(57)【要約】【課題】製造工程の増加や画素開口部の開口率の低下を起こすことなく、高耐光性を持つ薄膜トランジスタアレイ基板、液晶パネルおよび液晶プロジェクタを提供する。【解決手段】薄膜トランジスタアレイ基板の光透過性基板１の下から光が入射される。一部の光Ｌ１は、平坦な下部遮光層３によって、反射角が広がることなく反射される。光透過性基板に直交せずに薄膜トランジスタアレイ基板内に入射した光Ｌ２は、下部遮光層が上部遮光層１２よりも幅広であるため、上部遮光層などで反射されてＴＦＴを成す多結晶シリコン膜５に入射することがない。また、対向基板４０を透過した後、投射光学系によって反射された光Ｌ３も、上部遮光層で反射されるため、多結晶シリコン膜に入射することがない。さらに、下部遮光層が、９０％以上の可視領域の光の反射率および６００℃以上の融点を持つ材料、特に、銀または銀の合金であるので、高輝度の光の入射が可能である。【選択図】 図９
2005241910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性基板上に、薄膜トランジスタアレイと、該薄膜トランジスタアレイを挟んで前記光透過性基板側に下部遮光層と、その反対側に上部遮光層と、を有する薄膜トランジスタアレイ基板であって、前記下部遮光層は、９０％以上の可視領域の光の反射率および６００℃以上の融点を持つ高反射層を有することを特徴とする薄膜トランジスタアレイ基板。
【請求項２】
前記高反射層が、銀または銀の合金であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタアレイ基板。
【請求項３】
前記高反射層に接して、または、間隔を置いて、前記薄膜トランジスタの側に、前記高反射層よりも可視領域の光の反射率の低い低反射層が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜トランジスタアレイ基板。
【請求項４】
前記光透過性基板の主面に直交する方向から見て、前記下部遮光層の少なくとも一部の幅が、それに重なっている前記上部遮光層の幅よりも広いことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の薄膜トランジスタアレイ基板。
【請求項５】
光透過性基板上に、薄膜トランジスタアレイと、該薄膜トランジスタアレイを挟んで前記光透過性基板側に下部遮光層と、その反対側に上部遮光層と、を有する薄膜トランジスタアレイ基板であって、前記光透過性基板の主面に直交する方向から見て、前記下部遮光層の少なくとも一部の幅が、それに重なっている前記上部遮光層の幅よりも広いことを特徴とする薄膜トランジスタアレイ基板。
【請求項６】
前記下部遮光層および上部遮光層が、前記薄膜トランジスタアレイを形成する各薄膜トランジスタのチャネル領域の延びている方向に延びている部分を有し、少なくとも前記チャネル領域の近傍において、前記チャネル領域の延びている方向に延びている部分の前記下部遮光層の幅が、前記上部遮光層の幅よりも広いことを特徴とする請求項４または５に記載の薄膜トランジスタアレイ基板。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の薄膜トランジスタアレイ基板と、該薄膜トランジスタアレイ基板と対向して配置された光透過性の対向基板との間に、液晶が封入されている液晶パネルであって、薄膜トランジスタアレイ基板側から光が入射されることを特徴とする液晶パネル。
【請求項８】
請求項７に記載の液晶パネルを具備する液晶プロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光透過性基板上に、薄膜トランジスタアレイと、薄膜トランジスタアレイを挟んで光透過性基板側に下部遮光層と、その反対側に上部遮光層と、を有する薄膜トランジスタアレイ基板、および、それを用いた液晶パネルおよび液晶プロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、壁掛け型ＴＶや投射型ＴＶ、あるいはＯＡ機器用表示装置として、液晶表示装置を用いた各種表示装置の開発が行われている。特に薄膜トランジスタ（以下「ＴＦＴ」と略称する）を用いた液晶ライトバルブと呼ばれるアクティブマトリクス型液晶パネルを用いた液晶プロジェクタは、大画面表示が容易に得られる等の利点を有している。液晶プロジェクタでは光源から液晶ライトバルブに光を入射させ、画像情報に応じて、液晶ライトバルブからの透過量を制御している。通常、光源は、液晶パネルのＴＦＴが形成されている薄膜トランジスタアレイ基板に対向する対向基板側に配置され、投射用光学系はＴＦＴアレイ基板側に配置される。
【０００３】
