JPH06194690A - Liquid crystal light valve and projection type display formed by using the valve - Google Patents

Liquid crystal light valve and projection type display formed by using the valve

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JPH06194690A
JPH06194690A JP25278393A JP25278393A JPH06194690A JP H06194690 A JPH06194690 A JP H06194690A JP 25278393 A JP25278393 A JP 25278393A JP 25278393 A JP25278393 A JP 25278393A JP H06194690 A JPH06194690 A JP H06194690A
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Yuji Mori
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真一 小村
Keiji Nagae
慶治 長江
Tetsuya Nagata
徹也 永田
Akira Arimoto
昭 有本
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昭夫 早坂
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Abstract

PURPOSE:To provide the liquid crystal light valve for which a semiconductor substrate is used and which has excellent light resistance and enables video signal writing at a high speed and to provide the projection type display which can display high-fineness and high-quality images. CONSTITUTION:Three layers of metallic layers 140 divided by slit 144 are provided on the semiconductor substrate 100 having switching element regions and the slits 144 of the respective layers are shifted and disposed in a direction parallel with the semiconductor substrate 100 to shield the light of the semiconductor substrate. Two layers of metallic layers 160 divided by slits are provided on the semiconductor substrate 100 and semiconductor regions of a reference potential are provided in places where the incident light from the slits arrive at the semiconductor substrate. Substrate power feed lines for supplying the substrate potential to the substrate potential regions and holding capacity regions of the switching element regions are formed in any of the mentioned above metallic layer. The substrate power feed lines and video signal lines are disposed in parallel with each other.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電圧の振幅値で光の強
さを制御する液晶ディスプレイに係り、特に投射型ディ
スプレイに好適な液晶ライトバルブ及びそれを用いた投
射型ディスプレイに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display in which the intensity of light is controlled by the amplitude value of a voltage, and more particularly to a liquid crystal light valve suitable for a projection type display and a projection type display using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】スイッチング素子と液晶を積層して光を
制御するアクティブ・マトリクス方式による液晶ディス
プレイにおいて、スイッチング素子として単結晶シリコ
ン基板に形成したMOS(Metal Oxide Semiconductor)
トランジスタを用いた液晶ディスプレイは、USP3,862,3
60及び、電子通信学会技術報告(1980)のIE80
−81に記載されている。
2. Description of the Related Art In an active matrix liquid crystal display in which a switching element and a liquid crystal are laminated to control light, a MOS (Metal Oxide Semiconductor) formed on a single crystal silicon substrate as a switching element.
Liquid crystal displays using transistors are USP3,862,3
60 and IE80 of IEICE Technical Report (1980)
-81.

【0003】MOSトランジスタに光が照射されると、
MOSトランジスタのソースとドレインを形成するPN
接合部に光電流が発生する。この光電流は表示部の液晶
画素に書き込まれた映像信号を変化させ、表示すべき所
定の画像を表示することができなくなってしまう。従っ
て、単結晶シリコン基板に形成したMOSトランジスタ
を用いた液晶ディスプレイでは、表示画面に影響がない
よう光電流を低減する必要がある。上記従来のディスプ
レイは、いずれもスイッチング素子で制御した画像を直
接みる方式であり、通常、室内で使用される。このた
め、ディスプレイパネル表面の照度が数万ルクスの光の
影響を防止するだけで十分であった。
When the MOS transistor is irradiated with light,
PN forming source and drain of MOS transistor
Photocurrent is generated at the junction. This photocurrent changes the video signal written in the liquid crystal pixel of the display unit, making it impossible to display a predetermined image to be displayed. Therefore, in a liquid crystal display using a MOS transistor formed on a single crystal silicon substrate, it is necessary to reduce the photocurrent so as not to affect the display screen. All of the above conventional displays are of a type in which an image controlled by a switching element is directly viewed and are usually used indoors. For this reason, it was sufficient to prevent the influence of light of tens of thousands of lux on the surface of the display panel.

【0004】この光電流を低減するため、上記電子通信
学会技術報告では、MOSトランジスタのソース領域を
光の入射領域からできるだけ遠ざける配置にする、MO
Sトランジスタを形成するシリコン基板面を配線層2層
で覆う、ストッパ拡散層を設け、発生したキャリアを再
結合させるなどの方法が取られていた。
In order to reduce this photocurrent, in the technical report of the Institute of Electronics and Communication Engineers, the source region of the MOS transistor is arranged as far as possible from the light incident region.
A method of covering the silicon substrate surface forming the S transistor with two wiring layers, providing a stopper diffusion layer, and recombining the generated carriers has been taken.

【0005】また、上記ディスプレイの表示サイズは、
シリコンウェハーの制約などから約2インチと小さいた
め、このようなディスプレイの画素数は、この表示サイ
ズと認識できる解像度の点から4万程度であった。
The display size of the above display is
Since the size is as small as about 2 inches due to the limitation of the silicon wafer, the number of pixels of such a display is about 40,000 in view of the display size and the recognizable resolution.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、単結
晶シリコン基板に形成したMOSトランジスタを用いた
液晶ディスプレイは、直視型に限られていた。
As described above, the liquid crystal display using the MOS transistor formed on the single crystal silicon substrate is limited to the direct view type.

【0007】一方、投射型ディスプレイでは、スイッチ
ング素子と液晶を積層したパネルを液晶ライトバルブと
称し、このライトバルブで制御した画像をスクリーンに
拡大投影する。このため、ライトバルブに照射する光
は、スクリーンに拡大する分だけ強くなり、その明るさ
は数百万ルクスにもなる。さらに、ライトバルブで制御
する画素は拡大され画像が粗くなるため、ライトバルブ
の画素数は30万以上が要求される。
On the other hand, in the projection type display, a panel in which switching elements and liquid crystals are laminated is called a liquid crystal light valve, and an image controlled by this light valve is enlarged and projected on a screen. Therefore, the light applied to the light valve becomes stronger as it expands on the screen, and its brightness reaches several million lux. Further, since the pixels controlled by the light valve are enlarged and the image becomes rough, the number of pixels of the light valve is required to be 300,000 or more.

【0008】このように、投射型ディスプレイでは、シ
リコンなどの半導体基板に形成したトランジスタを用い
る液晶ライトバルブを用いた場合、液晶ライトバルブの
耐光性を高めることと、画素数の増加によって各画素に
より高速で映像信号を書き込むことが要求される。
As described above, in the projection type display, when the liquid crystal light valve using the transistor formed on the semiconductor substrate such as silicon is used, the light resistance of the liquid crystal light valve is increased and the number of pixels is increased, so that Writing video signals at high speed is required.

【0009】本発明はこのような現状を鑑みてなされた
ものであり、その目的は、シリコンなどの半導体基板を
用い、強力な照射光の影響を受けず耐光性に優れた液晶
ライトバルブを提供すること、高速で映像信号を書き込
むことが可能な液晶ライトバルブを提供すること、さら
にこのような液晶ライトバルブを用いて高精細で明る
い、高品質の画像を表示する投射型ディスプレイを提供
することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a liquid crystal light valve which is excellent in light resistance and is not affected by strong irradiation light by using a semiconductor substrate such as silicon. To provide a liquid crystal light valve capable of writing a video signal at high speed, and further to provide a projection display which displays a high-definition, bright, high-quality image using such a liquid crystal light valve. It is in.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では液晶ライトバルブを以下のように構成し
た。
In order to achieve the above object, the liquid crystal light valve according to the present invention is configured as follows.

【0011】一方の表面にマトリクス状に形成された複
数個のスイッチング素子領域を有する半導体基板と、半
導体基板の一方の表面上に絶縁層を介して形成され、第
1のスリットで複数個に分割された第1の金属層と、第
1の金属層上に絶縁層を介して形成され、第2のスリッ
トで複数個に分割された第2の金属層と、第2の金属層
上に絶縁層を介して形成され、第3のスリットで複数個
に分割された第3の金属層と、一方の表面に対向電極を
有し、対向電極側が前記第3の金属層に間隙を有して対
向する対向基板と、対向電極と第3の金属層との間の間
隙に充填された液晶とからなり、対向基板側から入射し
た光が半導体基板に達するのを防止するよう、第1のス
リット,第2のスリット及び第3のスリットを半導体基
板の一方の表面と平行な方向に互いにずらして配置し
た。
A semiconductor substrate having a plurality of switching element regions formed in a matrix on one surface, and an insulating layer formed on one surface of the semiconductor substrate via a first slit, and divided into a plurality of slits by a first slit. And a second metal layer formed on the first metal layer via an insulating layer and divided into a plurality of slits by the second slit, and insulating on the second metal layer. A third metal layer formed through a layer and divided into a plurality of parts by a third slit, and a counter electrode on one surface, and the counter electrode side has a gap in the third metal layer. The first slit is formed of a counter substrate facing each other and a liquid crystal filled in a gap between the counter electrode and the third metal layer, and prevents the light incident from the counter substrate side from reaching the semiconductor substrate. , The second slit and the third slit with one surface of the semiconductor substrate They were staggered from each other in the row direction.

【0012】また、一方の表面にマトリクス状に形成さ
れた複数個のスイッチング素子領域を有する半導体基板
と、半導体基板の一方の表面上に絶縁層を介して形成さ
れ、第1のスリットで複数個に分割された第1の金属層
と、第1の金属層上に絶縁層を介して形成され、第2の
スリットで複数個に分割された第2の金属層と、一方の
表面に対向電極を有し、対向電極側が第2の金属層に間
隙を有して対向する対向基板と、対向電極と第2の金属
層との間の間隙に充填された液晶とからなり、対向基板
側から第1のスリット及び第2のスリットを通して入射
した光が半導体基板に達する場所に基準電位に接続した
半導体領域を設けた。
A semiconductor substrate having a plurality of switching element regions formed in a matrix on one surface, and an insulating layer formed on one surface of the semiconductor substrate with a plurality of first slits. A first metal layer divided into two, a second metal layer formed on the first metal layer via an insulating layer and divided into a plurality of second slits, and a counter electrode on one surface. And a liquid crystal filled in the gap between the counter electrode and the second metal layer, and the counter electrode side of the counter substrate facing the second metal layer with a gap. A semiconductor region connected to a reference potential was provided at a place where light incident through the first slit and the second slit reaches the semiconductor substrate.

