JP2000180884A

JP2000180884A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2000180884A
Application number: JP35914598A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Akahori; 博男赤堀
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-12-17
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 2000-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶素子部分ばかりでなくその周辺回路部分
も反射電極を設け、平坦かつミラー面に仕上げ、低消費
電力および、チップ面積が小さく、且つ信頼性が高く、
ビデオ線の容量を最小限に抑え、かつ分割したビデオ線
を有する液晶表示装置を提供する。【解決手段】画素電極基板と、これに対向する基板
と、これらの基板間に封入された液晶とを含む液晶表示
部を有し、前記画素電極基板の前記液晶側の表面上にマ
トリクス状に形成された画素電極に印加される液晶駆動
電圧によって液晶をオン/オフさせる液晶表示装置にお
いて、ビデオ線４、５を分割し、前記液晶表示部を駆動
する際に、同時書き込み画素数よりも少なくともビデオ
線４、５の方を多くしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
し、特に、画素電極基板と、これに対向する基板と、こ
れらの基板間に封入された液晶とを含む液晶表示部を有
し、前記画素電極基板の前記液晶側の表面上にマトリク
ス状に形成された画素電極に印加される液晶駆動電圧に
よって液晶をオン/オフさせる液晶表示装置において、
前記液晶表示部を駆動する際に、同時に駆動するビデオ
線の数が同時書き込み画素数より多くした液晶表示装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、世の中はマルチメディア時代に入
り、画像情報でコミュニケーションを図る機器の重要性
がますます高まりつつある。なかでも、液晶表示装置
は、薄型で消費電力が小さいため注目されており、半導
体にならぶ基幹産業にまで成長している。

【０００３】液晶表示装置は、現在、１０インチサイズ
のノートサイズのパソコンに主に使用されている。そし
て、将来は、パソコンのみでなく、ワークステーション
や家庭用のテレビとして、さらに画面サイズの大きい液
晶表示装置が使用されると考えられる。しかし、画面サ
イズの大型化にともない、製造装置が高価になるばかり
でなく、大画面を駆動するためには、電気的に厳しい特
性が要求される。このため、画面サイズの大型化ととも
に、製造コストがサイズの２〜３乗に比例するなど急激
に増加する。

【０００４】そこで、最近、小型の液晶表示パネルを作
製し、光学的に液晶画像を拡大して表示するプロジェク
ション（投影）方式が注目されている。これは、半導体
の微細化にともない、性能やコストが良くなるスケーリ
ング則と同様に、サイズを小さくして、特性を向上さ
せ、同時に、低コスト化も図ることができるからであ
る。これらの点から、液晶表示パネルをＴＦＴ型とした
とき、小型で十分な駆動力を有するＴＦＴが要求され、
ＴＦＴもアモルファスＳｉを用いたものから多結晶Ｓｉ
および単結晶Ｓｉを用いたものに移行しつつある。通常
のテレビに使われるＮＴＳＣ規格などの解像度レベルの
映像信号は、あまり高速の処理を必要としない。

【０００５】このため、ＴＦＴのみでなく、シフトレジ
スタもしくはデコーダといった周辺駆動回路まで多結晶
Ｓｉや単結晶Ｓｉで製造して、表示領域と周辺駆動回路
が一体構造になった液晶表示装置ができる。

【０００６】しかし、多結晶Ｓｉでも、単結晶Ｓｉには
およばず、ＮＴＳＣ規格より解像度レベルの大きい高品
位テレビや、コンピュータの解像度規格でいうＸＧＡ
（EｘｔｅｎｄｅｄＧｒａｐｈｉｃｓＡｒｒａ
ｙ）、ＳＸＧＡ（Ｓｕｐｅｒ ExｔｅｎｄｅｄＧｒａ
ｐｈｉｃｓＡｒｒａｙ）クラスの表示を同一チップサ
イズで実現しようとすると、シフトレジスタ等の周辺回
路は狭いピッチにレイアウトするのが困難になるため、
回路規模の縮小が望まれている。

【０００７】一方、将来的な高精細、高画質化に伴い回
路駆動の高速化は必然であり、それに伴い、パルス伝送
によるパルスの遅延および鈍りがゴーストと呼ばれる現
象を引き起こし画質にシビアに効いてくる。

【０００８】この問題を解決するには、液晶表示装置の
映像信号を伝播するビデオ信号線を分割すればよい。

【０００９】又、これらの多結晶Ｓｉでも、単結晶Ｓｉ
でも、ＴＦＴのドレインを反射電極とを接続して、反射
電極と透明な共通電極との間に液晶を挟持して反射型液
晶素子を形成した、反射型液晶表示装置が提供できる。

【００１０】ところで、高精細、高画質化に伴い同一チ
ップサイズで液晶パネルを実現する場合、回路レイアウ
ト領域に、より厳しい制限が付いてきて、なおかつ、回
路駆動の高速化は必須である。それに伴い、パルスの遅
延および鈍りが問題となってくる。パルスの遅延および
鈍りが画質に影響のないようにＮＡＮＤ回路等の回路を
付加する方法もあるが、回路規模増大につながり現実的
ではない。

【００１１】そこで、本出願人は、上記多結晶Ｓｉ及び
単結晶Ｓｉを半導体基板とした反射型液晶装置の製造方
法について、特願平７−１８６４７３号を出願してい
る。

【００１２】この出願は以下の目的と解決手段と実施例
を内包している。

【００１３】上記出願の目的は、上記問題を解決し、画
素電極表面の凹凸をなくし、該凹凸に由来する配向不良
や乱反射を防止し、高画質な表示を行なう液晶表示装置
とその製造方法を提供することにある。

【００１４】その理由は、従来の液晶画素の画素電極に
光が入射すると、表面の凹凸によって入射光が四方八方
に散乱され、光の反射効率が非常に小さくなり、また、
この表面凹凸は液晶実装工程の配向膜ラビング工程にお
いて、配向不良の原因となり、その結果、液晶の配向不
良を引き起こし、コントラストの低下により表示画像の
画質を悪化され、また、各画素電極間の溝の部分はラビ
ングされないため、液晶配向不良の原因になると同時
に、表面凹凸と相俟って、画素電極間の横方向電界を発
生し、輝線の原因となる。この輝線の発生は、表示画像
のコントラストを著しく悪化させ、画質が低下するから
である。

【００１５】またその課題を解決する手段として、上記
出願の液晶表示装置は、各画素毎にスイッチングトラン
ジスタを配したアクティブマトリクス基板と、対向電極
基板間に液晶を挟持してなるアクティブマトリクス型の
液晶表示装置であって、全画素電極表面が同一平面でア
クティブマトリクス基板に対して平行に位置し、各画素
電極の側壁の少なくとも一部が絶縁物に接していること
を特徴とする。本出願は、ケミカルメカニカルポリシン
グ（ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉ
ｓｈｉｎｇ、以下「ＣＭＰ」と記す）利用することによ
り、画素電極表面を研磨によって形成するため、該画素
電極表面が鏡面状に平滑に形成されると同時に、全画素
電極表面を同一平面に形成することができる。さらに、
絶縁層を形成した上に画素電極層を形成、或いは、ホー
ルを形成した画素電極層上に絶縁層を成膜し、上記研磨
工程を行なうことにより、画素電極間が絶縁層により良
好に埋められ、完全に凹凸がなくなる。よって、該凹凸
によって生じた乱反射や配向不良が防止され、高画質な
画像表示が可能となる。

【００１６】図２８及び図２９を参照して、更に上記出
願に開示した実施例について説明する。第１の実施例と
して、反射型の液晶表示装置について説明する。そのア
クティブマトリクス基板の製造工程及び液晶素子の断面
図を図２８、図２９に示す。以下、順を追って本実施例
を詳細に説明する。尚、図２８、図２９には画素部を示
しているが、画素部形成工程と同時に、画素部のスイッ
チングトランジスタを駆動するためのシフトレジスタ等
周辺駆動回路も同一基板上に形成することができる。

【００１７】不純物濃度が１０¹⁵ｃｍ^-3以下であるｎ形
シリコン半導体基板２０１を部分熱酸化し、ＬＯＣＯＳ
２０２を形成し、該ＬＯＣＯＳ２０２をマスクとしてボ
ロンをドーズ量１０¹²ｃｍ^-2程度イオン注入し、不純物
濃度１０¹⁵ｃｍ^-3程度のｐ形不純物領域であるＰＷＬ２
０３を形成する。この基板２０１を再度熱酸化し、酸化
膜厚１０００オングストローム以下のゲート酸化膜２０
４を形成する（図２８（ａ））。

【００１８】つぎに、リンを１０²⁰ｃｍ^-3程度ドープし
たｎ形ポリシリコンからなるゲート電極２０５を形成し
た後、基板２０１全面にリンをドーズ量１０12ｃｍ-2程
度イオン注入し、不純物濃度１０16ｃｍ-3程度のｎ形不
純物領域であるＮＬＤ２０６を形成し、引き続き、パタ
ーニングされたフォトレジストをマスクとして、リンを
ドーズ量１０15ｃｍ-2程度イオン注入し、不純物濃度１
０19ｃｍ-3程度のソース、ドレイン領域２０７，２０
７′を形成する（図２８（ｂ））。

【００１９】基板２０１全面に層間膜であるＰＳＧ２０
８を形成した。このＰＳＧ２０８はＮＳＧ（Ｎｏｎｄｏ
ｐｅＳｉｌｉｃａｔｅＧｌａｓｓ）／ＢＰＳＧ（Ｂ
ｏｒｏ−ＰｈｏｓｐｈｏＳｉｌｉｃａｔｅＧｌａｓ
ｓ）や、ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｏｘｙ−Ｓｉｌａｎ
ｅ）で代替することも可能である。ソース、ドレイン領
域２０７，２０７′の直上のＰＳＧ２０８にコンタクト
ホールをパターニングし、スパッタリングによりＡｌを
蒸着した後パターニングし、Ａｌ電極２０９を形成する
（図２５（ｃ））。このＡｌ電極２０９と、ソース、ド
レイン領域２０７，２０７′とのオーミックコンタクト
特性を向上させるために、Ｔｉ／ＴｉＮ等のバリアメタ
ルを、Ａｌ電極２０９とソース、ドレイン領域２０７，
２０７′との間に形成するのが望ましい。

【００２０】基板２０１全面にプラズマＳｉＮ２１０を
３０００オングストローム程度、続いてＰＳＧ２１１を
１００００オングストローム程度成膜する（図２８
（ｄ））。

【００２１】プラズマＳｉＮ２１０をドライエッチング
ストッパー層として、ＰＳＧ２１１を画素間の分離領域
のみを残すようにパターニングし、その後ドレイン領域
２０７′にコンタクトしているＡｌ電極２０９直上にス
ルーホール２１２をドライエッチングによりパターニン
グする（図２８（ｅ））。

【００２２】基板２０１上にスパッタリング、或いはＥ
Ｂ（ＥｌｅｃｔｒｏｎＢｅａｍ、電子線）蒸着によ
り、画素電極２１３を１００００オングストローム以上
成膜する（図２９（ｆ））。この画素電極２１３として
は、Ａｌ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ等の金属膜、或いはこれら金
属の化合物膜を用いる。

