JPH06202154A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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Publication number
JPH06202154A
JPH06202154A JP34920292A JP34920292A JPH06202154A JP H06202154 A JPH06202154 A JP H06202154A JP 34920292 A JP34920292 A JP 34920292A JP 34920292 A JP34920292 A JP 34920292A JP H06202154 A JPH06202154 A JP H06202154A
Authority
JP
Japan
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substrate
liquid crystal
display device
crystal display
light
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP34920292A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyoshi Nakamura
弘喜 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP34920292A priority Critical patent/JPH06202154A/en
Publication of JPH06202154A publication Critical patent/JPH06202154A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133526Lenses, e.g. microlenses or Fresnel lenses

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a liquid crystal display device with a high light-using efficiency and superior accuracy in the production. CONSTITUTION:A first substrate 100 provided with a matrix array substrate equipped with a semiconductor oxide layer with thickness <=5mum, a semiconductor active element arranged in a matrix shape on the semiconductor oxide layer, and a picture element electrode connected to the semiconductor active element electrically, and a microlens substrate adhered on the matrix array substrate via an adhesive layer, and a counter substrate 200 equipped with a counter electrode 203 at a position facing the picture element electrode of the matrix array substrate are made oppositely face each other by providing a narrow gap between the picture element electrode side of the first substrate 100 and the counter electrode side of the counter substrate 200, and a liquid crystal component 300 is held between them.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置に関し、と
くに光透過率を向上させることのできる投射型液晶表示
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a projection type liquid crystal display device capable of improving light transmittance.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、液晶表示装置は、薄型、低消費電
力等の特徴を活かして、テレビあるいはグラフィックデ
ィスプレイなどの表示素子として多用されている。なか
でも、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;以
下、TFTと略称)を半導体能動素子の一つであるスイ
ッチング素子として用い、これに接続された画素電極を
有し、さらに走査線および信号線が配設されたマトリッ
クスアレイ基板と、これに対向して配置される対向電極
が形成された対向基板と、これら基板間に挟持される液
晶組成物とからその主要部分が構成されているアクティ
ブマトリックス型液晶表示装置は、高速応答性に優れ、
高精細化に適しており、ディスプレイ画面の高画質化、
大型化、カラー画像化を実現するものとして期待されて
いる。とくに、アクティブマトリックス型液晶表示装置
を用いてスクリーン上に100インチ程度のカラー大画面
を達成する投射型液晶表示装置の研究開発が進められて
いる。
2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal display devices have been widely used as display elements for televisions, graphic displays and the like by taking advantage of features such as thinness and low power consumption. Among them, a thin film transistor (hereinafter abbreviated as TFT) is used as a switching element which is one of semiconductor active elements, has a pixel electrode connected to the switching element, and further has a scanning line and a signal line. Active matrix type liquid crystal display device, the main part of which is composed of a matrix array substrate, a counter substrate formed with a counter electrode arranged facing the matrix array substrate, and a liquid crystal composition sandwiched between these substrates. Has excellent high-speed responsiveness,
Suitable for high definition, high image quality of display screen,
It is expected to realize larger size and color image. In particular, research and development of a projection type liquid crystal display device that achieves a large color screen of about 100 inches on the screen by using the active matrix type liquid crystal display device is under way.

【0003】従来、このような投射型液晶表示装置は、
光源の光を赤、青、緑の 3原色に分離し、それぞれの色
の光をそれぞれの色に対応した 3枚の液晶表示装置に入
射して透過してきた光を再び合成して投影画像とする方
式が多用されている。この際、液晶材料にツイストネマ
ティック型(TN型)液晶を用いると偏光板により透過
率が減少するとともに、高精細化による画素サイズの微
細化に伴う開口率の減少等により投影画像が暗いという
問題があった。これに対して、マイクロレンズ方式が特
開平 4-30140号公報に開示されている。このマイクロレ
ンズを用いた従来の液晶表示装置の断面図を図6に示
す。二次元上に配置されたマイクロレンズ基板101を
透明基板201側に貼合わせ対向基板200として通常
遮光層402に到達する光もマイクロレンズを用いて開
口部を透過させ、光透過率を向上させることが考えられ
ている。図6において、300は液晶組成物、400は
TFT基板、401はTFTおよびバスライン部、10
9は画素電極を表す。
Conventionally, such a projection type liquid crystal display device is
The light from the light source is separated into the three primary colors of red, blue, and green, and the light of each color is incident on the three liquid crystal display devices corresponding to each color, and the light that has been transmitted is combined again to form a projected image. The method to do is often used. At this time, when a twisted nematic (TN) liquid crystal is used as the liquid crystal material, the transmittance is reduced by the polarizing plate, and the projected image is dark due to the reduction of the aperture ratio accompanying the miniaturization of the pixel size due to the high definition. was there. On the other hand, the microlens method is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-30140. FIG. 6 shows a cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device using this microlens. The microlens substrate 101 arranged two-dimensionally is bonded to the transparent substrate 201 side, and the light that normally reaches the light shielding layer 402 as the counter substrate 200 is also transmitted through the opening portion by using the microlens to improve the light transmittance. Is being considered. In FIG. 6, 300 is a liquid crystal composition, 400 is a TFT substrate, 401 is a TFT and a bus line portion, 10
Reference numeral 9 represents a pixel electrode.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
マイクロレンズを用いた投射型液晶表示装置にはつぎの
ような問題がある。マイクロレンズによる光利用効率は
基板厚さが薄いほど程効果が大きい。このため、マイク
ロレンズ基板上に直接マトリックス配線を形成すること
が考えられるが、マイクロレンズ基板が樹脂製の場合は
マトリックス配線形成時に損傷したり、また選択的イオ
ン交換法によるマイクロレンズ基板にあってはレンズ変
形が生じやすくなる等の問題がある。
However, the conventional projection type liquid crystal display device using the microlenses has the following problems. The light utilization efficiency of the microlens is greater as the substrate thickness is thinner. Therefore, it is conceivable to form the matrix wiring directly on the microlens substrate. However, if the microlens substrate is made of resin, it may be damaged during the formation of the matrix wiring, or if the microlens substrate is formed by the selective ion exchange method. Has a problem that lens deformation is likely to occur.

【0005】また、種々のマイクロレンズの製作方法が
提案されているが、最も精度がよく、かつ量産的である
選択的イオン交換法が一般的である。しかし、ガラス上
に所望のイオンを拡散・置換することにより所望の屈折
率を有するマイクロレンズを形成する選択的イオン交換
法は、ガラスが種々の金属イオンを含んでいること、石
英基板の 100〜200 倍の熱膨脹係数を有すること等のた
め、対向基板側に貼りつけると対向基板とTFTを形成
した基板との間で位置ずれが生じてしまうとの問題があ
る。
Although various methods for manufacturing microlenses have been proposed, the selective ion exchange method, which is the most accurate and mass-produced, is general. However, the selective ion exchange method of forming microlenses having a desired refractive index by diffusing and substituting desired ions on glass is that the glass contains various metal ions, and the Since it has a coefficient of thermal expansion of 200 times, there is a problem that when it is attached to the counter substrate side, a positional shift occurs between the counter substrate and the substrate on which the TFT is formed.

