JPH1184422A

JPH1184422A - 液晶表示パネル

Info

Publication number: JPH1184422A
Application number: JP9247295A
Authority: JP
Inventors: Katsuichi Okano; 勝一岡野; Koji Yamazaki; 康二山崎; Hideaki Iwano; 英明岩野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1997-09-11
Publication date: 1999-03-26
Anticipated expiration: 2017-09-11
Also published as: JP4021014B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＴＦＴ駆動によるアクティブマトリクス駆動
方式の液晶表示パネルにおいて、ＴＦＴの下側からの光
に対する遮光性能とＴＦＴのスイッチング特性とを改善
する。【解決手段】一対の第１及び第２基板（１、２）間に挟
持された液晶（５０）と、第１基板にマトリクス状に設
けられた画素電極（１１）と、これをスイッチング制御
するＴＦＴ（３０）とを備えた液晶表示パネル（１００
ａ）において、ＴＦＴに対向する位置において第１基板
とＴＦＴとの間に高融点金属からなる遮光層（３ａ）を
設け、この遮光層に重ねて多結晶シリコン層（４ａ）を
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＴＦＴ（薄膜トラ
ンジスタ）駆動によるアクティブマトリクス駆動方式の
液晶表示パネルの技術分野に属し、特に、液晶プロジェ
クタ等に用いられる、ＴＦＴの下側にブラックマトリク
スを設けた形式の液晶表示パネルの技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の液晶プロジェクタ等にラ
イトバルブとして用いられる液晶表示パネルにおいては
一般に、液晶層を挟んでＴＦＴアレイ基板に対向配置さ
れる対向基板の側から投射光が入射される。ここで、投
射光がＴＦＴのａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）膜や
ｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）膜から構成されたチャネル形
成用の領域に入射すると、この領域において光電変換効
果により光電流が発生してしまいＴＦＴのトランジスタ
特性が劣化する。このため、対向基板には、各ＴＦＴに
夫々対向する位置に複数のブラックマトリクスと呼ばれ
る遮光層が形成されるのが一般的である。このようなブ
ラックマトリクスは、Ｃｒ（クロム）などの金属材料
や、カーボンをフォトレジストに分散した樹脂ブラック
などの材料から作られ、上述のＴＦＴのａ−Ｓｉ膜やｐ
−Ｓｉ膜に対する遮光の他に、コントラストの向上、色
材の混色防止などの機能を有する。

【０００３】更に、この種の液晶表示パネルにおいては
特にトップゲート構造（即ち、ＴＦＴアレイ基板上にお
いてゲート電極がチャネルの上側に設けられた構造）を
採る正スタガ型又はコプラナー型のａ−Ｓｉ又はｐ−Ｓ
ｉＴＦＴを用いる場合には、投射光の一部が液晶プロジ
ェクタ内の投射光学系により戻り光として、ＴＦＴアレ
イ基板の側からＴＦＴのチャネルに入射するのを防ぐ必
要がある。

【０００４】このために、特開平９−１２７４９７号公
報、特公平３−５２６１１号公報，特開平３−１２５１
２３号公報、特開平８−１７１１０１号公報等では、石
英基板等からなるＴＦＴアレイ基板上においてＴＦＴに
対向する位置（即ち、ＴＦＴの下側）にも、ブラックマ
トリクスを形成する技術を提案している。このブラック
マトリクスにより、ＴＦＴのａ−Ｓｉ膜やｐ−Ｓｉ膜に
対する戻り光の遮光が可能となるとされている。特にこ
の技術によれば、ＴＦＴアレイ基板上のブラックマトリ
クス形成工程の後に行われるＴＦＴ形成工程における高
温処理により、ブラックマトリクスが破壊されたり溶融
したりしないようにするために、ブラックマトリクスを
不透明な高融点金属から形成するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術によれば、戻り光の遮光用のブラックマト
リクスは高融点金属からなるため、ブラックマトリクス
が形成される石英基板等からなるＴＦＴアレイ基板との
熱的相性が悪い。より具体的には、高温環境と常温環境
とに置かれた場合には、ブラックマトリクスとＴＦＴア
レイ基板との熱膨張率等の物理的性質の差に起因して両
者の間に応力が発生してしまう。このため、ブラックマ
トリクスに歪みが生じたりクラックが入ったりし、或い
は、ＴＦＴアレイ基板、層間絶縁層、ＴＦＴの各構成要
素等に歪みが生じたり、クラックが入ってしまう。この
結果、ブラックマトリクスのクラックから戻り光の一部
がＴＦＴのチャネルに入射したり、ＴＦＴの形成工程に
悪影響を及ぼしてしまう。

【０００６】更に、上述した従来の技術によれば、ＴＦ
Ｔアレイ基板の側から入射した戻り光が、ブラックマト
リクスの形成されていない領域から、ブラックマトリク
スとＴＦＴとを絶縁するために設けられたＮＳＧ（ノン
ドープトシリケートガラス）等からなる層間絶縁層に入
射する。このように入射した戻り光の一部が、当該層間
絶縁層の上面や、更にチャネルの上側に形成されるＮＳ
Ｇ等からなる他の層間絶縁層や金属電極等により反射さ
れる結果、これらの層間絶縁層等で反射又は多重反射し
た戻り光が、チャネル形成用のａ−Ｓｉ膜やｐ−Ｓｉ膜
に入射する。この結果、チャネルにおいて光電変換効
果による光電流が発生してしまうことになる。

【０００７】以上の結果、上述した従来の技術によれ
ば、ＴＦＴの下側に遮光膜を形成したことにより、Ｔ
ＦＴのトランジスタ特性が劣化してしまうという問題点
があり、更に、このように構成された遮光膜では、戻り
光を遮光するには十分でないという問題点もある。

【０００８】本発明は上述した問題点に鑑みなされたも
のであり、ＴＦＴ等のスイッチング素子の下側からの戻
り光等の光に対する遮光性能と該スイッチング素子のス
イッチング特性とを改善し得る、アクティブマトリクス
駆動方式の液晶表示パネルを提供することを課題とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の液晶表
示パネルは上記課題を解決するために、一対の第１及び
第２基板と、該第１及び第２基板間に挟持された液晶
と、前記第１基板の前記液晶に対面する側にマトリクス
状に設けられた複数の透明な画素電極と、該複数の画素
電極に夫々隣接する位置において前記第１基板に設けら
れており前記複数の画素電極を夫々スイッチング制御す
る複数のスイッチング素子と、該複数のスイッチング素
子に夫々対向する位置において前記第１基板と前記複数
のスイッチング素子との間に夫々設けられた高融点金属
からなる遮光層と、該遮光層が夫々重なる位置において
前記第１基板と前記遮光層との間に夫々設けられた多結
晶シリコン層と、前記遮光層と前記複数のスイッチング
素子との間に設けられた層間絶縁層とを備えたことを特
徴とする。

【００１０】請求項１に記載の液晶表示パネルによれ
ば、高融点金属からなる遮光層は、スイッチング素子に
対向する位置に設けられているので、第１基板の側から
戻り光などの光が当該液晶表示パネルに入射しても、こ
の光がスイッチング素子に入射するのを防ぐことが出来
る。更に、多結晶シリコン層は、遮光層が重なる位置に
おいて第１基板と遮光層との間に設けられている。この
ため、遮光層は、高融点金属からなるにも拘わらず、多
結晶シリコン層を介して石英基板等の第１基板に形成さ
れるので、高融点金属からなる遮光層と石英基板等から
なる第１基板との熱的相性の悪さが緩和されている。よ
り具体的には、高温環境と常温環境とに置かれた場合で
も、遮光層と第１基板との熱膨張率等の物理的性質の差
に起因して発生する両者間の応力を、両者間に介在する
多結晶シリコン層により緩和し得る。このため、遮光層
に歪みが生じたりクラックが入ったり、或いは、第１基
板、多結晶シリコン層、スイッチング素子の各構成要素
などに歪みが生じたり、クラックが入ってしまうのを阻
止し得る。

