專利名稱：液晶用基板和液晶面板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶面板和反射型液晶面板，特別是涉及利用在半 導體基板或絕緣基板上形成的開關元件來開關象素電極的有源矩陣 型液晶面板中適用的技術。還涉及使用它的電子裝置及投影式顯示 裝置。
背景技術：
迄今，作為投影式顯示裝置的光閥中使用的反射型有源矩陣液 晶面板，已達到實用化程度的是在玻璃基板上形成采用非晶硅的薄 膜晶體管(TFT)陣列的結(jié)構(gòu)的液晶面板。
上述使用TFT的有源矩陣液晶面板是透射型的液晶面板，由透 明導電膜形成象素電極。在透射型的液晶面板中，設在各象素上的 TFT這樣的開關元件的形成區(qū)不是透射區(qū)，所以數(shù)值孔徑當然很 低，存在數(shù)值孔徑隨著面板的分辨率XGA、 S-VGA的增大而減小的 致命的缺點。
因此，作為尺寸比透射型有源矩陣液晶面板小的液晶面板，可 以考慮利用在半導體基板或絕緣基板上形成的晶體管來開關構(gòu)成反 射電極的象素電極這樣的反射型有源矩陣液晶面板。
迄今，在這樣的反射型液晶面板中，在形成反射電極的基板上 設置作為保護膜的鈍化膜的必要性不大，所以多半將其省略。因 此，本發(fā)明者研究了將鈍化膜設在反射型液晶面板用基板上的情 況。
通常在半導體裝置中，多半使用利用減壓CVD法等形成的氮化 硅膜作為鈍化膜。可是，在現(xiàn)有技術的情況下，利用CVD法形成的 鈍化膜的厚度要避免產(chǎn)生10%左右的偏差是困難的。然而，在反射 型液晶面板中，反射率隨著鈍化膜厚度的偏差的變化而發(fā)生很大的 變化，液晶的折射率也隨之變化，這是不適宜的
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有即使反射率的偏差大，也不會 使液晶的折射率變化的鈍化膜的可靠性高的反射型液晶面板用的基 板及液晶面板。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種可靠性高且圖象質(zhì)量好的反射 型液晶面板及使用它的電子裝置和投影式顯示裝置。
為了達到上述目的，本發(fā)明的液晶面板用基板是這樣構(gòu)成的， 即在基板上呈矩陣狀地形成反射電極，同時對應于各反射電極形成 各晶體管，通過上述晶體管將電壓加在上述反射電極上，其特征在
于在上述反射電極上形成鈍化膜，上述鈍化膜的厚度是這樣選擇 的，即當上述反射電極對入射光波長的反射率的特性變化時，以能 將反射率的變化限定在約1%以內(nèi)，膜厚的偏差對上述反射電極的反 射率的影響小。
另外，由于該鈍化膜是由氧化硅膜形成的，所以能抑制反射電 極的反射率隨光的波長變化而發(fā)生較大變化的現(xiàn)象。
另外，作為反射型液晶面板用基板的鈍化膜是使用膜厚為 500~2000埃的氧化硅膜。氧化硅膜作為保護膜的功能比氮化硅膜多 少差一些，但由于膜厚的偏差對象素電極的反射率的影響比氮化硅 膜小，同時特別是膜厚為500~2000埃的氧化硅膜的反射率與波長的 依賴性小，所以通過使用作為鈍化膜的氧化硅膜，能減小反射率的 變化。
再者，對應于入射光的波長，將鈍化膜的厚度分別設定在適當 的范圍。更具體地說，在反射藍色光的象素電極中，使成為鈍化膜 的氧化硅膜的厚度為900 1200埃，在反射綠色光的象素電極中，為 1200 1600埃，在反射紅色光的象素電極中，為1300 1900埃。如果 將成為鈍化膜的氧化硅膜的厚度設定在上述范圍內(nèi)，則能將對各色 的反射率的偏差抑制在1%以下，能提高液晶面板的可靠性，同時能 提高將這樣的反射型液晶面板作為光閥使用的投影式顯示裝置中的
圖象質(zhì)量。
再者，成為鈍化膜的氧化硅膜的厚度可以用與在它上面形成的 取向膜的厚度之間的關系來設定。另外，這時取向膜的合適的厚度 為300 1400埃，最好為800 1400埃。通過將取向膜的厚度設定在上 述范圍內(nèi)，能有效地防止液晶折射率的變化。
另外，在同一基板上呈矩陣狀配置了象素電極的象素區(qū)和在其 外側(cè)形成移位寄存器或控制電路等外圍電路的反射型液晶面板中，也可以在象素區(qū)的上方形成由氧化硅膜構(gòu)成的鈍化膜，而在上述外 圍電路的上方形成由氮化硅膜構(gòu)成的鈍化膜。由于外圍電路與它上 面的鈍化膜的厚度和反射率無關，所以通過使用氮化硅膜，能更可 靠地保護外圍電路，提高可靠性。
再者，將在反射電極上設鈍化膜代之以由氧化硅膜構(gòu)成的鈍化 膜，或者與由氧化硅膜構(gòu)成的鈍化膜并用，也可以在反射電極和它 下面的金屬層之間的層間絕緣膜上設氮化硅膜。由此來提高耐濕
性，能防止象素開關用MOSFET和保持電容被水等腐蝕。
另外，在由氧化硅膜構(gòu)成的鈍化膜上設有形成了氮化硅膜的重 疊保護結(jié)構(gòu)，用它蓋在從層間絕緣膜和金屬層的重疊體的端部直至 其側(cè)壁上，上述層間絕緣膜是開關象素的晶體管及構(gòu)成將所希望的 電壓及信號供給該晶體管的布線區(qū)的層間絕緣膜。因此，提高了容 易進水的液晶面板端部的防水性能，同時它成為增強構(gòu)件，能提高 耐久性。
再者，將采用了上述液晶面板用基板的液晶面板作為投影式顯 示裝置的光閥用，備有將光源的光分成3原色光的色分離裝置；對由 該色分離裝置分離的紅色光進行調(diào)制的第l上述反射型液晶面板；對由 該色分離裝置分離的綠色光進行調(diào)制的第2上述反射型液晶面板；以及 對由該色分離裝置分離的藍色光進行調(diào)制的第3上述反射型液晶面板， 形成上述第l反射型液晶面板的鈍化膜的氧化硅膜的厚度在 1300 1900埃的范圍內(nèi)，形成上述第2反射型液晶面板的鈍化膜的氧化 硅膜的厚度在1200 1600埃的范圍內(nèi)，形成上述第3反射型液晶面板 的鈍化膜的氧化硅膜的厚度在900 1200埃的范圍內(nèi)，所以對各色光 進行調(diào)制的每個光岡具有與所調(diào)制的色光的波長對應的鈍化膜厚 度，降低了反射率的偏差，合成光的偏差也減小了。因此，能防止 投影式顯示裝置的每一制品中投影光的彩色顯示的配色不同的現(xiàn) 象。


圖l (a) 、 (b)是表示應用了本發(fā)明的反射型液晶面板的反射電 極側(cè)基板上的象素區(qū)的第l實施例的剖面圖。
圖2是表示應用了本發(fā)明的反射型液晶面板的反射電極側(cè)基板上的 外圍電路的結(jié)構(gòu)之一例的剖面圖。
圖3是應用了本發(fā)明的反射型液晶面板的反射電極側(cè)基板上的象素 區(qū)的第l實施例的平面布局圖。圖4是表示應用了本發(fā)明的反射型液晶面板的反射電極側(cè)基板的端 部結(jié)構(gòu)之一例的剖面圖。
圖5是表示應用了本發(fā)明的反射型液晶面板的反射電極側(cè)基板的另 一實施例的剖面圖。
圖6是表示實施例的液晶面板的反射電極側(cè)基板上的布局結(jié)構(gòu)例的 平面圖。
圖7是表示應用了實施例的液晶面板的基板的反射型液晶面板之一 例的剖面圖。
圖8是表示應用了本發(fā)明的反射型液晶面板的象素電極開關用 FET的柵驅(qū)動波形及數(shù)據(jù)線驅(qū)動波形例的波形圖。
