JP2001356371A - 液晶表示装置および液晶プロジェクタ装置 - Google Patents
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Abstract
れる光を抑制する。 【解決手段】 基板上に遮光膜3、第1の絶縁膜10、
半導体層2、ゲート絶縁膜となる第2の絶縁膜11、及
びゲート配線4を有し、半導体層2にソース・ドレイン
領域と、チャネル領域又はチャネル領域及びLDD領域
とが形成された画素基板を備えた液晶表示装置におい
て、遮光膜3を導電材料で構成し、チャネル領域又は/
及びLDD領域の側面近傍に、ゲート配線4と遮光膜3
とを接続するコンタクトホール6を設けた。
Description
び液晶プロジェクタ装置に係わり、特に、基板上に遮光
膜、第1の絶縁膜、半導体層、ゲート絶縁膜となる第2
の絶縁膜、及びゲート線を有し、該半導体層にソース・
ドレイン領域と、チャネル領域又はチャネル領域及びL
DD(Lightly doped drain)領域とが形成された画素
基板を備えた液晶表示装置およびこの液晶表示装置を用
いた液晶プロジェクタ装置に関する。
願平11−109979号に画素構造が開示されてい
る。図13は特願平11−109979号に開示された
画素TFT部の平面図、図14は図13のE−E’線の
断面図を示す。
線5とがそれぞれ直交するようにマトリクス状に配さ
れ、画素TFTはゲート線4とデータ線5が直交する部
分に配置されている。図14の断面図に示すようにTF
TのLDD領域2側面近傍に裏面遮光膜3に達しないダ
ミーコンタクトホール20を形成している。このダミー
コンタクトホール20にはゲート線材料が埋め込まれる
ことになる。このダミーコンタクトホール20によっ
て、TFTのLDD領域2に照射される光を低減してい
る。また、裏面遮光膜3は、TFTのバックゲートとし
て作用しないようにGND電位としている。
策として、特願平11−360973号に画素構造が開
示されている。図15は特願平11−360973号に
開示された画素の平面図、図16は図15のF−F’に
沿った断面図である。特願平11−360973号の画
素構造では、TFT両脇に裏面遮光膜3に達するコンタ
クトホール18を形成し、このコンタクトホール18を
データ線であるアルミ配線5で覆う構成となっている。
このコンタクトホール18によってTFTに照射される
光を遮蔽している。
開平1−128534号公報、特開平1−177020
号公報、特開平8−62579号公報、特開平8−23
4239号公報に開示された技術がある。特に特開平8
−234239号公報には、遮光パターンとゲート配線
パターンとをコンタクト部を介して電気接続することの
記載がある。
9979号の構造では、TFTに照射される光を完全に
は遮断できず、TFTの光リーク電流に起因する画質劣
化を防止することが困難であった。また、ゲート線の配
線抵抗が高い場合には、ゲート信号の遅延に起因する画
質劣化が起きてしまうことになる。
は、TFTに入射する光は遮蔽することができるが、ゲ
ート線の抵抗が高い場合には、ゲート信号の遅延に起因
する画質劣化が起きてしまうことになる。
する。
は、TFTのLDD領域両脇に裏面遮光膜に達しない深
さのダミーコンタクトホールを形成している為、裏面遮
光膜とダミーコンタクトホールの間には、隙間ができて
しまう。従って、TFTに入射する光を完全には遮光で
きない。
なった場合には、配線抵抗が高くなる。特願平11−1
09979号、特願平11−360973号の実施例は
共に、ゲート線にはWSi、データ線にはアルミ線等を
用いている。アルミに比べWSiは抵抗が高い。この
為、パネルの小型化に伴い、配線抵抗が大きくなった場
合、ゲート信号の遅延が大きくなり、この遅延によって
生じる画質劣化が起きてしまう。
は、基板上に遮光膜、第1の絶縁膜、半導体層、ゲート
