JPH08171100A - 反射型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】反射板を兼ねた画素電極の表面が平坦であり、
反射率が良好であると同時に、画素電極への信号線など
からの影響を低減し、高品質の表示が可能となる反射型
液晶表示装置を提供する。 【構成】基板１０１の一面に液晶１４０を駆動するため
の素子１０２が形成される。素子１０２からの出力は基
板１０１にあけられた穴１０４の底部に達する。穴104
は形成されたときは裏面までつながっていないが、多結
晶シリコン１０８により埋められ、保持基板１０９が基
板１０１に密着された後に、基板１０１を裏面より研磨
することにより裏面にその底部が現われる。基板１０１
の研磨された裏面には反射板を兼ねた画素電極１１２が
形成される。素子１０２からの出力は穴１０４を通じ画
素電極１１２へ至る。これと対向透明電極１３１との電
位差により液晶１４０を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置、特に、拡
大投写型等に利用する反射式の液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】これまでに使用されている拡大投写型の
液晶プロジェクタは、例えば、特開平59−230383号公報
に示されているように透過型の液晶ライトバルブを用い
たものがある。このような透過型の液晶ライトバルブを
用いたプロジェクタの場合各画素の開口率の点で画素密
度に限界がある。各画素ごとに形成されるスイッチ素子
の領域が画素面積を制限するからである。また、透過型
のプロジェクタの場合、ライトバルブを透過する強力な
光が画素スイッチの光伝導を誘起し、画質を劣化させる
恐れがある。これらの理由から、透過型のプロジェクタ
は高輝度化が望めない。そこで、絶縁性の基板上に薄膜
トランジスタアレイを形成し、その上に絶縁層を介して
反射板を兼ねた画素電極を形成して、画素の高開口率に
よる高輝度化と、光誘起の低減を図った反射型の液晶表
示装置も提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
構成では反射板を兼ねた画素電極の表面が凹凸を有する
ため、反射率が低くなり、反射型の特徴である高開口率
による高輝度化が望めない。また、上記のような構成で
は走査線や信号線の近くに画素電極が形成される構造と
なるため、これらの線からの電圧が絵画素部の電界分布
に影響をおよぼしやすくなり、結果として表示品質を低
下させていた。

【０００４】本発明の目的は、表面を平坦化し、反射率
を向上させると同時に、画素電極への信号線などからの
影響を低減し、高品質の表示が可能となる反射型液晶表
示装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の反射型液晶表示
装置は、反射板を兼ねた画素電極群とこの画素電極群に
信号を供給するためのスイッチング素子群を有する液晶
駆動基板と透明電極を有する基板で液晶を挟持する反射
型液晶表示装置において、前記液晶駆動基板は素子基板
が保持基板に貼り合わされてなり、前記素子基板の前記
保持基板側にはスイッチング素子及び配線及び駆動回路
が形成され、前記素子基板の前記保持基板と反対側に光
遮蔽層及び絶縁層及び反射板を兼ねた画素電極が形成さ
れ、前記反射板を兼ねた画素電極は前記素子基板に設け
られたコンタクト部を通じて前記スイッチング素子に接
続されるように構成される。

【０００６】また、本発明の反射型液晶表示装置の製法
は反射板を兼ねた画素電極群とこの画素電極群に信号を
供給するためのスイッチング素子群を有する液晶駆動基
板と透明電極を有する基板で液晶を挟持する反射型液晶
表示装置の製造方法において、第一の基板の一面にスイ
ッチング素子と配線を形成する工程と，前記スイッチン
グ素子と配線以外の場所にすり鉢状の穴を開ける工程
と，前記穴内部に第一の絶縁層を形成する工程と，前記
スイッチング素子から前記穴内部にいたるまでの電極配
線を形成する工程と，前記第一の基板の一面に第二の絶
縁膜を形成する工程と，前記第二の絶縁膜上に多結晶シ
リコンを成長させる工程と，前記多結晶シリコンを研磨
により平坦化する工程と，前記多結晶シリコンの研磨に
より平坦化された面に保持基板を貼付る工程と，前記穴
の底部の前記電極配線が露出するまで、前記第一の基板
を前記保持基板を貼付た側と反対側から研磨する工程
と，この研磨された面上に光遮蔽層を形成する工程と，
前記光遮蔽層を前記穴底部の前記電極配線部のみ取り除
く工程と，前記光遮蔽層上に第三の絶縁層を形成する工
程と，前記第三の絶縁層上に前記穴底部上も含めて反射
板を兼ねる画素電極を形成する工程と，前記スイッチン
グ素子，光遮断層，反射板を兼ねる画素電極を形成され
た前記液晶駆動基板と前記透明電極を有する基板で前記
液晶を封止する工程とを含んで構成される。