【0013】また、半導体基板の一方の表面にスイッチ
ング素子領域の各々に対応して容量素子領域を設け、ス
イッチング素子領域の基板電位領域および容量素子領域
に基板電位を供給する基板給電線を金属層のいずれかで
形成した。
Further, a capacitive element region is provided on one surface of the semiconductor substrate corresponding to each of the switching element regions, and a substrate feed line for supplying a substrate potential to the substrate potential region and the capacitive element region of the switching element region is provided with a metal layer. Formed either.

【0014】さらに、スイッチング素子領域の映像信号
入力端子部に映像信号を供給する映像信号線を金属層の
いずれかで形成し、基板給電線と映像信号線を互いに平
行に配置した。
Further, a video signal line for supplying a video signal to the video signal input terminal portion in the switching element region is formed of any one of the metal layers, and the substrate power supply line and the video signal line are arranged in parallel with each other.

【0015】[0015]

【作用】金属層は照射される光を反射するので、半導体
基板の一方の表面に入射する光を弱め、スイッチング素
子領域に流れる光電流を大幅に低減できる。
Since the metal layer reflects the irradiated light, the light incident on one surface of the semiconductor substrate can be weakened, and the photocurrent flowing in the switching element region can be greatly reduced.

【0016】基準電位に接続した半導体領域に光が照射
されて発生した光電流は、基準電位側の配線部に流れて
消費され、スイッチング素子領域には影響を及ぼさな
い。
The photocurrent generated by irradiating the semiconductor region connected to the reference potential with light flows into the wiring portion on the reference potential side and is consumed, and does not affect the switching element region.

【0017】基板給電線と映像信号線を金属層で形成
し、両配線を互いに平行に配置することにより、これら
の配線のインピーダンスが低減され、各画素への映像信
号の書き込みを高速にできる。
By forming the substrate power supply line and the video signal line with a metal layer and arranging both lines in parallel with each other, the impedance of these lines is reduced, and the video signal can be written into each pixel at high speed.

【0018】液晶ライトバルブのスイッチング素子が照
射光の影響を受けず、映像信号書き込み速度の高速化に
より画素数を増やすことができるので、高精細で明る
い、高品質の画像を表示する投射型ディスプレイを提供
することができる。
Since the switching element of the liquid crystal light valve is not affected by the irradiation light and the number of pixels can be increased by increasing the video signal writing speed, a projection type display which displays a high-definition, bright and high-quality image. Can be provided.

【0019】[0019]

【実施例】図1は投射型ディスプレイに用いる液晶ライ
トバルブの回路構成を示したものである。このライトバ
ルブは、画素回路1,サンプル回路2,水平走査回路
3,垂直走査回路4,ANDゲート5によって構成され
る。画素回路1は、複数の第1の信号線(走査信号線)
11,これと交差する複数の第2の信号線(映像信号
線)12,第2の信号線の隣に設けた第3の信号線(基
板給電線)13及び第1の信号線と第2,第3の信号線
の交差部に設けたMOSトランジスタ1a,保持容量1
b及び液晶容量1cからなっている。1組のMOSトラ
ンジスタ1a,保持容量1b,液晶容量1cは1つの画
素を形成し、全体として水平方向にM個,垂直方向にN
個,画素をマトリクス状に配列している。この画素配列
数のM×Nは1例として640×480である。このM
OSトランジスタ1aのゲート電極には第1の信号線1
1を介して走査信号Vg1〜VgNが、ドレイン電極に
は第2の信号線12を介して輝度信号Vd1〜VdM
が、またソース電極には保持容量1bの一方の電極及び
液晶容量1cの一方の電極(反射電極)が接続される。
さらに、保持容量1bの他方の電極は第3の信号線13
を介して基板電圧を給電する電圧VSSに接続されてい
る。液晶容量1cは、画素回路1を形成した基板とこれ
と対向して設けられる対向基板との間に液晶を充填して
形成される液晶素子の等価容量である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the circuit configuration of a liquid crystal light valve used in a projection display. This light valve is composed of a pixel circuit 1, a sampling circuit 2, a horizontal scanning circuit 3, a vertical scanning circuit 4, and an AND gate 5. The pixel circuit 1 includes a plurality of first signal lines (scanning signal lines)
11, a plurality of second signal lines (video signal lines) 12 intersecting with this, a third signal line (substrate feed line) 13 provided next to the second signal line, a first signal line and a second signal line , MOS transistor 1a provided at the intersection of the third signal line, storage capacitor 1
b and a liquid crystal capacitor 1c. One set of the MOS transistor 1a, the storage capacitor 1b, and the liquid crystal capacitor 1c forms one pixel, and the total number is M in the horizontal direction and N in the vertical direction.
Individual pixels are arranged in a matrix. The number of pixels arranged M × N is, for example, 640 × 480. This M
The gate electrode of the OS transistor 1a has a first signal line 1
1 to the scanning signals Vg1 to VgN, and the drain electrodes to the luminance signals Vd1 to VdM via the second signal line 12.
However, one electrode of the storage capacitor 1b and one electrode (reflection electrode) of the liquid crystal capacitor 1c are connected to the source electrode.
Further, the other electrode of the storage capacitor 1b is connected to the third signal line 13
Is connected to the voltage VSS for supplying the substrate voltage via. The liquid crystal capacitance 1c is an equivalent capacitance of a liquid crystal element formed by filling a liquid crystal between a substrate on which the pixel circuit 1 is formed and an opposite substrate provided opposite to the substrate.

【0020】水平走査回路3は、クロック信号CLKと
スタート信号STAを入力してM相の多相信号PH1〜
PHMを出力する。サンプル回路2はMOSスイッチで
構成し、MOSスイッチのゲート電極は出力信号PH1
からPHMと、MOSスイッチのドレイン電極は極性の
異なる映像信号VI1又はVI2と接続して、MOSス
イッチのソース電極に輝度信号Vd1からVdMを出力
する。
The horizontal scanning circuit 3 receives the clock signal CLK and the start signal STA and receives the M-phase multiphase signals PH1 to PH1.
Output PHM. The sample circuit 2 is composed of a MOS switch, and the gate electrode of the MOS switch has an output signal PH1.
To PHM, the drain electrode of the MOS switch is connected to the video signal VI1 or VI2 having different polarities, and the luminance signals Vd1 to VdM are output to the source electrode of the MOS switch.

【0021】垂直走査回路4は、クロック信号CKVと
スタート信号FSTを入力してN相の多相信号PV1〜
PVNを出力している。ANDゲート5は、多相信号P
V1〜PVNと制御信号CNTを入力し、走査信号Vg
1〜VgNを出力する。
The vertical scanning circuit 4 receives the clock signal CKV and the start signal FST and receives N-phase multiphase signals PV1 to PV1.
Outputs PVN. The AND gate 5 has a multi-phase signal P
V1-PVN and control signal CNT are input, and scanning signal Vg
1 to VgN is output.

【0022】水平走査回路3とサンプル回路2は遮光層
6で、また垂直走査回路4とANDゲート5は遮光層7
でそれぞれ覆われ、遮光層6,7を前記対向電極の電圧
COMに接続している。
The horizontal scanning circuit 3 and the sampling circuit 2 are the light shielding layer 6, and the vertical scanning circuit 4 and the AND gate 5 are the light shielding layer 7.
And the light shielding layers 6 and 7 are respectively covered with
Connected to COM.

【0023】以上のように構成した液晶ライトバルブの
動作を、図2に示すタイミングチャートを用いて説明す
る。垂直走査回路4のスタート信号FSTは表示する映
像のフレーム先頭を示しており、クロック信号CKVは
走査線の切り替えタイミングを示している。垂直走査回
路7は、前記クロック信号CKVの立ち上がりのタイミ
ングでスタート信号FSTを取り込み、多相信号PV1
〜PVNを出力する。ANDゲート5は、多相信号PV
1〜PVNと制御信号CNTを入力して、画素回路の走
査信号Vg1〜VgNを出力する。ここで、1ライン毎
に走査する順次走査の時はCNTを“H”にすること
で、走査信号Vg1〜VgNを多相信号PV1〜PVN
と等して、マトリクス状に配置した画素回路1を垂直方
向に順次選択している。
The operation of the liquid crystal light valve configured as described above will be described with reference to the timing chart shown in FIG. The start signal FST of the vertical scanning circuit 4 indicates the head of the frame of the video to be displayed, and the clock signal CKV indicates the switching timing of the scanning lines. The vertical scanning circuit 7 takes in the start signal FST at the rising timing of the clock signal CKV, and outputs the multiphase signal PV1.
~ Output PVN. The AND gate 5 uses the multiphase signal PV
1 to PVN and the control signal CNT are input and the scanning signals Vg1 to VgN of the pixel circuit are output. Here, at the time of sequential scanning in which each line is scanned, CNT is set to "H" to change the scanning signals Vg1 to VgN to the multiphase signals PV1 to PVN.
As a result, the pixel circuits 1 arranged in a matrix are sequentially selected in the vertical direction.

【0024】一方、2ライン毎に走査する2ライン同時
走査の場合は、クロック信号CKVに2個連続パルスの
ダブルクロックを使用する。制御信号CNTはこのダブ
ルクロック期間だけ“L”にして多相信号を遮断するよ
うにしている。これは多相信号がダブルクロック期間に
一瞬だけ組み合わせが異なり、このとき保持容量に書き
込まれた電圧が変動するので制御信号CNTでこの変動
を防止している。
On the other hand, in the case of two-line simultaneous scanning in which every two lines are scanned, a double clock of two consecutive pulses is used as the clock signal CKV. The control signal CNT is set to "L" only during this double clock period to cut off the multi-phase signal. This is because the combination of the multi-phase signals is momentarily different in the double clock period, and the voltage written in the storage capacitor fluctuates at this moment, so the control signal CNT prevents this fluctuation.

