JP2006072106A - Reflective liquid crystal display device - Google Patents

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Takayuki Iwasa
隆行 岩佐
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve contrast and luminance in relation to a structure of a reflective liquid crystal display device. <P>SOLUTION: The reflective liquid crystal display device comprises: a plurality of switching elements 14 formed for each pixel on a semiconductor substrate 11; a plurality of pixel electrodes 30W formed on the uppermost layer out of a multilayer film laminated on the upper side of the plurality of switching elements, while being connected to the respective switching elements, separated for the respective pixels with gaps of electrodes on the rectangular circumference, further in a thin film by using a metal film material to transmit a part of incident light LIW and to reflect residual incident light; a metal light shielding film 28 formed in the multilayer film on the lower side of the plurality of pixel electrodes and via an interlayer insulating layer 29W and further shielding a part of incident light passed through the plurality of pixel electrodes toward the lower side and reflecting it to the plurality of pixel electrodes side; a transparent counter electrode 44 formed on a transparent substrate 45; and a liquid crystal sealed so that the plurality of pixel electrodes and the transparent counter electrode are placed opposite to each other, across alignment layers 41, 43 placed opposite to each other between both electrodes. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、反射型液晶表示装置の構造に係り、とくに、入射光に対して2層の反射膜(画素電極及び金属遮光膜)を形成することで、コントラストと輝度を向上させることができる反射型液晶表示装置に関するものである。   The present invention relates to a structure of a reflective liquid crystal display device, and in particular, a reflection that can improve contrast and brightness by forming a two-layered reflective film (pixel electrode and metal light-shielding film) for incident light. The present invention relates to a liquid crystal display device.

最近、屋外公衆用や管制業務用のディスプレイとか、ハイビジョン放送規格やコンピュータ・グラフィクスのSVGA規格に代表される高精細映像の表示用ディスプレイ等のように、映像を大画面に表示するための投射型液晶表示装置が盛んに利用されている。   Recently, a projection type for displaying images on a large screen, such as a display for outdoor public use or control operations, or a display for displaying high-definition images typified by the high definition broadcasting standard or the SVGA standard for computer graphics. Liquid crystal display devices are actively used.

この種の投射型液晶表示装置には、大別すると透過方式を用いた透過型液晶表示装置と、反射方式を用いた反射型液晶表示装置とがあるが、前者の透過型液晶表示装置の場合には、各画素に設けられたTFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)の領域が光を透過させる画素の透過領域とならないために開口率が小さくなるという欠点を有していることから、後者の反射型液晶表示装置が注目されている。   This type of projection type liquid crystal display device can be broadly divided into a transmission type liquid crystal display device using a transmission method and a reflection type liquid crystal display device using a reflection method. In the case of the former transmission type liquid crystal display device, However, since the area of a TFT (Thin Film Transistor) provided in each pixel does not become a transmission area of a pixel that transmits light, the aperture ratio becomes small. A liquid crystal display device has attracted attention.

一般的に、上記した反射型液晶表示装置では、半導体基板(Si基板)上に複数のスイッチング素子をそれぞれ電気的に分離して設け、且つ、複数のスイッチング素子の上方に積層した多層膜のうちで最上層に複数のスッチング素子と対応する複数の反射画素電極をそれぞれ電気的に分離して設けると共に、一つのスイッチング素子に接続した一つの反射画素電極及びスイッチング素子用の保持容量部とを組にして一つの画素を形成し、この画素を半導体基板上にマトリックス状に複数配置すると共に、複数の反射画素電極に対向して全画素共通となる透明な対向電極を透明基板(ガラス基板)の下面に成膜して、複数の反射画素電極と対向電極との間に液晶を封入して構成することで、透明基板側から入射光を対向電極を介して液晶内に入射させて、この入射光を各スイッチング素子からの信号に応じて液晶で光変調した後、複数の反射画素電極で反射させた読み出し光を透明基板側から出射させるものである。   Generally, in the above-described reflective liquid crystal display device, a plurality of switching elements are electrically separated from each other on a semiconductor substrate (Si substrate), and the multilayer film is stacked above the plurality of switching elements. In the uppermost layer, a plurality of reflective pixel electrodes corresponding to a plurality of switching elements are electrically separated from each other, and one reflective pixel electrode connected to one switching element and a storage capacitor portion for the switching element are assembled. A plurality of pixels are arranged in a matrix on a semiconductor substrate, and a transparent counter electrode that is common to all the pixels and is opposed to the plurality of reflective pixel electrodes is formed on a transparent substrate (glass substrate). By forming a film on the bottom surface and enclosing the liquid crystal between a plurality of reflective pixel electrodes and the counter electrode, incident light enters the liquid crystal through the counter electrode from the transparent substrate side. By, after the light modulated by the liquid crystal in accordance with the incident light to a signal from the switching element, it is intended to emit the read light is reflected by the plurality of reflective pixel electrodes from the transparent substrate side.

この種の反射型液晶表示装置の従来例として、本出願人は先に、スイッチング素子に到達するリーク光を抑制できるものを提案している(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−318376号公報 図11は従来例の反射型液晶表示装置において、一つの画素を模式的に拡大して示した断面図である。
As a conventional example of this type of reflective liquid crystal display device, the present applicant has previously proposed a device that can suppress leak light reaching the switching element (see, for example, Patent Document 1).
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing one pixel in a conventional reflective liquid crystal display device.

図11に示した従来例の反射型液晶表示装置10は、上記した特許文献1(特開2001−318376号公報)の技術的思想を適用して構成されたものであり、且つ、不図示の反射型液晶プロジェクタに適用できるように構成されているものである。   The reflective liquid crystal display device 10 of the conventional example shown in FIG. 11 is configured by applying the technical idea of the above-described Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-318376), and is not shown. The present invention is configured to be applicable to a reflective liquid crystal projector.

上記した従来例の反射型液晶表示装置10において、画像を表示するための複数の画素のうちで一つの画素を拡大して説明すると、基台となる半導体基板11は、単結晶シリコンのようなp型Si基板(又はn型Si基板でも良い)を用いており、この半導体基板(以下、p型Si基板と記す)11内の図示左側に、一つのpウエル領域12が左右のフィルード酸化膜13A,13Bによって画素単位で電気的に分離された状態で設けられている。そして、一つのpウエル領域12内に一つのスイッチング素子14が設けられており、このスイッチング素子14はMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor )として構成されている。 In the reflective liquid crystal display device 10 of the conventional example described above, one pixel among a plurality of pixels for displaying an image will be described in an enlarged manner. A semiconductor substrate 11 serving as a base is made of single crystal silicon or the like. A p-type Si substrate (or an n-type Si substrate may be used), and one p well region 12 is provided on the left side of the semiconductor substrate (hereinafter referred to as a p-type Si substrate) 11 in the left and right field oxidation. The films 13A and 13B are provided in a state of being electrically separated in units of pixels. One switching element 14 is provided in one p - well region 12, and this switching element 14 is configured as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).

また、一つのスイッチング素子(以下、MOSFETと記す)14は、pウエル領域12上の略中央に位置するゲート酸化膜15上にポリシリコンからなるゲート電極16が成膜されることでゲートGが形成されている。 Further, one switching element (hereinafter referred to as MOSFET) 14 has a gate G 16 formed by forming a gate electrode 16 made of polysilicon on a gate oxide film 15 located substantially at the center on the p well region 12. Is formed.

また、MOSFET14のゲートGの図示左側にはドレイン領域17が形成され、且つ、このドレイン領域17上に第1ビアホールVia1内のアルミ配線によりドレイン電極18が成膜されることで、ドレインDが形成されている。   Further, a drain region 17 is formed on the left side of the gate G of the MOSFET 14 in the figure, and a drain electrode 18 is formed on the drain region 17 by an aluminum wiring in the first via hole Via1, thereby forming a drain D. Has been.

また、MOSFET14のゲートGの図示右側にはソース領域19が形成され、且つ、このソース領域19上に第1ビアホールVia1内のアルミ配線によりソース電極20が成膜されることで、ソースSが形成されている。   Further, a source region 19 is formed on the right side of the gate G of the MOSFET 14 in the figure, and a source electrode 20 is formed on the source region 19 by aluminum wiring in the first via hole Via1, thereby forming a source S. Has been.

また、p型Si基板11上でpウエル領域12より図示右方に、イオン注入した拡散容量電極21が形成されており、この拡散容量電極21も左右のフィルード酸化膜13B,13Cによって画素単位で電気的に分離された状態で設けられており、フィルード酸化膜13Aからフィルード酸化膜13Cまでの範囲が一つの画素と対応している。 Further, an ion-implanted diffusion capacitor electrode 21 is formed on the p-type Si substrate 11 on the right side of the p - well region 12 in the drawing, and this diffusion capacitor electrode 21 is also formed in pixel units by left and right filled oxide films 13B and 13C. The range from the filled oxide film 13A to the filled oxide film 13C corresponds to one pixel.

また、拡散容量電極21上には絶縁膜22と容量電極23とが順に成膜され、且つ、容量電極23上に第1ビアホールVia1内のアルミ配線により容量電極用コンタクト24が成膜されることで、一つのMOSFET14に対応した保持容量部Cが形成されている。   Further, the insulating film 22 and the capacitor electrode 23 are sequentially formed on the diffusion capacitor electrode 21, and the capacitor electrode contact 24 is formed on the capacitor electrode 23 by the aluminum wiring in the first via hole Via 1. Thus, a storage capacitor portion C corresponding to one MOSFET 14 is formed.

また、フィルード酸化膜13A〜13C,ゲート電極16,容量電極23の上方には、第1層間絶縁膜25と、第1メタル膜26と、第2層間絶縁膜27と、第2メタル膜28と、第3層間絶縁膜29と、第3メタル膜30とによる多層膜25〜30が上記した順で積層して成膜されている。   Above the field oxide films 13A to 13C, the gate electrode 16 and the capacitor electrode 23, a first interlayer insulating film 25, a first metal film 26, a second interlayer insulating film 27, and a second metal film 28 are provided. The multilayer films 25 to 30 each including the third interlayer insulating film 29 and the third metal film 30 are stacked in the order described above.

この際、第1,第2,第3層間絶縁膜25,27,29は、絶縁性があり透明なSiO(酸化ケイ素)などを用いて成膜されている。 At this time, the first, second, and third interlayer insulating films 25, 27, and 29 are formed using insulating and transparent SiO 2 (silicon oxide) or the like.

また、第1,第2,第3メタル膜26,28,30は、導電性があるアルミ(Al)配線などにより一つのMOSFET14と対応して一つの画素ごとに所定のパターン形状にそれぞれ区画されており、同じ画素内では第1,第2,第3メタル膜26,28,30同士が電気的に接続されているものの、隣り合う画素に対しては第1,第2メタル膜26,28の各隣り合う膜間に開口部26a,28aがそれぞれ形成され、且つ、後述するように反射画素電極となる第3メタル膜30の各隣り合う膜間に電極間隙30aが形成されることで、画素ごとに一つの第1,第2,第3メタル膜26,28,30が電気的にそれぞれ分離されている。   The first, second, and third metal films 26, 28, and 30 are partitioned into a predetermined pattern shape for each pixel corresponding to one MOSFET 14 by conductive aluminum (Al) wiring or the like. In the same pixel, the first, second and third metal films 26, 28 and 30 are electrically connected to each other, but the first and second metal films 26 and 28 are adjacent to adjacent pixels. The openings 26a and 28a are respectively formed between the adjacent films, and the electrode gap 30a is formed between the adjacent films of the third metal film 30 serving as a reflective pixel electrode, as will be described later. One first, second, and third metal films 26, 28, and 30 are electrically separated for each pixel.

そして、一つの画素内で下層の第1メタル膜26は、第1層間絶縁膜25をエッチングした各第1ビアホールVia1内にアルミ配線を成膜することにより形成したドレイン電極18,ソース電極20,容量電極用コンタクト24を介して一つのMOSFET14及び保持容量部Cに接続されている。   The lower first metal film 26 in one pixel is formed by forming an aluminum wiring in each first via hole Via1 obtained by etching the first interlayer insulating film 25, the source electrode 20, The capacitor 14 is connected to one MOSFET 14 and the storage capacitor C via a capacitor electrode contact 24.

また、一つの画素内において、中層の第2メタル膜28は、後述する透明基板45側から入射させた入射光LIの一部を下層側に対して遮光するための金属遮光膜として設けられているものである。即ち、第2メタル膜(金属遮光膜)28は、最上層の隣り合う第3メタル膜30間に形成された電極間隙30aから侵入する入射光LIの一部を遮光するように電極間隙30aを覆って成膜されていると共に、第2層間絶縁膜27をエッチングした第2ビアホールVia2内にアルミ配線を成膜することにより下層の第1メタル膜26に接続されている。   Further, in one pixel, the second metal film 28 in the middle layer is provided as a metal light shielding film for shielding a part of incident light LI incident from the transparent substrate 45 side described later to the lower layer side. It is what. That is, the second metal film (metal light shielding film) 28 forms the electrode gap 30a so as to shield part of the incident light LI entering from the electrode gap 30a formed between the adjacent third metal films 30 in the uppermost layer. The film is formed so as to cover it, and is connected to the lower first metal film 26 by forming an aluminum wiring in the second via hole Via2 obtained by etching the second interlayer insulating film 27.

また、一つの画素内において、最上層の第3メタル膜30は、一つの画素に対応して隣り合う第3メタル膜30間に形成した電極間隙30aによって正方形状に区切られて一つの反射画素電極として設けられており、且つ、第3層間絶縁膜29をエッチングした第3ビアホールVia3内にアルミ配線を成膜することにより中層の第2メタル膜28に接続されている。   Further, in one pixel, the uppermost third metal film 30 is divided into a square shape by an electrode gap 30a formed between adjacent third metal films 30 corresponding to one pixel, and thus one reflective pixel. It is provided as an electrode and is connected to the second metal film 28 in the middle layer by forming an aluminum wiring in the third via hole Via3 obtained by etching the third interlayer insulating film 29.

