JP2005202123A - Electro-optical device, method of manufacturing electro-optical device, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】 表示品質にバラツキがなく、しかも、画面の均一性と解像度が満足できる電気光学装置、例えば液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 基板6aと、第1金属36−絶縁膜37−第2金属38の積層構造を有する非線形抵抗素子33と、非線形抵抗素子33の第2金属38に接続するドット電極24aと、基板6a上に設けられた配線31とを有する液晶表示装置である。第2金属38及びドット電極24aはアモルファスITOをアニール処理によってポリ化したITOによって形成され、これにより、寸法精度の高い第2金属38及び電極24aが得られ、表示品質のバラツキが防止される。配線31の第2層31bは銀系金属、銅系金属、又はAl−Ni−C合金によって形成され、ITOが高抵抗でも液晶表示装置の全体としての抵抗値を低く抑え、画面の均一性と解像度が満足できる。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electro-optical device, for example, a liquid crystal display device, in which display quality does not vary and the uniformity and resolution of a screen can be satisfied.
A non-linear resistance element 33 having a laminated structure of a substrate 6a, a first metal 36-an insulating film 37-a second metal 38, a dot electrode 24a connected to the second metal 38 of the non-linear resistance element 33, and a substrate This is a liquid crystal display device having wiring 31 provided on 6a. The second metal 38 and the dot electrode 24a are formed of ITO obtained by polycrystallizing amorphous ITO by annealing treatment, whereby the second metal 38 and the electrode 24a with high dimensional accuracy are obtained, and variations in display quality are prevented. The second layer 31b of the wiring 31 is made of a silver-based metal, a copper-based metal, or an Al—Ni—C alloy, and even if ITO has a high resistance, the resistance value of the entire liquid crystal display device is kept low, and the uniformity of the screen is improved. Satisfactory resolution.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、液晶表示装置、有機EL装置、プラズマディスプレイ装置等といった電気光学装置に関する。また、本発明は、その電気光学装置を製造するための製造方法に関する。また、本発明は、その電気光学装置を用いて構成される電子機器に関する。 The present invention relates to an electro-optical device such as a liquid crystal display device, an organic EL device, and a plasma display device. The present invention also relates to a manufacturing method for manufacturing the electro-optical device. The present invention also relates to an electronic apparatus configured using the electro-optical device.
近年、携帯電話機、携帯情報端末機、PDA(Personal Digital Assistant)等といった電子機器に液晶表示装置等といった電気光学装置が広く用いられている。例えば、電子機器に関する各種の表示を行うために電気光学装置が用いられている。 In recent years, electro-optical devices such as liquid crystal display devices have been widely used in electronic devices such as mobile phones, personal digital assistants, and PDAs (Personal Digital Assistants). For example, an electro-optical device is used to perform various displays related to electronic equipment.
電気光学装置の1つである液晶表示装置は、一般に、それぞれが電極を有する一対の基板によって液晶を挟む構造を有する。それらの電極を平面的に重ねて見ると、電極が重なる領域が行方向及び列方向にマトリクス状に並び、これらの各領域が画素を構成する。そして、個々の画素内に存在する液晶に印加する電圧を画素ごとに制御して液晶の配向を制御することにより、表示が行われる。 A liquid crystal display device which is one of electro-optical devices generally has a structure in which liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates each having an electrode. When these electrodes are viewed in a planar manner, the regions where the electrodes overlap are arranged in a matrix in the row and column directions, and each of these regions constitutes a pixel. The display is performed by controlling the voltage applied to the liquid crystal existing in each pixel for each pixel to control the alignment of the liquid crystal.
このような液晶表示装置には、画素に印加する電圧をスイッチング素子を用いて制御することにより液晶の配向を制御する構造のアクティブマトリクス方式の液晶表示装置と、スイッチング素子を用いることなく互いに対向するストライプ状電極に印加する電圧の制御により液晶の配向を制御する構造のパッシブマトリクス方式、すなわち単純マトリクス方式の液晶表示装置とがある。 Such a liquid crystal display device is opposed to an active matrix liquid crystal display device having a structure in which the alignment of the liquid crystal is controlled by controlling the voltage applied to the pixel using the switching element, without using the switching element. There is a passive matrix type liquid crystal display device having a structure in which the orientation of liquid crystal is controlled by controlling the voltage applied to the striped electrode, that is, a simple matrix type liquid crystal display device.
また、アクティブマトリクス方式の液晶表示装置には、TFT(Thin Film Transistor)等といった3端子型のスイッチング素子を用いたものと、TFD(Thin Film Diode)等といった2端子型の非線形抵抗素子を用いたものとがある。2端子型の非線形抵抗素子は3端子型のスイッチング素子に比べて構成が簡単で、製造工程も少なくて済むという利点を持っている。 The active matrix liquid crystal display device uses a three-terminal switching element such as a TFT (Thin Film Transistor) and a two-terminal nonlinear resistance element such as a TFD (Thin Film Diode). There is a thing. The two-terminal type non-linear resistance element has an advantage that the configuration is simpler and the manufacturing process is less than that of the three-terminal type switching element.
2端子型の非線形抵抗素子であるTFD素子は、一般に、金属(Metal)−絶縁膜(Insulator)−金属(Metal)の積層構造、いわゆるMIM構造を有し、電圧−電流特性が非線形性を有するものである。このTFD素子において、従来、第1の金属がTaW(タンタル・タングステン)によって形成され、絶縁膜が陽極酸化膜によって形成され、第2の金属がドット電極と共にITO(Indium Tin Oxide)によって形成されたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 A TFD element, which is a two-terminal nonlinear resistance element, generally has a metal (metal) -insulator-metal (metal) laminated structure, a so-called MIM structure, and has non-linear voltage-current characteristics. Is. In this TFD element, conventionally, the first metal is formed of TaW (tantalum tungsten), the insulating film is formed of an anodic oxide film, and the second metal is formed of ITO (Indium Tin Oxide) together with the dot electrode. Those are known (for example, see Patent Document 1).
上記のようにドット電極及び第2金属をITOによって形成する場合、従来は、ITOをスパッタ処理によって一様な厚さで成膜し、次に、フォトエッチング処理を行うことにより、所定パターンのドット電極及び第2金属を得ていた。ここで、フォトエッチング処理とは、フォトリソグラフィ処理及びそれに引き続くエッチング処理から成る処理のことである。しかしながら、通常のITOを用いてフォトエッチング処理によってドット電極及び第2金属を形成する場合には、パターニングの寸法的な精度が悪く、そのため、TFD素子の素子特性やドット電極による表示特性にバラツキが出るおそれがあった。 In the case where the dot electrode and the second metal are formed of ITO as described above, conventionally, ITO is formed into a uniform thickness by a sputtering process, and then a photo-etching process is performed to form a predetermined pattern of dots. An electrode and a second metal were obtained. Here, the photoetching process is a process comprising a photolithography process and a subsequent etching process. However, when the dot electrode and the second metal are formed by photoetching processing using normal ITO, the dimensional accuracy of the patterning is poor, and therefore, there is a variation in the element characteristics of the TFD element and the display characteristics due to the dot electrode. There was a risk of getting out.
また、液晶表示装置を構成する基板には、通常、複数の配線が形成される。これらの配線は、例えば、複数の電極に走査信号やデータ信号を供給するために用いられる。上記のようにドット電極や第2金属をITOによって形成し、更に基板上に形成される複数の配線を同じITOによって形成する場合、ITOは比較的、高抵抗であるので、画面の均一性と解像度が不足するという問題があった。 In addition, a plurality of wirings are usually formed on the substrate constituting the liquid crystal display device. These wirings are used for supplying scanning signals and data signals to a plurality of electrodes, for example. When the dot electrode and the second metal are formed of ITO as described above and a plurality of wirings formed on the substrate are formed of the same ITO, since the ITO is relatively high resistance, There was a problem of insufficient resolution.
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、表示品質にバラツキがなく、しかも、画面の均一性と解像度が満足できる電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び電子機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and there is no variation in display quality, and the electro-optical device, method for manufacturing the electro-optical device, and electronic The purpose is to provide equipment.
