(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射電極とスイッチング素子とを有して画像の表示を行うための第１の画素が基板に複数配置された画像表示領域と、反射電極を有して黒表示のみを行うための第２の画素が前記基板の前記画像表示領域より外側に複数配置された黒表示領域と、を含む表示領域と、
前記スイッチング素子と前記反射電極の層との間に配置された配線層と、
前記配線層と前記反射電極の層との間に配置された遮光層と、
前記画像表示領域の前記配線層と前記遮光層との間に配置され、前記第１の画素の反射電極と前記第１の画素の前記スイッチング素子とを電気的に接続するための第１のスルーホールと、
前記黒表示領域の前記配線層と前記遮光層との間に配置され、前記スイッチング素子と電気的に分離された第２のスルーホールと、
を有する反射型液晶表示装置用のアクティブマトリクス基板。
【請求項２】
前記配線層と前記遮光層との間に配置された層間絶縁膜を更に有し、前記第１のスルーホール及び第２のスルーホールは前記層間絶縁膜に設けられており、前記第２のスルーホールは前記画像表示領域における前記第１のスルーホールが複数配置されている密度よりも低い密度で前記黒表示領域に複数配置されてい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クス基板。
【請求項３】
前記第２のスルーホールが前記黒表示領域に複数配置されている密度は、前記黒表示領域の外側に向かって段階的に低くな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クス基板。
【請求項４】
前記黒表示領域は、前記画像表示領域の垂直走査又は水平走査を行うための周辺回路が前記第２の画素の反射電極の下方に配置された周辺回路領域を有し、前記第２のスルーホールは前記周辺回路領域と異なる領域に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項５】
前記第２のスルーホールは前記画像表示領域と前記周辺回路領域との間に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項６】
前記黒表示領域は、前記第２の画素の反射電極の下方に所定の固定電圧が与えられる定電圧配線が配置され得る配線領域を有し、前記第２のスルーホールは前記配線領域に配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項７】
前記第２のスルーホールは前記スイッチング素子と電気的に分離された配線に接続されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のアクティブマトリクス基板と、
前記アクティブマトリクス基板の反射電極に対向して配置された透明基板と、
前記アクティブマトリクス基板と前記透明基板との間に封入された液晶と、
を有する反射型液晶表示装置。
【請求項９】
請求項８に記載の反射型液晶表示装置と、
前記反射型液晶表示装置に光を照射するための光源と、
前記反射型液晶表示装置からの反射光を投影するための投影レンズと、
を有する液晶プロジェクターシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に反射電極を有する画素を行列状に複数配置したアクティブマトリクス基板、反射型液晶表示装置、及びそれを用いた液晶プロジェクターシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
アクティブマトリクス基板を用いた画像表示装置として反射型液晶表示装置が知られており、液晶プロジェクタや反射型液晶ディスプレイ（以下、液晶プロジェクターシステムと称する）等に広く採用されている。このような反射型液晶表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板には、例えば単結晶シリコン基板等の半導体基板にスイッチング素子と反射特性を有する画素電極（以下、反射電極と称する）とを備えた画素が行列状に複数配置されている。
【０００３】