【０００７】

【作用】本発明による構成によると、液晶駆動用スイッ
チング素子が形成される素子基板のスイッチング素子と
は反対側の面に反射板を兼ねた画素電極を形成するた
め、スイッチング素子や配線によりどれほど大きな凹凸
が発生しようとも、それが画素電極表面には表れない。
また、信号線や走査線などの配線と画素電極の間には、
素子基板等が有り遠く離れているため、これらの線から
の電圧が画素電極におよぼす影響は小さい。

【０００８】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【０００９】図１の（ａ）から（ｆ）は本発明の一実施
例における反射型液晶表示装置の製造方法の工程を示す
ものである。

【００１０】第一の単結晶シリコン基板１０１上に通常
の方法でＭＯＳトランジスタ１０２や信号線，走査線な
どの配線１０３を形成した後に、アスペクト比が１程度
つまり穴の上面直径と深さが等しい程度のすり鉢状の穴
１０４を異方性エッチングにより形成する。穴１０４の
直径は一つの画素の大きさからトランジスタや配線など
の大きさをひいたものの中でできうる限り大きいものと
する、これにより後に裏面より研磨する際に研磨量を少
なくすると共に、画素電極と配線をできる限りはなして
おくことができる。次に穴１０４の内部全面に第一の絶
縁膜１０５を積層し（ａ）、そのうえにＭＯＳトランジ
スタ出力端子と接続するように電極配線１０６を形成す
る。これによりＭＯＳトランジスタ１０２からの出力端
は穴の底部にあることになる。その後、これらＭＯＳト
ランジスタ１０２や電極配線106の上全面に第二の絶縁
膜１０７を積層する（ｂ）。その後、この第一の単結晶
シリコン基板１０１のＭＯＳトランジスタがある面全面
に多結晶シリコン１０８を穴１０４の深さ以上に成長さ
せる（ｃ）。次にこの多結晶シリコン１０８の表面全体
を平坦化するために化学的機械研磨による研磨を行い原
子レベルまでの平坦化を行った後に、第二の単結晶シリ
コン基板１０９を保持基板として貼付ける（ｄ）。この
多結晶シリコン１０８と保持基板となる第二の単結晶シ
リコン基板１０９は接合面が原子レベルで平滑な場合原
子間力による結合が生じ、強力に接合される。この後、
第一の単結晶シリコン基板１０１のＭＯＳトランジスタ
を形成した面と反対側を同様に化学的機械研磨により、
すり鉢状の穴１０４の底部に有る電極配線１０６が露出
するまで研磨する。このようにして研磨した後の面に
は、すり鉢状の穴１０４の底部の電極配線１０６の他に
第一の絶縁膜１０５も露出している。第一の絶縁膜１０
５の露出部分１０５ａを除く研磨後の面に光遮断膜とし
て金属膜１１０を形成する。光遮断層は強力な光を照射
したときに第一の単結晶シリコン基板１０１に光誘起電
子を生じないために形成する。また、配線などからの電
界を遮断するためにもこの層は接地しておく。この後、
この金属膜１１０の上全面に第三の絶縁膜１１１を積層
した後、ＭＯＳトランジスタからの出力を取り出すため
に、電極配線１０６の上部のみ第三の絶縁膜１１１を除
去し、そのうえにアルミニウムの膜を積層し、これを反
射板を兼ねた画素電極１１２としてパターン形成する
（ｅ）。このようにしてできた画素電極１１２とＭＯＳ
トランジスタ１０２などを含む素子基板１２０と全画素
に共通な透明電極１３１を含む透明基板１３０とで、液
晶１４０を挾み込み、封止することにより反射型液晶表
示装置を製作する（ｆ）。

