JP2006003776A - 電気光学装置の製造方法、電気光学装置、及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 良好な素子特性を有する非線形素子を備え、もって高画質表示を可能にした電気光学装置を歩留まりよく製造する方法を提供する。
【解決手段】 基板上に、第1導電層と絶縁層と第2導電層とを積層してなる非線形素子と、該非線形素子から延出されたコンタクト部と、前記非線形素子およびコンタクト部を覆う層間絶縁膜と、前記コンタクト部と電気的に接続された画素電極とを具備した電気光学装置の製造方法であって、本線部106bとコンタクト部36を迂回する支線部106aとを有する金属膜106をパターン形成する工程と、前記金属膜106を陽極酸化処理することにより前記金属膜106上に酸化膜からなる絶縁層を形成する工程と、前記支線部106aの先端部を残して前記金属膜106を除去し、前記第1導電層および導電層を形成する工程と、前記絶縁層上に前記第2導電層およびコンタクト部36を形成する工程とを含む製造方法とした。
【選択図】 図7
【解決手段】 基板上に、第1導電層と絶縁層と第2導電層とを積層してなる非線形素子と、該非線形素子から延出されたコンタクト部と、前記非線形素子およびコンタクト部を覆う層間絶縁膜と、前記コンタクト部と電気的に接続された画素電極とを具備した電気光学装置の製造方法であって、本線部106bとコンタクト部36を迂回する支線部106aとを有する金属膜106をパターン形成する工程と、前記金属膜106を陽極酸化処理することにより前記金属膜106上に酸化膜からなる絶縁層を形成する工程と、前記支線部106aの先端部を残して前記金属膜106を除去し、前記第1導電層および導電層を形成する工程と、前記絶縁層上に前記第2導電層およびコンタクト部36を形成する工程とを含む製造方法とした。
【選択図】 図7
Description
本発明は、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、及び電子機器に関するものである。
従来から、液晶装置等の電気光学装置に用いるスイッチング素子として二端子型非線形素子が知られており、例えば下記の特許文献1に開示された構成のものが知られている。
特開2002−43589号公報
上記特許文献1に記載の二端子型非線形素子は、第1電極と、第1電極表面に陽極酸化により形成した絶縁膜と、この絶縁膜を介して第1電極と対向する第2電極とを具備したMIM(Metal-Insulator-Metal)型の非線形素子であり、同文献に係る製造方法は、基板上に金属膜を成膜した後に直線状の配線形状にパターニングし、この金属膜を陽極酸化して金属膜表面に絶縁膜を形成するものである(特許文献1、図4参照)。しかし、本願発明者が、非線形素子を具備した電気光学装置の製造方法についてさらに検討を重ねたところ、このように直線状に形成した金属膜を用いて絶縁膜により被覆された第1電極を形成すると、良好な素子特性が得られない場合があることが判明した。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、良好な素子特性を有する非線形素子を備え、もって高画質表示を可能にした電気光学装置を歩留まりよく製造する方法を提供することを目的としている。
本発明は、上記課題を解決するために、基板上に、第1導電層と絶縁層と第2導電層とを積層してなる非線形素子と、前記非線形素子から延出してなるコンタクト部と、前記非線形素子及び前記コンタクト部を覆う層間絶縁膜と、前記コンタクト部と電気的に接続してなる画素電極と、を具備した電気光学装置の製造方法であって、前記基板上に、本線部と、前記コンタクト部の形成領域を迂回する支線部とを有する金属膜をパターン形成する工程と、前記金属膜を陽極酸化処理することにより前記金属膜上に酸化膜からなる前記絶縁層を形成する工程と、前記金属膜を、前記支線部の先端部を残して除去し、前記第1導電層及び前記絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に前記第2導電層及び前記第2導電層から延出してなる前記コンタクト部を形成する工程と、前記層間絶縁膜を形成する工程と、前記画素電極を形成する工程とを含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法を提供する。
この製造方法によれば、金属膜の表面を陽極酸化処理して非線形素子を構成する絶縁膜を形成する場合に、金属膜のうち非線形素子を構成する部位を、外部の電源と接続するための本線部から分岐した支線部とし、かつ支線部の先端部としたことで、陽極酸化処理後に不要な範囲の金属膜を除去する際に、非線形素子の導電層として残す部分は、その一端側のみを切断されることとなる。このような製造方法とすることで、良好な素子特性を具備した非線形素子を作製できるようになる。また、前記支線部は、画素電極と非線型素子との間に介挿されたコンタクト部を迂回して形成されているので、コンタクト部を支線部とが交差する場合のようにコンタクト部に段差が形成されることが無く、したがってコンタクト部と画素電極との導電接続構造における信頼性を向上させることができる。
本発明の電気光学装置の製造方法では、前記基板上に、前記非線形素子と接続する信号配線を形成する工程を含み、前記金属膜の本線部を、前記信号配線に沿って形成することが好ましい。この製造方法によれば、信号配線と金属膜とを交差させることがないため、配線の積層構造による不要な段差や短絡等の不良が生じるのを効果的に防止でき、また配線設計の自由度も高くなるため、集積度の向上や画素の高精細化に有利である。
本発明の電気光学装置の製造方法では、前記金属膜をパターン形成するに際して、前記金属膜の支線部を、前記コンタクト部を迂回する平面視略鈎状に形成することが好ましい。この製造方法によれば、金属膜とコンタクト部とが平面的に重ならないようにできるため、コンタクト部の層間絶縁膜にコンタクトホールを開口した際に、コンタクトホール内部に段差が形成されず、画素電極と非線型素子との接続信頼性を良好なものとすることができる。
本発明の電気光学装置の製造方法では、前記平面視略鈎状の支線部の先端部を、前記信号配線とコンタクト部との間に配し、前記信号配線の延在方向と略平行に形成することもできる。この製造方法によれば、非線形素子を構成する第1導電層が、信号配線と略平行に延在する配置となり、また信号配線とコンタクト部との間に第1導電層が配されることとなるので、信号配線と非線形素子、さらに非線形素子とコンタクト部に設けられる画素電極との接続構造を高密度に配置することができ、高精細化に有利な電気光学装置を製造できる。
本発明の電気光学装置の製造方法では、前記金属膜をパターン形成するに際して、前記金属膜の本線部を、前記コンタクト部の形成領域を迂回させて形成することもできる。この製造方法によれば、高精細化に伴い画素領域が狭小化した場合にも、コンタクト部の形成領域を比較的大きく確保できるようになり、画素電極と非線型素子との導電接続構造の信頼性を良好に確保することができる。
本発明の電気光学装置の製造方法では、前記金属膜をパターン形成するに際して、前記コンタクト部の形成領域内に、前記金属膜と同一材質の島状部材を形成することが好ましい。この構成によれば、コンタクト部の形成領域における層間絶縁膜の層厚を前記島状部材の厚さの分だけ他の領域より薄くすることができるので、層間絶縁膜に対するコンタクトホールの開口を容易かつ正確に行えるようになるとともに、コンタクトホール内部の膜の付き回りも良好なものとなり、非線形素子と画素電極との接続信頼性に優れた電気光学装置を製造することができる。
また本発明は、基板上に、第1導電層と絶縁層と第2導電層とを積層してなる非線形素子と、前記非線形素子から延出してなるコンタクト部と、前記非線形素子及び前記コンタクト部を覆う層間絶縁膜と、前記コンタクト部と電気的に接続してなる画素電極と、を具備した電気光学装置の製造方法であって、前記基板上に、前記コンタクト部と平面的に重なる領域において拡幅された拡幅部を具える本線部と、該本線部から分岐された支線部とを有する金属膜をパターン形成する工程と、前記金属膜を陽極酸化処理することにより前記金属膜上に酸化膜からなる前記絶縁層を形成する工程と、前記金属膜を、前記支線部の先端部及び前記拡幅部を残して除去し、前記視線部の先端部を前記第1導電層及び前記絶縁層とする工程と、前記絶縁層上に前記第2導電層及び前記第2導電層から延出してなる前記コンタクト部を形成する工程と、前記層間絶縁膜を形成する工程と、前記画素電極を形成する工程とを含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法を提供する。
