(57)【要約】      （修正有）【課題】コントラストの低下を抑制し、表示品質を改善する。【解決手段】素子基板上において、境界領域に相当する部分に遮光層を設け、光漏れが生じる部分をこれで覆う。或いは、素子基板上において、層間絶縁膜を配置することで画素電極の開口率を高くしてコントラストを向上すると共に、境界領域に相当する部分の一部に画素電極のコンタクトホールを設けることによって遮光され光漏れを低減する。【選択図】        図４
2004279717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に第１の透明電極が形成された第１の基板と、
前記第１の透明電極と対向する面側に第２の透明電極が形成された第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に保持された液晶層とを有し、
前記第２の基板は、前記第１の透明電極と前記第２の透明電極とが対向する画素領域に前記液晶層の層厚が異なることにより区別される反射表示領域と透過表示領域と前記２つの表示領域の境界領域とを有し、
前記第１の基板は、スイッチング素子と遮光層とを有し、
前記スイッチング素子は、第１の金属膜と絶縁膜と前記第１の透明電極に導通する第２の金属膜とが積層されることにより形成され、
前記遮光層は、前記スイッチング素子を形成する複数の構成要素の少なくともひとつと同一の物質であり、前記第１の基板上にあって前記第２の基板上の前記境界領域に対向する領域の少なくとも一部を覆うように形成されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
表面に第１の透明電極が形成された第１の基板と、
前記第１の透明電極と対向する面側に第２の透明電極が形成された第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に保持された液晶層とを有し、
前記第２の基板は、前記第１の透明電極と前記第２の透明電極とが対向する画素領域に前記液晶層の層厚が異なることにより区別される反射表示領域と透過表示領域と前記２つの表示領域の境界領域とを有し、
前記第１の基板は、スイッチング素子と保持容量とを有し、
前記スイッチング素子は、第１の金属膜と絶縁膜と前記第１の透明電極に導通する第２の金属膜とが積層されることにより形成され、
前記保持容量は、第１の容量電極と誘電体と第２の容量電極とにより形成され、前記第１の基板上にあって前記第２の基板上の前記境界領域に対向する領域の少なくとも一部を覆うように形成されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
表面に第１の透明電極が形成された第１の基板と、
前記第１の透明電極と対向する面側に第２の透明電極が形成された第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に保持された液晶層とを有し、
前記第２の基板は、前記第１の透明電極と前記第２の透明電極とが対向する画素領域に前記液晶層の層厚が異なることにより区別される反射表示領域と透過表示領域と前記２つの表示領域の境界領域とを有し、
前記第１の基板は、データ線とスイッチング素子とを有し、かつ、前記データ線と前記スイッチング素子とを前記第１の透明電極から絶縁する絶縁層とを有し、
前記第１の透明電極と前記絶縁層との間には前記スイッチング素子と前記第１の透明電極とを導通させる金属層とコンタクトホールとを備え、
前記コンタクトホールは、前記第１の基板上の前記境界領域に対向する前記第２の基板上にある領域の少なくとも一部に形成されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
表面に第１の透明電極が形成された第１の基板と、
前記第１の透明電極と対向する面側に第２の透明電極が形成された第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に保持された液晶層とを有し、
前記第２の基板は、前記第１の透明電極と前記第２の透明電極とが対向する画素領域に前記液晶層の層厚が異なることにより区別される反射表示領域と透過表示領域と前記２つの表示領域の境界領域とを有し、
前記第１の基板は、第１の金属膜と絶縁膜と前記第１の透明電極に導通する第２の金属膜が積層されることにより形成されるスイッチング素子と遮光層とを有する液晶表示装置の製造方法であって、
前記遮光層は、前記スイッチング素子を形成する複数の構成要素の少なくともひとつと同一の物質および工程で形成されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
表面に第１の透明電極が形成された第１の基板と、
前記第１の透明電極と対向する面側に第２の透明電極が形成された第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に保持された液晶層とを有し、
前記第２の基板は、前記第１の透明電極と前記第２の透明電極とが対向する画素領域に前記液晶層の層厚が異なることにより区別される反射表示領域と透過表示領域と前記２つの表示領域の境界領域とを有し、
前記第１の基板は、第１の金属膜と絶縁膜と前記第１の透明電極に導通する第２の金属膜とが積層されることにより形成されるスイッチング素子と、第１の容量電極と誘電体と第２の容量電極とにより形成される保持容量とを有する液晶表示装置の製造方法であって、
前記第１の容量電極を、前記第１の基板上にあって前記第２の基板上の前記境界領域に対向する領域の少なくとも一部を覆うように形成する第１工程と、
前記第１の容量電極と前記第２の容量電極との間に保持された誘電体を前記第１工程で形成された前記第１の容量電極上に形成する第２工程と、
