專利名稱：反射型液晶顯示裝置以及用于反射型液晶顯示器的基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用有源矩陣型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的反射型液晶顯示裝置、一種用于反射型液晶的基板以及一種液晶投影系統(tǒng)。尤其是，本發(fā)明涉及一種包括半導(dǎo)體基板和透光基板的反射型液晶顯示裝置、一種用于使用半導(dǎo)體基板的反射型液晶顯示裝置的基板以及一種液晶投影系統(tǒng)，該半導(dǎo)體基板具有多個(gè)以矩陣形式位于其上的像素，每個(gè)像素包括開關(guān)元件、電容器以及反射電極，該透光基板具有形成于其上的透光電極，反射電極面對(duì)該透光電極。
背景技術(shù)：
近年來，在從小型顯示裝置到所謂的OA設(shè)備(自動(dòng)化辦公設(shè)備)的終端的應(yīng)用中，廣泛地普及了液晶顯示裝置，特別是，在辦公設(shè)備中，積極地使用投影型液晶顯示裝置，其中在大屏幕上投影圖像。
就這種投影型液晶顯示裝置而言，存在兩種主要的類型透射型液晶顯示裝置和反射型液晶顯示裝置。在前面的透射型液晶顯示裝置中，存在一個(gè)問題，即由于開關(guān)元件(晶體管)、電容器和提供給每個(gè)像素的布線，導(dǎo)致像素的用于透射光的透射區(qū)域降低了孔徑比。
在反射型液晶顯示裝置中，可以將除了絕緣和隔離每個(gè)像素的用于反射的像素電極(以下稱為“反射電極”)的區(qū)域之外的任何區(qū)域制作為反射電極。此外，由于可以在反射電極之下設(shè)置開關(guān)元件、電容器和驅(qū)動(dòng)有源矩陣所需的布線，所以反射型液晶顯示裝置與透射型液晶顯示裝置相比，在液晶顯示板小型化、高清晰度以及高亮度方面具有許多優(yōu)點(diǎn)。
通常，在上述反射型液晶顯示裝置中，與諸如MOS晶體管這樣的開關(guān)元件相連的多個(gè)反射電極以矩陣形式設(shè)置在半導(dǎo)體基板(Si基板)上。而且，反射型液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)為設(shè)置了面對(duì)多個(gè)反射電極并且為所有像素所共用的透光公共電極，而且在半導(dǎo)體基板的反射電極和該公共電極之間注入了液晶。在這種反射型液晶顯示裝置中，通過從公共電極一側(cè)入射光，使在公共電極和反射電極之間的電位差對(duì)應(yīng)于圖像信號(hào)，并控制每個(gè)像素中的液晶的取向，來調(diào)節(jié)反射光。
近年來，由于需要液晶顯示裝置的高清晰度，并且反射型液晶顯示裝置在大屏幕上投影和顯示圖像，因此對(duì)于高清晰度像素的需求就很大。因而，如果以隨便考慮的方式制造高清晰度液晶顯示裝置，則半導(dǎo)體基板的芯片尺寸趨向于越來越大。但是，大芯片尺寸直接導(dǎo)致成本增加。因此，希望芯片尺寸盡可能地小，并且為此目的，需要像素尺寸小型化。
通常，考慮到諸如捕捉(seizure)的可靠性，對(duì)施加到液晶顯示裝置中的液晶上的電壓進(jìn)行所謂的反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，其中將施加到液晶顯示裝置的電壓例如對(duì)每一幀反轉(zhuǎn)。因此，要求驅(qū)動(dòng)液晶顯示裝置所需要的電源電壓約為15V(或更高)。換句話說，這意味著，要求在半導(dǎo)體基板和構(gòu)成外圍驅(qū)動(dòng)電路的元件(晶體管和電容器)上所形成的像素的耐受電壓約為15V(或更高)。
但是，為了確保每個(gè)元件的耐受電壓，需要一定量的元件尺寸和元件隔離空間。換句話說，盡管需要較小的像素尺寸，但是從元件形成的設(shè)計(jì)規(guī)則(諸如在形成器件時(shí)所需要的像素尺寸和元件隔離空間這樣的尺寸定義)來看，未能使得尺寸變小。因而，為了使元件尺寸變小，每個(gè)像素的電容器趨向于變小。
但是，由于如果使電容器變小，則由于從電容器端部的泄漏所導(dǎo)致的電壓降，圖像質(zhì)量降低，并且圖像易受來自信號(hào)線的串?dāng)_的影響，所以會(huì)降低輸出圖像的質(zhì)量。因而，希望電容器盡可能地大。
為了使得像素的電容器變大，像素中的電容器電極的尺寸應(yīng)該盡可能地大。
圖9是傳統(tǒng)像素布局的例子，圖10是沿圖9的線10-10的截面圖。這種結(jié)構(gòu)在日本專利申請(qǐng)公開No.2004-309681中公開。
作為要成為基底的半導(dǎo)體基板，使用p型單晶硅基板(以下稱為“p型Si基板”)，并且在該基板上用多晶硅形成的柵極線201沿水平方向布線。然后，柵極布線的一部分被分離并且充當(dāng)作為開關(guān)元件的NMOS晶體管的柵極。作為開關(guān)元件的開關(guān)晶體管的源極區(qū)202經(jīng)由源極觸點(diǎn)203連接到由第一金屬層形成的信號(hào)線204。開關(guān)晶體管的漏極區(qū)205經(jīng)由漏極觸點(diǎn)206連接到由第一金屬層形成的漏極布線207。漏極布線207經(jīng)由觸點(diǎn)208連接到由多晶硅形成的電容器電極209上。