上記の目的を達成するため、本発明に係る電気光学装置は、基板と、該基板上に設けられていて該基板側から第1金属−絶縁膜−第2金属の積層構造を有する非線形抵抗素子と、該非線形抵抗素子の前記第2金属に接続するように前記基板上に設けられた電極と、前記基板上に設けられた配線とを有し、前記第2金属及び前記電極はアモルファスITOをアニール処理によってポリ化したITOによって形成され、前記配線は銀系金属又は銅系金属によって形成されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an electro-optical device according to the present invention includes a substrate and a nonlinear resistance element provided on the substrate and having a laminated structure of a first metal, an insulating film, and a second metal from the substrate side. And an electrode provided on the substrate so as to be connected to the second metal of the nonlinear resistance element, and a wiring provided on the substrate, wherein the second metal and the electrode are made of amorphous ITO. The wiring is made of silver-based metal or copper-based metal.
この電気光学装置によれば、アモルファスITOに対してフォトエッチング処理を施すことにより、非線形抵抗素子の第2金属及びそれにつながる電極の両方をITOによって所定の形状にパターニングする。アモルファスITOは弱い酸でも容易にエッチングできるので、形成された第2金属及び電極は非常に寸法精度が高い。それゆえ、非線形抵抗素子及び電極を用いて行われる表示の品質にバラツキが発生することを防止できる。 According to this electro-optical device, by performing a photo-etching process on the amorphous ITO, both the second metal of the nonlinear resistance element and the electrode connected thereto are patterned into a predetermined shape with the ITO. Since amorphous ITO can be easily etched with a weak acid, the formed second metal and electrode have very high dimensional accuracy. Therefore, it is possible to prevent variations in the quality of display performed using the nonlinear resistance element and the electrode.
また、上記構成の電気光学装置によれば、銀系金属又は銅系金属といった非常に抵抗値の低い材料によって配線を形成するので、それ自体は抵抗値が高いITOを用いて第2金属及び電極を形成する場合でも、電気光学装置の全体としての抵抗値を低く抑えることができ、それ故、電気光学装置の画面の均一性と解像度が満足できる。 Further, according to the electro-optical device having the above configuration, since the wiring is formed of a material having a very low resistance value such as a silver-based metal or a copper-based metal, the second metal and the electrode are formed using ITO having a high resistance value. Even in the case of forming the electro-optical device, the resistance value of the electro-optical device as a whole can be kept low, so that the uniformity and resolution of the screen of the electro-optical device can be satisfied.
次に、本発明に係る電気光学装置において、前記銀系金属はAPC合金であることが望ましい。APC合金とは、Ag(銀)、Pd(パラジウム)、Cu(銅)を含んで成る合金である。APC合金は、通常用いられる配線材料であるCrに対して抵抗値がはるかに低い金属であり、それ故、TFD素子の第2金属及び電極の両方をITOによって形成した場合でも、電気光学装置の全体の抵抗値を低く抑えることができる。 Next, in the electro-optical device according to the present invention, it is desirable that the silver-based metal is an APC alloy. The APC alloy is an alloy containing Ag (silver), Pd (palladium), and Cu (copper). The APC alloy is a metal having a much lower resistance than Cr, which is a commonly used wiring material. Therefore, even when both the second metal and the electrode of the TFD element are formed of ITO, The overall resistance value can be kept low.
次に、本発明に係る電気光学装置において、前記銅系金属はHPC(High Performance Cu)合金であることが望ましい。HPC合金とは、CuにMoが添加されて成る合金である。本発明者等の実験によれば、Moの添加量はCuに対して1.2重量%にすることが望ましい。HPC合金は、通常用いられる配線材料であるCrに対して抵抗値がはるかに低い金属であり、それ故、TFD素子の第2金属及び電極の両方をITOによって形成した場合でも、電気光学装置の全体の抵抗値を低く抑えることができる。 Next, in the electro-optical device according to the present invention, it is preferable that the copper-based metal is an HPC (High Performance Cu) alloy. The HPC alloy is an alloy formed by adding Mo to Cu. According to the experiments by the present inventors, it is desirable that the amount of Mo added is 1.2% by weight with respect to Cu. The HPC alloy is a metal having a much lower resistance than Cr, which is a commonly used wiring material. Therefore, even when both the second metal of the TFD element and the electrode are formed of ITO, the HPC alloy The overall resistance value can be kept low.
次に、本発明に係る他の電気光学装置は、基板と、該基板上に設けられていて該基板側から第1金属−絶縁膜−第2金属の積層構造を有する非線形抵抗素子と、該非線形抵抗素子の前記第2金属に接続するように前記基板上に設けられた電極と、前記基板上に設けられた配線とを有し、前記第2金属及び前記電極はアモルファスITOをアニール処理によってポリ化したITOによって形成され、前記配線はAl(アルミニウム)−Ni(ニッケル)−C(炭素)合金によって形成されることを特徴とする。 Next, another electro-optical device according to the present invention includes a substrate, a non-linear resistance element provided on the substrate and having a first metal-insulating film-second metal laminated structure from the substrate side, An electrode provided on the substrate so as to be connected to the second metal of the non-linear resistance element, and a wiring provided on the substrate, wherein the second metal and the electrode are formed by annealing amorphous ITO. The wiring is formed of poly-ITO, and the wiring is formed of an Al (aluminum) -Ni (nickel) -C (carbon) alloy.
この電気光学装置によれば、アモルファスITOに対してフォトエッチング処理を施すことにより、非線形抵抗素子の第2金属及びそれにつながる電極の両方をITOによって所定の形状にパターニングする。アモルファスITOは弱い酸でも容易にエッチングできるので、形成された第2金属及び電極は非常に寸法精度が高い。それゆえ、非線形抵抗素子及び電極を用いて行われる表示の品質にバラツキが発生することを防止できる。 According to this electro-optical device, by performing a photo-etching process on the amorphous ITO, both the second metal of the nonlinear resistance element and the electrode connected thereto are patterned into a predetermined shape with the ITO. Since amorphous ITO can be easily etched with a weak acid, the formed second metal and electrode have very high dimensional accuracy. Therefore, it is possible to prevent variations in the quality of display performed using the nonlinear resistance element and the electrode.
また、上記構成の電気光学装置によれば、Al−Ni−C合金という非常に抵抗値の低い材料によって配線を形成するので、それ自体は抵抗値が高いITOを用いて第2金属及び電極を形成する場合でも、電気光学装置の全体としての抵抗値を低く抑えることができ、それ故、電気光学装置の画面の均一性と解像度が満足できる。 In addition, according to the electro-optical device having the above configuration, the wiring is formed of a material having a very low resistance value such as an Al—Ni—C alloy, so that the second metal and the electrode are formed by using ITO having a high resistance value. Even when the electro-optical device is formed, the resistance value of the electro-optical device as a whole can be kept low, so that the uniformity and resolution of the screen of the electro-optical device can be satisfied.
次に、本発明に係る電気光学装置の製造方法は、基材上に非線形抵抗素子の第1金属を形成する工程と、前記第1金属上に非線形抵抗素子の絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に非線形抵抗素子の第2金属を形成する工程とを有し、前記第2金属を形成する工程は、アモルファスITOを平面的に形成する工程と、該アモルファスITOをフォトエッチングによって前記第2金属の形状にパターニングする工程と、該アモルファスITOをアニールしてポリITOに変化させる工程とを有することを特徴とする。 Next, a method for manufacturing an electro-optical device according to the present invention includes a step of forming a first metal of a nonlinear resistance element on a substrate, a step of forming an insulating film of the nonlinear resistance element on the first metal, Forming a second metal of a non-linear resistance element on the insulating film, wherein the step of forming the second metal includes the step of forming amorphous ITO planarly and the amorphous ITO by photoetching. It has the process of patterning in the shape of a 2nd metal, and the process of annealing this amorphous ITO and making it change to poly ITO, It is characterized by the above-mentioned.
この電気光学装置の製造方法によれば、通常のITOをフォトエッチング処理して非線形抵抗素子の第2金属及び電極を形成するのではなく、アモルファスITOをフォトエッチングして第2金属及び電極を形成するようにした。アモルファスITOは弱い酸でも容易にエッチングできるので、形成された第2金属及び電極は非常に寸法精度が高い。それ故、非線形抵抗素子及び電極を用いて行われる表示の品質にバラツキが発生することを防止できる。 According to this method of manufacturing an electro-optical device, the second metal and the electrode of the non-linear resistance element are not formed by photoetching the normal ITO to form the second metal and the electrode. I tried to do it. Since amorphous ITO can be easily etched with a weak acid, the formed second metal and electrode have very high dimensional accuracy. Therefore, it is possible to prevent variations in the quality of display performed using the non-linear resistance element and the electrode.