【００１１】次に液晶として、たとえば透過／散乱型の
ポリマ分散型液晶を用いた反射型液晶表示装置を使った
投射型液晶表示装置の例を図２に示す。

【００１２】図２に示す投射型液晶表示装置は、投射光
を出射するための光源系２０１ａと入射光を画像信号に
応じて変調して反射する変調器２４０と、変調器２４０
で変調された反射光を投影するためのスクリーン２１２
と、光源系２０１ａからの投射光を変調器２４０に導く
と共に、変調器２４０からの反射光をスクリーン212に
導く光学系２２０と、変調器２４０を駆動するための駆
動装置２３０とを備える。

【００１３】光学系２２０は、光源系２０１ａからの投
射光を集光するコンデンサレンズ２０３と、コンデンサ
レンズからの光を変調器２４０方向に変更させる鏡２１
３と、コンデンサレンズ２０３の焦点位置に置かれて、
焦点を通らない光を絞る第一の絞り２０４と、第一の絞
り２０４を通過した光を、平行光とすると共に、変調器
２４０からの反射光を集光するためのレンズ２０５と、
レンズ２０５の焦点位置に置かれて、焦点を通らない光
を絞る第二の絞り２１０と、第二の絞り210を通過した
光をスクリーン上に投射するための投射レンズ２１１と
を有する。

【００１４】変調器２４０は入射光を赤，青，緑の三つ
に分解するダイクロイックプリズム２０６とダイクロイ
ックプリズム２０６の三つの側面に配置される反射型液
晶表示装置２０７，２０８，２０９とを有する。

【００１５】駆動装置２３０は、これらの液晶表示装置
２０７−２０９について、画像信号に応じて各画素につ
いての透過／散乱の状態を、それぞれ駆動する。

【００１６】本装置では、光源２０１からの光を、放物
面鏡２０２により平行光線とした後、コンデンサレンズ
２０３，鏡２１３，第一の絞り２０４，レンズ２０５を
経てダイクロイックプリズム２０６に入射させる。ダイ
クロイックプリズム２０６で、前記光は赤，青，緑の三
つに分解され、ダイクロイックプリズム２０６の三つの
側面に向けられる。反射型液晶装置２０７−２０９では
それぞれ、その各色の光を画像信号に応じてそれぞれ変
調する。そして、変調された各色の反射光は、再び、ダ
イクロイックプリズム２０６で合成され、レンズ２０
５，第二の絞り２１０，投射レンズ２１１を経て、スク
リーン２１２に投射される。

【００１７】この時、三つの反射液晶装置２０７−２０
９は、各画素毎に画像信号に応じて、散乱，反射の状態
をとる。このうち、正反射された光は、レンズ２０５で
第二の絞り２１０の位置に集光され、絞り２１０を通
り、投射レンズ２１１を経てスクリーン２１２に至る。
一方、散乱された光の大部分は前記第二の絞り２１０の
位置で集光されずに、ほとんど遮断され、スクリーン２
１２には至らない。このため、三つの反射型液晶表示装
置２０７−２０９の散乱，反射の状態に応じて、スクリ
ーン２１２上に各色毎に明暗の状態を作り出すことがで
き、それらの合成によりカラー画像を投射することがで
きる。

【００１８】本実施例の投射型液晶表示装置では、光変
調器として用いる反射型液晶表示装置の反射率が高く、
開口率も高いことから明るい液晶プロジェクタ装置が得
られる。