アクティブマトリクス基板は、画像の表示を行うための画素が配置された領域（以下、画像表示領域と称する）と、画像表示領域より外側に設けられ黒表示のみを行うための画素が配置された領域（以下、黒表示領域と称する）を含む表示領域を有している。アクティブマトリクス基板は更に、画像表示領域よりも外側の半導体基板に、垂直走査回路や水平走査回路等の周辺回路が配置された領域（以下、周辺回路領域と称する）を有している。特許文献１には、画像表示領域と黒表示領域との間の黒表示の均一性を向上させるために、画像表示領域の反射電極と黒表示領域の反射電極とを実質的に等しいピッチで設け、画像表示領域とその周囲の黒表示領域の平坦性を向上させることが開示されている。特許文献２には、表示領域と周辺回路領域において、スイッチング素子と反射電極との間の配線層が配線パターンとダミーパターンを有し、ＣＭＰ（化学的機械研摩）法の精度を向上させ、パネルの平坦性を改善させることが開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２６７９３７号公報
【特許文献２】特開平０９−０６８７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記特許文献に開示された技術では、反射型液晶表示装置で要求される平坦性を満足することはできなかった。特許文献１では、反射電極よりも上層の平坦性を向上させることはできるが、反射電極より下層の平坦性を向上させることができない。そのため、反射電極より下層で平坦性が低下した場合には、その影響により反射電極及びその上層の平坦性も低下してしまう。また、特許文献２では、配線層がダミーパターンを有することにより配線層のパターンむらが低減され、配線層上の層間絶縁膜をＣＭＰ法により平坦化する際に、配線層のパターンむらによる層間絶縁膜への影響が低減され、ＣＭＰ法による平坦化の精度が向上する。しかしながら、層間絶縁膜をＣＭＰ法により平坦化する際には、層間絶縁膜よりも下層の配線層のパターンむらを低減するだけでは十分でなく、十分な層間絶縁膜の平坦化ができなかった。特に画像表示領域と黒表示領域では、層間絶縁膜の表面積が異なるため、ＣＭＰ法により平坦化する際の研磨レートに差が生じてしまう。そのため、画像表示領域と黒表示領域との間で反射電極より下層の平坦性が低下してしまい、その影響で黒表示をした際に画像表示領域と黒表示領域との間で表示むらが生じる恐れがあった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、黒表示の均一性を向上させ、画質を改善することが可能なアクティブマトリクス基板および反射型液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の反射型液晶表示装置用のアクティブマトリクス基板は、反射電極とスイッチング素子とを有して画像の表示を行うための第１の画素が基板に複数配置された画像表示領域と、反射電極を有して黒表示のみを行うための第２の画素が前記基板の前記画像表示領域より外側に複数配置された黒表示領域と、を含む表示領域と、前記スイッチング素子と前記反射電極の層との間に配置された配線層と、前記配線層と前記反射電極の層との間に配置された遮光層と、前記画像表示領域の前記配線層と前記遮光層との間に配置され、前記第１の画素の反射電極と前記第１の画素の前記スイッチング素子とを電気的に接続するための第１のスルーホールと、前記黒表示領域の前記配線層と前記遮光層との間に配置され、前記スイッチング素子と電気的に分離された第２のスルーホールと、を有するものである。
【０００７】
また、本発明の反射型液晶表示装置は、上述のアクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板の反射電極に対向して配置された透明基板と、前記アクティブマトリクス基板と前記透明基板との間に封入された液晶と、を有するものである。
【０００８】
また、本発明の液晶プロジェクターシステムは、上述の反射型液晶表示装置と、前記反射型液晶表示装置に光を照射するための光源と、前記反射型液晶表示装置からの反射光を投影するための投影レンズと、を有するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、画像表示領域と黒表示領域における層間絶縁膜の表面積の相違を低減できるため、ＣＭＰ法により平坦化する際の研磨レートの相違を低減することができる。そのため、画像表示領域と黒表示領域における表面段差を緩和することができ、画像表示領域と黒表示領域との間で反射電極より下層の平坦性が向上する。それにより、黒表示の均一性を向上させ、画質を改善することが可能なアクティブマトリクス基板および反射型液晶表示装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明に係るアクティブマトリクス基板、及び反射型液晶表示装置を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１〜５を用いて、本発明のアクティブマトリクス基板、及び反射型液晶表示装置に係る第１の実施形態を詳細に説明する。まず、図３を用いて、反射型液晶表示装置の回路例を説明する。図３は、本発明の第１の実施形態に係る反射型液晶表示装置の概略等価回路図である。なお、図３においては黒表示のみを行うための画素は省略されているものとする。
