JP2004212864A

JP2004212864A - Liquid crystal device, its manufacture method, and electronic appliance

Info

Publication number: JP2004212864A
Application number: JP2003002205A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kaneko; 英樹金子; Kazuhiro Tanaka; 千浩田中; Satoshi Taguchi; 聡志田口
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-01-08
Filing date: 2003-01-08
Publication date: 2004-07-29

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal device which is capable of effectively enhancing the numerical aperture and can complies with the higher definition of a pixel without changing a manufacture apparatus, and to provide a manufacture method thereof. <P>SOLUTION: The liquid crystal device is equipped with a data line 11, a plurality of TFD elements 13 connected with the data line 11 and pixel electrodes connected with the TFD elements on an element substrate. Therein, the data line 11 is formed with a monolayer metal thin film made of material different from that of the pixel electrodes. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶装置、及びその製造方法、並びに電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アクティブマトリクス方式の液晶装置において、画素のスイッチングを行うための非線形素子として薄膜ダイオード（ＴＦＤ：ＴｈｉｎＦｉｌｍＤｉｏｄｅ）素子などの二端子型非線形素子を備えたものが実用化されており、配線の交差部分がないために配線間の導通不良が生じない点や、成膜工程およびフォトリソグラフィ工程が少ない点において有利である。この種のＴＦＤ素子として、本出願人はすでに（特許文献１）に記載のものを提案している。図９（ａ）は、係る文献に記載の１サブ画素分のレイアウトを示す平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるＧ−Ｇ’線視断面図であり、図９（ｃ）は、図９（ａ）におけるＨ−Ｈ’線視断面図である。
【０００３】
図９（ａ）に示すように、係る液晶装置の画素は、略矩形状の画素電極２１２と、隣接する画素電極２１２間に延在する主配線２１１ａとこの主配線２１１ａ上に形成された補助配線２１１ｂとからなる配線２１１と、前記画素電極２１２及びデータ線２１１に隣接して設けられたＴＦＤ素子２１３とを主体として構成されている。上記画素電極２１２と補助配線２１１ｂとは、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）で形成され、主配線２１１ａは金属薄膜からなる。
ＴＦＤ素子２１３は、第１のＴＦＤ素子３３１および第２のＴＦＤ素子３３２とからなり、第１のＴＦＤ素子３３１は、配線２１１側からみて、当該配線２１１の一部を成す第２金属膜３１１と、絶縁膜２１３ｂと、第１金属膜２１３ａとがこの順に積層された構成となっている。一方、第２のＴＦＤ素子３３２は、配線２１１側からみて、第１金属膜２１３ａと、絶縁膜２１３ｂと、画素電極２１２に接続された第２金属膜２１３ｃとがこの順に積層された構成となっており、第１のＴＦＤ素子３３１とは反対のダイオードスイッチング特性を有する。そして、ＴＦＤ素子を備えた液晶装置を高精細化するために、上記特許文献１に記載の技術では、図６に示すように、第１のＴＦＴ素子３３１を配線２１１と第１金属膜２１３ａとの交差点に形成することで、画素領域内における平面積を節約して画素の高開口率化を図っている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３１４１７２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図９に示す構成を備えた液晶装置を製造するに際しては、同一構成材料の補助配線２１１ｂと画素電極２１２とを形成するために、ベタ状に成膜したＩＴＯ膜のパターニングを行う。係る製造方法においては、補助配線２１１ｂと画素電極２１２との間隙ｇ’の幅は、ＩＴＯ膜をパターニングするための手段（フォトリソグラフィ装置やエッチング装置）により実現できる最小加工寸法よりも小さくすることはできない。そのため、先の特許文献１で想定されている画素ピッチをさらに狭くしていくと、この間隙の幅が画素の開口率低下に無視できない影響を与え、十分な明るさの表示が得られなくなるおそれがある。また、先の間隙ｇ’を狭くするためにパターニング手段を構成する装置を、より微細な加工が可能な装置に入れ替えることは、リードタイムの延長や費用負担の増加という問題が生じるため好ましくない。
【０００６】
本発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、効果的に開口率の向上が図れ、画素の高精細化に容易に対応できる液晶装置、及びこれを備えた電子機器を提供することを目的としている。
また本発明は、製造設備の変更を伴わずに画素の高開口率化を図れる液晶装置の製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶装置は、上記課題を解決するために、液晶層を挟んで他の基板と対向する素子基板上に、配線と、該配線に接続された複数の二端子型非線形素子と、前記二端子型非線形素子に接続された画素電極とが形成された液晶装置であって、前記配線が、前記画素電極とは異なる材料からなる単層の金属薄膜で形成されていることを特徴とする。
係る構成によれば、図９に示す従来構成のように配線上にＩＴＯからなる補助配線が形成されないので、素子基板上で隣接する画素電極間に、画素電極と同一の構成材からなる要素が形成されない。これにより、上記画素電極と配線との間隔を狭小化することができ、もって液晶装置の高開口率化、高精細化を実現することができる。
【０００８】
本発明の液晶装置では、前記配線が、Ｃｒを含む金属材料の単層膜で形成されていることが好ましく、記配線が、Ｔａ，Ｍｏ，Ａｌのいずれかを含む金属材料の単層膜で形成されていても良い。
係る液晶装置によれば、上記材料を用いて配線を構成することで、配線の抵抗値を低減することができ、信号遅延等を効果的に防止することができる。
【０００９】
次に、本発明の液晶装置の製造方法は、液晶層を挟んで他の基板と対向する素子基板上に、配線と、該配線に接続された複数の二端子型非線形素子と、前記二端子型非線形素子に接続された画素電極とが形成された液晶装置を製造するに際して、前記配線を単層の金属薄膜で形成することを特徴とする。
係る製造方法によれば、素子基板上で隣接する画素電極間に、これら画素電極と同一の構成材からなる要素を形成しないので、画素電極を形成するためのパターニング手段の最小加工寸法により画素電極と配線との間隔が制限されることがない。これにより、高精細、高開口率の液晶装置を容易に製造することが可能になる。
また、係る製造方法は、パターニング手段の最小加工寸法を変更することなく、配線と画素電極との間隔を狭小化するため、既存設備の変更が不要であり、液晶装置のリードタイムの延長や設備コストの増加等の問題を生じることがない。
【００１０】
上記本発明の液晶装置の製造方法は、前記画素電極を、パターニング手段によりパターニングして形成するに際して、前記画素電極と前記配線との間隔を、前記パターニング手段の最小加工寸法より狭くすることが好ましい。
係る製造方法とすることで、画素の高開口率化を効果的に実現でき、高精細の液晶装置を製造することができる。
【００１１】