【００１１】また、仮に石英基板等の第１基板上に直接
形成された高融点金属からなる遮光層をエッチング除去
した後には、即ち、第１基板と遮光層とが界面を持つ状
態で、遮光層をエッチング除去したと仮定すると、第１
基板の表面が荒れ、最終的にはその上方に形成されるＴ
ＦＴ等のスイッチング素子の特性が劣化する。しかしな
がら、本発明によれば、多結晶シリコン層が第１基板と
遮光層との間に設けられているので、多結晶シリコン層
と第１基板との間に界面が存在する状態で遮光層をエッ
チング除去することができ、この結果、第１基板の表面
が比較的荒れないまま、遮光層の上方にスイッチング素
子を形成できる。

【００１２】請求項２に記載の液晶表示パネルは上記課
題を解決するために、一対の第１及び第２基板と、該第
１及び第２基板間に挟持された液晶と、前記第１基板の
前記液晶に対面する側にマトリクス状に設けられた複数
の透明な画素電極と、該複数の画素電極に夫々隣接する
位置において前記第１基板に設けられており前記複数の
画素電極を夫々スイッチング制御する複数のスイッチン
グ素子と、該複数のスイッチング素子に夫々対向する位
置において前記第１基板と前記複数のスイッチング素子
との間に夫々設けられた高融点金属からなる遮光層と、
該遮光層に夫々重なる位置において前記遮光層と前記複
数のスイッチング素子との間に夫々設けられた多結晶シ
リコン層と、前記多結晶シリコン層と前記複数のスイッ
チング素子との間に設けられた層間絶縁層とを備えたこ
とを特徴とする。

【００１３】請求項２に記載の液晶表示パネルによれ
ば、高融点金属からなる遮光層は、スイッチング素子に
対向する位置に設けられているので、第１基板の側から
戻り光などの光が当該液晶表示パネルに入射しても、こ
の光がスイッチング素子に入射するのを防ぐことが出来
る。更に、多結晶シリコン層は、遮光層に重なる位置に
おいて遮光層とスイッチング素子との間に設けられてい
る。このため、仮に、第１基板の側から入射した戻り光
などの光が、遮光層の形成されていない領域から層間絶
縁層に入射し、層間絶縁層の上面やスイッチング素子の
構成要素等により反射されて、最終的には多重反射光と
して遮光層の上側まで達したとしても、遮光層上に設け
られた多結晶シリコン層により吸収されるので、このよ
うな多重反射光がスイッチング素子に達することは阻止
される。

【００１４】尚、請求項１又は２に記載の液晶表示パネ
ルにおいては、前記スイッチング素子を、正スタガ型又
はコプラナー型のｐ−ＳｉＴＦＴ（ポリシリコン薄膜ト
ランジスタ）素子から構成し、前記複数のスイッチング
素子に夫々対向する位置において前記第２基板の側に
も、遮光層を設けてもよい。この場合特に、トップゲー
ト型配置の中でチャネル形成用のｐ−Ｓｉ層又はａ−Ｓ
ｉ層は、ゲート電極よりも第１基板に近い側に配置され
るが、遮光層により第１基板の側からの戻り光などの光
を遮光できる。同時に、第２基板の側からの光を第２基
板に設けられた遮光層により遮光できる。

【００１５】請求項３に記載の液晶表示パネルは上記課
題を解決するために、請求項１又は２に記載の液晶表示
パネルにおいて、前記第１基板は、石英基板であり、前
記高融点金属は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ及びＰｄ
のうちの少なくとも一つを含む金属シリサイドであるこ
とを特徴とする。

【００１６】請求項３に記載の液晶表示パネルによれ
ば、金属シリサイドからなりシリコンを含む遮光層と、
石英基板からなる第１基板や多結晶シリコン層との熱的
相性が良い。より具体的には、高温環境と常温環境とに
置かれた場合でも、遮光層と第１基板や多結晶シリコン
層との間で、熱膨張率等の物理的性質の差に起因して発
生する応力が更に緩和される。

【００１７】請求項４に記載の液晶表示パネルは上記課
題を解決するために、請求項１から３のいずれか一項に
記載の液晶表示パネルにおいて、前記遮光層は、１００
０から３０００Å（オングストローム）の層厚を夫々持
ち、前記多結晶シリコン層は、５００から２０００Åの
層厚を夫々持つことを特徴とする。

【００１８】請求項４に記載の液晶表示パネルによれ
ば、遮光層は、１０００Åより厚いので、遮光の効果が
十分に期待でき、３０００Åより薄いので、スイッチン
グ素子の形成工程における高温環境と常温環境とにおけ
る熱応力を、多結晶シリコン層により十分に緩和出来る
程度に抑えられる。そして、多結晶シリコン層は、５０
０Åより厚いので、遮光層で発生する応力を緩和する効
果が十分に期待でき、２０００Åより薄いので、後にス
イッチング素子を形成する層間絶縁層の段差を、スイッ
チング素子を容易に形成可能な程度に抑えることができ
る。

【００１９】請求項５に記載の液晶表示パネルは上記課
題を解決するために、請求項１から４のいずれか一項に
記載の液晶表示パネルにおいて、前記層間絶縁層は、前
記複数のスイッチング素子が設けられる面がスピンコー
ト処理又はＣＭＰ（ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉ
ｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ）処理により平坦化されて
いることを特徴とする。

【００２０】請求項５に記載の液晶表示パネルによれ
ば、スピンコート処理又はＣＭＰ処理により平坦化され
た層間絶縁層の面上に、複数のスイッチング素子を設け
るので、スイッチング素子を容易に形成することが可能
となる。

【００２１】本発明のこのような作用及び他の利得は次
に説明する実施の形態から明らかにされよう。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２３】＜第１の実施の形態＞図１は、本発明の第
１の実施の形態である液晶表示パネルの断面図である。
尚、図１においては、各層や各部材を図面上で認識可能
な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異
ならしめてある。また図２は、図１に示したＴＦＴアレ
イ基板１上に形成される各種電極等の平面図である。

【００２４】図１において、液晶表示パネル１００ａ
は、透明な第１基板の一例を構成するＴＦＴアレイ基板
１と、これに対向配置される透明な第２基板の一例を構
成する対向基板２とを備えている。ＴＦＴアレイ基板１
は、例えば石英基板からなり、対向基板２は、例えばガ
ラス基板からなる。

【００２５】ＴＦＴアレイ基板１には、図２に示すよう
に、マトリクス状に複数の透明な画素電極１１が設けら
れており、図１に示すようにその上側には、ラビング処
理等の所定の配向処理が施された配向膜１２が設けられ
ている。画素電極１１は例えば、ＩＴＯ膜（インジウム
・ティン・オキサイド膜）などの透明導電性薄膜からな
る。また配向膜１２は例えば、ポリイミド薄膜などの有
機薄膜からなる。

【００２６】他方、対向基板２には、その全面に渡って
共通電極２１が設けられており、その下側には、ラビン
グ処理等の所定の配向処理が施された配向膜２２が設け
られている。共通電極２１は例えば、ＩＴＯ膜などの透
明導電性薄膜からなる。また配向膜２２は、ポリイミド
薄膜などの有機薄膜からなる。

【００２７】ＴＦＴアレイ基板１には、図１及び図２に
示すように、複数の画素電極１１に夫々隣接する位置
に、複数の画素電極１１を夫々スイッチング制御する、
スイッチング素子の一例としての複数のＴＦＴ３０が設
けられている。

【００２８】対向基板２には、更に、ブラックマトリク
ス２３が、ＴＦＴ３０に対向する所定領域に設けられて
いる。このようなブラックマトリクスは、Ｃｒ（クロ
ム）やＮｉ（ニッケル）などの金属材料や、カーボンや
Ｔｉ（チタン）をフォトレジストに分散した樹脂ブラッ
クなどの材料から作られ、ＴＦＴ３０のｐ−Ｓｉ（ポリ
シリコン）層３２に対する遮光の他に、コントラストの
向上、色材の混色防止などの機能を有する。

【００２９】このように構成され、画素電極１１と共通
電極２１とが対面するように配置されたＴＦＴアレイ基
板１と対向基板２との間には、後述のシール剤５２（図
４及び図５参照）により囲まれた空間に液晶が封入さ
れ、液晶層５０が形成される。液晶層５０は、画素電極
１１からの電界が印加されていない状態で配向膜１２及
び２２により所定の配向状態を採る。液晶層５０は、例
えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶
からなる。シール剤５２は、二つの基板１及び２をそれ
らの周辺で張り合わせるための接着剤である。

