(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
前記絶縁基板上に形成された不揮発性メモリと、
前記不揮発性メモリにおける少なくとも情報記憶保持部の配置エリアに重なるように設けられた遮光体及び光学シートとを備え、
前記光学シートは、前記遮光体の配置エリアからはみ出すように設けられ、光学シートの法線に対する出射角が±６０度以内で出射光の輝度が上昇するような輝度上昇特性を有していて、外部からの入射光の進行方向を揃えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記遮光体は、前記光学シートと情報記憶保持部の間に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記光学シートは、前記遮光体と情報記憶保持部の間に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記光学シート表面に遮光体が重ね合わされ形成されたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の半導体装置。
【請求項５】
前記光学シートは、光学シートを一方向に透過する光のみに対して集光作用を有しており、
前記遮光体及び情報記憶保持部は、光学シートの集光作用が生じる方に配置されたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記光学シートは、一方の面が多数のマイクロプリズムを配列してなるプリズム面にされ、他方の面が平滑面にされたプリズムシートであることを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の半導体装置。
【請求項７】
前記光学シートの少なくとも片面は、粘着作用を有することを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の半導体装置。
【請求項８】
前記光学シートは、複数枚の光学シートを重ねた積層構造を有することを特徴とする請求項１〜７の何れか１つに記載の半導体装置。
【請求項９】
前記絶縁基板の表側と裏側の少なくとも一方に設けられたバックライトモジュールを備え、
前記遮光体及び光学シートは、前記絶縁基板とバックライトモジュールの間に配置されたことを特徴とする請求項１〜８の何れか１つに記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記不揮発性メモリの情報記憶保持部は、電荷保持型であることを特徴とする請求項１〜９の何れか１つに記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記不揮発性メモリの情報記憶保持部は、前記絶縁基板上に形成された薄膜半導体素子を記憶素子として含むことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１つに記載の半導体装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか１つに記載の半導体装置を備える表示装置において、
前記半導体装置の絶縁基板上に薄膜半導体素子を形成し、薄膜半導体素子を半導体装置の不揮発性メモリの情報記憶保持部の記憶素子として用い、かつ薄膜半導体素子を表示素子の駆動に用いたことを特徴とする半導体装置を備える表示装置。
【請求項１３】
前記半導体装置の不揮発性メモリは、表示装置の制御に用いられるガンマ補正値又は表示装置を構成する対向基板の電極の電圧補正値を記憶したことを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記絶縁基板の表側と裏側に、前記遮光体及び光学シートをそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１〜１１の何れか１つに記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記絶縁基板の表側と裏側に、前記遮光体及び光学シートをそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の表示装置。
【請求項１６】
請求項１２、１３、及び１５の何れか１つに記載の表示装置を備える携帯機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不揮発性メモリを有する半導体装置、これを用いた表示装置（液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等）及び携帯機器（ノート型パソコン、携帯電話、携帯情報端末等）に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の表示装置においては、透明な絶縁基板上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）及び表示素子を形成し、ＴＦＴにより表示素子を駆動している。また、近年は、ＴＦＴにより表示素子を駆動するだけではなく、ＴＦＴに不揮発性メモリの機能を持たせるという技術が注目されている。この技術により、同一の製造工程で、絶縁基板上に表示素子駆動用のＴＦＴと不揮発性メモリ用のＴＦＴを同時に形成することができ、表示装置の小型化や低消費電力化を図ることが可能となる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、図１２に示すような不揮発性メモリ用のＴＦＴが開示されている。図１２において、ＴＦＴメモリ９０は、基板９１上に形成されたソース９２ａ、チャンネル９２ｂ、及びドレイン９２ｃの各領域を有するポリシリコン層９２と、このポリシリコン層９２上に形成したゲート酸化膜（絶縁膜）９５、９３とを備え、キャリアの電荷を捕獲する粒状の複数のシリコン粒子９４をゲート酸化膜９３に注入して内在させている。
【０００４】
ＴＦＴメモリ９０に情報を書き込むときには、制御ゲート９６に適宜な正電圧を印加し、チャンネル側からシリコン粒子９４に"Fowler−Nordbeim"トンネリングにより電子を注入する。また、ＴＦＴメモリ９０の情報を消去するときには、書込み時とは反対に、ドレイン９２ｃに適宜な正電圧を印加する。
【特許文献１】特開２００２−１１０８２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の不揮発性メモリ用のＴＦＴでは、表示装置への適用に耐え得ないことが分かった。詳しくは、表示装置として用いる場合には、バックライト等の照明が必要であるが、この照明光がシリコン粒子に当たると、捕獲されている電荷が活性化されシリコン粒子外部へ流れ出て、記憶情報が失われるため、不揮発性メモリとしての機能を果たせないことが分かった。
【０００６】
このため、シリコン粒子ではなく他の電荷保持膜、さらには電荷保持膜にとらわれず様々な記憶保持膜を用いて実験を行ったが、そのような電荷の流出の解決には至らなかった。
【０００７】
また、このように光が入射することにより記憶情報が失われる記憶素子は、ＴＦＴに限らず、他にも種々ある。
【０００８】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、光の入射による記憶情報の喪失を防止することが可能な半導体装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の半導体装置は、絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成された不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリにおける少なくとも情報記憶保持部の配置エリアに重なるように設けられた遮光体及び光学シートとを備え、前記光学シートは、前記遮光体の配置エリアからはみ出すように設けられ、光学シートの法線に対する出射角が±６０度以内で出射光の輝度が上昇するような輝度上昇特性を有していて、外部からの入射光の進行方向を揃える。
【００１１】
また、前記遮光体は、前記光学シートと情報記憶保持部の間に配置されている。あるいは、前記光学シートは、前記遮光体と情報記憶保持部の間に配置されている。
【００１２】
例えば、前記光学シート表面に遮光体が重ね合わされ形成されている。