更に、第1,第2メタル膜26,28上には、反射防止膜31,32がTiN(窒化チタン:チタンナイトライド)を用いてそれぞれ成膜されている。そして、これらの反射防止膜31,32は、第3メタル膜30間に形成した電極間隙30aから侵入した入射光LIを第3メタル膜30と第2メタル膜28との間、及び、第2メタル膜28と第1メタル膜26の間でそれぞれ減衰させて第2,第1メタル膜28,26上での反射を防止している。   Further, antireflection films 31 and 32 are formed on the first and second metal films 26 and 28 using TiN (titanium nitride: titanium nitride), respectively. These antireflection films 31 and 32 allow the incident light LI that has entered from the electrode gap 30 a formed between the third metal films 30 to pass between the third metal film 30 and the second metal film 28 and the second metal film 28. Reflection on the second and first metal films 28 and 26 is prevented by attenuating between the metal film 28 and the first metal film 26, respectively.

また、第3メタル膜(以下、反射画素電極とも記す)30の上方で、互いに対向する配向膜41,43を挟んで液晶42が封入されており、この液晶42を介して透明な対向電極44が光透過性を有する透明基板(ガラス基板)45の下面に複数の反射画素電極30に対向し、且つ、各反射画素電極30に対する共通電極として画素ごとに区画されずにITO(Indium Tin Oxide) などを用いて成膜されている。   Further, a liquid crystal 42 is sealed above a third metal film (hereinafter also referred to as a reflective pixel electrode) 30 with an alignment film 41, 43 facing each other, and a transparent counter electrode 44 is interposed via the liquid crystal 42. Is opposed to the plurality of reflective pixel electrodes 30 on the lower surface of a transparent substrate (glass substrate) 45 having optical transparency, and is not partitioned for each pixel as a common electrode for each reflective pixel electrode 30 (Indium Tin Oxide) The film is formed using, for example.

そして、透明基板45側から入射光LIを入射させ、この入射光LIを対向電極44,配向膜43,液晶42,配向膜41を順に透過させた後に反射画素電極30で反射させ、液晶42によって光変調された画像用の読み出し光Lを配向膜41,液晶42,配向膜43,対向電極44を介して透明基板45側から出射させている。この後、透明基板45から出射させた画像用の読み出し光Lを反射型液晶プロジェクタ(図示せず)内の投射レンズによりスクリーン(図示せず)上に拡大投射している。   Then, incident light LI is incident from the transparent substrate 45 side, and the incident light LI is transmitted through the counter electrode 44, the alignment film 43, the liquid crystal 42, and the alignment film 41 in order, and then reflected by the reflective pixel electrode 30. Light-modulated readout light L for image is emitted from the transparent substrate 45 side through the alignment film 41, the liquid crystal 42, the alignment film 43, and the counter electrode 44. Thereafter, the readout light L for image emitted from the transparent substrate 45 is enlarged and projected onto a screen (not shown) by a projection lens in a reflective liquid crystal projector (not shown).

ところで、図11に示した従来例の反射型液晶表示装置10では、前述したように、透明基板45側から入射させた入射光LIの一部が最上層の隣り合う第3メタル膜(反射画素電極)30間に形成した電極間隙30aから中層の第2メタル膜28に向かって侵入して、第2,第3メタル膜28,30との間で反射を繰り返しながら、更に、中層の隣り合う第2メタル膜28間に形成した間隙28aから下層の第1メタル膜26に向かって侵入しようとした場合に、第1,第2メタル膜26,28上に反射防止膜31,32がTiNを用いてそれぞれ成膜されているので、入射光LIの一部による反射が防止されてMOSFET14側に入射光LIの一部が到達できないために光リークが発生しないものの、下記の図12に示したような新たな問題点が生じている。   Incidentally, in the conventional reflective liquid crystal display device 10 shown in FIG. 11, as described above, a part of the incident light LI incident from the transparent substrate 45 side is the third metal film (reflective pixel) adjacent to the uppermost layer. Electrode) enters into the second metal film 28 in the middle layer from the electrode gap 30a formed between the electrodes 30, and repeats reflection between the second and third metal films 28 and 30 and further adjoins the middle layer. When an attempt is made to enter the lower first metal film 26 from the gap 28 a formed between the second metal films 28, the antireflection films 31 and 32 form TiN on the first and second metal films 26 and 28. As shown in FIG. 12, the light leakage does not occur because a part of the incident light LI is prevented from being reflected and a part of the incident light LI cannot reach the MOSFET 14 side. New It is occurring problems.

図12は従来例の反射型液晶表示装置において、隣り合う反射画素電極間に形成した電極間隙内での配向膜の成膜分布状態を模式的に拡大して示した図である。   FIG. 12 is a schematic enlarged view showing a film formation distribution state of an alignment film in an electrode gap formed between adjacent reflective pixel electrodes in a conventional reflective liquid crystal display device.

図12に示した如く、従来例の反射型液晶表示装置10(図11)では、反射画素電極(第3メタル膜)30の金属膜材としてアルミ(Al)を通常使用している。このアルミは透明基板45側から入射させた入射光LIを反射させると共に液晶42に電圧を印加するという両方の機能を有している。このため、反射画素電極30は入射光LIを反射して読み出し光Lを出射させることが重要であるから、入射光LIが透過しない膜厚に設定する必要があり、アルミの場合において反射画素電極30の膜厚は250nm程度が限界であり、250nm以下の膜厚に設定すると入射光LIが透過するために反射率が低下して光の利用効率が低下してしまう。   As shown in FIG. 12, in the conventional reflective liquid crystal display device 10 (FIG. 11), aluminum (Al) is normally used as the metal film material of the reflective pixel electrode (third metal film) 30. This aluminum has both functions of reflecting incident light LI incident from the transparent substrate 45 side and applying a voltage to the liquid crystal 42. For this reason, since it is important for the reflective pixel electrode 30 to reflect the incident light LI and emit the readout light L, it is necessary to set the film thickness so that the incident light LI is not transmitted. The film thickness of 30 is limited to about 250 nm, and when the film thickness is set to 250 nm or less, the incident light LI is transmitted, so that the reflectance is lowered and the light use efficiency is lowered.

従って、複数の反射画素電極30をアルミを用いて250nm以上の膜厚で成膜し、且つ、これら複数の反射画素電極30の上面に接して配向膜41を成膜した時に、隣り合う反射画素電極30間に形成した電極間隙30aの高さは、反射画素電極30の膜厚によって250nm以上の段差相当となるので、この電極間隙30a内に侵入して成膜される配向膜41はこの反射画素電極30の段差(250nm以上)により影の部分において配向膜41を均一に成膜できない。これにより、反射画素電極30の端部において液晶42の配向が乱れることによって、入射光LI及び読み出し光Lに対して透過(オン)させたり、遮断(オフ)させる機能がうまく働かず、読み出し光Lへのコントラストが低下するという新たな問題点が生じている。   Therefore, when the plurality of reflective pixel electrodes 30 are formed with a thickness of 250 nm or more using aluminum, and the alignment film 41 is formed in contact with the upper surface of the plurality of reflective pixel electrodes 30, adjacent reflective pixels are formed. Since the height of the electrode gap 30a formed between the electrodes 30 corresponds to a step of 250 nm or more depending on the film thickness of the reflective pixel electrode 30, the alignment film 41 formed by intruding into the electrode gap 30a is reflected by this reflection. The alignment film 41 cannot be uniformly formed in a shadow portion due to the step (250 nm or more) of the pixel electrode 30. As a result, the orientation of the liquid crystal 42 is disturbed at the end of the reflective pixel electrode 30, so that the function of transmitting (ON) or blocking (OFF) the incident light LI and the readout light L does not work well. There is a new problem that the contrast to L is lowered.

そこで、複数の画素電極に接する配向膜を均一に成膜でき、読み出し光へのコントラストが向上すると共に、入射光に対して反射率を向上させることができる反射型液晶表示装置が望まれている。   Therefore, there is a demand for a reflective liquid crystal display device that can uniformly form an alignment film in contact with a plurality of pixel electrodes, improves the contrast to readout light, and can improve the reflectance with respect to incident light. .

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、請求項1記載の発明は、半導体基板上に画素ごとに形成された複数のスイッチング素子と、
前記複数のスイッチング素子の上方に積層された多層膜のうちで最上層に、各スイッチング素子と接続されながら矩形状の周囲を電極間隙により画素ごとに切り離され、且つ、入射光の一部を透過させると共に残りの入射光を反射させるために金属膜材を用いて薄膜に形成された複数の画素電極と、
前記多層膜中で前記複数の画素電極の下方に層間絶縁膜を介して形成され、且つ、前記複数の画素電極を透過した前記一部の入射光を下層側に対して遮光しながら前記複数の画素電極側に反射させる金属遮光膜と、
透明基板に形成された透明な対向電極と、
前記複数の画素電極と前記透明な対向電極とを対向させ、両電極間で互いに対向する配向膜を挟んで封入された液晶とからなり、
前記透明基板側から入射させた前記入射光を、前記各スイッチング素子からの信号に応じて前記液晶で光変調した後、前記複数の画素電極及び前記金属遮光膜で反射させて、前記透明基板側から読み出し光を出射させるように構成したことを特徴とする反射型液晶表示装置である。
The present invention has been made in view of the above problems, and the invention according to claim 1 includes a plurality of switching elements formed for each pixel on a semiconductor substrate,
Among the multilayer films stacked above the plurality of switching elements, the uppermost layer is connected to each switching element, and the periphery of the rectangle is separated for each pixel by an electrode gap, and a part of incident light is transmitted. And a plurality of pixel electrodes formed in a thin film using a metal film material to reflect the remaining incident light,
In the multilayer film, the plurality of pixel electrodes are formed below the plurality of pixel electrodes with an interlayer insulating film interposed therebetween, and the plurality of incident lights transmitted through the plurality of pixel electrodes are shielded against a lower layer side. A metal light-shielding film that reflects to the pixel electrode side;
A transparent counter electrode formed on a transparent substrate;
The plurality of pixel electrodes and the transparent counter electrode are opposed to each other, and the liquid crystal is sealed with an alignment film facing each other between the electrodes.
The incident light incident from the transparent substrate side is optically modulated by the liquid crystal in accordance with a signal from each switching element, and then reflected by the plurality of pixel electrodes and the metal light-shielding film. The reflection type liquid crystal display device is configured to emit readout light from the liquid crystal display device.

また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の反射型液晶表示装置において、
前記複数の画素電極は、前記金属膜材としてTiN又はTiを用いて10nm以下の膜厚で成膜したことを特徴とする反射型液晶表示装置である。
According to a second aspect of the present invention, in the reflective liquid crystal display device according to the first aspect,
The plurality of pixel electrodes is a reflective liquid crystal display device having a film thickness of 10 nm or less using TiN or Ti as the metal film material.

更に、請求項3記載の発明は、請求項1又は請求項2記載の反射型液晶表示装置において、
前記複数の画素電極と前記金属遮光膜との間に形成した前記層間絶縁膜の膜厚を、前記入射光の中心波長に応じて設定したことを特徴とする反射型液晶表示装置である。
Furthermore, the invention according to claim 3 is the reflective liquid crystal display device according to claim 1 or 2,
The reflective liquid crystal display device is characterized in that a thickness of the interlayer insulating film formed between the plurality of pixel electrodes and the metal light shielding film is set in accordance with a center wavelength of the incident light.

本発明に係る反射型液晶表示装置によると、複数の画素電極をTiN又はTiなどの金属膜材を用いて薄膜に形成し、且つ、これら複数の画素電極の上面に接して配向膜を成膜した時に、隣り合う画素電極間に形成した電極間隙の高さは、画素電極の膜厚による段差相当となるので、この電極間隙内に侵入して成膜される配向膜はこの画素電極の段差の影響を受けず、配向膜を均一に成膜できる。これにより、画素電極の端部において液晶の配向が乱れることがなくなり、入射光及び読み出し光に対して透過(オン)させたり、遮断(オフ)させる機能がうまく働くので、読み出し光へのコントラストが向上する。   According to the reflective liquid crystal display device of the present invention, a plurality of pixel electrodes are formed into a thin film using a metal film material such as TiN or Ti, and an alignment film is formed in contact with the upper surfaces of the plurality of pixel electrodes. In this case, the height of the electrode gap formed between adjacent pixel electrodes corresponds to a step due to the film thickness of the pixel electrode. The alignment film can be formed uniformly without being affected by the above. As a result, the orientation of the liquid crystal is not disturbed at the end of the pixel electrode, and the function of transmitting (on) or blocking (off) incident light and readout light works well. improves.

また、複数の画素電極をTiN又はTiなどの金属膜材を用いて薄膜に形成した際に、透明基板から入射させた入射光のうちの一部が複数の画素電極を透過しても、入射光は複数の画素電極及び金属遮光膜で反射されるので、反射率を十分確保することができる。   In addition, when a plurality of pixel electrodes are formed into a thin film using a metal film material such as TiN or Ti, even if some of the incident light incident from the transparent substrate is transmitted through the plurality of pixel electrodes, Since the light is reflected by the plurality of pixel electrodes and the metal light shielding film, a sufficient reflectance can be secured.

更に、金属遮光膜と複数の画素電極との間に形成した層間絶縁膜の膜厚を、入射光の中心波長に応じて光の干渉効果が最大になるように設定したため、入射光に対して金属遮光膜からの反射率が増加するので輝度を向上させることができる。   Furthermore, the thickness of the interlayer insulating film formed between the metal light-shielding film and the plurality of pixel electrodes is set so that the light interference effect is maximized according to the center wavelength of the incident light. Since the reflectance from the metal light shielding film increases, the luminance can be improved.