【００３０】ＴＦＴ３０に夫々対向する位置においてＴ
ＦＴアレイ基板１と複数のＴＦＴ３０との間には、高融
点金属からなる遮光層３ａが夫々設けられている。該遮
光層３ａが夫々重なる位置においてＴＦＴアレイ基板１
と遮光層３ａとの間には、多結晶シリコン層４ａが夫々
設けられている。更に、遮光層３ａと複数のＴＦＴ３０
との間には、第１層間絶縁層４１が設けられている。第
１層間絶縁層４１は、ＴＦＴ３０を構成するｐ−Ｓｉ層
３２を遮光層３ａから電気的絶縁するために設けられる
ものである。更に、第１層間絶縁層４１は、ＴＦＴアレ
イ基板１の全面に形成されることにより、ＴＦＴ３０の
ための下地膜としての機能をも有する。即ち、ＴＦＴア
レイ基板１の表面の研磨時における荒れや、洗浄後に残
る汚れ等でＴＦＴ３０の特性の劣化を防止する機能を有
する。

【００３１】本実施の形態では特に、このように遮光層
３ａは高融点金属からなるにも拘わらず、多結晶シリコ
ン層４ａを介して石英基板等のＴＦＴアレイ基板１上に
形成されるため、遮光層３ａとＴＦＴアレイ基板１との
熱的相性の悪さが緩和されている。より具体的には、高
温環境と常温環境とに置かれた場合でも、遮光層３ａと
ＴＦＴアレイ基板１との熱膨張率等の物理的性質の差に
起因して発生する両者間の応力を、両者間に介在する多
結晶シリコン層４ａにより緩和し得る。このため、遮光
層３ａに歪みが生じたりクラックが入ったり、或いは、
ＴＦＴアレイ基板１、多結晶シリコン層４ｂ、ＴＦＴ３
０の各構成要素などに歪みが生じたり、クラックが入っ
てしまう事態を、前述した従来の技術（特開平９−１２
７４９７号公報等）を用いた場合と比較して、かなり良
く阻止し得る。この結果、遮光層３ａの遮光性や信頼性
は格段に向上することとなり、ＴＦＴ３０のスイッチン
グ特性などのトランジスタ特性を改善することが出来
る。

【００３２】第１層間絶縁層４１は、例えば、ＮＳＧ
（ノンドープトシリケートガラス）、ＰＳＧ（リンシリ
ケートガラス）、ＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）、
ＢＰＳＧ（ボロンリンシリケートガラス）などの高絶縁
性ガラス又は、酸化シリコン膜等からなる。

【００３３】遮光層３ａは、例えば、Ｔｉ（チタ
ン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タ
ンタル）、Ｍｏ（モリブデン）及びＰｄ（鉛）などの高
融点金属からなる。より好ましくは、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、
Ｔａ、Ｍｏ及びＰｄのうちの少なくとも一つを含む金属
シリサイド（例えば、タングステンシリサイドＷＳｉ）
からなる。このように金属シリサイドから構成すると、
即ち、シリコンを遮光層の材料に含ませると、多結晶シ
リコン層４ａや、シリコンを含んでなる第１層間絶縁層
４１との熱的相性が良くなる。より具体的には、高温環
境と常温環境とに置かれた場合でも、遮光層３ａと多結
晶シリコン層４ａや第１層間絶縁層４１との間で、熱膨
張率等の物理的性質の差に起因して発生する応力が更に
緩和される。

【００３４】これらの結果、本実施の形態によれば、遮
光層３ａに歪みが生じたりクラックが入ったり、或い
は、ＴＦＴアレイ基板１、第１層間絶縁層４１、ＴＦＴ
３０の各構成要素等に歪みが生じたり、クラックが入っ
てしまう事態を更に効果的に回避し得る。このため、遮
光層３ａのクラックから戻り光の一部がＴＦＴ３０のチ
ャネルに入射することや、遮光層３ａ等の歪みやクラッ
クにより、その後のＴＦＴの形成工程に悪影響を及ぼす
ことを効果的に阻止できる。従って、本第１の実施の形
態によれば、ＴＦＴ３０のトランジスタ特性が改善さ
れ、最終的には、液晶表示パネル１００ａにより、高コ
ントラストで色付きの良い高画質の画像を表示すること
が可能となる。

【００３５】更に第１の実施の形態では、前述した従来
の技術（特開平９−１２７４９７号公報等）と比べて、
次の見地からもＴＦＴ３０のトランジスタ特性が改善さ
れている。即ち、前述した従来の技術の場合には、多結
晶シリコン層４ａが存在しないため、高融点金属からな
る遮光層３ａをエッチング除去した後に、ＴＦＴ３０の
下地となる第１層間絶縁層４１が形成され、その上にＴ
ＦＴ３０が形成されることになる。ここで、本願発明者
らの研究によれば、高融点金属からなる遮光層３ａをエ
ッチング除去した後には、石英基板等のＴＦＴアレイ基
板１の表面が荒れ、最終的にはその上方に形成されるＴ
ＦＴ３０の特性が劣化することが知られている。ここ
で、第１の実施の形態では、多結晶シリコン層４ａとＴ
ＦＴアレイ基板１との間に界面が存在すると共に、ＴＦ
Ｔアレイ基板１と遮光層３ａとでは間に界面が存在しな
い層構造を採用しているため、遮光層３ａ及び多結晶シ
リコン層４ａをエッチング除去した後でも、ＴＦＴアレ
イ基板１の表面が比較的荒れないで済む。従って、第１
の実施の形態によれば、ＴＦＴ３０のトランジスタ特性
がより改善される。

【００３６】尚、遮光層３ａは、図示しないコンタクト
ホールを介して所定の配線を経て、接地されているか又
は定電位源に接続されている。このため、遮光層３ａの
電位が変化することにより、ＴＦＴ３０のスイッチング
特性等に悪影響を及ぼすことがない。但し、遮光層３ａ
は電気的に浮遊していてもよいし、或いは、遮光層３ａ
を後述の蓄積容量（図３参照）用の配線として使用する
ことも可能である。

【００３７】図１に示すように、ＴＦＴ３０は、ゲート
電極３１（走査電極）、ゲート電極３１からの電界によ
りチャネルが形成されるｐ−Ｓｉ層３２、ゲート電極３
１とｐ−Ｓｉ層３２とを絶縁するゲート絶縁層３３、ｐ
−Ｓｉ層３２に形成されたソース領域３４、ソース電極
３５（信号電極）、及びｐ−Ｓｉ層３２に形成されたド
レイン領域３６を備えている。ドレイン領域３６には、
複数の画素電極１１のうちの対応する一つが接続されて
いる。ソース領域３４及びドレイン領域３６は後述のよ
うに、ｐ−Ｓｉ層３２に対し、ｎ型又はｐ型のチャネル
を形成するかに応じて所定濃度のｎ型用又はｐ型用のド
ーパントをドープすることにより形成されている。ｎ型
チャネルのＴＦＴは、動作速度が速いという利点があ
り、ｐ型チャネルのＴＦＴは、ｐ型チャネルを形成する
のが容易であるという利点がある。ソース電極３５（信
号電極）は、画素電極１１と同様にＩＴＯ膜等の透明導
電性薄膜から構成してもよいし、Ａｌ等の金属膜や金属
シリサイドなどの不透明な薄膜から構成してもよい。ま
た、ゲート電極３１、ゲート絶縁層３３及び第１層間絶
縁層４１の上には、ソース領域３４へ通じるコンタクト
ホール３７及びドレイン領域３６へ通じるコンタクトホ
ール３８が夫々形成された第２層間絶縁層４２が形成さ
れている。このソース領域３４へのコンタクトホール３
７を介して、ソース電極３５（信号電極）はソース領域
３４に電気的接続されている。更に、ソース電極３５
（信号電極）及び第２絶縁層４２の上には、ドレイン領
域３６へのコンタクトホール３８が形成された第３層間
絶縁層４３が形成されている。このドレイン領域３６へ
のコンタクトホール３８を介して、画素電極１１はドレ
イン領域３６に電気的接続されている。前述の画素電極
１１は、このように構成された第３層間絶縁層４３の上
面に設けられている。

