JP2006058362A - 電気光学装置、その製造方法および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 良好な素子特性を維持しながら、補助容量線の抵抗に起因した表示品位の低下を抑制する。
【解決手段】 本発明の電気光学装置は、互いに交差する方向に延在する走査線２１及びデータ線１３と、データ線１３に一端が接続された二端子型非線形素子であって、第１導電層１４１と、絶縁層１４５と、第１導電層１４１よりも抵抗率が低い材料からなる第２導電層１３１，１４２とを積層してなる二端子型非線形素子１４と、二端子型非線形素子１４の他端に接続され、走査線２１に電気光学物質を挟んで対向する画素電極１６と、第２導電層１３１，１４２と同一の材料からなり、走査線２１と交差する補助容量線１７と、補助容量線１７に接続された第１電極１８１と画素電極１６に接続された第２電極１８２とが相互に対向してなる補助容量１８とを備えている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、電気光学装置、その製造方法および電子機器に関し、より詳しくは、二端子型非線形素子を利用して液晶などの電気光学物質の光学的な特性を制御する技術に関するものである。

電気光学物質の挙動を制御するためにＴＦＤ（Thin Film Diode）素子などの二端子型非線形素子を利用したアクティブマトリクス型の電気光学装置が従来から提案されている。この種の電気光学装置においては、電極間に電気光学物質を介挿してなる容量（以下「画素容量」という）と二端子型非線形素子とが走査線とデータ線との間に直列に接続されるのが一般的である。この構成のもと、走査線とデータ線とに印加された電圧に応じて二端子型非線形素子の抵抗値が変化し、この抵抗値に応じた電荷が画素容量に蓄積されることによって電気光学物質の光学的な特性（例えば透過率）が制御される。

この構成においては、走査線とデータ線とに印加された電圧が、二端子型非線形素子に付随する容量と画素容量とによって容量分割される。したがって、二端子型非線形素子の容量が画素容量に比較して充分に小さければ（すなわち画素容量と二端子型非線形素子の容量との比が充分に大きければ）、走査線とデータ線との電圧の大部分が二端子型非線形素子に印加されるから、二端子型非線形素子の抵抗値を迅速かつ確実に低下させて画素容量に充分な電荷を蓄積することができる。しかしながら、二端子型非線形素子の容量の低下または画素容量の増大によって画素容量と二端子型非線形素子の容量との比（以下では単に「容量比」という場合がある）を増加させるには限界がある。すなわち、第１に、二端子型非線形素子の容量を低下させるためには二端子型非線形素子の小型化が必要となるが、このような小型化には製造技術上の制約が伴ない、第２に、画素容量を増大させるためには画素面積の増加が必要となるものの、この面積の増大は表示画像の高精細化の要求に反する結果を招きかねないからである。そして、容量比を充分に確保できない場合には二端子型非線形素子に所期の電圧が印加されないから、二端子型非線形素子を適切に動作させることができず、ひいては表示品位の低下を招くといった問題がある。この問題を解決するために、例えば特許文献１及び特許文献２には、画素容量と並列に補助容量を配置した構成が提案されている。この補助容量は、画素容量を構成する画素電極と補助容量線とを絶縁層を挟んで対向させることによって形成される。また、補助容量線は、金属／絶縁体／金属からなる二端子型非線形素子の下層側の金属電極と同時に形成される。
特開平５−１９３０２号公報 特開平１０−３０７２９８号公報

しかしながら、このような構成のもとでは、補助容量線の抵抗に起因した表示品位の低下が問題となる。すなわち、補助容量線のうち電圧が印加される部分から各補助容量までの抵抗が相違するため、仮に総ての画素に同じ階調を表示させようとしても、各補助容量に印加される電圧が画素ごとに相違し、ひいては各二端子型非線形素子に印加される電圧がばらつくことになる。この結果、各画素によって実際に表示される階調と本来の階調との誤差が画素ごとに相違することになって表示品位の低下を招くのである。特に、特許文献１に記載されているように、補助容量線を二端子型非線形素子の下層側の金属電極と一括で形成する構成においては、補助容量線が抵抗値が高いタンタル（Ｔａ）などの導電性材料によって形成されるため、各補助容量に印加される電圧のばらつきが顕著になり、表示品位の低下はいっそう深刻となる。これに対して、特許文献２のように補助容量線及び二端子型非線形素子の下層側の金属電極をアルミニウム（Ａｌ）等の抵抗率の低い導電性材料によって形成する構造も考えられるが、素子特性としては、前記下層側の金属電極をタンタルで形成した場合に比べて劣ったものになってしまう。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、良好な素子特性を維持しながら、補助容量線の抵抗に起因した表示品位の低下を抑制することにある。

この目的を達成するために、本発明の電気光学装置は、互いに交差する方向に延在する走査線及びデータ線と、前記走査線及び前記データ線のうち一方の配線に一端が接続された二端子型非線形素子であって、第１導電層と、絶縁層と、前記第１導電層よりも抵抗率が低い材料からなる第２導電層とを積層してなる二端子型非線形素子と、前記二端子型非線形素子の他端に接続され、前記走査線及び前記データ線のうち他方の配線に電気光学物質を挟んで対向する画素電極と、前記第２導電層と同一の材料からなり、前記一方の配線と交差する補助容量線と、前記補助容量線に接続された第１電極と前記画素電極に接続された第２電極とが相互に対向してなる補助容量とを備え、前記一方の配線は、前記補助容量線との交差部において、前記第１導電層と同一の材料からなる中継層を有することを特徴とする。
この構成によれば、補助容量線が二端子型非線形素子の第１導電層と異なる材料（第１導電層よりも抵抗率の低い材料）によって形成されているので、補助容量線が抵抗率の高い二端子型非線形素子の第１導電層と同一の材料からなる特許文献１，２の構成と比較して、補助容量線の抵抗に起因した表示品位の低下（特に表示階調のばらつき）を抑えることができる。また、補助容量線が二端子型非線形素子の第２導電層と同じ材料からなり、更に中継層が二端子型非線形素子の第１導電層と同じ材料からなるため、これらの要素を共通の工程において一括的に形成することが可能になる。したがって、これらの要素が別々の材料及び工程によって形成される構成と比較して、製造工程の簡素化や製造コストの低減を図ることができる。なお、本発明における電気光学物質とは、電気的なエネルギを光学的な作用に変換する物質である。このような物質の典型例は印加電圧に応じて透過率が変化する液晶であるが、本発明が適用される範囲は液晶装置に限定されない。

