JPH06230432A - Liquid crystal image display device - Google Patents

Liquid crystal image display device

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JPH06230432A
JPH06230432A JP3396493A JP3396493A JPH06230432A JP H06230432 A JPH06230432 A JP H06230432A JP 3396493 A JP3396493 A JP 3396493A JP 3396493 A JP3396493 A JP 3396493A JP H06230432 A JPH06230432 A JP H06230432A
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JP
Japan
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light
liquid crystal
substrate
display device
image display
Prior art date
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Application number
JP3396493A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigetoshi Sugawa
成利 須川
Shigeki Kondo
茂樹 近藤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
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Priority to JP3396493A priority Critical patent/JPH06230432A/en
Publication of JPH06230432A publication Critical patent/JPH06230432A/en
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Abstract

PURPOSE:To lessen the generation of leak current by incident light from a bored surface part and to intensify the strength of the bored surface part by providing a light shieldable material as discrete light shielding areas to cover at least the channel regions of thin-film transistors(TFTs). CONSTITUTION:The part of a non-light transmittable substrate 7 below a liquid crystal display part A is removed as the bored surface part 16 so that light can be transmitted through the liquid crystal display part A by the bored surface part 16. The light shieldable material as the discrete light shielding areas 18 to cover at least the channel regions of the TFTs constituting pixel switches 10 is provided within the bored surface part 16. The light from the back light source, etc., of the liquid crystal image display device enters the liquid crystal display part A through the bored surface part 16. The TFTs constituting the pixel switches 10 are, however, not affected by this incident light as at least the channel regions of the TFTs are covered by the light shieldable material 17 within the bored surface part 16. Then, the generation of the leak current by light excitation is suppressed.

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、ビューファインダーそ
の他に有用な液晶画像表示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal image display device useful as a viewfinder or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】絶縁物上の単結晶Si半導体層の形成
は、シリコンオンインシュレータ(SOI)技術として
広く知られ、通常のSi集積回路を作製するバルクSi
基体では到達しえない数々の優位点をSOI技術を利用
したデバイスが有することから多くの研究がなされてき
た。即ちSOI技術を利用することで、(1)誘電体分
離が容易で高集積化が可能、(2)対放射線耐性に優れ
ている、(3)浮游容量が低減され高速化が可能、
(4)ウエル工程が省略できる、(5)ラッチアップを
防止できる、(6)薄膜化による完全空乏型電界効果ト
ランジスタが可能、等の優位点が得られる。
2. Description of the Related Art The formation of a single crystal Si semiconductor layer on an insulator is widely known as a silicon-on-insulator (SOI) technique, and is a bulk Si for manufacturing a normal Si integrated circuit.
Much research has been done because devices using SOI technology have numerous advantages that cannot be reached with a substrate. That is, by using the SOI technology, (1) dielectric isolation is easy and high integration is possible, (2) excellent radiation resistance, (3) floating capacitance is reduced and high speed is possible,
Advantages such as (4) the well process can be omitted, (5) latch-up can be prevented, and (6) a fully depleted field effect transistor by thinning are possible.

【0003】また、比較的近年には、サファイア基体を
使用せずにSOI構造を実現しようという試みが行なわ
れている。これには、(1)Si単結晶基体を表面酸化
後に、窓を開けてSi基体を部分的に表出させ、その部
分をシードとして横方向へエピタキシャル成長させ、S
iO2 上へ単結晶Si層を形成する技術と、(2)Si
単結晶基体そのものの表面を活性層として使用し、その
下部にSiO2 を形成する技術とがある。
In recent years, attempts have been made to realize an SOI structure without using a sapphire substrate. To this end, (1) after the surface of the Si single crystal substrate is oxidized, a window is opened to partially expose the Si substrate, and the portion is used as a seed for lateral epitaxial growth.
Technology for forming a single crystal Si layer on iO 2 , and (2) Si
There is a technique in which the surface of the single crystal substrate itself is used as an active layer and SiO 2 is formed thereunder.

【0004】ところで、光受光素子であるコンタクトセ
ンサや、投射型の液晶画像表示装置を構成する上におい
ては、可視光に対して透過性の基体を取り扱い、その上
に高性能の半導体素子等を形成することが重要となる。
この点に関し、前述したSi単結晶基体を用いる方法で
は、基体が非透光性であるため、光透過性基体上に良質
な単結晶層を得るという目的に適合しない。また、ガラ
スに代表される透光性基体上には、一般には、その結晶
構造の無秩序性を反映して、非晶性か良くて多結晶しか
形成されず、その欠陥の多い結晶構造に、所望の性能を
持った駆動素子を作成することは困難である。従って、
従来の液晶表示装置は、ガラス基板上にアモルファス又
は多結晶のSi半導体層を形成してTFT(薄膜トラン
ジスタ)としたものを用いていた。
By the way, in constructing a contact sensor which is a light receiving element or a projection type liquid crystal image display device, a substrate which is transparent to visible light is handled and a high performance semiconductor element or the like is mounted thereon. It is important to form.
In this regard, the method using the Si single crystal substrate described above does not meet the purpose of obtaining a good quality single crystal layer on the light transmissive substrate because the substrate is non-translucent. Further, on a transparent substrate typified by glass, in general, amorphous or good polycrystal is formed, reflecting the disorder of the crystal structure, and the crystal structure having many defects is It is difficult to create a drive element having desired performance. Therefore,
A conventional liquid crystal display device uses a TFT (thin film transistor) by forming an amorphous or polycrystalline Si semiconductor layer on a glass substrate.