圖9是作為將實施例的液晶面板用作光閥的投影式顯示裝置之一 例的投影電視機的筒略結(jié)構(gòu)圖。
圖10是表示在由鋁層構(gòu)成的反射電極對入射方向各波長的反射 率中由氧化硅膜的膜厚引起怎樣的變化的研究結(jié)果的曲線圖。
圖ll是表示在由鋁層構(gòu)成的反射電極的反射率在入射光各波長 中因氧化硅膜的膜厚引起怎樣的變化的研究結(jié)果的曲線圖。
圖12是在以藍色為中心的波長范圍內(nèi)按各適當?shù)牟ㄩL繪制的改 變氧化硅膜的厚度時的反射率的曲線圖。
圖13是在以綠色為中心的波長范圍內(nèi)按各適當?shù)牟ㄩL繪制的改 變氧化硅膜的厚度時的反射率的曲線圖。
圖14是在以紅色為中心的波長范圍內(nèi)按各適當?shù)牟ㄩL繪制的改 變氧化硅膜的厚度時的反射率的曲線圖。
圖15(a) 、 (b) 、 (c)是分別表示采用了本發(fā)明的反射型液晶 面板的電子裝置例的外觀圖。
圖16是表示應用了本發(fā)明的反射型液晶面板的反射電極側(cè)基板 的另一實施例的剖面圖。
圖17是表示應用了本發(fā)明的反射型液晶面板的反射電極側(cè)基板 的另一實施例的剖面圖。
具體實施例方式
以下，4艮據(jù)

本發(fā)明的優(yōu)選實施例。 (采用了半導體基板的液晶面板用基板的說明)
圖1及圖3表示應用了本發(fā)明的反射型液晶面板的反射電極側(cè)基 板的第l實施例。在圖1及圖3中示出了呈矩陣狀配置的象素中的一象素 部分的剖面圖和平面布局圖。圖l (a)表示沿圖3中的I-I線的剖面圖。圖i (b)同樣表示沿圖3中的n-n線的剖面圖。另外，圖6表示 本發(fā)明的反射型液晶面板的反射電極側(cè)基板全體的平面布局圖。
在圖1中，1是單晶硅P型半導體基板(也可以是N型半導體基板 (N—) ) ， 2是在該半導體基板1的表面上形成的比半導體基板中的 雜質(zhì)濃度高的P型阱區(qū)，3是在半導體基板1的表面上形成的元件分離 用場氧化膜(所謂的LOCOS)。上述的阱區(qū)2不特別限定，但形成 象素區(qū)的通用阱區(qū)，它是將象素配置成例如768 x 1024這樣的矩陣狀 而成的。該阱區(qū)2如圖6所示，它是與形成元件的部分的阱區(qū)分開形 成的，該元件構(gòu)成在象素呈矩陣狀配置的象素區(qū)2的外圍部分配置的 數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路21或柵線驅(qū)動電路22、輸入電路23、定時控制電路 24等外圍電路。上述場氧化膜3通過有選擇地進行熱氧化，形成 5000 7000埃的厚度。
在上述場氧化膜3上對每一象素形成2個開口部，在一個開口部 的內(nèi)側(cè)中央通過由熱氧化形成的柵氧化膜(絕緣膜)4b，形成由多 晶硅或金屬硅化物等構(gòu)成的柵極4a,在該柵極4a兩側(cè)的基板表面上 形成由雜質(zhì)濃度高的N型雜質(zhì)導入層(以下稱摻雜層)構(gòu)成的源、 漏區(qū)5a、 5b，由此構(gòu)成MOSFET。柵極4a沿掃描線方向(象素行方 向)延伸，構(gòu)成柵線4。
另外，在形成在上述場效氧化膜3上的另一個開口部的內(nèi)側(cè)的基 板表面上，形成P型摻雜區(qū)8，同時在該P型摻雜區(qū)8的表面上通過由 熱氧化形成的絕緣膜9b，形成由多晶硅或金屬硅化物構(gòu)成的電極 9a,在該電極9a和上述P型摻雜區(qū)8之間(中間夾著絕緣膜9b )構(gòu)成 保持加在象素上的電壓的保持電容。上述電極9a可以在與構(gòu)成上述 MOSFET的柵極4a的多晶硅或金屬硅化物層的同 一工序中形成，另 外，電極9a下面的絕緣膜9b可以與構(gòu)成柵絕緣膜4b的絕緣膜在同一 工序中形成。
上述絕緣膜4b、 9b通過熱氧化在上述開口部的內(nèi)側(cè)半導體基板 表面上形成400 800埃的厚度。上述電極4a、 9a是這樣構(gòu)成的，即形 成厚度為1000~2000埃的多晶硅層后，在它上面再形成厚度為 1000 3000埃的Mo或W這樣的高熔點金屬的硅化物層。源、漏區(qū) 5a、 5b是將上述柵極4a作為掩模，在其兩側(cè)的基板表面上用離子注 入法注入N型雜質(zhì)而自行調(diào)整形成的。另外，柵極4a的正下方的阱 區(qū)構(gòu)成MOSFET的溝道區(qū)5c。另外，上述P型摻雜區(qū)8可通過例如專用的離子注入和熱處理進 行的摻雜處理形成，也可以在形成柵極之前用離子注入法形成。就 是說，在形成絕緣膜4b、 9b之后，注入與阱導電類型相同的雜質(zhì)， 阱的表面形成低電阻化作為比阱的雜質(zhì)濃度高的區(qū)域8。上述阱區(qū)2 的好的雜質(zhì)濃度為l x 1017/ 113以下，最好為l x 1016 5 x 1016/cm3。 源、漏區(qū)5a、 5b的表面雜質(zhì)濃度最好為l x 102D~3 x l02D/cm3， P型 摻雜區(qū)8的表面雜質(zhì)濃度最好為1 x 1018~5 x 1019/cm3,但從構(gòu)成保持 電容的絕緣膜的可靠性及耐壓的觀點來看，1 x 1018~1 x 1019/ 113特別 好。
從上述電極4a及9a上形成第l層間絕緣膜6—直蓋到場氧化膜3 上，在該絕緣膜6上設有由以鋁為主體的金屬層構(gòu)成的數(shù)據(jù)線7 (參 照圖3)及從該數(shù)據(jù)線伸出形成的源極7a及輔助耦合布線10。源極7a 通過在絕緣膜6上形成的接觸孔6a與源區(qū)5a進行導電性連接，另外， 輔助耦合布線10的一端通過在絕緣膜6上形成的接觸孔6ba與漏區(qū)5b 進行導電性連接，另一端通過在絕緣膜6上形成的接觸孔6c與電極9a 進行導電性連接。
上述絕緣膜6是例如淀積1000埃左右的HTO膜(用高溫CVD法形 成的氧化硅膜)后，再淀積厚度為8000 10000埃的BPSG膜(包含硼 及磷的硅酸鹽玻璃膜)形成的。構(gòu)成源極7a (數(shù)據(jù)線7)及輔助耦合 布線10的金屬層從下層開始例如呈Ti/TiN/Al/TiN的4層結(jié)構(gòu)。各層厚 度分別是下層的Ti為100~600埃，TiN為1000埃左右，Al為 4000 10000埃，上層的TiN為300 600埃。
從上述源極7a及輔助耦合布線10上形成第2層間絕緣膜ll一直蓋 到層間絕緣膜6上，在該第2層間絕緣膜ll上形成由以鋁為主體的第2 層金屬層12構(gòu)成的遮光膜。如后文所述，構(gòu)成該遮光膜的第2層金屬 層12在象素區(qū)的外圍形成的驅(qū)動電路等外圍電路中，是作為構(gòu)成元 件間連接用的布線的金屬層形成的。因此，由于只形成該遮光膜 12，所以不需要增加工序，能簡化工藝。另外，在與上述輔助耦合 布線10對應的位置，形成供將后文所述的象素電極和MOSFET導電 性地連接起來的柱狀連接栓15穿過用的開口部12a,除此以外，上述 遮光膜12將象素區(qū)20全部覆蓋。即，在圖3所示的平面圖中，帶符號 12a的矩形框表示上述開口部，該開口部12a的外側(cè)全部是遮光膜12。因此，從圖l上方(液晶層側(cè))入射的光幾乎全部被遮斷，使光 通過象素開關用MOSFET的溝道區(qū)5c及阱區(qū)2，能防止流過光漏電