本発明の電気光学装置においては、前記中継層がコンタクトホールを備え、前記一方の配線が、前記コンタクトホール内において、前記中継層に接続している構成を採用することができる。
この種の電気光学装置では、抵抗率の高い配線を用いることによるクロストークの発生が問題となる。特に、補助容量線を高抵抗の導電性材料によって形成した場合における横クロストークは、前記一方の配線を高抵抗の導電性材料によって形成した場合における縦クロストークよりも顕著に現われることが予想されている。本発明では、補助容量線を抵抗率の低い導電性材料によって形成し、更にこの補助容量線を高抵抗の中継層を経由せずに引き廻しているので、横クロストークの発生が抑制され、表示品質の高い表示が可能となる。

本発明の電気光学装置においては、前記第１電極と前記第１導電層とが同一の材料によって形成されており、前記一方の配線、前記第２電極、前記第２導電層が同一の材料によって形成されている構成を採用することができる。
この構成によれば、一方の配線，補助容量線，補助容量及び二端子型非線形素子を共通の工程において一括して形成することができるので、これらの要素が別々の材料及び工程によって形成される構成と比較して、製造工程の簡素化や製造コストの低減を図ることができる。

本発明の電気光学装置においては、前記第１電極と前記第２電極とが前記絶縁層と同一の材料によって形成された誘電体層を挟んで相互に対向しており、前記誘電体層が前記絶縁層よりも厚く形成されている構成を採用することができる。
この構成によれば、補助容量と二端子型非線形素子とを絶縁層の形成工程を含めて共通の工程において一括的に形成することができるので、これらの要素が別々の材料及び工程によって形成される構成と比較して、製造工程の簡素化や製造コストの低減を図ることができる。また、本発明では、補助容量の容量部絶縁層の厚みを二端子型非線形素子の絶縁層の厚みよりも厚くしているので、容量部絶縁層を介して補助容量の第１電極と第２電極との間に電流リークが生じる事態（即ち、補助容量が二端子型非線形素子として作用する事態）を回避することができる。

本発明の電気光学装置においては、前記二端子型非線形素子が、前記第１導電層と前記絶縁層と前記一方の配線に電気的に導通する前記第２導電層とを積層してなる第１素子、および、前記第１導電層と前記絶縁層と前記画素電極に電気的に導通する前記第２導電層とを積層してなる第２素子を含む構成を採用することができる。
この構成によれば、二端子型非線形素子の電気的な特性を正負双方向にわたって対称化することができる。

本発明の電子機器は、前述した本発明の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、表示品質の高い表示部を備えた電子機器を提供することができる。

本発明の電気光学装置の製造方法は、互いに交差する方向に延在する走査線及びデータ線と、前記走査線及びデータ線のうち一方の配線に一端が接続された二端子型非線形素子と、前記二端子型非線形素子の他端に接続された画素電極と、前記一方の配線と交差する補助容量線と、前記補助容量線に接続された第１電極と前記画素電極に接続された第２電極とが相互に対向してなる補助容量と、前記一方の配線の前記補助容量線との交差部に設けられた中継層とを備えた電気光学装置の製造方法であって、前記二端子型非線形素子の第１導電層、前記第１電極、前記中継層を第１の導電性材料によって形成する工程と、前記第１導電層、前記第１電極、前記中継層の表面に絶縁層を形成する工程と、前記一方の配線、前記二端子型非線形素子の第２導電層、前記補助容量線、前記第２電極を、前記第１の導電性材料よりも抵抗率が低い第２の導電性材料によって形成する工程とを備えたことを特徴とする。
この方法によれば、補助容量線を二端子型非線形素子の第１導電層よりも抵抗率の低い材料によって形成しているので、補助容量線が抵抗率の高い二端子型非線形素子の第１導電層と同一の材料によって形成される特許文献１，２の構成と比較して、補助容量線の抵抗に起因した表示品位の低下（特に表示階調のばらつき）を抑制することができる。また本方法によれば、一方の配線，補助容量線，補助容量及び二端子型非線形素子を共通の工程において一括して形成することができるので、これらの要素が別々の材料及び工程によって形成される構成と比較して、製造工程の簡素化や製造コストの低減を図ることができる。

本発明の電気光学装置の製造方法においては、前記第１の導電性材料による形成工程において、相互に連続する前記第１導電層、前記第１電極、前記中継層を一括して形成し、前記絶縁層の形成工程において、前記第１導電層、前記第１電極、前記中継層に陽極酸化処理を施すことにより、それぞれの表面に一括して前記絶縁層を形成するものとすることができる。
この方法によれば、補助容量の第１電極及び二端子型非線形素子の第１導電層を一括して形成することができ、更に補助容量の絶縁層及び二端子型非線形素子の絶縁層を一括して形成することができるので、これらの要素を別々の工程で形成する場合に比べて、製造工程の簡素化や製造コストの低減を図ることができる。