【0005】図1に、ビューファインダにおける従来の
アクティブマトリクス型液晶表示装置の構成を示す。透
明基板6上に液晶画素部5を多数マトリックス状に配設
して、所望の広さの液晶表示部Aを構成している。ま
た、各液晶画素部5の隅には、TFTにより画素スイッ
チ1を小さく形成し、液晶表示部Aの周囲に配設したバ
ッファ部2、水平シフトレジスタ部3、垂直シフトレジ
スタ部4により選択駆動しうる構成となっている。
FIG. 1 shows the structure of a conventional active matrix type liquid crystal display device in a viewfinder. A large number of liquid crystal pixel portions 5 are arranged in a matrix on the transparent substrate 6 to form a liquid crystal display portion A having a desired size. Further, a pixel switch 1 is formed small by a TFT at a corner of each liquid crystal pixel unit 5, and selectively driven by a buffer unit 2, a horizontal shift register unit 3, and a vertical shift register unit 4 arranged around the liquid crystal display unit A. It has a possible structure.

【0006】テレビの輝度信号や音声信号は、ある帯域
に圧縮され、その周波数に追随できる駆動能力を持った
水平シフトレジスタ部3によって駆動しているバッファ
部2に送られる。次に、垂直シフトレジスタ部4によっ
て画素スイッチ1がONしている期間に液晶に信号が転
送される。
The luminance signal and the audio signal of the television are compressed into a certain band and sent to the buffer section 2 driven by the horizontal shift register section 3 having a driving capability capable of following the frequency. Next, a signal is transferred to the liquid crystal by the vertical shift register unit 4 while the pixel switch 1 is ON.

【0007】上記画素スイッチ1及び垂直シフトレジス
タ部4は、比較的駆動能力が小さくても良いが、水平シ
フトレジスタ部3及びバッファ部2は、高速の駆動が必
要とされる。このため、現状の液晶表示素子では、画素
スイッチ1や垂直ソシフトレジスタ部4は、ガラス基板
上に堆積された多結晶SiやアモルファスSiTFTで
液晶とモノリシックに形成し、その他の周辺回路は、I
Cチップを外から実装することで対応している。
The pixel switch 1 and the vertical shift register section 4 may have relatively small driving capabilities, but the horizontal shift register section 3 and the buffer section 2 are required to be driven at high speed. Therefore, in the current liquid crystal display element, the pixel switch 1 and the vertical Soshift register section 4 are formed monolithically with the liquid crystal by polycrystalline Si or amorphous SiTFT deposited on the glass substrate, and other peripheral circuits are I
This is achieved by mounting the C chip from the outside.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】一方、上記背景の下
で、本発明者等は、先願の発明として、2枚の半導体基
板を絶縁物層を介して貼り合わせ、片方の基板を薄層化
し、以て、絶縁物上に単結晶Si半導体層を形成したシ
リコンオンインシュレータ(SOI)形の基板構造を得
ると共に、その非光透過性基板における液晶画素部の下
方の部分を除去することにより、液晶画素部に光を透過
可能にした液晶画像表示装置を提案している。これによ
り光透過性基体上に良質な単結晶層を得るという目的が
達成されるものである。
On the other hand, under the above background, the inventors of the present invention, as the invention of the prior application, bond two semiconductor substrates with an insulating layer interposed therebetween, and one substrate is a thin layer. To obtain a silicon-on-insulator (SOI) type substrate structure in which a single crystal Si semiconductor layer is formed on an insulator, and to remove a portion below the liquid crystal pixel portion in the non-light transmissive substrate. , A liquid crystal image display device in which light can be transmitted to the liquid crystal pixel portion is proposed. This achieves the purpose of obtaining a good quality single crystal layer on the light transmissive substrate.

