專利名稱：液晶裝置用的基板、液晶裝置和投射型顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種適用于液晶裝置用的基板和使用該基板的液晶裝置、投射顯示裝置的技術。更詳細地說，涉及以薄膜晶體管(以下，稱為TFT)作為象素開關元件而使用的液晶裝置用的基板中的遮光結構。
背景技術：
迄今，作為液晶裝置，在玻璃基板上以矩陣狀形成象素電極的同時，對應于各象素電極形成使用了非晶硅膜或多晶硅膜的TFT，以利用該TFT向各象素電極施加電壓來驅動液晶的方式構成的液晶裝置正趨于實用化。
在所述液晶裝置中作為TFT使用了多晶硅膜的裝置，由于可用同樣的工序在同一基板上形成構成移位寄存器等的外圍驅動電路的晶體管，故適用于高集成化而引人注目。
對于使用了所述TFT的液晶裝置來說，用設置在對置基板上的稱為黑色矩陣(或黑色條紋)的鉻膜等遮光膜來覆蓋象素電極驅動用的TFT(以下，稱為象素TFT)的上方，以免光直接照射到TFT的溝道區(qū)上而引起漏泄電流流動。但是，有時因光引起的漏泄電流，不僅由于入射光、而且由于在液晶裝置用的基板的背面用偏振片等反射的光照射TFT而流動。
因此，已提出了為了減少因反射光引起的漏泄電流而在TFT的下側也設置遮光膜的發(fā)明(特公平3-52611號)。但是，如果這樣來形成設置在TFT的下側的遮光膜，使其在對置基板上設置的黑色矩陣的開口部中露出，則存在入射光直接射到遮光膜上，被反射的光照射TFT的溝道區(qū)從而引起漏泄電流流動的情況。這是因為，在TFT的下方設置遮光膜的技術中，由于設置在對置基板上的黑色矩陣與在液晶裝置用的基板上形成的象素區(qū)域的高精度的位置對準是困難的，故來自對置基板一側的入射光直接射到在黑色矩陣的開口部中露出的遮光膜上而反射，照射TFT的溝道部，引起漏泄電流流動。特別是如果液晶裝置用的基板上的遮光膜與黑色矩陣的位置對準的誤差較大，則由遮光膜表面引起的反射光顯著增多，因該反射光照射到溝道區(qū)上，TFT的漏泄電流增大，引起交擾(crosstalk)等的顯示惡化。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種在液晶裝置中能減少TFT的因光引起的漏泄電流的技術。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種在對置基板上不設置黑色矩陣的情況下能減少TFT的因光引起的漏泄電流的技術。
為了達到上述目的，本發(fā)明的第1方面所述的一種液晶裝置用的基板，在該基板上具有多條數據線；與所述多條數據線交叉的多條掃描線；與所述多條數據線和所述多條掃描線對應而設置的多個薄膜晶體管；以及與該多個薄膜晶體管對應而設置的多個象素電極，其特征在于形成所述薄膜晶體管的下方的、至少與所述薄膜晶體管的溝道區(qū)重疊的第1遮光膜，和形成在所述薄膜晶體管的上方的、與所述溝道區(qū)重疊的第2遮光膜；所述第2遮光膜的端部與相鄰的所述象素電極的端部部分地重疊。
在按照本發(fā)明的液晶裝置用的基板中，所述第1遮光膜的端部與所述象素電極的端部部分地重疊。
在按照本發(fā)明的液晶裝置用的基板中，所述第1遮光膜在與所述數據線交叉的方向上伸展。
在按照本發(fā)明的液晶裝置用的基板中，所述第2遮光膜是所述數據線。
在按照本發(fā)明的液晶裝置用的基板中，以所述第1遮光膜和所述第2遮光膜，與所述象素電極的所有的邊重疊。
在按照本發(fā)明的液晶裝置用的基板中，所述第1遮光膜由導電性的第1布線構成，在所述象素畫面區(qū)域的外側，與恒定電位線電連接。
在按照本發(fā)明的液晶裝置用的基板中，所述第1布線與掃描線驅動電路的負電源電連接。
在按照本發(fā)明的液晶裝置用的基板中，所述薄膜晶體管的半導體層，對所述掃描線至少交叉兩次。
按照本發(fā)明的一種液晶裝置，其特征在于在上述液晶裝置用的基板和具有對置電極的對置基板隔開規(guī)定的間隔而配置，并且在所述液晶裝置用的基板和所述對置基板空隙內，封入液晶。
在按照本發(fā)明的液晶裝置中，在所述對置基板上，形成第3遮光膜。
在按照本發(fā)明的液晶裝置中，所述第3遮光膜至少覆蓋所述第1遮光膜而形成。
在按照本發(fā)明的液晶裝置中，所述第3遮光膜與相鄰的所述象素電極的端部重疊。
在按照本發(fā)明的液晶裝置中，在所述對置基板上分別對應于在所述液晶裝置用的基板上形成的所述多個象素電極，以矩陣狀形成微透鏡。
按照本發(fā)明的一種投射型顯示裝置，其特征在于，具備光源；對來自所述光源的光進行調制并使其透過或反射的上述的液晶裝置；以及對利用該液晶裝置進行了調制的光進行聚焦并進行放大和投射的投射光學裝置。因而，光源變得更加明亮，即使強的光入射到液晶裝置，TFT特性也不會受到影響，可提供一種能得到明亮的、高品位的圖象質量的投射型顯示裝置。
用以下的實施形態(tài)可清楚地說明本發(fā)明的這樣的作用和其它優(yōu)點。


圖1是示出應用了本發(fā)明的液晶裝置用的基板的第1實施例的象素的平面圖。
圖2是圖1的A-A’線上的象素的剖面圖。
圖3是按照工序順序示出第1實施例的液晶裝置用的基板的制造工序(前半部分)的剖面圖。
圖4是按照工序順序示出第1實施例的液晶裝置用的基板的制造工序(后半部分)的剖面圖。
圖5是示出應用了本發(fā)明的液晶裝置用的基板的第2實施例的象素的平面圖。
圖6是在圖5的B-B’線上的象素的剖面圖。
圖7是示出應用了本發(fā)明的液晶裝置用的基板的第3實施例的象素的平面圖。
圖8是在圖7的C-C’線上的象素的剖面圖。
圖9是示出應用了本發(fā)明的液晶裝置用的基板的第4實施例的象素的平面圖。
圖10是在圖9的D-D’線上的象素的剖面圖。
圖11是示出應用了本發(fā)明的液晶裝置用的基板的第5實施例的象素的平面圖。
圖12是示出應用了本發(fā)明的液晶裝置用的基板的第6實施例的象素的平面圖。
圖13是示出應用了本發(fā)明的液晶裝置用的基板的第7實施例的象素的平面圖。
圖14是在圖13的E-E’線上的象素的剖面圖。
圖15是示出應用本發(fā)明效果良好的液晶裝置用的基板的系統(tǒng)構成例的框圖。
圖16(a)是示出使用了與本發(fā)明有關的液晶裝置用的基板的液晶裝置的構成例的平面圖，(b)是沿H-H’線的剖面圖。
圖17是作為投射型顯示裝置的一例的液晶投影儀的概略構成圖，該投射型顯示裝置應用使用了與本發(fā)明有關的液晶裝置用的基板的液晶裝置作為光閥。
圖18是示出在對置基板上使用了微透鏡的液晶裝置的構成例的剖面圖。
圖19是示出應用了本發(fā)明的液晶裝置用的基板的第8實施例的象素的平面圖。
圖20是在圖19的F-F’線上的象素的剖面圖。
1 半導體層2 掃描線(柵電極)3 數據線(第2遮光膜)4 象素電極與漏區(qū)的接觸孔5 數據線與源區(qū)的接觸孔6 對置基板一側的黑色矩陣(第3遮光膜)