流o
上述第2層間絕緣膜11是這樣形成的，即以例如TEOS (四乙基 正色硅酸鹽)為材料，淀積3000 6000埃左右的用等離子體CVD法形 成的氧化硅膜(以下稱TEOS膜)后，再淀積SOG膜(自旋擴散玻璃 膜)，用內(nèi)刻蝕法將其削薄后，再在它上面淀積厚度為2000 5000埃 左右的第2TEOS膜。構(gòu)成該遮光膜的第2層金屬層12可以與上述第1 層金屬層7(7a) 、 IO同樣結(jié)構(gòu)，例如從下層開始呈Ti/TiN/Al/TiN的 4層結(jié)構(gòu)。各層厚度分別是最下層的Ti為100 600埃，其上面的TiN 為1000埃左右，Al為4000 10000埃，最上層的TiN為300 600埃。
在該實施例中，在上述遮光膜12上形成笫3層間絕緣膜13，如圖 3所示，在該第3層間絕緣膜13上形成大致與1象素對應的作為矩形反 射電極的象素電極14。然后，對應于在上述遮光膜12上設的開口部 12a，位于其內(nèi)側(cè)開設貫通上述第3層間絕緣膜13及第2層間絕緣膜11 的接觸孔16，在該接觸孔16內(nèi)填充用來導電性地連接上述輔助耦合 布線10和上述象素電極14的由鴒等高熔點金屬構(gòu)成的柱狀連接栓 15。另外，在上述象素電極14上全面地形成鈍化膜17。
構(gòu)成液晶面板時，再在該反射電極側(cè)基板上形成取向膜，與該 基板相對地以規(guī)定的間隔、在內(nèi)表面上配置相對(公用)電極，與 在其上面形成了取向膜的對置基板相對，同時在該間隙中封入液 晶，構(gòu)成液晶面板。
雖然不特別限定，但用CVD法將構(gòu)成連接栓15的鴒等粘附后， 用CMP (化學機械研磨)法，削平鴒和第3層間絕緣膜13,使其平 坦后，用例如低溫濺射法形成厚度為300 5000埃的鋁層，通過形成 圖形而形成每邊長約為15 20nm的正方形的象素電極14。另外，作 為上述連接栓15的形成方法，還有利用CMP法使第3層間絕緣膜13 平坦化，然后開設接觸孔，將鴒粘附在其中。作為上述鈍化膜17， 在象素區(qū)部采用厚度為500 2000埃的氧化硅膜，在基板的周邊區(qū) 域、密封部分及刻痕部分采用厚度為2000 10000埃的氮化硅膜。另 外，所謂密封部分，是指將構(gòu)成液晶面板的一對基板有間隙地粘接 固定用的密封材料的形成區(qū)。另外，所謂刻痕部分，是指在半導體薄板上形成多個本發(fā)明的反射型液晶面板用基板，沿刻痕線將其切 割分離成各個半導體芯片時所沿著的刻痕區(qū)的部分(即液晶面板用 基板的端部)。
另外，由于使用氧化硅膜作為覆蓋象素區(qū)部分的鈍化膜，所以 能抑制反射率隨膜厚的偏差而產(chǎn)生大的變化或反射率隨光的波長的 不同而產(chǎn)生大的變化的現(xiàn)象。
另一方面，覆蓋基板的周邊區(qū)域、特別是封入了液晶的區(qū)域外
側(cè)(密封部的外側(cè))區(qū)域的鈍化膜17，由于使用從基板的耐水性等 的觀點看比用氧化硅膜作為保護膜更好的氮化硅膜，采用該氮化硅 膜的單層結(jié)構(gòu)或在氧化硅膜上形成氮化硅膜的兩層結(jié)構(gòu)的保護膜， 所以更能提高可靠性。即，水等雖然容易從與外部空氣接觸的基板 周邊區(qū)域、特別是刻痕部分進入，但該部分被氮化硅膜構(gòu)成的保護 膜覆蓋著，所以能提高可靠性和耐久性。
另外，在鈍化膜17上構(gòu)成液晶面板時，在全部表面上形成由聚 酰亞胺構(gòu)成的取向膜，進行摩擦處理。
再者，上述鈍化膜17的厚度可根據(jù)入射光的波長設定在各個適 當?shù)姆秶鷥?nèi)。具體地說，成為鈍化膜的氧化硅膜的厚度，在反射藍 色光的象素電極中為900 1200埃，在反射綠色光的象素電極中為 1200~1600埃，在反射紅色光的象素電極中為1300 1900埃。通過將 成為鈍化膜的氧化硅膜的厚度設定在上述范圍內(nèi)，能將由鋁層構(gòu)成 的反射電極對各色反射率的偏差抑制在1%以下。以下說明其理由。
在圖10及圖11中，示出了由鋁層構(gòu)成的反射電極對各波長的反 射率怎樣隨氧化硅膜的厚度變化的研究結(jié)果。在圖10中，符號令表 示膜厚為500埃時的反射率，符號口表示膜厚為1000埃時的反射率， 符號A表示膜厚為1500埃時的反射率，符號x表示膜厚為2000埃時 的反射率。另外，在圖ll中，符號令表示膜厚為1000埃時的反射 率，符號口表示膜厚為2000埃時的反射率，符號A表示膜厚為4000 埃時的反射率，符號x表示膜厚為8000埃時的反射率。
參照圖ll可知，在膜厚為4000埃的情況下，當波長在 450 550nm之間變化時，反射率從0.89到0.86約降低3% ，當波長在 700 800nm之間變化時，反射率從0.85到0.77約降低8%。另外，在 膜厚為8000埃的情況下，當波長在500 600nm之間變化時，反射率從0.89到0.86約降低3%，當波長在650 750nm之間變化時，反射率 從0.86到0.80約降低6%。與此不同，當膜厚為500埃、IOOO埃、1500 埃、2000埃時，反射率未發(fā)現(xiàn)這樣的急劇變化。根據(jù)上述理由可 知，氧化硅膜厚度的有效范圍為500 2000埃。
因此可知，在構(gòu)成反射型液晶面板的情況下，作為在反射電極 上形成的鈍化膜，如果能獲得500 2000埃范圍的膜厚，就能構(gòu)成反 射率對波長的依賴性小的反射型液晶面板。
再者，由圖10及圖11可知，如果從局部波長范圍來看，存在反 射率隨氧化硅膜厚度的變化而變化小的范圍。另外，本發(fā)明者考慮 到對應于入射后反射的不同色光來說，是否存在氧化硅膜的最佳厚 度范圍，對此進行了詳細研究。將其結(jié)果示于圖12 圖14。其中，圖 12是以藍色為中心在其附近的420 520nm的波長范圍內(nèi)，按各適當 的波長繪制的改變氧化硅膜的厚度時的反射率的曲線，圖13是以綠 色為中心在其附近的500 600nm的波長范圍內(nèi)，同樣按各適當?shù)牟?長繪制的反射率的曲線，圖14是以紅色為中心在其附近的 560 660nm的波長范圍內(nèi)，同樣按各適當?shù)牟ㄩL繪制的反射率的曲 線。
參照圖12可知，在膜厚為800埃的情況下，波長在440 500nm之 間變化時，反射率從0.896到0.882約下降1.1%。另外，在膜厚為 1300埃的情況下，波長在420 470nm之間變化時，反射率從0.887到 0.893約變化0.6% ，同時波長為420 450nm之間的反射率比其它膜厚 時低很多。與此不同，膜厚為900?；?000埃、IIOO埃、1200埃時， 沒有發(fā)現(xiàn)反射率這樣急劇變化，同時能獲得足夠大小的反射率的 值。
另外，參照圖13可知，在膜厚為IIOO埃的情況下，波長在 550 600nm之間變化時，反射率從0.882到0.866約下降1.6%。另外， 在膜厚為1700埃的情況下，波長在500 530nm之間的反射率比其它 膜厚時低很多。與此不同，膜厚為1250埃或1400埃、1550埃時，沒 有發(fā)現(xiàn)反射率這樣急劇變化，同時能獲得足夠大小的反射率的值。