【0006】さらに、投射型液晶表示装置の光学系では
マイクロレンズに入射する光が完全平行光ではなく±1
〜±5 °程度の入射角を有するため、光透過率の効率が
思ったほど向上しない。とくに画素サイズが小さくなれ
ばなるほどこの傾向が強くなるとの問題がある。
Further, in the optical system of the projection type liquid crystal display device, the light incident on the microlens is not a perfectly parallel light but ± 1.
Since the incident angle is about ± 5 °, the efficiency of light transmittance does not improve as expected. In particular, there is a problem that this tendency becomes stronger as the pixel size becomes smaller.

【0007】一方、高速応答性、高精細化を目的とする
アクティブマトリックス型液晶表示装置にはつぎのよう
な問題がある。表示画面の高精細化に対応するため、T
FTの活性層はアモルファスシリコンでなく多結晶シリ
コンを通常使用する。しかし多結晶シリコンは熱処理な
どの関係でTFT基板として石英基板を必要とする。こ
のため、高輝度光源による温度上昇が 30 〜 40 ℃もあ
る投射型液晶表示装置においては、対向基板も石英基板
とほぼ同じ熱膨脹係数を持つ基板を使用しないと、熱膨
脹係数の相違により上下の基板間で位置ずれが生じてし
まうとの問題がある。
On the other hand, the active matrix type liquid crystal display device aiming at high speed response and high definition has the following problems. In order to correspond to the high definition of the display screen, T
Polycrystalline silicon is usually used for the active layer of FT instead of amorphous silicon. However, polycrystalline silicon requires a quartz substrate as a TFT substrate due to heat treatment and the like. For this reason, in a projection-type liquid crystal display device in which the temperature rise due to a high-brightness light source is as high as 30 to 40 ° C, unless a substrate having a coefficient of thermal expansion similar to that of a quartz substrate is used as the counter substrate, the upper and lower substrates are different due to the difference in thermal expansion coefficient. There is a problem that a positional shift occurs between them.

【0008】また、高精細化による画素数の増加にとも
なって走査線および信号線の本数が著しく増加すると、
それらを駆動回路と接続することが容易ではなくなる。
さらにその駆動スピードを向上させることも必要である
ことから、駆動回路をマトリックスアレイ基板上にTF
Tとして形成する駆動回路一体型液晶表示装置が知られ
ている。しかしガラスあるいは石英などの透明絶縁基板
上に半導体材料を用いてTFTを形成すると、製造工程
中の高温工程において両者間の熱膨張係数の差による応
力が集中し、その結果TFTに電極剥離不良や走査線な
どの配線に断線不良が発生するという問題がある。
Further, when the number of scanning lines and signal lines increases remarkably as the number of pixels increases due to higher definition,
It is not easy to connect them to the drive circuit.
Since it is also necessary to improve the driving speed, the driving circuit is mounted on the matrix array substrate with TF.
A drive circuit integrated type liquid crystal display device formed as T is known. However, when a semiconductor material is used to form a TFT on a transparent insulating substrate such as glass or quartz, stress due to the difference in coefficient of thermal expansion between the two is concentrated in a high temperature process during the manufacturing process, resulting in electrode peeling failure or TFT. There is a problem that disconnection defects occur in wiring such as scanning lines.

【0009】さらに、前述のような駆動スピードを向上
させるためには、TFTを単結晶シリコン基板から形成
することが考えられるが、このような単結晶シリコンは
通常は非透光性であるため、光透過型の液晶表示装置に
用いることは困難であるという問題がある。
Further, in order to improve the driving speed as described above, it is conceivable to form the TFT from a single crystal silicon substrate, but since such single crystal silicon is usually non-translucent, There is a problem that it is difficult to use for a light transmission type liquid crystal display device.

【0010】また、従来はブラックマトリックスと呼ば
れる遮光膜を対向基板側に設けていたが、前述のような
画面の高精細化や画素の微細化等が進むにつれてその寸
法精度や画素領域に対する位置合わせなどをより高精度
化する必要があり、これを満たすべく前記の遮光膜をマ
トリックスアレイ基板側に設けることが考えられてい
る。しかしこの遮光膜を例えばクロム(Cr)のような
金属からなる膜でTFTの下層に形成することは、金属
元素のTFTの活性層へのいわゆるマイグレーションと
呼ばれる不純物混入や、TFT形成の際の高温プロセス
による遮光膜の金属の酸化などのため、実際上ほぼ不可
能であるという問題がある。
Conventionally, a light-shielding film called a black matrix has been provided on the counter substrate side. However, as the definition of the screen becomes finer and the pixels become finer, the dimensional accuracy and the alignment with the pixel region are adjusted. It is necessary to improve the accuracy of the above, and it is considered to provide the light shielding film on the matrix array substrate side in order to satisfy this. However, forming this light-shielding film in the lower layer of the TFT with a film made of a metal such as chromium (Cr) is not effective in mixing impurities such as so-called migration of a metal element into the active layer of the TFT or high temperature at the time of forming the TFT. There is a problem that it is practically impossible due to oxidation of the metal of the light shielding film due to the process.

【0011】本発明は、このような問題に対処するため
になされたもので、画素サイズが微細化しても光利用効
率が高いため明るい投射画像を得ることができ、かつ生
産するときの精度に優れた駆動回路一体型の投射型液晶
表示装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve such a problem. Even if the pixel size is miniaturized, the light utilization efficiency is high, so that a bright projected image can be obtained, and the accuracy of production can be improved. An object is to provide an excellent projection type liquid crystal display device integrated with a drive circuit.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、光透過性の半導体酸化物層と該半導体酸化物層上に
マトリックス状に配置された半導体能動素子と該半導体
能動素子に電気的に接続された画素電極とを備えたマト
リックスアレイ基板と該マトリックスアレイ基板に接着
層を介して接着されたマイクロレンズ基板とを有する第
1の基板と、マトリックスアレイ基板の画素電極に対向
する位置に対向電極を備えた対向基板とを第 1の基板の
画素電極側と対向基板の対向電極側とを狭間隙を有して
対向させ、その間に液晶組成物を挟持してなることを特
徴とする。
A liquid crystal display device according to the present invention comprises a light-transmissive semiconductor oxide layer, semiconductor active elements arranged in a matrix on the semiconductor oxide layer, and the semiconductor active element electrically connected to the semiconductor active element. A matrix array substrate having pixel electrodes connected to the matrix array substrate, and a microlens substrate bonded to the matrix array substrate via an adhesive layer.
The first substrate and a counter substrate having a counter electrode at a position facing the pixel electrode of the matrix array substrate are made to face each other with a narrow gap between the pixel electrode side of the first substrate and the counter electrode side of the counter substrate. The liquid crystal composition is sandwiched between them.

