JP2004212864A - Liquid crystal device, its manufacture method, and electronic appliance - Google Patents
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Abstract
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:Thin Film Diode)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(Thin Film Diode)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(Anisotropic Conductive Film;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(Indium Tin Oxide)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(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)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、13 TFD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
The TFD element 213 includes a
[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
[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
In the following, the first
[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
[0015]
The
[0016]
Under such a configuration, the
[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
[0018]
As shown in these figures, a plurality of
[0019]
Here, FIG. 5A is a plan view showing a configuration when one of the elements on the
[0020]
The
[0021]
On the other hand, as shown in FIG. 5A, the
[0022]
The
[0023]
As described above, in the present embodiment, the
[0024]
On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 4, on the surface of the
The
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
In the liquid crystal device of the present embodiment having the above configuration, as shown in FIG. 5, the
[0028]
Further, in comparison with the pixel structure shown in FIG. 9, in FIG. 9, the above-described
[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
[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
[0031]
The thickness of the tantalum thin film is appropriately selected according to the characteristics of the
Further, the tantalum thin film can be used to form the
[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
[0033]
Next, a chromium thin film is formed so as to cover the front surface of the
Next, the chromium thin film is patterned using a photolithography technique and an etching technique. Then, as shown in FIG. 7, the
[0034]
Next, as shown in FIG. 8, the
[0035]
In forming the
[0036]
Next, an alignment film is formed of polyimide or the like so as to cover the display region of the
The
[0037]
As described above, in the manufacturing method of the present embodiment, the
[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
[0039]
The display
[0040]
The display
[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
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]
Claims (6)
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液晶装置。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.
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液晶装置の製造方法。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.
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を特徴とする請求項4に記載の液晶装置の製造方法。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.
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