本発明の電気光学装置の製造方法においては、前記絶縁層の形成工程の後、前記第１導電層及び前記中継層から前記第１電極を切り離す工程と、前記第１電極及び前記中継層に更に陽極酸化処理を施すことにより、前記第１電極及び前記中継層の表面に前記第１導電層の表面に形成された前記絶縁層よりも厚い容量部絶縁層を形成する工程とを含むものとすることができる。
この方法によれば、補助容量の容量部絶縁層と二端子型非線形素子の絶縁層とを同じ層内に形成する場合であっても、これらを別々の厚みに制御することができる。本方法のように容量部絶縁層の厚みを二端子型非線形素子の絶縁層よりも厚く形成した場合には、容量部絶縁層を介して補助容量の第１電極と第２電極との間に電流リークが生じる事態（即ち、補助容量が二端子型非線形素子として作用する事態）を回避することができる。

本発明の電気光学装置の製造方法においては、前記容量部絶縁層の形成工程の後、前記第１電極と前記中継層とを切り離す工程を備え、当該切り離す工程において、前記第１電極上及び前記中継層上の前記容量部絶縁層にコンタクトホールを形成するものとすることができる。
この方法によれば、コンタクトホールの形成工程を別途設ける必要がないので、より製造工程が簡素化される。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。

＜液晶装置の構成＞
図１は、本発明の電気光学装置の一例である液晶装置の電気的な構成を示すブロック図である。この液晶装置Ｄは、液晶に印加される電圧を制御するための非線形素子として二端子型非線形素子を用いたアクティブマトリクス型の表示装置であり、同図に示されるように、Ｘ方向に延在する複数の走査線２１と、Ｘ方向と直交するＹ方向に延在してデータ線駆動回路３３に接続された複数のデータ線１３とを有する。複数の走査線２１のうち図１における上方から数えて偶数行目の走査線２１は走査線駆動回路３１ａに接続される一方、図１における上方から数えて奇数行目の走査線２１は走査線駆動回路３１ｂに接続されている。さらに、本実施形態に係る液晶装置Ｄは、各走査線２１と対をなす複数（走査線２１と同本数）の補助容量線１７を有する。これらの補助容量線１７の各々は、各走査線２１と同様にＸ方向に延在する配線であり、走査線２１に対して電気的に接続されている。したがって、各補助容量線１７はこれに対応する走査線２１と同電位となる。

走査線２１とデータ線１３とが交差する各位置には画素Ｐが配置されている。したがって、これらの画素ＰはＸ方向およびＹ方向にわたって表示領域Ａd内にマトリクス状に配列する。各画素Ｐは、二端子型非線形素子１４と画素容量Ｇと補助容量１８とを含む。このうち二端子型非線形素子１４は、両端間に印加された電圧に応じて抵抗値が非線形に変化する素子であり、一端がデータ線１３に接続されている。画素容量Ｇは、二端子型非線形素子１４に対して直列に接続された容量であり、画素Ｐごとに形成された画素電極と走査線２１との間隙に液晶を介在させた構成となっている。一方、補助容量１８は、画素容量Ｇに対して並列に接続された容量である。すなわち、補助容量１８は、二端子型非線形素子１４および画素容量Ｇの接続点Ｎと補助容量線１７との間に介在する。

図２は各画素Ｐの電気的な等価回路図である。同図に示されるように、各画素Ｐは、容量Ｃtfdおよび可変抵抗Ｒtfdを並列に接続してなる二端子型非線形素子１４と、容量Ｃlcdおよび抵抗Ｒlcdを並列に接続してなる画素容量Ｇとがデータ線１３および走査線２１の
間に直列に接続され、さらに補助容量１８（容量Ｃs）が画素容量Ｇに対して並列に接続された回路として把握される。この構成においては、走査線２１とデータ線１３との間に印加される電圧が容量Ｃtfdと容量Ｃlcdおよび容量Ｃsとによって容量分割される。ここで、二端子型非線形素子１４に充分な電圧を印加するためには、接続点Ｎからみて走査線２１側の容量Ｃと二端子型非線形素子１４の容量Ｃtfdとの容量比α（＝Ｃ／Ｃtfd）を大きく確保することが必要となる。本実施形態のように画素容量Ｇと並列に補助容量１８を配置した構成によれば、補助容量１８を設けない場合の容量比α（＝Ｃlcd／Ｃtfd）と比較して、補助容量１８の分だけ容量比α（＝（Ｃlcd＋Ｃs）／Ｃtfd）が大きくなるから、二端子型非線形素子１４に充分な電圧が印加されることになる。したがって、二端子型非線形素子１４を迅速かつ確実にオン状態に変化させて画素容量Ｇに所期の電荷を精度よく蓄積することができ、ひいては表示品位（特にコントラスト）を高い水準に維持することができる。

次に、図３は、液晶装置Ｄの構成を示す平面図であり、図４は、液晶装置Ｄのうち表示領域Ａdの構成を示す断面図である。これらの図に示されるように、液晶装置Ｄは、枠状のシール材３５（図３においてハッチングが施された部分）を介して相互に対向するように貼り合わされた第１基板１０と第２基板２０とを有する。第１基板１０および第２基板２０は、ガラスやプラスチックなどの光透過性を有する板状部材である。図４に示されるように、両基板とシール材３５とによって囲まれた空間には液晶３６が封止されている。各走査線２１は第２基板２０のうち液晶３６と対向する表面上に形成されている。これらの走査線２１は、ＩＴＯなどの光透過性を有する導電性材料からなる帯状の電極である。一方、各データ線１３は第１基板１０のうち液晶３６と対向する表面上に形成されている。なお、実際には、第１基板１０または第２基板２０の表面に複数色のカラーフィルタや各画素Ｐの間隙を遮光するブラックマトリクスが形成され、さらに第１基板１０および第２基板２０の表面には液晶３６の配向方向を規定する配向膜が形成されるが、図４や以下に示す各図においてはこれらの要素の図示が省略されている。

