反射型液晶显示装置及其半导体基板和液晶投影系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种反射型液晶显示装置及其半导体基板和液晶投影系统。所述反射型液晶显示装置包括：透光基板，具有透光电极；液晶层；以及包括像素和信号线的半导体基板，所述像素具有开关元件、电容器以及反射电极，所述信号线经由开关元件连接到电容器和反射电极并且包括设置在电容器的至少一部分之上的第一导电层，并且所述半导体基板被设置成使得透光电极面对反射电极并将液晶层夹在其间。其中，电容器包括第一电极和第二电极，第一电极具有在半导体基板中形成的扩散层，第二电极具有设置在信号线和第一电极之间的第二导电层，第一电极连接到开关元件，向第二电极施加了固定电位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使用有源矩阵型驱动系统的反射型液晶显示装置、一种用于反射 型液晶的基板以及一种液晶投影系统。尤其是，本专利技术涉及一种包括半导体基板和透光基 板的反射型液晶显示装置、一种用于使用半导体基板的反射型液晶显示装置的基板以及一 种液晶投影系统，该半导体基板具有多个以矩阵形式位于其上的像素，每个像素包括开关 元件、电容器以及反射电极，该透光基板具有形成于其上的透光电极，反射电极面对该透光 电极。
技术介绍
近年来，在从小型显示装置到所谓的OA设备(自动化办公设备)的终端的应用 中，广泛地普及了液晶显示装置，特别是，在办公设备中，积极地使用投影型液晶显示装置， 其中在大屏幕上投影图像。就这种投影型液晶显示装置而言，存在两种主要的类型透射型液晶显示装置和 反射型液晶显示装置。在前面的透射型液晶显示装置中，存在一个问题，即由于开关元件 (晶体管)、电容器和提供给每个像素的布线，导致像素的用于透射光的透射区域降低了孔 径比。在反射型液晶显示装置中，可以将除了绝缘和隔离每个像素的用于反射的像素电 极(以下称为“反射电极”)的区域之外的任何区域制作为反射电极。此外，由于可以在反射 电极之下设置开关元件、电容器和驱动有源矩阵所需的布线，所以反射型液晶显示装置与 透射型液晶显示装置相比，在液晶显示板小型化、高清晰度以及高亮度方面具有许多优点。通常，在上述反射型液晶显示装置中，与诸如MOS晶体管这样的开关元件相连的 多个反射电极以矩阵形式设置在半导体基板(Si基板)上。而且，反射型液晶显示装置的 结构为设置了面对多个反射电极并且为所有像素所共用的透光公共电极，而且在半导体 基板的反射电极和该公共电极之间注入了液晶。在这种反射型液晶显示装置中，通过从公 共电极一侧入射光，使在公共电极和反射电极之间的电位差对应于图像信号，并控制每个 像素中的液晶的取向，来调节反射光。近年来，由于需要液晶显示装置的高清晰度，并且反射型液晶显示装置在大屏幕 上投影和显示图像，因此对于高清晰度像素的需求就很大。因而，如果以随便考虑的方式制 造高清晰度液晶显示装置，则半导体基板的芯片尺寸趋向于越来越大。但是，大芯片尺寸直 接导致成本增加。因此，希望芯片尺寸尽可能地小，并且为此目的，需要像素尺寸小型化。通常，考虑到诸如捕捉(seizure)的可靠性，对施加到液晶显示装置中的液晶上 的电压进行所谓的反转驱动，其中将施加到液晶显示装置的电压例如对每一帧反转。因此， 要求驱动液晶显示装置所需要的电源电压约为15V (或更高)。换句话说，这意味着，要求在半导体基板和构成外围驱动电路的元件(晶体管和电容器)上所形成的像素的耐受电压约为15V(或更高)。但是，为了确保每个元件的耐受电压，需要一定量的元件尺寸和元件隔离空间。换 句话说，尽管需要较小的像素尺寸，但是从元件形成的设计规则(诸如在形成器件时所需 要的像素尺寸和元件隔离空间这样的尺寸定义)来看，未能使得尺寸变小。因而，为了使元 件尺寸变小，每个像素的电容器趋向于变小。但是，由于如果使电容器变小，则由于从电容器端部的泄漏所导致的电压降，图像 质量降低，并且图像易受来自信号线的串扰的影响，所以会降低输出图像的质量。因而，希 望电容器尽可能地大。为了使得像素的电容器变大，像素中的电容器电极的尺寸应该尽可能地大。图9是传统像素布局的例子，图10是沿图9的线10-10的截面图。这种结构在日 本专利申请公开No. 2004-309681中公开。作为要成为基底的半导体基板，使用ρ型单晶硅基板(以下称为“ρ型Si基板”)， 并且在该基板上用多晶硅形成的栅极线201沿水平方向布线。