この製造方法によれば、金属膜の表面を陽極酸化処理して非線形素子を構成する絶縁膜を形成する場合に、金属膜のうち非線形素子を構成する部位を、外部の電源と接続するための本線部から分岐した支線部とし、かつ支線部の先端部としたことで、陽極酸化処理後に不要な範囲の金属膜を除去する際に、非線形素子の導電層として残す部分は、その一端側のみを切断されることとなる。このような製造方法とすることで、良好な素子特性を具備した非線形素子を作製できるようになる。
また、金属膜の形成と同時にコンタクト部に配される拡幅部を形成することができ、これによりコンタクト部上に配される層間絶縁膜の層厚を低減可能な構造を容易かつ効率的に形成することができる。したがって、コンタクトホールの開口を容易かつ正確に行えるようになるとともに、コンタクトホール内部の膜の付き回りも良好なものとなり、非線形素子と画素電極との接続信頼性に優れた電気光学装置を製造することができる。
また、金属膜の形成と同時にコンタクト部に配される拡幅部を形成することができ、これによりコンタクト部上に配される層間絶縁膜の層厚を低減可能な構造を容易かつ効率的に形成することができる。したがって、コンタクトホールの開口を容易かつ正確に行えるようになるとともに、コンタクトホール内部の膜の付き回りも良好なものとなり、非線形素子と画素電極との接続信頼性に優れた電気光学装置を製造することができる。
さらに本発明は、上記課題を解決するために、基板上に、第1導電層と絶縁層と第2導電層とを積層してなる非線形素子を具備した電気光学装置の製造方法であって、基板上に、前記非線形素子を形成する工程と、該非線形素子を覆う層間絶縁膜を形成する工程と、該層間絶縁膜に貫設されたコンタクトホールを介して前記非線形素子と接続される画素電極を形成する工程とを含み、前記非線形素子を形成する工程が、前記基板上に、本線部と該本線部から分岐された支線部とを有する金属膜をパターン形成する工程と、前記金属膜を陽極酸化処理することにより前記金属膜上に酸化膜からなる前記絶縁層を形成する工程と、前記金属膜を部分的に除去して前記支線部の先端部に前記第1導電層及び前記絶縁層を形成する工程と、を含む工程であることを特徴とする電気光学装置の製造方法を提供する。
この製造方法によれば、金属膜の表面を陽極酸化処理して非線形素子を構成する絶縁膜を形成する場合に、金属膜のうち非線形素子を構成する部位を、外部の電源と接続するための本線部から分岐した支線部とし、かつ支線部の先端部としたことで、陽極酸化処理後に不要な範囲の金属膜を除去する際に、非線形素子の導電層として残す部分は、その一端側のみを切断されることとなる。このような製造方法とすることで、良好な素子特性を具備した非線形素子を作製できるようになる。
また、非線形素子と画素電極とが層間絶縁膜を介して離間され、同層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して導電接続されるようになっているため、非線形素子に接続される信号配線と画素電極との容量カップリングを良好に防止でき、高画質の表示を得ることができる電気光学装置を製造する方法が提供される。
本発明の電気光学装置の製造方法では、前記信号配線と前記画素電極とが平面的に重なるように前記信号配線及び画素電極を配置することが好ましい。この製造方法によれば、電気光学装置の画素開口率を高めることができ、高精細表示に容易に対応可能な電気光学装置を製造することができる。
本発明の電気光学装置は、基板上に、第1導電層と絶縁層と第2導電層とを積層してなる非線形素子と、前記非線形素子から延出してなるコンタクト部と、前記非線形素子及び前記コンタクト部を覆う層間絶縁膜と、前記コンタクト部と電気的に接続してなる画素電極と、を具備し、前記コンタクト部と平面的に重なる領域に、前記第1導電層及び前記絶縁層と同じ材料からなる部材が配置されてなることを特徴とする。
この構成によれば、前記コンタクト部と平面的に重なる領域に設けられた部材によって、当該領域の層間絶縁膜の層厚が低減され、したがって、同領域に貫設されたコンタクトホールの深さが浅くなっており、その内部に埋設されて前記コンタクト部と接続される画素電極の膜の付き回りが良好なものとなり、もって画素電極とコンタクト部との接続信頼性が向上された電気光学装置を提供することができる。
この構成によれば、前記コンタクト部と平面的に重なる領域に設けられた部材によって、当該領域の層間絶縁膜の層厚が低減され、したがって、同領域に貫設されたコンタクトホールの深さが浅くなっており、その内部に埋設されて前記コンタクト部と接続される画素電極の膜の付き回りが良好なものとなり、もって画素電極とコンタクト部との接続信頼性が向上された電気光学装置を提供することができる。
次に、本発明の電気光学装置は、先に記載の本発明の製造方法により製造されたことを特徴としている。本発明の電子機器は、先に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
すなわち本発明によれば、良好な素子特性を具備した非線形素子によりスイッチングされ、高画質の表示が得られる電気光学装置、及び高画質表示が可能な表示部を具備した電子機器が提供される。
すなわち本発明によれば、良好な素子特性を具備した非線形素子によりスイッチングされ、高画質の表示が得られる電気光学装置、及び高画質表示が可能な表示部を具備した電子機器が提供される。
(第1実施形態)
以下、本発明に係る第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図において、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、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
以下、本発明に係る第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図において、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、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
<電気光学装置>
図1(a)は、本発明の電気光学装置の一実施形態である液晶表示装置について、各構成要素とともに示す対向基板側から見た平面図であり、図1(b)は、その要部の断面図である。図3は液晶表示装置の画像表示領域においてマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。ここで、本実施形態の電気光学装置は、図示しないバックライトからの光を用いる透過型液晶表示装置であって、スイッチング素子として二端子型非線形素子、ここでは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表示装置である。
図1(a)は、本発明の電気光学装置の一実施形態である液晶表示装置について、各構成要素とともに示す対向基板側から見た平面図であり、図1(b)は、その要部の断面図である。図3は液晶表示装置の画像表示領域においてマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。ここで、本実施形態の電気光学装置は、図示しないバックライトからの光を用いる透過型液晶表示装置であって、スイッチング素子として二端子型非線形素子、ここでは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表示装置である。
図1の(a)図及び(b)図に示すように、本実施の形態の液晶表示装置100は、対をなす素子基板110と対向基板120とが紫外線硬化性のシール材52によって貼り合わされ、このシール材52によって区画された領域内に液晶50が封入、保持されている。シール材52は、基板面内において閉ざされた環状(枠状)に形成されており、液晶注入口を備えていない構成となっている。つまり、液晶注入口を封止する封止材を備えておらず、環状全体が同一の材料にて連続的に構成されている。なお、液晶注入口を備え、これを封止材により封止した構成のシール材を用いることもできる。
矩形環状のシール材52のうち、図1(a)に示す素子基板110の右辺、左辺(対向した2つの辺)に沿う部分には、素子基板110と対向基板120との間で電気的に導通するための導電性粒子(基板間導通部)206が含有されている。なお、この導電性粒子206は異方性導電粒子にて構成されている。
