JP3143591B2 - 表示装置 - Google Patents
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- G—PHYSICS
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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-
- G—PHYSICS
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像・文字などを
表示する装置、特に液晶パネルを使った表示装置に関す
る。
表示する装置、特に液晶パネルを使った表示装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】今日、世の中はマルチメディア時代の到
来により、画像情報を簡単、感覚的に受信、発信を実現
するマンマシンインタフェイスとしての表示装置の開発
が望まれている。なかでも、液晶表示装置は、薄型で消
費電力が小さく、高解像のものが得られるため、注目を
集めている。
来により、画像情報を簡単、感覚的に受信、発信を実現
するマンマシンインタフェイスとしての表示装置の開発
が望まれている。なかでも、液晶表示装置は、薄型で消
費電力が小さく、高解像のものが得られるため、注目を
集めている。
【０００３】現在、液晶表示装置は、主に10インチサイ
ズのノートパソコンに使用されている。その方式の主流
は、透過型である。これは、簡単な構造で高コントラス
トな表示が実現できるからである。しかし、開口率が30
〜50％と小さく、明るい表示のためには、バックライト
のパワーが必要であり、消費電力が小さい液晶表示装置
の本来の特質が失われてしまう。一方、反射型は、明る
い外光を照明光として利用できるため、照明光などのパ
ワーが不要になるなど透過型よりも、技術的ポテンシャ
ルが高い。
ズのノートパソコンに使用されている。その方式の主流
は、透過型である。これは、簡単な構造で高コントラス
トな表示が実現できるからである。しかし、開口率が30
〜50％と小さく、明るい表示のためには、バックライト
のパワーが必要であり、消費電力が小さい液晶表示装置
の本来の特質が失われてしまう。一方、反射型は、明る
い外光を照明光として利用できるため、照明光などのパ
ワーが不要になるなど透過型よりも、技術的ポテンシャ
ルが高い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、現実的には反
射型はあまり実用化されていない。反射型の場合、反射
電極からの信号光以外に、あらゆる箇所から表示信号と
無関係の反射光が使用者の目に入ってしまい、なかなか
コントラストの高い表示ができないからである。なお、
透過型の場合、不要な光は、遮光層などで遮られるので
使用者の目に入らない。
射型はあまり実用化されていない。反射型の場合、反射
電極からの信号光以外に、あらゆる箇所から表示信号と
無関係の反射光が使用者の目に入ってしまい、なかなか
コントラストの高い表示ができないからである。なお、
透過型の場合、不要な光は、遮光層などで遮られるので
使用者の目に入らない。
【０００５】そこで、本発明は、反射型の表示装置を実
用化するために、ノイズとなる表示信号と無関係の反射
光成分を取り除き高コントラストの表示を実現すること
を目的とする。
用化するために、ノイズとなる表示信号と無関係の反射
光成分を取り除き高コントラストの表示を実現すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】以上の問題を解決するた
めに、本発明者らが鋭意努力した結果、以下の発明を得
た。すなわち、本発明の表示装置は、複数の反射電極を
有する一方の基板と、前記基板に対向し透明電極を有す
る他方の基板と、前記双方の基板の間に液晶材料を備え
る表示装置において、前記反射電極の間もしくは、前記
反射電極からなる表示部の周辺領域の少なくとも一部に
遮光層が配され、前記反射電極と前記遮光層との表面粗
さが異なることで、両者の反射特性を異ならせたことを
特徴とする。さらに、前記反射電極が照明光を反射さ
せ、前記反射電極が主に照明光を反射させる方向と別の
方向に前記照明光を反射させる遮光層を、前記複数の反
射電極の間に設けることができ、遮光層は、反射電極の
表面と異なる角度の面を有するのが望ましい。また、反
射電極の表面と遮光層の表面のなす角をθ、液晶材料の
屈折率をn、投影光学系のF数をFとすると、θが
めに、本発明者らが鋭意努力した結果、以下の発明を得
た。すなわち、本発明の表示装置は、複数の反射電極を
有する一方の基板と、前記基板に対向し透明電極を有す
る他方の基板と、前記双方の基板の間に液晶材料を備え
る表示装置において、前記反射電極の間もしくは、前記
反射電極からなる表示部の周辺領域の少なくとも一部に
遮光層が配され、前記反射電極と前記遮光層との表面粗
さが異なることで、両者の反射特性を異ならせたことを
特徴とする。さらに、前記反射電極が照明光を反射さ
せ、前記反射電極が主に照明光を反射させる方向と別の
方向に前記照明光を反射させる遮光層を、前記複数の反
射電極の間に設けることができ、遮光層は、反射電極の
表面と異なる角度の面を有するのが望ましい。また、反
射電極の表面と遮光層の表面のなす角をθ、液晶材料の
屈折率をn、投影光学系のF数をFとすると、θが
【０００７】
【外２】 を満たすのが望ましい。このなかでもθは、10〜30゜で
あるとよい。反射電極の下部に厚い絶縁層、反射電極間
の境界部に薄い絶縁層を有することでこの構造が作製で
きる。反射電極と反射電極の下部の遮光層と、両者の間
の絶縁層で保持容量を形成することもできる。複数の信
号線と同一層の配線層の間隔が、反射電極の間の下部
で、反射電極の下部よりも広くても、本発明の構造を作
製できる。隣合う前記反射電極の端部が、画素の境界平
面に対して非対称であってもよい。反射電極と他方の基
板の透明電極の角度が異なるとさらに効果がある。一方
の基板は、複数の走査配線と、複数の信号配線と、前記
走査配線と前記信号配線の交差部に配された画素スイッ
チを有するアクティブマトリックス基板であるとよい。
あるとよい。反射電極の下部に厚い絶縁層、反射電極間
の境界部に薄い絶縁層を有することでこの構造が作製で
きる。反射電極と反射電極の下部の遮光層と、両者の間
の絶縁層で保持容量を形成することもできる。複数の信
号線と同一層の配線層の間隔が、反射電極の間の下部
で、反射電極の下部よりも広くても、本発明の構造を作
製できる。隣合う前記反射電極の端部が、画素の境界平
面に対して非対称であってもよい。反射電極と他方の基
板の透明電極の角度が異なるとさらに効果がある。一方
の基板は、複数の走査配線と、複数の信号配線と、前記
走査配線と前記信号配線の交差部に配された画素スイッ
チを有するアクティブマトリックス基板であるとよい。
【０００８】また、遮光層で反射する光の方向と反射電
極で反射させる光の方向を、反射させる以外にも、反射
電極と遮光層の反射特性を変えるために、それぞれが反
射する光の方向を変えないで、材料を変えることができ
る。このとき、反射電極の材料が主にＡｌで、遮光層の
材料が主にＴｉ，ＴｉＮ，Ｗ，Ｍｏから選ばれる材料で
あるのが望ましい。
極で反射させる光の方向を、反射させる以外にも、反射
電極と遮光層の反射特性を変えるために、それぞれが反
射する光の方向を変えないで、材料を変えることができ
る。このとき、反射電極の材料が主にＡｌで、遮光層の
材料が主にＴｉ，ＴｉＮ，Ｗ，Ｍｏから選ばれる材料で
あるのが望ましい。
【０００９】ここで、主にＡｌであるというのは、材料
がＡｌ，ＡｌＳｉ，ＡｌＳｉＣｕ，ＡｌＣｕ，ＡｌＧ
ｅ，ＡｌＧｅＣｕを含む。また、本発明の遮光層は、反
射電極の下層にあるとよい。
がＡｌ，ＡｌＳｉ，ＡｌＳｉＣｕ，ＡｌＣｕ，ＡｌＧ
ｅ，ＡｌＧｅＣｕを含む。また、本発明の遮光層は、反
射電極の下層にあるとよい。
【００１０】反射電極の反射率としては、望ましくは、
８０％以上であり、さらに望ましくは９０％以上が良