【００３８】ここで、一般には、チャネルが形成される
ｐ−Ｓｉ層３２は、光が入射するとｐ−Ｓｉが有する光
電変換効果により光電流が発生してしまいＴＦＴ３０の
トランジスタ特性が劣化するが、本実施の形態では、対
向基板２には各ＴＦＴ３０に夫々対向する位置に複数の
ブラックマトリクス２３が形成されているので、入射光
が直接にｐ−Ｓｉ層３２に入射することが防止される。
更にこれに加えて又は代えて、ゲート電極３１を上側か
ら覆うようにソース電極３５（信号電極）をＡｌ等の不
透明な金属薄膜から形成すれば、ブラックマトリクス２
３と共に又は単独で、ｐ−Ｓｉ層３２への入射光（即
ち、図１で上側からの光）の入射を効果的に防ぐことが
出来る。

【００３９】図２の平面図に示すように、以上のように
構成された画素電極１１は、ＴＦＴアレイ基板１上にマ
トリクス状に配列され、各画素電極１１に隣接してＴＦ
Ｔ３０が設けられており、また画素電極１１の縦横の境
界に夫々沿ってソース電極３５（信号電極）及びゲート
電極３１（走査電極）が設けられている。尚、図２は、
説明の都合上、画素電極１１のマトリクス状配列等を簡
略化して示すためのものであり、実際の各電極は層間絶
縁層の間や上をコンタクトホール等を介して配線されて
おり、図１から分かるように３次元的により複雑な構成
を有している。

【００４０】図１には示されていないが、図３に示すよ
うに、画素電極１１には蓄積容量７０が夫々設けられて
いる。この蓄積容量７０は、より具体的には、ｐ−Ｓｉ
層３２と同一工程により形成されるｐ−Ｓｉ層３２’、
ゲート絶縁層３３と同一工程により形成される絶縁層３
３’、ゲート電極３１と同一工程により形成される蓄積
容量電極（容量線）３１’、第２及び第３層間絶縁層４
２及び４３、並びに第２及び第３層間絶縁層４２及び４
３を介して蓄積容量電極３１’に対向する画素電極１１
の一部から構成されている。このように蓄積容量７０が
設けられているため、デューティー比が小さくても高詳
細な表示が可能とされる。尚、蓄積容量電極（容量線）
３１’は、図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板１の面
上においてゲート電極（走査電極）３１と平行に設けら
れている。また前述のように、遮光層３を蓄積容量７０
の配線として利用することも可能である。

【００４１】以上のように構成された液晶表示パネル１
００の全体構成を図４及び図５を参照して説明する。
尚、図４は、ＴＦＴアレイ基板１をその上に形成された
各構成要素と共に対向基板２の側から見た平面図であ
り、図５は、対向基板２を含めて示す図４のＨ−Ｈ’断
面図である。

【００４２】図４において、ＴＦＴアレイ基板１の上に
は、シール剤５２がその縁に沿って設けられており、そ
の内側に並行して対向基板２の周辺見切り５３が規定さ
れている。シール剤５２の外側の領域には、Ｘ側駆動用
ドライバ回路１０１及び実装端子１０２がＴＦＴアレイ
基板１の一辺に沿って設けられており、Ｙ側駆動用ドラ
イバ回路１０４が、この一辺に隣接する２辺に沿って設
けられている。更にＴＦＴアレイ基板１の残る一辺に
は、複数の配線１０５が設けられている。また、シール
剤５２の四隅には、ＴＦＴアレイ基板１と対向基板２と
の間で電気的導通をとるための導通剤からなる銀点１０
６が設けられている。そして、図５に示すように、図４
に示したシール剤５２とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板２
が当該シール剤５２によりＴＦＴアレイ基板１に固着さ
れている。

【００４３】Ｘ側駆動用ドライバ回路１０１及びＹ用駆
動用ドライバ回路１０４は配線によりソース電極３５
（信号電極）及びゲート電極３１（走査電極）に夫々電
気的接続されている。Ｘ側駆動用ドライバ回路１０１に
は、図示しない制御回路から即時表示可能な形式に変換
された表示信号が入力され、Ｙ側駆動用ドライバ回路１
０４がパルス的にゲート電極３１（走査電極）に順番に
ゲート電圧を送るのに合わせて、Ｘ側駆動用ドライバ回
路１０１は表示信号に応じた信号電圧をソース電極３５
（信号電極）に送る。本実施の形態では特に、ＴＦＴ３
０はｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）タイプのＴＦＴであるの
で、ＴＦＴ３０の形成時に同一工程で、Ｘ側駆動用ドラ
イバ回路１０１及びＹ側駆動用ドライバ回路１０４を形
成することも可能であり、製造上有利である。

【００４４】尚、Ｘ側駆動用ドライバ回路１０１及びＹ
側駆動用ドライバ回路１０４をＴＦＴアレイ基板１の上
に設ける代わりに、例えばＴＡＢ（テープオートメイテ
ッドボンディング基板）上に実装された駆動用ＬＳＩ
に、ＴＦＴアレイ基板１の周辺部に設けられた異方性導
電フィルムを介して電気的及び機械的に接続するように
してもよい。

【００４５】また、図１から図５には示されていない
が、対向基板２の投射光が入射する側及びＴＦＴアレイ
基板１の投射光が出射する側には夫々、例えば、ＴＮ
（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スー
パーＴＮ）モード、Ｄ−ＳＴＮ（ダブル−ＳＴＮ）モー
ド等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード／ノー
マリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位
相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。

【００４６】次に以上のように構成された本実施の形態
の動作について図１から図５を参照して説明する。

【００４７】先ず、制御回路から表示信号を受けたＸ側
駆動用ドライバ回路１０１は、この表示信号に応じたタ
イミング及び大きさで信号電圧をソース電極３５（信号
電極）に印加し、これと並行して、Ｙ側駆動用ドライバ
回路１０４は、所定タイミングで電極３１（走査電極）
にゲート電圧をパルス的に順次印加し、ＴＦＴ３０は駆
動される。これにより、ゲート電圧がオンとされた時点
でソース電圧が印加されたＴＦＴ３０においては、ソー
ス領域３４、ｐ−Ｓｉ層３２に形成されたチャネル及び
ドレイン領域３６を介して画素電極１１に電圧が印加さ
れる。そして、この画素電極１１の電圧は、ソース電圧
が印加された時間よりも例えば３桁も長い時間だけ蓄積
容量７０（図３参照）により維持される。

【００４８】このように画素電極１１に電圧が印加され
ると、液晶層５０におけるこの画素電極１１と共通電極
２１とに挟まれた部分における液晶の配向状態が変化
し、ノーマリーホワイトモードであれば、電圧が印加さ
れた状態で入射光がこの液晶部分を通過不可能とされ、
ノーマリーブラックモードであれば、電圧が印加された
状態で入射光がこの液晶部分を通過可能とされ、全体と
して液晶表示パネル１００ａからは表示信号に応じたコ
ントラストを持つ光が出射する。

【００４９】特に本実施の形態では、ＴＦＴ３０の下側
には、遮光層３ａが多結晶シリコン層４ａに重ねて設け
られているので、前述のように戻り光による悪影響が低
減されるため、ＴＦＴ３０のトランジスタ特性が改善さ
れており、最終的には、液晶表示パネル１００ａによ
り、高コントラストで色付きの良い高画質の画像を表示
することが可能となる。

【００５０】次に、このように遮光層３ａが多結晶シリ
コン層４ａに重ねて設けられている構成により、ＴＦＴ
３０のトランジスタ特性がどの程度改善されたかについ
て図６及び図７を参照して、検討を加える。図６は、図
１に示した液晶表示パネル１００ａについてのトランジ
スタ特性試験の結果を示す。これに対し、図７は、図１
に示した液晶表示パネル１００ａの構成から、多結晶シ
リコン層４ａを除外した構成を有する比較例についての
トランジスタ特性試験の結果を示す。尚、図６及び図７
において、横軸には、ゲート電極に印加するゲート電圧
を示し、縦軸にはその際に流れるドレイン電流を示す。
また、ソース・ドレイン電圧として１５Ｖ及び４Ｖの２
種類の状態について、夫々試験結果が示されている。