絶縁膜となる第2の絶縁膜、及びゲート線を有し、該半
導体層にソース・ドレイン領域と、チャネル領域又はチ
ャネル領域及びLDD領域とが形成された画素基板を備
えた液晶表示装置において、前記遮光膜を導電材料で構
成し、前記チャネル領域又は/及びLDD領域の側面近
傍に、前記ゲート線と前記遮光膜とを接続するコンタク
トホールを設けたことを特徴とするものである。
光膜、第1の絶縁膜、半導体層、ゲート絶縁膜となる第
2の絶縁膜、ゲート線、第3の絶縁膜及びデータ線を有
し、該半導体層にソース・ドレイン領域と、チャネル領
域又はチャネル領域及びLDD領域とが形成された画素
基板を備えた液晶表示装置において、前記遮光膜を導電
材料で構成し、前記データ線の下部に、前記遮光膜と接
続するコンタクトホールを設けたことを特徴とするもの
である。
発明の液晶表示装置と、該液晶表示装置に光を照射する
光源と、該光源からの光を該液晶表示装置に導く光学系
と、該液晶表示装置からの情報光を投射するための光学
系と、を備えたものである。
ブ等の液晶表示装置で使用する画素TFTの構造におい
て、画素TFTのチャネル領域又は/及びLDD(Ligh
tly doped drain)領域側面近傍に裏面遮光膜とゲート
線をつなぐコンタクトホールを形成し、このコンタクト
ホールを遮光領域として、TFTに照射される光を低減
することによって、TFTの光リーク電流を抑制し、且
つ、裏面遮光膜をゲート配線とすることによりゲート線
の配線抵抗を低くすることにある。
たコンタクトホールによって、データ線に沿って伝搬す
る光を遮断し、これによってTFTに照射される光を低
減し、TFTの光リーク電流を低減することにある。
ェクタ装置等に用いられる液晶ライトバルブに好適に適
用されるものであるが、特に液晶ライトバルブに限定さ
れるものではない。また、本発明はLDD領域を設けな
い電界効果トランジスタを用いた場合にも適用できる。
素構造例を示す。本発明に従って、TFTのチャネル領
域1及びLDD領域2側面近傍には、裏面遮光膜3とゲ
ート線4をつなぐコンタクトホール6が設けてある。図
2は図1のA−A’に沿った断面図である。図3は、図
1のB−B’に沿った断面図である。図3に示すように
TFT側面近傍に設けられたコンタクトホール6には、
ゲート線材料が埋め込まれている。
の他の画素構造例を示す。本発明に従って、TFTのL
DD領域側面近傍には、裏面遮光膜3とゲート線4をつ
なぐコンタクトホール6が設けてある。図6のD−D’
に沿った断面構成は図2に示す断面構成と同じである。
図2に示すように、TFTのLDD側面近傍に設けられ
たコンタクトホール6には、ゲート線材料が埋め込まれ
ている。
ールは、光源からの直接入射光とレンズに反射した反射
光が、画素TFTのチャネル領域及びLDD領域に照射
されるのを防止する。また、このコンタクトホールによ
って、裏面遮光膜は、ゲート線と接続されているため、
ゲート配線の役割を果たす。
たコンタクトホールによって、TFTに照射される光が
低減できるため、TFTの光リーク電流が抑制される。
また、裏面遮光膜が、ゲート配線となるため、ゲート信
号の遅延時間を低減できる。従って、TFTの光リーク
電流に起因するフリッカコントラスト低下等を防止でき
ると共にゲート信号の遅延により生じる画質劣化を防止
できる。
バルブの他の画素構造例を示す。本発明に従って、デー
タ線5の下部に設けたコンタクトホール6によって、デ
ータ線5に沿って伝搬する光を遮断し、これによってT
FTに照射される光を低減し、TFTの光リーク電流を
低減するができる。
詳細に説明する。
としての液晶ライトバルブの画素TFT部の平面図が示
されている。図2及び図3はそのA−A’線、B−B’
線にそれぞれ沿った断面図である。なお、ここでは本発
明の特徴部分となる、画素基板の一画素分のTFT部の
みを示しているが、画素基板にはマトリクス状に画素が