素子基板110の内面側には複数の画素電極9がマトリクス状に形成される一方、対向基板120の内面側には短冊状のストライプ電極23が形成されており、各電極9,23の内面側には更に配向膜(図示略)が形成されている。なお、画素電極9にはスイッチング素子としてTFD素子4(薄膜ダイオード素子、図4参照)が接続されている。
本実施の形態では、対向基板120よりも素子基板110の外形寸法の方が大きく、対向基板120と素子基板110の3辺(図1における上辺、右辺、左辺)ではほぼ縁(基板の端面)が揃っているが、対向基板120の残りの1辺(図1における下辺)からは素子基板110の周縁部が張り出すように配置され、張出領域90を形成している。
張出領域90には、素子基板110側に形成された画素電極9を駆動するための第1駆動回路201と、対向基板120側に形成されたストライプ電極23を駆動するための第2駆動回路202とが実装されている。なお、各駆動回路201,202には図示しない外部接続端子が形成され、当該液晶表示装置100とは異なる外部機器から表示制御信号等を受信可能な構成となっている。
張出領域90には、素子基板110側に形成された画素電極9を駆動するための第1駆動回路201と、対向基板120側に形成されたストライプ電極23を駆動するための第2駆動回路202とが実装されている。なお、各駆動回路201,202には図示しない外部接続端子が形成され、当該液晶表示装置100とは異なる外部機器から表示制御信号等を受信可能な構成となっている。
第1駆動回路201及び第2駆動回路202は、ともに素子基板110上に配設され、しかも矩形状の素子基板110の同一の張出領域90に形成されている。第1駆動回路201は、素子基板110側に形成された信号線を介してTFD素子4(図4参照)、ひいては画素電極9に信号を送信するためのICであって、該素子基板110に形成された配線205を介して信号供給が行われている。
第2駆動回路202は素子基板110に形成される一方、対向基板120に形成されたストライプ電極23に信号を送信するためのICであるため、素子基板110に形成された引き廻し配線207を介し、さらにシール材52に形成された導通性粒子206を介してストライプ電極23に信号が供給されるものとなっている。ここで、引き廻し配線207は、図1(a)に示したシール材52の下辺部を跨いで、該シール材52の環状内側から導通性粒子206に接続されている。
前記両基板間の電気的導通は、以下のように行われている。
まず、対向基板120に形成されたストライプ電極23は、その一端若しくは両端がシール材52の内部に食い込む形にて延在しており、シール材52内部で導電性粒子206に電気的に接続されている。
一方、素子基板110側には、上述した第2駆動回路202(図1(a)参照)と接続する引き廻し配線207が形成されており、引き廻し配線207は、図1(a)に示すように、素子基板110の下辺側の張出領域90に実装された第2駆動回路202から、素子基板110の左右辺方向に延びるように屈曲して形成されており、素子基板110の下辺部においてシール材52を跨いで、該シール材52の内側領域を素子基板110の左右辺に沿って縦方向に延びている。そして、所定のストライプ電極23と接続する位置にてシール材52の内部に導通し、導電性粒子206に電気的に接続されている。
まず、対向基板120に形成されたストライプ電極23は、その一端若しくは両端がシール材52の内部に食い込む形にて延在しており、シール材52内部で導電性粒子206に電気的に接続されている。
一方、素子基板110側には、上述した第2駆動回路202(図1(a)参照)と接続する引き廻し配線207が形成されており、引き廻し配線207は、図1(a)に示すように、素子基板110の下辺側の張出領域90に実装された第2駆動回路202から、素子基板110の左右辺方向に延びるように屈曲して形成されており、素子基板110の下辺部においてシール材52を跨いで、該シール材52の内側領域を素子基板110の左右辺に沿って縦方向に延びている。そして、所定のストライプ電極23と接続する位置にてシール材52の内部に導通し、導電性粒子206に電気的に接続されている。
ここで、導電性粒子206は、異方性導電粒子を用いて構成されており、上下方向の接続が確実なものとなるように、上下に弾性変形した形にて配設されている。該粒子206は、基板貼り合わせ前において、液晶層厚を規定するスペーサー(図示略)の直径よりも0.1μm〜1.0μm程度大きな直径を有したものを用いるのがよく、これを上下に1%〜10%程度圧縮させて用いるのがよい。
なお、液晶表示装置100においては、液晶50はTN(Twisted Nematic)モードのものを採用しているが、垂直配向モード(VANモード)のものを採用することもできる。
このような構成を有する液晶表示装置100の画像表示領域においては、図2に示すように、複数の画素15がマトリクス状に構成されている。また、液晶表示装置100は第1駆動回路201及び第2駆動回路202を含んでおり、複数の走査線14(対向電極23に相当)と、該走査線14と交差する複数のデータ線13とが設けられ、データ線13は第1駆動回路201からの信号を、走査線14は第2駆動回路202からの信号を各画素15に供給する。そして、各画素15において、データ線13と走査線14との間にTFD素子4と液晶表示要素16(液晶層)とが直列に接続されている。なお、図2では、TFD素子4がデータ線13側に接続され、液晶表示要素16が走査線14側に接続されているが、これとは逆にTFD素子4を走査線14側に、液晶表示要素16をデータ線13側に設ける構成としても良い。
以上のような回路構成により、TFD素子4のスイッチング特性に基づいて液晶表示要素16が駆動制御されるとともに、その液晶表示要素16の駆動に基づいて画素15毎に明暗表示がなされ、液晶表示装置100の表示領域において画像表示が行われるものとされている。
次に、画素構成について説明する。図3は1画素当りの平面構成を示す図であって、図4は1画素当りの断面構成を示す図(図3のA−A'断面に相当)である。本実施形態の液晶表示装置100に用いたTFD素子4は、いわゆるBack to Back構造を有してなり、データ線13と画素電極9とがTFD素子4を介して接続されている。なお、データ線13は、図1(a)及び図1(b)に示すようにシール材52の外側領域(非表示領域)において実装端子(外部接続端子)18に接続され、各種データの入出力が可能な構成となっている。これらTFD素子4、データ線13は、図4に示すように素子基板110上に形成されている。
素子基板110は、絶縁性及び透明性を有するガラス基板或いはプラスチック基板等からなり、該素子基板110上には、下地絶縁膜3を介してデータ線13、TFD素子4等が形成されている。データ線13は、クロムによって形成されてなり、画素電極9の非形成領域に配設されており、同じく画素電極9の非形成領域に配設されたTFD素子4と電気的に接続されている。
データ線13と接続されてなるTFD素子4は、TaW及びCrによって絶縁膜を狭持した構成を有している。TFD素子4は、素子基板110上に下地絶縁膜3を介して形成されており、TaWにて構成された第1導電膜(第1導電層)6と、該第1導電膜6の表面を酸化してなる酸化タンタル(Ta2O5)にて構成された絶縁膜(絶縁層)7と、該絶縁膜7上に配設されクロムにて構成された第2導電膜(第2導電層)8とを素子基板110側から積層して備えるものである。そして、第2導電膜8の一部がデータ線13と接続され、異なる一部が画素電極9と電気的に繋がる金属配線35と接続されている。
データ線13、TFD素子4及び金属配線35を含む素子基板110には、これらを覆う形にて層間絶縁膜34(絶縁層)が形成されている。層間絶縁膜34はシリコン酸化膜或いはアクリル樹脂等の透光性絶縁膜にて構成されている。そして、この層間絶縁膜34上にITO等の透明導電材料からなる画素電極9が形成されている。なお、層間絶縁膜34には、画素電極9とTFD素子4とを電気的に接続するためのコンタクトホール32が、TFD素子4とは重ならない位置(つまりTFD素子4の直上以外の領域)であって、画素電極9と平面的に重なる位置に配設されている。
上述の通り、画素電極9はコンタクトホール32を介してTFD素子4と電気的に接続されているわけであるが、TFD素子4の第2導電膜8から上記コンタクトホール32までは、金属配線35が素子基板110(詳しくは下地絶縁膜3)上に設けられており、該金属配線35によって電気的接続が図られている。また、図3に示すように、金属配線35はコンタクトホール32との接続部において平面視拡径のコンタクト部36を有しており、該コンタクト部36においてコンタクトホール32内の画素電極9と接続されている。つまり、TFD素子4からの信号は、金属配線35を介して画素電極9に供給されるようになっている。ここで、金属配線35はCrにより形成されている。