【００５１】図６と図７とを比較すると、ＴＦＴアレイ
基板１上に先ず多結晶シリコン層４ａを形成して、これ
に重ねて遮光層３ａを設けた本実施の形態が、ＴＦＴア
レイ基板１の上に直接遮光層３ａを形成した場合よりも
遥かにトランジスタのスイッチング特性が改善されてい
ることが分かる。

【００５２】尚、図７に示した比較例の場合でも、遮光
層３ａを全く設けることなく、戻り光の影響をそのまま
受けた例と比較すると、ＴＦＴのスイッチング特性は改
善されている。

【００５３】次に、第１の実施の形態の液晶表示パネル
１００ａの製造プロセスについて図８及び図９を参照し
て説明する。

【００５４】先ず図８の工程（１）に示すように、石英
基板、ハードガラス等のＴＦＴアレイ基板１を用意す
る。ここで、好ましくはＮ₂（窒素）等の不活性ガス雰
囲気且つ約１０００℃の高温でアニール処理し、後に実
施される高温プロセスにおけるＴＦＴアレイ基板１に生
じる歪みが少なくなるように前処理しておく。このよう
に処理されたＴＦＴアレイ基板１の全面に減圧ＣＶＤ法
等により多結晶シリコン層を形成し、更に、スパッタリ
ング法、ＣＶＤ法等により好ましくはＴｉ、Ｃｒ、Ｗ、
Ｔａ、Ｍｏ及びＰｄなどの高融点金属の金属シリサイド
等からなる遮光層を多結晶シリコン層の全面に形成す
る。その後フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程
により、これらの基板全面に形成された多結晶シリコン
層及び遮光層をＴＦＴ３０を形成する予定の領域にのみ
残して、多結晶シリコン層４ａ及び遮光層３ａを形成す
る。この際、多結晶シリコン層４ａの層厚としては、約
５００〜２０００Å（オングストローム）が好ましい。
５００Åより薄いと、高融点金属からなる遮光層３ａを
設けることに起因して生じる応力を緩和する効果が実用
上低くなり、また２０００Åより厚くても、応力を緩和
する効果がそれ程高まらない他方で、多結晶シリコン層
４ａ自体を形成するための時間やコストの上昇を招くと
共に後にＴＦＴ３０を形成する第１層間絶縁層４１の段
差が大きくなり過ぎてＴＦＴ３０の形成が困難になる。
また、遮光層３ａの層厚としては、約１０００〜３００
０Åが好ましく、更に約１５００〜２５００Åがより好
ましくい。１０００Åより薄いと遮光の効果（例えば、
１／１０００程度の透過率）が十分に得られず、また３
０００Åより厚いと、ＴＦＴ３０の形成工程における高
温環境と常温環境とにおける熱応力の発生が大きくなり
過ぎ、加えて遮光層３ａ自体を形成するための時間やコ
ストの上昇を招くと共に後にＴＦＴ３０を形成する第１
層間絶縁層４１の段差が大きくなり過ぎてＴＦＴ３０の
形成が困難になる。更に遮光層３ａの厚さが約１５００
〜２５００Åであれば、良好な遮光性が得られると共
に、段差の問題も実用上殆ど生じないで済む。遮光層３
ａ及び多結晶シリコン層４ａは、少なくともＴＦＴ３０
のｐ−Ｓｉ層３２のうちチャンネル形成用の領域、ソー
ス領域３４及びドレイン領域３６をＴＦＴアレイ基板１
の裏面から見て覆うように形成される。

【００５５】尚、上述の多結晶シリコン層４ａをエッチ
ングしてから遮光層３ａを形成するようにしてもよい。
但し、本実施の形態では、基本的に多結晶シリコン層４
ａに重ねて遮光層３ａを形成すればよいので、両者の外
形を正確にアラインメントし、且つ工程数を減らすため
には、上述のように両者のエッチングをまとめて行うの
が有利である。

【００５６】次に図８の工程（２）に示すように、遮光
層３ａの上に、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法等により
ＴＥＯＳ（テトラ・エチル・オルソ・シリケート）ガ
ス、ＴＥＢ（テトラ・エチル・ボートレート）ガス、Ｔ
ＭＯＰ（テトラ・メチル・オキシ・フォスレート）ガス
等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧなどの
シリケートガラス膜、窒化膜や酸化シリコン膜等からな
る第１層間絶縁層４１を形成する。第１層間絶縁層４１
の層厚は、約５００〜８０００Åが好ましい。或いは、
熱酸化膜を形成した後、更に減圧ＣＶＤ法等により高温
酸化シリコン膜（ＨＴＯ膜）や窒化膜を約５００Åの比
較的薄い厚さに堆積し、厚さ約２０００Åの多層構造を
持つ第１層間絶縁層４１を形成してもよい。更に、この
ようなシリケートガラス膜に重ねて又は代えて、ＳＯＧ
（スピンオンガラス：紡糸状ガラス）をスピンコートし
て平坦な膜を形成してもく、又はＣＭＰ処理を施しても
よい。このように、第１層間絶縁層４１の上面をスピン
コート処理又はＣＭＰ処理により平坦化しておけば、後
に上側にＴＦＴ３０を形成し易いという利点が得られ
る。

【００５７】尚、第１層間絶縁層４１に対し、約９００
℃のアニール処理を施すことにより、汚染を防ぐと共に
平坦化してもよい。

【００５８】次に図８の工程（３）に示すように、第１
層間絶縁層４１の上に、約４５０〜５５０℃、好ましく
は約５００℃の比較的低温環境中で、流量約４００〜６
００ｃｃ／ｍｉｎのモノシランガス、ジシランガス等を
用いた減圧ＣＶＤ（例えば、圧力約２０〜４０ＰａのＣ
ＶＤ）により、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）膜を
形成する。その後、窒素雰囲気中で、約６００〜７００
℃にて約１〜１０時間、好ましくは、４〜６時間のアニ
ール処理を施することにより、ｐ−Ｓｉ（ポリシリコ
ン）膜を約５００〜２０００Åの厚さ、好ましくは約１
０００Åの厚さとなるまで固相成長させる。この際、ｎ
チャネル型のＴＦＴ３０を作成する場合には、Ｓｂ（ア
ンチモン）、Ａｓ（砒素）、Ｐ（リン）などのＶ族元素
のドーパントを僅かにイオン注入等によりドープする。
また、ＴＦＴ３０をｐチャネル型とする場合には、Ａｌ
（アルミニウム）、Ｂ（ボロン）、Ｇａ（ガリウム）、
Ｉｎ（インジウム）などのIII族元素のドーパントを僅
かにイオン注入等によりドープする。尚、ａ−Ｓｉ膜を
経ないで、減圧ＣＶＤ法等によりｐ−Ｓｉ膜を直接形成
しても良い。或いは、減圧ＣＶＤ法等により堆積したｐ
−Ｓｉ膜にシリコンイオンを打ち込んで一旦非晶質化
（アモルファス化）し、その後アニール処理等により再
結晶化させてｐ−Ｓｉ膜を形成しても良い。

【００５９】次に図８の工程（４）に示すように、ｐ−
Ｓｉ層３２を約９００〜１３００℃の温度、好ましくは
約１０００℃の温度により熱酸化することにより、約３
００Åの比較的薄い厚さの熱酸化膜を形成し、更に減圧
ＣＶＤ法等により高温酸化シリコン膜（ＨＴＯ膜）や窒
化膜を約５００Åの比較的薄い厚さに堆積し、多層構造
を持つゲート絶縁層３３を形成する。この結果、ｐ−Ｓ
ｉ層３２の厚さは、約３００〜１５００Åの厚さ、好ま
しくは約３５０〜４５０Åの厚さとなり、ゲート絶縁層
３３の厚さは、約２００〜１５００Åの厚さ、好ましく
は約３００Åの厚さとなる。このように高温熱酸化時間
を短くすることにより、特に８インチ程度の大型ウエー
ハを使用する場合に熱によるそりを防止することができ
る。但し、ｐ−Ｓｉ層３２を熱酸化することのみによ
り、単一層構造を持つゲート絶縁層３３を形成してもよ
い。