電容器電極209的對(duì)電極充當(dāng)借助離子注入而形成在硅基板上的N+型擴(kuò)散層，該擴(kuò)散層充當(dāng)為所有像素所共用的公共電極210。而且，通過與形成NMOS晶體管的柵極氧化物膜的工藝相同的工藝，在電容器電極209和公共電極210之間通常形成絕緣膜。
在圖10中，示出了p型Si基板211，其中，在左側(cè)，在場(chǎng)氧化物膜212a和212b之間形成充當(dāng)開關(guān)元件的NMOS晶體管。示出了NMOS晶體管的柵電極(柵極布線的一部分)201、源極區(qū)202以及漏極區(qū)205。
源極區(qū)202經(jīng)由源極觸點(diǎn)203連接到由第一金屬層形成的信號(hào)線204。漏極區(qū)205經(jīng)由漏極觸點(diǎn)206連接到由第一金屬層形成的漏極布線207。漏極布線207經(jīng)由觸點(diǎn)208連接到電容器電極209，并且還經(jīng)由通孔213連接到由第三金屬層形成的反射電極214。而且，由于作為電容器電極209的對(duì)電極的公共電極(Vcom電極)210由N+型擴(kuò)散層形成，因此，與NMOS晶體管類似，公共電極210的兩側(cè)形成在場(chǎng)氧化物膜212b和212c之間。而且，為了遮蔽來自從其本身和相鄰反射電極之間的間隙的入射光，在第一金屬層和反射電極214之間設(shè)置由第二金屬層形成的遮光層215。此外，在遮光層215中，為了實(shí)現(xiàn)電絕緣，在通孔213所穿過的位置開孔。此外，為了獲得盡可能大的像素電容器，將固定電位賦予遮光層215。
盡管未闡述液晶層217，但是它以預(yù)定間隙插在液晶公共電極216之間，其中所述液晶公共電極216是在反射電極214上涂覆保護(hù)膜之后由充當(dāng)反射電極214的對(duì)電極的透光基板形成的。
由通過反射電極214和液晶公共電極216之間的電位差引起液晶的光學(xué)特性的變化(偏振系數(shù)的改變)，所以可以通過控制每個(gè)像素的反射電極214的電位形成圖像。

發(fā)明內(nèi)容
在日本專利申請(qǐng)公開No.2004-309681中，在與信號(hào)線204和漏極布線207的層相同的層(第一金屬層)中，在信號(hào)線204和漏極布線207之間設(shè)置第一屏蔽線219。而且，賦予第一屏蔽線219的電位與公共電極210的電位相同。此外，考慮到來自相鄰像素的信號(hào)線的串?dāng)_的影響，也將第二屏蔽線220設(shè)置到與設(shè)置有第一屏蔽線219的一側(cè)相反的一側(cè)(圖中的右側(cè))上。第二屏蔽線220提供GND(接地)電位并且經(jīng)由像素中的P+區(qū)域連接到p型基板。盡管在這種結(jié)構(gòu)中，由于信號(hào)線204經(jīng)過位于電容器電極209之上的部分，因此可以抑制由包含相鄰像素的信號(hào)線204引起的影響漏極布線207的串?dāng)_，但是并沒有消除串?dāng)_。換句話說，為了使電容器更大，還在位于信號(hào)線204之下的部分中形成電容器電極209的一部分。
這里，描述信號(hào)線204所引起的串?dāng)_對(duì)電容器電極209端部的影響。
當(dāng)預(yù)定線處于選擇狀態(tài)(柵極線處于高電平并且像素的開關(guān)晶體管處于導(dǎo)通(on)狀態(tài)的狀態(tài))時(shí)，在另一條線中的每個(gè)像素在其電容器中保持用于顯示像素的像素信號(hào)電壓。那時(shí)，通過信號(hào)線經(jīng)由開關(guān)晶體管將圖像信號(hào)寫入到預(yù)定像素上的保持電容器。那時(shí)，如圖9所示，由于在信號(hào)線204和電容器209端部之間存在寄生電容器，所以在保持狀態(tài)下在電容器的電極端部處經(jīng)由寄生電容器會(huì)發(fā)生電位波動(dòng)。如果保持狀態(tài)下的電容器的電極電位發(fā)生變化，則液晶的光學(xué)特性會(huì)發(fā)生變化，并因此不能表現(xiàn)原始圖像，因此導(dǎo)致圖像質(zhì)量顯著降低。這種現(xiàn)象稱為“串?dāng)_”。
使用例如九分屏(沿水平方向分成三份×沿垂直方向分成三份)來執(zhí)行用于測(cè)量串?dāng)_的評(píng)估圖案。當(dāng)在中心分屏上顯示出100％的亮度而在周圍的八個(gè)分屏上顯示出半色調(diào)亮度(例如10％的亮度)時(shí)，在亮度的分界面處會(huì)出現(xiàn)由于寄生電容器而導(dǎo)致的串?dāng)_。
為了避免串?dāng)_，可以考慮這樣一種結(jié)構(gòu)，即在信號(hào)線204之下不設(shè)置由多晶硅形成的電容器電極209也即電容器，換句話說，不形成電容器。使用這種布局，不存在信號(hào)線204和電容器電極209之間的重疊，因而可以減小由信號(hào)線204施加給電容器電極端部的串?dāng)_，但是電容器變小了。在這種情況下，當(dāng)像素尺寸較小時(shí)，像素電壓的保持能力降低。當(dāng)保持能力降低時(shí)，圖像變?yōu)閷?duì)比度小的圖像，因此導(dǎo)致圖像質(zhì)量惡化。