另外，參照圖14可知，在膜厚為1200埃的情況下，波長在 560 660nm之間變化時，反射率從0.882到0.848約下降3.4%。另外， 在膜厚為2000埃的情況下，波長在560 610nm之間的反射率比其它
ii膜厚時低很多。與此不同，膜厚為1400?；?600埃、1800埃時，沒 有發(fā)現(xiàn)反射率這樣急劇變化，同時能獲得足夠大小的反射率的值。
由圖12 圖14可知，由于在反射藍色光的象素電極中，將成為鈍 化膜的氧化硅膜的厚度設定為卯0 1200埃的范圍，在反射綠色光的 象素電極中，設定為1200 1600埃的范圍，在反射紅色光的象素電極 中，設定為1300 1卯0埃的范圍，所以能將對各色的反射率的偏差抑 制在1%以下，同時能獲得足夠大小的反射率的值。
另外，圖12 圖14所示的各曲線表示在鈍化膜上形成厚度為1100 埃的由聚酰亞胺構(gòu)成的取向膜時的反射率。如果取向膜的厚度不 同，則氧化硅膜的最佳厚度范圍與上述范圍有些不同。另外，從使 液晶的折射率變化小的觀點來看，取向膜的厚度范圍最好這樣設 定，即，由于取向膜的厚度低于300埃時，便沒有定向能力，如果比 1400埃厚時，聚酰亞胺就會吸收低波長和高波長的光，作為等效電 路中的與液晶電容串聯(lián)連接的電容分量，不能忽視聚酰亞胺，取向 膜的厚度范圍最好設定在300 1400埃的范圍內(nèi)。但是如果取向膜薄 就要擔心定向能力降低，所以取向膜的厚度范圍最好設定在 800 1400埃的范圍。
如果取向膜的厚度在上述范圍內(nèi)，且如果各色液晶面板的氧化 硅膜的厚度分別設定在上述范圍，就能將反射電極的反射率的偏差 抑制在1°/。以下。
因此，在用一個液晶面板進行彩色顯示的情況下，能對應于每 一象素的顏色，使反射電極上的鈍化膜的顏色不同。即，在與該反 射側(cè)基板相對的對置基板的內(nèi)表面上，對應于象素電極形成RGB彩 色濾光片，通過該薄膜的色光被象素電極反射，在這樣的結(jié)構(gòu)中， 如果使反射通過了紅(R)的彩色濾光片的紅色光的象素電極上形 成的鈍化膜的厚度在1300 1900埃的范圍，使反射通過了綠(G)的 彩色濾光片的綠色光的象素電極上形成的鈍化膜的厚度在1200 1600 埃的范圍，使反射通過了藍(B)的彩色濾光片的藍色光的象素電極 上形成的鈍化膜的厚度在900 1200埃的范圍，則能構(gòu)成反射率高的 單片反射型液晶面板。另外，該液晶面板還能用作單片式投影型顯 示裝置的光閥。再者，即使不用彩色濾光片，也能換成使入射到各 象素電極上的光成為色光的裝置(例如分色鏡)，構(gòu)成色光。再者，如后文所述的投影型顯示裝置所示，即使在分別具有反 射紅色光的液晶面板、反射綠色光的液晶面板、反射藍色光的液晶 面板的情況下，也能使用本發(fā)明的液晶面板。這時，在調(diào)制紅色光 的光閥的液晶面板中，可將成為鈍化膜的氧化硅膜的厚度設定在
1300 1900埃的范圍，同樣在調(diào)制綠色光的光閥的液晶面板中，將成 為鈍化膜的氧化硅膜的厚度設定在1200 1600埃的范圍，在調(diào)制藍色 光的光閥的液晶面板中，將成為鈍化膜的氧化硅膜的厚度設定在 900 1200埃的范圍。
圖3是圖l所示的反射側(cè)的液晶面板用基板的平面布局圖。如該 圖所示，在該實施例中，數(shù)據(jù)線7和柵線4互相交叉形成。由于柵線4 兼作柵極4a，所以圖3中用陰影線H表示的地方的柵線4部分成為柵 極4a，在它下面的基板表面上設有象素開關用MOSFET的溝道區(qū) 5c。在上述溝道區(qū)5c兩側(cè)(圖3中的上下側(cè))的基板表面上形成源、 漏區(qū)5a、 5b。另外，與數(shù)據(jù)線連接的源極7a從沿圖3的縱向延伸的數(shù) 據(jù)線7突出形成，并通過接觸孔6b與MOSFET的源區(qū)5a連接。
另外，構(gòu)成保持電容的一側(cè)端子的P型摻雜區(qū)8連接著沿與柵線4 平行的方向(象素行的方向)鄰接的象素的P型摻雜區(qū)形成。而且， 通過接觸孔71連接著設在象素區(qū)外側(cè)的電源線路70，被施加例如OV (接地電位)這樣的規(guī)定電壓Vss。該規(guī)定電壓Vss可以是配置在對 置基板上的公用電極的電位或其附近的電位，或是供給數(shù)據(jù)線的圖 象信號的振幅中心電位或其附近的電位，或是公用電極電位和圖象 信號的振幅中心電位的中間電位中的任意一種電位。
在象素區(qū)的外側(cè)，通過使P型摻雜區(qū)8與公用電壓Vss連接，使保 持電容的一側(cè)電極的電位穩(wěn)定，使在象素的非選擇期間(MOSFET 非導通時)保持電容所保持的保持電位穩(wěn)定，能降低在l幀期間加在 象素電極上的電位的變化。另外，由于將P型摻雜區(qū)8設在MOSFET 附近，同時也使P型阱的電位固定，所以能使MOSFET的基板電位 穩(wěn)定，能防止由背柵效應產(chǎn)生的閾值電壓的變化。
雖然未圖示，但上述電源線路70也可以作為將規(guī)定電壓Vss作為 阱電位供給設在象素區(qū)外側(cè)的外圍電路的P型阱區(qū)(與象素區(qū)的阱區(qū) 分離)的線路用。上述電源線路70由與上述數(shù)據(jù)線7相同的第1層金 屬層構(gòu)成。象素電極14分別呈矩形，所謂鄰接的象素電極14是這樣構(gòu)成 的，即例如相距l(xiāng)nm彼此接近設置，以便盡量減小從象素電極間的 間隙漏的光量。另外，在圖中，象素電極的中心和接觸孔16的中心 有偏移，但最好是使兩個中心大體一致或重合。其理由是因為接觸 孔16的周圍在具有遮光功能的第2層金屬層12上的12a處設有開口 ， 所以如果在象素電極14的端部附近有開口12a，則從象素電極的間隙 入射的光便在第2層金屬層12和象素電極14的背面之間進行漫反射而 到達開口12a,從該開口入射到下面的基板側(cè)而漏光。因此，最好通 過使象素電極的中心和接觸孔16的中心大體一致或重合，使得從鄰 接的象素電極的間隙入射的光從各象素電極端部到達接觸孔的距離 大致均等，能使光不易到達有可能使光入射到基板側(cè)的接觸孔。
另外，在上述實施例中，說明了4吏象素開關用MOSFET為N溝 道型的，而使成為保持電容的一側(cè)電極的半導體區(qū)8成為P型摻雜層 的情況，但也可以使阱區(qū)2為N型，使象素開關用MOSFET為P溝道 型，而使成為保持電容的一側(cè)電極的半導體區(qū)成為N型摻雜層。這 時，最好將與加在N型阱區(qū)上的同樣的規(guī)定電位VDD加在成為保持 電容的一側(cè)電極的N型摻雜層上。另外，該規(guī)定電位VDD是加在N型 阱區(qū)上的電位，所以最好是電源電壓高壓側(cè)的電位。即，如果加在 象素開關用MOSFET的源、漏上的圖象信號的電壓為5V，最好使該 規(guī)定電位VDD也為5V。
