(57)【要約】【課題】アクティブマトリクス基板に入射する不要光を抑制して、良好な画像表示品質を有する反射型液晶表示素子を提供する。【解決手段】スイッチングトランジスタと前記スイッチングトランジスタに接続した画素電極１１とを順次積層した画素が平面的にマトリクス状に複数形成されたシリコン基板１と、画素電極１１上に所定の間隙を有し画素電極１１に対向配置して貼り合わせた透明基板１４と、前記間隙に封入された液晶層１２とからなり、画素電極１１間の間から侵入する光１５Ｓがシリコン基板１に到達するのを抑制する遮光層９を画素電極１１と前記スイッチングトランジスタ間に設けた反射型液晶表示素子において、画素電極１１間の間から侵入する光１５Ｓをさらに抑制してシリコン基板１に到達するのを防止するために、光１５Ｓの経路に接する遮光層９の面に複数の溝２５Ａ〜２５Ｄを設けた。【選択図】      図１
2004198764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチングトランジスタと前記スイッチングトランジスタに接続した画素電極とを順次積層した画素が平面的にマトリクス状に複数形成されたシリコン基板と、前記画素電極上に所定の間隙を有し前記画素電極に対向配置して貼り合わせた透明な共通電極を有する透明基板と、前記間隙に封入された液晶層とからなり、前記画素電極間の間から侵入する光が前記シリコン基板に到達するのを抑制する遮光層を前記画素電極と前記スイッチングトランジスタ間に設けた反射型液晶表示素子において、
前記画素電極間の間から侵入する前記光をさらに抑制して前記シリコン基板に到達するのを防止するために、前記光の経路に接する前記遮光層の面に複数の溝を設けるか、又は前記面を粗面にしたことを特徴とする反射型液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプロジェクタに用いる液晶表示装置としてのアクティブマトリクス型の反射型液晶表示素子に係り、特に、読出し光を反射する画素電極と半導体基板との間に遮光層を設けた構造を有しており、画素サイズを小さくして高密度に配置した場合において、半導体基板に不要な光が到達して、画像表示品質が低下するのを防止するのに好適な素子構造を有する反射型液晶表示素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プロジェクタに用いる液晶表示素子としてアクティブマトリクス型の反射型液晶表示素子が知られている。
図８は、アクティブマトリクス型の液晶表示素子の構成を示すブロック図である。
同図に示すように、アクティブマトリクス型の液晶表示素子３０は、マトリクス状に配置された複数の画素４０から構成される。
画素４０は、スイッチングトランジスタ３３、保持容量３４及び、画素電極３７と対向電極３６との間に封止・保持された液晶３５より構成される。
【０００３】
スイッチングトランジスタ３３のゲートＧには、選択線３２が接続されており、ドレインＤには、データ線３１が接続されている。選択線３２には、図示しない垂直シフトレジスタより選択信号が出力され、データ線３１には、図示しない水平シフトレジスタより、画像に対応した画像信号電圧が出力される。
保持容量３４の一端は、スイッチングトランジスタ３３のソースＳ及び画素電極３７に接続されており、他端はアースされている。
【０００４】
選択線３２に出力される選択信号により選択されたスイッチングトランジスタ３３がオンする。このとき、データ線３１に出力された画像信号電圧は、スイッチングトランジスタ３３のドレインＤ及びソースＳを経て、保持容量３４に印加され蓄積される。この画像信号電圧は、同時に画素電極３７に印加される。所定の電圧に保持されている対向電極３６と画像信号電圧である画素電極３７との間に生じる電圧により液晶３５は駆動される。これを、１フレーム中に、全画素４０について順次行い、これを繰り返すことによって、液晶表示素子３０により、画像が表示される。
【０００５】
次に、図８に示した液晶表示素子の素子構造を、従来例の反射型液晶表示素子を例に説明する（例えば、特許文献１参照。）。
図９は、従来例の反射型液晶表示素子を示す概略断面構成図である。
同図には、反射型液晶表示素子２００の１画素分を示してある。
例えば、Ｐ型シリコン基板１の表面には、所定サイズのＮ型拡散層２Ｄ，２Ｓ、２Ｃが形成されている。