此外，在信號(hào)線204和反射電極214之間設(shè)置用于遮蔽來自反射電極之間的間隙的入射光的遮光層215。由于向遮光層215施加固定電壓，并且遮光層215充當(dāng)屏蔽層，所以可以獲得幾乎不會(huì)出現(xiàn)由信號(hào)線204施加給反射電極214的串?dāng)_的結(jié)構(gòu)。
如上所述，通常，已知在相鄰像素的亮度相對(duì)差異等于或小于2到3％時(shí)，人眼不能識(shí)別串?dāng)_。
近年來，已經(jīng)推進(jìn)了顯示裝置的高分辨率，因此，如果也不能使像素尺寸變小，則不能降低成本。但是，如上所述，從可靠性角度來看，液晶驅(qū)動(dòng)通常是反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)所需的電源電壓是10到15V的量級(jí)，并且在Si基板上形成的晶體管和電容器需要具有用于相對(duì)于該電源電壓而穩(wěn)定操作的耐受電壓。因此，即使像素尺寸小，元件所形成的尺寸(例如，元件隔離等的寬度)也不易變小。而且，為了獲得抵抗串?dāng)_的像素結(jié)構(gòu)，期望電容器盡可能地大。
本發(fā)明的目的是通過以有限的像素尺寸形成開關(guān)元件和大電容器，減少由信號(hào)線施加給電容器端部(漏極布線、電容器電極以及反射電極)的串?dāng)_，并因此提供一種可以獲得高質(zhì)量圖像的反射型液晶顯示裝置。
本發(fā)明的一種反射型液晶顯示裝置包括透光基板，具有透光電極；液晶層；以及具有像素的基板，該像素具有開關(guān)元件、電容器以及反射電極，信號(hào)線經(jīng)由開關(guān)元件連接到電容器和反射電極并且設(shè)置在電容器的至少一部分之上的部分上；并且設(shè)置為使得透光電極面對(duì)反射電極并將液晶層夾在其間，其中在電容器和信號(hào)線之間設(shè)置了被施加固定電位的導(dǎo)電層。
此外，本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置包括透光基板，具有透光電極；液晶層；以及包括像素的半導(dǎo)體基板，所述像素具有開關(guān)元件、電容器以及反射電極，信號(hào)線經(jīng)由開關(guān)元件連接到電容器和反射電極并且設(shè)置在電容器的至少一部分之上的部分上；并且設(shè)置成使得透光電極面對(duì)反射電極并將液晶層夾在其間；其中，電容器包括第一電極和第二電極，第一電極具有在半導(dǎo)體基板上形成的擴(kuò)散層，第二電極具有設(shè)置在信號(hào)線和第一電極之間的第二導(dǎo)電層，第一電極連接到開關(guān)元件，向第二電極施加了固定電位。
本發(fā)明的用于反射型液晶顯示裝置的基板包括像素，具有開關(guān)元件、電容器以及反射電極；信號(hào)線，經(jīng)由開關(guān)元件連接到電容器和反射電極，并且設(shè)置在電容器的至少一部分之上的部分上；以及設(shè)置在電容器和信號(hào)線之間的層，在該層上施加了固定電位。
此外，本發(fā)明的用于反射型液晶顯示裝置的基板包括半導(dǎo)體基板和信號(hào)線，該半導(dǎo)體基板包含具有開關(guān)元件、電容器和反射電極的像素，該信號(hào)線經(jīng)由開關(guān)元件連接到電容器和反射電極，并且設(shè)置在電容器的至少一部分之上的部分上；其中電容器包括第一電極和第二電極，第一電極具有在半導(dǎo)體基板上形成的擴(kuò)散層，第二電極具有設(shè)置在信號(hào)線和第一電極之間的第二導(dǎo)電層，并且第一電極連接到開關(guān)元件，而向該第二電極施加了固定電位。
根據(jù)本發(fā)明，即使像素尺寸小，可以獲得電容器大的電容值，因而可以減小從信號(hào)線對(duì)開關(guān)晶體管的漏極布線、電容器電極以及反射電極的串?dāng)_。因此，可以提供一種反射型液晶顯示裝置，其可以獲得良好的輸出圖像。
從下面參考附圖對(duì)示例性實(shí)施例的描述中將會(huì)明了本發(fā)明的更多特征。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的像素的平面示意圖；圖2是沿圖1的2-2方向的截面圖；圖3是沿圖1的3-3方向的截面圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的像素的平面示意圖；圖5是沿圖4的5-5方向的截面圖；圖6是沿圖4的6-6方向的截面圖；以及圖7是描繪本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置中的有源矩陣驅(qū)動(dòng)電路的方框圖；圖8是示出液晶投影系統(tǒng)的視圖；圖9是現(xiàn)有技術(shù)中的像素的平面示意圖；圖10是沿圖9的10-10方向的截面圖；圖11是一個(gè)例子的矩陣布局圖，其中以4×4方式設(shè)置了圖1的像素；圖12是另一個(gè)例子的矩陣布局圖，其中以4×4方式設(shè)置了圖1的像素；圖13是另一個(gè)例子的矩陣布局圖，其中以4×4方式設(shè)置了圖1的像素；圖14是另一個(gè)例子的矩陣布局圖，其中以4×4方式設(shè)置了圖1的像素。
