JPH06202141A

JPH06202141A - 投射型液晶表示装置

Info

Publication number: JPH06202141A
Application number: JP34920192A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Nakamura; 弘喜中村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1994-07-22

Abstract

(57)【要約】【目的】製造が煩雑となるような構成を避けて生産性
が良好で、光リーク電流の発生を抑え、表示画像の高精
細化および装置の小型化を実現した投射型液晶表示装置
を提供する。【構成】本発明の投射型液晶表示装置においては、透
過光の反射回数が他の液晶表示パネルとは奇数回異なる
第２の液晶表示パネル２１を、他の液晶表示パネル１
９、２３の光が入射される面とは反対の面から光が入射
するように、表裏を裏返して配置しているので、用いる
液晶表示パネル１９、２１、２３のパターンや駆動回路
の仕様を 1種類だけにすることができ、また裏返した第
２の液晶表示パネル２１の画面内の透過光の位置的強度
分布を他の 2枚とほぼ同じにできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は投射型液晶表示装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は薄型、低消費電力等の特
徴を活かして、テレビあるいはグラフィックディスプレ
イなどの表示素子として盛んに利用されているが、中で
も薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；以下、Ｔ
ＦＴと略称）をスイッチング素子として用いたアクティ
ブマトリックス型液晶表示パネルは、高速応答性に優
れ、高精細化に適しており、ディスプレイ画面の高画質
化、大型化、カラー画像化を実現するものとして期待さ
れ、研究開発が進められ、既に実用に供されているもの
もある。このアクティブマトリックス型液晶表示装置
は、一般的にＴＦＴのようなスイッチング用アクティブ
素子とこれに接続された画素電極および走査線および信
号線が配設されたＴＦＴアレイ基板とこれに対向して配
置される対向電極が形成された対向基板とこれら基板間
に挟持される液晶組成物とから形成される液晶表示素子
と、それを駆動する液晶駆動回路とからその主要部分が
構成されている。

【０００３】そして近年では、上記のようなアクティブ
マトリックス型液晶表示装置（液晶表示パネル）を用い
て 100インチ程度の大画面を実現する投射型液晶表示装
置が注目されている。

【０００４】投射型液晶表示装置では、光源から供給さ
れる白色光をダイクロイックミラーやカラーフィルタな
どを用いて例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のよう
な 3つの原色光に色分離（分光）し、その各色光をそれ
ぞれ専用の液晶表示パネルに入射して表示画像の各色ご
との成分を形成し、これらを再び光学的に合成して例え
ばスクリーンなどに投射することで、カラー画像の表示
を行なっている。

【０００５】このような投射型液晶表示装置の光学系の
設計においては、通常、光源および投射用レンズと各液
晶表示パネルとの距離や、各色ごとの光路長や、光路中
の反射回数などを、 3色とも同じにすることは困難で、
前記のような各色光ごとの 3枚の液晶表示パネルのう
ち、いずれか 1枚については表示画像を反転させなけれ
ばならない。

【０００６】ところでこのような投射型液晶表示装置
を、より小型化、低価格化するためには、光学系のうち
特に液晶表示パネルや、レンズやダイクロイックミラー
などを小さくしなければならない。このためには、液晶
表示パネルを単板にまとめる方法が考えられるが、画像
の精細度を低下させないためには画素密度を 3板式の 3
倍にせねばならず、画素の微細化が必要であり、実現は
容易ではない。したがって上記のようないわゆる 3板式
の投射型液晶表示装置が注目されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の 3
板式の投射型液晶表示装置においては、上述のように3
つの色光は液晶表示パネルを通過後再び合成されるまで
の反射鏡による反射回数が奇数回異なる。このため 3枚
の液晶表示パネルのうち 1枚は他の 2枚とは左右（また
は上下）が逆の画像を表示させなければならない。

【０００８】したがってこれに対応すべく、 1枚の液晶
表示パネルの仕様を他の 2枚とは左右を反転させたパタ
ーンおよび液晶駆動回路に設定するか、あるいは裏表反
転して用いるかしなければならない。

【０００９】しかしながら、 1枚の液晶表示パネルを左
右反転させた場合では、画面内の透過光の位置的強度分
布が他の 2枚とは異なるために、投射画像に色むらが生
じ、色再現性が低下するという問題がある。そしてこの
問題を解消するためには、左右反転させた液晶表示パネ
ルの配向方向を他の 2枚とは変える、あるいはその液晶
分子の旋光方向を他の 2枚とは変えるという方策が考え
られるが、パターンや液晶駆動回路のみならず、液晶の
配向や旋光方向までも変えた 2種類の液晶表示パネルを
製作することは、高価なフォトマスクの設計から液晶表
示パネルの製造まで 2種類の液晶表示パネルの工程が必
要となり、製造工程が煩雑で、製造コストも高くなり不
経済であるという問題がある。その結果、投射型液晶表
示装置の生産性を低下させてしまう。

