(57)【要約】【課題】  明るく高画質の表示を得られ、安価に製造可能な電気光学装置を提供する。【解決手段】  下側基板１０上に、画素電極４８と、該画素電極４８との間で液晶（電気光学物質）に作用させる電界を発生させる共通電極４２と、前記画素電極４８と電気的に接続されたラテラル構造のＴＦＤ素子４３と、該ＴＦＤ素子４３と前記液晶との間に介挿された保持容量５０と、が設けられており、前記ＴＦＤ素子４３の上部電極を成す信号線４７及び画素電極４８が、クロムより大きい酸化物標準生成エンタルピーを有する導電材料により形成されている電気光学装置とした。【選択図】        図３
2007017830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学物質を挟持して対向する一対の基板を具備した電気光学装置であって、
前記一対の基板のうち一方の基板に、第１電極と、該第１電極に非線形素子を介して電気的に接続された画素電極と、前記画素電極に対して前記電気光学物質を介して対向する第２電極とが形成され、
前記非線形素子が、下部電極と、該下部電極の上面を覆う上面絶縁膜と、前記上面絶縁膜の膜厚より小さい膜厚を有して前記下部電極の側面部に形成された側面絶縁膜と、少なくとも前記側面絶縁膜を介して前記下部電極の側面と対向する部分に設けられた上部電極とを有しており、
少なくとも前記上部電極が、クロムより大きい酸化物標準生成エンタルピーを有する導電材料からなることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
電気光学物質を挟持して対向する一対の基板を具備した電気光学装置であって、
前記一対の基板のうち一方の基板に、第１電極と、該第１電極に非線形素子を介して電気的に接続された画素電極と、前記画素電極に対して前記電気光学物質を介して対向する第２電極と、前記一方の基板には、前記非線形素子に直列に接続され、かつ、前記画素電極と前記液晶と前記第２電極とによって構成される液晶容量に並列接続された保持容量とが形成され、
前記非線形素子が、下部電極と、該下部電極の上面を覆う上面絶縁膜と、前記上面絶縁膜の膜厚より小さい膜厚を有して前記下部電極の側面部に形成された側面絶縁膜と、少なくとも前記側面絶縁膜を介して前記下部電極の側面と対向する部分に設けられた上部電極とを有しており、
前記保持容量が、前記非線形素子の上面絶縁膜と同一材質の誘電体膜と、前記非線形素子の上部電極を構成する材料より大きい酸化物標準生成エンタルピーを有する導電材料からなる電極とを有していることを特徴とする電気光学装置。
【請求項３】
電気光学物質を挟持して対向する一対の基板を具備した電気光学装置であって、
前記一対の基板のうち一方の基板に、第１電極と、該第１電極に非線形素子を介して電気的に接続された画素電極と、前記画素電極に対して前記電気光学物質を介して対向する第２電極とが形成され、
前記非線形素子が、下部電極と、該下部電極の上面を覆う上面絶縁膜と、前記上面絶縁膜の膜厚より小さい膜厚を有して前記下部電極の側面部に形成された側面絶縁膜と、少なくとも前記側面絶縁膜を介して前記下部電極の側面と対向する部分に設けられた上部電極とを有しており、
少なくとも前記上部電極が、酸化物導電材料からなることを特徴とする電気光学装置。
【請求項４】
前記上部電極が、タングステン、モリブデン、銀のうちいずれかの金属材料からな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。
【請求項５】
前記上部電極が、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＧＺＯ、ＡＺＯ、ＩＮ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＳｎＯから選ばれる１種以上の酸化物導電材料からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気光学装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
従来のＴＮ（Twisted Nematic）方式などの液晶装置は、２枚の基板間に液晶を封入した構成を有しており、各基板に設けた電極で基板面に垂直な方向に電界を印加することによって液晶分子の配向を制御し、光透過率を変調するものである。これに対し、近年では液晶に印加する電界の方向を基板面に略平行な方向とする方式が知られている（例えば特許文献１参照）。この種の液晶装置は、横電界方式、あるいはＩＰＳ（In-Plane Switching）方式などと呼ばれている。