図３に示されるように、第１基板１０は第２基板２０よりも外形の寸法が大きい。第１基板１０のうち第２基板２０の縁辺から張り出した領域（以下「張出領域」という）１０ａには、走査線駆動回路３１（３１ａおよび３１ｂ）とデータ線駆動回路３３とがＣＯＧ（Chip On Glass）技術によって実装されている。各データ線１３のうち張出領域１０ａに引き出された端部はデータ線駆動回路３３に接続されている。

図５は、第１基板１０のうち液晶３６に対向する表面上に形成された要素の構成を示す平面図である。なお、同図においてはひとつの画素Ｐに関わる要素のみが図示されているが、その他の画素Ｐも同様の構成である。図３ないし図５に示されるように、第１基板１０の表示領域Ａdには、Ｘ方向およびＹ方向にわたって複数の画素電極１６がマトリクス状に配列されている。各画素電極１６は、走査線２１と同様にＩＴＯなどの導電性材料によって形成された略矩形状の電極である。第２基板２０上の各走査線２１（図５においては外形が二点鎖線によって示されている）はＸ方向に並ぶ１行分の画素電極１６に液晶３６を挟んで対向する。図１に示される画素容量Ｇは、画素電極１６と、これに対向する走査線２１と、両者の間隙に挟まれた液晶３６とによって構成される。一方、データ線１３は各画素電極１６の間隙においてＹ方向に延在する。図５に示されるように、各画素電極１６とこれに隣接するデータ線１３との間隙には二端子型非線形素子１４が配置されている。

図６は、図５におけるＶＩ−ＶＩ線からみた断面図であり、図７は、図５におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線からみた断面図である。図５から図７に示されるように、二端子型非線形素子１４は、Ｘ方向を長手方向としてデータ線１３に交差する長尺状の第１導電層１４１と、この第１導電層１４１の表面を陽極酸化することによって形成された絶縁層（誘電体層）１４５と、絶縁層１４５の表面に相互に離間して形成された第２導電層１３１および１４２とを有する。このうち第１導電層１４１は、例えばタンタル（Ｔａ）などの単体金属やタンタルを主成分としてタングステン（Ｗ）などの金属を含む合金といった各種の導電性材料によって形成されている。第１導電層１４１をタンタルによって形成した場合、これを陽極酸化して得られる絶縁層１４５は酸化タンタル（ＴａＯｘ）からなる。

第２導電層１３１はデータ線１３から分岐した分岐部分によって構成されている。すなわち、データ線１３にはＸ方向に分岐する分岐部分が形成されており、この分岐部分がデータ線に平行に延在する（即ち、Ｙ方向に延在する）第１導電層１４１と重なり合うように配置されている。そして、このデータ線１３の分岐部分のうち絶縁層１４５を挟んで第１導電層１４１と重なり合う部分が第２導電層１３１となっている。一方、第２導電層１４２は、絶縁層１４５を挟んで第１導電層１４１と重なりあうようにＸ方向に延在している。この第２導電層１４２の端部には当該第２導電層１４２よりも幅広に形成された部分（以下「第２電極部」という）１８２が連結されている。上述した画素電極１６は第２電極部１８２と部分的に重なり合うように形成されて第２導電層１４２と電気的に接続されている。第２電極部１８２は、補助容量１８の一方の電極として機能する部分であり、図５に示されるように、画素電極１６の横幅よりも僅かに小さい幅をもって当該画素電極１６の縁辺（図５における下方の縁辺）からＹ方向に張り出している。第２導電層１３１を含むデータ線１３と、第２導電層１４２（さらにはこれと一体に形成された部分１４３および第２電極部１８２）とは、第１導電層１４１よりも抵抗率が低い導電性材料によって形成されている。このような導電性材料としては、クロム（Ｃｒ）やアルミニウム（Ａｌ）などの単体金属やこれらを主成分とする合金などがある。

図１に示した二端子型非線形素子１４は、第１素子１４ａと第２素子１４ｂとから構成されている。すなわち、図６に示されるように、第１素子１４ａは、第２導電層１３１（データ線１３）と絶縁層１４５と第１導電層１４１とがデータ線１３側からみてこの順番に積層された構成となっている。このように第１素子１４ａは金属／絶縁体／金属のサンドイッチ構造となっているため、正負双方向のダイオードスイッチング特性を呈する。一方、第２素子１４ｂは、第１導電層１４１と絶縁層１４５と第２導電層１４２とが第１基板１０側からみてこの順番に積層された構成となっている。したがって、第２素子１４ｂは第１素子１４ａとは反対のダイオードスイッチング特性を呈する。このように、二端子型非線形素子１４は、２つのダイオードを互いに逆向きとなるように直列に接続した構成となっているため、ひとつのダイオード（第１素子１４ａおよび第２素子１４ｂの何れか一方のみ）を用いた場合と比較して、電流−電圧の非線形特性が正負双方向にわたって対称化される。この構成のもと、走査信号の供給によって走査線２１が選択されているとき（水平走査期間）に所望の階調に応じたデータ信号をデータ線１３に供給することによって二端子型非線形素子１４がオン状態になると、このデータ信号に応じた電荷が画素容量Ｇに蓄積されて液晶３６の配向方向が変化する。このように液晶３６の挙動を画素Ｐごとに制御することによって所望の画像が表示される。したがって、画素容量Ｇは表示画像の最小単位となる要素として把握される。一方、電荷が蓄積された後には二端子型非線形素子１４がオフ状態となるから、画素容量Ｇによる電荷は保持される。