【００１３】
また、前記光学シートは、光学シートを一方向に透過する光のみに対して集光作用を有しており、前記遮光体及び情報記憶保持部は、光学シートの集光作用が生じる方に配置されている。
【００１４】
例えば、前記光学シートは、一方の面が多数のマイクロプリズムを配列してなるプリズム面にされ、他方の面が平滑面にされたプリズムシートである。
【００１５】
また、前記光学シートの少なくとも片面は、粘着作用を有している。
【００１６】
例えば、前記光学シートは、複数枚の光学シートを重ねた積層構造を有している。
【００１７】
また、前記絶縁基板の表側と裏側の少なくとも一方に設けられたバックライトモジュールを備え、前記遮光体及び光学シートは、前記絶縁基板とバックライトモジュールの間に配置されている。
【００１８】
また、前記不揮発性メモリは、電荷保持型である。あるいは、前記不揮発性メモリの情報記憶保持部は、前記絶縁基板上に形成された薄膜半導体素子を記憶素子として含む。
【００１９】
一方、本発明の表示装置は、上記本発明の半導体装置を備える表示装置において、前記半導体装置の絶縁基板上に薄膜半導体素子を形成し、薄膜半導体素子を半導体装置の不揮発性メモリの情報記憶保持部の記憶素子として用い、かつ薄膜半導体素子を表示素子の駆動に用いている。
【００２０】
例えば、前記半導体装置の不揮発性メモリは、表示装置の制御に用いられるガンマ補正値又は表示装置を構成する対向基板の電極の電圧補正値を記憶している。
【００２１】
また、前記絶縁基板の表側と裏側に、前記遮光体及び光学シートをそれぞれ設けても良い。
【００２２】
また、本発明の携帯機器は、上記本発明の表示装置を備えている。
【発明の効果】
【００２３】
このような本発明の半導体装置では、遮光体及び光学シートを、不揮発性メモリにおける少なくとも情報記憶保持部の配置エリアに重なるように設けている。遮光体は、情報記憶保持部に対する光の入射を遮断する。また、光学シートは、遮光体を覆い、外部からの入射光の進行方向を揃える。この光学シートにより、光学シートの法線方向に入射して来た光の進行方向はいうまでもなく、斜めに入射して来た光の進行方向が法線方向に近づくように揃えられる。この進行方向が揃えられた入射光は、遮光体の周縁を回りこんで入射せず、遮光体により確実に遮断される。このため、情報記憶保持部への入射光が軽減され、情報記憶保持部からの記憶情報の喪失を防止することができる。仮に、光学シートを省略して、遮光体だけを配置した場合は、斜めに入射して来た光もしくは回り込んで来た光が遮光体を避けて入射し易くなり、遮光体による遮断効果が低下し、情報記憶保持部からの記憶情報の喪失を防止することができない。
【００２４】
更に、光学シートは、光学シートの法線に対する出射角が±６０度以内で出射光の輝度が上昇するような輝度上昇特性を有している。この場合は、光学シートの入射光の殆どが光学シートの法線に対する出射角±６０度以内の範囲で出射され、光学シートを透過した光の進行方向が良好に揃えられるので、遮光体により入射光を確実に遮断することができる。
【００２５】
ここで、輝度上昇角とは、光学シートがない場合に比べて、ある場合の輝度が上昇している角度を意味する。法線方向の輝度が、光学シートがない場合を１とすると、光学シートを用いると1.5〜2程度となる。輝度上昇率と輝度上昇角の関係は、例えば、法線方向の輝度が1.5のとき、輝度上昇角は、約±60度という広い範囲で、光学シートがない場合よりも、ある場合のほうが、輝度が上昇する。また、例えば、法線方向の輝度が2の場合、輝度上昇角は約±30度である。遮光体が記憶保持部に比べ非常に大きい、または、遮光体と記憶保持部の距離が近い場合は、輝度上昇角が±60度と広い光学シートを用いることができる。また、遮光体が記憶保持部と同等の大きさ、または、遮光体と記憶保持部の距離が遠い場合は、輝度上昇角が±30度と狭い光学シートを使用する必要がある。
【００２６】
また、遮光体は、光学シートと情報記憶保持部の間に配置される。この場合は、光学シートにより斜めに入射して来た光もしくは回り込んで来た光の進行方向が揃えられてから、この進行方向が揃えられた入射光が遮光体に入射するので、斜めに入射して来た光もしくは回り込んで来た光が遮光体を避けて入射し難く、遮光体により入射光を効果的に遮断することができる。
【００２７】
あるいは、光学シートは、遮光体と情報記憶保持部の間に配置される。この場合は、遮光体により斜めに入射して来た光もしくは回り込んで来た光が遮断されるとは限らず、これらの光が遮光体を避けて光学シートに入射し得る。ところが、これらの光は、その進行方向が情報記憶保持部に向いていても、光学シートによりその進行方向が該光学シートの法線方向に近づくように変更されるので、情報記憶保持部に入射し難くなる。また、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の表示装置における透明な絶縁基板上に不揮発性メモリの情報記憶保持部を設けた構成では、遮光体の大きさが制限されるので、遮光体の上に光学シートを重ねると、遮光体がある部位とない部位で光学シートに凸凹が生じて、光学シートによる光の進行方向を揃えるという作用効果が損なわれる。ところが、光学シートの大きさが制限されないので、絶縁基板上に光学シートを重ね、そして前記光学シートに遮光体を重ねたら、光学シートが凸凹状態とならず平坦な状態となって、光学シートの作用効果を保つことができる。
【００２８】
例えば、光学シート表面に遮光体が重ね合わされ形成されている。この場合は、遮光体が光学シートに一体化されるので、部品点数が減少し、製造コストの削減かつ製造工程の簡略化等を図ることができる。より具体的には、光学シートに黒色の塗料を塗布するだけで、遮光体を形成することができ、遮光体を安価かつ容易に製造することができる。
【００２９】
また、一方向に透過する光のみに対して集光作用を有し、他方向に透過する光には集光作用を有さない光学シートを用いることができる。この場合、光学シートの集光作用が生じる方に遮光体及び記憶保持部を配置することによって、情報記憶保持部に対する入射光を遮断し、情報記憶保持部からの記憶情報の喪失を防止することができる。
【００３０】
例えば、光学シートは、一方の面が多数のマイクロプリズムを配列してなるプリズム面にされ、他方の面が平滑面にされたプリズムシートである。光学シートは、例えば透明体もしくは不透明体のシートにマイクロプリズムやマイクロレンズなどを配列形成したものであり、安価で加工し易い等の利点がある。また、光学シートは、拡散シート、反射シート、レンズシート、偏光シート等の光学機能を有するシートの総称である。これらの中でも、光の進行方向を揃える効果が最も高いのはプリズムシートである。このプリズムシートでは、様々な方向の光が平滑面に入射して来ると、これらの光の進行方向がプリズム面で揃えられて、進行方向の揃った光がプリズム面から出射される。また、進行方向の揃った光がプリズム面に入射して来ると、この光の進行方向が変更されるかもしくは発散されて、この光が平滑面から出射される。従って、プリズム面と平滑面の向きにより、光学シートの使用方法が異なる。
【００３１】
また、光学シートの少なくとも片面が粘着作用を有しているので、粘着テープ等を用いなくても、光学シートを貼り付けることができ、粘着テープ等の部品点数を減らすことができる。また、光学シートを隙間なく貼り付けることができ、隙間からの光の漏れをなくすことができる。
【００３２】
例えば、光学シートが複数枚の光学シートを重ねた積層構造を有しているとき、光の進行方向をより厳格に制御することができ、遮光体による遮光効果を向上させることができる。また、同一種類同一特性の光学シートを重ね合わせたり、相互に異なる種類もしくは特性の光学シートを重ね合わせて、光の進行方向を制御しても良い。
【００３３】
また、不揮発性メモリは、電荷保持型であり、例えば絶縁基板上に薄膜半導体素子を情報記憶保持部として備える。このような電荷保持型のメモリもしくは薄膜半導体素子は、光が入射する状況において記憶情報を保持することが困難であることから、遮光体及び光学シートの組み合わせにより入射光を効果的に遮断することで、その実用が可能となる。
【００３４】
