(57)【要約】【課題】  光リークを抑制するとともに、干渉の影響を少なくする。【解決手段】  液晶を挟んで透明基板と対向配置され反射型液晶表示装置を構成する半導体基板を含む反射型液晶表示装置用基板であって、透明基板と対向するように前記半導体基板の上方に配置された複数の反射電極（２２，２３）と、上方から複数の反射電極（２２，２３）の間隙２４を通って進入する光を上方に反射するために、半導体基板と反射電極（２２，２３）との間に配置された金属層１７と、を有し、金属層１７は間隙２４に対応する領域に凹部１９を有する。【選択図】  図１
2009139934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶を挟んで透明基板と対向配置され反射型液晶表示装置を構成する半導体基板を含む反射型液晶表示装置用基板であって、
前記透明基板と対向するように前記半導体基板の上方に配置された複数の反射電極と、
前記上方から複数の前記反射電極の間隙を通って進入する光を前記上方に反射するために、前記半導体基板と前記反射電極との間に配置された金属層と、
を有し、
前記金属層は、前記間隙に対応する領域に第１の反射表面を有し、前記領域を除いて平坦な第２の反射表面を有し、前記第１の反射表面が前記第２の反射表面より前記半導体基板に近いことを特徴とする反射型液晶表示装置用基板。
【請求項２】
前記第２の反射表面と反射電極との間の距離が前記光の波長範囲より短く、前記第１の反射表面と反射電極の反射表面との距離が光の波長範囲より長いことを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示装置用基板。
【請求項３】
少なくとも前記第２の反射表面上に配置された反射防止膜を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の反射型液晶表示装置用基板。
【請求項４】
前記反射防止膜は、前記第１及び第２の反射表面上に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の反射型液晶表示装置用基板。
【請求項５】
前記反射防止膜は、前記第２の反射表面上にのみ配置されていることを特徴とする請求項３に記載の反射型液晶表示装置用基板。
【請求項６】
前記金属層は前記反射電極のスルーホールとの間に隙間を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の反射型液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の反射型液晶表示装置用基板と、前記反射型液晶表示装置用基板に対向して配置された前記透明基板と、前記反射型液晶表示装置用基板と前記透明基板との間に配置された液晶と、を有することを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の反射型液晶表示装置を１枚以上使用した液晶プロジェクター装置。
【請求項９】
液晶を挟んで透明基板と対向配置され反射型液晶表示装置を構成する半導体基板を含む反射型液晶表示装置用基板であって、
前記透明基板と対向するように前記半導体基板の上方に配置された複数の反射電極と、
前記上方から複数の前記反射電極の間隙を通って進入する光を前記上方に反射するために、前記半導体基板と前記反射電極との間に配置された金属層と、
を有し、
前記金属層は、前記間隙に対応する領域に凹部を有することを特徴とする反射型液晶表示装置用基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶を用いて画像、文字等を表示する反射型液晶表示装置、この反射型液晶表示装置に用いられる基板、この反射型液晶表示装置を用いた液晶プロジェクター装置及びリアプロジェクション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
反射型液晶表示装置では、透明基板側から入射し、液晶層を透過した光の多くは、反射特性を有する画素電極（反射電極）で反射する。しかし、液晶層を透過した光の一部は、反射電極間の隙間に入る。反射電極間の隙間に入った光は、配線間の層間膜（通常はＳｉＯ２などの誘電体）を伝播して電極間で反射し減衰しながら、あるいは、配線である金属電極を透過し減衰しながら、ある確率で下地のシリコン基板に達する。その光によって生成されたキャリアは、反射電極の保持電圧を変化させる。この現象を光リークと言う。
【０００３】
正負フィールド反転動作（基準電圧に対して正負で絶対値が等しい電圧を倍速の動作でそれぞれ１度づつ書き込む）の場合、光リークが基準以上になると、光リークによる保持電圧の変化は常に同一方向なので正負フィールドの電圧が実質上同じ絶対値にはならない。このため、フリッカー（正負フィールドで明るさの差）が生じる。現象的には、このフリッカーを測定することで、光リークの程度を見積もることができる。
【０００４】
光リークに関して、シリコン基板に到達する光の量を制限することで、実質上反射電極の保持電圧の変化を抑えることが可能になっている。シリコン基板に到達する光の量を制限する方法の一つとして、反射電極の直下に遮光層を設けることにより、反射電極間の隙間から直接入ってきた光を減衰させる方法がある。また、遮光層と反射電極間の光が伝播する層間膜厚を薄くし伝播する経路を細くすることで層間膜を通しての伝播光量を抑える方法がある。さらに、光が伝播する層間膜の上下の電極の層間膜側に反射防止膜を形成することで、光量をより減衰させる方法がある。