以下に本発明に係る反射型液晶表示装置の一実施例を図1乃至図10を参照して、実施例1,実施例2の順に詳細に説明する。   An embodiment of a reflective liquid crystal display device according to the present invention will be described in detail below in the order of Embodiment 1 and Embodiment 2 with reference to FIGS.

尚、実施例1,2の反射型液晶表示装置において、先に図11を用いて説明した従来例の反射型液晶表示装置と同じ構成部材に対しては同一の符号を付し、先に示した構成部材は必要に応じて適宜説明し、従来例と異なる構成部材に新たな符号を付して説明する。   In the reflection type liquid crystal display devices of Examples 1 and 2, the same components as those in the reflection type liquid crystal display device of the conventional example described above with reference to FIG. The constituent members will be described as necessary, and the constituent members different from the conventional example will be described with new reference numerals.

図1は本発明に係る実施例1の反射型液晶表示装置において、一つの画素を模式的に拡大して示した断面図、
図2は本発明に係る実施例1の反射型液晶表示装置において、TiNを用いて成膜した画素電極の膜厚を可変した時に、中心波長が550nmの入射光に対するTiN/SiO/Alの反射率を示した図、
図3は本発明に係る実施例1の反射型液晶表示装置において、Tiを用いて成膜した画素電極の膜厚を可変した時に、中心波長が550nmの入射光に対するTi/SiO/Alの反射率を示した図、
図4は本発明に係る実施例1の反射型液晶表示装置において、SiOを用いて成膜した第3層間絶縁膜の膜厚を可変した時に、中心波長が550nmの入射光に対するTiN/SiO/Alの反射率を示した図、
図5は本発明に係る実施例1の反射型液晶表示装置において、隣り合う画素電極間に形成した電極間隙内での配向膜の成膜分布状態を模式的に拡大して示した図、
図6(a)は本発明に係る実施例1の反射型液晶表示装置におけるアクティブマトリックス回路を説明するためのブロック図であり、(b)は(a)中のX部を拡大して示した模式図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one pixel in a reflective liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a reflection type liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention, in which the thickness of the pixel electrode formed using TiN is varied, and TiN / SiO 2 / Al of the incident light having a center wavelength of 550 nm is changed. A diagram showing the reflectivity,
FIG. 3 shows a reflection type liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention. When the film thickness of the pixel electrode formed using Ti is varied, Ti / SiO 2 / Al of the incident light having a center wavelength of 550 nm is shown. A diagram showing the reflectivity,
FIG. 4 shows a TiN / SiO 2 film for incident light having a center wavelength of 550 nm when the thickness of the third interlayer insulating film formed using SiO 2 is varied in the reflective liquid crystal display device of Example 1 according to the present invention. 2 shows the reflectivity of Al.
FIG. 5 is a diagram schematically showing an enlarged distribution state of an alignment film in an electrode gap formed between adjacent pixel electrodes in the reflective liquid crystal display device of Example 1 according to the present invention.
FIG. 6A is a block diagram for explaining an active matrix circuit in the reflection type liquid crystal display device of Example 1 according to the present invention, and FIG. 6B is an enlarged view of an X portion in FIG. It is a schematic diagram.

図1に示した本発明に係る実施例1の反射型液晶表示装置10Wは、赤色光,緑色光,青色光を含んだ白色の入射光LIWを透明基板45側から入射させて、この白色の入射光LIWを液晶42により画素ごとに光変調させた後に、後述する画素電極30W及び第2メタル膜(金属遮光膜)28で反射させて、白色の読み出し光LWを透明基板45側から出射させるように構成されている。そして、この反射型液晶表示装置10Wは、単板方式の反射型液晶プロジェクタ(図示せず)に適用されている。尚、この反射型液晶表示装置10Wを後述する3板方式の反射型液晶プロジェクタに適用することも可能である。   The reflective liquid crystal display device 10W according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 makes white incident light LIW including red light, green light, and blue light incident from the transparent substrate 45 side, and this white After the incident light LIW is optically modulated for each pixel by the liquid crystal 42, it is reflected by a pixel electrode 30W and a second metal film (metal light shielding film) 28, which will be described later, and the white readout light LW is emitted from the transparent substrate 45 side. It is configured as follows. The reflective liquid crystal display device 10W is applied to a single-plate reflective liquid crystal projector (not shown). The reflective liquid crystal display device 10W can also be applied to a three-plate reflective liquid crystal projector described later.

図1に示した如く、本発明に係る実施例1の反射型液晶表示装置10Wにおいて、画像を表示するための複数の画素のうちで一つの画素を拡大して説明すると、先に図11を用いて説明した従来例1の反射型液晶表示装置10と同様に、p型Si基板(半導体基板)11内に一つのpウエル領域12が左右のフィルード酸化膜13A,13Bによって画素単位で電気的に分離された状態で設けられている。そして、一つのpウエル領域12内に一つのMOSFET(スイッチング素子)14が設けられている。このMOSFET14は、ゲート酸化膜15上にゲート電極16を成膜したゲートGと、ドレイン領域17上にドレイン電極18を成膜したドレインDと、ソース領域19上にソース電極20を成膜したソースSとから構成されている。 As shown in FIG. 1, in the reflective liquid crystal display device 10W according to the first embodiment of the present invention, one pixel among a plurality of pixels for displaying an image will be described in detail. Similar to the reflection type liquid crystal display device 10 of the prior art 1 described above, one p - well region 12 is electrically connected to the p-type Si substrate (semiconductor substrate) 11 by the left and right filled oxide films 13A and 13B in units of pixels. Are separated from each other. One MOSFET (switching element) 14 is provided in one p well region 12. This MOSFET 14 includes a gate G having a gate electrode 16 formed on a gate oxide film 15, a drain D having a drain electrode 18 formed on a drain region 17, and a source having a source electrode 20 formed on a source region 19. S.

また、p型Si基板11上でpウエル領域12より図示右方に、拡散容量電極21,絶縁膜22,容量電極23,容量電極用コンタクト24からなる保持容量部C1が形成され、この保持容量部C1は左右のフィルード酸化膜13B,13Cによって画素単位で電気的に分離されている。 Further, on the p-type Si substrate 11, on the right side of the p - well region 12, a storage capacitor portion C 1 including a diffusion capacitor electrode 21, an insulating film 22, a capacitor electrode 23, and a capacitor electrode contact 24 is formed. The capacitor portion C1 is electrically separated in pixel units by the left and right filled oxide films 13B and 13C.

また、フィルード酸化膜13A〜13C,ゲート電極16,容量電極23の上方に積層した多層膜のうちで第1層間絶縁膜25から第1メタル膜26,第2層間絶縁膜27,第2メタル膜(金属遮光膜)28までは従来例(図11)と同じように成膜されている。   Of the multilayer films stacked above the filled oxide films 13A to 13C, the gate electrode 16, and the capacitor electrode 23, the first interlayer insulating film 25 to the first metal film 26, the second interlayer insulating film 27, and the second metal film are provided. The layers up to (metal light shielding film) 28 are formed in the same manner as in the conventional example (FIG. 11).

この際、アルミ(Al)を用いて成膜した下層の第1メタル膜26は第1ビアホールVia1内のアルミ配線によるドレイン電極18,ソース電極20,容量電極用コンタクト24を介して一つのMOSFET14及び保持容量部C1にそれぞれ接続されている。   At this time, the lower first metal film 26 formed using aluminum (Al) is connected to one MOSFET 14 via the drain electrode 18, the source electrode 20, and the capacitor electrode contact 24 by the aluminum wiring in the first via hole Via 1. Each is connected to the storage capacitor C1.

また、アルミ(Al)を用いて成膜した中層の第2メタル膜(金属遮光膜)28は、隣り合う第2メタル膜28間に形成した開口部28aによって電気的に分離され且つ第2ビアホールVia2内のアルミ配線により第1メタル膜26に接続されている点も従来例(図11)と同様である。また、下層の第1メタル膜26上には、反射率の低いTiN(窒化チタン:チタンナイトライド)を用いて反射防止膜31が成膜されている点も従来例(図11)と同様である。   Further, the middle second metal film (metal light shielding film) 28 formed using aluminum (Al) is electrically separated by the opening 28a formed between the adjacent second metal films 28, and the second via hole. The point connected to the first metal film 26 by the aluminum wiring in Via 2 is the same as that of the conventional example (FIG. 11). Further, the antireflection film 31 is formed on the lower first metal film 26 using TiN (titanium nitride: titanium nitride) having a low reflectance, as in the conventional example (FIG. 11). is there.

また、中層の第2メタル膜28の上方に、後述するように所定の膜厚で第3層間絶縁膜29Wが成膜され、且つ、この第3層間絶縁膜29Wの上面に接して実施例1の要部となる複数の画素電極30Wが矩形状の周囲を電極間隙30aによって画素ごとに切り離されて薄膜で成膜されているものの、これら複数の画素電極30Wの上方で、互いに対向する配向膜41,43を挟んで液晶42が封入され、且つ、この液晶42を介して透明な対向電極44が光透過性を有する透明基板(ガラス基板)45の下面に複数の画素電極30Wに対向し、且つ、各画素電極30Wに対する共通電極として画素ごとに区画されずにITO(Indium Tin Oxide) などを用いて成膜されている点は従来例(図11)と同じである。   In addition, a third interlayer insulating film 29W having a predetermined thickness is formed above the middle second metal film 28 as described later, and is in contact with the upper surface of the third interlayer insulating film 29W. The plurality of pixel electrodes 30W, which are the main parts of the pixel electrode, are formed as a thin film by separating each pixel around the rectangular shape by the electrode gap 30a, but the alignment films facing each other above the plurality of pixel electrodes 30W A liquid crystal 42 is enclosed between 41 and 43, and a transparent counter electrode 44 is opposed to the plurality of pixel electrodes 30W on the lower surface of a transparent substrate (glass substrate) 45 having light transmittance through the liquid crystal 42, In addition, it is the same as the conventional example (FIG. 11) in that the common electrode for each pixel electrode 30W is formed by using ITO (Indium Tin Oxide) or the like without being divided for each pixel.

ここで、従来例と異なる点についてより具体的に説明すると、アルミ(Al)を用いて成膜した中層の第2メタル膜28上には、反射防止膜が成膜されてなく、アルミ(Al)の素地が露出している。従って、第2メタル膜28は、透明基板45側から入射させた白色の入射光LIWを反射させる機能を備え、且つ、白色の入射光LIWを下層側に対して遮光するための金属遮光膜の機能も備えている。   Here, the difference from the conventional example will be described more specifically. An antireflection film is not formed on the middle second metal film 28 formed using aluminum (Al), and aluminum (Al ) Is exposed. Therefore, the second metal film 28 has a function of reflecting the white incident light LIW incident from the transparent substrate 45 side, and is a metal light shielding film for shielding the white incident light LIW from the lower layer side. It also has functions.

また、第2メタル膜(金属遮光膜)28上には、絶縁性があり透明なSiO(酸化ケイ素)などを用いて第3層間絶縁膜29Wが透明基板45側から入射される白色の入射光LIWの中心波長に応じた膜厚で成膜されている。この際、透明基板45側から入射される白色の入射光LIWは、青色から赤色までの可視光領域の波長(400nm〜700nm)を有しているので、この中心波長は550nm程度であるが、この第3層間絶縁膜29Wの膜厚については後述する。 On the second metal film (metal light-shielding film) 28, the third interlayer insulating film 29W is incident from the transparent substrate 45 side using insulating and transparent SiO 2 (silicon oxide) or the like. The film is formed with a film thickness corresponding to the center wavelength of the light LIW. At this time, since the white incident light LIW incident from the transparent substrate 45 side has a wavelength (400 nm to 700 nm) in the visible light region from blue to red, the center wavelength is about 550 nm. The film thickness of the third interlayer insulating film 29W will be described later.

更に、第3層間絶縁膜29W上には、多層膜中の最上層の第3メタル膜としてこの実施例の要部となる複数の画素電極30WがTiN(窒化チタン:チタンナイトライド)又はTi(チタン)などの金属膜材を用いて10nm以下の膜厚で薄膜に成膜されている。   Further, on the third interlayer insulating film 29W, a plurality of pixel electrodes 30W, which is the main part of this embodiment, is formed as TiN (titanium nitride: titanium nitride) or Ti (as the uppermost third metal film in the multilayer film). It is formed into a thin film with a film thickness of 10 nm or less using a metal film material such as titanium.

また、複数の画素電極30Wのうちで一つの画素電極(第3メタル膜)30Wは、第1,第2ルタル膜26,28を介して一つのMOSFET(スイッチング素子)14と接続されながら矩形状(正方形状)の周囲を電極間隙30aにより画素ごとに切り離されている。この際、第3層間絶縁膜29Wをエッチングした第3ビアホールVia3内にもTiN又はTiを成膜することにより、最上層の画素電極(第3メタル膜)30Wが中段の第2メタル膜28に接続されている。   In addition, one pixel electrode (third metal film) 30W among the plurality of pixel electrodes 30W is rectangular while being connected to one MOSFET (switching element) 14 via the first and second rutal films 26 and 28. The periphery of the (square shape) is separated for each pixel by the electrode gap 30a. At this time, TiN or Ti is also formed in the third via hole Via3 obtained by etching the third interlayer insulating film 29W, so that the uppermost pixel electrode (third metal film) 30W becomes the second metal film 28 in the middle stage. It is connected.