例えば、絶縁基板の表側と裏側の少なくとも一方に設けられたバックライトモジュールを備える場合は、遮光体及び光学シートを絶縁基板とバックライトモジュールの間に配置する。これにより、バックライトモジュールの光が遮光体及び光学シートで遮断されて、この光が絶縁基板上の不揮発性メモリの情報記憶保持部に入射することがなくなる。また、バックライトモジュールの全域に光学シートを重ねておけば、バックライトモジュールの出射光の方向を光学シートの法線方向に略揃えて、この方向での輝度を上昇させることができ、バックライトモジュールの消費電力の低減を図ることができる。
【００３５】
一方、本発明の表示装置では、上記本発明の半導体装置の絶縁基板上に薄膜半導体素子を形成し、薄膜半導体素子を半導体装置の不揮発性メモリの情報記憶保持部の記憶素子として用い、かつ薄膜半導体素子を表示素子の駆動に用いている。従って、同一の製造工程で、絶縁基板上に表示素子駆動用の薄膜半導体素子と不揮発性メモリ用の薄膜半導体素子を同時に形成することができ、表示装置の小型化や低消費電力化を図ることが可能となる。しかも、遮光体及び光学シートにより不揮発性メモリ用の薄膜半導体素子への入射光が遮断されるので、薄膜半導体素子からの電荷の流出、つまり記憶情報の喪失を防止することができる。このように表示素子駆動用の薄膜半導体素子と不揮発性メモリ用の薄膜半導体素子を必要とする表示装置としては、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等がある。
【００３６】
例えば、半導体装置の不揮発性メモリは、表示装置の制御に用いられるガンマ補正値又は表示装置を構成する対向基板の電極の電圧補正値を記憶する。
【００３７】
また、光が絶縁基板の表側と裏側に入射する場合は、表側と裏側に遮光体及び光学シートをそれぞれ設けることにより、表側と裏側の入射光を遮断することができる。
【００３８】
また、本発明の携帯機器は、上記本発明の表示装置を備えているので、同様の作用効果を奏する。携帯機器としては、ノート型パソコン、携帯電話、携帯情報端末等がある。
【００３９】
尚、上記本発明の種々の構成は、相互に組み合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の一実施形態を、添付図面を参照しつつ説明する。
【００４１】
図１は、本発明の半導体装置の実施形態１を概略的に示す断面図である。本実施形態の半導体装置１は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の表示装置に適用されることを前提としており、その表示パネルに含まれる。このため、半導体装置１には、表示装置内部もしくは外部からの光が入射する。
【００４２】
また、半導体装置１は、電荷保持型の不揮発性メモリを有しており、仮に不揮発性メモリに光が入射したならば、不揮発性メモリの電荷が流出して、その記憶情報が失われる。
【００４３】
このため、半導体装置１は、その不揮発性メモリに光が入射しないように構成するべく、絶縁基板２と、絶縁基板２上に形成された不揮発性メモリ４と、不揮発性メモリ４の情報記憶保持部３下側を覆う下側遮光体５と、不揮発性メモリ４の情報記憶保持部３上側を覆う上側遮光体６と、下側遮光体５の更に下側に配置された下側光学シート７と、上側遮光体６の更に上側に配置された上側光学シート８とを備えている。
【００４４】
不揮発性メモリ４は、下側遮光体５と上側遮光体６間に挟みこまれて覆われ、更に下側光学シート７と上側光学シート８によっても覆われ、これらの遮光体５、６及び光学シート７、８により不揮発性メモリ４の情報記憶保持部３に対する入射光が効果的に遮断される。
【００４５】
次に、絶縁基板２、不揮発性メモリ４、遮光体５、６、光学シート７、８について、個別に詳しく説明する。
【００４６】
絶縁基板２は、絶縁性を有する透明な基板である。絶縁基板２の材質は、例えば、ガラス基板や、アクリルやポリカーボネート樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂等のプラスチック基板である。
【００４７】
透明な基板を用いるのは、半導体装置１が表示装置の表示パネルに含まれることから、光を絶縁基板２を介して透過させ、この透過した光による画像表示をなし得るようにし、絶縁基板２により光が遮断されて、画像表示が損なわれないようにするためである。例えば、液晶ディスプレイの場合は、バックライトモジュールの光が絶縁基板２を透過する。また、有機ＥＬディスプレイの場合は、表示素子の光が絶縁基板２を透過する。
【００４８】
ところが、絶縁基板２が透明であることから、絶縁基板２上の不揮発性メモリ４を遮光しなければ、表示パネルそのものの光や外部の光が不揮発性メモリ４に入射して、不揮発性メモリの記憶情報が失われる。このため、遮光体５、６及び光学シート７、８による不揮発性メモリ４の遮光が必要となる。
【００４９】
次に、不揮発性メモリ４は、情報記憶保持部３を有している。図１の不揮発性メモリ４では、絶縁基板２上に半導体層９、情報記憶保持部３、及びゲート電極１０を順次積層したものである。半導体層９には、チャネル領域と、その両側のソース領域及びドレイン領域とが形成されており、これらの領域がゲート電極１０の直下に配置される。この不揮発性メモリ４は、電荷保持型のＭＯＮＯＳ型メモリであって、情報記憶保持部３をシリコン窒化膜をシリコン酸化膜で挟持した３層からなる。
【００５０】
このような不揮発性メモリ４は、入射光によりその記憶情報が失われるので、遮光体５、６及び光学シート７、８による遮光が必要になる。
【００５１】
尚、不揮発性メモリ４は、図１の構成もしくは種類に限定されず、入射光によりその記憶情報が失われるものであれば、本実施形態の適用対象となる。
【００５２】
また、不揮発性メモリ４とは、書き込まれた記憶情報を継続的に記憶し続けるものであるが、その記憶時間が明確に規定されはしない。例えば、ＤＲＡＭより記憶情報の保持時間が長いもの、あるいは記憶情報を一定時間以上保持できるものと考えて良い。記憶情報の保持時間は、そのメモリの特性により左右されるが、１時間以上であっても、１０年以上であっても良い。記憶情報の保持時間は、その用途によっては１時間あるいは１日程度であっても良く、また追加書込みなどのリフレッシュ動作を必要に応じて行うことで長期の保持を可能にしても良い。
【００５３】
例えば、不揮発性メモリ４としては、電荷保持型のメモリの他に、強誘電体を利用したＦｅＲＡＭ等のメモリ、磁性体を利用したＭＲＡＭ等のメモリ、抵抗値を利用したＰＲＡＭ、ＲＲＡ等のメモリ、カーボンナノチューブを利用したメモリ等がある。何れの種類のメモリであっても、光が照射されることによって記憶情報が失われたり、ノイズ電流などにより記憶情報の正常な読み出しができなかったりする等の問題が起こり得る。
【００５４】
特に、電荷保持型のメモリは、光の照射によって記憶情報が失われたり、ノイズ電流などにより記憶情報の正常な読み出しができなかったりする等の問題が起きやすい。このため、遮光体５、６及び光学シート７、８による遮光が有意義である。電荷保持型の不揮発性メモリとしては、フローティングゲートを電荷蓄積層とするＥＰＲＯＭ又はＥＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ、シリコン窒化膜を電化保持膜とするＭＯＮＯＳ又はＳＯＮＯＳ、シリコン又は金属等の粒子に電荷を保持するナノドットメモリ等が挙げられる。
【００５５】
ＦｅＲＡＭ、ＰＲＡＭ、ＲＲＡＭ、及びＭＲＡＭは、一般に、図２に示すようにゲート電極１０と情報記憶保持部３とが空間的に分離した構造である。図２の不揮発性メモリ４Ａは、絶縁基板２上に半導体層９を形成し、半導体層９の一箇所にゲート絶縁膜１１及びゲート電極１０を順次積層し、また半導体層９の他の箇所に下側配線電極部１２、情報記憶保持部３、及び上側配線電極部１３を順次積層したものである。半導体層９には、ゲート電極１０と、その両側のソース領域、ドレイン領域とが形成されており、これらの領域がゲート電極１０の直下に配置され、ソース領域又はドレイン領域が下側配線電極部１２に接続されている。
【００５６】
このようなＦｅＲＡＭ、ＰＲＡＭ、ＲＲＡＭ、及びＭＲＡＭは、情報記憶保持部３に光が照射されると記憶情報が失われるので、遮光体５、６及び光学シート７、８により情報記憶保持部３を遮光する必要がある。
【００５７】
また、上側遮光体６と上側配線電極部１３の間には、図示はしていないが、絶縁膜を形成するのが良い。この絶縁膜に上側配線電極部１３を形成することで、設計の自由度が増す。さらに、上側配線電極部１３にも絶縁膜を形成すれば、この絶縁膜により不揮発性メモリ４等を保護することが可能となる。
【００５８】