【0009】しかし、上記先願の発明に係る技術では、
非光透過性基板における液晶画素部の下方のシリコンを
除去した薄膜部分、つまり「くり抜き面部」を通して裏
側から入射して来る光に対して、画素スイッチを構成す
るTFT(薄膜トランジスタ)部が無防備となり、画素
TFTにリーク電流が流れる。これは、例えば画素TF
Tを構成しているのがNチャネルMOSFETの場合、
入射光によりNチャネルにホールが励起されソース又は
ドレインをなすP領域にて再結合することにより生じ
る。つまり通常のビデオ信号にこの再結合によるリーク
電流が重畳された形となり、画像再現性を悪化させるの
である。
However, in the technique according to the invention of the above-mentioned prior application,
The thin film portion of the non-light-transmissive substrate below the liquid crystal pixel portion from which silicon has been removed, that is, the TFT (thin film transistor) portion that constitutes the pixel switch is vulnerable to light that enters from the back side through the "cutout surface portion", A leak current flows through the pixel TFT. This is, for example, the pixel TF
When N is composed of N-channel MOSFET,
It is generated by the fact that holes are excited in the N channel by the incident light and recombine in the P region forming the source or the drain. That is, the leak current due to this recombination is superimposed on the normal video signal, which deteriorates the image reproducibility.

【0010】特に、例えば図6に示すビューファインダ
において、液晶画像表示装置のパネルaに対してバック
ライトbを置いた場合には、バックライト等で熱せられ
てパネル動作時の温度は室温+30℃位まで上昇するた
め、画素TFTに発生するリーク電流も大きく、放熱対
策が必要となる。
Particularly, in the viewfinder shown in FIG. 6, for example, when the backlight b is placed on the panel a of the liquid crystal image display device, the temperature of the panel operation is room temperature + 30 ° C. due to being heated by the backlight or the like. Since it rises to the maximum, the leak current generated in the pixel TFT is large, and heat dissipation measures are required.

【0011】また、くり抜き面部の上側の「メンブレン
(Membrane)部」、つまり投光性になった領域
の表面の電子デバイスが組み込まれている薄層(単結晶
Si層、又は単結晶Si層と絶縁層)は、その厚さが〜
μm以下であり、その強度アップが必要である。これ
は、特にくり抜き面積が大きくなるにつれて必要とな
る。
Further, a thin layer (a single crystal Si layer or a single crystal Si layer and a single crystal Si layer and a single crystal Si layer, in which the electronic device on the surface of the "membrane (Membrane) portion", that is, the surface of the light projecting area is incorporated above the hollow surface portion. The thickness of the insulation layer is ~
Since it is less than μm, it is necessary to increase its strength. This becomes necessary especially as the cut-out area increases.

【0012】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、くり抜き面部からの入射光によるリーク電流の発
生を減少させ、また、くり抜き面部の強度をも補強しう
る液晶画像表示装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a liquid crystal image display device capable of reducing the occurrence of a leak current due to incident light from the hollow surface portion and reinforcing the strength of the hollow surface portion. To do.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による液晶画像表示装置は、可視光領域の光
に関して非透過性の基板上に、多数の液晶画素及びその
画素スイッチを含んで成る液晶表示部を作成し、該液晶
表示部の下方の非光透過性基板の部分を除去して薄膜面
部とし、該薄膜面部により前記液晶表示部に光を透過可
能とすると共に、前記薄膜面部内には、前記画素スイッ
チを構成する薄膜トランジスタのチャネル領域を少なく
とも覆う個別の遮光エリアとして遮光性材料を設けるよ
うに構成したものである(請求項1)。
In order to achieve the above object, a liquid crystal image display device according to the present invention includes a large number of liquid crystal pixels and their pixel switches on a substrate that is impermeable to light in the visible light region. And a thin film surface part is formed by removing a portion of the non-light-transmitting substrate below the liquid crystal display part. The thin film surface part allows light to be transmitted to the liquid crystal display part. A light-shielding material is provided as an individual light-shielding area that covers at least the channel region of the thin film transistor forming the pixel switch (claim 1).

【0014】本発明において、前記遮光性材料は遮光エ
リアを網目状に繋いだ形態として設けることができ、更
には、導電性材料として電位を固定する形態として設け
ることができる(請求項2、3)。
In the present invention, the light-shielding material may be provided in a form in which light-shielding areas are connected in a mesh shape, and further, as a conductive material, the potential may be fixed. ).

【0015】[0015]

【作用】液晶画像表示装置のバックライト光源等からの
光は、くり抜き面部を経て液晶表示部に入る。しかし、
画素スイッチを構成する薄膜トランジスタに対しては、
その少なくともチャネル領域が、くり抜き面部内におけ
る遮光性材料により覆われているため、この入射光の影
響を受けない。従って、光励起によるリーク電流の発生
も抑制される(請求項1)。
The light from the backlight light source of the liquid crystal image display device enters the liquid crystal display unit through the cut-out surface. But,
For the thin film transistor that constitutes the pixel switch,
Since at least the channel region is covered with the light-shielding material in the hollowed-out surface portion, it is not affected by this incident light. Therefore, the generation of leak current due to photoexcitation is also suppressed (Claim 1).