い。これらの高反射率は、Ａｌ表面をＣＭＰ（Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ Ｍｅｃｈｅｕｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎ
ｇ）技術よりミラー面に仕上げることにより実現でき
る。一方、遮光層の反射率は、望ましくは、７０％以下
であり、さらに望ましくは６０％以下、さらに４０％以
下が好適である。反射電極と遮光層から形成される保持
容量のリーク防止を考えるとＴｉ材料が良く、その成膜
時の反射率は、５８％となる。さらにＴｉＮを用いれば
表面反射率は３０％となり好適である。
８０％以上であり、さらに望ましくは９０％以上が良
い。これらの高反射率は、Ａｌ表面をＣＭＰ（Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ Ｍｅｃｈｅｕｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎ
ｇ）技術よりミラー面に仕上げることにより実現でき
る。一方、遮光層の反射率は、望ましくは、７０％以下
であり、さらに望ましくは６０％以下、さらに４０％以
下が好適である。反射電極と遮光層から形成される保持
容量のリーク防止を考えるとＴｉ材料が良く、その成膜
時の反射率は、５８％となる。さらにＴｉＮを用いれば
表面反射率は３０％となり好適である。
【００１１】本発明の反射電極と遮光層の反射率を変え
る形態により、反射電極と遮光層との反射率が、ほぼ同
等の時に比べて、反射電極の反射率が８０％、遮光層の
反射率が７０％の時、コントラストは、１０％向上す
る。また反射電極の反射率が９０％に向上し、一方遮光
層の反射率が、６０％さらに４０％に低下すると、さら
にコントラストは、３０％、５０％向上する。
る形態により、反射電極と遮光層との反射率が、ほぼ同
等の時に比べて、反射電極の反射率が８０％、遮光層の
反射率が７０％の時、コントラストは、１０％向上す
る。また反射電極の反射率が９０％に向上し、一方遮光
層の反射率が、６０％さらに４０％に低下すると、さら
にコントラストは、３０％、５０％向上する。
【００１２】一方、反射電極表面粗さと遮光層の表面粗
さとの違いをつけ、反射特性を変える事によっても、高
コントラストを達成することが可能になる。反射電極の
表面粗さをｐｅａｋ ｔｏ ｖａｌｌｅｙで評価した
時、望ましくは１０００Å以下であり、さらには５００
Å以下になっていることが好適である。一方、遮光槽の
表面粗さについては、望ましくは１５００Å以上さらに
は、２０００Å以上が望ましい。上記反射電極の表面粗
さとして、５００Å以下かつ、遮光層の表面粗さとし１
５００Å以上を用いると、ほぼ同等の表面粗さに比べて
２５％コントラストが向上する。これは、照明光が遮光
層表面で、入射方向と異なる角度に反射されることによ
りノイズ成分の光がアパーチャーで切断されることによ
り達成できる。
さとの違いをつけ、反射特性を変える事によっても、高
コントラストを達成することが可能になる。反射電極の
表面粗さをｐｅａｋ ｔｏ ｖａｌｌｅｙで評価した
時、望ましくは１０００Å以下であり、さらには５００
Å以下になっていることが好適である。一方、遮光槽の
表面粗さについては、望ましくは１５００Å以上さらに
は、２０００Å以上が望ましい。上記反射電極の表面粗
さとして、５００Å以下かつ、遮光層の表面粗さとし１
５００Å以上を用いると、ほぼ同等の表面粗さに比べて
２５％コントラストが向上する。これは、照明光が遮光
層表面で、入射方向と異なる角度に反射されることによ
りノイズ成分の光がアパーチャーで切断されることによ
り達成できる。
【００１３】上記表面粗さを実現するためには、反射電
極の形成時に、反射電極の下地絶縁層の表面平坦性を向
上し、高真空のスパッタ装置でＡｌ系の成膜をすること
により１０００Å以下が実現できる。さらにその表面を
ＣＭＰ処理を施し、表面に付着したスラリーを洗浄し、
とり除くことにより５００Å以下が実現できる。
極の形成時に、反射電極の下地絶縁層の表面平坦性を向
上し、高真空のスパッタ装置でＡｌ系の成膜をすること
により１０００Å以下が実現できる。さらにその表面を
ＣＭＰ処理を施し、表面に付着したスラリーを洗浄し、
とり除くことにより５００Å以下が実現できる。
【００１４】一方、遮光層の表面粗さに関しては、たと
えば、Ｗ材料を用いて、ＣＶＤ装置により成膜すること
により１５００Å以上の表面粗さとなる。さらに、表面
粗さを増加されるためには、遮光層膜厚を増加させるこ
とにより制御可能である。
えば、Ｗ材料を用いて、ＣＶＤ装置により成膜すること
により１５００Å以上の表面粗さとなる。さらに、表面
粗さを増加されるためには、遮光層膜厚を増加させるこ
とにより制御可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を５
つ液晶パネルを挙げて記述するが、それぞれの形態に限
定されるものではない。相互の形態の技術を組み合わせ
ることによって効果が増大することはいうまでもない。
また、液晶パネルの構造は、半導体基板を用いたもので
記述しているが、必ずしも半導体基板に限定されるもの
ではなく、通常の透明基板上に以下に記述する構造体を
形成してもいい。また、以下に記述する液晶パネルは、
すべてTFT型であるが、MIM型や単純マトリックス型であ
ってもいい。さらに、以下に記述する液晶パネルは、家
庭用テレビはもちろん、プロジェクタ、ヘッドマウント
ディスプレイ、3次元映像ゲーム機器、ラップトップコ
ンピュータ、電子手帳、テレビ会議システム、カーナビ
ゲーション、飛行機のパネルなどの表示装置として有効
である。
つ液晶パネルを挙げて記述するが、それぞれの形態に限
定されるものではない。相互の形態の技術を組み合わせ
ることによって効果が増大することはいうまでもない。
また、液晶パネルの構造は、半導体基板を用いたもので
記述しているが、必ずしも半導体基板に限定されるもの
ではなく、通常の透明基板上に以下に記述する構造体を
形成してもいい。また、以下に記述する液晶パネルは、
すべてTFT型であるが、MIM型や単純マトリックス型であ
ってもいい。さらに、以下に記述する液晶パネルは、家
庭用テレビはもちろん、プロジェクタ、ヘッドマウント
ディスプレイ、3次元映像ゲーム機器、ラップトップコ
ンピュータ、電子手帳、テレビ会議システム、カーナビ
ゲーション、飛行機のパネルなどの表示装置として有効
である。
【００１６】（実施形態１）本発明の実施形態1は、画
素反射電極のすき間に画素反射電極と異なる角度を有す
る遮光層を設けるため、各画素反射電極のすき間と画像
表示領域の外周部にフィールド酸化膜のくびれ部を形成
し、その段差を上層の遮光金属層の形状に反映させる。
また、画素反射電極の周辺領域の遮光層も同様に角度を
異ならせる。画素反射電極は、入力される信号に応じて
液晶材料の透過率を変え、照明光を変調する。変調され
た反射光は、画素反射電極の表面で正反射し、使用者の
目に届く。一方、画素反射電極のすき間または周辺領域
の遮光層の角度は、画素反射電極の角度と異なるため
に、遮光層の表面からの正反射光は、画素反射電極に変
調された反射光とは、別の方向に反射され、使用者の目
に届かない。このため、画素反射電極の正反射光のみ通
過させる光学系を介して、変調された信号を取り出せ
ば、反射液晶パネルの問題であるコントラスト低下が解
消できる。
素反射電極のすき間に画素反射電極と異なる角度を有す
る遮光層を設けるため、各画素反射電極のすき間と画像
表示領域の外周部にフィールド酸化膜のくびれ部を形成
し、その段差を上層の遮光金属層の形状に反映させる。
また、画素反射電極の周辺領域の遮光層も同様に角度を
異ならせる。画素反射電極は、入力される信号に応じて
液晶材料の透過率を変え、照明光を変調する。変調され
た反射光は、画素反射電極の表面で正反射し、使用者の
目に届く。一方、画素反射電極のすき間または周辺領域
の遮光層の角度は、画素反射電極の角度と異なるため
に、遮光層の表面からの正反射光は、画素反射電極に変
調された反射光とは、別の方向に反射され、使用者の目
に届かない。このため、画素反射電極の正反射光のみ通
過させる光学系を介して、変調された信号を取り出せ
ば、反射液晶パネルの問題であるコントラスト低下が解
消できる。
