JP2005250035A - Electro-optical device and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気光学装置及び電子機器に関するものである。 The present invention relates to an electro-optical device and an electronic apparatus.
従来、各画素に画素スイッチング素子として非線形素子を備え、その非線形素子のオン・オフにより画素を駆動するアクティブマトリクス方式の電気光学装置がある。非線形素子として、素子基板上に第1導電体、絶縁体、第2導電体の順に積層して形成された構造を成すMIM(Metal Insulator Metal)素子が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is an active matrix type electro-optical device in which each pixel includes a nonlinear element as a pixel switching element and drives the pixel by turning on and off the nonlinear element. As a non-linear element, an MIM (Metal Insulator Metal) element having a structure in which a first conductor, an insulator, and a second conductor are stacked in this order on an element substrate is known.
この種のMIM素子には、第1導電体の上面上に積層される絶縁体の膜厚を同第1導電体の側面上に積層される絶縁体の膜厚に比べて厚く形成することで、前記第1導電体の上面上に積層される絶縁体を電気抵抗の高いバリア層として機能させるようにして第1導電体の側面にのみ電流が集中して流れるようにしたラテラルMIM素子がある。ラテラルMIM素子は、第1導電体の側面のみを非線形素子として利用するので非線形素子の面積を小さくすることができるため、電気光学装置の高密度化、高精細化には極めて有効な画素スイッチング素子である。 In this type of MIM element, the film thickness of the insulator laminated on the upper surface of the first conductor is made larger than the film thickness of the insulator laminated on the side surface of the first conductor. There is a lateral MIM element in which an insulator stacked on the upper surface of the first conductor is caused to function as a barrier layer having a high electric resistance so that current flows in a concentrated manner only on the side surface of the first conductor. . Since the lateral MIM element uses only the side surface of the first conductor as a nonlinear element, the area of the nonlinear element can be reduced. Therefore, the pixel switching element is extremely effective for increasing the density and definition of the electro-optical device. It is.
ところが、上記のようなラテラルMIM素子は、第1導電体と、その上面に積層される絶縁体(バリア層)と、その上面に積層される第2導電体とによっても、擬似的なMIM素子が形成されてしまい、本来のラテラルMIM素子に要求される諸特性に悪影響を及ぼすおそれがある。その擬似的なMIM素子の影響を無くすには、擬似的なMIM素子部分の抵抗成分を極力大きくし、容量成分を小さくすることが必要である。それには、前記バリア層の膜厚を可能な限り厚くすればよいが、あまり厚くすると段差が大きくなり加工が困難となる。例えば、素子の段差が大きくなると、膜形成やエッチングのタクトタイムが増える、段差部での断線などの不良が増える、フォトのアライメントが困難となる、フォトエッチング時にパターンボケが発生しやすくなる、といった問題がある。 However, the lateral MIM element as described above is a pseudo MIM element that includes a first conductor, an insulator (barrier layer) stacked on the top surface, and a second conductor stacked on the top surface. May be adversely affected and various characteristics required for the original lateral MIM element may be adversely affected. In order to eliminate the influence of the pseudo MIM element, it is necessary to increase the resistance component of the pseudo MIM element portion as much as possible and to reduce the capacitance component. For this purpose, the barrier layer may be made as thick as possible, but if it is made too thick, the step becomes large and processing becomes difficult. For example, when the level difference of the element increases, the tact time of film formation and etching increases, defects such as disconnection at the level difference portion increase, photo alignment becomes difficult, and pattern blurring easily occurs during photo etching. There's a problem.
この問題に対するものであって、前記バリア層の膜厚をあまり厚くしないで前記擬似的なMIM素子の抵抗成分を大きくし容量成分を小さくする技術としては、非線形素子を一対直列に設けた構成とするものが考え出されている。この構成によれば、第1の非線形素子に形成されたバリア層と、それに接する第1導電体と第2導電体とで擬似的なMIM素子が構成される。そして、その2つの擬似的なMIM素子を通過する信号の経路は、直列に接続されているので、バリア層を2回通過することになり、その両バリア層の膜厚が等しい場合には、膜厚を2倍にした場合と同等になり、抵抗値を2倍に、容量値を略半分にすることが可能となる(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、ラテラルMIM素子を形成する工程において、絶縁体及び第1導電体にドライエッチング処理を施してパターニングする際、所謂異方性エッチング処理を行うが、そのドライエッチング処理の異方性により前記絶縁体の上面が一方向へ傾斜を有した形状にエッチングされてしまう場合がある。 However, in the step of forming the lateral MIM element, when the insulator and the first conductor are subjected to the dry etching process and patterned, the so-called anisotropic etching process is performed. The upper surface of the body may be etched into a shape having an inclination in one direction.