【0016】この場合、個々の遮光エリアを網目状に繋
いだ形態とすると、遮光部だけでなくメンブレン部も補
強されその強度の向上ができる(請求項2)。更に、遮
光性材料を導電性材料として電位を固定しておくと、画
素スイッチのトランジスタにおける熱的影響を排し、ス
レシホールド制御及び素子耐圧の向上を図ることがで
き、リーク電流の改善を図りうる(請求項3)。
In this case, if the individual light-shielding areas are connected in a mesh shape, not only the light-shielding portions but also the membrane portion can be reinforced and the strength thereof can be improved (claim 2). Furthermore, if the light-shielding material is a conductive material and the potential is fixed, the thermal influence on the transistor of the pixel switch can be eliminated, the threshold control and the element breakdown voltage can be improved, and the leakage current can be improved. Possible (Claim 3).

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。
The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments.

【0018】図1は、本発明の一実施態様による液晶画
像表示装置の製造工程の一例を摸式的に示したものであ
る。
FIG. 1 schematically shows an example of a manufacturing process of a liquid crystal image display device according to an embodiment of the present invention.

【0019】図1(a)において、7はSi単結晶の如
き非透光性基板、8は透光性絶縁層、9は単結晶Si半
導体層の如き半導体単結晶層である。この基板構造はS
OI構造として広く知られており、2枚の半導体基板を
絶縁物層を介して貼り合わせ、片方の基板を薄層化する
もので、絶縁層を自由に選択できるという点において適
している。
In FIG. 1A, 7 is a non-translucent substrate such as Si single crystal, 8 is a translucent insulating layer, and 9 is a semiconductor single crystal layer such as single crystal Si semiconductor layer. This substrate structure is S
It is widely known as an OI structure and is one in which two semiconductor substrates are bonded together via an insulating layer to thin one substrate, which is suitable in that the insulating layer can be freely selected.

【0020】上記図1(a)に示されたSOI基板に対
し、公知の集積回路プロセス技術を用いて、図1(b)
に示すように、液晶画像表示装置に必要な半導体能動素
子である画素スイッチング素子10や駆動回路11、更
には周辺回路12を作成する。その後に、図1(c)に
あるように、カバーガラス15と封止材13を用いて、
液晶14を封入し液晶表示部Aを形成する。この液晶表
示部Aには、配向膜、対向電極、フィルター、偏光板等
が必要であることはいうまでもないが、これらは公知の
技術事項であるので、ここでは省略する。
A known integrated circuit process technology is applied to the SOI substrate shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the pixel switching element 10 which is a semiconductor active element required for the liquid crystal image display device, the driving circuit 11, and the peripheral circuit 12 are formed. After that, as shown in FIG. 1C, using the cover glass 15 and the sealing material 13,
The liquid crystal 14 is enclosed to form the liquid crystal display section A. Needless to say, the liquid crystal display portion A requires an alignment film, a counter electrode, a filter, a polarizing plate, etc., but since these are known technical matters, they are omitted here.

【0021】このままでは、基板7は可視光に対して透
過性を持たないので、バックライト用光源を基板の裏側
に配置した投射型液晶画像表示装置としては使用できな
い。そこで、図1(d)に示したように、非透光性基板
7における液晶表示部Aの下方に対応して位置する部分
16を、裏面より透光性絶縁層8までエッチング除去し
てくり抜き、このくり抜き面部16により基板7を実質
的に光透過性とする。このくり抜き面部16を形成した
場合、この部分からの光入射に対して画素スイッチング
素子10を構成する画素TFT部が無防備となり、リー
ク電流が流れる原因となる。そこで、本発明において
は、最後に図1(d)に示したように、更に、画素TF
T部(画素スイッチング素子10)を構成しているMO
SFETのチャネル領域を少なくとも覆う個別の遮光エ
リア18として、くり抜き面部16の領域内に、遮光性
材料17を設ける。
As it is, the substrate 7 is not transparent to visible light and therefore cannot be used as a projection type liquid crystal image display device in which a light source for backlight is arranged on the back side of the substrate. Therefore, as shown in FIG. 1D, the portion 16 of the non-translucent substrate 7 located below the liquid crystal display portion A is removed by etching from the back surface to the translucent insulating layer 8. The hollowed-out surface portion 16 makes the substrate 7 substantially light-transmissive. When this hollowed-out surface portion 16 is formed, the pixel TFT portion that constitutes the pixel switching element 10 becomes unprotected against the incidence of light from this portion, which causes leakage current. Therefore, in the present invention, as shown at the end in FIG.
MO constituting the T section (pixel switching element 10)
A light-shielding material 17 is provided in the region of the cut-out surface portion 16 as an individual light-shielding area 18 that covers at least the channel region of the SFET.