次に、下側遮光体５及び上側遮光体６は、情報記憶保持部３の上側及び下側をそれぞれ覆い、例えば、室内照明灯や太陽光等の外部からの入射光、及び表示装置のバックライトモジュールや表示素子からの入射光を遮る。不揮発性メモリ４を部品として表示装置に組み込む場合は、不揮発性メモリ４を表示装置の表向き又は裏向きのいずれに取り付けても、外部からの光及びバックライトや表示素子からの光が上側及び下側から入射するので、上側及び下側のいずれにも遮光体を設けている。
【００５９】
下側遮光体５及び上側遮光体６の少なくとも一方は、図１及び図２に示すように情報記憶保持部３からの遮光体のはみ出し長さをＬとし、遮光体と情報記憶保持部３の間の距離をＨとすると、Ｌ／Ｈで定義されるはみ出し度が０．１以上となるように、はみ出し長さＬ及び距離Ｈが設定される。
【００６０】
この結果、遮光体による遮光効果が格段に向上する。はみ出し度Ｌ／Ｈは、基本的に大きい方が好ましくて制限は無く、例えば０．１〜１００００の範囲で設定すれば良いが、コンパクト化、軽量化、侠額縁化等を考慮すると、０．１〜１００に設定するのが好ましい。また、図２の上側遮光体６ように情報記憶保持部３の右側と左側で遮光体のはみ出し度Ｌ／Ｈが異なるようにして構わない。この場合は、小さな方のはみ出し度Ｌ／Ｈが、情報記憶保持部３に対する入射光の遮断効果を左右することになる。
【００６１】
また、遮光体５、６は、情報記憶保持部３に照射される光の強度を減衰させることができるものであれば、その光学的な特性が限定されることはない。例えば、波長３００〜７００ｎｍの光の透過率の平均値が５０％以下となるものが好ましく、その透過率の平均値がより小さくなる程好ましい。最も好ましいのは、０．０１％以下の透過率である。強い光が入射する環境において、より効果的な遮光が可能となるためである。
【００６２】
更に、遮光体５、６の厚みは、特に限定されないが、３ｎｍ〜１ｍｍの範囲で設定するのが好ましい。これにより、十分な遮光性を確保しつつ半導体装置１の厚さの増大を抑えることができる。下側遮光体５及び上側遮光体６の厚さは、互いに同じであっても異なっていてもよい。
【００６３】
遮光体５、６は、例えば、遮光材料だけからなるもの、あるいは基材に遮光材料を含有させたものである。遮光材料は、例えば黒色顔料であり、カーボンブラック（ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラックなど）、グラファイト、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、ペリレンブラック、チタンブラック、シアニンブラック、活性炭、フェライト（非磁性フェライト、磁性フェライトなど）、マグネタイト、酸化クロム、酸化鉄、二硫化モリブデン、クロム錯体、複合酸化物系黒色色素、アントラキノン系有機黒色色素から選ぶことができる。
【００６４】
また、遮光材料は、金属粒子または金属膜であってもよい。金属粒子または金属膜は、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等の周期表１族元素；マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等の周期表２族元素；スカンジウム、イットリウム、ランタノイド元素（ランタン、セリウムなど）、アクチノイド元素（アクチニウムなど）等の周期表３族元素；チタン、ジルコニウム、ハフニウム等の周期表４族元素；バナジウム、ニオブ、タンタル等の周期表５族元素；クロム、モリブデン、タングステン等の周期表６族元素；マンガン、テクネチウム、レニウム等の周期表７族元素；鉄、ルテニウム、オスミウム等の周期表８族元素；コバルト、ロジウム、イリジウム等の周期表９族元素；ニッケル、パラジウム、白金等の周期表１０族元素；銅、銀、金等の周期表１１族元素；亜鉛、カドミウム、水銀等の周期表１２族元素；アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム等の周期表１３族元素；スズ、鉛等の周期表１４族元素；アンチモン、ビスマス等の周期表１５族元素などが挙げられる。一方、合金としては、例えば、ステンレス、銅−ニッケル合金、真ちゅう、ニッケル−クロム合金、鉄−ニッケル合金、亜鉛−ニッケル合金、金−銅合金、スズ−鉛合金、銀−スズ−鉛合金、ニッケル−クロム−鉄合金、銅−マンガン−ニッケル合金、ニッケル−マンガン−鉄合金などがある。
【００６５】
遮光体５、６の形成方法は、特に限定されず、テープ又はシート（以下、「テープ等」と称する）を貼る方法、遮光材料を含む塗料又は樹脂を塗布する方法等が挙げられる。遮光体５、６の形成方法は、互いに同じであっても異なっていてもよい。例えば、遮光体５、６の一方にテープ等を貼る方法で形成し、他方を別の方法で形成してもよい。
【００６６】
以上、遮光体の材料や製造方法については、様々であるが材料や製造方法に特に限定はなく、目的の遮光効果が得られるものであれはよい。
【００６７】
次に、下側光学シート７及び上側光学シート８は、下側遮光体５及び上側遮光体６の更に外側に配置されている。言い換えると、下側遮光体５が下側光学シート７と不揮発性メモリ４の間に配置され、また上側遮光体６が上側光学シート８と不揮発性メモリ４の間に配置されている。
【００６８】
下側光学シート７及び上側光学シート８は、例えば多数のマイクロプリズムを配列形成したプリズム面と平滑面を有するプリズムシートであり、プリズム面側に集光作用があって、平滑面からプリズム面へと透過する光の進行方向を揃える。このプリズムシートは、例えばポリカーボネイトフィルムからなり、図３に示すようにその表面に多数のＶ字状ストライプ溝をそれぞれ平行に配列形成して、プリズム面２０ａを形成し、その裏面に平滑面２０ｂを形成したものである。例えば、Ｖ字状ストライプ溝の角度αが９０°に設定される。
【００６９】
下側光学シート７は、そのプリズム面を情報記憶保持部３に向けて配置され、バックライトモジュールや表示素子からのランダムな進行方向の光が入射して来ると、この光の進行方向を揃えて出射する。この進行方向が揃えられた光は、下側遮光体５により効果的に遮断されるので、バックライトモジュールや表示素子から情報記憶保持部３への入射光量が格段に減少する。また、上側光学シート８は、そのプリズム面を不揮発性メモリ４に向けて配置され、室内照明灯や太陽光からのランダムな進行方向の入射光が入射して来ると、この光の進行方向を揃えて出射する。この進行方向が揃えられた光は、上側遮光体６により効果的に遮断されるので、室内照明灯や太陽光から情報記憶保持部３への入射光量が格段に減少する。従って、外部からの光及びバックライトや表示素子からの光が上側及び下側から入射しても、これらの入射光が効果的に遮断され、情報記憶保持部３への入射光量が著しく減少する。
【００７０】
光学シート７、８は、プリズムシートに限定されず、光の進行方向を所定の方向に揃えることが可能であれば、他の種類のシート、フィルム、パネル等であっても構わない。例えば、多数の半円柱状レンズを平行に形成したレンティキュラーシート、凸レンズまたは凹レンズとして機能するフレネルレンズシート、表面に微小な凸または凹のマイクロレンズを多数形成したマイクロレンズシート、光ファイバーを束にしてシート状にしたもの、レンズやプリズムを光ファイバーの先に付けて束にしてシート状にしたもの、偏光子等を適用することができる。これらは、片面のみに特定の光学特性を有する凹凸を形成したものであるが、両面に同一又は異なる光学特性を有する凹凸を形成したものであってもよい。例えば、両面に互いに直行するマイクロプリズムを形成した２次元プリズムシートは光学シートとして好ましい。また、これらの集光作用を、表面形状を平坦にしたまま部分的に異なる屈折率分布として実現したものであってもよい。
【００７１】
また、光学シート７、８は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂のような機械的強度が大きく、光透過率が高く、成形し易いプラスチックを圧縮成形、ロールプレス、射出成形したり、ＵＶ硬化樹脂の転写により容易に作成することができる。また、凸または凹のマイクロレンズを多数形成したマイクロレンズシートの場合は、これらの成形方法のほか印刷によっても形成することができる。
【００７２】
また、光学シート７、８は、単体のものを用いているが、複数の光学シートを重ねて用いても良く、必要に応じて、同種または異種のものを複数枚重ねて使用することができる。複数枚重ねることにより、光のいずれの進行方向についても揃えることが可能となる。