次に、本発明に係る電子機器は、先に記載の本発明の液晶装置を備えたことを特徴としている。係る構成によれば、高精細で明るい表示が得られる画像表示部を有する電子機器を提供することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更可能である。なお、以下に示す各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を異ならせてある。
【００１３】
（液晶装置の構成）
図１は、本実施形態に係る液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。同図に示す液晶装置は、スイッチング素子としてＴＦＤ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＤｉｏｄｅ）素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶装置である。同図に示すように、液晶装置は、Ｘ方向に延在する複数の走査線２５と、Ｙ方向に延在する複数のデータ線１１と、走査線２５およびデータ線１１の各交差に設けられたサブ画素５０とを有する。さらに、複数の走査線２５のうち図１における上から数えて奇数本目の走査線２５（以下、単に「奇数本目の走査線」と表記する）は第１のＹドライバＩＣ４０１に接続される一方、図１における上から数えて偶数本目の走査線２５（以下、単に「偶数本目の走査線」と表記する）は第２のＹドライバＩＣ４０２に接続されている。そして、各走査線２５には、これらのＹドライバＩＣによって生成された走査信号が供給される。
なお、以下では、第１のＹドライバＩＣ４０１と第２のＹドライバＩＣ４０２とを特に区別する必要がない場合には、単に「ＹドライバＩＣ４０」と表記する。また、各データ線１１はＸドライバＩＣ４１に接続されており、このＸドライバＩＣ４１によって生成されたデータ信号が供給される。一方、マトリクス状に配列する複数のサブ画素５０の各々は、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）またはＢ（青色）のいずれかの色に対応する。各サブ画素５０は、液晶表示要素５１とＴＦＤ素子１３とが直列接続された構成となっている。
【００１４】
次に、図２は、本実施形態に係る液晶装置を背面側（つまり観察者が位置すべき側と反対側）からみた場合の構成を示す斜視図である。なお、図２に示すように、Ｘ軸の負方向を「Ａ側」、正方向を「Ｂ側」と定める。
図２に示すように、液晶装置は、相互に対向する素子基板１０および対向基板２０がシール材３０によって貼り合わされるとともに、両基板とシール材３０とによって囲まれた領域に液晶（図２においては図示が省略されている）が封入された構成となっている。シール材３０は、対向基板２０の縁辺に沿って略長方形の枠状に形成されるが、液晶を封入するために一部が開口された形状となっている。このため、液晶の封入後にその開口部分が封止材３１によって封止される。また、シール材３０には導電性を有する多数の導通粒子が分散されている。この導通粒子は、例えば金属のメッキが施されたプラスチックの粒子や、導電性を有する樹脂の粒子であり、素子基板１０および対向基板２０の各々に形成された配線同士を導通させる機能と、両基板の間隙（セルギャップ）を一定に保つスペーサとしての機能とを兼ね備える。なお、実際には、素子基板１０および対向基板２０の外側の表面に、入射光を偏光させるための偏光板や、干渉色を補償するための位相差板などが適宜貼着される。
【００１５】
素子基板１０および対向基板２０は、ガラスや石英、プラスチックなどの光透過性を有する板状部材である。このうち観察側に位置する素子基板１０の内側（液晶側）表面には上述した複数のデータ線１１が形成される一方、背面側に位置する対向基板２０の内側の面上には複数の走査線２５が形成されている。また、素子基板１０は、シール材３０から外側の領域（すなわち、シール材３０および液晶と対向しない領域である。以下、「縁辺領域」と表記する）１０ａを有する。そして、縁辺領域１０ａのうちＸ方向の中央部近傍にはＸドライバＩＣ４１が、当該ＸドライバＩＣ４１を挟んで両側の位置には第１のＹドライバＩＣ４０１および第２のＹドライバＩＣ４０２が、それぞれＣＯＧ技術を用いて実装されている。すなわち、これらのドライバＩＣは、接着材中に導通粒子を分散させた異方性導電膜（ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ；ＡＣＦ）を介して素子基板１０上に実装されている。また、縁辺領域１０ａのうち素子基板１０の縁端部近傍には複数のパッド１７が形成されるとともに、各パッドが形成された部分の近傍には、フレキシブル基板（図示略）の一端が接合される。このフレキシブル基板の他端には、例えば回路基板などの外部機器が接合されている。
【００１６】
かかる構成の下、ＸドライバＩＣ４１は、外部機器からフレキシブル基板およびパッド１７を介して入力された信号に応じてデータ信号を生成し、これをデータ線１１に対して出力する。他方、ＹドライバＩＣ４０１，４０２は、外部機器からフレキシブル基板およびパッド１７を介して入力された信号に応じて走査信号を生成して出力する。この走査信号は、素子基板１０上に形成された引廻し配線１６からシール材３０中の導通粒子を介して対向基板２０側へ伝達され、この上基板２０上の各走査線２５に与えられる。
【００１７】
次に、液晶装置のうち、シール材３０の内周縁によって囲まれた領域（以下、「表示領域」と表記する）内の構成を説明する。図３は、図２（ａ）におけるＣ−Ｃ’線からみた断面のうち表示領域内の部分を示す図であり、図４は、液晶装置のうち表示領域内に形成された要素を示す斜視図である。また図４におけるＤ−Ｄ’線からみた断面図が図３に相当する。
【００１８】
これらの図に示すように、表示領域内における素子基板１０の内側（液晶３５側）表面には、マトリクス状に配列された複数の画素電極１２と、各画素電極１２の間隙部分においてＹ方向に延在する複数のデータ線１１とが形成されている。各画素電極１２は、例えばＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）などの透明導電材料によって形成された略矩形状の電極である。そして、各画素電極１２と、当該画素電極１２に一方の側において隣接するデータ線１１とはＴＦＤ素子１３を介して接続されている。また、図３に示すように、データ線１１、画素電極１２およびＴＦＤ素子１３が形成された素子基板１０の表面は、配向膜１５１（図４においては図示略）によって覆われている。この配向膜１５１は、ポリイミドなどからなる有機薄膜であり、電圧が印加されていないときの液晶３５の配向方向を規定するためのラビング処理が施されている。
【００１９】
ここで、図５（ａ）は、素子基板１０上の要素のうちひとつのサブ画素５０に対応するものを対向基板２０側（背面側）からみた場合の構成を示す平面図である。また、同図（ｂ）は（ａ）におけるＥ−Ｅ’線視断面図であり、同図（ｃ）は（ａ）におけるＦ−Ｆ’線視断面図である。図５（ａ）および（ｃ）に示すように、本実施形態の液晶装置では、データ線１１は、金属材料の単層配線である。一方、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、ＴＦＤ素子１３は、Ｘ方向に延在してデータ線１１と直交する平面視矩形状の第１金属膜１３ａと、この第１金属膜１３ａの表面に陽極酸化によって形成された絶縁膜１３ｂと、絶縁膜１３ｂの表面に相互に離間して形成された第２金属膜１１１および１３ｃとから構成されている。第１金属膜１３ａは、例えばタンタル（Ｔａ）単体や、タングステン（Ｗ）等を含むタンタル合金といった各種の導電性材料によって形成される。本実施形態では第１金属膜１３ａがタンタルによって形成された場合を想定している。
【００２０】
第２金属膜１１１はデータ線１１の一部分により形成されている。より具体的には、第２金属膜１１１は、図５（ａ）に示すように、複数のサブ画素５０（より具体的には複数のＴＦＤ素子１３）にわたって延在するデータ線１１のうち、絶縁膜１３ｂを挟んで第１金属膜１３ａと交差する部分に相当する。また、本実施形態では、データ線１１の延在方向において、第２金属膜１１１の部位の幅を他の部位に比して太く形成することで、ＴＦＤ素子１３の性能（後述する非線形特性の対称性）が調整されている。
【００２１】
一方、第２金属膜１３ｃは、図５（ａ）に示すように平面視略Ｔ字型を成して形成されており、絶縁膜１３ｂを挟んで第１金属膜１３ａと交差する部分を有する一方、一部が画素電極１２に接続されている。データ線１１（第２金属膜１１１を含む）および第２金属膜１３ｃは、例えばクロム（Ｃｒ）やアルミニウム（Ａｌ）といった各種の導電性材料からなる同一の層から形成され、上記の金属材料の他タンタルやモリブデン（Ｍｏ）でも形成することができる。本実施形態は、データ線１１および第２金属膜１３ｃがクロムによって形成された場合を想定している。
【００２２】