再者，由于與將15V這樣大的電壓加在象素開關用MOSFET的 柵極4a上不同，而用5V這樣小的電壓驅(qū)動外圍電路的移位寄存器等 邏輯電路等(外圍電路的一部分，例如用15V驅(qū)動將掃描信號供給 柵線的電路等)，所以可以考慮這樣的技術，即將構(gòu)成用5V工作的 外圍電路的FET的柵絕緣膜形成得比象素開關用FET的柵絕緣膜薄 (將柵絕緣膜的制造工序作為另外的工序，另外，通過刻蝕等形成 外圍電路的FET的柵絕緣膜表面)，提高外圍電路的FET的響應特 性，提高外圍電路(特別是要求高速掃描的數(shù)據(jù)線一側(cè)驅(qū)動電路的 移位寄存器)的工作速度。在采用了這樣的技術的情況下，根據(jù)柵 絕緣膜的耐壓情況，可以使構(gòu)成外圍電路的FET的柵絕緣膜的厚度 為象素開關用FET的柵絕緣膜厚度的約三分之一~五分之一 (例如 8(K200埃)。同時，第1實施例中的驅(qū)動波形變成圖8所示的樣子。圖中，VG 是加在象素開關用MOSFET的柵極上的掃描信號，周期tHl是使象 素的MOSFET導通的選擇周期(掃描周期)，除此以外的周期是使 象素的MOSFET不導通的非選擇周期。另外，Vd是加在數(shù)據(jù)線上的 圖象信號的最大振幅，Vc是圖象信號的中心電位，LC-COM是在與 反射電極側(cè)基板相對的對置基板上形成的對置(公用)電極上所加 的^>用電位。
加在保持電容的電極之間的電壓大小由圖8所示的加在數(shù)據(jù)線上
之差決:?？墒?，本來應加在保持電容上的電位差為圖象信號電壓 Vd與圖象信號的中心電位Vc之差即約5V (在圖6中的液晶面板的對 置基板35上設置的對置(公用)電極33上所加的公用電位LC-COM 比Vc相差△ V，但實際上加在象素電極上的電壓相差△ V后變?yōu)閂d-AV)就足夠了。因此，在第l實施例中，使構(gòu)成保持電容的一側(cè)端 子的摻雜區(qū)8與阱的極性相反(P型阱時為N型)，在象素區(qū)的周邊 部分可以連接Vc或LC-COM附近的電位，也可以是與阱電位(例如 P型阱為Vss)不同的電位。因此，可以不用象素開關用FET的柵絕 緣膜，而與構(gòu)成外圍電路的FET的柵絕緣膜同時形成構(gòu)成保持電容 的一側(cè)電極9a的多晶硅或金屬硅化物層正下方的絕緣膜9b,與上述實 施例相比，能使保持電容的絕緣膜厚度為前者的三分之一 五分之一 ， 因此使電容值成為3 5倍。
圖l (b)是表示本發(fā)明的一實施例的象素區(qū)的周邊部分的剖面 (沿圖3中的n-n線)的剖面圖。示出了使沿象素區(qū)的掃描方向 (象素行方向)延伸的摻雜區(qū)8與規(guī)定電位(Vss)連接的部分的結(jié) 構(gòu)。80是用形成外圍電路的MOSFET的源、漏區(qū)的同一工序形成的 P型接觸區(qū)，是對在柵極形成前形成的摻雜區(qū)8在柵極形成后用離子 注入法注入同一導電類型的雜質(zhì)而形成的。接觸區(qū)80通過接觸孔71 與布線70連接，；故施加恒定電壓Vss。另外，在該接觸區(qū)80上也用由 第3層金屬層構(gòu)成的遮光膜14'遮光。
其次，圖2表示在象素區(qū)的外側(cè)構(gòu)成驅(qū)動電路等的外圍電路的 CMOS電路元件的實施例的剖面圖。在圖2中帶有與圖1中相同符號 的地方，表示用同一工序形成的金屬層、絕緣膜及半導體區(qū)。在圖2中，4a、 4a，分別是構(gòu)成驅(qū)動電路等外圍電路(CMOS電 路)的N溝道MOSFET、P溝道MOSFET的柵極，5a ( 5b ) 、 5a， (5b，)分別是構(gòu)成該源(漏)區(qū)的N型摻雜區(qū)、P型摻雜區(qū)，5c、 5c，分別是溝道區(qū)。將恒定電壓Vss供給構(gòu)成圖l中的保持電容的一 側(cè)電極的P型摻雜區(qū)8的接觸區(qū)80,是用構(gòu)成上述P溝道MOSFET的 源(漏)區(qū)的P型摻雜區(qū)5a， (5b，)的同一工序形成的。27a、 27c 由第l層金屬層構(gòu)成，是連接電源電壓(OV、 5V或15V任意一種)的 源極，27b是由第l層金屬層構(gòu)成的漏極。32a是由第2層金屬層構(gòu)成 的布線層，作為連接構(gòu)成外圍電路的元件之間的布線使用。32b也是 由第2層金屬層構(gòu)成的電源布線層，但還具有作為遮光膜的功能。遮 光膜32b也可以連接Vc或LC-COM或電源電壓0V等一定的電壓中的 任意一種，還可以是不定的電位。14，是第3層金屬層，在外圍電路 部分，該第3層金屬層作為遮光膜使用，用來防止光通過構(gòu)成外圍電 路的半導體區(qū)而發(fā)生載流子，使得半導體區(qū)的電位不穩(wěn)定而造成外
圍電路誤工作。就是說，外圍電路也用第2層和第3層金屬層進行遮 光。
如上所述，外圍電路部分的鈍化膜17可以用比構(gòu)成象素區(qū)的鈍 化膜的氧化硅膜作為保護膜還要好的氮化硅膜構(gòu)成，也可以用作為 在氧化硅膜上形成氮化硅膜的兩層結(jié)構(gòu)的保護膜構(gòu)成。另外，雖然 沒有特別限制，但構(gòu)成該實施例的外圍電路的MOSFET的源、漏區(qū) 也可以用自行調(diào)整技術形成。再者，任意的MOSFET的源、漏區(qū)既 可呈LDD (微量摻雜漏極)結(jié)構(gòu)，也可呈DDD (雙倍摻雜漏極)結(jié) 構(gòu)。另外，考慮到用大電壓驅(qū)動象素開關用FET,必須防止泄漏電 流，可以進行補償(在柵極和源、漏區(qū)之間保持一定距離的結(jié) 構(gòu))。
圖4表示作為反射電極(象素電極)側(cè)基板的端部結(jié)構(gòu)的最佳實 施例。在圖4中，帶有與圖l、圖2中的相同符號的地方，表示用同一 工序形成的層及半導體區(qū)。
如圖4所示，層間絕緣膜和金屬層的重疊體的端部及其側(cè)壁被構(gòu) 成在覆蓋象素區(qū)及外圍電路的由氧化硅膜構(gòu)成的鈍化膜17上形成了 氮化硅膜18后的重疊保護結(jié)構(gòu)如上所述，該端部是在硅片上形成多 個本發(fā)明的基板后，沿刻痕線將其切割分離成各基板(半導體芯片)時的各基板的端部。就是說，圖4中右側(cè)的臺階部分的下側(cè)臺階 部分是刻痕區(qū)。
因此，由于基板端部的上部和側(cè)壁部分用氮化硅膜作為保護 膜，所以水等難以從端部進入，能提高耐久性，同時增強了端部， 所以能提高合格率。另外，在該實施例中，將封住液晶用的密封材 料36設在完全平坦的上述重疊保護結(jié)構(gòu)部上。因此，與有無層間絕 緣膜或金屬層而產(chǎn)生的厚度偏差無關，能使與對置基板的間隔一 定。另外，如果采用上述結(jié)構(gòu)，則由于能用單層氧化硅膜形成構(gòu)成 象素電極的反射電極上的保護膜，所以能降低反射率的下降和反射 率隨波長的不同而對波長的依賴性。
如圖4所示，在該實施例中，第3層金屬層14'是與外圍電路區(qū) 的遮光膜或象素的反射電極用的14相同的層，通過第2層及第1層金 屬層12' 、 7，連接著在半導體基板l的表面上摻雜雜質(zhì)形成的布線 層19，被固定于基板電位。當然也可以用使第2層金屬層12，或第l 層金屬層7，延伸到密封材料36的下面的固定電位用的層代替第3層 金屬層14'。因此，在液晶面板用基板的形成過程中、液晶面板的 形成過程中或液晶面板形成后都可能進行靜電等方面的處理。另外 通過該布線層19連接圖中未示出的焊接區(qū)，也可施加規(guī)定的電壓或 信號。