7 第1遮光膜10 基板11 第1層間絕緣膜12 柵絕緣膜13 第2層間絕緣膜14 象素電極15 第3層間絕緣膜16 電容線17 抗蝕劑掩模20 畫面區(qū)域30 液晶裝置31 對置基板32 液晶裝置用的基板33 對置電極36 封口層37 液晶38 液晶注入孔39 封裝材料40 外部輸入輸出端子50 數據線驅動電路51 X移位寄存器52 取樣用的開關53 X緩沖器54～56 圖象信號線60 掃描線驅動電路61 Y移位寄存器63 Y緩沖器80 微透鏡90 象素
91 象素TFT370 光源373、375、376 分色鏡374、377 反射鏡378、379、380 光閥383 分色棱鏡384 投射透鏡具體實施方式
以下根據

應用本發(fā)明效果良好的實施例(實施例1)圖1和圖2示出應用本發(fā)明效果良好的液晶裝置用的基板的第1實施例。圖1是鄰接的象素的平面圖，圖2是沿圖1中的A-A’線的剖面，即示出沿成為TFT的有源層的半導體層1的剖面結構。
在圖1中，1是構成TFT的半導體層的第1層的多晶硅膜，如圖2中示出的那樣，在該半導體層1的表面上形成由熱氧化產生的柵絕緣膜12。2是作為處于同一行(在圖中是橫方向)的TFT的共用的柵電極的掃描線；3是數據線，該數據線配置在縱方向上，以便與該掃描線2交叉，該數據線供給應施加在處于同一列的TFT的源區(qū)上的電壓；掃描線2用第2層的多晶硅膜來形成，此外數據線3用鋁膜那樣的導電層來形成。
此外，4是用于連接由ITO膜那樣的導電層構成的象素電極14和所述半導體層1的TFT的漏區(qū)的接觸孔，5是用于連接數據線3和所述半導體層1的TFT的源區(qū)的接觸孔。6是對應于所述掃描線2和數據線3設置在對置基板引一側的黑色矩陣(第3遮光膜)，用鉻膜等金屬膜或黑色的有機膜等形成。
在本實施例1中，在成為所述TFT的有源層的半導體層1的下方、特別是溝道區(qū)1c(圖1中的右下的斜線部分)和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e與源·漏區(qū)1a、1b的接合部的下方及掃描線2的下方，設有由鎢膜、鈦膜、鉻膜、鉭膜和鉬膜等金屬膜或其金屬合金膜構成的第1遮光膜7(圖1中的右上的斜線部分)。這樣一來，由于半導體層1變成由所述第1遮光膜7、所述第2遮光膜(數據線)3和對置基板一側的第3遮光膜(黑色矩陣)6從上下夾住的結構，故可防止來自液晶裝置用的基板的背面的反射光(入射光就不用說了)照射到TFT的特別是溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e與源·漏區(qū)1a、1b的接合部，可抑制漏泄電流。此外，在粘接液晶裝置用的基板和對置基板時，即使在液晶裝置用的基板的顯示區(qū)域和對置基板31一側的黑色矩陣(第3遮光膜)6的位置精度方面產生誤差，也能用第2遮光膜(數據線)3來覆蓋TFT的溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e及第1遮光膜7，故入射光不會直接照射到TFT的溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e及第1遮光膜7。因此，可大幅度抑制TFT的由光引起的漏泄電流。
之所以也在掃描線2的下方延伸設置設置第1遮光膜7，是由于將接地電位那樣的恒定電位供給原來需要遮光的溝道區(qū)1c的下方的第1遮光膜7，使得第1遮光膜7不成為浮置狀態(tài)。由此可防止TFT特性的變化。再有，所述恒定電位最好連接到供給在與形成象素同樣的工序中內置于同一基板上的外圍驅動電路的負電源等的恒定電位線(圖中未示出)上。特別是，如果使其與供給掃描線2的柵信號的低電位電平一致，則不導致TFT特性的變化。因而，如果電連接到用于驅動掃描線2的掃描線驅動電路的負電源(圖中未示出)上，則效果最好。
此外，所述掃描線2下的第1遮光膜相對于接近于象素開口區(qū)一側的掃描線2的側面最好以從該掃描線2的側面起位于該掃描線2的內側的下部的方式來形成，以便即使在圖形形成方面相對于掃描線2發(fā)生了偏移，光也不會直接射到第1遮光膜7上。由此，可防止由在所述掃描線2的下方部分的第1遮光膜7引起的反射。此外，更為理想的是，通過在所述第1遮光膜7的表面上使該第1遮光膜7的表面氧化等使其變得粗糙從而使光散射，或形成多晶硅膜等，預先進行防止反射的處理。
此外，在本實施例1中，由于至少在數據線(第2遮光膜)3的下方形成TFT的溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e，溝道區(qū)1c完全被數據線(第2遮光膜)3所覆蓋，故具有能更可靠地防止入射光直接照射到溝道區(qū)1c上的優(yōu)點。
再有，雖然不作特別限定，但在本實施例1中，為了形成附加于TFT的漏極上的電容，使構成溝道區(qū)1c的所述第1層的半導體層1如符號1f所示那樣，沿數據線3向上方延伸設置設置，再沿前一級(在圖1中是上一級)的象素的掃描線2向本身的象素電極14上方彎曲。然后，是前一級的掃描線2的一部分同樣地沿數據線3如符號2f所示那樣，向下方延伸設置設置。由此，所述第1層的半導體層1的延伸設置設置部1f和掃描線2的延伸設置設置部2f之間的電容(以柵絕緣膜12為電介質)作為附加電容連接到對各象素電極14施加電壓的TFT的漏上。通過這樣來形成電容，能盡可能避免對象素開口率的影響。因而，具有在維持高的象素開口率的同時可實現附加電容的增加的優(yōu)點。
其次，利用示出大致沿圖1中的從接觸孔4到5的半導體層1的剖面的圖2，詳細地說明本發(fā)明的象素TFT的剖面結構。10是由無堿玻璃及石英等構成的基板，11是在TFT的半導體層1和第1遮光膜7之間形成的氧化硅膜及氮化硅膜等第1層間絕緣膜，利用高壓CVD法等形成。另外，12是柵絕緣膜，13是第2層間絕緣膜，15是第3層間絕緣膜，14是由ITO膜等構成的象素電極。
在本實施例1中，象素的開關元件、即TFT作為LDD結構(或偏移結構)來形成。即，源·漏區(qū)由LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e與源·漏區(qū)1a、1b構成，柵電極2的下方成為溝道區(qū)1c。從圖2可明白，由于相對于漏區(qū)1b存在沒有形成的第1遮光層7的部位，故半導體層1在形成了第1遮光層7的地方和沒有形成第1遮光層7的地方產生臺階。但是，由于該臺階離開漏區(qū)1b與LDD區(qū)1e的接合部幾微米，即由于該臺階位于離接合部具有幾微米的裕量的漏區(qū)一側，故不會產生由該臺階引起的TFT特性的惡化。通過將TFT作成LDD結構或偏移結構，可進一步減少TFT在關斷時的漏泄電流。但是，上述構成的TFT作為LDD結構(或偏移結構)進行了說明，但不用說也可以是以柵電極2作為掩模、以自對準方式形成源·漏區(qū)的自對準結構。