【0025】映像信号VI1,VI2は、対向電極の電
圧COMを基準に変化する信号であり、その極性は互い
に逆相でさらに、フレーム毎に反転している。
The video signals VI1 and VI2 are signals that change with the voltage COM of the counter electrode as a reference, and their polarities are opposite to each other and are inverted for each frame.

【0026】水平走査回路3のスタート信号STAは走
査線の先頭を示している。水平走査回路3は、垂直走査
回路4と同様にクロック信号CLKの立ち上がりのタイ
ミングでスタート信号STAを取り込み、多相信号PH
1〜PHMを出力する。
The start signal STA of the horizontal scanning circuit 3 indicates the head of the scanning line. Similar to the vertical scanning circuit 4, the horizontal scanning circuit 3 takes in the start signal STA at the rising timing of the clock signal CLK and outputs the multiphase signal PH.
1 to PHM are output.

【0027】サンプル回路2は、映像信号VI1,VI
2を相信号PH1〜PHMのタイミングで順にサンプリ
ングし、輝度信号Vd1〜VdMを出力する。
The sample circuit 2 has the video signals VI1 and VI.
2 are sequentially sampled at the timing of the phase signals PH1 to PHM, and the luminance signals Vd1 to VdM are output.

【0028】輝度信号Vd1〜VdMは、マトリクス状
に配置された画素回路1に列毎に入力される。このと
き、走査信号Vg1〜VgNで選択された画素回路1の
MOSトランジスタだけがオン状態なので選択された行
の画素回路の保持容量1bに輝度信号Vd1〜VdMが
書き込まれ、ホールドされる。保持容量1bにホールド
した電圧は液晶に印加されるので、液晶ライトバルブは
映像信号VI1,VI2に応じた映像を表示できる。
The luminance signals Vd1 to VdM are input to the pixel circuits 1 arranged in a matrix for each column. At this time, since only the MOS transistors of the pixel circuit 1 selected by the scan signals Vg1 to VgN are in the ON state, the brightness signals Vd1 to VdM are written and held in the storage capacitors 1b of the pixel circuits in the selected row. Since the voltage held in the storage capacitor 1b is applied to the liquid crystal, the liquid crystal light valve can display an image according to the image signals VI1 and VI2.

【0029】ここで、保持容量1bの充電電流は、映像
信号VI1からサンプル回路のMOSスイッチ,第2の信
号線12,画素回路のMOSトランジスタ1a,保持容
量1b,第3の信号線13を通って基板給電端子VSS
に流れる。この時の充電時間を速くするには、上記充電
経路に於ける直列抵抗,インダクタンス,配線の寄生容
量を小さくすることが効果的である。
Here, the charging current of the storage capacitor 1b passes from the video signal VI1 through the MOS switch of the sample circuit, the second signal line 12, the MOS transistor 1a of the pixel circuit, the storage capacitor 1b, and the third signal line 13. Board power supply terminal VSS
Flow to. In order to shorten the charging time at this time, it is effective to reduce the series resistance, the inductance and the parasitic capacitance of the wiring in the charging path.

【0030】保持容量1bへの充電速度について詳細に
説明する。保持容量1bにホールドした電圧は、走査信
号と輝度信号によるクロストークノイズ、MOSトラン
ジスタのオフ電流、液晶の抵抗によるリーク電流などに
よって変化する。このため、ホールド時間が長くなると
表示した画像にフリッカが生じる。通常、このフリッカ
を防止するため、スタート信号FSTの周期は1/60
秒に設定される。このとき、サンプル回路2のサンプリ
ング時間Tsは、水平方向の画素数をM,垂直方向の画
素数をNとすると概略次式で示される。
The charging speed of the storage capacitor 1b will be described in detail. The voltage held in the storage capacitor 1b changes due to crosstalk noise due to the scanning signal and the luminance signal, the off current of the MOS transistor, the leak current due to the resistance of the liquid crystal, and the like. Therefore, if the hold time becomes long, flicker occurs in the displayed image. Normally, the cycle of the start signal FST is 1/60 to prevent this flicker.
Set to seconds. At this time, the sampling time Ts of the sampling circuit 2 is roughly represented by the following equation, where M is the number of pixels in the horizontal direction and N is the number of pixels in the vertical direction.

【0031】[0031]

【数1】 Ts=1/(M×N×60) …(数1) この式から、サンプリング時間は、従来の画素数の4万
画素では約400nsであるのに対し、投射型ディスプ
レイに要求される30万画素では約50nsと短くなる
ことが分かる。
## EQU00001 ## Ts = 1 / (M.times.N.times.60) (Equation 1) From this formula, the sampling time is about 400 ns for the conventional 40,000 pixels, but is required for the projection display. It can be seen that the required number of 300,000 pixels is as short as about 50 ns.

【0032】MOSトランジスタを用いた従来の液晶デ
ィスプレイでは、第3の信号線13を特別には設けてお
らず、シリコン基板または拡散層を電流経路として用い
る構造になっていた。しかし、この部分のシート抵抗は
拡散抵抗でも数百Ωとなり、投射型ディスプレイ用液晶
ライトバルブの画素回路のピッチを約60μmとする
と、基板給電線の抵抗は数100kΩ以上となる。この
ため、従来の基板給電線では高速の書き込みが不可能で
あった。一方、本発明では後述するように、この基板給
電線(第3の信号線)に金属配線層を用いて、基板給電線
の抵抗を数100Ωに低減している。
In the conventional liquid crystal display using the MOS transistor, the third signal line 13 is not specially provided and the silicon substrate or the diffusion layer is used as the current path. However, the sheet resistance of this portion is several hundreds Ω even if it is a diffusion resistance, and if the pitch of the pixel circuit of the liquid crystal light valve for projection type display is about 60 μm, the resistance of the substrate power supply line is several hundreds kΩ or more. Therefore, high-speed writing is not possible with the conventional substrate power supply line. On the other hand, in the present invention, as will be described later, a metal wiring layer is used for the substrate power supply line (third signal line) to reduce the resistance of the substrate power supply line to several hundred Ω.

【0033】つぎに、液晶ライトバルブを構成する走査
回路と、その動作について説明する。図3は、液晶ライ
トバルブの水平,垂直走査回路の構成を示すものであ
る。この回路は、Dタイプのフリップ・フロップFF,
インバータINV,レベル変換回路LSから構成されて
いる。これらの回路は、水平走査回路がM段,垂直走査
回路がN段あり、FFを直列に接続することでシフトレ
ジスタを構成している。レベル変換回路LSは、ソース
をVDDに接続した2個のPMOSトランジスタ(MP
1,MP2)とソースをVSSに接続した2個のNMO
Sトランジスタ(MN1,MN2)で構成し、フリップ
・フロップFFの出力はMP1のゲートに接続するとと
もに、インバータINVで逆相にしてMP2のゲートに
接続している。MN1とMN2のゲートは互いに接続す
るとともに、MN1とMP1のドレインにも接続する。
さらに、MN2とMP2のドレインを互いに接続し、こ
の点を走査回路の出力PH(PV)としている。この構
成によって、FFの出力が“H”(VDD)のとき、M
P1とMN2がオフ,MP2がオンとなり、出力PH
(PV)はVDDとなる。一方、FFの出力が“L”
(GND)のとき、MP1とMN2はオン,MP2はオ
フとなり、出力PH(PV)はVSSとなる。この様に
してレベル変換回路LSは0−VDDの信号をVSS−
VDDの信号に変換している。
Next, the scanning circuit constituting the liquid crystal light valve and its operation will be described. FIG. 3 shows the configuration of the horizontal and vertical scanning circuits of the liquid crystal light valve. This circuit is a D-type flip-flop FF,
It is composed of an inverter INV and a level conversion circuit LS. In these circuits, the horizontal scanning circuit has M stages and the vertical scanning circuit has N stages, and FFs are connected in series to configure a shift register. The level conversion circuit LS includes two PMOS transistors (MP whose source is connected to VDD).
1, MP2) and two NMOs with source connected to VSS
It is composed of S transistors (MN1, MN2), and the output of the flip-flop FF is connected to the gate of MP1 and is connected to the gate of MP2 in a reverse phase by the inverter INV. The gates of MN1 and MN2 are connected to each other and also to the drains of MN1 and MP1.
Further, the drains of MN2 and MP2 are connected to each other, and this point is used as the output PH (PV) of the scanning circuit. With this configuration, when the output of the FF is “H” (VDD), M
P1 and MN2 are off, MP2 is on, and output PH
(PV) becomes VDD. On the other hand, the output of FF is "L"
When (GND), MP1 and MN2 are on, MP2 is off, and the output PH (PV) is VSS. In this way, the level conversion circuit LS outputs the 0-VDD signal to the VSS-
Converted to VDD signal.

【0034】ここで、レベル変換回路LSはVDD(+
5V)−VSS(−15V)の電源で動作する高耐圧CM
OSトランジスタで構成され、FFとINVはVDD
(+5V)−0の電源で動作する低耐圧CMOSトラン
ジスタで構成されている。
Here, the level conversion circuit LS is VDD (+
5V) -VSS (-15V) power supply operating high voltage CM
Composed of OS transistors, FF and INV are VDD
It is composed of a low breakdown voltage CMOS transistor that operates with a (+ 5V) -0 power supply.

【0035】次に、本発明の液晶ライトバルブのデバイ
ス構造を詳細に説明する。
Next, the device structure of the liquid crystal light valve of the present invention will be described in detail.

【0036】図4は本発明の第1の実施例の断面図であ
る。液晶ライトバルブは単結晶シリコン板の一方の表面
に、エンハンスメント形のNMOSトランジスタで構成
されたMOSトランジスタ1a,MOS容量で構成され
た保持容量1b及び反射電極などから構成される画素回
路1を形成した第1の基板100と、ガラスなどの透明
な材料からなる対向基板301の一方の表面にITO
(Indium−tin−oxide)などの透明導電材料からなる対
向電極302を形成した第2の基板300との間に液晶
200を充填したものである。図1に示すサンプル回路
2,水平走査回路3,垂直走査回路4及びANDゲート
5も画素回路1と同じく第1の基板表面に形成される。
FIG. 4 is a sectional view of the first embodiment of the present invention. In the liquid crystal light valve, a pixel circuit 1 including a MOS transistor 1a composed of an enhancement type NMOS transistor, a storage capacitor 1b composed of a MOS capacitor, and a reflective electrode is formed on one surface of a single crystal silicon plate. ITO is formed on one surface of the first substrate 100 and the counter substrate 301 made of a transparent material such as glass.
The liquid crystal 200 is filled between the second substrate 300 and the counter electrode 302 formed of a transparent conductive material such as (Indium-tin-oxide). The sample circuit 2, the horizontal scanning circuit 3, the vertical scanning circuit 4, and the AND gate 5 shown in FIG. 1 are also formed on the surface of the first substrate as with the pixel circuit 1.