このとき、ＴＦＴのチャネル領域やＬＤＤ（Lightly Doped Drain）領域に光が照射されると、光励起により光リーク電流が発生し、コントラストの低下やクロストークの発生等によって画質が低下する。特に、液晶プロジェクタでは、高輝度の光源から液晶ライトバルブに高強度の光が入射されるが、近年では、液晶プロジェクタの小型化および高輝度化が進んで、液晶ライトバルブに入射する光の強度が増加しており、その結果、光リーク電流の画質への影響がさらに大きくなってきている。このため光リーク電流を低減させることが重要な課題となっている。さらに入射光強度の上昇によって、液晶ライトバルブでの光吸収による発熱の問題が無視できなくなってきている。
【０００４】
そこで、従来より、上記のような液晶パネルにおいて、薄膜トランジスタアレイ基板のＴＦＴが形成される領域に対向する、対向基板の位置に遮光層を設けて、対向基板側から照射された光がＴＦＴのチャネル領域やＬＤＤ領域に入射しないようにした構造が提案されている。しかしながら、このような構造においては、薄膜トランジスタアレイ基板と対向基板とを重ね合わせて液晶パネルを作製する際に、極めて高精度な位置合わせを行わないと、ＴＦＴのチャネル領域やＬＤＤ領域に光が入射してしまう。したがって、この重ね合わせの位置精度には、あるマージンが必要となり、このマージンが大きいと、液晶パネル全体の面積に対して、光を透過する部分の面積の比率が減少し、液晶パネルの明るさが低減するという問題が発生する。
【０００５】
このような問題を解決する液晶パネルとして、薄膜トランジスタアレイ基板に遮光層を形成した構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。図１１は、そのような薄膜トランジスタアレイ基板のＴＦＴのチャネル領域１０５ｃの延びる方向に沿った断面図である。半導体膜（例えば、多結晶シリコン膜）１０５は、チャネル領域１０５ｃと、その両側部に、ＬＤＤ領域１０５ｂ、１０５ｄを挟んで、それぞれ、ソース領域１０５ａ、ドレイン領域１０５ｅを有している。チャネル領域１０５ｃの上には、ゲート絶縁膜１０６を介して、ゲート電極１０７が形成されている。半導体膜１０５、ゲート絶縁膜１０６、ゲート電極１０７で、ＴＦＴを構成している。ソース領域１０５ａ、ドレイン領域１０５ｅには、それぞれ、引き出し電極１１０、１１６が電気的に接続されている。また、それらの上方には、少なくともチャネル領域１０５ｃおよびＬＤＤ領域１０５ｂ、１０５ｄを覆うように、層間絶縁膜１０８、１１１を介して、遮光層（以下、「上部遮光層」という）１１２が形成されている。ここで、上部遮光層とは、半導体膜１０５に関して、光透過性基板１０１の反対側に形成された遮光層を意味する。これに対して、半導体膜１０５に関して、光透過性基板１０１の側に形成された遮光層を、以下において、下部遮光層という。この上部遮光層１１２によって、図１１に示す薄膜トランジスタアレイ基板と対向基板とを重ね合わせ、その間に液晶を注入して作製した液晶パネルにおいて、薄膜トランジスタアレイ基板と対向基板との重ね合せに高度の位置合わせを要することなく、対向基板側から液晶層を透過してきた光が、直接、ＴＦＴに入射することを防止することができる。
【０００６】
また、光透過性基板１０１の上には、上部遮光層と同一形状の下部遮光層１０３が形成されている。この下部遮光層１０３によって、光透過性基板１０１を透過した後、投射用光学系によって反射された光がチャネル領域１０５ｃおよびＬＤＤ領域１０５ｂ、１０５ｄに入射することが防止される。これらの遮光層としては、強い光の照射に対して耐熱性を有するように、また、下部遮光層の上層に形成されるＴＦＴとして高温ポリシリコンＴＦＴを用いることができるように、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ等の高融点金属、あるいは、それらのシリサイド膜が用いられている。
【特許文献１】特開２０００−２９８２９０号公報  （第３、４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の従来技術においては、層間絶縁膜１１１の上に、上部遮光層１１２が形成されている。ところが、この層間絶縁膜１１１は、ソース領域１０５ａ、ドレイン領域１０５ｅの引き出し電極１１０、１１６、および、ゲート電極１０７の上に形成されているために、その上面には、凹凸が存在する。したがって、層間絶縁膜１１１の上に形成された上部遮光層１１２の上面も、凹凸を持つことになる。したがって、対向基板側から照射された光は、上部遮光層１１２で反射される際、広い反射角範囲を持って反射される。この反射光は、その一部が、薄膜トランジスタアレイ基板と液晶層との界面等で再度反射されて、半導体膜のチャネル領域１０５ｃやＬＤＤ領域１０５ｂ、１０５ｄに入射する。これを防ぐためには、層間絶縁膜１１１を平坦化すればよいが、その場合には、製造工程が増加するという問題が生じる。また、上部遮光層１１２を広い範囲に形成することも考えられるが、それは、画素開口部の開口率を小さくすることを意味する。さらに、上部遮光層１１２と半導体膜１０５との間の距離を短くするほど、光が半導体膜１０５に入射する危険性を小さくできるが、上部遮光層１１２と半導体膜１０５との間には、引き出し電極１１０、１１６、および、層間絶縁膜１０８、１１１などを形成しなければならないため、この距離を短くすることには限界がある。