上記した画素電極30Wは薄膜に成膜されているので、透明基板45側から入射させた白色の入射光LIWの一部を下方の第3層間絶縁膜29W側に透過させるものの、残りの入射光LIWを反射させている。そして、画素電極30Wを透過した一部の入射光LIWは、第3層間絶縁膜29W内に入射した後に、金属遮光膜(第2メタル膜)28の上面で画素電極30W側に反射され、ここで反射された白色の読み出し光LWを第3層間絶縁膜29Wと画素電極30Wとを通過させて、画素電極30Wで反射された読み出し光LWと共に透明基板45側から出射させている。従って、透明基板45側から入射させた白色の入射光LIWは、画素電極30W及び金属遮光膜28の2層の反射膜で反射されるようになる。   Since the pixel electrode 30W is formed as a thin film, a part of the white incident light LIW incident from the transparent substrate 45 side is transmitted to the lower third interlayer insulating film 29W side, but the remaining incident light is transmitted. LIW is reflected. Then, a part of the incident light LIW transmitted through the pixel electrode 30W is incident on the third interlayer insulating film 29W and then reflected on the upper surface of the metal light shielding film (second metal film) 28 toward the pixel electrode 30W. The white readout light LW reflected at is passed through the third interlayer insulating film 29W and the pixel electrode 30W, and is emitted from the transparent substrate 45 side together with the readout light LW reflected at the pixel electrode 30W. Therefore, the white incident light LIW incident from the transparent substrate 45 side is reflected by the two-layer reflective films of the pixel electrode 30W and the metal light shielding film 28.

ここで、図2に示した如く、金属遮光膜(第2メタル膜)28をアルミ(Al)を用いて膜厚700nmで成膜し、この金属遮光膜28上に第3層間絶縁膜29WをSiOを用いて膜厚180nmで成膜し、更に、第3層間絶縁膜29W上に画素電極30WをTiNを用いて膜厚を可変した時に、中心波長が550nmの入射光に対するTiN/SiO/Alの反射率は図示の結果が得られた。 Here, as shown in FIG. 2, a metal light shielding film (second metal film) 28 is formed with a film thickness of 700 nm using aluminum (Al), and a third interlayer insulating film 29W is formed on the metal light shielding film 28. When a film thickness of 180 nm is formed using SiO 2 and the film thickness of the pixel electrode 30W is changed using TiN on the third interlayer insulating film 29W, TiN / SiO 2 with respect to incident light having a center wavelength of 550 nm. As shown in FIG.

この際、TiN/SiO/Alの反射率とは、透明基板45から入射した中心波長550nmの入射光LIWがTiNを用いて成膜した画素電極30Wと、SiOを用いて成膜した第3層間絶縁膜29を介してAlを用いて成膜した金属遮光膜(第2メタル膜)28とで反射された合計の反射率を示している。 At this time, the reflectance of TiN / SiO 2 / Al is that the incident light LIW incident from the transparent substrate 45 is formed using TiN and the pixel electrode 30W formed using TiN and the second electrode formed using SiO 2 . The total reflectivity reflected by the metal light-shielding film (second metal film) 28 formed using Al via the three-layer insulating film 29 is shown.

この図2から明らかなように、TiNを用いて成膜した画素電極30Wの膜厚が10nm以下の場合では、画素電極30W及び金属遮光膜(第2メタル膜)28で反射された入射光LIWの反射率が85%以上であり、十分な反射率が得られると共に、画素電極30Wの膜厚が薄ければ薄いほど反射率は向上する。   As can be seen from FIG. 2, when the pixel electrode 30W formed using TiN has a thickness of 10 nm or less, the incident light LIW reflected by the pixel electrode 30W and the metal light shielding film (second metal film) 28 is obtained. The reflectance is 85% or more, and sufficient reflectance can be obtained. The thinner the pixel electrode 30W is, the better the reflectance is.

また、TiNを用いて成膜した画素電極30Wのシート抵抗は10Ω/□であり、一方、従来例でアルミを用いて成膜した反射画素電極30(図11,図12)のシート抵抗は0.2Ω/□であるので、TiNを用いて成膜した画素電極30Wは従来例よりも抵抗値が高いものの、しかしながら、画素電極30Wには電流が流れないために、この程度の抵抗値増加においては問題にならない。   Further, the sheet resistance of the pixel electrode 30W formed using TiN is 10Ω / □, while the sheet resistance of the reflective pixel electrode 30 (FIGS. 11 and 12) formed using aluminum in the conventional example is 0. Since the resistance value of the pixel electrode 30W formed using TiN is higher than that of the conventional example, however, current does not flow through the pixel electrode 30W. Is not a problem.

また、図3に示した如く、金属遮光膜(第2メタル膜)28をアルミ(Al)を用いて膜厚700nmで成膜し、この金属遮光膜28上に第3層間絶縁膜29WをSiOを用いて膜厚180nmで成膜し、更に、第3層間絶縁膜29W上に画素電極30WをTiを用いて膜厚を可変した時に、中心波長が550nmの入射光に対するTi/SiO/Alの反射率は図示の結果が得られた。 Further, as shown in FIG. 3, a metal light shielding film (second metal film) 28 is formed with a film thickness of 700 nm using aluminum (Al), and a third interlayer insulating film 29W is formed on the metal light shielding film 28 by SiO2. When the film thickness of the pixel electrode 30W is varied on the third interlayer insulating film 29W using Ti, Ti / SiO 2 / with respect to incident light having a center wavelength of 550 nm. The Al reflectance was as shown in the figure.

この際、Ti/SiO/Alの反射率とは、透明基板45から入射した中心波長550nmの入射光LIWがTiを用いて成膜した画素電極30Wと、SiOを用いて成膜した第3層間絶縁膜29を介してAlを用いて成膜した金属遮光膜(第2メタル膜)28とで反射された合計の反射率を示している。 At this time, the reflectance of Ti / SiO 2 / Al means that the incident light LIW having a central wavelength of 550 nm incident from the transparent substrate 45 is formed using the pixel electrode 30W formed using Ti, and the film formed using SiO 2 . The total reflectivity reflected by the metal light-shielding film (second metal film) 28 formed using Al via the three-layer insulating film 29 is shown.

この図3から明らかなように、Tiを用いて成膜した画素電極30Wの膜厚が10nm以下の場合では、画素電極30W及び金属遮光膜(第2メタル膜)28で反射された入射光LIWの反射率が80%以上であり、ほとんど反射率が低下していないし、画素電極30Wの膜厚が薄ければ薄いほど反射率は向上する。尚、Tiを用いて成膜した画素電極30Wの膜厚を30nmまで増加させた場合においても、反射率が50%以下に減少していないことが図示からわかる。   As apparent from FIG. 3, when the film thickness of the pixel electrode 30W formed using Ti is 10 nm or less, the incident light LIW reflected by the pixel electrode 30W and the metal light shielding film (second metal film) 28 is obtained. The reflectance is 80% or more, and the reflectance is hardly reduced. The thinner the pixel electrode 30W is, the better the reflectance is. It can be seen from the figure that the reflectance does not decrease to 50% or less even when the thickness of the pixel electrode 30W formed using Ti is increased to 30 nm.

更に、図4に示した如く、金属遮光膜(第2メタル膜)28をアルミ(Al)を用いて膜厚700nmで成膜し、この金属遮光膜28上に第3層間絶縁膜29WをSiOを用いて膜厚を可変して成膜し、更に、第3層間絶縁膜29W上に画素電極30WをTiNを用いて膜厚10nmで成膜した時に、中心波長が550nmの入射光に対するTi/SiO/Alの反射率は図示の結果が得られた。 Further, as shown in FIG. 4, a metal light shielding film (second metal film) 28 is formed with a film thickness of 700 nm using aluminum (Al), and a third interlayer insulating film 29W is formed on the metal light shielding film 28 by SiO. When the pixel electrode 30W is formed on the third interlayer insulating film 29W with a film thickness of 10 nm using TiN, the Ti with respect to incident light having a center wavelength of 550 nm is formed. As shown in the figure, the reflectance of / SiO 2 / Al was obtained.

この図4から明らかなように、中心波長が550nmの入射光に対するTi/SiO/Alの反射率は、SiOを用いた第3層間絶縁膜29Wの膜厚によって波打っており、光を強めあったり、又は、弱めあったりする膜厚があることがわかる。 As is apparent from FIG. 4, the reflectance of Ti / SiO 2 / Al with respect to incident light having a center wavelength of 550 nm is undulated depending on the film thickness of the third interlayer insulating film 29W using SiO 2. It can be seen that there is a film thickness that is stronger or weaker.

ここで、透明基板45側から入射させた白色の入射光LIWの一部が複数の画素電極30Wを透過して第3層間絶縁膜29W内に侵入した時に、白色の入射光LIWの一部を光の干渉を利用して第2メタル膜(金属遮光膜)28で良好に反射させるために、第3層間絶縁膜29Wの膜厚を白色の入射光LIWの中心波長に応じて設定している。   Here, when a part of the white incident light LIW incident from the transparent substrate 45 side passes through the plurality of pixel electrodes 30W and enters the third interlayer insulating film 29W, a part of the white incident light LIW is changed. The thickness of the third interlayer insulating film 29W is set in accordance with the center wavelength of the white incident light LIW in order to make the second metal film (metal light-shielding film) 28 reflect well using light interference. .

ところで、一般的に、成膜した膜の膜厚をd(nm)とし、且つ、成膜材料の屈折率をnとし、光の中心波長をλ(nm)とすると、光の干渉によって反射率を向上させる場合に、下記の(1)式が成立する。   By the way, in general, when the film thickness of the formed film is d (nm), the refractive index of the film forming material is n, and the center wavelength of light is λ (nm), the reflectivity is caused by the interference of light. The following equation (1) is established.

〔数1〕
d=Aλ/2n ………(1)式
但し、Aは整数(1,2,3,………)である。
[Equation 1]
d = Aλ / 2n (1) where A is an integer (1, 2, 3,...).

ここで、画素電極30Wと第2メタル膜28との間に成膜した第3層間絶縁膜29Wの膜厚について説明すると、第3層間絶縁膜29Wの成膜材料として例えばSiOを用いた時に、SiOの屈折率nが1.46であり、また、白色の入射光LIWの中心波長は上述したようにλ=550nmである。従って、第3層間絶縁膜29Wの膜厚は、前述した(1)式により、A=1の時に略188nmとなり、A=2の時に略377nmとなり、A=3の時に略564nmとなり、以下、Aの値を増加させることができるものの、白色の入射光LIWの波長が400nm〜700nmの場合、第3層間絶縁膜29Wの膜厚を400nm以下に設定した方が光リークを防止することができ、つまり、隣り合う画素電極30W間に形成した電極間隙30aから入射した入射光LIWを減衰させる観点から、第3層間絶縁膜29Wの膜厚は計算結果のうちで略188nm又は略376nmに設定することが望ましい。 Here, the film thickness of the third interlayer insulating film 29W formed between the pixel electrode 30W and the second metal film 28 will be described. For example, when SiO 2 is used as the film forming material of the third interlayer insulating film 29W. The refractive index n of SiO 2 is 1.46, and the center wavelength of the white incident light LIW is λ = 550 nm as described above. Therefore, the film thickness of the third interlayer insulating film 29W is approximately 188 nm when A = 1, approximately 377 nm when A = 2, approximately 564 nm when A = 3, and is approximately 564 nm when A = 3. Although the value of A can be increased, when the wavelength of the white incident light LIW is 400 nm to 700 nm, light leakage can be prevented by setting the film thickness of the third interlayer insulating film 29W to 400 nm or less. That is, from the viewpoint of attenuating the incident light LIW incident from the electrode gap 30a formed between the adjacent pixel electrodes 30W, the film thickness of the third interlayer insulating film 29W is set to approximately 188 nm or approximately 376 nm in the calculation result. It is desirable.

更に、SiOを用いて成膜した第3層間絶縁膜29Wは誘電体膜であるので、容量を形成することができる。この際、金属遮光膜28と画素電極30Wは電位が異なり、且つ、金属遮光膜28の電位は固定することができる(例えばCOM電位)ことから、保持容量として作用する。つまり、p型Si基板11に形成する保持容量の面積が画素の微細化によって小さくなり、十分な容量値を形成することが難しくなった場合においても、金属遮光膜28と画素電極30Wとの間で形成される容量が保持容量として機能し、MOSFET14のリーク電流などによる電圧降下分を緩和することが可能となる。 Furthermore, since the third interlayer insulating film 29W formed using SiO 2 is a dielectric film, a capacitor can be formed. At this time, the metal light-shielding film 28 and the pixel electrode 30W have different potentials, and the potential of the metal light-shielding film 28 can be fixed (for example, COM potential), and thus acts as a storage capacitor. That is, even when the area of the storage capacitor formed on the p-type Si substrate 11 becomes smaller due to pixel miniaturization and it becomes difficult to form a sufficient capacitance value, the gap between the metal light-shielding film 28 and the pixel electrode 30W is reduced. The capacitor formed in (1) functions as a storage capacitor, and the voltage drop due to the leakage current of the MOSFET 14 can be reduced.

この特性上の観点からは、第3層間絶縁膜29Wの膜厚は薄いほうが良いので、反射率以外のその他の特性を総合的に勘案すると、第3層間絶縁膜29Wの膜厚は前述した(1)式中でA=1の時に得られた値(略188nm)に設定することが望ましい。   From the standpoint of this characteristic, the third interlayer insulating film 29W should have a small film thickness. Therefore, considering other characteristics in addition to the reflectivity, the film thickness of the third interlayer insulating film 29W has been described above (see FIG. 1) It is desirable to set the value obtained when A = 1 in the formula (approximately 188 nm).