また、第2金属及び電極の形にパターニングされたアモルファスITOは、その後にアニール処理を受けることによって安定性及び透明性を確保する。これにより、鮮明で安定した液晶表示を実現できる。 Further, the amorphous ITO patterned in the form of the second metal and the electrode ensures stability and transparency by being subjected to an annealing process thereafter. Thereby, a clear and stable liquid crystal display can be realized.
上記構成の電気光学装置の製造方法は、さらに、前記基材上に配線を形成する工程を有し、該配線は銀系金属又は銅系金属によって形成されることが望ましい。これにより、それ自体は抵抗値が比較的高いITOを用いてTFD素子等を形成した場合でも電気光学装置の全体の抵抗値を低く抑えることができる。 The method for manufacturing the electro-optical device having the above configuration further includes a step of forming a wiring on the base material, and the wiring is preferably formed of a silver-based metal or a copper-based metal. As a result, even when the TFD element or the like is formed using ITO having a relatively high resistance value, the overall resistance value of the electro-optical device can be kept low.
また、上記構成の電気光学装置の製造方法において、前記銀系金属はAPC(Ag−Pd−Cu)合金であることが望ましい。また、前記銅系金属はHPC(High Performance Cu=Cu−Mo)合金、望ましくはCu−Mo(1.2重量%)、であることが望ましい。 In the method of manufacturing the electro-optical device having the above structure, the silver metal is preferably an APC (Ag—Pd—Cu) alloy. The copper metal is preferably an HPC (High Performance Cu = Cu—Mo) alloy, preferably Cu—Mo (1.2 wt%).
また、前記基材上に配線を形成する工程を有する本発明に係る電気光学装置の製造方法において、該配線はAl−Ni−C合金によって形成されることが望ましい。Al−Ni−C合金は抵抗値が非常に低いので、これを用いて配線を形成すれば、それ自体は抵抗値が高いITOを用いて第2金属及び電極を形成する場合でも、電気光学装置の全体としての抵抗値を低く抑えることができ、それ故、電気光学装置の画面の均一性と解像度が満足できる。 In the method for manufacturing an electro-optical device according to the present invention including a step of forming a wiring on the base material, the wiring is preferably formed of an Al—Ni—C alloy. Since the Al-Ni-C alloy has a very low resistance value, if a wiring is formed using the Al-Ni-C alloy, the electro-optical device is used even when the second metal and the electrode are formed using ITO having a high resistance value. The overall resistance value of the electro-optical device can be kept low, and therefore the uniformity and resolution of the screen of the electro-optical device can be satisfied.
次に、本発明に係る電子機器は、以上に記載した構成の電気光学装置を有することを特徴とする。本発明に係る電気光学装置では、TFD素子や電極の寸法精度を正確にすることによりバラツキのない表示ができるので、これを用いた電子機器でもバラツキのない表示を行うことができる。また、本発明に係る電気光学装置では、APC合金、HPC合金、Al−Ni―C合金等といった抵抗値が非常に低い合金によって配線を形成することにより、ITOを用いてTFD素子や電極を形成した場合でも、電気光学装置の全体的な抵抗値を低く抑えることができた。それ故、この電気光学装置を用いた電子機器によれば、画面の均一性と解像度が満足できる。 Next, an electronic apparatus according to the present invention includes the electro-optical device having the above-described configuration. In the electro-optical device according to the present invention, display with no variation can be performed by making the dimensional accuracy of the TFD element and the electrode accurate. Therefore, even with an electronic apparatus using the electro-optical device, display without variation can be performed. Further, in the electro-optical device according to the present invention, the TFD element and the electrode are formed using ITO by forming the wiring with an alloy having a very low resistance value such as an APC alloy, an HPC alloy, or an Al—Ni—C alloy. Even in this case, the overall resistance value of the electro-optical device could be kept low. Therefore, according to the electronic apparatus using the electro-optical device, the uniformity and resolution of the screen can be satisfied.
なお、このような電子機器としては、例えば、携帯電話機、携帯情報端末機、PDA、パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、腕時計、液晶テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、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、テレビ電話機、POS端末機等がある。 Examples of such electronic devices include mobile phones, personal digital assistants, PDAs, personal computers, digital cameras, watches, liquid crystal televisions, viewfinder type or monitor direct view type video tape recorders, car navigation devices, pagers. Electronic notebook, calculator, word processor, workstation, video phone, POS terminal, etc.
(電気光学装置の第1実施形態)
以下、電気光学装置の一例である液晶表示装置であって、半透過反射型でTFD(Thin Film Diode)駆動方式でカラー表示が可能な液晶表示装置に本発明を適用した場合を例に挙げて本発明の実施形態を説明する。なお、本発明がその実施形態に限定されるものでないことは、もちろんである。
(First embodiment of electro-optical device)
Hereinafter, a case where the present invention is applied to a liquid crystal display device which is an example of an electro-optical device and is a transflective type and capable of color display by a TFD (Thin Film Diode) driving method will be described as an example. An embodiment of the present invention will be described. Of course, the present invention is not limited to the embodiment.
図3は、本発明に係る電気光学装置の一実施形態である液晶表示装置を示している。図4は、図3におけるA−A線に従った断面図である。図3において、液晶表示装置1は、液晶パネル2に駆動用IC3a,3b,3cを実装し、さらに液晶パネル2に照明装置4を組み付けることによって形成される。観察者は矢印C方向から表示を視認する。なお、液晶パネル2には必要に応じてその他の部品要素、例えばFPC(Flexible Printed Circuit)が装着される。