図５に示されるように、第１基板１０のうち液晶３６に対向する表面上には、各画素電極１６の間隙においてＸ方向に延在する補助容量線１７が形成されている。図７に示すように、補助容量線１７はデータ線１３と共通の工程において同一の材料によって形成されている。このように抵抗率が低い材料が補助容量線１７に使用されることにより、補助容量線１７がタンタル等の抵抗率が高い材料からなる構成（例えば特許文献１に記載された構成）と比較して、補助容量１８に印加される電圧のばらつきが抑制される。しかし、この構成では、Ｙ方向に延在するデータ線１３とＸ方向に延在する補助容量線１７とが画素端部において交差するため、一方の配線であるデータ線１３を、データ線１３及び補助容量線１７とは別の層に形成した中継層を介して引き廻している。すなわち、本実施形態では、補助容量線１７の下層側（第１基板側）にデータ線１３を中継する中継層１５１を形成し補助容量線１７をこの上を跨ぐように延在させる一方、データ線１３を補助容量線１７と干渉しないように補助容量線１７を挟んで上下に分割して形成し中継層１５１を介して引き廻すようにしている。中継層１５１は二端子型非線形素子１４の第１導電層１４１と共通の工程において同一の材料によって形成されており、中継層１５１と補助容量線１７とを絶縁する絶縁層（以下、「層間絶縁層」という）１５５は中継層１５１の表面を陽極酸化することによって形成されている。層間絶縁層１５５には、当該層間絶縁層１５５及び中継層１５１を貫通するコンタクトホールＣ２，Ｃ３が形成されており、このコンタクトホールＣ２，Ｃ３の形成によって露出した中継層１５１のエッジ部分において中継層１５１とデータ線１３とが接続されている。

本実施形態において、層間絶縁層１５５は二端子型非線形素子１４の絶縁層１４５よりも充分に厚く形成されている。具体的には、層間絶縁層１５５の膜厚は二端子型非線形素子１４の絶縁層の膜厚の５倍程度となっている。図５および図７に示されるように、補助容量線１７とデータ線１３とが交差する部分（即ち、中継層１５１のい形成領域）には、二端子型非線形素子１４と同様に金属／絶縁体／金属という積層構造が形成されることになる。しかしながら、中継層１５１の層間絶縁層１５５は二端子型非線形素子１４の絶縁層１４５よりも充分に厚いため、この部分はダイオードとして機能せず、補助容量線１７とデータ線１３との電気的な絶縁は維持される。

図５に示されるように、補助容量線１７と画素電極１６との間には、補助容量１８の一方の電極となる導電層（以下、「第１電極部」という）１８１が形成されている。この第１電極部１８１は、画素電極１６の縁辺に沿ってＸ方向に延在する第１の部分１８１ａと、当該部分１８１ａから補助容量線１７側に屈曲してＹ方向に延在する第２の部分１８１ｂとからなる。前述の第２電極１８２は、その下端側の縁辺部が第１電極部１８１の第１の部分１８１ａと平面的に重なるように配置されており、この対向する第１電極部１８１の第１の部分１８１ａと第２電極１８２の縁辺部によって補助容量１８が形成されている。この第１電極部１８１は、中継層１５１及び二端子型非線形素子１４の第１導電層１４１と共通の工程において同一の材料によって形成されている。この第１電極部１８１には、この第１電極部１８１の表面を陽極酸化することによって形成した絶縁層（以下、「容量部絶縁層」という）１７５が積層されており、補助容量１８は、図５におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線からみた断面図である図８に示されるように、第１電極１８１の第１の部分１８１ａとその表面に形成された容量部絶縁層１７５と第２電極１８２とが第１基板１０側からみてこの順に積層された構成となっている。容量部絶縁層１７５には、当該容量部絶縁層１７５及び第１電極１８１の第２の部分１８１ｂを貫通するコンタクトホールＣ１が形成されており、このコンタクトホールＣ１の形成によって露出した第２の部分１８１ｂのエッジ部分において第１電極１８１と補助容量線１７とが接続されている。

本実施形態において、容量部絶縁層１７５は二端子型非線形素子１４の絶縁層１４５よりも十分に厚く形成されている。具体的には、容量部絶縁層１７５の膜厚Ｄ２は二端子型非線形素子１４の絶縁層１４５の膜厚Ｄ１の５倍程度となっている（図６参照）。この容量部絶縁層１７５は中継層１５１の層間絶縁層１５５と共通の工程において形成されている。図６に示されるように、補助容量１８には、二端子型非線形素子１４と同様に金属／絶縁体／金属という積層構造が形成されることになる。しかしながら、容量部絶縁層１７５は二端子型非線形素子１４の絶縁層１４５よりも充分に厚いため、この部分はダイオードとして機能せず、補助容量線１７とデータ線１３との電気的な絶縁は維持される。

次に、補助容量線１７と走査線２１とを電気的に接続するための構成について説明する。図９は走査線２１の端部の近傍（図３において破線で囲まれた領域Ａ）を拡大して示す平面図であり、図１０は図９におけるＸ−Ｘ線からみた断面図である。なお、図９および図１０においては特に偶数行目の走査線２１の近傍のみが図示されているが、奇数行目の走査線２１も同様の構成となっている。

図９および図１０に示されるように、補助容量線１７は、第１基板１０のうちシール材３５によって覆われた領域（以下「シール被覆領域」という）に至るように引き廻されている。このシール被覆領域に至った端部１７ｂは補助容量線１７の他の部分と比較して幅広となっており、この部分において、図３、図９に示される配線（以下「引き廻し配線」という）４１に接続されている。この引き廻し配線４１は、データ線１３や補助容量線１７と共通の工程において同一の材料により形成された配線である。引き廻し配線４１は、特に図３に示されるように、シール被覆領域内に位置する端部４１１からシール材３５の内側の領域内においてシール材３５の一辺に沿うようにＹ方向に延在し、張出領域１０ａに到達した端部が走査線駆動回路３１の出力端に接続されている。

