(57)【要約】【課題】  熱処理工程による素子部分および保持容量部分の変形を防止することにより、上電極材料の断線に起因する点欠陥や線欠陥が発生することを防止可能な電気光学装置および電子機器を提供すること。【解決手段】  電気光学装置の製造方法において、タンタル膜６をパターニングし、非線形素子用下電極６１を備えた第１のタンタルパターン６ａと、データ線２、保持容量用下電極６２、および共通電極６３を備えた第２のタンタルパターン６ｂとを形成する。次に、データ線２を給電線として用いて、陽極酸化を行い、第２のタンタルパターン６ｂの表面側のみに、保持容量用酸化膜７２を構成する厚い第２のタンタル酸化膜７ｂを形成する。次に、気相酸化により、第１のタンタルパターン６ａの表面側のみに、非線形素子用酸化膜を構成するための薄い第１のタンタル酸化膜を形成する。【選択図】  図６
2007052311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶を挟持する素子基板と対向基板とを有し、前記素子基板には、第１の配線と、該第１の配線に非線形素子を介して電気的に接続された画素電極と、該画素電極に対して前記液晶を介して対向する共通電極とが形成された電気光学装置の製造方法において、
前記素子基板上にバルブ金属膜を形成するバルブ金属膜形成工程と、
前記バルブ金属膜をパターニングして、非線形素子用下電極を備えた第１のパターンと、保持容量用下電極および該保持容量用下電極に接続する給電線を備えた第２のパターンとを互いに分離した状態に形成する下電極パターン形成工程と、
気相酸化により前記第１のパターンの表面側および前記第２のパターンの表面側に第１の酸化膜を形成する気相酸化工程と、
前記給電線を介して前記第２のパターンに給電して陽極酸化を行い、前記第２のパターンの表面側に前記第１の酸化膜よりも厚い第２の酸化膜を形成する陽極酸化工程と、
前記第１の酸化膜を介して前記非線形素子用下電極に対向する非線形素子用上電極、および前記第２の酸化膜を介して前記保持容量用下電極に対向する保持容量用上電極を含む上電極パターンを形成する上電極パターン形成工程と
を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項２】
前記バルブ金属膜は、タンタル膜であ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。
【請求項３】
前記下電極パターン形成工程および前記上電極パターン形成工程のうちの少なくとも一方の工程を利用して、前記素子基板に対して、前記共通電極、および前記第１の配線と交差する方向に延びて前記共通電極が直接あるいは他の導電層を介して接続する第２の配線を形成することを特徴とする特徴とする請求項１または２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記給電線を前記第２の配線として用い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。
【請求項５】
少なくとも前記気相酸化工程を行った後、前記上電極パターン形成工程を行う前に、水素原子含有雰囲気中で前記素子基板をアニール処理するアニール工程を行うことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項６】
前記陽極酸化工程を行う前に前記アニール工程を行うことを特徴とする請求項５に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項７】
気相酸化処理室内に前記素子基板を配置して前記気相酸化工程を行った後、当該気相酸化処理室内に水素原子を含むガスを導入して前記アニール工程を行うことを特徴とする請求項５または６に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の方法により製造されたことを特徴とする電気光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブマトリクス型の電気光学装置、およびこの電気光学装置を備えた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アクティブマトリクス型の電気光学装置では、互いに交差する方向に形成された走査線とデータ線の交差に対応して複数の画素が形成されている。これらの複数の画素を等価回路的にみたとき、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）からなる画素スイッチング素子と液晶容量とが直列接続されているとともに、液晶容量に対して保持容量が並列接続された構成になっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、特許文献１に開示の電気光学装置では、素子基板の方に画素電極と共通電極とを形成し、画素電極と共通電極との間に発生する横電界を利用して液晶を駆動する、いわゆるＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードが採用されている。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示の構成のように、画素スイッチング素子としてＴＦＴを用いた場合には、露光、現像、エッチング処理などを含むフォトリソグラフィ工程や成膜工程を多数回、繰り返し行う必要があるため、製造プロセスが長く、製造コストが増大するという問題点がある。
【０００５】