FIG. 3 shows a liquid crystal display device which is an embodiment of the electro-optical device according to the invention. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. In FIG. 3, the liquid crystal display device 1 is formed by mounting driving
液晶パネル2は、図4に示すように、素子基板6aとカラーフィルタ基板6bとをシール材10で貼り合わせることによって形成される。シール材10は、図3に示すように、正方形又は長方形、すなわち方形の環状に形成されていて、その一部に液晶注入用の開口10aが形成される。図4において、素子基板6aとカラーフィルタ基板6bとの間には隙間、いわゆるセルギャップが形成され、そのセルギャップ内に電気光学物質としての液晶、例えばネマチック液晶が封入されて液晶層7が形成されている。
As shown in FIG. 4, the
素子基板6aは透光性ガラス、透光性プラスチック等によって形成された、矢印C方向から見て方形状の基材8aを有し、その基材8aの外側表面に偏光板9aが貼着等によって装着される。また、カラーフィルタ基板6bは透光性ガラス、透光性プラスチック等によって形成された方形状の基材8bを有し、その基材8bの外側表面に偏光板9bが貼着等によって装着されている。
The
図5は、図4において矢印Bで示す部分を拡大して示している。図5において、多数の球状のスペーサ32は素子基板6a又はカラーフィルタ基板6bのいずれかの表面にばら撒かれ、それらの基板6a,6bを互いに貼り合わせた状態で両基板6a,6b間のセルギャップGを一定に維持するように機能する。そして、そのセルギャップG内に液晶層7が形成される。
FIG. 5 is an enlarged view of a portion indicated by an arrow B in FIG. In FIG. 5, a large number of
図5において、素子基板6aを構成する基材8aの液晶側表面には、線状のライン配線31、アクティブ素子又はスイッチング素子又は非線形抵抗素子としてのTFD素子33及び透明なドット電極24aが形成される。さらに、それらの要素の上に配向膜26aが形成され、その配向膜26aに配向処理、例えばラビング処理が施され、これにより、その配向膜26aの近傍の液晶分子の配向が決められる。
In FIG. 5, a
図6は、図5の矢印C方向から見た場合のドット電極24a、TFD素子33及びライン配線31の位置関係を示している。図示の通り、ライン配線31は複数本が互いに間隔をおいて平行に並べられ、いわゆるストライプ状に形成されている。そして、それらのライン配線31の間に複数のドット電極24aが形成され、それらのドット電極24aがTFD素子33によってライン配線31に接続されている。複数のドット電極24aはマトリクス状に形成される。
FIG. 6 shows the positional relationship among the
ドット電極24aは、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)を材料としてフォトエッチング処理によって形成される。すなわち、フォトリソグラフィ処理によって一様な厚さのITO膜を形成し、さらに、エッチング処理によって所定形状のドット電極24aを形成する。また、図5の配向膜26aは、例えば、ポリイミド溶液を塗布及び焼成して形成したり、オフセット印刷によって形成したりする。この配向膜26aは、ラビング処理等といった配向処理を受け、この配向処理により配向膜26aの近傍の液晶分子の配向が決められる。
The
図1は、図6において矢印Eで示す部分を拡大して示している。図1に示すように、個々のTFD素子33は、第1TFD要素33aと第2TFD要素33bとを直列に接続することによって形成されている。このTFD素子33は、例えば、次のようにして形成される。すなわち、まず、TaW(タンタル・タングステン)によってTFD素子33の第1金属36を形成する。次に、陽極酸化処理によってTFD素子33の絶縁膜37を形成する。
FIG. 1 is an enlarged view of a portion indicated by an arrow E in FIG. As shown in FIG. 1, each
次に、a(アモルファス)−ITOを材料としてフォトエッチング処理によってTFD素子33の第2金属38、ライン配線31の第1層31a、及びドット電極24aを形成する。具体的には、まず、a−ITOをスパッタ等といった成膜手法によって一様な厚さに形成し、その後、エッチングによって第2金属38等を希望の形状にパターニングする。一般に、アモルファス構造でない通常のITOはエッチングがし難く、各要素の寸法を精度良く出すことが難しい。これに対し、a−ITOはエッチングがし易く、各要素の寸法を精度良く出すことができる。従って、本実施形態の複数の第2金属38及び複数のドット電極24aは、それらをITOによって形成したにもかかわらず、希望通りの寸法にバラツキなく形成される。このため、複数の画素間でバラツキのない表示を行うことができる。
Next, the
ところで、従来、第2金属38はCrによって形成することが多かった。しかしながら、Crは温度変化に従って素子特性、例えば保持電圧及び書込み電圧、が変化するという特性を持っている。これに対し、本実施形態では、成膜時にはa−ITOの膜を形成し、この膜を第2金属38等のための所定形状にパターニングした後、それをアニールによって通常のITOに変換するようにした。このため、最終的にITOによって形成された第2金属38を有するTFD素子の素子特性は、例えば25〜80℃の温度変化に対してもその素子特性が変化しない。つまり、本実施形態のTFD素子33を用いた液晶表示装置は温度変化に対して安定した表示を行うことができる。
By the way, conventionally, the
a−ITOによって第2金属38、ドット電極24a及び第1層31aを形成した後、次に、銀系金属又は銅系金属によってライン配線31の第2層31bを形成し、次に、素子基板6aの全体をホットプレート等といった加熱手段によってアニールする。このアニールにより、a−ITOがポリ化したITOに変化して、その内部構造が安定化する。また、同時に、ITOが透明になる。
After the
上記の銀系金属は、例えば、APC(すなわち、Ag−Pd−Cu)合金によって形成することができる。また、上記銅系金属は、例えば、HPC(High Performance Cu=Cu−Mo)合金によって形成できる。Cu−Mo合金は、望ましくは、Mo濃度をCu濃度に対して1.2重量%程度に設定する。本発明者等の実験によれば、このMo濃度としたときに、エッチングがし易くなることが分かった。 The silver-based metal can be formed of, for example, an APC (that is, Ag—Pd—Cu) alloy. Moreover, the said copper-type metal can be formed with a HPC (High Performance Cu = Cu-Mo) alloy, for example. In the Cu-Mo alloy, the Mo concentration is desirably set to about 1.2% by weight with respect to the Cu concentration. According to experiments by the present inventors, it has been found that etching is easily performed when the Mo concentration is set.
ライン配線31の第1層31aはITOによって形成される。このITOは抵抗値が高いのでITOだけでライン配線31を構成すると配線抵抗値が高くなり過ぎて電気駆動系に大きな負担がかかる。これに対し、ライン配線31の第2層31bをAPC合金やHPC合金によって形成すれば、それらの合金は抵抗値が低いので配線抵抗値を低く抑えることができる。
The
また、ライン配線31の第2層31bは、Al(アルミニウム)−Ni(ニッケル)−C(炭素)合金によって形成することもできる。一般に、Al系合金はITOに対して電池反応を起こし易く、その電池反応が起こればITOが溶けることがある。この現象を回避するため、本発明者等は種々の実験を行った。その結果、AlにNi及びCを添加すると、電池反応が起こらなくなることを知見した。また、Al(アルミニウム)−Ni(ニッケル)−Cは抵抗値が非常に低いので、液晶表示装置全体の配線抵抗値を低く抑えることに関して非常に好都合である。
The
図1において、第1TFD要素33aの第2金属38はライン配線31の第1層31aから延びている。また、第2TFD要素33bの第2金属38はドット電極24aにつながっている。ライン配線31からドット電極24aへ向けて電気信号が流れることを考えれば、その電流方向に従って、第1TFD要素33aでは第2電極38→絶縁膜37→第1金属36の順に電気信号が流れ、一方、第2TFD要素33bでは第1金属36→絶縁膜37→第2金属38の順に電気信号が流れる。
In FIG. 1, the
つまり、第1TFD要素33aと第2TFD要素33bとの間では電気的に逆向きの一対のTFD要素が互いに直列に接続されている。このような構造は、一般に、バック・ツー・バック(Back-to-Back)構造と呼ばれており、この構造のTFD素子は、TFD素子を1個のTFD要素だけによって構成する場合に比べて、安定した特性を得られることが知られている。なお、TFD素子の安定化がそれ程に必要でない場合には、1つのTFD要素のみでTFD素子を構成しても良い。
That is, a pair of electrically opposite TFD elements are connected in series between the
図5において、カラーフィルタ基板6bを構成する基材8bの液晶側表面には樹脂層16が形成され、その上に反射膜17が形成される。また、反射膜17の上には遮光膜19が形成され、その遮光膜19の間にR(赤),G(緑),B(青)の各着色要素21が矢印C方向から見て所定の平面的な配列で形成される。そして、これら複数の着色要素21によってカラーフィルタ22が構成されている。また、遮光膜19及び着色要素21の上にはオーバーコート層23が形成され、その上に透光性を有する線状電極24bが形成され、その上に配向膜26bが形成される。
In FIG. 5, the