【０００５】
特許文献１には、光リーク抑制のため、反射電極と遮光層との間の距離を小さくすることが開示されている。
【０００６】
特許文献２には、遮光層と反射防止膜とを２重構造となっており、反射電極隙間では、反射防止膜がない構造が開示されている。
【０００７】
特許文献３には、遮光層が２層で、その上層は反射電極に接続されてかつ反射電極隙間には存在せず、下層の遮光層は反射電極に接続されてなく、平坦となっている構造が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２２１７１７号公報
【特許文献２】特開２００４−００４３３７号公報
【特許文献３】特開２００５−３２６６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者は、光リーク抑制のため、反射電極と遮光層との間の距離を小さくすると、遮光層で反射して反射電極間の隙間から出てくる光と反射電極で反射する光との間で干渉を生ずる課題があることを見いだした。
【０００９】
本発明の目的は、光リークを抑制するとともに、干渉の影響を少なくする反射型液晶表示装置用基板、それを用いた反射型液晶表示装置、液晶プロジェクター装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の反射型液晶表示装置用基板は、液晶を挟んで透明基板と対向配置され反射型液晶表示装置を構成する半導体基板を含む反射型液晶表示装置用基板であって、前記透明基板と対向するように前記半導体基板の上方に配置された複数の反射電極と、前記上方から複数の前記反射電極の間隙を通って進入する光を前記上方に反射するために、前記半導体基板と前記反射電極との間に配置された金属層と、を有し、前記金属層は、前記間隙に対応する領域に第１の反射表面を有し、前記領域を除いて平坦な第２の反射表面を有し、前記第１の反射表面が前記第２の反射表面より前記半導体基板に近いことを特徴とする。
【００１１】
また本発明の反射型液晶表示装置用基板は、液晶を挟んで透明基板と対向配置され反射型液晶表示装置を構成する半導体基板を含む反射型液晶表示装置用基板であって、前記透明基板と対向するように前記半導体基板の上方に配置された複数の反射電極と、前記上方から複数の前記反射電極の間隙を通って進入する光を前記上方に反射するために、前記半導体基板と前記反射電極との間に配置された金属層と、を有し、前記金属層は、前記間隙に対応する領域に凹部を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の反射型液晶表示装置は、上記本発明の反射型液晶表示装置用基板と、前記反射型液晶表示装置用基板に対向して配置された前記透明基板と、前記反射型液晶表示装置用基板と前記透明基板との間に配置された液晶と、を有するものである。
【００１３】
本発明の液晶プロジェクター装置は上記本発明の反射型液晶表示装置を用いたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光リークを抑制しつつ、遮光層から戻ってくる光と反射電極による反射光の干渉の強弱の差異を小さく抑えられるため、干渉に寄与する光路差がプロセスばらつきにより変化しても反射強度のばらつきが抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態の説明に先立って、本発明に至る技術的背景について説明する。
【００１６】
本発明者は、図１０に示すように、層間膜を通しての伝播光量を抑えて、光リークを抑制すべく、反射電極（２２，２３）の第１層２３と遮光層１７との間の距離を小さくすることを検討した。しかしながら、本発明者は、検討を進める段階で、遮光層１７で反射して反射電極間の隙間から出てくる光と反射電極で反射する光との間で干渉を生じ、表示に影響を与えることを見いだした。
【００１７】
干渉の強弱は、単純には、反射電極表面と遮光層の反射面との高さの位置の差異（ｄ）で２ｄ＝ｍ＊λ／Ｎのときに強めあい、２ｄ＝（ｍ＋１／２）＊λ／Ｎのときに弱めあうことになる。ここで、ｎは誘電体材料の屈折率、λは入射する光の波長、ｍは０より大きい整数である。よって、遮光層と反射電極間の層間膜の厚さおよび反射電極厚さがばらつくと上記式の強め・弱めあう波長がずれ、反射率の波長分散が変化する。すなわち、ＲＧＢの各波長での反射率がばらつくことになる。光リークを抑制するために、遮光層と反射電極間の距離を小さくすると、遮光層から再度反射電極間の隙間にもどってくる光の強度が増大し、干渉の強弱の差異が大きくなる。
【００１８】
光の強度が減衰する理由は以下のような理由がある。
１）反射電極間隔は、数百ｎｍと可視光の波長と同程度であるので、反射電極間に侵入する光は回折し、侵入する光の強度は垂直からの角度成分を持つようになる。遮光層と反射電極間の隙間との距離（層間膜の厚さとなる）が大きくなることで、遮光層に略垂直に進行する成分が減り、さらに反射した光が再度反射電極間に戻る確率も減少する。
２）遮光層の表面は理想的な平滑面で無いので、遮光層と反射電極間の隙間との距離（層間膜の厚さとなる）が大きくなることで、散乱して反射電極間へ戻らない成分がさらに増加する。
