JP2007171867A - Reflection type liquid crystal display substrate and device, electronic equipment, and projection display device - Google Patents
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Description
本発明は、反射型液晶表示基板、反射型液晶表示装置、電子機器及び投射型表示装置に関する。 The present invention relates to a reflective liquid crystal display substrate, a reflective liquid crystal display device, an electronic apparatus, and a projection display device.
近年、反射型液晶表示装置として、液晶層を挟持する2枚の基板の一方に単結晶シリコン基板を用いたLCOS(Liquid Crystal on Silicon)が提案されている。すなわち、トランジスタを形成した単結晶シリコン基板(素子基板)と、ガラス基板(対向基板)との間に液晶が封入された液晶表示装置である。 In recent years, liquid crystal on silicon (LCOS) using a single crystal silicon substrate as one of two substrates sandwiching a liquid crystal layer has been proposed as a reflective liquid crystal display device. That is, a liquid crystal display device in which liquid crystal is sealed between a single crystal silicon substrate (element substrate) on which a transistor is formed and a glass substrate (counter substrate).
詳述すると、この種の第1反射型液晶表示装置100では、図9に示すように、素子基板101上に、スイッチング素子であるMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Feield Effect Transistor)102及び第1層間絶縁層103を形成した素子形成層104を設けた。素子形成層104上に第1導電層105を形成し、その第1導電層105上には、第2層間絶縁層106が形成されている。第2層間絶縁層106上には第2導電層107が形成され、その第2導電層107上には第3層間絶縁層108が形成されている。また、第3層間絶縁層108上には、画素電極110がマトリックス状に複数配置されている。
More specifically, in the first reflective liquid
また、この画素電極110に対向して全画素共通となる透明な共通電極(対向電極111)が対向基板112上に成膜されている。その対向電極111(対向基板112)と画素電極110(素子基板101)との間に液晶113が封入されている。そして、各画素においてその画素の映像信号に相対する電圧値を画素電極110と対向電極111との間にそれぞれ印加して、各画素毎に液晶113の配向を制御することで、対向基板112側から画素電極110に入射した入射光Lを変調している。
In addition, a transparent common electrode (counter electrode 111) facing the
しかしながら、対向基板112側から入射される入射光Lの一部は、隣り合う画素電極110間に形成される間隙部115から画素電極110と第2導電層107との間に形成された第3層間絶縁層108に侵入する。この侵入した入射光Lは、第3層間絶縁層108内で画素電極110の下面と第2導電層107の上面との間で反射を繰り返し、第2導電層107と第1導電層105との間に形成された第2層間絶縁層106に侵入する。さらに、入射光Lは、第2層間絶縁層106内で第2導電層107の下面と第1導電層105との間で反射を繰り返して素子形成層104に形成したMOSFET102にリーク光となって到達する。MOSFET102へのリーク光の照射は、MOSFET102から光リーク電流を発生させる原因となる。この光リーク電流によって、画素電極110の電位の変動が起こり、フリッカーや焼き付きを起こす要因にもなっていた。
However, a part of the incident light L incident from the
そこで、図10に示すように、第2層間絶縁層106上に、入射光LのMOSFET102への侵入を阻止する第3導電層121を形成し、その第3導電層121上に新たな第4層間絶縁層122を形成する。そして、第4層間絶縁層122上に、さらに前記第2導電層107、第3層間絶縁層108及び画素電極110を形成する。これによって、入射光LのMOSFET102への侵入を低減させる方法が知られている(特許文献1参照)。つまり、この第2反射型液晶表示装置120は、隣り合う画素電極110間に形成される間隙部115の下方に第2導電層107を形成した。また、隣り合う第2導電層107間に形成される間隙部123の下方に第3導電層121を形成した。
ところが、特許文献1に記載の反射型液晶表示装置では、第3導電層121の形成によってMOSFET102への入射光の到達量を低減できるため、光リーク電流の発生を抑制することができるが、前者の従来例に比べると、製造工程数が大幅に増加してしまう。詳しくは、第3導電層121及び第4層間絶縁層122を形成する工程と、第2導電層107と第3導電層121とを接続するためのコンタクトホール124を形成する工程と、そのコンタクトホール124内にアルミニウムからなる接続線125を形成する工程とが増加する。このうち、特にコンタクトホール124を形成する工程が増加することによって、第2反射型液晶表示装置120の製造時間が長くなるとともに、歩留まり低下の原因にもなる。
However, in the reflective liquid crystal display device described in
本発明は、前述した上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、光リーク電流の発生を簡便に抑制することのできる反射型液晶表示基板及び反射型液晶表示装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a reflective liquid crystal display substrate and a reflective liquid crystal display device that can easily suppress the occurrence of light leakage current. It is to provide.
また、別の目的として、反射型液晶表示装置の光リーク電流を抑制して表示画像の品質を向上させることができる電子機器及び投射型表示装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an electronic device and a projection display device that can improve the quality of a display image by suppressing the light leakage current of the reflective liquid crystal display device.
本発明の反射型液晶表示基板は、基板上に光反射性を有する複数の画素電極がマトリックス状に形成され、前記各画素電極には、スイッチング素子が電気的に接続されて、前記スイッチング素子から電圧が印加されるように構成した反射型液晶表示基板において、隣り合う前記画素電極間に形成される間隙部から入射される光を遮光するために前記画素電極よりも前記基板側に形成された遮光膜に、前記光を乱反射させるための凹凸状の乱反射部を形成した。 In the reflective liquid crystal display substrate of the present invention, a plurality of pixel electrodes having light reflectivity are formed in a matrix on the substrate, and a switching element is electrically connected to each of the pixel electrodes. In a reflective liquid crystal display substrate configured to be applied with a voltage, the reflective liquid crystal display substrate is formed closer to the substrate than the pixel electrode in order to shield light incident from a gap formed between the adjacent pixel electrodes. An uneven irregular reflection part for irregularly reflecting the light was formed on the light shielding film.