そして、ＴＦＤ素子１３は、第１のＴＦＤ素子１３１と第２のＴＦＤ素子１３２とから構成される。すなわち、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、第１のＴＦＤ素子１３１は、データ線１１の側からみると、当該データ線１１のうち絶縁膜１３ｂを挟んで第１金属膜１３ａと交差する部分に相当する第２金属膜１１１、絶縁膜１３ｂ、および第１金属膜１３ａがこの順に積層された構成となり、金属／絶縁体／金属のサンドイッチ構造を採る結果、正負双方向のダイオードスイッチング特性を有する。一方、第２のＴＦＤ素子１３２は、データ線１１側からみると、第１金属膜１３ａ、絶縁膜１３ｂ、および第２金属膜１３ｃがこの順に積層された構成となり、第１のＴＦＤ素子１３１とは反対のダイオードスイッチング特性を有する。このように、ＴＦＤ素子１３は、２つのダイオードを互いに逆向きに直列接続した構成となっているため、１つのダイオードを用いた場合と比較して、電流−電圧の非線形特性が正負の双方向にわたって対称化される。ただし、かかる非線形特性の対称性を確保するためには、第１のＴＦＤ素子１３１の絶縁膜１３ｂと第２のＴＦＤ素子１３２の絶縁膜１３ｂとを同一の厚さにするとともに、第１のＴＦＤ素子１３１において第１金属膜１３ａと第２金属膜１１１とが交差する面積を、第２のＴＦＤ素子１３２において第１金属膜１３ａと第２金属膜１３ｃとが交差する面積と等しくする必要がある。そして、本実施形態においては、第１のＴＦＤ素子１３１における当該面積を第２のＴＦＤ素子１３２における当該面積と同一とするために、図５（ａ）に示すように、データ線１１のうち第２金属膜１１１に対応する部分の幅が、その他の部分の幅と比較してやや広くなっている。
【００２３】
以上のように、本実施形態においては、Ｙ方向に延在するデータ線１１とＸ方向に延在する第１金属膜１３ａとの交差部分において第１のＴＦＤ素子１３１が形成されるようになっている。すなわち、第１のＴＦＤ素子１３１は、データ線１１を形成すべきスペースに含まれるように形成される。したがって、電流−電圧特性の対称性を確保すべく、各サブ画素５０ごとに２つのＴＦＤ素子１３１および１３２を設けているにもかかわらず、サブ画素５０のうちＴＦＤ素子のみが占めるスペースは、実際には、第２のＴＦＤ素子１３２ひとつ分のスペースとなる。このように、本実施形態によれば、ひとつのサブ画素５０に対応する領域のうちＴＦＤ素子の占める割合を少なくすることができ、開口率を向上させて良好な表示品位を実現することができる。
【００２４】
一方、図３および図４に示すように、対向基板２０の面上には、反射層２１、カラーフィルタ２２、遮光層２３、オーバーコート層２４、複数の走査線２５および配向膜２６が形成されている。
反射層２１は、例えばアルミニウムや銀といった光反射性を有する金属によって形成された薄膜である。観察側から液晶装置に入射した光は、この反射層２１の表面において反射されて観察側に出射され、これによりいわゆる反射型表示が実現される。ここで、図３に示すように、対向基板２０の内側表面のうち反射層２１によって覆われた領域は、多数の微細な凹凸が形成された粗面となっている。したがって、かかる粗面を覆うように薄膜状に形成された反射層２１の表面には、当該粗面を反映した微細な凹凸（すなわち散乱構造）が形成される。この結果、観察側からの入射光は、反射層２１の表面において適度に散乱した状態で反射するされ、反射層２１表面における鏡面反射を回避して広い視野角が実現される。尚、図３では、基板２０表面に凹凸形状が直接形成されている場合を図示しているが、反射層２１に散乱機能を付与するための構造は本実施形態で挙げた例に限定されず、例えば、基板２０上に樹脂膜を形成し、その表面に凹凸を形成したものや、反射層２１上に光散乱性を有する光学素子（屈折率の異なる材料どうしを混練硬化した樹脂膜等）を設けたものも適用できるのは勿論である。
【００２５】
カラーフィルタ２２は、各サブ画素５０に対応して反射層２１の面上に形成された樹脂層であり、図４に示すように、染料や顔料によってＲ（赤色）、Ｇ（緑色）またはＢ（青色）のうちのいずれかに着色されている。そして、相互に異なる色に対応した３つのサブ画素５０によって、表示画像の画素（ドット）が構成される。遮光層２３は、素子基板１０上にマトリクス状に配列する画素電極１２の間隙部分に対応して格子状に形成され、各画素電極１２同士の隙間を遮光する役割を担っている。本実施形態における遮光層２３は、図３に示すように、Ｒ、ＧおよびＢの３色分のカラーフィルタ２２が積層された構成を有するものである。オーバーコート層２４は、カラーフィルタ２２および遮光層２３によって形成された凹凸を平坦化するための層であり、例えばエポキシ系やアクリル系などの樹脂材料によって形成される。
【００２６】
走査線２５は、オーバーコート層２４の面上に、ＩＴＯなどの透明導電材料によって形成された帯状の電極である。図４に示すように、各走査線２５は、素子基板１０上においてＸ方向に列をなす複数の画素電極１２と対向するようにＸ方向に延在して形成される。そして、画素電極１２と、これに対向する走査線２５と、両者によって挟まれた液晶３５とによって、前掲図１に示した液晶表示要素５１が構成される。すなわち、走査線２５に走査信号を供給するとともに、データ線１１にデータ信号を供給することによってＴＦＤ素子１３にしきい値以上の電圧を印加すると、当該ＴＦＤ素子１３はオン状態となる。そしてこの結果、ＴＦＤ素子１３に接続された液晶表示要素５１に電荷が蓄積され、液晶３５の配向方向が変化する。こうしてサブ画素５０ごとに液晶３５の配向方向を変化させることにより、所望の表示を行なうようになっている。一方、電荷が蓄積された後に当該ＴＦＤ素子１３をオフ状態としても液晶表示要素５１における電荷の蓄積は維持される。また、複数の走査線２５が形成されたオーバーコート層２４の表面は、素子基板１０上の配向膜１５１と同様の配向膜２６（図４においては図示略）によって覆われている。
【００２７】
以上の構成の本実施形態の液晶装置では、図５に示すように、データ線１１が金属薄膜の単層配線で形成されていることで、図５（ａ）に示す画素電極１２とデータ線１１との間隙ｇの幅を図９に示す液晶装置よりも小さくすることができる。つまり、本実施形態においては、データ線１１上にＩＴＯで構成された要素が存在しないため、ＩＴＯからなる構成要素の間隔は各画素電極１２間の間隔となる。その結果、画素電極１２を形成するためのパターニング手段（フォトグラフィ装置、エッチング装置等）の加工精度が同一であっても画素電極１２間の距離を狭くすることが可能になり、製造設備を変更することなく画素の高精細化に対応することができ、液晶装置の製造に極めて有用な技術である。
【００２８】
さらに図９に示す画素構造と比較するならば、図９では、主配線線２１１ａの全長にわたって上述した補助配線２１１ｂは形成されておらず、幅が細くなった第２金属膜３１１の近傍において当該補助配線２１１ｂが途切れている。これは、補助配線２１１ｂが絶縁膜２１３ｂの面上に形成されていると第１のＴＦＤ素子３３１のスイッチング特性が設計と異なってしまう事態を避けるための構造であるが、この補助配線２１１ｂ経路中の間隙の形成に際してもパターニング手段の加工精度が影響し、素子が高精細化されるに従ってこの間隙も狭くなる。その場合、正確な製造が困難になることが予想される。パターニング手段の加工精度が向上すれば、このような構成で液晶装置を製造することも可能であるが、それには製造設備の変更が必須であり、リードタイムの延長や設備投資の負担増が避けられない。これに対して、本発明に係る構成を備えた液晶装置は、画素の高精細化を設備変更を伴わずに実現できることから明確な有利性を備えている。
【００２９】
（液晶装置の製造方法）
次に、本実施形態の液晶装置の製造方法について、図面を参照して説明する。図６〜図８は、素子基板１０上に画素を形成する工程を順に説明するための図であり、各図において、破線で示された構成要素はその工程が行われる時点では素子基板１０上に設けられていない構成要素である。また、図６〜図８では、説明のために素子基板１０上の多数の画素のうち連続する３画素のみを図示している。
【００３０】
図５に示す構造の画素を有する素子基板を製造するには、まず、素子基板１０上にスパッタリング法や電子ビーム蒸着法などによりタンタル薄膜を形成する。その後このタンタル薄膜をフォトリソグラフィ技術やエッチング技術を用いてパターニングして、図６に示すように、図示Ｘ方向に延在する線状部６１ａと、この線状部６１ａを一端側で連結する連結部６１ｂとを形成する。線状部６１ａは、後のパターニングにより第１金属膜１３ａを構成するものである。図６では線状部６１ａを１本のみ示しているが、実際には図示Ｙ方向に複数本並設され、その一端側は連結部６１ｂに接続されている。
【００３１】
上記タンタル薄膜の膜厚は、ＴＦＤ素子１３の特性に応じて適宜選択されるが、通常は１００ｎｍ〜５００ｎｍ程度である。また、上記タンタル薄膜を成膜するに先立って、基板１０の表面に酸化タンタルなどからなる絶縁膜を形成しておくこともでき、この絶縁膜を下地として上記タンタル薄膜を形成すれば、タンタル薄膜の基板１０への密着性を高めることができると共に、基板１０からタンタル薄膜への不純物の拡散を抑制することができる。