３）誘電体材料中を光が伝播していくため、層間膜を厚さ方向に往復する距離に依存して光の強度は減衰する。層間膜が酸化シリコンの場合には、可視光に対して減衰はほとんどないため、あまり考慮しなくても良い。
【００１９】
そこで、本発明者は、図１１に示すように、光リーク抑制するために、遮光層と反射電極間の距離を小さくしつつ、干渉の影響を抑制した液晶表示装置を得るために、反射電極間の隙間直下において、遮光層に凹部１９を設けた。言い換えれば、反射電極間の隙間直下における遮光層の上面１７Ｂの位置を、反射電極直下における遮光層の略平坦な上面１７Ａ（最も反射電極の裏面に近い上面）よりも半導体基板に近くした。つまり、本発明における遮光層は、半導体基板と反射電極との間に配置されており、上方から複数の反射電極の間隙を通って進入する光を上方に反射するための金属層である。更に、本発明における遮光層は、複数の反射電極の間隙に対応する領域に第１の反射表面１７Ｂを有している。加えて本発明における遮光層は、複数の反射電極の間隙に対応する領域を除いて平坦な第２の反射表面１７Ａを有している。そして、本発明における遮光層は、第１の反射表面１７Ｂが第２の反射表面１７Ａより半導体基板に近い形状を有している。なお、本願において、遮光層の上面とは遮光層の２つの主面のうち、半導体基板側からみて上方の面をいう。また、第２の反射表面における略平坦とは、凹部１９のような所定の処理によって設けられた凹凸を有していない表面状態を意味するものである。
【００２０】
このように、反射電極間の下方に凹部１９を設けることで、遮光層と反射電極間の隙間との距離（層間膜の厚さとなる）が大きくなり、遮光層を反射して再度反射電極間の隙間に戻る光強度は減衰し、反射電極を反射する光との干渉を抑制することができる。本発明においては、特に第２の反射表面１７Ａと反射電極（２２，２３）の第１層２３との間の距離が、使用される光の波長範囲より短いことが好ましい。第２の反射表面１７Ａと反射電極の第１層２３との間の距離が使用される光の波長範囲より短いと、波長分の長さを確保することができず、光が波の形をとることができなくなり、進むことができないと考えられる。これにより、層間膜を通しての伝播光量を抑える効果がより顕著となる。更に、第１の反射表面１７Ｂと反射電極の反射表面との距離が光の波長範囲より長いことが好ましい。これにより、第１の反射表面１７Ｂによって反射する光と反射電極の反射表面によって反射する光との干渉を抑制する効果がより顕著となる。
【００２１】
凹部の幅は、遮光層を反射して再度反射電極間の隙間に戻る光強度を減衰させるためには、反射電極間の隙間と同程度又は隙間よりも大きいことが望ましい。ただし、干渉の抑制の効果が認められ、使用上問題が生じない範囲で、凹部の幅を反射電極間の隙間より小さくしてもよい。
【００２２】
（実施形態１）
図１は、本発明の一実施形態の反射型液晶表示装置の断面図である。図２は図１のＡ部拡大図である。また、図３は本発明の一実施形態の反射型液晶表示装置の一部の平面図及び平面図のＥ−Ｅ線断面を示す断面図である。なお、図３の平面図及び断面図は説明に必要な部分のみを示した図である。
【００２３】
１はｎ型シリコン基板（半導体基板となる）、２は選択酸化膜となるＬＯＣＯＳ（ＬＯＣａｌ  Ｏｘｉｄｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）酸化膜、３はＰＷＬ（Ｐタイプのウェル）、４はゲート酸化膜、４’は保持容量の酸化膜である。また、５は例えば多結晶シリコンからなるゲート電極、５’は保持容量を形成するための例えば多結晶シリコンからなる上側電極、６はＮＬＤ（低濃度Ｎ領域：Ｎ  ｔｙｐｅ  Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ領域）、７はソース領域、７’はドレイン領域である。また、８は保持容量を形成する基板側の電極のｎ型不純物層、９はＰＳＧ  （Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ）、１０はコンタクトホール、１１は第一金属配線層、１２はＰＳＧ、１３は第一スルーホール、１４は第二金属配線層である。また、１５はＰＳＧ、１６は第二スルーホール、１７は第三金属配線層で遮光層（金属層）であり、例えばＡｌ（アルミニウム）系金属である。また、１９は反射電極間の隙間の直下にある第三金属配線層１７の凹部、２０はＰＳＧ、２１は第三スルーホール、２２と２３は第四金属配線層で反射電極であり、２２は反射防止膜、例えばＴｉＮ（窒化チタン）あるいはＴｉ（チタン）、２３はＡｌ系金属である。また、２４は反射電極間の隙間、２５は表面ＳｉＯ２膜、２６と２９は配向膜、２７はガラス基板、２８は透明電極で、透明導電膜、例えばＩＴＯ、あるいはＺｎＯからなり、３０は液晶層である。ｎ型シリコン基板１から配向膜２６までの構成部材で構成される基板は反射型液晶表示装置用基板となる。なお、金属層１７は、上方から複数の反射電極２２，２３の間隙を通って進入する光を上方に反射するために、半導体基板１と反射電極２２，２３との間に配置されている。
【００２４】