【００２３】画素電極２１３の表面をＣＭＰにより研磨
する（図２９（ｇ））。研磨量はＰＳＧ２１１厚を１０
０００オングストローム、画素電極厚をｘオングストロ
ームとした場合、ｘオングストローム以上、ｘ＋１００
００オングストローム未満である。

【００２４】上記の工程により形成されたアクティブマ
トリクス基板はその表面にさらに配向膜２１５を形成
し、その表面にラビング処理等配向処理を施し、スペー
サ（不図示）を介して対向基板と貼り合わせ、その間隙
に液晶２１４を注入して液晶素子とする（図２９
（ｈ））。本実施例において、対向基板は透明基板２２
０上にカラーフィルター２２１、ブラックマトリクス２
２２、ＩＴＯ等からなる共通電極２２３、及び配向膜２
１５′から構成されている。

【００２５】以下、簡単に本例の反射型液晶素子の駆動
方法を説明する。基板２０１にオンチップで形成された
シフトレジスタ等の周辺回路により、ソース領域２０７
に信号電位を与え、それと同時にゲート電極２０５にゲ
ート電位を印加し、画素のスイッチングトランジスタを
オン状態にし、ドレイン領域２０７′に信号電荷を供給
する。信号電荷はドレイン領域２０７′と、ＰＷＬ２０
３との間に形成されるｐｎ接合の空乏層容量に蓄積さ
れ、Ａｌ電極２０９を介して画素電極２１３に電位を与
える。画素電極２１３の電位が所望の電位に達した時点
で、ゲート電極２０５の印加電位を切り、画素スイッチ
ングトランジスタをオフ状態にする。信号電荷は前述の
ｐｎ接合容量部に蓄積されているため、画素電極２１３
の電位は、次に画素スイッチングトランジスタが駆動さ
れるまで固定される。この固定された画素電極２１３の
電位が、図２９（ｈ）に示された基板２０１と対向基板
２２０との間に封入された液晶２１４を駆動する。

【００２６】本例のアクティブマトリクス基板は、図２
９（ｈ）から明らかなように、画素電極２１３表面が平
滑であり、且つ、隣接する画素電極間間隙に絶縁層が埋
め込まれているため、その上に形成される配向膜２１５
表面も平滑で凹凸がない。よって、従来上記凹凸によっ
て生じていた、入射光の散乱により光利用効率の低下、
ラビング不良によるコントラストの低下、画素電極間の
段差による横方向電界による輝線の発生が防止され、表
示画像の品質が向上する。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記出
願の反射型表示装置において、単純に成膜装置で成膜し
ただけの反射電極表面の反射率は、充分高いとはいい難
く、表面凹凸により、液晶の配向特性、液晶とのヌレ性
のムラにより、画像にムラが生じる場合がある。さら
に、シール部と表示領域の高さの違いにより画像ムラの
問題点を有している。

【００２８】特に、シリコンウェハーの段階で、複数の
液晶素子とその周辺回路を含んだ液晶装置の１チップを
複数個同時に製造しようとすると、断面が円形状のウェ
ハから四角面状のチップを形成する場合に、ウェハの周
辺部分に余白が残り、その部分も段差が生じてしまい、
表面の素材の相違等も考慮して、充分な品質の液晶装置
チップを得ることが困難である。

【００２９】そこで、本発明は、液晶素子部分ばかりで
なくその周辺回路部分も反射電極を設け、平坦かつミラ
ー面に仕上げ、特にそのパネル内のパルスの重なりによ
る画素への悪影響に関する前述の問題点を解消すること
により、低消費電力および、チップ面積が小さく、且つ
信頼性が高く、ビデオ線の容量を最小限に抑え、かつ分
割したビデオ線を有する液晶プロジェクター装置を提供
することを課題としている。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明のマトリクス基板は、半導体基板と、これに
対向する基板と、これらの基板間に封入された液晶とを
含む液晶表示部を有し、前記半導体基板の前記液晶側の
表面上にマトリクス状に形成された画素電極に印加され
る液晶駆動電圧によって液晶をオン/オフさせるマトリ
クス基板であって、ビデオ線の数を同時書き込み画素数
より多くしている。

【００３１】又、本発明の液晶表示装置は、画素電極基
板と、これに対向する基板と、これらの基板間に封入さ
れた液晶とを含む液晶表示部を有し、前記画素電極基板
の前記液晶側の表面上にマトリクス状に形成された画素
電極に印加される液晶駆動電圧によって液晶をオン/オ
フさせる液晶表示装置であって、ビデオ線の数を同時書
き込み画素数より多くしている。

【００３２】すなわち、本発明においては、表示領域の
画素電極と、同一層の電極を表示領域の周辺部に設け、
その周辺部のビデオ信号線を分割している。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態について説明する。

【００３４】［第１実施形態］本発明の第１の実施形態
を図１を参照しつつ詳細に説明する。図１は本実施形態
による液晶プロジェクター装置に用いられる液晶パネル
の画像表示部付近の回路図の一例である。この液晶パネ
ルの駆動法について説明する。

【００３５】図において、１，２は水平シフトレジス
タ、３は垂直シフトレジスタ、４，５はビデオ信号用の
ビデオ線、６〜１５はビデオ信号を水平シフトレジスタ
からの走査パルスに応じてサンプリングするためのサン
プリングＭＯＳトランジスタ、１６〜２５はビデオ信号
が供給される信号線、２６は画素部のＴＦＴ用スイッチ
ングＭＯＳトランジスタ、２７は画素電極と共通電極間
に挟持された液晶、２８は画素電極に付随する付加容量
である。

【００３６】本回路では、入力されたビデオ信号はサン
プリングＭＯＳトランジスタ６〜１５を通して、水平シ
フトレジスタの垂直走査制御信号２９〜３８により、サ
ンプリングされる。この時垂直シフトレジスタの水平走
査制御信号３９が出力状態であると、画素スイッチング
ＭＯＳトランジスタ２６がオン動作し、サンプリングさ
れた信号線電位が画素に書き込まれる。詳細なタイミン
グについて図２を用いて説明する。液晶パネルの画素数
としては、１０２４×７６８のＸＧＡパネルのタイミン
グで説明する。

【００３７】まず、垂直シフトレジスタ３の水平走査出
力の駆動線３９がハイレベル（Ｈ）、すなわち画素トラ
ンジスタ２６がオン状態になり、その期間中に符号２９
〜３８で代表される水平のシフトレジスタ出力が順次ハ
イレベル（Ｈ）となり、サンプリングＭＯＳトランジス
タ６〜１５がオン状態になって信号線を通り、画素にビ
デオ線４，５の電位が書き込まれ、付加容量２８でその
電位が保持される。この回路では水平シフトレジスタ
１，２からの出力は１０２４段あり１０２４段めが終了
すると、垂直シフトレジスタ３の駆動線３９がオフす
る。次に垂直シフトレジスタ３からの駆動線４０がハイ
レベルになり、再び水平シフトレジスタ１，２の出力線
２９〜３８が順次ハイレベル（Ｈ）となりこれが繰り返
される。

【００３８】そして、１フィールド書き終えた段階で信
号線１６〜２５を対向電極電位にリセットする。詳細を
図３を参照して説明する。Ｖ１，Ｖ２…Ｖ７６８は図１
の垂直シフトレジスタ３の出力である。垂直シフトレジ
スタ３の出力が１フィールド分出力された時点でリセッ
トパルスが入り、信号線が対向電極電位にリセットされ
る。このように信号線１６〜２５を対向電極電位にリセ
ットしながら液晶を反転駆動を行う。

【００３９】ある１本のビデオ線に繋がるサンプリング
ＭＯＳトランジスタのゲート（水平シフトレジスタの出
力）のパルスの関係を図４に示す。Ｈｎ，Ｈｎ＋１，Ｈ
ｎ＋２は水平シフトレジスタの出力パルス、ｔａ，ｔｂ
は波形の鈍りの時間、つまりある信号線が２本同時に開
いている時間である。

【００４０】図５と合わせて考える。ゲートライン４１
７がオンして、あるｍラインの画素電極４１０，４１
１，４１２と順々に充電していく。そしてゲートライン
４１７がオフし、ゲートライン４２１がオンして次の
（ｍ＋１）ラインを充電する際、ＨｎとＨｎ＋１が同時
に開いている時間が存在する。

【００４１】信号線４１８に繋がる画素電極４１３を充
電し、Ｈｎがオフする前にＨｎ＋１がオンしてしまうた
めｍラインの画素電極充電時に信号線４１９に充電され
ていた電荷がサンプリングＭＯＳ４０２、ビデオ線４１
６、サンプリングＭＯＳ４０１と伝って信号線４１８の
電位を変動させてしまう。そして、結果的に画素電極４
１３に影響を与えてしまう。そこで、ビデオ線５１６を
図６のように分割することにより、上記の問題を解決す
ることができる。図６では、ＨｎとＨｎ＋１、Ｈｎ＋１
とＨｎ＋２が重なる場合を考えて２分割にしているが、
これに限ったことではないことは言うまでもない。

【００４２】なお、図１，５，６において、サンプリン
グＭＯＳトランジスタおよび画素部のスイッチングＭＯ
Ｓトランジスタは１つのＭＯＳトランジスタで描かれて
いるが、特に限定することはなく、ＣＭＯＳトランジス
タのトランスファゲート等でも構わないのは言うまでも
ない。

【００４３】よって、高精細、高コントラストな液晶表
示装置を安価で高い信頼性で生産することが可能になる
という効果が得られる。

【００４４】［第２実施形態］本発明の第２の実施形態
を図１を参照しつつ詳細に説明する。図１は本実施形態
による液晶プロジェクター装置に用いられる液晶パネル
の画像表示部付近の回路図の一例である。この液晶パネ
ルの駆動法について説明する。図において、１，２は水
平シフトレジスタ、３は垂直シフトレジスタ、４，５は
ビデオ信号用のビデオ線、６〜１５はビデオ信号を水平
シフトレジスタからの走査パルスに応じてサンプリング
するためのサンプリングＭＯＳトランジスタ、１６〜２
５はビデオ信号が供給される信号線、２６は画素部のＴ
ＦＴ用スイッチングＭＯＳトランジスタ、２７は画素電
極と共通電極間に挟持された液晶、２８は画素電極に付
随する付加容量である。

【００４５】本回路では、入力されたビデオ信号はサン
プリングＭＯＳトランジスタ６〜１５を通して、水平シ
フトレジスタの垂直走査制御信号２９〜３８により、サ
ンプリングされる。この時垂直シフトレジスタの水平走
査制御信号３９が出力状態であると、画素スイッチング
ＭＯＳトランジスタ２６がオン動作し、サンプリングさ
れた信号線電位が画素に書き込まれる。詳細なタイミン
グについて図２を用いて説明する。液晶パネルの画素数
としては、１０２４×７６８のＸＧＡパネルのタイミン
グで説明する。

