(57)【要約】【課題】  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。【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を構成する上面絶縁膜４５と側面絶縁膜４６とが、タンタル酸化窒化膜である構成の電気光学装置とした。【選択図】        図３
2007017829.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、
前記上面絶縁膜及び前記側面絶縁膜が、タンタル酸化窒化膜であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
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が形成されており、
前記保持容量を構成する絶縁膜が、タンタル酸化窒化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。
【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、
前記上面絶縁膜及び前記側面絶縁膜が、窒素を含有するタンタル膜からなる前記下部電極を酸化させてなる絶縁膜であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項４】
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が形成されており、
前記保持容量を構成する絶縁膜が、窒素を含有するタンタル膜の表面を酸化処理してなる絶縁膜であることを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記下部電極の窒素含有量が３３．３ａｔ％未満であることを特徴とする請求項３又は４に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記下部電極が、α−Ｔａを主体としてなるタンタル膜であることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記下部電極が、α−Ｔａの単層膜であることを特徴とする請求項６に記載の電気光学装置。
【請求項８】
請求項１から７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、前記上面絶縁膜及び前記側面絶縁膜が、タンタル酸化窒化膜であ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に設定でき、画質の低下を防止することができる。また、液晶容量を補うために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、高抵抗率のタンタル酸化窒化膜を上面絶縁膜及び側面絶縁膜に用いた構成とされていることで、絶縁膜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がある場合には、その断線等を効果的に防止することが可能である。
【０００６】
上記構成の電気光学装置では、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が形成されており、前記保持容量を構成する絶縁膜が、前記タンタル酸化窒化膜である構成とすることが好ましい。このような構成とすれば、保持容量の誘電体膜の抵抗率を高めることができ、誘電体膜厚の低減によって保持容量を増大させることができる。
したがって、保持容量の平面積を狭くすることができ、画素開口率を高め、明るい表示が得られる電気光学装置とすることができる。また、保持容量自体の高さに起因する基板上の凹凸を緩和することができるので、保持容量上を引き回される配線や電極がある場合には、それらの断線等を効果的に防止することができる。
【０００７】
また本発明は、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、前記上面絶縁膜及び前記側面絶縁膜が、窒素を含有するタンタル膜からなる前記下部電極を酸化させてなる絶縁膜であることを特徴とする電気光学装置を提供する。
このような構成とした場合にも、上記構成と同様、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適切な容量比を確保して高画質の表示を得ることができる。また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るので、画素の開口率を高め、明るい表示を得られる電気光学装置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が形成されており、前記保持容量を構成する絶縁膜が、窒素を含有するタンタル膜の表面を酸化処理してなる絶縁膜である構成とすることが好ましい。このような構成とした場合にも、保持容量の絶縁膜（誘電体膜）の抵抗率を高めることができ、絶縁膜を薄層化できるので、保持容量の増大による狭面積化を達成でき、画素開口率を高めて明るい表示を得ることができる。
【０００９】
本発明の電気光学装置では、前記下部電極の窒素含有量が３３．３ａｔ％未満であることが好ましい。すなわち、上記窒素添加タンタル膜は、窒化タンタル（Ｔａ２Ｎ、ＴａＮ）が形成されない程度の窒素含有量であることが好ましい。窒化タンタルはタンタルに比して抵抗が高く、下部電極と同時に信号配線を形成するのに不都合を生じるためである。
【００１０】
本発明の電気光学装置では、前記下部電極が、α−Ｔａを主体としてなるタンタル膜であることが好ましい。α−Ｔａは窒素が存在する環境下でタンタル膜の形成を行った場合に得られる結晶相であり、その結晶構造は体心立方晶系であり、窒素無しの環境下で成膜したタンタル膜の結晶相（β−Ｔａ；正方晶系）とは異なる相である。α−Ｔａは、β−Ｔａ及びＴａ２Ｎに比して低抵抗であり、表面を酸化させて得られる酸化膜の抵抗率もβ−Ｔａを酸化して得られる酸化膜の抵抗率に比べると大きいため、非線形素子の上面絶縁膜の薄層化による基板表面の段差解消効果に加え、下部電極の低抵抗化により下部電極自体を薄層化できるため、さらなる段差の解消を実現することができる。また、下部電極と同時に信号配線を形成する場合にも、低抵抗の信号配線が得られ、クロストーク等の生じ難い高画質の電気光学装置を実現できる。
【００１１】