また従来から、液晶装置の駆動方式として、非線形素子であるＴＦＤ（Thin Film Diode）素子により画素をスイッチングする方式が知られている（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７−２６１２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載の液晶装置では、画素を駆動するスイッチング素子としてＴＦＴ（薄膜トランジスタ）駆動方式を採用しているが、この種の液晶装置ではＴＦＴ素子を形成するために露光、現像、エッチング処理等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なり、製造コストが上昇するという問題があった。そこで、画素スイッチング素子にＴＦＤ素子（非線形素子）を用いることで、成膜／パターニング工程を減らして、液晶装置の製造コストを低減することが考えられる。
ところで、ＴＦＤ素子を備えた液晶装置では、ＴＦＤ素子が液晶と直列に接続されることから、高品質の表示を得るために、各画素におけるこれらの容量比（＝液晶容量／素子容量）を最適化する必要がある。しかしながら、液晶装置の高精細化に伴う液晶容量の低下によって上記適切な容量比を得ることが困難になってきている。そこで、液晶容量を補うために画素に保持容量を付加することも考えられるが、保持容量を形成することで画素の開口率が低下し、表示が暗くなるという問題が生じる。
また、ＴＦＤ素子を備えた液晶装置では、層間絶縁膜を用いることなく各部材を積層してＴＦＤ素子や画素電極を形成することがなされるため、部材の積層構造に起因する凹凸が基板表面に形成されやすく、それに起因して上層側に形成される配線に断線を生じやすくなったり、配向膜のラビング処理が不均一になるという問題もある。
【０００４】
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、明るく高画質の表示を得られるとともに信頼性に優れ、かつ安価に製造可能な電気光学装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、電気光学物質を挟持して対向する一対の基板を具備した電気光学装置であって、前記一対の基板のうち一方の基板に、第１電極と、該第１電極に非線形素子を介して電気的に接続された画素電極と、前記画素電極に対して前記電気光学物質を介して対向する第２電極とが形成され、前記非線形素子が、下部電極と、該下部電極の上面を覆う上面絶縁膜と、前記上面絶縁膜の膜厚より小さい膜厚を有して前記下部電極の側面部に形成された側面絶縁膜と、少なくとも前記側面絶縁膜を介して前記下部電極の側面と対向する部分に設けられた上部電極とを有しており、少なくとも前記上部電極が、クロムより大きい酸化物標準生成エンタルピーを有する導電材料からなることを特徴とする電気光学装置を提供する。
すなわち本発明に係る電気光学装置は、非線形素子として、下部電極の側面部に形成した側面絶縁膜の部分で素子動作が行われるものを備えている。これにより、非線形素子の素子容量を小さくすることができ、液晶容量が減少した場合にも容量比を適切な範囲とすることができ、高画質の表示を得ることができる。また液晶容量を補うべく保持容量を設ける場合にもその平面積を小さくすることができ、画素開口率を高めて明るい表示を得られるようになる。
そして、上部電極として酸化物標準生成エンタルピーの大きい導電材料を用いたことで、非線形素子のリーク特性を向上させることができ、その結果、非線形素子の上面絶縁膜の膜厚を薄くすることができる。これにより、下部電極と上面絶縁膜との積層構造における総膜厚を薄くすることができ、非線形素子に起因する基板上の段差を低減することができるので、非線形素子上を引き回される配線や電極について、その断線等を効果的に防止することが可能である。
【０００６】
また本発明は、電気光学物質を挟持して対向する一対の基板を具備した電気光学装置であって、前記一対の基板のうち一方の基板に、第１電極と、該第１電極に非線形素子を介して電気的に接続された画素電極と、前記画素電極に対して前記電気光学物質を介して対向する第２電極と、前記一方の基板には、前記非線形素子に直列に接続され、かつ、前記画素電極と前記液晶と前記第２電極とによって構成される液晶容量に並列接続された保持容量とが形成され、前記非線形素子が、下部電極と、該下部電極の上面を覆う上面絶縁膜と、前記上面絶縁膜の膜厚より小さい膜厚を有して前記下部電極の側面部に形成された側面絶縁膜と、少なくとも前記側面絶縁膜を介して前記下部電極の側面と対向する部分に設けられた上部電極とを有しており、前記保持容量が、前記非線形素子の上面絶縁膜と同一材質の誘電体膜と、前記非線形素子の上部電極を構成する材料より大きい酸化物標準生成エンタルピーを有する導電材料からなる電極とを有していることを特徴とする電気光学装置を提供する。