ゲート電極５、ソース領域７及ドレイン領域７’のトランジスタが画素のスイッチ用のトランジスタとなっている。ドレイン領域７’は、コンタクトホール１０、第一金属配線層１１、第一スルーホール１３、第二金属配線層１４、第二スルーホール１６、第三金属配線層１７、第三スルーホール２１、を通って反射電極（２２と２３）に接続されている。また、ドレイン領域７’はコンタクトホール１０、第一金属配線層１１、再度コンタクトホール１０を通じて多結晶シリコンの上側電極５’と接続されている。上側電極５’と基板１のｎ型不純物層（基板側の電極）８との間には容量が形成されている。本実施の形態では、基板１は単結晶半導体基板が用いられている。
【００２５】
第一金属配線層１１、第二金属配線層１４、第三金属配線層１７、反射電極となる第四金属配線層（２２と２３）は各画素のスイッチ用のトランジスタを覆うように形成される。これらの金属配線層１１〜（２２と２３）は、基板１に直接入射してしまう直線光を遮光するとともに、各金属配線層の層間膜を通じて伝播する光を反射させながら、その強度を減衰させる機能も果たしている。
【００２６】
反射電極（２２と２３）は本実施の形態では正方形であり、この正方形を並べるようにして、ほぼ隙間なく全面に覆うようにしている。このようにすることで、開口率を１００％に近づけることができる。
【００２７】
この正方形の反射電極がマトリクス状に形成された反射電極側の基板（反射型液晶表示装置用基板）と、透明電極２８を形成した透明基板となるガラス基板２７とを対向して配置し、その間に液晶が両基板に挟まれるように封入されて、液晶層３０を構成している。本実施の形態では、液晶には負の誘電率異方性を有するものが使用されている。
【００２８】
これら二つの基板の各々の表面には液晶を所定の方向に配向するための配向膜２６および配向膜２９が形成されている。配向の方向は正方形の反射電極の辺に対して４５度が一般的に使用されている。
【００２９】
絶縁性部材として、層間膜となるＰＳＧ９，１２，１５，２０が設けられており、それぞれの絶縁性部材の表面は、ケミカルメカニカルポリシング（ＣＭＰ）により研磨されている。
【００３０】
以上説明した、本実施形態の反射型液晶表示装置では、図２に示すように、反射電極（２２と２３）間の直下の遮光層に凹部１９が設けられている。言い換えれば、複数の反射電極の間隙に対応する領域に第１の反射表面を有している。加えて本発明における遮光層は、複数の反射電極の間隙に対応する領域を除いて平坦な第２の反射表面を有している。そして、本発明における遮光層は、第１の反射表面が第２の反射表面より半導体基板に近い形状を有している。凹部１９により、凹部内における遮光層と反射電極間の層間膜となるＰＳＧ２０の厚さが厚くなり、画素間から戻ってくる光と反射電極による反射光の干渉の強弱の差異を小さく抑えることができる。一方、凹部１９を除く遮光層の第２の反射表面と反射電極との間の層間膜の厚さを薄くし伝播する経路を細くすることで、層間膜となるＰＳＧ２０を通しての伝播光量を抑えることができる。
【００３１】
以下、上記反射型液晶表示装置の製造工程について説明する。
【００３２】
まず、不純物濃度が１０１５ｃｍ−３以下であるｎ型シリコン基板１を部分熱酸化し、ＬＯＣＯＳ酸化膜２を形成する。
【００３３】
そして、ＬＯＣＯＳ酸化膜２をマスクとしてボロンをドーズ量１０１２ｃｍ−２程度イオン注入し、不純物濃度１０１５ｃｍ−３程度のｐ型不純物領域であるＰＷＬ３を形成する。一部領域に１０１５ｃｍ−３程度のｎ型不純物濃度の保持容量のｎ型不純物層（下側電極となる）８を形成する。
【００３４】
この基板１を再度熱酸化し、酸化膜厚１００ｎｍ以下のゲート酸化膜４及び保持容量の酸化膜４’を形成する。
【００３５】
次いで、リンを１０２０ｃｍ−２程度ドープしたｎ型ポリシリコンからなるゲート電極５、保持容量を形成する上側電極５’を形成する。その後、基板１全面にリンをドーズ量１０１２ｃｍ−２程度イオン注入し、不純物濃度１０１５ｃｍ−３程度のｎ型不純物領域であるＮＬＤ６を形成する。引き続き、パターニングされたフォトレジストをマスクとして、リンをドーズ量１０１５ｃｍ−２程度イオン注入し、不純物濃度１０１９ｃｍ−３程度のソース領域７及びドレイン領域７’を形成する。
【００３６】
次いで、基板１全面に層間膜であるＰＳＧ９を形成する。このＰＳＧはＮＳＧ（Ｎｏｎｄｏｐｅ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ）／ＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏ−Ｐｈｏｓｐｈ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ）や、ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｏｘｙ−ｓｉｌａｎｅ）で代替することも可能である。
【００３７】
ソース領域７及びドレイン領域７’の直上のＰＳＧ９二コンタクトホール１０となる孔を形成する。その後、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によりＷ（タングステン）をコンタクトホールに埋め、ＰＳＧ上にでている余分なＷをＣＭＰで研磨して除去する。
【００３８】
このＷ電極とソース領域７及びドレイン領域７’とのオーミックコンタクト特性を向上させるために、ＴｉＮ／Ｔｉなどのバリアメタルを、Ｗ電極とソース領域７及びドレイン領域７’との間に形成するのが望ましい。