図11は、ラテラルMIM素子を画素スイッチング素子として使用した公知の液晶装置の一部断面図である。図11に示すように、液晶装置90は、素子基板91上に絶縁膜91aが形成され、その絶縁膜91a上に第1導電体92、絶縁体93及び第2導電体94
a,94bが、第1導電体92、絶縁体93、第2導電体94a,94bの順に積層されたラテラルMIM素子95を構成している。
FIG. 11 is a partial cross-sectional view of a known liquid crystal device using a lateral MIM element as a pixel switching element. As shown in FIG. 11, in the
a and 94b constitute a
第1導電体92と絶縁体93と第2導電体94aとの積層部分において、第1導電体92の側面と絶縁層93と第2導電体94aの積層部分が第1の非線形素子S1となる。また、同様に、第1導電体92と絶縁体93と第2導電体94bとの積層部分において、第1導電体92の側面と絶縁層93と第2導電体94bの積層部分が第2の非線形素子S2となる。第1の非線形素子S1は図示しない画像信号を供給するための信号線に接続され、第2の非線形素子S2は画素電極96に接続されている。そして、各第1及び第2の非線形素子S1,S2は、第1導電体92を介して一対直列に設けられた構成となっている。
In the laminated portion of the
このように構成されたラテラルMIM素子95を構成する絶縁体93の上面は、図11中T方向への膜厚が均一でなく傾斜している。詳しくは、絶縁体93の膜厚はT方向に沿って徐々に増加している。各第1及び第2の非線形素子S1,S2には、等価的に擬似的な抵抗成分及び容量成分が寄生するが、その容量成分は、第1導電体92の上面上に積層された絶縁体93(バリア層)の膜厚に依存する。そして、その容量成分は、第1及び第2の非線形素子S1,S2の特性に対して影響を与える。
The upper surface of the
このため、第1導電体92の上面上に積層された絶縁体93(バリア層)の膜厚が非線形素子S1,S2毎で異なると、第1の非線形素子S1と第2の非線形素子S2との容量バランスが崩れ、所望の画像信号が画素電極に印加されなくなる。その結果、所望の画像信号に応じた輝度が表示されなくなるという問題があった。
For this reason, if the film thickness of the insulator 93 (barrier layer) stacked on the upper surface of the
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、画素スイッチング素子として非線形素子を用い、その画素スイッチング素子に寄生する擬似的な容量成分のばらつきを無くすことができる構成とした電気光学装置及びそのような電気光学装置を具備してなる電子機器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to use a non-linear element as a pixel switching element and eliminate a variation in pseudo capacitance components parasitic on the pixel switching element. It is an object of the present invention to provide an electro-optical device and an electronic apparatus including such an electro-optical device.
本発明の電気光学装置は、第1導電体、絶縁体、第2導電体を順に積層した構造を有する非線形素子と、前記非線形素子を介して駆動される画素電極とを有してなる電気光学装置において、前記第2導電体は少なくとも2つあり、前記各第2の導電体は、前記絶縁体の一側辺において同絶縁体上に積層されている。 An electro-optical device according to the present invention includes a nonlinear element having a structure in which a first conductor, an insulator, and a second conductor are sequentially stacked, and a pixel electrode that is driven via the nonlinear element. In the device, there are at least two second conductors, and each of the second conductors is laminated on the insulator on one side of the insulator.
これによれば、第1導電体、絶縁体、第2導電体を順に積層したMIM(Metal Insulator Metal)素子構造を有する非線形素子において、その膜厚のバラツキ方向に沿った一側方向から各第2導電体を絶縁体上に積層するようにした。従って、その絶縁体の膜厚が一方向に向かって徐々に変化して形成される場合においても、各第2導電体直下の絶縁体の膜厚はすべて同一となる。また、このとき、たとえば各第2導電体が絶縁体上に形成される面積を同一にすることで、各MIM素子に寄生する擬似的な容量成分をすべて同一にすることができる。従って、たとえば、ある所定の第2導電体を画素電極に接続した構成をなす電気光学装置においては、他の第2導電体に印加した信号と同じレベルの信号が前記所定の第2導電体を介して画素電極へ供給される。この結果、所望の信号に応じた輝度を表示することができる。 According to this, in a non-linear element having an MIM (Metal Insulator Metal) element structure in which a first conductor, an insulator, and a second conductor are stacked in order, each of the first conductors from the one side direction along the variation direction of the film thickness. Two conductors were stacked on the insulator. Therefore, even when the thickness of the insulator is gradually changed in one direction, the thickness of the insulator immediately below each second conductor is the same. At this time, for example, by making the areas where the second conductors are formed on the insulators the same, it is possible to make all the pseudo capacitance components parasitic on the MIM elements the same. Therefore, for example, in an electro-optical device having a configuration in which a predetermined second conductor is connected to a pixel electrode, a signal having the same level as a signal applied to another second conductor is applied to the predetermined second conductor. To be supplied to the pixel electrode. As a result, it is possible to display the luminance according to the desired signal.
この電気光学装置において、前記絶縁体は、その膜厚が前記一側方向に沿って徐々に変化しており、前記各第2導電体は、前記膜厚が厚い側の前記絶縁体の上面に積層されるようにした。 In this electro-optical device, the thickness of the insulator gradually changes along the one side direction, and each second conductor is formed on the upper surface of the insulator on the thicker side. It was made to be laminated.
これによれば、前記各第2導電体の直下に積層された絶縁体の膜厚は、他の領域の膜厚より厚いので、たとえば、各第2導電体の直下に積層された絶縁体をバリア層として使用した、所謂ラテラルMIM素子において、そのラテラルMIM素子としての特性を向上させることができる。 According to this, since the film thickness of the insulator layered immediately below each of the second conductors is thicker than the film thickness of other regions, for example, the insulator layered directly below each of the second conductors In a so-called lateral MIM element used as a barrier layer, the characteristics of the lateral MIM element can be improved.