【0013】本発明に係わる半導体酸化物層は、単結晶
半導体層を酸化して得られる。本発明で使用できる半導
体単結晶は、半導体の酸化物層が透光性を有するもので
あれば、単一元素または化合物の単結晶を使用すること
ができる。単一元素としてはシリコン(Si)やゲルマニ
ウム(Ge)等、化合物としてはガリウム砒素(GaAs)や
インジウム燐(InP )等が例示される。これらの中で製
造性に優れた単結晶シリコンが本発明の液晶表示装置に
とくに好ましい。酸化物層は、酸素や水蒸気などの酸化
性雰囲気中で単結晶半導体層を処理することにより得ら
れる。光透過率の効率を維持する必要があるため、この
ような酸化物層の厚みは 5μm 以下が好適である。
The semiconductor oxide layer according to the present invention is obtained by oxidizing a single crystal semiconductor layer. As the semiconductor single crystal that can be used in the present invention, a single element or compound single crystal can be used as long as the semiconductor oxide layer has a light-transmitting property. Examples of the single element include silicon (Si) and germanium (Ge), and examples of the compound include gallium arsenide (GaAs) and indium phosphide (InP). Among these, single crystal silicon, which is excellent in manufacturability, is particularly preferable for the liquid crystal display device of the present invention. The oxide layer is obtained by processing the single crystal semiconductor layer in an oxidizing atmosphere such as oxygen or water vapor. Since it is necessary to maintain the efficiency of light transmittance, the thickness of such an oxide layer is preferably 5 μm or less.

【0014】また、本発明に係わる半導体能動素子は、
上述の酸化物層上に形成された活性層上に形成配置され
る。活性層としては単結晶、多結晶、非晶質半導体が使
用できる。これらのなかでも、単結晶シリコン、多結晶
シリコン、非晶質シリコンが好ましく、とくに単結晶シ
リコンが好ましい。なお、半導体能動素子とは、各画素
電極毎に使用されているスイッチイング用トランジスタ
や画素電極を駆動するための駆動回路用トランジスタ等
をいう。
The semiconductor active element according to the present invention is
It is formed and arranged on the active layer formed on the above-mentioned oxide layer. For the active layer, single crystal, polycrystal, or amorphous semiconductor can be used. Among these, single crystal silicon, polycrystalline silicon, and amorphous silicon are preferable, and single crystal silicon is particularly preferable. The semiconductor active element means a switching transistor used for each pixel electrode, a drive circuit transistor for driving the pixel electrode, and the like.

【0015】上述の半導体能動素子および画素電極を半
導体酸化物層上にマトリックス状に配置してマトリック
スアレイ基板を形成する。画素電極は酸化物層上にあれ
ば半導体能動素子と同一面でも、反対側の面でもよい。
The above-mentioned semiconductor active elements and pixel electrodes are arranged in a matrix on the semiconductor oxide layer to form a matrix array substrate. The pixel electrode may be on the same surface as the semiconductor active element or on the opposite surface as long as it is on the oxide layer.

【0016】本発明に係わるマイクロレンズ基板は、ガ
ラスに所望のイオンを拡散・置換することにより所望の
屈折率を有するマイクロレンズを形成する選択的イオン
交換法、ガラス等を成型する方法、フォトリソグラフィ
技術を利用してレンズを形成する方法等で作製すること
ができる。これらのなかで厚さが均一でかつ薄いマイク
ロレンズ基板が得られる、選択的イオン交換法が好まし
い。
The microlens substrate according to the present invention is a selective ion exchange method for forming microlenses having a desired refractive index by diffusing and substituting desired ions in glass, a method for molding glass, etc., photolithography. It can be manufactured by a method of forming a lens using a technique. Among these, the selective ion exchange method is preferable because it can obtain a microlens substrate having a uniform thickness and a thin thickness.

【0017】マイクロレンズから液晶組成物までの距離
をパラメーターにして入射光の広がり角と光透過率の効
率との関係を図5に示す。なお、図5は画素サイズを6
3.5μm 角、画素内の開口サイズを40μm 角、波長は 55
0nmで計算した。図5より、投射型液晶表示装置におい
て±1 〜±5 °程度の入射光の広がり角を有している場
合においてマイクロレンズから液晶組成物までの距離が
1.1mm になると光透過率の効率が急激に低下することが
わかる。すなわち、図6に示すような従来例で対向基板
厚を1.1mm ともすると十分な効率は得られなくなる。ま
た、この図からマイクロレンズの焦点距離およびマイク
ロレンズ基板に対する接着作業性等を考慮すると0.1mm
〜0.7mm の厚さの透光性基板をマイクロレンズ基板とマ
トリックスアレイ基板との間に介在させてもよい。
FIG. 5 shows the relationship between the divergence angle of incident light and the efficiency of light transmittance with the distance from the microlens to the liquid crystal composition as a parameter. Note that in FIG. 5, the pixel size is 6
3.5 μm square, aperture size in pixel is 40 μm square, wavelength is 55
Calculated at 0 nm. From FIG. 5, when the projection type liquid crystal display device has an incident light divergence angle of about ± 1 to ± 5 °, the distance from the microlens to the liquid crystal composition is
It can be seen that the light transmittance efficiency drops sharply at 1.1 mm. That is, in the conventional example as shown in FIG. 6, if the opposing substrate thickness is 1.1 mm, sufficient efficiency cannot be obtained. In addition, from this figure, considering the focal length of the microlens and the workability of bonding to the microlens substrate, etc., 0.1 mm
A transparent substrate having a thickness of ~ 0.7 mm may be interposed between the microlens substrate and the matrix array substrate.

【0018】本発明の液晶表示装置を形成する第 1の基
板は、前述のマイクロレンズ基板とマトリックスアレイ
基板とを接着層を介して接着して形成されるが、その
際、半導体能動素子を保護する位置に遮光層を配置する
ことが好ましい。半導体能動素子を保護する位置とは、
マイクロレンズ基板とマトリックスアレイ基板との間お
よび/または半導体能動素子の対向基板側上部であっ
て、半導体能動素子が光源の光によって直接照射される
位置をいう。
The first substrate forming the liquid crystal display device of the present invention is formed by adhering the above-mentioned microlens substrate and matrix array substrate through an adhesive layer, and at this time, protects the semiconductor active element. It is preferable to dispose the light-shielding layer at the position. What is the position to protect the semiconductor active element?
It refers to a position between the microlens substrate and the matrix array substrate and / or above the semiconductor active element on the side of the counter substrate, where the semiconductor active element is directly irradiated by the light from the light source.