【００１２】
画像表示領域１０は、画像の表示を行うための画素１（本発明の第１の画素に相当）が基板にマトリクス状に複数配置されている。画素１はそれぞれ、スイッチングング素子２と保持容量３と反射電極４ａとを有する。スイッチング素子２は、例えば単結晶半導体基板に設けられたＭＯＳトランジスタが用いられ、制御電極であるゲート電極と、２つの主電極であるソース電極とドレイン電極を有している。スイッチング素子２の一方の主電極は反射電極４ａ及び保持容量３の一方の電極と電気的に接続されている。保持容量３の他方の電極は、他の画素１の保持容量３の他方の電極と共通に、第１の基準電圧を与えるための配線５に電気的に接続されている。ここで第１の基準電圧は、例えば透明基板の透明電極（不図示）に印加される第２の基準電圧と等しいなど、適宜設定され得る所定の固定電圧であることが好ましく、その場合に配線５は定電圧配線となる。反射電極４ａと透明電極（不図示）との間に液晶材料が封入されており、反射電極４ａと透明電極との間の電圧により液晶分子の配列状態を制御している。
【００１３】
画像表示領域１０の複数の画素１は、そのスイッチング素子２のゲート電極が行単位でゲート線２１〜２４に電気的に接続されており、スイッチング素子２の他方の主電極が列単位で信号線５１〜５４に電気的に接続されている。
【００１４】
垂直走査回路２０は、ゲート線２１〜２４に接続されており、ゲート線２１〜２４を介してスイッチング素子２のゲート電極に行単位に駆動信号を与えて、画像表示領域１０の垂直走査を行うものである。垂直走査回路２０には、垂直走査の開始を規定するための垂直走査スタート信号ＶＳＴと、垂直走査のタイミングを規定するための垂直走査クロック信号ＶＣＫが入力される。なお、垂直走査回路２０は基板の画像表示領域１０より外側に、言い換えると、基板の画像表示領域１０の周辺に配置されており、本発明の周辺回路に相当するものである。
【００１５】
水平走査回路３０は、水平シフトレジスタ３５とスイッチング回路４１〜４４とを有して構成されている。スイッチング回路４１〜４４は信号線５１〜５４毎に設けられており、スイッチング回路４１〜４４の一方の端子が、対応する信号線５１〜５４に電気的に接続されている。スイッチング回路４１〜４４の他方の端子は、映像信号線５０に電気的に接続されている。映像信号線５０には、表示したい画像に応じたアナログの映像信号が入力される。水平シフトレジスタ３５は、スイッチング回路４１〜４４の制御端子に制御信号３１〜３４を印加してスイッチング回路４１〜４４を制御し、画像表示領域１０の水平走査を行うものである。水平シフトレジスタ３５には、水平走査の開始を規定するための水平走査スタート信号ＨＳＴと、水平走査のタイミングを規定するための水平走査クロック信号ＨＣＫが入力される。なお、水平走査回路３０は画像表示領域１０より外側の基板に、言い換えると画像表示領域１０の周辺の基板に配置されており、本発明の周辺回路に相当するものである。また、垂直走査回路２０や水平走査回路３０はシフトレジスタ等で構成されており、その詳細な構成及び動作は多くの文献にて明らかにされているので、ここでの説明は省略する。
【００１６】
次に、図４と図５を用いて本発明の反射型液晶表示装置の構成について説明する。図４は、本発明の反射型液晶表示装置の概略平面図である。図５は、図４の反射型液晶表示装置の破線Ａにおける概略断面図である。
【００１７】
図４に示すように、単結晶半導体基板として単結晶シリコン基板が用いられている本発明のアクティブマトリクス基板９には、画像表示領域１０、ＰＡＤ部１９、垂直走査回路２０、水平走査回路３０が設けられている。そして、アクティブマトリクス基板９は放熱板１６上に固定されている。
【００１８】
画像表示領域１０は、アクティブマトリクス基板９の中央に配置されている。垂直走査回路２０や水平走査回路３０といった周辺回路は、アクティブマトリクス基板９の画像表示領域１０より外側に、言い換えると、画像表示領域１０の周辺に配置されている。なお、アクティブマトリクス基板９の周辺回路が配置された領域を周辺回路領域と称する。
【００１９】