この電気光学装置において、前記絶縁体は、前記第1導電体の上面及び側面を覆うように設けられており、前記第1導電体の上面上に積層される前記絶縁体の膜厚は、前記第1導電体の側面に積層される前記絶縁体の膜厚に比べて厚く形成されている。 In this electro-optical device, the insulator is provided so as to cover an upper surface and a side surface of the first conductor, and the film thickness of the insulator stacked on the upper surface of the first conductor is It is formed thicker than the film thickness of the insulator laminated on the side surface of the first conductor.
これによれば、非線形素子がラテラルMIM素子構造をなすMIM素子において、前記絶縁体の上面に積層される前記膜厚が厚いので、非線形素子のラテラルMIM素子としての特性を向上させることができる。 According to this, in the MIM element in which the non-linear element has a lateral MIM element structure, the film thickness laminated on the upper surface of the insulator is thick, so that the characteristics of the non-linear element as the lateral MIM element can be improved.
この電気光学装置において、前記各非線形素子は素子基板上に形成され、前記素子基板と相互に対向する対向基板を備え、前記素子基板と前記対向基板とがシール材によって張り合わされるとともに、前記素子基板及び前記対向基板とシール材とによって囲まれた領域に電気光学物質が封入された構成をなしている。 In the electro-optical device, each of the nonlinear elements is formed on an element substrate, and includes a counter substrate facing the element substrate. The element substrate and the counter substrate are bonded to each other with a sealant, and the element The electro-optical material is sealed in a region surrounded by the substrate, the counter substrate, and the sealing material.
本発明の電気光学装置は、第1導電体、絶縁体、複数の第2導電体を順に積層した構造を有する非線形素子と、前記非線形素子を介して駆動される画素電極とを有してなる電気光学装置において、前記第1導電体は複数の辺で囲まれた形状を有し、前記複数の第2の導電体は、前記第1導電体の複数の辺のうちの同一辺上で、前記絶縁体を介して前記第1導電体と対向している。 The electro-optical device of the present invention includes a nonlinear element having a structure in which a first conductor, an insulator, and a plurality of second conductors are sequentially stacked, and a pixel electrode that is driven via the nonlinear element. In the electro-optical device, the first conductor has a shape surrounded by a plurality of sides, and the plurality of second conductors are on the same side of the plurality of sides of the first conductor. It is opposed to the first conductor via the insulator.
これによれば、複数の辺で囲まれた形状を有する第1導電体、絶縁体、複数の第2導電体を順に積層したMIM(Metal Insulator Metal)素子構造を有する非線形素子において、前記複数の第2の導電体は、前記第1導電体の複数の辺のうちの同一辺上で、前記絶縁体を介して前記第1導電体と対向する。従って、その絶縁体の膜厚が、前記第1導電体の複数の辺のうちの一辺上の領域から他方の辺上の領域に向かって徐々に変化している場合においても、複数の第2導電体直下の絶縁体の膜厚はすべて同一となる。また、このとき、たとえば前記複数の第2導電体が絶縁体上に形成される面積を同一にすることで、各MIM素子に寄生する擬似的な容量成分をすべて同一にすることができる。従って、たとえば、ある所定の第2導電体を画素電極に接続した構成をなす電気光学装置においては、他の第2導電体に印加した信号と同じレベルの信号が前記所定の第2導電体を介して画素電極へ供給される。この結果、所望の信号に応じた輝度を表示することができる。 According to this, in the nonlinear element having an MIM (Metal Insulator Metal) element structure in which a first conductor having a shape surrounded by a plurality of sides, an insulator, and a plurality of second conductors are sequentially stacked, The second conductor faces the first conductor via the insulator on the same side of the plurality of sides of the first conductor. Therefore, even when the film thickness of the insulator gradually changes from the region on one side of the plurality of sides of the first conductor toward the region on the other side, the plurality of second The film thickness of the insulator directly under the conductor is the same. At this time, for example, by making the areas where the plurality of second conductors are formed on the insulators the same, it is possible to make all the pseudo capacitance components parasitic on each MIM element the same. Therefore, for example, in an electro-optical device having a configuration in which a predetermined second conductor is connected to a pixel electrode, a signal having the same level as a signal applied to another second conductor is applied to the predetermined second conductor. To be supplied to the pixel electrode. As a result, it is possible to display the luminance according to the desired signal.
本発明の電子機器は、上記電気光学装置を具備してなる。
本発明の電子機器によれば、上記電気光学装置を具備してなるから、所望の信号に応じた輝度を表示することの可能な、例えば、投射型表示装置、液晶テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。
The electronic apparatus of the present invention comprises the above electro-optical device.
According to the electronic apparatus of the present invention, since the electro-optical device is provided, for example, a projection display device, a liquid crystal television, a mobile phone, and an electronic notebook capable of displaying luminance according to a desired signal. Various electronic devices such as a word processor, a viewfinder type or a monitor direct-view type video tape recorder, a workstation, a videophone, a POS terminal, and a touch panel can be realized.