オーバーコート層23は、例えば、エポキシ系又はアクリル系の樹脂材料を塗布及び焼成して形成したり、あるいは、必要に応じて、エポキシ系又はアクリル系の樹脂材料にフォトリソグラフィ処理を施すことによって形成される。また、配向膜26bは、例えば、ポリイミド溶液を塗布及び焼成して形成したり、オフセット印刷によって形成したりする。この配向膜26bには配向処理、例えばラビング処理が施され、これにより、その配向膜26bの近傍の液晶分子の配向が決められる。この配向膜26bのラビング方向と素子基板6a側の配向膜26aのラビング方向は、液晶の特性に応じて適宜の角度で交差するようになっている。
The
図5において、樹脂層16は第1層16a及びその上に積層された第2層16bを有する。これらの層は同じ材料によって形成できる。第1層16aの表面には複数の凹部27が矢印C方向から見て平面的に不規則、すなわちランダムに配置されている。このため、第1層16aの上に積層された第2層16bの表面には、これらの凹部27及びそれに隣接する凸部に対応して凹凸が形成されている。第1層16aの表面に形成される凹凸は粗い状態であり、これに第2層16bを積層することにより滑らかな凹凸が得られる。第2層16bの表面、すなわち樹脂層16の表面に凹凸を設けたことにより、その樹脂層16に積層された反射膜17の表面にも凹凸が形成される。この凹凸の存在により、反射膜17に入射した光は散乱光となって反射する。
In FIG. 5, the
線状電極24bは、例えば、ITOを材料としてフォトリソグラフィ処理及びエッチング処理によって形成される。これらの線状電極24bは、図5の紙面垂直方向に延びている。これらの線状電極24bは、図6に示すように、素子基板6a上のライン配線31に対して直角の方向に延在し、且つそれと直角な方向に互いに間隔をおいて平行に、すなわち全体としてストライプ状に形成されている。また、個々の線状電極24bは、ライン配線31と直角の方向に列状に並ぶ複数のドット電極24aに対向するように形成される。そして、ドット電極24aと線状電極24bとが重なる領域は表示のための最小領域である表示用ドット領域Dを構成する。
The
図5において、反射膜17は、例えば、光反射性の金属材料、例えばAl(アルミニウム)を材料としてフォトリソグラフィ処理及びエッチング処理によって形成される。このとき、反射膜17には、個々の表示用ドット領域Dに対応して光通過用の貫通穴、すなわち開口34が設けられる。これらの開口34は、反射膜17に光を透過させる機能を持たせるための構成であるが、この開口34を設ける代わりに反射膜17の厚さを薄くして、光を反射する機能と光を透過させる機能の両方を持たせるようにすることもできる。表示用ドット領域Dのうち、反射膜17が存在する領域は反射部Rを構成し、開口34に対応する領域は透過部Tを構成する。
In FIG. 5, the
着色要素21は、カラー表示の3原色であるR,G,Bの3色によって構成されている。これらの各色の着色要素21は、矢印C方向から見たときに所定の平面配列、例えば図7(a)に示すストライプ配置や、図7(b)に示すモザイク配置や、図7(c)に示すデルタ配置等に形成されている。
The
図7(a)のストライプ配置は、図の縦方向に同じ色の着色要素21が並べられる配列である。また、図7(b)のモザイク配置は、図の縦方向及び横方向の両方向で着色要素21の色が順々に循環的に変化する配列である。そして、図7(c)のデルタ配置は、着色要素21が三角形の頂点に位置するように配列されると共に横方向の色が順々に循環的に変化する配列である。なお、各色着色要素21の配列の仕方に関しては、上記の3種類以外にも種々に提案されているので、必要に応じて、適宜の配列が選択される。
The stripe arrangement in FIG. 7A is an arrangement in which
個々の着色要素21は表示用ドット領域Dに対応して設けられている。着色要素21を用いない白黒表示の場合は1つの表示用ドット領域Dによって1つの画素が形成されるが、本実施形態のように3色の着色要素21を用いてカラー表示を行う構造の場合には、R,G,Bの3色の着色要素21の集まりによって1つの画素が形成される。
Each
図3において、素子基板6aの1辺はカラーフィルタ基板6bの外側へ張り出して、張出し部41を構成している。駆動用IC3a,3b,3cはこの張出し部41の表面に実装されている。この実装は、例えば、ACF(Anisotropic Conductive Film:異方性導電膜)を用いたCOG(Chip On Glass)技術を用いて行うことができる。中央の駆動用IC3bの出力端子は素子基板6a上のライン配線31に直接に接続される。一方、両側の駆動用IC3a及び3cは、シール材10内に分散した導電粒子を介してカラーフィルタ基板6b上の線状電極24bに接続される。
In FIG. 3, one side of the
駆動用IC3a,3b,3cの出力端子、すなわち出力バンプとライン配線31及び線状電極24bを電気的につなげるため、素子基板6a及びカラーフィルタ基板6bの表面には多数の配線が形成される。また、それ以外の理由により、必要に応じて配線が形成されることもある。これらの配線は、図1のTFD素子33やライン配線31を形成する際に同時に形成することが望ましい。特に、ライン配線31の第2層31bをAPC合金、HPC合金、又はAl−Ni−C合金によって形成するときに、それと同時に各種配線を同じ合金によって形成することが望ましい。
In order to electrically connect the output terminals of the driving
なお、基板と駆動用ICとの接続は、COG技術以外の任意の接続手法を用いることができる。このような接続手法としては、例えば、TAB(Tape Automated Bonding)技術を用いてFPC(Flexible Printed Circuit)の上にICチップがボンディングされて成るTCP(Tape Carrier Package)を液晶表示装置に電気的に接続する構成としても良い。また、ICチップを硬質の基板にボンディングするCOB(Chip On Board)技術を用いても良い。 Note that any connection method other than the COG technique can be used for connection between the substrate and the driving IC. As such a connection method, for example, a TCP (Tape Carrier Package) in which an IC chip is bonded on an FPC (Flexible Printed Circuit) using TAB (Tape Automated Bonding) technology is electrically connected to a liquid crystal display device. It is good also as a structure to connect. Further, COB (Chip On Board) technology for bonding an IC chip to a hard substrate may be used.
次に、図3において、液晶パネル2を構成するカラーフィルタ基板6bの外側表面に対向して配設された照明装置4は、例えば、透明なプラスチックによって形成された方形状で板状の導光体42と、点状光源としてのLED43とを有する。図4に示すように、導光体42のうち液晶パネル2と反対側の面には光反射シート44を装着することができる。また、導光体42のうち液晶パネル2に対向する面には光拡散シート46を装着することができる。また、光拡散シート46の上に、さらに、プリズムシート(図示せず)を装着することもできる。LED43は本実施形態では3個使用しているが、LED43は必要に応じて1個とすることもでき、あるいは、3個以外の複数個とすることもできる。また、LED等といった点状光源に代えて、冷陰極管等といった線状光源を用いることもできる。以上のように構成された照明装置4は、液晶パネル2を背面から照明するバックライトとして機能する。
Next, in FIG. 3, the illuminating device 4 disposed opposite to the outer surface of the
図8は、図3の液晶表示装置1の電気的な等価回路を示している。図8において、複数本の走査線47が行方向Xに延びるように形成され、さらに、複数本のデータ線48が列方向Yに延びるように形成されている。走査線47は図3の線状電極24bによって実現され、データ線48は図3のライン配線31によって実現される。表示用ドット領域Dは走査線47とデータ線48との各交差部分に形成される。各表示用ドット領域Dにおいては、液晶層7と、TFD素子33とが直列に接続されている。本実施形態では、液晶層7が走査線47の側に接続され、TFD素子33がデータ線48の側に接続されている。各走査線47は、走査線駆動回路51によって駆動される。一方、各データ線48は、データ線駆動回路52によって駆動される。走査線駆動回路51は図3の駆動用IC3a,3cによって構成され、データ線駆動回路52は図3の駆動用IC3bによって構成される。
FIG. 8 shows an electrical equivalent circuit of the liquid crystal display device 1 of FIG. In FIG. 8, a plurality of
以上のように構成された液晶表示装置1によれば、図3において、液晶表示装置1が明るい室外や明るい室内に置かれる場合は、太陽光や室内光等といった外部光を用いて、反射型の表示が行われる。一方、液晶表示装置1が暗い室外や暗い室内に置かれる場合は、照明装置4をバックライトとして用いて透過型の表示が行われる。 According to the liquid crystal display device 1 configured as described above, in FIG. 3, when the liquid crystal display device 1 is placed in a bright outdoor room or a bright indoor room, it is a reflective type using external light such as sunlight or indoor light. Is displayed. On the other hand, when the liquid crystal display device 1 is placed outside a dark room or in a dark room, transmissive display is performed using the illumination device 4 as a backlight.