【0037】第1の基板100は、一方の表面側にMO
Sトランジスタ1aを構成するソース領域,ドレイン領
域及び保持容量1bの一方の電極となる領域を形成した
単結晶シリコン板111と、単結晶シリコン板111上
に選択的に形成されたポリシリコン層120と、ポリシ
リコン層120上に形成された第1の絶縁層130と、
第1の絶縁層130上に形成され第1の絶縁層130を
貫通して単結晶シリコン板111表面及びポリシリコン
層120にコンタクトする第1の金属層140と、第1
の金属層上に形成された第2の絶縁層150と、第2の
絶縁層上に形成された第2の金属層160から構成され
ている。第1の金属層140及び第2の金属層160は
例えばアルミニウムによって形成されている。
The first substrate 100 has MO on one surface side.
A single crystal silicon plate 111 in which a source region and a drain region which form the S transistor 1a and a region to be one electrode of the storage capacitor 1b are formed; and a polysilicon layer 120 selectively formed on the single crystal silicon plate 111. A first insulating layer 130 formed on the polysilicon layer 120,
A first metal layer 140 formed on the first insulating layer 130 and penetrating the first insulating layer 130 to contact the surface of the single crystal silicon plate 111 and the polysilicon layer 120;
The second insulating layer 150 is formed on the metal layer and the second metal layer 160 is formed on the second insulating layer. The first metal layer 140 and the second metal layer 160 are made of, for example, aluminum.

【0038】単結晶シリコン板111は、一対の表面を
有し、一方の表面に隣接するn型半導体層111と、他
方の表面とn型半導体層111とに隣接するp型半導体
層112と、他方の表面からp型半導体層112内に延
びるように形成された複数対のn+ 領域113と、n+
領域113から離れた箇所において他方の表面からp型
半導体層112内に延びるように形成された複数個のn
領域114とから構成されている。複数対のn+ 領域1
13はそれぞれMOSトランジスタ1aのソース領域・
ドレイン領域となるもので、図5に示すように各単位画
素となる箇所(一点鎖線で示す)に一対ずつ設けられて
いる。また、複数個のn領域114は保持容量1bの一
方の電極となるもので、各単位画素となる箇所に一個ず
つ設けられている。
The single crystal silicon plate 111 has a pair of surfaces, an n-type semiconductor layer 111 adjacent to one surface, a p-type semiconductor layer 112 adjacent to the other surface and the n-type semiconductor layer 111, A plurality of pairs of n + regions 113 formed so as to extend from the other surface into the p-type semiconductor layer 112;
A plurality of n's formed so as to extend from the other surface into the p-type semiconductor layer 112 at positions apart from the region 113.
And a region 114. Multiple pairs of n + regions 1
13 is the source region of the MOS transistor 1a.
As shown in FIG. 5, a pair of drain regions are provided at each unit pixel portion (shown by a chain line). The plurality of n regions 114 serve as one electrode of the storage capacitor 1b, and one n region 114 is provided at each unit pixel.

【0039】ポリシリコン層120は単結晶シリコン板
111の一方の表面上に酸化シリコン層115を介して
選択的に形成されている。具体的には、一対のn+ 領域
113間に露出するp型半導体層112上、n領域114
及びその近傍のp型半導体層112上に形成され、MO
Sトランジスタ1aのゲート電極や第1の信号線(走査
信号線)の一部を構成する部分123と、保持容量1b
の他方の電極となる部分124とを有している。保持容
量1bは、n領域114とポリシリコン層124及びこれ
らの間に介在された酸化シリコン層115によって構成
されている。
The polysilicon layer 120 is selectively formed on one surface of the single crystal silicon plate 111 via the silicon oxide layer 115. Specifically, a pair of n + regions
On the p-type semiconductor layer 112 exposed between 113, the n region 114
And on the p-type semiconductor layer 112 in the vicinity thereof and MO.
The gate electrode of the S-transistor 1a and a portion 123 forming a part of the first signal line (scanning signal line), and the storage capacitor 1b.
And a portion 124 which serves as the other electrode of the. The storage capacitor 1b is composed of the n region 114, the polysilicon layer 124, and the silicon oxide layer 115 interposed therebetween.

【0040】第1の絶縁層130上に形成された第1の
金属層140は、スリット144によって複数個に分割
され、MOSトランジスタ1aと保持容量1bとを接続
する配線141,第2の信号線142,第3の信号線1
43を構成している。配線141は第1の絶縁層130
に設けたコンタクトホール131を貫通して一対のn+
領域113の一方及びポリシリコン層124に、第2の
信号線142は第1の絶縁層130に設けたコンタクト
ホール131を貫通して一対のn+ 領域113の他方
に、それぞれコンタクトしている。また、第2の信号線
142は第1の絶縁層130に設けたコンタクトホール
131を貫通してp型半導体層112にもコンタクトし
ている。
The first metal layer 140 formed on the first insulating layer 130 is divided into a plurality of pieces by the slit 144, and the wiring 141 and the second signal line connecting the MOS transistor 1a and the storage capacitor 1b. 142, third signal line 1
43 is configured. The wiring 141 is the first insulating layer 130.
Through a contact hole 131 provided in
In one of the regions 113 and the polysilicon layer 124, the second signal line 142 penetrates through the contact hole 131 provided in the first insulating layer 130 and contacts the other of the pair of n + regions 113, respectively. Further, the second signal line 142 penetrates the contact hole 131 provided in the first insulating layer 130 and also contacts the p-type semiconductor layer 112.

【0041】第2の金属層160は反射電極となるもの
で、各単位画素と略同形状を有し、各画素毎にスリット
162によって分離された複数個の画素電極161を構
成している。図には記載していないが、画素電極161
は第2の絶縁層150に設けたスルーホール151を介
して配線141とコンタクトしている(図7参照)。従
って、MOSトランジスタのn+ 領域113の一方
(ソース領域)は、コンタクトホール131及びスルー
ホール151により配線141を介して画素電極161
に接続され(図7参照)、画素電極161に与える電圧
をMOSトランジスタ1aによってスイッチングする。
The second metal layer 160 serves as a reflective electrode, has a shape substantially similar to that of each unit pixel, and forms a plurality of pixel electrodes 161 separated by a slit 162 for each pixel. Although not shown in the figure, the pixel electrode 161
Is in contact with the wiring 141 through the through hole 151 provided in the second insulating layer 150 (see FIG. 7). Therefore, one of the n + regions 113 (source region) of the MOS transistor is connected to the pixel electrode 161 through the wiring 141 by the contact hole 131 and the through hole 151.
(See FIG. 7), the voltage applied to the pixel electrode 161 is switched by the MOS transistor 1a.

【0042】ここで、配線141と画素電極161は、
対向基板300の側から液晶ライトバルブに照射される
光に対するMOSトランジスタ1aの遮光と、画素電極
の表面の凹凸を低減するため、共にパターン同士の間隔
を最小にしてその面積が極力大きくなるようレイアウト
している。すなわち、第1の金属層140及び画素電極
161間のスリットの面積をできるだけ小さくし、これ
らスリットから入射する光量を少なくして遮光効果を向
上している。また、第1の金属層140に設けたスリッ
ト144の幅を小さくすることにより、その上に塗布な
どによって形成される第1の絶縁層表面の凹凸、更にそ
の上に形成される第2の金属層表面の凹凸を共に小さく
する、と共に反射電極となる画素電極161の表面の凹
凸を低減する。これにより、液晶ライトバルブに光源か
ら照射された光は画素電極161で乱反射されず、有効
に利用されてスクリーンに投射されるため、明るい画像
を形成することができる。
Here, the wiring 141 and the pixel electrode 161 are
In order to shield the MOS transistor 1a from the light radiated to the liquid crystal light valve from the counter substrate 300 side and to reduce the unevenness of the surface of the pixel electrode, both are laid out so that the distance between the patterns is minimized and the area thereof is maximized. is doing. That is, the area of the slit between the first metal layer 140 and the pixel electrode 161 is made as small as possible, and the amount of light incident from these slits is reduced to improve the light shielding effect. Further, by reducing the width of the slit 144 provided in the first metal layer 140, the unevenness of the surface of the first insulating layer formed by coating or the like on the first metal layer 140, and the second metal formed thereon Both the unevenness of the layer surface is reduced, and the unevenness of the surface of the pixel electrode 161 serving as the reflective electrode is reduced. Accordingly, the light emitted from the light source to the liquid crystal light valve is not diffusely reflected by the pixel electrode 161, and is effectively used and projected on the screen, so that a bright image can be formed.

【0043】図中には一画素の領域が示されている。本
実施例では、2μmの高耐圧プロセスを用い、各画素の
大きさを水平方向,垂直方向ともにそれぞれ64μmと
している。
An area of one pixel is shown in the drawing. In this embodiment, a high withstand voltage process of 2 μm is used, and the size of each pixel is set to 64 μm in both the horizontal and vertical directions.