圖5表示本發(fā)明的另一實施例。圖5與圖1一樣，也是沿圖3所示 平面布局圖中的I-I線的剖面圖。在圖5中，帶有與圖l、圖2中相 同符號的地方，表示用與這些圖所示實施例相同的工序形成的層及 半導體區(qū)。該實施例是在上述反射電極14和它下面的作為遮光層12 的金屬層之間形成由上述的TEOS膜(包括一部分刻蝕后殘存的SOG 膜)構(gòu)成的層間絕緣膜13a，除此之外，在它下面形成了氮化硅膜 13b。反之，也可以在TEOS膜13a的上面形成氮化硅膜13b。通過采 用這樣增加氮化硅膜的結(jié)構(gòu)，水等不容易進入，能提高耐濕性能。
另外，反射電極上的鈍化膜的厚度與圖l所示實施例的情況相同。
圖16表示本發(fā)明的另一實施例。圖16與圖1一樣，也是沿圖3所 示平面布局圖中的I-I線的剖面圖。在圖16中，帶有與圖l、圖2中 相同符號的地方，表示用與這些圖的實施例相同的工序形成的層及半導體區(qū)。該實施例是在上述反射電極14和它下面的作為遮光層12 的金屬層之間形成由上述的TEOS膜(包括一部分刻蝕后殘存的SOG 膜)構(gòu)成的層間絕緣膜13a，除此之外，在它上面形成了氮化硅膜 13b。這時還可以用CMP法等^f吏氮化珪膜13b平坦化。這樣形成了氮 化硅膜后，由于氮化硅部分的開口比圖5中的實施例的開口少，所以 水等更不容易進入，能提高耐濕性能。同時在反射電極14及其鄰近 的反射電極之間由保護絕緣膜17和氮化硅膜13b構(gòu)成。由于氮化硅膜 的折射率為1.9 2.2，比保護絕緣膜17使用的氧化硅膜的折射率 1.4~1.6高，所以光從液晶側(cè)入射到保護絕緣膜17時，由于折射率的 不同而在與氮化硅膜13b的界面上反射。因此，射入層間膜的光減 少，所以能防止光通過半導體區(qū)時發(fā)生載流子而使半導體區(qū)的電位
不穩(wěn)定。
另外，在本實施例中，也可以用CMP法等使由TEOS膜構(gòu)成的 層間絕緣膜13a平坦化后形成氮化硅膜13b。 一般來說，為了消除局 部臺階，需要用例如CMP法等淀積相當于局部臺階的厚度、例如 8000 12000埃的膜。另外，在一般情況下，用于13b的氮化硅膜隨著 膜厚的增加，對于下部膜來說，要出現(xiàn)強應力。在本實施例中，通 過用CMP法等研磨層間絕緣膜13a,進行平坦化，再在它上面形成 氮化硅膜13b，減小氮化硅膜13b采用CMP法等時淀積的厚度，能緩 和氮化硅膜13b的應力。另外，這時由于在反射電極14及其鄰近的反 射電極之間也構(gòu)成保護絕緣膜17和氮化硅膜13b,所以射入層間膜的 光減少，故能防止光通過半導體區(qū)時發(fā)生栽流子而使半導體區(qū)的電 位不穩(wěn)定。另外，在本實施例中，最好使氮化硅膜13b的厚度例如為 2000~5000埃。這是因為在2000埃以上時能提高氮化硅膜13b的耐濕 性能，而在5000埃以下時，減小了接觸孔16的刻蝕深度，容易刻 蝕，同時通過減小氮化硅膜13b的厚度，能緩和對下部膜產(chǎn)生的應 力。
另外，反射電極上的鈍化膜的厚度與圖l所示實施例的情況相同。
圖6表示應用了上述實施例的液晶面板(反射電極側(cè)的基板)的 總體平面布局結(jié)構(gòu)。
如圖6所示，在該實施例中，設有遮光膜25，用來防止光入射到在基板的周邊部分設置的外圍電路上。外圍電路設在呈矩陣狀配置
了上述象素電極的象素區(qū)20的周邊上，其中包括將與圖象數(shù)據(jù)對
線4的柵線驅(qū)動電路22;通過焊接區(qū)26取入從外部輸入的圖象數(shù)據(jù)的 輸入電路23;控制這些電路的定時控制電路24等電路，這些電路是 將用象素電極開關用MOSFET的同一工序或不同工序形成的 MOSFET作為有源元件或開關元件，并將其與電阻和電容等負載元 件組合而成的。
在該實施例中，上述遮光膜25由用與圖l所示的象素電極14的同 一工序形成的第3層金屬層構(gòu)成，被施加電源電壓或圖象信號的中心 電位Vc或公用電位LC-COM等規(guī)定的電位。通過將規(guī)定的電位加在 遮光膜25上，與電位浮動或其它電位的情況相比，能減少反射。26 是為了供給電源電壓而使用的焊接區(qū)或形成端子的焊接區(qū)。
圖7表示應用了上述液晶面板基板31的反射型液晶面板的剖面結(jié) 構(gòu)。如圖7所示，由玻璃或陶瓷等構(gòu)成的支撐基板32用粘接劑粘接在 上述液晶面板基板31的背面。與此同時，在其表面一側(cè)以適當?shù)拈g 隔配置入射側(cè)的玻璃基板35，該玻璃基板35具有由施加了公用電位 LC-COM的透明導電膜(ITO)構(gòu)成的對置電極(也稱公用電極) 33 ,在周圍用密封材料36封閉的間隙內(nèi)填充了眾所周知的TN (Twisted Nematic )型液晶或在不加電壓狀態(tài)下液晶分子大致垂直 取向的SH (Super Homeotropic)型液晶37等，構(gòu)成液晶面板30。另 外，這樣設定密封材料的設置位置，即，從外部輸入信號，使焊接 區(qū)26位于上述密封材料36的外側(cè)。
外圍電路上的遮光膜25與對置電極33相對構(gòu)成其間夾有液晶 37。而且，如果將LC公用電位加在遮光膜25上，則LC公用電位便 加在對置電極33上了，所以直流電壓不加在介于其間的液晶上。因 此，如果是TN型液晶，則液晶分子經(jīng)常扭轉(zhuǎn)大致卯。，如果是SH型 液晶，則液晶分子經(jīng)常保持垂直取向的狀態(tài)。
在該實施例中，因為由玻璃或陶瓷等構(gòu)成的支撐基板32用粘接 劑粘接在由半導體基板構(gòu)成的上述液晶面板基板31的背面，所以其 強度顯著地增大。其結(jié)果是如果將支撐基板32粘接在液晶面板基板 31上之后，進行與對置基板的貼合，則具有使液晶層沿全部面板的間隙均勻的優(yōu)點。
(使用絕緣基板的液晶面板用基板的說明) 在以上說明中，說明了使用半導體基板的反射型液晶面板用基 板的結(jié)構(gòu)及使用它的液晶面板，而以下將說明使用絕緣基板的反射 型液晶面板用基板的結(jié)構(gòu)。
圖17是表示反射型液晶面板用基板上的象素結(jié)構(gòu)的剖面圖。該 圖與圖l一樣，也是沿圖3所示平面布局圖中的I-I線的剖面圖。在 本實施例中，使用TFT作為象素開關用的晶體管。在圖17中，帶有 與圖l、圖2中相同符號的地方，表示與這些圖具有同一功能的層及 半導體區(qū)。l是石英或無堿性的玻璃基板，在該絕緣基板上形成單晶 或多晶或非晶硅膜(5a、 5b、 5c、 8形成層)，在該硅膜上形成由通 過熱氧化形成的氧化硅膜和用CVD法淀積的氮化硅的雙層結(jié)構(gòu)構(gòu)成 的絕緣膜4b、 9b。另外，在形成絕緣膜4b的上層氮化硅膜之前，用 N型雜質(zhì)對硅膜的5a、 5b和8區(qū)進行摻雜，形成TFT的源區(qū)5a、漏區(qū) 5b和保持電容的電極區(qū)8。另外，在絕緣膜4b上形成構(gòu)成TFT的柵極 4a和保持電容的另一電極9a的多晶硅或金屬硅化物等布線層。如上 所述，形成由柵極4a、 4冊絕緣膜4b、溝道5c、源5a、漏5b構(gòu)成的 TFT和由電極8、 9和絕緣膜9b構(gòu)成的保持電容。