本発明の反射型液晶表示基板によれば、画素電極よりも基板側に設けられた遮光膜に凹凸状の乱反射部を設けた。この乱反射部によって、間隙部から基板内に侵入する光を乱反射させ散乱させて、その光を減衰させることができる。従って、スイッチング素子に侵入するリーク光を低減することができる。そのため、遮光膜に凹凸状の乱反射部を形成するという簡便な方法によって、光リーク電流の発生を抑制することができる。 According to the reflective liquid crystal display substrate of the present invention, the irregular reflection portion having the uneven shape is provided on the light shielding film provided on the substrate side with respect to the pixel electrode. By this irregular reflection portion, the light entering the substrate from the gap portion can be irregularly reflected and scattered to attenuate the light. Therefore, it is possible to reduce leak light that enters the switching element. Therefore, the occurrence of light leakage current can be suppressed by a simple method of forming irregular irregular reflection portions on the light shielding film.
この反射型液晶表示基板において、基板上に画素電極がマトリックス状に形成され、前記各画素電極に対応してスイッチング素子が形成され、前記スイッチング素子は導電層及び絶縁層のコンタクトホール内に形成した接続線を介して前記画素電極と電気的に接続されて、前記画素電極には前記スイッチング素子を介して電圧が印加されるように構成した反射型液晶表示基板において、隣り合う前記画素電極間に形成される間隙部を遮光するために前記画素電極よりも基板側に遮光膜を形成し、その隣り合う遮光膜間に形成される間隙部から入射される光を遮光するために前記遮光膜よりも前記基板側に形成された導電層に、前記光を乱反射させるための凹凸状の乱反射部を形成した。 In this reflective liquid crystal display substrate, pixel electrodes are formed in a matrix on the substrate, switching elements are formed corresponding to the pixel electrodes, and the switching elements are formed in contact holes of a conductive layer and an insulating layer. In a reflective liquid crystal display substrate configured to be electrically connected to the pixel electrode via a connection line and to be applied with a voltage to the pixel electrode via the switching element, between the adjacent pixel electrodes. A light shielding film is formed on the substrate side of the pixel electrode in order to shield the gap formed, and the light shielding film is used to shield light incident from the gap formed between the adjacent light shielding films. In the conductive layer formed on the substrate side, an irregular irregular reflection part for irregularly reflecting the light was formed.
この反射型液晶表示基板によれば、遮光膜よりも基板側に設けられた導電層に凹凸状の乱反射部を設けた。この乱反射部によって、各画素電極間に形成される間隙部から侵入して、各遮光膜間に形成される間隙部を介して導電層に入射する光を、乱反射させ散乱させて、その光を減衰させることができる。従って、スイッチング素子に侵入するリーク光を低減することができる。そのため、導電層に凹凸状の乱反射部を形成するという簡便な方法によって、光リーク電流の発生を抑制することができる。 According to this reflection type liquid crystal display substrate, the irregular reflection part of the uneven shape is provided in the conductive layer provided on the substrate side of the light shielding film. By this irregular reflection portion, light that enters from the gap portion formed between the pixel electrodes and enters the conductive layer through the gap portion formed between the light shielding films is diffusely reflected and scattered, and the light is scattered. Can be attenuated. Therefore, it is possible to reduce leak light that enters the switching element. Therefore, generation of light leakage current can be suppressed by a simple method of forming irregular irregular reflection portions on the conductive layer.
この反射型液晶表示基板において、前記乱反射部は、多数のくぼみを凹設して形成して
もよい。
この反射型液晶表示基板によれば、多数のくぼみによって、そのくぼみ内で光を乱反射させ散乱させて、その光を減衰させることができるため、スイッチング素子に侵入するリーク光を低減することができ、光リーク電流の発生をより好適に抑制することができる。
In this reflection type liquid crystal display substrate, the irregular reflection portion may be formed by recessing a number of depressions.
According to this reflective liquid crystal display substrate, a large number of depressions can diffuse and scatter light within the depressions to attenuate the light, thereby reducing leakage light entering the switching element. Thus, generation of light leakage current can be suppressed more suitably.
この反射型液晶表示基板において、前記乱反射部は、第1方向に延設される複数の第1溝部と、第2方向に延設される複数の第2溝部とを凹設して形成してもよい。
この反射型液晶表示基板によれば、第1方向に延設される複数の第1溝部及び第2方向に延設される複数の第2溝部によって効率的に光を乱反射させて減衰させることができる。そのため、スイッチング素子に侵入するリーク光を低減することができ、光リーク電流の発生をより好適に抑制することができる。
In the reflective liquid crystal display substrate, the irregular reflection portion is formed by recessing a plurality of first groove portions extending in the first direction and a plurality of second groove portions extending in the second direction. Also good.
According to this reflective liquid crystal display substrate, light can be efficiently diffused and attenuated by the plurality of first groove portions extending in the first direction and the plurality of second groove portions extending in the second direction. it can. Therefore, leak light that enters the switching element can be reduced, and generation of light leak current can be more suitably suppressed.
この反射型液晶表示基板において、前記乱反射部は、第1方向に延設される格子状の第1凹部と、第2方向に延設される格子状の第2凹部とを凹設して形成してもよい。
この反射型液晶表示基板によれば、第1方向に延設される格子状の第1凹部及び第2方向に延設される格子状の第2凹部によって効率的に光を乱反射させて減衰させることができる。そのため、スイッチング素子に侵入するリーク光を低減することができ、光リーク電流の発生をより好適に抑制することができる。
In the reflective liquid crystal display substrate, the irregular reflection portion is formed by forming a grid-like first recess extending in the first direction and a grid-like second recess extending in the second direction. May be.