【００１０】一方、 1枚の液晶表示パネルを裏表反転し
て用いる場合では、通常の液晶表示パネルとは反対の面
から色光が入射することになるため、通常の他の 2枚と
は異なりＴＦＴアレイ基板側にＴＦＴの光リーク電流を
防止するための遮光膜を形成しなければならないが、Ｔ
ＦＴアレイ基板上への遮光膜の形成は実際上困難である
という問題がある。すなわち、投射型液晶表示装置は通
常、光源から強い光を液晶表示パネルに入射させている
ので、これに起因して発生する液晶表示パネルのＴＦＴ
の光リーク電流を防ぐためにブラックマトリックスと呼
ばれる遮光膜でＴＦＴを覆って遮光することが必要であ
る。この遮光膜は通常Ｃｒのような遮光性の高い金属か
らなる膜で形成されるが、このような金属膜をＴＦＴの
下層に形成することは、金属元素がＴＦＴの活性層へと
拡散するいわゆるマイグレーションと呼ばれる不純物混
入や、ＴＦＴ形成の際の高温プロセスによる遮光膜の金
属の酸化などのため、実際上ほぼ不可能である。このた
め従来では遮光膜を対向基板側に設けていた。このよう
な遮光膜の形成が困難であるという理由から、 1枚の液
晶表示パネルを裏表反転して用いることは容易ではない
という問題がある。

【００１１】また、投射型液晶表示装置においては、表
示画像の高精細化を図りかつ装置の小型化を図るため
に、液晶表示パネルの小型化およびその画素の微細化等
の要求が高まっていることから、表示画素数の増加に伴
なってＴＦＴのようなスイッチング素子の個数も飛躍的
に増加しており、またその寸法も微細化が進んでいる。
また画素数の増加にともなって走査線および信号線の本
数が著しく増加するとそれらを液晶駆動回路と接続する
ことが容易ではなくなり、またその駆動スピードを向上
させることも必要となっている。そこでこれらを実現す
べく、液晶駆動回路をＴＦＴアレイ基板上にＴＦＴとし
て形成することも試みられているが、このような液晶駆
動回路に好適なＴＦＴとして多結晶シリコンＴＦＴ（ｐ
−ＳｉＴＦＴ）が注目されている。

【００１２】しかしながら、このようなｐ−ＳｉＴＦＴ
を用いた液晶表示パネルにおいては、特にｐ−ＳｉＴＦ
Ｔの製造プロセス温度が高いために、前述したような理
由からＴＦＴアレイ基板側に遮光膜を形成することがさ
らに困難であるという問題がある。

【００１３】さらに前述のような駆動スピードを向上さ
せるためには、ＴＦＴを単結晶シリコン基板から形成す
ることが有効であると考えられるが、このような単結晶
シリコン膜は通常は光透過性が低いため、投射型液晶表
示装置に用いられるような光透過型の液晶表示パネルと
して用いることが容易ではないという問題がある。

【００１４】また前述のような画面の高精細化や画素の
微細化等が進むにつれてその寸法精度や画素領域に対す
る位置合わせなどをより高精度化する必要があり、これ
を満たすべく前記の遮光膜をＴＦＴアレイ基板側に設け
ることが考えられているが、遮光膜を下層に形成した
後、その上層にＴＦＴを形成することは、前述のように
実際上ほぼ不可能であるという問題がある。

【００１５】本発明はこのような問題を解決するために
成されたもので、その目的は、製造が煩雑となるような
構成を避けて生産性が良好で、光リーク電流の発生を抑
え、表示画像の高精細化および装置の小型化を実現した
投射型液晶表示装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の投射型液晶表示
装置は、複数の色光それぞれの透過をパネルごとに各々
制御する複数の液晶表示パネルと、前記液晶表示パネル
を透過した透過光を反射または透過させて投射光学系へ
と導く導光系と、前記複数の液晶表示パネルのそれぞれ
を透過した透過光を合成して投射スクリーンに投射する
投射光学系とを有する投射型液晶表示装置において、前
記透過光の前記導光系での反射回数が他の液晶表示パネ
ルとは奇数回異なる液晶表示パネルを、他の液晶表示パ
ネルの色光が入射される面とは反対の面から色光が入射
するように配置してなることを特徴としている。

【００１７】また、本発明の投射型液晶表示装置は、前
記複数の液晶表示パネルがそれぞれ、対向配置され間隙
に液晶層を挟持して画素を形成する画素電極および対向
電極と、前記画素電極に接続され該画素電極への電圧供
給を制御するスイッチング素子と、前記色光の前記スイ
ッチング素子への入射を遮る遮光膜とを具備し、前記透
過光の前記導光系での反射回数が他の液晶表示パネルと
は奇数回異なる液晶表示パネルを、他の液晶表示パネル
の色光が入射される面とは反対の面から色光が入射する
ように配置してもよい。