前記第２の容量電極を前記第２工程で形成された前記誘電体上に形成する第３工程とを有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１の容量電極は、前記スイッチング素子を構成する前記第１の金属膜と同一の工程で形成されることを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記第２の容量電極は、前記スイッチング素子を構成する前記第２の金属膜と同一の工程で形成されることを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記誘電体は、前記スイッチング素子を構成する絶縁膜と同様に、前記第１の金属膜を陽極酸化することで得られることを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】
表面に第１の透明電極が形成された第１の基板と、
前記第１の透明電極と対向する面側に第２の透明電極が形成された第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に保持された液晶層とを有し、
前記第２の基板は、前記第１の透明電極と前記第２の透明電極とが対向する画素領域に前記液晶層の層厚が異なることにより区別される反射表示領域と透過表示領域と前記２つの表示領域の境界領域とを有し、
前記第１の基板は、データ線とスイッチング素子とを有し、かつ、前記データ線と前記スイッチング素子とを前記第１の透明電極から絶縁する絶縁層とを有し、
前記第１の透明電極と前記絶縁層との間には前記スイッチング素子と前記第１の透明電極とを導通させる金属層とコンタクトホールとを有する液晶表示装置の製造方法であって、
前記コンタクトホールは、前記第１の基板上にあって前記第２の基板上の前記境界領域に対向する領域の少なくとも一部に形成される工程を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１ないし３のいずれかに記載の液晶表示装置を表示部として用いたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置およびその製造方法ならびに当該液晶表示装置を用いた電子機器に係り、特に半透過・反射型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在利用されている種々の液晶表示装置の中には、透過表示モードおよび反射表示モードにて画像表示が可能な半透過・反射型液晶表示装置がある。
半透過・反射型液晶表示装置においては、ひとつの画素領域中には透過表示領域と反射表示領域とが含まれる。液晶層を通過する光の光路長は、反射表示領域では観察者側表面より入射する入射光が底面で反射されて観察者側に出射されるため、底面より光が入射されてそのまま観察者側へ出射される透過表示領域の光路長と比較して約２倍となる。
【０００３】
液晶表示装置の視認性は、液晶の長短軸の屈折率差Δｎと液晶層の層厚ｄとの積Δｎｄ（リタデーション）を最適化することで得られるが、半透過・反射型液晶表示装置においては、同一の液晶材料に対して異なる光路長、すなわち層厚を有する表示領域により構成されるため、双方の出射光の光学特性が異なり、同一の視認性が得られないという問題があった。
【０００４】
上述の問題を解決するために、特許文献１に示されるように透過表示領域と反射表示領域とで層厚を異ならせる構成が開発され、これにより双方の領域でリタデーションの一致させることが可能となった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２４２２２６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この構成を採ると、層厚の異なる透過表示領域と反射表示領域との境界が、ある幅を有する斜面の領域となる。この境界領域ではリタデーションが連続的に変化し、また底面が斜面のため液晶分子の配向状態が乱れるため、この部分から光が漏れ出してコントラストが低下し、表示品質が低下するという問題が生じた。
本発明はこのような背景の下になされたもので、従来よりも表示品質を向上させた半透過・反射型液晶表示装置の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る液晶表示装置は、表面に第１の透明電極が形成された第１の基板と、前記第１の透明電極と対向する面側に第２の透明電極が形成された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に保持された液晶層とを有し、前記第２の基板は、前記第１の透明電極と前記第２の透明電極とが対向する画素領域に前記液晶層の層厚が異なることにより区別される反射表示領域と透過表示領域と前記２つの表示領域の境界領域とを有し、前記第１の基板は、第１の金属膜と絶縁膜と前記第１の透明電極に導通する第２の金属膜が積層されることにより形成されるスイッチング素子と遮光層とを有し、前記遮光層は、前記第１の基板上にあって前記第２の基板上の前記境界領域に対向する領域の少なくとも一部を覆うように形成されることを特徴としている。
【０００８】
この態様によれば、前記遮光層が前記第２の基板（対向基板）上にある前記傾斜領域を覆うように前記第１の基板（素子基板）上に形成されることで、上述した光漏れの問題を低減することができ、また前記遮光層が、前記スイッチング素子を構成する材料にて前記スイッチング素子を形成する工程において形成されることで、製造工程を変化させることなく遮光膜を形成することが可能となる。
【０００９】
また、本発明に係る液晶表示装置は、表面に第１の透明電極が形成された第１の基板と、前記第１の透明電極と対向する面側に第２の透明電極が形成された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に保持された液晶層とを有し、前記第２の基板は、前記第１の透明電極と前記第２の透明電極とが対向する画素領域に前記液晶層の層厚が異なることにより区別される反射表示領域と透過表示領域と前記２つの表示領域の境界領域とを有し、前記第１の基板は、第１の金属膜と絶縁膜と前記第１の透明電極に導通する第２の金属膜とが積層されることにより形成されるスイッチング素子と、前記第１の金属膜を第１の容量電極とし、前記第２の金属膜を第２の容量電極とすることにより形成される保持容量とを有し、前記保持容量は、前記第１の基板上にあって前記第２の基板上の前記境界領域に対向する領域の少なくとも一部を覆うように形成されることを特徴としている。