【００１９】

【発明の効果】本発明では、液晶駆動用スイッチング素
子が形成される素子基板のスイッチング素子や走査線や
信号線などが形成された面とは反対側の面に反射板を兼
ねた画素電極が形成されるために、スイッチング素子や
各配線などによる凹凸が画素電極表面に現れない。これ
により画素電極は平坦性が高く、反射率が高いため、高
輝度のプロジェクションが可能になる。また、信号線や
走査線などの配線は画素電極から見て、素子基板の反対
側に有り、これらの間には他にも金属膜でできており、
接地された光遮断層などがあるため、これらの線からの
電圧が画素電極におよぼす影響が少なくなり、画像が高
品位化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である反射型液晶表示装置の
製造方法を示す工程図。

【図２】本発明の一実施例である反射型液晶表示装置を
用いた投射型表示装置の一実施例の説明図。

【符号の説明】

１０１…単結晶シリコン基板、１０２…ＭＯＳトランジ
スタ、１０３…配線、１０４…基板裏面への穴、１０５
…第一の絶縁層、１０６…電極配線、１０７…第二の絶
縁層、１０８…多結晶シリコン、１０９…保持基板、１
１０…金属膜、１１１…第三の絶縁膜、１１２…反射板
を兼ねた画素電極、１２０…素子基板、１３０…透明基
板、１３１…透明電極、１４０…液晶。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】反射板を兼ねた画素電極群と前記画素電極
   群に信号を供給するためのスイッチング素子群を有する
   液晶駆動基板と透明電極を有する基板で液晶を挟持する
   反射型液晶表示装置において、前記液晶駆動基板は素子
   基板が保持基板に貼り合わされてなり、前記素子基板の
   前記保持基板側にはスイッチング素子及び配線及び駆動
   回路が形成され、前記素子基板の前記保持基板と反対側
   に光遮蔽層及び絶縁層及び反射板を兼ねた画素電極が形
   成され、前記反射板を兼ねた画素電極は前記素子基板に
   設けられたコンタクト部を通じて前記スイッチング素子
   に接続されていることを特徴とする反射型液晶表示装
   置。
2. 【請求項２】反射板を兼ねた画素電極群とこの画素電極
   群に信号を供給するためのスイッチング素子群を有する
   液晶駆動基板と透明電極を有する基板で液晶を挟持する
   反射型液晶表示装置の製造方法において、第一の基板の
   一面にスイッチング素子と配線を形成する工程と，前記
   スイッチング素子と配線以外の場所にすり鉢状の穴を開
   ける工程と，前記穴内部に第一の絶縁層を形成する工程
   と，前記スイッチング素子から前記穴内部にいたるまで
   の電極配線を形成する工程と，前記第一の基板の一面に
   第二の絶縁膜を形成する工程と，前記第二の絶縁膜上に
   多結晶シリコンを成長させる工程と，前記多結晶シリコ
   ンを研磨により平坦化する工程と，前記多結晶シリコン
   の研磨により平坦化された面に保持基板を貼付る工程
   と，前記穴の底部の前記電極配線が露出するまで、前記
   第一の基板を前記保持基板を貼付た側と反対側から研磨
   する工程と，この研磨された面上に光遮蔽層を形成する
   工程と、前記光遮蔽層を前記穴底部の前記電極配線部の
   み取り除く工程と，前記光遮蔽層上に第三の絶縁層を形
   成する工程と，前記第三の絶縁層上に前記穴底部上も含
   めて反射板を兼ねる画素電極を形成する工程と、前記ス
   イッチング素子，光遮断層，反射板を兼ねる画素電極を
   形成された前記液晶駆動基板と前記透明電極を有する基
   板で前記液晶を封止する工程とを含んでいることを特徴
   とする反射型液晶表示装置。
3. 【請求項３】請求項１において、前記投射光を出射する
   ための光源系と入射光を画像信号に応じて変調して反射
   する変調器と、前記光源系からの投射光を前記変調器に
   導くと共に、前記変調器からの反射光を投射する光学系
   とを備え、変調器は反射型液晶表示素子とその駆動装置
   とで構成される投射型液晶表示装置。
4. 【請求項４】請求項３において、前記変調器は入射光を
   赤，青，緑の三つに分解するダイクロイックプリズム
   と、前記ダイクロイックプリズムの三つの側面に配置さ
   れる反射型液晶表示装置とを有する投射型液晶表示装
   置。