【0019】本発明の液晶表示装置はこの第 1の基板と
対向基板との間に液晶組成物を挟持してなるが、投射型
として使用する場合の光源が第 1の基板側に配置されて
いることを特徴とする。これにより対向基板との位置ず
れを防止することができる。
The liquid crystal display device of the present invention comprises a liquid crystal composition sandwiched between the first substrate and a counter substrate, and a light source for use as a projection type is arranged on the first substrate side. It is characterized by being As a result, it is possible to prevent the positional deviation from the counter substrate.

【0020】本発明の液晶表示装置の製造方法の一例を
以下に説明する。単結晶シリコン基板の表面を酸化して
酸化シリコンからなる厚さ 5μm 以下の透明な半導体酸
化物層を形成し、この酸化物層上に単結晶シリコン膜を
活性層としてスイッチイング用トランジスタや駆動回路
用トランジスタ等を形成配置する。なお、透明な半導体
酸化物層を形成するためには、その材質にもよるが膜厚
を5μm 以下程度にすれば良い。
An example of the method of manufacturing the liquid crystal display device of the present invention will be described below. The surface of the single-crystal silicon substrate is oxidized to form a transparent semiconductor oxide layer of silicon oxide with a thickness of 5 μm or less, and the single-crystal silicon film is used as an active layer on this oxide layer for switching transistors and drive circuits. Transistors and the like are formed and arranged. In order to form a transparent semiconductor oxide layer, the film thickness may be about 5 μm or less, depending on the material.

【0021】つぎに、酸化物層の下部にある単結晶シリ
コン基板を研磨または食刻して削除する。なお、単結晶
シリコン基板の研磨又は食刻の深さは、基板を削除して
薄くしていき、その光透過率が表示に適した値になるま
でとすることもできる。たとえば通常の単結晶シリコン
基板においては、その残った厚さが数100 オングストロ
ーム程度になって光透過率が良好になるまで研磨又は食
刻する。また、半導体基板を研磨又は食刻する際に、補
強のために半導体基板の第 1主面側に仮支持基板を溶解
が容易な接着剤で仮設し、半導体基板に研磨又は食刻を
施した後に接着剤を溶解してその仮支持基板を取り去る
ようにしてもよい。もちろん研磨装置などに半導体基板
を固定するなどして仮支持基板を省略することもでき
る。
Next, the single crystal silicon substrate under the oxide layer is removed by polishing or etching. The depth of polishing or etching of the single crystal silicon substrate may be such that the substrate is removed and the depth is reduced until the light transmittance thereof reaches a value suitable for display. For example, in a normal single crystal silicon substrate, polishing or etching is performed until the remaining thickness becomes about several hundred angstroms and the light transmittance becomes good. Further, when polishing or etching the semiconductor substrate, a temporary support substrate is temporarily provided on the first main surface side of the semiconductor substrate with an adhesive that is easily dissolved for reinforcement, and the semiconductor substrate is subjected to polishing or etching. After that, the adhesive may be dissolved and the temporary support substrate may be removed. Of course, the temporary support substrate can be omitted by fixing the semiconductor substrate to a polishing device or the like.

【0022】第 1の基板は、上述の単結晶シリコン基板
を削除したシート状基板と、予めマイクロレンズを形成
してあるマイクロレンズ基板を接着層を介して接着して
も良く、またマイクロレンズが0.1mm 〜0.7mm の透明基
板に予め接着されたものを接着層を介して接着しても良
い。接着層は透光性があり、耐熱性の優れた接着剤で形
成される。好ましい接着剤としてはエポキシ系が挙げら
れる。接着する際、TFTとマイクロレンズ基板との間
に遮光層を設ける。遮光層としては、クロム(Cr)な
どの金属を使用することができる。そして、対向基板を
配置して液晶表示装置を作製するが、この際対向基板は
マイクロレンズ基板と同じ材料またはマイクロレンズ基
板と同程度の熱膨脹係数を有する材料を使用する。たと
えば、ガラス製のマイクロレンズ基板を使用した場合、
対向基板もガラス製基板とする。
The first substrate may be formed by adhering a sheet-shaped substrate obtained by removing the above single crystal silicon substrate and a microlens substrate on which microlenses are formed in advance through an adhesive layer. A transparent substrate having a thickness of 0.1 mm to 0.7 mm, which is previously bonded, may be bonded via an adhesive layer. The adhesive layer is translucent and is formed of an adhesive having excellent heat resistance. An epoxy adhesive is mentioned as a preferable adhesive. When adhering, a light shielding layer is provided between the TFT and the microlens substrate. A metal such as chromium (Cr) can be used for the light shielding layer. Then, a counter substrate is arranged to manufacture a liquid crystal display device. At this time, the counter substrate is made of the same material as the microlens substrate or a material having a thermal expansion coefficient similar to that of the microlens substrate. For example, when using a glass microlens substrate,
The counter substrate is also a glass substrate.

【0023】[0023]

【作用】光透過性の半導体酸化物層上にマトリックス状
に形成された半導体能動素子等からなるマトリックスア
レイ基板とマイクロレンズ基板とを接着層を介して接着
すると第 1の基板を薄くすることができ、光効率を向上
させることができる。また、マイクロレンズ基板と半導
体酸化物層との間に遮光層を設けるので遮光層の位置合
わせも容易にでき、さらに温度上昇に伴う位置づれも防
げる。したがって、開口率が同一であっても1.5 〜2.0
倍の光効率向上が図れる。さらに、TFT形成の際の高
温プロセスによる酸化やその金属元素のマイグレーショ
ンなどに煩わされることなく遮光膜を形成できるので、
TFTの光リーク電流などを防止することができる。
[Function] The first substrate can be thinned by adhering the matrix array substrate including the semiconductor active elements formed in a matrix on the light-transmissive semiconductor oxide layer and the microlens substrate through the adhesive layer. Therefore, the light efficiency can be improved. Further, since the light-shielding layer is provided between the microlens substrate and the semiconductor oxide layer, the light-shielding layer can be easily aligned, and further, the misalignment due to temperature rise can be prevented. Therefore, even if the aperture ratio is the same, 1.5 to 2.0
The light efficiency can be doubled. Furthermore, since the light-shielding film can be formed without being bothered by oxidation or migration of the metal element due to a high temperature process when forming the TFT,
It is possible to prevent light leakage current of the TFT.

【0024】また、マトリックスアレイ基板は半導体基
板上に直接TFTを形成するので、熱膨脹係数の差に起
因するTFTの破壊や走査線などの断線不良の発生を避
けることができる。
Further, since the TFT is formed directly on the semiconductor substrate in the matrix array substrate, it is possible to avoid the destruction of the TFT and the occurrence of disconnection defects such as scanning lines due to the difference in thermal expansion coefficient.