このような構成とすることで、保持容量の絶縁膜厚を薄くすることができ、保持容量の容量増大によって保持容量を狭面積化し、画素開口率を高めて明るい表示を得ることができる。また保持容量のさらなる増大を目的として保持容量の絶縁膜を薄くすると、保持容量と非線形素子との絶縁性のバランスが崩れ、保持容量のリーク特性が低下する可能性があるが、本構成を採用することで、前記絶縁性のバランスを保持しつつ保持容量の絶縁膜厚を薄くでき、表示品質を低下させることなく開口率を向上させることができる。
【０００７】
また本発明は、電気光学物質を挟持して対向する一対の基板を具備した電気光学装置であって、前記一対の基板のうち一方の基板に、第１電極と、該第１電極に非線形素子を介して電気的に接続された画素電極と、前記画素電極に対して前記電気光学物質を介して対向する第２電極とが形成され、前記非線形素子が、下部電極と、該下部電極の上面を覆う上面絶縁膜と、前記上面絶縁膜の膜厚より小さい膜厚を有して前記下部電極の側面部に形成された側面絶縁膜と、少なくとも前記側面絶縁膜を介して前記下部電極の側面と対向する部分に設けられた上部電極とを有しており、少なくとも前記上部電極が、酸化物導電材料からなることを特徴とする。
この構成によれば、先に記載の構成における作用効果に加え、酸化物標準生成エンタルピーを最小にできる酸化物導電材料を用いたことで、非線形素子のリーク特性を特に向上させることができ、非線形素子に起因する段差を大きく低減し、もって電気光学装置の信頼性や表示品質のさらなる向上を実現することができる。
【０００８】
本発明の電気光学装置では、前記上部電極が、タングステン、モリブデン、銀のうちいずれかの金属材料からなる構成とすることが好ましい。これらの金属材料はクロムより大きい酸化物標準生成エンタルピーを有しており、非線形素子のリーク特性を向上させることができる。
【０００９】
前記上部電極が、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＧＺＯ、ＡＺＯ、ＩＮ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＳｎＯから選ばれる１種以上の酸化物導電材料からなる構成とすることが好ましい。これらの酸化物導電材料を用いることで、より良好に非線形素子のリーク特性を向上させることができる。
【００１０】
次に、本発明の電子機器は、先に記載の本発明の電気光学装置を備えたことを特徴とする。かかる構成によれば、表示特性に優れた表示部を具備した電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本実施形態の液晶装置（電気光学装置）の回路構成図（ａ）及び、概略断面構成図（ｂ）である。本実施形態の液晶装置は、概略基板平面方向の電界により液晶を駆動するＩＰＳ（In Plane Switching）方式の液晶装置である。また、画素スイッチング素子として二端子型非線形素子（ＴＦＤ（Thin Film Diode）素子）を用いたアクティブマトリクス型の液晶装置である。
なお、以下の各図面においては、各構成要素や部材を見やすくするため、寸法や縮尺を適宜異ならせてある。
【００１２】
［液晶装置］
液晶装置１００の画像表示領域には、図１（ａ）に示すように、画素３５が平面視マトリクス状に配列形成されている。また、液晶装置１００は第１駆動回路２０１及び第２駆動回路２０２を含んでおり、複数の第１配線４１と、該第１配線４１と交差する複数の第２配線４７とを有している。第１配線４１は第１駆動回路２０１からの信号を、第２配線４７は第２駆動回路２０２からの信号を各画素３５に供給する。そして、各画素３５において、第２配線４７に対してＴＦＤ素子４３と画素電極４８とが直列に接続されており、第１配線４１と電気的に接続された共通電極４２と、画素電極４８との間に、液晶表示要素（液晶容量）３０ｅが形成されている。また、画素３５内で、第１配線４１と画素電極４８との間に保持容量５０が付与されている。
以上のような回路構成により、ＴＦＤ素子４３のスイッチング特性に基づいて液晶表示要素３０ｅが駆動制御されるとともに、その液晶表示要素３０ｅの駆動に基づいて画素３５毎に明暗表示がなされ、液晶装置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。
【００１３】
次に、図１（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、シール材３を介して貼り合わされた下側基板１０と上側基板２０との間に液晶層３０が封入された構成を備えている。前記下側基板１０は、後述する横電界方式の電極構造が形成される側の基板であるから、「電極基板」と呼ぶ場合もある。