そして、上記したように、複数の画素電極(第3メタル膜)30WをTiN又はTiなどの金属膜材を用いて10nm以下の膜厚で薄膜化し、且つ、これらの画素電極30Wの上面に接して配向膜41を成膜した時に、図5に拡大して示した如く、隣り合う画素電極30W間に形成した電極間隙30aの高さは、画素電極30Wの膜厚による10nm以下の段差相当となるので、この電極間隙30a内に侵入して成膜される配向膜41はこの画素電極30Wの段差(10nm以下)の影響を受けず、配向膜41を均一に成膜できる。これにより、画素電極30Wの端部において液晶42の配向が乱れることがなくなり、入射光LIW及び読み出し光LWに対して透過(オン)させたり、遮断(オフ)させる機能がうまく働くので、白色の読み出し光LWへのコントラストが向上する。   As described above, the plurality of pixel electrodes (third metal film) 30W are thinned to a thickness of 10 nm or less using a metal film material such as TiN or Ti, and are in contact with the upper surfaces of these pixel electrodes 30W. When the alignment film 41 is formed, as shown in an enlarged view in FIG. 5, the height of the electrode gap 30a formed between adjacent pixel electrodes 30W is equivalent to a step of 10 nm or less depending on the film thickness of the pixel electrode 30W. Therefore, the alignment film 41 formed by entering the electrode gap 30a is not affected by the step (10 nm or less) of the pixel electrode 30W, and the alignment film 41 can be formed uniformly. Thereby, the orientation of the liquid crystal 42 is not disturbed at the end of the pixel electrode 30W, and the function of transmitting (ON) or blocking (OFF) the incident light LIW and the readout light LW works well. The contrast to the readout light LW is improved.

また、画素電極30WをTiN又はTiなどの金属膜材を用いて薄膜に形成した際に、透明基板45から入射させた白色の入射光LIWのうちの一部が画素電極30Wを透過しても、入射光LIWは画素電極30W及び金属遮光膜28で反射されるので、反射率を十分確保できる。   Further, when the pixel electrode 30W is formed into a thin film using a metal film material such as TiN or Ti, even if a part of the white incident light LIW incident from the transparent substrate 45 passes through the pixel electrode 30W. Since the incident light LIW is reflected by the pixel electrode 30W and the metal light shielding film 28, a sufficient reflectance can be secured.

更に、金属遮光膜28と画素電極30Wとの間に形成した第3層間絶縁膜29Wの膜厚を、白色の入射光LIWの中心波長に応じて光の干渉効果が最大になるように設定したため、白色の入射光LIWに対して金属遮光膜28からの反射率が増加するので輝度を向上させることができる。   Further, the film thickness of the third interlayer insulating film 29W formed between the metal light shielding film 28 and the pixel electrode 30W is set so that the light interference effect is maximized according to the center wavelength of the white incident light LIW. Since the reflectance from the metal light-shielding film 28 increases with respect to the white incident light LIW, the luminance can be improved.

次に、本発明に係る実施例1の反射型液晶表示装置10Wにおいて、上記したMOSFET(スイッチング素子)14をp型Si基板11上にマトリックス状に複数配置した時のアクティブマトリックス回路について図6(a),(b)を用いて説明する。   Next, in the reflective liquid crystal display device 10W of Example 1 according to the present invention, an active matrix circuit when a plurality of the MOSFETs (switching elements) 14 are arranged in a matrix on the p-type Si substrate 11 is shown in FIG. This will be described with reference to a) and (b).

図6(a),(b)に示した如く、本発明に係る実施例1の反射型液晶表示装置10W(図1)におけるアクティブマトリックス回路70では、複数のMOSFET(スイッチング素子)14がp型Si基板(半導体基板)11上にマトリックス状に配置されており、且つ、一つのMOSFET14に接続した一つの画素電極30W及びMOSFET用の保持容量部Cとを組にして一つの画素が形成され、この画素の組がp型Si基板11上にマトリックス状に複数配置されている。   As shown in FIGS. 6A and 6B, in the active matrix circuit 70 in the reflective liquid crystal display device 10W (FIG. 1) according to the first embodiment of the present invention, a plurality of MOSFETs (switching elements) 14 are p-type. One pixel is formed by combining one pixel electrode 30W connected to one MOSFET 14 and a storage capacitor C for the MOSFET, which are arranged in a matrix on the Si substrate (semiconductor substrate) 11, A plurality of pixel sets are arranged in a matrix on the p-type Si substrate 11.

そして、複数の画素のうちで一つの画素を特定するために、水平シフトレジスタ回路71と垂直シフトレジスタ回路75とが列方向と行方向とに別れてそれぞれ設けられている。   In order to specify one pixel among the plurality of pixels, the horizontal shift register circuit 71 and the vertical shift register circuit 75 are provided separately in the column direction and the row direction, respectively.

まず、水平シフトレジスタ回路71側では、画素の各列ごとにビデオスイッチ72を介して信号線73が垂直方向に向かって配線されているものの、ここでは図示の都合上、信号線73は1本のみを水平シフトレジスタ回路71側に結線した状態で示す。また、水平シフトレジスタ回路71とビデオスイッチ72との間に設けた信号線73にはビデオ線74が結線されている。また、一つの信号線73は、一つの列に配置した複数のMOSFET14のドレイン電極18に接続されている。   First, on the horizontal shift register circuit 71 side, the signal line 73 is wired in the vertical direction via the video switch 72 for each column of pixels. Here, for convenience of illustration, one signal line 73 is provided. Only in the state connected to the horizontal shift register circuit 71 side. A video line 74 is connected to a signal line 73 provided between the horizontal shift register circuit 71 and the video switch 72. One signal line 73 is connected to the drain electrodes 18 of the plurality of MOSFETs 14 arranged in one column.

次に、垂直シフトレジスタ回路75側では、画素の各行ごとにゲート線76が水平方向に向かって配線されているものの、ここでは図示の都合上、ゲート線76は1本のみを垂直シフトレジスタ回路75側に結線した状態で示す。また、一つのゲート線76は、一つの行に配置した複数のMOSFET14のゲート電極16に接続されている。   Next, on the vertical shift register circuit 75 side, a gate line 76 is wired in the horizontal direction for each row of pixels. Here, for convenience of illustration, only one gate line 76 is provided in the vertical shift register circuit. Shown in a state connected to the 75 side. One gate line 76 is connected to the gate electrodes 16 of the plurality of MOSFETs 14 arranged in one row.

また、各MOSFET14のソース電極20は、一つの画素電極30Wと、保持容量部Cの容量電極用コンタクト24を介して容量電極23とに接続されている。この際、アクティブマトリックス回路70は、周知のフレーム反転駆動法を適用しており、ビデオ信号はフレーム周期ごとに正極性及び負極性に反転し、即ち、例えば、ビデオ信号の第nフレーム期間が正書き込み、第(n+1)フレーム期間が負書き込みとなる。従って、信号線73からビデオ信号を入力する場合には、信号線73をMOSFET14のドレイン電極18か、又は、ソース電極20のいずれか一方に接続すれば良いが、ここでは上述したように信号線73をドレイン電極18に接続している。尚、信号線73をソース電極20に接続した場合には、ドレイン電極18に一つの画素電極30Wと、保持容量部Cの容量電極用コンタクト24を介して容量電極23とが接続されるものである。   The source electrode 20 of each MOSFET 14 is connected to one pixel electrode 30 </ b> W and the capacitor electrode 23 via the capacitor electrode contact 24 of the storage capacitor unit C. At this time, the active matrix circuit 70 applies a well-known frame inversion driving method, and the video signal is inverted to a positive polarity and a negative polarity every frame period, that is, for example, the nth frame period of the video signal is positive. Writing is negative writing in the (n + 1) th frame period. Accordingly, when a video signal is input from the signal line 73, the signal line 73 may be connected to either the drain electrode 18 or the source electrode 20 of the MOSFET 14, but here, as described above, the signal line 73 73 is connected to the drain electrode 18. When the signal line 73 is connected to the source electrode 20, one pixel electrode 30 </ b> W and the capacitor electrode 23 are connected to the drain electrode 18 via the capacitor electrode contact 24 of the storage capacitor portion C. is there.

また、上記したアクティブマトリックス回路70において、固定電位としてMOSFET14に供給するウエル電位と、保持容量部Cに供給するCOM(コモン)電位とが必要である。   In the active matrix circuit 70 described above, a well potential supplied to the MOSFET 14 as a fixed potential and a COM (common) potential supplied to the storage capacitor C are necessary.

即ち、MOSFET14に供給するウエル電位は、ゲート線76と、一つのpウエル領域12(図1)内に形成した不図示のp領域上のウエル電位用コンタクトとの間に固定電位として例えば0Vの電圧が印加されている。尚、n型Si基板を用いた場合にはウエル電位として例えば−15Vを印加すれば良い。 That is, the well potential supplied to MOSFET14 includes a gate line 76, one of the p - for example as a fixed potential between the well potential contact well region 12 (FIG. 1) (not shown) formed in the p + region A voltage of 0V is applied. When an n-type Si substrate is used, for example, −15 V may be applied as the well potential.

一方、保持容量部Cに供給するCOM電位は、保持容量部Cの容量電極24と、拡散容量電極22上の不図示のCOM(コモン)電位用コンタクトとの間に固定電位として例えば8.5Vの電圧が印加されている。この際、COM電位は、保持容量部Cを形成するためには基本的に何ボルトでもかまわないものの、ビデオ信号の中心値(例えば8.5V)などに設定しておけば、保持容量部Cにかかる電圧は電源電圧の略半分ですむ。つまり、保持容量耐圧は電源電圧の略半分で良いので、保持容量部Cの絶縁膜22の膜厚のみを薄くして容量値を大きくすることが可能であり、保持容量部Cの保持容量値が大きいと、画素電極30Wの電位の変動を小さくすることができ、フリッカーや焼きつきなどに対して有利である。   On the other hand, the COM potential supplied to the storage capacitor unit C is, for example, 8.5 V as a fixed potential between the capacitor electrode 24 of the storage capacitor unit C and a COM (common) potential contact (not shown) on the diffusion capacitor electrode 22. Is applied. At this time, the COM potential may basically be any number of volts in order to form the storage capacitor portion C. However, if the COM potential is set to the center value (for example, 8.5 V) of the video signal, the storage capacitor portion C The voltage applied to is about half of the power supply voltage. That is, since the storage capacitor withstand voltage may be approximately half of the power supply voltage, it is possible to increase the capacitance value by reducing only the thickness of the insulating film 22 of the storage capacitor portion C. Is large, the fluctuation of the potential of the pixel electrode 30W can be reduced, which is advantageous for flicker and image sticking.

そして、保持容量部Cは、一つの画素電極30Wに印加された電位とCOM電位との電位差に応じて電荷を蓄積し、非選択期間に一つのMOSFET14がオフ状態になってもその電圧を保持し、一つの画素電極30Wにその保持電圧を印加し続ける機能を備えている。   The storage capacitor unit C accumulates electric charge according to the potential difference between the potential applied to one pixel electrode 30W and the COM potential, and holds the voltage even if one MOSFET 14 is turned off during the non-selection period. In addition, the pixel electrode 30 </ b> W has a function of continuously applying the holding voltage.

ここで、上記したアクティブマトリックス回路70において、一つの画素を駆動させる場合には、ビデオ線74から順次タイミングをずらして入力されたビデオ信号がビデオスイッチ72を介して列方向に配置した一つの信号線73に供給され、且つ、この一つの信号線73と行方向に配置した一つのゲート線76とが交差した位置にある一つのMOSFET14が選択されてON動作する。   Here, in the above active matrix circuit 70, when one pixel is driven, one video signal input from the video line 74 with the timing shifted sequentially is arranged in the column direction via the video switch 72. One MOSFET 14 that is supplied to the line 73 and that intersects with the one signal line 73 and one gate line 76 arranged in the row direction is selected and turned on.

そして、選択された一つの画素電極30Wに信号線73を介してビデオ信号が入力されると電荷のかたちで保持容量部Cに書き込まれ、且つ、選択された一つの画素電極30Wと対向電極44(図1)との間にビデオ信号に応じて電位差が発生し、液晶42(図1)の光学特性を変調している。この結果、透明基板45側から入射させた白色の入射光LIW(図1)は液晶42で画素ごとに光変調された後に、複数の画素電極30W及び第2メタル膜28(図1)により反射され、ここで反射された白色の読み出し光LW(図1)が透明基板45側から出射される。このため、透過方式と異なって、白色の入射光LIWに対応した白色の読み出し光LWを100%近く利用でき、投射される画像に対して高精細と高輝度とを両立できる構造となっている。   When a video signal is input to the selected one pixel electrode 30W via the signal line 73, it is written in the storage capacitor C in the form of electric charge, and the selected one pixel electrode 30W and the counter electrode 44 are written. A potential difference is generated in accordance with the video signal between (FIG. 1) and the optical characteristics of the liquid crystal 42 (FIG. 1) are modulated. As a result, the white incident light LIW (FIG. 1) incident from the transparent substrate 45 side is optically modulated for each pixel by the liquid crystal 42 and then reflected by the plurality of pixel electrodes 30W and the second metal film 28 (FIG. 1). Then, the white readout light LW (FIG. 1) reflected here is emitted from the transparent substrate 45 side. For this reason, unlike the transmission method, the white readout light LW corresponding to the white incident light LIW can be used nearly 100%, and the structure that can achieve both high definition and high brightness for the projected image. .