【００４６】まず、垂直シフトレジスタ３の水平走査出
力の駆動線３９がハイレベル（Ｈ）、すなわち画素トラ
ンジスタ２６がオン状態になり、その期間中に符号２９
〜３８で代表される水平のシフトレジスタ出力が順次ハ
イレベル（Ｈ）となり、サンプリングＭＯＳトランジス
タ６〜１５がオン状態になって信号線を通り、画素にビ
デオ線４，５の電位が書き込まれ、付加容量２８でその
電位が保持される。この回路では水平シフトレジスタ
１，２からの出力は１０２４段あり１０２４段めが終了
すると、垂直シフトレジスタ３の駆動線３９がオフす
る。次に垂直シフトレジスタ３からの駆動線４０がハイ
レベルになり、再び水平シフトレジスタ１，２の出力線
２９〜３８が順次ハイレベル（Ｈ）となりこれが繰り返
される。

【００４７】そして、１ライン書き終えた段階で信号線
１６〜２５を対向電極電位にリセットする。詳細を図３
を参照して説明する。Ｖ１，Ｖ２…Ｖ７６８は図１の垂
直シフトレジスタ３の出力である。垂直シフトレジスタ
３の出力が１ライン分出力された時点でリセットパルス
が入り、信号線が対向電極電位にリセットされる。この
ように信号線１６〜２５を対向電極電位にリセットしな
がら液晶を反転駆動を行う。

【００４８】ある１本のビデオ線に繋がるサンプリング
ＭＯＳトランジスタのゲート（水平シフトレジスタの出
力）のパルスの関係を図４に示す。Ｈｎ，Ｈｎ＋１，Ｈ
ｎ＋２は水平シフトレジスタの出力パルス、ｔａ，ｔｂ
は波形の鈍りの時間、つまりある信号線が２本同時に開
いている時間である。

【００４９】図５と合わせて考える。ゲートライン４１
７がオンして、あるｍラインの画素電極４１０，４１
１，４１２と順々に充電していく。そしてゲートライン
４１７がオフし、ゲートライン４２１がオンして次の
（ｍ＋１）ラインを充電する際、ＨｎとＨｎ＋１が同時
に開いている時間が存在する。

【００５０】信号線４１８に繋がる画素電極４１３を充
電し、Ｈｎがオフする前にＨｎ＋１がオンしてしまうた
めｍラインの画素電極充電時に信号線４１９に充電され
ていた電荷がサンプリングＭＯＳ４０２、ビデオ線４１
６、サンプリングＭＯＳ４０１と伝って信号線４１８の
電位を変動させてしまう。そして、結果的に画素電極４
１３に影響を与えてしまう。そこで、ビデオ線５１６を
図６のように分割することにより、上記の問題を解決す
ることができる。図６では、ＨｎとＨｎ＋１、Ｈｎ＋１
とＨｎ＋２が重なる場合を考えて２分割にしているが、
これに限ったことではないことは言うまでもない。

【００５１】なお、図１，５，６において、サンプリン
グＭＯＳトランジスタおよび画素部のスイッチングＭＯ
Ｓトランジスタは１つのＭＯＳトランジスタで描かれて
いるが、特に限定することはなく、ＣＭＯＳトランジス
タのトランスファゲート等でも構わないのは言うまでも
ない。図２，７においてＸＧＡのタイミングで説明した
が特にこれに限定することはなく、ＳＸＧＡ等のより高
精細に対しても構わないのは言うまでもない。

【００５２】よって、高精細、高コントラストな液晶表
示装置を安価で高い信頼性で生産することが可能になる
という効果が得られる。［第３実施形態］上述の液晶パ
ネルにおいて、分割構成されたビデオ線を有する液晶表
示装置について説明する。以下、本発明の実施の形態を
複数の液晶パネルを挙げて記述するが、それぞれの形態
に限定されるものではない。相互の形態の技術を組み合
わせることによって効果が増大することはいうまでもな
い。また、液晶パネルの構造は、半導体基板を用いたも
ので記述しているが、必ずしも半導体基板に限定される
ものはなく、通常の透明基板上に以下に記述する構造体
を形成してもいい。また、以下に記述する液晶パネル
は、すべてＭＯＳＦＥＴやＴＦＴ型であるが、ダイオー
ド型などの２端子型であってもいい。さらに、以下に記
述する液晶パネルは、家庭用テレビはもちろん、プロジ
ェクタ、ヘッドマウントディスプレイ、３次元映像ゲー
ム機器、ラップトップコンピュータ、電子手帳、テレビ
会議システム、カーナビゲーション、飛行機のパネルな
どの表示装置として有効である。

【００５３】本発明の液晶パネル部の断面図を図８に示
す。図において、３０１は半導体基板、３０２，３０
２′はそれぞれｐ型及びｎ型ウェル、３０３，３０
３′，３０３″はトランジスタのソース領域、３０４は
ゲート領域、３０５，３０５′，３０５″はドレイン領
域である。

【００５４】また、図８において、３０６はフィールド
酸化膜、３１０はデータ配線につながるソース電極、３
１１は画素電極につながるドレイン電極、３１２は反射
鏡を兼ねる画素電極、３０７は表示領域、周辺領域を覆
う遮光層で、Ｔｉ，ＴｉＮ，Ｗ，Ｍｏ等が適している。
図８に示すように、上記遮光層３０７は、表示領域で
は、画素電極３１２とドレイン電極３１１との接続部を
除いて覆われているが、周辺画素領域では、一部ビデオ
線、クロック線等、配線容量が重くなる領域は、上記遮
光層３０７をのぞき、高速信号が上記遮光層３０７がの
ぞかれた部分は照明光の光が混入し、回路の誤動作を起
こす場合は画素電極３１２の層をおおう設計になってい
る転送可能な工夫がなされている。３０８は遮光層３０
７の下部の絶縁層で、Ｐ−ＳｉＯ層３１８上にＳＯＧに
より平坦化処理を施し、そのＰ−ＳｉＯ層３１８をさら
に、Ｐ−ＳｉＯ層３０８でカバーし、絶縁層３０８の安
定性を確保した。ＳＯＧによる平坦化以外に、Ｐ−ＴＥ
ＯＳ（Ｐｈｏｓｐｈｏ−Ｔｅｔｒａｅｔｏｘｙ−Ｓｉｌ
ａｎｅ）膜を形成し、さらにＰ−ＳｉＯ層３１８をカバ
ーした後、絶縁層３０８をＣＭＰ処理し、平坦化する方
法を用いても良い事は言うまでもない。

【００５５】また、３０９は反射電極３１２と遮光層３
０７との間に設けられた絶縁層で、この絶縁層３０９を
介して反射電極３１２の電荷保持容量となっている。大
容量形成のために、ＳｉＯ₂以外に、高誘電率のＰ−Ｓ
ｉＮ，Ｔａ₂Ｏ₅，やＳｉＯ₂との積層膜等が有効であ
る。遮光層３０７にＴｉ，ＴｉＮ，Ｍｏ，Ｗ等の平坦な
メタル上に設ける事により、５００〜５０００オングス
トローム程度の膜厚が好適である。

【００５６】さらに、３１４は液晶材料、３１５は共通
透明電極、３１６は対向基板、３１７，３１７′は高濃
度不純物領域、３１９は表示領域、３２０は反射防止膜
である。

【００５７】図８に示すように、トランジスタ下部に形
成されたウェル３０２，３０２′と同一極性の高濃度不
純物層３１７，３１７′は、ウェル３０２，３０２′の
周辺部及び内容に形成されており、高振幅な信号がソー
スに印加されても、ウェル電位は、低抵抗層で所望の電
位に固定されているため、安定しており、高品質な画像
表示が実現できた。さらにｎ型ウェル３０２′とｐ型ウ
ェル３０２との間には、フィールド酸化膜を介して上記
高濃度不純物層３１７，３１７′が設けられており、通
常ＭＯＳトランジスタの時に使用されるフィールド酸化
膜直下のチャネルストップ層を不要にしている。

【００５８】これらの高濃度不純物層３１７，３１７′
は、ソース、ドレイン層形成プロセスで同時にできるの
で作製プロセスにおけるマスク枚数、工数が削減され、
低コスト化が図れた。

【００５９】次に、３１３は共通透明電極３１５と対向
基板３１６との間に設けられた反射防止用膜で、界面の
液晶の屈折率を考慮して、界面反射率が軽減されるよう
に構成される。その場合、対向基板３１６と、透過電極
３１５の屈折率よりも小さい絶縁膜が好適である。

【００６０】次に、本発明の平面図を図９に示す。図に
おいて、３２１は水平シフトレジスタ、３２２は垂直シ
フトレジスタ、３２３はｎチャンネルＭＯＳＦＥＴ、３
２４はｐチャンネルＭＯＳＦＥＴ、３２５は保持容量、
３２６は液晶層、３２７は信号転送スイッチ、３２８は
リセットスイッチ、３２９はリセットパルス入力端子、
３３０はリセット電源端子、３３１は映像信号の入力端
子である。半導体基板３０１は図８ではｐ型になってい
るが、ｎ型でもよい。

【００６１】ウェル領域３０２′は、半導体基板３０１
と反対の導電型にする。このため、図６では、ウェル領
域３０２はｐ型になっている。ｐ型のウェル領域３０２
及びｎ型のウェル領域３０２′は、半導体基板３０１よ
りも高濃度に不純物が注入されていることが望ましく、
半導体基板３０１の不純物濃度が１０¹⁴〜１０¹⁵（ｃｍ
^-3）のとき、ウェル領域３０２の不純物濃度は１０¹⁵〜
１０¹⁷（ｃｍ^-3）が望ましい。

【００６２】ソース電極３１０は、表示用信号が送られ
てくるデータ配線に、ドレイン電極３１１は画素電極３
１２に接続する。これらの電極３１０，３１１には、通
常Ａｌ，ＡｌＳｉ，ＡｌＳｉＣｕ，ＡｌＧｅＣｕ，Ａｌ
Ｃｕ配線を用いる。これらの電極３１０，３１１の下部
と半導体との接触面に、Ｔｉ，ＴｉＮからなるバイアメ
タル層を用いると、コンタクトが安定に実現できる。ま
たコンタクト抵抗も低減できる。画素電極３１２は、表
面が平坦で、高反射材が望ましく、通常の配線用金属で
あるＡｌ，ＡｌＳｉ，ＡｌＳｉＣｕ，ＡｌＧｅＣｕ，Ａ
ｌＣ以外にＣｒ，Ａｕ，Ａｇなどの材料を使用すること
が可能である。また、平坦性の向上のため、下地絶縁層
３０９や画素電極３１２の表面をケミカルメカニカルポ
リッシング（ＣＭＰ）法によって処理している。

【００６３】図９に示す保持容量３２５は、画素電極３
１２と共通透明電極３１５の間の信号を保持するための
容量である。ウェル領域３０２には、基板電位を印加す
る。本実施形態では、各行のトランスミッションゲート
構成を、上から１行目は上がｎチャンネルＭＯＳＦＥＴ
３２３で、下がｐチャンネルＭＯＳＦＥＴ３２４、２行
目は上がｐチャンネルＭＯＳＦＥＴ３２４で、下がｎチ
ャンネルＭＯＳＦＥＴ３２３とするように、隣り合う行
で順序を入れ換える構成にしている。以上のように、ス
トライプ型ウェルで表示領域の周辺で電源線とコンタク
トしているだけでなく、表示領域にも、細い電源ライン
を設けコンタクトをとっている。