【0022】図1では、くり抜き面部16の領域内に、
画素スイッチング素子10を基板裏面のバックライト1
8から隠す部分的な小エリア(遮光エリア)18とし
て、画素スイッチング素子10の数だけ形成し、各画素
スイッチング素子10のリーク電流の発生を抑える構成
例にしてある。即ち、先ずくり抜き面部16の領域内
に、遮光性材料17として光を透過しない材料(黒色顔
料等)を含んだレジスト(有機材料)を塗り、各画素ス
イッチング素子10に対応する部分を残すようにパター
ニングする。その際、フォトマスクを使用し、くり抜き
面部16内で各画素スイッチング素子10に対する位置
合わせを行った後、表側から通常のフォトリソグラフィ
技術で除去し、レジストの所望部分を残す。
In FIG. 1, in the area of the hollow surface portion 16,
The pixel switching element 10 is a backlight 1 on the back surface of the substrate
As a partial small area (light-shielding area) 18 to be hidden from 8, the number of pixel switching elements 10 is formed so as to suppress the generation of leak current in each pixel switching element 10. That is, first, a resist (organic material) containing a material (black pigment or the like) that does not transmit light is applied as the light-shielding material 17 in the area of the hollow surface portion 16 so that the portion corresponding to each pixel switching element 10 is left. Pattern. At this time, after using a photomask to align each pixel switching element 10 in the cut-out surface portion 16, the pixel switching element 10 is removed from the front side by a normal photolithography technique to leave a desired portion of the resist.

【0023】このように遮光エリア18を設けると、バ
ックライト光源からの光20が画素スイッチング素子1
0に対して入射しなくなるため、画像表示装置としての
所要のバックライトの光量を確保しつつ、画素スイッチ
ング素子10におけるリーク電流の発生を抑えることが
できる。
When the light-shielding area 18 is provided in this manner, the light 20 from the backlight light source emits light 20 from the pixel switching element 1.
Since the light does not enter 0, it is possible to suppress the generation of the leak current in the pixel switching element 10 while securing the required light amount of the backlight as the image display device.

【0024】図2に他の実施例を示す。これは、くり抜
き面部16の上側の「メンブレン(Membrane)
部」、つまり投光性になった領域の表面の電子デバイス
が組み込まれている薄層(単結晶Si層、又は単結晶S
i層と絶縁層)は、その厚さが〜μm以下であり、その
強度が比較的低くなる点を考慮し、上記遮光性材料17
より成る各遮光エリア18を配線部19により網目状に
繋いだ構成のものである。かかる網目構造とすることに
より、遮光だけでなく、くり抜き面部の上側のメンブレ
ン部の強度向上をも図ることができる。この場合のパタ
ーニングは、図1の実施例と同様、フォトマスクを使用
する。しかし、マスクレスとして、信号線やゲート線の
ポリSi,Alをマスクにしてセルフアライン露光する
方法も採用しうる。
FIG. 2 shows another embodiment. This is the “Membrane” on the upper side of the hollow surface portion 16.
Part, that is, a thin layer (single crystal Si layer or single crystal S layer) in which an electronic device on the surface of the light-transmitting region is incorporated.
Considering that the i layer and the insulating layer) have a thickness of ˜μm or less and the strength thereof is relatively low, the light shielding material 17 described above is used.
Each of the light-shielding areas 18 composed of is connected by a wiring portion 19 in a mesh shape. With such a mesh structure, not only light can be shielded but also the strength of the membrane portion above the cut-out surface portion can be improved. For patterning in this case, a photomask is used as in the embodiment of FIG. However, as a maskless method, a method of performing self-alignment exposure using poly-Si or Al of a signal line or a gate line as a mask can also be adopted.

【0025】図3に別の実施例を示す。ここでも実施例
2と同様に、各遮光エリア18及びこれを網目に繋ぐ配
線部19から成る遮光性材料17を有する。但し、この
実施例の場合、遮光性材料17は導電性材料から成り、
結果的に基板7と電気的に接続され、一定電位21が与
えられている。遮光性材料17としても機能する導電性
材料としては、Al,Cr,…等の金属、ポリSi、a
−Si(ドーピングし低抵抗化したもの)等がある。
FIG. 3 shows another embodiment. Here, as in the case of the second embodiment, the light shielding material 17 including the light shielding areas 18 and the wiring portions 19 connecting the light shielding areas 18 to the mesh is provided. However, in the case of this embodiment, the light shielding material 17 is made of a conductive material,
As a result, it is electrically connected to the substrate 7 and is applied with a constant potential 21. As the conductive material that also functions as the light-shielding material 17, metals such as Al, Cr, ..., Poly Si, a
-Si (those doped with low resistance) and the like.