【０００６】
このシリコン基板１を蔽って、ＳｉＯ2よりなる第１の絶縁層３が形成されている。
この第１の絶縁層３の上には、ポリシリコンからなる、それぞれ所定形状の電極部４Ｇ，４Ｃが形成されている。電極部４ＧはＮ型拡散層２ＤとＮ形拡散層２Ｓとの間の上方に、電極部４ＣはＮ型拡散層２Ｃの上方にそれぞれ配置されている。
電極部４Ｇ，４Ｃを蔽ってＳｉＯ2からなる第２の絶縁層５が形成されている。
【０００７】
Ｎ型拡散層２Ｄ，２Ｓ，２Ｃ上にある第１の絶縁層３及び第２の絶縁層５の一部、及び電極部４Ｃ上にある第２の絶縁層５の一部はそれぞれ除去されて、それらにＡｌからなるコンタクト６Ｄ，６Ｓ，６Ｃ，６Ｃ’が形成されている。
第２の絶縁層５、コンタクト６Ｄ，６Ｓ，６Ｃ，６Ｃ’を蔽って、Ａｌからなる第１のメタル層が形成され、その一部が除去されており、コンタクト６Ｄに接続する第１のメタル層７Ｄ，コンタクト６Ｓ及びコンタクト６Ｃに接続する第１のメタル層７Ｓ、及びコンタクト６Ｃ’に接続する第１のメタル層７Ｃが形成されている。
【０００８】
第１のメタル層７Ｄ，７Ｓ、７Ｃ及びそれらの間隙部を蔽って、ＳｉＯ2からなる第３の絶縁層８及び埋め込み絶縁層２０ＣＤ，２０ＤＳ，２０ＳＣが形成されている。
第１のメタル層７Ｓ上に形成されている第３の絶縁層８の一部を除去して、そこにＡｌからなるコンタクト２１が形成されている。
第３の絶縁層８上に所定形状の第２のメタル層９が、コンタクト２１上に所定形状の第２のメタル層９Ｓが形成されている。第２のメタル層９は、後述する侵入光１５Ｓ，１５Ｓ’を減衰する遮光層として機能する。
【０００９】
第２のメタル層９と第２のメタル層９Ｓの間隙部にはＳｉＯ2からなる埋め込み絶縁層１８が形成されている。
第２のメタル層９、９Ｓ及び埋め込み絶縁層１８を蔽って、ＳｉＯ2からなる第４の絶縁層１０が形成されている。
第２のメタル層９Ｓ上に形成された第４の絶縁層１０の一部は除去されて、そこにＡｌからなるコンタクト２２が形成されている。
【００１０】
第４の絶縁層１０及びコンタクト２２上に所定形状のＡｌからなる第３のメタル層を形成し、それを所定形状に加工して画素電極１１が形成されている。
互いに隣り合う画素電極１１間には、ＳｉＯ2からなる埋め込み絶縁層２４が形成されている。
画素電極１１及び埋め込み絶縁層２４を蔽って配向層（図示しない）が形成されている。
このようにして、アクティブマトリクス基板５０が得られる。
【００１１】
一方、透明基板１４上には、透明共通電極（対向電極）１３が形成されている。
さらに、対向電極１３上には配向層（図示しない）が形成されている。
このようにして、対向電極基板６０が得られる。
この対向電極基板６０とアクティブマトリクス基板５０とは、透明共通電極１３と画素電極１１とを向かい合わせて配置され、その間には液晶１２が封入されて、反射型液晶表示素子２００が得られる。
【００１２】
反射型液晶表示素子２００においては、透明共通電極１３は、全画素に共通する対向電極であり、画素電極１１は各画素毎の反射電極である。
スイッチングトランジスタは、ドレインであるＮ型拡散層２Ｄ、ソースであるＮ型拡散層２Ｓ、選択線に接続するゲート電極である電極部４Ｇと、ソースとドレイン間の半導体領域より構成される。第１のメタル層７Ｄはデータ線に接続する。第１のメタル層７ＣはＮ型拡散層２Ｃに接続され、アース電位を与えられる。画素電極１１は、第１のメタル層７Ｓを介して、Ｎ型拡散層２Ｓ及び電極部４Ｃに接続している。電極部４ＣとＮ形拡散層２Ｃとの間に配置された第１の絶縁層３の部分は保持容量を形成する。
【００１３】
読出し光１５は、透明基板１４側より入射し、画素電極１１で反射されて、出射する。読出し光１５は、液晶１２中を通過する際に、透明共通電極１３と画素電極１１との間に印加された画像信号電圧に対応した変調（偏光状態を変える）を受ける。
このような反射型液晶表示素子の利点は、画素電極の下にトランジスタ等を構成できるため高密度に画素を配置できる点が上げられる。
【００１４】
【特許文献１】
特開２０００−１９３９９４号公報（第３−４頁、第１図）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来例の反射型液晶表示素子においては、画像を表示する間、読出し光１５が、透明基板１４を通して液晶１２中に照射され、画素電極１１にて反射し、再び液晶１２中を通過して、透明基板１４から外部に出射する。