此外，按照本實施例1，將第1遮光膜7形成為從下方一側覆蓋半導體層1的源·漏區(qū)1a、1b與溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))的接合部，而且將數據線(第2遮光膜)3形成為從上方覆蓋溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e。因而，相對于入射光從上部、相對于反射光從下部以雙重方式對溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e進行遮光。再者，相對于位于數據線(第2遮光膜)3與象素開口區(qū)相接的部分或接近的部分，通過用數據線3覆蓋第1遮光膜7的上方，使入射光不在第1遮光膜7的表面發(fā)生反射。
除了上述的方面以外，由于將設置在對置基板31一側的黑色矩陣(第3遮光膜)6形成為覆蓋溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e的上方，故在對于溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e的遮光方面就更有效。而且，由于將所述黑色矩陣(第3遮光膜)6形成為以寬的寬度覆蓋第1遮光膜7，故可更有效地防止入射光直接照射第1遮光膜7。因而，在使用了本發(fā)明的液晶裝置用的基板的液晶裝置中，由于不會有入射光射到第1遮光膜7而反射、再照射溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e的情況，故可盡可能地抑制TFT的因光引起的漏泄電流，可提供沒有交擾等的圖象質量惡化的高品位的圖象質量。
(制造工藝)其次，使用圖3和圖4說明本實施例的制造工藝。首先，在無堿玻璃及石英等基板10上用濺射法以500～3000埃的厚度、較為理想的是1000～2000埃的厚度形成了鎢膜、鈦膜、鉻膜、鉭膜和鉬膜等導電性金屬膜、或金屬硅化物等的金屬合金膜之后，通過使用光刻技術和刻蝕技術進行圖形刻蝕形成第1遮光膜7(圖3a)。將該第1遮光膜7形成為從下覆蓋以后形成的TFT的溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e。再有，作為第1遮光膜7的材料，只要是吸收光的膜，也可以是有機膜。此外，為了防止在第1遮光膜7的表面的反射，最好利用對該第1遮光膜7的表面進行氧化處理等形成凹凸，使入射光散射。此外，也可通過在第1遮光膜7的上方形成多晶硅膜而作成2層結構，用多晶硅膜吸收入射光。
其次，在所述第1遮光膜7上以1000～15000埃的厚度、較為理想的是5000～10000埃的厚度形成第1層間絕緣膜11(圖3b)。所述第1層間絕緣膜11對第1遮光膜7和以后形成的半導體層1進行絕緣，例如使用CVD法及TEOS氣體等、用氧化硅膜或氮化硅膜等來形成。
在形成第1層間絕緣膜11后，一邊將基板10加熱到約500℃的溫度，一邊以約400～600cc/min的流量供給單硅烷氣體或雙硅烷氣體，在壓力為20～40Pa下，在第1層間絕緣膜11上形成非晶硅膜。其后，在N2的氣氛中，在約600～700℃的溫度下進行約1～72小時的退火處理，使其進行固相生長，形成多晶硅膜。其后，利用光刻工序、刻蝕工序等，形成TFT的半導體層1(圖3c)。也可以利用減壓CVD法等、以約500～2000埃的厚度、較為理想的是1000埃的厚度形成該多晶硅膜，也可以利用減壓CVD法等淀積的多晶硅膜中注入硅離子使其一度非結晶化、通過退火等使其再結晶化而形成多晶硅膜。
其次，通過對所述半導體層1進行熱氧化，在半導體層1上形成柵絕緣膜12(圖3d)。利用該工序，使半導體層1的最終的厚度為300～1500埃的厚度、較為理想的是350～450埃，柵絕緣膜12的厚度為約600～1500埃。再有，在使用8英寸的大型基板的情況下，為了防止由于熱引起的基板的翹曲，也可以通過縮短熱氧化時間，形成薄的熱氧化膜，在該熱氧化膜上用CVD法等淀積高溫氧化硅膜(HTO膜)及氮化硅膜，形成2層以上的柵絕緣膜結構。其次，在構成半導體層的的多晶硅層中，在沿數據線3向上方延伸設置、形成附加電容的區(qū)域(圖1中的1f)以約3×1012/cm2的劑量摻入例如磷的雜質，使該部分的半導體層低電阻化。從確保為形成半導體層1的附加電容所必須的導電性的觀點出發(fā)，求出該劑量的下限，此外，從抑制柵絕緣膜12的惡化的觀點出發(fā)，求出該劑量的上限。
其次，在半導體層1上通過柵絕緣膜12淀積成為柵電極和掃描線2的多晶硅膜，利用光刻工序和刻蝕工序等進行圖形刻蝕(圖3e)。柵電極的材料可以是多晶硅膜，如果是具有遮光性的材料，例如鎢膜、鈦膜、鉻膜、鉭膜和鉬膜等的導電性的金屬膜、或金屬硅化物等的金屬合金膜則相對于入射光可防止朝向溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e的光，可進一步提高遮光效果。由此，由于可省略對置基板31上的黑色矩陣(第3遮光膜)6，故可防止因在粘接對置基板31和液晶裝置用的基板時的精度誤差引起的液晶裝置的透射率的降低。
其次，為了形成N溝道型TFT，以柵電極2為掩模，以約0.1～10×1013/cm2的劑量雜質離子(例如，磷離子)注入，形成低濃度的區(qū)域(LDD區(qū))1d、1e(圖3f)。
再者，在柵電極2上形成比柵電極2的寬度寬的抗蝕劑掩模17，以約0.1～10×1015/cm2的劑量注入雜質離子(例如磷離子)(圖4g)。由此，被掩蔽的區(qū)域成為LDD結構。即，形成LDD區(qū)1d、1e和源·漏區(qū)1a和1b，在柵電極2的下方形成溝道區(qū)1c。在以這種方式進行離子注入時，由于也對作為柵電極(掃描線)2形成的多晶硅膜導入雜質離子，故使該柵電極(掃描線)2更加低電阻化。
也可以在不進行低濃度的雜質離子(例如磷離子)的注入的情況下在形成了比柵電極2寬度寬的抗蝕劑掩模17的狀態(tài)下注入高濃度的雜質離子(例如磷離子)，形成偏移結構的N溝道型源·漏區(qū)1a和1b。此外，也可以以柵電極2作為掩模，注入高濃度的雜質離子(例如磷離子)，形成自對準結構的N溝道型源·漏區(qū)，來代替這些雜質導入工序。
此外，雖然省略圖示，但為了形成外圍驅動電路的P溝道型TFT，用抗蝕劑覆蓋保護象素TFT部和N溝道TFT部，以柵電極2為掩模，以約0.1～10×1013/cm2的劑量注入雜質離子(例如硼離子)，形成低濃度的區(qū)域(LDD區(qū))1d、1e。
再者，在柵電極2上形成比柵電極2寬度寬的抗蝕劑掩模17，以約0.1～10×1015/cm2的劑量注入雜質離子(例如硼離子)(圖4g)。由此被掩蔽的區(qū)域成為輕摻雜區(qū)(LDD)結構。即，形成LDD區(qū)1d、1e和源·漏區(qū)1a和1b，在柵電極2的下方形成溝道區(qū)1c。
也可以在不進行低濃度的雜質離子(例如硼離子)的注入的情況下在形成了比柵電極2寬度寬的抗蝕劑掩模17的狀態(tài)下注入高濃度的雜質離子(例如硼離子)，形成偏移結構的P溝道型源·漏區(qū)1a和1b。此外，也可以以柵電極2作為掩模，注入高濃度的雜質離子(例如硼離子)，形成自對準結構的P溝道型源·漏區(qū)，來代替這些雜質導入工序。利用這些離子注入工序，能實現CMOS(互補型MOS)TFT，可實現將與象素TFT在同一基板內的外圍驅動電路內置于該基板內。