このような問題点を解消可能なものとして、タングステンなどを含有するタンタル合金層やタンタル単体膜からなる非線形素子用下電極、その陽極酸化膜からなる非線形素子用酸化膜、およびクロム層からなる非線形素子用上電極を備えたＴＦＤ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｄｉｏｄｅ）素子（非線形素子）を画素スイッチング素子として用いた電気光学装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−１６２６０２号公報
【特許文献２】特開平０７−２６１２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＴＦＤ素子を画素スイッチング素子として用いた電気光学装置において、保持容量を構成する場合には、非線形素子用酸化膜と比較して保持容量用酸化膜を厚く形成する必要がある。このため、非線形素子用下電極と保持容量用下電極とが接続した構造のタンタルパターンを形成した後、このタンタルパターンを陽極酸化して、非線形素子用酸化膜として用いられる薄い酸化膜を形成し、次に、タンタルパターンをエッチングして非線形素子用下電極と保持容量用下電極とを分離してから再度、保持容量用下電極を陽極酸化して、保持容量用酸化膜として用いられる厚い酸化膜を形成する必要がある。このため、非線形素子を画素スイッチング素子として用いた電気光学装置に対して保持容量を付加した場合には、製造工程が増えてしまい、製造工程数が少ないという利点が損なわれてしまうという問題点がある。
【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、保持容量を追加した場合でも、工程数の増加を最小限に止めることにより、製造コストの低減を図ることのできる電気光学装置の製造方法および電気光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明では、液晶を挟持する素子基板と対向基板とを有し、前記素子基板には、第１の配線と、該第１の配線に非線形素子を介して電気的に接続された画素電極と、該画素電極に対して前記液晶を介して対向する共通電極が形成された電気光学装置の製造方法において、前記素子基板上にバルブ金属膜を形成するバルブ金属膜形成工程と、前記バルブ金属膜をパターニングして、非線形素子用下電極を備えた第１のパターンと、保持容量用下電極および該保持容量用下電極に接続する給電線を備えた第２のパターンとを互いに分離した状態に形成する下電極パターン形成工程と、気相酸化により前記第１のパターンの表面側および前記第２のパターンの表面側に第１の酸化膜を形成する気相酸化工程と、前記給電線を介して前記第２のパターンに給電して陽極酸化を行い、前記第２のパターンの表面側に前記第１の酸化膜よりも厚い第２の酸化膜を形成する陽極酸化工程と、前記第１の酸化膜を介して前記非線形素子用下電極に対向する非線形素子用上電極、および前記第２の酸化膜を介して前記保持容量用下電極に対向する保持容量用上電極を含む上電極パターンを形成する上電極パターン形成工程とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明において、バルブ金属とは、陽極酸化によって酸化膜が形成される金属のことを意味し、タンタル、ニオブ、チタン、アルミニウム、ハフニウム、ジルコニウム、タングステン、それらの合金などが挙げられる。本発明において、気相酸化とは、雰囲気中の酸素と反応させることにより酸化膜を形成することを意味し、より具体的には熱酸化、高温高圧水蒸気酸化、オゾン酸化、酸素プラズマ酸化などを挙げることができる。
【００１０】
本発明では、下電極パターン形成工程において既に、非線形素子用下電極を備えた第１のパターンと、保持容量用下電極および該保持容量用下電極に接続する給電線を備えた第２のパターンとを互いに分離した状態に形成し、薄い非線形素子用酸化膜について気相酸化により第１の酸化膜として形成し、厚い保持容量用酸化膜については陽極酸化により第２酸化膜として形成する。すなわち、厚い保持容量用酸化膜については選択的に酸化膜が形成される陽極酸化を用い、薄い非線形素子用酸化膜については全体に酸化膜が形成される気相酸化を用いる。このため、バルブ金属膜のパターンを薄い酸化膜を形成した後、パターニングして、非線形素子用下電極と保持容量用下電極とに分離する必要がない。それ故、保持容量を追加する場合でも、フォトリソグラフィ工程が要らない気相酸化工程だけを追加すればよいので、製造コストの低減を図ることができる。
【００１１】
本発明において、前記バルブ金属膜は、例えばタンタル膜である。
【００１２】
本発明は、前記画素電極と前記共通電極との間に発生する横電界を利用するＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードやＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどの電気光学装置に適用される。
【００１３】
これらの電気光学装置のうち、ＩＰＳモードの電気光学装置を製造する場合には、前記下電極パターン形成工程および前記上電極パターン形成工程のうちの少なくとも一方の工程を利用して、前記素子基板に対して、前記共通電極、および前記第１の配線と交差する方向に延びて前記共通電極が直接あるいは他の導電層を介して接続する第２の配線を形成することが好ましい。また、本発明においては、前記給電線を前記第２の配線として用いてもよい。
【００１４】
本発明においては、少なくとも前記気相酸化工程を行った後、前記上電極パターン形成工程を行う前に、水素原子含有雰囲気中で前記素子基板をアニール処理するアニール工程を行うことが好ましい。このような熱処理を行うと、非線形素子の特性を向上することができる。
【００１５】