具體實(shí)施例方式
以下，使用附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
實(shí)施例1圖1是示出本發(fā)明第一實(shí)施例的像素的平面示意圖，圖2是沿圖1的線2-2的截面圖，圖3是沿圖1的線3-3的截面圖。圖7是描述本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置中的有源矩陣驅(qū)動(dòng)電路的方框圖。此外，在圖1中，為了容易看該圖，僅描繪從圖2所示的遮光層的Si基板(半導(dǎo)體基板)的一側(cè)(沒有包括反射電極、遮光層以及連接到反射電極的通孔)。此外，在該實(shí)施例中，用p型Si基板作為具有有源矩陣驅(qū)動(dòng)電路的半導(dǎo)體基板，并假設(shè)開關(guān)元件是具有NMOS晶體管的開關(guān)晶體管。而且，將參考圖7描述作為液晶顯示裝置的電路操作。
圖7是描繪本發(fā)明反射型液晶顯示裝置中的有源矩陣驅(qū)動(dòng)電路的方框圖，并且在圖7中，為了簡化描述，設(shè)置3×3個(gè)像素，并且還描繪了每個(gè)像素的電路。
假設(shè)圖7所示的有源矩陣驅(qū)動(dòng)電路形成于p型Si基板上。
在圖7中，示出了像素101。像素101由具有開關(guān)晶體管等的開關(guān)元件102、電容器103和反射電極104構(gòu)成。該像素中的開關(guān)元件102由NMOS晶體管構(gòu)成。同一行的像素中的開關(guān)元件102的柵極連接到柵極線105，向該柵極線105施加了垂直掃描移位寄存器106的每個(gè)寄存器的輸出。同一列中的開關(guān)元件102的源極(所示晶體管的左側(cè))連接到信號(hào)線107。每個(gè)像素的開關(guān)元件102的漏極連接到電容器103的一端和反射電極104，電容器103的另一端連接到為所有像素所共用的Vcom電位。信號(hào)線107經(jīng)由傳輸開關(guān)108連接到視頻線。傳輸開關(guān)108的導(dǎo)通/關(guān)斷由水平掃描移位寄存器110的每個(gè)寄存器輸出來控制。
下面簡要描述圖7所示的有源矩陣驅(qū)動(dòng)電路的操作。按移位定時(shí)依次輸入的視頻信號(hào)被輸出到視頻線109。然后，通過使用垂直掃描移位寄存器110將傳輸開關(guān)依次轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)(導(dǎo)電狀態(tài))，采樣視頻信號(hào)電壓并且將其施加到信號(hào)線107上。選擇位于由垂直掃描移位寄存器106所選擇的單個(gè)信號(hào)線107和柵極線105相互交叉的位置的期望像素的開關(guān)元件，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。然后，經(jīng)由開關(guān)元件102將視頻信號(hào)電壓寫入像素的電容器103中。反射電極104的電壓是寫入電容器103的電壓。然后，將在反射電極104和透光公共電極(圖中未示出)之間所產(chǎn)生的電位差施加給液晶，因此導(dǎo)致液晶光學(xué)特性的改變。
在圖1和2中，示出了由多晶硅形成的柵極線1(對(duì)應(yīng)于第二電極)，并且柵極線1的一部分被分支出來，充當(dāng)開關(guān)晶體管的柵極。由第二金屬層形成的信號(hào)線2(對(duì)應(yīng)于第一導(dǎo)電層)通過源極觸點(diǎn)4連接到沿列方向設(shè)置的像素的開關(guān)晶體管的源極區(qū)3上。由第二金屬層形成的信號(hào)線2經(jīng)由通孔連接到第二金屬層之下由第一金屬層(對(duì)應(yīng)于第三導(dǎo)電層)形成的源極布線5，接著經(jīng)由源極觸點(diǎn)4連接源極布線5和源極區(qū)3。開關(guān)晶體管的漏極區(qū)7經(jīng)由漏極觸點(diǎn)6連接到由第一金屬層形成的漏極布線8。第一漏極布線8經(jīng)由通孔連接到由第二金屬層形成第二漏極布線9(布線圖案)。而且，與現(xiàn)有技術(shù)類似，第二漏極布線9穿過遮光層17中的孔并且經(jīng)由通孔連接到反射電極16。盡管圖中未示出，但是液晶層19以預(yù)定間隙夾在液晶公共電極18之間，該液晶公共電極18充當(dāng)在反射電極16上形成保護(hù)膜之后由充當(dāng)反射電極16的對(duì)電極的透光基板形成的透光電極。其中，就第一和第二層而言，適當(dāng)?shù)厥褂美鏏l的金屬性材料，然而其不限于此，也可以使用導(dǎo)電層，其中可以導(dǎo)電。
而且，第一漏極布線8經(jīng)由第一觸點(diǎn)連接到第一觸點(diǎn)之下的由多晶硅(對(duì)應(yīng)于第二導(dǎo)電層)形成的電容器電極10。通過在其間夾入與形成開關(guān)晶體管的柵極氧化物膜類似的氧化物膜，電容器電極10與由N+擴(kuò)散區(qū)域形成的公共電極11(Vcom電極)一起形成每個(gè)像素的電容器。