【0044】図5及び図6は、第1の基板100に形成
された各種パターンの平面構造を示す。図5は、シリコ
ン基板110の表面に形成したMOSトランジスタの拡
散層113,保持容量の拡散層114などの拡散層、及
びその上に形成したポリシリコン層120の平面パター
ンを示す。また、図6は図5のパターンの上に第1の絶
縁層130及び第2の絶縁層150を介して形成された
第1の金属層140及び第2の金属層160の平面パタ
ーン、各金属層を電気的に接続するために第1の絶縁層
130及び第2の絶縁層150に形成されたコンタクト
ホール(CONT)131,スルーホール(TC)151の
レイアウトパターンを示す。コンタクトホール131は
拡散層又はポリシリコン層と第1の金属層を、またスル
ーホール151は第1の金属層と第2の金属層をそれぞ
れ接続する。前述の図4は、図5に示すIV−IV線に沿っ
た断面を示す。
5 and 6 show planar structures of various patterns formed on the first substrate 100. FIG. 5 shows a plane pattern of a diffusion layer 113 of a MOS transistor formed on the surface of a silicon substrate 110, a diffusion layer such as a diffusion layer 114 of a storage capacitor, and a polysilicon layer 120 formed thereon. In addition, FIG. 6 shows a plane pattern of the first metal layer 140 and the second metal layer 160 formed on the pattern of FIG. 5 via the first insulating layer 130 and the second insulating layer 150, and each metal. A layout pattern of a contact hole (CONT) 131 and a through hole (TC) 151 formed in the first insulating layer 130 and the second insulating layer 150 for electrically connecting the layers is shown. The contact hole 131 connects the diffusion layer or the polysilicon layer to the first metal layer, and the through hole 151 connects the first metal layer to the second metal layer. FIG. 4 described above shows a cross section taken along line IV-IV shown in FIG.

【0045】第1の金属層で形成される配線141,第
2の信号線142,第3の信号線143はスリット14
4によって、また、第2の金属層で形成される複数の画
素電極(反射電極)161は同層に形成されたスリット
162によって互いに分離されている。
The wiring 141 formed of the first metal layer, the second signal line 142, and the third signal line 143 are slits 14.
4 and a plurality of pixel electrodes (reflection electrodes) 161 formed of the second metal layer are separated from each other by slits 162 formed in the same layer.

【0046】第1の信号線は、MOSトランジスタのポ
リシリコン層123を、第1の金属層で形成される第1
の信号線の金属層部145で互いに接続して形成され
る。両者の接続は、第1の絶縁膜に形成されたコンタク
トホール131を通じてなされる。
The first signal line is formed by using the polysilicon layer 123 of the MOS transistor as a first metal layer.
The signal line is formed by being connected to each other at the metal layer portion 145. The connection between the two is made through a contact hole 131 formed in the first insulating film.

【0047】本発明の液晶ライトバルブは、対向基板3
00側から照射される強力な光を画素電極161で反射
する反射型であり、この反射光の強さを液晶200の状
態で制御している。例えば、液晶200にポリマー分散
型液晶を使用すると、画素電極161の電圧によって、
液晶200は散乱状態から透明状態に変化する。このた
め、各画素の反射率は、液晶200が透明状態のときに
高く、散乱状態のときに低くなる。本ライトバルブは、
この液晶の状態を画素電極161の電圧で制御すること
で映像を表示している。
The liquid crystal light valve of the present invention comprises the counter substrate 3
It is a reflection type in which strong light emitted from the 00 side is reflected by the pixel electrode 161, and the intensity of this reflected light is controlled by the state of the liquid crystal 200. For example, when a polymer dispersion type liquid crystal is used for the liquid crystal 200, the voltage of the pixel electrode 161 causes
The liquid crystal 200 changes from the scattering state to the transparent state. Therefore, the reflectance of each pixel is high when the liquid crystal 200 is in the transparent state and low when the liquid crystal 200 is in the scattering state. This light valve is
An image is displayed by controlling the state of this liquid crystal by the voltage of the pixel electrode 161.

【0048】次に、照射光に対する遮光について説明す
る。半導体のpn接合部に光が照射されると、光電流が
発生する。この光電流が問題となるのは、MOSトラン
ジスタの拡散層113のソース電極部である。このソー
ス電極部に光電流が流れると、保持容量1bに書き込ん
だ電圧が変化し、所定の表示画像が得られなくなる。こ
のため、MOSトランジスタ1aの拡散層113への光
を第1の金属層140と第2の金属層160で遮光して
いる。特に、図4及び図6に示すように、画素電極16
1の電極間スリット162を通過する光は、第3の信号
線143の配線幅を電極間スペースより十分広くとり、
これを電極間スペースの直下に配置することで遮光して
いる。
Next, the shielding of the irradiation light will be described. When the pn junction of the semiconductor is irradiated with light, photocurrent is generated. This photocurrent becomes a problem in the source electrode portion of the diffusion layer 113 of the MOS transistor. When a photocurrent flows through the source electrode portion, the voltage written in the storage capacitor 1b changes and it becomes impossible to obtain a predetermined display image. Therefore, the light to the diffusion layer 113 of the MOS transistor 1a is blocked by the first metal layer 140 and the second metal layer 160. In particular, as shown in FIG. 4 and FIG.
The light passing through the first inter-electrode slit 162 takes the wiring width of the third signal line 143 sufficiently wider than the inter-electrode space,
This is placed immediately below the inter-electrode space to block light.

【0049】図7は図5,図6におけるVII−VII断面構
造で、MOSトランジスタ1aのソース電極部を垂直方
向に見たものである。画素電極161の電極間スリット
162を通過する光は、画素電極161と対応した配線1
41をスリット162の下まではみ出させるように配置
することで遮光している。
FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIGS. 5 and 6, showing the source electrode portion of the MOS transistor 1a in the vertical direction. Inter-electrode slit of the pixel electrode 161
The light passing through 162 passes through the wiring 1 corresponding to the pixel electrode 161.
The light is blocked by arranging 41 so as to extend below the slit 162.

【0050】図8は図5,図6におけるVIII−VIII断面
構造であり、第1の金属層140のスリット部を示す。
この領域には上述の第1の金属層140及び第2の金属
層160によっても遮光されず、第1の金属層に形成さ
れたスリット144と第2の金属層に形成されたスリッ
ト162を通過してシリコン基板110の表面に直接光
が照射される部分が含まれている。この直接光は、配線
141,第2の信号線142,第3の信号線143の各
パターン間のスリットを通り、その下のn+層116に
照射される。保持容量の拡散層114と第3の信号線1
43との接続は、オーミックコンタクトを確保するため
n+ 層116を介して行われる。照射光はn+ 層116
とp型のウェル層112のpn接合部で光電流に変換さ
れる。上述のように、このp型のウェル層112とn+
層116は共に第3の信号線(基板給電線)143に接
続され、最下位電圧(VSS)に給電されているので、
pn接合部で発生した光電流は、p型ウェル層を通じて
第3の信号線を流れ消費される。この結果、光電流は、
MOSトランジスタの拡散層113、特にソース領域に
は流れないので、保持容量1bに書き込んだ電圧を安定
にホールドでき、投射ディスプレイのように強力な光が
照射されても、画質の劣化がない。
FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIGS. 5 and 6, and shows the slit portion of the first metal layer 140.
This region is not shielded by the first metal layer 140 and the second metal layer 160 described above, and passes through the slit 144 formed in the first metal layer and the slit 162 formed in the second metal layer. Then, the surface of the silicon substrate 110 includes a portion which is directly irradiated with light. The direct light passes through the slits between the patterns of the wiring 141, the second signal line 142, and the third signal line 143, and irradiates the n + layer 116 thereunder. Diffusion layer 114 of storage capacitor and third signal line 1
The connection with 43 is made via the n + layer 116 to ensure ohmic contact. Irradiation light is n + layer 116
Is converted into photocurrent at the pn junction of the p-type well layer 112. As described above, this p-type well layer 112 and n +
Since both layers 116 are connected to the third signal line (substrate power supply line) 143 and are supplied with the lowest voltage (VSS),
The photocurrent generated at the pn junction flows through the third signal line through the p-type well layer and is consumed. As a result, the photocurrent becomes
Since it does not flow into the diffusion layer 113 of the MOS transistor, particularly the source region, the voltage written in the storage capacitor 1b can be stably held, and the image quality is not deteriorated even when irradiated with strong light as in a projection display.

【0051】また、第1の絶縁層130と第2の絶縁層
150のうち少なくとも1層に光吸収性の絶縁層を用い
ることでも光電流を低減できる。この光吸収性の絶縁層
には、着色したポリイミドなどが使用できる。さらに、
第1の金属層であるアルミニウム層の表面や裏面、又は
第2の金属層であるアルミニウム層の裏面に黒色材料か
らなる層を設け、各配線層と同一形状にパターン化する
ことでも光電流を低減できる。この黒色材料には、酸化
クロム,タンタルオキサイド等が使用できる。次に、保
持容量1bへの充電速度について説明する。上述のよう
に、第2の信号線142はMOSトランジスタの拡散層
113のドレイン領域に、また第3の信号線143は保
持容量の拡散層114及びp型ウェル層112にそれぞ
れコンタクトホール131を介して接続されている。こ
のような素子構造により、保持容量1bに充電するとき
の電流経路は第2の信号線142→MOSトランジスタ
1a→保持容量1b→第3の信号線143となる。第2
の信号線142と第3の信号線143は、互いに平行に
なるように配置されている。従って、第2の信号線と第
3の信号線を流れる電流は互いに逆向きになるため、両
配線が外部に形成する磁界は互いに打ち消しあい、配線
のインダクタンスが小さくなる。また、第2の信号線と
第3の信号線に金属配線層を用いたことで配線抵抗が低
減される。以上のような構成により、充電時における配
線部のインピーダンスが小さくなり、保持容量への映像
信号の書き込みを高速にできる。
The photocurrent can also be reduced by using a light absorbing insulating layer for at least one of the first insulating layer 130 and the second insulating layer 150. Colored polyimide or the like can be used for the light absorbing insulating layer. further,
By providing a layer made of a black material on the front surface and the back surface of the aluminum layer which is the first metal layer, or on the back surface of the aluminum layer which is the second metal layer, and patterning the same shape as each wiring layer, the photocurrent can be generated. It can be reduced. For this black material, chromium oxide, tantalum oxide, etc. can be used. Next, the charging speed of the storage capacitor 1b will be described. As described above, the second signal line 142 is connected to the drain region of the diffusion layer 113 of the MOS transistor, and the third signal line 143 is connected to the diffusion layer 114 of the storage capacitor and the p-type well layer 112 via the contact holes 131, respectively. Connected. With such an element structure, the current path for charging the storage capacitor 1b is the second signal line 142 → MOS transistor 1a → storage capacitor 1b → third signal line 143. Second
The signal line 142 and the third signal line 143 are arranged so as to be parallel to each other. Therefore, the currents flowing through the second signal line and the third signal line are in opposite directions to each other, so that the magnetic fields formed on the outside by the two wires cancel each other out, and the inductance of the wires becomes small. Further, the wiring resistance is reduced by using the metal wiring layer for the second signal line and the third signal line. With the above configuration, the impedance of the wiring portion during charging is reduced, and the video signal can be written into the storage capacitor at high speed.