下側基板１０は、ガラス基板等の透明基板１１を備え、その透明基板１１の内面（液晶層側の面）側に後述する横電界方式の電極構造１が形成され、電極構造１を覆って配向膜１３が形成されている。
一方、上側基板２０は、同様にガラス基板等の透明基板２１を備え、その内面側に基板側からカラーフィルタ２２、配向膜２３が順次形成されている。上記の電極構造１により、矢印で示すように横方向の電界（横電界）Ｅが形成され、かかる横電界Ｅにより液晶層３０内の液晶分子の配向が制御される。ここで、本発明では、スイッチング素子としてラテラル構造のＴＦＤ素子を備えるとともに、ＩＰＳ方式の電極構造を採用することを基本とする。
【００１４】
次に、下側基板１０上の電極構造について説明する。
図２は、本液晶装置の１ドット領域の平面図、図３は図２のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。液晶装置１００は、カラーフィルタ２２を具備したカラー液晶装置であるから、１画素はＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色の異なる色の表示を行う３つのドットにより構成され、各ドットの明暗により階調表示が可能な構成になっている。
【００１５】
図２に示すように、１ドットの平面領域内には、Ｙ軸方向に延びる共通電極線（第１配線）４１と、共通電極線４１と交差してＸ軸方向に延びる信号線４７（第２配線）とが形成されている。そして、ドット領域の図示左上部の共通電極線４１と信号線４７との交差部に対応して、ラテラル構造を有するＴＦＤ素子４３が形成されている。本実施形態に係るラテラル構造ＴＦＤ素子４３は、図３（ａ）に示すように、下部電極４４と、下部電極４４の上面を覆う上面絶縁膜４５と、下部電極４４の側面を覆う側面絶縁膜４６と、上面絶縁膜４５および側面絶縁膜４６を介して下部電極４４と対向するように設けられた信号線（第２配線）４７または画素電極（第１電極）４８とを有している。本実施形態の場合、下部電極４４はタンタル（Ｔａ）膜からなるものであり、上面絶縁膜４５及び側面絶縁膜４６は下部電極４４を構成するタンタル膜を陽極酸化処理してなるタンタル酸化膜（ＴａＯｘ膜）からなる絶縁膜である。
【００１６】
本実施形態では、下部電極４４と一部平面的に重なるように信号線４７及び画素電極４８を配し、これらがＴＦＤ素子４３の上部電極として機能するように構成しているが、信号線４７や画素電極４８と電気的に接続された上部電極を別途設けてもよい。下部電極４４の側面部に形成された側面絶縁膜４６は、上面絶縁膜４５の膜厚よりも小さい膜厚を有している。上面絶縁膜４５の膜厚と側面絶縁膜４６の膜厚との比が少なくとも１以上であればラテラル構造と言えるが、この比が３以上であることが好ましい。
【００１７】
また、本例では上部電極が上面絶縁膜４５および側面絶縁膜４６を介して下部電極４４の上面、側面の双方と対向するように設けられているが、少なくとも側面絶縁膜４６を介して下部電極４４の側面と対向するように設けられていればよい。またＴＦＤ素子４３は、信号線４７と下部電極４４とが対向する位置、及び画素電極４８と下部電極４４とが対向する位置にそれぞれ形成された２つのダイオード素子が、背中合わせに接続された構造を備えており、いわゆるバック・トゥー・バック（Back-to-Back）構造のＴＦＤ素子となっている。
【００１８】
共通電極線４１の中途から分岐して＋Ｘ側へ延出された共通電極（第２電極）４２が形成されている。共通電極線４１と共通電極４２とは、上記ＴＦＤ素子４３の下部電極４４と共通の窒素含有タンタル膜から構成され、その表面にこの窒素含有タンタル膜を陽極酸化してなる絶縁膜４９を備えている。共通電極４２は、共通電極線４１から分岐して＋Ｘ方向に延びる部分４２ａと、この部分４２ａからさらに分岐して＋Ｙ方向に延びる２本の電極枝部分４２ｂとを有している。この中で電極枝部分４２ｂが主に共通電極として機能する。
【００１９】
ドット領域内には、下部電極４４の図示下側部分と一部交差する画素電極４８が形成されている。画素電極４８は、下部電極４４との交差位置から＋Ｘ方向に延びる部分４８ａと、この部分４８ａから分岐して−Ｙ方向に延びる２本の電極枝部分４８ｂと、電極枝部分４８ｂを介して部分４８ａと反対側に形成されてＸ軸方向に延在する部分４８ｃとを有している。このうち電極枝部分４８ｂが主に画素電極として機能する。信号線４７および画素電極４８は、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の酸化物導電材料、あるいはタングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）等の金属材料からなるものとされている。
【００２０】