【００１８】また、前記複数の液晶表示パネルの光の入
射面および出射面の両方に遮光膜を具備してもよい。

【００１９】また、前記複数の液晶表示パネルのそれぞ
れが、一つの基板上に液晶駆動回路を具備してもよい。

【００２０】

【作用】本発明の投射型液晶表示装置においては、透過
光の反射回数が他の液晶表示パネルとは奇数回異なる液
晶表示パネルを、他の液晶表示パネルの色光が入射され
る面とは反対の面から光が入射するように、表裏を裏返
して配置しているので、用いる液晶表示パネルのパター
ンや液晶駆動回路の仕様を 1種類だけにすることがで
き、また裏返した液晶表示パネルの画面内の透過光の位
置的強度分布を他の 2枚とほぼ同じにすることができ
る。

【００２１】これにより、パターンや液晶駆動回路の異
なる 2種類の液晶表示パネルが必要な従来の液晶表示パ
ネルの投射画像の色むらや色再現性の低下の問題や、製
造工程が煩雑でコスト高となり不経済であるという問題
を解消することができる。

【００２２】また、表裏を裏返して配置した液晶表示パ
ネルのＴＦＴの光リーク電流の問題に対しては、その裏
返して配置した液晶表示パネルのＴＦＴへの色光の入射
面側に遮光膜を設けることで問題を解消している。この
とき、他の 2枚の液晶表示パネルが対向基板側に遮光膜
を形成されている場合には、裏返して配置した液晶表示
パネルにはＴＦＴアレイ基板側に遮光膜が設けられてい
なくてはならない。そしてこのようにＴＦＴアレイ基板
側に遮光膜を設ける際には、遮光膜の金属元素がＴＦＴ
の活性層へ拡散するマイグレーションと呼ばれる不純物
混入や、ＴＦＴ形成の際の高温プロセスによる遮光膜の
金属の酸化などの不都合を避ける必要がある。そこで、
本発明の投射型液晶表示装置においては、遮光膜を例え
ばＴＦＴアレイ基板とは別体で形成するなどしてＴＦＴ
等の製造後に液晶表示パネルの色光の入射面側に着設す
ることで、上記のような問題を避けることができる。

【００２３】またこのように遮光膜をＴＦＴアレイ基板
とは別体で形成するなどしてＴＦＴ等の製造後に液晶表
示パネルの光の入射面側に着設するようにすれば、高温
プロセスで形成される多結晶シリコンＴＦＴを液晶駆動
回路に用いた液晶表示パネルや、通常は光透過性が低い
単結晶シリコン基板からＴＦＴが形成された液晶表示パ
ネルや、画面が高精細で画素が微細なため寸法精度や画
素領域に対する位置合わせなどをより高精度化する必要
があるような液晶表示パネルにおいては、ＴＦＴアレイ
基板のＴＦＴに対面する面上に遮光膜を形成することを
可能にするという効果も得られる。

【００２４】また、上記のような本発明の技術を応用し
て、単結晶シリコン基板から形成されたＴＦＴを液晶表
示パネルに用いることもできる。単結晶シリコンＴＦＴ
の駆動スピードは速いので画面の高精細化や画素の微細
化に特に好適である。この場合、一旦単結晶シリコン基
板の表面上にＴＦＴを形成し透光性の低い単結晶シリコ
ン部分を除去するなどした後、これとは別体で遮光膜を
形成した透明基板上に着設するなどして形成すればよ
い。

【００２５】そして前述のような多結晶シリコンＴＦＴ
や単結晶シリコンＴＦＴを用いた液晶駆動回路を複数の
液晶表示パネルのそれぞれのＴＦＴアレイ基板上に液晶
駆動回路を作り込み、かつ遮光膜を作り込めば、さらに
画面の高精細化や装置の小型化を図ることもできる。

【００２６】また、ＴＦＴへの入射光は、前記の複数の
液晶表示パネルのそれぞれにおいて、ＴＦＴに対する色
光の入射面側および出射面側の両方に遮光膜を形成する
ことが望ましい。このとき、用いる複数の液晶表示パネ
ルは、遮光膜も含めて同じ 1種類の仕様に統一できるの
で、さらに生産性の向上に効果的である。またこの場
合、入射面側の透明基板を透過して出射面側の透明基板
の界面で反射した光がＴＦＴに入射するといった不都合
を、出射面側に設けた遮光膜によって防ぐことができる
という効果をも得られるので、さらに効果的に光リーク
電流の発生を抑えることができる。