【0052】次に、図9,図10を用いて本発明の液晶
ライトバルブの他の実施例を説明する。図4〜図8に示
した実施例と異なるのは、金属層を3層構造にして、配
線141と反射電極となる画素電極の間に別の遮光層を
設けている点である。ただし、図5に示す画素回路の拡
散層とポリシリコン層のパターンは前の実施例と同じで
ある。
Next, another embodiment of the liquid crystal light valve of the present invention will be described with reference to FIGS. The difference from the embodiments shown in FIGS. 4 to 8 is that the metal layer has a three-layer structure and another light-shielding layer is provided between the wiring 141 and the pixel electrode serving as the reflective electrode. However, the pattern of the diffusion layer and the polysilicon layer of the pixel circuit shown in FIG. 5 is the same as that of the previous embodiment.

【0053】図9は本実施例の液晶ライトバルブの断面
図である。本実施例では、第2の信号線142,第3の
信号線143,配線141を形成した第1の金属層14
0の上に第1の絶縁層150を介して遮光層163及び
中間電極164を形成した第2の金属層を設け、さらに
その上に第2の絶縁層170を介して画素電極(反射電
極)181を設けている。遮光層163と中間電極16
4はスリット162で、また画素電極同士はスリット1
82で互いに隔てられている。MOSトランジスタの拡
散層113のソース領域はスルーホール131によって
配線141と、配線141はスルーホール151によっ
て中間電極164と、そして中間電極164はスルーホ
ール171によって画素電極181とそれぞれ接続され
る。画素電極に与えられる電圧は、MOSトランジスタ
1aによってスイッチングされる。
FIG. 9 is a sectional view of the liquid crystal light valve of this embodiment. In this embodiment, the first metal layer 14 on which the second signal line 142, the third signal line 143, and the wiring 141 are formed.
0 is provided with a second metal layer on which a light shielding layer 163 and an intermediate electrode 164 are formed via a first insulating layer 150, and a pixel electrode (reflection electrode) on the second metal layer via a second insulating layer 170. 181 is provided. Light-shielding layer 163 and intermediate electrode 16
4 is a slit 162, and the pixel electrodes are slits 1
Separated from each other by 82. The source region of the diffusion layer 113 of the MOS transistor is connected to the wiring 141 by the through hole 131, the wiring 141 is connected to the intermediate electrode 164 by the through hole 151, and the intermediate electrode 164 is connected to the pixel electrode 181 by the through hole 171. The voltage applied to the pixel electrode is switched by the MOS transistor 1a.

【0054】図10は第1の金属層140,第2の金属
層160及び第3の金属層180における各パターンの
平面構造を示す。図9は図10におけるIX−IX断面図で
ある。
FIG. 10 shows a planar structure of each pattern in the first metal layer 140, the second metal layer 160 and the third metal layer 180. 9 is a sectional view taken along line IX-IX in FIG.

【0055】図9,図10から分かるように、最上層の
第3の金属層180で形成された画素電極181の電極
間スリット182から入射する光は第2の金属層160
で形成された遮光層163で完全に遮断される。すなわ
ち、対向基板300側から見た場合、第3の金属層18
0に形成されたスリット182及び第2の金属層160に
形成されたスリット162は互いにオーバーラップする
ことなくずれて配置されているので、第2の基板300
側から入射した光は第3の金属層または第2の金属層の
いずれかで反射されてシリコン基板110には到達しな
い。
As can be seen from FIGS. 9 and 10, the light incident from the inter-electrode slit 182 of the pixel electrode 181 formed of the uppermost third metal layer 180 is incident on the second metal layer 160.
It is completely shielded by the light shielding layer 163 formed in. That is, when viewed from the counter substrate 300 side, the third metal layer 18
Since the slits 182 formed in 0 and the slits 162 formed in the second metal layer 160 are arranged so as not to overlap each other, they are arranged so that the second substrate 300
Light incident from the side is reflected by either the third metal layer or the second metal layer and does not reach the silicon substrate 110.

【0056】以上のように、本実施例では第2の基板側
から入射する光を第1の基板の上層に設けた第2の金属
層及び第3の金属層で遮断した。入射光がシリコン基板
に達するのを防止するには、第1の金属層,第2の金属
層及び第3の金属層のそれぞれに形成されるスリット部
が互いにオーバーラップすることがないようずらせて配
置すればよい。
As described above, in this embodiment, the light incident from the second substrate side is blocked by the second metal layer and the third metal layer provided on the upper layer of the first substrate. In order to prevent the incident light from reaching the silicon substrate, the slits formed in each of the first metal layer, the second metal layer and the third metal layer should be displaced so as not to overlap each other. Just place it.

【0057】また、図9,図10の構成において、第1
の絶縁層130,第2の絶縁層150,第3の絶縁層17
0のうち少なくとも1層に光吸収性の絶縁層を用いるこ
とでも光電流を低減できる。この光吸収性の絶縁層に
は、着色したポリイミドなどが使用できる。さらに、第
1の金属層140,第2の金属層160,第3の金属層
180の少なくとも1層の裏面又は表面に黒色材料の層
を設け、各金属層と同一の形状にパターン化することで
も光電流を低減できる。この黒色の材料には、酸化クロ
ム,タンタルオキサイド等が使用できる。
In addition, in the configuration of FIG. 9 and FIG.
Insulating layer 130, second insulating layer 150, third insulating layer 17
The photocurrent can also be reduced by using a light-absorbing insulating layer for at least one layer out of 0. Colored polyimide or the like can be used for the light absorbing insulating layer. Furthermore, a layer of a black material is provided on the back surface or front surface of at least one of the first metal layer 140, the second metal layer 160, and the third metal layer 180, and patterned into the same shape as each metal layer. However, the photocurrent can be reduced. For this black material, chromium oxide, tantalum oxide, etc. can be used.

【0058】次に、本発明の液晶ライトバルブの実装に
ついて説明する。図11と図12はセラミック基板上に
実装した液晶ライトバルブの平面構造と断面構造の一例
を示している。
Next, the mounting of the liquid crystal light valve of the present invention will be described. 11 and 12 show an example of a planar structure and a sectional structure of a liquid crystal light valve mounted on a ceramic substrate.

【0059】前述の単結晶シリコン基板の表面に画素回
路,水平走査回路,垂直走査回路などを形成した第1の
基板100は、回路部を上にして導電性ペーストでセラ
ミック基板500に接着される。第1の基板100と、
これと対向して設けた第2の基板300との間には液晶
200を挾持する。液晶200はその周辺部に設けたシ
ール材510によってシールされ、外界の湿度などから
保護される。
The first substrate 100 in which the pixel circuit, horizontal scanning circuit, vertical scanning circuit, etc. are formed on the surface of the above-mentioned single crystal silicon substrate is adhered to the ceramic substrate 500 by a conductive paste with the circuit portion facing upward. . A first substrate 100,
The liquid crystal 200 is sandwiched between the second substrate 300 and the second substrate 300 which is provided opposite to the liquid crystal 200. The liquid crystal 200 is sealed by a sealing material 510 provided on the periphery of the liquid crystal 200, and is protected from humidity in the outside world.

【0060】第1の基板の周辺部に設けた信号端子は、
ワイヤボンデングでセラミック基板上に形成した配線パ
ターンと接続される。また、第2の基板300の表面に
設けた対向電極302とセラミック基板上の配線パター
ンとの接続には導電性ペースト530を用いている。第
1の基板上のワイヤボンデング位置は、図11に示すよ
うに同基板の上辺部と左辺部とし、第2の基板表面の対
向電極とのコンタクト位置は右辺部としている。ワイヤ
ボンデング位置を2辺以下にすることで各基板とワイヤ
ボンデング部の距離を小さくできる。
The signal terminals provided on the peripheral portion of the first substrate are
It is connected to the wiring pattern formed on the ceramic substrate by wire bonding. A conductive paste 530 is used to connect the counter electrode 302 provided on the surface of the second substrate 300 and the wiring pattern on the ceramic substrate. The wire bonding positions on the first substrate are the upper side and the left side of the same substrate as shown in FIG. 11, and the contact position with the counter electrode on the surface of the second substrate is the right side. The distance between each substrate and the wire bonding portion can be reduced by setting the wire bonding position on two sides or less.

【0061】フレキシブルプリント基板550は半田5
40によってセラミック基板500の配線パターンと接
続され、液晶ライトバルブの制御信号を供給する。
The flexible printed board 550 is the solder 5
It is connected to the wiring pattern of the ceramic substrate 500 by 40 and supplies a control signal for the liquid crystal light valve.

【0062】図13は本発明の液晶ライトバルブを適用
した投射型ディスプレイの構成を示す。本投射型ディス
プレイは、光源700,第1のレンズ710,ミラー7
20,第2のレンズ730,液晶ライトバルブ740,
投射レンズ750,スクリーン760で構成される。光
源700からの光は第1のレンズ710でミラー720の
位置に集光される。この光は第1のレンズ730で平行
光とされ、液晶ライトバルブ740に照射される。液晶
ライトバルブでは照射された光の反射状態を各液晶画素
に印加する電圧によって制御し、液晶ライトバルブから
の反射光を第1のレンズ730と投射レンズ750を介
して、スクリーン760に拡大投影して画像を形成す
る。
FIG. 13 shows the structure of a projection type display to which the liquid crystal light valve of the present invention is applied. This projection display includes a light source 700, a first lens 710, and a mirror 7.
20, second lens 730, liquid crystal light valve 740,
It is composed of a projection lens 750 and a screen 760. The light from the light source 700 is condensed by the first lens 710 at the position of the mirror 720. This light is collimated by the first lens 730 and is applied to the liquid crystal light valve 740. In the liquid crystal light valve, the reflection state of the irradiated light is controlled by the voltage applied to each liquid crystal pixel, and the reflected light from the liquid crystal light valve is enlarged and projected onto the screen 760 via the first lens 730 and the projection lens 750. To form an image.

