JPH0933945A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、ＭＯＳトランジスタ部でのリーク
電流が抑制できるように遮光構造が形成された画像表示
装置を提供することにある。 【解決手段】半導体基板31の一主面に対応してソース領
域38、ドレイン領域39が形成され、ゲート酸化膜を介し
てゲート電極35が形成され、ゲート引き回し配線（走査
線）36と補助容量用電極37を形成して層間絶縁膜40で覆
う。その上に、ソース配線41、ドレイン電極を兼ねる配
線42を形成し、その表面に光吸収係数の大きな導電性材
料による膜43を形成し、さらに光吸収係数の大きな導電
性材料による膜45を介して反射電極46を形成して、反射
電極側の基板が完成される。この基板の表面上に液晶49
の層を介してガラスに接合した透明電極47が対設設定さ
れるもので、反射電極46の隣接する部分との間隙部を覆
うように前記配線36、41が形成され、半導体基板面に至
る光を遮蔽する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示装置に
係るものであり、特に半導体基板の一主面上に多数のＭ
ＯＳトランジスタをマトリッス状に配列形成して、これ
らＭＯＳトランジスタを走査線および信号線からの信号
によって駆動して表示画素がそれぞれ形成されるように
した画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶を用いた画像表示装置として、半導
体基板上にマトリクス状に多数のＭＯＳトランジスタを
配列形成し、これらＭＯＳトランジスタをそれぞれ表示
画素それぞれに対応する液晶駆動用素子として構成する
ことが知られている。図４はこの様な画像表示装置の等
価回路を示すもので、多数のＭＯＳトランジスタ101 、
102 、…がマトリックス状に配列され、これらＭＯＳト
ランジスタ101 、102 、…それぞれのゲート電極には、
走査線111 、112 、…それぞれからの信号がその配列に
対応して供給され、その走査線単位で順次オン・オフさ
れるようにしている。また、このマトリックス状に配列
されたＭＯＳトランジスタ101 、102 、…それぞれのソ
ース電極に対して信号線121 、122 、…それぞれからの
信号電圧が印加される。

【０００３】これらのマトリックス状に配列されるＭＯ
Ｓトランジスタ101 、102 、…それぞれに対向する位置
には透明な対向電極が設定され、この透明電極との間に
液晶が介在されるもので、電圧が印加されたＭＯＳトラ
ンジスタと対向電極との間の液晶の結晶配列が制御され
て、画素表示がされる。この場合、ＭＯＳトランジスタ
がオンされて液晶に印加された信号線の電圧は、ＭＯＳ
トランジスタがオフした後も液晶と並列に接続されるよ
うになる保持容量131 、132 、…によって、再度ＭＯＳ
トランジスタがオンするまで保持される。

【０００４】この種の画像表示装置は、シリコン基板の
一主面に対して液晶駆動用の素子としてＭＯＳトランジ
スタが形成されるもので、このシリコン基板の一主面上
に小間隙を介して透明電極の形成された例えばガラスに
よる対向基板が設定される。そして、シリコン基板のＭ
ＯＳトランジスタと対向基板との間の間隙部に液晶を充
填し、液晶セルが構成される。

【０００５】この様な画像表示装置において、ＭＯＳト
ランジスタと透明電極との間の電圧が表示信号に対応し
て制御され、その間の液晶の結晶配列が制御されるもの
で、液晶に電圧が印加されて液晶セル内で光の散乱を受
けない場合には、対向基板面からの入射光がＭＯＳトラ
ンジスタに対向設定された反射電極で正反射され、対向
基板面から外部に導出される。しかし、液晶に対して電
圧が印加されずに液晶セル内で入射光が散乱されると、
反射電極で入射光が正反射されない。