其后，在基板10的整個面上利用例如CVD法等以5000～15000埃的厚度形成由氧化硅膜及氮化硅膜等構成的第2層間絕緣膜13，以使覆蓋上述柵電極2。作為第2層間絕緣膜13，形成不包含硼或磷的氧化硅膜(NSG)或氮化硅膜。然后，在進行了用于激活源·漏區(qū)的退火后，在所述第2層間絕緣膜13中對應于象素TFT的源區(qū)1a利用干法刻蝕等開接觸孔5。其次，利用濺射法等以2000～6000埃的厚度形成鋁膜、鈦膜、鎢膜、鉭膜、鉻膜、鉬膜等的導電性的金屬膜、或金屬合金膜，利用光刻工序和刻蝕工序等，對數據線(第2遮光膜)3進行圖形刻蝕。此時，用接觸孔5將數據線(第2遮光膜)3連接到半導體層1(圖4h)。此時，將數據線(第2遮光膜)3形成為至少覆蓋溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e。
然后，在基板10的整個面上利用例如CVD法及常壓臭氧TEOS法等以5000～15000埃的厚度形成第3層間絕緣膜15，以便覆蓋所述數據線3。作為第3層間絕緣膜15，形成包含硼和磷的氧化硅膜(BPSG)或氮化硅膜。此外，也可通過利用旋轉涂敷器涂敷有機膜等，形成沒有臺階形狀的平坦化的膜。如果在形成象素電極14之前的第3層間絕緣膜形成時進行所述平坦化處理，則能盡可能地降低因液晶的取向不良引起的液晶裝置的對比度下降。然后，在所述第3層間絕緣膜15中利用干法刻蝕等開與象素TFT的漏區(qū)1b的接觸孔4，用該接觸孔4將其后形成的象素電極14連接到半導體層1(圖4i)。
例如用濺射法等以400～2000埃的厚度形成ITO膜，利用光刻工序和刻蝕工序等進行圖形刻蝕，形成所述象素電極14。然后，在所述象素電極14和第3層間絕緣膜15上以約200～1000埃的厚度在整個基板10上覆蓋由聚酰亞胺等構成的取向膜，通過進行研磨(rubbing)(取向處理)成為液晶裝置用的基板。
在上述實施例1中，以LDD結構進行了說明，但也可以是偏移結構，或可以是以柵電極為掩模的自對準結構。在偏移結構的情況下，去掉圖4f的工序即可。此外在自對準結構的情況下，在圖4f的工序中注入高濃度雜質，去掉圖4g的工序即可。
(實施例2)圖5和圖6示出應用本發(fā)明效果良好的液晶裝置用的基板的第2實施例。。圖5是鄰接的象素的平面圖，圖6是示出沿圖5中的B-B’線的剖面，即沿作為TFT的有源層的半導體層1的剖面結構。在本實施例2中，在半導體層1的下方和掃描線2的下方形成第1遮光層7(圖5中的右上的斜線部分)，而且形成半導體層1，以便半導體層1與掃描線2二次交叉。利用這樣的結構，即使掃描線(柵電極)2相對于半導體層1產生圖形偏移，象素TFT的溝道區(qū)1c(圖5中的右下的斜線部分)與各接觸孔的距離也保持為恒定，可防止因象素TFT特性的差異引起的圖象質量的下降。此外，由于成為象素TFT的溝道區(qū)1c的半導體層1與掃描線2二次交叉，在該交叉部分處分別形成的溝道區(qū)1C串聯地連接，故具有使象素TFT的電阻成分變大，降低TFT關斷時的漏泄電流的優(yōu)點。
在本實施例2中，象素TFT也可以是LDD結構或偏移結構。通過在雙柵結構或三柵結構中使用LDD結構或偏移結構，可進一步降低漏泄電流。此外，在本實施例2中，2個溝道區(qū)1C和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e中的一個(在圖5中是左側)，位于由鋁膜等構成的數據線(第2遮光膜)3的下方。因此，數據線(第2遮光膜)3變成對于從上方入射的光、即從對置基板31一側入射的光的遮光膜，可防止光直接照射到象素TFT的溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e，可進一步減少漏泄電流。在這種情況下，在沒有被數據線(第2遮光膜)3覆蓋一方的溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e(在圖5中是右側)，存在直接被入射光照射的危險，但由于至少2個串聯地連接的溝道的一方不受到對于光的影響，故在因光引起的漏泄電流方面沒有問題，可實現雙柵TFT在關斷時的低電阻化。
此外，在本實施例2中，與實施例1相同，第1遮光膜7比所述對置基板一側的黑色矩陣6形成得小。因而，由于入射光不會直接照射到第1遮光膜7的表面，故可抑制因該第1遮光膜7本身的反射光引起的象素TFT的漏泄電流。此外，第1遮光膜7也比掃描線2的寬度形成得窄，以免入射光直接照射到延伸設置到掃描線2的下方的第1遮光膜7。由此，可防止因在掃描線2下的第1遮光膜7引起的反射。
再有，雖然不作特別限定，但在本實施例1中，為了高效率地得到附加于TFT的漏上的電容，使構成溝道區(qū)1c的所述第1層的半導體層1如符號1f所示那樣，沿數據線3向上方延伸設置設置，再沿前一級(在圖5中是上一級)的象素的掃描線2向鄰接的象素電極14(在圖5中是鄰近左邊的象素)上方彎曲。然后，使前一級的掃描線2的一部分同樣地沿的數據線3如符號2f所示那樣，向下方延伸設置設置。由此，所述第1層的半導體層1的延伸設置設置部1f和掃描線2的延伸設置設置部2f之間的電容(以柵絕緣膜12為電介質)作為附加電容連接到對各象素電極14施加電壓的TFT的漏上。通過這樣來形成電容，能盡可能避免對象素開口率的影響。因而，具有在維持高的象素開口率的同時可實現附加電容的增加的優(yōu)點。
此外，本實施例2能用與實施例1相同的制造工藝來形成。
(實施例3)圖7和圖8示出應用本發(fā)明效果良好的液晶裝置用的基板的第3實施例。。圖7是鄰接的象素的平面圖，圖8是示出沿圖7中的C-C’線的剖面，即沿成為TFT的有源層的半導體層1的剖面結構。在本實施例3中，與實施例1不同之點在于，不僅將第1遮光膜7(在圖7的右上的斜線部分)設置在掃描線2的下方，而且設置在數據線3的下方。即，在本實施例3中，通過將第1遮光膜7延伸設置到掃描線2和數據線3的下方而設置，布線成矩陣狀。通過采取這樣的結構，在第1遮光膜7與接地電位那樣的恒定電位布線進行電連接時，可進一步降低該第1遮光膜7的布線電阻，而且，即使因基板工序流動中的異物等產生斷線，也可供給恒定電位。因而，利用布線的低電阻化和冗余結構，可得到沒有交擾等的高品位的圖象質量。
此外，本實施例3也與實施例1相同，在象素TFT的溝道區(qū)1c(圖7中的右下的斜線部分)的下方和掃描線2和數據線3的下方分別設有由鎢膜、鈦膜、鉻膜、鉭膜和鉬膜等金屬膜或金屬硅化物等的金屬合金膜構成的第1遮光膜7。因而，相對于來自對置基板31一側的入射光掃描線2和數據線(第2遮光膜)3成為遮光層，相對于來自液晶裝置用的基板的背面的反射光所述第1遮光膜7起到遮光層的作用，可防止反射光照射象素TFT的溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e，可抑制因光引起的漏泄電流。再者，在本實施例3中，象素電極14的全部的邊、即圖7中的縱方向的邊與數據線3重疊，橫方向的邊與掃描線2下的第1遮光膜7重疊，在該數據線3上和掃描線2下的第1遮光膜7上使相鄰的象素電極分離。如果作成這樣的結構，則沒有必要在對置基板31上設置黑色矩陣(第3遮光膜)6。按照本發(fā)明者的實驗，在使用硅化鎢膜作為第1遮光膜7，以約2000埃形成其膜厚進行實驗的情況下，可得到光學濃度為3以上的值，故作為遮光層，可實現與對置基板31上的黑色矩陣同樣高的遮光性。由此，由于也可不考慮對置基板31上的黑色矩陣(第2遮光膜)6與液晶裝置用的基板粘接時的對準精度，故具有液晶裝置的透射率不存在離散性的優(yōu)點。