反射型表示を行う場合、図5において、観察側Cの方向から素子基板6aを通して液晶パネル2内へ入射した外部光L0は、液晶層7を通過してカラーフィルタ基板6b内へ入った後、反射部Rにおいて反射膜17で反射して再び液晶層7へ供給される。他方、透過型表示を行う場合、図3の照明装置4のLED43が点灯し、それらの光が導光体42の光入射面42aから導光体42へ導かれ、さらに、光出射面42bから面状の光として出射する。この出射光は、図5の符号L1で示すように透過部Tにおいて開口34を通って液晶層7へ供給される。
In the case of performing the reflective display, in FIG. 5, the external light L0 incident on the
以上のようにして液晶層7へ光が供給される間、素子基板6a側のドット電極24aとカラーフィルタ基板6b側の線状電極24bとの間には、走査信号及びデータ信号によって特定される表示用ドット領域Dに所定の電圧が印加され、これにより、液晶層7内の液晶分子の配向が表示用ドット領域Dごとに制御され、この結果、液晶層7に供給された光が表示用ドット領域Dごとに変調される。この変調された光が、図3の観察側の偏光板9aを通過するか、通過しないかによって、観察側に文字、数字、図形等といった像が表示され、矢印C方向から視認できる。遮光膜19は、表示ドット領域Dの間から光が漏れることを防止するためのブラックマスクとして機能する。
While light is supplied to the
本実施形態の液晶表示装置1では、アモルファスITOにフォトエッチング処理を施すことにより、非線形抵抗素子であるTFD素子33の第2金属38及びそれにつながるドット電極24aの両方をITOによって所定の形状にパターニングした。アモルファスITOは弱い酸でも容易にエッチングできるので、形成された第2金属38及びドット電極24aは非常に寸法精度が高い。それゆえ、TFD素子33及びドット電極24aを用いて行われる表示の品質にバラツキが発生することを防止できる。
In the liquid crystal display device 1 of the present embodiment, by performing a photo-etching process on amorphous ITO, both the
また、本実施形態の液晶表示装置1では、銀系金属、銅系金属、又はAl−Ni−C合金等といった非常に抵抗値の低い材料によってライン配線31やその他種々の配線を形成するので、それ自体は抵抗値が高いITOを用いて第2金属及び電極を形成する場合でも、液晶表示装置の全体としての抵抗値を低く抑えることができ、それ故、液晶表示装置の画面の均一性と解像度が満足できる。
Further, in the liquid crystal display device 1 of the present embodiment, the
(電気光学装置の第2実施形態)
図2は、本発明に係る電気光学装置の他の実施形態の主要部である、非線形抵抗素子としてのTFD素子33の近傍の構造を示している。図2は先の実施形態における図1に対応した部分の構造である。
(Second embodiment of electro-optical device)
FIG. 2 shows a structure in the vicinity of a
図2におけるTFD素子33の構造は、図1に示した先の実施形態におけるTFD素子33の構造と同じである。すなわち、TFD素子33は、第1TFD要素33aと第2TFD要素33bとを直列に接続することによって形成されている。このTFD素子33は、例えば、次のようにして形成される。すなわち、まず、TaW(タンタル・タングステン)によってTFD素子33の第1金属36及びライン配線31の第1層31aを形成する。次に、陽極酸化処理によってTFD素子33の絶縁膜37及びライン配線31の第2層31bを形成する。
The structure of the
次に、a(アモルファス)−ITOを材料としてフォトエッチング処理によってTFD素子33の第2金属38、ライン配線31との接合部31c、及びドット電極24aを形成する。具体的には、まず、a−ITOをスパッタ等といった成膜手法によって一様な厚さに形成し、その後、エッチングによって第2金属38等を希望の形状にパターニングする。一般に、アモルファス構造でない通常のITOはエッチングがし難く、各要素の寸法を精度良く出すことが難しい。これに対し、a−ITOはエッチングがし易く、各要素の寸法を精度良く出すことができる。従って、本実施形態の複数の第2金属38及び複数のドット電極24aは、それらをITOによって形成したにもかかわらず、希望通りの寸法にバラツキなく形成される。このため、複数の画素間でバラツキのない表示を行うことができる。
Next, the
a−ITOによって第2金属38、ドット電極24a及びライン配線との接合部31cを形成した後、次に、銀系金属又は銅系金属によってライン配線31の第3層31dを形成する。この第3層31dの形成時、素子基板6a上に形成されるその他の配線も銀系金属等によって同時に形成することが望ましい。次に、素子基板6aの全体をホットプレート等といった加熱手段によってアニールする。このアニールにより、a−ITOがポリ化したITOに変化して、その内部構造が安定化する。また、同時に、ITOが透明になる。
After the
上記の銀系金属は、例えば、APC合金によって形成することができる。また、上記銅系金属は、例えば、HPC(すなわち、Cu−Mo)合金によって形成できる。Cu−Mo合金は、望ましくは、Mo濃度をCu濃度に対して1.2重量%程度に設定する。また、ライン配線31の第3層31dは、Al−Ni−C合金によって形成することもできる。ライン配線31の第3層31dをAPC合金、HPC合金、Al−Ni−C合金等によって形成すれば、それらの合金は抵抗値が低いので配線抵抗値を低く抑えることができる。
The silver-based metal can be formed from, for example, an APC alloy. Moreover, the said copper-type metal can be formed by HPC (namely, Cu-Mo) alloy, for example. In the Cu-Mo alloy, the Mo concentration is desirably set to about 1.2% by weight with respect to the Cu concentration. The
(変形例)
上記実施形態では、着色要素21及び反射膜17の両方を1つの基板であるカラーフィルタ基板6b内に設ける場合を例示したが、これに代えて、反射膜17を一方の基板に設け、着色要素21を他方の基板に設ける構成の液晶表示装置にも本発明を適用できる。
(Modification)
In the above embodiment, the case where both the
また、上記実施形態では、着色要素21と遮光膜19とを同じ基板上に形成したが、それらを異なる基板上に形成することもできる。
Moreover, in the said embodiment, although the
(電気光学装置の製造方法の第1実施形態)
以下、本発明に係る電気光学装置の製造方法の実施形態を図3に示した液晶表示装置1を製造する場合を例に挙げて説明する。図9は、液晶表示装置の製造方法の一例を工程図として示している。図9において、工程P1から工程P5が図5の素子基板6aを形成するための工程である。また、工程P11から工程P18が図5のカラーフィルタ基板6bを形成するための工程である。また、工程P21から工程P28がそれらの基板を組み合わせて液晶表示装置を完成させるための工程である。
(First Embodiment of Method for Manufacturing Electro-Optical Device)
Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing an electro-optical device according to the present invention will be described by taking as an example the case of manufacturing the liquid crystal display device 1 shown in FIG. FIG. 9 shows an example of a manufacturing method of a liquid crystal display device as a process diagram. In FIG. 9, steps P1 to P5 are steps for forming the
なお、本実施形態の製造方法では、図3に示す素子基板6a及びカラーフィルタ基板6bを1つずつ形成するのではなく、素子基板6aに関しては、複数の素子基板6aを形成できる大きさの面積を有する素子側マザー基材を用いて複数の素子基板6aを同時に形成する。また、カラーフィルタ基板6bに関しては、複数のカラーフィルタ基板6bを形成できる大きさの面積を有するカラーフィルタ側マザー基材を用いて複数のカラーフィルタ基板6bを同時に形成する。素子側マザー基材及びカラーフィルタ側マザー基材は、例えば、透光性ガラス、透光性プラスチック等によって形成される。
In the manufacturing method of the present embodiment, the
まず、図9の工程P1において、素子側マザー基材の表面に図1のTFD素子33を形成する。TFD素子33の第3金属38を形成するとき、ドット電極24aが同時に形成される。次に、工程P2において、図5の配向膜26aを塗布や印刷等によって形成し、さらに工程P3において、その配向膜26aに配向処理、例えばラビング処理を施す。次に、工程P4において、例えばエポキシ系の樹脂を材料として印刷等によって図3のシール材10を形成し、さらに、工程P5において、表面に図5のスペーサ32を分散する。以上により、素子側マザー基材の上に複数の素子基板6aが形成されて素子側マザー基板が形成される。