図7は本発明に係る実施例2の反射型液晶表示装置が適用される3板方式の反射型液晶プロジェクタの光学系を説明するための図、
図8は本発明係る実施例2の反射型液晶表示装置において、一つの画素を模式的に拡大して示した断面図、
図9は本発明係る実施例2の反射型液晶表示装置において、SiOを用いて成膜した第3層間絶縁膜の膜厚を可変した時に、(a)は中心波長が650nmの入射光に対するTiN/SiO/Alの反射率を示し、(b)は中心波長が550nmの入射光に対するTiN/SiO/Alの反射率を示し、(c)は中心波長が450nmの入射光に対するTiN/SiO/Alの反射率を示した図、
図10は本発明に係る実施例2の反射型液晶表示装置において、隣り合う画素電極間に形成した電極間隙内での配向膜の成膜分布状態を模式的に拡大して示した図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining an optical system of a three-plate type reflection type liquid crystal projector to which the reflection type liquid crystal display device of Example 2 according to the present invention is applied;
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing one pixel in the reflective liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 shows a reflection type liquid crystal display device according to Example 2 of the present invention, in which the thickness of the third interlayer insulating film formed using SiO 2 is varied, and (a) shows the incident light having a center wavelength of 650 nm. The reflectivity of TiN / SiO 2 / Al is shown, (b) shows the reflectivity of TiN / SiO 2 / Al with respect to incident light with a center wavelength of 550 nm, and (c) shows TiN / SiO 2 with respect to incident light with a center wavelength of 450 nm. shows the reflectance of SiO 2 / Al,
FIG. 10 is a schematic enlarged view showing the distribution state of the alignment film in the electrode gap formed between adjacent pixel electrodes in the reflective liquid crystal display device of Example 2 according to the present invention. .

図8に示した本発明に係る実施例2の反射型液晶表示装置10R,(10G),(10B)を説明する前に、反射型液晶表示装置10R,10G,10Bが適用される3板方式の反射型液晶プロジェクタの光学系について図7を用いて説明する。   Before describing the reflective liquid crystal display devices 10R, (10G), and (10B) of the second embodiment according to the present invention shown in FIG. 8, the three-plate system to which the reflective liquid crystal display devices 10R, 10G, and 10B are applied. The optical system of the reflective liquid crystal projector will be described with reference to FIG.

図7に示した如く、3板方式の反射型液晶プロジェクタ80は、赤色光,緑色光,青色光に応じて3つの反射型液晶表示装置10R,10G,10Bを内部に備えているものである。   As shown in FIG. 7, the three-plate-type reflective liquid crystal projector 80 includes three reflective liquid crystal display devices 10R, 10G, and 10B in response to red light, green light, and blue light. .

この3板方式の反射型液晶プロジェクタ80では、可視光(白色光)を出射させる光源部85と、この光源部85から出射した可視光を赤色光,緑色光,青色光の3原色光に色分解して、この3原色光をR,G,Bにそれぞれ対応した3板方式の反射型液晶表示装置10R,10G,10Bに導き、更に、各色の反射型液晶表示装置10R,10G,10Bで各色の映像信号に応じて光変調された赤色光,緑色光,青色光を色合成した色合成光を出射する色分解及び色合成光学系90と、この色分解及び色合成光学系90から出射された色合成光を投射する投射レンズ(図示せず)とで構成されている。   In the three-plate reflective liquid crystal projector 80, a light source unit 85 that emits visible light (white light) and the visible light emitted from the light source unit 85 are colored into three primary colors of red light, green light, and blue light. The three primary color lights are separated and guided to the three-plate reflective liquid crystal display devices 10R, 10G, and 10B corresponding to R, G, and B, respectively, and further, the reflective liquid crystal display devices 10R, 10G, and 10B of the respective colors are used. A color separation and color synthesis optical system 90 that emits color synthesized light obtained by color-combining red light, green light, and blue light that are light-modulated according to the video signal of each color, and emitted from the color separation and color synthesis optical system 90 And a projection lens (not shown) that projects the synthesized color light.

具体的に説明すると、上記した光源部85は、反射面鏡86と、この反射面鏡86内に設置され且つ可視光(白色光)を出射するためにメタルハライドランプ,キセノンランプ,ハロゲンランプなどを用いた光源87と、光源87の前方に設けられて可視光のs偏光光のみを透過させるように透過軸を選択した偏光変換板88とで構成されている。従って、光源87からの可視光が偏光変換板88を通過すると、R,G,Bにそれぞれ対応した3色のRs光,Gs光,Bs光が、色分解及び色合成光学系90に入射される。   More specifically, the light source unit 85 includes a reflecting mirror 86 and a metal halide lamp, a xenon lamp, a halogen lamp and the like installed in the reflecting mirror 86 and emitting visible light (white light). The light source 87 used and a polarization conversion plate 88 provided in front of the light source 87 and having a transmission axis selected so as to transmit only visible s-polarized light. Therefore, when visible light from the light source 87 passes through the polarization conversion plate 88, three colors of Rs light, Gs light, and Bs light respectively corresponding to R, G, and B are incident on the color separation and color synthesis optical system 90. The

また、色分解及び色合成光学系90は、4個の第1〜第4偏光ビームスプリッタ91〜94を上面側から見て平面的に示した時に、第1〜第4偏光ビームスプリッタ91〜94の各偏光分離面91a〜94aがX字状になるように配置されている。この際、第1偏光ビームスプリッタ91の右方に第2偏光ビームスプリッタ92が配置され、且つ、第1偏光ビームスプリッタ91の上方に第3偏光ビームスプリッタ93が配置されていると共に、第2偏光ビームスプリッタ92の上方で且つ第3偏光ビームスプリッタ93の右方に第4偏光ビームスプリッタ94が配置されている。そして、第1偏光ビームスプリッタ91側が後述するG光用偏光変換板95を介して光源部85の偏光変換板88と対向し、一方、第4偏光ビームスプリッタ94側が投射レンズ(図示せず)と対向している。この際、上記した第1〜第4偏光ビームスプリッ91〜94の各偏光分離面91a〜94aは、p偏光光を透過し、且つ、s偏光光を反射する半透過・反射偏光膜が直方形状の対角線に沿って形成されている。   Further, when the four first to fourth polarization beam splitters 91 to 94 are shown in plan view when viewed from the upper surface side, the color separation and color synthesis optical system 90 has the first to fourth polarization beam splitters 91 to 94. The polarization separation surfaces 91a to 94a are arranged in an X shape. At this time, the second polarization beam splitter 92 is disposed on the right side of the first polarization beam splitter 91, the third polarization beam splitter 93 is disposed above the first polarization beam splitter 91, and the second polarization beam A fourth polarizing beam splitter 94 is disposed above the beam splitter 92 and to the right of the third polarizing beam splitter 93. The first polarization beam splitter 91 side faces the polarization conversion plate 88 of the light source unit 85 through a G light polarization conversion plate 95 described later, while the fourth polarization beam splitter 94 side is a projection lens (not shown). Opposite. At this time, each of the polarization separating surfaces 91a to 94a of the first to fourth polarization beam splits 91 to 94 transmits a p-polarized light and reflects a s-polarized light in a rectangular shape. It is formed along the diagonal line.

また、光源部85からの可視光が入射する光源部側の第1偏光ビームスプリッタ91と、色合成光を出射する投射レンズ側の第4偏光ビームスプリッタ94とが大型サイズに形成されており、且つ、第2,第3偏光ビームスプリッタ92,93は、第1,第4偏光ビームスプリッタ91,94よりも一回り小型サイズに形成されている。   In addition, the first polarizing beam splitter 91 on the light source unit side where visible light from the light source unit 85 enters and the fourth polarizing beam splitter 94 on the projection lens side that emits color synthesized light are formed in a large size. In addition, the second and third polarizing beam splitters 92 and 93 are formed to be slightly smaller than the first and fourth polarizing beam splitters 91 and 94.

また、小型サイズの第2偏光ビームスプリッタ92の右側面に対向してG光用の反射型液晶表示装置10Gが配置され、且つ、小型サイズの第3偏光ビームスプリッタ93の上面及び左側面に対向してR光用の反射型液晶表示装置10RとB光用の反射型液晶表示装置10Bとが互いに直交してそれぞれ配置され、各反射型液晶表示装置10R,10G,10Bは第2,第3偏光ビームスプリッタ92,93のサイズに合わせて小型化されている。   Further, a reflective liquid crystal display device 10G for G light is disposed facing the right side surface of the small-sized second polarizing beam splitter 92, and is opposed to the upper surface and left side surface of the small-sized third polarizing beam splitter 93. Then, the reflection liquid crystal display device 10R for R light and the reflection liquid crystal display device 10B for B light are arranged orthogonally to each other, and each of the reflection liquid crystal display devices 10R, 10G, 10B is second, third. The size of the polarizing beam splitters 92 and 93 is reduced.

また、光源部85側の第1偏光ビームスプリッタ91の光入射面には、G光の偏波面を90°回転させる機能を有するG光用偏光変換板95が設置されている。また、第1偏光ビームスプリッタ91と第3偏光ビームスプリッタ93との間には、R光の偏波面を90°回転させる機能を有するR光用偏光変換板96が設置されている。また、第3偏光ビームスプリッタ93と第4偏光ビームスプリッタ94との間には、R光の偏波面を90°回転させる機能を有するR光用偏光変換板97が設置されている。また、第4偏光ビームスプリッタ94の光出射面には、G光の偏波面を90°回転させる機能を有するG光用偏光変換板98が設置されている。   Further, a G light polarization conversion plate 95 having a function of rotating the polarization plane of the G light by 90 ° is installed on the light incident surface of the first polarization beam splitter 91 on the light source unit 85 side. Further, between the first polarization beam splitter 91 and the third polarization beam splitter 93, an R light polarization conversion plate 96 having a function of rotating the polarization plane of the R light by 90 ° is installed. An R light polarization conversion plate 97 having a function of rotating the polarization plane of the R light by 90 ° is installed between the third polarizing beam splitter 93 and the fourth polarizing beam splitter 94. A G light polarization conversion plate 98 having a function of rotating the polarization plane of the G light by 90 ° is installed on the light exit surface of the fourth polarization beam splitter 94.

そして、光源部85から出射されたs偏光光のRs光,Gs光,Bs光からなる可視光をG光用偏光変換板95を介して第1偏光ビームスプリッタ91に入射させると、図示の各光路によりR光用の反射型液晶表示装置10Rにp偏光光のRp光が入射され、G光用の反射型液晶表示装置10Gにp偏光光のGp光が入射され、B光用の反射型液晶表示装置10Bにs偏光光のBs光が入射され、各反射型液晶表示装置10R,10G,10Bで各色の映像信号に応じて光変調された後に第4偏光ビームスプリッタ94側のG光用偏光変換板98からp偏光光のRp及びGp光並びにBp光を合成した色合成光が投射レンズ(図示せず)側に出射されるので、色ムラのない色合成光を不図示のスクリーン上に投射することができるようになっている。尚、色分解及び色合成光学系としては、この他に各種の構造形態もあるので、この実施例1では適宜な色分解及び色合成光学系を適用すれば良いものである。   When visible light composed of Rs light, Gs light, and Bs light of s-polarized light emitted from the light source unit 85 is incident on the first polarizing beam splitter 91 via the G light polarization conversion plate 95, each of the illustrated light sources is shown. The p-polarized Rp light is incident on the R-light reflective liquid crystal display device 10R through the optical path, the p-polarized light Gp light is incident on the G-light reflective liquid crystal display device 10G, and the B-light reflective type is displayed. The s-polarized Bs light is incident on the liquid crystal display device 10B, and after being modulated in accordance with the video signal of each color by each of the reflective liquid crystal display devices 10R, 10G, and 10B, for the G light on the fourth polarizing beam splitter 94 side. Since the color composite light obtained by combining the Rp and Gp light of the p-polarized light and the Bp light is emitted from the polarization conversion plate 98 to the projection lens (not shown) side, the color composite light having no color unevenness is displayed on a screen (not shown). To be able to project There. In addition, since there are various structural forms as the color separation and color synthesis optical system, an appropriate color separation and color synthesis optical system may be applied in the first embodiment.

次に、図8に示した如く、本発明に係る実施例2の反射型液晶表示装置10R,(10G),(10B)は、赤色光,(緑色光),(青色光)に対応して各色ごとに専用に構成されており、先に図7で説明したような3板方式の反射型液晶プロジェクタ80に適用される場合に、この反射型液晶プロジェクタ80内で可視光(白色光)を色分解した波長が600nm〜700nm程度の赤色の入射光LIRと、波長が500nm〜600nm程度の緑色の入射光LIGと、波長が400nm〜500nm程度の青色の入射光LIBとを透明基板45側から各色光ごとに入射させている。   Next, as shown in FIG. 8, the reflective liquid crystal display devices 10R, (10G), and (10B) of Example 2 according to the present invention correspond to red light, (green light), and (blue light). Each color is configured exclusively, and when applied to the three-plate type reflective liquid crystal projector 80 as described above with reference to FIG. 7, visible light (white light) is generated in the reflective liquid crystal projector 80. From the transparent substrate 45 side, a red incident light LIR having a wavelength of about 600 nm to 700 nm, a green incident light LIG having a wavelength of about 500 nm to 600 nm, and a blue incident light LIB having a wavelength of about 400 nm to 500 nm are separated from the transparent substrate 45 side. Each color light is incident.

これに伴って、反射型液晶表示装置10R,(10G),(10B)内で赤色光,(緑色光),(青色光)と対応させて各色光ごとに専用に構成される部位に対してのみ符番の後にR,(G),(B)の補助符号を付して、実施例1に対して異なる第3層間絶縁膜29R,(29G),(29B)と、画素電極30R,(30G),(30B)とを中心にして以下説明する。   Along with this, in the reflective liquid crystal display devices 10R, (10G), and (10B), corresponding to red light, (green light), and (blue light), a portion configured exclusively for each color light The auxiliary codes of R, (G), (B) are attached after the reference numerals, and the third interlayer insulating films 29R, (29G), (29B), which are different from the first embodiment, and the pixel electrodes 30R, ( 30G) and (30B) will be mainly described below.