再有，在本實施例3中，用在數據線3和掃描線2的下方以矩陣狀對第1遮光膜進行布線的例子進行了說明，但如果象實施例1那樣至少在掃描線2下形成由第1遮光膜7構成的布線，則不用說可省略對置基板上的黑色矩陣。
此外，本實施例3也可用與實施例1同樣的制造工藝來形成。
(實施例4)圖9和圖10示出應用本發(fā)明效果良好的液晶裝置用的基板的第4實施例。。圖9是鄰接的象素的平面圖，圖10是示出沿圖9中的D-D’線的剖面，即沿成為TFT的有源層的半導體層1的剖面結構。在本實施例4中，與實施例3不同之點在于，將掃描線2作成由多晶硅層2a和鎢膜或鉬膜等金屬膜或金屬硅化物等金屬合金膜2b構成的多層結構，以及只在數據線(第2遮光膜)3的下方設有第1遮光膜7(圖9中的右上的斜線部分)。而且，如上述的實施例3那樣，當只以多晶硅膜形成掃描線2時，如果溝道區(qū)1c(圖9中的右下的斜線部分)和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e接近于象素開口部，則存在受到入射光的影響的可能性。因此，通過用非光透射的膜、即金屬膜或金屬合金膜形成掃描線2來解決這種不良情況。即，這是因為，象素電極14的圖9的縱方向的邊用數據線3進行遮光，橫方向的邊用掃描線2進行遮光。因而，在本實施例4中，雖然使從第1遮光膜7延伸設置的布線只在數據線3下延伸設置，但也可象實施例1那樣只在掃描線2下，也可象實施例3那樣以矩陣狀延伸設置。
所述金屬或金屬合金膜2b可用濺射法形成，也可在多晶硅膜2a上蒸鍍金屬膜之后進行熱處理使金屬膜2b變成硅化物。此外，掃描線2不限于上述那樣的2層結構，也可是3層以上的結構。例如，可用下述的3層結構來形成掃描線2對半導體層1密接性良好的多晶硅膜2a、在其上的低電阻的硅化鎢等的金屬硅化物層2b和再在其上的為防止該金屬硅化物層的剝離而覆蓋所述多晶硅膜2a和金屬硅化物層2b的多晶硅膜。這樣，由于通過用金屬膜或金屬合金膜形成掃描線2，不僅起到作為遮光膜的效果，而且可比只使用多晶硅膜的情況降低布線電阻，故具有柵信號不延遲的優(yōu)點。
在本實施例4中，也與實施例1相同，在與數據線(第2遮光膜)3的象素開口區(qū)相接的部分或其接近的部分，將在下方延伸設置的第1遮光膜7形成得比數據線(第2遮光膜)3的寬度窄。這是因為，由于相對于入射光，數據線3起到遮光層的作用，故使上方的數據線(第2遮光膜)3的線寬度形成得較寬，以免光直接照射第1遮光膜7。
在本實施例4中，在所述象素TFT的溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e的下方和數據線3的下方分別設有由硅化鎢等金屬硅化物等構成的第1遮光膜7，同時，掃描線2成為具有光非透射性的金屬膜或金屬硅化物膜等多層結構。因而，相對于來自對置基板31一側的入射光，掃描線2和數據線3成為遮光層，相對于來自基板背面的反射光，所述第1遮光膜7成為遮光膜，可防止反射光照射到象素TFT的溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e，可抑制TFT的因光引起的漏泄電流。在這種情況下，也與實施例3相同，象素電極14的全部的邊在數據線3和掃描線2上重疊，在該數據線3和掃描線2上使相鄰的象素電極14分離。因此，在本實施例4中，也與實施例3相同，具有沒有必要在對置基板上設置黑色矩陣的優(yōu)點。
此外，本實施例4也可用與實施例1同樣的制造工藝來形成。
(實施例5)圖11示出應用本發(fā)明效果良好的液晶裝置用的基板的第5實施例。圖11是鄰接的象素的平面圖，沿圖11中的A-A’線的剖面，即沿成為TFT的有源層的半導體層1的剖面結構采取與實施例1中已說明的剖面圖(圖2)相同的結構。本實施例5設有與掃描線2平行的電容線16，在該電容線16的下方設有半導體層1的延伸設置部1f作為附加電容，來代替使掃描線2延伸設置到數據線3的下方而構成附加電容。電容線16用與掃描線2在同一工序中形成的第2層多晶硅膜來構成，在畫面區(qū)域的外側固定于接地電位那樣的恒定電位。如果所述恒定電位使用外圍驅動電路電源等的恒定電位線，則具有沒有必要設置專用的外部端子的效果。此外，象素的TFT的柵是單柵。在使用了這樣的電容線方式的基板的液晶裝置中，由于必須對電容線16進行遮光，故必須將對置基板31上設置的黑色矩陣(第3遮光膜)6的面積形成得較大。此時，由于在從電容線16一側的象素開口部到象素TFT的溝道區(qū)1c(圖11中的右下的斜線部分)的距離中具有裕量(margin)，故大致可忽略入射光的影響。因而，由于入射光的影響只來自掃描線2一側的象素開口部，故具有將對光的漏泄電流減半的優(yōu)點。
此外，本實施例5也可用與實施例1同樣的制造工藝來形成。
(實施例6)圖12示出應用本發(fā)明效果良好的液晶裝置用的基板的第6實施例。圖12是鄰接的象素的平面圖，沿圖12中的B-B’線的剖面，即沿成為TFT的有源層的半導體層1的剖面結構采取與實施例2中已說明的剖面圖(圖6)相同的結構。本實施例6也與實施例5相同，設有與掃描線2平行的電容線16，在該電容線16的下方設有半導體層1的延伸設置部1f作為附加電容。但是，將象素TFT的半導體層1形成為U字形，用雙柵來構成柵電極。電容線16用與掃描線2在同一工序中形成的第2層多晶硅膜來構成，在畫面區(qū)域的外側固定于接地電位那樣的恒定電位。因而，在本實施例6中，由于也必須對電容線16進行遮光，故必須將對置基板31上設置的黑色矩陣(第3遮光膜)6的面積形成得較大。此時，由于在從電容線16一側的象素開口部到象素TFT的溝道區(qū)1c(圖12中的右下的斜線部分)的距離中具有裕量，故大致可忽略入射光的影響。因而，由于入射光的影響只來自掃描線2一側的象素開口部，故具有將對光的漏泄電流減半的優(yōu)點。
此外，由于象素TFT的柵電極采取雙柵結構，故TFT關斷時的電阻變高，漏泄電流進一步減少。此外，在圖12中，與實施例2相同，2個溝道區(qū)1c中只有一個在數據線(第2遮光膜)3的下方形成，但如果至少一個溝道區(qū)1c被數據線3遮光，則可減少TFT因光引起的漏泄電流。
此外，本實施例6也可用與實施例1同樣的制造工藝來形成。
