JPH10153798A - Active matrix liquid crystal panel, and projection system using the same - Google Patents

Active matrix liquid crystal panel, and projection system using the same

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JPH10153798A
JPH10153798A JP9111045A JP11104597A JPH10153798A JP H10153798 A JPH10153798 A JP H10153798A JP 9111045 A JP9111045 A JP 9111045A JP 11104597 A JP11104597 A JP 11104597A JP H10153798 A JPH10153798 A JP H10153798A
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JP
Japan
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light
liquid crystal
substrate
thin film
crystal panel
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Application number
JP9111045A
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Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Minamino
裕 南野
Mika Nakamura
美香 中村
Masumi Ido
眞澄 井土
Kazuo Inoue
一生 井上
Tetsuya Kawamura
哲也 川村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase a numerical aperture and to prevent display unevenness and light leakage by using a conductive light-shieldable film having apertures to expose a pixel electrode on the substrate surface of an array substrate having thin-film transistors (TFTs). SOLUTION: Metallic thin film 12 consisting of chromium(Cr) as the light- shieldable films selectively formed into a prescribed shapes in formed on the glass substrate 11 as the first substrate. Polycrystalline silicon films 14 as semiconductor layers consisting of ohmic regions 14a and channel regions 14b via first interlayer insulating films 13 consisting of silicon oxide (SiO2 ) are formed above the respective metallic thin films 12. In such a case, the metallic thin film 12, which is a light-shieldable film, has the apertures to expose the pixel electrode and completely shut off the direct light made incident perpendicularly on the array substrate surface from the array substrate side and, therefore, the light does not advance to the semiconductor regions of the TFT parts any more. The increase of the leak currents of the TRs by the light is thus prevented.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜トランジスタ
を有する投射型表示装置用アクティブマトリックス液晶
パネル及びそれを用いたプロジェクションシステムに関
する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an active matrix liquid crystal panel having a thin film transistor for a projection type display device and a projection system using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、液晶パネルの画素電極ごとに薄膜
トランジスタ(TFT=Thin Film Transistor)を備え
たアクティブマトリックス型液晶表示装置(AM−LC
D)は、単純マトリックス型表示装置に比べて高い画質
が得られるため盛んに研究されている。
2. Description of the Related Art In recent years, an active matrix type liquid crystal display device (AM-LC) having a thin film transistor (TFT) for each pixel electrode of a liquid crystal panel.
D) is being actively studied because higher image quality can be obtained compared to a simple matrix type display device.

【0003】一般に、従来のアクティブマトリクス型液
晶表示装置は図11に模式的に示す液晶パネル部を備え
る。すなわち、図11において、透明なガラス等よりな
る第1の基板101と同じく透明なガラス等よりなる第
2の基板102が対向配置され、第1の基板101に
は、マトリックス状に形成された液晶駆動用の画素電極
103と、マトリックス状の画素における同一の行(=
カラム)に属する各画素電極103を所定の周期により
電圧を印加する走査線104と、同一の列(=ロウ)に
属する各画素電極103に対して画像信号電圧を印加す
るデータ線105と、データ線105に接続されたソー
ス電極106s、走査線104に接続されたゲート電極
106g及び画素電極103に接続されたドレイン電極
106dからなる薄膜トランジスタ部106とがそれぞ
れ形成されている。したがって、この第1の基板101
はアレイ基板101と呼ばれ、他方、第2の基板102
にはアレイ基板101上の画素電極103の対向電極と
なる透明導電膜107が形成され、対向基板102と呼
ばれる。
In general, a conventional active matrix type liquid crystal display device has a liquid crystal panel section schematically shown in FIG. That is, in FIG. 11, a first substrate 101 made of transparent glass or the like and a second substrate 102 made of transparent glass or the like are disposed to face each other, and a liquid crystal formed in a matrix is provided on the first substrate 101. The driving pixel electrode 103 and the same row (=
A scanning line 104 for applying a voltage to each pixel electrode 103 belonging to the same column (= row), a data line 105 for applying an image signal voltage to each pixel electrode 103 belonging to the same column (= row), A thin film transistor portion 106 including a source electrode 106s connected to the line 105, a gate electrode 106g connected to the scanning line 104, and a drain electrode 106d connected to the pixel electrode 103 is formed. Therefore, the first substrate 101
Is called an array substrate 101, while a second substrate 102
A transparent conductive film 107 to be a counter electrode of the pixel electrode 103 on the array substrate 101 is formed, and is called a counter substrate 102.

【0004】通常、透過型の液晶表示装置は、背面光源
からの光を透過させる必要があるため、上記画素電極1
03は透明な導電膜で形成され、また、液晶パネル部に
カラー表示を行わせる場合は、対向基板102の各画素
にカラーフィルターを形成する。
[0004] In general, a transmissive liquid crystal display device needs to transmit light from a back light source.
Reference numeral 03 denotes a transparent conductive film, and a color filter is formed on each pixel of the counter substrate 102 when color display is performed on the liquid crystal panel portion.

【0005】以上のように構成された液晶パネル部にお
いて、薄膜トランジスタ部106が駆動する期間に画像
信号に応じて液晶層に印加する電圧を変化させると、液
晶パネルを透過する背面光源からの光の透過率が変化す
るので、その光の透過率の変化が画像として表示され
る。なお、薄膜トランジスタ部106の半導体材料に
は、非晶質シリコン(a−Si)、移動度の高い多結晶
シリコン(p−Si)又はカドミウムセレン(CdS
e)等が用いられる。
In the liquid crystal panel configured as described above, when the voltage applied to the liquid crystal layer is changed according to the image signal during the period when the thin film transistor 106 is driven, the light from the back light source passing through the liquid crystal panel is transmitted. Since the transmittance changes, the change in the light transmittance is displayed as an image. Note that the semiconductor material of the thin film transistor portion 106 is amorphous silicon (a-Si), polycrystalline silicon (p-Si) with high mobility, or cadmium selenium (CdS
e) and the like are used.

【0006】図12は上記従来の液晶表示パネルを光ス
イッチング用のライトバルブとして用いた代表的な3板
式投射型表示装置(液晶プロジェクター)の構成図であ
る。メタルハライドランプ等を光源とした光をダイクロ
イックミラー(DM)及び反射鏡(M)を用いて3原色
の各原色ごとに光路を分割し、光路ごとに赤(R)、緑
(G)又は青(B)の各色用の液晶パネルよりなるライ
トバルブ(LB)に投射し、各色をそれぞれのライトバ
ルブ(LB)によってスイッチングすることにより映像
としてスクリーンに映し出す。通常、液晶パネル中の液
晶の表示モードには、TN(ツイステッドネマティッ
ク)液晶が用いられていた。
FIG. 12 is a configuration diagram of a typical three-panel projection display device (liquid crystal projector) using the above-mentioned conventional liquid crystal display panel as a light valve for light switching. Using a dichroic mirror (DM) and a reflecting mirror (M), light using a metal halide lamp or the like as a light source is divided into light paths for each of the three primary colors, and red (R), green (G), or blue ( The light is projected onto a light valve (LB) composed of a liquid crystal panel for each color of B), and each color is switched by each light valve (LB) to project an image on a screen. Usually, a TN (twisted nematic) liquid crystal has been used as a display mode of the liquid crystal in the liquid crystal panel.