【００７３】
次に、下側遮光体５及び上側遮光体６と、下側光学シート７及び上側光学シート８の配置関係を説明する。
【００７４】
図１においては、不揮発性メモリ４の情報記憶保持部３を下側遮光体５及び上側遮光体６により覆い、更に下側遮光体５及び上側遮光体６を下側光学シート７及び上側光学シート８により覆っている。
【００７５】
図４（ａ）、（ｂ）は、図１の下側遮光体５と下側光学シート７の配置関係を示している。下側光学シート７は、先に述べたように光の進行方向を揃えるプリズムシート等であり、光の進行方向の発散角を抑えて、集光効果を生じるプリズム面が不揮発性メモリ４の情報記憶保持部３に向くように配置されている。つまり、集光作用がある下側光学シート７のプリズム面が情報記憶保持部３に向けられている。バックライトモジュールや表示素子からのランダムな進行方向の光が下側光学シート７に入射すると、下側光学シート７により光の進行方向が該光学シート７の法線方向に向くように揃えられる。このため、下側光学シート７のプリズム面から出射される光の殆どは、下側光学シート７の法線に対する一定の出射角度±θ度以内で出射されて、下側遮光体５により確実に遮断され、下側遮光体５の周縁を回りこんで入射することがなくなる。これにより、情報記憶保持部３への入射光が効果的に軽減され、情報記憶保持部３からの記憶情報の喪失を防止することができる。
【００７６】
同様に、上側遮光体６と上側光学シート８についても、室内照明灯や太陽光等の外部からの入射光が入射すると、上側光学シート８により入射光の進行方向が該光学シート８の法線方向に向くように揃えられ、上側遮光体６により光が確実に遮断される。
【００７７】
仮に、光学シート７、８を省略して、遮光体５、６だけを配置した場合は、斜めに入射して来た光もしくは回り込んで来た光が遮光体５、６を避けて入射し易くなり、遮光体５、６による遮断効果が低下し、情報記憶保持部３からの記憶情報の喪失を防止することができない。
【００７８】
尚、光学シート７、８は、先に述べたようにレンティキュラーシート、マイクロレンズシート等の他の種類のものであっても良いが、光の進行方向の発散角を抑えて、集光効果を生じる面の方が記憶保持部３に向くように配置する。また、絶縁基板２の一部を不透明にして、この不透明な部分を下側遮光体５としても良い。
【００７９】
引き続いて、下側遮光体５、下側光学シート７、情報記憶保持部３の配置関係を更に詳しく説明する。
【００８０】
まず、図５に示すように下側遮光体５から情報記憶保持部３までの距離をＨとする。この距離Ｈは、下側遮光体５と情報記憶保持部３間に介在する絶縁基板２及び半導体層９の厚みに相当する。絶縁基板２及び半導体層９は、透光性を有する透明体であるから、この透明体の厚みが距離Ｈに等しいといえる。更に、半導体層９が絶縁基板２に比べて十分に薄いことから、この透明体の厚みＨを絶縁基板２の厚みとみなし、この透明体（絶縁基板２）の屈折率をｎとする。
【００８１】
また、情報記憶保持部３からの下側遮光体５のはみ出し長さをＬとする。
【００８２】
更に、下側光学シート７の輝度上昇角をθとする。輝度上昇角θは、下側光学シート７の法線に対する出射角が±θ度以内で出射光の輝度が上昇するような輝度上昇特性における該角度θである。
【００８３】
このように透明体の厚みＨと屈折率ｎ、下側遮光体５のはみ出し長さＬ、及び下側光学シート７の輝度上昇角θを定義すると、スネルの法則より導かれた次式（１）が満たされたときに、下側光学シート７のプリズム面から出射される光の殆どが下側遮光体５により確実に遮断される。つまり、下側遮光体５と下側光学シート７により情報記憶保持部３への入射光が効果的に遮断される。
【００８４】
【数１】
0005121559.tif 000002
尚、半導体層９が絶縁基板２と比べて十分薄く、透明体の厚みを絶縁基板２の厚みとみなしたが、半導体層９が絶縁基板２と比べて十分厚い場合は、透明体の厚みを半導体層９の厚みとみなし、半導体層９の屈折率をｎとしても良い。
【００８５】
また、情報記憶保持部３と下側遮光体５間に単体の透明体があるとみなせず、半導体層９、絶縁基板２などの複数の透明体がある場合は、各透明体の屈折率をｎ1、ｎ2、ｎ3、…、ｎnとし、各透明体の厚みをＨ1、Ｈ2、Ｈ3、…、Ｈnとすると、スネルの法則より導かれた次式（２）が満たされたときに、下側光学シート７のプリズム面から出射される光の殆どが下側遮光体５により確実に遮断される。
【００８６】
【数２】
0005121559.tif 000003
ここで、先に述べたように情報記憶保持部３からの下側遮光体５のはみ出し長さＬと透明体の厚み（距離）Ｈで表されるはみ出し度Ｌ／Ｈが０．１以上となるように、はみ出し長さＬ及び距離Ｈが設定されると、下側遮光体５による遮光効果が格段に向上する。従って、上記式（１）又は（２）を満たし、かつはみ出し度Ｌ／Ｈを０．１以上に設定することにより、情報記憶保持部３に対する入射光をより確実に遮断することができる。
【００８７】
また、上記式（１）、（２）から明らかなように、光学シートの輝度上昇角θが小さく、遮光体と記憶保持部の間の透明体の屈折率ｎが大きく、透明体の厚みＨが薄ければ、下側遮光体５のはみ出し長さＬが短くても、下側遮光体５と下側光学シート７による入射光の遮断効果が得られる。
【００８８】
ただし、上記式（１）、（２）は、光が単数または複数の透明体の界面を一回も反射せずに透過することを前提としている。この前提が十分に満たされる可能性はあるが、仮に透明体の界面で反射が起こったとしても、その反射光の量が透過光量に比べて小さくなるので、上記式（１）、（２）が満たされれば、遮光効果が生じる。遮光効果が若干低下するとしても、下側遮光体５のはみ出し長さＬを長くすれば、その効果の低下分を補足することができる。
【００８９】
勿論、上側遮光体６と上側光学シート８についても、上記式（１）又は（２）を満たし、かつはみ出し度Ｌ／Ｈを０．１以上に設定することにより、情報記憶保持部３に対する入射光をより確実に遮断することができる。
【００９０】
次に、本実施形態の変形例を説明する。
【００９１】
図４（ｃ）においては、下側光学シート７のプリズム面に下側遮光体５を積層して形成したハイブリットシート１７Ａを示している。このような配置構成では、遮光体を別途設ける必要がなくなり、部品点数が減る。この結果、製造コスト削減かつ製造が容易となる。また、ハイブリットシート１７Ａは、例えば光学シートのプリズム面に黒色を塗布するだけで製造でき、安価かつ加工やしやすい等の利点がある。
【００９２】
図４（ｄ）においては、下側光学シート７と下側遮光体５とを一体化したハイブリットシート１７Ｂを示している。このハイブリットシート１７Ｂは、下側光学シート７の一部に遮光材料を含有させて、下側遮光体５を形成したものである。このような配置構成でも、遮光体を別途設ける必要がなくなり、部品点数が減り、製造コストの削減、製造工程の簡単化が可能となる。また、ハイブリットシート１７Ｂは、光学シート７と遮光体５とを別体とした構成と比較すると、２枚分の厚さを一枚分のシート厚さにすることができ、製品や機器の微細化、薄型化に対応することができる。
【００９３】
図４（ｃ）及び図４（ｄ）の構成においては、図４（ａ）の構成と同様に、上記式（１）又は（２）を満たし、かつはみ出し度Ｌ／Ｈを０．１以上に設定することにより、情報記憶保持部３に対する入射光をより確実に遮断することができる。
【００９４】
また、光学シートの輝度上昇角θが小さく、遮光体と記憶保持部の間の透明体の屈折率ｎが大きく、透明体の厚みＨが薄ければ、下側遮光体５のはみ出し長さＬが短くても、下側遮光体５と下側光学シート７による入射光の遮断効果が得られる。
【００９５】
勿論、上側遮光体６と上側光学シート８についても、図４（ｂ）及び図４（ｃ）と同様の構成を適用することができる。
【００９６】
図４(ｅ)は、情報記憶保持部３、下側遮光体５、及び下側光学シート７という順序で、これらを配置している。言い換えると、下側光学シート７を下側遮光体５と情報記憶保持部３の間に配置している。このような配置構成においては、下側遮光体５により斜めに入射して来た光もしくは回り込んで来た光が遮断されず、これらの光が下側遮光体５を避けて入射し得る。ところが、これらの光は、その進行方向が情報記憶保持部３に向いていても、下側光学シート７によりその進行方向が該光学シート７の法線方向に近づくように変更されるので、情報記憶保持部３に入射し難くなる。