以下、本発明の各実施形態を図面に従って説明する。以下、本発明に係る電気光学装置をアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置に適用したものである。
(第1実施形態)
先ず、本発明の第1実施形態に係る液晶装置の主要部について、図1〜図3を参照して説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る液晶装置の画素電極の周辺を示す平面図
である。図2(a)は、図1の線a1−a1の拡大断面図であり、図2(b)は、図1の線b1−b1の拡大断面図である。図1及び図2では、画素スイッチング素子としてTFD(Thin Film Diode)素子(二端子型非線形素子)を備えたアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Hereinafter, the electro-optical device according to the invention is applied to an active matrix liquid crystal device.
(First embodiment)
First, the main part of the liquid crystal device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view showing the periphery of the pixel electrode of the liquid crystal device according to the first embodiment of the present invention. 2A is an enlarged cross-sectional view taken along the line a1-a1 in FIG. 1, and FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view taken along the line b1-b1 in FIG. 1 and 2 show an active matrix liquid crystal device including a TFD (Thin Film Diode) element (two-terminal nonlinear element) as a pixel switching element.
本実施形態では、図2(a),(b)に示すように、光透過性のあるガラス板などよりなる素子基板1の表面全体に、酸化タンタル(TaOx)などよりなる絶縁膜1aが設けてある。絶縁膜1a上には、図1に示すように、図中縦方向に延設された導電性材料で構成される信号線LDが設けられている。また、図1及び図2(a),(b)に示すように、絶縁膜1a上には、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平面視略矩形状の電極である画素電極5と、該画素電極5と信号線LDとの間にその断面が略台形のタンタル(Ta)などよりなる第1導電体2(下電極)とが設けられている。また、第1導電体2は、画素電極5の近くに配置されている。
In this embodiment, as shown in FIGS. 2A and 2B, an insulating
図1に示すように、第1導電体2は、複数の辺により囲まれた形状を有する。本実施形態においては、信号線LDに沿った方向に長方形状又は長手形状であり、略均一な幅をもつ。第1導電体2は、長方形ばかりではなく、その他の多角形でもかまわない。図2(a),(b)に示すように、第1導電体2の表面上全面にはラテラルMIM素子としての非線形素子を形成するための絶縁体3が積層されている。絶縁体3は、第1導電体2の上面上には厚く積層されたバリア層3aと、第1導電体2の側面上には薄く積層された絶縁層3bとからなる。ここで、絶縁層3bは、図2(a),(b)に示すように、第1導電体2の信号線LD側(図中左側)と画素電極5側(図中右側)との2箇所形成される。
As shown in FIG. 1, the
図2(a)に示すように、絶縁体3のバリア層3a上には、画素電極5側から絶縁層3bを渡って乗り上げるようにして第2導電体4a(上電極)が積層されている。また、図2(b)に示すように、絶縁体3のバリア層3a上には、画素電極5側から絶縁層3bを渡って乗り上げるようにして第2導電体4b(上電極)が積層されている。各第2導電体4a,4bはともにバリア層3a上に同じ距離だけ乗り上げて積層されている。また、各第2導電体4a,4bはともにその幅が等しい。従って、各第2導電体4a,4bがバリア層3a上に乗り上げた面積は等しくなる。
As shown in FIG. 2A, the
そして、図1に示すように、第2導電体4a,4bのうちの第2導電体4aは、画素電極5に接続されている。一方の第2導電体4bは、画像信号が印加される前記信号線LDに接続されている。
As shown in FIG. 1, the
このような構造においては、図2(a)に示すように、第1導電体2と絶縁体3と第2導電体4aとの交差部分(積層部分)において、第1導電体2の側面と絶縁層3bと第2導電体4aの交差部分(積層部分)が第1の非線形素子S1となる。同様に、図2(b)に示すように、第1導電体2と絶縁体3と第2導電体4bとの交差部分(積層部分)において、第1導電体2の側面と絶縁層3bと第2導電体4bの交差部分(積層部分)が第2の非線形素子S2となる。即ち、これらの第1及び第2の非線形素子S1,S2は、それぞれ第1導電体2の側面と第2導電体4a,4bとの間に絶縁層3bを挟んだ構造からなり、それぞれラテラルMIM素子である。
In such a structure, as shown in FIG. 2A, the side surface of the
これら第1及び第2の非線形素子S1,S2相互の接続状態について、図3を参照して説明する。図3は、第1導電体2と絶縁体3と第2導電体4a,4bとからなる画素電極用スイッチング素子の等価回路を示す回路図である。第1の非線形素子S1と第2の非線形素子S2とは、図1に示すように、第1導電体2を介して電気的に接続されているので、直列に接続されている。
The connection state between the first and second nonlinear elements S1 and S2 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the pixel electrode switching element including the