在開關(guān)晶體管的柵電極之上的部分，在由第一金屬層(對(duì)應(yīng)于第三導(dǎo)電層)形成且連接到信號(hào)線2的源極布線5和由第一金屬層(對(duì)應(yīng)于第三導(dǎo)電層)形成的漏極布線8之間設(shè)置第一屏蔽線12(用作屏蔽層)。
通過將預(yù)定的恒定電壓施加到第一屏蔽線12以便使其處于固定電位，第一屏蔽線12充當(dāng)屏蔽物，使得不會(huì)出現(xiàn)從源極布線5到第一漏極布線8的串?dāng)_。
而且，在第一屏蔽線12之上的部分，存在由第二金屬層(對(duì)應(yīng)于第一導(dǎo)電層)形成的第二屏蔽線13。此外，屏蔽線13設(shè)置在信號(hào)線2和與信號(hào)線2一樣由第二金屬層(對(duì)應(yīng)于第一導(dǎo)電層)形成的第二漏極布線9之間。與第一屏蔽線12類似，通過施加預(yù)定的恒定電壓以使其處于固定電位，第二屏蔽線13實(shí)現(xiàn)屏蔽，使得不會(huì)出現(xiàn)從信號(hào)線2到第二屏蔽線9的串?dāng)_。而且，第一屏蔽線12經(jīng)由第二觸點(diǎn)連接到構(gòu)成電容器的公共電極11(N+擴(kuò)散層)。
而且，如圖3所示，在寬范圍內(nèi)對(duì)電容器之上的部分構(gòu)圖，以便第一屏蔽線12設(shè)置在由多晶硅(對(duì)應(yīng)于第二導(dǎo)電層)形成的電容器10和由第二金屬層(對(duì)應(yīng)于第一導(dǎo)電層)形成的信號(hào)線2之間。
此時(shí)，屏蔽了信號(hào)線2和電容器電極10之間的部分，因此，來自信號(hào)線的串?dāng)_幾乎不會(huì)影響電容器電極10。
而且，在圖1的右手側(cè)(像素的右手側(cè))設(shè)置了由第一金屬層(對(duì)應(yīng)于第三導(dǎo)電層)形成的屏蔽線14，并且該屏蔽線14在沒有形成電容器的位置經(jīng)由第三觸點(diǎn)連接到P+區(qū)域，以便處于p型Si基板的電位。而且，如圖1和3所示，在屏蔽線14之上的部分，設(shè)置由第二金屬層(對(duì)應(yīng)于第一導(dǎo)電層)形成的屏蔽線15。由此，屏蔽線14充當(dāng)對(duì)相鄰像素的源極布線5的屏蔽物，并且屏蔽線15充當(dāng)對(duì)相鄰像素的信號(hào)線的屏蔽物。在圖11中，以4×4矩陣形式設(shè)置了多個(gè)圖1所示的像素。在該實(shí)施例中，以基本相同的方向設(shè)置所有像素。如圖11所示，在預(yù)定像素的信號(hào)線2和漏極線9之間設(shè)置了該像素的屏蔽線13。而且，在預(yù)定像素的信號(hào)線2和該預(yù)定像素的相鄰像素的漏極布線9之間設(shè)置該相鄰像素的屏蔽線15。而且，在預(yù)定像素的源極布線5和漏極布線8之間設(shè)置屏蔽線12，而在預(yù)定像素的源極布線5和該預(yù)定像素的相鄰像素的漏極布線8之間設(shè)置屏蔽線14。通過這種結(jié)構(gòu)，可以減少串?dāng)_的出現(xiàn)。此外，由于從密封液晶層的反射電極到液晶公共電極的區(qū)域具有與現(xiàn)有技術(shù)相同的結(jié)構(gòu)，因此省略對(duì)其的描述。
此外，在該實(shí)施例中，像素的矩陣布局不限于圖11所示的布局，例如，也可以適當(dāng)應(yīng)用圖12到14所示的矩陣。
在圖12中，以4×4矩陣形式設(shè)置了多個(gè)圖1所示的像素。在圖12中，奇數(shù)列的像素和偶數(shù)列的像素設(shè)置為在水平方向(該圖的橫向方向)上線對(duì)稱。當(dāng)使用這種結(jié)構(gòu)時(shí)，需要每2N個(gè)像素同時(shí)寫入像素電壓(其中N是正整數(shù))。在圖12所示的結(jié)構(gòu)中，也在信號(hào)線2和漏極布線9之間設(shè)置屏蔽線13或屏蔽線15。而且，也在源極布線5和漏極布線8之間設(shè)置屏蔽線12或屏蔽線14。借助這些結(jié)構(gòu)，可以減少串?dāng)_的出現(xiàn)。
在圖13中，也以4×4矩陣形式設(shè)置了多個(gè)圖1所示的像素。在圖13中，奇數(shù)行的像素和偶數(shù)行的像素設(shè)置為在垂直方向(該圖的縱向方向)上線對(duì)稱。在圖13所示的結(jié)構(gòu)中，也在信號(hào)線2和漏極布線9之間設(shè)置屏蔽線13或屏蔽線15。而且，也在源極布線5和漏極布線8之間設(shè)置屏蔽線12或屏蔽線14。借助這些結(jié)構(gòu)，可以減少串?dāng)_的出現(xiàn)。