一方、図９および図１０に示されるように、第２基板２０のシール被覆領域に至った走査線２１の端部は引き廻し配線４１の端部４１１と対向する。図１０に示されるように、走査線２１の端部と引き廻し配線４１の端部（即ち、補助容量線１７の端部１７ｂ）との間隙には導電性粒子３５１が介在する。この導電性粒子３５１はシール材３５に分散された導電性の粒子であり、第１基板１０と第２基板２０との間隙（すなわちセルギャップ）を一定に維持するスペーサとして機能するほか、走査線２１の端部と導電層４３とに接触することによって走査線２１と引き廻し配線４１とを導通させる役割も担っている。以上の構成により、走査線２１および補助容量線１７の双方が引き廻し配線４１を介して走査線駆動回路３１に接続され（図１参照）、この結果として補助容量線１７は走査線２１と同電位となる。

＜液晶装置の製造方法＞
次に、各画素Ｐの製造工程に注目して液晶装置Ｄの製造方法を説明する。図１１（ａ）から図１１（ｄ）は、各工程にて製造される要素をひとつの画素Ｐに着目して示す図である。
まず、図１１（ａ）に示されるように、第１基板１０の表面上に導電膜６１が形成される（第１工程）。より具体的には、スパッタリングなどの成膜技術によって第１基板１０の表面に形成されたタンタルの薄膜をフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いてパターニングすることによって導電膜６１が形成される。この導電膜６１は、Ｘ方向に延在する直線部６１ａに対して、二端子型非線形素子１４の第１導電層１４１になる導電部と中継層１５１になる導電部とが連接された外形を有する。直線部６１ａは補助容量１８の第１電極部１８１になる部分を含んでおり、この段階において、Ｘ方向に並ぶ１行分の画素Ｐにおける各第１電極部１８１，第１導電層１４１，中継層１５１は連結部６１１，６１２（図１１（ｂ）、図１１（ｃ）参照）を介して互いに連結された（電気的に接続された）状態となっている。さらに、図１２（ａ）に示されるように、この工程において形成される導電膜６１は、Ｙ方向に延在して総ての直線部６１ａの端部が連結された連結部６２を含んでいる。なお、導電膜６１の形成前に、第１基板１０の表面に酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）などからなる絶縁膜を形成してもよい。この絶縁膜を下地として導電膜６１を形成すれば、この導電膜６１と第１基板１０との密着性を向上させるとともに第１基板１０から導電膜６１への不純物の拡散を抑制することができる。

次に、導電膜６１の表面に絶縁層が形成される（第２工程）。ここではまず、導電膜６１の表面に第１回目の陽極酸化が施される。より具体的には、第１基板１０を電解液中に浸漬したうえで、この電解液と連結部６２との間に所定の電圧を印加することによって導電膜６１全体の表面を酸化させる（即ち、第１導電層，第１電極部１８１，中継層１５１になる部分の表面に一括して絶縁層を形成する）。この工程において第１導電層１４１の表面に形成された酸化膜は二端子型非線形素子１４の絶縁層１４５となる。この後、図１１（ｂ）に示されるように、第１導電層１４１と直線部６１ａとを連結する部分６１１がフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によって除去される。これにより、二端子型非線形素子１４を構成する第１導電層１４１とその表面に形成された絶縁層１４５とが補助容量１８の第１電極１８１及び中継層１５１となる部分から切り離されることになる。図１２（ｂ）に示されるように、この段階では総ての直線部６１ａ（即ち、第１電極部１８１や中継層１５１になる部分）は連結部６２に連なったままである。

次に、第１回目の陽極酸化と同様の手順により、導電膜６１の表面に第２回目の陽極酸化が施される。この陽極酸化により、補助容量線１７および第１電極部１８１の表面の酸化がさらに進行して酸化膜の膜厚が増加する。これに対し、導電膜６１から切り離された第１導電層１４１の酸化は進行しない。この工程によって、第１電極部１８１及び中継層１５１の表面に、第１導電層１４１の表面の絶縁層１４５よりも膜厚の大きい絶縁層（容量部絶縁層１７５、層間絶縁層１５５）が形成される。

この後、図１１（ｃ）に示されるように、第１電極部１８１と中継層１５１とを連結する部分６１２と、各直線部６１ａを連結していた連結部６２がフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によって除去される。また、この工程においては、データ線１３と中継層１５１とを接続するためのコンタクトホールＣ２，Ｃ３、及び補助容量線１７と補助容量１８の第１電極１８１とを接続するためのコンタクトホールＣ１が同時に形成される（第３工程）。

次いで、図１１（ｄ）に示されるように、データ線１３，第２導電層１４２，第２電極部１８２，補助容量線１７が形成される（第４工程）。より具体的には、スパッタリングなどの成膜技術によって第１基板１０の表面に形成されたクロムの薄膜をフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いてパターニングすることによってこれらの要素が一括的に形成される。この工程においてデータ線１３と第２導電層１４２とが第１導電層１４１および絶縁層１４５を覆うように形成されることにより、第１素子１４ａと第２素子１４ｂとが直列に接続された二端子型非線形素子１４が得られる。また、データ線１３は、コンタクトホールＣ２，Ｃ３の内部を覆って形成されることにより中継層１５１と電気的に接続される。同様に、補助容量線１７は、コンタクトホールＣ１の内部を覆って形成されることにより補助容量１８の第１電極部１８１と電気的に接続される。なお、図３に示した引き廻し配線４１も図１１（ｄ）の工程において一括的に形成される。この後、スパッタリングなどの成膜技術によって形成されたＩＴＯの薄膜がパターニングされることによって、図５に示した画素電極１６が形成される。