(實施例7和數據線3部分的遮光膜的尺寸規(guī)定)圖13和14是應用本發(fā)明的液晶裝置用的基板的象素區(qū)域部分的代表性的例子，是實施例5的變形例。在本實施例7中，在象素電極14下局部地以傾斜的方式形成電容線16，使象素開口率提高。圖13是鄰接的象素的平面圖，圖14是在圖13的E-E’上的剖面圖。沿圖13中的A-A’線的剖面，即沿成為TFT的有源層的半導體層1的剖面結構采取與實施例1中已說明的剖面圖(圖2)相同的結構。在本實施例7中，在第1遮光膜7(圖13中的右上的斜線部分)的上方通過第1層間絕緣膜11形成的半導體層1形成為至少用數據線(第2遮光膜)3覆蓋溝道區(qū)1c(圖13中的右下的斜線部分)和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e。再者，用在與液晶裝置用的基板之間介入液晶被粘接的對置基板31上的黑色矩陣(第3遮光膜)6至少覆蓋第1遮光膜7。這里，必須改進圖形形狀，以免來自對置基板31一側的入射光直接照射到第1遮光膜7上。
因此，如圖14中所示，相對于溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e的寬度W，規(guī)定第1遮光膜7、第2遮光膜(數據線)3、第3遮光膜(對置基板上的黑色矩陣)6的尺寸。溝道區(qū)1c與LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e的寬度W可以是相同的或是不同的。為了謀求象素TFT特性的穩(wěn)定，并考慮圖形對準的精度，希望LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e的寬度和柵電極(掃描線)2的寬度以相同的寬度W來形成。如果要改變尺寸，則在相對于溝道區(qū)1c將容易由于光而激勵電子的LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e的寬度形成得窄的情況下，可得到高品位的圖象質量。在應用了本發(fā)明的全部的實施例中，將溝道區(qū)1c和LDD區(qū)1d、1e的寬度定為大體相同，來進行遮光膜尺寸的規(guī)定。在圖14中，從基板10的背面觀察，如果將從覆蓋了溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e的第1遮光膜7的側面開始到溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e為止的最小距離定義為L1，L1’，則可以這樣來進行圖形布局，以便至少使下述的定義式(1)所示的關系成立
0.2μm≤L1，L1’≤4μm…(1)如果一邊維持液晶裝置的高開口率，一邊考慮第1遮光膜7的圖形精度，則更希望這樣來進行圖形布局，以便使下述的定義式(2)所示的關系成立0.8μm≤L1，L1’≤2μm…(2)定義式(2)中的值是根據下述情況而導出的由于第1層間絕緣膜11的膜厚約為8000埃，故如果在基板10的背面的反射光相對于入射光，將第1遮光膜7側面作為基點不以45度以上的角度反射，則就不照射到溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e上。由于入射光相對于液晶裝置的畫面區(qū)域的垂直方向基本上為平行光，故將第1遮光膜7側面作為基點以45度以上的角度反射的概率小。因而，如果滿足定義式(2)的值，則可幾乎忽略反射光的影響。
其次，定義第1遮光膜7和第2遮光膜(數據線)3的關系。必須將位于第1遮光膜7的上方的第2遮光膜(數據線)3的寬度形成得寬，以免入射光直接照射到第1遮光膜7上。特別是由于LDD區(qū)1d、1e沒有掃描線2，故容易受到入射光的影響。因此，如果將從第2遮光膜側面到第1遮光膜的最小距離定義為L2，L2’，則可以這樣來進行圖形布局，以便至少使下述的定義式(3)所示的關系成立0.2μm≤L2，L2’…(3)由于將第1層間絕緣膜11和第2層間絕緣膜13合在一起的膜厚約為15000埃，，則更希望這樣來進行圖形布局，以便使下述的定義式(4)所示的關系成立1.5μm≤L2，L2’…(4)這是因為，與上述的第1遮光膜7與溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e的關系相同，如果入射光將第2遮光膜(數據線)3作為基點不以45度以上的角度入射，則光就不到達第1遮光膜7的表面上。此外，如圖13所示，由于溝道區(qū)1c下方的第1遮光膜7沿掃描線2延伸設置設置，故在該部分定義式(3)、(4)不成立。但是，由于至少溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e附近被掃描線2或第3遮光膜(對置基板上的黑色矩陣)6覆蓋，故沒有問題。
其次，定義第2遮光膜(數據線)3和第3遮光膜(對置基板上的黑色矩陣)6的關系。如果第2遮光膜(數據線)3基本上發(fā)揮足夠的遮光性，則沒有必要有第3遮光膜(對置基板上的黑色矩陣)6。因此，如果用遮光性的膜形成掃描線2，并形成為相對于相鄰的數據線3和掃描線2重疊象素電極14的全部的邊，則可省略對置基板上的黑色矩陣(第3遮光膜)6。因此，由于有時發(fā)生液晶裝置用的基板10與對置基板31的粘接偏移，第3遮光膜(黑色矩陣)6使象素的光透過區(qū)域變窄，故為了實現高的開口率，希望不形成對置基板上的黑色矩陣(第3遮光膜)6。但是，由于因形成第2遮光膜的鋁膜等金屬膜或金屬合金膜的針孔而存在光透過的擔心，故為了防止這一點如果在數據線上形成第3遮光膜(對置基板上的黑色矩陣)6，則成為冗余結構。在形成黑色矩陣(第3遮光膜)6的情況下，希望從第2遮光膜(數據線)3側面到第3遮光膜6的距離L3，L3’是定義式(5)所示的關系L3，L3’≤1μm…(5)這是因為，如果滿足定義式(5)，則幾乎不影響開口率。
此外，溝道寬度W受象素TFT的寫入特性的影響很大，但只要能確保TFT的導通/關斷比在6位以上，則溝道寬度W盡可能短的TFT不容易受到光的影響。因而，希望用下述的(6)式的W來形成0.2μm≤W≤4μm…(6)更希望用下述的(7)式的W來形成0.8μm≤W≤2μm…(7)如果是這樣的話，則由于能將數據線(第2遮光膜)3的線寬度形成得窄，故可實現更高的開口率。
此外，本實施例7也可用與實施例1同樣的制造工藝來形成。
(實施例8和掃描線2部分的遮光膜的尺寸規(guī)定)圖19和圖20示出應用了本發(fā)明的液晶裝置用的基板的第8實施例。圖19是鄰接的象素的平面圖，圖20示出在圖19中的F-F’線上的剖面圖。本實施例8不僅在掃描線2的下部，而且在數據線3的下部和電容線16的下部以矩陣狀形成實施例7中示出的象素的第1遮光膜7(圖19中的右上的斜線部分)。通過采取這樣的結構，可進一步謀求第1遮光膜7的低電阻化，可再在半導體層1的漏區(qū)1b和第1遮光膜7之間形成將第1層間絕緣膜11作為電介質的附加電容。此外，即使對置基板31上的黑色矩陣6中存在缺陷，由于第1遮光膜7兼作黑色矩陣6，故具有點缺陷等不良情況減少的優(yōu)點。