まず、p型Si基板11の上方に積層した多層膜のうちで第1層間絶縁膜25から第1メタル膜26,第2層間絶縁膜27,第2メタル膜(金属遮光膜)28までは従来例(図11)と同じように各色光に関係なく成膜されており、且つ、第2メタル膜(金属遮光膜)28はアルミを用いて成膜されている。   First, in the multilayer film laminated above the p-type Si substrate 11, the first interlayer insulating film 25 to the first metal film 26, the second interlayer insulating film 27, and the second metal film (metal light-shielding film) 28 are conventional. As in the example (FIG. 11), the film is formed regardless of each color light, and the second metal film (metal light shielding film) 28 is formed using aluminum.

また、第2メタル膜(金属遮光膜)28上に成膜される第3層間絶縁膜29R,(29G),(29B)は、実施例1と異なって赤色光,(緑色光),(青色光)に対応して各色ごとに専用に形成されており、画素電極30R,(30G),(30B)を透過した入射光LIR,(LIG),(LIB)の各一部を光の干渉を利用して第2メタル膜(金属遮光膜)28で良好に反射させるために、第3層間絶縁膜29R,(29G),(29B)の各膜厚を、赤色の入射光LIRの中心波長,(緑色の入射光LIGの中心波長),(青色の入射光LIBの中心波長)に応じて先に実施例1で説明した(1)式に基づいて設定している。   Unlike the first embodiment, the third interlayer insulating films 29R, (29G), and (29B) formed on the second metal film (metal light shielding film) 28 are red light, (green light), and (blue light). Are formed exclusively for each color corresponding to the light), and each part of the incident light LIR, (LIG), (LIB) transmitted through the pixel electrodes 30R, (30G), (30B) is subjected to light interference. In order to use the second metal film (metal light-shielding film) 28 for good reflection, the film thicknesses of the third interlayer insulating films 29R, 29G, and 29B are set to the center wavelength of the red incident light LIR, This is set based on the equation (1) described in the first embodiment according to (center wavelength of green incident light LIG) and (center wavelength of blue incident light LIB).

ここで、第3層間絶縁膜29R,29G,29Bの各膜厚について説明すると、第3層間絶縁膜29R,29G,29Bの成膜材料として例えばSiOを用いた時に、SiOの屈折率nが1.46であり、また、波長が600nm〜700nm程度の赤色の入射光LIRの中心波長はλ=650nmであり、波長が500nm〜600nm程度の緑色の入射光LIGの中心波長はλ=550nmであり、波長が400nm〜500nm程度の青色の入射光LIBの中心波長はλ=450nmである。 Here, the respective film thicknesses of the third interlayer insulating films 29R, 29G, and 29B will be described. When SiO 2 is used as the film forming material of the third interlayer insulating films 29R, 29G, and 29B, for example, the refractive index n of SiO 2 Is 1.46, the center wavelength of the red incident light LIR having a wavelength of about 600 nm to 700 nm is λ = 650 nm, and the center wavelength of the green incident light LIG having a wavelength of about 500 nm to 600 nm is λ = 550 nm. The center wavelength of the blue incident light LIB having a wavelength of about 400 nm to 500 nm is λ = 450 nm.

従って、中心波長が650nmの赤色の入射光LIRに対応する第3層間絶縁膜29Rの膜厚は、前述した(1)式により、A=1の時に略223nmとなり、A=2の時に略445nmとなり、A=3の時に略668nmとなり、以下、Aの値を増加させることができるものの、第3層間絶縁膜29Rの膜厚を赤色の入射光LIRの波長以下に設定しておけば、隣り合う画素電極30R間に形成した電極間隙30aから入射して第3層間絶縁膜29Rに到達した入射光LIRは、画素電極30R及び金属遮光膜(第2メタル膜)28に吸収されたり反射されるために、下方のMOSFET14に入射光LIRが混入する光リーク現象を効率良く防止することができる。   Accordingly, the film thickness of the third interlayer insulating film 29R corresponding to the red incident light LIR having a center wavelength of 650 nm is approximately 223 nm when A = 1 and approximately 445 nm when A = 2, according to the above-described equation (1). When A = 3, the value is approximately 668 nm, and the value of A can be increased. However, if the thickness of the third interlayer insulating film 29R is set to be equal to or less than the wavelength of the red incident light LIR, Incident light LIR that has entered through the electrode gap 30a formed between the matching pixel electrodes 30R and reached the third interlayer insulating film 29R is absorbed or reflected by the pixel electrode 30R and the metal light-shielding film (second metal film) 28. Therefore, it is possible to efficiently prevent the light leakage phenomenon in which the incident light LIR is mixed into the lower MOSFET 14.

また、中心波長が550nmの緑色の入射光LIGに対応する第3層間絶縁膜29Gの膜厚は、前述した(1)式により、A=1の時に略188nmとなり、A=2の時に略377nmとなり、A=3の時に略564nmとなるが、上記したと同様に、第3層間絶縁膜29Gの膜厚を緑色の入射光LIGの波長以下に設定しておけば良い。   The film thickness of the third interlayer insulating film 29G corresponding to the green incident light LIG having a center wavelength of 550 nm is approximately 188 nm when A = 1 and approximately 377 nm when A = 2 according to the above-described equation (1). When A = 3, the thickness is approximately 564 nm. As described above, the thickness of the third interlayer insulating film 29G may be set to be equal to or less than the wavelength of the green incident light LIG.

また、中心波長が450nmの青色の入射光LIBに対応する第3層間絶縁膜29Bの膜厚は、前述した(1)式により、A=1の時に略154nmとなり、A=2の時に略308nmとなり、A=3の時に略462nmとなるが、上記したと同様に、第3層間絶縁膜29Bの膜厚を青色の入射光LIBの波長以下に設定しておけば良い。   The film thickness of the third interlayer insulating film 29B corresponding to the blue incident light LIB having a center wavelength of 450 nm is approximately 154 nm when A = 1 and approximately 308 nm when A = 2, according to the above-described equation (1). However, when A = 3, the thickness is approximately 462 nm. As described above, the thickness of the third interlayer insulating film 29B may be set to be equal to or less than the wavelength of the blue incident light LIB.

更に、第3層間絶縁膜29R,29G,29Bの各膜厚を400nm以下に設定した方が光リークを防止することができるが、金属遮光膜28と画素電極30R,30G,30Bとの間で形成される保持容量などの特性を総合的に勘案すると、第3層間絶縁膜29R,29G,29Bの各膜厚は、前述した(1)式中でA=1の時にそれぞれ得られた各値(略223nm,略188nm,略154nm)に設定することが望ましい。   Furthermore, light leakage can be prevented by setting each film thickness of the third interlayer insulating films 29R, 29G, and 29B to 400 nm or less, but between the metal light shielding film 28 and the pixel electrodes 30R, 30G, and 30B. Taking into account the characteristics such as the formed storage capacitance, the thicknesses of the third interlayer insulating films 29R, 29G, and 29B are the values obtained when A = 1 in the above-described equation (1). It is desirable to set (approximately 223 nm, approximately 188 nm, approximately 154 nm).

ここで、図9(a)に示した如く、金属遮光膜(第2メタル膜)28をアルミ(Al)を用いて膜厚700nmで成膜し、この金属遮光膜28上に第3層間絶縁膜29RをSiOを用いて膜厚を可変して成膜し、更に、第3層間絶縁膜29R上に画素電極30RをTiNを用いて膜厚10nmで成膜した時に、中心波長が650nmの各入射光に対するTiN/SiO/Alの反射率は図示の結果が得られた。 Here, as shown in FIG. 9A, a metal light shielding film (second metal film) 28 is formed with a film thickness of 700 nm using aluminum (Al), and a third interlayer insulating film is formed on the metal light shielding film 28. When the film 29R is formed by changing the film thickness using SiO 2 and the pixel electrode 30R is formed by using TiN with a film thickness of 10 nm on the third interlayer insulating film 29R, the center wavelength is 650 nm. The reflectivity of TiN / SiO 2 / Al for each incident light gave the results shown in the figure.

また、図9(b)は、アルミ(Al)を用いて膜厚が700nmである金属遮光膜28上に第3層間絶縁膜29GをSiOを用いて膜厚を可変して成膜した場合に、中心波長が550nmの各入射光に対するTiN/SiO/Alの反射率はシミュレーションして図示の結果が得られた。 FIG. 9B shows the case where the third interlayer insulating film 29G is formed on the metal light-shielding film 28 having a film thickness of 700 nm using aluminum (Al) with a variable film thickness using SiO 2. In addition, the reflectance of TiN / SiO 2 / Al for each incident light having a center wavelength of 550 nm was simulated to obtain the result shown in the figure.

また、図9(c)は、アルミ(Al)を用いて膜厚が700nmである金属遮光膜28上に第3層間絶縁膜29BをSiOを用いて膜厚を可変して成膜した場合に、中心波長が450nmの各入射光に対するTiN/SiO/Alの反射率はシミュレーションして図示の結果が得られた。 FIG. 9C shows a case where the third interlayer insulating film 29B is formed on the metal light-shielding film 28 having a film thickness of 700 nm using aluminum (Al) with a variable film thickness using SiO 2. In addition, the reflectance of TiN / SiO 2 / Al with respect to each incident light having a center wavelength of 450 nm was simulated, and the result shown in the figure was obtained.

この図9(a)〜(c)から明らかなように、中心波長が650nm,550nm,450の各入射光に対するTiN/SiO/Alの各反射率は、SiOを用いた第3層間絶縁膜29R,29G,29Bの各膜厚によって波打っており、光を強めあったり、又は、弱めあったりする膜厚があることがわかる。 As is apparent from FIGS. 9A to 9C, the TiN / SiO 2 / Al reflectivity with respect to each incident light having a center wavelength of 650 nm, 550 nm, and 450 is determined by the third interlayer insulation using SiO 2. It can be seen that the films 29R, 29G, and 29B are wavy depending on the film thickness, and that there is a film thickness that increases or weakens the light.

次に、第3層間絶縁膜29R,(29G),(29B)上で第3メタル膜として各色ごとに成膜される画素電極30R,(30G),(30B)は、実施例1と同様に、TiN又はTiなどの金属膜材を用いて10nm以下の膜厚で画素ごとに切り離されて複数形成されている。   Next, the pixel electrodes 30R, (30G), and (30B) formed for the respective colors as the third metal film on the third interlayer insulating films 29R, (29G), and (29B) are the same as in the first embodiment. , TiN, Ti, or other metal film material is used, and a plurality of the films are formed by being separated for each pixel with a film thickness of 10 nm or less.

上記した画素電極30R,(30G),(30B)は薄膜に成膜されているので、透明基板45側から各色ごとに入射させた入射光LIR,(LIG),(LIB)の一部を下方の第3層間絶縁膜29R,(29G),(29B)側に透過させるものの、残りの入射光LIR,(LIG),(LIB)を反射させている。そして、画素電極30R,(30G),(30B)を透過した一部の入射光LIR,(LIG),(LIB)は、第3層間絶縁膜29R,(29G),(29B)内に入射した後に、金属遮光膜28の上面で画素電極画素電極30R,(30G),(30B)側にそれぞれ反射され、ここで反射された読み出し光LR,(LG),(LB)を第3層間絶縁膜29R,(29G),(29B)と画素電極30R,(30G),(30B)とを通過させて、画素電極30R,(30G),(30B)で反射された読み出し光LR,(LG),(LB)と共に透明基板45側から出射させている。従って、透明基板45側から各色ごとに入射させた入射光LIR,(LIG),(LIB)は、画素電極30R,(30G),(30B)及び金属遮光膜28の2層の反射膜で反射されるようになる。   Since the pixel electrodes 30R, (30G), and (30B) described above are formed in a thin film, a part of incident light LIR, (LIG), and (LIB) incident for each color from the transparent substrate 45 side is downward. Although the light is transmitted to the third interlayer insulating films 29R, (29G), and (29B), the remaining incident light LIR, (LIG), and (LIB) are reflected. Then, a part of incident light LIR, (LIG), (LIB) transmitted through the pixel electrodes 30R, (30G), (30B) is incident on the third interlayer insulating films 29R, (29G), (29B). Later, the reading light LR, (LG), (LB) reflected on the pixel electrode pixel electrodes 30R, (30G), (30B) side on the upper surface of the metal light shielding film 28 is reflected on the third interlayer insulating film. Read light LR, (LG), 29R, (29G), (29B) and the pixel electrodes 30R, (30G), (30B) are reflected by the pixel electrodes 30R, (30G), (30B). The light is emitted from the transparent substrate 45 side together with (LB). Therefore, the incident light LIR, (LIG), (LIB) incident for each color from the transparent substrate 45 side is reflected by the two reflective films of the pixel electrodes 30R, (30G), (30B) and the metal light shielding film 28. Will come to be.

そして、上記したように、各色ごとに複数形成された画素電極30R,(30G),(30B)をTiN又はTiなどの金属膜材を用いて薄膜化し、且つ、これらの画素電極30R,(30G),(30B)の上面に接して配向膜41をそれぞれ成膜した時に、図10に拡大して示した如く、隣り合う画素電極30R,(30G),(30B)間に形成した電極間隙30aの高さは、画素電極30R,(30G),(30B)の膜厚によって10nm以下の段差相当となるので、この電極間隙30a内に侵入して成膜される配向膜41はこの画素電極30R,(30G),(30B)の段差(10nm以下)の影響を受けず、配向膜41を均一に成膜できる。これにより、画素電極30R,(30G),(30B)の端部において液晶42の配向が乱れることがなくなり、各入射光LIR,(LIG),(LIB)及び各読み出し光LR,(LG),(LB)に対して透過(オン)させたり、遮断(オフ)させる機能がうまく働くので、読み出し光LR,(LG),(LB)へのコントラストが向上する。   Then, as described above, the pixel electrodes 30R, (30G), (30B) formed in plural for each color are thinned using a metal film material such as TiN or Ti, and the pixel electrodes 30R, (30G) are formed. ), (30B), when the alignment film 41 is formed in contact with each other, as shown in an enlarged view in FIG. 10, the electrode gap 30a formed between the adjacent pixel electrodes 30R, (30G), (30B). Is equivalent to a step of 10 nm or less depending on the film thickness of the pixel electrodes 30R, (30G), and (30B). Therefore, the alignment film 41 that is formed to penetrate into the electrode gap 30a is formed in the pixel electrode 30R. , (30G), (30B), and the alignment film 41 can be formed uniformly without being affected by the step (10 nm or less). Thereby, the orientation of the liquid crystal 42 is not disturbed at the ends of the pixel electrodes 30R, (30G), (30B), and the incident lights LIR, (LIG), (LIB) and the readout lights LR, (LG), Since the function of transmitting (ON) or blocking (OFF) with respect to (LB) works well, the contrast to the readout lights LR, (LG), (LB) is improved.