また、上記タンタル薄膜は、図２に示す引廻し配線１６やパッド１７を形成するために利用することもでき、上記タンタル薄膜を用いてこれらの配線等を形成すれば、工程の効率化が図れる。
【００３２】
次に、図６に示す形状にパターニングされたタンタル薄膜を陽極酸化することにより、表面に酸化タンタルからなる酸化膜を形成する。この工程により、図５（ｂ）に示す絶縁膜１３ｂとなるべき部分が形成される。上記陽極酸化工程は、素子基板１０を電解液中に浸漬した状態で電解液と連結部６１ｂ（線状部６１ａ）との間に所定の電圧を印加してタンタル膜の表面を酸化させることで行うことができる。この陽極酸化工程において形成される酸化膜の膜厚は、ＴＦＤ素子の特性に応じて適宜選択されるが、例えば１０ｎｍ〜３５ｎｍ程度である。また、陽極酸化に用いる電解液としては、例えば０．０１〜０．１重量％程度のクエン酸水溶液を用いることができる。次いで、陽極酸化膜のピンホール除去や膜質の安定を目的として、上記酸化膜に対して熱処理を施す。
【００３３】
次に、上記素子基板１０の前面を覆うようにクロム薄膜を形成する。このクロム薄膜は例えばスパッタリング法などにより６０ｎｍ〜３００ｎｍ程度の膜厚に形成される。このクロム薄膜は、データ線１１及びＴＦＤ素子１３の第２金属膜１３ｃを構成するものであり、図２に示す素子基板１０周縁部の引廻し配線１６をこのクロム薄膜を利用して形成しても良い。
次いで、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、上記クロム薄膜をパターニングする。すると、図７に示すように、図示Ｙ方向に延在し、一部で線状部６１ａと交差するデータ線１１、及びデータ線１１とは異なる位置で線状部６１ａと交差する平面視略Ｔ字型の第２金属膜１３ｃとが形成される。
【００３４】
次に、図８に示すように、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、線状部６１ａを部分的に除去して平面視矩形状の第１金属膜１３ａ（及び絶縁膜１３ｂ）を形成する。また、この工程において連結部６１ｂも除去される。このようにして、第１ＴＦＤ素子１３１と、第２ＴＦＤ素子１３２とを備えたＴＦＤ素子１３が、各サブ画素毎に形成される。そして、図８の破線で示す領域に平面視略矩形状のＩＴＯからなる画素電極１２を形成する。
【００３５】
この画素電極１２の形成に際しても、上記各工程と同様に、ＩＴＯ薄膜をベタ状に形成した後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いてパターニングする方法が適用できるが、本発明に係る製造方法では、特に、画素電極１２とデータ線１１との間隙ｇの幅が、パターニング手段（フォトリソグラフィ装置、エッチング装置等）の最小加工寸法よりも狭くされることを特徴としている。つまり、上記パターニング手段の最小加工寸法が３μｍであれば、間隙ｇは３μｍ未満の幅に形成される。本実施の形態では、このような狭小な間隙ｇを実現するために、図５〜図８に示すようにデータ線１１をクロム薄膜の単層構造とすることで、素子基板１０の表示領域内においてＩＴＯで構成される要素を画素電極１２のみとし、図９に示す従来の構造に比してＩＴＯの構成要素間の間隙を大きくしている。
【００３６】
次に、素子基板１０の表示領域を覆うようにポリイミド等で配向膜を形成し、必要に応じてラビング処理することにより図２ないし図４に示す素子基板１０上の各構成要素が形成される。そして、別途用意した対向基板２０とシール材３０を介して貼り合わせ、シール材３０内に液晶を封止すれば、本実施形態の液晶装置を製造することができる。
尚、対向基板２０は、公知の方法により製造することができ、例えば特許文献１に記載の製造方法が適用できる。
【００３７】
このように、本実施形態の製造方法では、データ線１１をクロム薄膜の単層構造とすることで、素子基板１０の表示領域内においてＩＴＯで構成される要素を画素電極１２のみとし、図９に示す従来の構造に比してＩＴＯの構成要素間の間隙を大きくし、もって図５に示す間隙ｇの狭小化を実現しているので、パターニング手段の加工精度を変更することなく画素電極１２とデータ線１１との距離を狭めることができるため、現状の製造設備を使用して高精細の液晶装置を製造でき、液晶装置のリードタイム、及び設備コストの点で極めて有用である。
【００３８】
（電子機器の表示装置に適用するための形態）
最後に、上記液晶パネルを含む液晶装置を電子機器の表示装置として用いる場合の実施形態について説明する。図１０は、本実施形態の全体構成を示す概略構成図である。ここに示す電子機器は、上記と同様の液晶パネル２００と、これを制御する制御手段１２００とを有する。ここでは、液晶パネル２００を、パネル構造体２００Ａと、半導体ＩＣ等で構成される駆動回路２００Ｂとに概念的に分けて描いてある。また、制御手段１２００は、表示情報出力源１２１０と、表示処理回路１２２０と、電源回路１２３０と、タイミングジェネレータ１２４０とを有する。
【００３９】
表示情報出力源１２１０は、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等からなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等からなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ１２４０によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等の形で表示情報を表示情報処理回路１２２０に供給するように構成されている。
【００４０】
表示情報処理回路１２２０は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号ＣＬＫと共に駆動回路２００Ｂへ供給する。駆動回路２００Ｂは、走査線駆動回路、データ線駆動回路及び検査回路を含む。また、電源回路１２３０は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。
【００４１】
（電子機器）
図１１は、本発明に係る液晶装置を携帯電話機の表示部に適用した例を示す斜視構成図である。同図に示すように、携帯電話機１３００は、本発明の液晶装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。この場合、暗所における視認性を確保すべく、半透過反射型の液晶装置を表示部１３０１として用いることが望ましい。
上記実施の形態の液晶表示装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても、高精細で明るい表示を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、同液晶装置の外観を示す斜視構成図である。
【図３】図３は、同液晶装置の表示領域内の構成を示す断面構成図である。
【図４】図４は、同液晶装置の表示領域内の構成を示す斜視構成図である。
【図５】図５（ａ）は、同液晶装置における画素構成を示す平面構成図、図５（ｂ）は図５（ａ）に示すＥ−Ｅ’線に沿う断面構成図、図５（ｃ）は、図５（ａ）に示すＦ−Ｆ’線に沿う断面構成図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る液晶装置の製造方法を説明するための説明図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る液晶装置の製造方法を説明するための説明図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係る液晶装置の製造方法を説明するための説明図である。
【図９】図９（ａ）は、従来のＴＦＤ素子の構成を示す平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）に示すＧ−Ｇ’線に沿う断面構成図、図９（ｃ）は、図９（ａ）に示すＨ−Ｈ’線に沿う断面構成図である。
【図１０】図１０は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視構成図である。
【図１１】図１１は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視構成図である。
【符号の説明】
１０素子基板、１１データ線（配線）、１２画素電極、１３ＴＦＤ素子（二端子型非線形素子）、１３ａ第１金属膜、１３ｂ絶縁膜、１１１第２金属膜[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal device, a method for manufacturing the same, and an electronic apparatus.