【００１７】図１は、実施形態1を使った反射型TFT型ア
クティブマトリックス液晶表示パネルの平面図(a)と、
平面図(a) のX1-X'1での断面図(b) を表す。図中、1は
半導体基板、2はフィールド酸化膜、3,4,5はパネルの駆
動用周辺回路を構成するMOSFETのソース・ドレイン・ゲー
トである。6,7,8は表示領域における画素スイッチにな
る薄膜トランジスタのソース・ドレイン・ゲート、9はデ
ータ配線、10は金属電極、11は画素反射電極、12は遮光
金属層、13は絶縁層である。14 は液晶材料、15は対向
透明基板、16は共通透明電極、17はスルーホール、18は
各画素の境界部、19はフィールド酸化膜のくびれ部、20
は表示領域周辺の駆動回路である。
クティブマトリックス液晶表示パネルの平面図(a)と、
平面図(a) のX1-X'1での断面図(b) を表す。図中、1は
半導体基板、2はフィールド酸化膜、3,4,5はパネルの駆
動用周辺回路を構成するMOSFETのソース・ドレイン・ゲー
トである。6,7,8は表示領域における画素スイッチにな
る薄膜トランジスタのソース・ドレイン・ゲート、9はデ
ータ配線、10は金属電極、11は画素反射電極、12は遮光
金属層、13は絶縁層である。14 は液晶材料、15は対向
透明基板、16は共通透明電極、17はスルーホール、18は
各画素の境界部、19はフィールド酸化膜のくびれ部、20
は表示領域周辺の駆動回路である。
【００１８】図１の場合、半導体基板1はp型基板、パネ
ルの駆動用周辺回路を構成するMOSFETはnチャンネルで
あるが、基板がn型で、MOSFETがpチャンネルであっても
いい。表示領域周辺の駆動回路20は低消費電力特性のた
めに、pチャンネルMOSFETを組み込んだCMOSで構成する
のがよい。このとき、CMOSで構成するだけでなく、np
n、pnpバイポーラも設け、液晶駆動用回路にビデオ回路
を組み込むこともできる。薄膜トランジスタ6,7,8は、
ソース6を垂直方向に配置した信号線9と、ドレイン7を
スルーホール17に形成した金属電極10を介して画素反射
電極11と、ゲート8を水平方向に配置した駆動線と接続
する。画素反射電極11の下部には、共通透明電極16と同
電位にした遮光金属層12があり、絶縁層13を画素反射電
極11と遮光金属層12とで挟むことで保持容量として機能
する。このとき、絶縁層13に高誘電率の材料を用いると
保持容量が大きくなり、映像信号の保持効果が大きくな
る。このため、絶縁層13に、通常のSiO2を使う以外に、
SiON、SiN、Ta2O5、BSTなどが適している。また、画素
反射電極11の下部と遮光金属層12の上部に、ヒロックを
防止できるTi、TiN、TiWなどと設けるといい。画素反射
電極11の表面はケミカルメカニカルポリッシング(CMP)
法で平坦化するのが望ましい。液晶材料14には、ゲスト
ホストタイプ型やFLCなどの偏光型や、高分子分散型液
晶などの散乱型を用いることができる。共通透明電極16
は、透明基板15の液晶材料側の面に設ける。
ルの駆動用周辺回路を構成するMOSFETはnチャンネルで
あるが、基板がn型で、MOSFETがpチャンネルであっても
いい。表示領域周辺の駆動回路20は低消費電力特性のた
めに、pチャンネルMOSFETを組み込んだCMOSで構成する
のがよい。このとき、CMOSで構成するだけでなく、np
n、pnpバイポーラも設け、液晶駆動用回路にビデオ回路
を組み込むこともできる。薄膜トランジスタ6,7,8は、
ソース6を垂直方向に配置した信号線9と、ドレイン7を
スルーホール17に形成した金属電極10を介して画素反射
電極11と、ゲート8を水平方向に配置した駆動線と接続
する。画素反射電極11の下部には、共通透明電極16と同
電位にした遮光金属層12があり、絶縁層13を画素反射電
極11と遮光金属層12とで挟むことで保持容量として機能
する。このとき、絶縁層13に高誘電率の材料を用いると
保持容量が大きくなり、映像信号の保持効果が大きくな
る。このため、絶縁層13に、通常のSiO2を使う以外に、
SiON、SiN、Ta2O5、BSTなどが適している。また、画素
反射電極11の下部と遮光金属層12の上部に、ヒロックを
防止できるTi、TiN、TiWなどと設けるといい。画素反射
電極11の表面はケミカルメカニカルポリッシング(CMP)
法で平坦化するのが望ましい。液晶材料14には、ゲスト
ホストタイプ型やFLCなどの偏光型や、高分子分散型液
晶などの散乱型を用いることができる。共通透明電極16
は、透明基板15の液晶材料側の面に設ける。
【００１９】くびれ部のあるフィールド酸化膜2は、半
導体基板1上に、選択酸化法（ＬＯＣＯＳ）によって形
成する。つぎに、フィールド酸化膜2の厚い部分に、よ
く知られた工程によってTFT（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔ
ｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を作製し、それぞれを分離する絶
縁層を形成する。この絶縁層は、フィールド酸化膜2の
くびれ部の形を保っている。そして、遮光金属層12をく
びれ部の形を保った絶縁層の上に積層させると、図１の
ように遮光金属層12は画素反射電極11のすき間でくびれ
部の形を保ったものになる。
導体基板1上に、選択酸化法（ＬＯＣＯＳ）によって形
成する。つぎに、フィールド酸化膜2の厚い部分に、よ
く知られた工程によってTFT（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔ
ｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を作製し、それぞれを分離する絶
縁層を形成する。この絶縁層は、フィールド酸化膜2の
くびれ部の形を保っている。そして、遮光金属層12をく
びれ部の形を保った絶縁層の上に積層させると、図１の
ように遮光金属層12は画素反射電極11のすき間でくびれ
部の形を保ったものになる。
【００２０】つぎに、照明系からの入射光がすき間の遮
光金属層12に反射されたノイズ光が、投射光学系へ入ら
ないようにするには、すき間の遮光金属層12の角度をど
のくらいにすればいいかについて考える。図6は、照明
系からの射出光が液晶パネル(LCD)で映像によって変調
され、反射されて投射光学系へ入射される様子を表す。
照明系射出瞳と投射光学系の入射瞳が共役な光学系の場
合、照明系の射出瞳から発生された光のうち液晶パネル
の画素反射電極上の反射面で反射された光はすべて投射
光学系へ入射される。液晶パネルの画素反射電極で反射
された光は、光線→，→，→の経路をたど
る。そこで、照明系から射出され、すき間の遮光金属層
12で反射したノイズ光は、必ず投射光学系の入射瞳の外
側に導いてやらねばならない。例えば、入射瞳の端の光
線がすき間の遮光金属層12で1回反射されたとき、そ
の反射光が投射光学系の入射瞳に入らないようにするに
は、本来、画素反射電極12で反射されて進む光線より
2α以上時計回り傾いて進む必要がある。ここでαは、
投射光学系のF数をFとすると、α=tan-1(1/2F)で表せ
る。
光金属層12に反射されたノイズ光が、投射光学系へ入ら
ないようにするには、すき間の遮光金属層12の角度をど
のくらいにすればいいかについて考える。図6は、照明
系からの射出光が液晶パネル(LCD)で映像によって変調
され、反射されて投射光学系へ入射される様子を表す。
照明系射出瞳と投射光学系の入射瞳が共役な光学系の場
合、照明系の射出瞳から発生された光のうち液晶パネル
の画素反射電極上の反射面で反射された光はすべて投射
光学系へ入射される。液晶パネルの画素反射電極で反射
された光は、光線→，→，→の経路をたど
る。そこで、照明系から射出され、すき間の遮光金属層
12で反射したノイズ光は、必ず投射光学系の入射瞳の外
側に導いてやらねばならない。例えば、入射瞳の端の光
線がすき間の遮光金属層12で1回反射されたとき、そ
の反射光が投射光学系の入射瞳に入らないようにするに
は、本来、画素反射電極12で反射されて進む光線より
2α以上時計回り傾いて進む必要がある。ここでαは、
投射光学系のF数をFとすると、α=tan-1(1/2F)で表せ
る。