複数配置されており、かかる画素基板と対向電極が形成
された対向基板とが液晶を介して対向配置されて液晶ラ
イトバルブが構成される。
(a)〜(e)及び図5(f)〜(i)に示す。図4
(a)に示すように、ガラス基板15上にガラスからの
不純物混入を防止するためSiO2などで下地膜(下地
絶縁膜)14を形成する。次に図4(b)に示すよう
に、下地膜14上にTFTの裏面遮光膜3を形成する。
材質は遮光できればどのようなものでも良いが、ポリシ
リコン形成時にアニールするため熱に強い耐熱性材料と
なるWSiなどで形成する。次に図4(c)に示すよう
に、裏面遮光膜3の上にSiO2等で第1層間膜10を
形成する。第1層間膜10は、裏面遮光膜3がTFTの
バックゲートとして作用しないような程度の厚さとす
る。次に図4(d)に示すように、ポリシリコン層16
を形成する。アモルファスシリコン層を成膜した後、レ
ーザーアニール工程を加え、更に、フォトリソグラフィ
工程とエッチング工程を行いポリシリコン層16を形成
する。次に図4(e)に示すように、このポリシリコン
層16を覆ってゲート絶縁膜11を成膜する。
近傍にコンタクトホール(コンタクト)6を形成し、さ
らに図5(g)に示すように、ゲート線4となるWSi
等の金属膜を成膜する。この為、TFT側面近傍のコン
タクトホール6には、ゲート金属膜が埋め込まれること
になる。このコンタクトホール6は、TFTのチャネル
領域及びLDD(Lightly doped drain)領域に沿って形
成しているため、ゲート線パターニング後はチャネル領
域及びLDD領域をコンタクトホールとゲート線と裏面
遮光膜で覆う構成となる。
ン領域またLDD領域を形成する。次に図5(h)に示
すように、第2層間膜12を形成する。次に、ゲート電
極及びポリシリコン層とデータ線、ゲート線を接続する
コンタクトを形成し、図5(i)に示すように、データ
線5となる金属材料の例えばアルミニウム等を成膜し、
パターニングする。この後、第3層間膜、ブラックマト
リクスとなる金属材料、第4層間膜、透明画素電極IT
Oを順次形成する。
2、図3の断面形状となる。図2、図3は、それぞれ図
1によるTFTのLDD部分(A−A’断面)とチャネ
ル部分(B−B’断面)で切断した断面図である。図
2、図3中に示すようにTFTのLDD領域、チャネル
領域をコンタクトホールとゲート線材料と裏面遮光膜で
覆う構成となっている。また、TFT側面近傍のコンタ
クトホールによって裏面遮光膜はゲート線とコンタクト
することになる。
ブを用いた液晶プロジェクタでは、光源からの直接光ば
かりでなく裏面から反射光など強い光が液晶ライトバル
ブに照射される。この為、直接或いは反射を繰り返して
ライトバルブの画素TFTのチャネル部或いはLDD部
に光が照射されてしまう。しかし、本実施例では、TF
Tのチャネル領域及びLDD領域の側面近傍にゲート線
と裏面遮光膜をつなぐコンタクトホールを設けている
為、図2、図3に示すように光源からの直接光とレンズ
での反射光がこのコンタクトホールに遮られ、TFTに
光が照射されることがない。
遮光膜は、ゲート線とコンタクトされている為、裏面遮
光膜は、TFT裏面からの光を遮ると共にゲート配線の
役割を果たす。これにより、ゲート線の配線抵抗を低下
させることが可能となる。裏面遮光膜は、TFTとの距
離が近い場合には、バックゲートとしてTFT動作に影
響を及ぼすが、ある程度の距離が有る場合には、どの電
位であってもTFT動作に影響を及ぼさない。
ば、TFTチャネル部とLDD部に入射される光を抑制
できる。従って、画素TFTの光リーク電流を低減でき
るため、光リーク電流に起因するコントラストの低下、
フリッカ等の画質劣化を防止できる。また、ゲート配線
の配線抵抗を低下させることができるため、ゲート線の
信号遅延による画質低下を防止できる。
施例の液晶ライトバルブの画素平面図を示す。また、図