なお、説明簡略のために図３では垂直走査回路２０を１個で示したが、図４では画像表示領域１０の中心を原点として垂直走査回路２０を対称配置している。同様に、図３では水平走査回路３０を１個で示したが、図４では画像表示領域１０の中心を原点として水平走査回路３０を対称配置している。この様な配置を行うことにより、ＣＭＰ法による平坦化処理の際の研摩ムラを低減することができる。なお、垂直走査回路２０や水平走査回路３０はそれぞれ対称に配置された一方のみを動作可能とし、他方をダミーとしても構わない。
【００２０】
シール材１７は、図５に示される透明基板６とアクティブマトリクス基板９との間の間隔の規定と、透明基板６とアクティブマトリクス基板９との間に注入された液晶８を封止するためのものである。シール材１７は、アクティブマトリクス基板９に配置された画像表示領域１０及び周辺回路領域よりも外側を囲うように、アクティブマトリクス基板９上に配置されている。なお、シール材１７が配置されるアクティブマトリクス基板９の領域をシール領域と称する。
【００２１】
黒表示領域１１は、画像表示領域１０より外側で、画像表示領域１０とシール領域との間に、周辺回路領域を含んで配置されている。なお、黒表示領域１１に設けられる反射電極の形状や配置、接続関係については、後に詳細に説明する。また、画像表示領域１０と黒表示領域を含むアクティブマトリクス基板９の領域を表示領域と称する。
【００２２】
図５に示すように、透明基板６はアクティブマトリクス基板９の反射電極４ａが準備される表面と対向して配置されている。ここで、アクティブマトリクス基板９の反射電極４ａが準備される表面を第１の表面と称し、で、放熱板１６と対向する第１の表面と反対側のアクティブマトリクス基板９の表面を第２の表面と称する。透明基板６には、アクティブマトリクス基板９の反射電極４ａと対向する表面に透明電極７が配置されている。透明電極７には適宜設定され得る所定の固定電圧である第２の基準電圧が印加され、表示領域の画素に対して共通の電極として機能する。なお第２の基準電圧は、例えば保持容量３の他方の電極に印加される第２の基準電圧と等しいなど、適宜設定され得る所定の固定電圧であることが好ましい。液晶８は、アクティブマトリクス基板９の第１の表面と透明電極７とシール材１７に囲まれた空間に封止されており、反射電極４ａと透明電極７との間の電圧により液晶８の分子の配列状態が制御される。
【００２３】
遮光枠１５は、液晶プロジェクターシステムに用いた場合の投影領域１３を決定するものである。すなわち、遮光枠１５の開口部を通過した光のみがアクティブマトリクス基板９に照射され出力画像が得られる。投影領域１３は、遮光枠１５の開口部を通過した光が照射されるアクティブマトリクス基板９の領域であり、画像表示領域１０と黒表示領域１１のうちの画像表示領域１０に近い一部領域を含むものである。ここで、スクリーン上に大画面を投影する液晶プロジェクターシステムの場合、集光された光が遮光枠１５にも照射されるため遮光枠１５の温度が高くなる。従って、遮光板１５は、アクティブマトリクス基板９上と接触することなく放熱板１６に固定される。それゆえ、遮光枠１５の加工精度と組立精度を考慮すると、投影領域１３は画像表示領域１０よりも大きく黒表示領域１１の一部を含む必要がある。また、周辺回路領域を投影領域１３より外側に配置した場合、チップサイズが大きくなり、コストアップになってしまう。そのため、周辺回路領域は画像表示領域１０の近傍の黒表示領域１１内に配置することが求められ、投影領域１３は黒表示領域１１に含まれる周辺回路領域の一部を含んでいることが望ましい。
【００２４】
次に、図１及び図２を用いて、図５の投影領域１３について詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る反射型液晶表示装置用のアクティブマトリクス基板における投影領域の概略平面図である。図２は、図１のアクティブマトリクスパネルの一点鎖線Ｂにおける概略断面図である。なお、図１は、図４及び図５におけるアクティブマトリクス基板９の投影領域１３を拡大して示したものである。
【００２５】