【0007】しかしながら、TN液晶よりなるライトバ
ルブは、入射光の約半分を入射側の偏光板でカットする
ため、ランプから放射される光を有効に利用することが
難しい。そこで、近年、光源の光を有効に利用するため
に、液晶材料として高分子中に液晶を分散させて、印加
電圧により高分子と液晶界面における光の透過及び分散
を制御して光のスイッチングを行なう高分子分散型液晶
を用いた液晶ライトバルブが発表されるに至っており
(Aisa Display ’95 S16−3 p
343)、この表示方式によると、偏光板を用いる必要
がないため、TN液晶を用いた表示方式に対して同じ入
力に対する光の出力の2倍以上を確保することができ
る。
However, since a light valve made of TN liquid crystal cuts about half of the incident light by the polarizing plate on the incident side, it is difficult to effectively use the light emitted from the lamp. Therefore, in recent years, in order to make effective use of light from a light source, liquid crystals are dispersed in a polymer as a liquid crystal material, and light transmission and dispersion at an interface between the polymer and the liquid crystal are controlled by an applied voltage to switch light. Liquid crystal light valves using polymer dispersed liquid crystals have been announced (Aisa Display '95 S16-3p
343) According to this display method, since it is not necessary to use a polarizing plate, it is possible to secure twice or more the output of light for the same input with respect to the display method using TN liquid crystal.

【0008】また、より明るくコントラストの高い液晶
プロジェクターを得るためのライトバルブに求められる
重要な性能の要素の1つとして、開口率(1画素の大き
さに対する実際の光の変調に寄与する部分の割合)が高
いことが要求される。なお、1画素において光の変調に
寄与しない部分としては画素内の薄膜トランジスタ部、
走査線部、データ線部、液晶に対して並列に入る補助容
量部、及び画素電極と各バスラインとの間隙部分などで
ある。
As one of the important performance factors required for a light valve for obtaining a brighter and higher-contrast liquid crystal projector, an aperture ratio (a portion contributing to actual light modulation with respect to the size of one pixel). Ratio) is required to be high. In addition, a portion that does not contribute to light modulation in one pixel includes a thin film transistor portion in the pixel,
These are a scanning line portion, a data line portion, an auxiliary capacitance portion parallel to the liquid crystal, and a gap portion between the pixel electrode and each bus line.

【0009】[0009]

【発明の解決課題】上記薄膜トランジスタを備える液晶
表示装置において、これらの光の変調に寄与しない部分
に光が照射された場合、例えば、薄膜トランジスタ部の
チャンネルに対して光が入射した場合は、図13に示す
トランジスタのドレイン電流(Id)−ゲート電圧(Vg
)の特性曲線に示すようにOFF状態の電流が増加す
るため、スイッチング特性が劣化するという問題が生じ
る。特に、上記液晶パネルに用いる液晶材料として前述
の高分子分散型液晶を用いる場合、光の散乱によるトラ
ンジスタの誤動作が発生する。一般的に薄膜トランジス
タの材料として移動度の高い単結晶シリコンあるいは多
結晶シリコンを用いる。その薄膜トランジスタの構造と
して半導体層がゲート電極に対してガラス基板側に存在
するコプラナー型構造をとると、薄膜トランジスタのチ
ャンネル領域はゲート電極の直下に自己整合的に形成さ
れるため光の入射方向はゲート電極をその遮光体とする
必要から対向基板側から入射する必要がある。使用され
る液晶材料がTN液晶であればパネルを通過する光は基
本的に直進するためにこれでよいが、液晶材料として高
分子分散型を用いる場合においては、液晶パネル内部で
光の散乱が発生し、図に示す角度で散乱された光はゲー
ト電極下部に侵入しトランジスタのオフ電流を増加させ
コントラストを劣化させる。
In a liquid crystal display device having the above-mentioned thin film transistor, when light is irradiated to a portion which does not contribute to the modulation of light, for example, when light is incident on a channel of the thin film transistor portion, FIG. The drain current (Id) -gate voltage (Vg) of the transistor shown in FIG.
Since the current in the OFF state increases as shown by the characteristic curve of (1), there is a problem that the switching characteristics deteriorate. In particular, when the above-described polymer-dispersed liquid crystal is used as a liquid crystal material for the liquid crystal panel, a malfunction of the transistor occurs due to light scattering. Generally, single-crystal silicon or polycrystalline silicon having high mobility is used as a material of a thin film transistor. When the thin film transistor has a coplanar structure in which the semiconductor layer exists on the glass substrate side with respect to the gate electrode, the channel region of the thin film transistor is formed directly below the gate electrode in a self-aligned manner, so that the light incident direction is the gate direction. Since it is necessary to use the electrode as its light-shielding body, it is necessary to make light incident from the counter substrate side. If the liquid crystal material to be used is a TN liquid crystal, light passing through the panel basically travels straight, so this is sufficient. However, when a polymer dispersion type is used as the liquid crystal material, scattering of light inside the liquid crystal panel is reduced. The light generated and scattered at the angles shown in the figure penetrates below the gate electrode, increases the off-state current of the transistor, and degrades the contrast.

【0010】また、TN液晶を用いたライトバルブにお
いては、対向基板側にブラックマトリックスを形成し、
薄膜トランジスタ部のチャンネル部分に光が入射される
ことを防ぐと共に、液晶が電圧により変調されない領域
を覆って、この領域の光抜けを防ぐことにより、コント
ラストを向上させていた。しかしながら、ブラックマト
リックスの組立精度の寸法は1画素のサイズとは独立で
あるため、画素のサイズが小さくなるにしたがって画素
に対するブラックマトリックス部の面積の割合が増加
し、開口率が低下する。液晶プロジェクターに用いるラ
イトバルブは、システムの小型化が強く要求されてお
り、従って、液晶ライトバルブの大きさもより小型のサ
イズが望まれているが、液晶ライトバルブの小型化は前
述した開口率において極めて制限の大きい要素となる。
因に、図14の従来の一般的な液晶ライトバルブのパネ
ルサイズと開口率との関係(組立精度に3μm、画素数
に640×480を想定。アレイ基板の合わせ精度は2
μm、最小線幅(Lmin )及び最小同一レイヤー間スペ
ース(Smin )は共に5μm)を見ると、1.5インチ
程度のパネルサイズはその開口率として55%が上限と
なる。
In a light valve using a TN liquid crystal, a black matrix is formed on the opposite substrate side.
The contrast is improved by preventing light from being incident on the channel portion of the thin film transistor portion, and by covering a region where the liquid crystal is not modulated by the voltage to prevent light from passing through this region. However, since the size of the assembly accuracy of the black matrix is independent of the size of one pixel, as the size of the pixel decreases, the ratio of the area of the black matrix portion to the pixel increases, and the aperture ratio decreases. For light valves used in liquid crystal projectors, there is a strong demand for miniaturization of the system. Therefore, smaller liquid crystal light valves are also desired. This is a very restrictive factor.
The relationship between the panel size and the aperture ratio of the conventional general liquid crystal light valve shown in FIG. 14 (assuming the assembly accuracy is 3 μm and the number of pixels is 640 × 480. The alignment accuracy of the array substrate is 2
When looking at μm, the minimum line width (Lmin) and the minimum space between the same layers (Smin) are 5 μm), the upper limit of the aperture ratio for a panel size of about 1.5 inches is 55%.