[0002]
[Prior art]
In an active matrix type liquid crystal device, a device having a two-terminal non-linear element such as a thin film diode (TFD) as a non-linear element for switching pixels has been put to practical use. This is advantageous in that no continuity failure occurs between the wirings due to the absence, and that the number of film forming steps and photolithography steps is small. As a TFD element of this type, the present applicant has already proposed an element described in (Patent Document 1). FIG. 9A is a plan view showing a layout of one sub-pixel described in the document, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line GG ′ in FIG. 9C is a sectional view taken along line HH ′ in FIG. 9A.
[0003]
As shown in FIG. 9A, the pixel of the liquid crystal device has a substantially rectangular pixel electrode 212, a main wiring 211a extending between adjacent pixel electrodes 212, and an auxiliary formed on the main wiring 211a. The configuration mainly includes a wiring 211 composed of a wiring 211b and a TFD element 213 provided adjacent to the pixel electrode 212 and the data line 211. The pixel electrode 212 and the auxiliary wiring 211b are formed of ITO (indium tin oxide), and the main wiring 211a is made of a metal thin film.
The TFD element 213 includes a first TFD element 331 and a second TFD element 332. The first TFD element 331 includes a second metal film 311 forming a part of the wiring 211 when viewed from the wiring 211 side. , An insulating film 213b and a first metal film 213a are stacked in this order. On the other hand, the second TFD element 332 has a configuration in which a first metal film 213a, an insulating film 213b, and a second metal film 213c connected to the pixel electrode 212 are stacked in this order when viewed from the wiring 211 side. And has a diode switching characteristic opposite to that of the first TFD element 331. In order to increase the definition of a liquid crystal device having a TFD element, in the technique described in Patent Document 1, as shown in FIG. 6, a first TFT element 331 is connected to a wiring 211 and a first metal film 213a. , The plane area in the pixel region is saved and the aperture ratio of the pixel is increased.
[0004]
[Patent Document 1] JP-A-2002-314172
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When manufacturing a liquid crystal device having the configuration shown in FIG. 9, a solid ITO film is patterned in order to form the auxiliary wiring 211b and the pixel electrode 212 of the same constituent material. In such a manufacturing method, the width of the gap g ′ between the auxiliary wiring 211b and the pixel electrode 212 may be smaller than the minimum processing size that can be realized by the means for patterning the ITO film (photolithography apparatus or etching apparatus). Can not. Therefore, if the pixel pitch assumed in Patent Document 1 is further narrowed, the width of the gap has a non-negligible effect on a decrease in the aperture ratio of the pixel, and a display with sufficient brightness may not be obtained. There is. Further, it is not preferable to replace the device constituting the patterning means with a device capable of finer processing in order to make the gap g 'narrower, because problems such as an increase in lead time and an increase in cost burden occur.
[0006]
The present invention has been made in view of the circumstances described above, and provides a liquid crystal device that can effectively improve the aperture ratio and can easily cope with high definition of a pixel, and an electronic device including the liquid crystal device. It is aimed at.
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a liquid crystal device which can increase the aperture ratio of pixels without changing manufacturing equipment.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the liquid crystal device of the present invention includes a wiring, a plurality of two-terminal nonlinear elements connected to the wiring, on an element substrate opposed to another substrate with a liquid crystal layer interposed therebetween, A liquid crystal device in which a pixel electrode connected to a two-terminal nonlinear element is formed, wherein the wiring is formed of a single-layer metal thin film made of a material different from the pixel electrode. .
According to this configuration, since the auxiliary wiring made of ITO is not formed on the wiring unlike the conventional configuration shown in FIG. 9, an element made of the same constituent material as the pixel electrode is provided between adjacent pixel electrodes on the element substrate. Not formed. Thus, the distance between the pixel electrode and the wiring can be narrowed, so that a high aperture ratio and high definition of the liquid crystal device can be realized.
[0008]
In the liquid crystal device of the present invention, it is preferable that the wiring is formed of a single-layer film of a metal material containing Cr, and the wiring is formed of a single-layer film of a metal material containing any of Ta, Mo, and Al. It may be formed.
According to such a liquid crystal device, by forming a wiring using the above-described material, the resistance value of the wiring can be reduced, and a signal delay or the like can be effectively prevented.
[0009]
Next, a method of manufacturing a liquid crystal device according to the present invention includes the steps of: providing a wiring, a plurality of two-terminal non-linear elements connected to the wiring on an element substrate opposed to another substrate with a liquid crystal layer interposed therebetween, When manufacturing a liquid crystal device in which a pixel electrode connected to a type nonlinear element is formed, the wiring is formed of a single-layer metal thin film.
According to such a manufacturing method, since an element made of the same constituent material as these pixel electrodes is not formed between adjacent pixel electrodes on the element substrate, the pixel electrode is formed by the minimum processing size of the patterning means for forming the pixel electrode. There is no limitation on the distance between the wire and the wiring. This makes it possible to easily manufacture a liquid crystal device having a high definition and a high aperture ratio.
In addition, such a manufacturing method does not require changing existing equipment because the distance between the wiring and the pixel electrode is narrowed without changing the minimum processing dimension of the patterning means, so that the lead time of the liquid crystal device can be extended and the equipment can be extended. There is no problem such as an increase in cost.
[0010]
In the method of manufacturing a liquid crystal device according to the present invention, when the pixel electrode is formed by patterning with a patterning unit, it is preferable that an interval between the pixel electrode and the wiring is smaller than a minimum processing size of the patterning unit. .
With such a manufacturing method, a high aperture ratio of pixels can be effectively realized, and a high-definition liquid crystal device can be manufactured.
[0011]
Next, an electronic apparatus according to the present invention includes the above-described liquid crystal device of the present invention. According to such a configuration, it is possible to provide an electronic device having an image display unit capable of obtaining a high-definition and bright display.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. These embodiments show one aspect of the present invention, and do not limit the present invention, and can be arbitrarily changed within the scope of the present invention. In each of the drawings described below, the scale of each layer and each member is different so that each layer and each member have a size recognizable in the drawings.
[0013]
(Configuration of liquid crystal device)
FIG. 1 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the liquid crystal device according to the present embodiment. The liquid crystal device shown in the figure is an active matrix type liquid crystal device using a TFD (Thin Film Diode) element as a switching element. As shown in the figure, the liquid crystal device is provided at a plurality of scanning lines 25 extending in the X direction, a plurality of data lines 11 extending in the Y direction, and at each intersection of the scanning lines 25 and the data lines 11. Sub-pixel 50. Further, among the plurality of scanning lines 25, odd-numbered scanning lines 25 counted from above in FIG. 1 (hereinafter, simply referred to as “odd-numbered scanning lines”) are connected to the first Y driver IC 401, while The even-numbered scanning lines 25 (hereinafter, simply referred to as “even-numbered scanning lines”) counted from the top in FIG. 1 are connected to the second Y driver IC 402. Then, the scanning signals generated by these Y driver ICs are supplied to each scanning line 25.
In the following, the first Y driver IC 401 and the second Y driver IC 402 are simply referred to as “Y driver IC 40” unless it is particularly necessary to distinguish between them. Each data line 11 is connected to an X driver IC 41, and a data signal generated by the X driver IC 41 is supplied. On the other hand, each of the plurality of sub-pixels 50 arranged in a matrix corresponds to one of R (red), G (green), and B (blue). Each sub-pixel 50 has a configuration in which a liquid crystal display element 51 and a TFD element 13 are connected in series.
[0014]
Next, FIG. 2 is a perspective view showing a configuration when the liquid crystal device according to the present embodiment is viewed from the back side (that is, the side opposite to the side where the observer should be located). As shown in FIG. 2, the negative direction of the X axis is defined as “A side”, and the positive direction is defined as “B side”.