以上に説明したように、本実施形態においては、補助容量１８の各層と二端子型非線形素子１４の各層とが共通の工程において同一の材料によって形成されるから、補助容量１８と二端子型非線形素子１４とを別個の工程において形成する方法と比較して製造工程の簡素化や製造コストの低減が図られる。さらに、第１回目の陽極酸化によって導電膜６１の表面全体が酸化され、その後に実施される第２回目の陽極酸化によって補助容量線１７および第１電極部１８１の酸化を進行させることによって補助容量線１７および第１電極部１８１の容量部絶縁層１７５が形成されるから、絶縁層１４５と容量部絶縁層１７５とを別個に形成する方法と比較して、絶縁層１４５および容量部絶縁層１７５の作成に要する時間が短縮される。また、本実施形態では、補助容量線１７を二端子型非線形素子１４の第１導電層１４１よりも抵抗率の低い材料（具体的には、第２導電層１４１と同一の材料）によって形成しているので、補助容量線１７が抵抗率の高い二端子型非線形素子１４の第１導電層１４１と同一の材料によって形成される特許文献１，２の構成と比較して補助容量線の抵抗が低減される。したがって、補助容量線１７の抵抗に起因した表示品位の低下（特に表示階調のばらつき）が抑制される。

＜変形例＞
上記実施形態は種々の態様に変形され得る。具体的な変形の態様を例示すれば以下の通りである。なお、以下に示す各態様を適宜に組み合わせてもよい。

（１）上記実施形態においては、二端子型非線形素子１４がデータ線１３に接続されるとともに画素容量Ｇが走査線２１に接続された構成を例示したが、図１５に示されるように、画素容量Ｇがデータ線１３に接続されるとともに二端子型非線形素子１４が走査線２１に接続された構成も採用され得る。この場合には、相互に導通する第１層１７１と第２層１７２とからなる補助容量線１７がデータ線１３に接続されることによって補助容量１８が画素容量Ｇと並列に接続されることになる。また、上記実施形態においては、第１素子１４ａと第２素子１４ｂとを直列に接続してなる二端子型非線形素子１４を例示したが、ひとつの素子のみからなる二端子型非線形素子１４も採用され得る。

（２）上記実施形態においては、補助容量線１７の各層と二端子型非線形素子１４の各層とが共通の工程にて形成された構成を例示したが、これらの各要素は別個の工程において互いに相違する材料によって形成されてもよい。また、補助容量１８の具体的な形態は不問である。例えば、上記実施形態においては二端子型非線形素子１４の第２導電層１４２に連続する部分が補助容量１８の第２電極部１８２とされた構成を例示したが、補助容量１８の第２電極部１８２と二端子型非線形素子１４の第２導電層１４２とが別個の部材とされた構成も採用され得る。

（３）二端子型非線形素子１４の絶縁層１４５の膜厚と補助容量線１７の容量部絶縁層１７５の膜厚とを相違させるための方法は任意である。例えば、図１１（ａ）の工程において第１導電層１４１と直線部６１ａとを互いに切り離した状態で形成し、第１導電層１４１と直線部６２ａを異なる条件のもとで別個に陽極酸化することによって、絶縁層１４５と容量部絶縁層１７５若しくは層間絶縁層１５５の膜厚を相違させる方法も採用され得る。同様に、第１導電層１４１，第１電極部１８１，中継層１５１を互いに切り離した状態で形成し、これらを異なる条件のもとで別個に陽極酸化することによって、絶縁層１４５，容量部絶縁層１７５，層間絶縁層１５５の膜厚を互いに相違させる方法を採用しても良い。また、上記実施形態における第１回目の陽極酸化の後に、第１導電層１４１をレジストによって被覆したうえで第２回目の陽極酸化を実施し、その後に第１導電層１４１を補助容量線１７から切り離す工程としてもよい。この場合には、レジストによって覆われた第１導電層１４１の酸化が第２回目の陽極酸化に際して進行しないから、上記第１実施形態と同様に絶縁層１４５および容量部絶縁層１７５の膜厚を相違させることができる。

（４）データ線１３と補助容量線１７との干渉を回避する構造は任意である。例えば、図５において、補助容量線１７を中継層１５１を介して引き廻す構造を採用することもできる。しかし、この種の液晶装置では、抵抗率の高い配線を用いることによるクロストークの発生が問題となっており、特に、走査線や補助容量線を抵抗率の高い導電性材料によって形成した場合における横クロストークは、データ線を高抵抗の導電性材料によって形成した場合における縦クロストークよりも顕著に現われることが知られている。このため、上記実施形態に示したように、補助容量線１７を抵抗率が高い中継層１５１を介さずに引き廻すことで、表示品位の高い表示を実現することができる。

（５）上記実施形態においては液晶装置Ｄを例示したが、液晶以外の電気光学物質を用いた装置にも本発明は適用される。電気光学物質とは、電気信号（電流信号または電圧信号）の供給によって透過率や輝度といった光学的特性が変化する物質である。例えば、有機ＥＬ（Electro Luminescence）や発光ポリマーなどのＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）素子を電気光学物質として用いた表示装置や、着色された液体と当該液体に分散された白色の粒子とを含むマイクロカプセルを電気光学物質として用いた電気泳動表示装置、極性が相違する領域ごとに異なる色に塗り分けられたツイストボールを電気光学物質として用いたツイストボールディスプレイ、黒色トナーを電気光学物質として用いたトナーディスプレイ、あるいはヘリウムやネオンなどの高圧ガスを電気光学物質として用いたプラズマディスプレイパネルなど各種の電気光学装置に対しても上記実施形態と同様に本発明が適用され得る。

＜Ｃ：電子機器＞
次に、本発明に係る電気光学装置を表示装置として備える電子機器について説明する。図１４は、上記実施形態に係る液晶装置Ｄを有する携帯電話機の構成を示す斜視図である。この図に示されるように、携帯電話機１２００は、利用者により操作される複数の操作ボタン１２０２、他の端末装置から受信した音声を出力する受話口１２０４、および他の端末装置に送信される音声を入力する送話口１２０６のほかに、各種の画像を表示する液晶装置Ｄを有する。