【0011】そこで、近年、小型化の問題に対してより
高い開口率を得るため、前記ブラックマトリックス(B
M)層を対向基板側からアレイ基板側に移すBMオンア
レイ技術(Display Manufacturing Technology Confere
nce,Santa Clara,1995,pp107)が発表されており、マト
リックスアレイ上のブラックマトリックスには感光性の
黒色樹脂材料などが使われている。しかしながら、前記
従来のBMオンアレイ技術を用いた投射型表示装置用ア
クティブマトリックス液晶パネルは、ブラックマトリッ
クスの材料として黒色樹脂を用いた場合には、樹脂材料
の遮光率の限界から膜厚は1μm以上を必要とするた
め、ブラックマトリックスのエッジの段差部近傍に液晶
の非配光領域が生じるので、光漏れ等の表示特性が劣化
するという問題を有している。さらに、この液晶パネル
を投射型表示装置に用いると黒色樹脂の熱伝導率が低い
ため、光照射によりパネル内部の温度が上昇するので、
パネル内部での温度むらに起因する透過率の変動による
表示むらを生じるという問題を有している。
Therefore, in recent years, in order to obtain a higher aperture ratio for the problem of miniaturization, the black matrix (B
BM-on-array technology (Display Manufacturing Technology Confere) for transferring the M) layer from the counter substrate side to the array substrate side
nce, Santa Clara, 1995, pp 107), and a photosensitive black resin material is used for the black matrix on the matrix array. However, in the active matrix liquid crystal panel for a projection display device using the conventional BM on-array technology, when a black resin is used as a material of a black matrix, the film thickness is 1 μm or more due to a limit of a light shielding ratio of the resin material. This necessitates a non-light distribution area of the liquid crystal in the vicinity of the step portion of the edge of the black matrix, so that there is a problem that display characteristics such as light leakage deteriorate. Furthermore, when this liquid crystal panel is used in a projection display device, the thermal conductivity of the black resin is low, so that the temperature inside the panel increases due to light irradiation,
There is a problem in that display unevenness is caused by fluctuation of transmittance due to temperature unevenness inside the panel.

【0012】本発明の第1の目的は、開口率を大きくす
ると共に、投射型表示装置に特有の高熱や高照度による
表示むら及び光漏れがなく、しかも、薄膜トランジスタ
に光耐性を持たせることができるようにすることを目的
とする。また、本発明の第2の目的は、液晶材料として
液晶材料として高分子分散型液晶を用いた場合に、耐光
性の優れたプロジェクションシステムを実現させる。
A first object of the present invention is to increase the aperture ratio, eliminate display unevenness and light leakage due to high heat and high illuminance peculiar to a projection display device, and provide a thin film transistor with light resistance. The purpose is to be able to. A second object of the present invention is to realize a projection system having excellent light resistance when a polymer dispersed liquid crystal is used as a liquid crystal material.

【0013】[0013]

【発明を解決するための手段】本発明の第1の目的は、
薄膜トランジスタを有するアレイ基板の基板面上に画素
電極を露出させる開口部を有する導電性の遮光性膜を用
いることにより達成される。具体的には、互いに対向
し、液晶層を挟持する第1及び第2の基板と、上記第1
の基板の上に形成され、互いに平行に延びる複数の走査
線と、上記第1の基板の上に形成され、互いに平行に延
び上記複数の走査線と交差する複数のデータ線と、上記
第1の基板の上における上記走査線とデータ線とにより
囲まれた各領域に形成されるマトリックス状の画素電極
と、上記第1の基板の上における上記走査線とデータ線
との各交点に形成され、上記走査線に接続されたゲート
電極と、上記データ線に接続されたソース電極と、上記
画素電極に接続されたドレイン電極とを有し、上記走査
線の電位により上記データ線と上記画素電極との導通を
制御する半導体層よりなる薄膜トランジスタと、上記第
1の基板と薄膜トランジスタとの間に形成された遮光性
膜とを備え、上記遮光性膜は上記各画素電極を透過光に
対し露出させる開口部を有している構成とするものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION A first object of the present invention is as follows.
This is achieved by using a conductive light-shielding film having an opening for exposing a pixel electrode on a substrate surface of an array substrate having a thin film transistor. Specifically, the first and second substrates opposing each other and sandwiching the liquid crystal layer,
A plurality of scanning lines formed on the first substrate and extending in parallel with each other; a plurality of data lines formed on the first substrate and extending in parallel with each other and intersecting the plurality of scanning lines; A matrix-shaped pixel electrode formed in each region surrounded by the scanning lines and the data lines on the first substrate; and formed at each intersection of the scanning lines and the data lines on the first substrate. A gate electrode connected to the scanning line, a source electrode connected to the data line, and a drain electrode connected to the pixel electrode, and the data line and the pixel electrode And a light-shielding film formed between the first substrate and the thin-film transistor, the light-shielding film exposing each of the pixel electrodes to transmitted light. Open Parts it is an Configurations that have.

【0014】請求項1の構成により、遮光性膜は画素電
極の周辺部のみを覆う周辺覆い部を有するため、開口率
を大きくすることができると共に、薄膜トランジスタを
有する第1の基板側から薄膜トランジスタを構成する半
導体層に入射される光を遮断することができる。
According to the first aspect of the present invention, since the light-shielding film has the peripheral covering portion covering only the peripheral portion of the pixel electrode, the aperture ratio can be increased, and the thin film transistor can be formed from the first substrate side having the thin film transistor. Light incident on the constituent semiconductor layer can be blocked.

【0015】上記遮光性膜は金属よりなる構成とするこ
とができる。熱伝導率が黒色樹脂に比べて大きいので、
ライトバルブの温度上昇を抑えることができると共に、
黒色樹脂よりも膜厚を薄くでき、遮光性膜の周辺部に形
成される段差部による液晶の非配向領域が生じにくくな
り、その結果、より表示特性の高い液晶ライトバルブを
提供できる。また、上記金属による遮光性膜は電源に接
続し、遮光性膜における画素電極の周辺部を覆う周辺覆
い部が蓄積容量とすることができる。さらに、データ線
に印加する電圧レベルと、遮光性膜に印加する電圧レベ
ルとの極性を互いに反転させることにより、画像信号電
圧の振幅を抑えることができるので、低消費電力化を図
ることができる。
The light-shielding film may be made of a metal. Since the thermal conductivity is larger than black resin,
Along with suppressing the temperature rise of the light valve,
The film thickness can be made smaller than that of the black resin, and a non-aligned region of liquid crystal due to a step formed around the light-shielding film is less likely to be generated. As a result, a liquid crystal light valve having higher display characteristics can be provided. Further, the light-shielding film made of the metal can be connected to a power supply, and a peripheral covering portion of the light-shielding film that covers a peripheral portion of the pixel electrode can be a storage capacitor. Further, by inverting the polarity of the voltage level applied to the data line and the polarity of the voltage level applied to the light-shielding film, the amplitude of the image signal voltage can be suppressed, so that power consumption can be reduced. .

【0016】上記薄膜トランジスタの上部からの光の入
射を防ぐためには、上記ソース電極が前記薄膜トランジ
スタのチャンネル上部を覆う構成とするのが好ましい。
第1及び第2の基板の間に封入される液晶材料が、液晶
と高分子との複合体(高分子分散型液晶)である場合は
液晶層において散乱された光が薄膜トランジスタの上面
より進入し、特に浅い角度で散乱された光がチャンネル
内部に進入し、前述のOFF電流が増加し、画質劣化を
起こすが、これを防止することができる。
In order to prevent light from entering from above the thin film transistor, it is preferable that the source electrode covers the channel above the thin film transistor.
When the liquid crystal material sealed between the first and second substrates is a composite of liquid crystal and a polymer (polymer dispersed liquid crystal), light scattered in the liquid crystal layer enters from the upper surface of the thin film transistor. Particularly, light scattered at a shallow angle enters the inside of the channel, and the above-described OFF current increases, thereby deteriorating the image quality. This can be prevented.

