JP5241141B2 - アクティブマトリクス基板、液晶表示装置、液晶プロジェクタ及びリアプロジェクション装置 - Google Patents
アクティブマトリクス基板、液晶表示装置、液晶プロジェクタ及びリアプロジェクション装置 Download PDFInfo
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Description
図1は、本発明の一実施形態としての反射型液晶素子の断面図である。図1において、100は第一導電型の単結晶シリコン基板などの単結晶半導体基板、101はポリシリコンなどのゲート電極、102は第一導電型と逆の導電型である第2導電型の不純物が注入されたソースである。103はソース102と同様に第2導電型の不純物が注入されたドレインであり、これらゲート電極101、ソース102、ドレイン103を含んでスイッチ素子であるMOSトランジスタ106が形成される。104はトランジスタ106上に設けられた第一の層間絶縁膜、105は第1の層間絶縁膜104に配置された第一の接続孔である。111は第1の層間絶縁膜104上に配置された第一の導電層、112は第1の導電層上に配置された第二の層間絶縁膜、113は第二の層間絶縁膜112に配置された第二の接続孔である。114は第二の層間絶縁膜112上に配置された第二の導電層からなる遮光膜、115は遮光膜上に配置された第三の層間絶縁膜、116は第三の層間絶縁膜115に配置された第三の接続孔である。117は第三の層間絶縁膜115上に配置された最上導電層から形成された、各画素に対応する画素電極である。ここで、画素電極117より下層では、複数の導電層と複数の層間絶縁膜が交互に積層されている。画素電極117の下層の層間絶縁膜のうち少なくとも最上層の層間絶縁層である第三の層間絶縁膜115はCMP処理などにより平坦化されている。この画素電極117がシリコン基板100上にマトリクス状に複数配置されて画素領域を形成している。ソース102は、第一の接続孔105、第一の配線層111、第二の接続孔113及び第三の接続孔116を介して、画素電極117と電気的に接続されている。そのため、画素電極117は対向電極基板123側からの入射光130を反射する機能と、液晶層121に対して選択的に駆動電圧を印加する機能とを備えている。この画素電極117は、反射率が可視光域で90%以上と高く、一般にLSIの金属配線材料として用いられている純アルミニウムや、シリコン又は銅を数重量%以下添加したアルミニウムを用いている。すなわち、光を反射する金属材料を用いている。また、隣接する画素電極117の間の画素間領域119より侵入した入射光がMOSトランジスタ部106に到達するのを防止するため、遮光膜114が形成されている。
上式によれば、厚ければ透過率は小さくなり、特性はよくなるため、上限の臨界的意義はない(光リークのリスクがなければ薄いほど配向性に有利である)。
0.22×1/2×sin35°≒0.2μm(200nm)(上限値)
絶縁膜118に用いる材料として望ましいのは、一般的に半導体プロセスにて成膜可能な材料かつ光吸収のない材料として、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、アルミナ(Al2O3)が好ましい。これらの材料のうちの少なくとも一種類が使用されることが好ましい。特に、斜方蒸着の配向膜と等しい材料が、屈折率マッチングの観点から好ましく、斜方蒸着は酸化ケイ素を使用しているので、好ましくは酸化ケイ素が望ましい。
第1の実施形態では、図7(3)に示したように、斜方蒸着の影響で、膜のカバレッジが非対称となり、画素間の領域の一部に斜方蒸着膜が形成されない場合がある。斜方蒸着膜が形成されない領域が画素間領域の大半を占めると、液晶層の配向不良を引き起こしコントラスト低下等の原因となる。
第2の実施形態では、図10(5)に示したように、画素間の斜方蒸着膜の被覆性を向上させることにより、安定した液晶層の配向性が確保できる。しかしながら、埋め込み用絶縁膜124をエッチバックして画素電極117を露出させる際に、画素電極の表面にエッチングダメージを与えてしまう恐れがある。その結果、画素電極117の表面に微小の凹凸が形成され、反射率を低下させてしまう新たな課題が発生する。
図12を用いて液晶プロジェクタシステムについて説明する。図12は液晶プロジェクタ用光学システムの一例である。
本実施形態の液晶プロジェクタ装置は、筐体内に設置され、壁や専用スクリーン等に画像光を投射する液晶プロジェクタを構成することができる。また本実施形態の液晶プロジェクタ装置はリアプロジェクションテレビ等のリアプロジェクション装置に用いることができる。すなわち、図13に示すように、本実施形態の液晶プロジェクタ装置を(ここでは投影レンズのみを示している)、反射ミラー310、スクリーンとなるフレネルレンズ311、レンチキュラーレンズ312とともに筐体内に配置する。
101 ゲート電極
102 ソース
103 ドレイン
104 第1の絶縁膜
105 第一の接続孔
106 MOSトランジスタ
117 画素電極
118 絶縁膜
119 斜方蒸着膜
121 液晶層
122 対向電極
123 対向基板
Claims (6)
- 液晶表示装置に用いられ、透明導電性材料からなる対向電極を有する対向基板との間に液晶層が配置されるアクティブマトリクス基板において、
複数の層間絶縁膜と複数の導電層とが交互に積層されていて、前記複数の層間絶縁膜のうちの最上層の層間絶縁膜は平坦化されていて、
前記最上層の層間絶縁膜上には、複数の画素電極を有する画素領域が配置されていて、前記複数の画素電極は純アルミニウム、又は、シリコン又は銅を数重量%以下添加したアルミニウムからなり、前記複数の画素電極の間には隙間を有していて、
プラズマCVD法で形成されて前記複数の画素電極上及び前記隙間に配置された酸化ケイ素からなる絶縁膜を有していて、
前記アクティブマトリクス基板の法線方向に対して傾きを持たせて前記絶縁膜上に酸化ケイ素が斜方蒸着されることにより前記絶縁膜上に配置された斜方蒸着膜を有していて、
前記画素電極の膜厚は50nm以上200nm以下であって前記絶縁膜の膜厚が5nm以上10nm以下であり、前記画素電極上の表面と前記隙間の表面までの距離を示すTが前記隙間の間隔を示すSより小さいことを特徴とするアクティブマトリクス基板。 - さらに前記画素領域の周囲の領域に設けられたパッド電極を有し、
前記パッド電極は、前記画素電極より下層の前記複数の導電層のうちの少なくとも1つの導電層で設けられていることを特徴とする請求項1に記載のアクティブマトリクス基板。 - 請求項1又は2に記載の前記アクティブマトリクス基板と、
前記対向電極を有する前記対向基板と、
前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に配置された前記液晶層と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置。 - 前記透明導電性材料は、ITOであり、
前記斜方蒸着膜は、前記隙間を50%以上被覆するように、前記アクティブマトリクス基板の法線方向に対して傾きを持たせて複数の画素電極の上方に斜方蒸着されて形成されたことを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。 - 請求項3又は4に記載の液晶表示装置を含むことを特徴とする液晶プロジェクタ。
- 請求項5に記載の前記液晶プロジェクタと、
前記液晶プロジェクタからの画像光を背面に投射するスクリーンと、
を含むことを特徴とするリアプロジェクション装置。
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