As shown in FIG. 2, in the liquid crystal device, the element substrate 10 and the opposing substrate 20 facing each other are bonded together with a sealant 30, and a liquid crystal (in FIG. (Illustration is omitted)). The sealing material 30 is formed in a substantially rectangular frame shape along the edge of the opposing substrate 20, and has a shape in which a part is opened to seal liquid crystal. Therefore, the opening portion is sealed by the sealing material 31 after the liquid crystal is sealed. Further, a large number of conductive particles having conductivity are dispersed in the sealant 30. The conductive particles are, for example, particles of a plastic plated with metal or particles of a resin having conductivity, and have a function of electrically connecting wirings formed on each of the element substrate 10 and the counter substrate 20, It also has a function as a spacer for keeping the gap (cell gap) between the substrates constant. Actually, a polarizing plate for polarizing incident light, a retardation plate for compensating for interference colors, and the like are appropriately attached to the outer surfaces of the element substrate 10 and the counter substrate 20.
[0015]
The element substrate 10 and the counter substrate 20 are light-transmissive plate-shaped members such as glass, quartz, and plastic. The plurality of data lines 11 described above are formed on the inner (liquid crystal side) surface of the element substrate 10 located on the observation side, while the plurality of scans are formed on the inner surface of the counter substrate 20 located on the back side. A line 25 has been formed. The element substrate 10 has a region 10a outside the sealing material 30 (that is, a region that does not face the sealing material 30 and the liquid crystal; hereinafter, referred to as an “edge region”). The X driver IC 41 is located near the center in the X direction of the edge region 10a, and the first Y driver IC 401 and the second Y driver IC 402 are located at positions on both sides of the X driver IC 41, respectively. Is implemented using That is, these driver ICs are mounted on the element substrate 10 via an anisotropic conductive film (ACF) in which conductive particles are dispersed in an adhesive. Further, a plurality of pads 17 are formed near the edge of the element substrate 10 in the edge region 10a, and one end of a flexible substrate (not shown) is joined near the portion where each pad is formed. You. An external device such as a circuit board is joined to the other end of the flexible board.
[0016]
Under such a configuration, the X driver IC 41 generates a data signal according to a signal input from an external device via the flexible board and the pad 17, and outputs this to the data line 11. On the other hand, the Y driver ICs 401 and 402 generate and output a scanning signal in accordance with a signal input from an external device via the flexible substrate and the pad 17. The scanning signal is transmitted from the routing wiring 16 formed on the element substrate 10 to the counter substrate 20 via conductive particles in the sealing material 30, and is applied to each scanning line 25 on the upper substrate 20.
[0017]
Next, the configuration of a region (hereinafter, referred to as a “display region”) of the liquid crystal device that is surrounded by the inner peripheral edge of the sealant 30 will be described. FIG. 3 is a view showing a portion in the display area of the cross section taken along line CC ′ in FIG. 2A, and FIG. 4 is a perspective view showing elements formed in the display area in the liquid crystal device. FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line DD ′ in FIG.
[0018]
As shown in these figures, a plurality of pixel electrodes 12 arranged in a matrix are provided on the inner surface (the liquid crystal 35 side) of the element substrate 10 in the display area. A plurality of extending data lines 11 are formed. Each pixel electrode 12 is a substantially rectangular electrode made of a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide). Each pixel electrode 12 and the data line 11 adjacent to the pixel electrode 12 on one side are connected via a TFD element 13. As shown in FIG. 3, the surface of the element substrate 10 on which the data lines 11, the pixel electrodes 12, and the TFD elements 13 are formed is covered with an alignment film 151 (not shown in FIG. 4). The alignment film 151 is an organic thin film made of polyimide or the like, and has been subjected to a rubbing process for defining the alignment direction of the liquid crystal 35 when no voltage is applied.
[0019]
Here, FIG. 5A is a plan view showing a configuration when one of the elements on the element substrate 10 corresponding to one sub-pixel 50 is viewed from the counter substrate 20 side (back side). FIG. 2B is a sectional view taken along line EE ′ in FIG. 2A, and FIG. 2C is a sectional view taken along line FF ′ in FIG. As shown in FIGS. 5A and 5C, in the liquid crystal device of the present embodiment, the data line 11 is a single-layer wiring of a metal material. On the other hand, as shown in FIGS. 5A and 5B, the TFD element 13 includes a first metal film 13a extending in the X direction and having a rectangular shape in a plan view and orthogonal to the data line 11, and the first metal film 13a. It comprises an insulating film 13b formed on the surface of the film 13a by anodic oxidation, and second metal films 111 and 13c formed on the surface of the insulating film 13b so as to be separated from each other. The first metal film 13a is formed of various conductive materials such as tantalum (Ta) alone or a tantalum alloy containing tungsten (W) or the like. In the present embodiment, it is assumed that the first metal film 13a is formed of tantalum.
[0020]
The second metal film 111 is formed by a part of the data line 11. More specifically, as shown in FIG. 5A, the second metal film 111 is formed of the data lines 11 extending over the plurality of sub-pixels 50 (more specifically, the plurality of TFD elements 13). This corresponds to a portion that intersects the first metal film 13a with the insulating film 13b interposed therebetween. Further, in the present embodiment, the width of the portion of the second metal film 111 in the extending direction of the data line 11 is formed to be larger than that of the other portions, so that the performance of the TFD element 13 (non-linear characteristic described later) is improved. Symmetry) has been adjusted.
[0021]
On the other hand, as shown in FIG. 5A, the second metal film 13c is formed in a substantially T-shape in plan view, and has a portion that intersects the first metal film 13a with the insulating film 13b interposed therebetween. On the other hand, a part is connected to the pixel electrode 12. The data line 11 (including the second metal film 111) and the second metal film 13c are formed of the same layer made of various conductive materials such as chromium (Cr) and aluminum (Al), and are made of the above-mentioned metal material. Alternatively, it can be formed of tantalum or molybdenum (Mo). In the present embodiment, it is assumed that the data line 11 and the second metal film 13c are formed of chromium.
[0022]
The TFD element 13 includes a first TFD element 131 and a second TFD element 132. That is, as shown in FIGS. 5A and 5B, when viewed from the side of the data line 11, the first TFD element 131 includes the first metal film 13a with the insulating film 13b interposed therebetween. A second metal film 111, an insulating film 13b, and a first metal film 13a corresponding to a portion that intersects with each other are laminated in this order, and a metal / insulator / metal sandwich structure is adopted. It has switching characteristics. On the other hand, when viewed from the data line 11 side, the second TFD element 132 has a configuration in which the first metal film 13a, the insulating film 13b, and the second metal film 13c are stacked in this order. Have opposite diode switching characteristics. As described above, the TFD element 13 has a configuration in which two diodes are connected in series in opposite directions to each other. Therefore, compared to the case where one diode is used, the current-voltage nonlinear characteristic is positive and negative bidirectional. Is symmetrical over However, in order to ensure the symmetry of such nonlinear characteristics, the insulating film 13b of the first TFD element 131 and the insulating film 13b of the second TFD element 132 have the same thickness, and the first TFD element 131 has the same thickness. The area where the first metal film 13a and the second metal film 111 intersect in the element 131 needs to be equal to the area where the first metal film 13a and the second metal film 13c intersect in the second TFD element 132. . In the present embodiment, in order to make the area of the first TFD element 131 equal to the area of the second TFD element 132, as shown in FIG. The width of the portion corresponding to the two metal films 111 is slightly wider than the width of the other portions.
[0023]
As described above, in the present embodiment, the first TFD element 131 is formed at the intersection of the data line 11 extending in the Y direction and the first metal film 13a extending in the X direction. ing. That is, the first TFD element 131 is formed so as to be included in the space where the data line 11 is to be formed. Therefore, although two TFD elements 131 and 132 are provided for each sub-pixel 50 in order to ensure the symmetry of the current-voltage characteristic, the space occupied by only the TFD elements in the sub-pixel 50 is actually Is a space for one second TFD element 132. As described above, according to the present embodiment, the ratio of the TFD element in the region corresponding to one sub-pixel 50 can be reduced, and the aperture ratio can be improved to achieve good display quality. .