【００３９】
次いで、第一金属配線層１１を５００ｎｍ形成してパターニングする。第一金属配線層１１としてＡｌなどの金属層の少なくとも上下の一方にＴｉＮを積層しても良い。
【００４０】
全面にＰＳＧ１２を１０００ｎｍ程度成膜する。そして、第一金属配線層１１と第二金属配線層１４とを接続する位置のＰＳＧにスルーホール１３となる孔を形成する。その後、ＣＶＤ法によりＷをスルーホールに埋め、ＰＳＧ上にでている余分なＷをＣＭＰで研磨して除去する。
【００４１】
次いで、第二金属配線層１４を８００ｎｍ形成してパターニングする。第二金属配線層１４としてＡｌ等の金属層の少なくとも上下の一方にＴｉＮを積層しても良い。
【００４２】
全面にＰＳＧ１５を１０００ｎｍ程度成膜する。そして、第二金属配線層１４と第三金属配線層１７とを接続する位置のＰＳＧにスルーホール１６となる孔を形成する。その後、ＣＶＤ法によりＷをスルーホールに埋め、さらにＰＳＧ上にでている余分なＷをＣＭＰで研磨して除去する。
【００４３】
次いで、遮光層となる第三金属配線層１７としてＡｌ等の金属層１７を８００ｎｍ形成して、反射電極間の隙間２４の直下に当たる領域（間隙２４に対応する領域）を、段差形成用レジストパターニングしてエッチングし、２００ｎｍ程度の厚さにする。そして、その領域以外の金属層１７は特には段差を形成するためのエッチングなどの処理は行わない。それにより金属層１７において、間隙２４の直下の領域の表面（間隙２４に対応する領域に第１の反射表面）とその領域以外の表面（第２の反射表面）との間に、６００ｎｍ程度の段差１９が形成される。レジスト除去後、金属層１７をパターニングし遮光層を形成する。
【００４４】
そして、全面にＰＳＧ２０を成膜し、ＣＭＰにより金属層１７の段差上面の領域で１００ｎｍ程度の厚さに薄膜化する。
【００４５】
次いで、第三金属配線層１７と反射電極となる第四金属配線層（２２と２３）とを接続する位置のＰＳＧにスルーホール２１となる孔を形成する。その後、ＣＶＤ法によりＷをスルーホールに埋め、ＰＳＧ上にでている余分なＷをＣＭＰで研磨して除去する。
【００４６】
次いで、第四金属配線層（２２と２３）として、反射防止膜ＴｉＮ層２２を５０ｎｍ、その上にＡｌ等の金属層２３を１００ｎｍ形成し、画素形状にパターニングする。第四金属配線層は、画素領域に置いては、反射電極として機能する。
【００４７】
次いで、反射電極上に、ＰＳＧ層を形成して後、研磨により、反射電極間の隙間２４にもＳｉＯ２が埋められて、表面が平坦なＳｉＯ２層２５が５０ｎｍで形成される。この工程に限定されず次の工程（１）、（２）のいずかの工程を用いてもよい。（１）反射反射電極上に、ＰＳＧ層を形成して後、ＣＭＰにより金属層が表出するまでＳｉＯ２を除去する。反射電極間の隙間２４はＳｉＯ２で埋められている。その後、ＳｉＯ２を１０ｎｍ全面２５に形成する。（２）反射電極上に、ＰＳＧ層を１０ｎｍ堆積して形成するだけとする（図示なし）。
【００４８】
以上説明した工程において、金属層としては、Ａｌ，Ｔｉ，Ｔａ（タンタル），Ｗなどの金属膜又はこれら金属を含有する合金を用いることができる。
【００４９】
次いで、基板１のＳｉＯ２の表面側、およびＩＴＯ２８付きのガラス基板２７のＩＴＯ２８側に、蒸着装置にて、それぞれ配向膜２６，２９としてＳｉＯ２を５０ｎｍ堆積した。堆積したＳｉＯ２は、方向性を持つ微細構造（針状あるいは微細孔状）をしており、その長軸の方向は、基板１、ガラス基板２７の平面に対して傾けられている。また、基板表面に垂直な方向と基板から蒸着源の方向は、５０〜９０度で傾けられており、傾ける方向は、シリコン基板側では、正方形の反射電極の辺に対して４５度である。ＩＴＯ／ガラス側は、貼り合せる際に、斜方蒸着ＳｉＯ２膜の斜め方向が、図９のようになるようにＳｉＯ２を形成する。なお、図９では、ガラス基板２７上のＩＴＯ２８、シリコン基板１のＰＷＬ３からＳｉＯ２層２５は簡易化のために省略している。ｎ型シリコン基板１上に配向膜２６までの構成部材が形成されて反射型液晶表示装置用基板となる。
【００５０】
シリコン基板側の表面（反射型液晶表示装置用基板）にシール剤を塗って（ディスペンサ方式）、ガラスを所定の方向で貼り合せ、シール剤を、ＵＶおよび熱で硬化させる。液晶を注入して、注入口を封止し、液晶セルが完成する。
【００５１】
以降、図示しないが、各パッド（ｐａｄ）とフレキシブル基板とをワイヤボンドあるいはＡＣＦ等で接続し、液晶表示装置として完成する。
【００５２】
光リーク量（フリッカーの程度で定量化することが可能）を測定すると測定限界以下である。また、反射電極間から戻ってくる光との干渉の強弱差は、段差を設けない場合に比較して小さくなる。なお、以上説明した各膜厚は１つの例としての記述であって、その膜厚を外れても効果がなくなるということは無い。
【００５３】
（実施形態２）
図４は本発明の第二実施形態の反射型液晶表示装置の断面図である。図５は図４のＢ部拡大図である。図１及び図２に示した部材と同一構成部材については同一番号を付して、構成及び製造方法の説明を省略する。
【００５４】