そして、信号線LDをプラス電位とし、画素電極5をマイナス電位とした場合、第2の非線形素子S2に対しては電流が第2導電体4b→絶縁層3b→第1導電体2の順に流れる。また、第1の非線形素子S1に対しては電流が第1導電体2→絶縁層3b→第2導電体4aの順に流れる。即ち、第1の非線形素子S1と第2の非線形素子S2とでは、第1導電体2、絶縁層3b及び第2導電体4a,4bに流れる電流の向きが逆になる。ここで、第2導電体4b→絶縁層3b→第1導電体2の順では電流が流れやすく、逆に第1導電体2→絶縁層3b→第2導電体4bの順では電流が流れにくい。従って、図3に示すように、第1の非線形素子S1と第2の非線形素子S2とは、ダイオードを直列且つ逆方向に接続したものと等価となる。
When the signal line LD is set to a positive potential and the
また、各第1及び第2の非線形素子S1,S2の近傍には、擬似的な非線形素子が構成される。たとえば、第1の非線形素子S1の近傍には、そのバリア層3aと該バリア層3aに接する第1導電体2及び第2導電体4aとで擬似的な非線形素子D1が形成される。同様に、第2の非線形素子S2の近傍には、そのバリア層3aと該バリア層3aに接する第1導電体2及び第2導電体4bとで擬似的な非線形素子D2が形成される。擬似的な非線形素子D1は、近傍の第1の非線形素子S1に並列に接続された抵抗成分r1及び容量成分C1と等価となる。同様に、擬似的な非線形素子D2は、近傍の第2の非線形素子S2に並列に接続された抵抗成分r2及び容量成分C2と等価となる。これらにより、第1導電体2、絶縁体3及び第2導電体4a,4bからなる画素電極用スイッチング素子は、図3に示すように、互いに並列に接続された第1の非線形素子S1と擬似的な非線形素子D1とが、互いに並列に接続された第2の非線形素子S2と擬似的な非線形素子D2とに直列に接続された等価回路で表わされる。
A pseudo nonlinear element is formed in the vicinity of each of the first and second nonlinear elements S1 and S2. For example, a pseudo nonlinear element D1 is formed in the vicinity of the first nonlinear element S1 by the
ところで、本実施形態の第1及び第2の非線形素子S1,S2からなる画素電極用スイッチング素子において、図2に示すように、バリア層3aの上面が信号線LDから画素電極5への方向に沿って傾いて形成される場合がある。たとえば、第1及び第2の非線形素子S1,S2を形成する工程において、第1導電体2上に形成した絶縁体3を、信号線LDから画素電極5の方向に沿って、所謂異方性エッチング処理によりパターニングしたときにその異方性に起因して第1導電体2上に形成した絶縁体3が素子基板1に対して平行ではなく、信号線LD側では薄く、画素電極5側では厚くエッチングされてしまう場合がある。即ち、信号線LD側と画素電極5側とではバリア層3aの膜厚が異なってしまう。また、このとき、前記した絶縁体3のエッチング処理は広範囲に一様に行われるので、バリア層3aの膜厚は、前記第1導電体2の長手方向に対して均一となる。
By the way, in the pixel electrode switching element including the first and second nonlinear elements S1 and S2 of the present embodiment, the upper surface of the
そこで、本実施形態においては、図2(a),(b)に示すように、第2導電体4a,4bをともに画素電極5側から絶縁層3bを渡ってバリア層3a上に同じ距離だけ乗り上げるように積層した。このことから、第2導電体4a直下のバリア層3aと第2導電体4b直下のバリア層3aとの膜厚は同一となる。即ち、第1導電体2の上面と第2導電体4aとの間に挟まれるバリア層3aの膜厚と、第1導電体2の上面と第2導電体4bとの間に挟まれるバリア層3aの膜厚とは同一になる。また、各第2導電体4a,4bがバリア層3a上に乗り上げた面積は等しい。従って、擬似的な第1の非線形素子D1の容量成分C1と擬似的な第2の非線形素子D2の容量成分C2とが等しくなる。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIGS. 2A and 2B, the
この結果、たとえ、バリア層3aの上面が信号線LDから画素電極5の方向に沿って傾いて形成されていても、擬似的な第1の非線形素子D1の容量成分C1と擬似的な第2の非線形素子D2の容量成分C2とを等しくすることができるので、第1の非線形素子S1と第2の非線形素子S2との容量バランスが崩れることはない。このように、信号線LDに印加される画像信号と同じ大きさの信号を画素電極5に供給することができるので、所望の画像信号に応じた輝度を表示することができる。
As a result, even if the upper surface of the
また、本実施形態においては、第2導電体4a,4bは、それぞれ絶縁体3(バリア層3a)の膜厚が厚い画素電極5側から前記絶縁体3上に積層されている。従って、その分、各第1及び第2の非線形素子D1,D2の抵抗成分r1,r2を大きくすることができるので、電流がバリア層3aを介して第2導電体4aに漏れて流れることはない。この結果、第1及び第2の非線形素子D1,D2のラテラルMIM素子としての特性を向上させることができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る液晶装置の主要部について、図4及び図5を参照して説明する。図4は、本発明の第2実施形態に係る液晶装置の画素電極の周辺を示す平面図である。図5(a)は、図4の線a2−a2の拡大断面図であり、図5(b)は、図1の線b2−b2の拡大断面図である。尚、この第2実施形態においては、上記第1実施形態と同一の構成要素については、第1実施形態と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
In the present embodiment, the
(Second Embodiment)
Next, main parts of the liquid crystal device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a plan view showing the periphery of the pixel electrode of the liquid crystal device according to the second embodiment of the present invention. 5A is an enlarged cross-sectional view taken along line a2-a2 in FIG. 4, and FIG. 5B is an enlarged cross-sectional view taken along line b2-b2 in FIG. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.