【００９７】
ここで、入射光に対する下側光学シート７の光学特性を一定に維持するには、下側光学シート７の平面性を確保する必要がある。ところが、下側遮光体５による遮光エリアは、情報記憶保持部３の部位に限定されるため、図４（ａ）に示すように下側光学シート７を下側遮光体５に重ねると、下側遮光体５の有無により下側光学シート７に凸凹が生じることがあり、下側光学シート７の平面性を保つことが困難になる。
【００９８】
これに対して図４(ｅ)に示すように配置すると、下側遮光体５の有無にかかわらず、下側光学シート７の平面性を確保することができる。
【００９９】
勿論、上側遮光体６と上側光学シート８についても、図４（ｄ）と同様の構成を適用することができる。
【０１００】
図４（ｆ）においては、下側光学シート７の平滑面に下側遮光体５を積層して形成したハイブリットシート１７Ｃを示している。このような配置構成においても、図４（ｅ）と同様に、入射光が下側遮光体５を避けて入射しても、下側光学シート７により入射光の進行方向が変更されるので、入射光が情報記憶保持部３に入射し難くなる。また、遮光体を別途設ける必要がなく、部品点数が減り、製造コストの削減、製造工程の簡略化が可能となる。更に、ハイブリットシート１７Ｃは、例えば光学シートの平滑面に黒色を塗布するだけで製造でき、安価かつ加工やしやすい等の利点がある。
【０１０１】
ところで、図４（ａ）乃至（ｄ）の配置構成では遮光体５、６を表示パネルの内側に配置する必要があり、また図４（ｅ）、（ｆ）の配置構成では遮光体５、６を表示パネルの外側に配置することが可能である。
【０１０２】
例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の表示装置においては、表示パネルの表示素子や駆動回路を透明な基板上に形成している。このため、図４（ａ）乃至（ｄ）の配置構成では、表示パネルの透明な基板上に絶縁基板２を搭載するか、透明な基板を絶縁基板２として兼用し、この絶縁基板２の上に不揮発性メモリ４を形成し、その下側及び上側に遮光体５、６及び光学シート７、８を形成する。この場合、透明な基板上に遮光体５、６及び光学シート７、８を積層することが可能である。このような積層構造においては、遮光体５、６及び光学シート７、８を情報記憶保持部３に近接配置することができるので、光が遮光体５、６及び光学シート７、８を避けて情報記憶保持部３に回り込んで入射することは殆どなく、入射光を効果的に遮断することができる。
【０１０３】
また、図４（ｅ）、（ｆ）の配置構成では、遮光体５、６を表示パネルの透明な基板の外側に配置形成することができ、表示パネルを固定する部品や表示装置外装などを遮光体５、６として兼用することができ、製造コストを抑えることができる。
【０１０４】
更に、表示パネルの内側と外側のいずれにも遮光体５、６を分配して、より高い遮光効果を得るようにしても良い。
【０１０５】
尚、図４（ｃ）、（ｄ）、（ｆ）のハイブリットシートは、光学シート７、８の一部に不透明な遮光体を含むものである。不透明な遮光体は、遮光材料が含まれているか、または光学シートに遮光材料が塗布されていてもよい。遮光材料は、例えば黒色顔料であり、黒色顔料は、例えば、カーボンブラック（ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラックなど）、グラファイト、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、ペリレンブラック、チタンブラック、シアニンブラック、活性炭、フェライト（非磁性フェライト、磁性フェライトなど）、マグネタイト、酸化クロム、酸化鉄、二硫化モリブデン、クロム錯体、複合酸化物系黒色色素、アントラキノン系有機黒色色素から選ぶことができる。あるいは、遮光材料は、金属粒子または金属膜であってもよい。金属粒子または金属膜は、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等の周期表１族元素；マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等の周期表２族元素；スカンジウム、イットリウム、ランタノイド元素（ランタン、セリウムなど）、アクチノイド元素（アクチニウムなど）等の周期表３族元素；チタン、ジルコニウム、ハフニウム等の周期表４族元素；バナジウム、ニオブ、タンタル等の周期表５族元素；クロム、モリブデン、タングステン等の周期表６族元素；マンガン、テクネチウム、レニウム等の周期表７族元素；鉄、ルテニウム、オスミウム等の周期表８族元素；コバルト、ロジウム、イリジウム等の周期表９族元素；ニッケル、パラジウム、白金等の周期表１０族元素；銅、銀、金等の周期表１１族元素；亜鉛、カドミウム、水銀等の周期表１２族元素；アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム等の周期表１３族元素；スズ、鉛等の周期表１４族元素；アンチモン、ビスマス等の周期表１５族元素などが挙げられる。遮光材料は、合金でも良く、例えば、ステンレス、銅−ニッケル合金、真ちゅう、ニッケル−クロム合金、鉄−ニッケル合金、亜鉛−ニッケル合金、金−銅合金、スズ−鉛合金、銀−スズ−鉛合金、ニッケル−クロム−鉄合金、銅−マンガン−ニッケル合金、ニッケル−マンガン−鉄合金などである。
【０１０６】
図６（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、本実施形態の半導体装置を適用した液晶ディスプレイを例示する平面図、裏面図、及び断面図である。尚、図６（ａ）及び（ｂ）では、図示の便宜上、光学シート７、８、及びバックライトモジュール１６を省略している。
【０１０７】
図６において、絶縁基板２は、透明な基板であり、その上に他の透明な対向基板１４が対向配置され、絶縁基板２と透明な対向基板１４間に液晶層、表示素子、表示素子の駆動回路等（図示せず）が挟持されている。この絶縁基板２の上には、透明な対向基板１４だけではなく、不揮発性メモリ４及び上側遮光体６が重ねて設けられている。また、絶縁基板２の下側には、下側遮光体５、下側光学シート７、及びバックライトモジュール１６が順次配置されている。
【０１０８】
不揮発性メモリ４は、絶縁基板２上に搭載され、透明な対向基板１４の一端近傍（液晶ディスプレイの端部近傍）に配置されている。下側遮光体５及び上側遮光体６は、不揮発性メモリ４の下側と上側を覆い、下側光学シート７及び上側光学シート８は、下側遮光体５及び上側遮光体６の下と上に配置されている。
【０１０９】
この不揮発性メモリ４には、例えば液晶ディスプレイの制御に用いられるガンマ補正値又は対向基板１４の電極の電圧補正値等が記憶されている。
【０１１０】
次に、絶縁基板２、バックライトモジュール１６、透明な対向基板１４、遮光体５、６、光学シート７、８について、個別に詳しく説明する。
【０１１１】
絶縁基板２上には表示素子を駆動するためのＴＦＴ（図示せず）がアレイ状に形成されており、このＴＦＴに、画素の表示信号を送受信するための配線ケーブル（例：フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）等）１５が電気的に接続されている。従って、絶縁基板２上には、不揮発性メモリ（電荷保持型のＭＯＮＯＳ型メモリ）４だけではなく、ＴＦＴが形成されている。どちらも絶縁基板２上の薄い半導体層を利用して形成される。不揮発性メモリ４は、情報記憶保持部３を有する点でＴＦＴと異なるが、液晶表示素子駆動用のＴＦＴと同一の製造工程で同時に作製することが可能である。従って、絶縁基板２上にＴＦＴを形成してから、不揮発性メモリ４を後付けする必要がなく、コストダウン及びコンパクト化が容易になる。
【０１１２】
バックライトモジュール１６は、絶縁基板２の下側に配置されている。バックライトモジュール１６は、例えば光を放出する光源（冷陰極管などの線光源や、発光ダイオード（ＬＥＤ）など点光源）と、これらの線光源や点光源を面光源に変換する導光板とを備えている。
【０１１３】
対向基板１４は、絶縁基板２と対向基板１４との間に挟持された液晶層全体に電圧を印加するための基板である。また、対向基板１４上に、ＲＧＢ等のカラーフィルターを積層形成することもある。ここでは、対向基板１４は、不揮発性メモリ４の上方位置から外れるように配置されている。
【０１１４】