本実施形態では遮光層となる第三金属配線層としての金属層上にＴｉＮ等の反射防止膜が積層されたものを用いている。ただし、反射電極間の隙間直下にはＴｉＮの反射防止膜が存在しない構成となっている。ここでは、凹部１９の内部にＴｉＮの反射防止膜が存在しない構成である。言い換えると、遮光層となる金属層の第２の反射表面上にのみ反射防止膜が配置されており、且つ金属層の第１の反射表面上には反射防止膜が配置されていない。本実施形態ではＴｉＮが反射防止膜となるが、本願発明の反射防止膜はＴｉＮに限定されるものではなく、金属層より光吸収特性が高く反射特性が低いものであればよい。
【００５５】
本実施形態の製造方法が実施形態１と異なる点について以下に記載する。
【００５６】
第三金属配線層としてＡｌ等の金属層１７を８００ｎｍ、その上に反射防止膜となるＴｉＮ層１８を５０ｎｍ形成する。反射電極間の隙間２４の直下に当たる領域を、段差形成用レジストパターニングしてＴｉＮ層１８と金属層１７をエッチングし、金属層１７を２００ｎｍ程度の厚さにする。金属層において、間隙２４の直下の領域の表面（間隙２４に対応する領域に第１の反射表面）とその領域以外の表面（第２の反射表面）との間に、６００ｎｍ程度の段差が形成される。つまり、間隙２４の直下の領域には凹部１９が形成される。レジスト除去後、ＴｉＮ／Ａｌ層を合わせてパターニングし配線形成する。
【００５７】
反射電極下において、第三金属配線層の第１層たるＡｌ層１７と第四金属配線層（反射電極）との間に反射防止膜となるＴｉＮ層１８を形成することで、その間を通っていく光の強度を減衰させることができ、光リークを抑制する効果が増大する。
【００５８】
（実施形態３）
図６は本発明の第三実施形態の反射型液晶表示装置の断面図である。図７は図６のＣ部拡大図である。図１〜図５に示した部材と同一構成部材については同一番号を付して、構成及び製造方法の説明を省略する。
【００５９】
本実施形態では第三金属配線層としてＡｌ等の金属層上に反射防止膜となるＴｉＮ層１８が積層されたものを用いており、反射電極間にもＴｉＮ層１８が存在する構成である。すなわち、凹部１９の内部にもＴｉＮ層１８を設けている。言い換えると、遮光層となる金属層の第２の反射表面上に反射防止膜が配置されており、且つ金属層の第１の反射表面上にも反射防止膜が配置されている。
【００６０】
本実施形態の製造方法が実施形態１、２と異なる点について以下に記載する。
【００６１】
第三金属配線層としてＡｌ等の金属層１７を８００ｎｍ形成して、反射電極間の隙間２４の直下に当たる位置（間隙２４に対応する領域）を、段差形成用レジストパターニングしてエッチングし、２００ｎｍ程度の厚さにする。それにより金属層１７において、間隙２４の直下の領域の表面（間隙２４に対応する領域に第１の反射表面）とその領域以外の表面（第２の反射表面）との間に、６００ｎｍ程度の段差（凹部）１９が形成される。レジスト除去後、段差を含めて金属層１７全面に反射防止膜ＴｉＮ層１８を５０ｎｍ形成し、ＴｉＮ／Ａｌ層を合わせてパターニングする。
【００６２】
第四金属配線層（反射電極）間の隙間の直下に位置する第三金属配線の上面にも反射防止膜となるＴｉＮ層１８を形成することで、反射電極間を抜けてきた光が反射して、再度反射電極間を抜け出して干渉に影響する程度をさらに減少させることが可能となる。
【００６３】
（実施形態４）
本実施形態は、図１に示した、実施形態１と同じ構造の別の製造方法に関するものである。
【００６４】
第三金属配線形成後、層間ＰＳＧ２０形成を下記の様にする。
【００６５】
全面にＰＳＧ２０を成膜し、Ａｌ等の金属層１７の段差上面（第２の反射表面）の領域を研摩ストッパーとしてＣＭＰによりＳｉＯ２を研摩する。段差の凹部および配線パターンの隙間のみにＰＳＧが埋まっている状態になる。その後、ＰＳＧを５０ｎｍ程度形成する。
【００６６】
これ以後の製造方法は第一実施形態と同じである。
【００６７】
遮光層と反射電極との間は、５０ｎｍの均一な（ＣＭＰで制御した膜厚で無いので、均一性良好）ＳｉＯ２が形成されている。このため、反射電極間の隙間から進入した光は、反射電極の下に侵入することはさらに困難になり、光リークに対しての耐性が強くなる。また、光リークの抑制と同時に、プロセスばらつき（ＣＭＰばらつきなど）による第三金属配線層１７と第四金属配線層との短絡を回避することが可能である。
【００６８】
ＳｉＯ２の研摩後に形成されるＰＳＧは、反射電極と第三金属配線層１７とのショートが生じないくらいまで薄くすることができる（ここでは、５０ｎｍ程度としている）。層間膜としてのＰＳＧの厚さが薄くなればなるほど光リーク耐性が向上する。なお、本実施形態の製造方法は実施形態２及び実施形態３の反射型液晶表示装置の製造にも用いることができる。
【００６９】
（実施形態５）
図８は本発明の実施形態５の反射型液晶表示装置の断面図である。図１〜図５に示した部材と同一構成部材については同一番号を付して、構成及び製造方法の説明を省略する。
【００７０】
本実施形態が実施形態２と異なる点は、反射電極と第二金属配線層を接続するスルーホールがスタック形状になっている点である。
【００７１】
図４において、スルーホール１６とスルーホール２１の間にある第三金属配線は、反射電極となる反射電極に信号電圧を書き込む経路のため、各画素で独立になっていることが望ましい。すなわち、少なくとも反射電極の隙間に配置されている遮光層１７とは電気的に繋がっていない状態であることが望ましい。半導体多層配線プロセスの一般的な技術として、スルーホール１６とスルーホール２１の間の金属配線層なしに、直接スルーホール１６とスルーホール２１をスタックする技術がある。図８に示すように、スルーホール１６とスルーホール２１とを同じ面内位置に配する。