図4に示すように、本実施形態の画素電極用スイッチング素子は、各第2導電体4a,4b(上電極)が、ともに信号線LD側から絶縁層3bを渡って絶縁体3のバリア層3a上に同じ距離だけ乗り上げるようにして積層されており、その点が上記第1実施形態に記載の画素電極用スイッチング素子の構成と異なっている。
As shown in FIG. 4, in the pixel electrode switching element of the present embodiment, each of the
このような構造においては、図5(a)に示すように、第1導電体2と絶縁体3と信号線LD側から延出する第2導電体4aとの交差部分(積層部分)において、第1導電体2の側面と絶縁層3bと第2導電体4aの交差部分(積層部分)が第1の非線形素子S1となる。同様に、図5(b)に示すように、第1導電体2と絶縁体3と第2導電体4bとの交差部分(積層部分)において、第1導電体2の側面と絶縁層3bと信号線LD側から延出する第2導電体4bの交差部分(積層部分)が第2の非線形素子S2となる。即ち、これらの第1及び第2の非線形素子S1,S2は、それぞれ第1導電体2の側面と第2導電体4a,4bとの間に絶縁層3bを挟んだ構造からなり、それぞれラテラルMIM素子である。また、上記第1実施形態と同様にエッチング処理等によってバリア層3aの上面が信号線LDから画素電極5の方向に沿って傾いて形成されている。
In such a structure, as shown in FIG. 5A, at the intersection (laminated portion) of the
このような構成において、本実施形態では、第2導電体4a,4bは、ともに信号線LD側から同じ距離だけ絶縁体3に乗り上げるようにして積層した。従って、たとえ、絶縁体3の上面が信号線LDから画素電極5の方向に沿って傾いて形成されていても、第2導電体4a直下のバリア層3aと第2導電体4b直下のバリア層3aとの膜厚を等しく、かつ各第2導電体4a,4bがバリア層3aを覆う面積を等しくすることができる。
In such a configuration, in the present embodiment, the
この結果、本実施形態においても上記第1実施形態と同様に、擬似的な第1の非線形素子D1の容量成分C1と擬似的な第2の非線形素子D2の容量成分C2とを等しくすることができるので、信号線LDに印加される画像信号と同じ大きさの信号を画素電極5に供給することができる。従って、所望の画像信号に応じた輝度を表示することができる。
(製造方法)
次に、上記第1及び第2実施形態に係る液晶装置の主要部である画素電極用スイッチング素子周辺部の製造方法について説明する。この製造方法では、上記第1実施形態の画素電極用スイッチング素子の製造方法についてのみ説明する。図6(a)〜(e)は、それぞれ第1実施形態の画素電極用スイッチング素子の製造工程を示す図である。
As a result, also in the present embodiment, as in the first embodiment, the capacitance component C1 of the pseudo first nonlinear element D1 and the capacitance component C2 of the pseudo second nonlinear element D2 can be made equal. Therefore, a signal having the same magnitude as the image signal applied to the signal line LD can be supplied to the
(Production method)
Next, a method for manufacturing the peripheral portion of the pixel electrode switching element, which is the main part of the liquid crystal device according to the first and second embodiments, will be described. In this manufacturing method, only the method for manufacturing the pixel electrode switching element of the first embodiment will be described. 6A to 6E are diagrams showing manufacturing steps of the pixel electrode switching element according to the first embodiment.
まず、図6(a)に示すように、ガラスなどの光透過性のある素子基板1上全面に絶縁膜1aを形成し、続いて、絶縁膜1a上に第1導電体2を形成するための導電膜2aを形成する。
First, as shown in FIG. 6A, the insulating
次に、図6(b)に示すように、前記導電膜2a上全面に絶縁体3を構成するための絶縁膜3cを形成する。その後、絶縁膜3c及び導電膜2aをドライエッチングしてパターニングし、島状の第1導電体2及び絶縁膜3cを形成する(図6(c)参照)。このとき、前記ドライエッチングは、信号線LD側から画素電極5側へ向かって徐々にエッチングがされる、所謂異方性エッチング処理が行われるので、図6(c)に示すような絶縁膜3cの上面の断面が図6中左側(信号線LD側)から図6中右側(画素電極5側)へ向かうに従って徐々に厚くなるような傾斜を有した台形形状になる。
Next, as shown in FIG. 6B, an insulating film 3c for forming the
次に、図6(d)に示すように、第1導電体2の両側面2A,2Bを陽極酸化して各側面2A,2B上に絶縁層3bを形成する。この絶縁層3bは、陽極酸化により形成されるので、その膜厚を前記絶縁膜3cに比べて非常に薄くすることができる。前記導電膜2a上に形成された絶縁膜3cが前記バリア層3aに対応する。そして、前記バリア層3a及び絶縁層3bとで絶縁体3が形成される。
Next, as shown in FIG. 6D, both
続いて、絶縁膜1a及び絶縁体3上に渡って導電性薄膜を形成した後、パターニングすることで、図6(e)に示すように、画素電極5側から信号線LD側に絶縁層3bを渡ってバリア層3a上に至るまで同じ距離だけ乗り上げるようにして積層される第2導電体4a,4bを形成する。
Subsequently, a conductive thin film is formed over the insulating
また、絶縁膜1a上であって、第1導電体2の近くに、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平面視略矩形状の画素電極5を前記第2導電体4aに接続するように形成する。
In addition, a
このようにして形成された第1導電体2と絶縁体3と第2導電体4aとの交差部分(積層部分)における第1導電体2の側面2Aと絶縁層3bと第2導電体4aの交差部分(積層部分)がラテラルMIM素子構造を有する第1の非線形素子S1になる。
(液晶装置の構成)
次に、本発明が適用される液晶装置の全体的な構成例について、図7及び図8を参照して説明する。図7は、本発明が適用される電気光学装置の一例である液晶装置LCDの電気的構成を示す図である。図7に示す液晶装置は、上記第1及び第2実施形態の非線形素子S1,S2で構成された画素電極用スイッチング素子を用いたアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置である。この液晶装置は、図7に示すように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信号線LDと、走査線25及び信号線LDの各交差に設けられた画素50とを有する。ここで、信号線LDは上記各実施形態の第2導電体4bに電気的に接続されている。
The
(Configuration of liquid crystal device)
Next, an example of the overall configuration of a liquid crystal device to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a diagram showing an electrical configuration of a liquid crystal device LCD which is an example of an electro-optical device to which the present invention is applied. The liquid crystal device shown in FIG. 7 is an active matrix driving type liquid crystal device using pixel electrode switching elements constituted by the nonlinear elements S1 and S2 of the first and second embodiments. As shown in FIG. 7, this liquid crystal device is provided at each intersection of a plurality of