【０００８】
そうした問題を解決する１つの解決法として、光源を薄膜トランジスタアレイ基板側に配置し、薄膜トランジスタアレイ基板の下から入射してきた光源からの光を、下部遮光層で遮光する方法が考えられる。しかしながら、下部遮光層の材料として、上述の従来技術において遮光層の材料として用いられたＷ、Ｔａ、Ｔｉ等の高融点金属、あるいは、それらのシリサイド膜を用いると、それらの材料は、それ自体としては耐熱性を有するが、反射率が低い膜であるために、光源からの強い光に曝されたとき、下部遮光層における光吸収によって薄膜トランジスタアレイ基板の各部、特に、ＴＦＴが温度上昇すると、ＴＦＴに熱励起によるリーク電流が発生し、コントラスト低下やクロストーク発生等による画質劣化が生じる。そのため、従来、液晶プロジェクタに用いられるアクティブマトリクス型液晶ライトバルブは、光源を対向基板側に配置し、上部遮光層で光源からの入射光を遮光し、下部遮光層によって光学系からの反射光を遮光する構造に限定されていた。これが、上述のような従来技術による液晶パネルの問題点を本質的に改善することを困難にした。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、製造工程の増加や画素開口部の開口率の低下を起こすことなく、高い耐光性を備えた薄膜トランジスタアレイ基板、それを用いた液晶パネルおよび液晶プロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明によれば、光透過性基板上に、薄膜トランジスタアレイと、該薄膜トランジスタアレイを挟んで前記光透過性基板側に下部遮光層と、その反対側に上部遮光層と、を有する薄膜トランジスタアレイ基板であって、前記下部遮光層は、９０％以上の可視領域の光の反射率および６００℃以上の融点を持つ高反射層を有することを特徴とする薄膜トランジスタアレイ基板、が提供される。
そして、好ましくは、高反射層は、銀または銀の合金である。
【００１１】
また、上記目的を達成するため、本発明によれば、光透過性基板上に、薄膜トランジスタアレイと、該薄膜トランジスタアレイを挟んで前記光透過性基板側に下部遮光層と、その反対側に上部遮光層と、を有する薄膜トランジスタアレイ基板であって、前記光透過性基板の主面に直交する方向から見て、前記下部遮光層の少なくとも一部の幅が、それに重なっている前記上部遮光層の幅よりも広いことを特徴とする薄膜トランジスタアレイ基板、が提供される。
【００１２】
また、上記目的を達成するため、本発明によれば、前記薄膜トランジスタアレイ基板と、該薄膜トランジスタアレイ基板と対向して配置された光透過性の対向基板との間に、液晶が封入されている液晶パネルであって、薄膜トランジスタアレイ基板側から光が入射されることを特徴とする液晶パネル、が提供される。
【００１３】
また、上記目的を達成するため、本発明によれば、前記液晶パネルを具備する液晶プロジェクタ、が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る薄膜トランジスタアレイ基板は、下部遮光層が、９０％以上の可視領域の光の反射率および６００℃以上の融点を持つ高反射層、特に、銀または銀の合金である高反射層を有するものであるから、薄膜トランジスタアレイ基板側から高輝度の光を入射できる明るい液晶パネルおよび液晶プロジェクタを実現することを可能にする。
【００１５】
また、本発明に係る薄膜トランジスタアレイ基板は、光透過性基板の主面に直交する方向から見て、下部遮光層の少なくとも一部の幅が、それに重なっている上部遮光層の幅よりも広いものであるから、光透過性基板に直交せずに薄膜トランジスタアレイ基板内に入射した光が、上部遮光層や、その下方に形成されているデータ線などによって反射されてＴＦＴに入射するということがなく、これによって、遮光性能に優れた液晶パネルおよび液晶プロジェクタの実現が可能になる。
【００１６】
また、本発明に係る液晶パネルは、光が、薄膜トランジスタアレイ基板側から入射され、平面の下部遮光層で反射されるものであるから、平坦化工程を必要とすることなく、光が広い反射角範囲を持って反射されることを防止することができ、これによって、遮光性能に優れた液晶パネルおよび液晶プロジェクタを安価に実現することが可能になる。
【００１７】
また、本発明に係る液晶パネルは、上部遮光層とＴＦＴとの間隔よりもＴＦＴとの間隔を短くできる下部遮光層の下から光を入射させるものであるから、光を入射させる側の遮光層のＴＦＴとの重ね合わせのマージンを小さくすることができ、これによって、明るい、および／または、遮光性能に優れた、液晶パネルおよび液晶プロジェクタを実現することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタアレイ基板のうちの１つのＴＦＴの近傍の平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図１〜３において、同等の部分には同一の参照符号を付している。