明るい表示画像を得る為に、読出し光１５としては非常に強い光が用いられる。
しかし、この場合には、読出し光１５の一部は侵入光１５Ｓ，１５Ｓ’となって、透明であるＳｉＯ2からそれぞれ構成される開口部（埋め込み絶縁層２４である。）１０Ｋ，１０Ｋ’、第４の絶縁層１０、埋め込み絶縁層１８、第３の絶縁層８、埋め込み絶縁層２０ＤＳ、２０ＳＣ、第２の絶縁層５及び第１の絶縁層３を反射しながら伝っていくが、一部の光は減衰・吸収されることなく、シリコン基板１中に侵入する。
【００１６】
この侵入光（以下、散乱光とも、不要光ともいう）１５Ｓ，１５Ｓ’は、シリコン基板１中に入射すると、電荷キャリアを発生し、スイッチングトランジスタの誤動作を引き起こし、画像表示品質の劣化をまねく。
そのため、この侵入光１５Ｓ，１５Ｓ’をなくすために、遮光膜として第２のメタル層９を設け、隣接する埋め込み絶縁層１８の横方向の長さ（第２のメタル層９と第２のメタル層９Ｓとの間隔）をできるだけ小さくしてある。
また、画素電極１１の下面（第４の絶縁層１０と接する面）上及び第２のメタル層９の上面（第４の絶縁層１０と接する面）上に、光吸収効果の優れたＴｉＮ等の薄膜を形成してある。
【００１７】
しかしながら、液晶表示素子の小型化のため、又表示画像の高解像度化のために、画素電極１１のサイズを小さくすると、第２のメタル層９（遮光膜）の長さも短くなるため、侵入光が増加して、スイッチングトランジスタの誤動作を引き起すという問題があった。
侵入光を少なくするために、第２のメタル層９の長さの減少を補う目的で、第４の絶縁層１０及び第３の絶縁層８の厚さを薄くすると、これら第３又は第４の絶縁層の形成時に、塵埃などが巻き込まれて、画素電極１１と第２のメタル層９との間に、及び、第２のメタル層９と第１のメタル層７Ｄ、７Ｃとの間に、短絡を引き起こしやすくなり、液晶表示素子の製造歩留まりを低下させるという問題があった。
【００１８】
そこで本発明は、上記問題を解決して、反射型液晶表示素子において、画素を高密度に配置した場合でも、アクティブマトリクス基板に入射する不要光を抑制して、良好な画像表示品質を有する反射型液晶表示素子を提供することを目的とするものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段として、本発明は、スイッチングトランジスタと前記スイッチングトランジスタに接続した画素電極１１とを順次積層した画素が平面的にマトリクス状に複数形成されたシリコン基板１と、前記画素電極１１上に所定の間隙を有し前記画素電極１１に対向配置して貼り合わせた透明な共通電極１３を有する透明基板１４と、前記間隙に封入された液晶層１２とからなり、前記画素電極１１間の間から侵入する光１５Ｓが前記シリコン基板１に到達するのを抑制する遮光層９を前記画素電極１１と前記スイッチングトランジスタ間に設けた反射型液晶表示素子において、
前記画素電極１１間の間から侵入する前記光１５Ｓをさらに抑制して前記シリコン基板１に到達するのを防止するために、前記光１５Ｓの経路に接する前記遮光層９の面に複数の溝２５Ａ〜２５Ｄを設けるか、又は前記面を粗面２９にしたことを特徴とする反射型液晶表示素子である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき、好ましい実施例により、図面を参照して説明する。なお、説明の簡便のため、参照符号については、従来例と同一の構成に対しては、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００２１】
＜第１実施例＞
図１は、本発明の反射型液晶表示素子の第１実施例を示す概略断面構成図である。
図２は、図１のＡ−Ａ’断面図である。
これらの図には、第１実施例の反射型液晶表示素子１００Ａの１画素分を示してある。
Ｐ型シリコン基板１の表面には、所定形状のＮ型拡散層２Ｄ，２Ｓ，２Ｃがそれぞれ形成されている。
【００２２】
このシリコン基板１を蔽って、厚さ３５ｎｍであるＳｉＯ2よりなる第１の絶縁層３が形成されている。
この第１の絶縁層３の上には、厚さ２５０ｎｍであるポリシリコンからなる、それぞれ所定形状を有する電極部４Ｇ，４Ｃが形成されている。電極部４ＧはＮ型拡散層２ＤとＮ形拡散層２Ｓとの間隙部の直上方に、電極部４ＣはＮ型拡散層２Ｃの直上方にそれぞれ配置されている。