複数の走査線25のうち図7中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7中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に接続される。そして、各走査線25には、これらのYドライバIC401,402によって生成された走査信号が供給される。尚、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IC」と表記する。そして、各走査線25に、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ことで、複数の走査線25が順次選択される。
Among the plurality of
複数の信号線LDの各々は、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画像信号が供給される。一方、マトリクス状に配列する複数の画素50の各々は、R(赤色)、G(緑)またはB(青色)のいずれかの色に対応する。各画素50は、液晶表示要素51と画素電極用スイッチング素子13とが直列接続された構成となっている。ここで、画素電極用スイッチング素子13は、上記各実施形態の第1
導電体2、絶縁体3、第2導電体4a,4bからなる第1及び第2の非線形素子S1,S2に相当する。また、液晶表示要素51の電極が上記各実施形態の画素電極5に相当する。
Each of the plurality of signal lines LD is connected to an
This corresponds to the first and second nonlinear elements S1 and S2 including the
次に、図8は、本液晶装置を背面側(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。尚、図8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8に示すように、本液晶装置は、相互に対向する素子基板1及び対向基板(他の基板)20がシール材30によって張り合わされるとともに、両基板1,20とシール材30とによって囲まれた領域に電気光学物質である液晶(図8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の縁辺に沿って略矩形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ようになっている。
Next, FIG. 8 is a perspective view showing a configuration when the present liquid crystal device is viewed from the back side (that is, the side opposite to the side where the observer should be positioned). As shown in FIG. 8, 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. 8, in the present liquid crystal device, an
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、たと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1及び対向基板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1,20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を兼ね備える。尚、実際には、素子基板1及び対向基板20の外側の表面に、入射光を偏向させるための偏向板や、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。
The sealing
素子基板1及び対向基板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基材である。このうち観察側に位置する素子基板1の内側(対向基板20側)表面に上述した複数の信号線LDが形成される一方、背面側に位置する対向基板20の内側(素子基板1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1は、シール材30から外側の領域(即ち、シール材30及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及び第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。即ち、これら各ドライバIC41,401,402は、接着剤中に導電粒子を分散させた異方性導電膜(Anisotoropic Conductive Film;ACF)を介して素子基板1上に実装されている。また、縁辺領域10aのうち素子基板1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、パッド17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、たとえば回路基板などの外部機器が接続されている。
The
係る構成のもと、XドライバIC41は、外部機器からフレキシブル基板及びパッド17を介して入力された信号に応じて画像信号を生成し、これを信号線LD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及びパッド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1上に形成された引廻し配線16からシール材30中に導電粒子を介して対向基板20側へ伝達され、この対向基板20上の各走査線25に与えられる。
(電子機器)
図9は、本発明に係る電気光学装置をモバイル型パーソナルコンピュータの表示部に適用した例を示す斜視構成図である。図9に示すように、パーソナルコンピュータ60は、キーボード61を備えた本体部62と、前記液晶装置を具備してなる表示ユニット63とを備えている。
With this configuration, the
(Electronics)
FIG. 9 is a perspective configuration diagram illustrating an example in which the electro-optical device according to the invention is applied to a display unit of a mobile personal computer. As shown in FIG. 9, the
上記実施形態の液晶装置は、上記パーソナルコンピュータ60に限らず、例えば、電子ブック、携帯電話、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型又はモニタ
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、投射型表示装置、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネル、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を用いた表示装置、電子放出素子を用いた表示装置(FED)やSED(Surface−Conduction Electron−Emitter Display)などの各種電子機器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、所望の信号に応じた輝度で表示することができる。
The liquid crystal device of the above embodiment is not limited to the
尚、特許請求の範囲に記載の電気光学装置は、本実施形態においては、液晶装置LCDに対応している。また、特許請求の範囲に記載の電子機器は、本実施形態においては、パーソナルコンピュータ60に対応している。
The electro-optical device described in the claims corresponds to the liquid crystal device LCD in this embodiment. The electronic device described in the claims corresponds to the
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置及び電子機器もまた、本発明の技術範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. Electronic devices are also included in the technical scope of the present invention.
