異な
る液晶の境界領域(図12に符号DRで示す境界線に沿
う領域)にディスクリネーションラインと称される線状
の表示欠陥を生じてしまうという問題があった。また、
この線状の表示欠陥の幅をこの種の液晶表示装置で実際
に測定してみたところ、平均的に3×10-6m(μm)
程度の幅であることが判明した。
In a high-definition liquid crystal panel having a structure in which the distance between the pixel electrodes is narrowed, the pixel electrodes 100 provided on one of the element substrates as shown in FIG.
The distance l between the electrodes 101 is about 1 × 10 −6 m, and the common electrode 102 and the pixel electrodes 100, 1
Since the distance from the pixel electrode 02 is 2 to 4 × 10 −6 m, a strong horizontal electric field acts on the liquid crystal present at the boundary between the adjacent pixel electrodes 100 and 101. Here, for example,
The common electrode 102 is grounded and fixed at 0 V, and the pixel electrode 1
When +5 V is applied to 00 and −5 V is applied to the pixel electrode 101 to control the alignment of the liquid crystal, when a liquid crystal that rises with respect to the substrate by applying a voltage is used, FIG.
In the liquid crystal in the region corresponding to the pixel electrode 100 shown in FIG.
Since a horizontal electric field of 10 V, which is a potential difference of V, is generated, the liquid crystal affected by the horizontal electric field is likely to be oriented in a different direction. That is, in the liquid crystal in the region where the alignment is to be controlled by the pixel electrode 100, a part of the liquid crystal is directed in a slightly different direction from the other liquid crystal. There is a problem that a linear display defect called a disclination line is generated in a region along a boundary line indicated by DR). Also,
When the width of this linear display defect was actually measured with this type of liquid crystal display device, it was 3 × 10 −6 m (μm) on average.
It turned out to be of the order of magnitude.

【0007】なお、このような表示欠陥をできるだけ解
消するという目的から、隣接する画素電極の極性をでき
るだけ同一にすることが可能なフレーム反転駆動方式を
採用し、表示の際のフレーム毎に同一極性の電圧を全画
素電極に印加して液晶を駆動することもなされている
が、フレーム反転駆動方式では上述のような問題を完全
には解消できるものではなかった。即ち、表示領域の全
面を白表示とするか全面を黒表示とするかの切り替えの
場合はフレーム反転駆動が有効ではあるものの、表示領
域内に白表示と黒表示が混在するような表示形態では白
表示と黒表示の境界部分が灰色表示に近い表示となって
しまい、境界部分の表示がにじんだ状態となってしまう
問題がある。
For the purpose of eliminating such display defects as much as possible, a frame inversion driving method capable of making the polarities of adjacent pixel electrodes as identical as possible is adopted, and the same polarity is applied to each frame during display. Is applied to all the pixel electrodes to drive the liquid crystal. However, the above-described problem cannot be completely solved by the frame inversion driving method. That is, in the case of switching between white display and black display on the entire display area, frame inversion driving is effective, but in a display mode in which white display and black display are mixed in the display area. There is a problem that the boundary between the white display and the black display becomes a display close to the gray display, and the display of the boundary is blurred.

【0008】例えば、図14に示すように白表示の画面
に黒表示でAの文字を表示しようとした場合、黒表示の
Aの全周の輪郭部分の周囲の白表示部分にディスクリネ
ーションラインに起因する灰色表示領域が生成すること
が考えられるので、Aの文字の輪郭が不鮮明な、コント
ラストの低い表示形態となってしまうおそれがあり、こ
の場合にこの表示状態をプ液晶プロジェクタで拡大投写
表示すると、輪郭が不鮮明な領域を拡大表示してしまう
という問題がある。
For example, as shown in FIG. 14, when an attempt is made to display the character A in black display on a white display screen, a disclination line is formed in a white display portion around the outline of the entire periphery of black display A. It is conceivable that a gray display area is generated due to the above, and there is a possibility that the outline of the character A is blurred and the display form becomes low in contrast. In this case, this display state is enlarged and projected by the liquid crystal projector. When displayed, there is a problem that a region with an unclear outline is enlarged and displayed.

【0009】一方、液晶の駆動方式には、フレーム反転
駆動方式の外に、縦の1ライン毎、あるいは横の1ライ
ン毎に駆動電圧の極性を入れ替えるライン反転駆動方
式、隣接する画素電極毎に駆動電圧の極性を入れ替える
ドット反転駆動方式などが知られており、それぞれの駆
動方式に長所があるので、プロジェクタ用の液晶パネル
において種々の駆動方式を選択できることが望ましい
が、前述のディスクリネーションライン生成の問題か
ら、高精細な液晶パネルの駆動方式として、隣接する画
素電極間の電位差を大きくするライン反転駆動方式やド
ット反転駆動方式を選択することができない問題があっ
た。
On the other hand, in addition to the frame inversion driving method, the liquid crystal driving method includes a line inversion driving method in which the polarity of the driving voltage is switched every vertical line or every horizontal line, and a method for each adjacent pixel electrode. There are known dot inversion driving methods for switching the polarity of the driving voltage, and each driving method has advantages. Therefore, it is desirable to be able to select various driving methods in a liquid crystal panel for a projector. Due to the problem of generation, there is a problem that a line inversion driving method or a dot inversion driving method in which a potential difference between adjacent pixel electrodes is increased cannot be selected as a driving method of a high-definition liquid crystal panel.

【0010】本発明は上述の課題に鑑みてなされたもの
であり、微細な画素ピッチと画素電極を有する高精細な
液晶表示装置に対して画素の配列ピッチと画素電極間の
距離と液晶層の厚さを適切な範囲とすることでディスク
リネーションに起因する表示欠陥を生じないようにして
高コントラストな表示を可能とした液晶装置及び投射型
表示装置と電子機器の提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has been developed for a high-definition liquid crystal display device having a fine pixel pitch and a pixel electrode. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal device, a projection display device, and an electronic device that enable high-contrast display by preventing a display defect due to disclination by setting the thickness to an appropriate range.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の反射型液晶表示
装置は、前記課題を解決するために、一対の第1基板及
び第2基板間に液晶が挟持されてなり、該第1基板上
に、マトリクス状に配置された複数の画素電極と、該複
数の画素電極を各々駆動する複数のスイッチング素子が
設けられ、前記第2基板上に各画素電極に対応させてマ
イクロレンズが設けられ、各マイクロレンズがそれ自身
を通過させて画素電極に到達させる光束を画素電極周縁
部よりも内側に収束させる構成とされるとともに、前記
マトリクス状に配置された複数の画素電極の配置される
画素の配列ピッチがP、前記画素電極間の距離がl、前
記第1の基板と第2の基板間の液晶の厚さがdとされた
場合に、P≦30×10-6m、l/d≧1なる関係式が
満足されてなることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a reflective liquid crystal display device comprising a pair of first and second substrates, wherein a liquid crystal is sandwiched between the first and second substrates. A plurality of pixel electrodes arranged in a matrix and a plurality of switching elements for driving each of the plurality of pixel electrodes are provided, and a microlens is provided on the second substrate corresponding to each pixel electrode, Each microlens is configured to converge a light beam that passes through itself and reaches a pixel electrode to the inside of the peripheral portion of the pixel electrode, and a pixel where a plurality of pixel electrodes arranged in the matrix are arranged. When the arrangement pitch is P, the distance between the pixel electrodes is 1, and the thickness of the liquid crystal between the first substrate and the second substrate is d, P ≦ 30 × 10 −6 m, l / d The relational expression of ≧ 1 must be satisfied And it features.

【0012】P≦30×10-6mなる関係の高精細な構
造の液晶装置において、l/d≧1なる関係が満足され
てなることで、画素電極間の間隔を充分に広く確保する
ことができ、隣接する画素電極から受ける横電界の影響
を少なくすることができ、ディスクリネーションライン
の生成を無くすることができる。
In a liquid crystal device having a high-definition structure of P ≦ 30 × 10 −6 m, a sufficiently large distance between pixel electrodes can be ensured by satisfying the relationship of 1 / d ≧ 1. Therefore, the influence of a horizontal electric field received from an adjacent pixel electrode can be reduced, and generation of a disclination line can be eliminated.

【0013】本発明において、前記関係式においてl/
d≧2なる関係が満足されてなることが好ましい。この
ような関係とすることで、反射型の液晶装置として見た
場合の反射率の低下割合をより少なくすることができ
る。
In the present invention, l /
It is preferable that the relationship of d ≧ 2 is satisfied. With such a relationship, the rate of decrease in reflectance when viewed as a reflective liquid crystal device can be further reduced.

【0014】本発明は、前記液晶として負の誘電率異方
性を有する液晶が用いられてなることを特徴とする。
The present invention is characterized in that a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is used as the liquid crystal.

【0015】負の誘電率異方性を有するネガ型の液晶を
適用することで、電圧無印加時に液晶を基板に対して起
立状態とすることができ、この状態で液晶層を通過する
透過光には液晶による複屈折の影響を全く与えないの
で、締まりの良好な奇麗な黒表示が可能となる。即ち、
黒レベルが低く、高コントラストは表示が可能となる。
本発明は、前記画素電極が矩形状とされ、前記画素の配
列ピッチに沿う方向の画素電極幅がWとされた場合、W
≦30×10-6mなる関係が満足されてなることを特徴
とする。
By applying a negative liquid crystal having a negative dielectric anisotropy, the liquid crystal can be made to stand up with respect to the substrate when no voltage is applied, and in this state, transmitted light passing through the liquid crystal layer Does not affect the birefringence of the liquid crystal at all, so that a beautiful black display with good tightness can be achieved. That is,
Black level is low and high contrast can be displayed.
In the present invention, when the pixel electrode has a rectangular shape and the pixel electrode width in a direction along the arrangement pitch of the pixels is W,
≦ 30 × 10 −6 m is satisfied.

【0016】画素の配列ピッチが30×10-6m以下で
ある高精細な液晶装置に対して本発明は特に有効であ
り、画素ピッチが特に小さくなればなるほど本発明が有
効に作用する。
The present invention is particularly effective for a high-definition liquid crystal device having a pixel arrangement pitch of 30 × 10 −6 m or less, and the present invention works more effectively as the pixel pitch becomes particularly small.

【0017】本発明は、先の構成において画素電極が光
反射性の金属電極とされてなることを特徴とする。。
The present invention is characterized in that the pixel electrode in the above configuration is a light-reflective metal electrode. .

【0018】本発明は、前記第1基板上に前記スイッチ
ング素子が設けられ、前記スイッチング素子が絶縁層に
覆われるとともに、該絶縁層上に光反射性の金属電極か
らなる画素電極がマトリクス状に形成され、前記絶縁層
に形成されたコンタクトホールに設けられた接続導体を
介して前記スイッチング素子と画素電極とが接続されて
なり、前記画素電極を覆って配向膜が設けられてなるこ
とを特徴とする。
According to the present invention, the switching element is provided on the first substrate, the switching element is covered with an insulating layer, and the pixel electrodes made of a light-reflective metal electrode are arranged in a matrix on the insulating layer. The switching element and the pixel electrode are connected to each other through a connection conductor provided in a contact hole formed in the insulating layer, and an alignment film is provided to cover the pixel electrode. And

【0019】画素電極が光反射性の金属電極からなり、
液晶のスイッチング素子を絶縁層で覆った上に画素電極
が形成された構造であると、画素電極と配線の間に発生
する横電界を無視することができる。また、配線やスイ
ッチング素子の配置に関係なく、画素電極を配置するこ
とができる。
The pixel electrode is made of a light-reflective metal electrode,
With a structure in which a pixel electrode is formed on a liquid crystal switching element covered with an insulating layer, a horizontal electric field generated between the pixel electrode and a wiring can be ignored. Further, the pixel electrodes can be arranged regardless of the arrangement of the wirings and the switching elements.

【0020】本発明は、先のいずれかに記載の液晶装置
を備えたことを特徴とする投射型表示装置である。
According to the present invention, there is provided a projection display apparatus including the liquid crystal device according to any one of the above.

【0021】更に本発明は 光源と、前記光源からの光
を変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調さ
れた光を投射する投射レンズとが具備され、前記光変調
装置として先のいずれかに記載された液晶装置が用いら
れたことを特徴とする。
The present invention further comprises a light source, a light modulator for modulating light from the light source, and a projection lens for projecting light modulated by the light modulator. Or a liquid crystal device described in (1) or (2).

【0022】投射型表示装置として先に記載の構成の液
晶装置を搭載するならば、拡大投写しても高精細な表示
が可能であり、高コントラストな表示が得られる。
If a liquid crystal device having the above-described configuration is mounted as a projection type display device, a high-definition display can be performed even when an enlarged projection is performed, and a high-contrast display can be obtained.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面に基づいて説明するが、本発明は以下の実施形態に
限定されるものではない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments.