電極部４Ｇ，４Ｃを蔽って第１の絶縁層３の上に、ＣＶＤ法により、厚さ５００ｎｍであるＳｉＯ2からなる第２の絶縁層５が形成されている。
【００２３】
Ｎ型拡散層２Ｄ，２Ｓ，２Ｃ上にある第１の絶縁層３及び第２の絶縁層５の一部、及び電極部４Ｃ上にある第２の絶縁層５の一部はそれぞれ除去されて、Ａｌからなり横方向幅が０．５μｍであるコンタクト６Ｄ，６Ｓ，６Ｃ、６Ｃ’がそれぞれ形成されている。
第２の絶縁層５、コンタクト６Ｄ，６Ｓ，６Ｃ，６Ｃ’を蔽って、Ａｌからなる厚さ５００ｎｍである第１のメタル層が形成され、さらに、その一部が幅０．８μｍで除去されて、コンタクト６Ｄに接続する第１のメタル層７Ｄ，コンタクト６Ｓ及びコンタクト６Ｃに接続する第１のメタル層７Ｓ、及びコンタクト６Ｃ’に接続する第１のメタル層７Ｃが形成されている。
これらの第１のメタル層７Ｄ，７Ｓ，７Ｃは配線層である。
【００２４】
第１のメタル層７Ｄ，７Ｓ，７Ｃ及びそれらの間隙部を蔽って、ＳｉＯ2からなる厚さ５００ｎｍである第３の絶縁層８及び埋め込み絶縁層２０ＣＤ，２０ＤＳ，２０ＳＣ（これらは、それぞれ、隣合う第１のメタル層間の間隙部に形成されている）が形成されている。
第１のメタル層７Ｓ上に形成されている第３の絶縁層８の一部を除去して、そこにＡｌからなる横幅及び奥行き幅がそれぞれ０．８μｍであるコンタクト２１が形成されている。
第３の絶縁層８及びコンタクト２１上に、所定形状の厚さ１μｍである第２のメタル層９，９Ｓが形成されている。
【００２５】
ここで、図２にも示すように、第２のメタル層（遮光層）９の表面には、フォトリソグラフィ及びドライエッチング法により、四角濠状の溝部２５Ａ，２５Ｂ、２５Ｃ，２５Ｄが形成されている。
例えば、画素の大きさが１３μｍ×１３μｍの時は、溝部の深さは１００ｎｍであり、溝部の幅は、０．５μｍであり、溝部と溝部の間隔は、０．７μｍにしてある。
【００２６】
この溝部幅及び溝部間隔の値は、次に示す、第４の絶縁層１０の厚さに影響され、最適に決められる。
なお、溝部２５Ａ〜２５Ｄの形成された第２のメタル層９上に、５０ｎｍ程度の厚さを有するＴｉＮ膜を形成しておいても、良い。
第２のメタル層９と第２のメタル層９Ｓの間隙部にはＳｉＯ2からなる埋め込み絶縁層１８が形成されている。
【００２７】
第２のメタル層（遮光層である）９、第２のメタル層９Ｓ及び埋め込み絶縁層１８を蔽って、ＳｉＯ2からなる厚さ５００ｎｍである第４の絶縁層１０が形成されている。
第２のメタル層９Ｓ上に形成された第４の絶縁層１０の一部は除去されてＡｌからなる横幅及び奥行き幅がそれぞれ０．８μｍであるコンタクト２２が形成されている。
【００２８】
第４の絶縁層１０及びコンタクト２２上に、Ａｌからなる厚さ２００ｎｍである第３のメタル層を形成し、それを横幅及び奥行き幅それぞれ１３μｍになるように加工して画素電極１１が形成されている。
画素電極１１間には、ＳｉＯ2からなる幅０．５μｍである埋め込み絶縁層２４（ここは、開口部１０Ｋ、１０Ｋ’になる。）が形成されている。すなわち画素電極１１間の間隙は０．５μｍである。
画素電極１１及び埋め込み絶縁層２４を蔽って配向層（図示しない）が形成されている。
これにより、アクティブマトリクス基板５０が得られる。
【００２９】
一方、透明基板１４上には、透明共通電極（対向電極）１３が形成されている。
さらに、共通電極１４上には配向層（図示しない）が形成されて、対向電極基板６０が得られる。
アクティブマトリクス基板５０と対向電極基板６０とは、共通電極１３と画素電極１１とを向かい合わせて配置され、その間には液晶１２が封入されて、反射型液晶表示素子１００Ａが形成される。
【００３０】
ここで、反射型液晶表示素子１００Ａでは、透明共通電極１３は、全画素に共通する（画素電極１１に対向する）対向電極である。画素電極１１は、透明基板１４側から入射する読出し光１５を反射する反射電極である。
【００３１】
スイッチングトランジスタは、ドレインとなるＮ型拡散層２Ｄと、ソースとなるＮ型拡散層２Ｓと、選択線に接続するゲート電極となる電極部４Ｇと、ソースとドレイン間のシリコン基板１の領域とより構成される。第１のメタル層７Ｄはコンタクト６Ｄを介してＮ型拡散層２Ｄに接続しており、且つデータ線に接続する。第１のメタル層７Ｃはコンタクト６Ｃ’を介してＮ型拡散層２Ｃに接続され、アース電位を与えられる。画素電極１１は、コンタクト２２、第２のメタル層９Ｓ、コンタクト２１及び第１のメタル層７Ｓを介して、Ｎ型拡散層２Ｓとはさらにコンタクト６Ｓを介し、及び電極部４Ｃとはさらにコンタクト６Ｃを介して、それぞれ接続している。電極部４ＣとＮ形拡散層２Ｃとの間に配置された第１の絶縁層３は保持容量を形成する。