According to this reflection type liquid crystal display substrate, light is efficiently diffused and attenuated efficiently by the lattice-shaped first concave portion extending in the first direction and the lattice-shaped second concave portion extending in the second direction. be able to. Therefore, leak light that enters the switching element can be reduced, and generation of light leak current can be more suitably suppressed.
この反射型液晶表示基板において、前記乱反射部は、前記間隙部と対向する位置に形成されるようにしてもよい。
この反射型液晶表示基板によれば、乱反射部を間隙部と対向する位置に形成することによって、その間隙部から侵入する光が乱反射部に入射する確率が高くなるため、光を効率的に乱反射させ散乱させて、その光を減衰させることができる。そのため、スイッチング素子に侵入するリーク光を低減することができ、光リーク電流の発生をより好適に抑制することができる。
In the reflective liquid crystal display substrate, the irregular reflection portion may be formed at a position facing the gap portion.
According to this reflective liquid crystal display substrate, by forming the irregular reflection portion at a position facing the gap portion, the probability that light entering from the gap portion will enter the irregular reflection portion is increased, so that the light is efficiently diffusely reflected. The light can be scattered and attenuated. Therefore, leak light that enters the switching element can be reduced, and generation of light leak current can be more suitably suppressed.
本発明の反射型液晶表示装置は、前記の反射型液晶表示基板と、前記画素電極に対向する共通電極が形成された対向基板との間に液晶を封入して、前記反射型液晶表示基板と前記対向基板とが貼り合わされた。 The reflective liquid crystal display device of the present invention includes a liquid crystal sealed between the reflective liquid crystal display substrate and a counter substrate on which a common electrode facing the pixel electrode is formed. The counter substrate was bonded.
本発明の反射型液晶表示装置によれば、対向基板側から入射される光の反射型液晶表示基板内に侵入する光を乱反射部によって減衰させることができるため、光リーク電流の発生を好適に抑制することができる。 According to the reflective liquid crystal display device of the present invention, light entering the reflective liquid crystal display substrate of light incident from the counter substrate side can be attenuated by the irregular reflection portion, so that light leakage current is preferably generated. Can be suppressed.
本発明の電子機器は、前記の反射型液晶表示装置を備えた。
本発明の電子機器によれば、光リーク電流の発生を抑制した反射型液晶表示装置を使用しているため、反射型液晶表示装置の画素電極の電位変動を抑制することができ、フリッカーや焼き付きを抑制することができる。そのため、表示画像の品質を向上させることができる。
An electronic apparatus according to the present invention includes the reflective liquid crystal display device.
According to the electronic apparatus of the present invention, since the reflective liquid crystal display device that suppresses the occurrence of light leakage current is used, the potential fluctuation of the pixel electrode of the reflective liquid crystal display device can be suppressed, and flicker and burn-in can be achieved. Can be suppressed. Therefore, the quality of the display image can be improved.
本発明の投射型表示装置は、光源と、前記光源からの光を変調して反射する上記の反射型液晶表示装置と、当該反射型液晶表示装置により変調された光を集光し拡大投射する投射光学手段とを備えた。 The projection display device of the present invention condenses and projects a light source, the reflective liquid crystal display device that modulates and reflects the light from the light source, and the light modulated by the reflective liquid crystal display device. And projection optical means.