【００６４】この時、ウェルの抵抗の安定化がカギにな
る。したがって、ｐ型基板であれば、ｎウェルの表示領
域内部でのコンタクト面積又はコンタクト数をｐウェル
のコンタクトより増強する構成を採用した。ｐウェル
は、ｐ型基板で一定電位がとられているため、基板が低
抵抗体としての役割を演ずる。したがって、島状になる
ｎウェルのソース、ドレインへの信号の入出力による振
られの影響が大きくなりやすいが、それを上部の配線層
からのコンタクトを増強することで防止できた。これに
より、安定した高品位な表示が実現できた。

【００６５】映像信号（ビデオ信号、パルス変調された
デジタル信号など）は、映像信号入力端子３３１から入
力され、水平シフトレジスタ３２１からのパルスに応じ
て信号転送スイッチ３２７を開閉し、各データ配線に出
力する。垂直シフトレジスタ３２２からは、選択した行
のｎチャンネルＭＯＳＦＥＴ３２３のゲートへはハイパ
ルス、ｐチャンネルＭＯＳＦＥＴのゲートへはローパル
スを印加する。

【００６６】以上のように、画素部のスイッチは、単結
晶のＣＭＯＳトランスミッションゲートで構成されてお
り、画素電極へ書き込む信号が、ＭＯＳＦＥＴのしきい
値に依存せず、ソースの信号フル書き込める利点を有す
る。

【００６７】又、スイッチが、単結晶トランジスタから
成り立っており、ｐｏｌｙＳｉ−ＴＦＴの結晶粒界での
不安定な振まい等がなく、バラツキのない高信頼性な高
速駆動が実現できる。

【００６８】次にパネル周辺回路の構成について、図１
０を用いて説明する。図１０において、３３７は液晶素
子の表示領域、３３２はレベルシフター回路、３３３は
ビデオ信号サンプリングスイッチ、３３４は水平シフト
レジスタ、３３５はビデオ信号入力端子、３３６は垂直
シフトレジスタである。

【００６９】以上に示す構成により、Ｈ，Ｖともにシフ
トレジスタ等のロジック回路は、ビデオ信号入力端子３
３５から２５Ｖ，３０Ｖ程度の振幅が供給されるので、
１．５〜５Ｖ程度と極めて低い値で駆動でき、高速、低
消費電圧化が達成できた。ここでの水平、垂直ＳＲは、
走査方向は選択スイッチにより双方向可能なものとなっ
ており、光学系の配置等の変更に対して、パネルの変更
なしに対応でき、製品の異なるシリーズにも同一パネル
が使用でき低コスト化が図れるメリットがある。又、図
１０においては、ビデオ信号サンプリングスイッチは、
片側極性の１トランジスタ構成のものを記述したが、こ
れに限らず、ＣＭＯＳトランスミッションゲート構成に
することにより入力ビデオ線をすべてを信号線に書き込
むことができることは、言うまでもない。

【００７０】また、ＣＭＯＳトランスミッションゲート
構成にした時、ＮＭＯＳゲートとＰＭＯＳゲート面積
や、ゲートとソースドレインとの重なり容量の違いによ
り、ビデオ信号に振られが生じる課題がある。これには
それぞれの極性のサンプリングスイッチのＭＯＳＦＥＴ
のゲート量の約１／２のゲート量のＭＯＳＦＥＴのソー
スとドレインとを信号線にそれぞれ接続し、逆相パルス
で印加することにより振られが防止でき、きわめて良好
なビデオ信号が信号線に書き込まれた。これにより、さ
らに高品位の表示が可能になった。

【００７１】次に、ビデオ信号と、サンプリングパルス
の同期を正確にとる方向について図１１を用いて説明す
る。このためには、サンプリングパルスのｄｅｌａｙ量
を変化させる必要がある。３４２はパルスｄｅｌａｙ用
インバータ、３４３はどのｄｅｌａｙ用インバータを選
択するかを決めるスイッチ、３４４はｄｅｌａｙ量が制
御された出力、３４５は容量（ｏｕｔＢは逆相出力、ｏ
ｕｔは同相出力）である。３４６は保護回路である。

【００７２】ＳＥＬ１（ＳＥＬ１Ｂ）からＳＥＬ３（Ｓ
ＥＬ３Ｂ）の組み合わせにより、ｄｅｌａｙ用インバー
タ３４２を何コ通過するかが選択できる。

【００７３】この同期回路がパネルに内蔵していること
により、パネル外部からのパルスのｄｅｌａｙ量が、
Ｒ，Ｇ，Ｂ３板パネルのとき、治具等の関係で対称性が
くずれても、上記選択スイッチで調整でき、Ｒ，Ｇ，Ｂ
のパルス位相高域による位置ずれがない良好な表示画像
が得られた。又、パネル内部に温度測定ダイオードを内
蔵させ、その出力によりｄｅｌａｙ量をテーブルから参
照し温度補正することも有効である事は言うまでもな
い。

【００７４】次に、液晶材との関係について説明する。
図８では、平坦な対向基板構造のものを示したが、共通
電極基板３１６は、共通透明電極３１５の界面反射を防
ぐため、凹凸を形成し、その表面に共通透明電極３１５
を設けている。また、共通電極基板３１６の反対側に
は、反射防止膜３２０を設けている。これらの凹凸形状
の形成のために、微少な粒径の砥粒により砂ずり研磨を
行う方式も高コントラスト化に有効である。

【００７５】液晶材料としては、ポリマー・ネットワー
ク液晶ＰＮＬＣを用いた。ただし、ポリマー・ネットワ
ーク液晶として、ＰＤＬＣなどを用いてもいい。ポリマ
ー・ネットワーク液晶ＰＮＬＣは、重合相分離法によっ
て作製される。液晶と重合性モノマーやオリゴマーで溶
液をつくり、通常の方法でセル中に注入した後、ＵＶ重
合によって液晶と高分子を相分離させ、液晶中に網目状
に高分子を形成する。ＰＮＬＣは多くの液晶（７０〜９
０ｗｔ％）を含有している。

【００７６】ＰＮＬＣにおいては、屈折率の異方性（Δ
ｎ）の高いネマチック液晶を用いると光散乱が強くな
い、誘電異方性（Δε）の大きいネマチック液晶を用い
ると低電圧で駆動が可能となる。ポリマー・ネットワー
クのおおきさ、すなわち網目の中心距離が１〜１．５
（μｍ）の場合、光散乱は高コントラストを得るのに十
分強くなる。

【００７７】次に、シール構造と、パネル構造との関係
について、図１２を用いて説明する。図１２において、
３５１はシール部、３５２は電極パッド、３５３はクロ
ックバッファー回路である。不図示のアンプ部は、パネ
ル電気検査時の出力アンプとして使用するものである。
また、対向基板の電位をとる不図示のＡｇペースト部が
あり、また３５６は液晶素子による表示部、３５７は水
平・垂直シフトレジスタ（ＳＲ）等の周辺回路部であ
る。シール部３５１は表示部３５６の四方周辺に半導体
基板３０１上に画素電極３１２を設けたものと共通電極
３１５を備えたガラス基板との張り合わせのため圧着材
や接着剤の接触領域を示し、シール部３５１で張り合わ
せた後に、表示部３５６とシフトレジスタ部３５７に液
晶を封入する。

【００７８】図１２に示すように、本実施形態では、シ
ールの内部にも、外部にも、ｔｏｔａｌｃｈｉｐｓ
ｉｚｅが小さくなるように、回路が設けられている。本
実施形態では、パッドの引き出しをパネルの片辺側の１
つに集中させているが、長辺側の両辺でも又、一辺でな
く多辺からのとり出しも可能で、高速クロックをとり扱
うときに有効である。

【００７９】さらに、本発明のパネルは、Ｓｉ基板等の
半導体基板を用いているため、プロジェクタのように強
力な光が照射され、基板の側壁にも光があたると、基板
電位が変動し、パネルの誤動作を引き起こす可能性があ
る。したがって、パネルの側壁及び、パネル上面の表示
領域の周辺回路部は、遮光できる基板ホルダーとなって
おり、又、Ｓｉ基板の裏面は、熱伝導率の高い接着剤を
介して熱伝導率の高いＣｕ等のメタルが接続されたホル
ダー構造となっている。

【００８０】次に本発明のポイントである反射電極構造
及びその作製方法について述べる。本発明の完全平坦化
反射電極構造は、メタルをパターニングしてから、研磨
する通常の方法とは異なり、電極パターンのところにあ
らかじめ、溝のエッチングをしておき、そこにメタルを
成膜し、電極パターンが成形されない領域上のメタルを
研磨で取り除くとともに、電極パターン上のメタルも平
坦化する新規な方法である。しかも、配線の幅が配線以
外の領域よりも極めて広く、従来のエッチング装置の常
識では、下記問題が発生し、本発明の構造体は作製でき
ない。

【００８１】エッチングすると、エッチング中にポリマ
ーが堆積し、パターニングができなくなる。そこで、酸
化膜系エッチング（ＣＦ4 ／ＣＨＦ3 系）において、条
件を変えてみた。（図１３）ｔｏｔａｌ圧力（従来）
１．７ｔｏｒｒ時（ａ）、（今回）１．０ｔｏｒｒ時
（ｂ）を示す。

【００８２】図１３（ａ）の条件で、デポジション性の
ガスＣＨＦ3 をへらすと、たしかにポリマーの堆積は、
減少するが、レジストに近いパターンと遠いパターンで
の寸法の違い（ローディング効果）がきわめて大きくな
り、使用できない事がわかる。

【００８３】図１３（ｂ）では、ローディング効果をお
さえるため、徐々に圧力を下げていき、１ｔｏｒｒ以下
になるとローディング効果がかなり抑制され、かつＣＨ
Ｆ3をゼロにし、ＣＦ4 のみによるエッチングが有効で
あることを見出した。

【００８４】さらに、画素電極領域は、ほとんどレジス
トが存在せず、周辺部にはレジストでしめられている。
構造体を形成するのは難しく、構造として、画素電極と
同等の空き電極とその形状を表示領域の周辺部まで設け
る事が有効であることがわかった。

【００８５】本構造にすることにより、従来あった表示
部と周辺部もしくはシール部との段差もなくなり、ギャ
ップ精度が高くなり、面内均一圧が高くなるだけでな
く、注入時のムラもへり、高品位の画質が歩留りよくで
きる効果が得られた。

【００８６】次に本発明の反射型液晶パネルを組み込む
光学システムについて図１４を用いて説明する。図１４
において、３７１はハロゲンランプ等の光源、３７２は
光源像をしぼり込む集光レンズ、３７３，３７５は平面
状の凸型フレネルレンズ、３７４はＲ，Ｇ，Ｂに分解す
る色分解光学素子で、ダイクロイックミラー、回折格子
等が有効である。