この場合、前記陽極酸化工程を行う前に前記アニール工程を行うことが好ましい。陽極酸化膜に水素原子含有雰囲気中でのアニール工程を行うと、漏れ電流が増大する傾向にあるが、陽極酸化工程を行う前に前記アニール工程を行えば、漏れ電流の小さな保持容量を構成でき、コントラストの高い画像を表示できる。また、保持容量の経時的な特性変化も防止できる。
【００１６】
本発明において、気相酸化処理室内に前記素子基板を配置して前記気相酸化工程を行った後、当該気相酸化処理室内に水素原子を含むガスを導入して前記アニール工程を行うことが好ましい。このように構成すると、前記気相酸化工程に続いて前記アニール工程を行うことができる。
【００１７】
本発明に係る電気光学装置は、例えば、携帯電話機やモバイルコンピュータなどといった電子機器に用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、参照する各図において、図面上で認識可能な大きさとするために縮尺が各層や各部材ごとに異なる場合がある。また、各図においては、断面図および平面図に関わらず、ＴＦＤ素子（非線形素子）の非線形素子用下電極などを構成するタンタル膜などについて右下がりの斜線を付し、ＴＦＤ素子の非線形素子用上電極などを構成するクロム膜については右上がりの斜線を付してある。
【００１９】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明が適用される電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。図２は、図１に示す電気光学装置の構成を模式的に示す断面図である。
【００２０】
図１に示す電気光学装置１は、ＩＰＳモードを採用したアクティブマトリクス型の液晶装置であり、この電気光学装置１では、Ｘ方向に延びた走査線３（第１の配線）と、Ｙ方向に延びたデータ線２（第２の配線）との交差点に対応して複数の画素１０がマトリクス状に構成されている。データ線２はデータ線駆動回路１２に接続され、走査線３は走査線駆動回路１３に接続されている。本形態では、走査線３に非線形素子５が接続され、この非線形素子５を介して画素電極８３が接続されている。データ線２には共通電極６３が接続している。共通電極６３と画素電極８３との間には液晶容量４が形成され、等価回路的にみると、液晶容量４は、非線形素子５に対して直列接続されている。また、本形態では、データ線２と画素電極８３との間に保持容量９が形成されており、等価回路的にみると、保持容量９は、非線形素子５に直列接続され、かつ、液晶容量４には並列接続されている。
【００２１】
図２に示すように、本形態の電気光学装置１は、対向配置された一対の基板を有している。一方の基板は、非線形素子５や画素電極８３が形成された素子基板２０であり、他方の基板は対向基板３０である。素子基板２０と対向基板３０とはシール材１４によって貼り合わされ、その内側に液晶１１が封入されている。本形態の電気光学装置１では、素子基板２０の表面に液晶駆動用ＩＣチップ１５が実装されている。
【００２２】
本形態において、液晶１１はＩＰＳモードで駆動されるため、詳しくは後述するように、素子基板２０の内側表面には、複数本の走査線３、走査線３に接続される複数の非線形素子５、および非線形素子５と１対１に接続される画素電極８３が形成され、素子基板２０の内側表面には、さらに、図１に示したデータ線２、共通電極６３および保持容量９も形成されている。なお、素子基板２０において、画素電極８３などの表面には、ポリイミドなどからなる配向膜２２が形成されている。対向基板３０の内側表面には、ポリイミドなどからなる配向膜３２が形成されている。但し、ＴＮモードやＶＡＮモードの電気光学装置と違って、本形態の電気光学装置１では、対向基板３０の内側表面には共通電極（対向電極）が形成されていない。なお、電気光学装置１をカラー表示用に構成する場合、対向基板３０には、「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」のカラーフィルタが形成されるが、本発明とは直接、関係しないので、その図示や説明を省略する。また、対向基板３０には、ブラックマトリクスなどと称せられる遮光膜や、平坦化膜が形成される場合もあるが、これらについても説明を省略する。また、素子基板２０の外側表面や対向基板３０の外側表面には、偏光板や位相差板などの光学部材が配置されるが、これらの光学部材についても図示および説明を省略する。
【００２３】
（素子基板２０の詳細構成）
図３は、本発明を適用した電気光学装置に用いた素子基板において、数画素分のレイアウトを示す平面図である。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、図３のＡ−Ａ′線、Ｂ−Ｂ′線、Ｃ−Ｃ′線、およびＤ−Ｄ′線で電気光学装置を切断したときの構造を模式的に示す断面図である。
【００２４】
図３および図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）において、本形態の電気光学装置１では、Ｘ方向に延びた走査線３（第１の配線）と、Ｙ方向に延びたデータ線２（第２の配線）との交差点に対応して複数の画素１０がマトリクス状に構成されている。走査線３は、クロムなどからなる金属配線であり、Ｙ方向に延びたデータ線２は、タンタルからなる金属配線である。
【００２５】