【0024】「液晶装置の画素部」本発明による液晶装
置の一例として反射型の液晶表示装置を用いて説明す
る。まず、反射型の液晶表示装置の画素部について、図
1から図5を参照して説明する。図1は、液晶装置の画
像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の
画素における各種素子、配線などの等価回路である。図
2は、データ線、走査線、画素電極、第1遮光膜等が形
成されたTFTアレイ基板の相隣接する複数の画素群並
びに対向基板に形成された第2遮光膜及びマイクロレン
ズの平面図である。図3は、対向基板に形成されたマイ
クロレンズにより入射光が集される様子を擬似断面にて
示す模式図であり、図4は、図3に示したTFT1個に
係るTFTアレイ基板部分を拡大して示す拡大断面図で
ある。図5は、本実施形態の反射型の液晶表示装置の画
素電極にマイクロレンズを介して光束を照射した状態を
示す説明図である。尚、図3、図4、図5においては、
各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとする
ため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてあり、更
に、図3では、集光の様子を理解し易く描くために、マ
イクロレンズ及びTFTの配置関係を、実際の配置関係
とは若干異ならしめてある。即ち、実際には、図2に示
すように、マイクロレンズは、そのレンズ中心が各画素
中心に一致するように配置されており、TFTは、遮光
領域の交点にほぼ対応するように配置されている。
[Pixel Section of Liquid Crystal Device] A description will be given using a reflection type liquid crystal display device as an example of the liquid crystal device according to the present invention. First, a pixel portion of a reflective liquid crystal display device will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an equivalent circuit of various elements, wirings, and the like in a plurality of pixels formed in a matrix forming an image display area of a liquid crystal device. FIG. 2 is a plan view of a plurality of pixel groups adjacent to each other on a TFT array substrate on which data lines, scanning lines, pixel electrodes, a first light-shielding film, etc. are formed, and a second light-shielding film and a microlens formed on a counter substrate. It is. FIG. 3 is a schematic diagram showing, in a quasi-section, how incident light is collected by the microlenses formed on the opposing substrate. FIG. 4 is an enlarged view of a TFT array substrate portion relating to one TFT shown in FIG. It is an expanded sectional view shown as. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which a pixel electrode of the reflection type liquid crystal display device of the present embodiment is irradiated with a light beam through a microlens. In FIGS. 3, 4 and 5,
In order to make each layer and each member large enough to be recognizable on the drawing, the scale is different for each layer and each member. Further, in FIG. And the arrangement of the TFTs is slightly different from the actual arrangement. That is, actually, as shown in FIG. 2, the microlenses are arranged so that the lens centers thereof coincide with the centers of the respective pixels, and the TFTs are arranged so as to substantially correspond to the intersections of the light shielding regions. I have.

【0025】図1において、本実施の形態による液晶装
置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された
複数の画素は、画素電極9aを制御するためのTFT3
0がマトリクス状に複数形成されており、画像信号が供
給されるデータ線6aが当該TFT30のソースに電気
的に接続されている。データ線6aに書き込む画像信号
S1、S2、…、Snは、この順に線順次に供給しても
構わないし、相隣接する複数のデータ線6a同士に対し
て、グループ毎に供給するようにしても良い。また、T
FT30のゲートに走査線3aが電気的に接続されてお
り、所定のタイミングで、走査線3aにパルス的に走査
信号G1、G2、…、Gmを、この順に線順次で印加す
るように構成されている。
In FIG. 1, a plurality of pixels formed in a matrix and constituting an image display area of the liquid crystal device according to the present embodiment have TFTs 3 for controlling a pixel electrode 9a.
A plurality of 0s are formed in a matrix, and the data line 6a to which an image signal is supplied is electrically connected to the source of the TFT 30. The image signals S1, S2,..., Sn to be written to the data lines 6a may be supplied line-sequentially in this order, or may be supplied to a plurality of adjacent data lines 6a for each group. good. Also, T
The scanning line 3a is electrically connected to the gate of the FT 30, and is configured to apply the scanning signals G1, G2,..., Gm in a pulsed manner to the scanning line 3a in this order at a predetermined timing. ing.

【0026】画素電極9aは、TFT30のドレインに
電気的に接続されており、スイッチング素子であるTF
T30を一定期間だけそのスイツチを閉じることによ
り、データ線6aから供給される画像信号S1、S2、
…、Snを所定のタイミングで書き込む。画素電極9a
を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S
1、S2、…、Snは、対向基板(後述する)に形成さ
れた対向電極(後述する)との間で一定期間保持され
る。
The pixel electrode 9a is electrically connected to the drain of the TFT 30 and has a switching element TF.
By closing the switch for a certain period of time T30, the image signals S1, S2,
..., Sn is written at a predetermined timing. Pixel electrode 9a
Image signal S of a predetermined level written on the liquid crystal through
1, S2,..., Sn are held for a certain period of time between a counter electrode (described later) formed on a counter substrate (described later).

【0027】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することにより、光を変調し、
階調表示を可能にする。液晶がノーマリーホワイトモー
ドであれば、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶
部分を通過不可能とされ、ノーマリーブラッグモードで
あれば、印加された電圧に応じて入射光が液晶部分を通
過可能とされ、全体として液晶装置からは画像信号に応
じた強度を持つ光が出射する。ここで、保持された画像
信号がリークするのを防ぐために、画素電極9aと対向
電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70
を付加する。例えば、画素電極9aの電圧は、ソース電
圧が印加された時間よりも3桁も長い時間だけ蓄積容量
70により保持される。これにより、保持特性は更に改
善され、コントラスト比の高い液晶装置が実現できる。
The liquid crystal modulates light by changing the orientation and order of the molecular assembly according to the applied voltage level.
Enables gradation display. If the liquid crystal is in the normally white mode, the incident light cannot pass through the liquid crystal portion according to the applied voltage, and if the liquid crystal is in the normally Bragg mode, the incident light will not pass through the liquid crystal portion according to the applied voltage. , And light having an intensity corresponding to the image signal is emitted from the liquid crystal device as a whole. Here, in order to prevent the held image signal from leaking, the storage capacitor 70 is provided in parallel with the liquid crystal capacitor formed between the pixel electrode 9a and the counter electrode.
Is added. For example, the voltage of the pixel electrode 9a is held by the storage capacitor 70 for a time that is three orders of magnitude longer than the time during which the source voltage is applied. Thereby, the holding characteristics are further improved, and a liquid crystal device having a high contrast ratio can be realized.

【0028】図2において、液晶装置のTFTアレイ基
板上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極9a
(実線により輪郭が示されている)が設けられており、
画素電極9aの周縁部の外側に沿って所定の間隔をあけ
て全体として平面視矩形網目状になるようにデータ線6
a、走査線3a及び容量線3bが設けられている。
In FIG. 2, a plurality of transparent pixel electrodes 9a are arranged in a matrix on a TFT array substrate of a liquid crystal device.
(Indicated by a solid line),
The data lines 6 are arranged at predetermined intervals along the outer periphery of the pixel electrode 9a so as to form a rectangular mesh in plan view as a whole.
a, a scanning line 3a, and a capacitance line 3b.

【0029】また、これらの配線の各交点にほぼ対応し
てTFT30が設けられている。図2中において、1点
鎖線で示されており上下方向に伸びる各データ線6a
は、コンタクトホール5を介してポリシリコン膜等から
なる半導体層1aのうちTFT30のソース領域に電気
的接続されている。画素電極9aは、コンタクトホール
8を介して半導体層1aのうちTFT30のドレイン領
域に電気的に接続されている。また、図2中左右方向に
伸びる各走査線3aは、半導体層1aのうちチャネル領
域1 a’(図2中、データ線6aと走査線3aの交差
部分に位置する右下りの斜線の領域)に対向するように
配置されており、走査線3aはTFT30のゲート電極
として機能する。
A TFT 30 is provided substantially corresponding to each intersection of these wirings. In FIG. 2, each data line 6a indicated by a dashed line and extending in the vertical direction
Is electrically connected to the source region of the TFT 30 in the semiconductor layer 1a made of a polysilicon film or the like via the contact hole 5. The pixel electrode 9a is electrically connected to the drain region of the TFT 30 in the semiconductor layer 1a via the contact hole 8. Further, each scanning line 3a extending in the left-right direction in FIG. 2 is a channel region 1a 'in the semiconductor layer 1a (in FIG. 2, an obliquely downward-sloping region located at the intersection of the data line 6a and the scanning line 3a). , And the scanning line 3 a functions as a gate electrode of the TFT 30.

【0030】容量線3bは、走査線3aに沿ってほぼ直
線状に伸びる本線部3b1と、データ線6aと交差する
箇所からデータ線6aに沿って図中上向きに突出した突
出部3b2とを有する。そして、半導体層1aは、TF
T30から容量線3bに沿って蓄積容量電極1として延
設されており、この蓄積容量電極1fと容量線3bとが
誘電体としての後述の絶縁膜(ゲート絶縁膜)を介して
対向配置されることにより、蓄積容量70が形成されて
いる。
The capacitance line 3b has a main line portion 3b1 extending substantially linearly along the scanning line 3a, and a projecting portion 3b2 protruding upward in the figure along the data line 6a from a portion intersecting the data line 6a. . Then, the semiconductor layer 1a is made of TF
The storage capacitor electrode 1f extends from T30 along the capacitor line 3b as the storage capacitor electrode 1f, and the storage capacitor electrode 1f and the capacitor line 3b are arranged to face each other via an insulating film (gate insulating film) described later as a dielectric. Thus, the storage capacitor 70 is formed.

【0031】図2において、1点鎖線で示されており走
査線3a及び容量線3bに沿って左右方向に伸びる領域
には、複数の縞状部分からなる第1遮光膜11aが設け
られている。より具体的には、第1遮光膜11aは、走
査線3a及び容量線3bの本線部に沿って伸びる複数の
縞状部分に分断されており、更に各縞状部分は、データ
線6aと交差する個所からデータ線6aに沿って図中下
方向に夫々突出しており、この突出部により、半導体層
1aのチャネル領域1a’を含むTFT30を夫々覆う
ように構成されている。
In FIG. 2, a first light-shielding film 11a consisting of a plurality of striped portions is provided in a region indicated by a dashed line and extending in the left-right direction along the scanning line 3a and the capacitance line 3b. . More specifically, the first light-shielding film 11a is divided into a plurality of stripe portions extending along the main lines of the scanning lines 3a and the capacitance lines 3b, and each stripe portion intersects the data line 6a. The portions protrude downward in the figure along the data lines 6a from the locations where the TFTs 30 include the channel region 1a 'of the semiconductor layer 1a.

【0032】図2には更に、対向基板に、各画素電極1
1aに夫々対向して形成される複数のマイクロレンズの
マイクロレンズ端500aと、対向基板上において複数
のマイクロレンズ端500aに夫々対向配置された網目
状の第2遮光膜23(図中、右上がりの斜線領域)とが
示されている。
FIG. 2 further shows that each pixel electrode 1
The microlens ends 500a of the plurality of microlenses formed to face each of the microlenses 1a, and the mesh-shaped second light-shielding films 23 (upward to the right in the drawing) arranged on the counter substrate so as to face each of the microlens ends 500a ).

【0033】本実施例では特に、第1遮光膜11aと遮
光性の金属膜の一例としてのAI(アルミニウム)膜か
らなるデータ線6aとから、TFTアレイ基板上に網目
状の遮光領域が規定されており、網目状の第2遮光膜2
3は平面的に、この遮光領域により覆われている。即
ち、平面的に見て第2遮光膜23の輪郭は、遮光領域の
輪郭内に含まれている。そして、網目状の遮光領域に囲
まれた各画素電極9aにより、入射光が透過する領域で
ある画素開口領域が規定されている。
In this embodiment, in particular, a mesh-shaped light-shielding region is defined on the TFT array substrate from the first light-shielding film 11a and the data line 6a made of an AI (aluminum) film as an example of a light-shielding metal film. And the mesh-shaped second light-shielding film 2
Reference numeral 3 is planarly covered by the light shielding area. That is, the outline of the second light-shielding film 23 in plan view is included in the outline of the light-shielding region. Each pixel electrode 9a surrounded by a mesh-shaped light-shielding region defines a pixel opening region that is a region through which incident light is transmitted.

【0034】前記マイクロレンズ500によリ集光され
た入射光は、図中、破線で示される円形の集光領域50
0bに集光される。なお、この集光領域500bに対応
して画素電極9aが形成されているので、画素電極9a
の詳細形状については後述する。
The incident light condensed by the microlens 500 is reflected by a circular condensing area 50 indicated by a broken line in FIG.
The light is focused on 0b. Since the pixel electrode 9a is formed corresponding to the light-collecting region 500b, the pixel electrode 9a
Will be described later.

【0035】図3に示すように、TFTアレイ基板10
と対向基板20とは対向配置され、両基板間に液晶層5
0が扶持されている。TFTアレイ基板10は、例えば
石英基板やSi(シリコン)基板からなり、対向基板2
0は、例えばガラス基板や石英基板からなる。
As shown in FIG. 3, the TFT array substrate 10
And the opposing substrate 20 are arranged to face each other, and the liquid crystal layer 5 is interposed between the substrates.
0 is supported. The TFT array substrate 10 is made of, for example, a quartz substrate or a Si (silicon) substrate.
0 is made of, for example, a glass substrate or a quartz substrate.