【００３２】
読出し光１５を、透明基板１４側より入射する。読出し光１５の一部は、開口部１０Ｋ、１０Ｋ’からシリコン基板１側に、侵入光１５Ｓ、１５Ｓ’として侵入する。
この侵入光１５Ｓ，１５Ｓ’は導波光となって、第４絶縁層１０中を進行し、その間に第２のメタル層９及び画素電極１１による反射吸収を繰り返し、第２のメタル層９と第２のメタル層９Ｓの間隙部である埋め込み絶縁層１８に達するが、第２のメタル層９の表面に溝部２５Ａ、２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄを形成したことで、この溝部２５Ａ〜２５Ｄは散乱構造を構成する、この溝部２５Ａ〜２５Ｄと第２のメタル層９との段差により、導波光の位相整合が崩れ、伝搬損失が大きくなる。結果として、第２のメタル層９の間隙部（埋め込み絶縁層１８の部分）に到達する侵入光１５Ｓ，１５Ｓ’は、減衰してしまい、シリコン基板１に達することが抑制されて、反射型液晶表示素子１００Ａの表示品質が向上する。
画素を高密度に配置した場合においても、侵入光の抑制に効果がある。
【００３３】
なお、一般的に光ファイバーや、平面導波路の場合、クラッド層とコア層の界面をなるべく滑らかにすることで伝搬光の位相整合をとったり、散乱を抑えることで伝搬効率が高められる。したがって、逆に、本第１実施例の反射型液晶表示装置１００Ａにおけるように、第２のメタル層９と第４の絶縁層１０との界面に段差（溝部２５Ａ〜２５Ｄ）を形成することで光の伝搬が困難になり、侵入光１５Ｓ、１５Ｓ’は減衰する。
また、第２のメタル層９を段差構造としても、その後の第４の絶縁層１０の成膜後にＣＭＰ等の平坦化処理をするので画素電極１１の反射率には全く影響しない。
【００３４】
＜第２実施例＞
図３は、本発明の反射型液晶表示素子の第２実施例を示す概略断面構成図である。
同図に示すように、第２実施例の反射型液晶表示素子１００Ｂは、第１実施例の反射型液晶表示素子１００Ａにおいて、第２のメタル層（遮光層）９に溝部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄを設けたのに代えて、第２のメタル層９に溝部を設けず、第１のメタル層７Ｓに溝部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃを設けた以外は、第１実施例の反射型液晶表示装置１００Ａと同様に構成したものである。
【００３５】
溝部２５Ａ〜２５Ｄと同様形状の四角濠状の溝部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃは、第１のメタル層７Ｓの表面に、フォトリソグラフィ及びドライエッチング法により、形成されている。
溝部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃにおいて、例えば、画素の大きさが１３μｍ×１３μｍの時は、溝部の深さは１００ｎｍであり、溝部の幅は、０．５μｍであり、溝部と溝部の間隔は、０．７μｍにしてある。
【００３６】
読出し光１５を、透明基板１４側より入射する。読出し光１５の一部は、開口部１０Ｋ、１０Ｋ’からシリコン基板１側に、侵入光１５Ｓ、１５Ｓ’として侵入する。
この侵入光１５Ｓ，１５Ｓ’は導波光となって、第４絶縁層１０中を進行し、その間に第２のメタル層９及び画素電極１１による反射吸収を繰り返し、第２のメタル層９と第２のメタル層９Ｓの間隙部である埋め込み絶縁層１８に達し、更に第３の絶縁層８を通って、埋め込み絶縁層２０ＣＤ、２０ＤＳ、２０ＳＣに達するが、第２のメタル層７Ｓの表面に溝部２６Ａ、２６Ｂ，２５Ｃを形成したことで、この溝部２６Ａ〜２５Ｃと第１のメタル層７Ｓとの段差により、導波光の位相整合が崩れ、伝搬損失が大きくなる。結果として、埋め込み絶縁層２０ＣＤ、２０ＤＳ、２０ＳＣに到達する侵入光１５Ｓ，１５Ｓ’は、減衰してしまい、シリコン基板１に達することが抑制されて、反射型液晶表示素子１００Ｂの表示品質が向上する。