【００１９】
ガラス等よりなる光透過性基板１上には、光透過性基板１の重金属汚染を防止するための、酸化シリコン膜より成る下地層２が形成されている。下地層２上には、本発明に従って、銀、あるいは、その合金より成る下部遮光層３が、格子状に形成されている。下部遮光層３は、その周縁部において、一定電位（例えば、接地電位）に接続されている。下部遮光層３の上には保護膜４を介して、ＴＦＴの半導体層となる多結晶シリコン膜５が形成されている。多結晶シリコン膜５は、不純物がほとんどドープされていないチャネル領域５ｃと、その両側部に、低濃度に不純物がドープされたＬＤＤ領域５ｂと５ｄとを挟んで、それぞれ、高濃度に不純物がドープされたソース領域５ａとドレイン領域５ｅと、を有している。
【００２０】
通常の液晶プロジェクタにおいては、液晶パネルに±１０度程度の入射角範囲で強い光が入射してくる。このため、光入射側の遮光層は、ＴＦＴの、少なくともチャネル領域およびＬＤＤ領域よりも広く形成されなければならない。本実施の形態において、保護膜４が薄ければ薄いほど、下部遮光層３の面積を小さくでき、したがって、画素開口部の開口率を大きくできる。他方、保護膜４を薄くしすぎると、多結晶シリコン膜５と下部遮光層３とが近接しすぎて、下部遮光層３の電位によってＴＦＴ特性が変動してしまう。保護膜４の厚みが、おおよそ３０ｎｍ以上であれば、下部遮光層３の電位によるＴＦＴ特性への影響は無視できる。このとき、下部遮光層３と上部遮光層１２との重ね合わせのマージンは、０．２μｍ以上あればよい。それに対して、従来技術において対向基板側から光を入射させる場合には、上述のように、上部遮光層と半導体膜との間の距離を短くすることには限界があり、上部遮光層と半導体膜との間には、１μｍ以上の距離が必要になる。対向基板に遮光層を形成した場合には、遮光層と半導体膜との距離は、液晶層のギャップ厚によって規定されて、２．５〜３μｍ以上とさらに大きくなる。したがって、本発明による液晶パネルにおいては、いずれの従来技術による液晶パネルよりも、遮光効果を低減させることなく、画素開口部の開口率を大きくすることができる。
【００２１】
保護膜４の上に、多結晶シリコン膜５を覆うように、ゲート絶縁膜６が形成されている。ゲート絶縁膜６上には、不純物がドープされた多結晶シリコン膜、シリサイド膜、あるいは、シリサイド膜と多結晶シリコン膜との二重構造であるポリサイド等からなるゲート線７が、形成されている。図１に示すように、光透過性基板１の主面に直交する方向から見て、ゲート線７は、下部遮光層３の紙面左右方向に延びた部分の内部に重なっており、また、多結晶シリコン膜５のチャネル領域５ｃの上を通って、ＴＦＴのゲート電極として作用する。このゲート線７を覆うように、全面に、第１の層間絶縁膜８が形成されている。
【００２２】
ゲート絶縁膜６および第１の層間絶縁膜８には、それらを貫通して多結晶シリコン膜５のソース領域５ａ上面に達するコンタクトホール９が形成されている。第１の層間絶縁膜８の上には、コンタクトホール９を埋めて、ソース領域５ａに電気的に接続するデータ線１０が形成されている。図１に示すように、光透過性基板１の主面に直交する方向から見て、データ線１０は、下部遮光層３の紙面上下方向に延びた部分の内部に重なっており、ソース領域５ａに印加すべき電圧を供給するソース電極として作用する。データ線１０の材料としては、アルミニウム等の低抵抗金属が好ましい。このデータ線１０を覆うように、全面に、第２の層間絶縁膜１１が形成されている。
【００２３】
第２の層間絶縁膜１１上には、多結晶シリコン膜５の、後に説明する、ドレイン領域５ｅと画素電極１６とのコンタクトを行うためのコンタクトホール１５に接する部分を除いた全部、ゲート線７、および、データ線１０を覆って、格子状の上部遮光層１２が形成されている。上部遮光層１２の周辺部は、一定電位に接続されている。この上部遮光層１２は、図１に示す薄膜トランジスタアレイ基板と対向基板とを重ね合わせ、その間に液晶を注入して作製した液晶パネルにおいて、薄膜トランジスタアレイ基板側から入射された光の一部が、対向基板を透過した後、対向基板の薄膜トランジスタアレイ基板と反対側に配置されている投射用光学系によって反射されて、チャネル領域５ｃおよびＬＤＤ領域５ｂ、５ｄに入射することを防止するためのものである。上部遮光層１２は、また、図１に示すように、光透過性基板１の主面に直交する方向から見て、少なくともチャネル領域５ｃおよびＬＤＤ領域５ｂ、５ｄが形成されている領域の近傍において、下部遮光層３の内部に含まれるように配置されている。上部遮光層１２を覆って、全面に、第３の層間絶縁膜１３および平坦化膜１４が、形成されている。
【００２４】