本発明の電気光学装置では、前記下部電極が、α−Ｔａの単層膜であることが好ましい。なお、「α−Ｔａの単層膜」は、ＸＲＤ（Ｘ線回折装置）を用いた測定において、薄膜の構成物質としてα−Ｔａ以外のピークが実質的に観測されないものをいう。α−Ｔａの単層膜とすることで、下部電極を低抵抗化できるとともに、下部電極の表面を酸化処理して上面絶縁膜及び側面絶縁膜を形成することで、均一な組織の絶縁膜（ＴａＯｘＮｙ膜）を得ることができ、絶縁膜の電気特性を向上させることができる。また、α−Ｔａの単層膜とすることで平滑な表面を有する下部電極が得られることが本発明者の研究により明らかになっており、かかる平滑面を有する下部電極の表面を酸化処理して絶縁膜を形成することで、欠陥が少なくリーク特性に優れた絶縁膜を得ることができる。
【００１２】
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】
【００１３】
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。
【００１４】
（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。
【００１５】
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Ｅが形成され、その電界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。
【００１６】
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。
【００１７】
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は窒素添加タンタル（Ｎ-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を構成する窒素添加タンタル膜を陽極酸化処理してなるタンタル酸化窒化膜（ＴａＯｘＮｙ膜）からなる絶縁膜である。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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と共通の窒素添加タンタル膜から構成され、その表面にこの窒素添加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。
【００２１】
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、例えばクロム（Ｃｒ）等の金属から構成されている。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
そして、本実施形態の液晶装置１００では、上記ＴＦＤ素子４３を構成する下部電極４４が、窒素を含有するタンタル（Ｔａ）膜からなるものとされ、上面絶縁膜４５と側面絶縁膜４６とが、前記下部電極４４を構成する窒素添加タンタル膜の表面を陽極酸化処理してなるタンタル酸化窒化膜（ＴａＯｘＮｙ膜）からなるものとされている。また、下部電極４４と同層に形成される共通電極線４１及び共通電極４２についても、下部電極４４と同様の金属膜と酸化物絶縁膜との積層構造を有するものとなっている。
【００２５】
このように、上面絶縁膜４５、側面絶縁膜４６、及び絶縁膜４９についてＴａＯｘＮｙ膜を用いていることで、その抵抗率を向上させることができ、これらの絶縁膜４５，４６，４９の膜厚を薄くすることができる。特に、上面絶縁膜４５の膜厚を大幅に薄くすることができるため、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。また、保持容量５０を構成する絶縁膜４９の膜厚を薄くできることから、保持容量５０の容量を増大させることができ、保持容量の狭面積化を実現できるので、ドット開口率を向上させることができる。
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。
【００２６】
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、下部電極１４４がタンタルからなるものであり、その上面絶縁膜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。
【００２７】
本実施形態に係る上面絶縁膜４５及び側面絶縁膜４６について、例えば下部電極４４を窒素添加タンタル膜により形成し、かかる下部電極４４を陽極酸化処理して形成したものを用いるとすれば、上面絶縁膜４５及び側面絶縁膜４６を構成するＴａＯｘＮｙ膜の抵抗率は１．８８×１０８Ωｍとなる。
これに対して、上記従来構成に係る上面絶縁膜１４５及び側面絶縁膜１４６を形成しているＴａＯｘ膜の抵抗率は２．６×１０７Ωｍであり、上記ＴａＯｘＮｙ膜の約１／７程度である。したがって、本実施形態で用いている上面絶縁膜４５及び側面絶縁膜４６は、従来構成と同等の膜厚であれば約７倍のリーク特性を有することになる（リーク電流が約１／７になる。）。ＴＦＤ素子の電流−電圧特性は、電流の自然対数と電圧の平方根が比例関係にあり、この関係から絶縁層全体の抵抗を同等としようとした場合、窒素添加タンタルの陽極酸化膜の膜厚は、タンタルの陽極酸化膜の膜厚の０．８５倍でよい。
【００２８】
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。
【００２９】
さらに、ＴＦＤ素子４３を構成する絶縁膜４５，４６を薄くすることで、絶縁膜４５，４６の形成後に行われるアニール工程において、絶縁膜４５，４６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。
【００３０】
また本発明者がさらに検討を重ねたところ、下部電極４４を構成する窒素添加タンタル膜は、α−Ｔａを主体としてなるタンタル膜であることが好ましく、α−Ｔａの単層膜であることがより好ましいことが判明した。α−Ｔａは窒素が存在する環境下でタンタル膜の形成を行った場合に得られる結晶相であり、その結晶構造は体心立方晶系であり、窒素無しの環境下で成膜したタンタル膜の結晶相（β−Ｔａ；正方晶系）とは異なる相である。α−Ｔａは、β−Ｔａ及びＴａ２Ｎに比して低抵抗であり、表面を酸化させて得られる酸化膜の抵抗率もβ−Ｔａに比べると大きいため、上面絶縁膜４５の薄層化による基板表面の段差解消効果に加え、下部電極４４の低抵抗化による薄層化によりさらなる段差の解消を実現することができる。
【００３１】