另外，在布線層4a、 9a上形成由氮化硅或氧化硅形成的第l層間 絕緣膜6，在該絕緣膜6上形成的接觸孔連接著源區(qū)5a的源極7a由鋁 層構(gòu)成的第l金屬層形成。再在第l金屬層上形成由氮化硅膜或由氧 化硅膜和氮化硅膜的雙層結(jié)構(gòu)形成的第2層間絕緣膜13。該第2層間 絕緣膜13用CMP法平坦化后，在它上面對每一象素形成成為由鋁構(gòu) 成的反射電極的象素電極。另外，硅膜電極區(qū)8和象素電極14通過接 觸孔16進行導電性連接。該連接是用與圖l同樣的方法，將由鎢等高 熔點金屬構(gòu)成的連接栓15埋入來實現(xiàn)的。
如上所述，由于在絕緣基板上形成的TFT及在保持電容的上方 形成反射電極，所以象素電極區(qū)變大，另外，由于保持電容也與圖3 所示的平面布局圖一樣，能在反射電極的下面用大面積形成，所以 即使是高精細(象素小的)面板，也能獲得大的數(shù)值孔徑(反射 率)，而且能充分地保持加在各象素上的電壓，驅(qū)動穩(wěn)定。
另外，與以上的實施例一樣，在反射電極14上形成由氧化硅膜構(gòu)成的鈍化膜17。該鈍化膜17的厚度與以上的實施例一樣，能獲得 反射率隨入射光的波長變化小的反射型液晶面板用基板。另外，液 晶面板用基板的總體結(jié)構(gòu)及液晶面板的結(jié)構(gòu)與圖6及圖7相同。
另外，在圖17中，雖然未配置象圖l那樣的層間絕緣膜ll和遮光 層12，但為了防止從鄰接的象素電極14的間隙入射的光造成的TFT 的漏光現(xiàn)象，也可以與圖l等同樣地配置這些層。另外，如果假定光 會從基板的下方入射，那么還可以在硅膜5a、 5b、 8的下方再配置遮 光層。另外，圖中的柵極是位于溝道上方的頂柵式的，但也可以先 形成柵極，再通過柵絕緣膜配置成為溝道的硅膜，構(gòu)成底柵式。再 者，外圍電路區(qū)與圖4相同，由于形成氮化硅膜或氧化硅膜和氮化硅 膜的雙層結(jié)構(gòu)，所以能提高耐濕性能。
(使用本發(fā)明的反射型液晶面板的電子裝置的說明)
圖9是使用本發(fā)明的液晶面板的電子裝置之一例，是將本發(fā)明的 反射型液晶面板作為光閥用的投影機(投影式顯示裝置)的主要部 分的簡略結(jié)構(gòu)的平面圖。該圖9是沿通過光學元件130的中心的XZ平 面的剖面圖。本例的投影機由以下部分構(gòu)成沿系統(tǒng)光軸L配置的光 源部110(111是燈，112是反射鏡)；積分透鏡120;由偏振光變換 元件130簡單構(gòu)成的偏振光照明裝置100;用S偏振光束反射面201反 射從偏振光照明裝置100出射的S偏振光束的偏振光束分離器200;分 離從偏振光束分離器200的S偏振光反射面201反射的光中的藍色光 (B)分量的分色鏡412;對被分離的藍色光(B)進行藍色光調(diào)制 的反射型液晶光岡300B;反射并分離藍色光被分離后的光束中的紅 色光(R)分量的分色鏡413;對被分離的紅色光(R)進行調(diào)制的 反射型液晶光閥300R;對透過分色鏡413的剩余的綠色光(G)進行 調(diào)制的反射型液晶光閥300G;以及用分色鏡412、 413及偏振光束分 離器200對由3個反射型液晶光閥300R、 300G、 300B調(diào)制過的光進行 合成，并將該合成光投影到屏幕600上的由投影透鏡構(gòu)成的投影光學 系統(tǒng)500。上述3個反射型液晶光閥300R、 300G 、 300B中分別使用 了上述的液晶面板。
從光源部110射出的隨機偏振光束由積分透鏡120分割成多條中 間光束后，由在光入射側(cè)有第2積分透鏡的偏振光變換元件130變換 成偏振方向基本一致的一種偏振光束(S偏振光束)，然后到達偏振光束分離器200。從偏振光變換元件130射出的偏振光束被偏振光束 分離器200的S偏振光反射面201反射，被反射的光束中的藍色光束 (B)在分色鏡412的藍色光反射層上反射后，由反射型液晶光閥 300B進行調(diào)制。另外，透過分色鏡411的藍色光反射層的光束中的紅 色光束(R)在分色鏡413的紅色光反射層上反射后，由反射型液晶 光閥300R進行調(diào)制。
另一方面，透過分色鏡413的紅色光反射層的綠色光束(G)由 反射型液晶光閥300G進行調(diào)制。這樣一來，由各反射型液晶光閥 300R、 300G、 300B調(diào)制過的色光用分色鏡412、 413及偏振光束分離 器200進行合成，再由投影光學系統(tǒng)500對該合成后的光進行投影。
另外，構(gòu)成反射型液晶光閥300R、 300G、 300B的反射型液晶面 板采用TN型液晶(在不加電壓時，液晶分子的長軸取向大致平行于 面板基板的液晶)或SH型液晶(在不加電壓時，液晶分子的長軸取 向大致垂直于面板基板的液晶)。
在采用TN型液晶的情況下，在加在被夾在象素的反射電極和與 其相對的基板的公用電極之間的液晶層上的電壓為液晶的闊值電壓 以下的象素(OFF象素)上，入射的色光由液晶層將其變成橢圓偏 振光，被反射電極反射后，通過液晶層，作為近似于與入射的色光 的偏振光軸大致偏移卯度的偏振光軸分量的多橢圓偏振光狀態(tài)的光 被反射并出射。另一方面，在液晶層上施加了電壓的象素(ON象 素)上，入射的色光直接到達反射電^L，被反射后，以與入射時同 樣的偏振光軸被反射并出射。隨著加在反射電極上的電壓的不同， TN型液晶分子的排列角度發(fā)生變化，所以反射光的偏振光軸相對于 入射光的角度隨著通過象素的晶體管加在反射電極上的電壓而變 化。
另外，在采用SH型液晶的情況下，在加在液晶層上的電壓為液 晶的閾值電壓以下的象素(OFF象素)上，入射的色光直接到達反 射電極，被反射后，以與入射時同樣的偏振光軸被反射并出射。另 一方面，在液晶層上施加了電壓的象素(ON象素)上，入射的色光 由液晶層將其變成橢圓偏振光，被反射電極反射后，通過液晶層，
量的多橢圓偏振光被反射并出射。與TN型液晶的情況一樣，SH型液晶分子的排列角度.隨著加在反射電極上的電壓而變化，所以反射光 的偏振光軸相對于入射光的角度隨著通過象素的晶體管加在反射電 極上的電壓而變化。
此外，在采用SH液晶時在液晶層所加電壓為液晶的閾值電壓以 下的象素(OFF象素)中，入射的色光直接到達反射電極并被反 射，以與入射時同一偏振光軸直接反射、出射。另一方面，在液晶 層上施加了電壓的象素(ON象素)中，入射的色光在液晶層變成橢 圓偏振光并被反射電極反射，通過液晶層，作為偏振光軸相對于入 射光的偏振光軸大致偏移卯。的偏振光軸分量的多個橢圓偏振光，進 行反射、出射。與TN型液晶相同，由于SH型液晶的液晶分子的排列 角度隨加在反射電極上的電壓而變化，所以，反射光的偏振光軸相 對于入射光的角度隨通過象素的晶體管加到反射電極上的電壓是可 以變化的。
從這些液晶面板的象素上反射的色光中，S偏振光分量不透過反 射S偏振光的偏振光束分離器200,另一方面，P偏振光分量透過。由 透過該偏振光束分離器200的光形成圖象。因此，在將TN型液晶用 于液晶面板中時，OFF象素的反射光到達投影光學系統(tǒng)500， ON象 素的反射光不到達透鏡，所以被投影的圖象呈正常的白色顯示，在 采用SH液晶的情況下，OFF象素的反射光不到達投影光學系統(tǒng)， ON象素的反射光到達投影光學系統(tǒng)500，所以呈正常的黑色顯示。