【0036】図3の模式図の断面部分に示すように液晶
装置の対向基板20には、対向基板20の側から入射さ
れる入射光を複数の画素電極9aに夫々集光するマトリ
クス状に配置された複数のマイクロレンズ500と、複
数のマイクロレンズ500の相互の境界に夫々対向する
位置に形成された第2遮光膜23とを備えている。マイ
クロレンズ500の表面全体には、接着剤501によリ
カバーガラス502が貼り付けられており、この上側に
(図3に示すように液晶層側に)更に第2遮光膜23及
び対向電極21が形成されている。マイクロレンズ50
0は、後述のように、感光性樹脂からなり、接着剤50
1は、空気に近い屈折率を有するアクリル系の接着剤か
らなり、両者間の屈折率の違いにより、マイクロレンズ
500は集光レンズとしての機能を果たす。
As shown in the cross-sectional portion of the schematic diagram of FIG. 3, on the opposing substrate 20 of the liquid crystal device, the incident light incident from the opposing substrate 20 side is arranged in a matrix for condensing on a plurality of pixel electrodes 9a. And a second light shielding film 23 formed at a position facing each of the boundaries of the plurality of microlenses 500. A cover glass 502 is adhered to the entire surface of the microlens 500 with an adhesive 501, on which a second light-shielding film 23 and a counter electrode 21 are further provided (on the liquid crystal layer side as shown in FIG. 3). Is formed. Micro lens 50
0 is made of a photosensitive resin and has an adhesive 50 as described later.
Reference numeral 1 denotes an acrylic adhesive having a refractive index close to that of air, and the microlens 500 functions as a condenser lens due to a difference in refractive index between the two.

【0037】図3の模式図の断面図部分及び図4の拡大
断面図において、TFTアレイ基板10側には、画素電
極9aが設けられており、その上側(液晶層50側)に
は、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜
16が設けられている。画素電極9aは例えばAl、A
gなどを主成分とする光反射性の導電性薄膜からなる。
また、配向膜16は例えばポリイミド薄膜などの有機薄
膜からなる。
In the sectional view of the schematic diagram of FIG. 3 and the enlarged sectional view of FIG. 4, a pixel electrode 9a is provided on the TFT array substrate 10 side, and rubbing is provided on the upper side (the liquid crystal layer 50 side). An alignment film 16 on which a predetermined alignment process such as a process is performed is provided. The pixel electrode 9a is made of, for example, Al, A
It is made of a light-reflective conductive thin film mainly composed of g or the like.
The alignment film 16 is made of, for example, an organic thin film such as a polyimide thin film.

【0038】他方、図3の模式図に示すように対向基板
20には、その全面に渡って対向電極(共通電極)21
が設けられており、その下側(液晶層50側)には、ラ
ビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜22が
設けられている。対向電極21は例えば、ITO膜など
の透明導電性薄膜からなる。また、配向膜22は例えば
ポリイミド薄膜などの有機薄膜からなる。
On the other hand, as shown in the schematic diagram of FIG. 3, a counter electrode (common electrode) 21
Is provided below (on the liquid crystal layer 50 side) an alignment film 22 that has been subjected to a predetermined alignment process such as a rubbing process. The counter electrode 21 is made of, for example, a transparent conductive thin film such as an ITO film. The alignment film 22 is made of, for example, an organic thin film such as a polyimide thin film.

【0039】次に、図4の拡大断面図に示すように、T
FTアレイ基板10には、各画素電極9aに隣接する位
置に、各画素電極9aをスイッチング制御する画素スイ
ッチング用TFT(スイッチング素子)30が設けられ
ている。
Next, as shown in the enlarged sectional view of FIG.
The FT array substrate 10 is provided with a pixel switching TFT (switching element) 30 for controlling switching of each pixel electrode 9a at a position adjacent to each pixel electrode 9a.

【0040】このように構成され、画素電極9aと対向
電極21とが対面するように配置されたTFTアレイ基
板10と対向基板20との間には、後述のシール材(図
6及び図7参照)により囲まれた空間に液晶が封入さ
れ、液晶層50が形成される。液晶層50は、画素電極
9aからの電圧が印加されていない状態で配向膜16及
び22により所定の配向状態を採る。液晶層50は、例
えば一種又は数種類のネマティツク液晶を混合した液晶
から、あるいは後述する誘電率異方性が負の液晶からな
る。シール材は、二つの基板10、20をそれらの周辺
で貼り合わせるための、例えば光硬化性樹脂や熱硬化性
樹脂からなる接着剤であり、基板10、20の間には、
両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー
或いはカラスビーズ等のスペーサ(図面では省略した)
が混入されている。
A sealing material (described later with reference to FIGS. 6 and 7) is provided between the TFT array substrate 10 and the opposing substrate 20 having the above-described structure and in which the pixel electrode 9a and the opposing electrode 21 are arranged so as to face each other. The liquid crystal is sealed in the space surrounded by (), and the liquid crystal layer 50 is formed. The liquid crystal layer 50 adopts a predetermined alignment state by the alignment films 16 and 22 in a state where no voltage is applied from the pixel electrode 9a. The liquid crystal layer 50 is made of, for example, a liquid crystal in which one or several kinds of nematic liquid crystals are mixed, or a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy described later. The sealing material is an adhesive made of, for example, a photo-curable resin or a thermosetting resin for bonding the two substrates 10 and 20 around the periphery thereof.
Spacer such as glass fiber or crow beads for setting the distance between both substrates to a predetermined value (not shown in the drawing)
Is mixed in.

【0041】図4に示すように、画素スイッチング用T
FT30に各々対向する位置においてTFTアレイ基板
10と各画素スイッチング用TFT30との間には、第
1遮光膜11aが設けられている。第1遮光膜11a
は、好ましくは不透明な高融点金属であるTi、Cr、
W、Ta、Mo及びPdのうちの少なくとも一つを含
む、金属単体、合金、金属シリサイド等から構成され、
このような材料から構成すれば、TFTアレイ基板10
の第1遮光膜11aの形成工程の後に行われる画素スイ
ッチング用TFT30の形成工程における高温処理によ
り、第1遮光膜11aが破壊されたり溶融しないように
できる。第1遮光膜11aが形成されているので、TF
Tアレイ基板10の側からの戻り光等が画素スイッチン
グ用TFT30のチャネル領域1a’やLDD領域1
b、1cに入射する事態を未然に防ぐことができ、光電
流の発生により画素スイッチング用TFT30の特性が
劣化することを防止できる。
As shown in FIG. 4, the pixel switching T
A first light-shielding film 11a is provided between the TFT array substrate 10 and each pixel switching TFT 30 at a position facing each FT 30. First light shielding film 11a
Are preferably opaque refractory metals Ti, Cr,
W, Ta, containing at least one of Mo and Pd, composed of a single metal, alloy, metal silicide, etc.,
If the TFT array substrate 10 is made of such a material,
The first light-shielding film 11a can be prevented from being broken or melted by the high-temperature treatment in the step of forming the pixel switching TFT 30 performed after the step of forming the first light-shielding film 11a. Since the first light shielding film 11a is formed, TF
Return light and the like from the side of the T-array substrate 10 are applied to the channel region 1a 'and the LDD region 1
It is possible to prevent incidents on b and 1c beforehand, and to prevent deterioration of the characteristics of the pixel switching TFT 30 due to generation of a photocurrent.

【0042】また、第1遮光膜11aと複数の画素スイ
ッチング用TFT30との間には、第1層間絶縁膜12
が設けられている。第1層間絶縁膜12は、画素スイッ
チング用TFT30を構成する半導体層1aを第1遮光
膜11aから電気的絶縁するために設けられるものであ
る。更に、第1層間絶縁膜12は、TFTアレイ基板1
0の全面に形成されることにより、画素スイッチング用
TFT30のための下地膜としての機能をも有する。即
ち、TFTアレイ基板10の表面の研磨時における荒れ
や、洗浄後に残る汚れ等で画素スイッチング用TFT3
0の特性の劣化を防止する機能を有する。第1層間絶縁
膜12は、例えば、NSG(ノンドープトシリケートカ
ラズ)、PSG(リンシリケートガラス)、BSG(ボ
ロンシリケートガラス)、BPSG(ボロンリンシリケ
ートガラス)などの高絶縁性ガラス又は、酸化シリコン
膜、窒化シリコン膜等からなる。第1層間絶縁膜12に
より、第1遮光膜11aが画素スイッチング用TFT3
0等を汚染する事態を未然に防ぐこともできる。なお、
TFTアレイ基板に不透明なSi基板を用いた場合は、
第1遮光膜11aが不要となる。
A first interlayer insulating film 12 is provided between the first light shielding film 11a and the plurality of pixel switching TFTs 30.
Is provided. The first interlayer insulating film 12 is provided for electrically insulating the semiconductor layer 1a constituting the pixel switching TFT 30 from the first light-shielding film 11a. Further, the first interlayer insulating film 12 is formed on the TFT array substrate 1.
By being formed on the entire surface of 0, it also has a function as a base film for the pixel switching TFT 30. That is, the pixel switching TFT 3 may be roughened during polishing of the surface of the TFT array substrate 10 or stains remaining after cleaning.
0 has the function of preventing the deterioration of the characteristic. The first interlayer insulating film 12 is, for example, a highly insulating glass such as NSG (non-doped silicate glass), PSG (phosphosilicate glass), BSG (boron silicate glass), BPSG (boron phosphorus silicate glass), or a silicon oxide film. , A silicon nitride film or the like. Due to the first interlayer insulating film 12, the first light-shielding film 11a is formed by the pixel switching TFT 3
It is also possible to prevent a situation where 0 or the like is contaminated. In addition,
When an opaque Si substrate is used for the TFT array substrate,
The first light shielding film 11a becomes unnecessary.

【0043】本実施の形態では、ゲート絶縁膜2を走査
線3aに対向する位置から延設して誘電体膜として用
い、半導体層1aを延設して第1蓄積容量電極1fと
し、更にこれらに対向する容量線3bの一部を第2蓄積
容量電極とすることにより、蓄積容量70が構成されて
いる。より詳細には、半導体層1aの高濃度ドレイン領
域1eが、データ線6a及び走査線3aの下に延設され
て、同じくデータ線6a及び走査線3aに沿って伸びる
容量線3b部分に絶縁膜2を介し対向配置されて、第1
蓄積容量電極(半導体層)1fとされている。特に蓄積
容量70の誘電体としての絶縁膜2は、高温酸化により
ポリシリコン膜上に形成されるTFT30のゲート絶縁
膜2に他ならないので、薄く且つ高耐圧の絶縁膜とする
ことができ、蓄積容量70は比較的小面積で大容量の蓄
積容量として構成できる。
In this embodiment, the gate insulating film 2 is extended from a position facing the scanning line 3a to be used as a dielectric film, and the semiconductor layer 1a is extended to form a first storage capacitor electrode 1f. A storage capacitor 70 is formed by using a part of the capacitor line 3b opposed to the first storage capacitor electrode as a second storage capacitor electrode. More specifically, a high-concentration drain region 1e of the semiconductor layer 1a extends below the data line 6a and the scanning line 3a, and an insulating film is formed on a portion of the capacitance line 3b extending along the data line 6a and the scanning line 3a. 2 opposed to each other, the first
It is a storage capacitor electrode (semiconductor layer) 1f. In particular, since the insulating film 2 as a dielectric of the storage capacitor 70 is nothing but the gate insulating film 2 of the TFT 30 formed on the polysilicon film by high-temperature oxidation, it can be a thin and high withstand voltage insulating film. The capacitor 70 can be configured as a large-capacity storage capacitor with a relatively small area.

【0044】この結果、データ線6a下の領域及び走査
線3aに沿うスペースという開口領域を外れたスペース
を有効に利用して、画素電極9aの蓄積容量を増やすこ
とが出来る。なお、画素電極9aをデータ線6aや走査
線3a上に絶縁膜を介して形成しても構わない。
As a result, the storage capacity of the pixel electrode 9a can be increased by effectively utilizing the space under the data line 6a and the space along the scanning line 3a, which is outside the opening region. Note that the pixel electrode 9a may be formed over the data line 6a or the scanning line 3a via an insulating film.

【0045】図4において、画素スイッチング用TFT
30は、LDD(Light1yDoped Drai
n)構造を有しており、走査線3a、当該走査線3aか
らの電界によりチャネルが形成される半導体層1aのチ
ャネル領域1a’、走査線3aと半導体層1aとを絶縁
するゲート絶縁膜2、データ線6a、半導体層1aの低
濃度ソース領域(ソース側LDD領域)1b及び低濃度
ドレイン領域(ドレイン側LDD領域)1c、半導体層
1aの高濃度ソース領域1d並びに高濃度ドレイン領域
1eを備えている。高濃度ドレイン領域1eには、複数
の画素電極9aのうちの対応する一つが接続されてい
る。ソース領域1b及び1d並びにドレイン領域1c及
び1eは、半導体層1aに対し、n型又はp型のチャネ
ルを形成するかに応じて所定濃度のn型用又はp型用の
ドーパントをドープすることにより形成されている。
In FIG. 4, the pixel switching TFT
Reference numeral 30 denotes an LDD (Lightly Doped Drain)
n) a scanning line 3a having a structure, a channel region 1a 'of a semiconductor layer 1a in which a channel is formed by an electric field from the scanning line 3a, and a gate insulating film 2 for insulating the scanning line 3a from the semiconductor layer 1a. , Data line 6a, low-concentration source region (source-side LDD region) 1b and low-concentration drain region (drain-side LDD region) 1c of semiconductor layer 1a, high-concentration source region 1d and high-concentration drain region 1e of semiconductor layer 1a. ing. A corresponding one of the plurality of pixel electrodes 9a is connected to the high-concentration drain region 1e. The source regions 1b and 1d and the drain regions 1c and 1e are formed by doping the semiconductor layer 1a with a predetermined concentration of n-type or p-type dopant depending on whether an n-type or p-type channel is formed. Is formed.