在圖14中，也以4×4矩陣形式設(shè)置了多個(gè)圖1所示的像素。在圖14中，奇數(shù)列的像素和偶數(shù)列的像素設(shè)置為在水平方向(該圖的橫向方向)線對(duì)稱，并且奇數(shù)行的像素和偶數(shù)行的像素設(shè)置為在垂直方向(該圖的縱向方向)上線對(duì)稱。當(dāng)使用這種結(jié)構(gòu)時(shí)，與圖12所示的結(jié)構(gòu)類似，需要每2N個(gè)像素同時(shí)寫入像素電壓(其中N是正整數(shù))。在圖14所示的結(jié)構(gòu)中，也在信號(hào)線2和漏極布線9之間設(shè)置屏蔽線13或屏蔽線15。而且，也在源極布線5和漏極布線8之間設(shè)置屏蔽線12或屏蔽線14。借助這些結(jié)構(gòu)，可以減少串?dāng)_的出現(xiàn)。
這里，像素的矩陣布局不限于該實(shí)施例所示的布局，也可以適當(dāng)?shù)貞?yīng)用于本發(fā)明的其它實(shí)施例。
此外，在沒有具體描述的圖2和3所示的各個(gè)層(例如電極和布線)之間的區(qū)域中，設(shè)置了絕緣層。
而且，盡管反射電極16也形成電容器的一端，但是在信號(hào)線2和反射電極16之間設(shè)置了遮光層17。由于向遮光層17施加了預(yù)定的恒定電壓以處于固定電位，因此遮光層17充當(dāng)屏蔽層，從而導(dǎo)致抑制了從信號(hào)線2到反射電極16的串?dāng)_的影響。而且，通過將該恒定電壓施加到遮光層17，也可用反射電極16和遮光層17之間的部分作為電容器。
如上所述，通過使用該實(shí)施例所示的像素布局，沿信號(hào)線的垂直和水平方向設(shè)置了具有預(yù)定的恒定電壓的布線圖案。借助這種結(jié)構(gòu)，由于在四個(gè)方向(垂直方向和水平方向)上屏蔽了信號(hào)線，并且信號(hào)線之下的部分也可以有效地形成為電容器，所以電容值可以較大。而且，由于可以減少給漏極布線、電容器電極和反射電極的串?dāng)_，所以即使在像素尺寸小的時(shí)候，也可以獲得良好的輸出圖像。
而且，在該實(shí)施例中，描述了使用p型Si基板的例子，但是，也可以使用n型Si基板，并且即使在使用任一基板時(shí)，也不會(huì)改變根據(jù)該實(shí)施例的效果。
而且，在該實(shí)施例中，用多晶硅作柵極線；然而，柵極線不必是多晶硅。因此，可以使用這樣一種結(jié)構(gòu)，其中，通過使用第一金屬層來形成柵極線，并且該柵極線在所要求的位置經(jīng)由觸點(diǎn)連接到多晶硅，并且多晶硅構(gòu)成開關(guān)晶體管的柵極。
實(shí)施例2圖4是示出本發(fā)明第二實(shí)施例的示意平面圖，并且圖5是沿圖4的線5-5的截面圖。而且，圖6是沿圖4的線6-6的截面圖。
本實(shí)施例和第一實(shí)施例之間的主要差異在于具有N+型擴(kuò)散層的電極(即電容器的第一電極)與開關(guān)晶體管的漏極區(qū)相接觸，并且連接到漏極布線和反射電極，而公共電極(即形成電容器的第二電極)由多晶硅形成，并且連接到屏蔽線。在本實(shí)施例中，不需要與實(shí)施例1的第二金屬層相對(duì)應(yīng)的層。
下文中，將描述圖4所示的像素布局和截面結(jié)構(gòu)。
由多晶硅形成的柵極線1的一部分被分支出來并且起像素開關(guān)晶體管的柵極的作用。由第一金屬層形成的信號(hào)線2a經(jīng)由源極觸點(diǎn)4連接到沿列方向設(shè)置的像素的開關(guān)晶體管的源極區(qū)3。開關(guān)晶體管的漏極區(qū)7經(jīng)由漏極觸點(diǎn)6連接到由第一金屬層形成的漏極布線8，而該漏極布線8經(jīng)由通孔連接到反射電極16。
而且，在沒有晶體管和電容器之間的元件隔離的情況下，漏極區(qū)7隨著擴(kuò)散區(qū)域的延伸而連接到由N+擴(kuò)散層形成的電容器電極10a。通過夾入與形成開關(guān)晶體管的柵極氧化物膜類似的氧化物膜，電容器電極10a與由多晶硅形成的公共電極11a(Vcom電極)一起形成每個(gè)像素的電容器。
在開關(guān)晶體管的柵電極(柵極布線的一部分)之上的部分，存在由第一金屬層形成的屏蔽線12，并且屏蔽線12設(shè)置在信號(hào)線2a和由第一金屬層形成的漏極布線8之間。通過施加預(yù)定的恒定電壓，屏蔽線12實(shí)現(xiàn)屏蔽，使得不會(huì)出現(xiàn)從信號(hào)線2到漏極布線8的串?dāng)_。屏蔽線12經(jīng)由觸點(diǎn)連接到構(gòu)成電容器的公共電極11a。
而且，在由第一金屬層形成的信號(hào)線2和由N+擴(kuò)散區(qū)域形成的電容器電極之間設(shè)置由多晶硅形成的公共電極11a。因此，屏蔽了在信號(hào)線2和電容器電極10a之間的部分，因而，不存在由來自信號(hào)線的串?dāng)_所產(chǎn)生的影響。
而且，在圖4的右手側(cè)(像素的右手側(cè))設(shè)置了由第一金屬層形成的GND屏蔽線14，并且該GND屏蔽線在沒有形成電容器的位置經(jīng)由觸點(diǎn)連接到p+區(qū)域，以便處于p型Si基板的電位。由此，GND屏蔽線14充當(dāng)對(duì)相鄰像素的信號(hào)線的屏蔽物。而且，與實(shí)施例1的情況類似，由于遮光層17設(shè)置為具有期望的恒定電位，所以不存在由信號(hào)線2對(duì)反射電極16產(chǎn)生的串?dāng)_。此外，由于從密封液晶層19的反射電極16到液晶公共電極18的區(qū)域具有與實(shí)施例1相同的結(jié)構(gòu)，所以省略對(duì)其的描述。