素子基板110上、画素電極9を覆う領域には、ポリイミド等の配向膜18が形成されている。
素子基板110上、画素電極9を覆う領域には、ポリイミド等の配向膜18が形成されている。
一方、対向基板120には、図4に示すように赤色(R),緑色(G),青色(B)からなる各着色層(本実施の形態では1色のみ示されている)が、図示略のブラックマトリクス(BM)にて区画された態様で形成されてなるカラーフィルタCFが配設されている。また、カラーフィルタCFの内面側(液晶50側)には、ストライプ状の対向電極23が形成され、対向電極23を覆って、ポリイミド等の配向膜19が設けられている。カラーフィルタCFと対向電極23との間には、必要に応じて絶縁材料からなる平坦化膜24が形成される。
なお、図示は省略したが、素子基板110及び対向基板120の外面側には、通常、偏光板や位相差板などの光学素子が設けられている。
<電気光学装置の製造方法>
以下、上記構成を具備した液晶表示装置(電気光学装置)の製造方法を、図5から図7を参照して説明する。図5及び図6は、液晶表示装置100を構成する素子基板110の製造工程を示す断面工程図である。図7は、図5及び図6に示す工程のうち、陽極酸化処理工程を説明するための平面構成図である。
なお、図5及び図6に示す断面工程図は、図4のA−A’線に沿う断面構造に相当するものである。
以下、上記構成を具備した液晶表示装置(電気光学装置)の製造方法を、図5から図7を参照して説明する。図5及び図6は、液晶表示装置100を構成する素子基板110の製造工程を示す断面工程図である。図7は、図5及び図6に示す工程のうち、陽極酸化処理工程を説明するための平面構成図である。
なお、図5及び図6に示す断面工程図は、図4のA−A’線に沿う断面構造に相当するものである。
まず、図5(a)に示すように、ガラス基板を用意し、このガラス基板の全面に下地絶縁膜3を形成する。下地絶縁膜3は、例えば酸化タンタル(Ta2O5)からなり、高周波スパッタリング法等により形成することができる。次いで、下地絶縁膜3上に、例えばタンタル(Ta)からなる金属膜106を、100nm〜500nm程度の膜厚にて形成する。
次に、図5(b)に示すように、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて、金属膜106をパターニングし、本線部106b及び支線部106aを形成する。このとき、金属膜106の平面構成は、図7に示すように、後段の工程で形成されるデータ線(信号配線)13と略平行に本線部106bが延びて形成されており、この本線部106bの中途から平面視略鈎状の支線部106aが分岐されたものとなっている。また、平面視略鈎状の支線部106aは、後段の工程で形成されるコンタクトホール32の平面領域を迂回してデータ線13側へ延びるように形成される。
次に、図7に示すように、金属膜106の本線部106bに対して電源Eを接続し、電解液中で金属膜106に対して電圧を印加することで金属膜106を陽極酸化処理し、金属膜106表面に陽極酸化膜(タンタル酸化物)からなる絶縁膜7を形成する。絶縁膜7は、図5(c)に示すように、本線部106b及び支線部106aの表面にほぼ均一な膜厚で形成される。
この絶縁膜7の膜厚は、画素の精細度(液晶容量)及びそれに伴うTFD素子の要求特性に応じて適宜選択されるが、例えば10nm〜35nm程度である。陽極酸化処理に供する電解液としては、例えば0.01〜0.1重量%程度のクエン酸水溶液が適用できる。
次いで、絶縁膜7のピンホール除去や膜質の安定化を目的として熱処理を施す。熱処理条件は、例えば250℃、30分間とすればよい。
この絶縁膜7の膜厚は、画素の精細度(液晶容量)及びそれに伴うTFD素子の要求特性に応じて適宜選択されるが、例えば10nm〜35nm程度である。陽極酸化処理に供する電解液としては、例えば0.01〜0.1重量%程度のクエン酸水溶液が適用できる。
次いで、絶縁膜7のピンホール除去や膜質の安定化を目的として熱処理を施す。熱処理条件は、例えば250℃、30分間とすればよい。
次に、図5(d)に示すように、下地絶縁膜3上、金属膜106及び絶縁膜7を含む領域に、例えばクロム(Cr)からなる第2の金属膜108を、60nm〜300nm程度の膜厚にて形成する。この第2の金属膜108は、図3に示したデータ線13及び金属配線35を構成するものである。
次いで、図5(e)に示すように、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて第2の金属膜108をパターニングし、データ線13及び第2導電膜8、並びに金属配線35をパターン形成する。またこのとき金属配線35の一端が拡径されることでコンタクト部36も形成される(図3参照。)。
次いで、図5(e)に示すように、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて第2の金属膜108をパターニングし、データ線13及び第2導電膜8、並びに金属配線35をパターン形成する。またこのとき金属配線35の一端が拡径されることでコンタクト部36も形成される(図3参照。)。
次に、図5(f)に示すように、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて金属膜106を部分的に除去し、残部により第1導電膜6を構成する。このとき、金属膜106のうち本線部106bは全て除去され、支線部106aは、その先端部を除く部分が除去される(図4及び図7参照。)。すなわち、TFD素子4を構成する第1導電膜6は、金属膜106の支線部106aの先端部に形成されることとなる。本実施形態では、このように支線部106の基端部側のみを切断して先端側を残すようにすることで、良好な素子特性を具備したTFD素子4を作製することができる。
先の特許文献1に記載の如く直線状に形成した金属膜の両側を切断してTFD素子の第1導電膜を形成する場合、表示不良を生じるという問題があったが、本実施形態のように第1導電膜6が片側のみを切断されて形成されるようにすれば、係る問題が生じることはなく、良好な素子特性を得ることができる。具体的には、第1導電膜の両側を切断する場合、第1導電膜の両端で酸化膜に覆われない金属膜が露出することとなるため、その後のエッチング工程において第1導電膜の両端の電位差に起因する電流が生じることがあり、この電流が第2金属膜側に流れることで素子が破損し、表示不良を生じる場合がある。これに対して、本実施形態のように第1導電膜6が片側のみを切断されて形成される場合、上記のような電流が流れることはないので、素子が破損されることはなく、良好な素子特性を具備したTFD素子を高歩留まりに製造することが可能になる。
次に、図6(a)に示すように、下地絶縁膜3上、TFD素子4、データ線13、金属配線35等を含む領域に、層間絶縁膜34を形成する。この層間絶縁膜34は、例えば、透光性を有するポジ型の感光性アクリル樹脂を用いて、膜厚1.5〜3.0μm程度にて形成することができる。樹脂材料の塗布にはスピンコート法等を用いることができる。
ここで、感光性樹脂材料を用いるのは、後段の工程でコンタクトホールを開口する工程を簡素化するためであり、層間絶縁膜34の構成材料は係る樹脂材料に限定されず、透光性のアクリル樹脂、酸化シリコン(SiO2)等により形成することもできる。
ここで、感光性樹脂材料を用いるのは、後段の工程でコンタクトホールを開口する工程を簡素化するためであり、層間絶縁膜34の構成材料は係る樹脂材料に限定されず、透光性のアクリル樹脂、酸化シリコン(SiO2)等により形成することもできる。
次に、図6(b)に示すように、層間絶縁膜34を露光、現像することで、コンタクトホール32を層間絶縁膜34に開口する。コンタクトホール32は、画素ピッチが40μm程度であれば、開口径が6μm〜12μm程度とされ、下層側に配された金属配線35のコンタクト部36に対応する平面領域に形成する。なお、層間絶縁膜34を上記以外の樹脂材料や無機材料により形成した場合には、レジストマスクを介してパターニングを行い、コンタクトホール32を開口すればよい。
次に、図6(c)に示すように、層間絶縁膜34上、コンタクトホール32を含む領域に、ITO(インジウム錫酸化物)等の透光性導電材料を用いて画素電極9をパターン形成する。このITOの成膜温度は、層間絶縁膜34を構成するアクリル樹脂の最終焼成温度(例えば210℃程度)以下とする。
画素電極9の一部はコンタクトホール32内に形成されてコンタクト部36と当接し、TFD素子4と画素電極9との導電接続構造を形成する。
画素電極9の一部はコンタクトホール32内に形成されてコンタクト部36と当接し、TFD素子4と画素電極9との導電接続構造を形成する。