また、画素電極30R,(30G),(30B)をTiN又はTiなどの金属膜材を用いて薄膜に形成した際に、透明基板45から各色ごとに入射させた入射光LIR,(LIG),(LIB)のうちの一部が画素電極30R,(30G),(30B)を透過しても、入射光LIR,(LIG),(LIB)は画素電極30R,(30G),(30B)及び金属遮光膜28で反射されるので、反射率を十分確保できる。   Further, when the pixel electrodes 30R, (30G), (30B) are formed into a thin film using a metal film material such as TiN or Ti, incident light LIR, (LIG), Even if a part of (LIB) transmits through the pixel electrodes 30R, (30G), and (30B), the incident light LIR, (LIG), and (LIB) does not pass through the pixel electrodes 30R, (30G), (30B), and Since the light is reflected by the metal light-shielding film 28, a sufficient reflectance can be secured.

また、金属遮光膜28と画素電極30R,(30G),(30B)との間に形成した第3層間絶縁膜29R,(29G),(29B)の膜厚を、各入射光LIR,(LIG),(LIB)の中心波長に応じてそれぞれ設定したため、入射光LIR,(LIG),(LIB)に対して金属遮光膜28への反射率が増加するので輝度を向上させることができる。   Further, the thicknesses of the third interlayer insulating films 29R, (29G), and (29B) formed between the metal light shielding film 28 and the pixel electrodes 30R, (30G), and (30B) are set to the incident light LIR, (LIG ) And (LIB) are set according to the center wavelengths, respectively, and the reflectance to the metal light-shielding film 28 increases with respect to the incident light LIR, (LIG) and (LIB), so that the luminance can be improved.

本発明に係る実施例1の反射型液晶表示装置において、一つの画素を模式的に拡大して示した断面図である。In the reflective liquid crystal display device of Example 1 according to the present invention, it is a cross-sectional view schematically showing one pixel enlarged. 本発明に係る実施例1の反射型液晶表示装置において、TiNを用いて成膜した画素電極の膜厚を可変した時に、中心波長が550nmの入射光に対するTiN/SiO/Alの反射率を示した図である。In the reflective liquid crystal display device of Example 1 according to the present invention, when the film thickness of the pixel electrode formed using TiN is varied, the reflectance of TiN / SiO 2 / Al with respect to incident light having a center wavelength of 550 nm is obtained. FIG. 本発明に係る実施例1の反射型液晶表示装置において、Tiを用いて成膜した画素電極の膜厚を可変した時に、中心波長が550nmの入射光に対するTi/SiO/Alの反射率を示した図である。In the reflective liquid crystal display device of Example 1 according to the present invention, when the film thickness of the pixel electrode formed using Ti is varied, the reflectance of Ti / SiO 2 / Al with respect to incident light having a center wavelength of 550 nm is obtained. FIG. 本発明に係る実施例1の反射型液晶表示装置において、SiOを用いて成膜した第3層間絶縁膜の膜厚を可変した時に、中心波長が550nmの入射光に対するTiN/SiO/Alの反射率を示した図である。In the reflective liquid crystal display device of Example 1 according to the present invention, when the film thickness of the third interlayer insulating film formed using SiO 2 is varied, TiN / SiO 2 / Al for incident light having a center wavelength of 550 nm. It is the figure which showed the reflectance. 本発明に係る実施例1の反射型液晶表示装置において、隣り合う画素電極間に形成した電極間隙内での配向膜の成膜分布状態を模式的に拡大して示した図である。In the reflective liquid crystal display device of Example 1 according to the present invention, it is a diagram schematically showing a film-forming distribution state of an alignment film in an electrode gap formed between adjacent pixel electrodes. (a)は本発明に係る実施例1の反射型液晶表示装置におけるアクティブマトリックス回路を説明するためのブロック図であり、(b)は(a)中のX部を拡大して示した模式図である。(A) is a block diagram for demonstrating the active matrix circuit in the reflection type liquid crystal display device of Example 1 which concerns on this invention, (b) is the schematic diagram which expanded and showed X part in (a) It is. 本発明に係る実施例2の反射型液晶表示装置が適用される3板方式の反射型液晶プロジェクタの光学系を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical system of the reflection type liquid crystal projector of the 3 plate system to which the reflection type liquid crystal display device of Example 2 which concerns on this invention is applied. 本発明係る実施例2の反射型液晶表示装置において、一つの画素を模式的に拡大して示した断面図である。In the reflective liquid crystal display device of Example 2 which concerns on this invention, it is sectional drawing which expanded and showed one pixel typically. 本発明係る実施例2の反射型液晶表示装置において、SiOを用いて成膜した第3層間絶縁膜の膜厚を可変した時に、(a)は中心波長が650nmの入射光に対するTiN/SiO/Alの反射率を示し、(b)は中心波長が550nmの入射光に対するTiN/SiO/Alの反射率を示し、(c)は中心波長が450nmの入射光に対するTiN/SiO/Alの反射率を示した図である。In the reflective liquid crystal display device according to Example 2 of the present invention, when the thickness of the third interlayer insulating film formed using SiO 2 is varied, (a) shows TiN / SiO for incident light having a center wavelength of 650 nm. shows the reflectance of 2 / Al, (b) shows the reflectivity of TiN / SiO 2 / Al center wavelength to incident light of 550nm, (c) TiN central wavelength is to incident light of 450 nm / SiO 2 / It is the figure which showed the reflectance of Al. 本発明に係る実施例2の反射型液晶表示装置において、隣り合う画素電極間に形成した電極間隙内での配向膜の成膜分布状態を模式的に拡大して示した図である。In the reflective liquid crystal display device of Example 2 according to the present invention, it is a diagram schematically showing an enlarged distribution state of an alignment film in an electrode gap formed between adjacent pixel electrodes. 従来例の反射型液晶表示装置において、一つの画素を模式的に拡大して示した断面図である。In the reflective liquid crystal display device of the conventional example, it is sectional drawing which expanded and showed one pixel typically. 従来例の反射型液晶表示装置において、隣り合う反射画素電極間に形成した電極間隙内での配向膜の成膜分布状態を模式的に拡大して示した図である。In the reflective liquid crystal display device of the conventional example, it is the figure which expanded typically and showed the film-forming distribution state of the alignment film in the electrode gap | interval formed between adjacent reflective pixel electrodes.

符号の説明Explanation of symbols

10W…実施例1の反射型液晶表示装置、
10R,10G,10B…実施例2の反射型液晶表示装置、
11…半導体基板(p型Si基板)、12…pウエル領域、
13A〜13C…フィルード酸化膜、
14…スイッチング素子(MOSFET)、15…ゲート酸化膜、
16…ゲート電極、17…ドレイン領域、18……ドレイン電極、
19…ソース領域、20…ソース電極、
21…拡散容量電極、22…絶縁膜、23…容量電極、
24…容量電極用コンタクト、
25〜30…多層膜、
25…第1層間絶縁膜、26…第1メタル膜、27…第2層間絶縁膜、
28…金属遮光膜(第2メタル膜)、28a…開口部、
29W…実施例1の第3層間絶縁膜、
29R,29G,29B…実施例2の第3層間絶縁膜、
30W…実施例1の画素電極(第3メタル膜)、30a…電極間隙、
30R,30G,30B…実施例2の画素電極(第3メタル膜)、
31,32…反射防止膜、
41…配向膜、42…液晶、43…配向膜、
44…透明な対向電極、45…透明基板(ガラス基板)、
70…アクティブマトリックス回路、
71…水平シフトレジスタ回路、72…ビデオスイッチ、73…信号線、
74…ビデオ線、75…垂直シフトレジスタ回路、76…ゲート線、
C1〜C3…保持容量部、
D…ドレイン、G…ゲート、S…ソース、
Via1〜Via3…第1〜第3ビアホール、
LIW…実施例1における入射光、LW…実施例1における読み出し光、
LIR,LIG,LIB…実施例2における入射光、
LR,LG,LB…実施例2における読み出し光。
10 W: reflective liquid crystal display device of Example 1,
10R, 10G, 10B ... reflection type liquid crystal display device of Example 2,
11 ... Semiconductor substrate (p-type Si substrate), 12 ... p - well region,
13A to 13C: Field oxide film,
14 ... switching element (MOSFET), 15 ... gate oxide film,
16 ... gate electrode, 17 ... drain region, 18 ... drain electrode,
19 ... source region, 20 ... source electrode,
21 ... diffusion capacitance electrode, 22 ... insulating film, 23 ... capacitance electrode,
24: Contact for capacitive electrode,
25-30 ... multilayer film,
25 ... 1st interlayer insulation film, 26 ... 1st metal film, 27 ... 2nd interlayer insulation film,
28 ... Metal light shielding film (second metal film), 28a ... Opening,
29W ... Third interlayer insulating film of Example 1,
29R, 29G, 29B ... third interlayer insulating film of Example 2,
30 W: pixel electrode (third metal film) of Example 1, 30 a: electrode gap,
30R, 30G, 30B ... pixel electrode (third metal film) of Example 2,
31, 32 ... antireflection film,
41 ... Alignment film, 42 ... Liquid crystal, 43 ... Alignment film,
44 ... Transparent counter electrode, 45 ... Transparent substrate (glass substrate),
70: Active matrix circuit,
71 ... Horizontal shift register circuit, 72 ... Video switch, 73 ... Signal line,
74 ... Video line, 75 ... Vertical shift register circuit, 76 ... Gate line,
C1 to C3 ... holding capacity part,
D ... Drain, G ... Gate, S ... Source,
Via1 to Via3 ... first to third via holes,
LIW: incident light in the first embodiment, LW: readout light in the first embodiment,
LIR, LIG, LIB ... incident light in Example 2,
LR, LG, LB: reading light in the second embodiment.

Claims (3)

半導体基板上に画素ごとに形成された複数のスイッチング素子と、
前記複数のスイッチング素子の上方に積層された多層膜のうちで最上層に、各スイッチング素子と接続されながら矩形状の周囲を電極間隙により画素ごとに切り離され、且つ、入射光の一部を透過させると共に残りの入射光を反射させるために金属膜材を用いて薄膜に形成された複数の画素電極と、
前記多層膜中で前記複数の画素電極の下方に層間絶縁膜を介して形成され、且つ、前記複数の画素電極を透過した前記一部の入射光を下層側に対して遮光しながら前記複数の画素電極側に反射させる金属遮光膜と、
透明基板に形成された透明な対向電極と、
前記複数の画素電極と前記透明な対向電極とを対向させ、両電極間で互いに対向する配向膜を挟んで封入された液晶とからなり、
前記透明基板側から入射させた前記入射光を、前記各スイッチング素子からの信号に応じて前記液晶で光変調した後、前記複数の画素電極及び前記金属遮光膜で反射させて、前記透明基板側から読み出し光を出射させるように構成したことを特徴とする反射型液晶表示装置。
A plurality of switching elements formed for each pixel on a semiconductor substrate;
Among the multilayer films stacked above the plurality of switching elements, the uppermost layer is connected to each switching element, and the periphery of the rectangle is separated for each pixel by an electrode gap, and a part of incident light is transmitted. And a plurality of pixel electrodes formed in a thin film using a metal film material to reflect the remaining incident light,
In the multilayer film, the plurality of pixel electrodes are formed below the plurality of pixel electrodes with an interlayer insulating film interposed therebetween, and the plurality of incident lights transmitted through the plurality of pixel electrodes are shielded against a lower layer side. A metal light-shielding film that reflects to the pixel electrode side;
A transparent counter electrode formed on a transparent substrate;
The plurality of pixel electrodes and the transparent counter electrode are opposed to each other, and the liquid crystal is sealed with an alignment film facing each other between the electrodes.
The incident light incident from the transparent substrate side is optically modulated by the liquid crystal in accordance with a signal from each switching element, and then reflected by the plurality of pixel electrodes and the metal light-shielding film. A reflection type liquid crystal display device configured to emit readout light from a liquid crystal display.
請求項1記載の反射型液晶表示装置において、
前記複数の画素電極は、前記金属膜材としてTiN又はTiを用いて10nm以下の膜厚で成膜したことを特徴とする反射型液晶表示装置。
The reflective liquid crystal display device according to claim 1,
The reflection type liquid crystal display device, wherein the plurality of pixel electrodes are formed with a film thickness of 10 nm or less using TiN or Ti as the metal film material.
請求項1又は請求項2記載の反射型液晶表示装置において、
前記複数の画素電極と前記金属遮光膜との間に形成した前記層間絶縁膜の膜厚を、前記入射光の中心波長に応じて設定したことを特徴とする反射型液晶表示装置。
The reflective liquid crystal display device according to claim 1 or 2,
A reflective liquid crystal display device, wherein a film thickness of the interlayer insulating film formed between the plurality of pixel electrodes and the metal light shielding film is set according to a center wavelength of the incident light.
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