【0017】本発明のアクティブマトリックス液晶パネ
ルを用いることにより光源からの光の入射方向を前記薄
膜トランジスタを形成した基板側とすることができ、そ
の液晶パネルをライトバルブとしてチャンネル部への散
乱による光の入射を防ぎ、高いコントラストを有するプ
ロジェクションシステムを提供することができる。
By using the active matrix liquid crystal panel of the present invention, the direction of incidence of light from the light source can be directed to the substrate side on which the thin film transistor is formed. It is possible to provide a projection system that prevents incidence and has high contrast.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1の実施形態)本発明の第1の実施形態を図面を参
照しながら説明する。図1は本発明の第1の実施形態に
係る投射型表示装置用アクティブマトリックス液晶パネ
ルのアレイ基板の構成断面図である。図1に示すよう
に、第1の基板としてのガラス基板11の上に、所定の
形状に選択的に形成された遮光性膜としてのクロム(C
r)よりなる金属薄膜12と、各金属薄膜12の上方に
酸化シリコン(SiO2 )よりなる第1の層間絶縁膜1
3を介して、オーミック領域14aとチャネル領域14
bとからなる半導体層としての多結晶シリコン膜14が
形成されている。各多結晶シリコン膜14の上にはチャ
ネル領域14bの上にゲート絶縁膜15を介してゲート
電極16が選択的に形成され、ゲート電極16を絶縁す
る第2の層間絶縁膜17の上にコンタクトホールを通じ
て各オーミック領域14aにソース電極19及びドレイ
ン電極20がそれぞれ形成されており、ドレイン電極の
一端が電気的に接続されたITO(インジウム・スズ酸
化膜)よりなる画素電極22が第3の層間絶縁膜21の
上に、隣接する薄膜トランジスタ部のソース電極19の
側端部に延びるように形成されている。
(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of an array substrate of an active matrix liquid crystal panel for a projection display according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, chromium (C) as a light shielding film selectively formed in a predetermined shape is formed on a glass substrate 11 as a first substrate.
r) and a first interlayer insulating film 1 made of silicon oxide (SiO 2 ) above each metal thin film 12.
3, the ohmic region 14a and the channel region 14
A polycrystalline silicon film 14 is formed as a semiconductor layer made of b. A gate electrode 16 is selectively formed on each polycrystalline silicon film 14 on a channel region 14b via a gate insulating film 15, and a contact is formed on a second interlayer insulating film 17 for insulating the gate electrode 16. A source electrode 19 and a drain electrode 20 are respectively formed in the respective ohmic regions 14a through holes, and a pixel electrode 22 made of ITO (indium tin oxide film) electrically connected to one end of the drain electrode is connected to the third interlayer. It is formed on the insulating film 21 so as to extend to the side end of the source electrode 19 of the adjacent thin film transistor portion.

【0019】以下、本発明の第1の実施形態に係る投射
型表示装置用アクティブマトリックス液晶パネルの製造
方法を図面を参照しながら説明する。図2及び図3は本
発明の第1の実施形態に係る液晶パネルの製造方法を示
す工程順断面図である。
Hereinafter, a method of manufacturing an active matrix liquid crystal panel for a projection display according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 2 and 3 are cross-sectional views in the order of steps showing a method for manufacturing a liquid crystal panel according to the first embodiment of the present invention.

【0020】薄膜トランジスタを形成する基板、すなわ
ちアレイ基板のみを説明すると、まず、図2(a)に示
すように、透明なガラス基板11の上に遮光性膜となる
クロム(Cr)よりなる金属薄膜12を100nmの厚
さに堆積した後、所定の形状にパターニングする。金属
薄膜12の材料はクロムの他に、チタン(Ti),タン
タル(Ta),アルミニウム(Al),アルミニウム合
金、ニッケル(Ni)又はタングステン(W)等の遮光
性能が十分な金属、又は以後の工程のスイッチング素子
作成プロセスに耐えられる黒色の非金属薄膜、例えば黒
色レジストなどの有機材料または、一酸化珪素(Si
O)等の無機材料であってもよい。
A substrate for forming a thin film transistor, that is, only an array substrate will be described. First, as shown in FIG. 2A, a metal thin film made of chromium (Cr) serving as a light shielding film is formed on a transparent glass substrate 11. After 12 is deposited to a thickness of 100 nm, it is patterned into a predetermined shape. The material of the metal thin film 12 is, in addition to chromium, a metal such as titanium (Ti), tantalum (Ta), aluminum (Al), an aluminum alloy, nickel (Ni), or tungsten (W) having a sufficient light-shielding performance, or Black non-metallic thin film that can withstand the switching element forming process of the process, for example, an organic material such as a black resist, or silicon monoxide (Si
O) or other inorganic materials.

【0021】次に、図2(b)に示すように、金属薄膜
12の絶縁膜としてガラス基板11の上に全面にわたっ
て酸化シリコン(SiO2 )よりなる第1の層間絶縁膜
13を100nm〜1μmの厚さに堆積する。層間絶縁
膜の材料として他に酸化タンタル(Ta25 )、窒化
シリコン(SiN)又はこれらの複合層であってもよ
い。その後、第1の層間絶縁膜13の上にプラズマCV
D法により種結晶となる非晶質シリコン(a−Si)よ
りなる半導体層14Aを堆積する。種結晶となる非晶質
シリコン(a−Si)は低圧CVD法やスパッタ法に形
成してもよい。その後、エキシマレーザーを用いて半導
体層14Aに対して種結晶の溶融及び結晶化を行なって
多結晶シリコン(p−Si)膜14Bを形成する。な
お、エキシマレーザーの代わりにアルゴン(Ar)レー
ザーを用いることも可能である。また、多結晶シリコン
の形成には多結晶シリコンの固相成長を用いてもよい。
Next, as shown in FIG. 2B, a first interlayer insulating film 13 made of silicon oxide (SiO 2 ) is formed on the entire surface of the glass substrate 11 as an insulating film of the metal thin film 12 so as to have a thickness of 100 nm to 1 μm. Deposited to a thickness of Other materials for the interlayer insulating film may be tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), silicon nitride (SiN), or a composite layer thereof. After that, the plasma CV is formed on the first interlayer insulating film 13.
A semiconductor layer 14A made of amorphous silicon (a-Si) serving as a seed crystal is deposited by the method D. Amorphous silicon (a-Si) serving as a seed crystal may be formed by a low-pressure CVD method or a sputtering method. After that, the semiconductor layer 14A is melted and crystallized using an excimer laser to form a polycrystalline silicon (p-Si) film 14B. Note that an argon (Ar) laser can be used instead of the excimer laser. In addition, solid-phase growth of polycrystalline silicon may be used for forming polycrystalline silicon.

【0022】次に、図2(c)に示すように、ガラス基
板11の上に全面にわたって酸化シリコン(SiO2
よりなるゲート絶縁膜15を100nmの厚さに堆積し
た後、ゲート絶縁膜15の上にゲート電極形成膜を堆積
してゲート電極16を所望のパターンに形成し、ゲート
電極16をマスクとして多結晶シリコン膜14Bにリン
(P)又はボロン(B)をゲート絶縁膜15を透過させ
てイオン注入し、オーミック領域14aを形成する。不
純物が注入されない領域は薄膜トランジスタのチャンネ
ル領域14bとなる。
Next, as shown in FIG. 2C, silicon oxide (SiO 2 ) is formed on the entire surface of the glass substrate 11.
After depositing a gate insulating film 15 having a thickness of 100 nm, a gate electrode forming film is deposited on the gate insulating film 15 to form a gate electrode 16 in a desired pattern. Phosphorus (P) or boron (B) is ion-implanted into the silicon film 14B through the gate insulating film 15 to form an ohmic region 14a. The region into which the impurity is not implanted becomes the channel region 14b of the thin film transistor.

【0023】次に、図3(a)に示すように、ガラス基
板11の上に全面にわたってゲート電極16とソース・
ドレイン電極とを絶縁する酸化シリコン(SiO2 )よ
りなる第2の層間絶縁膜17を400nmの厚さに堆積
した後、第2の層間絶縁膜17及びゲート絶縁膜15に
対して同一のパターンによりエッチングを行なって、ソ
ース電極及びドレイン電極の各コンタクトホール18を
それぞれ形成する。
Next, as shown in FIG. 3A, the gate electrode 16 and the source
After depositing a second interlayer insulating film 17 made of silicon oxide (SiO 2 ) to insulate the drain electrode to a thickness of 400 nm, the second interlayer insulating film 17 and the gate insulating film 15 are formed in the same pattern. Etching is performed to form respective contact holes 18 for the source electrode and the drain electrode.