【００１０】
この態様によれば、保持容量が液晶容量に並列に形成されることにより、スイッチング素子が有する寄生容量の影響を低下させることが可能となり、また同時に、前記保持容量が前記第２の基板上の傾斜部分を覆うように前記第１の基板上に形成されることで、上述した光漏れの問題を低減することが可能となる。
【００１１】
また、本発明に係る液晶表示装置は、表面に第１の透明電極が形成された第１の基板と、前記第１の透明電極と対向する面側に第２の透明電極が形成された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に保持された液晶層とを有し、前記第２の基板は、前記第１の透明電極と前記第２の透明電極とが対向する画素領域に前記液晶層の層厚が異なることにより区別される反射表示領域と透過表示領域と前記２つの表示領域の境界領域とを有し、前記第１の基板は、データ線とスイッチング素子とを有し、かつ、前記データ線と前記スイッチング素子とを前記第１の透明電極から絶縁する絶縁層とを有し、前記第１の透明電極と前記絶縁層との間には前記スイッチング素子と前記第１の透明電極とを導通させる金属層とコンタクトホールとを備え、前記コンタクトホールは、前記第１の基板上の前記境界領域に対向する前記第２の基板上にある領域の少なくとも一部に形成されることを特徴としている。
【００１２】
この態様によれば、前記第２の透明電極が、前記データ線と前記スイッチング素子が形成された平面とは異なる平面上に形成されることにより、画素領域を従来よりも大きく取ることが可能となり、また、前記コンタクトホールが前記第２の基板上の傾斜部分を覆うように前記第１の基板上に形成されることで、上述した光漏れの問題を低減することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。以下においては、本発明の一態様として、薄膜ダイオード（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｄｉｏｄｅ；以下、適宜ＴＦＤと表記する）等が画素に対するスイッチング素子としての役割を担う半透過・反射型液晶表示装置を例に説明を行う。
なお、以下に示される複数の図において、同一の部分については同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。また、図が煩雑になるのを防ぐため、各部の詳細な説明をする際にも、不要な部分については適宜図示および説明を省略する。
【００１４】
＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態に係る液晶パネルの電気的構成を示すブロック図である。同図に示されるように、液晶パネル１には複数の走査線２（コモン電極）が行（Ｘ）方向に延在して形成される一方、複数のデータ線３（セグメント電極）が列（Ｙ）方向に延在して形成される。走査線２とデータ線３との各交差にはＴＦＤ素子４と液晶容量５からなる画素６が形成されている。
【００１５】
複数の走査線２はそれぞれ導線Ｘ１，Ｘ２，…，Ｘｍを介して駆動回路であるＸドライバ７に接続され、また複数のデータ線３はそれぞれ導線Ｙ１，Ｙ２，…，Ｙｎを介してＹドライバ８に接続される。なお、導線Ｘ１，Ｘ２，…，Ｘｍおよび導線Ｙ１，Ｙ２，…，Ｙｎについては、それらの個々を特に区別する必要がない場合には、それぞれ導線Ｘおよび導線Ｙと表記する。
【００１６】
図２は前記液晶パネル１の斜視図を示している。図および説明の理解を容易にするため、同図においては観察者側を下方に示している。同図に示されるように、当該液晶表示装置１００は相互に対向する第１の基板たる素子基板１０および第２の基板たる対向基板２０とがシール材３０によって貼り合わされると共に、両基板とシール材３０とによって囲まれた領域に液晶３２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の外周辺に沿って略長方形の枠状に形成される。そしてこのシール材３０の一部には、液晶３２を封入するための開口部が形成されており、この開口部を通して液晶３２が封入された後、封止材３３によって封止される。
【００１７】
図３は図２中のＡ−Ａ’部分の断面図である。同図において、第１の基板である素子基板１０上には第１の透明電極１１，データ線３，ＴＦＤ素子４，第１の配向膜１２等が形成され、第２の基板である対向基板２０上には第２の透明電極２１，第２の配向膜２２，反射層２３，カラーフィルタ２４，膜厚調整層２５等が形成される。第２の透明電極２１は行方向に延在して、走査線２として機能している。
上記２つの基板はシール材３０で貼り合わされ、基板とシール材３０で囲まれた空間には液晶３２が封入されている。
【００１８】
シール材３０には導電性を有する多数の導電粒子３１が分散されている。これらの導電粒子３１は、例えば金属メッキの施されたプラスチック粒子等であり、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間のセルギャップを一定に保つスペーサの機能とを兼ね備える。
【００１９】
複数の導線Ｘの先端部はシール材部分で複数の導通部Ｘａを形成し、複数の走査線２の先端部も同様にして、シール材部分で複数の導通部２ａを形成している。これら複数の導通部Ｘａ，２ａは、シール材３０中の導電粒子３１を介して導通することにより、複数の走査線２はＸドライバ７と導通する。
【００２０】
なお、実際には、素子基板１０および対向基板２０の外側表面には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等が貼着されているが、これらは本発明と直接の関係がないため、その図示と説明は省略する。同様に、素子基板１０および対向基板２０の内側の構成についても適宜省略がなされたが、必要な部分については後述する各部の詳細な説明にて補う。
【００２１】
パネルが以上のような構造を採ることにより、従来双方の基板に行う必要のあったＩＣチップ等の実装を素子基板側の一方のみに行うことが可能となり、当該液晶表示装置１００の構成を簡素にし、製造効率を向上させることが可能となる。
【００２２】