図２に示すように、共通電極４２のＸ軸方向に延びる部分４２ａの一部と、画素電極４８のＸ軸方向に延びる部分４８ｃとが平面的に重なるように配置されている。この部分では、図３（ａ）の右側部に示すように、共通電極４２と画素電極４８とが厚い絶縁膜４９を介して対向しており、保持容量５０を構成している。また、この部分に比べると面積は小さいが、共通電極４２の電極枝部分４２ｂの先端は、画素電極４８のＸ軸方向に延びる部分４８ａの一部と平面的に重なっており、前述の箇所と同様に保持容量５０ｂを構成している。また、ＴＦＤ素子４３、信号線４７、共通電極線４１、共通電極４２、画素電極４８等は、図３（ａ）に示すように、タンタル酸化膜等からなる下地絶縁膜５１上に形成されている。
【００２１】
以上の電極構成において、共通電極線４１を通じて共通電極４２に駆動電圧を印加する一方、信号線４７に所定の走査電圧を印加すると、ＴＦＤ素子４３がオンして画素電極４８に走査電圧が印加される。このようにして、画素電極４８と共通電極４２との間で横電界が発生し、ともにＹ軸方向に延びる画素電極４８の電極枝部分４８ｂと共通電極４２の電極枝部分４２ｂとの間に発生するＸ軸方向の横電界Ｅにより液晶が駆動される。
【００２２】
そして、本実施形態の液晶装置１００は、上記ＴＦＤ素子４３の上部電極として機能する信号線４７及び画素電極４８が、クロム（Ｃｒ）より大きい酸化物標準生成エンタルピー（ΔＨｆ）を有する導電材料からなるものとされている点に特徴を有している。上記酸化物標準生成エンタルピーの大きい材料としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）等の金属材料、あるいは、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）、ＧＺＯ（ガリウム亜鉛酸化物）、ＡＺＯ（アルミニウム亜鉛酸化物）、Ｉｎ２Ｏ３（酸化インジウム）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＳｎＯ（酸化錫）等の酸化物導電材料を挙げることができる。
【００２３】
上記構成を採用することで、ＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）構造を有するＴＦＤ素子４３におけるリーク特性を向上させ、これにより上面絶縁膜４５の薄層化が可能になる。したがって、図３（ａ）に示す下地絶縁膜５１表面と上面絶縁膜４５との間の段差高さを低減でき、上面絶縁膜４５上に形成される信号線４７や画素電極４８の断線を防止することができる。
【００２４】
ここで、図４は、ＭＩＭ素子において電極材料を種々に変更したときの、電極材料の酸化物標準生成エンタルピーΔＨｆと、ＭＩＭ素子の電極−絶縁膜界面における電極側からの障壁高さφｓとをプロットしたグラフである。酸化物標準生成エンタルピーΔＨｆは、前記電極材料について公知の値を採用しており、障壁高さφｓは、ＭＩＭ素子のＩ−Ｖ（電流−電圧）曲線を解析して得られた値である。
【００２５】
図４に示すように、障壁高さφｓと、酸化物標準生成エンタルピーΔＨｆとの間には良好な比例関係が存在しており、クロムより大きい酸化物標準生成エンタルピーΔＨｆを有する導電材料を用いてＭＩＭ素子の電極を構成することで、電極−絶縁膜界面における障壁高さφｓを大きくすることができ、絶縁膜のリーク特性を実質的に向上させることができる。
したがって、ＴＦＤ素子４３の電極についてタングステン、モリブデン、ＩＴＯ等を用いることで、ＴＦＤ素子４３のＭＩＭ構造におけるリーク特性を向上させることができ、上面絶縁膜４５の膜厚を低減することができる。これにより、上述したような作用効果を得ることができる。
【００２６】
また、画素電極４８は保持容量５０の一方の電極を成していることから、上記リーク特性の向上によって保持容量５０を構成する絶縁膜４９を薄層化して容量を増大させることができ、保持容量の狭面積化によるドット開口率の向上を実現できる。また絶縁膜４９の薄層化によって保持容量５０の形成領域における基板表面の凹凸を低減できるため、保持容量５０の形成領域についても、画素電極４８の断線防止効果を得ることができる。
【００２７】
さらに、ＴＦＤ素子４３の形成領域、及び保持容量５０の形成領域の双方で段差高さを低減できることから、配向膜１３のラビング処理も均一に施すことができ、ラビング不良による液晶の配向乱れを防止して高コントラストの表示を得られるようになる。
【００２８】
図３（ｂ）、（ｃ）は、本実施形態の液晶装置１００の作用効果を説明するための下側基板１０の部分断面構造を示す図であり、（ｂ）は（ａ）のＴＦＤ素子４３近傍を拡大して示す図、（ｃ）は従来のラテラル構造ＴＦＤ素子が形成された基板の部分断面構造を、（ｂ）に対応させて示す図である。