【００６０】次に図８の工程（５）に示すように、ｐ−
Ｓｉ層３２上にゲート絶縁層３３を介して、減圧ＣＶＤ
法等によりｐ−Ｓｉを堆積した後、ゲートマスクを用い
たフォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、
ゲート電極３１（走査電極）を形成する。

【００６１】但し、ゲート電極３１（走査電極）を、ｐ
−Ｓｉ層ではなく、Ａｌ等の金属膜又は金属シリサイド
膜から形成してもよいし、若しくはこれらの金属膜又は
金属シリサイド膜とｐ−Ｓｉ膜を組み合わせて多層に形
成してもよい。この場合、ゲート電極３１（走査電極）
を、ブラックマトリクス２３が覆う領域の一部又は全部
に対応する遮光膜として配置すれば、金属膜や金属シリ
サイド膜の持つ遮光性により、ブラックマトリクス２３
の一部又は全部を省略することも可能となる。この場合
特に、対向基板２とＴＦＴアレイ基板１との貼り合わせ
ずれによる画素開口率の低下を防ぐことが出来る利点が
ある。

【００６２】次に図９の工程（６）に示すように、ＴＦ
Ｔ３０をＬＤＤ（ＬｉｇｈｔｌｙＤｏｐｅｄＤｒａｉ
ｎＳｔｒｕｃｔｕｒｅ）構造を持つｎチャネル型のＴ
ＦＴとする場合、ｐ型のｐ−Ｓｉ層３２に、先ずソース
領域３４及びドレイン領域３６のうちチャネル側に夫々
隣接する一部を構成する低濃度ドープ領域を形成するた
めに、ゲート電極３１を拡散マスクとして、ＰなどのＶ
族元素のドーパントを低濃度で（例えば、Ｐイオンを１
〜３×１０¹³／ｃｍ²のドーズ量にて）ドープし、続い
て、ゲート電極３１よりも幅の広いマスクでレジスト層
をゲート電極３１上に形成した後、同じくＰなどのＶ族
元素のドーパントを高濃度で（例えば、Ｐイオンを１〜
３×１０¹⁵／ｃｍ²のドーズ量にて）ドープする。ま
た、ＴＦＴ３０をｐチャネル型とする場合、ｎ型のｐ−
Ｓｉ層３２に、ソース領域３４及びドレイン領域３６を
形成するために、ＢなどのIII族元素のドーパントを用
いてドープする。このようにＬＤＤ構造とした場合、シ
ョートチャネル効果を低減できる利点が得られる。尚、
このように低濃度と高濃度の２段階に分けて、ドープを
行わなくても良い。例えば、低濃度のドープを行わず
に、オフセット構造のＴＦＴとしてもよく、ゲート電極
３１をマスクとして、Ｐイオン、Ｂイオン等を用いたイ
オン注入技術によりセルフアライン型のＴＦＴとしても
よい。

【００６３】これらの工程と並行して、ｎチャネル型ｐ
−ＳｉＴＦＴ及びｐチャネル型ｐ−ＳｉＴＦＴから構成
されるＣＭＯＳ（相補型ＭＯＳ）構造を持つＸ側駆動用
ドライバ回路１０１及びＹ側駆動用ドライバ回路１０４
をＴＦＴアレイ基板１上の周辺部に形成する。このよ
うに、ＴＦＴ３０はｐ−ＳｉＴＦＴであるので、ＴＦＴ
３０の形成時に同一工程で、Ｘ側駆動用ドライバ回路１
０１及びＹ側駆動用ドライバ回路１０４を形成すること
ができ、製造上有利である。

【００６４】次に図９の工程（７）に示すように、ゲー
ト電極３１（走査電極）を覆うように、例えば、常圧又
は減圧ＣＶＤ法やＴＥＯＳガス等を用いて、ＮＳＧ、Ｐ
ＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧなどのシリケートガラス膜、窒
化膜や酸化シリコン膜等からなる第２層間絶縁層４２を
形成する。第２層間絶縁層４２の層厚は、約５０００〜
１５０００Åが好ましい。そして、ソース領域３４及び
ドレイン領域３６を活性化するために約１０００℃のア
ニール処理を２０分程度行った後、ソース電極３１（信
号電極）に対するコンタクトホール３７を、反応性エッ
チング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッ
チングにより形成する。この際、反応性エッチング、反
応性イオンビームエッチングのような異方性エッチング
により、コンタクトホール３７を開口した方が、開口形
状をマスク形状とほぼ同じにできるという利点がある。
但し、ドライエッチングとウエットエッチングとを組み
合わせて開口すれば、コンタクトホール３７をテーパ状
にできるので、配線接続時の断線を防止できるという利
点が得られる。また、ゲート電極３１（走査電極）を図
示しない配線と接続するためのコンタクトホールも、コ
ンタクトホール３７と同一の工程により第２層間絶縁層
４２に開ける。

【００６５】次に図９の工程（８）に示すように、第２
層間絶縁層４２の上に、スパッタリング処理等により、
Ａｌ等の低抵抗金属や金属シリサイド等を、約１０００
〜５０００Åの厚さに堆積し、更にフォトリソグラフィ
工程、ウエットエッチング工程等により、ソース電極３
５（信号電極）を形成する。

【００６６】この場合、ソース電極３５（信号電極）
を、ブラックマトリクス２３が覆う領域の一部又は全部
に対応する遮光膜として配置すれば、Ａｌ等の金属膜や
金属シリサイド膜の持つ遮光性により、ブラックマトリ
クス２３の一部又は全部を省略することも可能となる。
この場合特に、対向基板２とＴＦＴアレイ基板１との貼
り合わせずれによる画素開口率の低下を防ぐことが出来
る利点がある。

【００６７】次に図９の工程（９）に示すように、ソー
ス電極３５（信号電極）上を覆うように、例えば、常圧
又は減圧ＣＶＤ法やＴＥＯＳガス等を用いて、ＮＳＧ、
ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧなどのシリケートガラス膜、
窒化膜や酸化シリコン膜等からなる第３層間絶縁層４３
を形成する。第３層間絶縁層４３の層厚は、約５０００
〜１５０００Åが好ましい。或いは、このようなシリケ
ートガラス膜に代えて又は重ねて、有機膜やＳＯＧ（ス
ピンオンガラス）をスピンコートして平坦な膜を形成し
てもよく、又はＣＭＰ処理を施してもよい。

【００６８】更に、画素電極１１とドレイン領域３６と
を電気的接続するためのコンタクトホール３８を、反応
性エッチング、反応性イオンビームエッチング等のドラ
イエッチングにより形成する。この際、反応性エッチン
グ、反応性イオンビームエッチングのような異方性エッ
チングにより、コンタクトホール３８を開口した方が、
開口形状をマスク形状とほぼ同じにできるという利点が
得られる。但し、ドライエッチングとウエットエッチン
グとを組み合わせて開口すれば、コンタクトホール３８
をテーパ状にできるので、配線接続時の断線を防止でき
るという利点が得られる。

【００６９】次に図９の工程（１０）に示すように、第
３層間絶縁層４３の上に、スパッタリング処理等によ
り、ＩＴＯ膜等の透明導電性薄膜を、約５００〜２００
０Åの厚さに堆積し、更にフォトリソグラフィ工程、ウ
エットエッチング工程等により、画素電極１１を形成す
る。尚、当該液晶表示パネル１００ａを反射型の液晶表
示装置に用いる場合には、Ａｌ等の反射率の高い不透明
な材料から画素電極１１を形成してもよい。

【００７０】続いて、画素電極１１の上にポリイミド系
の配向膜の塗布液を塗布した後、所定のプレティルト角
を持つように且つ所定方向でラビング処理を施すこと等
により、図１に示した配向膜１２が形成される。

【００７１】他方、図１に示した対向基板２について
は、ガラス基板等が先ず用意され、この上において複数
のＴＦＴ３０に夫々対応した位置にブラックマトリクス
２３が、例えば金属クロムをスパッタリングした後、フ
ォトリソグラフィ工程、エッチング工程を経て形成され
る。尚、ブラックマトリクス２３は、ＣｒやＮｉなどの
金属材料の他、カーボンやＴｉをフォトレジストに分散
した樹脂ブラックなどの材料から形成してもよい。その
後、対向基板２の全面にスパッタリング処理等により、
ＩＴＯ等の透明導電性薄膜を、約５００〜２０００Åの
厚さに堆積することにより、共通電極２１を形成する。
更に、共通電極２１の全面にポリイミド系の配向膜の塗
布液を塗布した後、所定のプレティルト角を持つように
且つ所定方向でラビング処理を施すこと等により、配向
膜２２が形成される。