【００８７】また、３７６はＲ，Ｇ，Ｂ光に分離された
それぞれの光をＲ，Ｇ，Ｂ３パネルに導くそれぞれのミ
ラー、３７７は集光ビームを反射型液晶パネルに平行光
で照明するための視野レンズ、３７８は上述の反射型液
晶素子、３７９の位置にしぼりがある。また、３８０は
複数のレンズを組み合わせて拡大する投射レンズ、３８
１はスクリーンで、通常、投射光を平行光へ変換するフ
レネルレンズと上下、左右に広視野角として表示するレ
ンチキュラレンズの２板より構成されると明瞭な高コン
トラストで明るい画像を得ることができる。

【００８８】図１４の構成では、１色のパネルのみ記載
されているが、色分解光学素子３７４からしぼり部３７
９の間は３色それぞれに分離されており、３板パネルが
配置されている。又、反射型液晶装置パネル表面にマイ
クロレンズアレーを設け、異なる入射光を異なる画素領
域に照射させる配置をとることにより、３板のみなら
ず、単板構成でも可能であることは言うまでもない。液
晶素子の液晶層に電圧が印加され、各画素で正反射した
光は、３７９に示すしぼり部を透過しスクリーン上に投
射される。

【００８９】一方、電圧が印加されずに、液晶層が散乱
体となっている時、反射型液晶素子へ入射した光は、等
方的に散乱し、３７９に示す絞り部の開口を見込む角度
の中の散乱光以外は、投射レンズにはいらない。これに
より黒を表示する。以上の光学系からわかるように、偏
光板が不要で、しかも画素電極の全面が信号光が高反射
率で投射レンズにはいるため、従来よりも２−３倍明る
い表示が実現できた。上述の実施形態でも述べたよう
に、対向基板表面、界面には、反射防止対策が施されて
おり、ノイズ光成分も極めて少なく、高コントラスト表
示が実現できた。又、パネルサイズが小さくできるた
め、すべての光学素子（レンズ、ミラーｅｔｃ．）が小
型化され、低コスト、軽量化が達成された。

【００９０】又、光源の色ムラ、輝度ムラ、変動は、光
源と光学系との間にインテグレタ（はえの目レンズ型ロ
ッド型）を挿入することにより、スクリーン上での色ム
ラ、輝度ムラは、解決できた。

【００９１】上記液晶パネル以外の周辺電気回路につい
て、図１５を用いて説明する。図において、３８５は電
源で、主にランプ用電源とパネルや信号処理回路駆動用
システム電源に分離される。３８６はプラグ、３８７は
ランプ温度検出器で、ランプの温度の異常があれば、制
御ボード３８８によりランプを停止させる等の制御を行
う。これは、ランプに限らず、３８９のフィルタ安全ス
イッチでも同様に制御される。たとえば、高温ランプハ
ウスボックスを開けようとした場合、ボックスがあかな
くなるような安全上の対策が施されている。３９０はス
ピーカー、３９１は音声ボードで、要求に応じて３Ｄサ
ウンド、サラウンドサウンド等のプロセッサも内蔵でき
る。３９２は拡張ボード１で、ビデオ信号用Ｓ端子、ビ
デオ信号用コンポジット映像、音声等の外部装置３９６
からの入力端子及びどの信号を選択するかの選択スイッ
チ３９５、チューナ３９４からなり、デコーダ３９３を
介して拡張ボード２へ信号が送られる。一方、拡張ボー
ド２は、おもに、別系列からのビデオやコンピュータの
Ｄｓｕｂ１５ピン端子を有し、デコーダ３９３からのビ
デオ信号と切り換えるスイッチ４５０を介して、Ａ／Ｄ
コンバータ４５１でディジタル信号に変換される。

【００９２】また、４５３は主にビデオＲＡＭ等のメモ
リとＣＰＵとからなるメインボードである。Ａ／Ｄコン
バータ４５１でＡ／Ｄ変換したＮＴＳＣ信号は、一端メ
モリに蓄積され、高画素数へうまく割りあてるために、
液晶素子数にマッチしていない空き素子の不足の信号を
補間して作成したり、液晶表示素子に適したγ変換エッ
ジ階調、ブライト調整バイアス調整等の信号処理を行
う。ＮＴＳＣ信号でなく、コンピュータ信号も、たとえ
ばＶＧＡの信号がくれば、高解像度のＸＧＡパネルの場
合、その解像度変換処理も行う。一画像データだけでな
く、複数の画像データのＮＴＳＣ信号にコンピュータ信
号を合成させる等の処理もこのメインボード４５３で行
う。メインボード４５３の出力はシリアル・パラレル変
換され、ノイズの影響を受けにくい形態でヘッドボード
４５４に充られる。このヘッドボード４５４で、再度パ
ラレル／シリアル変換後、Ｄ／Ａ変換し、パネルのビデ
オ線数に応じて分割され、ドライブアンプを介して、
Ｂ，Ｇ，Ｒ色の液晶パネル４５５，４５６，４５７へ信
号を書き込む。４５２はリモコン操作パネルで、コンピ
ュータ画面も、ＴＶと同様の感覚で、簡単操作可能とな
っている。また、液晶パネル４５５，４５６，４５７〃
の夫々は、各色の色フィルタを備えた同一の液晶装置構
成である。各液晶装置は以上の説明のように、必ずしも
高解像度がない画像も処理により高品位画像化になるた
め、本発明の表示結果は、きわめてきれいな画像表示が
可能である。

【００９３】［第４実施形態］上述の各実施形態で説明
した液晶表示装置を用いて、液晶プロジェクター装置を
構成する例を第４の実施形態として説明する。液晶プロ
ジェクター装置の光学系において、光源の光が当る部分
を変えないようにする場合、画素ピットが厳しくなり、
そしてより一層の高速駆動が要求される。しかし、上述
のビデオ線を分割する構成をとることにより、新たな回
路を挿入することもなく、かつ出力パルスの重なっても
画質に影響を与えないため、高精細、高コントラストな
液晶表示装置を安価で高い信頼性で生産することが可能
になる。

【００９４】ここで、更なる高解像度液晶パネルを用い
た液晶プロジェクター装置の光学系を詳細に説明する。

【００９５】図１６に本発明の液晶表示装置を用いた前
面及び背面投写型液晶表示装置光学系の構成図を示す。
本図はその上面図を表す図１６（ａ）、正面図を表す図
１６（ｂ）、側面図を表す図１６（ｃ）から成ってい
る。同図において、１３０１はスクリーンに投射する投
影レンズ、１３０２はマイクロレンズ付液晶パネル、１
３０３は偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）、１３４０
はＲ（赤色光）反射ダイクロイックミラー、１３４１は
Ｂ／Ｇ（青色＆緑色光）反射ダイクロイックミラー、１
３４２はＢ（青色光）反射ダイクロイックミラー、１３
４３は全色光を反射する高反射ミラー、１３５０はフレ
ネルレンズ、１３５１は凸レンズ、１３０６はロッド型
インテグレーター、１３０７は楕円リフレクター、１３
０８はメタルハライド、ＵＨＰ等のアークランプであ
る。ここで、Ｒ（赤色光）反射ダイクロイックミラー１
３４０、Ｂ／Ｇ（青色＆緑色光）反射ダイクロイックミ
ラー１３４１、Ｂ（青色光）反射ダイクロイックミラー
１３４２はそれぞれ図１７に示したような分光反射特性
を有している。

【００９６】そしてこれらのダイクロイックミラーは高
反射ミラー１３４３とともに、図１８の斜視図に示した
ように３次元的に配置されており、後述するように白色
照明光をＲ，Ｇ，Ｂに色分解するとともに、液晶パネル
１３０２に対して各原色光が、３次元的に異なる方向か
ら該液晶パネル１３０２を照明するようにしている。

【００９７】ここで、光束の進行過程に従って説明する
と、まず光源のランプ１３０８からの出射光束は白色光
であり、楕円リフレクター１３０７によりその前方のイ
ンテグレータ１３０６の入り口に集光され、このインテ
グレーター１３０６内を反射を繰り返しながら進行する
につれて光束の空間的強度分布が均一化される。そして
インテグレーター１３０６を出射した光束は凸レンズ１
３５１とフレネルレンズ１３５０とにより、ｘ軸−方向
（図１６（ｂ）の正面図基準）に平行光束化され、まず
Ｂ反射ダイクロイックミラー１３４２に至る。このＢ反
射ダイクロイックミラー１３４２ではＢ光（青色光）の
みが反射され、ｚ軸−方向つまり下側（図１６（ｂ）の
正面図基準）にｚ軸に対して所定の角度でＲ反射ダイク
ロイックミラー１３４０に向かう。一方Ｂ光以外の色光
（Ｒ／Ｇ光）はこのＢ反射ダイクロイックミラー１３４
２を通過し、高反射ミラー１３４３により直角にｚ軸−
方向（下側）に反射され、やはりＲ反射ダイクロイック
ミラー１３４０に向かう。ここで、Ｂ反射ダイクロイッ
クミラー１３４２と高反射ミラー１３４３は共に図１６
（ａ）の正面図を基にして言えば、インテグレーター１
３０６からの光束（ｘ軸−方向）をｚ軸−方向（下側）
に反射するように配置しており、高反射ミラー１３４３
はｙ軸方向を回転軸にｘ−ｙ平面に対して丁度４５°の
傾きとなっている。

【００９８】それに対してＢ反射ダイクロイックミラー
１３４２はやはりｙ軸方向を回転軸にｘ−ｙ平面に対し
て、この４５°よりも浅い角度に設定されている。従っ
て、高反射ミラー１３４３で反射されたＲ／Ｇ光はｚ軸
−方向に直角に反射されるのに対して、Ｂ反射ダイクロ
イックミラー１３４２で反射されたＢ光はｚ軸に対して
所定の角度（ｘ−ｚ面内チルト）で下方向に向かう。こ
こで、Ｂ光とＲ／Ｇ光の液晶パネル１３０２上の照明範
囲を一致させるため、各色光の主光線は液晶パネル１３
０２上で交差するように、高反射ミラー１３４３とＢ反
射ダイクロイックミラー１３４２のシフト量およびチル
ト量が選択されている。

【００９９】次に、前述のように下方向（ｚ軸−方向）
に向かったＲ／Ｇ／Ｂ光はＲ反射ダイクロイックミラー
１３４０とＢ／Ｇ反射ダイクロイックミラー１３４１に
向かうが、これらはＢ反射ダイクロイックミラー１３４
２と高反射ミラー１３４３の下側に位置し、まず、Ｂ／
Ｇ反射ダイクロイックミラー１３４１はｘ軸を回転軸に
ｘ−ｚ面に対して４５°傾いて配置されており、Ｒ反射
ダイクロイックミラー１３４０はやはりｘ軸方向を回転
軸にｘ−ｚ平面に対してこの４５°よりも浅い角度に設
定されている。従ってこれらに入射するＲ／Ｇ／Ｂ光の
うち、まずＢ／Ｇ光はＲ反射ダイクロイックミラー１３
４０を通過して、Ｂ／Ｇ反射ダイクロイックミラー１３
４１により、直角にｙ軸＋方向に反射され、ＰＢＳ１３
０３を通じて偏光化された後、ｘ−ｚ面に水平に配置さ
れた液晶パネル１３０２を照明する。