【0024】次に、図3(b)に示すように、アルミニ
ウム(Al)等の金属によりソース電極19及びドレイ
ン電極20をそれぞれ形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, a source electrode 19 and a drain electrode 20 are formed of a metal such as aluminum (Al).

【0025】次に、図3(c)に示すように、ガラス基
板11の上に全面にわたってソース電極19とドレイン
電極20とを絶縁する酸化シリコン(SiO2 )よりな
る第3の層間絶縁膜21を100nmの厚さに堆積し、
ドレイン電極20と画素電極とのコンタクト部22aを
第3の層間絶縁膜21に選択的に形成した後、ITOよ
りなる画素電極22を隣接する薄膜トランジスタのソー
ス電極19の側端部に延びるように形成してアクティブ
マトリックスアレイを有するアレイ基板を完成する。ア
レイ完成後の平面図を図4に示す。
Next, as shown in FIG. 3C, a third interlayer insulating film 21 made of silicon oxide (SiO 2 ) insulating the source electrode 19 and the drain electrode 20 over the entire surface of the glass substrate 11. Is deposited to a thickness of 100 nm,
After selectively forming the contact portion 22a between the drain electrode 20 and the pixel electrode on the third interlayer insulating film 21, the pixel electrode 22 made of ITO is formed to extend to the side end of the source electrode 19 of the adjacent thin film transistor. Thus, an array substrate having an active matrix array is completed. FIG. 4 shows a plan view after the completion of the array.

【0026】このように、本実施形態によると、遮光性
膜である金属薄膜12はアレイ基板31側からアレイ基
板面に対して垂直に入射する直接光33を完全に遮蔽す
るので、薄膜トランジスタ部の半導体領域に光が進入し
なくなり、これにより、光によるトランジスタの漏れ電
流が増加しなくなるので、良好な表示特性を得ることが
できる。
As described above, according to the present embodiment, the metal thin film 12, which is a light-shielding film, completely shields the direct light 33 which is perpendicularly incident on the array substrate surface from the array substrate 31 side. Light does not enter the semiconductor region, whereby leakage current of the transistor due to light does not increase, so that favorable display characteristics can be obtained.

【0027】上述の効果は遮光膜の材料の如何を問わず
生じるものであるが、本実施例では遮光性膜が金属によ
り形成されているため、熱伝導率が黒色樹脂に比べて大
きいので、ライトバルブの温度上昇を抑えることができ
ると共に、黒色樹脂よりも膜厚を薄くできるので、遮光
性膜の周辺部に形成される段差部による液晶の非配向領
域が生じにくくなり、その結果、より表示特性の高い液
晶ライトバルブを提供できる。
Although the above-mentioned effects are produced irrespective of the material of the light-shielding film, in this embodiment, since the light-shielding film is formed of metal, the thermal conductivity is higher than that of the black resin. Since the temperature rise of the light valve can be suppressed and the film thickness can be made smaller than that of the black resin, the non-aligned region of the liquid crystal due to the step formed in the periphery of the light-shielding film is less likely to be generated. A liquid crystal light valve having high display characteristics can be provided.

【0028】(第2の実施形態)以下、本発明の第2の
実施形態を図面を参照しながら説明する。上記第1の実
施形態との差異は、図4に示す画素電極と遮光性膜との
周辺覆い部68bを画素の蓄積容量として利用すること
により開口率をさらに向上させている点である。
(Second Embodiment) Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The difference from the first embodiment is that the aperture ratio is further improved by using the peripheral covering portion 68b between the pixel electrode and the light-shielding film shown in FIG. 4 as the storage capacitor of the pixel.

【0029】具体的な構成は、図4に示すアレイ基板の
遮光性膜68を、走査線62、データ線63、多結晶シ
リコン膜64及びドレイン電極67並びに画素電極61
の周辺部を覆うことにより形成される周辺覆い部68b
と画素電極61を露出させる開口部68aとを有し、ド
レイン電極67に電気的に接続されたクロム等の金属に
より形成する。さらに、表示領域外に遮光性膜68の取
り出し部分を形成し、遮光性膜68の電位を制御するこ
とにより蓄積容量として作用させる。
Specifically, the light-shielding film 68 of the array substrate shown in FIG. 4 is replaced with a scanning line 62, a data line 63, a polycrystalline silicon film 64, a drain electrode 67, and a pixel electrode 61.
Peripheral covering portion 68b formed by covering the peripheral portion of
And an opening 68 a for exposing the pixel electrode 61, and is formed of a metal such as chrome electrically connected to the drain electrode 67. Further, a take-out portion of the light-shielding film 68 is formed outside the display area, and the potential of the light-shielding film 68 is controlled to function as a storage capacitor.

【0030】以下、前記のように構成された液晶パネル
の各電極の動作を図5に示すタイミングチャートに基づ
いて説明する。図5は本発明の第2の実施形態に係る液
晶パネルの各電極に印加される電圧のタイミングチャー
トである。図5において、Vg(n)及びVg(n+
1)はそれぞれ走査線のn番目及びn+1番目の駆動電
位である。Vsは画像信号が付加されるデータ線の波形
であり、Vs(c)は画像信号の中心値である。Vs
(h)及びVs(l)は画像信号のハイレベル及びロウ
レベルをそれぞれ示している。
The operation of each electrode of the liquid crystal panel configured as described above will be described below with reference to the timing chart shown in FIG. FIG. 5 is a timing chart of a voltage applied to each electrode of the liquid crystal panel according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 5, Vg (n) and Vg (n +
1) are the nth and (n + 1) th drive potentials of the scanning line, respectively. Vs is the waveform of the data line to which the image signal is added, and Vs (c) is the center value of the image signal. Vs
(H) and Vs (l) indicate the high level and the low level of the image signal, respectively.

【0031】Vt(c)、Vt(h)、Vt(l)はそ
れぞれ対向電極側に印加される電圧の中心レベル、ハイ
レベル及びロウレベルの信号であり、本実施形態におい
ては1フィールドごとにハイレベルとロウレベルとの信
号の極性を反転させるようにしている。これにより画像
信号電圧の振幅を下げることができる。
Vt (c), Vt (h), and Vt (l) are the signals of the center level, high level, and low level of the voltage applied to the counter electrode, respectively. The polarity of the signal between the level and the low level is inverted. Thus, the amplitude of the image signal voltage can be reduced.

【0032】Ve(c)、Ve(h)、Ve(l)はそ
れぞれ共通電極に印加される電圧の中心レベル、ハイレ
ベル及びロウレベルの信号であり、前記導電性を有する
遮光性膜68に接続することを想定している。この場合
にVe=Vtとして信号レベルを減らすことも可能であ
り、また、VtとVeを独立に制御することも可能であ
る。さらに画像信号、対向電圧及び共通電極の電圧を1
水平走査期間ごとに極性を変化させてもよい。これによ
りデータ線に加える画像信号の振幅を、極性を反転させ
ない場合に比較して半分以下とすることが出来る。
Ve (c), Ve (h) and Ve (l) are the central level, high level and low level signals of the voltage applied to the common electrode, respectively, and are connected to the light-shielding film 68 having conductivity. It is assumed that In this case, it is possible to reduce the signal level by setting Ve = Vt, and it is also possible to control Vt and Ve independently. Further, the image signal, the counter voltage and the voltage of the common electrode
The polarity may be changed every horizontal scanning period. As a result, the amplitude of the image signal applied to the data line can be reduced to half or less as compared with the case where the polarity is not inverted.