本形態では、データ線２と走査線３との交差点の近傍に非線形素子５が形成されており、非線形素子５は、データ線２に並列する方向に延びて走査線３と交差する短冊状の非線形素子用下電極６１を備えている。図３および図４（ａ）、（ｂ）に示すように、非線形素子用下電極６１の表面側（上面および側面の双方）には、厚さが２０〜３０ｎｍの非線形素子用酸化膜７１（第１のタンタル酸化膜）が形成されている。非線形素子用酸化膜７１の表面には、走査線３が第１の非線形素子用上電極８１ａとして通っており、非線形素子用下電極６１、非線形素子用酸化膜７１、および走査線３（第１の非線形素子用上電極８１ａ）によって第１のＴＦＤ素子５ａが形成されている。また、非線形素子用酸化膜７１の表面には、走査線３と並列するように第２の非線形素子用上電極８１ｂが形成されており、非線形素子用下電極６１、非線形素子用酸化膜７１、および第２の非線形素子用上電極８１ｂによって第２のＴＦＤ素子５ｂが形成されている。このようにして、非線形素子５は、第１のＴＦＤ素子５ａと第２のＴＦＤ素子５ｂとが極性を逆向きに直列接続されたＢａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造を有している。
【００２６】
図３に示すように、非線形素子５の第２の非線形素子用上電極８１ｂには、Ｘ方向に延びた画素配線部８２、Ｙ方向に延びた複数本の櫛歯状の画素電極８３、およびＸ方向に延びて複数本の画素電極８３の先端部同士を連結する保持容量用上電極８４がこの順に接続されている。ここで、第２の非線形素子用上電極８１ｂ、画素配線部８２、画素電極８３、および保持容量用上電極８４は、走査線３と同時形成されたクロム膜によって形成されている。
【００２７】
なお、本形態において、走査線３（第１の非線形素子用上電極８１ａ）、第２の非線形素子用上電極８１ｂ、画素配線部８２、画素電極８３、および保持容量用上電極８４はクロム膜から形成されているが、その上層にはＩＴＯ膜３′、８１ａ′、８１ｂ′、８２′、８３′が形成されている。ここで、ＩＴＯ膜は、クロム膜は同一パターンをもって形成されている。なお、ＩＴＯ膜については、クロム膜と異なるパターンをもって形成してもよい。
【００２８】
画素１０内には、データ線２からのＸ方向への突出部分によって保持容量用下電極６２が構成され、保持容量用下電極６２からは複数本の櫛歯状の共通電極６３がＹ方向に延びている。
【００２９】
図３および図４（ｃ）に示すように、共通電極６３と画素電極８３とは、Ｘ方向において交互に配置され、その間で液晶１１を駆動する。言い換えれば、画素電極８３、液晶１１および共通電極６３によって、図１に示す液晶容量４が構成されている。
【００３０】
図３および図４（ｄ）に示すように、保持容量用下電極６２の表面側には保持容量用酸化膜７２（第２の酸化膜）が形成されており、保持容量用上電極８４は、保持容量用酸化膜７２を介して保持容量用下電極６２に対向している。このようにして、保持容量用下電極６２、保持容量用酸化膜７２、および保持容量用上電極８４によって保持容量９が構成されている。
【００３１】
再び、図３および図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）において、データ線２は、その製造方法を後述するように、保持容量用下電極６２を陽極酸化して保持容量用酸化膜７２を形成するための給電線として利用されることから、陽極酸化の際、データ線２および共通電極６３の表面にも、保持容量用酸化膜７２と膜厚が同一の酸化膜７３、７４が形成されている。従って、走査線３とデータ線２との交差部分では、走査線３とデータ線２との間に酸化膜７３が介在している。ここで、保持容量用酸化膜７２および酸化膜７３、７４の膜厚は、１００〜２５０ｎｍであり、非線形素子用酸化膜７１よりも厚い。
【００３２】
（電気光学装置の製造方法）
図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本形態の電気光学装置の製造工程のうち、素子基板２０の製造工程を示す工程図、および従来の電気光学装置の製造工程のうち、素子基板の製造工程を示す工程図である。また、図６（ａ）〜（ｃ）および図７（ａ）、（ｂ）は、本形態の電気光学装置の製造工程のうち、素子基板２０の製造工程を示す説明図である。なお、図６および図７において、右側領域には１つの画素の平面図を示し、左側領域には、図３のＡ−Ａ′線に相当する位置での断面図を示してある。
【００３３】
図６および図７を参照して製造方法の詳細を説明する前に、図５（ａ）、（ｂ）を参照して、本発明の製造工程数および従来の製造工程数を対比する。まず、本形態では、図５（ａ）に示すように、概ね、以下の１０工程
ＳＴ１：下地層２１の形成工程（ＴａＯxのスパッタ成膜）
ＳＴ２：タンタル膜形成工程（Ｔａのスパッタ成膜）
ＳＴ３：下電極パターン形成工程
（フォトリソグラフィ工程＋エッチング工程）
ＳＴ４：陽極酸化工程
ＳＴ５：気相酸化工程
ＳＴ６：エッチング工程（Ｃｒ導通用）
ＳＴ７：酸化膜に対するアニール工程
ＳＴ８：上電極パターン形成工程
ＳＴ８１：Ｃｒのスパッタ成膜
ＳＴ８２：Ｃｒのパターニング
（フォトリソグラフィ工程＋エッチング工程）
ＳＴ９：ＩＴＯパターン形成工程
ＳＴ９１：ＩＴＯのスパッタ成膜
ＳＴ９２：ＩＴＯのパターニング
（フォトリソグラフィ工程＋エッチング工程）
ＳＴ１０：アニール工程
からなる。
【００３４】
これに対して、従来の製造方法では、図５（ｂ）に示すように、概ね、以下の１１工程
ＳＴ１：下地層２１の形成工程（ＴａＯxのスパッタ成膜）
ＳＴ２：タンタル膜形成工程（Ｔａのスパッタ成膜）
ＳＴ３１′：下電極パターン形成工程
（フォトリソグラフィ工程＋エッチング工程）
ＳＴ４１′：非線形素子を形成するための陽極酸化工程
ＳＴ３２′：素子部切り離しのためのパターニング工程
（フォトリソグラフィ工程＋エッチング工程）
ＳＴ４２′：補助容量を形成するための陽極酸化工程
ＳＴ６：エッチング工程（Ｃｒ導通用）
ＳＴ７：酸化膜に対するアニール工程
ＳＴ８：上電極パターン形成工程
ＳＴ８１：Ｃｒのスパッタ成膜
ＳＴ８２：Ｃｒのパターニング
（フォトリソグラフィ工程＋エッチング工程）
ＳＴ９：ＩＴＯパターン形成工程