【００２１】図2(a)〜(e)は、画素反射電極11のすき間
にある遮光金属層12の角度による反射光の方向を表す図
である。(a)は入射光が液晶パネルに垂直に入ってきて
遮光金属層12で1回反射して射出される場合、(b)は2回
反射して射出される場合、(c)は3回反射して射出される
場合、(d)は４回反射して射出される場合、（ｅ）は5回
反射して射出される場合の反射光の方向を表している。
ここで、まず、1回反射する場合の(a)について考える。
すき間の遮光金属層12と画素反射電極11のなす角度をθ
とする。画素反射電極12で反射光の方向は、液晶パネル
にほぼ垂直な方向なので、すき間の遮光金属層12で反射
されて、射出されるノイズ光の方向は、液晶パネルの法
線2α以上の角度がなければならない。液晶材料の屈折
率をn、液晶材料内でのすき間の遮光金属層12の反射光
と法線のなす角を2βとすると、2β=2nαとなる。また1
回反射の場合、θ=βなので、θ>α/n={tan-1(1/2F)}/n
とすればいい。実際の液晶材料の屈折率nは約1.5であ
り、Fとして4,2.8,2.0を当てはめたのが表1である。
にある遮光金属層12の角度による反射光の方向を表す図
である。(a)は入射光が液晶パネルに垂直に入ってきて
遮光金属層12で1回反射して射出される場合、(b)は2回
反射して射出される場合、(c)は3回反射して射出される
場合、(d)は４回反射して射出される場合、（ｅ）は5回
反射して射出される場合の反射光の方向を表している。
ここで、まず、1回反射する場合の(a)について考える。
すき間の遮光金属層12と画素反射電極11のなす角度をθ
とする。画素反射電極12で反射光の方向は、液晶パネル
にほぼ垂直な方向なので、すき間の遮光金属層12で反射
されて、射出されるノイズ光の方向は、液晶パネルの法
線2α以上の角度がなければならない。液晶材料の屈折
率をn、液晶材料内でのすき間の遮光金属層12の反射光
と法線のなす角を2βとすると、2β=2nαとなる。また1
回反射の場合、θ=βなので、θ>α/n={tan-1(1/2F)}/n
とすればいい。実際の液晶材料の屈折率nは約1.5であ
り、Fとして4,2.8,2.0を当てはめたのが表1である。
【００２２】
【表１】 例えば投射光学系のF数が2.8なら、θは6.75゜以上が適
当ということになる。
当ということになる。
【００２３】しかし、θがあまりに大きすぎると(b)の
ようにすき間の遮光金属層12で2回反射することにな
る。(b)のようなすき間で2回反射するとき、θ=45゜±
θ2とすると、2β=4nθとなる。このとき、すき間から
のノイズ光が、2α以上の角度になるためには、2β=2n
αより、θが表2の45゜±θ2の範囲以外であればいい。
すなわち、θは45゜±{tan-1(1/2F)}/(2n)の範囲以外が
いい。
ようにすき間の遮光金属層12で2回反射することにな
る。(b)のようなすき間で2回反射するとき、θ=45゜±
θ2とすると、2β=4nθとなる。このとき、すき間から
のノイズ光が、2α以上の角度になるためには、2β=2n
αより、θが表2の45゜±θ2の範囲以外であればいい。
すなわち、θは45゜±{tan-1(1/2F)}/(2n)の範囲以外が
いい。
【００２４】
【表２】
【００２５】また、(c)のように3回反射する場合は、θ
=60゜±θ3とすると2β=6nθとなる。このとき、θは表
3の60゜±θ3の範囲以外であればいい。すなわち、θは
60゜±{tan-1(1/2F)}/(3n)の範囲以外がいい。
=60゜±θ3とすると2β=6nθとなる。このとき、θは表
3の60゜±θ3の範囲以外であればいい。すなわち、θは
60゜±{tan-1(1/2F)}/(3n)の範囲以外がいい。
【００２６】
【表３】
【００２７】また、(d)のように4回反射する場合は、θ
=72゜±θ4とすると2β=8nθとなる。このとき、θは表
4の72゜±θ4の範囲以外であればいい。すなわち、θは
67.5゜±{tan-1(1/2F)}/(4n)の範囲以外がいい。
=72゜±θ4とすると2β=8nθとなる。このとき、θは表
4の72゜±θ4の範囲以外であればいい。すなわち、θは
67.5゜±{tan-1(1/2F)}/(4n)の範囲以外がいい。
【００２８】
【表４】
【００２９】また、(e)のように5回反射する場合は、θ
=72゜±θ5とすると2β=10nθとなる。このとき、θは
表4の72゜±θ5の範囲以外であればいい。すなわち、θ
は72゜±{tan-1(1/2F)}/(5n)の範囲以外がいい。
=72゜±θ5とすると2β=10nθとなる。このとき、θは
表4の72゜±θ5の範囲以外であればいい。すなわち、θ
は72゜±{tan-1(1/2F)}/(5n)の範囲以外がいい。
【００３０】
【表５】
【００３１】以上のような考察から、画素反射電極１１
のすき間の遮光金属層12の角度θとして最適なのは、
のすき間の遮光金属層12の角度θとして最適なのは、
【００３２】
【外３】 となる。図8は、照明系の射出光がすき間部の遮光金属
層12で複数回反射する場合を考慮し、すき間部の遮光金
属層12の適切な角度θを、投影光学系のF数を縦軸にし
て当てはめたグラフである。ここで、斜線はすき間部の
遮光金属層12がとってはいけない角度を表し、白は可能
な領域を表す。ここで、角度θが90゜に近いところを可
能な領域としているのは、反射回数が多ければ、実質的
にノイズ光が外部に出ないからである。また、θの値に
少し余裕を持たせれば、θは１０〜３０°が望ましい。
層12で複数回反射する場合を考慮し、すき間部の遮光金
属層12の適切な角度θを、投影光学系のF数を縦軸にし
て当てはめたグラフである。ここで、斜線はすき間部の
遮光金属層12がとってはいけない角度を表し、白は可能
な領域を表す。ここで、角度θが90゜に近いところを可
能な領域としているのは、反射回数が多ければ、実質的
にノイズ光が外部に出ないからである。また、θの値に
少し余裕を持たせれば、θは１０〜３０°が望ましい。
【００３３】（実施形態２）本発明の実施形態2は、画
素反射電極のすき間と表示部の周辺領域に画素反射電極
と異なる角度を有する遮光層を設けるため、配線層を用
いて、各画素反射電極のすき間と周辺領域に段差形状を
作り、その段差を上層の遮光金属層の形状に反映させ
る。つまり、各画素反射電極のすき間には、配線層を設
けず、画素反射電極の下部には、配線として機能しなく
ても平坦性を実現するダミー配線を設ける。これは、配
線の間隔が所望のものよりも狭くなると配線上部の相関
絶縁膜は平坦に、一方、広くすると段差が生じる特性を
利用している。
素反射電極のすき間と表示部の周辺領域に画素反射電極
と異なる角度を有する遮光層を設けるため、配線層を用
いて、各画素反射電極のすき間と周辺領域に段差形状を
作り、その段差を上層の遮光金属層の形状に反映させ
る。つまり、各画素反射電極のすき間には、配線層を設
けず、画素反射電極の下部には、配線として機能しなく
ても平坦性を実現するダミー配線を設ける。これは、配
線の間隔が所望のものよりも狭くなると配線上部の相関
絶縁膜は平坦に、一方、広くすると段差が生じる特性を
利用している。
【００３４】図3は、実施形態2を使った反射型TFT型ア
クティブマトリックス液晶表示パネルの断面図を表す。
22はウェル領域、23はウェル電位固定用高濃度不純物
層、24は反射防止膜、26はダミー配線、27は配線層のす
き間の大きいところ、28は配線層のすき間の小さいとこ
ろである。図1と同じ部品については説明を省略する。
クティブマトリックス液晶表示パネルの断面図を表す。
22はウェル領域、23はウェル電位固定用高濃度不純物
層、24は反射防止膜、26はダミー配線、27は配線層のす
き間の大きいところ、28は配線層のすき間の小さいとこ
ろである。図1と同じ部品については説明を省略する。
【００３５】半導体基板1は図3のようにn型であって
も、p型であってもいい。ウェル領域22は半導体基板1と
逆導電型になる。図3は、周辺回路3,4,5と画素スイッチ
6,7,8をnチャンネルMOSFETで構成することを表している
が、走査回路を含む周辺回路をCMOSで構成し、画素スイ
ッチをnチャンネルとpチャンネルのMOSFETからなるトラ