【0026】かかる構成とすることにより、画素スイッ
チング素子10を構成する画素TFTのスレシホールド
th制御における充電特性、リーク電流の改善が図れ、
素子の耐圧の向上が図れる。また、図2の実施例と同じ
く、画素TFT部でのリーク電流の発生防止、メンブレ
ン部の強度向上といった効果も得られる。
With this structure, the charge characteristics and the leak current in the threshold V th control of the pixel TFT which constitutes the pixel switching element 10 can be improved,
The breakdown voltage of the device can be improved. Further, similar to the embodiment of FIG. 2, it is possible to obtain the effects of preventing the generation of leak current in the pixel TFT section and improving the strength of the membrane section.

【0027】上記実施例では非透光性基板7を、裏面よ
り透光性絶縁層8まで除去して実質的に光透過にしてい
るが、事情によっては半導体単結晶層9まで除去したく
り抜き面部に対して本発明を適用することができる。ま
た、機械的強度あるいは信頼性向上の要請から、上記遮
光性材料17を設ける前または設けた後のくり抜き面部
16の領域を、透明性樹脂、スピンオングラス等で充填
することも可能である。
In the above-mentioned embodiment, the non-translucent substrate 7 is removed from the rear surface up to the translucent insulating layer 8 to make it substantially light-transmissive. However, depending on the circumstances, the cut-out surface portion where the semiconductor single crystal layer 9 is removed. The present invention can be applied to. In addition, in order to improve mechanical strength or reliability, it is possible to fill the region of the cut-out surface portion 16 before or after providing the light shielding material 17 with a transparent resin, spin-on glass or the like.

【0028】また上記実施例では、単に、2枚の半導体
基板を絶縁物層を介して貼り合わせ、片方の基板を薄層
化してSOI構造の基板を得ると説明したが、大面積に
渡り均一平坦な極めて優れた結晶性を有するSi単結晶
基板は、例えば図4に示す次の方法で製造することがで
きる。
Further, in the above embodiment, it was explained that two semiconductor substrates were simply bonded together with an insulating layer interposed therebetween, and one substrate was thinned to obtain a substrate having an SOI structure. However, it is uniform over a large area. A flat Si single crystal substrate having extremely excellent crystallinity can be manufactured, for example, by the following method shown in FIG.

【0029】先ず、300ミクロンの厚みを持ったP型
(100)単結晶Si基板にHF溶液中において陽極化
成を施し、多孔質Si基板101を形成する(図4
(a))。
First, a P-type (100) single crystal Si substrate having a thickness of 300 μm is anodized in an HF solution to form a porous Si substrate 101 (FIG. 4).
(A)).

【0030】上記陽極化性条件は以下の通りであった。The anodizing conditions were as follows.

【0031】印加電圧: 2.6V, 電流密度: 30(mA・cm-2), 陽極化成溶液: HF:H2 O:C25 OH=1:
1:1, 時間: 2.4(時間), 多孔質Siの厚み: 300(μm), Porosity: 56(%) こうして得られたP型(100)多孔質Si基板101
に減圧CVD法により、Siエピタキシャル層102を
1.0ミクロンの層厚で成長させる。堆積条件は以下の
通りである。
Applied voltage: 2.6 V, current density: 30 (mA · cm −2 ), anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1:
1: 1, time: 2.4 (hour), thickness of porous Si: 300 (μm), Porosity: 56 (%) P-type (100) porous Si substrate 101 thus obtained
Then, the Si epitaxial layer 102 is grown to a thickness of 1.0 micron by the low pressure CVD method. The deposition conditions are as follows.

【0032】ソースガス: SiH4 , キャリヤーガス: H2 , 温度: 850℃, 圧力: 1×10-2Torr, 成長速度: 3.3nm/sec 次に、このエピタキシャル層102の表面に1000オ
ングストロームの酸化層103を形成し、その酸化表面
に、表面5000オングストロームの酸化層104、1
000オングストロームの窒化層105を形成したもう
一方のSi基板107を重ね合わせ、窒素雰囲気中で8
00℃、0.5時間加熱することにより、2つのSi基
板を、強固に貼り合わせる(図4(b))。
Source gas: SiH 4 , carrier gas: H 2 , temperature: 850 ° C., pressure: 1 × 10 -2 Torr, growth rate: 3.3 nm / sec. An oxide layer 103 is formed, and an oxide layer 104 having a surface of 5000 angstroms is formed on the oxide surface 103.
The other Si substrate 107 on which the nitride layer 105 having a thickness of 000 angstroms has been formed is superposed on the other Si substrate 107, and the substrate 8
The two Si substrates are firmly bonded together by heating at 00 ° C. for 0.5 hours (FIG. 4B).