然后，栅极布线的一部分被 分离并且充当作为开关元件的NMOS晶体管的栅极。作为开关元件的开关晶体管的源极区 202经由源极触点203连接到由第一金属层形成的信号线204。开关晶体管的漏极区205 经由漏极触点206连接到由第一金属层形成的漏极布线207。漏极布线207经由触点208 连接到由多晶硅形成的电容器电极209上。电容器电极209的对电极充当借助离子注入而形成在硅基板上的N+型扩散层，该 扩散层充当为所有像素所共用的公共电极210。而且，通过与形成NMOS晶体管的栅极氧化 物膜的工艺相同的工艺，在电容器电极209和公共电极210之间通常形成绝缘膜。在图10中，示出了 ρ型Si基板211，其中，在左侧，在场氧化物膜212a和212b之间 形成充当开关元件的NMOS晶体管。示出了 NMOS晶体管的栅电极(栅极布线的一部分)201、 源极区202以及漏极区205。源极区202经由源极触点203连接到由第一金属层形成的信号线204。漏极区 205经由漏极触点206连接到由第一金属层形成的漏极布线207。漏极布线207经由触点 208连接到电容器电极209，并且还经由通孔213连接到由第三金属层形成的反射电极214。 而且，由于作为电容器电极209的对电极的公共电极(Vcom电极)210由N+型扩散层形成， 因此，与NMOS晶体管类似，公共电极210的两侧形成在场氧化物膜212b和212c之间。而 且，为了遮蔽来自从其本身和相邻反射电极之间的间隙的入射光，在第一金属层和反射电 极214之间设置由第二金属层形成的遮光层215。此外，在遮光层215中，为了实现电绝缘， 在通孔213所穿过的位置开孔。此外，为了获得尽可能大的像素电容器，将固定电位赋予遮 光层215。尽管未阐述液晶层217，但是它以预定间隙插在液晶公共电极216之间，其中所述 液晶公共电极216是在反射电极214上涂覆保护膜之后由充当反射电极214的对电极的透 光基板形成的。由通过反射电极214和液晶公共电极216之间的电位差引起液晶的光学特性的变 化(偏振系数的改变)，所以可以通过控制每个像素的反射电极214的电位形成图像。
技术实现思路
在日本专利申请公开No. 2004-309681中，在与信号线204和漏极布线207的层相 同的层(第一金属层)中，在信号线204和漏极布线207之间设置第一屏蔽线219。而且， 赋予第一屏蔽线219的电位与公共电极210的电位相同。此外，考虑到来自相邻像素的信 号线的串扰的影响，也将第二屏蔽线220设置到与设置有第一屏蔽线219的一侧相反的一 侧(图中的右侧)上。第二屏蔽线220提供GND(接地)电位并且经由像素中的P+区域连 接到P型基板。尽管在这种结构中，由于信号线204经过位于电容器电极209之上的部分， 因此可以抑制由包含相邻像素的信号线204引起的影响漏极布线207的串扰，但是并没有 消除串扰。换句话说，为了使电容器更大，还在位于信号线204之下的部分中形成电容器电 极209的一部分。这里，描述信号线204所引起的串扰对电容器电极209端部的影响。当预定线处于选择状态(栅极线处于高电平并且像素的开关晶体管处于导通 (on)状态的状态)时，在另一条线中的每个像素在其电容器中保持用于显示像素的像素信 号电压。那时，通过信号线经由开关晶体管将图像信号写入到预定像素上的保持电容器。那 时，如图9所示，由于在信号线204和电容器209端部之间存在寄生电容器，所以在保持状 态下在电容器的电极端部处经由寄生电容器会发生电位波动。如果保持状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反射型液晶显示装置，包括：　　透光基板，具有透光电极；　　液晶层；以及　　包括像素和信号线的半导体基板，所述像素具有开关元件、电容器以及反射电极，所述信号线经由开关元件连接到电容器和反射电极并且包括设置在电容器的至少一部分之上的第一导电层，并且所述半导体基板被设置成使得透光电极面对反射电极并将液晶层夹在其间，　　其中，电容器包括第一电极和第二电极，第一电极具有在半导体基板中形成的扩散层，第二电极具有设置在信号线和第一电极之间的第二导电层，第一电极连接到开关元件，向第二电极施加了固定电位。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大村昌伸，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]