【００７２】
本実施形態の効果としては、スルーホール１６と反射電極との接続がスルーホール２１でのみ行われるので、第三金属配線間の隙間の面積が小さくなり、その隙間を通って光が第一基板の方へ入り込む量を抑制できる。また、スルーホール１６とスルーホール２１との直接スタックの位置は反射電極の中心に配置することが好ましい。これは、反射電極間の隙間から入り込み、第四金属配線層（反射電極）および第三金属配線層の隙間を伝って伝播していく光が第三金属配線層間の隙間に到達するまでの最短距離を長くでき、更に光リークを抑制できるからである。
【００７３】
（実施形態６）
図１２は液晶プロジェクター装置に用いられる本実施形態の反射型液晶表示装置の等価回路図の一例である。ここでは、簡易化のために２×２の画素を示している。
【００７４】
図１２において、１０１，１０２は信号線、１０３〜１０６は画素のスイッチングトランジスタ、１０７〜１１０は液晶、１１１〜１１４は画素の保持容量、１１５，１１６は駆動線（走査線）、１１７は信号線１０１，１０２を走査する水平シフトレジスタである。また、１１８は駆動線１１５，１１６を走査する垂直シフトレジスタ、１１９はビデオ線、１２０，１２１はビデオ線１１９から信号線１０１，１０２へのサンプリングスイッチ、１２２は第二基板となるガラス基板上の対向電極を表す。ガラス基板は透明基板、対向電極は透明電極となる。水平シフトレジスタ１１７、垂直シフトレジスタ１１８、スイッチングトランジスタ１０３〜１０６、保持容量１１１〜１１４及びサンプリングスイッチ１２０，１２１は、第一基板となるシリコン基板等の半導体基板に形成される。
【００７５】
本実施形態の反射型液晶表示装置の動作を簡単に説明する。図１２では画素は２×２で表示し、説明しているが、これは説明の簡易化のためで、マトリクス状にＸ画素×Ｙ画素（Ｘ，Ｙは２以上の自然数、例えばＳＸＧＡ＋の場合１４００画素×１０５０画素）存在する。
【００７６】
まず図１２において、垂直シフトレジスタ１１８により駆動線１１５に、画素のスイッチトランジスタ１０３，１０４をオン状態にするべく信号が入力される。このオン状態時に、水平シフトレジスタ１１７により順次サンプリングスイッチ１２０，１２１がオンし、ビデオ線１１９から信号線１０１，１０２に信号を伝達する。具体的には、サンプリングスイッチ１２０が開いて、信号線１０１にビデオ線１１９の信号が書き込まれる。すると画素のスイッチトランジスタ１０３を通して保持容量１１１に電荷が蓄積され、対向電極１２２との間で液晶１０７に電圧を印加する。次いでサンプリングスイッチ１２０が閉じた後にサンプリングスイッチ１２１が開いてビデオ線１１９の信号を信号線１０２に書き込む。すると、画素部のスイッチトランジスタ１０４を通して保持容量１１２に電荷が蓄積され、対向電極１２２との間で液晶１０８に電圧を印加する。このシーケンスで駆動線１１５に接続された画素に順次に信号が書き込まれていく（順次保持容量に電荷が蓄積され、信号が書き込まれていく）。駆動線１１５に接続された全ての画素に信号が書き込まれた後に、駆動線１１５がオフし、今度は駆動線１１６が、スイッチトランジスタ１０５，１０６をオン状態にするべく信号が入力される。後は駆動線１１５に接続される画素と同様の動作で駆動線１１６に接続される画素に信号が書き込まれていく。パネルの全画素の書き込みが終了した後、再びこの動作が繰り返される。
【００７７】
図１３を用いて、上述した実施形態１〜５の反射型液晶表示装置のうちのいずれかを用いた液晶プロジェクター装置について説明する。
【００７８】
図１３は液晶プロジェクター装置の一例である。２０１はランプ、２０２はリフレクター、２０３はロッドインテグレーター、２０４はコリメーターレンズ、２０５は偏光変換系、２０６はリレーレンズ、２０７はダイクロイックミラーである。また、２０８は偏光ビームスプリッター、２０９はクロスプリズム、２１０は液晶パネル、２１１は投影レンズ、２１２は全反射ミラーである。液晶パネル２１０は実施形態１〜５の反射型液晶表示装置のうちのいずれかを用いたものである。
【００７９】
ランプ２０１から出た光束はリフレクター２０２で反射し、インテグレーター２０３の入り口に集光する。このリフレクター２０３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。インテグレーター２０３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有るが、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２０４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２０５に入射する。Ｐ波は偏光ビームスプリッター２０５で反射し、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２０６に入射する。光束はリレーレンズ２０６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２０７、偏光板（不図示）、偏光ビームスプリッター２０８、クロスプリズム２０９等で色分解系が構成され、Ｓ波がそれぞれ３枚の液晶パネル１１０に入射する。液晶パネル２１０では液晶シャッターが、映像に合わせて画素ごとに電圧を制御する。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、偏光ビームスプリッター２０８でＰ波成分を透過させ、クロスプリズム２０９で色合成した後投影レンズ２１１から投影する形態が一般的である。