本発明の投射型表示装置によれば、光リーク電流の発生を抑制した反射型液晶表示装置を使用しているため、反射型液晶表示装置の画素電極の電位変動を抑制することができ、フリッカーや焼き付きを抑制することができる。そのため、表示画像の品質を向上させることができる。 According to the projection type display device of the present invention, since the reflection type liquid crystal display device in which the occurrence of light leakage current is suppressed is used, the potential fluctuation of the pixel electrode of the reflection type liquid crystal display device can be suppressed, and flicker And burn-in can be suppressed. Therefore, the quality of the display image can be improved.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図1〜図6に従って説明する。図1は、反射型液晶表示装置を説明するための概略斜視図、図2は、反射型液晶表示装置を説明するための図1におけるA−A断面の拡大断面図である。 Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining a reflective liquid crystal display device, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the AA cross section in FIG. 1 for explaining the reflective liquid crystal display device.
図1に示すように、反射型液晶表示装置1は、四角形状の素子基板2と、その素子基板2と対向する四角形状の対向基板3とが、対向基板3の内周縁に沿って枠状に形成されたシール部材5によって一定の間隔を保って貼り合わせられている。なお、シール部材5の一部(図示上側)には、封入口5aが形成されている。また、反射型液晶表示装置1は、入射光Lが対向基板3側から素子基板2に入射されるように配置される。
As shown in FIG. 1, the reflective liquid
素子基板2は、単結晶シリコン等のp型半導体からなる半導体基板であるとともに、対向基板3は、無アルカリガラスからなる透明基板である。また、素子基板2は、対向基板3よりも大きく形成されており、対向基板3よりも張り出し形成されている。
The
また、素子基板2の上面2a(対向基板3と対向する面)中央部には、シール部材5によって囲まれる画素領域Rが形成されている。その画素領域Rには、Y方向に延出形成される複数のデータ線12がX方向に並設されるとともに、X方向に延出形成される複数の走査線14がY方向に並設されている。このデータ線12と走査線14との各交差領域には、画素Bが形成されるとともに、その各画素Bには、図3に示すMOSFET20と、MOSFET20と電気的に接続される画素電極P等を備えた画素回路が設けられている。
In addition, a pixel region R surrounded by the
図2に示すように、素子基板2内には、高不純物濃度のp型不純物層からなるウエル領域22が左右の分離酸化膜24a,24bによって画素B毎に電気的に分離されて設けられている。この一つのウエル領域22に一つのMOSFET20が形成されており、そのMOSFET20は、ゲートG、ドレインD及びソースSを有している。
As shown in FIG. 2, a
詳しくは、ウエル領域22上の略中央には、ゲート酸化膜26が形成され、そのゲート酸化膜26上にポリシリコン等の多結晶シリコンからなるゲート電極28が成膜されている。このゲート酸化膜26とゲート電極28とから、MOSFET20のゲートGが形成されている。また、MOSFET20のゲートGの左側には、高不純物濃度のn型不純物層からなるドレイン領域30が形成され、そのドレイン領域30上にアルミニウム等の金属配線よりなるドレイン電極32が成膜されている。このドレイン領域30とドレイン電極32とから、MOSFET20のドレインDが形成されている。また、MOSFET20のゲートGの右側には、高不純物濃度のn型不純物層からなるソース領域34が形成され、そのソース領域34上にアルミニウム等の金属配線よりなるソース電極36が成膜されている。このソース領域34とソース電極36とから、MOSFET20のソースSが形成されている。なお、ドレイン電極32及びソース電極36は、ゲート酸化膜26、ドレイン領域30及びソース領域34の上に積層された第1層間絶縁層38に形成された第1コンタクトホールH1内及び第2コンタクトホールH2内にそれぞれ成膜されている。また、第1層間絶縁層38は、二酸化珪素等の絶縁膜から構成されている。
Specifically, a
また、ウエル領域22よりも右方には、イオン注入した拡散容量電極40が左右の分離酸化膜24b、24cによって画素B毎に電気的に分離されて設けられている。すなわち、分離酸化膜24aから分離酸化膜24cまでが一つの画素Bに対応している。また、拡散容量電極40の上方には、絶縁膜42が成膜されて、さらにその絶縁膜42の上方には容量電極44が成膜されている。容量電極44は、容量電極44上に成膜されたアルミニウム等の金属配線よりなる容量電極用接続線46と電気的に接続されている。なお、容量電極用接続線46は、容量電極44の上方に成膜された前記第1層間絶縁層38に形成さ
れた第3コンタクトホールH3内に成膜されている。この拡散容量電極40、絶縁膜42、容量電極44及び容量電極用接続線46によって、一つのMOSFET20に対応した保持容量部Cが形成されている。
Further, on the right side of the
また、第1層間絶縁層38の上には、アルミニウム等の金属配線よりなる第1導電層を構成するデータ線12及び第1中継端子48が、一つの画素B毎に所定のパターン形状に成膜されている。詳述すると、図3に示す各画素Bの画素回路のように、前記ドレイン電極32は、データ線12に電気的に接続されるとともに、ソース電極36及び容量電極用接続線46は、第1中継端子48に電気的に接続されている。なお、ゲート電極28は、走査線14に電気的に接続されている。また、図2に示すように、データ線12と第1中継端子48との間には、間隙部50a,50bが形成されており、間隙部50a,50bによってデータ線12と第1中継端子48とが電気的に分離される。
On the first
また、第1導電層(データ線12及び第1中継端子48)の上には、二酸化珪素等の絶縁膜からなる第2層間絶縁層52が成膜されている。第2層間絶縁層52であって第1中継端子48と対向する位置には、第4コンタクトホールH4が形成され、その第4コンタクトホールH4内には、アルミニウム等の金属配線よりなる第1接続プラグ54が第1中継端子48と電気的に接続されるように成膜されている。
A second
第2層間絶縁層52の上には、アルミニウム等の金属配線よりなる第2導電層を構成する第2中継端子56及び遮光膜60が、一つの画素B毎に所定のパターン形状に成膜されている。詳述すると、第1接続プラグ54の上には、第1接続プラグ54と電気的に接続される第2中継端子56が成膜され、その第2中継端子56の左右には、間隙部58a,58bを介して左右に遮光膜60がそれぞれ延設されている。また、遮光膜60の上面60aには、乱反射部としての複数の溝部61が形成されている。なお、遮光膜60は、間隙部58a,58bの周囲以外の複数の画素B全体にわたって連続的に形成されている。
On the second
また、第2中継端子56及び遮光膜60の上には、二酸化珪素等の絶縁膜からなる第3層間絶縁層62が成膜されている。第3層間絶縁層62であって第2中継端子56と対向する位置には、第5コンタクトホールH5が形成され、その第5コンタクトホールH5内には、アルミニウム等の金属配線よりなる第2接続プラグ64が第2中継端子56と電気的に接続されるように成膜されている。
A third