ＳＴ９１：ＩＴＯのスパッタ成膜
ＳＴ９２：ＩＴＯのパターニング
（フォトリソグラフィ工程＋エッチング工程）
ＳＴ１０：アニール工程
からなる。
【００３５】
以下、各工程の詳細を説明する。まず、図６（ａ）に示すように、下地層２１の形成工程ＳＴ１では、素子基板２０の表面全体にタンタル酸化膜などにより下地層２１を形成する。
【００３６】
次に、タンタル膜形成工程ＳＴ２（バリア金属膜形成工程）では、素子基板２０の全面にタンタル膜６（バリア金属膜）を形成する。ここで形成するタンタル膜６の膜厚は、例えば５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度である。このようなタンタル膜６は、スパッタ法などで成膜でき、スパッタ法は、ＲＦスパッタ装置やマグネトロンスパッタ装置などで行われる。このような成膜装置において、チャンバー内に下部電極用の原料（タンタル）のターゲットを配置し、真空ポンプなどの排気装置でチャンバー内を減圧し、アルゴンなどの不活性ガスを導入した状態で、高周波電界を印加してプラズマを形成する。その結果、プラズマ中の正イオンがターゲットに加速衝突し、その反動でターゲット材料が素子基板２０に堆積する。その際、チャンバー内に不活性ガスとともに窒素Ｎ2や酸素Ｏ2を導入すれば、窒素含有のタンタル膜や、酸素含有のタンタル膜を形成することができる。
【００３７】
次に、下電極パターン形成工程ＳＴ３では、図６（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いてタンタル膜６をパターニングし、非線形素子用下電極６１を備えた第１のタンタルパターン６ａと、データ線２、保持容量用下電極６２、および共通電極６３を備えた第２のタンタルパターン６ｂとを形成する。ここで、第１のタンタルパターン６ａと第２のタンタルパターン６ｂは完全に分離している。
【００３８】
次に、陽極酸化工程ＳＴ４においては、図６（ｃ）に示すように、データ線２を給電線として用いて、陽極酸化を行う。その結果、第１のタンタルパターン６ａ、および第２のタンタルパターン６ｂのうち、第２のタンタルパターン６ｂの表面側のみが酸化され、膜厚が１００〜２５０ｎｍの厚い第２のタンタル酸化膜７ｂが形成される。この工程で行う陽極酸化法では、燐酸塩、クエン酸塩、サリチル酸塩やフタル酸塩などの芳香族カルボン酸塩の水溶液或いはアルコール溶液などの電解液（化成液）に素子基板２０を浸漬させ、電解液中において陰極板と対向させた状態で、第２のタンタルパターン６ｂと陰極板との間に電圧を印加する。上記の芳香族カルボン酸塩としては、サリチル酸アンモニウム、安息香酸アンモニウム、γ−レゾルシン酸アンモニウム、フタル酸水素アンモニウム、フタル酸ジアンモニウムなどを用いることができる。
【００３９】
次に、気相酸化工程ＳＴ５においては、図７（ａ）に示すように、熱酸化、高温高圧水蒸気酸化、オゾン酸化、酸素プラズマ酸化などの気相酸化を行い、第１のタンタルパターン６ａの表面側のみに、膜厚が例えば２０〜３０ｎｍ程度の薄い第１のタンタル酸化膜７ａ（非線形素子用酸化膜７１）を形成する。その際、第２のタンタルパターン６ｂには既に厚い第２のタンタル酸化膜７ｂが形成されているため、第２のタンタル酸化膜７ｂが厚くなることはない。ここで、熱酸化は例えば、４５０〜５００℃で行われ、高温高圧水蒸気酸化は、例えば３５０〜４００℃で行われ、オゾン酸化は、例えば３００℃位で行われる。
【００４０】
次に、Ｃｒ導通用のエッチング工程ＳＴ６では、データ線２の端部、およびそこを覆う酸化膜７３に切り欠き（図示せず）を形成し、切り欠きの内側でデータ線２を構成するタンタル膜を露出させる。
【００４１】
次に、酸化膜に対するアニール工程ＳＴ７として、水素を含有する雰囲気中で素子基板２０を３２０〜４００℃の温度条件下で１０〜１２０分程度、熱処理を行う。このような熱処理は、第１のタンタル酸化膜７ａ（非線形素子用酸化膜７１）に水素を導入して膜質や絶縁性を向上させ、非線形素子５の特性のばらつきを低減するとともに素子特性の経時的安定性を向上させる。
【００４２】
次に、上電極パターン形成工程ＳＴ８では、素子基板２０の全面にクロム膜を形成した後（Ｃｒのスパッタ成膜工程ＳＴ８１）、フォトリソグラフィ技術を用いてクロム膜を、図７（ｂ）に示すようにパターニングし（Ｃｒのパターニング工程ＳＴ８２）、走査線３（第１の非線形素子用上電極８１ａ）、第２の非線形素子用上電極８１ｂ、画素電極８３、保持容量用上電極８４、および前記の切り欠きを介してデータ線２に導通する端子（図示せず）を形成する。このようにして、第１の非線形素子用下電極６１、非線形素子用酸化膜７１、および走査線３（第１の非線形素子用上電極８１ａ）を備えた第１のＴＦＤ素子５ａと、第１の非線形素子用下電極６１、非線形素子用酸化膜７１、および第２の非線形素子用上電極８１ｂを備えた第２のＴＦＤ素子５ｂが形成され、第１のＴＦＤ素子５ａおよび第２のＴＦＤ素子５ｂによって、Ｂａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造の非線形素子５が形成される。また、保持容量用下電極６２、保持容量用酸化膜７２、および保持容量用上電極８４によって保持容量９が形成される。さらに、画素電極８３が共通電極６３に対向するように形成される。
【００４３】
次に、ＩＴＯパターン形成工程ＳＴ９では、図示を省略するが、ＩＴＯ膜のスパッタ成膜工程ＳＴ９１、およびＩＴＯのパターニング工程ＳＴ９２を行い、図４（ａ）〜（ｅ）に示すように、ＩＴＯ膜３′、８１ａ′、８１ｂ′、８２′、８３′を形成する。
【００４４】
次に、図５に示すアニール工程ＳＴ１０を行い、クロム膜とＩＴＯ膜との密着性などを改善する。
【００４５】