【００２７】本発明によればこのようにして、製造が煩
雑となるような構成を避けて、生産性が良好で、光リー
ク電流の発生を抑え、表示画像の高精細化および装置の
小型化を実現した投射型液晶表示装置を提供することが
できる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明に係る投射型液晶表示装置の一
実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

【００２９】図１は、本発明に係る投射型液晶表示装置
の一実施例の光学的な概略構造を示す図、図２はその液
晶表示パネルの特にスイッチング用ＴＦＴが形成された
部分の構造を示す概略断面図である。

【００３０】この投射型液晶表示装置は、光源１と、反
射鏡３、５、７と、ダイクロイックミラー９、１１、１
３、１５と、投射レンズ系１７と、第１の液晶表示パネ
ル１９、第２の液晶表示パネル２１、第３の液晶表示パ
ネル２３とからその光学的主要部が構成されている。第
２の液晶表示パネル２１は、第１の液晶表示パネル１９
および第３の液晶表示パネル２３とは色光の入射方向に
対して表裏が裏返しに配置されている。またダイクロイ
ックミラー９、１１が光の反射および透過を行なって光
の色分離を行なう。ダイクロイックミラー１３、１５お
よび反射鏡７が導光系に相当し、各色光を合成して投射
光学系としての投射レンズ系１７へと導く。

【００３１】また、この投射型液晶表示装置に用いられ
る第１の液晶表示パネル１９、第２の液晶表示パネル２
１、第３の液晶表示パネル２３の各液晶表示パネルは、
同一仕様の液晶表示パネルであって、ＴＦＴアレイ基板
１００と、対向基板２００と、これらの基板間隙に挟持
された液晶層３００とを有する液晶表示素子４００と、
この液晶表示素子４００を駆動する液晶駆動回路（図示
省略）とからその主要部が構成されている。液晶駆動回
路はＴＦＴアレイ基板１００の周辺部に形成されてい
る。

【００３２】ＴＦＴアレイ基板１００は、図２に示すよ
うに、ガラスからなる透明基板１０１上に第２の遮光膜
１０３が形成され、この透明基板１０１上に接着層１０
５を介して、単結晶シリコンを熱酸化してなる酸化膜１
０７が貼着され、その酸化膜１０７の上には、画素電極
１０９、第１の遮光膜１１１、走査線１１３およびこれ
と一体形成のゲート電極１１５、信号線１１７、補助容
量（Ｃｓ）１１９、そして画素スイッチング用のＴＦＴ
１２１等が形成されている。前記の第１の遮光膜１１１
と第２の遮光膜１０３は、表裏両面から見てほぼ同様の
パターンとなるように形成されている。また図示は省略
しているが、このＴＦＴアレイ基板１００の周辺部に
は、Ｘドライバアナログスイッチ、Ｘドライバシフトレ
ジスタおよびＹドライバシフトレジスタを有する液晶駆
動回路が、いわゆる駆動回路一体型として作り込まれて
いる。この液晶駆動回路もＴＦＴから形成されている。

【００３３】ＴＦＴ１２１の活性層１２３は、本実施例
では単結晶シリコンから形成されており、ＬＯＣＯＳ酸
化膜１２５で 1素子ごとに素子分離されている。そのソ
ース領域１２７には第１の層間絶縁膜１２９に穿設され
たコンタクトホールを通して信号線１１７が接続してい
る。またそのドレイン領域１３１は第１の層間絶縁膜１
２９に穿設されたコンタクトホールに形成されたドレイ
ン電極１３３を介して画素電極１０９に接続している。
またそのチャネル領域１３５の上にはゲート絶縁膜１３
７を介してゲート電極１１５が形成されている。

【００３４】また、このゲート電極１１５と同様にゲー
ト絶縁膜１３７上に導電性材料からなる上部電極１３９
が形成され、その直下にあたるゲート絶縁膜１３７を誘
電体としその直下にあたる低抵抗なドレイン領域１３１
を下部電極として、補助容量１１９が形成されている。

【００３５】そして第１の層間絶縁膜１２９の上には第
２の層間絶縁膜１４１が形成されており、その上にはＴ
ＦＴ１２１の上を覆ってＴＦＴ１２１に入射しようとす
る光を遮断する第１の遮光膜１１１が配置され、さらに
この上に第３の層間絶縁膜１４３を介して画素電極１０
９が配置されている。この画素電極１０９および第３の
層間絶縁膜１４３を覆うように、配向膜１４５が形成さ
れている。

【００３６】一方、対向基板２００は、ガラスのような
透明材料で形成された透明基板２０１上に、ＩＴＯのよ
うな透明電極からなる対向電極２０３と、その上に配向
膜２０５とが形成されている。