図４は上記液晶パネル１の画素領域のひとつをＸ方向に切断した断面図である。同図に示されるように、素子基板１０上にはデータ線３、ＴＦＤ素子４、第１の透明電極１１、第１の配向膜１２等が形成され、対向基板２０上には反射層２３、カラーフィルタ２４、膜厚調整層２５、第２の透明電極２１、第２の配向膜２２等が順次形成され、上記２つの基板間には液晶３２が封入されている。このような構成のもと上記液晶パネル１は、反射表示領域Ｒでは外部からの入射光が反射層２３によって反射されることにより画像表示を行い、透過表示領域Ｔでは図示せぬバックライトからの光により画像表示を行う。
【００２３】
また、同図から明らかなように、これらの画素領域は反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとで異なるセルギャップを有している。このような構成としたのは、２つの基板間に介在する液晶３２の長短軸の屈折率差Δｎと当該液晶層の層厚ｄとの積Δｎｄ（リタデーション）を、それぞれの表示領域において最適な値となるよう層厚ｄを設定し、透過表示光と反射表示光双方で高い視認性を得るためである。また、層厚ｄの調整のために、反射表示領域Ｒには膜厚調整層２５が形成されている。
【００２４】
この膜厚調整層を形成する際にはフォトリソグラフィが用いられるが、その際の露光精度や現像の際のサイドエッチングが原因で、透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒとの境界部分に傾斜が生じてしまう。この傾斜部分のリタデーションは透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒのいずれとも異なり、また配向にも乱れが生じるため、表示不良の要因となる。特に液晶モードがノーマリーホワイトモードである場合、電圧が印加されて画面が黒く表示されるべきときに前記傾斜部分より光が漏れ出すために画面のコントラストが低下するという問題がある。
【００２５】
図５は液晶パネル１上のひとつの画素６に着目し、上下の基板の構造を示した斜視図である。同図において、対向基板２０上の反射表示領域Ｒは透過表示領域Ｔを取り囲むように配置されており、このため上述の傾斜部分は、平面的には観察者側から見た場合に２つの表示領域の境界に沿って枠状に存在する。
このとき素子基板１０上には、観察者側から見た場合に上記傾斜部分と同様に枠状の形状をした遮光膜４０が形成される。この遮光膜４０は、観察者側から基板面に対して垂直に観察した場合に上記傾斜部分と重なるように形成されている。この遮光膜４０によって、外部からの入射光は遮光されて対向基板２０上の上記傾斜部分には到達せず、またバックライトからの透過光は遮光されて観察者側には到達しないため、上記傾斜部分からの光漏れを防ぐことが可能となる。
【００２６】
図６に素子基板１０上の画素領域のひとつを基板面に対して垂直に観察した場合の平面図を、図７には図６のＢ−Ｂ’部分の断面図をそれぞれ示す。以下にこの画素領域の構成を、これら２つの図を参照しつつ説明する。
素子基板１０上の第１の透明電極１１は、ＴＦＤ素子４を介して走査線２に接続される。ここにおいて、ＴＦＤ素子４は第１のＴＦＤ素子４ａと第２のＴＦＤ素子４ｂからなる。これらのＴＦＤ素子は前記素子基板１０の表面を覆う絶縁層４４の面上に形成され、第１の金属膜４１と絶縁膜４３と第２の金属膜４２により構成されている。ここで、第１のＴＦＤ素子４ａは走査線側から見ると第２の金属膜４２／絶縁膜４３／第１の金属膜４１、すなわち金属／絶縁体／金属の順に形成されているため、この部分で正負双方向にわたり非線形のダイオードスイッチング特性を有することとなる。また第２のＴＦＤ素子４ｂは走査線側から見ると第１の金属膜４１／絶縁膜４３／第２の金属膜４２となり、第１のＴＦＤ素子４ａとは逆の順に形成される。すなわち第２のＴＦＤ素子４ｂは、第１のＴＦＤ素子４ａとは正負が逆転した電流−電圧特性を有するダイオードとして機能する。このように２つのダイオードを逆向きに直列接続することによって、ＴＦＤ素子４は正負双方向で対称の電流−電圧特性を有する。ただし、当該液晶表示装置が交流駆動でない場合には、上記のようにダイオードスイッチング特性を対称化する必要はなく、単一のＴＦＤ素子のみによって構成されていても問題はない。
【００２７】
第２のＴＦＤ素子４ｂはその先端を第１の透明電極１１と接している。素子基板１０と第１の透明電極１１との間には、遮光膜４０が前述のように成膜されている。この遮光膜４０は第２の金属膜４２と同一の材料および同一の工程にて形成されている。
【００２８】
次に、本実施形態に係る素子基板１０の製造プロセスについて説明する。なお、以下の説明に用いる断面図は、上述の図７と同じ断面を示している。
まず、図８（１）に示されるように、素子基板１０上面に絶縁層４４が形成される。この絶縁層４４は例えば酸化タンタルからなり、スパッタリング法で堆積したタンタル膜を熱酸化する方法や、酸化タンタルからなるターゲットを用いたスパッタリング法あるいはコスパッタリング法等により形成される。この絶縁層４４は、続いて成膜される第１の金属膜４１の密着性を向上させ、更に素子基板からの不純物の拡散を防止することを主目的として設けられるので、その層厚は例えば５０〜２００ｎｍ程度で十分である。
【００２９】
次いで、同図（２）に示されるように、絶縁層４４上面に第１の金属膜４１が成膜される。この第１の金属膜４１の組成は、例えばタンタル単体あるいはタンタル合金からなる。タンタル合金とする場合、主成分のタンタルに例えばタングステン、クロム、モリブデン、レニウム、イットリウム、ランタン、ディスプロシウム等の周期律表において第６〜第８族に属する元素を添加しても良い。なお、添加する元素としてはタングステンが好ましく、その含有割合は、例えば０．１〜６重量％が望ましい。
また、第１の金属膜４１は、スパッタリング法や電子ビーム蒸着法等で形成可能であり、タンタル合金からなる第１の金属膜４１を形成する場合には、混合ターゲットを用いたスパッタリング法や、コスパッタリング法、電子ビーム蒸着法等が用いられる。なお、第１の金属膜４１の膜厚は、ＴＦＤ素子の用途によって好適な値が選択され、例えば１００〜５００ｎｍ程度である。