しかる後には、素子基板２０の全面にポリイミド樹脂などを塗布、焼成した後、ラビング処理を行い、図２および図４に示すように、配向膜２２を形成する。このようにして素子基板２０を形成する。
【００４６】
このようにして製造した素子基板２０は、配向膜３２が形成された対向基板３０とシール材１４によって貼り合わせた後、シール材１４の途切れ部分から液晶１１を注入し、しかる後に、シール材１４の途切れ部分を封止材で封止する。これにより、電気光学装置１が完成する。
【００４７】
（本形態の主な効果）
以上説明したように本形態では、下電極パターン形成工程ＳＴ３において既に、非線形素子用下電極７１を備えた第１のタンタルパターン６ａと、保持容量用下電極６１やデータ線２（給電線）を備えた第２のタンタルパターン６ｂとを互いに分離した状態に形成し、薄い非線形素子用酸化膜７１について気相酸化により第１のタンタル酸化膜７ａとして形成し、厚い保持容量用酸化膜７２については陽極酸化により厚い第２のタンタル酸化膜７ｂとして形成する。すなわち、厚い保持容量用酸化膜７２については選択的に酸化膜を形成可能な陽極酸化法を用い、薄い非線形素子用酸化膜７１については全体に酸化膜が形成される気相酸化法を用いる。このため、図５（ｂ）に示す従来の製造方法と違って、陽極酸化工程ＳＴ４１′においてタンタルパターンに薄い酸化膜を形成した後、パターニング工程ＳＴ３２′でパターニングして非線形素子用下電極と保持容量用下電極とに分離する必要がない。それ故、保持容量９を追加した場合でも、フォトリソグラフィ工程が要らない気相酸化工程だけを追加すればよいので、製造コストの低減を図ることができる。
【００４８】
［実施の形態２］
図８は、本発明の実施の形態２に係る電気光学装置の製造工程のうち、素子基板２０の製造工程を示す工程図である。実施の形態１では、Ｃｒ導通用のエッチング工程ＳＴ６を行った後、酸化膜に対するアニール工程ＳＴ７を行ったが、図８に示すように、本形態では、酸化膜に対するアニール工程ＳＴ７を行った後、Ｃｒ導通用のエッチング工程ＳＴ６を行う。その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００４９】
［実施の形態３］
図９は、本発明の実施の形態３に係る電気光学装置の製造工程のうち、素子基板２０の製造工程を示す工程図である。実施の形態２では、Ｃｒ導通用のエッチング工程ＳＴ６の前に酸化膜に対するアニール工程ＳＴ７を行うにあたって、アニール工程ＳＴ７を独立して行ったが、図９に示すように、気相酸化処理室内に素子基板２０を配置して気相酸化工程ＳＴ５′を行った後、降温中に気相酸化処理室内に水素原子を含むガスを導入してアニール工程を行うことが好ましい。このように構成すると、気相酸化工程に続いてアニール工程を連続して行うことができ、素子基板２０を移動させてアニール工程を別途、行う必要がないので、素子基板２０に対する処理速度を向上することができる。その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００５０】
［実施の形態４］
図１０は、本発明の実施の形態４に係る電気光学装置の製造工程のうち、素子基板２０の製造工程を示す工程図である。図１１（ａ）〜（ｃ）および図１２（ａ）、（ｂ）は、本形態の電気光学装置の製造工程のうち、素子基板２０の製造工程を示す説明図である。なお、図１１および図１２においては、図６および図７と同様、右側領域には１つの画素の平面図を示し、左側領域には、図３のＡ−Ａ′線に相当する位置での断面図を示してある。
【００５１】
図１１および図１２を参照して、製造方法の詳細を説明する前に、図１０を参照して、本発明の製造工程の概略を説明する。実施の形態１では、陽極酸化工程ＳＴ４を行った後、気相酸化工程ＳＴ５を行ったが、本形態では、図１０に示す順
ＳＴ１：下地層２１の形成工程（ＴａＯxのスパッタ成膜）
ＳＴ２：タンタル膜形成工程（Ｔａのスパッタ成膜）
ＳＴ３：下電極パターン形成工程
（フォトリソグラフィ工程＋エッチング工程）
ＳＴ５：気相酸化工程
ＳＴ４：陽極酸化工程
ＳＴ６：エッチング工程（Ｃｒ導通用）
ＳＴ７：酸化膜に対するアニール工程
ＳＴ８：上電極パターン形成工程
ＳＴ８１：Ｃｒのスパッタ成膜
ＳＴ８２：Ｃｒのパターニング
（フォトリソグラフィ工程＋エッチング工程）
ＳＴ９：ＩＴＯパターン形成工程
ＳＴ９１：ＩＴＯのスパッタ成膜
ＳＴ９２：ＩＴＯのパターニング
（フォトリソグラフィ工程＋エッチング工程）
ＳＴ１０：アニール工程
で各工程を行う。すなわち、本形態では、気相酸化工程ＳＴ５を行った後、陽極酸化工程ＳＴ４を行う。
【００５２】
以下、各工程の詳細を説明する。まず、図１１（ａ）に示すように、下地層２１の形成工程ＳＴ１では、素子基板２０の表面全体にタンタル酸化膜などにより下地層２１を形成した後、タンタル膜形成工程ＳＴ２では、素子基板２０の全面にタンタル膜６を形成する。
【００５３】
次に、下電極パターン形成工程ＳＴ３では、図１１（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いてタンタル膜６をパターニングし、非線形素子用下電極６１を備えた第１のタンタルパターン６ａと、データ線２、保持容量用下電極６２、および共通電極６３を備えた第２のタンタルパターン６ｂとを形成する。ここで、第１のタンタルパターン６ａと第２のタンタルパターン６ｂは完全に分離している。
【００５４】
次に、気相酸化工程ＳＴ５においては、図１１（ｃ）に示すように、熱酸化、高温高圧水蒸気酸化、オゾン酸化、酸素プラズマ酸化などの気相酸化を行い、第１のタンタルパターン６ａおよび第２のタンタルパターン６ｂの表面側に、膜厚が例えば２０〜３０ｎｍ程度の薄い第１のタンタル酸化膜７ａを形成する。この第１のタンタル酸化膜７ａのうち、非線形素子用下電極６１の表面に形成された部分が非線形素子用酸化膜７１となる。