【００３７】そしてＴＦＴアレイ基板１００と対向基板
２００とを、その配向膜１４５、２０５が各々形成され
た第１主面どうしが間隙を有して対向するように配置さ
れ、その周囲を封止材で封止して空セルが形成され、こ
の空セルに液晶組成物が注入されて液晶層３００として
挟持されて、本発明に係る投射型液晶表示装置に用いら
れる各液晶表示パネルは形成されている。

【００３８】次に、この投射型液晶表示装置の光学的構
造および動作を説明する。光源１から放射された白色光
は、反射鏡３で反射してダイクロイックミラー９へと導
かれる。そしてダイクロイックミラー９に導かれた白色
光のうち赤色光（Ｒ）が反射されて色分離されるととも
に、その他の色光はダイクロイックミラー９を透過す
る。色分離された赤色光（Ｒ）は、反射鏡５で反射され
て第１の液晶表示パネル１９へと導かれ、この第１の液
晶表示パネル１９を透過する赤色光（Ｒ）から表示画像
の赤色成分が形成される。そしてこの表示画像の赤色成
分の光はダイクロイックミラー１３、１５を透過して投
射レンズ系１７へと導かれる。

【００３９】一方、ダイクロイックミラー９を透過した
色光はダイクロイックミラー１１により青色光（Ｂ）が
反射されて色分離されるとともに、残りの緑色光（Ｇ）
はダイクロイックミラー１１を透過する。そして色分離
された青色光（Ｂ）は、第２の液晶表示パネル２１へと
導かれ、この第２の液晶表示パネル２１を透過する青色
光（Ｂ）から表示画像の青色成分が形成される。この青
色成分は他の色成分とは画像の向きが左右逆に形成され
ている。そしてこの表示画像の青色成分の光はダイクロ
イックミラー１３で 1度反射されて左右が他の色の成分
と同じ向きになって、ダイクロイックミラー１５を透過
して投射レンズ系１７へと導かれる。

【００４０】またその一方、ダイクロイックミラー１１
を透過した緑色光（Ｇ）は第３の液晶表示パネル２３へ
と導かれ、この第３の液晶表示パネル２３を透過する緑
色光（Ｇ）から表示画像の緑色成分が形成される。そし
てこの表示画像の緑色成分の光は反射鏡７およびダイク
ロイックミラー１５で合計 2度反射されて投射レンズ系
１７へと導かれる。

【００４１】こうして導かれた表示画像の赤色成分の光
および青色成分の光および緑色成分の光を投射レンズ系
１７で合成し、この装置の外部に距離をおいて配置され
た投射スクリーンに投射レンズ系１７によって拡大して
投射して画像を表示する。

【００４２】このように光学的主要部が反射鏡およびダ
イクロイックミラーにより複数回反射するように構成さ
れているので、 3枚の液晶表示パネルのうち第２の液晶
表示パネル２１には他の液晶表示パネルすなわち第１の
液晶表示パネル１９、第３の液晶表示パネル２３とは左
右（または場合によっては上下）が逆の画像を表示させ
なければならない。このため本発明に係る投射型液晶表
示装置では、その第２の液晶表示パネル２１を他の液晶
表示パネルとは光の入射に対して表裏逆になるように配
置している。

【００４３】このように、第１の液晶表示パネル１９お
よび第３の液晶表示パネル２３と同じ仕様の液晶表示パ
ネル２１を表裏逆に配置して用いているので、 3枚の液
晶表示パネルのパターンや液晶駆動回路の仕様を 1種類
だけにすることができ、また裏返した液晶表示パネルの
画面内の透過光の位置的強度分布を他の 2枚とほぼ同じ
にすることができる。これにより、パターンや液晶駆動
回路の異なる 2種類の液晶表示パネルが必要であった従
来の液晶表示パネルの投射画像の色むらや色再現性の低
下の問題や、製造工程が煩雑でコスト高となり不経済で
あるという問題を解消することができる。

【００４４】そして、このように第２の液晶表示パネル
２１を表裏逆に用いる場合には、第１の液晶表示パネル
１９や第３の液晶表示パネル２３とは逆の面側から光源
の強い色光が入射されるので、第２の液晶表示パネル２
１のＴＦＴの光リーク電流の発生を避けるためには、他
の液晶表示パネルとは逆の基板側に遮光膜を形成しなけ
ればならない。また、遮光膜を第２の液晶表示パネル２
１だけは他の液晶表示パネルとは逆の面に配設すると、
第２の液晶表示パネル２１だけが他の液晶表示パネルと
は異なった仕様となり生産性が低下する恐れがある。そ
こで本発明に係る投射型液晶表示装置においては、第１
の液晶表示パネル、第２の液晶表示パネル、第３の液晶
表示パネル２３のそれぞれの表裏両面に各々遮光膜を配
設しているのである。