其次，在圖20中，定義第1遮光膜7和掃描線2的關系。從掃描線2下的第1遮光膜7側面到象素開口區(qū)域一側的掃描線2的側面的距離L4可以是定義式(8)的關系0.2μm≤L4…(8)這是因為，如果第1遮光膜7不至少處于掃描線2的側面至掃描線2的中心的中間位置，則在掃描線2的側面和象素開口區(qū)的邊與第3遮光膜6處于相同的位置關系時，入射光直接照射到第1遮光膜7的表面上。
其次定義電容線16下的第1遮光膜7與電容線16的關系。從電容線16下的第1遮光膜7側面到象素開口區(qū)域一側的電容線16的側面的距離L5可以是定義式(9)的關系0.2μm≤L5…(9)這是因為，如果第1遮光膜7不至少處于電容線16的側面至電容線16的中心的中間位置，則在電容線16的側面和象素開口區(qū)的邊與第3遮光膜6處于相同的位置關系時，入射光直接照射到第1遮光膜7的表面上。
此外，本實施例8也可用與實施例1同樣的制造工藝來形成。再有，在實施例7和實施例8中規(guī)定的定義式(1)至(9)不用說可適用于應用了本發(fā)明的所有液晶裝置用的基板和液晶裝置。
此外，在上述的實施例1至8中，關于在無堿玻璃或石英等的基板10的表面上直接形成第1遮光膜7的情況進行了說明，但在基板10的表面上利用刻蝕形成了對應于第1遮光膜7的圖形的槽之后，通過在該槽內以埋置第1遮光膜7的方式來形成，也可謀求平坦化。此外，也可在第1遮光膜7的表面上進行防止反射的處理。作為防止反射的處理方法，可以考慮對由金屬膜及金屬硅化物等金屬合金膜構成的第1遮光膜7的表面進行熱氧化來形成氧化膜，或在第1遮光膜7的表面上利用CVD法等覆蓋多晶硅膜等。
(液晶裝置的說明)圖16(a)示出適用于所述液晶裝置用的基板32的液晶裝置30的平面布局結構。此外，圖16(b)示出沿(a)的H-H’的剖面圖。如圖16(a)、(b)所示，將對置基板31和液晶裝置用的基板32，通過相當于畫面區(qū)域20與數據線驅動電路50和掃描線驅動電路60之間的區(qū)域中形成的含有間隙材料的封口層36，隔開規(guī)定的單元間隙進行粘接，在該封口層36的內側區(qū)域中封入液晶。這里，將封口層36形成為在局部被中斷，從該中斷部分(液晶注入孔)38注入液晶37。在液晶裝置30中，在粘接對置基板31和液晶裝置用的基板32之后，通過使封口層36的內側區(qū)域處于減壓狀態(tài)，進行液晶37的注入。在封入了液晶37后，用密封材料39堵住液晶注入孔38。
作為封口層36，可使用環(huán)氧樹脂或各種紫外線硬化樹脂等，作為與其配合的間隙材料，可使用約2μm～6μm的圓柱或球狀等的塑料或玻璃纖維等。作為液晶37，可使用眾所周知的TN(扭曲向列)型液晶等。此外，如果使用將液晶作為微小顆粒分散在高分子中的高分子分散型液晶，則由于不需要取向膜及偏振片，故可提供光利用效率高的液晶裝置。
在本形態(tài)的液晶裝置30中，由于對置基板31比液晶裝置用的基板32小，故在液晶裝置用的基板32的周邊部分從對置基板31的外周緣向外側露出的狀態(tài)下粘接該液晶裝置用的基板32。因而，由于數據線驅動電路50和掃描線驅動電路60配置在比對置基板31的外周更靠外的外側，故可防止聚酰亞胺等取向膜及液晶37因外圍驅動電路的直流成分而惡化的情況。此外，在液晶裝置用的基板32中，在從對置基板31到外側的區(qū)域中形成與外部IC電連接的多個外部輸入輸出端子40，利用引線鍵合、或ACF(各向異性導電膜)壓接等方法與柔性印刷布線基板等連接。
再者，如圖18所示，由于通過在對置基板31一側對應于在所述液晶裝置用的基板32上形成的各個象素電極14以矩陣狀形成微透鏡80，能使入射光在象素電極14的象素開口區(qū)上聚焦，可大幅度增加對比度和明亮程度，而且，由于利用微透鏡80使入射光聚焦，故可防止從朝向象素TFT 91的溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e的斜方向的光的入射。在該液晶裝置用的基板32上設有第1遮光膜7，以便即使用微透鏡聚焦的光在液晶裝置用的基板32的背面發(fā)生反射，也不會照射到象素TFT 91的溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e上。因而，不會因用微透鏡聚焦的強光而使TFT特性受到影響，可提供能得到明亮的、高品位的圖象質量的液晶裝置。此外，在使用微透鏡80的情況下，由于能如圖18的虛線所示對入射到象素開口區(qū)的光進行聚焦，故也可去掉對置基板31一側的黑色矩陣6。相對于對置基板31在對置電極33一側設有圖18的微透鏡80，但也可相對于對置基板31設置在與對置電極33一側相對的一側，使其聚焦于形成了象素TFT的液晶裝置用的基板32上。在這種情況下，與設置在對置電極33一側的情況相比，具有單元間隙的調整變得容易的優(yōu)點。此外，如圖18所示，以無間隙的方式排列由樹脂等構成的微透鏡80，利用粘接劑貼上薄板玻璃。如果在上述薄板玻璃上形成對置電極33，則單元間隙的調整變得容易，可充分地得到光利用效率。
(液晶裝置的驅動方法)圖15示出使用了上述的實施例1至8的液晶裝置用的基板的液晶裝置30的系統(tǒng)構成例。在圖中，90是對應于互相交叉地配置的掃描線2和數據線3的交點分別配置的象素，各象素90由象素電極14和象素TFT91構成，其中象素電極14由ITO膜等構成，象素TFT91將對應于供給數據線3的圖象信號的電壓加在該象素電極14上。同一行的象素TFT91的柵電極連接到同一掃描線2，漏區(qū)1b連接到對應的象素電極14。此外，同一列的象素TFT91的源區(qū)1a連接到同一數據線3。在本實施例中，構成數據線驅動電路50、掃描線驅動電路60的晶體管與象素TFT91相同，由以多晶硅膜作為半導體層的所謂多晶硅TFT構成。構成外圍驅動電路(數據線驅動電路50、掃描線驅動電路60)的上述晶體管構成CMOS型TFT，與象素TFT91一起，可利用同樣的工藝，在同一基板上形成。
在本實施例中，在畫面區(qū)域(以矩陣狀排列象素的區(qū)域)20的外側的至少一邊(在圖中是上側)上配置依次選擇驅動上述數據線3的移位寄存器(以下稱為X移位寄存器)51，并設有用于放大X移位寄存器51的輸出信號的X緩沖器53。此外，在畫面區(qū)域20的至少另一邊上設有依次選擇驅動上述掃描線2的移位寄存器(以下稱為Y移位寄存器)61。此外，設有用于放大Y移位寄存器61的輸出信號的Y緩沖器63。再者，在上述各數據線3的另一端設有取樣用的的開關(TFT)52，這些取樣用的的開關52例如連接在傳送從外部輸入的圖象信號VID1～VID3的圖象信號線54、55、56之間，構成為利用從上述X移位寄存器51輸出的取樣信號依次導通/關斷。X移位寄存器51根據從外部輸入的時鐘信號CLX1及其反轉時鐘信號CLX2和開始信號DX，形成在1個水平掃描期間中依次選擇所有的數據線3那樣的取樣信號X1、X2、X3、...、Xn，供給取樣用的的開關52的控制端子。另一方面，上述Y移位寄存器61與從外部輸入的時鐘信號CLY1及其反轉時鐘信號CLY2和開始信號DY同步工作，以Y1、Y2、...、Ym依次驅動各掃描線2。