6のC−C’に沿った断面図を図7に示す。図6のD−
D’に沿った断面図は、図2と同様になる。なお、ここ
では本発明の特徴部分となる、画素基板の一画素分のT
FT部のみを示しているが、画素基板上にはマトリクス
状に画素が複数配置されており、かかる画素基板と対向
電極が形成された対向基板とが液晶を介して対向配置さ
れて液晶ライトバルブが構成される。
(a)〜(e)及び図5(f)〜(i)と同様となる。
以下図4及び図5を用いて製造フローについて説明す
る。図4(a)に示すように、ガラス基板15上にガラ
スからの不純物混入を防止するためSiO2などで下地
膜(下地絶縁膜)14を形成する。次に図4(b)に示
すように、下地膜14上にTFTの裏面遮光膜3を形成
する。材質は遮光できればどのようなものでも良いが、
ポリシリコン形成時にアニールするため熱に強い耐熱性
材料となるWSiなどで形成する。次に図4(c)に示
すように、裏面遮光膜3の上にSiO2等で第1層間膜
10を形成する。第1層間膜10は、裏面遮光膜3がT
FTのバックゲートとして作用しないような程度の厚さ
とする。次に図4(d)に示すように、ポリシリコン層
16を形成する。アモルファスシリコン層を成膜した
後、レーザーアニール工程を加え、更に、フォトリソグ
ラフィ工程とエッチング工程を行いポリシリコン層16
を形成する。次に図4(e)に示すように、このポリシ
リコン層16を覆ってゲート絶縁膜11を成膜する。
DD領域側面近傍にコンタクトホール6を形成し、さら
に図5(g)に示すように、ゲート線4となるWSi等
の金属膜を成膜する。この為、TFTのLDD領域側面
近傍のコンタクトホールには、ゲート金属膜が埋め込ま
れることになる。このコンタクトホール6は、TFTの
LDD領域に沿って形成しているため、ゲート線パター
ニング後はLDD領域をコンタクトホールとゲート線と
裏面遮光膜で覆う構成となる。
ン領域またLDD領域を形成する。次に図5(h)に示
すように、第2層間膜12を形成する。次に、ゲート電
極及びポリシリコン層とデータ線、ゲート線を接続する
コンタクトを形成し、図5(i)に示すように、データ
線5となる金属材料の例えばアルミニウム等を成膜し、
パターニングする。この後、第3層間膜、ブラックマト
リクスとなる金属材料、第4層間膜、透明画素電極IT
Oを順次形成する。
2、図7の断面形状となる。図2、図7は、それぞれ図
6のTFTのLDD部分(D−D’断面)とチャネル部
分(C−C’断面)で切断した断面図である。図2中に
示すようにTFTのLDD領域は、コンタクトホールと
裏面遮光膜とゲート線で覆われた構成となる。また、T
FTのLDD領域側面近傍のコンタクトホールによって
裏面遮光膜はゲート線とコンタクトすることになる。
LDD領域側面に沿ってゲート線と裏面遮光膜をつなぐ
コンタクトホールを設けているため、TFTのLDD領
域をコンタクトホールと裏面遮光膜とゲート線で覆う構
成となっている。これにより、LDD領域に光源からの
直接光及びレンズからの反射光が照射されることはな
い。
遮光膜は、ゲート線とコンタクトされている為、裏面遮
光膜は、TFT裏面からの光を遮ると共にゲート配線の
役割を果たす。これにより、ゲート線の配線抵抗を低下
させることが可能となる。
度が高い部分であり、LDDに入射される光を抑制する
だけでもTFTの光リークには効果がある。この為、L
DD部に入射される光を遮ることによって、画素TFT
の光リーク電流を低減できる。従って、TFTの光リー
クに起因する画質低下を防止できる。
ことができるため、ゲート線の信号遅延による画質低下
を防止できる。
施例の液晶ライトバルブの画素平面図を示す。また、図
8のG−G’に沿った断面図を図9に示す。なお、ここ
では本発明の特徴部分となる、画素基板の一画素分のT
FT部のみを示しているが、画素基板上にはマトリクス
状に画素が複数配置されており、かかる画素基板と対向