【００７２】最後に、上述のように各層が形成されたＴ
ＦＴアレイ基板１と対向基板２とは、配向膜１２及び２
２が対面するようにシール剤５２により張り合わされ、
真空吸引等により、両基板間の空間に、例えば複数種類
のネマティック液晶を混合してなる液晶が吸引されて、
液晶層５０が形成される。

【００７３】尚、図３に示した蓄積容量７０について
は、ｐ−Ｓｉ層３２’を上述のｐ−Ｓｉ層３２と同一工
程により第１層間絶縁層４１上に形成し、その上に絶縁
層３３’を上述のゲート絶縁層３３と同一工程により形
成し、更にその上に蓄積容量電極（容量線）３１’をゲ
ート電極３１と同一工程により形成すれば良い。

【００７４】以上の製造プロセスにより、図１に示した
液晶表示パネル１００ａが完成する。

【００７５】＜第２の実施の形態＞図１０は、本発明の
第２の実施の形態である液晶表示パネルの断面図であ
る。尚、図１０においては、図１の場合と同様に、各層
や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするた
め、各層や部材毎に縮尺を異ならしめてある。また、図
１０において、図１と同様の構成要素については同様の
参照符号を付し、その説明は省略する。

【００７６】図１０において、液晶表示パネル１００ｂ
は、図１に示した第１の実施の形態における遮光層３ａ
及び多結晶シリコン層４ａの代わりに、その積層順序が
逆転している遮光層３ｂと多結晶シリコン層４ｂを備え
ており、その他の構成については、第１の実施の形態と
同様である。また、第２の実施の形態の液晶表示パネル
１００ｂの製造プロセスについても第１の実施の形態の
それとほぼ同じであり、遮光層と多結晶シリコン層との
成膜順序が逆になる点が異なる。

【００７７】即ち、図１０において、ＴＦＴアレイ基板
１の上には、遮光層３ｂが形成されており、これに重ね
て多結晶シリコン層４ｂが形成されている。そして、第
１層間絶縁層４１は、この多結晶シリコン層４ｂ上に形
成されている。遮光層３ｂは、第１の実施の形態の場合
と同様に、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ及びＰ
ｄのうちの少なくとも一つを含む金属シリサイドからな
る。このように金属シリサイドから構成すると、多結晶
シリコン層４ｂや、シリコンを含んでなる石英基板等か
らなるＴＦＴアレイ基板１との熱的相性が良くなる。よ
り具体的には、高温環境と常温環境とに置かれた場合で
も、遮光層３ｂと多結晶シリコン層４ｂやＴＦＴアレイ
基板１との間で、熱膨張率等の物理的性質の差に起因し
て発生する応力が更に緩和される。

【００７８】これらの結果、第２の実施の形態によれ
ば、遮光層３ｂに歪みが生じたりクラックが入ったり、
或いは、ＴＦＴアレイ基板１、ＴＦＴ３０の各構成要
素、第１層間絶縁層４１等に歪みが生じたり、クラック
が入ってしまう事態を効果的に回避し得る。このため、
遮光層３ｂのクラックから戻り光の一部がＴＦＴ３０の
チャネルに入射することや、遮光層３ｂ等の歪みやクラ
ックにより、その後のＴＦＴの形成工程に悪影響を及ぼ
すことを効果的に阻止できる。従って、本実施の形態に
よれば、ＴＦＴ３０のトランジスタ特性が改善され、最
終的には、液晶表示パネル１００ｂにより、より高画質
の画像を表示することが可能となる。

【００７９】第２の実施の形態では特に、以下図１１及
び図１２を参照して説明するように多重反射を阻止し得
る。

【００８０】即ち、図１１に示すように第１実施の形態
によれば、一方で、入射光は複数の矢印Ｌ₁で示すよう
に、ブラックマトリクス２３やソース電極３５を構成す
るＡｌ等からなる金属膜などにより遮光されるためチャ
ネル形成用のｐ−Ｓｉ層３２に入射することはない。他
方で、ＴＦＴアレイ基板１の側から入射した戻り光が、
遮光層３ａの形成されていない領域から、複数の矢印Ｌ
₂で示すように、第１層間絶縁層４１に入射する。この
ように入射した戻り光の一部が、特に反射率の高いソー
ス電極３５（信号電極）の下面、第１層間絶縁層４１の
上面、第２層間絶縁層４２等により反射される結果、こ
のような第１層間絶縁層４１等で反射又は多重反射した
戻り光が、最終的には遮光層３ａの上面（ｐ−Ｓｉ層３
２に対向する面）やソース電極３５（信号電極）の下面
で反射され、チャネル形成用のｐ−Ｓｉ層３２に入射し
てしまう。従って、第１の実施の形態によれば、使用環
境等によっては、戻り光によりＴＦＴ３０のスイッチン
グ特性が劣化してしまう恐れがある。

【００８１】これに対し、図１２に示すように本第２の
実施の形態によれば、このようなソース電極３５（信号
電極）、第１層間絶縁層４１等で反射又は多重反射した
戻り光が、最終的には遮光層３ｂの上面（ｐ−Ｓｉ層３
２に対向する面）に設けられた多結晶シリコン層４ｂで
吸収されるので、チャネル形成用のｐ−Ｓｉ層３２に入
射する戻り光を低減し得る。従って、第２の実施の形態
によれば、戻り光によるＴＦＴ３０のスイッチング特性
等の劣化を阻止できる。

【００８２】以上説明した各実施の形態における液晶表
示パネル１００ａ又は１００ｂは、カラー液晶プロジェ
クタに適用されるため、３つの液晶表示パネル１００ａ
がＲＧＢ用のライトバルブとして夫々用いられ、各パネ
ルには夫々ＲＧＢ色分解用のダイクロイックミラーを介
して分解された各色の光が入射光として夫々入射される
ことになる。従って、各実施の形態では、対向基板２
に、カラーフィルタは設けられていない。しかしなが
ら、液晶表示パネル１００ａ又は１００ｂにおいてもブ
ラックマトリックス２３の形成されていない画素電極１
１に対向する所定領域にＲＧＢのカラーフィルタをその
保護膜と共に、対向基板２上に形成してもよい。このよ
うにすれば、液晶プロジェクタ以外の直視型や反射型の
カラー液晶テレビなどのカラー液晶表示装置に本実施の
形態の液晶表示パネルを適用できる。

【００８３】各実施の形態の液晶表示パネル１００ａ又
は１００ｂでは、従来と同様に入射光を対向基板２の側
から入射することとしたが、遮光層３ａ又は３ｂが存在
するので、ＴＦＴアレイ基板１の側から入射光を入射
し、対向基板２の側から出射するようにしても良い。即
ち、このように液晶表示パネル１００ａ又は１００ｂを
液晶プロジェクタに取り付けても、チャネル形成用のｐ
−Ｓｉ層３２に光が入射することを防ぐことが出来、高
画質の画像を表示することが可能である。

【００８４】各実施の形態の液晶表示パネル１００ａ又
は１００ｂにおいて、ＴＦＴアレイ基板１側における液
晶分子の配向不良を抑制するために、第３層間絶縁層４
３の上に更に平坦化膜をスピンコート等で塗布しても
く、又はＣＭＰ処理を施してもよい。

【００８５】各実施の形態から明らかなように、遮光層
の上側及び下側に多結晶シリコン層を夫々設ける構成を
採ることも可能である。この場合には特に、これら全体
の層厚が厚くなるという短所があるが、第１層間絶縁層
の上面を平坦化すること等により、この短所は補える。

【００８６】また、各実施の形態では、液晶表示パネル
１００ａ又は１００ｂのスイッチング素子は、正スタガ
型又はコプラナー型のｐ−ＳｉＴＦＴであるとして説明
したが、逆スタガ型のＴＦＴやａ−ＳｉＴＦＴ等の他の
形式のＴＦＴに対しても、戻り光がチャネル形成用の半
導体層に入射するのを阻止するという課題の下に、各種
の形態での応用が可能である。