【０１００】このうち、Ｂ光は前述したように（図１６
（ａ）、図１６（ｂ）参照）、ｘ軸に対して所定の角度
（ｘ−ｚ面内チルト）で進行しているため、Ｂ／Ｇ反射
ダイクロイックミラー１３４１による反射後は、ｙ軸に
対して所定の角度（ｘ−ｙ面内チルト）を維持し、その
角度を入射角（ｘ−ｙ面方向）として該液晶パネル１３
０２を照明する。

【０１０１】Ｇ光については、Ｂ／Ｇ反射ダイクロイッ
クミラー１３４１により直角に反射し、ｙ軸＋方向に進
み、ＰＢＳ１３０３を通じて偏光化された後、入射角０
°つまり垂直に該液晶パネル１３０２を照明する。また
Ｒ光については、前述のようにＢ／Ｇ反射ダイクロイッ
クミラー１３４１の手前に配置されたＲ反射ダイクロイ
ックミラー１３４０によりＲ反射ダイクロイックミラー
１３４０にてｙ軸＋方向に反射されるが、図１６（ｃ）
（側面図）に示したようにｙ軸に対して所定の角度（ｙ
−ｚ面内チルト）でｙ軸＋方向に進み、ＰＢＳ１３０３
を通じて偏光化された後、該液晶パネル１３０２をこの
ｙ軸に対する角度を入射角（ｙ−ｚ面方向）として照明
する。

【０１０２】また、前述と同様にＲＧＢ各色光の液晶パ
ネル１３０２上の照明範囲を一致させるため、各色光の
主光線は液晶パネル１３０２上で交差するように、Ｂ／
Ｇ反射ダイクロイックミラー１３４１とＲ反射ダイクロ
イックミラー１３４０のシフト量およびチルト量が選択
されている。さらに、図１７（ａ）に示したようにＢ反
射ダイクロイックミラー１３４１のカット波長は４８０
ｎｍ、図１７（ｂ）に示したようにＢ／Ｇ反射ダイクロ
イックミラー１３４１のカット波長は５７０ｎｍ、図１
７（ｃ）に示したようにＲ反射ダイクロイックミラー１
３４０のカット波長６００ｎｍであるから、不要な橙色
光はＢ／Ｇ反射ダイクロイックミラー１３４１を透過し
て捨てられる。これにより最適な色バランスを得ること
ができる。

【０１０３】そして後述するように液晶パネル１３０２
にて各ＲＧＢ光は反射＆偏光変調され、ＰＢＳ１３０３
に戻り、ＰＢＳ１３０３のＰＢＳ面１３０３ａにてｘ軸
＋方向に反射する光束が画像光となり、投影レンズ１３
０１を通じて、スクリーン（不図示）に拡大投影され
る。ところで、該液晶パネル１３０２を照明する各ＲＧ
Ｂ光は入射角が異なるため、そこから反射されてくる各
ＲＧＢ光もその出射角を異にしているが、投影レンズ１
３０１としてはこれらを全て取り込むに十分な大きさの
レンズ径及び開口のものを用いている。ただし、投影レ
ンズ１３０１に入射する光束の傾きは、各色光がマイク
ロレンズを２回通過することにより平行化され、液晶パ
ネル１３０２への入射光の傾きを維持している。ところ
が図１９に示したように従来例の透過型では、液晶パネ
ルを出射した光束はマイクロレンズの集光作用分も加わ
ってより大きく広がってしまうので、この光束を取り込
むための投影レンズは、さらに大きな開口数が求めら
れ、高価なレンズとなっていた。

【０１０４】しかし、本例では液晶パネル２からの光束
の広がりはこのように比較的小さくなるので、より小さ
な開口数の投影レンズでもスクリーン上で十分に明るい
投影画像を得ることができ、より安価な投影レンズを用
いることが可能になる。また、縦方向に同一色が並ぶス
トライプタイプの表示方式の例を本実施形態に用いるこ
とも可能であるが、後述するように、マイクロレンズを
用いた液晶パネルの場合は好ましくない。

【０１０５】次に、ここで用いる本発明液晶パネル１３
０２について説明する。図２０に該液晶パネル１３０２
の拡大断面模式図（図１６のｙ−ｚ面に対応）を示す。
図において、１３２１はマイクロレンズ基板、１３２２
はマイクロレンズ、１３２３はシートガラス、１３２４
は透明対向電極、１３２５は液晶層、１３２６は画素電
極、１３２７はアクティブマトリクス駆動回路部、１３
２８はシリコン半導体基板である。また、１２５２は周
辺シール部である。ここで、本実施形態では、Ｒ，Ｇ，
Ｂ画素が、１パネルに集約されており、１画素のサイズ
は小さくなる。従って、開口率を上げることの重要性が
大きく、集光された光の範囲には、反射電極が存在して
いなければならず、第１〜第３の実施形態で説明した構
成が重要となる。マイクロレンズ１３２２は、いわゆる
イオン交換法によりガラス基板（アルカリ系ガラス）１
３２１の表面上に形成されており、画素電極１３２６の
ピッチの倍のピッチで２次元的アレイ構造を成してい
る。

【０１０６】液晶層１３２５は反射型に適応したいわゆ
るＤＡＰ，ＨＡＮ等のＥＣＢモードのネマチック液晶を
採用しており、不図示の配向層により所定の配向が維持
されている。電圧値が低く、画素電極１３２６の電位の
精度はさらに重要になってくるため、本発明の回路、構
成は有効であり、単板で画素数も多く、従ってビデオ線
の本数も多いため、非常に有効となる。画素電極１３２
６はＡｌから成り、反射鏡を兼ねており、表面性を良く
して反射率を向上させるため、パターニング後の最終工
程でいわゆるＣＭＰ処理を施している（詳しくは後述す
る）。

【０１０７】アクティブマトリクス駆動回路部１３２７
はいわゆるシリコン半導体基板１３２８上に設けられた
半導体回路であり、上記画素電極１３２６をアクティブ
マトリックス駆動するものであり、該回路マトリクスの
周辺部には、不図示のゲート線ドライバー（垂直レジス
ター等）や信号線ドライバー（水平レジスター等）が設
けられている（詳しくは後述する）。これらの周辺ドラ
イバーおよびアクティブマトリクス駆動回路はＲＧＢの
各原色映像信号を所定の各ＲＧＢ画素に書き込むように
構成されており、該各画素電極１３２６はカラーフィル
ターは有さないものの、前記アクティブマトリクス駆動
回路にて書き込まれる原色映像信号により各ＲＧＢ画素
として区別され、後述する所定のＲＧＢ画素配列を形成
している。

【０１０８】ここで、液晶パネル１３０２に対して照明
するＧ光について見てみると、前述したようにＧ光はＰ
ＢＳ１３０３により偏光化されたのち該液晶パネル１３
０２に対して垂直に入射する。この光線のうち１つのマ
イクロレンズ１３２２ａに入射する光線例を図中の矢印
Ｇ（ｉｎ／ｏｕｔ）に示す。ここに図示されたように該
Ｇ光線はマイクロレンズ１３２２により集光され、Ｇ画
素電極１３２６ｇ上を照明する。そしてＡｌより成る該
画素電極１３２６ｇにより反射され、再び同じマイクロ
レンズ１３２２ａを通じてパネル外に出射していく。こ
のように液晶層１３２５を往復通過する際、該Ｇ光線
（偏光）は画素電極１３２６ｇに印加される信号電圧に
より対向電極１３２４との間に形成される電界による液
晶の動作により変調を受けて、該液晶パネルを出射し、
ＰＢＳ１３０３に戻る。

【０１０９】ここで、その変調度合いによりＰＢＳ面１
３０３ａにて反射され、投影レンズ１３０１に向かう光
量が変化し、各画素のいわゆる濃淡階調表示がなされる
ことになる。一方、上述したように図２０中断面（ｙ−
ｚ面）内の斜め方向から入射してくるＲ光については、
やはりＰＢＳ１３０３により偏光されたのち、例えばマ
イクロレンズ１３２２ｂに入射するＲ光線に注目する
と、図中の矢印Ｒ（ｉｎ）で示したように、該マイクロ
レンズ１３２２ｂにより集光され、その真下よりも左側
にシフトした位置にあるＲ画素電極１３２６ｒ上を照明
する。そして該画素電極１３２６ｒにより反射され、図
示したように今度は隣（−ｚ方向）のマイクロレンズ１
３２２ａを通じて、パネル外に出射していく（Ｒ（ｏｕ
ｔ））。

【０１１０】この際、該Ｒ光線（偏光）はやはり画素電
極１３２６ｒに印加される信号電圧により対向電極１３
２４との間に形成される画像信号に応じた電界による液
晶の動作により変調を受けて、該液晶パネルを出射し、
ＰＢＳ１３０３に戻る。そして、その後、プロセスは前
述のＧ光の場合と全く同じように、画像光を投影レンズ
１３０１から投影される。ところで、図２０の描写では
画素電極１３２６ｇ上と画素電極１３２６ｒ上の各Ｇ光
とＲ光の色光が１部重なり干渉しているようになってい
るが、これは模式的に液晶層の厚さを拡大誇張して描い
ているためであり、実際には該液晶層の厚さは１〜５μ
であり、シートガラス１３２３の５０〜１００μに比べ
て非常に薄く、画素サイズに関係なくこのような干渉は
起こらない。

【０１１１】次に、図２１に本例での色分解・色合成の
原理説明図を示す。ここで、図２１（ａ）は液晶パネル
１３０２の上面模式図、図２１（ｂ）、図２１（ｃ）は
それぞれ該液晶パネル上面模式図に対するＡ−Ａ′（Ｘ
方向）断面模式図、Ｂ−Ｂ′（ｚ方向）断面模式図であ
る。ここで、マイクロレンズ１３２２は、図２１（ａ）
の一点鎖線に示すように、Ｇ光を中心として両隣接する
２色画素の半分ずつに対して１個が対応している。この
うち図２１（ｃ）はｙ−ｚ断面を表す上記図２０に対応
するものであり、各マイクロレンズ１３２２に入射する
Ｇ光とＲ光の入出射の様子を表している。これから判る
ように各Ｇ画素電極は各マイクロレンズの中心の真下に
配置され、各Ｒ画素電極は各マイクロレンズ間境界の真
下に配置されている。従ってＲ光の入射角はそのｔａｎ
θが画素ピッチ（Ｂ＆Ｒ画素）とマイクロレンズ・画素
電極間距離の比に等しくなるように設定するのが好まし
い。一方、図２１（ｂ）は該液晶パネル１３０２のｘ−
ｙ断面に対応するものである。このｘ−ｙ断面について
は、Ｂ画素電極とＧ画素電極とが図２１（ｃ）と同様に
交互に配置されており、やはり各Ｇ画素電極は各マイク
ロレンズ中心の真下に配置され、各Ｂ画素電極は各マイ
クロレンズ間境界の真下に配置されている。