【0025】さらに、液晶表示装置を例えば投射型とし
て用いる場合などには、半導体酸化物層基板にダイクロ
イックフィルタ層を形成することにより、光学系全体の
小型化や、部品取付工程の簡略化、液晶表示装置の空気
冷却の効率向上等を図ることができる。
Further, when the liquid crystal display device is used as a projection type, for example, by forming a dichroic filter layer on the semiconductor oxide layer substrate, the overall size of the optical system can be reduced, the component mounting process can be simplified, and the liquid crystal can be The efficiency of air cooling of the display device can be improved.

【0026】[0026]

【実施例】以下、本発明の液晶表示装置を、図面に基づ
いて詳細に説明する。 実施例1 図1は、本発明の液晶表示装置の構造を示す概略断面図
である。また図2および図3は第 1の基板100の製造
工程を示す図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The liquid crystal display device of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Example 1 FIG. 1 is a schematic sectional view showing the structure of a liquid crystal display device of the present invention. 2 and 3 are views showing the manufacturing process of the first substrate 100.

【0027】図2および図3を用いて実施例1の液晶表
示装置の第 1の基板100の製造工程を説明する。ま
ず、図2(a)に示すように、単結晶シリコン基板11
の第一主面を熱酸化して厚さ約 1μmの酸化膜107を
形成し、さらにこの透明な酸化膜107上に単結晶シリ
コン膜13を積層形成する。
The manufacturing process of the first substrate 100 of the liquid crystal display device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 2A, the single crystal silicon substrate 11
An oxide film 107 having a thickness of about 1 μm is formed by thermal oxidation of the first main surface of (1), and a single crystal silicon film 13 is laminated on the transparent oxide film 107.

【0028】この単結晶シリコン基板11以外にも半導
体基板の材料としては、シリコン基板を種としたSOI
基板、もしくはゾーンメルティング法やSIMOX法で
形成した基板、シリコン基板を貼合わせ研磨したもの等
を用いることもできる。
In addition to this single crystal silicon substrate 11, as a material for the semiconductor substrate, an SOI using a silicon substrate as a seed is used.
A substrate, a substrate formed by a zone melting method or a SIMOX method, a substrate obtained by laminating and polishing a silicon substrate, or the like can also be used.

【0029】つぎに図2(b)に示すように、単結晶シ
リコン膜13を半導体能動素子が形成される部分を避け
て厚さ2000オングストロームにわたってLOCOS法に
より酸化してLOCOS酸化膜125を形成し、このL
OCOS酸化膜125によって、各TFTの活性層12
3となるべき単結晶シリコン膜13を一素子ごとに素子
分離する。
Next, as shown in FIG. 2B, the LOCOS oxide film 125 is formed by oxidizing the single crystal silicon film 13 by a LOCOS method over a thickness of 2000 angstroms while avoiding a portion where a semiconductor active element is formed. , This L
The active layer 12 of each TFT is formed by the OCOS oxide film 125.
The single crystal silicon film 13 to be 3 is isolated for each device.

【0030】そして、図2(c)に示すように、素子分
離された部分の単結晶シリコン膜13を後工程で活性層
123とすべく用いて、その上に補助容量の誘電体とし
ても用いられるゲート絶縁膜137を形成する。このゲ
ート絶縁膜137は前記の単結晶シリコン膜13の表面
を熱酸化して形成する。その後、補助容量の下部電極と
なる部分に 5×10-13 /cm2 程度のリン(P)を不純
物としてイオン注入し、その低抵抗化を行なう。このと
き不純物濃度が高すぎると熱酸化速度が急増してゲート
絶縁膜137の厚さにばらつきが生じてしまうので、イ
オン注入は上記のドーズ量程度以下に抑えることが望ま
しい。
Then, as shown in FIG. 2C, the single crystal silicon film 13 in the element-isolated portion is used as an active layer 123 in a later step, and is also used as a dielectric of an auxiliary capacitance on the active layer 123. Of the gate insulating film 137 is formed. The gate insulating film 137 is formed by thermally oxidizing the surface of the single crystal silicon film 13 described above. After that, phosphorus (P) of about 5 × 10 −13 / cm 2 is ion-implanted as an impurity into the portion of the auxiliary capacitor which will be the lower electrode, to lower the resistance. At this time, if the impurity concentration is too high, the thermal oxidation rate rapidly increases and the thickness of the gate insulating film 137 varies, so it is desirable to suppress the ion implantation to about the above dose amount or less.

【0031】つぎに走査線およびこれと一体形成のゲー
ト電極115を不純物が添加された低抵抗な多結晶シリ
コン膜から形成する。そしてゲート電極115をセルフ
アラインマスクとして用いて活性層123を形成したい
部分の単結晶シリコン膜13にイオン注入を行ない、チ
ャネル領域135、ソース領域127、ドレイン領域1
31を形成して活性層123とし、TFTを構成する。
この実施例1では走査線およびこれと一体形成のゲート
電極115を不純物が添加された多結晶シリコン膜から
形成したが、この他にも不純物添加の多結晶シリコンと
WSix もしくはMoSix のようなシリサイドとの 2
層構造としてもよく、あるいはタングステン(W)やモ
リブデン(Mo)のような金属から形成してもよい。
Next, the scanning line and the gate electrode 115 formed integrally with the scanning line are formed from a low-resistance polycrystalline silicon film to which impurities are added. Then, using the gate electrode 115 as a self-alignment mask, ions are implanted into the portion of the single crystal silicon film 13 where the active layer 123 is to be formed, and the channel region 135, the source region 127, and the drain region 1 are formed.
The TFT 31 is formed by forming 31 as the active layer 123.
In the first embodiment, the scanning line and the gate electrode 115 formed integrally with the scanning line are formed of an impurity-doped polycrystalline silicon film, but in addition to this, impurity-doped polycrystalline silicon and WSi x or MoSi x are used. 2 with silicide
It may have a layered structure or may be formed of a metal such as tungsten (W) or molybdenum (Mo).

【0032】つぎに、図2(d)に示すように、ゲート
絶縁膜137上に不純物が添加された低抵抗な多結晶シ
リコン膜によって補助容量の上部電極139を形成した
後、第 1の層間絶縁膜129を形成する。そして第 1の
層間絶縁膜129およびゲート絶縁膜137にコンタク
トホールを穿設し、そのコンタクトホールを通してソー
ス領域127に接続するアルミニウム(Al)からなる
信号線117、ドレイン領域131にコンタクトホール
を通して接続し画素電極109との接続を行なうための
アルミニウム(Al)からなるドレイン電極133を形
成する。
Next, as shown in FIG. 2D, after the upper electrode 139 of the auxiliary capacitor is formed on the gate insulating film 137 by the impurity-added low-resistance polycrystalline silicon film, the first interlayer is formed. An insulating film 129 is formed. Then, a contact hole is formed in the first interlayer insulating film 129 and the gate insulating film 137, and a signal line 117 made of aluminum (Al) connected to the source region 127 through the contact hole and a drain region 131 are connected through the contact hole. A drain electrode 133 made of aluminum (Al) for making a connection with the pixel electrode 109 is formed.