画素を高密度に配置した場合においても、侵入光の抑制に効果がある。
【００３７】
＜第３実施例＞
図４は、本発明の反射型液晶表示素子の第３実施例を示す概略断面構成図である。
同図に示すように、第３実施例の反射型液晶表示素子１００Ｃは、第１実施例の反射型液晶表示素子１００Ａにおいて、第２のメタル層（遮光層）９に溝部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄを設けたのに代えて、第２のメタル層９上に凸部２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄを設けた以外は、第１実施例の反射型液晶表示装置１００Ａと同様に構成したものである。
【００３８】
凸部２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄは、次の様に形成する。
第２のメタル層９，９Ｓ及び埋め込み絶縁層１８を形成した後、ＴｉＮをスパッタリングにより形成し、フォトリソグラフィ及びドライエッチングにより、不要部を除去して、凸部２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄを形成する。
凸部２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄは、溝部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄのそれぞれ逆形状を示し、例えば、画素の大きさが１３μｍ×１３μｍの時は、凸部の高さは１００ｎｍであり、凸部の幅は、０．５μｍであり、凸部と凸部の間隔は、０．７μｍにしてある。
【００３９】
読出し光１５を、透明基板１４側より入射する。読出し光１５の一部は、開口部１０Ｋ、１０Ｋ’からシリコン基板１側に、侵入光１５Ｓ、１５Ｓ’として侵入する。
この侵入光１５Ｓ，１５Ｓ’は導波光となって、第４絶縁層１０中を進行し、その間に第２のメタル層９及び画素電極１１による反射吸収を繰り返し、第２のメタル層９と第２のメタル層９Ｓの間隙部である埋め込み絶縁層１８に達するが、第２のメタル層９の表面に凸部２７Ａ、２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄを形成したことで、これらの凸部２７Ａ〜２７Ｄは散乱構造を構成する、この凸部２７Ａ〜２７Ｄと第２のメタル層９との段差により、導波光の位相整合が崩れ、伝搬損失が大きくなる。結果として、第２のメタル層９の間隙部（埋め込み絶縁層１８の部分）に到達する侵入光１５Ｓ，１５Ｓ’は、減衰してしまい、シリコン基板１に達することが抑制されて、反射型液晶表示素子１００Ｃの表示品質が向上する。
画素を高密度に配置した場合においても、侵入光の抑制に効果がある。
【００４０】
＜第４実施例＞
図５は、本発明の反射型液晶表示素子の第４実施例を示す概略断面構成図である。
同図に示すように、第４実施例の反射型液晶表示素子１００Ｄは、第１実施例の反射型液晶表示素子１００Ａにおいて、第２のメタル層（遮光層）９に溝部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄを設けたのに代えて、第２のメタル層９に溝部を設けず、第１のメタル層７Ｓ上に凸部２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃを設けた以外は、第１実施例の反射型液晶表示装置１００Ａと同様に構成したものである。
【００４１】
凸部２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃは、次の様に形成する。
第１のメタル層７Ｄ，７Ｓ，７Ｃ及び埋め込み絶縁層２０ＣＤ，２０ＤＳ，２０ＳＣを形成した後、ＴｉＮをスパッタリングにより形成し、フォトリソグラフィ及びドライエッチングにより、不要部を除去して、凸部２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃを形成する。
凸部２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃは、第２実施例に示す溝部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃのそれぞれ逆形状を示し、例えば、画素の大きさが１３μｍ×１３μｍの時は、凸部の高さは１００ｎｍであり、凸部の幅は、０．５μｍであり、凸部と凸部の間隔は、０．７μｍにしてある。