なお、本発明に係る液晶装置が利用され得る電子機器としては、図１４に示される携帯電話機のほかにも、ノート型のパーソナルコンピュータや、液晶テレビ、ビューファインダ型（またはモニタ直視型）のビデオレコーダ、デジタルカメラ、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などが挙げられる。

本発明の実施形態に係る液晶装置の電気的な構成を示すブロック図である。 同液晶装置のうちひとつの画素に注目した等価回路図である。 同液晶装置の全体の構成を示す平面図である。 同液晶装置のうち表示領域の構成を示す断面図である。 ひとつの画素の構成を示す平面図である。 図５におけるＶＩ−ＶＩ線からみた断面図である。 図５におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線からみた断面図である。 図５におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線からみた断面図である。 図３における部分Ａを拡大して示す平面図である。 図９におけるＸ−Ｘ線からみた断面図である。 液晶装置の製造方法を説明するための工程図である。 液晶装置の製造方法を説明するための工程図である。 変形例に係る液晶装置の電気的な構成を示すブロック図である。 本発明の電子機器の一例である携帯電話機の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１０…第１基板、１３…データ線、１３１…第２導電層、１４…二端子型非線形素子、１４ａ…第１素子、１４ｂ…第２素子、１４１…第１導電層、１４２…第２導電層、１４５…絶縁層、１５１…中継層、１５５…層間絶縁層、１６…画素電極、１７…補助容量線、１７５…容量部絶縁層、１８…補助容量、１８１…第１電極部、１８２…第２電極部、２０…第２基板、２１…走査線、３１（３１ａ，３１ｂ）…走査線駆動回路、３３…データ線駆動回路、３５…シール材、３５１…導電性粒子、３６…液晶、４１…引き廻し配線、１２００…電子機器、Ｇ…画素容量、Ｄ…液晶装置（電気光学装置）、Ｐ…画素

Claims (10)

1. 互いに交差する方向に延在する走査線及びデータ線と、
   前記走査線及び前記データ線のうち一方の配線に一端が接続された二端子型非線形素子であって、第１導電層と、絶縁層と、前記第１導電層よりも抵抗率が低い材料からなる第２導電層とを積層してなる二端子型非線形素子と、
   前記二端子型非線形素子の他端に接続され、前記走査線及び前記データ線のうち他方の配線に電気光学物質を挟んで対向する画素電極と、
   前記第２導電層と同一の材料からなり、前記一方の配線と交差する補助容量線と、
   前記補助容量線に接続された第１電極と前記画素電極に接続された第２電極とが相互に対向してなる補助容量とを備え、
   前記一方の配線は、前記補助容量線との交差部において、前記第１導電層と同一の材料からなる中継層を有することを特徴とする、電気光学装置。
2. 前記中継層はコンタクトホールを備え、
   前記一方の配線は、前記コンタクトホール内において、前記中継層に接続していることを特徴とする請求項１記載の電気光学装置。
3. 前記第１電極と前記第１導電層とが同一の材料によって形成されており、
   前記一方の配線、前記第２電極、前記第２導電層が同一の材料によって形成されていることを特徴とする、請求項１又は２記載の電気光学装置。
4. 前記第１電極と前記第２電極とが前記絶縁層と同一の材料によって形成された誘電体層を挟んで相互に対向しており、
   前記誘電体層が前記絶縁層よりも厚く形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかの項に記載の電気光学装置。
5. 前記二端子型非線形素子は、前記第１導電層と前記絶縁層と前記一方の配線に電気的に導通する前記第２導電層とを積層してなる第１素子、および、前記第１導電層と前記絶縁層と前記画素電極に電気的に導通する前記第２導電層とを積層してなる第２素子を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかの項に記載の電気光学装置。
6. 請求項１〜５のいずれかの項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。
7. 互いに交差する方向に延在する走査線及びデータ線と、前記走査線及びデータ線のうち一方の配線に一端が接続された二端子型非線形素子と、前記二端子型非線形素子の他端に接続された画素電極と、前記一方の配線と交差する補助容量線と、前記補助容量線に接続された第１電極と前記画素電極に接続された第２電極とが相互に対向してなる補助容量と、前記一方の配線の前記補助容量線との交差部に設けられた中継層とを備えた電気光学装置の製造方法であって、
   前記二端子型非線形素子の第１導電層、前記第１電極、前記中継層を第１の導電性材料によって形成する工程と、
   前記第１導電層、前記第１電極、前記中継層の表面に絶縁層を形成する工程と、
   前記一方の配線、前記二端子型非線形素子の第２導電層、前記補助容量線、前記第２電極を、前記第１の導電性材料よりも抵抗率が低い第２の導電性材料によって形成する工程とを備えたことを特徴とする、電気光学装置の製造方法。
8. 前記第１の導電性材料による形成工程では、相互に連続する前記第１導電層、前記第１電極、前記中継層を一括して形成し、
   前記絶縁層の形成工程では、前記第１導電層、前記第１電極、前記中継層に陽極酸化処理を施すことにより、それぞれの表面に一括して前記絶縁層を形成することを特徴とする、請求項７記載の電気光学装置の製造方法。
9. 前記絶縁層の形成工程の後、前記第１導電層及び前記中継層から前記第１電極を切り離す工程と、
   前記第１電極及び前記中継層に更に陽極酸化処理を施すことにより、前記第１電極及び前記中継層の表面に前記第１導電層の表面に形成された前記絶縁層よりも厚い容量部絶縁層を形成する工程とを含むことを特徴とする、請求項８記載の電気光学装置の製造方法。
10. 前記容量部絶縁層の形成工程の後、前記第１電極と前記中継層とを切り離す工程を備え、当該切り離す工程において、前記第１電極上及び前記中継層上の前記容量部絶縁層にコンタクトホールを形成することを特徴とする、請求項９記載の電気光学装置の製造方法。
    
    

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