図１の画像表示領域１０は、図３において説明した画像の表示を行うための画素１が単結晶シリコン基板に５行７列で配置されている。黒表示領域１１は、画像表示領域１０より外側で、画像表示領域１０を囲むように単結晶シリコン基板に配置されている。黒表示領域１１に配置された黒表示のみを行うための画素は、画像表示領域１０の画素１の反射電極４ａと同じ導電層から形成され、反射電極４ａと略同一の形状（ピッチや面積等）の反射電極４ｂを有している。この黒表示のみを行うための画素は、本発明の第２の画素に相当するものである。反射電極４ｂは透明基板６の透明電極７と対向しており、透明電極７との電位差で液晶８を黒表示状態に制御する所定の電圧が印加される。反射電極４ｂは画素１のスイッチング素子２とは電気的に接続されておらず、黒表示を行うための所定の電圧が画素１のスイッチング素子２を介さずに印加される。なお、図１に及び図２において、反射電極４ｂはハッチングで示している。
【００２６】
図２に示すように、画像表示領域１０には、単結晶シリコン基板に図３で説明したスイッチング素子２であるＮＭＯＳトランジスタが配置されている。ＮＭＯＳトランジスタは、スイッチング素子の制御電極であるゲート１０１、２つの主電極であるソース領域１０２及びドレイン領域１０３を有している。ゲート１０１はポリシリコンで形成され、ソース領域１０２及びドレイン領域１０３は、Ｐ型単結晶シリコン基板のＰ型ウエル領域内に設けられたＮ型の不純物拡散領域で形成されている。保持容量３の一方の電極となる保持容量電極１０４はポリシリコンで形成されており、保持容量３の他方の電極となる共通電極１０５は、Ｎ型の不純物拡散領域で形成されている。
【００２７】
保持容量３の保持容量電極１０４とスイッチング素子２のドレイン領域１０３は、コンタクト１１０ａ、コンタクト１１０ｂ、及び第１の配線層１１１ａで接続されている。ドレイン領域１０３は、コンタクト１１０ｂ、第１の配線層１１１ａ、第１のスルーホール１１２ａ、第２のスルーホール１１４ａを介して、第３の配線層４からなる反射電極４ａと電気的に接続されている。保持容量３の共通電極１０５には、コンタクト１１０ｄと第１の配線層１１１ｂを介して第１の基準電圧が与えられる。また、スイッチング素子２のソース領域１０２は、コンタクト１１０ｃを介して信号線となる第１の配線層１１１ｃに電気的に接続されている。
【００２８】
第１の配線層１１１は反射電極４ａとなる第３の配線層４とスイッチング素子２との間に配置され、第２の配線層１１３は第３の配線層４と第１の配線層１１１との間に配置されている。画像表示領域１０内において、第２の配線層１１３である遮光層１１３ａは、第１のスルーホール１１２ａと第３のスルーホール１１４ａを直接接続させるための開口部を画素１毎に有している。なお、本発明はこれに限定されるものではなく、第１のスルーホール１１２ａと第３のスルーホール１１３ａを遮光層１１３ａとは電気的に分離された第２の配線層１１３を介して電気的に接続しても構わない。
【００２９】
一方、黒表示領域１１内において、第２の配線層１１３である遮光層１１３ｂは、第４のスルーホール１１４ｂを介して黒表示領域１１内の全ての反射電極４ｂと電気的に接続されており、黒表示を行うための所定の電圧が印加されている。反射電極４ｂとなる黒表示領域１１内の第３の配線層４の下方には、周辺回路である垂直走査回路２０、基準電圧配線６０、電源配線６１が配置されている。ここで、垂直走査回路２０や水平走査回路３０が配置される領域を周辺回路領域と称する。基準電圧配線６０は共通電極１０５に第１の基準電圧を供給するための定電圧配線で、電源配線６１は画像表示領域１０内のＰ型ウエル領域に基板電圧を供給するための定電圧配線である。なお、基準電圧配線６０及び電源配線６１は、画像表示領域１０を囲むように形成されており、画像表示領域１０と周辺回路領域との間の領域に設けられた第１の配線層１１１が使用され得る。このような画像表示領域１０と周辺回路領域との間で定電圧配線が配置され得る領域を配線領域と称する。
【００３０】
スイッチング素子２と第１の配線層１１１との間には第１の層間絶縁膜１１５が、第１の配線層１１１と第２の配線層１１３との間には第２の層間絶縁膜１１６が、第２の配線層１１３と第３の配線層４との間には第３の層間絶縁膜１１７が配置されている。層間絶縁膜はそれぞれ酸化シリコン膜等の無機絶縁膜から形成されている。第１の層間絶縁膜１１５内にはコンタクト１１０が設けられており、タングステン等の高融点金属をＣＶＤ法により埋め込み形成される。同様に第２の層間絶縁膜１１６内には第１のスルーホール１１２が、第３の層間絶縁膜１１７内には第３のスルーホール１１４が、それぞれ設けられており、タングステン等の高融点金属をＣＶＤ法により埋め込み形成される。これら層間絶縁膜上に堆積した高融点金属層とそれぞれの層間絶縁膜の表面は、ＣＭＰ（化学的機械研摩）法で平坦化されている。
【００３１】