【００４２】
読出し光１５を、透明基板１４側より入射する。読出し光１５の一部は、開口部１０Ｋ、１０Ｋ’からシリコン基板１側に、侵入光１５Ｓ、１５Ｓ’として侵入する。
この侵入光１５Ｓ，１５Ｓ’は導波光となって、第４絶縁層１０中を進行し、その間に第２のメタル層９及び画素電極１１による反射吸収を繰り返し、第２のメタル層９と第２のメタル層９Ｓの間隙部である埋め込み絶縁層１８に達し、更に第３の絶縁層８を通って、埋め込み絶縁層２０ＣＤ、２０ＤＳ、２０ＳＣに達するが、第１のメタル層７Ｓの表面に凸部２８Ａ、２８Ｂ，２８Ｃを形成したことで、この凸部２８Ａ〜２８Ｃは散乱構造を構成する、この凸部２８Ａ〜２８Ｃと第１のメタル層７Ｓとの段差により、導波光の位相整合が崩れ、伝搬損失が大きくなる。結果として、埋め込み絶縁層２０ＣＤ、２０ＤＳ、２０ＳＣに到達する侵入光１５Ｓ，１５Ｓ’は、減衰してしまい、シリコン基板１に達することが抑制されて、反射型液晶表示素子１００Ｄの表示品質が向上する。
画素を高密度に配置した場合においても、侵入光の抑制に効果がある。
【００４３】
＜第５実施例＞
図６は、本発明の反射型液晶表示素子の第５実施例を示す概略断面構成図である。
同図に示すように、第５実施例の反射型液晶表示素子１００Ｅは、第１実施例の反射型液晶表示素子１００Ａにおいて、第２のメタル層（遮光層）９に溝部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄを設けたのに代えて、第２のメタル層９及び第２のメタル層９Ｓ上にそれぞれ粗面層２９及び粗面層２９Ｓを設けた以外は、第１実施例の反射型液晶表示装置１００Ａと同様に構成したものである。
【００４４】
粗面層２９，２９Ｓは、次の様に形成する。
第２のメタル層９，９Ｓ及び埋め込み絶縁層１８を形成した後、ＴｉＮを低温，低圧力の条件でスパッタリングにより，１００ｎｍの厚さに形成する。この表面は、荒れており反射率が低下している。この層をフォトリソグラフィ及びドライエッチングにより、不要部を除去して、粗面層２９，２９Ｓを形成する。
【００４５】
読出し光１５を、透明基板１４側より入射する。読出し光１５の一部は、開口部１０Ｋ、１０Ｋ’からシリコン基板１側に、侵入光１５Ｓ、１５Ｓ’として侵入する。
この侵入光１５Ｓ，１５Ｓ’は導波光となって、第４絶縁層１０中を進行し、その間に第２のメタル層９及び画素電極１１による反射吸収を繰り返し、第２のメタル層９と第２のメタル層９Ｓの間隙部である埋め込み絶縁層１８に達するが、第２のメタル層９の表面に粗面層２９，２９Ｓを形成したことで、この粗面層２９，２９Ｓは散乱構造を構成する。この粗面層２９，２９Ｓにより、導波光の位相整合が崩れ、伝搬損失が大きくなる。結果として、第２のメタル層９の間隙部（埋め込み絶縁層１８の部分）に到達する侵入光１５Ｓ，１５Ｓ’は、減衰してしまい、シリコン基板１に達することが抑制されて、反射型液晶表示素子１００Ｅの表示品質が向上する。
画素を高密度に配置した場合においても、侵入光の抑制に効果がある。
【００４６】
＜第６実施例＞
図７は、本発明の反射型液晶表示素子の第６実施例を示す概略断面構成図である。
同図に示すように、第６実施例の反射型液晶表示素子１００Ｆは、第１実施例の反射型液晶表示素子１００Ａにおいて、第２のメタル層（遮光層）９に溝部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄを設けたのに代えて、第２のメタル層９に溝部を設けず、第１のメタル層７Ｄ，第１のメタル層７Ｓ及び第１のメタル層７Ｃ上にそれぞれ粗面層２３Ｄ，粗面層２３Ｓ及び粗面層２３Ｃを設けた以外は、第１実施例の反射型液晶表示装置１００Ａと同様に構成したものである。
【００４７】
粗面層２３Ｄ，２３Ｓ，２３Ｃは、次の様に形成する。
第１のメタル層７Ｄ，７Ｓ，７Ｃ及び埋め込み絶縁層２０ＣＤ，２０ＤＳ，２０ＳＣを形成した後、ＴｉＮを低温，低圧力の条件でスパッタリングにより，１００ｎｍの厚さに形成する。この表面は荒れており反射率が低下している。この層を、フォトリソグラフィ及びドライエッチングにより、不要部を除去して、粗面層２９，２９Ｓを形成する。
【００４８】