【0033】そして、図2(e)に示すように、第 2の
層間絶縁膜141を形成し、この上にTFTの遮光およ
び隣接画素領域の分離のためのクロム(Cr)からなる
第 1の遮光膜111を形成する。続いて、第 3の層間絶
縁膜143を形成し、ドレイン電極133に接続される
ITOからなる画素電極109を形成し、この上に接着
剤15を介して支持用仮設基板17を一旦貼着する。こ
のとき用いる接着剤15は、工程終了後に溶液で容易に
溶解し除去することができるようなものであることが望
ましい。
Then, as shown in FIG. 2 (e), a second interlayer insulating film 141 is formed, and a first chromium (Cr) layer is formed on the second interlayer insulating film 141 for shielding the TFT and separating adjacent pixel regions. The light shielding film 111 is formed. Subsequently, a third interlayer insulating film 143 is formed, a pixel electrode 109 made of ITO connected to the drain electrode 133 is formed, and a temporary supporting substrate 17 is temporarily attached onto the pixel electrode 109 via an adhesive 15. . It is desirable that the adhesive 15 used at this time be one that can be easily dissolved and removed with a solution after the process is completed.

【0034】そして、支持用仮設基板17を支持して単
結晶シリコン基板11を第 2主面から研磨または食刻し
て削除する。このとき削除するのは単結晶シリコン基板
11の透光性の低い単結晶シリコンの部分だけであり、
その単結晶シリコン基板11の第 1主面側に形成された
酸化膜107や活性層123などは削除しない。そこで
例えば食刻、いわゆるエッチングにより除去する場合に
は、単結晶シリコン基板11の単結晶シリコン部分だけ
が選択的にエッチングされ、かつ酸化膜107などはエ
ッチングされないように、エッチャントやエッチング時
間などを調節する。あるいは単結晶シリコン基板11の
単結晶シリコン部分は、必ずしも全部の厚さにわたって
削除しなければならないことには限定しない。単結晶シ
リコン基板11の第 2主面側から単結晶シリコン部分の
削除を進めてゆき、第 1主面の酸化膜107に至る少し
前に削除を止めて、単結晶シリコン部分を数10〜数 100
オングストローム程度の厚さに残してもよい。このよう
に薄い単結晶シリコン膜ならば透過型の液晶表示装置の
画素として実効上十分な透光性を有するからである。こ
のように研磨または食刻する深さに若干の余裕を持たせ
ておけば、酸化膜107などを余分に削除するといった
不都合を避けることもできる。
Then, the supporting temporary substrate 17 is supported, and the single crystal silicon substrate 11 is removed by polishing or etching from the second main surface. At this time, only the single crystal silicon portion of the single crystal silicon substrate 11 having a low light-transmitting property is deleted,
The oxide film 107 and the active layer 123 formed on the first main surface side of the single crystal silicon substrate 11 are not removed. Therefore, for example, when removing by etching, so-called etching, the etchant and etching time are adjusted so that only the single crystal silicon portion of the single crystal silicon substrate 11 is selectively etched and the oxide film 107 and the like are not etched. To do. Alternatively, the single crystal silicon portion of the single crystal silicon substrate 11 is not necessarily required to be removed over the entire thickness. The removal of the single crystal silicon portion is started from the second main surface side of the single crystal silicon substrate 11, and the removal is stopped shortly before reaching the oxide film 107 on the first main surface, and the single crystal silicon portion is changed to several tens to several. 100
It may be left to a thickness of about angstrom. This is because such a thin single crystal silicon film effectively has sufficient light transmissivity as a pixel of a transmissive liquid crystal display device. In this way, if a slight margin is given to the depth of polishing or etching, it is possible to avoid the disadvantage that the oxide film 107 and the like are excessively removed.

【0035】このようにして単結晶シリコン基板11を
削除した後、図3(f)に示すように露出した酸化膜1
07に対して接着層105を介して第 2の遮光膜103
が形成された透明基板102が接着されてなるマイクロ
レンズ基板101を貼着する。
After removing the single crystal silicon substrate 11 as described above, the exposed oxide film 1 is formed as shown in FIG.
07 to the second light-shielding film 103 via the adhesive layer 105.
The microlens substrate 101 formed by adhering the transparent substrate 102 on which is formed is attached.

【0036】そして、図3(g)に示すように、接着剤
15および支持用仮設基板17を除去する。そして配向
膜145をその第 1主面上に形成して第 1の基板100
を得た。
Then, as shown in FIG. 3G, the adhesive 15 and the supporting temporary substrate 17 are removed. Then, the alignment film 145 is formed on the first main surface thereof to form the first substrate 100.
Got

【0037】つぎに図1に示すように、透明な基板20
1上に対向電極203を形成し、この対向電極203の
上に配向膜205を形成して、対向基板200を得る。
Next, as shown in FIG. 1, a transparent substrate 20
The counter electrode 203 is formed on the counter electrode 203, and the alignment film 205 is formed on the counter electrode 203 to obtain the counter substrate 200.

【0038】そしてマトリックスアレイ基板100と対
向基板200とを、それぞれの配向膜145と配向膜2
05とが対向するように対向配置し、周囲を封止材で封
止して空セルを形成し、この空セルに液晶組成物300
を注入し液晶層として挟持させて、図1に示す液晶表示
装置を得た。上述の説明においては、駆動回路のTFT
の形成過程の説明はスイッチィング用TFTの形成過程
とほぼ同様であるので省略した。
The matrix array substrate 100 and the counter substrate 200 are respectively provided with an alignment film 145 and an alignment film 2.
05 are opposed to each other and the periphery is sealed with a sealing material to form an empty cell, and the liquid crystal composition 300 is placed in the empty cell.
Was injected and sandwiched as a liquid crystal layer to obtain a liquid crystal display device shown in FIG. In the above description, the TFT of the drive circuit
The description of the formation process of the above is omitted because it is almost the same as the formation process of the switching TFT.

【0039】上述のような製造方法によれば、導電性が
良好な単結晶シリコン膜13上に駆動回路およびスイッ
チィング用TFTを形成し、その後に透光性の低い単結
晶シリコン基板11を削除しているため、製造途中の静
電気に起因したTFTの静電破壊を避けることができ
る。
According to the manufacturing method as described above, the drive circuit and the switching TFT are formed on the single crystal silicon film 13 having good conductivity, and then the single crystal silicon substrate 11 having low light transmissivity is removed. Therefore, it is possible to avoid electrostatic breakdown of the TFT due to static electricity during manufacturing.