此外，在沒有具體描述的位于圖5和6所示的各個(gè)層(例如電極和布線)之間的區(qū)域中，設(shè)置了絕緣層。
如上所述，通過使用該實(shí)施例所示的像素布局，沿信號(hào)線的垂直和水平方向設(shè)置了具有預(yù)定的恒定電壓的布線圖案。因此，由于在四個(gè)方向(垂直方向和水平方向)上屏蔽了信號(hào)線，并且信號(hào)線之下的部分也可以有效地形成為電容器，所以電容值可以較大。而且，由于可以減少給漏極布線、電容器電極和反射電極的串?dāng)_，所以即使在像素尺寸小的時(shí)候，也可以獲得良好的輸出圖像。
而且，在本實(shí)施例中，描述了使用p型Si基板的例子，但是，也可以使用n型Si基板，并且即使在使用任一基板時(shí)，也不會(huì)改變由該實(shí)施例所示的效果。
此外，在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，即使金屬層的數(shù)量比第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中的數(shù)量少了一層，也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
實(shí)施例3現(xiàn)在，參考圖8描述使用反射型液晶顯示裝置的液晶投影系統(tǒng)，該反射型液晶顯示裝置使用本發(fā)明的有源矩陣基板。在圖8中，示出了用于液晶投影儀的光學(xué)系統(tǒng)的例子。示出了燈1101、反射鏡1102、桿積分器(rod integrator)1103、準(zhǔn)直透鏡1104、偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)1105、中繼透鏡1106以及分色鏡1107。而且示出了偏振光光束分離器1108、正交棱鏡1109、使用本發(fā)明的有源矩陣基板的反射型液晶板1110、投影透鏡1111以及全反射鏡1112從燈1101所發(fā)出的光通量被反射鏡1102反射，并且聚焦在積分器1103的入口。反射鏡1103是橢圓形反射鏡，并且其焦點(diǎn)位于發(fā)光部分和積分器的入口。進(jìn)入積分器1103的光通量在積分器中被反射了0到若干次，并且在積分器出口處形成二次光源影像。作為形成二次光源的方法，盡管存在一種使用蠅眼的方法，但是這里將其省去。使來自二次光源的光通量通過準(zhǔn)直透鏡1104成為基本平行的光，并且進(jìn)入偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的偏振光光束分離器1105。P波被偏振光光束分離器1105反射，穿過λ/2波板變成S波，并且所有P波都變?yōu)镾波且進(jìn)入中繼透鏡1106。由中繼透鏡1106將光通量匯聚在板中。在將光通量匯聚在板中時(shí)，由顏色分解分色鏡1107、偏振片(圖中未示出)、偏振光光束分離器1108以及正交棱鏡1109等等構(gòu)成顏色分解系統(tǒng)，并且S波進(jìn)入三個(gè)液晶板1110。在液晶板1110中，液晶快門控制每個(gè)像素的電壓同時(shí)使圖像映像同步。一般的模式為，通過液晶操作將S波調(diào)制為橢圓偏振光(或線性偏振光)，由偏振光光束分離器1108發(fā)出P波分量，由正交棱鏡1109合成其顏色，并且隨后從投影透鏡投影。
本發(fā)明可以應(yīng)用于反射型液晶顯示裝置、一種用于反射型液晶顯示裝置的基板以及一種使用液晶顯示圖像和字符的液晶投影系統(tǒng)。
盡管參考示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所公開的示例性實(shí)施例。所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)當(dāng)被賦予最寬的解釋，以便包含所有這樣的修改和等同結(jié)構(gòu)及功能。
權(quán)利要求
1.一種反射型液晶顯示裝置，包括透光基板，具有透光電極；液晶層；以及具有像素的基板，每個(gè)像素具有開關(guān)元件、電容器以及反射電極，信號(hào)線經(jīng)由開關(guān)元件連接到電容器和反射電極并且設(shè)置在電容器的至少一部分之上的部分上，透光電極面對(duì)反射電極并將液晶層夾在其間，其中在電容器和信號(hào)線之間設(shè)置了被施加固定電位的導(dǎo)電層。
2.如權(quán)利要求1所述的反射型液晶顯示裝置，其中該基板具有半導(dǎo)體基板；該信號(hào)線具有第一導(dǎo)電層；該電容器包括第一電極和第二電極，第一電極具有在半導(dǎo)體基板上形成的擴(kuò)散層，第二電極具有第二導(dǎo)電層，該第二導(dǎo)電層是相對(duì)于第一導(dǎo)電層的下層；以及該導(dǎo)電層設(shè)置在第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層之間。