【０００６】図２はこの様な液晶表示装置の動作を説明
する光学系を示したもので、ランプ等の光源15で発生さ
れた光は反射鏡16で直進する光に変換されて、液晶セル
の反射電極17に入射される。ここで、この反射電極17の
入射光通路に設定される液晶に散乱が生じていない場合
には、入射光は反射電極17で正反射されて絞り18を通過
され、スクリーン19に到達して光表示される。これに対
して反射電極17に対向する部分の液晶に散乱が生じた場
合には、入射光は反射電極17で正反射されずに絞り18を
通過することがなく、スクリーン19において光表示がさ
れない。すなわち、液晶セルの液晶の結晶配列状態に応
じた光像が、スクリーン19に画像として表示される。

【０００７】ここで、反射電極はＭＯＳトランジスタそ
れぞれの領域に対応して形成されるもので、多数のマト
リックス状に配列されるＭＯＳトランジスタのそれぞれ
の領域の境界部において、反射電極に隙間が存在する。
そして、この反射電極の隙間から入射光の一部が透過
し、ＭＯＳトランジスタを形成した半導体基板に直接、
または基板と反射電極との間で層間絶縁層中を多重反射
し、この様に入射された光の光導電効果によってＭＯＳ
トランジスタのリーク電流が増加する。

【０００８】この様な問題点に対処するため、例えば特
開昭５７−２０７７８号にあっては層間絶縁層中に金属
遮光膜を形成し、ＭＯＳトランジスタに入射する光源か
らの光を遮光することが提案されている。ここで遮光膜
は反射電極とトランジスタを電気的に接続する部分を除
く全域を覆うように形成されていて、ほぼ完全に遮光で
きるようにしている。しかし、この様な遮光膜を有する
液晶セルを製造するためには、遮光膜を半導体基板上に
形成したトランジスタ、および反射電極と電気的に絶縁
して層間絶縁膜中に形成する必要があるため、その成膜
工程さらにホトレジスト工程を特別に増加させる必要が
あり、製造工程の繁雑さと共にコストの増加を招く。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、リーク電流の増加原因とさ
れる光導電効果を効果的に抑制することのできるＭＯＳ
トランジスタが構成されるようにするものであり、その
各ＭＯＳトランジスタに対応した液晶セルそれぞれにお
いて表示性能が確実に確保されるようにするもので、特
に充分に簡易化した製造工程によって遮光構造が得られ
るようにして、性能向上が効果的に図れる画像表示装置
を提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、半導体基板
の一主面上に多数のＭＯＳトランジスタをマトリクッス
状に配列形成し、これらのＭＯＳトランジスタを覆うよ
うに絶縁膜を形成するもので、さらにこの絶縁膜上にＭ
ＯＳトランジスタそれぞれの領域に対応し、それぞれ対
応するＭＯＳトランジスタに接続した反射電極を形成
し、これらの反射電極それぞれの相互間に形成される間
隙部に対応して、この間隙部より幅が広くされるように
してＭＯＳトランジスタに接続される走査線もしくは信
号線を構成する配線部を形成する。さらに、半導体基板
の一主面に小間隙を介して透明電極を形成した対向基板
を対設し、この対向基板と前記反射電極との間の間隙部
に液晶を介在させるもので、反射電極相互間の間隙部を
介してＭＯＳトランジスタに至る対向基板面からの入射
光が、前記配線部によって遮蔽されるようにする。

【００１１】この様に構成される画像表示装置にあって
は、ＭＯＳトランジスタを覆うように金属による反射電
極が形成されるものであるため、ＭＯＳトランジスタ部
に直接入射される光は遮断される。また、隣接する反射
電極相互間の間隙から入射される光は、この間隙部より
幅の広い配線部によって確実に遮蔽される。そして、さ
らに反射電極の前記ＭＯＳトランジスタと対向する面、
または配線部の少なくとも反射電極と対向する面に光の
吸収係数の大きい材料で構成した膜を形成することで、
入射光をさらに抑制することができ、光導電効果による
リーク電流の増加を抑制することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の一形態を説明する。図１に１つのＭＯＳトランジ
スタ部の断面構造を示し、図２で配線構造を説明するよ
うにしているものであるが、まずその構造について図３
に基づき製造工程にしたがって説明する。