電極が形成された対向基板とが液晶を介して対向配置さ
れて液晶ライトバルブが構成される。
(a)〜(e)及び図11(f)〜(h)に示す。以下
図10及び図11を用いて製造フローについて説明す
る。図10(a)に示すように、ガラス基板15上にガ
ラスからの不純物混入を防止するためSiO2などで下
地膜(下地絶縁膜)14を形成する。次に図10(b)
に示すように、下地膜14上にTFTの裏面遮光膜3を
形成する。材質は遮光できればどのようなものでも良い
が、ポリシリコン形成時にアニールするため熱に強い耐
熱性材料となるWSiなどで形成する。次に図10
(c)に示すように、裏面遮光膜3の上にSiO2等で
第1層間膜10を形成する。第1層間膜10は、裏面遮
光膜3がTFTのバックゲートとして作用しないような
程度の厚さとする。次に図10(d)に示すように、ポ
リシリコン層16を形成する。アモルファスシリコン層
を成膜した後、レーザーアニール工程を加え、更に、フ
ォトリソグラフィ工程とエッチング工程を行いポリシリ
コン層16を形成する。次に図10(e)に示すよう
に、このポリシリコン層16を覆ってゲート絶縁膜11
を成膜する。
に沿ってコンタクトホール(コンタクト)6を形成し、
このコンタクトホール6はデータ線の下であればどの位
置でも良いが、遮光性能を高めるためには、ソース・ド
レイン領域に近い方が望ましい。さらに図11(g)に
示すように、ゲート線4となるWSi等の金属膜を成膜
する。この為、データ線の下部に形成されたコンタクト
ホール6には、ゲート金属膜が埋め込まれることにな
る。
ン領域またLDD領域2を形成する。次に図11(h)
に示すように、第2層間膜12を形成する。次に、ゲー
ト電極及びポリシリコン層とデータ線、ゲート線を接続
するコンタクトを形成し、データ線5となる金属材料の
例えばアルミニウム等を成膜し、パターニングする。こ
の後、第3層間膜13、ブラックマトリクスとなる金属
材料9、第4層間膜、透明画素電極ITOを順次形成す
る。
9の断面形状となる。図9は、図8をG−G’で切断し
た断面図である。図9に示すようにデータ線の下部にコ
ンタクトホール6と埋め込まれたゲート電極4が設けら
れている。
領域側の左右方向からの光は遮断することができるがデ
ータ線に沿った方向の光を遮断することができなかっ
た。しかし、第3の実施例では、データ線下部に設けた
コンタクトホールによって、図8に示すようにデータ線
に沿って伝搬する光を遮断することができる。これによ
って第1及び第2の実施例と同じく画素TFTの光リー
ク電流を低減できる。従って、TFTの光リークに起因
する画質低下を防止できる。
ンタクトホールを設けたが、第1及び第2の実施例と同
様に側面近傍にもコンタクトホールを設けても良い。こ
のことにより側面からの光とデータ線に沿った光を遮る
ことができるため、さらに高い遮光効果が得られる。
晶パネル)を用いた液晶プロジェクタ装置の一構成例に
ついて説明する。この液晶プロジェクタ装置は特開平1
1−337900号公報に開示されたものである。
一構成例を示す図である。図12において、ランプ201
から照射された光は、UV−IRカットフィルタ202、
マルチアレイレンズ203,204、平凸レンズ205を介して
ダイクロイックミラー206に入射し、赤色光R及び緑色
光Gと、青色光Bとに分離される。さらに赤色光R及び
緑色光Gはダイクロイックミラー207によって赤色光R
と緑色光Gとに分離される。
デンサレンズ221を介して青色用液晶パネル208に導かれ
る。また分離された赤色光Rはコンデンサレンズ209を
介して赤色用液晶パネル210に導かれる。また分離され
た緑色光Gはリレーレンズ211、ミラー212、リレーレン
ズ213、ミラー214、コンデンサレンズ215を介して緑色
用液晶パネル216に導かれる。液晶パネル208、210、216
は本発明による液晶表示装置が用いられる。すなわち、