【００４５】これにより、第１の液晶表示パネル１９お
よび第３の液晶表示パネル２３では、対向基板２００側
が光の入射側に面するように配置されているので、ＴＦ
Ｔ１２１へと入射しようとする入射光を第１の遮光膜１
１１で遮光し、また第２の液晶表示パネル２１では、Ｔ
ＦＴアレイ基板１００側が光の入射側に面するように配
置されているので、ＴＦＴ１２１へと入射しようとする
入射光を第２の遮光膜１０３で遮光する。

【００４６】またこのとき、第１の液晶表示パネル１９
および第３の液晶表示パネル２３では、対向基板２００
側から入射して透明基板１０１の界面で反射しＴＦＴ１
２１へと入射しようとする反射光を第２の遮光膜１０３
が遮断しており、また第２の液晶表示パネル２１では、
ＴＦＴアレイ基板１００側から入射し透明基板２０１の
界面で反射してＴＦＴ１２１へと入射しようとする反射
光を第１の遮光膜１１１が遮断することができるので、
ＴＦＴ１２１の光リーク電流をさらに万全に抑えるとい
う効果をも実現している。

【００４７】また、このように第１の遮光膜１１１をＴ
ＦＴ１２１とは別の基板上で形成してＴＦＴ１２１等の
製造後に光透過性の低い単結晶シリコン部分を削除した
後に液晶表示パネルの光の入射面側に着設することで、
ＴＦＴに結晶シリコンを用いることを可能としまたその
ような結晶シリコンを用いたＴＦＴで形成される液晶駆
動回路をＴＦＴアレイ基板１００に作り込むことを可能
としまたＴＦＴアレイ基板１００側に第２の遮光膜１０
３を配設することを可能としているので、投射型液晶表
示装置としての小型化や駆動スピードの向上を図ること
ができ、画面の高精細化や画素の微細化に好適である。

【００４８】次に、上記のようなＴＦＴの表裏両面から
入射される光を各々遮光する 2つの遮光膜を配設してな
る液晶表示パネルの製造方法を図３、図４に基づいて説
明する。ただし説明の簡潔化のために、図３、４におい
ては特にＴＦＴアレイ基板１００の製造工程を示した。

【００４９】まず、図３（ａ）に示すように、単結晶シ
リコン基板５１１の第一主面を熱酸化して厚さ約 1μｍ
の酸化膜１０７を形成し、さらにこの透明な酸化膜１０
７上に単結晶シリコン膜５１３を積層形成する。

【００５０】この単結晶シリコン基板５１１以外にも半
導体基板の材料としては、シリコン基板を種としたＳＯ
Ｉ基板、もしくはゾーンメルティング法やＳＩＭＯＸ法
で形成した基板、シリコン基板を貼合わせ研磨したもの
等を用いることもできる。

【００５１】次に図３（ｂ）に示すように、単結晶シリ
コン膜５１３をＴＦＴ１２１および液晶駆動回路のＴＦ
Ｔが形成される部分を避けて厚さ2000オングストローム
にわたってＬＯＣＯＳ法により酸化してＬＯＣＯＳ酸化
膜１２５を形成し、このＬＯＣＯＳ酸化膜１２５によっ
て、各ＴＦＴの活性層１２３となるべき単結晶シリコン
膜５１３を一素子ごとに素子分離する。

【００５２】そして、図３（ｃ）に示すように、素子分
離された部分の単結晶シリコン膜５１３を後工程で活性
層１２３とすべく用いて、その上に補助容量１１９の誘
電体としても用いられるゲート絶縁膜１３７を形成す
る。このゲート絶縁膜１３７は前記の単結晶シリコン膜
５１３の表面を熱酸化して形成する。

【００５３】その後、補助容量１１９の下部電極となる
部分に 5×10^-13／ｃｍ²程度のＰ（リン）を不純物と
してイオン注入し、その低抵抗化を行なう。このとき不
純物濃度が高すぎると熱酸化速度が急増してゲート絶縁
膜１３７の厚さにばらつきが生じてしまうので、イオン
注入は上記のドーズ量程度以下に抑えることが望まし
い。

【００５４】次に走査線１１３およびこれと一体形成の
ゲート電極１１５を不純物が添加された低抵抗な多結晶
シリコン膜から形成する。そしてゲート電極１１５をセ
ルフアラインマスクとして用いて活性層１２３を形成し
たい部分の単結晶シリコン膜５１３にイオン注入を行な
い、チャンネル領域１３５、ソース領域１２７、ドレイ
ン領域１３１を形成して活性層１２３とし、ＴＦＴ１２
１を構成する。この第１の実施例では走査線１１３およ
びこれと一体形成のゲート電極１１５を不純物が添加さ
れた多結晶シリコン膜から形成したが、この他にも不純
物添加の多結晶シリコンとＷＳｉ_xもしくはＭｏＳｉ_x
のようなシリサイドとの 2層構造としてもよく、あるい
はＷやＭｏのような金属から形成してもよい。