【００１３】まず、図３の（Ａ）で示すようにシリコン
等の半導体基板31の一主面上の特定される領域に、Ｐチ
ャネルのストッパ領域321 〜323 、さらに局所酸化膜33
1 〜333 を形成する。その後、（Ｂ）図で示すようにこ
の半導体基板31の面上にゲート酸化膜34を形成し、さら
にポリシリコンによるゲート電極35、ゲート引き回し配
線（走査線）36と、補助容量用電極37を形成する。

【００１４】このようにしてゲート電極35が形成された
ならば、このゲート電極35と図示しないレジストをマス
クとして低濃度のｎ型不純物を注入拡散し、ソース領域
38およびドレイン領域39を形成する。この低濃度のソー
ス領域38およびドレイン領域39それぞれの特定領域にコ
ンタクトのための高濃度のｎ領域を形成した後、その表
面に全体を層間絶縁膜40で覆う。そして、この層間絶縁
膜40に対してソース領域38とドレイン領域39、さらに補
助容量用電極37の表面上の一部を除去するように開口を
形成する。

【００１５】この様にして層間絶縁膜40の所定位置に開
口が形成されたならば、（Ｃ）図で示すようにアルミニ
ウムによる配線層と、ＣｒＯ等の近赤外から可視光領域
にかけての光吸収係数の大きな導電性材料による膜を形
成する。そして、所定のパターニングによって配線層と
光吸収係数の大きい導電材料を同時にエッチングし、ソ
ース配線（信号線）41並びにドレイン電極を兼ねる補助
容量用電極の配線42を形成し、その表面にそれぞれ光吸
収係数の大きな導電性材料による膜43が形成されるよう
にする。

【００１６】次に（Ｄ）図で示すようにその上に絶縁膜
44を形成し、この絶縁膜44のドレイン電極を兼ねる配線
42部に対応する一部を除去して開口を形成した後、光吸
収係数の大きな導電性材料による膜45を形成して、さら
にアルミニウム等の高反射率の金属材料による反射電極
46を形成する。そして、この反射電極46を構成するアル
ミニウムとＣｒＯからなる膜45をエッチングして同時に
取り除き、反射電極46を図２で示したようにＭＯＳトラ
ンジスタ単位で領域区分するもので、この工程によって
反射型液晶パネルの反射電極側の基板が完成される。

【００１７】この反射電極側の基板において、図２で示
されるように反射電極46を領域区分する間隙部におい
て、この間隙部分から半導体基板31に入射する光を遮蔽
するために、反射電極46の間隙に相当する部分にゲート
引き回し配線（走査線）36が配置されるようになってい
るものであり、このゲート引き回し配線36のレイアウト
は、層間絶縁膜37中の光の伝搬を防ぐために、反射電極
45とゲート引き回し配線36との重なりがなるべく大きく
されるようにしている。

【００１８】ソース配線41のレイアウトも、図２で示さ
れるようにゲート引き回し配線36のレイアウトと同様
に、反射電極46の領域区分の間隙部からの光の入射や伝
搬を抑制するために、この反射電極46の間隙部に配置さ
れるようにするものであり、反射電極46との重なりも大
きくされるように配置する。

【００１９】この様に構成される反射型液晶パネルの反
射電極46側の基板が完成されたならば、図１で示される
ように透明電極47を形成したガラス等による透明な対向
基板48を小間隔で対向設定し、その相互間に高分子分散
型液晶49を挟持して、液晶表示パネルが完成される。

【００２０】この様に構成される液晶パネルにあって
は、ゲート並びにソース引き回し配線の形成時と反射電
極の形成時において同時に遮光構造が形成できるもので
あるため、この遮光構造を形成することに伴うホトプロ
セスを特に増加させる必要はなく、ソース配線や反射電
極に対する光反射係数の大きい材料の層の形成も、スパ
ッタ法を用いてソース配線や反射電極のアルミニウム層
と連続的に形成すれば、プロセスの増加を招くことがな
い。