反射型液晶面板與透射型有源矩陣型液晶面板相比，能取得大 的象素電極，所以能獲得高反射率，能以高反差投影高精細的圖 象，同時能使投影機小型化。
如用圖7所述，液晶面板的外圍電路用遮光板覆蓋、與在相對于 對置電極的位置形成的對置電極一同被施加相同的電位(例如LC公 用電位，但如果沒有LC公用電位時，就變成了與象素部的對置電極 不同的電位，所以這時變成與象素部的對置電極分離的外圍對置電 極。)，所以加在介于兩者之間的液晶上的電壓大致為OV，液晶變 成與OFF狀態(tài)相同。因此，用TN型液晶面板能與正常的白色顯示一 致地使圖象區(qū)的周邊呈全白顯示，用SH型液晶面板能與正常的黑色 顯示一致地使圖象區(qū)的周邊呈全黑顯示。
由作為色分離裝置的偏振光束分離器200將上述光源110的光分成3原色光，形成作為對被分離的紅色光進行調(diào)制的第l反射型液晶 面板的光閥300R的鈍化膜的氧化硅膜的厚度設定在1300 1卯0埃的范 圍內(nèi)，形成作為對綠色光進行調(diào)制的第2反射型液晶面板的光閥 300G的鈍化膜的氧化硅膜的厚度設定在1200 1600埃的范圍內(nèi)，形 成作為對藍色光進行調(diào)制的第3反射型液晶面板的光閥300B的鈍化膜 的氧化硅膜的厚度設定在卯0 1200埃的范圍內(nèi)，這樣就能獲得所希 望的結(jié)果。
如果遵照上述實施例，則能充分地保持加在反射型液晶面板 300R、 300G、 300B的各象素電極上的電壓，同時由于象素電極的反 射率非常高，所以能獲得鮮明的圖象。
圖15是分別表示采用了本發(fā)明的反射型液晶面板的電子裝置例 的外觀圖。在這些電子裝置中，不是作為與偏振光束分離器一起使 用的光閥，而是作為直觀式的反射型液晶面板使用，所以反射電極 不需要呈完全的鏡面狀，為了擴大視場角，當然最好帶有適當?shù)陌?凸，但除此以外的主要構(gòu)件與光閥的情況基本相同。
圖15 (a)是表示便攜式電話的斜視圖。IOOO表示便攜式電話本 體，其中的1001是使用了本發(fā)明的反射型液晶面板的液晶顯示部。 圖15 (b)是表示手表式電子裝置的示意圖。IIOO是表示手表本體的 斜視圖。1101是使用了本發(fā)明的反射型液晶面板的液晶顯示部。該 液晶面板與現(xiàn)有的鐘表顯示部相比，具有高精細的象素，所以還能 顯示電視圖象，能實現(xiàn)手表型的電視機。
圖15 (c)是表示文字處理機、個人計算機等便攜式信息處理裝 置的示意圖。1200表示信息處理裝置，1202表示鍵盤等輸入部， 1206表示使用了本發(fā)明的反射型液晶面板的顯示部，1204表示信息 處理裝置本體。各電子裝置是用電池驅(qū)動的電子裝置，所以如果使 用不帶光源燈的反射型液晶面板，則能延長電池壽命。另外，如本 發(fā)明所示，由于能將外圍電路裝在液晶面板內(nèi)，所以能大幅度減少 零件個數(shù)，能更加輕量化和小型化。
另外，在以上的實施例中，作為液晶面板中的液晶，說明了TN 型和各向同性取向的SH型，但換成其它類型的液晶當然也能實施。
如上所述，本發(fā)明由于在反射型液晶面板用基板上設有鈍化 膜，所以具有提高可靠性的效果。而且，作為鈍化膜是使用膜厚為500 2000埃的氧化硅膜，所以膜厚的偏差對象素電極的反射率的影 響小，同時特別是由于膜厚為500~2000埃的氧化硅膜的反射率對波 長的依賴性小，所以具有能減小反射率變化的效果。
再者，由于根據(jù)入射光的波長，將作為鈍化膜的氧化硅膜的厚 度設定在各適當?shù)姆秶鷥?nèi)，例如，在反射藍色光的象素電極上為 卯0 1200埃，在反射綠色光的象素電極上為1200 1600埃，在反射紅 色光的象素電極上為1300~1卯0埃，所以能將對各色光的反射率的偏 差抑制在1%以下，能提高液晶面板的可靠性，同時具有能提高將這 樣的反射型液晶面板作為光閥使用的投影式顯示裝置的圖象質(zhì)量的 效果。
再者，根據(jù)與在它上面形成的取向膜的厚度之間的關系設定成 為鈍化膜的氧化硅膜的厚度，同時將取向膜的厚度設定在300 1400 埃的范圍，所以能有效地防止液晶折射率的變化。
另外，在同一基板上形成象素電極呈矩陣狀配置的象素區(qū)和在 其外側(cè)形成移位寄存儲器和控制電路等外圍電路的反射型液晶面板 中，由于在象素區(qū)的上方形成由氧化硅膜構(gòu)成的鈍化膜，在上述外 圍電路的上方形成由氮化硅膜構(gòu)成的鈍化膜，所以通過在周邊使用 氮化硅膜，能更可靠地保護外圍電路，能提高可靠性。
再者，將在反射電極上設鈍化膜代之以由氧化硅膜構(gòu)成的鈍化 膜，或者與由氧化硅膜構(gòu)成的鈍化膜并用，且在反射電極和它下面 的金屬層之間的層間絕緣膜上設氮化硅膜，因此能提高耐濕性，能 防止象素開關用MOSFET和保持電容被水等腐蝕。 另外，由于在由氧化硅膜構(gòu)成的鈍化膜上設有形成了氮化硅膜的重 疊保護結(jié)構(gòu)，用它蓋在從象素區(qū)的周邊區(qū)上形成的層間絕緣膜和對
該周邊區(qū)進行遮光的金屬層的重疊體的端部直至其側(cè)壁上，因此， 提高了容易進水的液晶面板端部的防水性能，同時它成為增強構(gòu) 件，具有能提高耐久性的效果。
權(quán)利要求
1. 一種液晶面板用基板，包括半導體基板；在半導體基板的表面形成的阱區(qū)；多個象素單元，各象素單元包括反射電極和與該反射電極電連接的開關元件，象素單元以矩陣形配置在基板上，所述多個象素單元形成象素區(qū)域；和電容器，用于保持加在所述象素上的電壓，所述電容包括在所述阱的表面形成的電極，該電極的導電類型與所述阱區(qū)一樣，并比所述阱區(qū)具有較高的摻雜濃度。
2. 權(quán)利要求l所述的液晶面板用基板，其特征在于，所述電容器中 絕緣膜的厚度是開關元件的柵極絕緣膜厚度的三分之一到五分之一。
3. 權(quán)利要求l所述的液晶面板用基板，其特征在于，還包括形成在 所述象素區(qū)域外部的預定電壓線，其中所述電極連接到所述預定電壓線。
4. 一種液晶面板，包括 權(quán)利要求l的液晶面板用基板；具有反電極的透明基板，并與液晶面板用基板相對，所述透明基板與 所述液晶面板被間隙分隔開；和液晶材料，用來密封所述透明基板與所述液晶面板之間的間隙。
5. —種電子裝置，包括作為顯示部分的權(quán)利要求4所述的液晶 面板。
6. —種投影式顯示裝置，包括權(quán)利要求5所述的電子裝置、光源、所迷液晶面板調(diào)制來自所述光源的光，和投影透鏡，用來投影由 所迷液晶面板調(diào)制的光。
全文摘要
一種液晶面板用基板，在基板上形成反射電極以矩陣形配置的象素區(qū)域，并在上述象素區(qū)域的周邊的上述基板上設置周邊電路而構(gòu)成，其特征在于在上述反射電極上，由氧化硅形成第1鈍化膜；和在覆蓋上述周邊電路而形成的疊層構(gòu)造的側(cè)面上，形成由氮化硅構(gòu)成的第2鈍化膜。
文檔編號G02F1/1362GK101424854SQ20081018173
公開日2009年5月6日 申請日期1997年10月21日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月22日
發(fā)明者安川昌宏 申請人:精工愛普生株式會社