【0040】また、石英などの熱膨張係数の小さな透明
絶縁基板の上に比較的熱膨張係数の高い半導体材料でT
FTや各種配線などを形成する従来の製造方法では、熱
膨張係数の著しく異なる透明絶縁基板と半導体材料との
間に製造途中で応力が集中してTFTの破壊や電極の剥
離、配線の断線といった製造不良が生じていたものが、
本発明の製造方法によれば、製造時に用いる基板がTF
Tを形成する単結晶シリコン基板11そのものであるた
め熱膨張係数に差が小さく、熱膨張に伴う応力集中を解
消することができ、TFTの破壊や電極の剥離、配線の
断線といった製造不良を避けることができる。そして静
電破壊防止の効果とあいまって、高い製造歩留まりを実
現することができる。特に走査線などの配線の低抵抗化
のために有効な多結晶シリコンおよび金属シリサイドの
2層構造の採用に際して、WSix やMoSix などの
金属シリサイドの熱膨張係数はタングステン(W)やモ
リブデン(Mo)よりも更に 1桁程度大きいために、石
英基板上にTFTや走査線などの配線を形成する従来の
製造方法では配線に断線が生じやすいという問題があっ
たが、実施例1の製造方法によれば解決することができ
る。
On a transparent insulating substrate having a small coefficient of thermal expansion such as quartz, a semiconductor material having a relatively high coefficient of thermal expansion T
In the conventional manufacturing method for forming FT, various wirings, etc., stress is concentrated between the transparent insulating substrate and the semiconductor material having a significantly different coefficient of thermal expansion during the manufacturing process, resulting in destruction of TFTs, peeling of electrodes, disconnection of wiring, etc. What had a manufacturing defect,
According to the manufacturing method of the present invention, the substrate used for manufacturing is TF.
Since it is the single crystal silicon substrate 11 itself that forms T, the difference in thermal expansion coefficient is small, stress concentration due to thermal expansion can be eliminated, and manufacturing defects such as TFT breakage, electrode separation, and wiring breakage can be avoided. be able to. In addition to the effect of preventing electrostatic breakdown, a high manufacturing yield can be realized. In particular, it is effective to reduce the resistance of wiring such as scanning lines by using polycrystalline silicon and metal silicide.
When using a two-layer structure, the thermal expansion coefficient of metal silicides such as WSi x and MoSi x is about an order of magnitude higher than that of tungsten (W) and molybdenum (Mo). The conventional manufacturing method of forming the wiring has a problem that the wiring is likely to be broken, but the manufacturing method of the first embodiment can solve the problem.

【0041】また、本発明によれば光透過率の低い単結
晶シリコン基板11を削除した後に、露出した酸化膜1
07の第 2主面側に、マイクロレンズ基板101を接着
しているが、TFTとは別途に第 2の遮光膜103がマ
イクロレンズ基板101の透明基板102に形成されて
いるので、TFTを形成する際の高温プロセスによる遮
光膜の酸化やその金属元素のマイグレーションなどに煩
わされることなく、第2の遮光膜103をTFTの直下
に配置することができる。したがってTFTの光リーク
電流の問題を解消することができ、また画素などの微細
化に伴なう遮光膜の位置合わせの困難さに起因した画素
部開口率の低さの問題を解消して開口率を向上すること
ができる。
According to the present invention, the oxide film 1 exposed after the single crystal silicon substrate 11 having a low light transmittance is removed.
The microlens substrate 101 is adhered to the second main surface side of 07, but since the second light shielding film 103 is formed on the transparent substrate 102 of the microlens substrate 101 separately from the TFT, the TFT is formed. The second light-shielding film 103 can be arranged immediately below the TFT without being bothered by oxidation of the light-shielding film or migration of the metal element thereof due to a high temperature process. Therefore, it is possible to solve the problem of the light leakage current of the TFT, and solve the problem of the low aperture ratio of the pixel portion due to the difficulty of aligning the light shielding film with the miniaturization of the pixel and the like. The rate can be improved.

【0042】このように、本実施例の液晶表示装置は、
光透過型であり、TFTが単結晶シリコンから活性層が
形成されているため高速動作が可能であるとともに、第
1の遮光膜111および第 2の遮光膜103の設置が可
能なため光リーク電流も十分に解消でき、また画素等の
微細化にも対応できることから、光源の照射強度の大き
な投射型の液晶プロジェクタ等にとくに好適である。
As described above, the liquid crystal display device of this embodiment is
Since it is a light-transmissive type and the TFT has an active layer formed of single crystal silicon, it can operate at high speed and
Since the 1st light-shielding film 111 and the 2nd light-shielding film 103 can be installed, the light leak current can be sufficiently eliminated and the miniaturization of pixels can be dealt with. It is particularly suitable for

【0043】実施例2 つぎに、本発明に係る第 2の実施例を図4に基づいて説
明する。なお、以下の説明では実施例1との相違点を中
心に説明する。また実施例1と同一箇所には同一符号を
付して示した。
Second Embodiment Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the following description, differences from the first embodiment will be mainly described. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals.

【0044】図4は実施例2の製造工程を示す図であ
る。図4(e)に示す第 1の遮光膜111を形成するま
では、ドレイン電極133および層間絶縁膜143の形
成を除き、製造方法は実施例1と同一の方法である。
続いて、図4(f)に示すように接着剤15を介してマ
イクロレンズ基板101を接着して単結晶シリコン基板
11を実施例1と同一の方法で第 2主面から研磨または
食刻して削除する。
FIG. 4 is a diagram showing the manufacturing process of the second embodiment. Until the formation of the first light-shielding film 111 shown in FIG. 4E, the manufacturing method is the same as that of the first embodiment except the formation of the drain electrode 133 and the interlayer insulating film 143.
Then, as shown in FIG. 4 (f), the microlens substrate 101 is bonded via the adhesive 15 to polish or etch the single crystal silicon substrate 11 from the second main surface in the same manner as in Example 1. Delete it.