【0046】n型チャネルのTFTは、動作速度が速い
という利点があり、画素のスイッチング素子である画素
スイッチング用TFT30として用いられることが多
い。本実施の形態では特にデータ線6aは、A1等の低
抵抗な金属膜や金属シリサイド等の合金膜などの遮光性
の薄膜から構成されている。また、走査線3a、ゲート
絶縁膜2及び第1層間絶縁膜12の上には、高濃度ソー
ス領域1dへ通じるコンタクトホール5及び高濃度ドレ
イン領域1eへ通じるコンタクトホール8が各々形成さ
れた第2層間絶縁膜4が形成されている。このソース領
域1bへのコンタクトホール5を介して、データ線6a
は高濃度ソース領域1dに電気的に接続されている。更
に、データ線6a及び第2層間絶縁膜4の上には、高濃
度ドレイン領域1eへのコンタクトホール8が形成され
た第3層間絶縁膜7が形成されている。
An n-type channel TFT has the advantage of a high operating speed, and is often used as a pixel switching TFT 30 which is a pixel switching element. In this embodiment, in particular, the data line 6a is formed of a light-shielding thin film such as a low-resistance metal film such as A1 or an alloy film such as metal silicide. On the scanning line 3a, the gate insulating film 2, and the first interlayer insulating film 12, a contact hole 5 leading to the high-concentration source region 1d and a contact hole 8 leading to the high-concentration drain region 1e are respectively formed. An interlayer insulating film 4 is formed. Via the contact hole 5 to the source region 1b, the data line 6a
Are electrically connected to the high concentration source region 1d. Further, a third interlayer insulating film 7 having a contact hole 8 to the high-concentration drain region 1e is formed on the data line 6a and the second interlayer insulating film 4.

【0047】この高濃度ドレイン領域1eへのコンタク
トホール8を介して、画素電極9aは高濃度ドレイン領
域1eに電気的に接続されている。前述の画素電極9a
は、このように構成された第3層間絶縁膜7の上面に設
けられている。なお、画素電極9aと高濃度ドレイン領
域1eとは、データ線6aと同一のA1膜や走査線3b
と同一のポリシリコン膜を中継しての電気的接続するよ
うにしてもよい。
The pixel electrode 9a is electrically connected to the high-concentration drain region 1e via the contact hole 8 to the high-concentration drain region 1e. The aforementioned pixel electrode 9a
Is provided on the upper surface of the third interlayer insulating film 7 configured as described above. The pixel electrode 9a and the high-concentration drain region 1e are connected to the same A1 film as the data line 6a or the scanning line 3b.
And the same polysilicon film may be relayed for electrical connection.

【0048】画素スイッチング用TFT30は、好まし
くは上述のようにLDD構造を持つが、低濃度ソース領
域1b及び低濃度ドレイン領域1cに不純物イオンの打
ち込みを行わないオフセット構造を持ってよいし、ゲー
ト電極3aをマスクとして高濃度で不純物イオンを打ち
込み、自己整合的に高濃度ソース及びドレイン領域を形
成するセルフアライン型のTFTであってもよい。
The pixel switching TFT 30 preferably has an LDD structure as described above, but may have an offset structure in which impurity ions are not implanted into the low-concentration source region 1b and the low-concentration drain region 1c. A self-aligned TFT in which impurity ions are implanted at a high concentration using 3a as a mask to form high-concentration source and drain regions in a self-aligned manner may be used.

【0049】また、本実施形態では、画素スイッチング
用TFT30のゲート電極(データ線3a)をソース−
ドレイン領域1b及び1e間に1個のみ配置したシング
ルゲート構造としたが、これらの間に2個以上のゲート
電極を配置してもよい。この際、各々のゲート電極には
同一の信号が印加されるようにする。このようにデュア
ルゲート(ダブルゲート)或いはトリプルゲート以上で
TFTを構成すれば、チャネルとソース−ドレイン領域
接合部のリーク電流を防止でき、オフ時の電流を低減す
ることができる。これらのゲート電極の少なくとも1個
をLDD構造或いはオフセット構造にすれば、更にオフ
電流を低減でき、安定したスイッチング素子を得ること
ができる。
In this embodiment, the gate electrode (data line 3a) of the pixel switching TFT 30 is connected to the source
Although only one single gate structure is arranged between the drain regions 1b and 1e, two or more gate electrodes may be arranged between them. At this time, the same signal is applied to each gate electrode. When a TFT is formed with a dual gate (double gate) or triple gate or more as described above, a leak current at a junction between a channel and a source-drain region can be prevented, and a current in an off state can be reduced. If at least one of these gate electrodes has an LDD structure or an offset structure, the off-state current can be further reduced, and a stable switching element can be obtained.

【0050】なお、本実施形態の画素電極9aは先の円
形の集光領域500bの外郭を取り囲む4角形状の本体
部9a1と、図2に示す後述のコンタクトホール8部分
において下層側の後述のトランジスタ部分と接続するた
めの延出部9a2とからなる平面視逆凸型に形成されて
いる。そして、マトリクス状に配置された複数の画素電
極9aの本体部9a1どうしの間隔(図2における左右
方向の間隔と図2における上下方向の間隔と)が以下に
示す関係とされている。
The pixel electrode 9a of the present embodiment has a square main body 9a1 surrounding the outer periphery of the circular condensing region 500b, and a lower portion of a contact hole 8 shown in FIG. It is formed in an inverted convex shape in plan view, comprising an extended portion 9a2 for connection with the transistor portion. The intervals between the body portions 9a1 of the plurality of pixel electrodes 9a arranged in a matrix (the interval in the left-right direction in FIG. 2 and the interval in the up-down direction in FIG. 2) have the following relationship.

【0051】まず、画素電極本体部の配置関係を簡略化
して示す図5のように、本体部9a1どうしの間隔をl
(×10-6m)とし、画素電極が配置される画素の配列
ピッチ(換言すると、マイクロレンズの幅に相当)をP
(×10-6m)とし、液晶層の厚さ(正確には画素電極
9aに対応する領域の部分の液晶層の厚さであり、基板
10側の配向膜16と基板20側の配向膜22との間の
間隔)をd(×10-6m)とすると、P≦30×10-6
mの場合に、l/d≧1の関係が好ましく、l/d≧2
の関係がより好ましい。
First, as shown in FIG. 5 which shows a simplified arrangement relationship of the pixel electrode main portions, the interval between the main portions 9a1 is set to l.
(× 10 −6 m), and the arrangement pitch of the pixels at which the pixel electrodes are arranged (in other words, corresponding to the width of the microlens) is P
(× 10 −6 m), and the thickness of the liquid crystal layer (more precisely, the thickness of the liquid crystal layer in the region corresponding to the pixel electrode 9 a). The alignment film 16 on the substrate 10 side and the alignment film on the substrate 20 side 22) and d (× 10 −6 m), P ≦ 30 × 10 −6
When m, l / d ≧ 1 is preferable, and l / d ≧ 2
Is more preferable.

【0052】また、液晶層を構成する液晶として、電圧
の無印加時に液晶分子が基板と垂直(基板に対して起
立)なホメオトロピック状態をとり、電圧印加時に基板
に対して傾斜(または平行)配向するような誘電率異方
性が負のネガ型の液晶を用いることが好ましい。また、
このネガ型の液晶を用いる場合は、液晶パネルの配向膜
16、22として、電圧無印加時に液晶分子を起立させ
るような配向処理が施されている必要がある。
The liquid crystal constituting the liquid crystal layer has a homeotropic state in which liquid crystal molecules are perpendicular to the substrate (stand up with respect to the substrate) when no voltage is applied, and tilt (or parallel) with respect to the substrate when voltage is applied. It is preferable to use a negative type liquid crystal having a negative dielectric anisotropy for orientation. Also,
In the case of using the negative type liquid crystal, it is necessary that the alignment films 16 and 22 of the liquid crystal panel have been subjected to an alignment treatment for raising liquid crystal molecules when no voltage is applied.

【0053】本実施形態の液晶装置は、以上のように構
成されているため、対向基板20上に備えられた複数の
マイクロレンズ500により、対向基板20側からの入
射光は、複数の画素電極9a上に夫々集光される。従っ
て、マイクロレンズ500が無い場合と比較して、各画
素における実効開口率が高められている。
Since the liquid crystal device of the present embodiment is configured as described above, the incident light from the opposing substrate 20 is reduced by the plurality of pixel electrodes by the plurality of microlenses 500 provided on the opposing substrate 20. Each light is condensed on 9a. Therefore, the effective aperture ratio in each pixel is increased as compared with the case where the micro lens 500 is not provided.

【0054】更に、マイクロレンズ500により、対向
基板20側からの入射光は画素電極9a上の集光領域5
00bに夫々集光されるので(図2、図5参照)、入射
光の利用効率は高められると同時に、第2遮光膜23の
存在により、対向基板20における機械的強度及び熱遮
断性能は夫々、第2遮光膜23が無かった場合と比較し
て顕著に高められる。
Further, the incident light from the counter substrate 20 side is condensed by the microlens 500 on the pixel electrode 9a.
00b (see FIGS. 2 and 5), the utilization efficiency of the incident light is increased, and the mechanical strength and the heat blocking performance of the opposing substrate 20 are each increased by the presence of the second light shielding film 23. , Is significantly increased as compared with the case where the second light shielding film 23 is not provided.

【0055】また、画素電極9aが先の式P≦30×1
-6mを満足した場合に、l/d≧1の関係を満足され
ているので、複数の隣接する画素電極9aにおいて仮に
極性の異なる電圧が印加され、横電界を生じても隣接す
る画素電極9aの間隔を十分に広くとっているので、画
素電極9aの周辺領域に相当する液晶に対し、隣接する
他の画素電極9aから作用する横電界を小さくできるの
で、横電界に起因するディスクリネーションを生じ難
い。このディスクリネーションを生じ難いのであれば、
ディスクリネーションラインの生成も防止できるので、
反射型液晶表示装置として見た場合の反射率の低下を防
止することができ、高精細タイプで、画素電極9aの小
さな反射型液晶表示装置であっても高コントラストな表
示を得ることができる。
Further, the pixel electrode 9a is determined by the equation P ≦ 30 × 1.
When 0 -6 m is satisfied, the relationship of 1 / d ≧ 1 is satisfied. Therefore, even if a voltage having a different polarity is temporarily applied to a plurality of adjacent pixel electrodes 9a and a horizontal electric field is generated, the adjacent pixel electrodes 9a are not connected to each other. Since the distance between the electrodes 9a is sufficiently large, the lateral electric field acting on the liquid crystal corresponding to the peripheral region of the pixel electrode 9a from another adjacent pixel electrode 9a can be reduced. Nation is unlikely to occur. If this disclination is unlikely to occur,
Since the generation of disclination lines can be prevented,
It is possible to prevent a decrease in reflectance when viewed as a reflection type liquid crystal display device, and to obtain a high definition display even with a high definition type reflection type liquid crystal display device having a small pixel electrode 9a.

【0056】更に、液晶として誘電率異方性が負のネガ
型の液晶を用い、電圧無印加時に基板10、20に対し
て起立する状態の垂直配向モード(SHモード)の液晶
表示装置とするならば、電圧無印加時に液晶分子はその
長軸を基板10、20に対して起立させた状態で配向す
るので、これらの液晶分子による複屈折現象が全くな
く、黒レベルの低い、高コントラスト比の表示形態を得
ることができる。
Further, a liquid crystal display device of a vertical alignment mode (SH mode) in which a negative type liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is used as the liquid crystal and stands up with respect to the substrates 10 and 20 when no voltage is applied. Then, when no voltage is applied, the liquid crystal molecules are oriented with their long axes standing upright with respect to the substrates 10 and 20, so that there is no birefringence phenomenon caused by these liquid crystal molecules, and the black level is low and the contrast ratio is high. Can be obtained.

【0057】ところで本実施形態では、反射型液晶表示
装置に本発明を適用した実施形態について説明したが、
本発明を透過型液晶表示装置に適用しても良いのは勿論
である。その場合、図3に示す断面構造において、金属
電極9aをITO(インジウム錫酸化物)膜などの透明
導電膜で形成すれば良い。
In this embodiment, the embodiment in which the present invention is applied to the reflection type liquid crystal display device has been described.
Of course, the present invention may be applied to a transmission type liquid crystal display device. In that case, in the cross-sectional structure shown in FIG. 3, the metal electrode 9a may be formed of a transparent conductive film such as an ITO (indium tin oxide) film.