【0033】このように、本実施形態によると、遮光性
膜は、遮光性膜としての機能を有すると共に、図4に示
す画素電極と遮光性膜との周辺覆い部を該液晶セルの補
助容量の電極となるように形成されているため、蓄積容
量を生成するための蓄積容量線が不要となる。したがっ
て、蓄積容量線が占めていた領域分の開口率をさらに大
きくすることができる。
As described above, according to the present embodiment, the light-shielding film has a function as a light-shielding film, and the peripheral covering portion between the pixel electrode and the light-shielding film shown in FIG. Therefore, a storage capacitor line for generating a storage capacitor is not required. Therefore, the aperture ratio of the area occupied by the storage capacitor line can be further increased.

【0034】(第3の実施形態)以下、本発明の第3の
実施形態を図面を参照しながら説明する。本実施形態の
投射型表示装置用アクティブマトリックス液晶パネルは
図1において説明した前記第1の実施形態あるいは前記
第2の実施形態と同一のアレイ基板により構成される。
(Third Embodiment) Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The active matrix liquid crystal panel for a projection type display device of the present embodiment is constituted by the same array substrate as that of the first embodiment or the second embodiment described in FIG.

【0035】本実施例の特徴として、図6に示すよう
に、コンタクトホール形成後ソース電極19並びにドレ
イン電極20を所定のパターンに形成する際、画像信号
を伝えるソース電極19のパターンをTFTのチャンネ
ル部を覆い、上部からの光の入射を防ぐ構造とするもの
である。この構造を採用することにより、液晶パネル内
に上部より入射する光を確実に遮ることが可能となり、
従って光によるトランジスタの漏れ電流の増加が発生せ
ず良好な表示特性を得ることが可能となる。なお、工程
図は図2および図3と実質的に同一であるので、同一部
材には同一番号を付して説明を省略する。
As a feature of this embodiment, as shown in FIG. 6, when the source electrode 19 and the drain electrode 20 are formed in a predetermined pattern after the formation of the contact hole, the pattern of the source electrode 19 for transmitting an image signal is changed to the channel of the TFT. The structure covers the portion and prevents light from entering from above. By adopting this structure, it is possible to reliably block light entering the liquid crystal panel from above,
Therefore, good display characteristics can be obtained without increasing the leakage current of the transistor due to light. Since the process diagrams are substantially the same as those in FIGS. 2 and 3, the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0036】(第4の実施形態)以下、本発明の第4の
実施形態を説明する。本実施形態の特徴として、ライト
バルブに封入される液晶材料にTN液晶の代わりに高分
子ポリマー中に液晶を微小な液滴として分散させた高分
子分散型液晶を用いており、この高分子分散型液晶は、
図8(a)に示す散乱状態及び(b)に示す透過状態に
より、光のスイッチング動作を行なっている。
(Fourth Embodiment) Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described. As a feature of this embodiment, a polymer dispersed liquid crystal in which liquid crystal is dispersed as fine droplets in a polymer is used instead of a TN liquid crystal in a liquid crystal material sealed in a light valve. Type liquid crystal
The light switching operation is performed in the scattering state shown in FIG. 8A and the transmission state shown in FIG.

【0037】(a)に示す散乱状態において、高分子分
散型液晶はアレイ基板31及び対向基板32に印加する
電圧を無印加状態とするため、ポリマー内に存在する液
滴41中の液晶の配向が任意となり、この液滴41中の
液晶とポリマーとの界面において光は任意の方向に反射
される。
In the scattering state shown in (a), since the polymer-dispersed liquid crystal is in a state where no voltage is applied to the array substrate 31 and the counter substrate 32, the orientation of the liquid crystal in the droplet 41 existing in the polymer is changed. Is arbitrary, and light is reflected in an arbitrary direction at the interface between the liquid crystal and the polymer in the droplet 41.

【0038】第1の実施形態の図3に示したような液晶
セル内における入射角が基板面に対して直角よりも小さ
い光は、一般的なTN液晶の場合には遮光性膜や配線等
のパターンのエッジ部による反射のほかは比較的発生し
にくい。
The light whose incident angle in the liquid crystal cell as shown in FIG. 3 of the first embodiment is smaller than a right angle with respect to the substrate surface is a light-shielding film or wiring in the case of a general TN liquid crystal. Other than the reflection by the edge portion of the pattern, it is relatively unlikely to occur.

【0039】しかしながら、高分子分散型液晶の場合は
このような入射角が小さい角度の散乱光が多くなるた
め、散乱された光がアレイ基板上面からTFT側に向か
う光の割合も格段に大きくなる。
However, in the case of the polymer-dispersed liquid crystal, since the amount of scattered light having such a small incident angle increases, the ratio of the scattered light traveling from the upper surface of the array substrate to the TFT side also increases significantly. .

【0040】従って、図9に示すように、電圧−透過率
特性曲線により液晶材料に高分子分散型液晶51を用い
た場合とTN液晶52を用いた場合とを比較すると、T
FT背面より実線に示す光を照射したときの電圧と破線
に示す光を照射しないときの電圧との変化量は、高分子
分散型液晶51を用いた場合の方がTN液晶52を用い
た場合よりも大きい。
Therefore, as shown in FIG. 9, a comparison between the case where the polymer dispersed liquid crystal 51 is used as the liquid crystal material and the case where the TN liquid crystal 52 is used is shown by the voltage-transmittance characteristic curve.
The amount of change between the voltage when irradiating the light shown by the solid line and the voltage when not irradiating the light shown by the dashed line from the back of the FT is larger when the TN liquid crystal 52 is used than when the polymer dispersed liquid crystal 51 is used. Greater than.

【0041】従って本実施形態3のTFT構造において
は、ライトバルブの液晶材料として高分子分散型液晶と
使った場合によりその効果が顕著となる。
Therefore, in the TFT structure of the third embodiment, the effect becomes more remarkable when the polymer dispersed liquid crystal is used as the liquid crystal material of the light valve.

【0042】図10は本実施例4の液晶ライトバルブを
用いたプロジェクションシステムの構成である。この場
合、ランプから光の入射方向はTFT基板側とする。こ
の理由として本実施例4の構成では、基本的に光の入射
方向の如何に関わらずチャンネル部に対して入射を防ぐ
構造となるが、TFT下部の遮光膜とチャンネル上部を
覆うソース電極では、その遮蔽効果としては面積的にも
下部遮光膜の方が効果が大きく、さらにランプからの入
射光に対し液晶ライトバルブ内での拡散光あるいは反射
光と比較すると、ランプからの入射光の強度が大きいた
めである。
FIG. 10 shows the configuration of a projection system using the liquid crystal light valve of the fourth embodiment. In this case, the direction of incidence of light from the lamp is on the TFT substrate side. The reason for this is that the configuration of the fourth embodiment basically has a structure that prevents light from entering the channel regardless of the direction of incidence of light. However, in the light-shielding film below the TFT and the source electrode covering the upper part of the channel, In terms of the shielding effect, the lower light-shielding film is more effective in terms of area, and the intensity of the incident light from the lamp is lower than the diffused light or reflected light in the liquid crystal light valve with respect to the incident light from the lamp. Because it is big.