【０１１２】ところで該液晶パネルを照明するＢ光につ
いては、前述したようにＰＢＳ１３０３による偏光化
後、図１６中断面（ｘ−ｙ面）の斜め方向から入射して
くるため、Ｒ光の場合と全く同様に、各マイクロレンズ
１３２２から入射したＢ光線は、図示したようにＢ画素
電極１３２６ｂにより反射され、入射したマイクロレン
ズ１３２２に対して、ｘ方向に隣り合うマイクロレンズ
１３２２から出射する。Ｂ画素電極１３２６ｂ上の液晶
による変調や液晶パネルからのＢ出射光の投影について
は、前述のＧ光およびＲ光と同様である。

【０１１３】また、各Ｂ画素電極１３２６ｂは各マイク
ロレンズ間境界の真下に配置されており、Ｂ光の液晶パ
ネルに対する入射角についても、Ｒ光と同様にそのｔａ
ｎθが画素ピッチ（Ｇ＆Ｂ画素）とマイクロレンズ・画
素電極間距離の比に等しくなるように設定するのが好ま
しい。ところで、本例液晶パネルでは以上述べたように
各ＲＧＢ画素の並びがｚ方向に対してはＲＧＲＧＲＧ…
の並びに、ｘ方向に対してはＢＧＢＧＢＧ…の並びとな
っているが、図２１（ａ）はその平面的な並びを示して
いる。このように各画素サイズは縦横共にマイクロレン
ズの約半分になっており、画素ピッチはｘ−ｚ両方向と
もにマイクロレンズのそれの半分になっている。また、
Ｇ画素は平面的にもマイクロレンズ中心の真下に位置
し、Ｒ画素はｚ方向のＧ画素間かつマイクロレンズ境界
に位置し、Ｂ画素はｘ方向のＧ画素間かつマイクロレン
ズ境界に位置している。また、１つのマイクロレンズ単
位の形状は矩形（画素の２倍サイズ）となっている。

【０１１４】図２２に本液晶パネルの部分拡大上面図を
示す。ここで図中の破線格子１３２９は１つの絵素を構
成するＲＧＢ画素のまとまりを示している。つまり、図
２０のアクティブマトリクス駆動回路部１３２７により
各ＲＧＢ画素が駆動される際、破線格子１３２９で示さ
れるＲＧＢ画素ユニットは同一画素位置に対応したＲＧ
Ｂ映像信号にて駆動される。ここでＲ画素電極１３２６
ｒ、Ｇ画素電極１３２６ｇ、Ｂ画素電極１３２６ｂから
成る１つの絵素に注目してみると、まずＲ画素電極１３
２６ｒは矢印ｒ１で示されるようにマイクロレンズ１３
２２ｂから前述したように斜めに入射するＲ光で照明さ
れ、そのＲ反射光は矢印ｒ−２で示すようにマイクロレ
ンズ１３２２ａを通じて出射する。Ｂ画素電極１３２６
ｂは矢印ｂ１で示されるようにマイクロレンズ１３２２
ｃから前述したように斜めに入射するＢ光で照明され、
そのＢ反射光は矢印ｂ２で示すようにはやりマイクロレ
ンズ１３２２ａを通じて出射する。またＧ画素電極１３
２６ｇは正面後面矢印ｇ１２で示されるように、マイク
ロレンズ１３２２ａから前述したように垂直（紙面奥へ
向かう方向）に入射するＧ光で照明され、そのＧ反射光
は同じマイクロレンズ１３２２ａを通じて垂直に（紙面
手前に出てくる方向）出射する。

【０１１５】このように、本液晶パネルにおいては、１
つの絵素を構成するＲＧＢ画素ユニットについて、各原
色照明光の入射照明位置は異なるものの、それらの出射
については、同じマイクロレンズ（この場合は１３２２
ａ）から行われる。そしてこのことはその他の全ての絵
素（ＲＧＢ画素ユニット）についても成り立っている。

【０１１６】従って、図２３に示すように本液晶パネル
からの全出射光をＰＢＳ１３０３および投影レンズ１３
０１を通じて、スクリーン１３０９に投写するに際し
て、液晶パネル１３０２内のマイクロレンズ１３２２の
位置がスクリーン１３０９上に結像投影されるように光
学調整すると、その投影画像は図２４に示すようなマイ
クロレンズの格子内に各絵素を構成する該ＲＧＢ画素ユ
ニットからの出射光が混色した状態つまり同画素混色し
た状態の絵素を構成単位としたものとなる。そして、い
わゆるＲＧＢモザイクが無い、質感の高い良好なカラー
画像表示が可能となる。

【０１１７】つぎに、図２０に示すように、前述した各
画素電極１３２６及びそれをアクティブ駆動するシリコ
ン半導体基板１３２８上に設けられたアクティブマトリ
クス駆動回路部１３２７について、詳述する。アクティ
ブマトリクス駆動回路部１３２７は各画素電極１３２６
の下に存在するため、図２０の回路断面図上では絵素を
構成する各ＲＧＢ画素は単純に横並びに描かれている
が、各画素ＦＥＴのドレインは、図２２に示したような
２次元的配列の各ＲＧＢ画素電極１３２６に接続してい
る。

【０１１８】ところで、本投写型液晶表示装置の駆動回
路系についてその全体ブロック図を図２４に示す。ここ
で、１３１０はパネルドライバーであり、ＲＧＢ映像信
号を極性反転し、かつ所定の電圧増幅をした液晶駆動信
号を形成するとともに、対向電極１３２４の駆動信号、
各種タイミング信号等を形成している。１３１２はイン
ターフェースであり、各種映像及び制御伝送信号を標準
映像信号等にデコードしている。また、１３１１はデコ
ーダーであり、インターフェース１３１２からの標準映
像信号をＲＧＢ原色映像信号及び同期信号に、即ち液晶
パネル１３０２に対応した画像信号にデコード・変換し
ている。１３１４はバラストであり、楕円リフレクター
１３０７内のアークランプ１３０８を駆動点灯する。１
３１５は電源回路であり、各回路ブロックに対して電源
を供給している。１３１３は不図示の操作部を内在した
コントローラーであり、上記各回路ブロックを総合的に
コントロールするものである。このように本投写型液晶
表示装置は、その駆動回路系は単板式プロジェクターと
しては、ごく一般的なものであり、特に駆動回路系に負
担を掛けることなく、前述したようなＲＧＢモザイクの
無い良好な質感のカラー画像を表示することができるも
のである。

【０１１９】ところで図２２では、マイクロレンズ１３
２２の中心真下位置にＧ画素電極１３２６ｇを配列した
例を示したが、別形態として、マイクロレンズ１３２２
の中心真下位置にＢ画素電極１３２６ｂを配列し、それ
に対し左右方向にＧ画素１３２６ｇが交互に並ぶよう
に、上下方向にＲ画素１３２６ｒが交互に並ぶように配
列してもよい。このように配列しても、絵素を構成する
ＲＧＢ画素ユニットからの反射光が１つの共通マイクロ
レンズから出射するように、Ｂ光を垂直入射、Ｒ／Ｇ光
を斜め入射（同角度異方向）とすることにより、前例と
全く同様な効果を得ることができる。また、さらにマイ
クロレンズ１３２２の中心真下位置にＲ画素を配列しそ
の他の色画素を左右または上下方向にＲ画素に対して
Ｇ，Ｂ画素を交互に並ぶようにしても良い。

【０１２０】次に、シール構造と、パネル構造との関係
について、図２５を用いて説明する。図２３において、
５１はシール部、５２は電極パッド、５３はクロックバ
ッファー回路、５４はアンプである。このアンプ５４
は、パネル電気検査時の出力アンプとして使用するもの
である。５５は対向基板の電位をとるＡｇペースト部、
５６は表示領域、５７は水平・垂直シフトレジスタ（Ｈ
ＳＲ，ＶＳＲ）等の周辺駆動回路部である。図２５に示
すように、本実施形態では、シールの内部にも、外部に
も、ｔｏｔａｌｃｈｉｐｓｉｚｅが小さくなるよう
に、回路が設けられている。本実施例では、パッドの引
き出しをパネルの片辺側の１つに集中させているが、長
辺側の両辺でも又、一辺でなく多辺からのとり出しも可
能で、高速クロックをとり扱うときに有効である。

【０１２１】さらに、本発明のパネルは、Ｓｉ基板等の
半導体基板を用いているため、プロジェクタのように強
力な光が照射され、基板の側壁にも光があたると、基板
電位が変動し、パネルの誤動作を引き起こす可能性があ
る。したがって、パネルの側壁及び、パネル上面の表示
領域の周辺回路部は、遮光できる基板ホルダーとなって
おり、又、Ｓｉ基板の裏面は、熱伝導率の高い接着剤を
介して熱伝導率の高いＣｕ等のメタルが接続されたホル
ダー構造となっている。

【０１２２】次に本発明のポイントである反射電極構造
及びその作製方法について述べる。本発明の完全平坦化
反射電極構造は、メタルをパターニングしてから、研磨
する通常の方法とは異なり、電極パターンのところにあ
らかじめ、溝のエッチングをしておき、そこにメタルを
成膜し、電極パターンが成形されない領域上のメタルを
研磨でとり除くとともに、電極パターン上のメタルも平
坦化する新規な方法である。しかも、配線の幅が配線以
外の領域よりも極めて広く、従来のエッチング装置の常
識では、下記問題が発生し、本発明の構造体は作製でき
ない。

【０１２３】つまり、エッチングすると、エッチング中
にポリマーが堆積し、パターニングができなくなるので
ある。尚、ポリマーはレジストがスパッタされたときに
生じる反応生成物やエッチングする材料の反応生成物や
ガスそのものから構成されるポリマーと考えられる。

【０１２４】そこで、酸化膜系エッチング（ＣＦ4 ／Ｃ
ＨＦ3 系）において、条件を変えてみた。その結果を上
述した図１３に示す。図１３（ａ）はｔｏｔａｌ圧力が
１．７ｔｏｒｒ時の特性図、図１３（ｂ）はｔｏｔａｌ
圧力が１．０ｔｏｒｒ時の特性図である。

【０１２５】図１３（ａ）に示すように、ｔｏｔａｌ圧
力が１．７ｔｏｒｒの条件で、デポジション性のガスＣ
ＨＦ3 を減らすと、たしかにポリマーの堆積は、減少す
るが、レジストに近いパターンと遠いパターンでの寸法
の違い（ローディング効果）がきわめて大きくなり、使
用が困難であることがわかる。

【０１２６】本発明者らは、実験を重ねた結果、ローデ
ィング効果をおさえるため、徐々に圧力を下げていく
と、１ｔｏｒｒ以下になるとローディング効果がかなり
抑制され、かつデポジション性のガスＣＨＦ3 を減ら
し、ＣＨＦ3 をゼロにしてＣＦ4のみによるエッチング
が有効であることを見出した。