ゲート絶縁膜６、第１の層間絶縁膜８、第２の層間絶縁膜１１、第３の層間絶縁膜１３、および、平坦化膜１４には、それらを貫通して多結晶シリコン膜５のドレイン領域５ｅ上面に達するコンタクトホール１５が形成されている。平坦化膜１４の上には、コンタクトホール１５を覆うように、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）より成る画素電極１６が形成されており、ドレイン領域５ｅに電気的に接続されている。
【００２５】
本発明は、特に、いわゆる低温ポリシリコンＴＦＴの製造に適している。低温ポリシリコンＴＦＴの製造プロセスにおける最高基板到達温度は、６００℃程度である。銀は約９６２℃の融点を持ち、したがって、下部遮光層として銀またはその合金を選択することによって、これらの下部遮光層を劣化させることなく、低温ポリシリコンＴＦＴを作製することが可能である。
【００２６】
光吸収による温度上昇は、開口部における光吸収が十分小さく、遮光層における光透過が無視できる場合、液晶パネルの開口率Ａ、遮光層の反射率Ｒ、および、液晶パネルへの入射エネルギーＥ１（Ｗ／ｃｍ２）によって決定される。遮光層による吸収エネルギーＥ２（Ｗ／ｃｍ２）は、次式で与えられる。
Ｅ２＝Ｅ１・（１−Ａ）・（１−Ｒ）                            （１）
【００２７】
図４は、液晶パネルの開口率Ａ＝０．８のときに、遮光層の反射率Ｒをパラメータとして、吸収エネルギーＥ２を、入射エネルギーＥ１の関数として、式（１）を用いて計算した結果である。本発明者の実験ならびに計算結果より、パネルの温度上昇によるＴＦＴ特性への影響を避けるためには、Ｅ２を８０ｍＷ／ｃｍ２以下とすることが望ましいことが分かっている。
【００２８】
従来例において遮光層に用いられているタングステン、チタン、クロム、モリブデン、タンタル等の金属の可視光領域での反射率は、ガラス基板から光を入射した場合、４０〜４５％程度である。このため、これらの材料を遮光層として用いている液晶パネルでは、入射エネルギーＥ１が３Ｗ／ｃｍ２であるとき、吸収エネルギーは、３００ｍＷ／ｃｍ２以上となり、したがって、パネルの温度上昇によるＴＦＴ特性への影響が避けられない。一方、可視光領域で、やはりガラス基板から光を入射した場合、９０％以上の反射率を持つ銀やその合金を遮光層として用いると、入射エネルギーが大きくなっても吸収エネルギーは相対的に小さく、３Ｗ／ｃｍ２の光を入射した場合でも、吸収エネルギーは、８０ｍＷ／ｃｍ２以下に抑えられる。したがって、本実施の形態の薄膜トランジスタアレイ基板を用いた液晶パネルにおいては、光入射側の遮光層（下部遮光層）に銀やその合金を用いているため、従来の液晶パネルと比較して、遮光層による吸収エネルギーを２７％以下にすることができ、遮光層の温度上昇を少なくとも１／３以下にすることができる。これによって、遮光層の温度上昇によるＴＦＴ特性への影響が避けられる。
【００２９】
上述の説明においては、銀または銀の合金より成る下部遮光層が単独で形成されていたが、この下部遮光層に低反射層が積層されてもよい。低反射膜の材料としては、銀または銀の合金よりも反射率の低い材料であればどのような材料も用い得るが、特に、アモルファスシリコン、チタンなどが好ましい。
【００３０】
この場合の薄膜トランジスタアレイ基板の平面図は、図１の平面図と同様である。図５は、この場合の、多結晶シリコン膜のソース領域側のＬＤＤ領域を横断する薄膜トランジスタアレイ基板の断面図（図１のＡ−Ａ線に沿う断面図に相当）である。図５において、図２の部分と同等の部分には同一の参照符号を付し重複する説明を適宜省略する。図５に示す薄膜トランジスタアレイ基板が、図２に示す薄膜トランジスタアレイ基板と異なる点は、下部遮光層３の上（多結晶シリコン膜５側）に低反射層１８が積層されているという点と、上部遮光層１２の下（多結晶シリコン膜５側）に、上部遮光層１２よりも反射率の低い低反射層１９が積層されているという点である。
【００３１】
図２に示す、高反射率の下部遮光層３が単独で存在する薄膜トランジスタアレイ基板を液晶プロジェクタ用液晶パネルに用いた場合には、光透過性基板１の下から入射した後、液晶パネルの各部の界面や投射用光学系によって反射されて、下部遮光層３の多結晶シリコン膜５側の表面に入射する光が存在すると、その光は、その表面で反射されて、多結晶シリコン膜５に入射する危険性が高くなる。それに対して、図５に示す、下部遮光層３の上に低反射層１８が積層されている薄膜トランジスタアレイ基板を用いた場合には、そのような光が存在しても、低反射層１８に入射するために、そこからの反射が抑制される。このため、遮光効果が向上する。上部遮光層１２の下に低反射層１９を積層するのも同様の理由による。しかしながら、上部遮光層１２の下に低反射層１９を積層することは、必須ではない。なお、これらの低反射層１８、１９は、それぞれ、必ずしも、下部遮光層３、上部遮光層１２に接して積層される必要はなく、中間に絶縁体あるいは金属等を挟んで形成されてもよい。また、下部遮光層３は、全体が銀や銀の合金でなくとも、少なくとも光透過性基板１に対向する一部が銀や銀の合金であればよい。