ンスミッションゲート構成にする方が望ましい。ウェル
電位固定用高濃度不純物層23は図3ではp+であるがn+で
あってもいい。
も、p型であってもいい。ウェル領域22は半導体基板1と
逆導電型になる。図3は、周辺回路3,4,5と画素スイッチ
6,7,8をnチャンネルMOSFETで構成することを表している
が、走査回路を含む周辺回路をCMOSで構成し、画素スイ
ッチをnチャンネルとpチャンネルのMOSFETからなるトラ
ンスミッションゲート構成にする方が望ましい。ウェル
電位固定用高濃度不純物層23は図3ではp+であるがn+で
あってもいい。
【００３６】対向透明基板15と共通透明電極16は、ノイ
ズ反射光が同一方向に射出されることを防止するため
に、図3の25のように表面の角度を画素反射電極11と異
なるように山型の形状にしている。この山型の周期は、
１画素につき１山の半分作るのが最もよいが、１画素に
つき複数山でも、複数画素につき１山でも大きな効果が
ある。もちろんこの間の周期でも効果があることはいう
までもない。また、山の周期と画素の周期が合っていな
くてもよい。また、25の表面の角度は１〜２５゜が望ま
しいが、投射光学系のＦ数が２〜４程度の場合、４〜１
２゜だとさらに望ましい。
ズ反射光が同一方向に射出されることを防止するため
に、図3の25のように表面の角度を画素反射電極11と異
なるように山型の形状にしている。この山型の周期は、
１画素につき１山の半分作るのが最もよいが、１画素に
つき複数山でも、複数画素につき１山でも大きな効果が
ある。もちろんこの間の周期でも効果があることはいう
までもない。また、山の周期と画素の周期が合っていな
くてもよい。また、25の表面の角度は１〜２５゜が望ま
しいが、投射光学系のＦ数が２〜４程度の場合、４〜１
２゜だとさらに望ましい。
【００３７】実施形態2では、配線層9,10,26を用いて、
画素反射電極11のすき間あるいは外周部に段差形状を作
り、すき間あるいは外周部の遮光金属層12の表面角度と
画素反射電極11の角度を変える。このとき、図3の26の
ように、配線として機能しなくても、平坦性を実現する
ダミー配線を設ける。つまり、配線の間隔がある程度狭
くなると、配線上部の層間絶縁層30は平坦に、一方、広
くすると層間絶縁膜29に段差が生じる特性を利用してい
る。この段差を生じさせる配線の間隔は、１．５μｍ以
上が望ましい。これらの層間絶縁膜の材料として望まし
いのは、プラズマCVDで形成したSiO2、p-SiO/O3-TEOS/p
-SiOの３層構造などステップカバレッジの良好な絶縁層
成膜技術で積層した絶縁層が適している。ここでｐ−Ｓ
ｉＯは、プラズマＣＶＤで形成したＳｉＯ膜を表す。こ
れは、３層構造にすることにより、ＴＥＯＳの水分吸収
の防止などにより、層間絶縁膜の安定化が図れるからで
ある。したがって、図3の27,28に表すように、画素反射
電極11間における配線層間隔は、それ以外の表示領域よ
りも広くなっている。
画素反射電極11のすき間あるいは外周部に段差形状を作
り、すき間あるいは外周部の遮光金属層12の表面角度と
画素反射電極11の角度を変える。このとき、図3の26の
ように、配線として機能しなくても、平坦性を実現する
ダミー配線を設ける。つまり、配線の間隔がある程度狭
くなると、配線上部の層間絶縁層30は平坦に、一方、広
くすると層間絶縁膜29に段差が生じる特性を利用してい
る。この段差を生じさせる配線の間隔は、１．５μｍ以
上が望ましい。これらの層間絶縁膜の材料として望まし
いのは、プラズマCVDで形成したSiO2、p-SiO/O3-TEOS/p
-SiOの３層構造などステップカバレッジの良好な絶縁層
成膜技術で積層した絶縁層が適している。ここでｐ−Ｓ
ｉＯは、プラズマＣＶＤで形成したＳｉＯ膜を表す。こ
れは、３層構造にすることにより、ＴＥＯＳの水分吸収
の防止などにより、層間絶縁膜の安定化が図れるからで
ある。したがって、図3の27,28に表すように、画素反射
電極11間における配線層間隔は、それ以外の表示領域よ
りも広くなっている。
【００３８】また、表示部の周辺領域に同一構造の領域
(ダミー領域)52を設けるといい。周期構造が急になくな
るとその境界部から回折反射光が入る。このダミー領域
52は、回折反射光を防止でき、高コントラストが実現で
きる。さらに、表示部の周辺領域の配線とダミー配線
に、表示部の画素反射電極11のすき間と同じような間隔
をあけて、遮光金属層12表面に凹凸をつけとおくとい
い。これによって、画素反射電極11のすき間同様、周辺
領域からの反射光も画素反射電極11からの反射光と異な
る方向に進むのでさらに高コントラストが実現できる。
(ダミー領域)52を設けるといい。周期構造が急になくな
るとその境界部から回折反射光が入る。このダミー領域
52は、回折反射光を防止でき、高コントラストが実現で
きる。さらに、表示部の周辺領域の配線とダミー配線
に、表示部の画素反射電極11のすき間と同じような間隔
をあけて、遮光金属層12表面に凹凸をつけとおくとい
い。これによって、画素反射電極11のすき間同様、周辺
領域からの反射光も画素反射電極11からの反射光と異な
る方向に進むのでさらに高コントラストが実現できる。
【００３９】実施形態2は、画素スイッチに単結晶MOSFE
Tを用いているので、高速に駆動できるだけでなく、素
子の特性ばらつきはなく、安定性、信頼性も高くなり歩
留まりも向上する。
Tを用いているので、高速に駆動できるだけでなく、素
子の特性ばらつきはなく、安定性、信頼性も高くなり歩
留まりも向上する。
【００４０】（実施形態３）本発明の実施形態3は、画
素反射電極のすき間に画素反射電極と異なる角度を有す
る遮光層を設けるため、多結晶Si上に遮光層を設けて多
結晶Siの粒径に対応した凹凸を形成する。つまり、粒径
に対応した凹凸をよって光が散乱し、ノイズ光が使用者
の目に入るのが防げる。
素反射電極のすき間に画素反射電極と異なる角度を有す
る遮光層を設けるため、多結晶Si上に遮光層を設けて多
結晶Siの粒径に対応した凹凸を形成する。つまり、粒径
に対応した凹凸をよって光が散乱し、ノイズ光が使用者
の目に入るのが防げる。
【００４１】図4は、表示部の隣接する画素部の断面構
造を表す図である。図中、31は画素スイッチ用TFTのチ
ャンネル、32は多結晶Si、33は画素反射電極のすき間に
ある段差付きの光散乱層である。図1と図3と同じ部品に
ついては説明を省略する。
造を表す図である。図中、31は画素スイッチ用TFTのチ
ャンネル、32は多結晶Si、33は画素反射電極のすき間に
ある段差付きの光散乱層である。図1と図3と同じ部品に
ついては説明を省略する。
【００４２】半導体基板1とウェル領域22は、図4でそれ
ぞれn型、p型になっているが、それぞれが入れ替わって
もいい。また、選択酸化法で形成することで、フィール
ド酸化膜2の画素と画素との境界部34に、フィールド酸
化膜2のない領域が形成できる。画素スイッチのゲート
部8は、下層32に多結晶Si、上層33にタングステンシリ
サイド(WSi)もしくはタングステン(W)の2層構造とな
る。このとき、上層33は多結晶Siの粒径に対応した凹凸
が形成される。この凹凸は、下層32の多結晶Siを成膜し
た後、酸化処理とHFによる酸化膜剥離をおこなうことに
よって形成できる。この表面にWを成膜し、熱処理する
ことによって、以上のような構造が実現できる。このと
き、画素スイッチのゲート部8と同時に、画素反射電極1
1のすき間部の下部に多結晶SiとWの２層構造77を作って
おく。
ぞれn型、p型になっているが、それぞれが入れ替わって
もいい。また、選択酸化法で形成することで、フィール
ド酸化膜2の画素と画素との境界部34に、フィールド酸
化膜2のない領域が形成できる。画素スイッチのゲート
部8は、下層32に多結晶Si、上層33にタングステンシリ
サイド(WSi)もしくはタングステン(W)の2層構造とな
る。このとき、上層33は多結晶Siの粒径に対応した凹凸
が形成される。この凹凸は、下層32の多結晶Siを成膜し
た後、酸化処理とHFによる酸化膜剥離をおこなうことに
よって形成できる。この表面にWを成膜し、熱処理する
ことによって、以上のような構造が実現できる。このと
き、画素スイッチのゲート部8と同時に、画素反射電極1