第1実施例、第2実施例または第3実施例で形成したT
FT基板と対向基板との間に液晶を封入して液晶パネル
とする。
3色の光はプリズム部材217a、217b、217cからなる略L
字型のプリズム素子によって合成され投射レンズ218に
よってスクリーン219に投射される。
は三板方式であるが、単板方式においても本発明を用い
ることができる。
ャネル領域又は/及びLDD領域に入射される光を抑制
できる。従って、画素トランジスタの光リーク電流を低
減できるため、光リーク電流に起因するコントラストの
低下、フリッカ等の画質劣化を防止できる。
ことができるため、ゲート配線の信号遅延による画質低
下を防止できる。
の画素TFT部の平面図である。
図である。
形成までの製造フローを示す断面図である。
形成までの製造フローを示す断面図である。
の画素TFT部の平面図である。
ブの画素TFT部の平面図である。
線形成までの製造フローを示す断面図である。
線形成までの製造フローを示す断面図である。
示す図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 基板上に遮光膜、第1の絶縁膜、半導体
層、ゲート絶縁膜となる第2の絶縁膜、及びゲート線を
有し、該半導体層にソース・ドレイン領域と、チャネル
領域又はチャネル領域及びLDD領域とが形成された画
素基板を備えた液晶表示装置において、 前記遮光膜を導電材料で構成し、前記チャネル領域又は
/及びLDD領域の側面近傍に、前記ゲート線と前記遮
光膜とを接続するコンタクトホールを設けたことを特徴
とする液晶表示装置。 - 【請求項2】 基板上に遮光膜、第1の絶縁膜、半導体
層、ゲート絶縁膜となる第2の絶縁膜、ゲート線、第3
の絶縁膜及びデータ線を有し、該半導体層にソース・ド
レイン領域と、チャネル領域又はチャネル領域及びLD
D領域とが形成された画素基板を備えた液晶表示装置に
おいて、 前記遮光膜を導電材料で構成し、前記データ線の下部
に、前記遮光膜と接続するコンタクトホールを設けたこ
とを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載の液晶表示装置におい
て、前記コンタクトホールを第1コントクトホールとし
たとき、データ線の下部に、前記遮光膜と接続する第2
コンタクトホールを設けたことを特徴とする液晶表示装
置。 - 【請求項4】 請求項1から請求項3のいずれかの請求
項に記載の液晶表示装置において、前記コンタクトホー
ル、又は第1及び第2コンタクトホールは、ゲート線材
料が埋め込まれていることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項5】 請求項1から請求項4のいずれかの請求
項に記載の液晶表示装置において、前記コンタクトホー
ル、又は第1及び第2コンタクトホールは遮光領域とな
る液晶表示装置。 - 【請求項6】 請求項1又は請求項2に記載の液晶表示
装置において、前記遮光膜は耐熱性材料からなる液晶表
示装置。 - 【請求項7】 請求項1又は請求項3に記載の液晶表示
装置において、基板上に遮光膜、第1の絶縁膜、半導体
層、ゲート絶縁膜となる第2の絶縁膜、及びゲート線が
この順で積層されてなる液晶表示装置。 - 【請求項8】 請求項2に記載の液晶表示装置におい
て、基板上に遮光膜、第1の絶縁膜、半導体層、ゲート
絶縁膜となる第2の絶縁膜、ゲート線、第3の絶縁膜、
及びデータ線がこの順で積層されてなる液晶表示装置。 - 【請求項9】 請求項1から請求項8のいずれかの請求
項に記載の液晶表示装置と、該液晶表示装置に光を照射
する光源と、該光源からの光を該液晶表示装置に導く光
学系と、該液晶表示装置からの情報光を投射するための
光学系と、を備えた液晶プロジェクタ装置。
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