First, in step P1 of FIG. 9, the
次に、図9の工程P11において、カラーフィルタ側マザー基材の表面上に図5の樹脂層16の第1層16aを、例えば感光性レジスト材料を材料としてフォトリソグラフィ処理によって形成する。この処理の際に、ランダムに分散した多数の凹凸によって形成される凹凸パターンが第1層16aの表面に形成される。
Next, in step P11 of FIG. 9, the
その後、図5において、第1層16aの上に同じ材料の第2層16bを薄く塗布して、樹脂層16を形成する。第2層16bを積層するのは、凹部又は凸部の表面を滑らかにするためである。次に、図9の工程P12において、図5の反射膜17を、例えばAlやAl合金等を材料としてフォトリソグラフィ処理及びエッチング処理によって形成する。このとき、表示用ドット領域Dごとに開口34を形成することにより、光反射部Rと透光部Tを形成する。樹脂層16の表面には凹凸パターンが形成されているので、その上に積層された反射膜17にも同様の凹凸パターンが形成される。この凹凸パターンを有する反射層17に光が当って反射する場合には、その反射光は散乱光となる。
Thereafter, in FIG. 5, the
次に、工程P13において、図5の遮光膜19を、例えばクロムを材料としてフォトリソグラフィ処理及びエッチング処理によって所定のパターン(例えば、複数の表示用ドット領域Dの周りを埋めるような格子状パターン)に形成する。次に、工程P14において、図5の着色要素21を形成する。着色要素21については、R,G,Bの各色ごとに順々に形成する。例えば、各色の顔料や染料を感光性樹脂に分散させて成る着色材料をフォトリソグラフィ処理によって所定の配列に形成する。次に、工程P15において、図5のオーバーコート層23を、例えばアクリル樹脂、ポリイミド樹脂等といった感光性樹脂を材料としてフォトリソグラフィ処理によって形成する。
Next, in step P13, the light-shielding
次に、図9の工程P16において、図5の線状電極24bをITOを材料としてフォトリソグラフィ処理及びエッチング処理によって形成し、さらに工程P17において図5の配向膜26bを形成し、さらに工程P18において配向処理としてのラビング処理を行う。以上により、カラーフィルタ側マザー基材の上に複数のカラーフィルタ基板6bが形成されてカラーフィルタ側マザー基板が形成される。
Next, in step P16 in FIG. 9, the
その後、図9の工程P21において、素子側マザー基板とカラーフィルタ側マザー基板とを貼り合わせる。これにより、素子側マザー基板とカラーフィルタ側マザー基板とが個々の液晶表示装置の領域において図3のシール材10を挟んで貼り合わされた構造の大面積のパネル構造体が形成される。
Thereafter, in step P21 of FIG. 9, the element side mother substrate and the color filter side mother substrate are bonded together. Thus, a large-area panel structure having a structure in which the element-side mother substrate and the color filter-side mother substrate are bonded to each other with the
次に、以上のようにして形成された大面積のパネル構造体に含まれるシール材10を、工程P22において硬化させて両マザー基板を接着する。次に、工程P23において、パネル構造体を1次切断、すなわち1次ブレイクして、図3の液晶パネル2の複数が1列に並んだ状態で含まれる中面積のパネル構造体、いわゆる短冊状のパネル構造体を複数形成する。シール材10には予め適所に開口10a(図3参照)が形成されており、上記の1次ブレイクによって短冊状のパネル構造体が形成されると、そのシール材10の開口10aが外部に露出する。
Next, the sealing
次に、図9の工程P24において、上記のシール材の開口10aを通して各液晶パネル部分の内部へ液晶を注入し、その注入の完了後、その開口10aを樹脂によって封止する。次に、工程P25において、2回目の切断、すなわち2次ブレイクを行い、短冊状のパネル構造体から図3に示す個々の液晶パネル2を切り出す。
Next, in step P24 of FIG. 9, liquid crystal is injected into each liquid crystal panel portion through the
次に、図9の工程P26において、図3の駆動用IC3a,3b,3cを実装する。次に、図3の液晶パネル2に偏光板9a及び9bを貼着によって装着する。さらに工程P28において、図3の照明装置4を取り付ける。これにより、液晶表示装置1が完成する。
Next, in step P26 of FIG. 9, the driving
図10は、図9におけるTFD素子及び電極の形成工程P1の一実施形態を示している。この工程は、図1に示すTFD素子33、ライン配線31及びライン配線31以外の配線を製造するための工程である。このTFD素子の形成工程は、大きく分けて、下地層形成工程Q1、第1金属36を形成する工程Q2、絶縁膜37を形成する工程Q3、第2金属38と電極24aを形成する工程Q4、そしてライン配線31を形成する工程Q5から成っている。なお、図1では、下地層形成工程によって形成される下地層の図示は省略されている。
FIG. 10 shows an embodiment of the TFD element and electrode formation step P1 in FIG. This process is a process for manufacturing wiring other than the
より具体的に説明すれば、まず、工程P31において、Ta2O5をスパッタ処理によって成膜して下地層を形成する。次に、工程P32において、TaW(タンタル・タングステン)をスパッタ処理によって一様な厚さで成膜する。次に、工程P33において、フォトエッチング処理、すなわち、フォトリソグラフィ処理及びエッチング処理により、非パッド状の第1金属36を形成する。なお、レジスト剥離はH2SO4溶液を用いて行われる。
More specifically, first, in step P31, Ta 2 O 5 is formed by sputtering to form an underlayer. Next, in Step P32, TaW (tantalum / tungsten) is deposited by sputtering to a uniform thickness. Next, in step P33, the non-pad-shaped
非パッド状の第1金属36とは、島状でない連続した状態の第1金属36ということである。図1に示す第1金属36は個々のドット電極24aに対して1つずつ島状に独立している。このように島状に独立する状態を本明細書ではパッド状という。図10の第1金属形成工程Q2では、パッド状の第1金属36をいきなり形成するのではなく、複数の島状の第1金属36が互いに連続する状態の第1金属36が形成される。このとき、互いに連続して線状に延びる第1金属36が非パッド状の第1金属36ということである。
The non-pad-shaped
次に、工程P34において、クエン酸水溶液中で10Vの電圧で陽極酸化処理を行って、層厚約200Åの図1の絶縁膜37を形成する。次に、工程P35において、温度320℃で第1回目のアニール処理、すなわちアニールAを実行する。このアニールAは、絶縁膜37の膜質を整えるために行われる。次に、工程P36において、乾式エッチング処理により不要な部分の絶縁膜37及び第1金属36をエッチング後、H2SO4溶液で剥離して、パッド状の第1金属36及び絶縁膜37を形成する。
Next, in step P34, an anodizing process is performed in a citric acid aqueous solution at a voltage of 10 V to form the insulating
次に、図10の工程P37において、第2金属38及びドット電極24aの材料であるITOをスパッタ処理によって一様な厚さで成膜する。このときの成膜条件は次の通りである。
(1)Ar(アルゴン)流量:100sccm
(2)H2O流量 :0〜2sccm
(3)O2流量 :0〜1sccm
(4)トータル圧力 :0.8Pa
(5)成膜温度23℃(100℃以下)
(6)膜厚500Å
このとき、100℃以下の成膜温度、本実施形態での23℃、は通常のITOに対するスパッタ温度よりも低い温度であって、このような低温でのスパッタを行うとITOはa(アモルファス)−ITOの状態で膜となる。
Next, in process P37 of FIG. 10, the ITO which is the material of the
(1) Ar (argon) flow rate: 100 sccm
(2) H 2 O flow rate: 0 to 2 sccm
(3) O 2 flow rate: 0 to 1 sccm
(4) Total pressure: 0.8 Pa
(5)
(6) Film thickness 500mm
At this time, the film forming temperature of 100 ° C. or lower, 23 ° C. in the present embodiment, is lower than the sputtering temperature for normal ITO, and when sputtering is performed at such a low temperature, ITO becomes a (amorphous). -It becomes a film in the state of ITO.