また、第3層間絶縁層62の上には、アルミニウム等の金属配線からなる前記画素電極Pが、一つの画素B毎に所定のパターン形状に成膜されている。詳述すると、図4に示すように、画素電極Pは略正方形状であって、多数の画素電極Pが互いに所定の間隔を置いてマトリックス状に配列されており、この略正方形状の画素電極P一つが一つの画素Bに対応している。また、隣り合う画素電極Pによって間隙部70が形成され、画素電極Pの下方に形成される前記遮光膜60の上面60aであってその間隙部70と対向する位置に、複数の前記溝部61(第1溝部61a及び第2溝部61b)が形成されている。
On the third
詳しくは、複数の溝部61は、第1方向としてのX方向に延設されてY方向に並設される複数の第1溝部61aと、第2方向としてのY方向に延設されてX方向に並設される複数の第2溝部61bとから構成されている。この第1溝部61a及び第2溝部61bによって、遮光膜60の上面60aであって間隙部70と対向する位置には、凹凸が形成されている。そのため、対向基板3側から入射されて素子基板2内に侵入する入射光Lを、第1溝部61a及び第2溝部61bで乱反射させ散乱させることができる。従って、従来例のように遮光膜60の上面60aが平坦な場合に比べて、遮光膜60(第1溝部61a及び第2溝部61b)で入射光Lを大幅に減衰させることができるため、MOSFET20に侵入するリーク光を低減させることができる。その結果、反射型液晶表示装置1の光リ
ーク電流の発生を好適に抑制することができる。なお、第1溝部61a及び第2溝部61bは、遮光膜60の上面60aから略100nmの深さに凹設されている。
Specifically, the plurality of
なお、図2に示すように、画素電極Pは、前記第2接続プラグ64と電気的に接続され、その第2接続プラグ64、前記第2中継端子56、前記第1接続プラグ54及び前記第1中継端子48を介して前記ソース電極36に接続されている。
As shown in FIG. 2, the pixel electrode P is electrically connected to the
また、素子基板2に対向する対向基板3の下面には、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明電極からなる対向電極72が、画素電極Pに対する共通電極として画素B毎に区画されずに対向基板3全面にわたって形成されている。そして、素子基板2と対向基板3とは、画素電極Pと対向電極72とが互いに向かい合うように配置されて、その画素電極Pと対向電極72との間には、液晶Eが封入されている。なお、液晶Eは、図1に示すシール部材5の封入口5aから封入され、その封入口5aは液晶Eが封入された後に図示しない封止材によって封止されるようになっている。
Further, a
図3は、各画素Bの画素回路の回路構成を示す。図3に示すように、ドレイン電極32と電気的に接続されるデータ線12は、データ線駆動回路74に接続されて、データ線駆動回路74から表示データに基づくデータ信号電圧が、対応するデータ線12に所定のタイミングで入力されるようになっている。また、ゲート電極28と電気的に接続される走査線14は、走査線駆動回路76に接続されて、所定のタイミングで選択駆動され、対応する走査信号が走査線駆動回路76から所定のタイミングで入力されるようになっている。
FIG. 3 shows a circuit configuration of the pixel circuit of each pixel B. As shown in FIG. 3, the
そして、走査線駆動回路76の走査に基づいて走査線14が1本ずつ順次選択されると、選択された走査線14上の画素BのMOSFET20が選択期間中だけオン状態となり、対応するデータ線12、MOSFET20のソースS、各中継端子48,56及び各接続プラグ54,64を介して、対応する画素電極Pにデータ信号電圧が印加される。この時、データ信号電圧は、同時に保持容量部Cに印加され、さらに保持容量部Cに蓄積される。これにより、所定の電圧に保持されている対向電極72とデータ信号電圧が印加される画素電極Pとの間に電位差が生じ、この電位差が所定期間保持され、さらにこの電位差によって液晶Eが駆動される。液晶Eが駆動されると、対向基板3側から画素電極Pに入射される入射光Lは、表示データに基づいて変調されて、変調光として対向基板3側に出射されるようになっている。
When the
次に、上記のように構成された反射型液晶表示装置1の製造方法について、図5に従って説明する。
まず、図5(a)に示すように、公知の方法により、素子基板2上にMOSFET20と保持容量部Cと分離酸化膜24a,24b.24cとを形成し、これらの上に第1層間絶縁層38、第1導電層(データ線12及び第1中継端子48)及び第2層間絶縁層52を順に成膜する。この際、データ線12は第1コンタクトホールH1内のドレイン電極32と電気的に接続され、第1中継端子48は、第2コンタクトホールH2内のソース電極36及び第3コンタクトホールH3内の容量電極用接続線46を介してMOSFET20及び保持容量部Cにそれぞれ電気的に接続される。また、第2層間絶縁層52に対してリソグラフィにて所定のパターンニングを行い、第1中継端子48に到達するまでエッチングを行って第4コンタクトホールH4を形成して、その第4コンタクトホールH4内にアルミニウムをスパッタし、エッチバックしてアルミニウムを埋め込んで第1接続プラグ54を形成する。次に、第2層間絶縁層52の上面にアルミニウムALをスパッタにて成膜する。このアルミニウムALが第2中継端子56及び遮光膜60になる。
Next, a manufacturing method of the reflective liquid
First, as shown in FIG. 5A, the
すなわち、次に、図5(b)に示すように、アルミニウムALに間隙部58a,58b
をリソグラフィにて所定のパターンニングと、エッチングとで形成し、第2中継端子56と遮光膜60とをそれぞれ電気的に分離する。この時、第2中継端子56は第4コンタクトホールH4内の第1接続プラグ54により、第1中継端子48に電気的に接続される。次に、遮光膜60の上面にフォトレジストを塗布し、図4に示すパターン形状になるようにマスクしてフォトリソグラフィにてパターニングを行い、ハーフエッチングして、第1溝部61a及び第2溝部61bを形成する。詳しくは、遮光膜60の上面60aであって後工程で形成する各画素電極P間の間隙部70に対向する位置に、X方向に延設される複数の第1溝部61aと、Y方向に延設される複数の第2溝部61bとを形成する。本実施形態では、エッチングの時間を、第1溝部61a及び第2溝部61bが遮光膜60の上面60aから略100nmまで凹設される時間に設定して、ハーフエッチングを行っている。
That is, next, as shown in FIG. 5B, the
Are formed by lithography with predetermined patterning and etching, and the
次に、図5(c)に示すように、第2中継端子56及び遮光膜60の上面60aに第3層間絶縁層62を二酸化珪素により成膜し、この第3層間絶縁層62の上面をCMP法(Chemical Mechanical Polishing)等により平坦化する。そして、第3層間絶縁層62に対してリソグラフィにて所定のパターニングを行い、第2中継端子56に到達するまでエッチングを行って第5コンタクトホールH5を形成する。次に、第3層間絶縁層62の上方から第5コンタクトホールH5内にアルミニウムをスパッタし、エッチバックしてアルミニウムを埋め込んで第2接続プラグ64を形成する。これにより、第2接続プラグ64に第2中継端子56が電気的に接続される。
Next, as shown in FIG. 5C, a third
次に、図5(d)に示すように、第3層間絶縁層62上にアルミニウムをスパッタして、そのアルミニウムを略正方形状になるようにリソグラフィにてパターニングを行い、エッチングして画素電極Pを形成する。この時、画素電極Pは、各画素電極P間に形成される間隙部70によって隣りの画素電極Pと電気的に分離されるとともに、その間隙部70が前記第1溝部61a及び第2溝部61bに対向するように形成される。また、画素電極Pは、第5コンタクトホールH5内の第2接続プラグ64に電気的に接続される。