【0058】「液晶装置の全体構成」以上のように構成
された液晶装置の各実施の形態の全体構成を図6から図
7を参照して説明する。図6において、TFTアレイ基
板10の上には、シール材52がその縁に沿って設けら
れており、その内側に並行して、例えば第2遮光膜23
と同じ或いは異なる材料から成る周辺見切りとしての第
3遮光膜53が設けられている。シール材52の外側の
領域には、データ線駆動回路101及び実装端子102
がTFTアレイ基板10の一辺に沿って設けられてお
り、走査線駆動回路104が、この一辺に隣接する2辺
に沿って設けられている。走査線3aに供給される走査
信号遅延が問題にならないのならば、走査線駆動回路1
04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101を画像表示領域の辺に沿って両
側に配列してもよい。更に、TFTアレイ基板10の残
る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆
動回路104間をつなぐための複数の配線105が設け
られている。そして、図7に示すように、図6に示した
シール材52とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板20が当該
シール材52によりTFTアレイ基板10に固着されて
いる。
"Overall Configuration of Liquid Crystal Device" The overall configuration of each embodiment of the liquid crystal device configured as described above will be described with reference to FIGS. In FIG. 6, a sealing material 52 is provided on the TFT array substrate 10 along the edge thereof.
A third light-shielding film 53 is provided as a peripheral parting stop made of the same or different material. The data line driving circuit 101 and the mounting terminals 102 are provided in a region outside the sealing material 52.
Are provided along one side of the TFT array substrate 10, and the scanning line driving circuit 104 is provided along two sides adjacent to the one side. If the delay of the scanning signal supplied to the scanning line 3a does not matter, the scanning line driving circuit 1
It goes without saying that 04 may be on one side only. Also,
The data line driving circuits 101 may be arranged on both sides along the side of the image display area. Further, a plurality of wirings 105 for connecting the scanning line driving circuits 104 provided on both sides of the image display area are provided on the remaining one side of the TFT array substrate 10. Then, as shown in FIG. 7, the counter substrate 20 having substantially the same contour as the sealing material 52 shown in FIG. 6 is fixed to the TFT array substrate 10 by the sealing material 52.

【0059】また、対向基板20の投射光が入射する側
及びTFTアレイ基板10の出射光が出射する側には各
々、例えば、TN(ツイステッドネマティツク)モー
ド、STN(スーパーTN)モード、SH(スーパーホ
メオトロピック)、強誘電性液晶(FLC)モード等の
動作モードや、ノーマリーホワイトモード/ノーマリー
ブラッグモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フ
ィルム、偏光板などが所定の方向で適宜配置される。
On the side of the opposing substrate 20 on which the projected light is incident and on the side of the TFT array substrate 10 from which the emitted light is emitted, for example, a TN (twisted nematic) mode, an STN (super TN) mode, and an SH (super TN) mode are provided. Polarizing films, retardation films, polarizing plates, etc. are appropriately arranged in predetermined directions according to operation modes such as super homeotropic), ferroelectric liquid crystal (FLC) mode, and normally white mode / normally Bragg mode. Is done.

【0060】以上説明した各実施の形態における液晶装
置は、カラー液晶プロジェクタに適用されるため、3枚
の液晶装置がRGB用のライトバルブとして各々用いら
れ、各液晶装置には各々RGB色分解用のダイクロイッ
クミラーを介して分解された各色の光が投射光として各
々入射されることになる。
Since the liquid crystal device in each of the above-described embodiments is applied to a color liquid crystal projector, three liquid crystal devices are used as RGB light valves, and each liquid crystal device has an RGB color separation device. The light of each color decomposed via the dichroic mirror is incident as projection light.

【0061】従って、本実施の形態では、対向基板20
側に、カラーフィルタは設けられていない。しかしなが
ら、第2遮光膜23の形成されていない画素電極9aに
対向する所定領域にRGBのカラーフィルタをその保護
膜と共に、対向基板20上に形成してもよい。このよう
にすれば、液晶プロジェクタ以外の直視型や反射型のカ
ラー液晶テレビなどのカラー液晶装置に各実施の形態に
おける液晶装置を適用できる。更にまた、対向基板20
上に、何層もの屈折率の相違する干渉層を堆積すること
で、光の干渉を利用して、RGB色を作り出すダイクロ
イツクフィルタを形成してもよい。このダイクロイック
フィルタ付き対向基板によれば、より明るいカラー液晶
装置が実現できる。
Therefore, in the present embodiment, the opposing substrate 20
No color filter is provided on the side. However, an RGB color filter may be formed on the opposing substrate 20 in a predetermined area facing the pixel electrode 9a where the second light-shielding film 23 is not formed, together with the protective film. In this way, the liquid crystal device according to each embodiment can be applied to a color liquid crystal device such as a direct-view or reflection type color liquid crystal television other than the liquid crystal projector. Furthermore, the opposing substrate 20
A dichroic filter that produces RGB colors using light interference may be formed by depositing a number of interference layers having different refractive indices thereon. According to the counter substrate with the dichroic filter, a brighter color liquid crystal device can be realized.

【0062】また、各画素に設けられるスイッチング素
子としては、正スタガ型又はコブラナー型のポリシリコ
ンTFTであるとして説明したが、逆スタガ型のTFT
やアモルファスシリコンTFT等の他の形式のTFTに
対しても、各実施の形態は有効である。
The switching element provided in each pixel has been described as a normal stagger type or co-blanner type polysilicon TFT.
The embodiments are also effective for other types of TFTs such as TFTs and amorphous silicon TFTs.

【0063】更にまた、マイクロレンズ500の集光能
力としては、集光領域500b(図2参照)が画素電極
9aの本体部9a1に丁度収まる程度に集光できれば十
分であり、必要以上に光領域500bを、換言すると画
素電極9aを小さくする必要はない。更に、マイクロレ
ンズ500により、各画素における実効開口率が高めら
れているので、画素開口領域を広げるために、走査線3
a、容量線3b及びデータ線6aの線幅やTFT30の
平面的なサイズを必要以上に小さくする必要はない。従
って本実施形態は、画素の配列ピッチを小さくして、各
画素の微細化を行う場合に非常に適している。
Further, the light-collecting ability of the microlens 500 is sufficient if the light-collecting area 500b (see FIG. 2) can be focused so as to just fit in the main body 9a1 of the pixel electrode 9a. In other words, it is not necessary to make the pixel electrode 9a smaller than 500b. Further, since the effective aperture ratio in each pixel is increased by the micro lens 500, the scanning line 3 is increased in order to increase the pixel aperture area.
a, the line width of the capacitor line 3b and the data line 6a, and the planar size of the TFT 30 need not be reduced more than necessary. Therefore, the present embodiment is very suitable for the case where the arrangement pitch of the pixels is reduced to miniaturize each pixel.

【0064】尚、本実施の形態では、TFTを用いて画
素電極9aを駆動するように構成したが、TFT以外
の、例えば、TFD(Thin Film Diode:薄膜ダイオー
ド)等のアクティブマトリクス素子を用いることも可能
であり、更に、液晶装置をパッシブマトリクス型の液晶
装置として構成することも可能である。このような場合
であっても、マイクロレンズ500で画素電極上に光を
集光する構成を採る限り、光の利用効率を向上させる上
で本実施の形態の場合と同様に有効である。
In this embodiment, the pixel electrode 9a is driven by using a TFT. However, an active matrix element such as a TFD (Thin Film Diode) other than the TFT is used. It is also possible to configure the liquid crystal device as a passive matrix type liquid crystal device. Even in such a case, as long as the configuration in which the light is condensed on the pixel electrode by the microlens 500 is employed, it is effective in improving the light use efficiency as in the case of the present embodiment.

【0065】図8は、本実施形態の液晶装置を駆動する
場合に適用できる駆動方式について説明するためのもの
である。第1に、図8(a)に示すように枠線で囲んだ
区形状の領域を1つの画素と見立てると、全部の画素に
ついてフレーム毎に同一極性の電圧で駆動する方式、換
言すると、図8(a)に示すフレームでは+の電位を全
画素に印加し、図示しない他のフレームでは−の電位を
全画素に印加し、このような電圧印加をフレーム毎に繰
り返し行って駆動するフレーム反転駆動方式を採用でき
る。第2に、図8(b)に示すように上下左右に隣接す
る画素の1つ1つで互いに極性が異なる電圧を印加して
駆動するドット反転駆動方式を採用することができる。
第3に、図8(c)に示すように横の1ライン毎に印加
する電位を逆極性とするか、図8(d)に示すように縦
の1ライン毎に印加する電位を逆極性とするライン反転
駆動方式を採用することができる。
FIG. 8 is for explaining a driving method applicable to driving the liquid crystal device of the present embodiment. First, assuming that a section-shaped region surrounded by a frame line as shown in FIG. 8A is regarded as one pixel, a method of driving all pixels with a voltage of the same polarity for each frame, in other words, FIG. In the frame shown in FIG. 8A, a positive potential is applied to all the pixels, and in another frame (not shown), a negative potential is applied to all the pixels. A drive system can be adopted. Secondly, as shown in FIG. 8B, a dot inversion driving method in which voltages having different polarities are applied to each of the pixels adjacent to each other in the upper, lower, left, and right directions to drive them can be adopted.
Third, as shown in FIG. 8C, the potential applied to each horizontal line is set to the opposite polarity, or the potential applied to each vertical line is set to the opposite polarity as shown in FIG. 8D. Can be adopted.

【0066】ここで従来の高精細の反射型液晶装置にお
いて、複数の画素電極の間隔を1×10-6m程度に狭め
た構造では、横電界の影響でフレーム反転駆動方式しか
採用できず、ドット反転駆動あるいはフレーム反転駆動
を行うと、ディスクリネーションラインを生じて表示欠
陥を生むおそれを有していたが、先の本発明の実施形態
の構造を採用することで、隣接する画素の間で印加電圧
の極性が異なるような駆動方式を採用しても表示領域に
ディスクリネーションラインを生じるおそれを少なくし
ているので、本発明の液晶装置では図8(b)(c)
(d)に示すドット反転駆動方式、ライン反転駆動方式
であっても、ディスクリネーションを生じる事なく採用
することができる。従って高精細タイプの液晶装置に対
していずれの駆動方式でも適用することができ、駆動方
式採用時の汎用性を高めることができる。
Here, in the conventional high-definition reflective liquid crystal device, in a structure in which the interval between a plurality of pixel electrodes is narrowed to about 1 × 10 −6 m, only the frame inversion driving method can be adopted due to the influence of the lateral electric field. When the dot inversion drive or the frame inversion drive is performed, there is a possibility that a disclination line is generated and a display defect is caused. However, by adopting the structure of the embodiment of the present invention, a gap between adjacent pixels can be obtained. In the liquid crystal device of the present invention, since the possibility of generating a disclination line in the display area is reduced even if a driving method in which the polarity of the applied voltage is different is adopted in the liquid crystal device of the present invention, FIGS.
The dot inversion driving method and the line inversion driving method shown in FIG. 9D can be adopted without causing disclination. Therefore, any driving method can be applied to a high-definition type liquid crystal device, and versatility when the driving method is adopted can be improved.

【0067】図9は、本発明に係る反射型液晶装置の第
2実施形態に適用される素子基板の薄膜トランジスタ部
分の拡大構造を示すもので、この実施形態の薄膜トラン
ジスタはシリコン基板(第1の基板)に半導体回路が作
り込まれている。
FIG. 9 shows an enlarged structure of a thin film transistor portion of an element substrate applied to a second embodiment of the reflection type liquid crystal device according to the present invention. The thin film transistor of this embodiment is a silicon substrate (first substrate). ) Is a semiconductor circuit.

【0068】図9において、符号101は単結晶シリコ
ンのようなP型あるいはN型の半導体基板(第1基板)
であり、102はこの半導体基板101の表面に形成さ
れ、基板より不純物濃度の高いP型あるいはN型のウェ
ル領域である。ウェル領域102は、特には限定されな
いが、例えば、768×1024個あるいはそれ以上の
画素を有するような高精細な液晶パネルの場合には、そ
れらの画素のウェル領域を共通ウェル領域として形成
し、他のデータ線駆動回路や走査線駆動回路、入力回
路、タイミング回路等の周辺回路を構成する素子が形成
される部分のウェル領域とは分離して形成されることも
ある。
In FIG. 9, reference numeral 101 denotes a P-type or N-type semiconductor substrate such as single crystal silicon (first substrate).
Reference numeral 102 denotes a P-type or N-type well region formed on the surface of the semiconductor substrate 101 and having a higher impurity concentration than the substrate. The well region 102 is not particularly limited. For example, in the case of a high-definition liquid crystal panel having 768 × 1024 or more pixels, the well region of those pixels is formed as a common well region. It may be formed separately from a well region where elements constituting peripheral circuits such as other data line driving circuits, scanning line driving circuits, input circuits, and timing circuits are formed.