図３（ｃ）に示すＴＦＤ素子１４３は、信号線１４７が従来一般的に用いられているクロムからなるものであり、上面絶縁膜１４５及び側面絶縁膜１４６は、下部電極１４４を構成するタンタル膜の表面を陽極酸化処理して形成したタンタル酸化膜（ＴａＯｘ膜）である。
【００２９】
本実施形態に係る信号線４７は、例えばＩＴＯ膜からなるものとされ、酸化物導電材料であるＩＴＯの酸化物標準生成エンタルピーΔＨｆは、図４に示すように０（ゼロ）であり、障壁高さφｓは、クロムの２倍以上の値である。そのため、本実施形態に係るＴＦＤ素子４３では、上面絶縁膜４５の膜厚を大幅に低減することが可能であり、図３（ｂ）、（ｃ）の比較から明らかなように、下地絶縁膜５１上に形成される下部電極４４、上面絶縁膜４５等に起因する凹凸形状の段差高さを著しく低減することができ、下部電極４４及び上面絶縁膜４５上に形成される信号線４７（画素電極４８）の断線等を効果的に防止することができる。また、上面絶縁膜４５の膜厚低減により配向膜１３表面の凹凸も緩和されるため、配向膜のラビング処理を均一に行うことができ、ラビング不良に起因する液晶の配向乱れを効果的に防止することができる。また、絶縁膜４５，４６の膜厚の低減により、これらを形成する工程の時間を短縮することができ、生産速度の向上による製造の効率化を図ることができる。
【００３０】
さらに、ＴＦＤ素子４３を構成する絶縁膜４６を薄くすることで、絶縁膜４６の形成後に行われるアニール工程において、絶縁膜４６の深部まで水素を侵入させることができるので、水素添加効果をより顕著なものとすることができ、ＴＦＤ素子４３の非線形特性を向上させることができる。これにより、高コントラストの表示が得られる液晶装置を実現できる。
【００３１】
また、画素電極４８を透明導電材料であるＩＴＯにより形成するならば、画素電極４８の平面領域をも画像表示領域として使用できるため、横電界方式を採用することによるドット開口率の低下を抑えることができ、明るい表示を得られる液晶装置となる。また、表示の明るさを従来品と同等に抑えることで消費電力を低減する構成とすることもできる。
さらに、上記構成を採用することでクロムを用いずに液晶装置１００を構成でき、廃棄後に有害物質である六価クロムが排出されず、環境保護に寄与するものとなる。
【００３２】
また本実施形態の液晶装置では、横電界方式の液晶装置に対してラテラル構造のＴＦＤ素子４３をスイッチング素子として備えた構成を採用している。これにより、上面絶縁膜４５と側面絶縁膜４６とが同一膜厚の一般的なＴＦＤ素子に比べて素子容量を低減することができる。ＴＦＤ素子の素子容量と保持容量との比は最適な範囲が存在するが、この最適比を得ようとする場合、素子容量が小さければ保持容量も小さくて済む。そして、保持容量値を小さくできる結果、保持容量の平面的な面積を小さくできることで開口率が向上する、低消費電力化が図れる、クロストークを低減できる等、種々の効果を得ることができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、上面絶縁膜４５及び側面絶縁膜４６がいずれも下部電極４４の表面を酸化させて形成されたものである場合について説明しているが、上面絶縁膜４５と側面絶縁膜４６のいずれか又は両方が、スパッタ法等の成膜法を用いて形成されたものであってもよい。
【００３４】
［液晶装置の製造方法］
次に、上記構成の液晶装置１００、特に本発明において特徴的な電極構造を持つ下側基板１０の製造方法について図５〜図１０を用いて説明する。図５（ａ）〜図１０（ａ）は１つのドットの平面図、図５（ｂ）〜図１０（ｂ）はそれぞれの（ａ）図に対応する断面図である。
【００３５】
まず、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ガラス基板等の透明基板１１を用意し、この透明基板１１上にタンタル酸化膜等からなる下地絶縁膜５１を形成し、下地絶縁膜５１上にタンタル膜６０を、例えばスパッタ法などにより成膜する。
なお、タンタル膜６０の形成方法としては、スパッタ法に限らず、イオンプレーティング法や、ＥＢ（電子ビーム）蒸着法、ＰＬＤ法（パルスレーザ堆積法）等のスパッタ法以外の成膜法を適用することもできる。
【００３６】
次に、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィーによりタンタル膜６０をパターニングし、図に示す平面形状を有する金属パターン６１（導電パターン）を形成する。この金属パターン６１は後でＴＦＤ素子４３の下部電極４４、共通電極線４１、共通電極４２となるが、陽極酸化を用いてこれらの上に一括して絶縁膜を形成するためにこの時点では繋がった一つのパターンとしておく。その後、陽極酸化を行い、金属パターン６１を覆うようにタンタル酸化膜（ＴａＯｘ膜）からなる第１の陽極酸化膜４９を形成する。本発明では、後述する信号線４７及び画素電極４８の作用により良好なリーク特性を得られるから、第１の陽極酸化膜を薄くすることができ、その膜厚は、例えば９０〜１２０ｎｍ程度と従来構成のＴａＯｘ膜からなる陽極酸化膜を形成する場合の半分程度の膜厚とすることができる。