そして、同図（３ａ）および（３ｂ）に示されるように、第１の金属膜４１が一般に用いられているフォトリソグラフィおよびエッチング技術によってパターニングされる。
【００３０】
続いて、同図（４）に示されるように、ＴＦＤ素子４に相当する部分、およびデータ線３の基礎となる部分にある第１の金属膜４１の表面に絶縁膜４３が形成される。詳細には、第１の金属膜４１の表面が、陽極酸化法によって酸化することで形成される。絶縁膜４３の膜厚は、その用途によって好ましい値が選択され、例えば２０〜３０ｎｍ程度である。陽極酸化で用いられる化成液は特に限定されないが、例えば０．０１〜０．１重量％のクエン酸水溶液を用いることができる。
【００３１】
次いで、図９（５）に示されるように、第２の金属膜４２が成膜される。この第２の金属膜４２は、例えばクロムや、アルミニウム、チタン、モリブデン等であり、スパッタリング法などによって堆積させることによって形成される。また、第２の金属膜４２の膜厚は、例えば５０〜３００ｎｍ程度である。
【００３２】
続いて、同図（６ａ）および（６ｂ）に示されるように、第２の金属膜４２が一般に用いられているフォトリソグラフィおよびエッチング技術によってパターニングされる。これにより、第１，第２のＴＦＤ素子４ａ，４ｂにおける第２の金属膜４２が離間して形成されるとともに、データ線３の最上層も第２の金属膜４２によって被覆されることになる。また同時に、ここで遮光膜４０が形成されることとなる。
【００３３】
そして、同図（７）に示されるように、データ線３から枝分かれした絶縁膜４３のうちの斜線部分が、その基礎となっている第１の金属膜４１とともに、一般に用いられているフォトリソグラフィおよびエッチング技術により除去される。これにより、第１，第２のＴＦＤ素子４ａ，４ｂで共用される第１の金属膜４１が、データ線３の最下層たる第１の金属膜４１から電気的に分離されることになる。
【００３４】
次に、同図（８）に示されるように、透明電極１１となる導電膜が成膜される。この導電膜は、半透過・反射型の液晶表示パネルではＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）が好適であり、スパッタリング法等によって膜厚３０〜２００ｎｍで堆積させることで成膜される。
【００３５】
続いて、同図（９）に示されるように、導電膜が、一般に用いられているフォトリソグラフィおよびエッチング技術によってパターニングされて、透明電極１１が形成される。
【００３６】
そして最後に、透明電極１１上に配向膜１２を成膜する（図示しない）。前記配向膜１２は、例えばポリイミド等の耐熱性樹脂からなる。
配向膜１２を基板上に成膜したら、液晶分子を一定の方向に配向させるために、配向膜１２の表面にラビング処理を施す。配向膜１２の膜厚は、例えば５０〜１００ｎｍ程度である。
【００３７】
このようなプロセスにより、素子基板１０には第１のＴＦＤ素子４ａと第２のＴＦＤ素子４ｂからなるＴＦＤ素子４が、透明電極１１とともに形成される。
そして、このように構成される素子基板１０には、透明電極１１と交差して行方向に延在する走査線２や、透明電極２１に対応する各色のカラーフィルタ２４などが形成された対向基板２０が、シール材３０とスペーサである導電粒子３１によって一定の間隙を保って貼り合わせられ、さらに、この閉空間に、例えばＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型の液晶３２が封入されて、最終的に液晶表示装置として構成される。
【００３８】
また、上述の製造方法は、図９（６）にてＴＦＤ素子４に加えて遮光膜４０を同時に形成する点を除けば、既存の製造方法と同様である。すなわち、本実施形態においては、第２の金属膜４２のパターニング形状を変化させるだけで、その他の製造工程を変更することなく遮光膜を形成することが可能である。
【００３９】
なお、前記遮光膜４０は、上述の説明においては第２の金属膜４２によって形成されているが、前記遮光膜４０の材料としては遮光性を有する物質であれば良く、その材料および形成工程については上述の方法に限定されるものではない。例えば上述の製造方法において、図８（２）に示された第１の金属膜４１の形成工程において遮光膜４０を同時に形成することも可能であり、また、ＴＦＤ素子４のように第１の金属膜４１、第２の金属膜４２、絶縁膜４３の積層構造によって形成することも可能である。
【００４０】
＜第２実施形態＞
以下では第２実施形態について説明を行う。
図１０は本発明の第２実施形態に係る液晶パネル１’の電気的構成を示すブロック図である。同図において、第１実施形態と共通する部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４１】
本実施形態においては、画素中に保持容量９を有することを特徴としている。この保持容量９は液晶容量５に対しては並列に、ＴＦＤ素子４に対しては直列に接続されている。
【００４２】
図１１は本実施形態に係る液晶パネル１’のシール材部分および隣接する画素領域を基板面に対して垂直に観察した場合の平面図を、また、図１２は図１１中のＣ−Ｃ’部分の断面図を示している。以下にこの画素領域の構成を、これら２つの図を参照しつつ説明する。
【００４３】
本実施形態においては、対向基板２０の傾斜部分に重なるように第１の金属膜５１，絶縁膜５３，第２の金属膜５２の積層された積層体５４が素子基板１０上に配置されている。
この積層体５４の第１の金属膜５１は、図１１に示されるように隣接する画素領域の第１の金属膜５１と互いに導通しており、端部の第１の金属膜５１はシール材部分に延在する走査線の導通部２ａと導通している。そしてここで導通部２ａに接続することで、導電粒子３１を介して第２の透明電極２１と導通し、第２の透明電極２１、すなわち走査線２と等電位となる。また、この積層体５４の第２の金属膜５２は、データ線３やＴＦＤ素子４を構成している第２の金属膜４２と同一の材料であり、これらは同一の工程で形成され、互いに導通している。すなわち、前記積層体５４は、前記第１の金属膜５１を第１の極板、前記第２の金属膜５２を第２の極板、前記絶縁膜５３を誘電体としたコンデンサを形成し、前記液晶容量５に並列に接続されている。よって、このコンデンサは当該画素領域に対して、保持容量として作用する。
