(57)【要約】反射型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置は、装置の周辺領域に形成された第１金属層（２２０）（画素金属層）の周辺部と装置の画素領域に形成された第２金属層（２２４）の遮光部との間に延在する壁部（２２６）を有する。この構造は、装置の周辺領域の基板に光が到達するのを防止する。したがって、装置の周辺領域に形成された第２金属層の一部を、信号伝送に用いることができる。
2004522197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素領域及びそれに隣接する周辺領域を有する液晶ディスプレイ装置であって、
−  シリコン基板と、
−  前記画素領域の画素電極のアレイ及び前記周辺領域の周辺部を有する、前記基板の上の第１金属層と、
−  前記画素領域の遮光部及び前記周辺領域の複数の信号伝送ラインを有する、前記第１金属層と前記基板との間の第２金属層と、
−  前記第２金属層の遮光部の上に存在し、前記第１金属層の周辺部にほぼ延在する壁部とを具えることを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項２】
前記壁部を前記画素領域の周りで連続的に形成したことを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレイ。
【請求項３】
前記壁部が不透明材料を含むことを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレイ。
【請求項４】
前記第２金属層と前記基板との間に第３及び第４金属層を更に具え、これら第３及び第４金属層がそれぞれ、前記周辺領域に複数の他の信号伝送ラインを有することを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレイ。
【請求項５】
前記第２金属層の遮光部の電位が、前記第１金属層の周辺部の電位と異なることを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレイ。
【請求項６】
画素領域及びそれに隣接する周辺領域を有する液晶ディスプレイ装置であって、
−  シリコン基板と、
−  前記画素領域の画素電極のアレイ及び前記周辺領域の周辺部を有する、前記基板の上の第１金属層と、
−  前記画素電極のアレイの下の第２金属層と、
−  前記第２金属層と前記第１金属層の周辺部との間にほぼ延在する、前記画素領域のエッジに沿った壁部とを具えることを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項７】
前記壁部を前記画素領域の周りで連続的に形成したことを特徴とする請求項６記載の液晶ディスプレイ。
【請求項８】
前記壁部が不透明材料を含むことを特徴とする請求項６記載の液晶ディスプレイ。
【請求項９】
前記第２金属層が、
−  前記画素領域の遮光部と、
−  前記周辺領域の複数の信号伝送ラインとを具えることを特徴とする請求項６記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１０】
前記第２金属層と前記基板との間に第３及び第４金属層を更に具え、これら第３及び第４金属層がそれぞれ、前記周辺領域に複数の他の信号伝送ラインを有することを特徴とする請求項９記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１１】
前記第２金属層と前記基板との間に第３及び第４金属層を更に具え、これら第３及び第４金属層がそれぞれ、前記周辺領域に複数の他の信号伝送ラインを有することを特徴とする請求項６記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１２】
画素領域及びそれに隣接する周辺領域を有する液晶ディスプレイ装置であって、
−  シリコン基板と、
−  遮光部とを具え、その遮光部が、
前記遮光領域の周辺部を有する第１金属層と、
前記画素領域の第２金属層の一部と、
前記画素領域で前記第１金属層と前記第２金属層の一部との間にほぼ延在する壁部とを有することを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項１３】
前記第１金属層が、前記画素領域に画素電極のアレイを更に具えることを特徴とする請求項１２記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１４】
前記第１金属層が、前記基板の上で前記第２金属層より長い距離を有することを特徴とする請求項１２記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１５】
前記第２金属層が、前記周辺領域に複数の信号伝送ラインを更に有することを特徴とする請求項１２記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１６】
前記第２金属層と前記基板との間に第３及び第４金属層を更に具え、これら第３及び第４金属層がそれぞれ、前記周辺領域に複数の他の信号伝送ラインを有することを特徴とする請求項１５記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１７】
画素領域及びそれに隣接する周辺領域を有する液晶ディスプレイ装置であって、
−  シリコン基板と、
−  前記画素領域の画素電極のアレイ及び前記周辺領域の周辺部を有する、前記基板の上の第１金属層と、
−  前記画素領域の遮光部及び前記周辺領域の複数の信号伝送ラインを有する、前記第１金属層と前記基板との間の第２金属層と、