【実施例１】
【００３２】
図６、図７は、本発明の実施例１に係る薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法を説明するための工程順の断面図である。図６、７において、図３の部分と同等の部分には同一の参照符号を付し重複する説明を適宜省略する。
まず、図６（ａ）に示すように、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて、光透過性基板１の全面に、酸化シリコン膜より成る下地層２を堆積する。次いで、下地層２上に銀またはその合金の薄膜層を形成した後、一般的なフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて薄膜層をパターニングして、格子状の所定の形状に下部遮光層３を形成する。この下部遮光層３は、光透過性基板１の主面に直交する方向から見て、その内部に、少なくとも、後に形成される多結晶シリコン膜のチャネル領域およびＬＤＤ領域を含むように形成される。続いて、例えばＣＶＤ法を用いて、下部遮光層３を覆うように、全面に酸化シリコンから成る保護膜４を形成する。
【００３３】
次に、図６（ｂ）に示すように、ＬＰＣＶＤ（Low Pressure CVD）法やＰＣＶＤ（Plasma enhanced CVD）法等を用いて、保護膜４上にアモルファスシリコン膜を堆積した後、そのアモルファスシリコン膜を、レーザアニール法等を用いて結晶化させ、続いて、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いてパターニングすることにより、薄膜トランジスタの半導体層として機能する多結晶シリコン膜５を形成する。
【００３４】
次いで、図６（ｃ）に示すように、例えばＣＶＤ法を用いて、多結晶シリコン層５が形成されている保護膜４の全面に渡って、酸化シリコン膜より成るゲート絶縁膜６を形成する。このゲート絶縁膜６は、多結晶シリコン層５を酸化することによって多結晶シリコン層５の上面に形成されてもよい。あるいは、その両者を併用してもよい。次いで、不純物がドープされたポリシリコン膜ならびにシリサイド膜をゲート絶縁膜６上に形成した後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いてパターニングすることにより、ポリサイド構造のゲート線７を形成する。このゲート線７は、後に形成される多結晶シリコン層５のチャネル領域、ＬＤＤ領域の並ぶ方向に直交するように延び、また、光透過性基板１の主面に直交する方向から見て、下部遮光層３の内部に含まれるように形成される。
【００３５】
次に、ゲート線７をマスクとして、多結晶シリコン層５に、低ドーズ量の不純物イオンの打込みを行い、ゲート線７の直下以外の多結晶シリコン層５を低濃度にドープする。次いで、ゲート線７の幅よりも広いレジストマスクをゲート線７の上に形成して高ドーズ量の不純物イオンの打込みを行い、レジストマスクの直下以外の多結晶シリコン層５を高濃度にドープする。これによって、図７（ａ）に示すように、ゲート線７の直下にチャネル領域５ｃ、レジストマスクで覆われていなかった領域にソース領域５ａ、ドレイン領域５ｅ、それらの間にＬＤＤ領域５ｂ、５ｄが形成される。その後、６００℃で基板をアニールし、ドーピングした不純物の活性化を行う。
【００３６】
次に、例えばＣＶＤ法を用いて、ゲート線７が形成されているゲート絶縁膜６の全面に渡って、酸化シリコン膜からなる第１の層間絶縁膜８を形成する。次いで、フォトリソグラフィ技術ならびにエッチング技術を用いて、第１の層間絶縁膜８ならびにゲート絶縁膜６を選択的に除去して、多結晶シリコン層５のソース領域５ａに達するコンタクトホール９を形成する。続いて、例えばスパッタリング法により、コンタクトホール９が形成された第１の層間絶縁膜８上にアルミニウム膜を堆積する。このアルミニウム膜は、第１の層間絶縁膜８の全面に渡って堆積されるとともに、コンタクトホール９の内部にも充填され、ソース領域５ａに電気的に接続される。その後、フォトリソグラフィ技術とエッチング技術を用いて、アルミニウム膜をパターニングすることにより、データ線１０を、ゲート線７に直交するように、また、光透過性基板１の主面に直交する方向から見て、下部遮光層３の内部に含まれるように形成する。
【００３７】
次に、図７（ｂ）に示すように、例えばＣＶＤ法を用いて、データ線１０が形成されている第１の層間絶縁膜８上に、酸化シリコン膜からなる第２の層間絶縁膜１１を形成する。次いで、第２の層間絶縁膜１１上にスパッタリング法によりクロム膜を堆積した後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いてパターニングすることによって、格子状の上部遮光層１２を形成する。この上部遮光層１２は、光透過性基板１の主面に直交する方向から見て、下部遮光層３の内部に含まれるように形成される。続いて、例えばＣＶＤ法を用いて、上部遮光層１２が形成されている第２の層間絶縁膜１１の全面に渡って、酸化シリコン膜からなる第３の層間絶縁膜１３を堆積する。その後、塗布法を用いて、第３の層間絶縁膜１３上に平坦化膜１４を形成する。