[0024]
On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 4, on the surface of the counter substrate 20, a reflective layer 21, a color filter 22, a light shielding layer 23, an overcoat layer 24, a plurality of scanning lines 25, and an alignment film 26 are formed. ing.
The reflection layer 21 is a thin film formed of a light-reflective metal such as aluminum or silver. Light incident on the liquid crystal device from the observation side is reflected on the surface of the reflective layer 21 and emitted to the observation side, thereby realizing a so-called reflective display. Here, as shown in FIG. 3, a region covered by the reflective layer 21 on the inner surface of the counter substrate 20 is a rough surface on which many fine irregularities are formed. Therefore, fine irregularities (ie, scattering structures) reflecting the rough surface are formed on the surface of the reflective layer 21 formed in a thin film shape so as to cover the rough surface. As a result, the incident light from the observation side is reflected in a state of being appropriately scattered on the surface of the reflection layer 21, and a wide viewing angle is realized by avoiding specular reflection on the surface of the reflection layer 21. Although FIG. 3 illustrates a case where the uneven shape is directly formed on the surface of the substrate 20, the structure for imparting the scattering function to the reflective layer 21 is not limited to the example described in the present embodiment. For example, a resin film formed on the substrate 20 and irregularities formed on the surface thereof, or an optical element having light scattering properties on the reflective layer 21 (a resin film obtained by kneading and curing materials having different refractive indexes). It is needless to say that a device provided with the above is also applicable.
[0025]
The color filter 22 is a resin layer formed on the surface of the reflection layer 21 corresponding to each sub-pixel 50, and as shown in FIG. 4, R (red), G (green) or B (Blue). Then, pixels (dots) of the display image are configured by the three sub-pixels 50 corresponding to mutually different colors. The light-shielding layer 23 is formed in a lattice shape corresponding to the gap between the pixel electrodes 12 arranged in a matrix on the element substrate 10, and plays a role of shielding the gap between the pixel electrodes 12. As shown in FIG. 3, the light shielding layer 23 in the present embodiment has a configuration in which color filters 22 for three colors of R, G, and B are stacked. The overcoat layer 24 is a layer for flattening irregularities formed by the color filter 22 and the light shielding layer 23, and is formed of, for example, a resin material such as an epoxy-based or acrylic-based resin.
[0026]
The scanning line 25 is a strip-shaped electrode formed of a transparent conductive material such as ITO on the surface of the overcoat layer 24. As shown in FIG. 4, each scanning line 25 is formed on the element substrate 10 so as to extend in the X direction so as to face a plurality of pixel electrodes 12 that are arranged in columns in the X direction. The liquid crystal display element 51 shown in FIG. 1 is constituted by the pixel electrode 12, the scanning line 25 facing the pixel electrode 12, and the liquid crystal 35 interposed therebetween. That is, when a voltage higher than the threshold value is applied to the TFD element 13 by supplying a scan signal to the scan line 25 and a data signal to the data line 11, the TFD element 13 is turned on. As a result, electric charges are accumulated in the liquid crystal display element 51 connected to the TFD element 13, and the orientation direction of the liquid crystal 35 changes. By changing the alignment direction of the liquid crystal 35 for each sub-pixel 50 in this manner, a desired display is performed. On the other hand, even if the TFD element 13 is turned off after the charge is accumulated, the charge accumulation in the liquid crystal display element 51 is maintained. The surface of the overcoat layer 24 on which the plurality of scanning lines 25 are formed is covered with an alignment film 26 (not shown in FIG. 4) similar to the alignment film 151 on the element substrate 10.
[0027]
In the liquid crystal device of the present embodiment having the above configuration, as shown in FIG. 5, the data line 11 is formed of a single-layer wiring of a metal thin film, so that the pixel electrode 12 and the data line shown in FIG. The width of the gap g with respect to 11 can be made smaller than that of the liquid crystal device shown in FIG. That is, in the present embodiment, since there is no element made of ITO on the data line 11, the interval between the constituent elements made of ITO is the interval between the pixel electrodes 12. As a result, the distance between the pixel electrodes 12 can be reduced even if the processing accuracy of the patterning means (photography apparatus, etching apparatus, etc.) for forming the pixel electrodes 12 is the same, and the manufacturing equipment is changed. This is an extremely useful technique for manufacturing a liquid crystal device, because it can cope with high definition of pixels without performing.
[0028]
Further, in comparison with the pixel structure shown in FIG. 9, in FIG. 9, the above-described auxiliary wiring 211 b is not formed over the entire length of the main wiring line 211 a, and in the vicinity of the second metal film 311 having a reduced width. The auxiliary wiring 211b is interrupted. This is a structure for preventing the switching characteristic of the first TFD element 331 from being different from the design when the auxiliary wiring 211b is formed on the surface of the insulating film 213b. The processing accuracy of the patterning means also affects the formation of the gap, and the gap becomes narrower as the element becomes finer. In that case, it is expected that accurate production will be difficult. If the processing accuracy of the patterning means is improved, it is possible to manufacture a liquid crystal device with such a configuration, but this requires a change in manufacturing equipment, which avoids extending the lead time and increasing the burden on capital investment. I can't. On the other hand, the liquid crystal device having the configuration according to the present invention has a distinct advantage because it is possible to realize high definition of pixels without changing equipment.
[0029]
(Method of manufacturing liquid crystal device)
Next, a method for manufacturing the liquid crystal device of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIGS. 6 to 8 are diagrams for sequentially explaining the steps of forming pixels on the element substrate 10. In each of the drawings, the components indicated by broken lines indicate the elements on the element substrate 10 at the time when the steps are performed. It is a component not provided in. FIGS. 6 to 8 show only three consecutive pixels out of many pixels on the element substrate 10 for explanation.
[0030]
In order to manufacture an element substrate having pixels having the structure shown in FIG. 5, first, a tantalum thin film is formed on the element substrate 10 by a sputtering method, an electron beam evaporation method, or the like. Thereafter, the tantalum thin film is patterned by using a photolithography technique or an etching technique, and as shown in FIG. 6, a linear portion 61a extending in the X direction in the drawing and a connection for connecting the linear portion 61a at one end. The part 61b is formed. The linear portion 61a forms the first metal film 13a by later patterning. Although only one linear portion 61a is shown in FIG. 6, a plurality of linear portions 61a are actually arranged side by side in the Y direction in the drawing, and one end side thereof is connected to the connecting portion 61b.
[0031]
The thickness of the tantalum thin film is appropriately selected according to the characteristics of the TFD element 13, but is usually about 100 nm to 500 nm. Before forming the tantalum thin film, an insulating film made of tantalum oxide or the like may be formed on the surface of the substrate 10. If the tantalum thin film is formed with this insulating film as a base, the tantalum thin film may be formed. Can be improved, and the diffusion of impurities from the substrate 10 into the tantalum thin film can be suppressed.
Further, the tantalum thin film can be used to form the routing wiring 16 and the pad 17 shown in FIG. 2. If these wirings and the like are formed using the tantalum thin film, the efficiency of the process can be improved. .
[0032]
Next, an oxide film made of tantalum oxide is formed on the surface by anodizing the tantalum thin film patterned into the shape shown in FIG. By this step, a portion to be the insulating film 13b shown in FIG. 5B is formed. The anodic oxidation step includes oxidizing the surface of the tantalum film by applying a predetermined voltage between the electrolytic solution and the connecting portion 61b (the linear portion 61a) while the element substrate 10 is immersed in the electrolytic solution. It can be carried out. The thickness of the oxide film formed in this anodic oxidation step is appropriately selected according to the characteristics of the TFD element, and is, for example, about 10 nm to 35 nm. Further, as the electrolytic solution used for the anodic oxidation, for example, a citric acid aqueous solution of about 0.01 to 0.1% by weight can be used. Next, heat treatment is performed on the oxide film for the purpose of removing pinholes from the anodic oxide film and stabilizing the film quality.