【0063】また、光源からの光束を光の3原色の3つ
の光束に分解し、それぞれの光束に対して液晶ライトバ
ルブを設け、3つの液晶ライトバルブからの反射光を再
び合成、拡大投射することによりカラー表示の投射型デ
ィスプレイを得ることができる。光の3原色への分解、
3つの液晶ライトバルブからの反射光の合成は、例えば
ダイクロイックミラーを用いて同時に行うことができ
る。
Further, the luminous flux from the light source is decomposed into three luminous fluxes of the three primary colors of light, liquid crystal light valves are provided for the respective luminous fluxes, and the reflected light from the three liquid crystal light valves is synthesized again and enlarged and projected. As a result, a color display projection display can be obtained. Decomposition of light into three primary colors,
The reflected light from the three liquid crystal light valves can be combined at the same time using, for example, a dichroic mirror.

【0064】以上、単結晶シリコン基板を用いた液晶ラ
イトバルブ、及びこれを用いた投射型ディスプレイにつ
いて説明したが、本発明は単結晶シリコン基板のかわり
に絶縁基板上に半導体層を形成した基板や化合物半導体
基板を用いても可能であることは言うまでもない。
Although the liquid crystal light valve using the single crystal silicon substrate and the projection type display using the same have been described above, the present invention is directed to a substrate in which a semiconductor layer is formed on an insulating substrate instead of the single crystal silicon substrate. It goes without saying that it is possible to use a compound semiconductor substrate.

【0065】[0065]

【発明の効果】本発明によれば、MOSトランジスタな
ど能動素子を形成したシリコンなどの半導体基板を用い
た液晶ライトバルブ及びそれを用いた投射型ディスプレ
イにおいて、画素回路部の半導体表面を金属配線層によ
る信号線や画素電極など複数の遮光層で遮光し、さらに
金属配線層による信号線や画素電極などで遮光できない
光は基準電位に接続した半導体基板の拡散層に照射され
るように配置したので、画素回路部の能動素子に流れる
光電流を大幅に低減できる。さらに、各画素に映像信号
を供給する信号線と基板給電線に金属配線を用い、これ
らを互いに平行に配置したので、信号線のインピーダン
スを低減でき画素への信号の書き込みを高速にできる。
これらの結果、光輝度で、高精細な投射型ディスプレイ
に適用可能な液晶ライトバルブ、及びこれを用いた投射
型ディスプレイが実現できる。
According to the present invention, in a liquid crystal light valve using a semiconductor substrate of silicon or the like on which an active element such as a MOS transistor is formed and a projection type display using the same, the semiconductor surface of the pixel circuit portion has a metal wiring layer. Since light is blocked by a plurality of light-shielding layers such as signal lines and pixel electrodes, and light that cannot be blocked by signal lines and pixel electrodes by a metal wiring layer is radiated to the diffusion layer of the semiconductor substrate connected to the reference potential, The photocurrent flowing through the active element of the pixel circuit section can be greatly reduced. Further, since the signal line for supplying the video signal to each pixel and the substrate power supply line are made of metal wiring and are arranged in parallel with each other, the impedance of the signal line can be reduced and the signal can be written into the pixel at high speed.
As a result, it is possible to realize a liquid crystal light valve applicable to a high-definition projection display with light brightness, and a projection display using the same.

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

【図1】液晶ライトバルブの回路構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a liquid crystal light valve.

【図2】液晶ライトバルブの動作を示すタイミングチャ
ートである。
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of a liquid crystal light valve.

【図3】液晶ライトバルブを構成する走査回路の詳細回
路を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a detailed circuit of a scanning circuit which constitutes a liquid crystal light valve.

【図4】本発明の液晶ライトバルブの一実施例における
断面図(図5,図6のIV−IV断面図)である。
FIG. 4 is a cross-sectional view (IV-IV cross-sectional view of FIGS. 5 and 6) in an embodiment of the liquid crystal light valve of the present invention.

【図5】本発明の液晶ライトバルブの一実施例における
画素回路の拡散層及びポリシリコン層のレイアウト図で
ある。
FIG. 5 is a layout diagram of a diffusion layer and a polysilicon layer of a pixel circuit in one embodiment of the liquid crystal light valve of the present invention.

【図6】本発明の液晶ライトバルブの一実施例における
画素回路の第1の金属層,第2の金属層のレイアウト図
である。
FIG. 6 is a layout diagram of a first metal layer and a second metal layer of a pixel circuit in one embodiment of the liquid crystal light valve of the present invention.

【図7】図5,図6のVII−VII断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII of FIGS.

【図8】図5,図6のVIII−VIII断面図である。FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII of FIGS. 5 and 6.

【図9】本発明の液晶ライトバルブの他の実施例におけ
る断面図(図10のIX−IX断面図)である。
9 is a sectional view (IX-IX sectional view of FIG. 10) in another embodiment of the liquid crystal light valve of the present invention.

【図10】本発明の液晶ライトバルブの他の実施例にお
ける画素回路の第1の金属層,第2の金属層及び第3の
金属層のレイアウト図である。
FIG. 10 is a layout diagram of a first metal layer, a second metal layer and a third metal layer of a pixel circuit in another embodiment of the liquid crystal light valve of the present invention.

【図11】セラミック基板上に実装した液晶ライトバル
ブの平面構造を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a planar structure of a liquid crystal light valve mounted on a ceramic substrate.

【図12】セラミック基板上に実装した液晶ライトバル
ブの断面構造を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a cross-sectional structure of a liquid crystal light valve mounted on a ceramic substrate.