【００３８】
次に、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、平坦化膜１４、第３の層間絶縁膜１３、第２の層間絶縁膜１１、第１の層間絶縁膜８、ゲート絶縁膜６を選択的に除去し、ドレイン領域５ｅに達するコンタクトホール１５を形成する。次いで、例えばスパッタリング法により、コンタクトホール１５が形成された平坦化膜１４上にＩＴＯ膜を堆積する。このＩＴＯ膜は、平坦化膜１４の全面に渡って堆積されるとともに、コンタクトホール１５の内部にも堆積され、ドレイン領域５ｅに電気的に接続される。続いて、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、ＩＴＯ膜をパターニングして、画素電極１６を形成して、本実施例の製造工程を完了する。なお、ＩＴＯ膜の堆積に先立って、コンタクトホール１５を、メッキ法等を用いて、金属にて充填しておいてもよい。
【実施例２】
【００３９】
図８は、本発明の実施例２に係る薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法を説明するための工程順の断面図である。図８において、図６、７の部分と同等の部分には同一の参照符号を付し重複する説明を適宜省略する。
まず、図８（ａ）に示すように、実施例１と同様に、光透過性基板１の表面に下地層２を堆積する。次いで、下地層２上に銀またはその合金の薄膜層とアモルファスシリコンとからなる積層膜を形成した後、実施例１と同様にパターニングすることにより、下部遮光層３と低反射層１８との積層構造を形成する。
【００４０】
次に、図８（ｂ）に示すように、実施例１と同様に、保護膜４、多結晶シリコン膜５、ゲート絶縁膜６、ゲート線７、第１の層間絶縁膜８を順次形成し、コンタクトホール９を開孔した後、データ線１０、第２の層間絶縁膜１１を形成する。次いで、第２の層間絶縁膜１１上にスパッタリング法によりアモルファスシリコン膜とクロム膜とから成る積層膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いてパターニングすることによって、アモルファスシリコン膜より成る低反射層１９とクロム膜より成る上部遮光層１２との積層構造を形成する。続いて、実施例１と同様に、第３の層間絶縁膜１３、平坦化膜１４を形成し、コンタクトホール１５を開孔した後、画素電極１６を形成して、本実施例の製造工程を完了する。
【実施例３】
【００４１】
図９は，本発明の実施例３に係る液晶パネルの断面図である。図９において、図２の部分と同等の部分には同一の参照符号を付し重複する説明を適宜省略する。図９に示す液晶パネルは、図２に示す薄膜トランジスタアレイ基板に対向基板４０を重ね合わせて空セルを形成した後、両基板間に液晶５０を注入して作製したものである。
【００４２】
光透過性基板１の下に配置された光源（図示せず）から、液晶パネルに±１０度程度の入射角範囲で強い光が入射してくる。入射してきた光の一部Ｌ１は、下部遮光層３によって反射される。下部遮光層３は平坦であるから、光Ｌ１が広い反射角範囲を持って反射されることを防止することができる。光透過性基板１に直交せずに薄膜トランジスタアレイ基板内に入射した光Ｌ２は、下部遮光層３の幅が、その上部に形成されている上部遮光層１２の幅より広く形成されているため、上部遮光層１２や、その下方に形成されているデータ線１０などによって反射されて、多結晶シリコン膜５に入射するということがない。したがって、下部遮光層３によって反射されなかった光Ｌ２のほとんどは、液晶パネルの開口部を透過して、対向基板４０の上側に出射する。対向基板４０の上側に出射した光の一部Ｌ３は、対向基板４０の上側に配置されたレンズなどの投射光学系で反射されて、対向基板４０側から、再度、液晶パネルに入射する。この光Ｌ３は上部遮光層１２によって遮光される。
これらによって、図９に示す液晶パネルは、十分な遮光性能を得る。
【実施例４】
【００４３】
図１０は、本発明の実施例４に係る液晶プロジェクタのブロック図である。６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂは、図９に示す液晶パネルを用いた液晶ライトバルブである。光源６１からの光は、光を均一にするための光学系６３を通過した後、色分離手段としての２枚のダイクロックミラー６４によって赤色光、緑色光、青色光に分離されて、それぞれ、液晶ライトバルブ６０Ｒ、６０Ｇ、６０Ｂに入射する。各液晶ライトバルブは、光源側に薄膜トランジスタアレイ基板が位置するように配置されている。各液晶ライトバルブに入射した光は、それらの液晶ライトバルブによって変調を受けた後、色合成プリズム６９に入射する。色合成プリズム６９は、赤色光、青色光を９０°曲げ、緑色光を直進させる性質を持っている。したがって、色合成プリズム６９に入射した赤色光、緑色光、青色光は色合成プリズム６９によって合成されて色合成プリズム６９から１本のビームとして出射し、その後、レンズ７０によってスクリーン（図示せず）に拡大投射される。