【0043】以上の説明で明らかなように、本発明に係
る投射型表示装置用アクティブマトリックス液晶パネル
によると、薄膜トランジスタと該薄膜トランジスタを有
する第1の基板との間に形成された遮光性膜を備え、該
遮光性膜は画素電極を露出させる開口部を有しているた
め、開口率を大きくすることができると共に、第1の基
板における薄膜トランジスタを構成する半導体層に入射
する背面光源からの強力な入射光を遮断することができ
るので、第1の基板側から薄膜トランジスタの半導体層
に光が進入しなくなり、これにより、光によるトランジ
スタの漏れ電流が増加しなくなるので、良好な表示特性
を得ることができる。
As apparent from the above description, the active matrix liquid crystal panel for a projection display according to the present invention includes a light-shielding film formed between a thin film transistor and a first substrate having the thin film transistor. Since the light-shielding film has an opening for exposing the pixel electrode, the aperture ratio can be increased, and the strong light from the back light source incident on the semiconductor layer forming the thin film transistor on the first substrate can be obtained. Since incident light can be blocked, light does not enter the semiconductor layer of the thin film transistor from the first substrate side, and thus leakage current of the transistor due to light does not increase. Therefore, favorable display characteristics can be obtained. it can.

【0044】また、本発明に係る投射型表示装置用アク
ティブマトリックス液晶パネルによると、遮光性膜は金
属よりなるため、熱伝導率が黒色樹脂に比べて大きいの
で、ライトバルブの温度上昇を抑えることができると共
に、黒色樹脂よりも膜厚を薄くできるので、遮光性膜の
周辺部に形成される段差部による液晶の非配向領域が生
じにくくなり、その結果、表示特性の劣化を抑制するこ
とができる。
Further, according to the active matrix liquid crystal panel for a projection display device according to the present invention, since the light-shielding film is made of metal, the heat conductivity is larger than that of the black resin, so that the temperature rise of the light valve can be suppressed. And the thickness can be made smaller than that of the black resin, so that a non-aligned region of the liquid crystal due to a step formed in the periphery of the light-shielding film is less likely to occur, and as a result, deterioration of display characteristics can be suppressed. it can.

【0045】さらに、本発明に係る投射型表示装置用ア
クティブマトリックス液晶パネルによると、遮光性膜は
電源と電気的に接続されているため、遮光性膜における
画素電極の周辺部を覆う周辺覆い部が蓄積容量となるの
で、蓄積容量を生成するための蓄積容量線が不要とな
り、これにより、蓄積容量線が占めていた領域分の開口
率をさらに大きくすることができる。
Further, according to the active matrix liquid crystal panel for a projection display device according to the present invention, since the light-shielding film is electrically connected to the power supply, the peripheral covering portion covering the peripheral portion of the pixel electrode in the light-shielding film. Becomes a storage capacitor, so that a storage capacitor line for generating the storage capacitor is not required, thereby making it possible to further increase the aperture ratio of the area occupied by the storage capacitor line.

【0046】さらに、データ線に印加する電圧レベル
と、遮光性膜に印加する電圧レベルとの極性を互いに反
転させることにより、画像信号電圧の振幅を抑えること
ができるので、低消費電力化を図ることができる。
Further, by inverting the polarity of the voltage level applied to the data line and the polarity of the voltage level applied to the light-shielding film, the amplitude of the image signal voltage can be suppressed, thereby reducing power consumption. be able to.

【0047】また、ソース電極がTFTのチャンネル上
部を覆っているためにTFT上部からの光の入射を防ぐ
ことが出来る。
Further, since the source electrode covers the upper part of the channel of the TFT, it is possible to prevent light from entering from above the TFT.

【0048】本発明に係るアクティブマトリックス液晶
パネルによると、第1及び第2の基板の間に封入される
液晶材料は、液晶と高分子との複合体である高分子分散
型液晶とすることができ、入射角度が小さい散乱光が多
くなったとしても、印加電圧のオフ時にドレイン電流が
増加しないので、表示むらを確実に抑制することができ
る。
According to the active matrix liquid crystal panel of the present invention, the liquid crystal material sealed between the first and second substrates is a polymer dispersed liquid crystal which is a composite of liquid crystal and polymer. Even if the amount of scattered light having a small incident angle increases, the drain current does not increase when the applied voltage is turned off, so that display unevenness can be reliably suppressed.

【0049】さらに、本発明のアクティブマトリックス
液晶パネルを用いて液晶プロジェクションシステムを構
成することにより、光の入射方向をTFT基板側とし、
きわめて光導電性に対して遮蔽効果の高いプロジェクシ
ョンシステムを提供することが可能となる。
Further, by configuring a liquid crystal projection system using the active matrix liquid crystal panel of the present invention, the light incident direction is set to the TFT substrate side,
It is possible to provide a projection system having a very high shielding effect on photoconductive properties.

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

【図1】 本発明の第1の実施形態に係る投射型表示装
置用アクティブマトリックス液晶パネルのアレイ基板の
構成断面図である。
FIG. 1 is a configuration sectional view of an array substrate of an active matrix liquid crystal panel for a projection type display device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第1の実施形態に係る投射型表示装
置用アクティブマトリックス液晶パネルの製造方法を示
す工程順断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view in a process order showing a method for manufacturing an active matrix liquid crystal panel for a projection display according to a first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第1の実施形態に係る投射型表示装
置用アクティブマトリックス液晶パネルの製造方法を示
す工程順断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing an active matrix liquid crystal panel for a projection display according to a first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図4】 本発明の第1の実施形態に係る投射型表示装
置用アクティブマトリックス液晶パネルのアレイ基板の
構成平面図である。
FIG. 4 is a configuration plan view of an array substrate of an active matrix liquid crystal panel for a projection display according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の第2の実施形態に係る液晶パネルの
各電極に印加される電圧のタイミングチャート図であ
る。
FIG. 5 is a timing chart of a voltage applied to each electrode of a liquid crystal panel according to a second embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の第3の実施形態に係る投射型表示装
置用アクティブマトリックス液晶パネルのアレイ基板の
構成断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an array substrate of an active matrix liquid crystal panel for a projection display according to a third embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の第3の実施形態に係る投射型表示装
置用アクティブマトリックス液晶パネルのアレイ基板の
構成平面図である。
FIG. 7 is a configuration plan view of an array substrate of an active matrix liquid crystal panel for a projection display according to a third embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の第4の実施形態に係る投射型表示装
置用アクティブマトリックス液晶パネルにおける高分子
分散型液晶の光の透過及び散乱による光のスイッチング
動作を表わす模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a light switching operation by transmitting and scattering light of a polymer dispersed liquid crystal in an active matrix liquid crystal panel for a projection display according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】 高分子分散型液晶とTN液晶との電圧−透過
率特性曲線を示すグラフ図である。
FIG. 9 is a graph showing a voltage-transmittance characteristic curve of a polymer-dispersed liquid crystal and a TN liquid crystal.

【図10】 本発明の第5の実施形態に係るアクティブ
マトリックス液晶パネルを用いた液晶プロジェクターの
構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram of a liquid crystal projector using an active matrix liquid crystal panel according to a fifth embodiment of the present invention.

【図11】 従来のアクティブマトリクス型液晶表示装
置の液晶パネル部を模式的に示した斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view schematically showing a liquid crystal panel of a conventional active matrix type liquid crystal display device.

【図12】 従来の液晶表示パネルを光スイッチング用
のライトバルブとして用いた代表的な3板式投射型表示
装置(液晶プロジェクター)の構成図である。
FIG. 12 is a configuration diagram of a typical three-panel projection display device (liquid crystal projector) using a conventional liquid crystal display panel as a light valve for light switching.

【図13】 トランジスタのドレイン電流(Id)−ゲ
ート電圧(Vg)の特性曲線を示すグラフ図である。
FIG. 13 is a graph showing a characteristic curve of drain current (Id) -gate voltage (Vg) of a transistor.