【0045】このようにして単結晶シリコン基板11を
削除した後、露出した酸化膜107の上に第 2の遮光膜
103およびその上に層間絶縁膜143を形成する。そ
して層間絶縁膜143および酸化膜107にコンタクト
ホールを穿設し、そのコンタクトホールを通して接続さ
れる画素電極109を形成する。その後、実施例1と同
一の方法で図1に示す液晶表示装置を得た。
After removing the single crystal silicon substrate 11 in this manner, the second light-shielding film 103 is formed on the exposed oxide film 107 and the interlayer insulating film 143 is formed thereon. Then, a contact hole is formed in the interlayer insulating film 143 and the oxide film 107, and a pixel electrode 109 connected through the contact hole is formed. Then, the liquid crystal display device shown in FIG. 1 was obtained in the same manner as in Example 1.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明の液晶表示装置は、マイクロレン
ズ基板とマトリックスアレイ基板との間に遮光層が配置
され接着固定されているので、温度上昇による位置ずれ
が生じない。また、マイクロレンズから液晶組成物まで
の距離を小さく形成できるので、入射光が完全平行光で
なくとも光透過率の効率が向上する。さらに半導体能動
素子の活性層として単結晶シリコンを使用することがで
きるので、TFTの駆動スピードが向上する。したがっ
て、画素サイズが微細化しても高速応答性に優れ、かつ
明るい投射画像を得ることができる高精細な投射型液晶
表示装置が得られる。
According to the liquid crystal display device of the present invention, since the light-shielding layer is disposed and adhered and fixed between the microlens substrate and the matrix array substrate, the positional deviation due to the temperature rise does not occur. Further, since the distance from the microlens to the liquid crystal composition can be formed small, the efficiency of light transmittance is improved even if the incident light is not perfectly parallel light. Furthermore, since single crystal silicon can be used as the active layer of the semiconductor active element, the driving speed of the TFT is improved. Therefore, it is possible to obtain a high-definition projection-type liquid crystal display device that is excellent in high-speed response and can obtain a bright projected image even if the pixel size is miniaturized.

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

【図1】本発明の液晶表示装置の概略断面構造を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic sectional structure of a liquid crystal display device of the present invention.

【図2】実施例1のマトリックスアレイ基板の製造工程
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a manufacturing process of the matrix array substrate of Example 1.

【図3】実施例1のマトリックスアレイ基板の製造工程
(続き)を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process (continuation) of the matrix array substrate of Example 1.

【図4】実施例2のマトリックスアレイ基板の製造工程
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of a matrix array substrate of Example 2;

【図5】入射光の広がり角と光透過率の効率との関係を
示すである。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the spread angle of incident light and the efficiency of light transmittance.

【図6】マイクロレンズを用いた従来の液晶表示装置の
概略断面構造を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a schematic cross-sectional structure of a conventional liquid crystal display device using microlenses.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…単結晶シリコン基板、13…単結晶シリコン膜、
15…接着剤、17…支持用仮設基板、100…第 1の
基板、101…マイクロレンズ基板、103…第 2の遮
光膜、105…接着層、107…酸化膜、109…画素
電極、111…第 1の遮光膜、115…ゲート電極、1
17…信号線、123…活性層、125…LOCOS酸
化膜、127…ソース領域、129…第 1の層間絶縁
膜、131…ドレイン領域、133…ドレイン電極、1
35…チャネル領域、137…ゲート絶縁膜、139…
補助容量の上部電極、141…第 2の層間絶縁膜、14
3…第 3の層間絶縁膜、145…配向膜、200…対向
基板、201…透明基板、203…対向電極、205…
配向膜、300…液晶組成物、400…TFT基板、4
01…TFTおよびバスライン部、402…遮光層。
11 ... Single crystal silicon substrate, 13 ... Single crystal silicon film,
15 ... Adhesive agent, 17 ... Temporary substrate for support, 100 ... First substrate, 101 ... Microlens substrate, 103 ... Second light-shielding film, 105 ... Adhesive layer, 107 ... Oxide film, 109 ... Pixel electrode, 111 ... First light shielding film, 115 ... Gate electrode, 1
Reference numeral 17 ... Signal line, 123 ... Active layer, 125 ... LOCOS oxide film, 127 ... Source region, 129 ... First interlayer insulating film, 131 ... Drain region, 133 ... Drain electrode, 1
35 ... Channel region, 137 ... Gate insulating film, 139 ...
Upper electrode of storage capacitor, 141 ... Second interlayer insulating film, 14
3 ... Third interlayer insulating film, 145 ... Alignment film, 200 ... Counter substrate, 201 ... Transparent substrate, 203 ... Counter electrode, 205 ...
Alignment film, 300 ... Liquid crystal composition, 400 ... TFT substrate, 4
01 ... TFT and bus line part, 402 ... Light-shielding layer.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光透過性の半導体酸化物層と該半導体酸
化物層上にマトリックス状に配置された半導体能動素子
と該半導体能動素子に電気的に接続された画素電極とを
備えたマトリックスアレイ基板と該マトリックスアレイ
基板に接着層を介して接着されたマイクロレンズ基板と
を有する第 1の基板と、 前記マトリックスアレイ基板の前記画素電極に対向する
位置に対向電極を備えた対向基板と、 前記第 1の基板の前記画素電極側と前記対向基板の対向
電極側とを狭間隙を有して対向させ、その間に挟持され
た液晶組成物を備えた液晶表示装置。
1. A matrix array comprising a light-transmissive semiconductor oxide layer, semiconductor active elements arranged in a matrix on the semiconductor oxide layer, and pixel electrodes electrically connected to the semiconductor active element. A first substrate having a substrate and a microlens substrate adhered to the matrix array substrate via an adhesive layer; an opposite substrate having an opposite electrode at a position facing the pixel electrode of the matrix array substrate; A liquid crystal display device comprising a liquid crystal composition sandwiched between the pixel electrode side of the first substrate and the counter electrode side of the counter substrate with a narrow gap therebetween.
【請求項2】 請求項1記載の液晶表示装置において、
前記第 1の基板側に光源が配置されていることを特徴と
する液晶表示装置。
2. The liquid crystal display device according to claim 1,
A liquid crystal display device, wherein a light source is arranged on the side of the first substrate.
【請求項3】 請求項1記載の液晶表示装置において、
前記マイクロレンズ基板と前記マトリックスアレイ基板
との間であって前記半導体能動素子を保護する位置に遮
光層が配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
3. The liquid crystal display device according to claim 1,
A liquid crystal display device, wherein a light-shielding layer is arranged between the microlens substrate and the matrix array substrate at a position for protecting the semiconductor active element.
【請求項4】 請求項1記載の液晶表示装置において、
前記半導体能動素子の前記対向基板側上部であって前記
半導体能動素子を保護する位置に遮光層が配置されてい
ることを特徴とする液晶表示装置。
4. The liquid crystal display device according to claim 1,
A liquid crystal display device, wherein a light-shielding layer is arranged at a position above the counter substrate side of the semiconductor active element and at a position to protect the semiconductor active element.
【請求項5】 請求項1記載の液晶表示装置において、
前記マイクロレンズ基板と前記マトリックスアレイ基板
との間に 0.1〜0.7 mmの厚さの透光性基板が介在されて
なることを特徴とする液晶表示装置。
5. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein
A liquid crystal display device, wherein a translucent substrate having a thickness of 0.1 to 0.7 mm is interposed between the microlens substrate and the matrix array substrate.
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