【0033】その後、該貼り合わせた基板を、49%弗
酸とアルコールと30%過酸化水素との混合液(10:
5:50)中で攪拌することなく選択エッチングした。
65分後には、非多孔質Si層だけがエッチングされず
に残り、単結晶Siをエッチング・ストップ材料とし
て、多孔質Si基板101は選択エッチングされ、完全
に除去された(図4(c))。非多孔質Si単結晶の該
エッチング液に対するエッチング速度は、極めて低く6
5分後でもエッチング層は50オングストローム以下で
あり、多孔質層のエッチング速度との選択比は十の五乗
以下にも達し、非多孔質におけるエッチング量(数十オ
ングストローム)は実用上無視できる程度のものであ
る。こうすると、200ミクロンの厚みを持った多孔質
化されたSi基板101は、除去され、SiO2 103
上に1.0μmの厚みをもった単結晶Si層102が形
成できる。ソースガスとして、SiH2 Clを用いた場
合には、成長温度を数十度上昇させる必要があるが、多
孔質基板に特有な増速エッチング特性は、維持される。
After that, the bonded substrates are mixed with each other by a mixed solution of 49% hydrofluoric acid, alcohol and 30% hydrogen peroxide (10:
The selective etching was performed in 5:50) without stirring.
After 65 minutes, only the non-porous Si layer remained without being etched, and the porous Si substrate 101 was selectively etched by using the single crystal Si as an etching stop material and completely removed (FIG. 4C). . The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution is extremely low.
Even after 5 minutes, the etching layer was 50 angstroms or less, and the selection ratio to the etching rate of the porous layer reached 10 5 or less, and the etching amount in the non-porous layer (tens of angstroms) was practically negligible. belongs to. As a result, the porous Si substrate 101 having a thickness of 200 μm is removed and SiO 2 103
A single crystal Si layer 102 having a thickness of 1.0 μm can be formed thereon. When SiH 2 Cl is used as the source gas, it is necessary to raise the growth temperature by several tens of degrees, but the enhanced etching characteristic peculiar to the porous substrate is maintained.

【0034】上記単結晶シリコン薄膜102にTFTを
形成し、その後Si基板側に液晶画素部の直下を除いて
耐弗酸性ゴムを被覆し、弗酸、酢酸、硝酸の混合液を用
いて、絶縁層まで、シリコン基板を部分的に除去し、光
透過部としてのくり抜き面部110を形成する(図4
(d))。
A TFT is formed on the single crystal silicon thin film 102, and thereafter, the Si substrate side is covered with a hydrofluoric acid resistant rubber except under the liquid crystal pixel portion, and insulation is performed using a mixed solution of hydrofluoric acid, acetic acid and nitric acid. The silicon substrate is partially removed up to the layer to form a hollow surface portion 110 as a light transmitting portion (FIG. 4).
(D)).

【0035】こうして得られたTFT付き基板に対し、
くり抜き面部110からの入射光に起因するリーク電流
の抑制対策として、遮光性材料17を遮光エリア18の
形で、あるいは各遮光エリア18を網目に繋ぐ形等で設
ける点は、既に述べたところと同じである。しかし、こ
の図4に示す方法により製造されたSi基板は経済性に
優れて、大面積に渡り均一平坦な極めて優れた結晶性を
有するSi単結晶基板であり、半導体アクティブ素子
が、欠落の著しく少ないSi単結晶層上に作成されるこ
とになるため、上記半導体素子の浮遊容量が低減し、高
速動作が可能で、ラッチアップ現象等のない、耐放射線
特性の優れた素子及び回路を液晶画像表示画素と同一基
板上に集積し、高性能な液晶表示体を提供できるもので
ある。
With respect to the substrate with TFT thus obtained,
As a measure for suppressing the leak current caused by the incident light from the cut-out surface portion 110, the light-shielding material 17 is provided in the form of the light-shielding area 18, or the light-shielding areas 18 are connected to each other with a mesh, as described above. Is the same. However, the Si substrate manufactured by the method shown in FIG. 4 is a highly economical Si single crystal substrate having extremely excellent crystallinity that is uniform and flat over a large area. Since it is formed on a small number of Si single crystal layers, the stray capacitance of the semiconductor element is reduced, high-speed operation is possible, and elements and circuits excellent in radiation resistance without latch-up phenomenon are displayed on the liquid crystal image. It is possible to provide a high-performance liquid crystal display body by integrating the display pixels on the same substrate.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような優れた効果が得られる。
As described above, according to the present invention, the following excellent effects can be obtained.