Next, as shown in FIG. 5D, aluminum is sputtered on the third
このように遮光膜60の上面60aであって各画素電極P間の間隙部70に対向する位置に、素子基板2内に侵入する入射光Lを減衰させることのできる溝部61を形成するハーフエッチング工程を増加させることによって、MOSFET20に侵入するリーク光を低減させることができる。すなわち、第1反射型液晶表示装置100(図9参照)に比べるとハーフエッチング工程が増加されるが、第2反射型液晶表示装置120(図10参照)のように第3導電層121やコンタクトホール124を形成する必要がないため、簡便に光リーク電流の発生を好適に抑制することができる。また、第3導電層121が増加されないことから、反射型液晶表示装置1の製造コストを低減することができる。なお、本実施形態では、間隙部58a,58bを形成するエッチング工程と、溝部61を形成するハーフエッチング工程を別々に行ったが、この2つの工程を同時に行うようにしてもよい。これによって、製造工程を増加させずに簡便に光リーク電流の発生を抑制することができる。
In this way, half etching is performed to form the
次に、図6に従って、本実施形態における反射型液晶表示装置1を反射型液晶ライトバルブ90B,90R,90Gとして利用したプロジェクタ80について説明する。
直方体状のプロジェクタケース81内の前側(図6における左側上側)には、照明光学系82が設けられるとともに、その照明光学系82は、リフレクタ83と、光源ランプ84と、第1レンズアレイ85と、偏光変換素子86とから構成されている。リフレクタ83は、ドーム状又はパラボラ状の反射ミラーであり、そのリフレクタ83内に光源ランプ84が設けられている。光源ランプ84は、高圧水銀ランプであり、放射状の白色光を出射し、その光がリフレクタ83で反射して平行光として、光源ランプ84よりも反Y矢印方向側に設けた第1レンズアレイ85に出射される。なお、本実施形態では光源ランプ8
4を高圧水銀ランプとしたが、これに限らず、例えばハロゲンランプ、メタルハライドランプや超高圧水銀ランプに変更してもよい。あるいは発光ダイオードからなるLED光源に変更してもよい。
Next, a
An illumination
4 is a high-pressure mercury lamp, but the present invention is not limited to this. For example, it may be changed to a halogen lamp, a metal halide lamp, or an ultra-high pressure mercury lamp. Or you may change to the LED light source which consists of a light emitting diode.
また、第1レンズアレイ85は、光源ランプ84から入射された平行光を複数の部分光束に分割し、その部分光束を、第1レンズアレイ85よりも反Y矢印方向側に設けられて光入射側に第2レンズアレイ86aを有する偏光変換素子86に出射する。偏光変換素子86は、第1レンズアレイ85から入射された部分光束を、第2レンズアレイ86aを介して略一種類の偏光光束(例えば、S偏光光束)に変換して、その偏光光束を偏光変換素子86よりも反Y矢印方向側に設けたビームスプリッタ87に出射するようになっている。
The
ビームスプリッタ87は、偏光変換素子86から入射された偏光光束を、直角に反X矢印方向に反射して、ビームスプリッタ87よりも反X矢印方向側に設けた第1ダイクロイックミラー88に出射する。
The
第1ダイクロイックミラー88は、青色(B)の光LBを反射するとともに、青色の光LBよりも長波長側の色の光(緑色(G)及び赤色(R)の光LGR)を透過するようになっている。従って、ビームスプリッタ87によって反射されて第1ダイクロイックミラー88に入射した偏光光束のうち、青色の光LBは直角に反Y矢印方向に反射され、緑色及び赤色の光LGRは、第1ダイクロイックミラー88を透過する。
The first
第1ダイクロイックミラー88よりも反Y矢印方向側に設けられた反射型液晶ライトバルブ90Bは、第1ダイクロイックミラー88によって反射されて入射される青色の光LBを、プロジェクタ80に入力された画像信号に基づいて変調して、その変調光を第1ダイクロイックミラー88に反射させる。
The reflection type liquid crystal
一方、第1ダイクロイックミラー88の右方(反X矢印方向側)には、第2ダイクロイックミラー91が設けられている。第2ダイクロイックミラー91は、赤色の光LRを反射するとともに、緑色の光LGを透過するようになっている。従って、第1ダイクロイックミラー88を透過した光LGRのうち、赤色の光LRは第2ダイクロイックミラー91によって直角にY矢印方向に反射されるとともに、緑色の光LGは第2ダイクロイックミラー91を透過する。
On the other hand, a second
第2ダイクロイックミラー91よりもY矢印方向側に設けられた反射型液晶ライトバルブ90Rは、第2ダイクロイックミラー91によって反射されて入射される赤色の光LRを、プロジェクタ80に入力された画像信号に基づいて変調して、その変調光を第2ダイクロイックミラー91に反射させる。
The reflective liquid crystal
また、第2ダイクロイックミラー91よりも反X矢印方向側に設けられた反射型液晶ライトバルブ90Gは、第2ダイクロイックミラー91を透過して入射する緑色の光LGを、プロジェクタ80に入力された画像信号に基づいて変調して、その変調光を第2ダイクロイックミラー91に反射させる。
In addition, the reflective liquid crystal
なお、第1ダイクロイックミラー88及び第2ダイクロイックミラー91は、各反射型液晶ライトバルブ90B,90R,90Gからそれぞれ入射される各変調光を、ビームスプリッタ87よりもX矢印方向に設けた投写レンズ92に出射するようになっている。そして、投写レンズ92は、第1ダイクロイックミラー88及び第2ダイクロイックミラー91から入射される変調光の表す画像をプロジェクタ80よりもX矢印方向側に設けられるスクリーン94に拡大投写するようになっている。
Note that the first
次に、本実施形態の効果を以下に記載する。
(1)本実施形態によれば、画素電極Pの下方に配設された遮光膜60の上面60aであって各画素電極P間に形成される間隙部70に対向する位置に、X方向に延設されてY方向に並設される複数の第1溝部61aと、Y方向に延設されてX方向に並設される複数の第2溝部61bとを形成した。この第1溝部61a及び第2溝部61bによって、対向基板3側から入射されて間隙部70から素子基板2内に侵入する入射光Lを乱反射させ散乱させることができる。従って、従来例のように遮光膜60の上面60aが平坦な場合に比べて、遮光膜60(第1溝部61a及び第2溝部61b)で入射光Lを大幅に減衰させることができる。さらに、溝部61内で乱反射及び散乱が繰り返されることによって、溝部61が入射光Lを吸収することもできる。そのため、MOSFET20に侵入するリーク光を低減させることができ、反射型液晶表示装置1の光リーク電流の発生を簡便に抑制することができる。また、遮光膜60に溝部61を形成するため、第2反射型液晶表示装置120の第3導電層121等が増加されないことから、反射型液晶表示装置1の製造コストを低減することができる。
Next, the effect of this embodiment is described below.