1のすき間部の下部に多結晶SiとWの２層構造77を作って
おく。
【００４３】実施形態3は、信号配線などの配線層10と
走査配線などの配線層8やそれと同じ層にあるダミー配
線33を使って、遮光をおこなっている。つまり、配線層
10が覆えない部分は、配線層10の下部の多結晶SiとWの
２層構造8,33に覆われている。このため、実施形態3
は、実施形態1や2のような遮光金属層を使わずに、画素
スイッチへの光を遮光することができる。よって製造コ
ストが省ける。また、多結晶Siの配線層32,33の表面にW
を積層させているので、光の反射率が小さくなって遮光
の効果がおおきいばかりでなく、配線層32,33の抵抗が
下がり高品位パネルでの高速駆動に有利である。
走査配線などの配線層8やそれと同じ層にあるダミー配
線33を使って、遮光をおこなっている。つまり、配線層
10が覆えない部分は、配線層10の下部の多結晶SiとWの
２層構造8,33に覆われている。このため、実施形態3
は、実施形態1や2のような遮光金属層を使わずに、画素
スイッチへの光を遮光することができる。よって製造コ
ストが省ける。また、多結晶Siの配線層32,33の表面にW
を積層させているので、光の反射率が小さくなって遮光
の効果がおおきいばかりでなく、配線層32,33の抵抗が
下がり高品位パネルでの高速駆動に有利である。
【００４４】（実施形態４）本発明の実施形態4は、画
素反射電極のすき間に使用者の目に入る光の散乱を防止
する遮光層を設けるため、隣接する画素反射電極の端部
の形を異ならせる。これにより、ノイズ光を使用者の目
に入る方向とは別の方向に進ませることができ、液晶パ
ネルの光コントラストが実現できる。
素反射電極のすき間に使用者の目に入る光の散乱を防止
する遮光層を設けるため、隣接する画素反射電極の端部
の形を異ならせる。これにより、ノイズ光を使用者の目
に入る方向とは別の方向に進ませることができ、液晶パ
ネルの光コントラストが実現できる。
【００４５】図5は、表示部の隣接する画素部の断面構
造を表す図である。図中、40は画素反射電極11のすき間
にある遮光層、41は画素反射電極11のすき間のちょうど
真ん中を表す。図4までと同じ符号は、図4までと同じ部
分を表すので説明を省略する。実施形態４は、フィール
ド酸化膜2のない領域と、配線層の間隔の広い領域の中
心位置41に対して、隣接する画素反射電極11の位置関係
を非対称にする。つまり、画素反射電極11のすき間に入
った光は、遮光金属層12の画素反射電極11の主面と違う
角度をもった部分40によって、使用者の目に入らない方
向に反射される。このため、遮光金属層の40付近からの
反射光は、使用者の目には入らず高コントラストを実現
できる。
造を表す図である。図中、40は画素反射電極11のすき間
にある遮光層、41は画素反射電極11のすき間のちょうど
真ん中を表す。図4までと同じ符号は、図4までと同じ部
分を表すので説明を省略する。実施形態４は、フィール
ド酸化膜2のない領域と、配線層の間隔の広い領域の中
心位置41に対して、隣接する画素反射電極11の位置関係
を非対称にする。つまり、画素反射電極11のすき間に入
った光は、遮光金属層12の画素反射電極11の主面と違う
角度をもった部分40によって、使用者の目に入らない方
向に反射される。このため、遮光金属層の40付近からの
反射光は、使用者の目には入らず高コントラストを実現
できる。
【００４６】（実施形態５）実施形態５は、画素反射電
極と各画素反射電極の間の遮光層とを平行なままに保
ち、それぞれの材料を変えることにより、反射特性を変
える。また、表示領域内に、一部フィールド酸化膜のな
い領域(ACT領域:通常はトランジスタを形成するアクテ
ィブ領域)を設け、その部分にウェル領域２２あるいは
基板電位を固定する高濃度不純物領域を設ける。図９
は、実施形態５を使った反射型TFT型アクティブマトリ
ックス液晶表示パネルの断面図を表す。１２は照射光が
半導体基板1上の素子や回路に当たらないようにする遮
光金属層、２１は絶縁層、１８は電源の接続する配線で
ある。以前と同じ符号は以前と同じ部品を表すので、説
明を省略する。表示領域の半導体基板1とウェル領域２
２の電位は、フィールド酸化膜２の間に設けたp型の高
濃度不純物領域２３によって表示部の周辺部の電源電位
に固定される。この高濃度不純物領域２３は、周辺駆動
回路にあるpチャンネルMOSFET３，４，５や表示領域に
あるpチャンネルの薄膜トランジスタ６，７，８のソー
ス・ドレインといったp+領域と一緒に形成できるので、
製造工程が簡単でまた、濃度の濃い領域を形成すること
ができる。よって、さらに低コストでパネルを構成で
き、高濃度不純物領域の抵抗が小さくなり、基板電位の
安定化ができる。
極と各画素反射電極の間の遮光層とを平行なままに保
ち、それぞれの材料を変えることにより、反射特性を変
える。また、表示領域内に、一部フィールド酸化膜のな
い領域(ACT領域:通常はトランジスタを形成するアクテ
ィブ領域)を設け、その部分にウェル領域２２あるいは
基板電位を固定する高濃度不純物領域を設ける。図９
は、実施形態５を使った反射型TFT型アクティブマトリ
ックス液晶表示パネルの断面図を表す。１２は照射光が
半導体基板1上の素子や回路に当たらないようにする遮
光金属層、２１は絶縁層、１８は電源の接続する配線で
ある。以前と同じ符号は以前と同じ部品を表すので、説
明を省略する。表示領域の半導体基板1とウェル領域２
２の電位は、フィールド酸化膜２の間に設けたp型の高
濃度不純物領域２３によって表示部の周辺部の電源電位
に固定される。この高濃度不純物領域２３は、周辺駆動
回路にあるpチャンネルMOSFET３，４，５や表示領域に
あるpチャンネルの薄膜トランジスタ６，７，８のソー
ス・ドレインといったp+領域と一緒に形成できるので、
製造工程が簡単でまた、濃度の濃い領域を形成すること
ができる。よって、さらに低コストでパネルを構成で
き、高濃度不純物領域の抵抗が小さくなり、基板電位の
安定化ができる。
【００４７】ここで、スパッタ装置で画素反射電極１１
となるＡｌＳｉ（Ｓｉは１％）の成膜をｐ−ＳｉＯ上に
形成した時の表面反射率は８５％、一方、遮光層のＴｉ
も同様の装置にて成膜した時の表面反射率は５８％であ
った。このときＴｉの表面凹凸（粗さ）は、成膜の厚さ
が１７５０Åの時、最大最小で１９０Åであった。ま
た、画素反射電極１１となるＡｌＳｉをＣＭＰで研磨す
ると、表面反射率は、９５％以上になる。このため、遮
光金属層１２で反射したノイズ光を大きく低減すること
ができ、高コントラストな表示ができる。
となるＡｌＳｉ（Ｓｉは１％）の成膜をｐ−ＳｉＯ上に
形成した時の表面反射率は８５％、一方、遮光層のＴｉ
も同様の装置にて成膜した時の表面反射率は５８％であ
った。このときＴｉの表面凹凸（粗さ）は、成膜の厚さ
が１７５０Åの時、最大最小で１９０Åであった。ま
た、画素反射電極１１となるＡｌＳｉをＣＭＰで研磨す
ると、表面反射率は、９５％以上になる。このため、遮
光金属層１２で反射したノイズ光を大きく低減すること
ができ、高コントラストな表示ができる。
【００４８】また、実施形態５では、遮光金属層１２と
画素反射電極１１と、その間にある絶縁層１３により、
映像信号の保持容量を形成している。このとき、遮光金
属層１２の電位は透明共通電極１６と同じ電位に保って
おくとよい。遮光金属層１２の上部または下部にTi、Ti
Nなどを設けることによりヒロックなどで容量不良とな
ることを防ぐことができる。絶縁層１３に、通常のSiO2
以外、SiN、Ta2O5、SiONを用いると、小さい面積で大き
な容量を形成できる。これらにより、さらに小さい画素
サイズが実現でき、高精細、高コントラストな表示が実
現できる。
画素反射電極１１と、その間にある絶縁層１３により、
映像信号の保持容量を形成している。このとき、遮光金
属層１２の電位は透明共通電極１６と同じ電位に保って
おくとよい。遮光金属層１２の上部または下部にTi、Ti
Nなどを設けることによりヒロックなどで容量不良とな
ることを防ぐことができる。絶縁層１３に、通常のSiO2
以外、SiN、Ta2O5、SiONを用いると、小さい面積で大き
な容量を形成できる。これらにより、さらに小さい画素
サイズが実現でき、高精細、高コントラストな表示が実