【００３７】
次に、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ＴＦＤ素子４３の下部電極４４となる部分４４ｐのパターニングを行う。ただし、この工程ではまだ下部電極４４となる部分４４ｐを金属パターン６１から切り離すわけではなく、図５（ａ）に示した下部電極４４を形成するための幅広部分４４ｗを部分的に除去して下部電極４４となる部分４４ｐをパターン形成する。具体的には、フォトマスクを用いた露光、現像等のフォトリソグラフィ、ドライエッチング処理を行うが、特にエッチング工程ではエッチングガスとしてＳＦ６とＯ２の混合ガスを用い、ＲＦパワー：１２００〜１５００Ｗ、ガス流量：５００〜９００ｓｃｃｍ、圧力：７０〜１２０ｍＴｏｒｒ（≒９．３〜１６．０Ｐａ）のエッチング条件を設定する。これにより、図７（ｂ）に示すように、下部電極４４の側面にあたる第１の陽極酸化膜４９を除去しつつ、タンタル膜６０とその上の第１の陽極酸化膜４９の断面形状が全体としてテーパ形状をなすようなエッチングを行うことができる。
【００３８】
次に、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、金属パターン６１に対して再度陽極酸化処理を行う。この際、下部電極４４の上面には第１の陽極酸化膜４９が残存しているので、第１の陽極酸化膜４９がさらに成長し、下部電極４４の上面絶縁膜４５となる。一方、下部電極４４の側面では第１の陽極酸化膜４９が除去されているので、新たに第２の陽極酸化膜が形成されて側面絶縁膜４６となる。側面絶縁膜４６の膜厚は例えば１５〜２２ｎｍ程度である。
【００３９】
次に、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、金属パターン６１のパターニングを行い、金属パターン６１から下部電極４４となる部分を切り離す。これにより、上面の膜厚が側面の膜厚の３〜１０倍程度となった絶縁膜に覆われたＴＦＤ素子４３の下部電極４４が形成され、同時に共通電極線４１および共通電極４２が形成される。また、このパターニング工程では、下部電極４４の切り離しと同時に、共通電極線４１の端部の外部端子となる部分において金属パターン６１を覆っていた陽極酸化膜が開口される（この部分は図示を省略する）。
【００４０】
次に、例えばＩＴＯ膜をスパッタ法により成膜した後、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、ＩＴＯ膜のパターニングを行い、信号線４７および画素電極４８を形成する。このとき、共通電極４２と画素電極４８とが平面的に重なる部分によって保持容量５０，５０ｂが形成される。
その後、ポリイミド膜を成膜し、その表面をラビング処理することによって配向膜１３を形成する。以上の工程によって、下側基板１０が完成する。
【００４１】
一方、上側基板２０については、詳細な製造方法の説明を省略するが、ガラス基板等の透明基板２１上にカラーフィルタ２２、配向膜２３を形成することによって製造することができる。
そして、完成した下側基板１０と上側基板２０とをシール材を介して貼り合わせ、液晶を封入することによって本実施形態の液晶装置１００が完成する。
【００４２】
以上説明した本実施形態の液晶装置の製造方法によれば、下部電極４４上に形成された上面絶縁膜４５及び側面絶縁膜４６上にＩＴＯ膜からなる信号線４７及び画素電極４８を形成しているので、従来のクロムからなる信号線４７、画素電極４８を形成する場合と同様の工程で容易に液晶装置を製造することができる。そして、信号線４７及び画素電極４８の作用によって各部の絶縁膜の膜厚を低減できることから、短時間に絶縁膜を形成でき、製造プロセスの効率化を実現できる。特に、保持容量５０を構成する絶縁膜４９を薄くできることから、保持容量５０の容量を大きく増加させることができ、その結果、保持容量５０を狭面積化して開口率を向上させることができる。
【００４３】
また、本実施形態の製造方法によれば、ＴＦＤ素子４３の下部電極４４の上面側には陽極酸化法を用いて比較的厚い第１の陽極酸化膜４９を形成することができる一方、下部電極４４の側面側には第１の陽極酸化膜４９を除去した後、第１の陽極酸化膜４９よりも膜厚の小さい第２の陽極酸化膜（側面絶縁膜４６）を形成することができる。よって、２回の陽極酸化工程と１回のエッチング工程を経てラテラル構造のＴＦＤ素子４３を比較的容易に形成することができる。さらに、ＴＦＤ素子４３の上面絶縁膜４５と保持容量５０の誘電体膜となる絶縁膜４９とを１回目の陽極酸化工程で同時に形成することができるため、専用の工程が不要となり、製造プロセスの簡略化を図ることができる。