読出し光１５を、透明基板１４側より入射する。読出し光１５の一部は、開口部１０Ｋ、１０Ｋ’からシリコン基板１側に、侵入光１５Ｓ、１５Ｓ’として侵入する。
この侵入光１５Ｓ，１５Ｓ’は導波光となって、第４の絶縁層１０中を進行し、その間に第２のメタル層９及び画素電極１１による反射吸収を繰り返し、第２のメタル層９と第２のメタル層９Ｓの間隙部である埋め込み絶縁層１８に達し、更に第３の絶縁層８を通って、埋め込み絶縁層２０ＣＤ、２０ＤＳ、２０ＳＣに達するが、第１のメタル層７Ｄ，７Ｓ，７Ｃの表面にそれぞれ粗面層２３Ｄ、２３Ｓ、２３Ｃを形成したことで、これら粗面層２３Ｄ，２３Ｓ，２３Ｃは散乱構造を構成する。この粗面層２３Ｄ、２３Ｓ、２３Ｃにより、導波光の位相整合が崩れ、伝搬損失が大きくなる。結果として、埋め込み絶縁層２０ＣＤ、２０ＤＳ、２０ＳＣに到達する侵入光１５Ｓ，１５Ｓ’は、減衰してしまい、シリコン基板１に達することが抑制されて、反射型液晶表示素子１００Ｆの表示品質が向上する。
画素を高密度に配置した場合においても、侵入光の抑制に効果がある。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の反射型液晶表示素子は、請求項１記載によれば、画素電極間の間から侵入する光をさらに抑制してシリコン基板に到達するのを防止するために、前記光の経路に接する遮光層の面に複数の溝を設けるか、又は前記面を粗面にしたことにより、画素を高密度に配置した場合でも、アクティブマトリクス基板に入射する不要光を抑制して、良好な画像表示品質を有する反射型液晶表示素子を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の反射型液晶表示素子の第１実施例を示す概略断面構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】本発明の反射型液晶表示素子の第２実施例を示す概略断面構成図である。
【図４】本発明の反射型液晶表示素子の第３実施例を示す概略断面構成図である。
【図５】本発明の反射型液晶表示素子の第４実施例を示す概略断面構成図である。
【図６】本発明の反射型液晶表示素子の第５実施例を示す概略断面構成図である。
【図７】本発明の反射型液晶表示素子の第６実施例を示す概略断面構成図である。
【図８】アクティブマトリクス型の液晶表示素子の構成を示すブロック図である。
【図９】従来例の反射型液晶表示素子を示す概略断面構成図である。
【符号の説明】
１…シリコン基板、２Ｃ，２Ｄ，２Ｓ…Ｎ型拡散層、３…第１の絶縁層、４Ｃ，４Ｇ…電極部、５…第２の絶縁層、６Ｃ，６Ｃ’，６Ｄ，６Ｓ…コンタクト、７Ｃ，７Ｄ，７Ｓ…第１のメタル層、８…第３の絶縁層、９…第２のメタル層（遮光層）、９Ｓ…第２のメタル層、１０…第４の絶縁層、１０Ｋ，１０Ｋ’…開口部、１１…画素電極（反射電極であり第３のメタル層でもある）、１２…液晶（液晶層）、１３…透明共通電極（対向電極）、１４…透明基板、１５…読出し光、１５Ｓ，１５Ｓ’…侵入光、１８…埋め込み絶縁層、２０ＣＤ，２０ＤＳ，２０ＳＣ…埋め込み絶縁層、２１…コンタクト、２２…コンタクト、２３，２３Ｓ…粗面層、２４…埋め込み絶縁層、２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ…溝部、２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ…溝部、２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ…凸部、２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ…凸部、２９，２９Ｓ…粗面層、３０…液晶表示素子、３１…データ線、３２…選択線、３３…スイッチングトランジスタ、３４…保持容量、３５…液晶、３６…対向電極、３７…画素電極、４０…画素、５０…アクティブマトリクス基板、６０…対向電極基板、１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ…反射型液晶表示素子、２００…反射型液晶表示素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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