液晶８を用いてノーマリーブラックとなるように反射型液晶表示装置を設定した場合、黒表示領域１１の反射電極４ｂと透明電極７とが略同電位となるような電圧を反射電極４ｂに与えることにより、黒表示領域１１の画素が黒表示することが可能となる。また、ノーマリーホワイトとなるように反射型液晶表示装置を設定した場合、黒表示領域１１の反射電極４ｂに黒表示となる電圧を与えるための回路を設けることにより、黒表示領域１１の画素が黒表示することが可能となる。
【００３２】
本実施形態では、図１の破線で囲まれた領域１２において、遮光層１１３ｂとなる第２の配線層１１３と第１の配線層１１１との間の第２の層間絶縁膜１１６内に第２のスルーホール１１２ｂが配置されている。第２のスルーホール１１２ｂは、遮光層１１３ｂと電気的に接続して設けられており、スイッチング素子２とは電気的に分離されており、電気的に接続されていない。言い換えると、第２のスルーホール１１２ｂはダミーのスルーホールとして設けられている。本実施形態では、第２のスルーホール１１２は基準電圧配線６０や電源配線６１と同じ第１の配線層１１１で形成された配線６２と電気的に接続されている。この配線６２は、遮光層１１３ｂと同じ黒表示するための電圧が印加されていても良く、またフローティングでもよく、スイッチング素子２と電気的に分離されていればよい。第２のスルーホール１１２ｂと配線６２は、黒表示領域１１内に配置され、本実施形態では、画像表示領域１０と第１の周辺回路領域との間の黒表示領域１１内の領域１２に配置されている。そして、領域１２内には配線領域が含まれており、第２のスルーホール１１２ｂと配線６２は、配線領域に配置されている。配線６２は基準電圧配線６０や電源配線６１の近傍に配置されており、第２のスルーホール１１２は配線６２と遮光層１１３ｂとの間に配置され電気的に接続されている。なお、本実施形態では第２のスルーホール１１２ｂを配線領域に配置しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、黒表示領域１１内に設けられていればよい。ただし、黒表示領域１１内の周辺回路領域は多くの信号配線が設けられており、第２のスルーホール１１２ｂや配線６２を配置することは困難である。そのため、第２のスルーホール１１２ｂや配線６２は周辺回路領域を除く黒表示領域１１内に配置されることが好ましく、画像表示領域１０と周辺回路領域との間の黒表示領域１１内の配置されることがより好ましい。そして、画像表示領域１０と周辺回路領域との間の配線領域は配線の密集度が低く、第２のスルーホール１１２ｂや配線６２の配置領域としてより望ましい。
【００３３】
本実施形態において、第１のスルーホール１１２ａ及び第２のスルーホール１１２ｂは第２の層間絶縁膜１１６内にタングステン等の高融点金属を埋め込んでそれらの表面をＣＭＰ処理して形成される。画像表示領域１０内には画素ピッチで画素数分第１のスルーホール１１２ａが配置されている。一方、領域１２より外側の黒表示領域１１には、第２のスルーホール１１２ｂが配置されていない。この場合、画像表示領域１０内は第１のスルーホール１１２ａが配置される密度が高いため、研磨される第２の層間絶縁膜１１６の表面積が小さく、研磨レートは高くなる。一方、領域１２より外側の黒表示領域１１では第２のスルーホール１１２ｂが配置されていないため、研磨される第２の層間絶縁膜１１６の表面積が大きく、研磨レートは低くなる。つまり、第１のスルーホール１１２ａ及び第２のスルーホール１１２ｂを形成する際に、画像表示領域１０と黒表示領域１１でＣＭＰ処理における研磨レートが大きく異なってしまう。そのため、第２のスルーホール１１２ｂが黒表示領域１１内に配置されない場合、画像表示領域１０と黒表示領域１１との間で急峻な段差が発生してしまう。このような急峻な段差は、一般的なＩＣの配線形成工程では問題とならないが、反射型液晶表示装置では、この急峻な段差が液晶分子の配向乱れや反射電極間の回折光や反射電極の反射特性等に大きく影響してしまう。そのため、画像表示領域１０と黒表示領域１１との間で反射特性が変化してしまい、画像表示領域１０と黒表示領域１１の境界で、黒表示にムラが生じてしまう問題が発生し得る。
【００３４】