【００２１】そして、液晶による画像表示装置をこの様
に構成することにより、反射電極相互間の間隙から半導
体基板のＭＯＳトランジスタ部に直接入射される光は、
反射電極相互間に配置されたゲート並びにソース配線部
により遮蔽され、またこの間隙部から層間絶縁層中を伝
搬する光は、層間絶縁層を挟むように形成したＣｒＯや
ポリシリコンで多重反射を繰り返し、大きく減衰されて
ＭＯＳトランジスタ近傍の半導体基板に到達することが
確実に抑えられる。

【００２２】なお、この実施の形態においては反射電極
に形成される低反射率材料の１つとしてＣｒＯを示した
が、可視領域において光の吸収が大きい材料であれば、
例えばＴｉやＣｒ、ポリシリコン等が適宜採用できる。

【００２３】

【発明の効果】以上のようにこの発明に係る画像表示装
置によれば、簡単な製造工程が採用できるようにして、
光導電効果によるリーク電流の発生が効果的に抑制でき
るように遮光構造が形成できるようになり、表示層にお
いてコントラストの表現が明確とされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る画像表示装置の一実施形態を説
明するもので、１つのＭＯＳトランジスタに対応する部
分の断面構成図。

【図２】上記ＭＯＳトランジスタ部分の平面から見た電
極部のレイアウトを説明する図で、図１はＡ−Ａ線に対
応する断面である。

【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は上記ＭＯＳトランジスタ部に
対応する表示装置の製造工程を順次示す図。

【図４】液晶を用いた画像表示装置の等価回路を示す
図。

【図５】上記画像表示装置の表示機能を説明する図。

【符号の説明】

31…半導体基板、321 〜323 …ストッパ領域、331 〜33
3 …局所酸化膜、34…ゲート酸化膜、35…ゲート電極、
36…ゲート引き回し配線（走査線）、37…補助容量用電
極、38…ソース領域、39…ドレイン領域、40…層間絶縁
層、41…ソース配線（信号線）、42…ドレイン電極を兼
ねる配線、43、45…光吸収係数の大きな導電性材料によ
る膜、44…絶縁膜、46…反射電極、47…透明電極、 48
…対向基板、49…液晶。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一主面上に多数のＭＯＳトランジスタを
   マトリクッス状に配列形成した半導体基板と、 この半導体基板の前記一主面上の前記配列されたＭＯＳ
   トランジスタを覆うように形成された絶縁膜と、 この絶縁膜上に前記多数のＭＯＳトランジスタそれぞれ
   の領域に対応して形成され、それぞれ対応するＭＯＳト
   ランジスタに接続されて、このＭＯＳトランジスタそれ
   ぞれと反対側の面に反射面が設定されるようにした反射
   電極と、 これらの反射電極それぞれの相互間に形成される間隙部
   に対応して、この間隙部より幅が広くされるようにして
   形成された前記ＭＯＳトランジスタに接続される走査線
   もしくは信号線を構成する配線部と、 前記半導体基板の前記一主面に小間隙を介して対向設定
   された透明電極を形成した対向基板と、 この対向基板と前記反射電極との間の前記小間隙部に設
   定された液晶とを具備し、 前記反射電極相互間の間隙部を介して前記ＭＯＳトラン
   ジスタに至る対向基板面からの入射光が、前記配線部に
   よって遮蔽されるようにしたことを特徴とする画像表示
   装置。
2. 【請求項２】 前記反射電極の前記ＭＯＳトランジスタ
   と対向する面には、光の吸収係数の大きい材料で構成し
   た膜が形成されるようにした請求項１記載の画像表示装
   置。
3. 【請求項３】 前記配線部の少なくとも前記反射電極と
   対向する面には、光の吸収係数の大きい材料で構成した
   膜が形成されるようにした請求項１記載の画像表示装
   置。
4. 【請求項４】 前記光の吸収係数の大きい材料は、Ｔ
   ｉ、Ｃｒ、ＣｒＯの１つでなる請求項２もしくは３のい
   ずれかに記載された画像表示装置。