次に、図6(d)に示すように、画素電極9上を含む層間絶縁膜34上に、スピンコート法等により配向膜18を形成し、素子基板110を得る。
上記素子基板110の作製とは別の工程にて、対向基板120を作製する。対向基板120の作製手順を図4を参照して説明する。
対向基板120を作製するには、ガラス基板を用意し、このガラス基板上にブラックマトリクスを含むカラーフィルタCFを形成する。次いで、カラーフィルタCF上に直接又は平坦化膜(図示略)を介してストライプ状の対向電極23を形成し、さらに配向膜19により対向電極23を被覆する。
対向基板120を作製するには、ガラス基板を用意し、このガラス基板上にブラックマトリクスを含むカラーフィルタCFを形成する。次いで、カラーフィルタCF上に直接又は平坦化膜(図示略)を介してストライプ状の対向電極23を形成し、さらに配向膜19により対向電極23を被覆する。
以上の工程により素子基板110及び対向基板120を用意したならば、対向基板120上に、紫外線硬化性のシール材52を、例えば印刷法を用いて、図1に示したような閉ざされた環状(枠状)に形成する。一方、素子基板110上であって、これを対向基板120と貼り合わせた際に上記シール材52の内側となる領域に、液晶50をディスペンサ等により配置する。
そして、素子基板110の液晶配置面(素子形成面)と、対向基板120のシール材形成面(電極形成面)とを貼り合わせることで、本実施形態の液晶表示装置100を得ることができる。
そして、素子基板110の液晶配置面(素子形成面)と、対向基板120のシール材形成面(電極形成面)とを貼り合わせることで、本実施形態の液晶表示装置100を得ることができる。
以上のような製造方法では、TFD素子4を構成する第1導電膜6及び絶縁膜7を形成するに際して、本線部106bとそれから分岐した支線部106aとを有する金属膜106に対して陽極酸化処理を行い、陽極酸化膜からなる絶縁膜7を形成するとともに、金属膜106の一部除去により支線部106aの先端部に第1導電膜6を形成するようにしたことで、良好な素子特性を具備したTFD素子4を形成することができる。
また、TFD素子4やデータ線13を覆う層間絶縁膜34を形成し、層間絶縁膜34上に画素電極9を形成しているので、データ線13と画素電極9との容量カップリングを良好に防止でき、高画質の表示を得ることができる。特に、画素の高精細化により隣接する画素電極9の間隔が狭まった場合には、データ線13と画素電極9との平面距離が一層狭くなり、容量カップリングを生じやすい状態となるが、本実施形態の如く層間絶縁膜34を介した上下層にそれぞれデータ線13と画素電極9とを形成すれば、画素の高精細化にも容易に対応することが可能になる。また、データ線13や画素電極9の加工マージンを比較的大きくすることができるため、製造が容易になるという利点もある。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を、図8を参照して説明する。図8(a)は、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法を説明するための平面構成図であり、第1実施形態における図7に相当する図である。図8(b)は、本実施形態の製造方法により得られる素子基板を示す断面構成図であって、(a)図のB−B’線に沿う断面構造を示す図である。
次に、本発明の第2の実施形態を、図8を参照して説明する。図8(a)は、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法を説明するための平面構成図であり、第1実施形態における図7に相当する図である。図8(b)は、本実施形態の製造方法により得られる素子基板を示す断面構成図であって、(a)図のB−B’線に沿う断面構造を示す図である。
本実施形態の製造方法により製造される液晶表示装置(電気光学装置)は、図1から図4に示した第1実施形態の液晶表示装置100と同様の基本構成を備えており、液晶表示装置100と異なる点は、図8(b)に示すように、画素電極9とTFD素子4とを導電接続するコンタクトホール32の形成領域に、島状部材116cと、金属配線35のコンタクト部36とが積層されている点にある。しがって、以下の説明では適宜図1ないし図7を参照しつつ説明することとする。
本実施形態に係る製造方法により素子基板を形成する場合、ガラス基板上に下地絶縁膜3を形成した後、基板全面にTa膜を形成する工程までは先の第1実施形態と同様である。
その後の工程では、図8(a)と図7とを比較すると明らかなように、第1実施形態とは異なる形態の金属膜116を設け、係る金属膜116を陽極酸化処理することで絶縁膜7を形成するようになっている。金属膜116は、データ線13と略平行に延びる本線部116bと、その中途から分岐して平面視略鈎状を成す支線部116aとを有している。本線部116bはコンタクトホール形成領域32aを通過して配されており、コンタクトホール形成領域32a及び、同領域に設けられるコンタクト部36の平面形状に対応して部分的に拡幅された拡幅部116cを有している。
そして、上記金属膜116に電源Eを接続して電圧を印加することで、当該金属膜116の表面を陽極酸化処理し、その表面に絶縁膜7を形成する。
その後の工程では、図8(a)と図7とを比較すると明らかなように、第1実施形態とは異なる形態の金属膜116を設け、係る金属膜116を陽極酸化処理することで絶縁膜7を形成するようになっている。金属膜116は、データ線13と略平行に延びる本線部116bと、その中途から分岐して平面視略鈎状を成す支線部116aとを有している。本線部116bはコンタクトホール形成領域32aを通過して配されており、コンタクトホール形成領域32a及び、同領域に設けられるコンタクト部36の平面形状に対応して部分的に拡幅された拡幅部116cを有している。
そして、上記金属膜116に電源Eを接続して電圧を印加することで、当該金属膜116の表面を陽極酸化処理し、その表面に絶縁膜7を形成する。
上記陽極酸化処理後は、図8(a)に示すようにデータ線13及び金属配線35(コンタクト部36)をパターン形成する。そして、支線部116aの先端部と本線部116bの拡幅部116cとを残して金属膜116を除去すると、支線部116aの先端部にTFD素子4の第1導電膜6が形成され、コンタクトホール形成領域32aに島状部材116cが得られる。
その後の工程は、先の第1実施形態と同様であるので本実施形態では説明を省略する。
このようにして得られた素子基板110を、別途製造した対向基板120と液晶50を挟持した状態で貼り合わせれば、先の第1実施形態と同様の基本構成を具備した液晶表示装置が得られる。
このようにして得られた素子基板110を、別途製造した対向基板120と液晶50を挟持した状態で貼り合わせれば、先の第1実施形態と同様の基本構成を具備した液晶表示装置が得られる。
以上のような製造方法では、金属膜116の本線部116bがコンタクトホール形成領域32aを経由して配設されるので、画素の高精細化により隣接ドットのデータ線13とコンタクトホール形成領域32aとの間隔が狭くなった場合にも、本線部116bの形成領域を確保でき、先の第1実施形態に比しても高精細化に有利な製造方法となっている。
また、コンタクトホール形成領域32aと平面的に重なる部位の本線部116bを拡幅してコンタクトホール形成領域32aの外側まで拡幅部116cを延設するようになっているため、図8(b)に示すようにコンタクトホール32底部の画素電極9とコンタクト部36との当接部は平坦面を成しており、コンタクトホール32開口時に少々の加工ずれが生じたとしても画素電極9とコンタクト部36との接続信頼性を損なうことはない。
さらに、コンタクトホール形成領域32aに設けられた拡幅部116cは、金属膜116の部分除去を行った後にも残り、島状部材116cを成すので、コンタクトホール形成領域32aにおける層間絶縁膜34の膜厚が他の領域よりも薄くなり、コンタクトホール32の開口が容易になるという利点がある。
(第3の実施形態)
次に、本発明に係る電気光学装置の製造方法の第3の実施形態を、図9から図11を参照して説明する。図9は、本実施形態に係る製造方法により得られる液晶表示装置(電気光学装置)の画素領域を示す平面構成図である。図10は、図9のD−D’線に沿う断面構成図である。図11は、図9及び図10に示す液晶表示装置の製造工程を説明するための平面構成図である。
次に、本発明に係る電気光学装置の製造方法の第3の実施形態を、図9から図11を参照して説明する。図9は、本実施形態に係る製造方法により得られる液晶表示装置(電気光学装置)の画素領域を示す平面構成図である。図10は、図9のD−D’線に沿う断面構成図である。図11は、図9及び図10に示す液晶表示装置の製造工程を説明するための平面構成図である。