【００４４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１１及び図１２を参照して説明する。本実施形態の液晶装置は、ＴＦＤ素子４３の構成に特徴を有しており、その他の構成は先の第１実施形態の液晶装置１００と同様である。図１１は、本実施形態の液晶装置の１ドット領域における下側基板１０の平面構成図である。図１２は、図１１に示すＤ−Ｄ’線に沿う下側基板１０の断面構成図である。
【００４５】
図１１及び図１２に示すように、本実施形態に係る液晶装置に備えられたＴＦＤ素子４３は、上面絶縁膜４５及び側面絶縁膜４６と当接する平面視略矩形状の上部電極５２を備えている。そして、上部電極５２を覆うようにして信号線４７と画素電極４８とが形成されている。上部電極５２と、信号線４７及び画素電極４８とは、互いに異なる導電材料を用いて形成されており、例えば上部電極５２はクロムからなるものとされ、信号線４７及び画素電極４８は、前記上部電極５２の構成材料よりも大きい酸化物標準生成エンタルピーΔＨｆを有する導電材料、例えばＩＴＯからなるものとされる。
【００４６】
このように、保持容量５０の一方の電極を構成する画素電極４８について酸化物標準生成エンタルピーΔＨｆの大きい導電材料を用いることで、保持容量５０のリーク特性を向上させて絶縁膜４９の薄層化を可能としている。これにより、保持容量５０の狭面積化を実現し、ドット開口率の向上による表示輝度の向上効果を得ることができる。
【００４７】
そして、本実施形態では、ＴＦＤ素子４３に上部電極５２が形成された構成とすることで、保持容量５０を構成する絶縁膜４９のさらなる薄層化、及びそれによるドットの高開口率化を容易にしている。すなわち、保持容量５０の絶縁膜のみを薄くした場合には、ＴＦＤ素子４３と保持容量５０との絶縁特性のバランスが崩れ、保持容量５０のリーク特性が絶縁膜４９を薄くした以上に低下することがある。そこで、ＴＦＤ素子４３に酸化物標準生成エンタルピーΔＨｆの低い導電材料からなる上部電極５２を形成しておくことで、前記絶縁特性のバランスを維持しつつ保持容量５０の容量増大を図ることができ、ドット開口率のさらなる向上を実現できる。
【００４８】
なお、上部電極５２の構成材料はクロムに限定されず、画素電極４８の構成材料より小さいΔＨｆの導電材料であればよい。すなわち、画素電極４８がＩＴＯからなるものであれば、タングステンやモリブデンを用いてもよい。
【００４９】
（電子機器）
以下、本発明の電子機器の一実施形態を図１０を用いて説明する。
図１０は上記実施形態の液晶装置を備えた携帯電話機の斜視図である。同図に示すように、携帯電話機７２０は、複数の操作ボタン７２１、受話口７２２、送話口７２３とともに、上記実施形態の液晶表示装置からなる表示部７２４を備えている。本実施形態によれば、上記実施形態の液晶装置が備えられたことで表示特性に優れた表示部を具備した電子機器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】第１実施形態に係る液晶装置の概略回路構成図及び概略断面図。
【図２】同、１ドット領域の平面構成を示す図。
【図３】同、１ドット領域の断面構成を示す図。
【図４】第１実施形態に係る液晶装置の製造工程を示す図。
【図５】第１実施形態に係る液晶装置の製造工程を示す図。
【図６】第１実施形態に係る液晶装置の製造工程を示す図。
【図７】第１実施形態に係る液晶装置の製造工程を示す図。
【図８】第１実施形態に係る液晶装置の製造工程を示す図。
【図９】第１実施形態に係る液晶装置の製造工程を示す図。
【図１０】第１実施形態に係る作用説明のためのグラフ。
【図１１】第２実施形態に係る液晶装置の１ドット領域の平面構成図。
【図１２】同、１ドット領域の断面構成図。
【図１３】電子機器の一例を示す斜視構成図。
【符号の説明】
【００５１】
１０，２０  基板、  ３０  液晶層（電気光学物質）、  ４１  共通電極線（第１配線）、  ４２  共通電極（第２電極）、  ４３  ＴＦＤ素子（非線形素子）、  ４７  信号線（第２配線）、  ４８  画素電極（第１電極）、  ４９  上層絶縁膜、  ５１  下層絶縁膜、  １００  液晶装置（電気光学装置）
【図１】
2007017830.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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