−  各々が前記周辺領域に複数の他の信号伝送ラインを有する、前記第２金属層と前記基板との間の第３及び第４金属層とを具えることを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項１８】
前記第３及び第４金属層が、前記液晶ディスプレイ装置の互いに直交する行列ラインを形成することを特徴とする請求項１７記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１９】
画素領域及びそれに隣接する周辺領域を有する液晶ディスプレイ装置の製造方法であって、
−  前記基板の上に第１金属層を形成し、
−  前記画素領域の画素電極のアレイ及び前記周辺領域の周辺部を有する第２金属層を、前記第１金属層の上に形成し、
−  前記第１金属層と前記画素金属層の周辺部との間にほぼ延在する、前記画素領域のエッジに沿った壁部を形成することを特徴とする液晶ディスプレイの製造方法。
【請求項２０】
前記壁部を前記画素領域の周りで連続的に形成したことを特徴とする請求項１９記載の液晶ディスプレイの製造方法。
【請求項２１】
前記壁部が不透明材料を含むことを特徴とする請求項１９記載の液晶ディスプレイの製造方法。
【請求項２２】
前記第１金属層を形成するに際し、
−  前記画素領域に遮光部を形成し、
−  前記周辺領域に複数の信号伝送ラインを形成することを特徴とする請求項１９記載の液晶ディスプレイの製造方法。
【請求項２３】
前記画素電極を前記第１金属層の一部に接続する複数のビアを、前記壁部を形成する処理工程と同一処理工程に形成したことを特徴とする請求項１９記載の液晶ディスプレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＣＯＳ(liquid crystal on silicon)装置のような液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置の分野に関し、特に、そのような装置の遮光に関する。
【背景技術】
【０００２】
反射型ＬＣＤ装置は周知である。そのような装置、特にアクティブマトリックス装置の例は、米国特許番号第６，０２３，３０９号及び米国特許番号第６，０５２，１６５号に示されている。以下の説明を参照することによって、そのような装置の従来の特徴との関連が理解できるので、本発明の特徴のみを説明する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１は、典型的な従来の反射型ＬＣＤ装置１００の一部を示す。反射型ＬＣＤ装置１００を、一般的には、画素領域１００ａ（アクティブ領域）と、周辺領域１００ｂとに分割することができる。画素領域１００ａは、画素のアレイを有し、周辺領域１００ｂは、駆動信号を画素の各々に供給する駆動回路１０５を有する。
【０００４】
ＬＣＤ装置１００は、関連の部分において、シリコン基板１１０、絶縁層１１２、液晶層１１４、インジウム酸化第一錫（ＩＴＯ）のような透明電極１１６、及びガラス層１１８とを具える。反射ミラー（画素）金属層１２０は、絶縁層１１２の上の液晶層１１４の下に設けられる。ミラー金属層１２０は、画素領域１００ａに複数の反射型画素電極１２０ａを有し、光透過領域１２２は、画素電極１２０ａ間に配置される。
【０００５】
絶縁層１１２の中のミラー金属層１２０と基板１１０との間にも、少なくとも三つの金属層１２４，１２８及び１３０が設けられている。画素領域１００ａにおいて、金属層１２８及び１３０は、互いに直交する行ライン及び列ラインを形成し、それは、下の基板１１０に形成される画素に対する（図１に示さない）ＭＯＳトランジスタのゲート電極及びソース電極に接続される。周辺領域１００ｂにおいて、金属層１２８及び１３０は、駆動回路１０５の種々の信号を伝送する信号伝送線を形成する。また、第１、第２、第３及び第４金属層１２０，１２４，１２８，１３０の種々の部分を互いに接続する金属プラグ又はビア(via)１３２が設けられる。
【０００６】
さらに、金属層１２４を設けて、画素１２０ａ間の透過領域１２２を通じるように光が装置に入射して基板１１０に到達することによって漏れ電流が生じ又は適切な装置の動作に障害が生じるのを防止する。金属層１２８又は１３０の一部が偶発的に装置への入射光の一部を遮断する間、図１の構造は、周辺領域１００ｂにおいて必要な遮光を行なうために、個別の専用の金属層１２４を必要とする。この理由は、二つの金属層１２０と１２４との間で取り出された光がこれらの層の間の複数回の反射のために長距離を伝播するおそれがあるからである。
【０００７】
周辺領域１００ｂの基板１００に光が到達するのを防止するのに従来の解決で十分であるが、周辺領域１００ｂに他の専用の金属層１２４が必要となる。しかしながら、金属層１２４を遮光専用にする代わりに周辺領域１００ｂの駆動回路信号伝送用にも使用し得る場合、駆動回路１０５に必要な領域も減少することができる。
【０００８】
したがって、従来の装置の周辺領域に個別の専用の金属層を用いることなく個別の専用の金属層の遮光機能を達成するのが望ましい。他の目的及び利点を後に明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
したがって、一態様において、本発明は、この領域に専用の金属層を設けることなく装置の周辺駆動回路領域の光を遮断する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を提供する。
【００１０】