【図14】 従来の一般的な液晶ライトバルブのパネル
サイズと開口率との関係を表わすグラフ図である。
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the panel size and the aperture ratio of a conventional general liquid crystal light valve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ガラス基板 12 金属薄膜 13 第1の層間絶縁膜 14 多結晶シリコン膜 14a オーミック領域 14b チャネル領域 14A 半導体層 14B 多結晶シリコン膜 15 ゲート絶縁膜 16 ゲート電極 17 第2の層間絶縁膜 18 コンタクトホール 19 ソース電極 20 ドレイン電極 21 第3の層間絶縁膜 22 画素電極 22a コンタクト部 31 アレイ基板 32 対向基板 33 直接光 34 反射光 41 液滴 51 高分子分散型液晶 52 TN液晶 61 画素電極 62 走査線 63 データ線 64 多結晶シリコン膜 65 ソース電極 66 ゲート電極 67 ドレイン電極 68 遮光性膜 68a 開口部 68b 周辺覆い部 Reference Signs List 11 glass substrate 12 metal thin film 13 first interlayer insulating film 14 polycrystalline silicon film 14a ohmic region 14b channel region 14A semiconductor layer 14B polycrystalline silicon film 15 gate insulating film 16 gate electrode 17 second interlayer insulating film 18 contact hole 19 Source electrode 20 Drain electrode 21 Third interlayer insulating film 22 Pixel electrode 22a Contact part 31 Array substrate 32 Counter substrate 33 Direct light 34 Reflected light 41 Droplet 51 Polymer dispersed liquid crystal 52 TN liquid crystal 61 Pixel electrode 62 Scanning line 63 Data Line 64 polycrystalline silicon film 65 source electrode 66 gate electrode 67 drain electrode 68 light-shielding film 68a opening 68b peripheral covering

フロントページの続き (72)発明者 井上 一生 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 川村 哲也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内Continuing on the front page (72) Inventor Kazuo Inoue 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Tetsuya Kawamura 1006 Kadoma Kadoma, Kadoma City Osaka Pref.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 互いに対向し、液晶層を挟持する第1及
び第2の基板と、 上記第1の基板の上に形成され、互いに平行に延びる複
数の走査線と、上記第1の基板の上に形成され、互いに
平行に延び上記複数の走査線と交差する複数のデータ線
と、上記第1の基板の上における上記走査線とデータ線
とにより囲まれた各領域に形成されるマトリックス状の
画素電極と、 上記第1の基板の上における上記走査線とデータ線との
各交点に形成され、上記走査線に接続されたゲート電極
と、上記データ線に接続されたソース電極と、上記画素
電極に接続されたドレイン電極とを有し、上記走査線の
電位により上記データ線と上記画素電極との導通を制御
する半導体層よりなる薄膜トランジスタと、 上記第1の基板と薄膜トランジスタとの間に形成された
遮光性膜とを備え、 上記遮光性膜は上記各画素電極を透過光に対し露出させ
る開口部を有していることを特徴とするアクティブマト
リックス液晶パネル。
A first and a second substrate facing each other and sandwiching a liquid crystal layer; a plurality of scanning lines formed on the first substrate and extending in parallel with each other; A plurality of data lines formed on the first substrate and extending in parallel with each other and intersecting the plurality of scanning lines; and a matrix formed in each region on the first substrate surrounded by the scanning lines and the data lines. A pixel electrode formed at each intersection of the scanning line and the data line on the first substrate and connected to the scanning line; a source electrode connected to the data line; A thin film transistor having a drain electrode connected to the pixel electrode, the thin film transistor including a semiconductor layer for controlling conduction between the data line and the pixel electrode by the potential of the scanning line, and between the first substrate and the thin film transistor Formed An active matrix liquid crystal panel, comprising: a light-shielding film, wherein the light-shielding film has an opening for exposing each of the pixel electrodes to transmitted light.
【請求項2】 上記遮光性膜は金属よりなることを特徴
とする請求項1に記載のアクティブマトリックス液晶パ
ネル。
2. The active matrix liquid crystal panel according to claim 1, wherein said light-shielding film is made of metal.
【請求項3】 上記遮光性膜は電源と電気的に接続され
ていることを特徴とする請求項2に記載のアクティブマ
トリックス液晶パネル。
3. The active matrix liquid crystal panel according to claim 2, wherein said light shielding film is electrically connected to a power supply.
【請求項4】 上記データ線に印加する電圧レベルと、
上記遮光性膜に印加する電圧レベルとの極性を互いに反
転させて駆動させる請求項3に記載のアクティブマトリ
ックス液晶パネル。
4. A voltage level applied to the data line,
4. The active matrix liquid crystal panel according to claim 3, wherein the driving is performed by inverting the polarity of the voltage level applied to the light-shielding film to each other.
【請求項5】 互いに対向し、液晶層を挟持する第1及
び第2の基板と、 上記第1の基板の上に形成され、互いに平行に延びる複
数の走査線と、上記第1の基板の上に形成され、互いに
平行に延び上記複数の走査線と交差する複数のデータ線
と、上記第1の基板の上における上記走査線とデータ線
とにより囲まれた各領域に形成されるマトリックス状の
画素電極と、 上記第1の基板の上における上記走査線とデータ線との
各交点に形成され、上記走査線に接続されたゲート電極
と、上記データ線に接続されたソース電極と、上記画素
電極に接続されたドレイン電極とを有し、上記走査線の
電位により上記データ線と上記画素電極との導通を制御
する半導体層よりなる薄膜トランジスタとを備え、上記
薄膜トランジスタの上部からの光の入射を防ぐように上
記ソース電極が前記薄膜トランジスタのチャンネル上部
を覆っていることを特徴とするアクティブマトリックス
液晶パネル
5. A first and second substrate facing each other and sandwiching a liquid crystal layer; a plurality of scanning lines formed on the first substrate and extending in parallel with each other; A plurality of data lines formed on the first substrate and extending in parallel with each other and intersecting the plurality of scanning lines; and a matrix formed in each region on the first substrate surrounded by the scanning lines and the data lines. A pixel electrode formed at each intersection of the scanning line and the data line on the first substrate and connected to the scanning line; a source electrode connected to the data line; A drain electrode connected to the pixel electrode; and a thin film transistor including a semiconductor layer that controls conduction between the data line and the pixel electrode by a potential of the scanning line. Light incident from above the thin film transistor To Active matrix liquid crystal panel Guyo the source electrode is equal to or covering the channel upper portion of the thin film transistor
【請求項6】 上記第1及び第2の基板の間に挟持封入
される液晶層の材料が、液晶と高分子との複合体である
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の
アクティブマトリックス液晶パネル。
6. The liquid crystal device according to claim 1, wherein a material of the liquid crystal layer sandwiched and sealed between the first and second substrates is a composite of liquid crystal and a polymer. An active matrix liquid crystal panel according to the item.
【請求項7】 光源からの光の入射方向が前記薄膜トラ
ンジスタを形成した基板側からであり、ライトバルブと
して請求項6記載のアクティブマトリックス液晶パネル
を用いることを特徴とするプロジェクションシステム。
7. A projection system wherein an incident direction of light from a light source is from a substrate side on which the thin film transistor is formed, and the active matrix liquid crystal panel according to claim 6 is used as a light valve.
JP9111045A 1996-04-30 1997-04-28 Active matrix liquid crystal panel, and projection system using the same Pending JPH10153798A (en)

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JP8-109129 1996-04-30
JP10912996 1996-04-30
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JP8-252594 1996-09-25
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100434891B1 (en) * 2000-09-29 2004-06-07 샤프 가부시키가이샤 Luminescent display device of active matrix drive type and fabrication method therefor
US6806917B2 (en) * 2000-12-07 2004-10-19 Nec Corporation Active matrix type liquid crystal display device

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KR100434891B1 (en) * 2000-09-29 2004-06-07 샤프 가부시키가이샤 Luminescent display device of active matrix drive type and fabrication method therefor
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