また、共通電極線４１及び共通電極４２をα−Ｔａからなるものとすれば、配線の低抵抗化によりクロストーク等の生じ難い液晶装置とすることができ、またこれらの表面に形成される絶縁膜４９の抵抗率向上によって、保持容量５０の容量増大を実現でき、また共通電極線４１と信号線４７との交差部における絶縁性の向上により優れた信頼性を得ることができる。
【００３２】
また、α−Ｔａの単層膜とすることで平滑性に優れたタンタル膜が得られるので、表面に形成する上面絶縁膜４５及び側面絶縁膜４６を、欠陥の少ない良好な絶縁性を有する絶縁膜とすることができる。なお、「α−Ｔａの単層膜」は、ＸＲＤ（Ｘ線回折装置）を用いた測定において、薄膜の構成物質としてα−Ｔａ以外のピークが実質的に観測されないものをいう。
【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。この場合、下部電極４４は必ずしもタンタルを用いて形成しなくてもよいが、タンタルを用いる場合には、本実施形態と同様、低抵抗で表面の平滑性に優れる窒素含有したα−Ｔａの単層膜とすることが好ましい。
【００３４】
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。
【００３５】
（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４〜図９を用いて説明する。図４（ａ）〜図９（ａ）は１つのドットの平面図、図４（ｂ）〜図９（ｂ）はそれぞれの（ａ）図に対応する断面図である。
【００３６】
まず、図４（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上に窒素を含有するタンタル膜６０を、例えば窒素添加アルゴンガスを用いたスパッタ法などにより成膜する。このとき、プロセスガスへの窒素混合量や圧力、プラズマパワー等の調整により、タンタル膜６０をα−Ｔａを主体とするタンタル膜とすることが好ましく、α−Ｔａの単層膜とすることがより好ましい。先に記載のように、かかるタンタル膜６０を用いて形成される導電部材（下部電極４４、共通電極線４１等）の配線抵抗を低下させるとともに、その表面を陽極酸化することで高抵抗率の絶縁膜を得られるからである。
【００３７】
なお、窒素添加タンタル膜６０の形成方法としては、混合ガスを用いたスパッタ法に限らず、窒素添加タンタルないしタンタル窒化物（Ｔａ２Ｎ）からなるターゲットを用いたスパッタ法を用いることもできる。さらには、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。
【００３８】
次に、図５（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窒化膜（ＴａＯｘＮｙ膜）からなる第１の陽極酸化膜４９を形成する。本発明では、第１の陽極酸化膜は高抵抗率のＴａＯｘＮｙ膜であるから、その膜厚は、例えば１５０ｎｍ程度とすることができ、従来構成のＴａＯｘ膜からなる陽極酸化膜を形成する場合の０．８５倍程度の膜厚とすることができる。
【００３９】
次に、図６（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６（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。
【００４０】
次に、図７（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２５ｎｍ程度である。
次に、図８（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）。
【００４１】
次に、クロム膜をスパッタ法により成膜した後、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、クロム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。
【００４２】
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。
【００４３】
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、窒素添加タンタル膜をパターン形成し、その表面を陽極酸化処理してＴａＯｘＮｙ膜からなる絶縁膜を形成しているので、従来のＴａＯｘ膜からなる絶縁膜に比して高抵抗率の絶縁膜を具備した液晶装置を従来と同様の工程で容易に形成することができる。そして、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。なお、上記ＴａＯｘＮｙ膜の組成によっては、保持容量５０が大きくなりすぎ、素子容量と保持容量との比率（容量比）が最適範囲を外れることもあり得るが、この場合には、ＴＦＤ素子４３の側面絶縁膜４６の厚さを大きくして素子容量を大きくすればよい。保持容量５０を構成する絶縁膜４９の膜厚ではなく、側面絶縁膜４６の厚さにより前記容量比を調整することとすれば、基板表面における凹凸段差を大きくすることなく最適な容量比が得られる。
【００４４】
また、本実施形態において、窒素を含有するタンタル膜６０としてα−Ｔａの単層膜を用いている場合には、下部電極４４とともに形成される共通電極線４１及び共通電極４２の低抵抗化も実現できるため、クロストーク等の生じ難い液晶装置を効率よく製造することができる。
【００４５】
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。
【００４６】
（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】
【００４７】
【図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】実施形態に係る液晶装置の製造工程を示す図。
【図５】実施形態に係る液晶装置の製造工程を示す図。
【図６】実施形態に係る液晶装置の製造工程を示す図。
【図７】実施形態に係る液晶装置の製造工程を示す図。
【図８】実施形態に係る液晶装置の製造工程を示す図。
【図９】実施形態に係る液晶装置の製造工程を示す図。
【図１０】電子機器の一例を示す斜視構成図。
【符号の説明】
【００４８】
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】
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【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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