したがって、画素領域及びそれに隣接する周辺領域を有する液晶ディスプレイ装置であって、シリコン基板と、前記画素領域の画素電極のアレイ及び前記周辺領域の周辺部を有する、前記基板の上の第１金属層と、前記画素領域の遮光部及び前記周辺領域の複数の信号伝送ラインを有する、前記第１金属層と前記基板との間の第２金属層と、前記第２金属層の遮光部の上に存在し、前記第１金属層の周辺部にほぼ延在する壁部とを具えることを特徴とする液晶ディスプレイを設ける。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図２は、本発明の１以上の態様による反射型ＬＣＤ装置２００の部分断面図である。明瞭及び簡単のために、本発明に関する装置の部分を示す。反射型ＬＣＤ装置２００を、一般には画素領域２００ａ（アクティブ領域）と、周辺領域２００ｂとに分割することができる。画素領域２００ａは、画素のアレイを有し、周辺領域２００ｂは、画素の各々に駆動信号を供給する駆動回路２０５を有する。
【００１２】
ＬＣＤ装置２００は、関連の部分において、シリコン基板２１０と、その上に順次設けられた絶縁層２１２、液晶層２１４、インジウム酸化第一錫（ＩＴＯ）のような透明電極２１６、及びガラス層２１８とを具える。第１金属層（画素金属層）２２０は、絶縁層２１２の上の液晶層２１４の下に設けられる。第１金属層２２０は、画素領域２００ａに形成された複数の反射型画素電極２２０ａと、ＬＣＤ装置２００の周辺領域２００ｂに形成された周辺領域２２０ｂとを有する。光透過領域２２２は、画素電極２２０ａ間に配置される。好適には、第１金属層２２０の周辺部２２０ｂは、周辺領域２００ｂにおいてほぼ連続している。
【００１３】
また、第２金属層２２４が、第１金属層２２０と基板２１０との間に設けられる。第２金属層２２４は、画素領域２００ａの遮光部２２４ａと、周辺領域２００ｂの信号伝送ライン２２４ｂとを有する。遮光部すなわち壁部２２６を、第２金属層２２４の遮光部２２４ａと第１金属層２２０の周辺部２２０ｂとの間でほぼ延在するように設ける。好適には、壁部２２６を、画素領域２００ａと周辺領域２００ｂとの間の境界で遮光部２２４ａのエッジの上又は付近に設ける。好適には、壁部２２６を、画素領域２００ａの周辺で連続的に形成する。また、好適には、壁部２２６は、第２金属層２２４の遮光部２２４ａを第１金属層２２０の周辺部２２０ｂに接続するよう垂直方向に延在する。また、第３金属層２２８及び第４金属層２３０を、第２金属層２２４と基板２１０との間に設ける。また、第１金属層１２０、第２金属層１２４、第３金属層１２８及び第４金属層１３０の種々の部分を互いに接続するために金属プラグ又はビア１３２を設ける。
【００１４】
実施の形態の種々の適切な素子の動作を説明する。
画素領域２００ａにおいて、第３金属層２２８及び第４金属層２３０は、互いに直交する行列ラインを形成し、それは、下にある基板２１０に形成された各画素に対する（図２に示さない）ＭＯＳトランジスタのゲート電極及びソース電極に接続される。周辺領域２００ｂにおいて、第３金属層２２８及び第４金属層２３０は、駆動回路２０５の種々の信号を伝送するのに用いられる。
【００１５】
好適には、第１金属層２２０をミラー（画素）金属層とし、周辺部２２０ｂが、周辺部２００ｂの基板２１０にほとんど到達しないように周辺部２００ｂに直接当たる光をほとんど遮断する。同様に、第２金属層２２４の遮光部２２４ａは、画素電極２２０ａ及び第３金属層２２８と共同して、画素領域２００ａの基板にほとんど到達しないように画素領域２００ａに直接当たる光をほとんど遮断する。
【００１６】
同時に、壁部２２６は、第２金属層２２４の遮光部２２４ａ及び第１金属層２２０の周辺部２２０ｂと共同して、装置２００の周辺部２００ｂの基板２１０に指導され又は反射されないようにするよう（光透過領域２２２を通じて画素領域２００ａに入射する光のような）光をほとんど遮断する遮光構造を形成する。したがって、周辺領域２００ａの第２金属層２２４の一部を遮光専用にする必要がなくなり、それを、第３金属層２２８及び第４金属層２３０と共同して駆動回路の信号を伝送する信号伝送ライン２２４ｂを形成することができる。したがって、駆動回路に必要な領域、したがって、全装置サイズを減少することができる。この場合、更に多くの装置をウエファ上にパターニングすることができ、生産量が増大する。
【００１７】
一実施の形態において、壁部２２６は、第１金属層２２０と第２金属層２２４との間で垂直方向に延長するとともにこれらを接続するために約１μｍの高さを有する。この場合、壁部２２６の厚さを約０．６μｍとする。
【００１８】
好適な実施の形態において、壁部２２６は、垂直に延在する孔を絶縁層２１２にパターン化するとともに第１金属層２２０の堆積前に遮光材料を堆積することによって形成される。また、好適には、壁部２２６をタングステンによって構成する。この場合、遮光壁２２６は、絶縁層２１２のビア２３２と同一材料で構成され、したがって、他の処理工程を必要としない。
【００１９】
しかしながら、他の遮光材料及び製造方法を用いることもできる。他の実施の形態において、他の不透明絶縁材料（例えば、ＴｉＮ）の層を用いて、遮光壁部２２６を形成することができる。この場合、第２金属層２２４の遮光部２２４ａに存在する電位又は電気信号は、第１金属層２２０の周辺部２２０ｂに存在する電位又は電気信号と異なる。したがって、例えば、第２金属層２２４の遮光部２２４ａを接地するのが便利である場合、不所望な電気的なショートが生じるのを防止するために、第１金属層２２０の周辺部２２０ｂをアースから絶縁することができる。
【００２０】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】周辺領域に個別の専用の遮光層を有する従来の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置の断面図である。
【図２】本発明の１以上の態様による遮光構造を有するＬＣＤ装置の一実施の形態の部分断面図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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