【００４４】
なお、第１の金属膜５１のうち、導通のために形成される部分、すなわち対向基板２０上の傾斜部分に重ならない部分については、表示領域の開口率に影響を及ぼすため、その面積を可能な限り小さくする必要がある。
【００４５】
次に、本実施形態に係る素子基板１０の製造プロセスについて説明する。なお、以下の説明に用いる断面図は、上述の図１２と同じ断面を示している。
まず、図１３（１）に示されるように、素子基板１０上面に絶縁層４４が形成される。この絶縁層４４は例えば酸化タンタルからなり、スパッタリング法で堆積したタンタル膜を熱酸化する方法や、酸化タンタルからなるターゲットを用いたスパッタリング法あるいはコスパッタリング法等により形成される。この絶縁層４４は、続いて成膜される第１の金属膜５１の密着性を向上させ、更に素子基板からの不純物の拡散を防止することを主目的として設けられるので、その層厚は例えば５０〜２００ｎｍ程度で十分である。
【００４６】
次いで、同図（２）に示されるように、絶縁層４４上面に第１の金属膜５１が成膜される。この第１の金属膜５１の組成は、例えばタンタル単体あるいはタンタル合金からなる。タンタル合金とする場合、主成分のタンタルに例えばタングステン、クロム、モリブデン、レニウム、イットリウム、ランタン、ディスプロシウム等の周期律表において第６〜第８族に属する元素を添加しても良い。なお、添加する元素としてはタングステンが好ましく、その含有割合は、例えば０．１〜６重量％が望ましい。
また、第１の金属膜５１は、スパッタリング法や電子ビーム蒸着法等で形成可能であり、タンタル合金からなる第１の金属膜５１を形成する場合には、混合ターゲットを用いたスパッタリング法や、コスパッタリング法、電子ビーム蒸着法等が用いられる。なお、第１の金属膜５１の膜厚は、ＴＦＤ素子の用途によって好適な値が選択され、例えば１００〜５００ｎｍ程度である。
そして、同図（３ａ）および（３ｂ）に示されるように、第１の金属膜５１が一般に用いられているフォトリソグラフィおよびエッチング技術によってパターニングされる。ここで、本実施形態では上述の第１実施形態の同工程、すなわち図８（３ａ）および（３ｂ）とは異なり、配線部分およびＴＦＤ素子部分に加えて積層体５４となる部分の第１の金属膜５１が同時に形成される。
【００４７】
続いて、同図（４）に示されるように、ＴＦＤ素子４に相当する部分、およびデータ線３の基礎となる部分にある第１の金属膜５１の表面に絶縁膜５３が形成される。詳細には、第１の金属膜５１の表面が、陽極酸化法によって酸化することで形成される。絶縁膜５３の膜厚は、その用途によって好ましい値が選択され、例えば２０〜３０ｎｍ程度である。陽極酸化で用いられる化成液は特に限定されないが、例えば０．０１〜０．１重量％のクエン酸水溶液を用いることができる。
【００４８】
そして、図１４（５）に示されるように、データ線３から枝分かれした絶縁膜５３のうちの斜線部分が、その基礎となっている第１の金属膜５１とともに、一般に用いられているフォトリソグラフィおよびエッチング技術により除去される。これにより、第１，第２のＴＦＤ素子４ａ，４ｂで共用される第１の金属膜５１が、データ線の最下層たる第１の金属膜５１から電気的に分離されることになる。
【００４９】
続いて、同図（６）に示されるように、積層体５４に相当する部分の第１の金属膜５１の表面に絶縁膜５３が形成される。この工程は図１３（４）の場合と同様に、陽極酸化法を用いることで形成されるが、ここでは図１３（４）の場合と異なり、絶縁膜５３の膜厚は２００〜４００ｎｍ程度となるように成膜する。
【００５０】
次いで、同図（７）に示されるように、第２の金属膜５２が成膜される。この第２の金属膜５２は、例えばクロムや、アルミニウム、チタン、モリブデン等であり、スパッタリング法などによって堆積させることによって形成される。また、第２の金属膜５２の膜厚は、例えば５０〜３００ｎｍ程度である。
【００５１】
続いて、同図（８）に示されるように、第２の金属膜５２が一般に用いられているフォトリソグラフィおよびエッチング技術によってパターニングされる。これにより、第１，第２のＴＦＤ素子４ａ，４ｂにおける第２の金属膜５２が離間して形成されるとともに、データ線３の最上層も第２の金属膜５２によって被覆されることになる。
【００５２】
次に、同図（９）に示されるように、透明電極１１となる導電膜が成膜される。この導電膜は、半透過・反射型の液晶表示パネルではＩＴＯが好適であり、スパッタリング法等によって膜厚３０〜２００ｎｍで堆積させることで成膜される。
【００５３】
続いて、同図（１０）に示されるように、導電膜が一般に用いられているフォトリソグラフィおよびエッチング技術によってパターニングされて、透明電極１１が形成される。
【００５４】
そして最後に、透明電極１１上に配向膜１２を成膜する（図示しない）。前記配向膜１２は、例えばポリイミド等の耐熱性樹脂からなる。配向膜１２を基板上に成膜したら、液晶分子を一定の方向に配向させるために、配向膜１２の表面にラビング処理を施す。配向膜１２の膜厚は、例えば５０〜１００ｎｍ程度である。
【００５５】
このようなプロセスにより、素子基板１０には第１のＴＦＤ素子４ａと第２のＴＦＤ素子４ｂからなるＴＦＤ素子４が、透明電極１１とともに形成される。
そして、このように構成される素子基板１０には、透明電極１１と交差して行方向に延在する走査線２や、透明電極２１に対応する各色のカラーフィルタ２４などが形成された対向基板２０が、シール材３０とスペーサである導電粒子３１によって一定の間隙を保って貼り合わせられ、さらに、この閉空間に、例えばＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型の液晶３２が封入されて、最終的に液晶表示装置として構成される。
【００５６】
上述のように保持容量９が付加されることにより、寄生容量が表示に与える影響を低減させることができる。液晶容量５をＣＬＣ，ＴＦＤ素子４の寄生容量をＣＴＦＤ，保持容量をＣＲとすると、液晶部分の容量はＣＬＣとＣＲの和で表ることができる。すなわち、液晶部分のＴＦＤ素子４に対する容量比をｋとすると、ｋは数１で表される。
【００５７】
【数１】
2004279717.tif 000003