【0069】103は半導体基板101の表面に形成さ
れた素子分離用のフィールド酸化膜(いわゆるLOCO
S)である。フィールド酸化膜103は例えば選択熱酸
化によって形成される。フィールド酸化膜103には開
口部が形成され、この開口部の内側中央にシリコン基板
表面の熱酸化により形成されるゲート酸化膜114を介
してポリシリコンまたはメタルシリサイド等からなるゲ
ート電極105a及び走査線が形成され、先のゲート電
極105aの両側の基板表面側にはウェル領域102よ
り高不純物濃度のN型不純物層(ドーピング層)からな
るソース領域106a、ドレイン領域106bが形成さ
れ、これらにより電界効果トランジスタ(FET:スイ
ッチング素子)105が構成されている。
Reference numeral 103 denotes a field oxide film for device isolation (so-called LOCO) formed on the surface of the semiconductor substrate 101.
S). The field oxide film 103 is formed by, for example, selective thermal oxidation. An opening is formed in the field oxide film 103, and a gate electrode 105a made of polysilicon or metal silicide and a scanning line are formed at the center of the inside of the opening via a gate oxide film 114 formed by thermal oxidation of the surface of the silicon substrate. Are formed on the substrate surface side on both sides of the gate electrode 105a, and a source region 106a and a drain region 106b composed of an N-type impurity layer (doping layer) having a higher impurity concentration than the well region 102 are formed. A transistor (FET: switching element) 105 is configured.

【0070】上記ソース、ドレイン領域106a、10
6bの上方には、BPSG(BoronPhosphorus Silica G
rass)膜のような第1層間絶縁膜104を介して1層目
のアルミニウム層からなる第1の導電層107a、10
7bが形成され、この第1の導電層107aは上記絶縁
膜104に形成されたコンタクトホールを介してソース
領域106aと電気的に接続され、データ信号の電圧を
ソース領域106aに供給するソース電極(データ線に
相当する)を構成する。また、第1導電層107bは上
記絶縁膜104に形成されたドレイン電極を構成する。
The source and drain regions 106a, 10a
Above 6b, BPSG (BoronPhosphorus Silica G
rass) through a first interlayer insulating film 104 such as a film, a first conductive layer 107a, 10a made of a first aluminum layer.
7b is formed, and the first conductive layer 107a is electrically connected to the source region 106a through a contact hole formed in the insulating film 104 to supply a voltage of a data signal to the source region 106a. (Corresponding to a data line). The first conductive layer 107b forms a drain electrode formed on the insulating film 104.

【0071】また、上記第1の導電層107a、107
bの上には二酸化シリコンのような絶縁膜からなる第2
層間絶縁層108が形成され、さらにその上方にはアル
ミニウム層あるいはタンタル層からなる第2の導電層1
09が形成されている。この第2の導電層109は画素
の保持容量113を構成するためにその表面が平坦化さ
れていることが望ましい。
Further, the first conductive layers 107a, 107
a second insulating film, such as silicon dioxide,
An interlayer insulating layer 108 is formed, and further above the second conductive layer 1 made of an aluminum layer or a tantalum layer.
09 is formed. The surface of the second conductive layer 109 is desirably planarized in order to form the storage capacitor 113 of the pixel.

【0072】第2の導電層109上には液晶パネルにお
ける共通電位電極Vcomあるいはその近傍、又は上記画
素電極(反射電極)112に印加された電圧(データ信
号電圧)の振幅の中心電位あるいはその近傍、又は上記
の共通電極電位と上記の電圧振幅中心電圧の中間の電
位、のいずれかの所定の電位を与える配線が電気的に接
続されている。なお、上記共通電極電位Vcomとは液晶
層を極性反転駆動する際の反転中心電位に相当する。
On the second conductive layer 109, at or near the common potential electrode Vcom in the liquid crystal panel, or at or near the center potential of the amplitude of the voltage (data signal voltage) applied to the pixel electrode (reflection electrode) 112. Alternatively, a wiring for giving a predetermined potential of the common electrode potential and a potential intermediate between the voltage amplitude center voltages is electrically connected. Note that the common electrode potential Vcom corresponds to an inversion center potential when the liquid crystal layer is driven for polarity inversion.

【0073】上記第2の導電層109の上方には、二酸
化シリコン、窒化シリコンあるいは酸化タンタル等の高
誘電率の材料からなる第3絶縁層110が形成され、そ
の上にドレイン電極107bに接続された形の光反射性
の金属からなる画素電極102が形成されている。
A third insulating layer 110 made of a material having a high dielectric constant such as silicon dioxide, silicon nitride, or tantalum oxide is formed above the second conductive layer 109, and is connected to the drain electrode 107b. A pixel electrode 102 made of a light-reflective metal having a rectangular shape is formed.

【0074】図9に示す画素電極12は先の実施形態の
ものと同様に第3絶縁層110上にマトリクス状に配置
され、これらの画素電極112上に図面では省略した配
向膜が形成されるとともに、半導体基板101と対向す
る側には先の実施形態と同様の対向基板が配置され、こ
れらの基板間に液晶層が挟持されて先の実施形態の場合
と同様に液晶表示装置が構成されている。
The pixel electrodes 12 shown in FIG. 9 are arranged in a matrix on the third insulating layer 110 as in the previous embodiment, and an alignment film not shown in the drawing is formed on these pixel electrodes 112. At the same time, on the side facing the semiconductor substrate 101, a counter substrate similar to that of the previous embodiment is arranged, and a liquid crystal layer is sandwiched between these substrates to constitute a liquid crystal display device as in the case of the previous embodiment. ing.

【0075】この第2実施形態の液晶表示装置の半導体
基板101においても先の実施形態の構造と同様に、隣
接する画素電極のピッチPと画素電極間隔lと液晶層の
厚さdとが同等の関係とされている。
In the semiconductor substrate 101 of the liquid crystal display device of the second embodiment, similarly to the structure of the previous embodiment, the pitch P between adjacent pixel electrodes, the pixel electrode interval l, and the thickness d of the liquid crystal layer are equal. The relationship has been.

【0076】即ち、P≦30×10-6mとした場合に、
l/d≧1なる関係式が満足されてなる。
That is, when P ≦ 30 × 10 −6 m,
The relational expression of 1 / d ≧ 1 is satisfied.

【0077】本第2実施形態の構造においても先の第1
実施形態の構造と同様の効果を得ることができ、ディス
クリネーションラインを生じないので高コントラストな
表示形態を得ることができる。
In the structure of the second embodiment, the first
The same effect as the structure of the embodiment can be obtained, and a high-contrast display mode can be obtained because no disclination line is generated.

【0078】図10に本実施形態の液晶装置を用いた応
用例としての投射型表示装置(液晶プロジェクタ)の構
成について説明する。図10は光学要素750の中心を
通るXY平面における液晶プロジェクタの断面図であ
る。
FIG. 10 illustrates the configuration of a projection display device (liquid crystal projector) as an application example using the liquid crystal device of the present embodiment. FIG. 10 is a cross-sectional view of the liquid crystal projector on an XY plane passing through the center of the optical element 750.

【0079】本実施形態の液晶プロジェクタは、システ
ム光軸Lに沿って配置した光源部710、インテグレー
タレンズ720、偏光変換素子730から概略構成され
る偏光照明装置700、この偏光照明装置700から出
射されたS偏光光束をS偏光光束反射面741により反
射させる偏光ビームスプリッタ740、偏光ビームスプ
リッタ740のS偏光光束反射面741から反射された
光のうち、青色光(B)の成分を分離するダイクロック
ミラー742、分離された青色光(B)を変調する反射
型液晶ライトバルブ745B、青色光が分離された後の
光束のうち、赤色光(R)の成分を反射させて分離する
ダイクロックミラー743、分離された赤色光(R)を
変調する反射型液晶ライトバルブ745R、ダイクロッ
クミラー743を通過する残りの光の緑色光(G)を変
調する反射型液晶ライトバルブ745G、3つの反射型
液晶ライトバルブ745R、745G、745Bにて変
調された光をダイクロックミラー743、742、偏光
ビームスプリッタ740にて合成し、この合成光をスク
リーン760に投写する投写レンズからなる投写光学系
750から構成されている。上記3つの反射型液晶ライ
トバルブ745R、745G、745Bには、それぞれ
前述の実施形態で説明した液晶表示装置(液晶パネル)
が用いられている。
The liquid crystal projector according to the present embodiment is a polarized light illuminating device 700 generally constituted by a light source section 710, an integrator lens 720, and a polarization converting element 730 arranged along the system optical axis L. A polarizing beam splitter 740 that reflects the S-polarized light beam reflected by the S-polarized light beam reflecting surface 741, and a dichroic that separates a blue light (B) component from the light reflected from the S-polarized light beam reflecting surface 741 of the polarizing beam splitter 740. A mirror 742, a reflective liquid crystal light valve 745B for modulating the separated blue light (B), and a dichroic mirror 743 for reflecting and separating the red light (R) component of the light beam after the blue light is separated. , A reflective liquid crystal light valve 745R for modulating the separated red light (R), and a dichroic mirror 743. The reflection type liquid crystal light valve 745G for modulating the green light (G) of the remaining light passing therethrough, the light modulated by the three reflection type liquid crystal light valves 745R, 745G, and 745B are used as dichroic mirrors 743 and 742, and a polarization beam splitter. The projection optical system 750 is composed of a projection lens that combines the lights at 740 and projects the combined light on the screen 760. The three reflective liquid crystal light valves 745R, 745G, and 745B are respectively provided with the liquid crystal display device (liquid crystal panel) described in the above embodiment.
Is used.

【0080】光源部710から出射されたランダムな偏
光光束は、インテグレータレンズ720により複数の中
間光束に分割された後、第2のインテグレータレンズを
光入射側に有する偏光変換素子720により偏光光束が
ほぼ揃った一種類の偏光光束(S偏光光束)に変換され
てから偏光ビームスプリッタ740に至るようになって
いる。偏光変換素子730から出射されたS偏光光束
は、偏光ビームスプリッタ740のS偏光光束反射面7
41によって反射され、反射された光束のうち、青色光
(B)の光束がダイクロックミラー742の青色光反射
層にて反射され、反射型液晶ライトバルブ745Bによ
って変調される。また、ダイクロックミラー742の青
色光反射層を透過した光束のうち、赤色光(R)の光束
はダイクロックミラー743の赤色光反射層にて反射さ
れ、反射型液晶ライトバルブ745Rによって変調され
る。一方、ダイクロックミラー743の赤色光反射層を
透過した緑色光(G)の光束は反射型液晶ライトバルブ
745Gにより変調される。以上のようにして反射型液
晶ライトバルブ745R、745G、745Bによって
色光の変調がなされる。
The randomly polarized light beam emitted from the light source section 710 is divided into a plurality of intermediate light beams by the integrator lens 720, and then the polarized light beam is substantially converted by the polarization conversion element 720 having the second integrator lens on the light incident side. After being converted into one kind of uniform polarized light beam (S-polarized light beam), the light reaches the polarizing beam splitter 740. The S-polarized light beam emitted from the polarization conversion element 730 is reflected by the S-polarized light beam reflection surface 7 of the polarizing beam splitter 740.
Among the light beams reflected and reflected by 41, the light beam of blue light (B) is reflected by the blue light reflection layer of the dichroic mirror 742, and is modulated by the reflection type liquid crystal light valve 745B. Further, among the light beams transmitted through the blue light reflecting layer of the dichroic mirror 742, the light beam of red light (R) is reflected by the red light reflecting layer of the dichroic mirror 743 and is modulated by the reflective liquid crystal light valve 745R. . On the other hand, the light flux of the green light (G) transmitted through the red light reflecting layer of the dichroic mirror 743 is modulated by the reflective liquid crystal light valve 745G. As described above, color light is modulated by the reflective liquid crystal light valves 745R, 745G, and 745B.

【0081】これらの反射型ライトバルブ745R、7
45G、745Bとなる反射型液晶パネルは、TN型液
晶(液晶分子の長軸が電圧無印加時にパネル基板に略平
行に配向された液晶)またはSH型液晶(液晶分子の長
軸が電圧無印加時にパネル基板に略直角に配向された液
晶)を採用可能であるが、中でもSH型液晶であること
が好ましい。
These reflection type light valves 745R, 745R,
The reflection type liquid crystal panels of 45G and 745B are provided with a TN type liquid crystal (a liquid crystal in which the major axis of liquid crystal molecules is oriented substantially parallel to the panel substrate when no voltage is applied) or an SH type liquid crystal (a major axis of the liquid crystal molecule is applied with no voltage Sometimes a liquid crystal oriented substantially at right angles to the panel substrate) can be employed, but among them, SH type liquid crystal is preferable.