<電気光学装置の構成>
本実施形態の製造方法により得られる液晶表示装置は、画素スイッチング素子としてTFD素子を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置である点で第1実施形態の液晶表示装置と共通しており、図10に示すように、素子基板130と対向基板140との間に液晶80が挟持されている。
本実施形態の場合、液晶50は、垂直配向モード(VANモード)の液晶であり、詳細は後述するが、液晶50の配向制御を適切に行うための構造が画素内に設けられたものとなっている。
本実施形態の製造方法により得られる液晶表示装置は、画素スイッチング素子としてTFD素子を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置である点で第1実施形態の液晶表示装置と共通しており、図10に示すように、素子基板130と対向基板140との間に液晶80が挟持されている。
本実施形態の場合、液晶50は、垂直配向モード(VANモード)の液晶であり、詳細は後述するが、液晶50の配向制御を適切に行うための構造が画素内に設けられたものとなっている。
図9には、素子基板130の平面構造が示されている。同図に示すように、素子基板130上には複数の画素領域150が平面視マトリクス状に配列されており、各画素領域150は、画素電極59と、TFD素子54とを備え、TFD素子54には、データ線(信号配線)53が接続されている。本液晶表示装置の回路構成は図2に示した構成と同様である。
画素電極59は、ITO等の透光性導電材料により形成され、図示上下方向に並んで配置された平面視略八角形状の島状部59a1、59a2とそれらを電気的に接続する枝状の連結部59bとを主体として構成されている。一方の島状部59aの下端部から平面視略L形の配線部59cが延出され、配線部59cの先端部に平面視拡径のコンタクト電極部59dが設けられている。図9下側の島状部59a2と平面的に重なって、同島状部59a2と概略同一平面形状の光反射手段(例えばアルミニウムや銀などからなる反射膜)69が配設されている。
すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置は、画素領域150内に部分的に光反射手段が設けられ、当該光反射手段が設けられた領域により反射表示を行い、残る領域で透過表示を行う半透過反射型の液晶表示装置である。
すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置は、画素領域150内に部分的に光反射手段が設けられ、当該光反射手段が設けられた領域により反射表示を行い、残る領域で透過表示を行う半透過反射型の液晶表示装置である。
画素電極59の側縁に沿ってデータ線53が延在しており、データ線53の一部が分岐されて画素電極側に延び、平面視矩形状の第1導電膜(第1導電層)156と交差している。また、第1導電膜156には、それと略直交する金属配線55が交差している。これらの第1導電膜156と他の配線との交差構造により、第1実施形態のTFD素子4(図3及び図4参照。)と同様のTFD素子54が構成されている。
金属配線55の第1導電膜156と反対側の端部には、平面視拡径のコンタクト部56が設けられている。このコンタクト部56は、前記コンタクト電極部59dと平面視略同一位置に配され、それらの中央部に設けられたコンタクトホール52を介して互いに電気的に接続されている。このようにして、TFD素子54と画素電極59とが電気的に接続されている。
また、コンタクト電極部59d及びコンタクト部56と概略平面的に重なる位置に、平面視略八角形状の島状部材156cが設けられている。
また、コンタクト電極部59d及びコンタクト部56と概略平面的に重なる位置に、平面視略八角形状の島状部材156cが設けられている。
次に、図10に示す断面構造をみると、素子基板130の内面側(液晶80側)には、酸化シリコン等からなる下地絶縁膜73が形成され、下地絶縁膜73上に島状部材156c、金属配線55等が形成され、島状部材156状にコンタクト部56が積層されている。金属配線55、コンタクト部56を覆ってアクリル樹脂等からなる透光性の層間絶縁膜74が形成されており、この層間絶縁膜74を貫通してコンタクト部56に達するコンタクトホール52が設けられている。層間絶縁膜74上には光反射手段69が形成され、この光反射手段69を覆う領域にITO等の透光性導電材料からなる画素電極59が形成されている。画素電極59の一部(コンタクト電極部59d)はコンタクトホール52に埋設されてコンタクト部56と電気的に接続されている。
光反射手段69は、図10では層間絶縁膜74の表面に埋設されたように示されているが、層間絶縁膜表面に成膜した薄膜であってもよく、層間絶縁膜74中に形成されていてもよい。さらに、光散乱機能を具備した光反射手段であってもよい。光散乱手段としては、特に限定されず、光反射面に凹凸形状を付与した形態や、光散乱性樹脂層を用いた形態等をいずれのものも用いることができる。
一方、対向基板120の内面側(液晶80側)には、赤色(R),緑色(G),青色(B)からなる各着色層が、図示略のブラックマトリクス(BM)にて区画された態様で形成されてなるカラーフィルタCFが配設されている。カラーフィルタCF上に、アクリル樹脂等の透光性樹脂材料からなる液晶層厚調整層62が形成されており、液晶層厚調整層62上に、ITO等からなる平面視ストライプ状の対向電極63が形成されている。対向電極63は、図9に示す平面構成においては、3つの画素電極59に跨って図示左右方向に延在する帯状のものとなる。
対向電極63上には、酸化シリコンや樹脂材料からなる誘電体突起68が部分的に形成されており、これらの誘電体突起68,68の平面的な位置は、それぞれ図9の島状部59a1、59a2の中央部である。
対向電極63上には、酸化シリコンや樹脂材料からなる誘電体突起68が部分的に形成されており、これらの誘電体突起68,68の平面的な位置は、それぞれ図9の島状部59a1、59a2の中央部である。
なお、図示は省略しているが、画素電極59を覆う素子基板130上、及び対向電極23、誘電体突起68を覆う対向基板140上には、ポリイミド等の垂直配向膜が形成されている。ただし、これらの垂直配向膜にはラビング処理等の配向処理は施されない。
液晶層厚調整層62は、図10に示すように、画素領域150内でその層厚が異なっており、画素電極59の概略中央部に対応する部位に段差62aを有している。この段差62aは、素子基板130の光反射手段69の縁端部と平面的に重なる位置(すなわち連結部59bに対応する位置)に配されており、光反射手段の形成領域(反射表示領域R)と、他の領域(透過表示領域T)とで、液晶80の層厚を異ならせるものとして機能する。したがって、本実施形態に係る液晶表示装置は、いわゆるマルチギャップ方式の半透過反射型液晶表示装置である。
マルチギャップ方式を採用したことで、本実施形態の液晶表示装置は、反射表示と透過表示の双方で高い表示特性を得られるようになっている。
反射表示と透過表示とでは、表示光が観察者に到達するまでに辿る経路が異なっているため、液晶80の層厚が一様であると、反射表示の表示光が液晶80を透過する長さが、透過表示の表示光に比して2倍の長さとなり、液晶80により当該光に作用する光学作用もそれに応じて大きくなる。そのため、反射表示時と透過表示時とで電気光学特性が異なることとなり、十分なコントラストを得られなくなる。これに対して、本実施形態では、反射表示領域Rの液晶層厚が透過表示領域Tに比して小さく(例えば1/2)なっているので、反射表示と透過表示とで電気光学特性を揃えることができ、双方の表示モードで高い表示特性を実現できるようになっている。
反射表示と透過表示とでは、表示光が観察者に到達するまでに辿る経路が異なっているため、液晶80の層厚が一様であると、反射表示の表示光が液晶80を透過する長さが、透過表示の表示光に比して2倍の長さとなり、液晶80により当該光に作用する光学作用もそれに応じて大きくなる。そのため、反射表示時と透過表示時とで電気光学特性が異なることとなり、十分なコントラストを得られなくなる。これに対して、本実施形態では、反射表示領域Rの液晶層厚が透過表示領域Tに比して小さく(例えば1/2)なっているので、反射表示と透過表示とで電気光学特性を揃えることができ、双方の表示モードで高い表示特性を実現できるようになっている。