【図13】液晶ライトバルブを適用した投射型ディスプ
レイの構成を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a projection type display to which a liquid crystal light valve is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…画素回路、1a…MOSトランジスタ、1b…保持
容量、1c…液晶容量、2…サンプル回路、3…水平走
査回路、4…垂直走査回路、5…ANDゲート、6,7
…遮光層、100…第1の基板、110…シリコン基
板、120…ポリシリコン層、130…第1の絶縁層、
140…第1の金属層、150…第2の絶縁層、160
…第2の金属層、170…第3の絶縁層、180…第3
の金属層、200…液晶、300…第2の基板。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pixel circuit, 1a ... MOS transistor, 1b ... Holding capacity, 1c ... Liquid crystal capacity, 2 ... Sample circuit, 3 ... Horizontal scanning circuit, 4 ... Vertical scanning circuit, 5 ... AND gate, 6, 7
... Light-shielding layer, 100 ... First substrate, 110 ... Silicon substrate, 120 ... Polysilicon layer, 130 ... First insulating layer,
140 ... First metal layer, 150 ... Second insulating layer, 160
... second metal layer, 170 ... third insulating layer, 180 ... third
Metal layer, 200 ... Liquid crystal, 300 ... Second substrate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星野 稔 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 森 祐二 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 小村 真一 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 長江 慶治 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 永田 徹也 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 有本 昭 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 早坂 昭夫 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者 勝山 一郎 茨城県日立市大みか町五丁目2番1号 日 立プロセスコンピュータエンジニアリング 株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Minor Hoshino Minoru Hoshino 7-1-1 Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitachi Ltd. Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Yuji Mori 1-chome, Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki No. 1 Hitachi Ltd., Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Shinichi Omura 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Ltd. (72) Inventor Keiji Nagae Omi Mika, Hitachi City, Ibaraki Prefecture 7-1-1, Machi, Hitachi, Ltd. Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Tetsuya Nagata 7-1, 1-1, Omika-cho, Hitachi, Hitachi, Ibaraki (72) In-house Hitachi Research Laboratory, Hitachi (72) Inventor, Akira Arimoto 7-1 1-1 Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitachi Ltd. Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Akio Hayasaka 330 Hayano, Mobara-shi, Chiba Address 0 Electronic Device Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Ichiro Katsuyama 5-2-1 Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitachi Process Computer Engineering Co., Ltd.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一方の表面にマトリクス状に形成された複
数個のスイッチング素子領域を有する半導体基板と、 前記半導体基板の一方の表面上に絶縁層を介して形成さ
れ、第1のスリットで複数個に分割された第1の金属層
と、 前記第1の金属層上に絶縁層を介して形成され、第2の
スリットで複数個に分割された第2の金属層と、 前記第2の金属層上に絶縁層を介して形成され、第3の
スリットで複数個に分割された第3の金属層と、 一方の表面に対向電極を有し、前記対向電極側が前記第
3の金属層に間隙を有して対向する対向基板と、 前記対向電極と第3の金属層との間の間隙に充填された
液晶とからなり、 前記第1のスリット,第2のスリット及び第3のスリッ
トは前記対向基板側から入射した光が半導体基板に達す
るのを防止するために半導体基板の一方の表面と平行な
方向に互いにずれて配置されている液晶ライトバルブ。
1. A semiconductor substrate having a plurality of switching element regions formed in a matrix on one surface, and an insulating layer formed on one surface of the semiconductor substrate with a plurality of first slits. A first metal layer divided into individual pieces; a second metal layer formed on the first metal layer via an insulating layer and divided into a plurality of pieces by a second slit; A third metal layer formed on the metal layer via an insulating layer and divided into a plurality of slits by a third slit; and a counter electrode on one surface, the counter electrode side being the third metal layer. And a liquid crystal filled in the gap between the counter electrode and the third metal layer, the first slit, the second slit, and the third slit. Prevents the light incident from the counter substrate side from reaching the semiconductor substrate. Liquid crystal light valves are disposed offset from one another in a direction parallel to the one surface of the semiconductor substrate in order.
【請求項2】一方の表面にマトリクス状に形成された複
数個のスイッチング素子領域を有する半導体基板と、 前記半導体基板の一方の表面上に絶縁層を介して形成さ
れ、第1のスリットで複数個に分割された第1の金属層
と、 前記第1の金属層上に絶縁層を介して形成され、第2の
スリットで複数個に分割された第2の金属層と、 一方の表面に対向電極を有し、前記対向電極側が前記第
2の金属層に間隙を有して対向する対向基板と、 前記対向電極と第2の金属層との間の間隙に充填された
液晶とからなり、 前記対向基板側から第1のスリット及び第2のスリット
を通して入射した光が半導体基板に達する場所に基準電
位に接続した半導体領域を設けた液晶ライトバルブ。
2. A semiconductor substrate having a plurality of switching element regions formed in a matrix on one surface, and an insulating layer formed on one surface of the semiconductor substrate with a plurality of first slits. A first metal layer divided into individual pieces, a second metal layer formed on the first metal layer via an insulating layer and divided into a plurality of pieces by a second slit, and on one surface The counter substrate includes a counter electrode, the counter electrode side faces the second metal layer with a gap, and a liquid crystal filled in a gap between the counter electrode and the second metal layer. A liquid crystal light valve having a semiconductor region connected to a reference potential at a position where light incident from the counter substrate side through the first slit and the second slit reaches the semiconductor substrate.
【請求項3】特許請求の範囲第1項または第2項におい
て、前記半導体基板の一方の表面に前記スイッチング素
子領域の各々に対応して容量素子領域を設け、前記スイ
ッチング素子領域の基板電位領域および前記容量素子領
域に基板電位を供給する基板給電線を前記金属層のいず
れかで形成した液晶ライトバルブ。
3. The capacitor element region according to claim 1 or 2, wherein a capacitance element region is provided on one surface of the semiconductor substrate so as to correspond to each of the switching element regions, and a substrate potential region of the switching element region is provided. And a liquid crystal light valve in which a substrate power supply line for supplying a substrate potential to the capacitive element region is formed of any of the metal layers.
【請求項4】特許請求の範囲第3項において、前記スイ
ッチング素子領域の映像信号入力端子部に映像信号を供
給する映像信号線を前記金属層のいずれかで形成し、前
記基板給電線と映像信号線を互いに平行に配置した液晶
ライトバルブ。
4. The video signal line according to claim 3, wherein a video signal line for supplying a video signal to a video signal input terminal portion of the switching element region is formed of any one of the metal layers, and the substrate power supply line and the video signal line are formed. Liquid crystal light valve with signal lines arranged in parallel with each other.
【請求項5】特許請求の範囲第3項において、前記スイ
ッチング素子領域にMOSトランジスタ、前記容量素子
領域にMOS容量を形成した液晶ライトバルブ。
5. A liquid crystal light valve according to claim 3, wherein a MOS transistor is formed in the switching element region and a MOS capacitor is formed in the capacitance element region.
【請求項6】特許請求の範囲第1項または第2項におい
て、前記第1の金属層,第2の金属層または第3の金属
層の少なくとも一方の面に黒色層を設けた液晶ライトバ
ルブ。
6. A liquid crystal light valve according to claim 1, wherein a black layer is provided on at least one surface of the first metal layer, the second metal layer or the third metal layer. .
【請求項7】特許請求の範囲第2項において、前記対向
基板側から第1のスリット及び第2のスリットを通して
入射した光が半導体基板に達する場所にN型領域及びこ
れと接するP型領域を設け、前記N型領域とP型領域を
共に基準電位に接続した液晶ライトバルブ。
7. The N-type region and the P-type region in contact therewith at the location where the light incident from the counter substrate side through the first slit and the second slit reaches the semiconductor substrate according to claim 2. A liquid crystal light valve provided, wherein both the N-type region and the P-type region are connected to a reference potential.
【請求項8】特許請求の範囲第1項または第2項におい
て、前記半導体基板の一方の表面に前記複数個のスイッ
チング素子領域に信号を供給する信号回路の領域を設け
た液晶ライトバルブ。
8. A liquid crystal light valve according to claim 1, wherein a region of a signal circuit for supplying a signal to the plurality of switching element regions is provided on one surface of the semiconductor substrate.
【請求項9】特許請求の範囲第8項において、前記信号
回路は、前記複数個のスイッチング素子領域に映像信号
を供給する回路及びスイッチング素子の制御信号を供給
する回路である液晶ライトバルブ。
9. The liquid crystal light valve according to claim 8, wherein the signal circuit is a circuit that supplies a video signal to the plurality of switching element regions and a circuit that supplies a control signal for the switching element.
【請求項10】特許請求の範囲第8項において、前信号
回路は高耐圧CMOSトランジスタと低耐圧CMOSト
ランジスタで構成される液晶ライトバルブ。
10. The liquid crystal light valve according to claim 8, wherein the front signal circuit includes a high breakdown voltage CMOS transistor and a low breakdown voltage CMOS transistor.
【請求項11】特許請求の範囲第8項において、前記半
導体基板の一方の表面で、前記信号回路の領域の周辺部
に基板電位に接続した基板給電領域を設けた液晶ライト
バルブ。
11. A liquid crystal light valve according to claim 8, wherein a substrate power feeding region connected to a substrate potential is provided on one surface of the semiconductor substrate in a peripheral portion of a region of the signal circuit.
【請求項12】一方の表面にマトリクス状に形成された
複数個のスイッチング素子領域を有する半導体基板と、 前記半導体基板の一方の表面上に絶縁層を介して形成さ
れ、第1のスリットで複数個に分割された第1の金属層
と、 前記第1の金属層上に絶縁層を介して形成され、第2の
スリットで複数個に分割された第2の金属層と、 前記第2の金属層上に絶縁層を介して形成され、第3の
スリットで複数個に分割された第3の金属層と、 一方の表面に対向電極を有し、前記対向電極側が前記第
3の金属層に間隙を有して対向する対向基板と、 前記対向電極と第3の金属層との間の間隙に充填された
液晶とからなり、 前記第1のスリット,第2のスリット及び第3のスリッ
トは前記対向基板側から入射した光が半導体基板に達す
るのを防止するために半導体基板の一方の表面と平行な
方向にずれて配置された液晶ライトバルブと、 前記液晶ライトバルブに前記対向基板側から照射される
光を供給する光源と、 前記液晶ライトバルブからの反射光を拡大投射する光学
系とを備えた投射型ディスプレイ。
12. A semiconductor substrate having a plurality of switching element regions formed in a matrix on one surface, and an insulating layer formed on one surface of the semiconductor substrate with a plurality of first slits. A first metal layer divided into individual pieces; a second metal layer formed on the first metal layer via an insulating layer and divided into a plurality of pieces by a second slit; A third metal layer formed on the metal layer via an insulating layer and divided into a plurality of slits by a third slit; and a counter electrode on one surface, the counter electrode side being the third metal layer. And a liquid crystal filled in the gap between the counter electrode and the third metal layer, the first slit, the second slit, and the third slit. Prevents light incident from the counter substrate side from reaching the semiconductor substrate A liquid crystal light valve arranged to be displaced in a direction parallel to one surface of the semiconductor substrate, a light source for supplying the liquid crystal light valve with light emitted from the opposite substrate side, and a liquid crystal light valve from the liquid crystal light valve. A projection display equipped with an optical system for magnifying and projecting reflected light.
【請求項13】一方の表面にマトリクス状に形成された
複数個のスイッチング素子領域を有する半導体基板と、 前記半導体基板の一方の表面上に絶縁層を介して形成さ
れ、第1のスリットで複数個に分割された第1の金属層
と、 前記第1の金属層上に絶縁層を介して形成され、第2の
スリットで複数個に分割された第2の金属層と、 一方の表面に対向電極を有し、前記対向電極側が前記第
2の金属層に間隙を有して対向する対向基板と、 前記対向電極と第2の金属層との間の間隙に充填された
液晶とからなり、 前記対向基板側から第1のスリット及び第2のスリット
を通して入射した光が半導体基板に達する場所に基準電
位に接続した半導体領域を設けた液晶ライトバルブと、 前記液晶ライトバルブに前記対向基板側から照射される
光を供給する光源と、 前記液晶ライトバルブからの反射光を拡大投射する光学
系とを備えた投射型ディスプレイ。
13. A semiconductor substrate having a plurality of switching element regions formed in a matrix on one surface, and a plurality of first slits formed on one surface of the semiconductor substrate via an insulating layer. A first metal layer divided into individual pieces, a second metal layer formed on the first metal layer via an insulating layer and divided into a plurality of pieces by a second slit, and on one surface The counter substrate includes a counter electrode, the counter electrode side faces the second metal layer with a gap, and a liquid crystal filled in a gap between the counter electrode and the second metal layer. A liquid crystal light valve having a semiconductor region connected to a reference potential at a position where light incident from the counter substrate side through the first slit and the second slit reaches the semiconductor substrate; and the liquid crystal light valve on the counter substrate side. The light emitted from A light source for supplying a projection type display and an optical system for enlarging and projecting the reflected light from the liquid crystal light valve.
【請求項14】特許請求の範囲第12項または第13項
において、前記半導体基板の一方の表面に前記スイッチ
ング素子領域の各々に対応して容量素子領域を設け、前
記スイッチング素子領域の基板電位領域および前記容量
素子領域に基板電位を供給する基板給電線を前記金属層
のいずれかで形成した投射型ディスプレイ。
14. The capacitor element region according to claim 12 or 13, wherein a capacitor element region is provided on one surface of the semiconductor substrate so as to correspond to each of the switching element regions, and a substrate potential region of the switching element region is provided. And a projection type display in which a substrate power supply line for supplying a substrate potential to the capacitive element region is formed of any one of the metal layers.
【請求項15】特許請求の範囲第12項または第13項
において、前記半導体基板の一方の表面に前記複数個の
スイッチング素子領域に信号を供給する信号回路の領域
を設けた投射型ディスプレイ。
15. The projection display according to claim 12, wherein a region of a signal circuit for supplying a signal to the plurality of switching element regions is provided on one surface of the semiconductor substrate.
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