【００５５】次に、図３（ｄ）に示すように、ゲート絶
縁膜１３７上に不純物が添加された低抵抗な多結晶シリ
コン膜によって補助容量１１９の上部電極１３９を形成
した後、第１の層間絶縁膜１２９を形成する。そして第
１の層間絶縁膜１２９およびゲート絶縁膜１３７にコン
タクトホールを穿設し、そのコンタクトホールを通して
ソース領域１２７に接続するアルミニウム（Ａｌ）から
なる信号線１１７、ドレイン領域１３１にコンタクトホ
ールを通して接続し画素電極１０９との接続を行なうた
めのアルミニウム（Ａｌ）からなるドレイン電極１３３
を形成する。

【００５６】そして、図３（ｅ）に示すように、第２の
層間絶縁膜１４１を形成し、この上にＴＦＴ１２１の遮
光および隣接画素領域の分離のためのクロム（Ｃｒ）か
らなる第１の遮光膜１１１を形成する。

【００５７】続いて、第３の層間絶縁膜１４３を形成
し、ドレイン電極１３３に接続されるＩＴＯからなる画
素電極１０９を形成し、この上に、図４（ｆ）に示すよ
うに接着剤５１５を介して支持用仮設基板５１７を一旦
貼着する。このとき用いる接着剤５１５は、工程終了後
に溶液で容易に溶解し除去することができるようなもの
であることが望ましい。

【００５８】そして、支持用仮設基板５１７を支持して
単結晶シリコン基板５１１を第２主面から研磨または食
刻して削除する。このとき削除するのは単結晶シリコン
基板５１１の透光性の低い単結晶シリコンの部分だけで
あり、その単結晶シリコン基板５１１の第１主面側に形
成された酸化膜１０７や活性層１２３などは削除するこ
とを避けねばならないことは言うまでもない。そこで例
えば食刻、いわゆるエッチングにより除去する場合に
は、単結晶シリコン基板５１１の単結晶シリコン部分だ
けが選択的にエッチングされ、かつ酸化膜１０７などは
エッチングされないように、エッチャントやエッチング
時間などを調節すればよい。あるいは単結晶シリコン基
板５１１の単結晶シリコン部分は、必ずしも全部の厚さ
にわたって削除しなければならないことには限定しな
い。単結晶シリコン基板５１１の第２主面側から単結晶
シリコン部分の削除を進めてゆき、第１主面の酸化膜１
０７に至る少し前に削除を止めて、単結晶シリコン部分
を数10〜数 100オングストローム程度の厚さに残しても
よい。このように薄い単結晶シリコン膜ならば透過型の
液晶表示装置の画素として実効上十分な透光性を有する
からである。このように研磨または食刻する深さに若干
の余裕を持たせておけば、酸化膜１０７などを余分に削
除するといった不都合を避けることもできる。

【００５９】このようにして単結晶シリコン基板５１１
を削除した後、露出した酸化膜１０７に対して接着層１
０５を介して第２の遮光膜１０３が形成された透明基板
２０１を貼着する。

【００６０】そして、図４（ｇ）に示すように、接着剤
５１５および支持用仮設基板５１７を除去する。そして
配向膜１４５をその第１主面上に形成してＴＦＴアレイ
基板１００を得た。

【００６１】一方、透明基板２０１上に対向電極２０３
を形成し、この対向電極２０３の上に配向膜２０５を形
成して、対向基板２００を得る。

【００６２】そしてＴＦＴアレイ基板１００と対向基板
２００とを、それぞれの第１主面に配設された配向膜１
４５と配向膜２０５とが対向するように対向配置し、周
囲を封止材で封止して空セルを形成し、この空セルに液
晶組成物を注入し液晶層３００として挟持させて、液晶
表示パネルを得た。

【００６３】上述の説明においては、液晶駆動回路のＴ
ＦＴの形成過程の説明はＴＦＴ１２１の形成過程とほぼ
同様であるので省略した。

【００６４】このようにして第１の遮光膜１１１および
第２の遮光膜１０３の設置を可能としているため、ＴＦ
Ｔ１２１の光リーク電流を十分に解消でき、また画素等
の微細化にも対応でき、光源の照射強度の高い投射型液
晶表示装置に好適な液晶表示パネルを得ることができ
る。

【００６５】そしてこのような液晶表示パネルを 3枚用
いて、そのうちの 1枚は、前述したように他の 2枚とは
左右逆になるように表裏を裏返して第２の液晶表示パネ
ル２１として配置し、他の 2枚は第１の液晶表示パネル
１９および第３の液晶表示パネル２３として配置して、
本発明の投射型液晶表示装置を得ることができる。