この液晶ディスプレイでは、絶縁基板２の上側に対向基板１４を配置し、バックライトモジュール１６の光を絶縁基板２の下側から照射する構成であるが、絶縁基板２の下側に対向基板１４を配置し、バックライトモジュール１６の光を対向基板１４の下側から照射するようにしても良い。このような配置構成は、設計によって自由に変えることができ、どちらの基板を上側にするかに対しては制限が無い。同様に、不揮発性メモリ４を絶縁基板２の上側ではなく下側に配置しても良く、絶縁基板２の上下の向きにも制限は無い。例えば、下側光学シート７よりも上側の各構成要素の上下を反転した構成であっても、同様の効果を得ることができる。
【０１１５】
遮光体５、６は、テープ等である。例えば、上側遮光体６は、図７（ｄ）に示すように黒色着色層１８ａの下面に第１粘着層１８ｂを積層するか、又は図７（ｅ）に示すように黒色着色層１８ａの下面に金属層１８ｅ及び第１粘着層１８ｂを積層した片面接着テープであり、不揮発性メモリ４の情報記憶保持部３を覆うように絶縁基板２に貼り付けられる。この際、上側遮光体６は、配線ケーブル１５の上から不揮発性メモリ４の上まで延ばして貼り付けることが好ましい。これによって、配線ケーブル１５の剥がれを抑制することができる。
【０１１６】
尚、遮光材料を含む塗料又は樹脂を塗布して上側遮光体６を形成する場合でも、上側遮光体６を不揮発性メモリ４の情報記憶保持部３の上から配線ケーブル１５の上まで延ばして形成しもよい。塗料又は樹脂の塗布により形成された遮光材料の膜であっても、配線ケーブル１５の剥がれを抑制することができる。
【０１１７】
また、絶縁基板２の上側に情報記憶保持部３の形成領域を覆って保護するための枠が設けられている場合は、両面接着テープの上側遮光体６をその枠と絶縁基板２の間に配置して、絶縁基板２を接着することが好ましい。この場合、上側遮光体６は、接着と遮光の両方の役割を担うことになる。上側遮光体６は、図７（ａ）に示すように黒色着色層１８ａの両面に第１及び第２粘着層１８ｂ、１８ｃを積層するか、図７（ｂ）に示すように黒色着色層１８ａの下面に白色着色層１８ｄ及び第１粘着層１８ｂを積層し、かつ黒色着色層１８ａの上面に第２粘着層１８ｃを積層するか、又は図７（ｃ）に示すように黒色着色層１８ａの下面に金属層１８ｅ、白色着色層１８ｄ、及び第１粘着層１８ｂを積層し、かつ黒色着色層１８ａの上面に第２粘着層１８ｃを積層した両面接着テープである。
【０１１８】
また、下側遮光体５に、図７（ａ）〜（ｃ）のような両面接着テープを適用しても良い。この下側遮光体５を下側光学シート７と絶縁基板２の間に配置することにより、下側光学シート７と絶縁基板２とを接着することができる。この場合、下側遮光体５は、接着と遮光の両方の役割を担うことになる。
【０１１９】
図６の液晶ディスプレイでは、遮光体５、６となるテープの厚さを１ｍｍ以下にする必要性が特に高い。近年、電子機器の薄型軽量化の要求が高く、薄型軽量化の実現が進んでいることから、遮光体５、６も可能な限り薄く形成する必要があり、不揮発性メモリ４の周辺部のＩＣチップや配線ケーブル等の電子部品等の厚さを考慮すると、遮光体５、６を１ｍｍ以下にすることが好ましい。この結果、表示ディスプレイもしくは表示パネルの厚さ増加を抑制することができる。
【０１２０】
例えば、図６（ｃ）において、一般に、ＴＦＴが形成された絶縁基板２や対向基板１４の厚さは０．７ｍｍ前後である。そして、液晶ディスプレイでは、偏光フィルムや光学補償フィルム等の光学フィルム（図示せず）を絶縁基板２や対向基板１４に貼り付けるため、これらの基板の厚さが約１ｍｍになり、対向基板１４の端部には約１ｍｍの段差が形成される。上側遮光体６が対向基板１４の端部に隣接配置されるため、上側遮光体６となるテープの厚さが対向基板１４の高さ１ｍｍを超えると、上側遮光体６が対向基板１４よりも上方に突出して表示パネルの薄型化を阻害する。また、将来は、表示装置の薄型化が更に進むことが予測されるので、上側遮光体６の厚さが１ｍｍ以下であることが望ましい。
【０１２１】
また、ＴＦＴや光学フィルムを含めた基板の厚みを例示しているが、不揮発性メモリ４の領域に様々な電子部品を搭載するという構成も考えられる。上側遮光体６となるテープを不揮発性メモリ４だけではなくそのような電子部品にも接着する場合は、上側遮光体６の厚さと電子部品の高さの和が対向基板１４の高さ１ｍｍを超えて、上側遮光体６が対向基板１４よりも上方に突出する可能性が高くなる。このため、電子部品の高さに合わせて上側遮光体６を更に薄型化する必要がある。例えば、基板の段差が１ｍｍであり、電子部品の高さが０．９ｍｍであったならば、上側遮光体６の厚さを０．１ｍｍ以下に抑える必要がある。従って、上側遮光体６となるテープは、周辺の搭載部品等に応じて薄膜化する必要がある。
【０１２２】
また、図８に示すように絶縁基板２上に電子部品３７を設けた構成では、上側遮光体６を不揮発性メモリ４の情報記憶保持部３の上から電子部品３７の上まで延ばして配置することが好ましい。これにより、電子部品３７の静電破壊の抑制効果や遮光効果が得られる。電子部品３７は、例えば、ＩＣチップであり、パッケージ（例えば、モールドパッケージ、セラミックパッケージ）などがある。電子部品３７がパッケージされていない場合は、上側遮光体６による電子部品３７の遮光の必要性が大きい。
【０１２３】
次に、下側光学シート７は、下側遮光体５の下側に配置されて、バックライトモジュール１６からの光の進行方向を揃えて、この光を下側遮光体５に入射させる。また、上側光学シート８は、上側遮光体６の上側に配置され、外部からの光の進行方向を揃えて、この光を上側遮光体６に入射させる。
【０１２４】
詳しくは、下側光学シート７は、バックライトモジュール１６からの光が該下側光学シート７の法線に対して斜め方向に入射して来ると、この光の進行方向を法線の向きに近づくように変更してから下側遮光体５に出射し、この光が下側遮光体５の周縁を回り込んで不揮発性メモリ４に入射しないようにする。同時に、下側光学シート７は、バックライトモジュール１６からの光を法線の向きに近づくように集光して、表示パネルの正面方向の輝度を増加させ、表示輝度を上昇させる。
【０１２５】
上側光学シート８は、室内照明灯や太陽光等の外部からの光が該上側光学シート８の法線に対して斜め方向に入射して来ると、この光の進行方向を法線の向きに近づくように変更してから下側遮光体５に出射し、この光が下側遮光体５の周縁を回り込んで不揮発性メモリ４に入射しないようにする。同時に、上側光学シート８は、バックライトモジュール１６から下側光学シート７を介して来た光の発散角を大きくして、表示パネルの広視野角や特定視野角への改善と視野角依存性を解消することができる。
【０１２６】
例えば、光学シート７、８の厚さを１ｍｍ以下にするのが望ましい。近年、電子機器は、薄型軽量化が進み薄型化された電子部品の要求が高い。このため、光学シートも可能な限り薄く形成する必要がある。不揮発性メモリ周辺部のＩＣチップや配線ケーブル等の電子部品等の厚さを考慮すると、光学シートを１ｍｍ以下にするのが好ましく、これにより表示装置全体の厚さの増大を抑制することができる。
【０１２７】
光学シートは、一方からの光を集光するか、もしくは光の発散角を狭める役割を果たすものであれば、特に限定はされない。先に述べたようにプリズムシート、レンティキュラーシート、フレネルレンズシート、マイクロレンズシート、光ファイバーを束にしてシート状にしたもの、レンズやプリズムを光ファイバーの先に付けて束にしてシート状にしたもの、偏光子等を適用することができる。
【０１２８】
これらの光学シートの種類、及び使用形態を選択することにより、光の発散角をいずれの方向に対しても縮小したり拡大したり、特定方向のみ縮小したり拡大したりすることができる。バックライトモジュール１６や外部からの入射光については、光学シートにより光の進行方向を揃えて、光の発散角を縮小し、遮光体による光の遮光効果を高めて、情報記憶保持部３への入射光を弱める。また、表示パネル表面から外部に出射される表示光については、光の発散角を拡大して、視野角を拡大させる。
【０１２９】
また、表示パネルにおいて、表示素子のブラックマトリクスを用いている場合、遮光体５、６をブラックマトリクスと共に形成することができ、これにより部品点数を減らすことができる。
【０１３０】
図９は、図６の液晶ディスプレイを適用した携帯電話機を示す平面図である。
【０１３１】