【００５５】
次に、陽極酸化工程ＳＴ４においては、図１２（ａ）に示すように、データ線２を給電線として用いて、陽極酸化を行う。その結果、第１のタンタルパターン６ａ、および第２のタンタルパターン６ｂのうち、第２のタンタルパターン６ｂの表面側のみが酸化され、膜厚が例えば１００〜２５０ｎｍ程度の厚い第２のタンタル酸化膜７ｂが形成される。
【００５６】
以降の工程は実施の形態１と同様、エッチング工程ＳＴ６において、データ線２の端部、およびそこを覆う酸化膜７３に切り欠きを形成し、切り欠きの内側でデータ線２を構成するタンタル膜を露出させる。次に、酸化膜に対するアニール工程ＳＴ７として、水素を含有する雰囲気中で素子基板２０を３２０〜４００℃の温度条件下で１０〜１２０分程度、熱処理を行う。このような熱処理は、第１のタンタル酸化膜７ａ（非線形素子用酸化膜７１）の膜質や絶縁性を向上させ、非線形素子５の特性のばらつきを低減するとともに素子特性の経時的安定性を向上させる。次に、上電極パターン形成工程ＳＴ８として、素子基板２０の全面にクロム膜を形成した後（Ｃｒのスパッタ成膜工程ＳＴ８１）、フォトリソグラフィ技術を用いてクロム膜を、図１２（ｂ）に示すようにパターニングし（Ｃｒのパターニング工程ＳＴ８２）、走査線３（第１の非線形素子用上電極８１ａ）、第２の非線形素子用上電極８１ｂ、画素電極８３、および保持容量用上電極８４を形成する。次に、ＩＴＯパターン形成工程ＳＴ９では、ＩＴＯ膜のスパッタ成膜工程ＳＴ９１、およびＩＴＯのパターニング工程ＳＴ９２を行い、図４（ａ）〜（ｅ）に示すように、ＩＴＯ膜３′、８１ａ′、８１ｂ′、８２′、８３′を形成する。次に、図１０に示すアニール工程ＳＴ１０を行い、クロム膜とＩＴＯ膜との密着性などを改善する。しかる後には、素子基板２０の全面にポリイミド樹脂などを塗布、焼成した後、ラビング処理を行い、図２および図４に示すように、配向膜２２を形成する。このようにして素子基板２０を形成する。
【００５７】
（本形態の主な効果）
以上説明したように本形態でも、実施の形態１と同様、下電極パターン形成工程ＳＴ３において既に、非線形素子用下電極７１を備えた第１のタンタルパターン６ａと、保持容量用下電極６１やデータ線２（給電線）を備えた第２のタンタルパターン６ｂとを互いに分離した状態に形成し、薄い非線形素子用酸化膜７１について気相酸化により第１のタンタル酸化膜７ａとして形成し、厚い保持容量用酸化膜７２については陽極酸化により厚い第２のタンタル酸化膜７ｂとして形成する。このため、保持容量９を追加した場合でも、フォトリソグラフィ工程が要らない気相酸化工程だけを追加すればよいので、製造コストの低減を図ることのできる。
【００５８】
［実施の形態５］
図１３は、本発明の実施の形態５に係る電気光学装置の製造工程のうち、素子基板２０の製造工程を示す工程図である。実施の形態４では、Ｃｒ導通用のエッチング工程ＳＴ６を行った後、酸化膜に対するアニール工程ＳＴ７を行ったが、図１３に示すように、本形態では、実施の形態２と同様、酸化膜に対するアニール工程ＳＴ７を行った後、Ｃｒ導通用のエッチング工程ＳＴ６を行う。その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００５９】
なお、本形態では、陽極酸化工程ＳＴ４を行った後、アニール工程ＳＴ７を行ったが、陽極酸化工程ＳＴ４を行う前にアニール工程ＳＴ７を行うことが好ましい。このような方法を採用すると、陽極酸化膜からなる保持容量用酸化膜７２が水素原子含有雰囲気中でのアニールに晒されないので、漏れ電流が増大しない。それ故、漏れ電流の小さな保持容量９を構成でき、コントラストの高い画像を表示できる。また、保持容量９の経時的な特性変化も防止できる。
【００６０】
［実施の形態６］
図１４は、本発明の実施の形態６に係る電気光学装置の製造工程のうち、素子基板２０の製造工程を示す工程図である。実施の形態５では、Ｃｒ導通用のエッチング工程ＳＴ６の前に酸化膜に対するアニール工程ＳＴ７を行うにあたって、アニール工程ＳＴ７を独立して行ったが、図１４に示すように、実施の形態３と同様、気相酸化処理室内に素子基板２０を配置して気相酸化工程ＳＴ５′を行った後、降温中に気相酸化処理室内に水素原子を含むガスを導入してアニール工程を行うことが好ましい。このように構成すると、気相酸化工程に続いてアニール工程を連続して行うことができ、素子基板２０を移動させてアニール工程を別途、行う必要がないので、素子基板２０に対する処理速度を向上することができる。
【００６１】
また、陽極酸化工程ＳＴ４を行う前にアニール工程を行うため、陽極酸化膜からなる保持容量用酸化膜７２が水素原子含有雰囲気中でのアニールに晒されないので、漏れ電流が増大しない。それ故、漏れ電流の小さな保持容量９を構成でき、コントラストの高い画像を表示できる。また、保持容量９の経時的な特性変化も防止できる。
【００６２】
［その他の実施の形態］
上記形態では、Ｘ方向に延びた走査線３（第１の配線）をクロム膜とし、Ｙ方向に延びたデータ線２（第２の配線）をタンタル膜としたが、Ｘ方向に延びた走査線３をタンタル膜からなる第１の配線としてもよい。
【００６３】
上記形態では、極性を逆向きにして第１のＴＦＤ素子５ａと第２のＴＦＤ素子５ｂとを直列接続した非線形素子５が用いたが、極性を逆向きにして２つのＴＦＤ素子を並列接続した非線形素子５を画素スイッチング素子として用いてもよい。このような非線形素子を用いた場合も、電流−電圧の非線形特性が正負の双方向にわたって対称であるため、反転駆動方式を採用した場合でも、品位の高い画像を安定して表示できる。
【００６４】