(1) According to this embodiment, in the X direction, on the
(2)本実施形態によれば、溝部61を、各画素電極P間の間隙部70に対向する位置にのみ設けた。これによって、溝部61を形成する際のマスクのパターン形状を単純にすることができる。
(2) According to the present embodiment, the
(3)本実施形態によれば、反射型液晶表示装置1をプロジェクタ80の反射型液晶ライトバルブ90B,90R,90Gとして利用した。この反射型液晶ライトバルブ90B,90R,90Gは、遮光膜60の溝部61によって光リーク電流が抑制されているため、画素電極Pの電位変動を好適に抑制することができる。従って、フリッカーや焼き付きを好適に抑制することができるため、画像の表示品質を向上させることができる。
(3) According to the present embodiment, the reflective liquid
なお、上記実施形態は、以下の態様に変更してもよい。
・上記実施形態では、遮光膜60の上面60aであって各画素電極P間に形成される間隙部70に対向する位置に、溝部61を形成した。これに限らず、例えば間隙部70に対向する位置に限らず、例えば遮光膜60の上面60a全体にわたって溝部61を形成するようにしてもよい。また、遮光膜60の上面60aに加えて遮光膜60の下面にも溝部を設けるようにしてもよい。
In addition, you may change the said embodiment into the following aspects.
In the above embodiment, the
あるいは、図8に示すように、導電層を構成する第1中継端子48の上面であって、少なくとも第2中継端子56と遮光膜60との間に形成される間隙部58a,58bに対向する位置に溝部98を形成するようにしてもよい。また、溝部61及び溝部98を2つとも形成するようにしてもよい。
Alternatively, as shown in FIG. 8, the upper surface of the
また、遮光膜60及び第2中継端子56を省略して、各画素電極P間の間隙部70に対向するように第1中継端子48を形成し、少なくともその第1中継端子48の上面であって間隙部70に対向する位置に溝部を形成するようにしてもよい。
Further, the
・上記実施形態では、各画素電極P間に形成される間隙部70に対向する乱反射部としての溝部61を、X方向に延設されてY方向に並設される複数の第1間隙部61aと、Y方向に延設されてX方向に延設される複数の第2間隙部61bとから構成したが、溝部61の形状は特に制限されない。例えば図7に示すように、間隙部70と対向する遮光膜60の上面60aに、X方向に延設される格子状の第1凹部95aと、Y方向に延設される格子状の第2凹部95bとを形成するようにしてもよい。または、平面多角形状(例えば、四角形状)のくぼみが多数形成されるようにしてもよい。あるいは、遮光膜60の上面60aを粗面にして、遮光膜60の上面60aを凹凸状にしてもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、溝部61の垂直断面形状を矩形状(図2参照)に形成したが、これに限らず、例えば扇形状及び三角形状に形成するようにしてもよい。また、この場合には、例えば三角形の頂点が第2層間絶縁層52まで到達するようにエッチングを行ってもよい。
In the above embodiment, the vertical cross-sectional shape of the
・上記実施形態では、溝部61の深さを遮光膜60の上面60aから略100nmにしたが、この深さに特に制限されない。
・上記実施形態では、間隙部58a,58bを形成するエッチング工程と、溝部61を形成するハーフエッチング工程を別々に行ったが、この2つの工程を同時に行うようにしてもよい。これによって、製造工程を増加させずに簡便に光リーク電流の発生を抑制することができる。
In the above-described embodiment, the depth of the
In the above embodiment, the etching process for forming the
・上記実施形態では、ドレインD(ドレイン電極32)にデータ線12を、ソースS(ソース電極36)に各中継端子48,56及び各接続プラグ54,64を介して画素電極Pを接続するようにしたが、このドレインDとソースSとを入れ替えてもよい。すなわち、ソースS(ソース電極36)にデータ線12を、ドレインD(ドレイン電極32)に各中継端子48,56及び各接続プラグ54,64を介して画素電極Pを接続してもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、素子基板をP型半導体で形成するようにしたが、n型半導体で形成するようにしてもよい。なお、この場合、ウエル領域22を高不純物濃度のn型不純物で構成し、ドレイン領域30を高不純物濃度のp型不純物で構成してソース領域34を高不純物濃度のp型不純物で構成する。
In the above embodiment, the element substrate is formed of a P-type semiconductor, but may be formed of an n-type semiconductor. In this case, the
・上記実施形態では、スイッチング素子としてMOSFETに具体化したが、これに限らず、例えばTFT(Thin Film Transistor)、TFD(Thin
Film Diode)等で構成するようにしてもよい。
In the above embodiment, the switching element is embodied as a MOSFET, but the present invention is not limited to this. For example, a TFT (Thin Film Transistor), TFD (Thin)
(Film Diode) or the like.