図９に示す携帯電話機２１は、壁部の厚みが０．３ｍｍ以上の着色された合成樹脂からなる本体筐体２２を有しており、本体筐体２２の開口部２２ａに液晶ディスプレイ２３を設け、また本体筐体２２の下側部位に複数の操作キー２４を配設している。液晶表示パネル２３は、図６に示すような構成であり、その表面に上側光学シート８が配置されている。不揮発性メモリ４は、液晶ディスプレイ２３の端部近傍に位置し、開口部２２ａから僅かに外れた位置にある。
【０１３２】
このような構成の携帯電話機２１では、バックライトモジュール１６の光が本体筐体２２内部から開口部２２ａへと照射されるが、この光の進行方向が下側光学シート７により揃えられてから、この光が下側遮光体５（図６に示す）に入射するため、この光が下側遮光体５により確実に遮断されて不揮発性メモリ４に入射することはない。これにより、不揮発性メモリ４の情報記憶保持部３からの記憶情報の喪失が防止される。
【０１３３】
また、バックライトモジュール１６（図６に示す）の光は、上側光学シート８を透過するときに、その発散角を大きくされる。これにより、表示パネルの視野角が改善されて広くされる。
【０１３４】
尚、本実施形態の半導体装置もしくは図６の液晶ディスプレイは、携帯電話機だけではなく、ＰＤＡをはじめとする端末情報機器、パソコンモニターや液晶テレビ等の表示機器、カーステレオ、カーナビゲーションシステム等のモニター等に適用することができる。
【０１３５】
次に、本実施形態の半導体装置について、効果の実証実験を行ったので、その結果を説明する。
【０１３６】
ここでは、下側光学シート７を設けたことによる効果、及び下側光学シート７の輝度上昇角θを６０度以内にしたことによる効果を実証するための実験について説明する。
【０１３７】
下側光学シートを設けたことによる効果について調べた実験では、図１０に示すような半導体装置１Ｂを用いた。この半導体装置１Ｂの不揮発性メモリ４Ｂは、ＭＯＮＯＳ構造を持つ不揮発性メモリである。下側遮光体５の透過率は０．０１％以下であり、また情報記憶保持部３からの下側遮光体５のはみ出し長さの短い方をＬとし、このＬの長さを約０．４ｍｍとする。更に、半導体層９に比べ絶縁基板２の厚さが十分大きいので、下側遮光体５と情報記憶保持部３の距離Ｈを絶縁基板２の厚さ０．７ｍｍとする。従って、Ｌ／Ｈ＝４／７＝０．５７となる。
【０１３８】
下側光学シート７として、輝度上昇角θ＝６０度、４５度、２５度の特性を有するそれぞれのプリズムシートを交換して用いた。
【０１３９】
この下側光学シート７の下方にバックライトモジュールを配置し、このバックライトモジュールの光を下側光学シート７の下方から照射した。このバックライトモジュールは、ＬＥＤの光源を用いるタイプのものであり、そのＬＥＤの光を導光板によって誘導して面状に広げ、この広げられた光を拡散シートによって面状でムラの少ない均一な光に調整し、この均一な光を照射する。このようなバックライトモジュールは、液晶ディスプレイで通常に用いられる構成のものである。
【０１４０】
このような条件で、バックライトモジュールの８０００カンデラの光を下側光学シート７の下方から照射し、不揮発性メモリ４の情報記憶保持部３の閾値変化時間を評価した。その結果は、図１１に示すようなものとなった。
【０１４１】
評価に使用した不揮発性メモリ４は、通常のＭＯＮＯＳメモリであり、電圧を印加することで閾値を変化させて記憶状態を識別している。このメモリに光が当ると、記憶状態を示す閾値が変化する。「閾値変化時間」とは、電圧印加によってシフトした量を「１」として規格化し、光によって閾値が低下するときに、この規格化した値「１」に対して閾値が１０％低下するまでの時間を示すものである。例えば、Ｐ型のメモリ素子において、電圧印加前に閾値が−１Ｖで電圧印加後に＋９Ｖになったとすると、シフトした量が１０Ｖになる。このシフトした量がメモリ素子の特性バラツキにより多少の誤差を生じるため、このシフトした量が９．５Ｖであっても１０．５Ｖであっても全て１と規格化する。そして、光による閾値の低下に伴い、この規格化した値「１」に対して閾値が１０％低下するまでの時間が閾値変化時間である。
【０１４２】
図１１を参照すると、下側光学シートの輝度上昇角が小さいほど、閾値変化時間が長くなっていることが分かる。この結果は、下側光学シート７を設けたことによって記憶情報喪失等の問題が起こり難くなったことを意味している。
【０１４３】
また、輝度上昇角が６０度、４５度、２５度のプリズムシートを配置した状態と、プリズムシートを配置しない状態を比較すると、プリズムシートを配置しない状態では、閾値変化時間が約４×１０5秒と短く、記憶情報が直ちに喪失されることが分る。これに対して、輝度上昇角６０度のプリズムシートを配置すると、閾値変化時間が６×１０5秒と確実に長くなる。また、輝度上昇角を４５度、２５度と小さくする程、閾値変化時間が１．０×１０6秒、１．５×１０6秒とより長くなって、記憶情報がより長い時間保持されることが分る。輝度上昇角が６０度、４５度、２５度のプリズムシートを配置した状態での閾値変化時間とプリズムシートを配置しない状態での閾値変化時間との比を求めると、１．５倍、２．５倍、３．７倍となる。
【０１４４】
このような実証実験から、遮光体を設けただけでは十分な遮光効果が得られず、遮光体及び光学シートを併用すると、遮光効果が著しく向上することが分る。また、プリズムシートの輝度上昇角６０度以下のときに、光学シートによる効果が得られることが分る。輝度上昇角60度の場合でも、閾値変化時間が長くなり、光学シートによる効果がある。また、より閾値変化時間を長くする必要がある場合は、特に輝度上昇角25度を用いる必要がある。また、表示装置、例えば携帯電話に用いるときは、視野角を抑える必要があり、かつ室外で使用する頻度がおおいため、太陽光をよく浴びるので、輝度上昇角がより狭い25度を用いると良い。また例えば、室内で使用する、大画面テレビなどは、バックライトを輝度上昇角の狭い25度の光学シートで、法線方向に光を集め、その後、記憶保持部を通った光を、輝度上昇角の広い60度の光学シートを用いると、視野角を広くすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】本発明の半導体装置の実施形態１を概略的に示す断面図である。
【図２】図１における不揮発性メモリの変形例を示す断面図である。
【図３】図１における光学シートの一例を拡大して示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は、下側遮光体、下側光学シート、及び情報記憶保持部の配置例を示す図である。
【図５】図１における下側光学シート、下側遮光体、及び絶縁基板を拡大して示す断面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、図１の半導体装置を適用した液晶ディスプレイを例示する平面図、裏面図、及び断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は、遮光体を例示する断面図である。
【図８】図６の液晶ディスプレイに電子部品を付加して示す平面図である。
【図９】図６の液晶ディスプレイを適用した携帯電話機を示す平面図である。
【図１０】実証実験に用いられた半導体装置の構成を示す断面図である。
【図１１】実証実験の結果、すなわち輝度上昇角と閾値変化時間との関係を示すグラフである。
【図１２】従来の半導体装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１４６】
１  半導体装置
２  絶縁基板
３  情報記憶保持部
４  不揮発性メモリ
５  下側遮光体
６  上側遮光体
７  下側光学シート
８  上側光学シート
９  半導体層
１０  ゲート電極
１１  ゲート絶縁膜
１２  下側配線電極部
１３  上側配線電極部
１４  対向基板
１５  配線ケーブル
１６  バックライトモジュール
１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ  ハイブリットシート
１８ａ  黒色着色層
１８ｂ  第１粘着層
１８ｃ  第２粘着層
１８ｄ  白色着色層
１８ｅ  金属層
２０ａ  プリズムシートのプリズム面
２０ｂ  プリズムシートの平滑面
２１  携帯電話機
２２  本体筐体
２３  液晶ディスプレイ
２４  操作キー
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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