上記構成を備えた本実施形態の液晶表示装置では、液晶80としてVANモードのものを採用しているため、画素電極59として、図9に示したように、略正八角形の平面形状を有する複数の島状部59a1、59a2と、これら島状部59a1、59a2を連結する枝状の連結部59bとを含んで構成されたものを用いている。この場合、各島状部59a1、59a2内で垂直配向性の液晶分子が配向分割されることとなる。
VANモードの液晶表示装置では、液晶80が誘電異方性が負の液晶材料にて構成される。したがって、初期配向状態で液晶分子が基板面に対して垂直に立っているものを、電界印加により倒すわけであるから、何も工夫をしなければ(プレチルトが付与されていなければ)液晶分子の倒れる方向を制御できず、配向の乱れ(ディスクリネーション)が生じて光抜け等の表示不良が生じ、表示特性を落としてしまう。そのため、VANモードの採用にあたっては、電界印加時の液晶分子の配向方向の制御が重要な要素となる。
そこで、本実施の形態では、画素電極59を略八角形からなる島状部59a1、59a2を主体として構成し、各島状部59a1、59a2において液晶分子の配向方向を規制している。具体的には、画素電極59を複数の八角形に切り欠いたことで、対向する電極63との間で斜め電界を生じさせ、この斜め電界に応じた配向規制力を液晶分子に付与するものとしており、その結果、略八角形の島状部59a1、59a2の中心から外側に向かって、略同心円状に液晶分子が倒れるようになる。また、島状部59a1、59a2の中心部に対応する対向電極63上に誘電体突起68,68が設けられており、誘電体突起68近傍では、電圧印加時に液晶分子が誘電体突起68を中心とする同心円状に倒れるため、画素電極59の縁端と、誘電体突起68とによる配向規制力により良好に液晶の配向状態を制御できるようになっている。このように電圧印加時に略同心円状に液晶分子を配向させるため、全方位に渡り均一な品質の表示が得られるようになっている。
なお、対向基板140側の誘電体突起68は、画素領域150の平面寸法が小さい場合には設けなくてもよい。画素電極59の縁端による配向規制力のみで十分に液晶分子の配向状態を制御できるからである。また本実施形態では、垂直配向液晶の配向制御手段として、島状部59a1、59a2の中心部に対応して誘電体突起68,68を設けた場合を挙げて説明したが、この誘電体突起68,68に代えて、あるいは誘電他突起68,68とともに、当該誘電体突起68と同様の平面形状にて対向電極63の一部を切り欠いたスリットを設けてもよい。
なお、対向基板140側の誘電体突起68は、画素領域150の平面寸法が小さい場合には設けなくてもよい。画素電極59の縁端による配向規制力のみで十分に液晶分子の配向状態を制御できるからである。また本実施形態では、垂直配向液晶の配向制御手段として、島状部59a1、59a2の中心部に対応して誘電体突起68,68を設けた場合を挙げて説明したが、この誘電体突起68,68に代えて、あるいは誘電他突起68,68とともに、当該誘電体突起68と同様の平面形状にて対向電極63の一部を切り欠いたスリットを設けてもよい。
また本実施形態では、島状部59a1、59a2の頂部を切り欠いたことにより生じる間隙を有効に利用するべく、コンタクトホール52を、正方に隣接する4つの画素電極59中央部に配している。また、係る構成に伴い、画素電極59の長軸方向の辺端に沿って配置されたデータ線53は、コンタクト部56を迂回するように引き回されている。
上記構成により、各画素電極59の頂部が切り欠かれることで生じた矩形状の間隙にコンタクトホール52及びコンタクト電極部59d、コンタクト部56を配置しているので、コンタクトホールの形成による画素の開口率低下を生じることがない。また比較的開口径の大きいコンタクトホール52を形成できるため、画素電極59とTFD素子54との接続信頼性の向上にも寄与する。
上記構成により、各画素電極59の頂部が切り欠かれることで生じた矩形状の間隙にコンタクトホール52及びコンタクト電極部59d、コンタクト部56を配置しているので、コンタクトホールの形成による画素の開口率低下を生じることがない。また比較的開口径の大きいコンタクトホール52を形成できるため、画素電極59とTFD素子54との接続信頼性の向上にも寄与する。
<電気光学装置の製造方法>
次に、図11を参照して本実施形態に係る電気光学装置の製造方法について説明する。
図11は、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法を説明するための平面構成図であり、第1実施形態における図7に相当する図である。また、以下の説明では適宜図1ないし図7を参照しつつ説明することとする。
次に、図11を参照して本実施形態に係る電気光学装置の製造方法について説明する。
図11は、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法を説明するための平面構成図であり、第1実施形態における図7に相当する図である。また、以下の説明では適宜図1ないし図7を参照しつつ説明することとする。
本実施形態に係る製造方法により素子基板を形成する場合、ガラス基板上に下地絶縁膜3を形成した後、基板全面にTa膜を形成する工程までは先の第1実施形態と同様である。
その後の工程では、図11と図7とを比較すると明らかなように、第1実施形態とは異なる形態の金属膜166を設け、係る金属膜166を陽極酸化処理することで、TFD素子54を構成する絶縁膜を形成するようになっている。
金属膜166は、図11に示すようにデータ線53と略平行に延びる本線部156bと、その中途から分岐して平面視略鈎状を成す支線部156aとを有している。本線部156bはコンタクトホール形成領域52aを通過するように部分的に屈曲して延在しており、コンタクトホール形成領域52a及び、同領域に設けられるコンタクト部56の平面形状に対応して部分的に拡幅された拡幅部156cを有している。そして、上記金属膜166に電源Eを接続して電圧を印加することで、当該金属膜166の表面を陽極酸化処理し、その表面に陽極酸化膜からなる絶縁膜を形成する。
その後の工程では、図11と図7とを比較すると明らかなように、第1実施形態とは異なる形態の金属膜166を設け、係る金属膜166を陽極酸化処理することで、TFD素子54を構成する絶縁膜を形成するようになっている。
金属膜166は、図11に示すようにデータ線53と略平行に延びる本線部156bと、その中途から分岐して平面視略鈎状を成す支線部156aとを有している。本線部156bはコンタクトホール形成領域52aを通過するように部分的に屈曲して延在しており、コンタクトホール形成領域52a及び、同領域に設けられるコンタクト部56の平面形状に対応して部分的に拡幅された拡幅部156cを有している。そして、上記金属膜166に電源Eを接続して電圧を印加することで、当該金属膜166の表面を陽極酸化処理し、その表面に陽極酸化膜からなる絶縁膜を形成する。
上記陽極酸化処理後は、図11に示すようにデータ線53及び金属配線55(コンタクト部56)を、Cr等により同層にパターン形成する。そして、支線部156aの先端部と本線部156bの拡幅部156cとを残して金属膜156を除去すると、支線部156aの先端部にTFD素子54の第1導電膜156が形成され、コンタクトホール形成領域52aに島状部材156cが得られる。
次いで、上記工程で得られたTFD素子54を覆うように、層間絶縁膜74を形成し、コンタクトホール52をコンタクト部56に対応する位置に開口する(図10参照。)。そして、層間絶縁膜74上にアルミニウム等の光反射性金属膜をパターン形成して光反射手段69を設け、さらに画素電極59を形成することで、素子基板130が得られる。
次いで、上記工程で得られたTFD素子54を覆うように、層間絶縁膜74を形成し、コンタクトホール52をコンタクト部56に対応する位置に開口する(図10参照。)。そして、層間絶縁膜74上にアルミニウム等の光反射性金属膜をパターン形成して光反射手段69を設け、さらに画素電極59を形成することで、素子基板130が得られる。
対向基板140の製造手順は以下のようになる。まず、ガラス基板上にカラーフィルタCFを形成した後、感光性のアクリル樹脂をカラーフィルタCF上に塗布し、得られた樹脂膜を露光、現像することで図9に示した段差62aを有する液晶層厚調整層62を形成する。そして、液晶層厚調整層62上にストライプ状の対向電極63を形成した後、対向電極63上に誘電体突起68をパターン形成することで対向基板140を得られる。
このようにして得られた素子基板130及び対向基板140を、両基板間に液晶80を挟持した状態で貼り合わせれば、本実施形態の液晶表示装置が得られる。
このようにして得られた素子基板130及び対向基板140を、両基板間に液晶80を挟持した状態で貼り合わせれば、本実施形態の液晶表示装置が得られる。