・本実施形態における反射型液晶表示装置1は、白黒用の反射型液晶表示装置として利用してもよく、対向基板3の上面にカラーフィルタを設けてカラー用の反射型液晶表示装置として利用してもよい。
The reflective liquid
・本実施形態では、反射型液晶表示装置1をプロジェクタ80の反射型液晶ライトバルブ90B,90R,90Gとして利用したが、これに限らず、例えば時計、パーソナルコンピュータ、液晶テレビ、カーナビゲーション装置、電卓等の電子機器の画像表示装置として利用してもよい。
In the present embodiment, the reflective liquid
C…保持容量部、E…液晶、G…ゲート、D…ドレイン、S…ソース、P…画素電極、L…入射光、H1〜H5…第1〜第5コンタクトホール、1…反射型液晶表示装置、2…素子基板、3…対向基板、12…データ線、14…走査線、20…スイッチング素子としてのMOSFET、48…第1中継端子、54…第1接続プラグ、56…第2中継端子、58a,58b,70…間隙部、60…遮光膜、60a…上面、61,98…乱反射部を構成する溝部、61a…乱反射部を構成する第1溝部、61b…乱反射部を構成する第2溝部、64…第2接続プラグ、72…対向電極、80…プロジェクタ、82…照明光学系、90B,90R,90G…反射型液晶ライトバルブ、92…投写レンズ、95a…乱反射部を構成する第1凹部、95b…乱反射部を構成する第2凹部。 C: holding capacitor, E: liquid crystal, G: gate, D: drain, S ... source, P ... pixel electrode, L: incident light, H1 to H5 ... first to fifth contact holes, 1 ... reflective liquid crystal display Device: 2 ... Element substrate, 3 ... Counter substrate, 12 ... Data line, 14 ... Scanning line, 20 ... MOSFET as switching element, 48 ... First relay terminal, 54 ... First connection plug, 56 ... Second relay terminal , 58a, 58b, 70 ... gap part, 60 ... light shielding film, 60a ... upper surface, 61,98 ... groove part constituting the irregular reflection part, 61a ... first groove part constituting the irregular reflection part, 61b ... second constituting the irregular reflection part. Groove, 64 ... second connection plug, 72 ... counter electrode, 80 ... projector, 82 ... illumination optical system, 90B, 90R, 90G ... reflection type liquid crystal light valve, 92 ... projection lens, 95a ... first constituting the irregular reflection part Recess, 95 ... second recess constituting the irregular reflection portion.
Claims (9)
隣り合う前記画素電極間に形成される間隙部から入射される光を遮光するために前記画素電極よりも前記基板側に形成された遮光膜に、前記光を乱反射させるための凹凸状の乱反射部を形成したことを特徴とする反射型液晶表示基板。 A plurality of pixel electrodes having light reflectivity are formed in a matrix on a substrate, and a switching element is electrically connected to each pixel electrode so that a voltage is applied from the switching element. Type LCD substrate
An uneven diffuse reflection part for irregularly reflecting the light to a light shielding film formed on the substrate side of the pixel electrode in order to shield light incident from a gap formed between adjacent pixel electrodes. A reflection type liquid crystal display substrate characterized by comprising:
隣り合う前記画素電極間に形成される間隙部から入射される光を遮光するために前記画素電極よりも基板側に遮光膜を形成し、その隣り合う遮光膜間に形成される間隙部から入射される前記光を遮光するために前記遮光膜よりも前記基板側に形成された導電層に、前記光を乱反射させるための凹凸状の乱反射部を形成したことを特徴とする反射型液晶表示基板。 Pixel electrodes are formed in a matrix on a substrate, and switching elements are formed corresponding to the pixel electrodes. The switching elements are connected to the pixel electrodes via connection lines formed in contact holes of a conductive layer and an insulating layer. In a reflective liquid crystal display substrate configured to be electrically connected to the pixel electrode and applied with a voltage through the switching element,
A light shielding film is formed on the substrate side of the pixel electrode in order to shield light incident from a gap formed between adjacent pixel electrodes, and incident from a gap formed between the adjacent light shielding films. A reflection type liquid crystal display substrate characterized in that an irregular diffuse reflection portion for irregularly reflecting the light is formed in a conductive layer formed on the substrate side of the light shielding film in order to shield the light to be emitted .
前記乱反射部は、多数のくぼみを凹設して形成したことを特徴とする反射型液晶表示基板。 The reflective liquid crystal display substrate according to claim 1 or 2,
The reflection type liquid crystal display substrate, wherein the irregular reflection portion is formed by recessing a number of depressions.
前記乱反射部は、第1方向に延設される複数の第1溝部と、第2方向に延設される複数の第2溝部とを凹設して形成したことを特徴とする反射型液晶表示基板。 The reflective liquid crystal display substrate according to claim 1 or 2,
The irregular liquid crystal display, wherein the irregular reflection portion is formed by recessing a plurality of first groove portions extending in a first direction and a plurality of second groove portions extending in a second direction. substrate.
前記乱反射部は、第1方向に延設される格子状の第1凹部と、第2方向に延設される格子状の第2凹部とを凹設して形成したことを特徴とする反射型液晶表示基板。 The reflective liquid crystal display substrate according to claim 1 or 2,
The irregular reflection portion is formed by forming a grid-like first recess extending in the first direction and a grid-like second recess extending in the second direction. Liquid crystal display substrate.
前記乱反射部は、前記間隙部と対向する位置に形成されたことを特徴とする反射型液晶表示基板。 In the reflective liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 5,
The reflection type liquid crystal display substrate, wherein the irregular reflection portion is formed at a position facing the gap portion.
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