そこで本実施形態では、第２のスルーホール１１２ｂを黒画像領域１１に配置し、第２の層間絶縁膜１１６のＣＭＰ処理における画像表示領域１０と黒表示領域１１との間の研磨レートの差異を低減させている。それにより画像表示領域１０と黒表示領域１１との間で第２の層間絶縁膜１１６の表面段差を低減させている。なお上述したように、周辺回路領域では高い密度で信号配線が設けられているため、第２のスルーホール１１２ｂや配線６２を配置することは困難である。そのため、領域１２において、第２のスルーホール１１２ｂを第１のスルーホール１１２ａと同様の密度で複数配置すると、領域１２と周辺回路領域の境界で急峻な段差が発生し得る。領域１２と周辺回路領域の境界近傍の画素も黒表示に使用され得るため、領域１２と周辺回路領域の境界で黒表示にムラが生じてしまう問題が発生し得る。また、周辺回路領域を画像表示領域１０から十分離間させることにより急峻な段差を解消することは可能である。しかしながら、その場合にはチップサイズが大きくなってしまい好ましくない。そこで本実施形態では、黒表示領域１１内における画像表示領域１０と周辺回路領域との間の領域１２に、画像表示領域１０内に第１のスルーホール１１２ａが複数配置される密度よりも低い密度で、第２のスルーホール１１２ｂを複数配置している。それにより領域１２と周辺領域との間で第２の層間絶縁膜１１６の表面段差を低減させている。加えて、画像表示領域１０と周辺回路領域との間の段差は残るものの、その段差は緩やかなものとなり、それによる黒表示の変化も緩やかなものとなるため、黒表示にムラが目立たなくなる。また、この領域１２には、基準電圧配線６０や電源配線６１などの定電圧配線が配置され得る配線領域が設けられている。この配線領域は周辺回路領域に比べて配線の密集度が低く、第２のスルーホール１１２ｂや配線６２の配置がより容易である。以上により、本実施形態を用いることによってチップサイズを大きくすることなく、画像表示領域１０と黒表示領域１１の黒表示の均一性を向上させることが可能となる。
【００３５】
なお、本実施形態では、画像表示領域１０と周辺回路領域との間の黒表示領域１１に第２のスルーホール１１２ｂを配置する形態を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、周辺回路領域よりも外側の黒表示領域１１や、黒表示領域１１の隅領域（垂直走査回路２０と水平走査回路３０の両方と隣接する領域）に配置されていても良い。このことは他の実施形態においても同様である。
【００３６】
また、本実施形態では、遮光層１１３ａ、１１３ｂとなる第２の配線層１１３よりも下層に第２の層間絶縁層１１６と第１の配線層１１１が各１層ずつ配置されているが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、第２の層間絶縁膜１１６と第１の配線層１１１がそれぞれ２層ずつ有するような多層配線構造でも良い。このように第２の配線層１１３よりも下層の配線層を多層配線構造とすることにより、配線のレイアウトの自由度が上がり、また半導体シリコン基板に対する遮光性も向上する。このことは他の実施形態においても同様である。
【００３７】
また、本実施形態では、配線６２上に第２のスルーホール１１２ｂを配置した例を用いて説明したが、本発明はそれに限定されるものではない。第２のスルーホール１１２ｂは第２の層間絶縁膜１１６上に直接配置されていてもよい。ただし第２のスルーホール１１２ｂの形成工程を考慮すると、配線６２上に第２のスルーホール１１２ｂを形成する方が好ましい。このことは他の実施形態においても同様である。なお、本発明におけるスルーホールは、層間絶縁膜を挟んで配置された各導電層を電気的に接続するためのもので、層間絶縁膜に設けられた貫通孔と、該貫通孔に充填された導電材料によって構成されるものとする。
【００３８】
（第２の実施形態）
次に、図６を用いて本発明の第２の実施形態について詳細に説明する。図６は、本発明の第２の実施形態に係る反射型液晶表示装置用のアクティブマトリクス基板における投影領域の概略平面図である。なお、第１の実施形態と同様の構成要素に関しては同じ番号を付与し、説明は省略する。
【００３９】
第２の実施形態は、領域１２において第２のスルーホール１１２ｂが配置される密度を、画像表示領域１０から周辺回路領域に向かって段階的に低くしている点で、第１の実施形態と相違している。つまり、第２の実施形態では、第２のスルーホール１１２ｂが黒表示領域１１内に複数配置されている密度が、黒表示領域１１の外側に向かって段階的に低くなるように、第２のスルーホール１１２ｂを配置している。その他の構成は、第１の実施形態と同様であり、説明は省略する。なお、図６では簡略化のために密度の変化を２段階としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、２段階以上であっても構わない。
【００４０】
以上の構成とすることにより、本実施形態ではＣＭＰ処理時の段差の傾斜を第１の実施形態の構成より一層緩やかにすることができ、黒表示の均一性を向上させることが可能となり、より画質を改善することが可能となる。