【００５８】
すなわち、本発明を適用することにより、ＣＬＣやＣＴＦＤを変化させずに、つまり画素６やＴＦＤ素子４のサイズや材料を変化することなく、保持容量ＣＲを変化させることで容量比ｋを向上させることが可能である。
容量比ｋはその値が大きいほど寄生容量ＣＴＦＤの影響を小さくすることができるが、その反面容量比ｋを大きくする、すなわち保持容量ＣＲを増大させると、今度は液晶に対する電圧負荷が高くなる。容量比ｋの値は、望ましくは３〜４程度の値であり、この値を示すように保持容量ＣＲの材料やサイズを決定すればよい。
【００５９】
なお、前記積層体５４の、第１の金属膜５１／絶縁膜５３／第２の金属膜５２という構成はＴＦＤ素子４の構成と同一であるが、前記積層体５４における絶縁膜５３の層厚は２００〜４００ｎｍ程度と、ＴＦＤ素子４の絶縁膜４３の膜厚（約２０〜３０ｎｍ）の約１０倍以上であるから、この積層体５４がダイオードスイッチング特性を有することはない。
【００６０】
以上のように、本実施形態に説明された要領で積層体５４を構成することにより、前記積層体５４は遮光膜であると同時に保持容量として機能し、液晶表示装置の表示品質の向上に重畳的に寄与する。
【００６１】
なお、上述の説明では積層体５４を構成する第１の金属膜５１，第２の金属膜５２はＴＦＤ素子４を形成する工程において同時に形成されているが、積層体５４はＴＦＤ素子４とは異なる工程において形成されてもよい。
また、上述の説明では積層体５４を構成する第１の金属膜５１，第２の金属膜５２，絶縁膜５３はＴＦＤ素子４を構成する第１の金属膜５１，第２の金属膜５２，絶縁膜５３と同一の物質により形成されているが、積層体５４は遮光性を有しかつ保持容量を有する構成であれば、ＴＦＤ素子４と同一の構成である必要はなく、その構成要素を問わない。
【００６２】
＜第３実施形態＞
以下では第３実施形態について説明を行う。
本実施形態においては、係る液晶パネルの電気的構成は第１実施形態と同一である。ゆえにこの説明は省略する。
図１５は本発明の第３実施形態に係る液晶パネル１の画素領域のひとつを、素子基板１０の基板面に対して垂直に見た平面図であり、また図１６は図１５中Ｄ−Ｄ’部分の断面図をそれぞれ示す。本実施形態において上述の２つの実施形態と大きく異なる点は、第１の透明電極１１が画素領域のほぼ全体に広がっている点である。これは、図１６に示されるように、基板上に透明の絶縁層６１を形成することによって、第１の透明電極１１がデータ線３と導通することなく画素領域全体を覆うことができることによる。以下に上記素子基板１０の構成を説明する。
【００６３】
素子基板１０上には第１の金属膜４１、絶縁膜４３、第２の金属膜４２によりデータ線３およびＴＦＤ素子４が形成される。これらの材料および製法は上述の第１実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。
第２のＴＦＤを構成する第２の金属膜４２と導通するように、導電体６２が形成される。この導電体６２は第２の金属膜４２と同じクロムであり、第２の金属膜４２と同時に形成される。
次に基板上には絶縁層６１が形成される。この絶縁層６１は感光性アクリル樹脂等からなり、上述のＴＦＤ素子４および導電体６２がじゅうぶん被覆される程度の層厚を以て形成される。
【００６４】
前記絶縁層６１上に透明電極である第１の透明電極１１が形成される。その材料および成膜法は第１実施形態にて既に述べた通りである。
この第１の透明電極１１上には、上記導電体６２に接触し、かつ対向基板２０上にある前記傾斜部分と基板面に対し垂直に見たときに重なるようにコンタクトホール６３が設けられている。このコンタクトホール６３を介して第１の透明電極１１は導電体６２およびＴＦＤ素子４と導通することによって、第１の基板と第２の基板間に介在する液晶層に電圧を印加することが可能となる。
【００６５】
続いて、本実施形態に係る素子基板１０の製造プロセスについて説明する。なお、以下の説明に用いる断面図は、上述の図１６と同じ断面を示している。
本実施形態に係る素子基板１０の製造プロセスについては、図８（５）に示された第２の金属膜４２のパターニング工程までは第１実施形態と同様であり、その説明は省略し、これに続く工程から説明を始める。
【００６６】
図１７（１）に示されるように、第２の金属膜４２が一般に用いられているフォトリソグラフィおよびエッチング技術によってパターニングされる。これにより、第１，第２のＴＦＤ素子４ａ，４ｂにおける第２の金属膜４２が離間して形成されるとともに、データ線３の最上層も第２の金属膜４２によって被覆されることになる。図８（６）と異なる点は、遮光膜４０が形成されない点のみである。
【００６７】
第２の金属膜４２のパターニングの後に、同図（２）に示されるように絶縁層６１を形成する。具体的には、例えば絶縁層６１が感光性アクリル樹脂のとき、前記絶縁層６１はスピンコート法等により形成される。絶縁層６１は第１の透明電極１１とデータ線３とを絶縁するために形成されているので、その層厚はデータ線３が十分覆われる程度であればよい。
【００６８】
絶縁層６１が形成されたら、続いて同図（３）に示されるようにコンタクトホール６３を形成する。前記コンタクトホール６３は、例えばドライエッチング等の方法により、次工程で成膜される透明電極１１と導電体６２が導通するように形成される。その後、同図（４）に示されるように透明電極１１が成膜される。
その後図８（７）に示された第１の金属膜４１の不要部分の除去を同様に行い、配向膜１２の成膜およびラビング処理を行う。これらは第１実施例と同様であるため、その説明を省略する。
【００６９】
このような構造を採ることで、当該画素領域にある第１の透明電極１１の面積はデータ線３の位置の影響を受けずに、隣接する画素領域の第１の透明電極１１と接触しない範囲で可能な限り大きくすることができ、開口率が向上する。すなわち当該液晶表示装置のコントラストを高めることができる。
【００７０】
また、上述のように、前記コンタクトホール６３が対向基板２０上にある前記傾斜部分と基板面に対し垂直に見たときに重なるように設けられることで、当該コンタクトホール６３が表示領域上で開口率を下げる要因とならず、かつ、当該傾斜部分の少なくとも一部は前記コンタクトホール６３により遮光されて前述の光漏れを低減するというふたつの効果を同時に有する。