【００６６】なお、上記の実施例においては、各液晶表
示パネルのＴＦＴへの入射光の入射側および出射側の両
方に遮光膜を配設した場合について説明したが、本発明
の適用はこれのみには限定しない。この他にも、生産性
の低下が無視できるようであれば、例えば第２の液晶表
示パネル２１の対向基板２００側の第１の遮光膜１１１
は省略してもよい。また第１の液晶表示パネル１９およ
び第３の液晶表示パネル２３の第２の遮光膜１０３は省
略してもよい。あるいは、位置合わせ精度が確保できる
のであれば、各液晶表示パネルの必要な面側に後付けで
遮光膜を着設してもよい。または、ＴＦＴの光リーク電
流の悪影響が無視できる程度のＴＦＴおよび光源等を用
いる場合などには、第１の遮光膜１１１や第２の遮光膜
１０３を省略し第２の液晶表示パネル２１を裏返して配
置するだけでよいことは言うまでもない。

【００６７】また、上記の実施例では、スイッチング素
子および液晶駆動回路として単結晶シリコンＴＦＴが形
成された液晶表示パネルを用いた場合について示した
が、本発明はこのような材料からなる液晶表示パネルの
みには限定しない。この他にも多結晶シリコンＴＦＴや
非晶質シリコンＴＦＴが形成された液晶表示パネルを用
いることもできる。その他、本発明の要旨を変更しない
範囲で、液晶表示パネルを形成するＴＦＴや基板などの
材料や色分離した際の色光の種類などの態様の種々変更
が可能であることは言うまでもない。

【００６８】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、製造が煩雑となるような構成を避けて生産性が
良好で、光リーク電流の発生を抑え、表示画像の高精細
化および装置の小型化を実現した投射型液晶表示装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る投射型液晶表示装置の光学的な概
略構造を示す図。

【図２】本発明に係る投射型液晶表示装置に用いる液晶
表示パネルのスイッチング用ＴＦＴが形成された部分の
構造を示す概略断面図。

【図３】本発明に係る投射型液晶表示装置に用いる液晶
表示パネルの仮設支持基板着設までの製造工程を示す概
略断面図。

【図４】本発明に係る投射型液晶表示装置に用いる液晶
表示パネルの単結晶シリコン部分削除からＴＦＴアレイ
基板の完成までの製造工程を示す概略断面図。

【符号の説明】

１…光源、３、５、７…反射鏡、９、１１、１３、１５
…ダイクロイックミラー、１７…投射レンズ系、１９…
第１の液晶表示パネル、２１…第２の液晶表示パネル、
２３…第３の液晶表示パネル、１０３…第２の遮光膜、
１１１…第１の遮光膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の色光それぞれの透過を各々制御す
る複数の液晶表示パネルと、前記複数の液晶表示パネル
のそれぞれを透過した透過光を合成して投射スクリーン
に投射する投射光学系と、前記液晶表示パネルを透過し
た透過光を反射または透過させて前記投射光学系へと導
く導光系とを有する投射型液晶表示装置において、前記透過光の前記導光系での反射回数が他の液晶表示パ
ネルとは奇数回異なる液晶表示パネルを、他の液晶表示
パネルの色光が入射される面とは反対の面から色光が入
射するように配置してなることを特徴とする投射型液晶
表示装置。
【請求項２】複数の色光それぞれの透過をパネルごと
に各々制御する複数の液晶表示パネルと、前記複数の液
晶表示パネルのそれぞれを透過した透過光を合成して投
射スクリーンに投射する投射光学系と、前記液晶表示パ
ネルを透過した透過光を反射または透過させて前記投射
光学系へと導く導光系とを有する投射型液晶表示装置に
おいて、前記複数の液晶表示パネルがそれぞれ、対向配置され間
隙に液晶層を挟持して画素を形成する画素電極および対
向電極と、前記画素電極に接続され該画素電極への電圧
供給を制御するスイッチング素子と、前記色光の前記ス
イッチング素子への入射を遮る遮光膜とを具備し、前記透過光の前記導光系での反射回数が他の液晶表示パ
ネルとは奇数回異なる液晶表示パネルを、他の液晶表示
パネルの色光が入射される面とは反対の面から色光が入
射するように配置してなることを特徴とする投射型液晶
表示装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２記載の投射型液晶
表示装置において、前記複数の液晶表示パネルのそれぞ
れが、前記スイッチング素子に対する色光の入射面側お
よび出射面側の両方に遮光膜を具備することを特徴とす
る投射型液晶表示装置。
【請求項４】請求項１又は請求項２又は請求項３記載
の投射型液晶表示装置において、前記複数の液晶表示パ
ネルのそれぞれが、一つの基板上に液晶駆動回路を具備
することを特徴とする投射型液晶表示装置。