【００４４】
このとき、各液晶ライトバルブは、図９の実施例３の液晶パネルを用いているため、実施例３において説明したように、十分な遮光性能を持ち、したがって、高品質の画像の再生が可能である。
【００４５】
以上、本発明をその好適な実施の形態に基づいて説明したが、本発明の薄膜トランジスタアレイ基板、それを用いた液晶パネルおよび液晶プロジェクタは、上述した実施の形態のみに制限されるものではなく、本願発明の要旨を変更しない範囲で種々の変化を施した薄膜トランジスタアレイ基板、それを用いた液晶パネルおよび液晶プロジェクタも、本発明の範囲に含まれる。例えば、下部遮光層および／または上部遮光層は、必ずしも格子状に形成される必要はなく、ゲート線あるいはデータ線の延びる１方向のみに延びるように形成されてもよい。さらには、画素単位に分離して形成されてもよい。しかしながら、分離の程度を高くするにつれて、それらの遮光層に一定電位を印加することが難しくなる。また、必ずしも、下部遮光層の方が、いずれの部分においても、上部遮光層よりも広くなければならないわけではなく、ＴＦＴの半導体層のチャネル領域およびＬＤＤ領域の近傍で、それらが並んでいる方向に延びている部分の、それらが並んでいる方向に直交する方向に広くなっているだけでもよい。さらに、下部遮光層は、銀や銀の合金に限られるわけではなく、９０％以上の可視領域の光の反射率および６００℃以上の融点を持つ材料であれば、どのような材料であっても用いられ得る。また、上部遮光層は、クロム膜に限られるわけではなく、銀またはその合金であっても、従来遮光層として用いられているタングステン、タンタル、チタン、モリブデン、ニッケル等の金属や、そのシリサイドであってもよい。また、ゲート線、データ線は、それぞれ、ポリサイド、アルミニウムに限らず、クロム、タングステン、タンタル、チタン、モリブデン、ニッケル等であってもよい。また、上部遮光層は、１層ではなく、複数層形成されてもよい。また、ＴＦＴは、ＬＤＤ領域を持たないＴＦＴであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態の薄膜トランジスタアレイ基板の平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図４】図１の薄膜トランジスタアレイ基板における、遮光層の反射率をパラメータとした、吸収エネルギー−入射エネルギー特性図。
【図５】本発明の他の実施の形態の薄膜トランジスタアレイ基板の断面図。
【図６】本発明の実施例１の製造方法を説明するための工程順の断面図の一部。
【図７】本発明の実施例１の製造方法を説明するための、図６の工程に続く工程での工程順の断面図。
【図８】本発明の実施例２の製造方法を説明するための工程順の断面図。
【図９】本発明の実施例３の液晶パネルの断面図。
【図１０】本発明の実施例４の液晶プロジェクタのブロック図。
【図１１】従来の薄膜トランジスタアレイ基板の断面図。
【符号の説明】
【００４７】
１  光透過性基板
２  下地層
３  下部遮光層
４  保護膜
５  多結晶シリコン膜
５ａ  ソース領域
５ｂ、５ｄ  ＬＤＤ領域
５ｃ  チャネル領域
５ｅ  ドレイン領域
６  ゲート絶縁膜
７  ゲート線
８  第１の層間絶縁膜
９  コンタクトホール
１０  データ線
１１  第２の層間絶縁膜
１２  上部遮光層
１３  第３の層間絶縁膜
１４  平坦化膜
１５  コンタクトホール
１６  画素電極
１８，１９  低反射層
４０  対向基板
５０  液晶
６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂ  液晶ライトバルブ
６１  光源
６３  光を均一にするための光学系
６４  ダイクロックミラー
６９  色合成プリズム
７０  レンズ
【図１】
2005241910.tif 000003
【図２】
2005241910.tif 000004
【図３】
2005241910.tif 000005
【図４】
2005241910.tif 000006
【図５】
2005241910.tif 000007
【図６】
2005241910.tif 000008
【図７】
2005241910.tif 000009
【図８】
2005241910.tif 000010
【図９】
2005241910.tif 000011
【図１０】
2005241910.tif 000012
【図１１】
2005241910.tif 000013