なお、上記導電体６２の形状については、第１の透明電極１１とＴＦＤ素子４とが導通できるだけの大きさがあれば十分なのだが、この導電体６２の形状を前記傾斜部分の一部または全部と一致するように大きく形成してもよい。このようにすることで前記傾斜部分の光漏れを防ぐ遮光領域を増加させることが可能である。
【００７１】
最後に、以上で説明した液晶表示装置１００を搭載した電子機器について説明する。
図１８は液晶表示装置１００を表示部とする携帯電話端末７０の外観図である。同図において携帯電話端末７０は、複数の操作ボタン７１の他、受話口７２，送話口７３と共に、電話番号等の各種情報を表示する表示部として上記液晶表示装置１００を具備している。
また、携帯電話端末以外にも、上記液晶表示装置１００は、コンピュータ、プロジェクタ、デジタルスチルカメラ、ムービーカメラ、車載機器、複写機、オーディオ機器等の各種電子機器の表示部として用いることも可能である。
【００７２】
＜変形例＞
なお、本発明は以下の態様にて実施することも可能である。
上述の第１実施形態および第２実施形態において、遮光膜は前記傾斜部分の全体を覆うように形成されたが、前記傾斜部分の少なくとも一部を覆っていれば、当該部分に関して前述の光漏れを遮る効果を有する。
また、画素領域上の透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒとは、必ずしも前述の通りである必要はなく、その形状は製造可能な範囲において任意である。透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒの面積比についても自由であり、本発明が適用される電子機器の用途に応じて、透過表示モードに重点を置きたければ透過表示領域Ｔの比率を高めればよく、逆に反射表示モードに重点を置きたければ反射表示領域Ｒの比率を高めればよい。
【００７３】
また、第３実施形態の構成において保持容量を付加することも可能である。具体的には、上述の絶縁層６１の上にＩＴＯ等の透明材料からなる容量電極を形成し、前記容量電極の上に第１の透明電極１１を、これらが導通せぬよう第２の絶縁層を間に設けつつ形成する。上述の構成のもと前記容量電極をシール材部分にて走査線電極と導通させれば、前記容量電極とデータ線３との間に保持容量を発生させることができる。
【００７４】
また、上述の各実施形態においては、スイッチング素子としてＴＦＤ（薄膜ダイオード）を備えた液晶パネルを示したが、スイッチング素子の種類はＴＦＤのみに限定されず、例えばＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）等をスイッチング素子として用いたアクティブマトリクス方式の液晶パネルにおいても本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液晶パネルの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態における液晶パネルの斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’部分の断面図である。
【図４】同実施形態における画素領域のひとつを示した断面図である。
【図５】同実施形態における画素領域のひとつを示した斜視図である。
【図６】同実施形態における素子基板上の画素領域のひとつを示した平面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ’部分の断面図である。
【図８】同実施形態における素子基板の製造方法を示した図である。
【図９】同実施形態における素子基板の製造方法を示した図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る液晶パネルの電気的構成を示すブロック図である。
【図１１】同実施形態における液晶パネル１’のシール材部分および隣接する画素領域の平面図である。
【図１２】図１１のＣ−Ｃ’部分の断面図である。
【図１３】同実施形態における素子基板の製造方法を示した図である。
【図１４】同実施形態における素子基板の製造方法を示した図である。
【図１５】本発明の第３実施形態における素子基板上の画素領域のひとつを示した平面図である。
【図１６】図１５のＤ−Ｄ’部分の断面図である。
【図１７】同実施形態における素子基板の製造方法を示した図である。
【図１８】本発明に係る液晶表示装置を表示部として搭載した電子機器の一例を示す図である。
【符号の説明】
１，１’…液晶パネル、２…走査線、３…データ線、４…ＴＦＤ素子、５…液晶容量、６…画素、９…保持容量、１０…素子基板、１１…第１の透明電極、２０…対向基板、２１…第２の透明電極、２５…膜厚調整層、３０…シール材、３１…導電粒子、３２…液晶、４０…遮光膜、４１…第１の金属膜、４２…第２の金属膜、４３…絶縁膜、４４…絶縁層、５４…積層体、６２…導電体、６３…コンタクトホール、７０…携帯電話端末、１００…液晶表示装置。
【図１】
2004279717.tif 000004
【図２】
2004279717.tif 000005
【図３】
2004279717.tif 000006
【図４】
2004279717.tif 000007
【図５】
2004279717.tif 000008
【図６】
2004279717.tif 000009
【図７】
2004279717.tif 000010
【図８】
2004279717.tif 000011
【図９】
2004279717.tif 000012
【図１０】
2004279717.tif 000013
【図１１】
2004279717.tif 000014
【図１２】
2004279717.tif 000015
【図１３】
2004279717.tif 000016
【図１４】
2004279717.tif 000017
【図１５】
2004279717.tif 000018
【図１６】
2004279717.tif 000019
【図１７】
2004279717.tif 000020
【図１８】
2004279717.tif 000021