現できる。
【００４９】
（実施例１）実施例１は、前述した実施形態１を適用し
た反射型液晶パネルでプロジェクタを作製した例であ
る。本例の具体的な構造は図１に表す。まず、p型のSi
基板1を用意して、周辺の駆動回路を作製する。そし
て、１００℃で２時間、Ｗｅｔ熱酸化して、フィールド
酸化膜を形成する。つぎに、TFTを作製して、それぞれ
をＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏｎ Ｐｈｏｓｐｈｉｎｅ ｄｏｐ
ｅｄ Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）などの絶縁層で
絶縁分離する。絶縁層の上にＴｉ，ＴｉＮで遮光金属層
12を堆積させる。そして、遮光金属層12の上にｐ−Ｓｉ
Ｎ，ｐ−ＳｉＯで絶縁層13を堆積させ、絶縁層13の上に
ｐ−ＳｉＮ，ｐ−ＳｉＯで画素反射電極11を形成する。
これで、TFTなどを組み込んだデバイス基板が完成す
る。つぎに、このデバイス基板と共通透明電極16を有す
る対向基板15を貼り合わせて、液晶材料14としてTN液晶
を注入して、図１の液晶パネルが完成する。
た反射型液晶パネルでプロジェクタを作製した例であ
る。本例の具体的な構造は図１に表す。まず、p型のSi
基板1を用意して、周辺の駆動回路を作製する。そし
て、１００℃で２時間、Ｗｅｔ熱酸化して、フィールド
酸化膜を形成する。つぎに、TFTを作製して、それぞれ
をＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏｎ Ｐｈｏｓｐｈｉｎｅ ｄｏｐ
ｅｄ Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）などの絶縁層で
絶縁分離する。絶縁層の上にＴｉ，ＴｉＮで遮光金属層
12を堆積させる。そして、遮光金属層12の上にｐ−Ｓｉ
Ｎ，ｐ−ＳｉＯで絶縁層13を堆積させ、絶縁層13の上に
ｐ−ＳｉＮ，ｐ−ＳｉＯで画素反射電極11を形成する。
これで、TFTなどを組み込んだデバイス基板が完成す
る。つぎに、このデバイス基板と共通透明電極16を有す
る対向基板15を貼り合わせて、液晶材料14としてTN液晶
を注入して、図１の液晶パネルが完成する。
【００５０】つぎに、完成した液晶パネルを使って、反
射型の光学系を作製する。図6は、この光学系の斜視図
である。図中、101は液晶パネルの駆動と光源コントロ
ール用ボード、102は光学ユニット、103は光源、104は
非球面ミラー、105は色分解用プリズム、106は前述した
液晶パネル、107はマイクロミラー、108はアパチャー、
109は自由曲面プリズム光学系、110はスクリーン、118
はテレセントリック系のレンズである。111,112,113,11
4,115,116は光を表す。
射型の光学系を作製する。図6は、この光学系の斜視図
である。図中、101は液晶パネルの駆動と光源コントロ
ール用ボード、102は光学ユニット、103は光源、104は
非球面ミラー、105は色分解用プリズム、106は前述した
液晶パネル、107はマイクロミラー、108はアパチャー、
109は自由曲面プリズム光学系、110はスクリーン、118
はテレセントリック系のレンズである。111,112,113,11
4,115,116は光を表す。
【００５１】光源103から射出した光束111は、非球面ミ
ラー104で集光しマイクロミラー107に結像する。マイク
ロミラー107かの反射光113は色分解プリズム105で、
赤、緑、青に分解され、液晶パネル106に平行光で入射
する。液晶パネル106は、変調信号に応じて赤、緑、青
に分解された光を変調し、変調された反射光115はレン
ズ118に再び入射し、暗表示光のみアパチャー108を通り
抜け、自由曲面プリズム109に入射する。この自由曲面
プリズム光学系を用いることにより、従来より薄型で収
差の少ない像をスクリーン110に結像できる。これによ
り、リア型、フロント型プロジェクション表示装置を高
解像度、高輝度、低コスト、小型、高コントラストに作
製できた。
ラー104で集光しマイクロミラー107に結像する。マイク
ロミラー107かの反射光113は色分解プリズム105で、
赤、緑、青に分解され、液晶パネル106に平行光で入射
する。液晶パネル106は、変調信号に応じて赤、緑、青
に分解された光を変調し、変調された反射光115はレン
ズ118に再び入射し、暗表示光のみアパチャー108を通り
抜け、自由曲面プリズム109に入射する。この自由曲面
プリズム光学系を用いることにより、従来より薄型で収
差の少ない像をスクリーン110に結像できる。これによ
り、リア型、フロント型プロジェクション表示装置を高
解像度、高輝度、低コスト、小型、高コントラストに作
製できた。
【００５２】（実施例２）実施例2は、前述した実施形
態2を適用した反射型液晶パネルで実施例1と同じくプロ
ジェクション表示装置を作製した例である。本例の具体
的な構造は図3に表す。まず、n型のSi基板1を用意し
て、p型ウェル22を作製する。そして、選択酸化法によ
ってゲート酸化膜とフィールド酸化膜２を形成し、ゲー
ト電極用の多結晶Ｓｉを成膜する。そしてパターニング
して、ゲート電極５，８を作製する。その後、Ｂイオン
を注入して、ソース３，６とドレイン４，７を形成し
て、周辺の駆動回路と画素用のMOSFETを作製する。それ
ぞれをＰＳＧ，ｐ−ＳｉＯ2，ｐ−ＳｉＮで絶縁分離す
る。そして、配線層9,10を作製して、その上にｐ−Ｓｉ
Ｏ／Ｏ3−ＴＥＯＳ／ｐ−ＳｉＯで絶縁層を堆積させ、
絶縁層の上にＴｉ，ＴｉＮ，Ｗで遮光金属膜を形成す
る。そして、絶縁層を堆積させたあと、画素反射電極12
を形成する。これで、デバイス基板が完成する。あと
は、実施例1と同様である。
態2を適用した反射型液晶パネルで実施例1と同じくプロ
ジェクション表示装置を作製した例である。本例の具体
的な構造は図3に表す。まず、n型のSi基板1を用意し
て、p型ウェル22を作製する。そして、選択酸化法によ
ってゲート酸化膜とフィールド酸化膜２を形成し、ゲー
ト電極用の多結晶Ｓｉを成膜する。そしてパターニング
して、ゲート電極５，８を作製する。その後、Ｂイオン
を注入して、ソース３，６とドレイン４，７を形成し
て、周辺の駆動回路と画素用のMOSFETを作製する。それ
ぞれをＰＳＧ，ｐ−ＳｉＯ2，ｐ−ＳｉＮで絶縁分離す
る。そして、配線層9,10を作製して、その上にｐ−Ｓｉ
Ｏ／Ｏ3−ＴＥＯＳ／ｐ−ＳｉＯで絶縁層を堆積させ、
絶縁層の上にＴｉ，ＴｉＮ，Ｗで遮光金属膜を形成す
る。そして、絶縁層を堆積させたあと、画素反射電極12
を形成する。これで、デバイス基板が完成する。あと
は、実施例1と同様である。
【００５３】
【発明の効果】本発明によれば、画素反射電極の間もし
くは、前記画素反射電極からなる表示部の周辺領域の下
層に少なくとも一部に遮光層があり、前記画素反射電極
と前記遮光層が異なる反射特性を有するので、使用者の
目に周辺領域または画素反射電極のすき間からのノイズ
光が入らない。このため、使用者はコントラストの大き
い画像表示を見ることができる。
くは、前記画素反射電極からなる表示部の周辺領域の下
層に少なくとも一部に遮光層があり、前記画素反射電極
と前記遮光層が異なる反射特性を有するので、使用者の
目に周辺領域または画素反射電極のすき間からのノイズ
光が入らない。このため、使用者はコントラストの大き
い画像表示を見ることができる。
【図１】本発明の実施形態１を表す図
【図２】画素反射電極のすき間のノイズ光の反射を表す
図（ａ）〜（ｅ）
図（ａ）〜（ｅ）
【図３】本発明の実施形態２を表す図
【図４】本発明の実施形態３を表す図
【図５】本発明の実施形態４を表す図
【図６】実施例１のプロジェクション表示装置を表す図
【図７】照明系から射出光が液晶パネルで反射する光路
図
図
【図８】画素反射電極のすき間の遮光金属膜がとりうる
角度を表すグラフ
角度を表すグラフ
【図９】本発明の実施形態５の液晶パネルの断面図