【０１２７】さらに、表示領域のみに画素電極１２を設
ける構造では、画素電極を設けるべく、表示領域のみに
エッチングにより絶縁層に溝を形成することになるの
で、表示領域の画素電極領域にはほとんどレジストが存
在せず、周辺領域にはレジストでしめられる構造体とな
ってしまうが、このような構造体を形成するのは難し
く、構造として、画素電極１２と同等の周辺領域の空き
電極１２を、表示領域の周辺まで設けることが有効であ
ることがわかった。

【０１２８】本構造にすることにより、従来あった表示
部と周辺部もしくはシール部との段差もなくなり、ギャ
ップ精度が高くなり、面内均一圧が高くなるだけでな
く、液晶の注入時のムラもへり、高品位の画質が歩留り
よくできる効果が得られた。

【０１２９】ところで、本投写型液晶表示装置の駆動回
路系についてその全体ブロック図を図２６に示す。ここ
で、１３１０はパネルドライバーであり、ＲＧＢ映像信
号を極性反転し、かつ所定の電圧増幅をした液晶駆動信
号を形成するとともに、対向電極１３２４の駆動信号、
各種タイミング信号等を形成している。１３１２はイン
ターフェースであり、各種映像及び制御伝送信号を標準
映像信号等にデコードしている。また、１３１１はデコ
ーダーであり、インターフェース１３１２からの標準映
像信号をＲＧＢ原色映像信号及び同期信号に、即ち液晶
パネル１３０２に対応した画像信号にデコード・変換し
ている。１３１４はバラストであり、楕円リフレクター
１３０７内のアークランプ１３０８を駆動点灯する。１
３１５は電源回路であり、各回路ブロックに対して電源
を供給している。１３１３は不図示の操作部を内在した
コントローラーであり、上記各回路ブロックを総合的に
コントロールするものである。このように本投写型液晶
表示装置は、その駆動回路系は単板式プロジェクターと
しては、ごく一般的なものであり、特に駆動回路系に負
担を掛けることなく、前述したようなＲＧＢモザイクの
無い良好な質感のカラー画像を表示することができるも
のである。

【０１３０】ところで図２７に、本実施形態における液
晶パネルの別形態の部分拡大上面図を示す。ここではマ
イクロレンズ１３２２の中心真下位置にＢ画素電極１３
２６ｂを配列し、それに対し左右方向にＧ画素１３２６
ｇが交互に並ぶように、上下方向にＲ画素１３２６ｒが
交互に並ぶように配列している。このように配列して
も、絵素を構成するＲＧＢ画素ユニットからの反射光が
１つの共通マイクロレンズから出射するように、Ｂ光を
垂直入射、Ｒ／Ｇ光を斜め入射（同角度異方向）とする
ことにより、前例と全く同様な効果を得ることができ
る。また、さらにマイクロレンズ１３２２の中心真下位
置にＲ画素を配列しその他の色画素を左右または上下方
向にＲ画素に対してＧ，Ｂ画素を交互に並ぶようにして
も良い。

【０１３１】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、液晶表示
素子のビデオ線を分割したので、回路を挿入する場合に
比べ、チップサイズを小さくでき、低消費電力とするこ
とができ、且つ信頼性が高く、ゴーストのないより高精
細、高コントラストな液晶表示装置を安価で高い信頼性
で生産することが可能になるという種々の効果を奏し得
る。

【０１３２】また、周辺回路としても、液晶表示素子表
面ばかりでなく周辺回路の表面にもＰＳＧ絶縁層と反射
メタル電極とを重層してＣＭＰで平坦化することで、液
晶表示装置そのものの信頼性を向上でき、製造上の工程
削減をも可能として、種々の実効的効果を奏し得る。

【０１３３】さらに、本発明に関わる投写型液晶表示装
置においては、マイクロレンズ付反射型液晶パネルとそ
れぞれ異なる方向から各原色光を照明する光学系等を用
いて、１つの絵素を構成する１組のＲＧＢ画素からの液
晶による変調後の反射光が同一のマイクロレンズを通じ
て出射するようにしたことにより、ＲＧＢモザイクの無
い質感の高い良好なカラー画像投写表示が可能となる。

【０１３４】また、各画素からの光束はマイクロレンズ
を２回通過してほぼ並行化されるので、開口数の小さい
安価な投影レンズを用いてもスクリーン上で明るい投影
画像を得ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶パネルの駆動回路を示す回路
図である。

【図２】本発明による液晶パネルの水平シフトレジスタ
の出力と垂直シフトレジスタの出力とビデオ線とのタイ
ミングの関係図である。

【図３】本発明による液晶パネルのフィールドリセット
を行った時の垂直シフトレジスタの出力とリセットパル
スと信号線電位との関係図である。

【図４】本発明による液晶パネルの水平シフトレジスタ
の出力パルスの一例である。

【図５】従来の液晶パネルの駆動回路の詳細図の一例で
ある。

【図６】本発明による液晶パネルの駆動回路の詳細図の
一例である。

【図７】本発明による液晶パネルのフィールドリセット
を行った時の垂直シフトレジスタの出力とリセットパル
スと信号線電位との関係図である。

【図８】本発明によるＣＭＰにより製造される液晶素子
の断面図である。

【図９】本発明による液晶装置の概略的回路図である。

【図１０】本発明による液晶装置のブロック図である。

【図１１】本発明による液晶装置の入力部のディレイ回
路を含む回路図である。

【図１２】本発明による液晶装置の液晶パネルの概念図
である。

【図１３】本発明による液晶装置の製造上のエッチング
処理の良否を判断するグラフである。

【図１４】本発明による液晶装置を用いた液晶プロジェ
クターの概念図である。

【図１５】本発明による液晶プロジェクターの内部を示
す回路ブロック図である。

【図１６】本発明による投写型液晶表示装置の光学系の
実施形態を示す全体構成図である。

【図１７】本発明による投写型液晶表示装置の光学系に
用いたダイクロイックミラーの分光反射特性図である。

【図１８】本発明による投写型液晶表示装置の光学系の
色分解照明部の斜視図である。

【図１９】従来のマイクロレンズ付透過型液晶パネルの
部分拡大図である。

【図２０】本発明による液晶パネルの一例を示す断面図
である。

【図２１】本発明による液晶パネルの色分解・色合成の
原理説明図である。

【図２２】本発明による液晶パネルの部分拡大図であ
る。

【図２３】本発明による投写型液晶表示装置の投影光学
系を示す部分構成図である。

【図２４】本発明による投写型液晶表示装置のスクリー
ン上投影像の部分拡大図である。

【図２５】本発明による液晶パネルの模式的全体平面図
である。

【図２６】本発明による投写型液晶表示装置の駆動回路
系を示すブロック図である。

【図２７】本発明による投写型液晶表示装置のスクリー
ン上投影像の部分拡大図である。

【図２８】本出願人による従来のアクティブマトリクス
基板の製造工程図。

【図２９】本出願人による従来のアクティブマトリクス
基板の製造工程図（続き）。

【符号の説明】

１，２水平シフトレジスタ３垂直シフトレジスタ４〜１１ビデオ信号線１２〜２３スイッチングＭＯＳトランジスタ２４〜３５垂直信号線１０１リセットパルス１０２信号線電圧３８８制御ボード３８９フィルタ安全スイッチ４５３メインボード４５４液晶パネルドライブヘッドボード４５５，４５６，４５７液晶装置５１６ビデオ線１２２０マイクロレンズ（リフロー熱ダレ式）１２５１スペーサー柱１２５２周辺シール部１３０１投影レンズ１３０２マイクロレンズ付液晶パネル１３０３偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）１３０６ロッド型インテグレータ１３０７楕円リフレクター１３０８アークランプ１３０９スクリーン１３１０パネルドライバー１３１１デコーダー１３１２インターフェース回路１３１４バラスト（アークランプ点灯回路）１３２０マイクロレンズ付液晶パネル１３２１マイクロレンズガラス基板１３２２マイクロレンズ（インデックス分布式）１３２３シートガラス１３２４対向透明電極１３２５液晶１３２６画素電極１３２７アクティブマトリクス駆動回路部１３２８シリコン半導体基板１３２９基本絵素単位１３４０Ｒ反射ダイクロイックミラー１３４１Ｂ／Ｇ反射ダイクロイックミラー１３４２Ｂ反射ダイクロイックミラー１３４３高反射ミラー１３５０フレネルレンズ（第２コンデンサーレンズ）１３５１第１コンデンサーレンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H092 GA59 JA25 JB07 KA03 KA19 MA27 MA37 NA19 NA27 PA01 PA06 PA07 PA08 PA09 PA13 QA15 RA05 5C094 AA03 AA22 BA03 BA43 CA19 DA09 DA13 EB05 ED01 ED05 GA10 HA10 JA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板と、これに対向する基板と、
これらの基板間に封入された液晶とを含む液晶表示部を
有し、前記半導体基板の前記液晶側の表面上にマトリク
ス状に形成された画素電極に印加される液晶駆動電圧に
よって液晶をオン/オフさせるマトリクス基板におい
て、ビデオ線の数が同時書き込み画素数より多いことを特徴
とするマトリクス基板。
【請求項２】画素電極基板と、これに対向する基板
と、これらの基板間に封入された液晶とを含む液晶表示
部を有し、前記画素電極基板の前記液晶側の表面上にマ
トリクス状に形成された画素電極に印加される液晶駆動
電圧によって液晶をオン/オフさせる液晶表示装置にお
いて、ビデオ線の数が同時書き込み画素数より多いことを特徴
とする液晶表示装置。
【請求項３】サンプリングパルスの遅延量を変化させ
るためのスイッチを有することを特徴とする請求項２記
載の液晶表示装置。
【請求項４】請求項２記載の液晶表示装置を用いるこ
とを特徴とする表示装置。
【請求項５】請求項２記載の液晶表示装置を反射型と
して画像信号を表示することを特徴とする液晶プロジェ
クター装置。
【請求項６】前記液晶表示部は、前記画素電極を形成
する半導体基板と、前記分割したビデオ信号線を含むア
クティブマトリクス駆動回路部と、画素電極と、液晶層
と、対向透明電極と、シートガラスとを順次積層した構
造を有することを特徴とする請求項２記載の液晶表示装
置。
【請求項７】前記シートガラス上にマイクロレンズを
形成し、前記マイクロレンズの１つの素子は、前記画素
電極の２つに対して１つ形成することを特徴とする請求
項６記載の液晶表示装置。
【請求項８】前記マイクロレンズは、前記シートガラ
ス上のマイクロレンズガラス基板に形成することを特徴
とする請求項７記載の液晶表示装置。
【請求項９】請求項６乃至８のいずれか１項に記載さ
れた液晶表示装置を反射型として画像信号を表示するこ
とを特徴とする液晶プロジェクター装置。
【請求項１０】前記分割したビデオ信号線を含む前記
液晶表示部を３色カラー用に少なくとも３個備え、高反
射ミラーと、青色反射ダイクロイックミラーとで青色光
を分離し、更に赤色反射ダイクロイックミラーと、緑色
／青色反射ダイクロイックミラーで赤色と緑色とを分離
して、前記液晶表示部の各々を投射することを特徴とす
る請求項９記載の液晶プロジェクター装置。