【００４１】
（第３の実施形態）
次に、本発明のアクティブマトリクス基板を用いた反射型液晶表示装置を使用した液晶プロジェクターシステムについて説明する。図７は本発明に係る液晶プロジェクターシステムの一実施例を示す概念図である。
【００４２】
図７において、１１０１はランプ、１１０２はリフレクター、１１０３はロッドインテグレーター、１１０４はコリメーターレンズ、１１０５は偏光変換系、１１０６はリレーレンズ、１１０７はダイクロイックミラーである。１１０８は偏光ビームスプリッター、１１０９はクロスプリズム、１１１０は本発明のアクティブマトリックス基板を用いた反射型液晶パネル、１１１１は投影レンズ、１１１２は全反射ミラーである。
【００４３】
ランプ１１０１から出た光束はリフレクター１１０２で反射され、インテグレーター１１０３の入り口に集光する。このリフレクター１１０３は楕円リフレクターであり、発光部及びインテグレーター入り口にその焦点が存在する。
【００４４】
インテグレーター１１０３に入った光束はインテグレーター内部で０〜数回反射を繰り返し、インテグレーター出口で２次光源像を形成する。２次光源形成法としてはフライアイを用いた方法もあるが、ここでは省略する。２次光源からの光束はコリメーターレンズ１１０４を通して、おおむね平行光とされ、偏光変換系の偏光ビームスプリッター１１０５に入射する。
【００４５】
Ｐ波は偏光ビームスプリッター１１０５で反射され、λ／２板を通りＳ波となり、全てがＳ波となりリレーレンズ１１０６に入射する。光束はリレーレンズ１１０６によりパネルに集光される。パネルに集光される間に色分解ダイクロイックミラー１１０７、偏光板（不図示）、偏光ビームスプリッター１１０８、クロスプリズム１１０９等で色分解系が構成されている。そして、Ｓ波がそれぞれ３枚の液晶パネル１１１０に入射する。
【００４６】
液晶パネル１１１０では液晶シャッターが、映像に合わせて画素毎に電圧を制御する。液晶パネル１１１０は液晶の作用によりＳ波を楕円偏光（もしくは直線偏光）に変調した反射光を出射し、偏光ビームスプリッター１１０８でＰ波成分を透過させ、クロスプリズム１１０９で色合成した後投影レンズ１１１１から投影する形態が一般的である。このように本発明の反射型液晶表示装置を用いて液晶プロジェクターシステムを構成する。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、液晶を用いて画像、文字を表示する反射型液晶表示装置、反射型液晶表示装置用基板及び液晶プロジェクターシステムに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る反射型液晶表示装置用のアクティブマトリクス基板における投影領域の概略平面図である。
【図２】図１のアクティブマトリクス基板の一点鎖線Ｂにおける概略断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る反射型液晶表示装置の概略等価回路図である。
【図４】本発明の反射型液晶表示装置の概略平面図である。
【図５】図４の反射型液晶表示装置の破線Ａにおける概略断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る反射型液晶表示装置用のアクティブマトリクス基板における投影領域の概略平面図である。
【図７】本発明に係る液晶プロジェクターシステムの一実施例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  画素
２  スイッチング素子
３  保持容量
４ａ，４ｂ  反射電極
６  透明基板
７  透明電極
８  液晶
９  アクティブマトリクス基板
１０  画像表示領域
１１  黒表示領域
１３  投影領域
１５  遮光枠
１６  放熱板
１７  シール材
２０  垂直走査回路
３０  水平走査回路
１１０ａ，１１０Ｂ，１１０ｃ，１１０ｄ  コンタクト
１１１ａ，１１１Ｂ，１１１ｃ  第１の配線層
１１２ａ  第１のスルーホール
１１２ｂ  第２のスルーホール
１１３ａ，１１３ｂ  遮光層
１１４ａ  第３のスルーホール
１１４ｂ  第４のスルーホール
１１５  第１の層間絶縁膜
１１６  第２の層間絶縁膜
１１７  第３の層間絶縁膜
【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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