【００８７】更に、各実施の形態の液晶表示パネル１０
０ａ又は１００ｂにおいては、一例として液晶層５０を
ネマティック液晶から構成したが、液晶を高分子中に微
小粒として分散させた高分子分散型液晶を用いれば、配
向膜１２及び２２、並びに前述の偏光フィルム、偏光板
等が不要となり、光利用効率が高まることによる液晶表
示パネルの高輝度化や低消費電力化の利点が得られる。
更に、画素電極１１をＡｌ等の反射率の高い金属膜から
構成することにより、液晶表示パネル１００ａ又は１０
０ｂを反射型液晶表示装置に適用する場合には、電圧無
印加状態で液晶分子がほぼ垂直配向されたＳＨ（スーパ
ーホメオトロピック）型液晶などを用いても良い。更に
また、液晶表示パネル１００ａ又は１００ｂにおいて
は、液晶層５０に対し垂直な電界（縦電界）を印加する
ように対向基板２の側に共通電極２１を設けているが、
液晶層５０に平行な電界（横電界）を印加するように一
対の横電界発生用の電極から画素電極１１を夫々構成す
る（即ち、対向基板２の側には縦電界発生用の電極を設
けることなく、ＴＦＴアレイ基板１の側に横電界発生用
の電極を設ける）ことも可能である。このように横電界
を用いると、縦電界を用いた場合よりも視野角を広げる
上で有利である。その他、各種の液晶材料（液晶相）、
動作モード、液晶配列、駆動方法等に本実施の形態を適
用することが可能である。

【００８８】

【発明の効果】請求項１に記載の液晶表示パネルによれ
ば、高融点金属からなる遮光層は、スイッチング素子に
対向する位置に設けられており、多結晶シリコン層は、
遮光層が重なる位置において第１基板と遮光層との間に
設けられているので、遮光層に歪みが生じたりクラック
が入ったり、或いは、第１基板、多結晶シリコン層、ス
イッチング素子の各構成要素などに歪みが生じたり、ク
ラックが入ってしまうのを阻止し得る。更に多結晶シリ
コン層と第１基板との間に界面が存在する状態で遮光層
をエッチング除去すれば、第１基板の表面が比較的荒れ
ないまま、遮光層の上方にスイッチング素子を形成でき
る。この結果、遮光層の遮光性や信頼性は格段に向上す
ることとなり、スイッチング素子のスイッチング特性を
改善できる。これらの結果、高コントラストで色付きの
よい高画質の画像表示が可能となる。

【００８９】請求項２に記載の液晶表示パネルによれ
ば、高融点金属からなる遮光層は、スイッチング素子に
対向する位置に設けられており、多結晶シリコン層は、
遮光層に重なる位置において遮光層とスイッチング素子
との間に設けられているので、第１基板の側から入射し
た戻り光などの光が、多重反射光として遮光層の上側ま
で達したとしても、スイッチング素子に達することを阻
止できるので、この光によるスイッチング素子のスイッ
チング特性の劣化を低減できる。

【００９０】請求項３に記載の液晶表示パネルによれ
ば、シリコンを含む遮光層と、多結晶シリコン層や石英
基板からなる第１基板との熱的相性が良いので、遮光層
に歪みが生じたりクラックが入ったり、或いは、第１基
板、スイッチング素子の各構成要素、層間絶縁層等に歪
みが生じたり、クラックが入ってしまう事態をより効果
的に回避し得る。

【００９１】請求項４に記載の液晶表示パネルによれ
ば、スイッチング素子の形成工程における高温環境と常
温環境とにおける熱応力を、多結晶シリコン層により十
分に緩和出来、十分な遮光効果を得つつ、層間絶縁層上
に比較的容易にスイッチング素子を作成できる。

【００９２】請求項５に記載の液晶表示パネルによれ
ば、平坦な層間絶縁層の上側に、スイッチング素子を容
易に形成することができ、容易な製造工程を通してスイ
ッチング素子のスイッチング特性をより改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の液晶表示パネルの構成を
示す断面図である。

【図２】図１の液晶表示パネルを構成するＴＦＴアレ
イ基板の平面図である。

【図３】図１の液晶表示パネルを構成する蓄積容量の
断面図である。

【図４】図１の液晶表示パネルの全体構成を示す平面
図である。

【図５】図１の液晶表示パネルの全体構成を示す断面
図である。

【図６】本実施の形態の液晶表示パネルに設けられた
ＴＦＴの特性を示す特性図である。

【図７】比較例としての液晶表示パネルに設けられた
ＴＦＴの特性を示す特性図である。

【図８】図１の液晶表示パネルの製造プロセスを順を
追って示す工程図（その１）である。

【図９】図１の液晶表示パネルの製造プロセスを順を
追って示す工程図（その２）である。

【図１０】第２の実施の形態の液晶表示パネルの構成
を示す断面図である。

【図１１】第１の実施の形態の液晶表示パネルにおけ
る戻り光による多重反射光の経路を示す断面図である。

【図１２】第２の実施の形態の液晶表示パネルにおけ
る戻り光による反射光の経路を示す断面図である。

【符号の説明】

１…ＴＦＴアレイ基板２…対向基板３ａ、３ｂ…遮光層４ａ、４ｂ…多結晶シリコン層１１…画素電極１２…配向膜２１…共通電極２２…配向膜２３…ブラックマトリクス３０…ＴＦＴ３１…ゲート電極３２…ｐ−Ｓｉ層３３…ゲート絶縁層３４…ソース領域３５…ソース電極（信号電極）３６…ドレイン領域３７、３８…コンタクトホール４１…第１層間絶縁層４２…第２層間絶縁層４３…第３層間絶縁層５０…液晶層５２…シール剤１００ａ、１００ｂ…液晶表示パネル１０１…Ｘ側駆動用ドライバ回路１０２…実装端子１０４…Ｙ側駆動用ドライバ回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の第１及び第２基板と、該第１及び第２基板間に挟持された液晶と、前記第１基板の前記液晶に対面する側にマトリクス状に
設けられた複数の透明な画素電極と、該複数の画素電極に夫々隣接する位置において前記第１
基板に設けられており前記複数の画素電極を夫々スイッ
チング制御する複数のスイッチング素子と、該複数のスイッチング素子に夫々対向する位置において
前記第１基板と前記複数のスイッチング素子との間に夫
々設けられた高融点金属からなる遮光層と、該遮光層が夫々重なる位置において前記第１基板と前記
遮光層との間に夫々設けられた多結晶シリコン層と、前記遮光層と前記複数のスイッチング素子との間に設け
られた層間絶縁層とを備えたことを特徴とする液晶表示
パネル。
【請求項２】一対の第１及び第２基板と、該第１及び第２基板間に挟持された液晶と、前記第１基板の前記液晶に対面する側にマトリクス状に
設けられた複数の透明な画素電極と、該複数の画素電極に夫々隣接する位置において前記第１
基板に設けられており前記複数の画素電極を夫々スイッ
チング制御する複数のスイッチング素子と、該複数のスイッチング素子に夫々対向する位置において
前記第１基板と前記複数のスイッチング素子との間に夫
々設けられた高融点金属からなる遮光層と、該遮光層に夫々重なる位置において前記遮光層と前記複
数のスイッチング素子との間に夫々設けられた多結晶シ
リコン層と、前記多結晶シリコン層と前記複数のスイッチング素子と
の間に設けられた層間絶縁層とを備えたことを特徴とす
る液晶表示パネル。
【請求項３】前記第１基板は、石英基板であり、前記高融点金属は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ及びＰ
ｄのうちの少なくとも一つを含む金属シリサイドである
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示パネ
ル。
【請求項４】前記遮光層は、１０００から３０００Å
の層厚を夫々持ち、前記多結晶シリコン層は、５００か
ら２０００Åの層厚を夫々持つことを特徴とする請求項
１から３のいずれか一項に記載の液晶表示パネル。
【請求項５】前記層間絶縁層は、前記複数のスイッチ
ング素子が設けられる面がスピンコート処理又はＣＭＰ
（ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉ
ｓｈｉｎｇ）処理により平坦化されていることを特徴と
する請求項１から４のいずれか一項に記載の液晶表示パ
ネル。