[0033]
Next, a chromium thin film is formed so as to cover the front surface of the element substrate 10. This chromium thin film is formed to a thickness of about 60 nm to 300 nm by, for example, a sputtering method. This chromium thin film constitutes the data line 11 and the second metal film 13c of the TFD element 13, and the routing wiring 16 on the peripheral portion of the element substrate 10 shown in FIG. Is also good.
Next, the chromium thin film is patterned using a photolithography technique and an etching technique. Then, as shown in FIG. 7, the data line 11 extending in the illustrated Y direction and partially intersecting with the linear portion 61a, and the data line 11 intersecting with the linear portion 61a at a position different from the data line 11 in a plan view is omitted. A T-shaped second metal film 13c is formed.
[0034]
Next, as shown in FIG. 8, the linear portion 61a is partially removed using a photolithography technique and an etching technique to form a first metal film 13a (and an insulating film 13b) having a rectangular shape in a plan view. . In this step, the connecting portion 61b is also removed. In this manner, the TFD element 13 including the first TFD element 131 and the second TFD element 132 is formed for each sub-pixel. Then, a pixel electrode 12 made of ITO having a substantially rectangular shape in a plan view is formed in a region indicated by a broken line in FIG.
[0035]
In forming the pixel electrode 12, as in the above-described steps, a method of forming a solid ITO thin film and then patterning using a photolithography technique and an etching technique can be applied. However, in the manufacturing method according to the present invention, In particular, the width of the gap g between the pixel electrode 12 and the data line 11 is smaller than the minimum processing dimension of the patterning means (photolithography apparatus, etching apparatus, etc.). That is, if the minimum processing dimension of the patterning means is 3 μm, the gap g is formed to have a width of less than 3 μm. In the present embodiment, in order to realize such a narrow gap g, the data line 11 has a single-layer structure of a chromium thin film as shown in FIGS. In FIG. 9, only the pixel electrode 12 is made of ITO, and the gap between the ITO components is made larger than that of the conventional structure shown in FIG.
[0036]
Next, an alignment film is formed of polyimide or the like so as to cover the display region of the element substrate 10, and rubbing treatment is performed as necessary, thereby forming each component on the element substrate 10 shown in FIGS. . Then, the liquid crystal device according to the present embodiment can be manufactured by bonding the liquid crystal to the separately prepared counter substrate 20 via the sealing material 30 and sealing the liquid crystal in the sealing material 30.
The counter substrate 20 can be manufactured by a known method, and for example, a manufacturing method described in Patent Document 1 can be applied.
[0037]
As described above, in the manufacturing method of the present embodiment, the data line 11 has a single-layer structure of a chromium thin film, so that only the pixel electrode 12 is used as the element made of ITO in the display region of the element substrate 10. Since the gap between the components of ITO is increased as compared with the conventional structure shown in FIG. 1 and the gap g shown in FIG. 5 is narrowed, the pixel electrode 12 can be formed without changing the processing accuracy of the patterning means. Since the distance between the data line 11 and the data line 11 can be reduced, a high-definition liquid crystal device can be manufactured using existing manufacturing equipment, which is extremely useful in terms of the liquid crystal device lead time and equipment cost.
[0038]
(Form for application to display device of electronic equipment)
Finally, an embodiment in which a liquid crystal device including the above liquid crystal panel is used as a display device of an electronic device will be described. FIG. 10 is a schematic configuration diagram illustrating the overall configuration of the present embodiment. The electronic device shown here has a liquid crystal panel 200 similar to the above, and control means 1200 for controlling the same. Here, the liquid crystal panel 200 is conceptually divided into a panel structure 200A and a driving circuit 200B including a semiconductor IC or the like. The control means 1200 includes a display information output source 1210, a display processing circuit 1220, a power supply circuit 1230, and a timing generator 1240.
[0039]
The display information output source 1210 includes a memory such as a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory), a storage unit such as a magnetic recording disk or an optical recording disk, and a tuning circuit for synchronizing and outputting a digital image signal. And is configured to supply display information to the display information processing circuit 1220 in the form of an image signal or the like in a predetermined format based on various clock signals generated by the timing generator 1240.
[0040]
The display information processing circuit 1220 includes various known circuits such as a serial-parallel conversion circuit, an amplification / inversion circuit, a rotation circuit, a gamma correction circuit, and a clamp circuit. Is supplied to the drive circuit 200B together with the clock signal CLK. The driving circuit 200B includes a scanning line driving circuit, a data line driving circuit, and an inspection circuit. The power supply circuit 1230 supplies a predetermined voltage to each of the above-described components.
[0041]
(Electronics)
FIG. 11 is a perspective view showing an example in which the liquid crystal device according to the present invention is applied to a display unit of a mobile phone. As shown in the figure, a mobile phone 1300 includes the liquid crystal device of the present invention as a small-sized display portion 1301, and is provided with a plurality of operation buttons 1302, an earpiece 1303, and a mouthpiece 1304. In this case, it is desirable to use a transflective liquid crystal device as the display unit 1301 in order to ensure visibility in a dark place.
The liquid crystal display device of the above embodiment is not limited to the above-mentioned mobile phone, but may be an electronic book, a personal computer, a digital still camera, a liquid crystal television, a viewfinder type or a monitor direct view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, and an electronic organizer. , A calculator, a word processor, a workstation, a videophone, a POS terminal, a device equipped with a touch panel, etc., can be suitably used as image display means, and any electronic device can provide high-definition and bright display. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an electrical configuration of a liquid crystal device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective configuration diagram showing an appearance of the liquid crystal device.
FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram showing a configuration in a display area of the liquid crystal device.
FIG. 4 is a perspective configuration diagram showing a configuration in a display area of the liquid crystal device.
5A is a plan view showing a pixel structure of the liquid crystal device, FIG. 5B is a sectional view taken along line EE ′ shown in FIG. 5A, and FIG. FIG. 5C is a cross-sectional configuration diagram along the line FF ′ shown in FIG.
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the method for manufacturing the liquid crystal device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the method for manufacturing the liquid crystal device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the method for manufacturing the liquid crystal device according to the embodiment of the present invention.
9A is a plan view showing a configuration of a conventional TFD element, FIG. 9B is a cross-sectional configuration view taken along line GG ′ shown in FIG. 9A, and FIG. 9) is a sectional view taken along line HH ′ shown in FIG.
FIG. 10 is a perspective view illustrating an example of an electronic apparatus according to the invention.
FIG. 11 is a perspective view illustrating an example of an electronic apparatus according to the invention.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 element substrate, 11 data line (wiring), 12 pixel electrode, 13 TFD element (two-terminal nonlinear element), 13a first metal film, 13b insulating film, 111 second metal film

Claims

A wiring, a plurality of two-terminal nonlinear elements connected to the wiring, and a pixel electrode connected to the two-terminal nonlinear element are formed over an element substrate opposed to another substrate with the liquid crystal layer interposed therebetween. Liquid crystal device,
The liquid crystal device, wherein the wiring is formed of a single-layer metal thin film made of a material different from that of the pixel electrode.

The liquid crystal device according to claim 1, wherein the wiring is formed of a single-layer film of a metal material containing Cr.

2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the wiring is formed of a single-layer film of a metal material containing any of Ta, Mo, and Al.

A wiring, a plurality of two-terminal nonlinear elements connected to the wiring, and a pixel electrode connected to the two-terminal nonlinear element are formed over an element substrate opposed to another substrate with the liquid crystal layer interposed therebetween. Manufacturing a liquid crystal device
A method for manufacturing a liquid crystal device, wherein the wiring is formed of a single-layer metal thin film.

In forming the pixel electrode by patterning with a patterning unit,
The method according to claim 4, wherein a distance between the pixel electrode and the wiring is smaller than a minimum processing size of the patterning unit.

An electronic apparatus comprising the liquid crystal device according to claim 1.