【0082】SH型液晶を採用すれば、電圧無印加時に
液晶分子が完全に起立した状態なので、液晶による複屈
折現象が生じない。このため、理想的な黒状態を得るこ
とができ、コントラストの高い液晶表示を実現すること
ができる。一方、液晶層に電圧を印加すれば、液晶分子
はパネル基板法線方向から傾き、液晶分子の複屈折性に
よって楕円偏光が得られ、明状態を実現することができ
る。
When the SH type liquid crystal is adopted, the liquid crystal molecules are completely erected when no voltage is applied, so that the birefringence phenomenon due to the liquid crystal does not occur. Thus, an ideal black state can be obtained, and a liquid crystal display with high contrast can be realized. On the other hand, when a voltage is applied to the liquid crystal layer, the liquid crystal molecules are tilted from the normal direction of the panel substrate, and elliptically polarized light is obtained by the birefringence of the liquid crystal molecules, so that a bright state can be realized.

【0083】これらの液晶パネルの画素から反射された
色光のうち、S偏光成分はS偏光を反射する偏光ビーム
スプリッタ740を通過せず、P偏光成分は通過する。
この偏光ビームスプリッタ740を透過した光により画
像が形成される。従って、投写される画像は、TN型液
晶を液晶パネルに用いた場合は、OFF画素の反射光が
投写光学系750に至り、ON画素の反射光レンズに至
らないので、ノーマリーホワイト表示となり、SH型液
晶を用いた場合は、OFF画素の反射光は投写光学系に
至らず、ON画素の反射光が投写光学系750に至るの
で、ノーマリーブラック表示となる。
Among the color lights reflected from the pixels of the liquid crystal panel, the S-polarized light component does not pass through the polarization beam splitter 740 that reflects the S-polarized light, and the P-polarized light component does.
An image is formed by the light transmitted through the polarizing beam splitter 740. Therefore, when the TN type liquid crystal is used for the liquid crystal panel, the reflected image of the OFF pixel reaches the projection optical system 750 and does not reach the reflective lens of the ON pixel. When the SH type liquid crystal is used, the reflected light of the OFF pixel does not reach the projection optical system and the reflected light of the ON pixel reaches the projection optical system 750, so that a normally black display is obtained.

【0084】反射型液晶パネルは、ガラス基板にTFT
アレイを形成したアクティブマトリクス型液晶パネルに
比べ、半導体技術を利用して画素を形成するので、画素
数をより多く形成でき、パネルサイズも小さくできるの
で、高精細な画像を投射できるとともに、プロジェクタ
自体の小型化に寄与する。
The reflection type liquid crystal panel has a TFT on a glass substrate.
Compared to an active matrix type liquid crystal panel with an array, the pixels are formed using semiconductor technology, so the number of pixels can be increased and the panel size can be reduced, so that a high-definition image can be projected and the projector itself Contributes to downsizing.

【0085】「電子機器の実施形態」次に、前記各実施
形態の液晶表示装置のいずれかを備えた電子機器の具体
例について説明する。
[Embodiment of Electronic Apparatus] Next, a specific example of an electronic apparatus including any one of the liquid crystal display devices of the above embodiments will be described.

【0086】図11(a)は、携帯電話の一例を示した
斜視図である。図11(a)において、符号1000は
携帯電話本体(電子機器)を示し、符号1001は前記
の液晶表示装置のいずれかを用いた液晶表示部を示して
いる。
FIG. 11A is a perspective view showing an example of a portable telephone. In FIG. 11A, reference numeral 1000 denotes a mobile phone main body (electronic device), and reference numeral 1001 denotes a liquid crystal display unit using any of the above liquid crystal display devices.

【0087】図11(b)は、腕時計型電子機器の一例
を示した斜視図である。図11(b)において、符号1
100は時計本体(電子機器)を示し、符号1101は
前記の液晶表示装置のいずれかを用いた液晶表示部を示
している。
FIG. 11B is a perspective view showing an example of a wristwatch-type electronic device. In FIG. 11B, reference numeral 1
Reference numeral 100 denotes a watch main body (electronic device), and reference numeral 1101 denotes a liquid crystal display unit using any of the above liquid crystal display devices.

【0088】図11(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
11(c)において、符号1200は情報処理装置(電
子機器)、符号1202はキーボードなどの入力部、符
号1204は情報処理装置本体、符号1206は前記の
液晶表示装置のいずれかを用いた液晶表示部を示してい
る。
FIG. 11C is a perspective view showing an example of a portable information processing device such as a word processor or a personal computer. In FIG. 11C, reference numeral 1200 denotes an information processing device (electronic device), reference numeral 1202 denotes an input unit such as a keyboard, reference numeral 1204 denotes an information processing device main body, and reference numeral 1206 denotes a liquid crystal using any of the above liquid crystal display devices. The display unit is shown.

【0089】図11(a)〜(c)に示す各々の電子機
器は、前記の液晶表示装置のいずれかを用いた液晶表示
部を備えたものであり、先に説明した実施形態のいずれ
かの液晶表示装置の特徴を有するので、いずれの液晶表
示装置を用いても高コントラスト比で高精細な表示を得
ることができる。
Each of the electronic devices shown in FIGS. 11A to 11C includes a liquid crystal display unit using any of the above-described liquid crystal display devices, and includes any one of the above-described embodiments. Since the liquid crystal display device has the features described above, a high-definition display with a high contrast ratio can be obtained using any of the liquid crystal display devices.

【0090】[0090]

【実施例】図2に示す網目状構造の遮光膜で区画される
画素の内側に画素電極を形成した構造の薄膜トランジス
タ駆動型液晶パネルを製造した。ガラス基板上の薄膜ト
ランジスタ形成位置に対応する部分上にCrからなる第
1遮光膜を形成し、この第1遮光膜を覆ってSiNX
第1絶縁層を形成し、次いで半導体膜の形成、ゲート電
極形成工程、SiNXゲート絶縁膜の形成工程、イオン
ドーピング処理工程、SiNXの第2絶縁層の形成工
程、Crの容量電極の形成、SiNXの第3絶縁層の形
成、コンタクトホールの形成工程、画素電極の形成工
程、配向膜の形成、ラビング処理工程を施し、図2に示
す各種配線と画素電極を有する薄膜トランジスタアレイ
基板を得た。この薄膜トランジスタアレイ基板におい
て、画素ピッチPは25×10-6m角であり、平面視そ
の内側に配置されている画素電極は15×10-6m角の
大きさである。
EXAMPLE A thin-film transistor driven liquid crystal panel having a structure in which a pixel electrode was formed inside a pixel defined by a mesh-shaped light-shielding film shown in FIG. 2 was manufactured. Forming a first light-shielding film made of Cr on the portion corresponding to the thin film transistor forming position on the glass substrate, to cover the first light shielding film to form a first insulating layer of SiN X, then the formation of the semiconductor film, a gate Electrode forming step, SiN X gate insulating film forming step, ion doping step, SiN X second insulating layer forming step, Cr capacitor electrode formation, SiN X third insulating layer formation, contact hole formation The process, a pixel electrode forming process, an alignment film forming process, and a rubbing process were performed to obtain a thin film transistor array substrate having various wirings and pixel electrodes shown in FIG. In this thin film transistor array substrate, the pixel pitch P is 25 × 10 −6 m square, and the pixel electrode disposed inside the pixel in plan view is 15 × 10 −6 m square.

【0091】また、別途、ネオセラムの基板と、この基
板上に形成された感光性樹脂からなるマイクロレンズ
と、マイクロレンズを覆うアクリル系接着層と、カバー
ガラスと、共通電極層と、配向膜とを具備した対向基板
を形成し、先の基板とこの対向基板との間にネガ型のネ
マティック液晶を封入し、液晶層の厚さに相当するセル
ギャップを5×10-6mに設定して液晶パネルを組み立
てた。この構造の液晶パネルにおいて、配向膜には液晶
を垂直に配向させるポリイミド有機材料を用いて垂直配
向モードとなるようにするとともに、l/dの値を2と
した。
Also, separately, a neoceram substrate, a microlens made of a photosensitive resin formed on the substrate, an acrylic adhesive layer covering the microlens, a cover glass, a common electrode layer, and an alignment film Is formed, a negative nematic liquid crystal is sealed between the previous substrate and this counter substrate, and a cell gap corresponding to the thickness of the liquid crystal layer is set to 5 × 10 −6 m. The liquid crystal panel was assembled. In the liquid crystal panel having this structure, the alignment film was made to be in a vertical alignment mode by using a polyimide organic material for vertically aligning the liquid crystal, and the value of 1 / d was set to 2.

【0092】なお、この種の構造の液晶表示装置におい
て、画素電極の大きさを100×10-6m〜10×10
-6mまで10×10-6m毎に変更して複数の液晶パネル
を製造し、各液晶パネルについて画素ピッチ(×10-6
m)と画素面積(×10-6 2)と生成したディスクリ
ネーションの面積(×10-62)と有効開口率(%)
を測定した結果を以下の表1に記載する。
Incidentally, in a liquid crystal display device having this kind of structure,
And the size of the pixel electrode is 100 × 10-6m to 10 × 10
-610 × 10 up to m-6Multiple liquid crystal panels changed every m
And a pixel pitch (× 10) for each liquid crystal panel.-6
m) and pixel area (× 10-6m Two) And generated disc
Nation area (× 10-6mTwo) And effective aperture ratio (%)
Are shown in Table 1 below.

【0093】なお、表1におけるディスクリネーション
面積は、従来の液晶表示装置で本発明者が測定したディ
スクリネーションラインの幅3×10-6mをもとに算出
したものである。
The disclination area in Table 1 was calculated based on a disclination line width of 3 × 10 −6 m measured by the present inventor in a conventional liquid crystal display device.

【0094】 「表1」 画素ピッチ 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 画素面積 10000 8100 6400 4900 3600 2500 1600 900 400 100 ディスクリネ ーション面積 424 381 339 297 254 212 169 127 84 42 有効開口率 95.8 95.3 94.7 93.9 92.9 91.5 89.4 85.9 78.8 57.6[Table 1] Pixel pitch 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Pixel area 10000 8100 6400 4900 3600 2500 1600 900 400 100 Disclination area 424 381 339 297 254 212 169 127 84 42 Effective aperture ratio 95.8 95.3 94.7 93.9 92.9 91.5 89.4 85.9 78.8 57.6

【0095】表1に示す結果から、ディスクリネーショ
ンラインが生成した場合に表示領域においてディスクリ
ネーションラインから表示が影響を受けない有効面積の
割合として示される有効開口率は、画素ピッチが30×
10-6m(μm)以下となると85%を割るようになる
ので、画素ピッチ30×10-6m以下の範囲の中でもよ
り小さな画素ピッチの場合に有効であると思われる。具
体的に、画素ピッチが20×10-6mでは有効開口率8
0%以下、画素ピッチ10×10-6m以下では有効開口
率60%以下となってしまう。
From the results shown in Table 1, when a disclination line is generated, the effective aperture ratio, which is shown as a ratio of the effective area in which display is not affected by the disclination line in the display area, is expressed by a pixel pitch of 30 ×
When the pixel pitch is 10 -6 m (μm) or less, the ratio becomes less than 85%. Therefore, it is considered to be effective in the case of a smaller pixel pitch even within a pixel pitch of 30 × 10 -6 m or less. Specifically, when the pixel pitch is 20 × 10 −6 m, the effective aperture ratio is 8
When the pixel pitch is 0% or less and the pixel pitch is 10 × 10 −6 m or less, the effective aperture ratio is 60% or less.

【0096】次に、フレーム反転駆動方式で表示し、横
電界の影響が全く無い反射型液晶表示装置を構成して、
反射率を測定した。測定結果は、45.8%であった。
この液晶表示装置に対し、ドット反転駆動方式に切り替
え、l/dの値を種々の値に変化させた場合の反射率を
測定した結果を以下の表2に示す。この測定において、
液晶層の厚さdを4×10-6mの一定値、画素ピッチP
を20×10-6mの一定値として測定した。
Next, a reflection type liquid crystal display device which performs display by the frame inversion driving method and has no influence of the horizontal electric field is constituted.
The reflectance was measured. The measurement result was 45.8%.
The liquid crystal display device was switched to the dot inversion driving method, and the results of measuring the reflectance when the value of l / d was changed to various values are shown in Table 2 below. In this measurement,
The thickness d of the liquid crystal layer is set to a constant value of 4 × 10 −6 m, and the pixel pitch P
Was measured as a constant value of 20 × 10 −6 m.

【0097】 「表2」 l 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 l/d 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 反射率 35.0 37.2 41.5 42.1 43.6 44.1 44.8 45.3 45.5 45.8[Table 2] l 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 l / d 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 Reflectance 35.0 37.2 41.5 42.1 43.6 44.1 44.8 45.3 45.5 45.8

【0098】表2に示す測定結果から、l/dの値を1
以上とすることで、横電界の全く生じていない反射型液
晶表示装置の反射率に対して10%未満の反射率の低下
に抑えられることがわかる。また、l/dの値を2以上
とするならば、横電界の全く生じていない反射型液晶表
示装置の反射率に対して2%未満の反射率の低下に抑え
られることがわかる。従ってlとdの関係を本発明に係
る関係とするならば、反射型の液晶表示装置に対し、デ
ィスクリネーションラインの生成に伴う反射率の低下を
抑制できることが明らかになった。
From the measurement results shown in Table 2, the value of 1 / d was 1
With the above, it can be seen that the reflectance is suppressed to less than 10% of the reflectance of the reflective liquid crystal display device in which no horizontal electric field is generated. When the value of 1 / d is 2 or more, it can be seen that the reflectance is reduced to less than 2% of the reflectance of the reflective liquid crystal display device in which no lateral electric field is generated. Therefore, if the relationship between l and d is set to the relationship according to the present invention, it has been clarified that a decrease in the reflectance due to the generation of the disclination line can be suppressed in the reflective liquid crystal display device.