【0037】1)請求項1によれば、液晶画像表示装置
のパネル後方からの光は、くり抜き面部の遮光性材料に
より遮光され、液晶表示部において、画素スイッチを構
成する薄膜トランジスタには入射しなくなる。このため
後方の光入射の影響を受けなくなり、リーク電流の発生
も抑制される。
1) According to the first aspect, the light from the rear of the panel of the liquid crystal image display device is blocked by the light blocking material of the cut-out surface portion and does not enter the thin film transistor which constitutes the pixel switch in the liquid crystal display portion. . Therefore, it is not affected by the light incident on the rear side, and the generation of leak current is suppressed.

【0038】2)請求項2によれば、個々の遮光エリア
を網目状に繋がれ、遮光部だけでなくメンブレン部の強
度も向上もできる。
2) According to the second aspect, the individual light shielding areas are connected in a mesh shape, and the strength of the membrane portion as well as the light shielding portion can be improved.

【0039】3)請求項3によれば、更に、遮光性材料
の電位が固定され、画素スイッチのトランジスタにおけ
るスレシホールド制御の安定性及び素子耐圧の向上を図
ることができ、リーク電流の改善を図ることができる。
3) According to claim 3, the potential of the light-shielding material is fixed, the stability of the threshold control in the transistor of the pixel switch and the element breakdown voltage can be improved, and the leakage current is improved. Can be achieved.

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

【図1】本発明の一実施例による液晶画像表示装置の製
造工程の一例を示した摸式図である。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a manufacturing process of a liquid crystal image display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例を示すくり抜き面部の構成
図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a hollow surface portion showing another embodiment of the present invention.

【図3】本発明の別の実施例を示す晶画像表示装置の概
略断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view of a crystal image display device showing another embodiment of the present invention.

【図4】Si基板の製造方法の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a method for manufacturing a Si substrate.

【図5】従来のアクティブマトリクス型液晶画像表示装
置の摸式図である。
FIG. 5 is a schematic view of a conventional active matrix type liquid crystal image display device.

【図6】ビューファインダにおけるバックライト光源と
の関係を示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship with a backlight light source in the viewfinder.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 画素スイッチ 2 バッファ部 3 水平シフトレジスタ部 4 垂直シフトレジスタ部 5 液晶画素部 6 透明基板 7 非透光性基板 8 透光性絶縁層 9 半導体単結晶層 10 画素スイッチング素子 11 駆動回路 12 周辺回路 13 封止材 14 液晶 15 カバーガラス 16 くり抜き面部 17 遮光性材料 18 遮光エリア 19 配線部 20 バックライト光源からの光 21 電位 A 液晶表示部 1 Pixel Switch 2 Buffer Section 3 Horizontal Shift Register Section 4 Vertical Shift Register Section 5 Liquid Crystal Pixel Section 6 Transparent Substrate 7 Non-Translucent Substrate 8 Translucent Insulating Layer 9 Semiconductor Single Crystal Layer 10 Pixel Switching Element 11 Driving Circuit 12 Peripheral Circuit 13 Sealing Material 14 Liquid Crystal 15 Cover Glass 16 Cutout Surface 17 Light-shielding Material 18 Light-shielding Area 19 Wiring 20 Light from Backlight Light Source 21 Potential A Liquid Crystal Display

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 可視光領域の光に関して非透過性の基板
上に、多数の液晶画素及びその画素スイッチを含んで成
る液晶表示部を作成し、該液晶表示部の下方の非光透過
性基板の部分を除去して薄膜面部とし、該薄膜面部によ
り前記液晶表示部に光を透過可能とすると共に、前記薄
膜面部内には、前記画素スイッチを構成する薄膜トラン
ジスタのチャネル領域を少なくとも覆う個別の遮光エリ
アとして遮光性材料を設けたことを特徴とする液晶画像
表示装置。
1. A liquid crystal display unit including a large number of liquid crystal pixels and pixel switches for the liquid crystal display unit is formed on a substrate that is opaque to light in the visible light region, and the non-light permeable substrate below the liquid crystal display unit. Is removed to form a thin film surface portion, and the thin film surface portion allows light to be transmitted to the liquid crystal display portion, and in the thin film surface portion, an individual light shield that covers at least the channel region of the thin film transistor forming the pixel switch is provided. A liquid crystal image display device, characterized in that a light-shielding material is provided as an area.
【請求項2】 前記遮光性材料は遮光エリアを網目状に
繋いだ形態として設けたことを特徴とする請求項1記載
の液晶画像表示装置。
2. The liquid crystal image display device according to claim 1, wherein the light-shielding material is provided in a form of meshing light-shielding areas.
【請求項3】 前記遮光性材料は導電性材料とし、電位
を固定したことを特徴とする請求項2記載の液晶画像表
示装置。
3. The liquid crystal image display device according to claim 2, wherein the light-shielding material is a conductive material and the electric potential is fixed.
JP3396493A 1993-02-01 1993-02-01 Liquid crystal image display device Pending JPH06230432A (en)

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