尚、発明の実施形態は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように実施してもよい。
○上記各実施形態では、絶縁体3をその膜厚が信号線LDから画素電極5の方向に沿って、信号線LD側では薄く画素電極5側では厚くなるようにエッチングされた場合、各第2導電体4a,4bをともに画素電極5側または、信号線LD側からバリア層3a上に積層するようにした。そうではなく、絶縁体3の膜厚が、信号線LDの長手方向に沿ってエッチングされた場合、各第2導電体4a,4bをともに信号線LDの長手方向に沿ってバリア層3a上に積層するようにしてもよい。図10は、絶縁体3の膜厚が、信号線LDの長手方向に沿ってエッチングされた場合の各第2導電体4a,4bの形成位置を説明するための図である。このような場合においても、上記各実施形態と同様な効果を得ることができる。つまり、図10に示すように、エッチング等によりバリア層3aの膜厚が所定の方向に沿ってばらついている場合、その所定の方向に沿って同じ側から各第2導電体4a,4bをともに同じ距離だけバリア層3a上に積層するようにすればよい。
In addition, embodiment of invention is not limited to the said embodiment, You may implement as follows.
In each of the above embodiments, when the
LCD…電気光学装置としての液晶装置、S1,S2…非線形素子、1…素子基板、2…第1導電体、3…絶縁体、4a,4b…第2導電体、5…画素電極、20…対向基板、30…シール材、60…電子機器としてのモバイル型パーソナルコンピュータ。 LCD: liquid crystal device as an electro-optical device, S1, S2: nonlinear element, 1 ... element substrate, 2 ... first conductor, 3 ... insulator, 4a, 4b ... second conductor, 5 ... pixel electrode, 20 ... Counter substrate, 30... Sealing material, 60... Mobile personal computer as an electronic device.
Claims (6)
前記非線形素子を介して駆動される画素電極と
を有してなる電気光学装置において、
前記第2導電体は少なくとも2つあり、
前記各第2の導電体は、前記絶縁体の一側辺において同絶縁体上に積層されていることを特徴とする電気光学装置。 A nonlinear element having a structure in which a first conductor, an insulator, and a second conductor are sequentially laminated;
In an electro-optical device having a pixel electrode driven through the nonlinear element,
There are at least two second conductors,
Each of the second conductors is stacked on the insulator on one side of the insulator.
前記絶縁体は、その膜厚が前記一側辺から他方の辺に向かって徐々に変化しており、
前記各第2導電体は、前記膜厚が厚い側の前記絶縁体の上面に積層されるようにしたことを特徴とする電気光学装置。 The electro-optical device according to claim 1.
The insulator has a thickness that gradually changes from the one side to the other side,
The electro-optical device, wherein each of the second conductors is stacked on an upper surface of the insulator on the thicker side.
前記絶縁体は、前記第1導電体の上面及び側面を覆うように設けられており、
前記第1導電体の上面上に積層される前記絶縁体の膜厚は、前記第1導電体の側面に積層される前記絶縁体の膜厚に比べて厚く形成されていることを特徴とする電気光学装置。 The electro-optical device according to claim 1,
The insulator is provided so as to cover an upper surface and a side surface of the first conductor,
The insulator stacked on the top surface of the first conductor is formed thicker than the insulator stacked on the side surface of the first conductor. Electro-optic device.
前記各非線形素子は素子基板上に形成され、
前記素子基板と相互に対向する対向基板を備え、前記素子基板と前記対向基板とがシール材によって張り合わされるとともに、前記素子基板及び前記対向基板とシール材とによって囲まれた領域に電気光学物質が封入された構成をなしていることを特徴とする電気光学装置。 The electro-optical device according to any one of claims 1 to 3,
Each nonlinear element is formed on an element substrate,
An opposing substrate opposite to the element substrate, the element substrate and the opposing substrate being bonded together by a sealing material, and an electro-optical material in a region surrounded by the element substrate and the opposing substrate and the sealing material An electro-optical device characterized in that the structure is enclosed.
前記第1導電体は複数の辺で囲まれた形状を有し、
前記複数の第2の導電体は、前記第1導電体の複数の辺のうちの同一辺上で、前記絶縁体を介して前記第1導電体と対向していることを特徴とする電気光学装置。 In an electro-optical device having a nonlinear element having a structure in which a first conductor, an insulator, and a plurality of second conductors are sequentially stacked, and a pixel electrode driven via the nonlinear element,
The first conductor has a shape surrounded by a plurality of sides,
The plurality of second conductors are opposed to the first conductor via the insulator on the same side of the plurality of sides of the first conductor. apparatus.
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