【0099】[0099]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
トリクス状に配置された複数の画素の配列ピッチがP、
前記画素電極間の距離がl、前記第1基板と第2基板と
の間の液晶の厚さがdとされた場合に、P≦30×10
-6mの条件を満足する高精細な液晶装置において、l/
d≧1なる関係式が満足されてなるので、隣接する他の
画素電極の横電界の影響を受けるおそれが少なくなり、
配向された液晶にディスクリネーションラインを生じな
いようにできるので、高精細な表示構成であってもコン
トラスト比の高い、高品位、高信頼性の表示形態の液晶
装置を得ることができる。
As described above, according to the present invention, the arrangement pitch of a plurality of pixels arranged in a matrix is P,
When the distance between the pixel electrodes is 1 and the thickness of the liquid crystal between the first substrate and the second substrate is d, P ≦ 30 × 10
In a high-definition liquid crystal device satisfying the condition of -6 m, l /
Since the relational expression of d ≧ 1 is satisfied, the possibility of being affected by the lateral electric field of another adjacent pixel electrode is reduced,
Since disclination lines can be prevented from being generated in the aligned liquid crystal, a liquid crystal device having a high contrast ratio, a high quality, and a high reliability display mode can be obtained even with a high definition display configuration.

【0100】また、この液晶装置を備えた投射型表示装
置であるならば、高品位、高信頼性で画面の明るい高性
能な液晶プロジェクタを提供できる。
Further, if the projection type display device is provided with this liquid crystal device, it is possible to provide a high quality, high reliability, high performance liquid crystal projector with a bright screen.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 図1は、本発明に係る液晶装置の画像表示領
域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素にお
ける各種素子、配線等の等価回路である。
FIG. 1 is an equivalent circuit of various elements, wirings, and the like in a plurality of pixels formed in a matrix forming an image display area of a liquid crystal device according to the present invention.

【図2】 図2は、本発明に係る液晶装置のデータ線、
走査線、画素電極、第1遮光膜等が形成されたTFTア
レイ基板の相隣接する複数の画素群並びに対向基板に形
成された第2遮光膜及びマイクロレンズの平面図であ
る。
FIG. 2 shows a data line of the liquid crystal device according to the present invention;
FIG. 3 is a plan view of a plurality of pixel groups adjacent to each other on a TFT array substrate on which a scanning line, a pixel electrode, a first light-shielding film, and the like are formed, and a second light-shielding film and a microlens formed on a counter substrate.

【図3】 図3は、本発明に係る液晶装置の対向基板に
形成されたマイクロレンズにより入射光が集される様子
を擬似断面にて示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing, in a quasi-section, how incident light is collected by a microlens formed on a counter substrate of the liquid crystal device according to the present invention.

【図4】 図4は、図3に示したTFT1個に係るTF
Tアレイ基板部分を拡大して示す拡大断面図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a TF according to one TFT shown in FIG. 3;
It is an expanded sectional view which expands and shows a T array substrate part.

【図5】 図5は、本発明に係る液晶装置の画素ピッチ
と画素電極間隔と液晶層厚の関係を説明するための概略
説明図である。
FIG. 5 is a schematic explanatory diagram for explaining a relationship between a pixel pitch, a pixel electrode interval, and a liquid crystal layer thickness of the liquid crystal device according to the present invention.

【図6】 本発明に係る液晶装置の一実施形態を備えた
液晶装置の全体構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an overall configuration of a liquid crystal device including one embodiment of the liquid crystal device according to the present invention.

【図7】 図6に示す液晶装置のH−H'線に沿う断面
図である。
7 is a cross-sectional view of the liquid crystal device shown in FIG. 6, taken along line HH ′.

【図8】 図8は本発明に係る液晶装置を駆動する場合
に用いることができる駆動方式を示すもので、図8
(a)はフレーム反転駆動方式を説明するための各画素
毎の電圧分布を示す説明図、図8(b)はドット反転駆
動方式を説明するための各画素の電圧分布を示す説明
図、図8(c)はライン反転駆動方式の一例を説明する
ための各画素の電圧分布を示す説明図、図8(d)はラ
イン反転駆動方式の他の例を説明するための各画素の電
圧分布を示す説明図である。
FIG. 8 shows a driving method that can be used for driving the liquid crystal device according to the present invention.
8A is an explanatory diagram illustrating a voltage distribution for each pixel for explaining a frame inversion driving method, and FIG. 8B is an explanatory diagram illustrating a voltage distribution for each pixel for explaining a dot inversion driving method. FIG. 8C is an explanatory diagram showing a voltage distribution of each pixel for explaining an example of the line inversion driving method, and FIG. 8D is a voltage distribution of each pixel for explaining another example of the line inversion driving method. FIG.

【図9】 本発明に係る液晶装置において、基板として
Si基板を用いた実施形態を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing an embodiment using a Si substrate as a substrate in the liquid crystal device according to the present invention.

【図10】 本発明に係る液晶装置を備えた液晶プロジ
ェクタの一実施形態を示す構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram illustrating an embodiment of a liquid crystal projector including a liquid crystal device according to the present invention.

【図11】 図11は各実施形態の液晶表示装置が適用
される電子機器の例を示すもので、図11(a)は携帯
電話を示す斜視図、図11(b)は腕時計を示す斜視
図、図11(c)は携帯型情報処理装置を示す斜視図で
ある。
11 shows an example of an electronic apparatus to which the liquid crystal display device of each embodiment is applied. FIG. 11 (a) is a perspective view showing a mobile phone, and FIG. 11 (b) is a perspective view showing a wristwatch. FIG. 11C is a perspective view showing a portable information processing apparatus.

【図12】 図12は従来の液晶装置に備えられる素子
基板側の画素電極と対向基板側の共通電極との位置関係
を示すための説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a positional relationship between a pixel electrode on the element substrate side and a common electrode on the counter substrate side provided in a conventional liquid crystal device.

【図13】 図13は同液晶装置において横電界の影響
で液晶の配向状態にディスクリネーションを生じた状態
を示す説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a state in which disclination has occurred in the alignment state of the liquid crystal under the influence of a lateral electric field in the liquid crystal device.

【図14】 図14は従来の液晶装置で白表示に黒表示
でAの文字を表示した状態を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a state in which a character A is displayed in black display on white display in a conventional liquid crystal device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

8 …コンタクトホール 9a …画素電極 10 …第1基板 16 …絶縁層 10 …第2基板 30 …TFT(薄膜トランジスタ:スイッチング素
子) 50 …液晶層 101…半導体基板(第1基板) 105…電界効果トランジスタ(FET:スイッチング
素子) 112…画素電極(反射電極) 500…マイクロレンズ 700…投射型表示装置 1000…携帯電話(電子機器) 1100…腕時計(電子機器) 1200…情報処理装置(電子機器) P …画素ピッチ l …画素電極間の距離 d …液晶層の厚さ W …画素電極幅 T …投射型表示装置
8 contact hole 9a pixel electrode 10 first substrate 16 insulating layer 10 second substrate 30 TFT (thin film transistor: switching element) 50 liquid crystal layer 101 semiconductor substrate (first substrate) 105 field effect transistor ( FET: switching element 112: pixel electrode (reflective electrode) 500: microlens 700: projection display device 1000: mobile phone (electronic device) 1100: wristwatch (electronic device) 1200: information processing device (electronic device) P: pixel Pitch l: distance between pixel electrodes d: thickness of liquid crystal layer W: pixel electrode width T: projection type display device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H091 FA29Y FB04 FB12 FC10 FC23 FD04 FD23 GA13 GA17 HA06 LA03 LA11 LA12 LA18 2H092 HA05 JA23 JA29 JA38 JA42 JA46 JB13 JB23 JB32 JB38 JB56 JB63 JB69 KA03 KA07 MA05 MA07 MA14 MA15 MA16 MA18 MA19 MA20 MA25 MA26 MA27 MA35 MA37 MA41 NA04 NA25 PA07 QA06 RA05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued from the front page F term (reference) 2H091 FA29Y FB04 FB12 FC10 FC23 FD04 FD23 GA13 GA17 HA06 LA03 LA11 LA12 LA18 2H092 HA05 JA23 JA29 JA38 JA42 JA46 JB13 JB23 JB32 JB38 JB56 JB63 JB69 KA03 MA14 MA07 MA07 MA20 MA25 MA26 MA27 MA35 MA37 MA41 NA04 NA25 PA07 QA06 RA05

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対の第1基板及び第2基板間に液晶が
挟持されてなり、該第1基板上に、マトリクス状に配置
された複数の画素電極と、該複数の画素電極を各々駆動
する複数のスイッチング素子が設けられ、前記第2基板
上に各画素電極に対応させてマイクロレンズが設けら
れ、各マイクロレンズがそれ自身を通過させて画素電極
に到達させる光束を画素電極周縁部よりも内側に収束さ
せる構成とされるとともに、 前記マトリクス状に配置された複数の画素電極が配置さ
れている画素の配列ピッチがP、前記画素電極間の距離
がl、前記第1基板と第2基板との間の液晶の厚さがd
とされた場合に、 P≦30×10-6m、l/d≧1なる関係式が満足され
てなることを特徴とする液晶装置。
1. A liquid crystal is sandwiched between a pair of first and second substrates, and a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix on the first substrate and each of the plurality of pixel electrodes is driven. A plurality of switching elements are provided, and microlenses are provided on the second substrate so as to correspond to the respective pixel electrodes. Each microlens passes a light beam passing therethrough to reach the pixel electrodes from the peripheral edge of the pixel electrodes. And the arrangement pitch of the pixels on which the plurality of pixel electrodes arranged in a matrix are arranged is P, the distance between the pixel electrodes is 1, the first substrate and the second The thickness of the liquid crystal between the substrate and d
A liquid crystal device characterized by satisfying a relational expression of P ≦ 30 × 10 −6 m and 1 / d ≧ 1.
【請求項2】 前記関係式においてl/d≧2なる関係
が満足されてなることを特徴とする請求項1記載の液晶
装置。
2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein a relationship of 1 / d ≧ 2 is satisfied in the relational expression.
【請求項3】 前記液晶として負の誘電率異方性を有す
る液晶が用いられてなることを特徴とする請求項1また
は2に記載の液晶装置。
3. The liquid crystal device according to claim 1, wherein a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is used as the liquid crystal.
【請求項4】 前記画素電極が平面視略4角形状とさ
れ、前記画素の配列ピッチに沿う方向の画素電極幅がW
とされた場合に、W≦30×10-6mなる関係が満足さ
れてなることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか
に記載の液晶装置。
4. The pixel electrode has a substantially quadrangular shape in plan view, and has a pixel electrode width of W in a direction along an arrangement pitch of the pixels.
4. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the relationship W ≦ 30 × 10 −6 m is satisfied.
【請求項5】 前記画素電極が光反射性の金属電極とさ
れてなることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか
に記載の液晶装置。
5. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the pixel electrode is a light-reflective metal electrode.
【請求項6】 前記第1基板上に前記スイッチング素子
が設けられ、前記スイッチング素子が絶縁層に覆われる
とともに、該絶縁層上に光反射性の金属電極からなる画
素電極がマトリクス状に形成され、前記絶縁層に形成さ
れたコンタクトホールに設けられた接続導体を介して前
記スイッチング素子と画素電極とが接続されてなり、前
記画素電極を覆って配向膜が設けられてなることを特徴
とする請求項1ないし5のいずれかに記載の液晶装置。
6. The switching element is provided on the first substrate, the switching element is covered with an insulating layer, and pixel electrodes made of a light-reflective metal electrode are formed in a matrix on the insulating layer. The switching element and the pixel electrode are connected via a connection conductor provided in a contact hole formed in the insulating layer, and an alignment film is provided to cover the pixel electrode. The liquid crystal device according to claim 1.
【請求項7】 請求項1ないし6のいずれかに記載の液
晶装置を備えたことを特徴とする投射型表示装置。
7. A projection display device comprising the liquid crystal device according to claim 1.
【請求項8】 光源と、前記光源からの光を変調する光
変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投射
する投射レンズとが具備され、前記光変調装置として請
求項1ないし6のいずれかに記載された液晶装置が用い
られたことを特徴とする投射型表示装置。
8. A light modulation device comprising: a light source; a light modulation device for modulating light from the light source; and a projection lens for projecting light modulated by the light modulation device, wherein the light modulation device is provided. A projection type display device, wherein the liquid crystal device according to any one of the above is used.
【請求項9】 請求項1ないし6のいずれかに記載の液
晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
9. An electronic apparatus comprising the liquid crystal device according to claim 1.
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