3.如權(quán)利要求2所述的反射型液晶顯示裝置，其中開關(guān)元件和反射電極經(jīng)由布線圖案連接；該布線圖案具有該第一導(dǎo)電層，該第一導(dǎo)電層是與信號(hào)線的材料相同的材料；并且在信號(hào)線和布線圖案之間設(shè)置了屏蔽布線，該屏蔽布線具有被施加固定電位的該第一導(dǎo)電層。
4.如權(quán)利要求3所述的反射型液晶顯示裝置，其中以矩陣形式設(shè)置了多個(gè)像素，并且在相鄰像素的布線圖案和該信號(hào)線之間設(shè)置了該相鄰像素的屏蔽布線，該相鄰像素的屏蔽布線具有被施加固定電位的第一導(dǎo)電層。
5.如權(quán)利要求1到4中任何一項(xiàng)所述的反射型液晶顯示裝置，其中在反射電極和信號(hào)線之間設(shè)置了被施加固定電位的遮光層。
6.如權(quán)利要求3所述的反射型液晶顯示裝置，其中該導(dǎo)電層和屏蔽布線經(jīng)由通孔連接。
7.如權(quán)利要求2所述的反射型液晶顯示裝置，其中施加到該導(dǎo)電層的固定電位與施加到擴(kuò)散層的固定電位相同。
8.一種反射型液晶顯示裝置，包括透光基板，具有透光電極；液晶層；以及包括像素的半導(dǎo)體基板，所述像素具有開關(guān)元件、電容器以及反射電極，信號(hào)線經(jīng)由開關(guān)元件連接到電容器和反射電極并且設(shè)置在電容器的至少一部分之上的部分上；并且設(shè)置成使得透光電極面對(duì)反射電極并將液晶層夾在其間；其中，電容器包括第一電極和第二電極，第一電極具有在半導(dǎo)體基板上形成的擴(kuò)散層，第二電極具有設(shè)置在信號(hào)線和第一電極之間的第二導(dǎo)電層，第一電極連接到開關(guān)元件，向第二電極施加了固定電位。
9.如權(quán)利要求8所述的反射型液晶顯示裝置，其中開關(guān)元件和反射電極經(jīng)由布線圖案連接；該布線圖案具有該第一導(dǎo)電層，該第一導(dǎo)電層是與信號(hào)線的材料相同的材料；并且在信號(hào)線和布線圖案之間設(shè)置了屏蔽布線，該屏蔽布線具有被施加固定電位的該第一導(dǎo)電層。
10.如權(quán)利要求9所述的反射型液晶顯示裝置，其中以矩陣形式設(shè)置了多個(gè)像素，并且在相鄰像素的布線圖案和該信號(hào)線之間設(shè)置了該相鄰像素的屏蔽布線，該相鄰像素的屏蔽布線具有被施加固定電位的該第一導(dǎo)電層。
11.如權(quán)利要求8到10中任何一項(xiàng)所述的反射型液晶顯示裝置，其中在反射電極和信號(hào)線之間設(shè)置了被施加固定電位的遮光層。
12.如權(quán)利要求9所述的反射型液晶顯示裝置，其中第二電極和屏蔽布線經(jīng)由通孔連接。
13.一種液晶投影系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的反射型液晶顯示裝置。
14.一種在反射型液晶顯示裝置中使用的用于反射型液晶顯示裝置的基板，包括像素，具有開關(guān)元件、電容器以及反射電極；信號(hào)線，經(jīng)由開關(guān)元件連接到電容器和反射電極，并且設(shè)置在電容器的至少一部分之上的部分上；以及導(dǎo)電層，設(shè)置在電容器和信號(hào)線之間，在該導(dǎo)電層上施加了固定電位。
15.一種在反射型液晶顯示裝置中使用的用于反射型液晶顯示裝置的基板，包括半導(dǎo)體基板和信號(hào)線，該半導(dǎo)體基板包含具有開關(guān)元件、電容器和反射電極的像素，該信號(hào)線經(jīng)由開關(guān)元件連接到電容器和反射電極，并且設(shè)置在電容器的至少一部分之上的部分上；其中電容器包括第一電極和第二電極，第一電極具有在半導(dǎo)體基板上形成的擴(kuò)散層，第二電極具有設(shè)置在信號(hào)線和第一電極之間的第二導(dǎo)電層，并且第一電極連接到開關(guān)元件，而向該第二電極施加了固定電位。
全文摘要
提供了一種反射型液晶顯示裝置，其中即使在像素尺寸小時(shí)，通過用第二金屬層形成用于將圖像信號(hào)傳輸?shù)矫總€(gè)像素的信號(hào)線(2)、通過用第一金屬層在構(gòu)成電容器的電容器電極(10)和信號(hào)線(2)之間設(shè)置屏蔽線(12)、以及通過施加固定電位，提供屏蔽以防止出現(xiàn)串?dāng)_，也可以減少信號(hào)線和電容器端部之間的串?dāng)_，因此可以實(shí)現(xiàn)良好的輸出圖像。電容器構(gòu)造成具有公共電極(11)和電容器電極(10)，該電容器電極(10)具有在半導(dǎo)體基板上形成的擴(kuò)散層。通過設(shè)置具有在半導(dǎo)體基板上形成的擴(kuò)散層的電容器電極和位于信號(hào)線之下的具有固定電位的公共電極，提供屏蔽以防止出現(xiàn)串?dāng)_。
文檔編號(hào)G02F1/133GK101063783SQ20071010231
公開日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月27日
發(fā)明者大村昌伸 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社