(投射型顯示裝置的說明)圖17示出了液晶投影儀的構成例，作為將上述實施例的液晶裝置作為光閥應用的投射型顯示裝置的一例。
在圖17中，370是鹵素燈等光源，371是拋物鏡，372是隔熱線的濾色片，373、375、376分別是反射藍色、反射綠色、反射紅色的分色鏡，374、377是反射鏡，378、379、380是由上述實施例的液晶裝置構成的光閥，383是分色棱鏡。
在本實施例的液晶投影儀中，從光源370發(fā)出的白色光被拋物鏡371聚焦，通過隔熱線的濾色片372以隔斷紅外區(qū)域的熱線，只有可視光入射到分色鏡系統(tǒng)中。然后，首先用反射藍色的分色棱鏡373反射藍色光(約500nm以下的波長)，透過其它光(黃色光)。反射的藍色光利用反射鏡374改變方向，入射到調制藍色的光閥378。
另一方面，透過了上述反射藍色的分色鏡373的光入射到反射綠色的分色鏡375，綠色光(約500～600nm的波長)被反射，透過其它光、即紅色光(約600nm以上的波長)。用分色鏡375反射的綠色光入射到調制綠色的光閥鏡379。此外，透過分色鏡375的紅色光利用反射鏡376、377改變方向，入射到調制紅色的光閥380。
光閥378、379、380分別由從未圖示的圖象信號處理電路供給的藍、綠、紅的基色信號驅動，入射到各光閥的光被各自的光閥調制后，在分色棱鏡383中進行合成。將分色棱鏡383形成為紅色反射面381與藍色反射面382互相正交。然后，被分色棱鏡383合成的彩色圖象用投射透鏡384放大、投射到屏幕上，進行顯示。
如果采用應用了本發(fā)明的液晶裝置，則由于象素TFT91中的因光引起的漏泄電流少，故將該液晶裝置作為光閥使用的上述液晶投影儀可得到對比度高的顯示圖象。此外，由于耐光性良好，故即使使用明亮的光源，或在光源370和光閥378、379、380的光路間設置偏振光束分離器進行偏振光變換從而使光利用效率提高，也不會產生因光引起的交擾等圖象質量惡化。因而，可實現明亮的液晶投影儀。再者，由于幾乎可忽略在液晶裝置用的基板的背面的反射光，故因沒有必要象以往那樣在液晶裝置的射出側面上貼上進行了防止反射的處理的偏振片或濾色片，可實現成本的降低。
如圖17所示，在使用對應于紅、綠、藍的3片式光閥和分色棱鏡的情況下，本發(fā)明特別具有優(yōu)點。即，例如被分色鏡274反射的光透過光閥378，在分色棱鏡383中進行合成。此時，入射到光閥378的光調制90度，入射到投射透鏡。但是，存在下述可能性入射到光閥378的光有少許漏出，入射到相對一側的光閥380。因而，以光閥380為例，存在下述可能性不僅被分色鏡377反射的光從入射方向一側入射(從圖面的L方向入射)，而且透過了光閥378的光的一部分透過分色棱鏡382，入射到光閥380。此外，被分色鏡377反射的光通過光閥380入射到分色棱鏡382時，也存在被分色棱鏡383少許反射(正反射)，再入射到光閥380的可能性。這樣，光閥的來自入射一側方向的光的入射和來自其相對一側的入射很強。即使對于這樣的情況，本發(fā)明也如上述實施例所示那樣，在上下形成了遮光層，使得光不從入射一側、也不從入射一側的相對一側入射到象素TFT91上。而且，由于將對置基板31上的黑色矩陣6形成得比第1遮光膜7大，故從入射方向或從入射方向的相對一側的方向都對溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e進行遮光，以免在第1遮光膜7表面反射的光入射到象素TFT91的溝道區(qū)1c和LDD區(qū)(或偏移區(qū))1d、1e上。因而，可大幅度減少TFT的因光引起的漏泄電流。
產業(yè)上的利用領域如以上所詳細地說明的那樣，按照本發(fā)明的第1方面所述的液晶裝置用的基板，由于關于朝向溝道區(qū)和該溝道區(qū)與源·漏區(qū)的接合部的光的入射，可用(第1遮光膜遮住來自上方的光的照射，用第2遮光膜遮住來自下方的光，故可減少TFT的因光引起的漏泄電流。因而，按照本發(fā)明，可制造例如高性能的有源矩陣型的液晶裝置用的基板。此外，應用了本發(fā)明的液晶裝置用的基板最適合用于液晶裝置及投影儀等。
權利要求
1.一種液晶裝置用的基板，在該基板上具有多條數據線；與所述多條數據線交叉的多條掃描線；與所述多條數據線和所述多條掃描線對應而設置的多個薄膜晶體管；以及與該多個薄膜晶體管對應而設置的多個象素電極，其特征在于形成所述薄膜晶體管的下方的、至少與所述薄膜晶體管的溝道區(qū)重疊的第1遮光膜，和形成在所述薄膜晶體管的上方的、與所述溝道區(qū)重疊的第2遮光膜；所述第2遮光膜的端部與相鄰的所述象素電極的端部部分地重疊。
2.如權利要求1所述的液晶裝置用的基板，其特征在于所述第1遮光膜的端部與所述象素電極的端部部分地重疊。
3.如權利要求2所述的液晶裝置用的基板，其特征在于所述第1遮光膜在與所述數據線交叉的方向上伸展。
4.如權利要求1所述的液晶裝置用的基板，其特征在于所述第2遮光膜是所述數據線。
5.如權利要求4所述的液晶裝置用的基板，其特征在于以所述第1遮光膜和所述第2遮光膜，與所述象素電極的所有的邊重疊。
6.如權利要求1所述的液晶裝置用的基板，其特征在于所述第1遮光膜由導電性的第1布線構成，在所述象素畫面區(qū)域的外側，與恒定電位線電連接。
7.如權利要求6所述的液晶裝置用的基板，其特征在于所述第1布線與掃描線驅動電路的負電源電連接。
8.如權利要求1所述的液晶裝置用的基板，其特征在于所述薄膜晶體管的半導體層，對所述掃描線至少交叉兩次。
9.一種液晶裝置，其特征在于在權利要求1中記載的液晶裝置用的基板和具有對置電極的對置基板隔開規(guī)定的間隔而配置，并且在所述液晶裝置用的基板和所述對置基板空隙內，封入液晶。
10.如權利要求9所述的液晶裝置，其特征在于在所述對置基板上，形成第3遮光膜。
11.如權利要求10所述的液晶裝置，其特征在于所述第3遮光膜至少覆蓋所述第1遮光膜而形成。
12.如權利要求10或11所述的液晶裝置，其特征在于所述第3遮光膜與相鄰的所述象素電極的端部重疊。
13.如權利要求9所述的液晶裝置，其特征在于在所述對置基板上分別對應于在所述液晶裝置用的基板上形成的所述多個象素電極，以矩陣狀形成微透鏡。
14.一種投射型顯示裝置，其特征在于，具備光源；對來自所述光源的光進行調制并使其透過或反射的如權利要求9所述的液晶裝置；以及對利用該液晶裝置進行了調制的光進行聚焦并進行放大和投射的投射光學裝置。
全文摘要
通過在驅動象素的TFT的至少溝道區(qū)(1c)的下方設置第1遮光膜(7)和在上方設置第2遮光膜(3)來防止來自上下方向的光對于溝道區(qū)(1c)的照射。此外，形成第2遮光膜(3)使其覆蓋溝道區(qū)(1c)和第1遮光膜(7)，使入射光不直接照射到第1遮光膜(7)表面。
文檔編號G02F1/1362GK1506738SQ20031012252
公開日2004年6月23日 申請日期1997年10月16日 優(yōu)先權日1996年10月16日
發(fā)明者村出正夫 申請人:精工愛普生株式會社