上記形態では、共通電極６３がタンタル膜から構成され、画素電極８３がクロム膜から構成されているが、例えば、タンタル膜とクロム膜とを電気的に接続することにより、共通電極６３および画素電極８３の双方をタンタル膜とした構成、あるいは共通電極６３および画素電極８３の双方をクロム膜とした構成を採用してもよい。なお、このようなタンタル膜とクロム膜とを電気的に接続するには、素子基板２０の製造工程において、切り欠きの形成によってタンタル膜の端面を露出させ、この端面とクロム膜とを接続すればよいので、接続を図るための工程を別途、行う必要がない。
【００６５】
上記形態では、ＩＰＳモードの電気光学装置に本発明を適用したが、ＦＦＳモードの電気光学装置に本発明を適用してもよい。
【００６６】
さらに上記形態では、バルブ金属膜として、タンタル膜を用いたが、ニオブ、チタン、アルミニウム、ハフニウム、ジルコニウム、タングステン、あるいはそれらの合金などを用いてもよい。
【００６７】
［電子機器への搭載例］
本発明を適用した電気光学装置１は、携帯電話機やモバイル型のパーソナルコンピュータの他、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、エンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、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テープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの電子機器に適用できる他、３０インチを越えるような大画面を備えた電子機器を構成するのに用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明が適用される電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電気光学装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明を適用した電気光学装置に用いた素子基板において、数画素分のレイアウトを示す平面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、図３のＡ−Ａ′線、Ｂ−Ｂ′線、Ｃ−Ｃ′線、およびＤ−Ｄ′線で電気光学装置を切断したときの構造を模式的に示す断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置の製造工程のうち、素子基板の製造工程を示す工程図、および従来の電気光学装置の製造工程のうち、素子基板の製造工程を示す工程図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置の製造工程のうち、素子基板の製造工程を示す説明図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置の製造工程のうち、素子基板の製造工程を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る電気光学装置の製造工程のうち、素子基板の製造工程を示す工程図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る電気光学装置の製造工程のうち、素子基板の製造工程を示す工程図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る電気光学装置の製造工程のうち、素子基板の製造工程を示す工程図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態４に係る電気光学装置の製造工程のうち、素子基板の製造工程を示す説明図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態４に係る電気光学装置の製造工程のうち、素子基板の製造工程を示す説明図である。
【図１３】本発明の実施の形態５に係る電気光学装置の製造工程のうち、素子基板の製造工程を示す工程図である。
【図１４】本発明の実施の形態６に係る電気光学装置の製造工程のうち、素子基板の製造工程を示す工程図である。
【符号の説明】
【００６９】
１・・電気光学装置、２・・データ線（第２の配線）、３・・走査線（第１の配線）、４・・液晶容量、５・・非線形素子、５ａ・・第１のＴＦＤ素子、５ｂ・・第２のＴＦＤ素子、６・・タンタル膜（バルブ金属）、６ａ・・第１のタンタルパターン、６ｂ・・第２のタンタルパターン、７ａ・・第１のタンタル酸化膜、７ｂ・・第２のタンタル酸化膜、９・・保持容量、１０・・画素、２０・・素子基板、３０・・対向基板、６１・・非線形素子用下電極、６２・・保持容量用下電極、６３・・共通電極、７１・・非線形素子用酸化膜、７２・・保持容量用酸化膜、８１ａ・・第１の非線形素子用上電極、８１ｂ・・第２の非線形素子用上電極、８３・・画素電極、８４・・保持容量用上電極
【図１】
2007052311.tif 000003
【図２】
2007052311.tif 000004
【図３】
2007052311.tif 000005
【図４】
2007052311.tif 000006
【図５】
2007052311.tif 000007
【図６】
2007052311.tif 000008
【図７】
2007052311.tif 000009
【図８】
2007052311.tif 000010
【図９】
2007052311.tif 000011
【図１０】
2007052311.tif 000012
【図１１】
2007052311.tif 000013
【図１２】
2007052311.tif 000014
【図１３】
2007052311.tif 000015
【図１４】
2007052311.tif 000016