以上のような製造方法では、金属膜166の本線部166bがコンタクトホール形成領域52aを経由して配設されるので、画素の高精細化により隣接ドットのデータ線53とコンタクトホール形成領域52aとの間隔が狭くなった場合にも、本線部156bの形成領域を確保でき、高精細化に有利な製造方法となっている。
また、コンタクトホール形成領域52aと平面的に重なる部位の本線部156bを拡幅してコンタクトホール形成領域52aの外側まで拡幅部156cを延設するようになっているため、図10に示すようにコンタクトホール52底部の画素電極59とコンタクト部56との当接部は平坦面を成しており、コンタクトホール52開口時に少々の加工ずれが生じたとしても画素電極59とコンタクト部56との接続信頼性を損なうことはない。
さらに、コンタクトホール形成領域52aに設けられた拡幅部156cは、金属膜166の部分除去を行った後にも残り、島状部材156cを形成するので、コンタクトホール形成領域52aにおける層間絶縁膜74の膜厚が他の領域よりも薄くなり、コンタクトホール52の開口を容易かつ迅速に実行できるという利点がある。
(電子機器)
次に、本発明の製造方法により得られる液晶表示装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図12は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図12において、符号1300は携帯電話本体を示し、符号1301は上記液晶表示装置を用いた表示部を示している。符号1302は操作部、1303、1304はそれぞれ受話部及び送話部である。このような電子機器は、上記実施の形態の液晶表示装置を用いた表示部を備えているので、視認性に優れた、高画質の表示を実現可能な電子機器となる。
また、上記の電子機器は、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視認性に優れた表示が可能になっている。
次に、本発明の製造方法により得られる液晶表示装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図12は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図12において、符号1300は携帯電話本体を示し、符号1301は上記液晶表示装置を用いた表示部を示している。符号1302は操作部、1303、1304はそれぞれ受話部及び送話部である。このような電子機器は、上記実施の形態の液晶表示装置を用いた表示部を備えているので、視認性に優れた、高画質の表示を実現可能な電子機器となる。
また、上記の電子機器は、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視認性に優れた表示が可能になっている。
100 液晶表示装置(電気光学装置)、110,130 素子基板(基板)、120,140 対向基板、4 TFD素子(非線形素子)、9,59 画素電極、13 データ線(信号配線)、14 走査線(対向電極23,63)、15,150 画素領域、7 絶縁膜、32,52 コンタクトホール、32a,52a コンタクトホール形成領域、34,74 層間絶縁膜、50,80 液晶、106,116,166 金属膜、106a,116a,156a 支線部、106b,116b,156b 本線部、116c,156c 拡径部(島状部材、拡幅部)
Claims (11)
- 基板上に、第1導電層と絶縁層と第2導電層とを積層してなる非線形素子と、前記非線形素子から延出してなるコンタクト部と、前記非線形素子及び前記コンタクト部を覆う層間絶縁膜と、前記コンタクト部と電気的に接続してなる画素電極と、を具備した電気光学装置の製造方法であって、
前記基板上に、本線部と、前記コンタクト部の形成領域を迂回する支線部とを有する金属膜をパターン形成する工程と、
前記金属膜を陽極酸化処理することにより前記金属膜上に酸化膜からなる前記絶縁層を形成する工程と、
前記金属膜を、前記支線部の先端部を残して除去し、前記第1導電層及び前記絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層上に前記第2導電層及び前記第2導電層から延出してなる前記コンタクト部を形成する工程と、
前記層間絶縁膜を形成する工程と、
前記画素電極を形成する工程とを含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 前記基板上に、前記非線形素子と接続する信号配線を形成する工程を含み、
前記金属膜の本線部を、前記信号配線に沿って形成することを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置の製造方法。 - 前記金属膜をパターン形成するに際して、
前記金属膜の支線部を、前記コンタクト部を迂回する平面視略鈎状に形成することを特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置の製造方法。 - 前記平面視略鈎状の支線部の先端部を、前記信号配線と前記コンタクト部との間に配し、前記信号配線の延在方向と略平行に形成することを特徴とする請求項3に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記金属膜をパターン形成するに際して、
前記コンタクト部の形成領域内に、前記金属膜と同一材質の島状部材を形成することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の電気光学装置の製造方法。 - 基板上に、第1導電層と絶縁層と第2導電層とを積層してなる非線形素子と、前記非線形素子から延出してなるコンタクト部と、前記非線形素子及び前記コンタクト部を覆う層間絶縁膜と、前記コンタクト部と電気的に接続してなる画素電極と、を具備した電気光学装置の製造方法であって、
前記基板上に、前記コンタクト部と平面的に重なる領域において拡幅された拡幅部を具える本線部と、該本線部から分岐された支線部とを有する金属膜をパターン形成する工程と、
前記金属膜を陽極酸化処理することにより前記金属膜上に酸化膜からなる前記絶縁層を形成する工程と、
前記金属膜を、前記支線部の先端部及び前記拡幅部を残して除去し、前記視線部の先端部を前記第1導電層及び前記絶縁層とする工程と、
前記絶縁層上に前記第2導電層及び前記第2導電層から延出してなる前記コンタクト部を形成する工程と、
前記層間絶縁膜を形成する工程と、
前記画素電極を形成する工程と
を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 前記信号配線と前記画素電極とが平面的に重なるように前記信号配線及び画素電極を配置することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の電気光学装置の製造方法。
- 基板上に、第1導電層と絶縁層と第2導電層とを積層してなる非線形素子を具備した電気光学装置の製造方法であって、
基板上に前記非線形素子を形成する工程と、
該非線形素子を覆う層間絶縁膜を形成する工程と、
該層間絶縁膜に貫設されたコンタクトホールを介して前記非線形素子と電気的に接続される画素電極を形成する工程とを含み、
前記非線形素子を形成する工程は、
前記基板上に、本線部と該本線部から分岐された支線部とを有する金属膜をパターン形成する工程と、
前記金属膜を陽極酸化処理することにより前記金属膜上に酸化膜からなる前記絶縁層を形成する工程と、
前記金属膜を前記支線部の先端部を残して除去し、前記第1導電層及び前記絶縁層を形成する工程と、
を含む工程であることを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載の製造方法により製造されたことを特徴とする電気光学装置。
- 基板上に、
第1導電層と絶縁層と第2導電層とを積層してなる非線形素子と、
前記非線形素子から延出してなるコンタクト部と、
前記非線形素子及び前記コンタクト部を覆う層間絶縁膜と、
前記コンタクト部と電気的に接続してなる画素電極と、
を具備し、
前記コンタクト部と平面的に重なる領域に、前記第1導電層及び前記絶縁層と同じ材料からなる部材が配置されてなることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項9または10に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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