１ 半導体基板 ２ フィールド酸化膜 ３ ＭＯＳＦＥＴのソース ４ ＭＯＳＦＥＴのドレイン ５ ＭＯＳＦＥＴのゲート ６ 画素トランジスタのソース ７ 画素トランジスタのドレイン ８ 画素トランジスタのゲート ９ データ配線 １０ 金属電極 １１ 画素反射電極 １２ 遮光金属層 １３ 絶縁層 １４ 液晶材料 １５ 対向透明基板 １６ 共通透明電極 １７ スルーホール １８ 画素の境界部 １９ フィールド酸化膜のくびれ ２０ 表示領域周辺の駆動回路 ２１ 層間絶縁膜 ２２ ウェル領域 ２３ ウェル領域固定用高濃度不純物層 ２４ 反射防止膜 ２６ ダミー配線 ２７ 配線層のすき間の大きいところ ２８ 配線層のすき間の小さいところ ３１ 薄膜トランジスタのチャンネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−20778（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−171195（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−122761（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−68718（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/136 G02F 1/1335 G02F 1/1343
Claims (13)
- 【請求項１】 複数の反射電極を有する一方の基板と、
前記基板に対向し透明電極を有する他方の基板と、前記
双方の基板の間に液晶材料を備える表示装置において、 前記反射電極の間もしくは、前記反射電極からなる表示
部の周辺領域の少なくとも一部に遮光層が配され、前記
反射電極と前記遮光層との表面粗さが異なることで、両
者の反射特性を異ならせたことを特徴とする表示装置。 - 【請求項２】 前記反射電極と前記遮光層と、両者の間
の絶縁層で保持容量を形成する請求項１に記載の表示装
置。 - 【請求項３】 前記反射電極と前記遮光層は、材料が異
なる請求項１に記載の表示装置。 - 【請求項４】 前記反射電極は、主にＡｌからなり、前
記遮光層は、主に、Ｔｉ，ＴｉＮ，Ｗ，Ｍｏから選ばれ
る材料からなる請求項３に記載の表示装置。 - 【請求項５】 前記反射電極と前記遮光層が、光を反射
させる方向が異なる請求項１に記載の表示装置。 - 【請求項６】 前記遮光層は、前記反射電極の表面と異
なる角度の面を有する請求項５に記載の表示装置。 - 【請求項７】 前記反射電極の表面と前記遮光層の表面
のなす角をθ、前記液晶材料の屈折率をn、投影光学系
のF数をFとすると、θが 【外１】 を満たす請求項６に記載の表示装置。 - 【請求項８】 前記θは、10〜30゜である請求項７に記
載の表示装置。 - 【請求項９】 前記反射電極の下部に厚い絶縁層、前記
反射電極間の境界部に薄い絶縁層を有する請求項５〜８
のいずれか１項に記載の表示装置。 - 【請求項１０】 複数の信号線と同一層の配線層の間隔
が、前記反射電極の間の下部で、前記反射電極の下部よ
りも広い請求項５〜９のいずれか１項に記載の表示装
置。 - 【請求項１１】 隣合う前記反射電極の端部が、画素の
境界平面に対して非対称である請求項５〜１０のいずれ
か１項に記載の表示装置。 - 【請求項１２】 前記反射電極と前記透明電極の角度が
異なる請求項1〜１１のいずれか１項に記載の表示装
置。 - 【請求項１３】 前記一方に基板は、複数の走査配線
と、複数の信号配線と、前記走査配線と前記信号配線の
交差部に配された画素スイッチを有する請求項１〜１２
のいずれか１項に記載の表示装置。
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|---|---|---|---|
| JP24193796A JP3143591B2 (ja) | 1995-09-14 | 1996-09-12 | 表示装置 |
| TW085111210A TW477906B (en) | 1995-09-14 | 1996-09-13 | Display unit |
| EP96306681A EP0763765B1 (en) | 1995-09-14 | 1996-09-13 | Display unit |
| DE69614793T DE69614793T2 (de) | 1995-09-14 | 1996-09-13 | Anzeigeeinheit |
| KR1019960039960A KR100266354B1 (ko) | 1995-09-14 | 1996-09-14 | 표시장치 |
| US08/714,436 US5708486A (en) | 1995-09-14 | 1996-09-16 | LCD having a shading layer exhibiting a different reflection characteristic from reflection electrodes |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-236857 | 1995-09-14 | ||
| JP23685795 | 1995-09-14 | ||
| JP24193796A JP3143591B2 (ja) | 1995-09-14 | 1996-09-12 | 表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09138397A JPH09138397A (ja) | 1997-05-27 |
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ID=26532899
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
| US (1) | US5708486A (ja) |
| EP (1) | EP0763765B1 (ja) |
| JP (1) | JP3143591B2 (ja) |
| KR (1) | KR100266354B1 (ja) |
| DE (1) | DE69614793T2 (ja) |
| TW (1) | TW477906B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP3349332B2 (ja) * | 1995-04-28 | 2002-11-25 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 反射式空間光変調素子配列及びその形成方法 |
| JP2768313B2 (ja) * | 1995-06-13 | 1998-06-25 | 日本電気株式会社 | 反射型液晶表示装置 |
| KR0171102B1 (ko) * | 1995-08-29 | 1999-03-20 | 구자홍 | 액정표시장치 구조 및 제조방법 |
| EP0782039A3 (en) * | 1995-12-27 | 1998-06-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Display device and process for producing same |
| US5815226A (en) * | 1996-02-29 | 1998-09-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electro-optical device and method of fabricating same |
| US6049132A (en) * | 1996-07-12 | 2000-04-11 | Kawasaki Steel Corporation | Multiple metallization structure for a reflection type liquid crystal display |
| JP3403027B2 (ja) * | 1996-10-18 | 2003-05-06 | キヤノン株式会社 | 映像水平回路 |
| JP3249077B2 (ja) * | 1996-10-18 | 2002-01-21 | キヤノン株式会社 | マトリクス基板と液晶装置 |
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