【００８０】
本実施形態の液晶プロジェクター装置は、筐体内に設置され、壁や専用スクリーン等に画像光を投射するフロントプロジェクション方式の液晶プロジェクター装置を構成することができる。ここでは反射型液晶表示装置（液晶パネル）を３枚使用した３板方式の液晶プロジェクター装置について説明した。しかし、実施形態１〜７の反射型液晶表示装置は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタを液晶セルごとに形成して構成することができる。そして、このような構成の実施形態１〜５のいずれかの反射型液晶表示装置を用いて単板（１枚）方式の液晶プロジェクター装置を構成することができる。したがって、実施形態１〜５の反射型液晶表示装置は１枚以上使用した液晶プロジェクター装置に用いることができる。
【００８１】
また本実施形態の液晶プロジェクター装置はプロジェクションテレビ等のプロジェクション装置に用いることができる。リアプロジェクション方式はスクリーンの背面に画像光を投射してスクリーンの透過光を見る方式である。図１４はプロジェクション装置の説明図である。本実施形態の液晶プロジェクター装置を、反射ミラー３１０、スクリーンとなるフレネルレンズ３１１，レンチキュラーレンズ３１２とともに筐体内に配置することで、リアプロジェクションテレビ等のリアプロジェクション装置を構成できる。なお、図１４では簡易化のために、液晶プロジェクター装置の投影レンズ２１１のみを示している。
【００８２】
図１４に示すように、液晶プロジェクター装置の投影レンズ２１１からの光を反射ミラー３１０で反射させスクリーンの背面に投射し、フレネルレンズ３１１で平行光とし、レンチキュラーレンズ３１２を通して光を広角度に散乱させる。投影レンズ２１１からスクリーンの背面への光投射は、反射ミラーを介さず直接投射してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明の反射型液晶表示装置は、フロントプロジェクターやリアプロジェクター、およびそれらを用いたテレビジョンに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の第一実施形態の反射型液晶表示装置の断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】本発明の第一実施形態の反射型液晶表示装置の平面図である。
【図４】本発明の第二実施形態の反射型液晶表示装置の断面図である。
【図５】図４のＢ部拡大図である。
【図６】本発明の第三実施形態の反射型液晶表示装置の断面図である。
【図７】図６のＣ部拡大図である。
【図８】本発明の第四実施形態の反射型液晶表示装置の断面図である。
【図９】斜方蒸着の向きを示す断面図と平面図である。
【図１０】本発明に関連する反射型液晶表示装置の作用を説明するための図である。
【図１１】本発明の反射型液晶表示装置の作用を説明するための図である。
【図１２】本発明による液晶表示装置の等価回路図である。
【図１３】本発明による液晶表示装置を用いた液晶プロジェクター装置の説明図である。
【図１４】本発明による液晶表示装置を用いたリアプロジェクション装置の説明図である。
【符号の説明】
【００８５】
３  ＰＷＬ
４  ゲート酸化膜
４’  保持容量の酸化膜
５  ゲート電極
５’  保持容量を形成する上側電極
６  ＮＬＤ
７  ソース領域
７’  ドレイン領域
８  保持容量を形成する基板側の電極のｎ型不純物層
９  ＰＳＧ
１０  コンタクトホール
１１  第一金属配線層
１２  ＰＳＧ
１３  第一スルーホール
１４  第二金属配線層
１５  ＰＳＧ
１６  第二スルーホール
１７  金属層
１８  反射防止膜
１９  反射電極間の隙間の直下にある第三金属配線層の凹部
２０  ＰＳＧ
２１  第三スルーホール
２２  反射防止膜
２３  Ａｌ系金属
２４  反射電極間の隙間
２５  表面ＳｉＯ２膜
２６，２９  配向膜
２７  ガラス基板
２８  透明導電膜
３０  液晶層
３１  第三金属配線層の縁状の凸部
【図１】
2009139934.tif 000003
【図２】
2009139934.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2009139934.tif 000008
【図７】
2009139934.tif 000009
【図８】
2009139934.tif 000010
【図９】
2009139934.tif 000011
【図１０】
2009139934.tif 000012
【図１１】
2009139934.tif 000013
【図１２】
2009139934.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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