次に、工程P38において、a−ITOに対してフォトリソグラフィ処理及びエッチング処理を施すことにより、a−ITOを、TFD素子33の第2金属38、ライン配線31の第1層31a、ドット電極24a、及び図1には示されていないその他の配線として所定の形状にパターニングする。ここで、エッチング処理は、エッチング液として蓚酸(COOH)2(例えば、関東化学製の商品名ITO―06N)を用い、40℃で40秒のエッチング時間で行った。蓚酸は弱い酸であるので、通常のITOをエッチングすることは難しいが、a−ITOをエッチングすることはできる。また、蓚酸を用いてa−ITOをエッチングすれば、a−ITOを非常に高い寸法精度でパターニングすることができる。従って、TFD素子33の素子面積をバラツキなく安定した寸法に形成でき、さらに、ドット電極24aの面積をバラツキなく安定した寸法に形成できる。このため、バラツキのない安定した表示を行うことができる。
Next, in step P38, the a-ITO is subjected to a photolithography process and an etching process, thereby converting the a-ITO into the
また、蓚酸を用いたウエットエッチングを採用したことにより、ドライエッチングを用いた場合に比べてマザー基板を大型にすることができ、液晶表示装置を量産することに関して好都合である。また、a−ITOの成膜条件及びエッチング条件を上記のように設定したことにより、TFD素子33の素子特性、すなわち保持特性及び書込み特性、の再現性を高くすることができ、しかもその素子特性の安定性を高く維持できる。
In addition, by employing wet etching using oxalic acid, the mother substrate can be made larger than when dry etching is used, which is advantageous for mass production of liquid crystal display devices. In addition, by setting the a-ITO film forming conditions and etching conditions as described above, it is possible to improve the reproducibility of the element characteristics of the
次に、図10の工程P39において、第2金属38の化学的構造を安定化させるために、第2回目のアニール処理であるアニールBを実行する。具体的には、250℃で60分のアニール処理を行う。このアニールBを行うことにより、a−ITOはポリITOに戻る。また、このアニールBにより、ITOの透明性が確保され、さらに、TFD素子の素子特性が改善される。また、アニールBにより、第2電極としてCrを用いた場合よりもTFD素子のOFF抵抗を高くでき、それ故、液晶表示装置の保持特性を向上でき、従って、高温時のコントラストを高くできる。
Next, in the process P39 of FIG. 10, in order to stabilize the chemical structure of the
次に、工程P40において、配線用金属、例えばAg(銀)系金属、例えばAPC合金(すなわち、Ag−Pd−Cu合金)をスパッタ処理によって一様な厚さで形成する。次に、その金属膜に対してフォトリソグラフィ処理及びエッチング処理を施して、図1のライン配線31の第2層31b及び図示しないその他の配線を所定の形状にパターニングする。第2層31bは、ITOによって形成された第1層31aの上に積層される。ITOはガラス等に対して密着性が良いので、第2層31bを形成する金属がガラス等に対して密着性の低い材料である場合には、第1層31aとしてITO層を介在させることが基材8aに対する密着性を確保する上で好都合である。
Next, in Step P40, a wiring metal, for example, an Ag (silver) -based metal, for example, an APC alloy (that is, an Ag—Pd—Cu alloy) is formed with a uniform thickness by a sputtering process. Next, the metal film is subjected to a photolithography process and an etching process to pattern the
以上のように本実施形態に係る液晶表示装置の製造方法においては、図1において第2金属38及びドット電極24aをパターニングする際、アモルファス状態のITOにフォトエッチング処理を施してパターニングを行った。アモルファスITOはエッチングによって寸法精度を出し易いので、TFD素子33の第2金属38及びそれにつながるドット電極24aの両方を高い寸法精度で形成できる。それゆえ、TFD素子33及びドット電極24aを用いて行われる表示の品質にバラツキが発生することを防止できる。
As described above, in the method of manufacturing the liquid crystal display device according to this embodiment, when the
また、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、銀系金属、銅系金属、又はAl−Ni−C合金等といった非常に抵抗値の低い材料によってライン配線31及びその他の配線を形成するので、それ自体は抵抗値が高いITOを用いて第2金属38及びドット電極24aを形成する場合でも、液晶表示装置の全体としての抵抗値を低く抑えることができ、それ故、液晶表示装置の画面の均一性と解像度が満足できる。
Moreover, according to the liquid crystal display device according to the present embodiment, the
(変形例)
上記の実施形態では、図10の配線金属スパッタ工程P40において、Ag系金属を成膜した。これに代えて、銅系金属、例えばHPC合金(すなわち、Cu−Mo合金)、例えばCuに対してMoを1.2重量%含む合金を成膜することができる。また、Ag系金属やCu系金属に代えて、Al−Ni−C合金を成膜することもできる。
(Modification)
In the above embodiment, the Ag-based metal is formed in the wiring metal sputtering step P40 of FIG. Instead, a copper-based metal, for example, an HPC alloy (that is, a Cu—Mo alloy), for example, an alloy containing 1.2% by weight of Mo with respect to Cu can be formed. Further, an Al—Ni—C alloy film can be formed instead of an Ag-based metal or a Cu-based metal.
(電気光学装置の製造方法の第2実施形態)
図11は、本発明に係る電気光学装置の製造方法の他の実施形態を示している。この実施形態が図10に示した先の実施形態と異なる点は、工程P41のアニールBの実行タイミングに改変を加えたことである。図10に示した先の実施形態では、図1や図2の第2金属38の化学的構造を安定化させるためのアニールBをa−ITOのフォトエッチングの後であって、配線の形成の前に行った。これに対し、本実施形態では、アニールB工程P41をa−ITOのフォトエッチング処理及び配線形成処理の両方の後に行うようにした。
(Second Embodiment of Manufacturing Method of Electro-Optical Device)
FIG. 11 shows another embodiment of a method for manufacturing an electro-optical device according to the present invention. This embodiment is different from the previous embodiment shown in FIG. 10 in that the execution timing of the annealing B in the process P41 is modified. In the previous embodiment shown in FIG. 10, annealing B for stabilizing the chemical structure of the
図10に示した実施形態の場合と同様に、この実施形態においても、銀系金属、銅系金属、Al−Ni−C合金等によって形成した配線の下にITOが設けられるので、ITOをそれらの配線金属のための密着改善層として使用することができる。また、電極と配線材料とを独立にすることで、工程の増加がなく、プロセスの自由度を高めることができる。 Similar to the embodiment shown in FIG. 10, in this embodiment, ITO is provided under the wiring formed of silver-based metal, copper-based metal, Al—Ni—C alloy or the like. It can be used as an adhesion improving layer for other wiring metals. Further, by making the electrode and the wiring material independent, there is no increase in the number of steps and the degree of freedom of the process can be increased.
(電子機器の実施形態)
以下、本発明に係る電子機器を実施形態を挙げて説明する。なお、この実施形態は本発明の一例を示すものであり、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
(Embodiment of electronic device)
Hereinafter, an electronic device according to the present invention will be described with reference to embodiments. In addition, this embodiment shows an example of this invention and this invention is not limited to this embodiment.
図12は、本発明に係る電子機器の一実施形態を示している。ここに示す電子機器は、表示情報出力源101、表示情報処理回路102、電源回路103、タイミングジェネレータ104及び液晶表示装置105によって構成される。そして、液晶表示装置105は液晶パネル107及び駆動回路106を有する。
FIG. 12 shows an embodiment of an electronic apparatus according to the invention. The electronic apparatus shown here includes a display
表示情報出力源101は、RAM(Random Access Memory)等といったメモリや、各種ディスク等といったストレージユニットや、ディジタル画像信号を同調出力する同調回路等を備え、タイミングジェネレータ104により生成される各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等といった表示情報を表示情報処理回路102に供給する。
The display
次に、表示情報処理回路102は、増幅・反転回路や、ローテーション回路や、ガンマ補正回路や、クランプ回路等といった周知の回路を多数備え、入力した表示情報の処理を実行して、画像信号をクロック信号CLKと共に駆動回路106へ供給する。ここで、駆動回路106は、走査線駆動回路やデータ線駆動回路と共に、検査回路等を総称したものである。また、電源回路103は、上記の各構成要素に所定の電源電圧を供給する。
Next, the display
液晶表示装置105は、例えば、図3に示した液晶表示装置1と同様に構成できる。液晶表示装置1においては、a−ITOをフォトエッチング処理し、さらにアニール処理することによってTFD素子の第2金属及びドット電極を形成したので、素子特性に優れたTFD素子及び透明性が確保されたドット電極が得られ、それ故、本電子機器においてその液晶表示装置を用いることにより、電子機器の表示部に見易い表示を行うことができる。
The liquid
図13は、本発明に係る電子機器の他の実施形態である携帯電話機を示している。ここに示す携帯電話機120は、ヒンジ122を中心として折り畳み可能な第1ボディ121aと第2ボディ121bとを有する。そして、第1ボディ121aには、液晶表示装置123と、受話口124と、アンテナ126とが設けられる。また、第2ボディ121bには、複数の操作ボタン127と、送話口128とが設けられる。液晶表示装置123を、図3に示した液晶表示装置1によって構成すれば、環境汚染の心配のない携帯電話機を構成できる。
FIG. 13 shows a mobile phone which is another embodiment of the electronic apparatus according to the invention. The
図14は、本発明に係る電子機器のさらに他の実施形態であるPDA(Personal Digital Assistant:パーソナル・デジタル・アシスタント:携帯型情報端末装置)を示している。ここに示すPDA150は、接触方式、いわゆるタッチパネル方式の入力装置151をその正面パネル上に有する。この入力装置151は透明であり、その下には表示部としての液晶表示装置152が配置されている。
FIG. 14 shows a PDA (Personal Digital Assistant: portable information terminal device) which is still another embodiment of the electronic apparatus according to the present invention. The
使用者は、付属のペン型入力具153を入力装置151の入力面に接触させることにより、液晶表示装置152に表示されたボタン、その他の表示を選択したり、文字、図形等を描いたりして、必要な情報を入力する。この入力情報に対してPDA150内のコンピュータによって所定の演算が行われ、その演算の結果が液晶表示装置152に表示される。液晶表示装置152として図3に示した液晶表示装置1を用いれば、環境汚染の心配のないPDAを構成できる。
The user touches the input surface of the
(変形例)
なお、電子機器としては、以上に説明した携帯電話機や、PDAの他にも、パーソナルコンピュータ、液晶テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、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、テレビ電話機、POS端末器等が挙げられる。
(Modification)
In addition to the mobile phone and PDA described above, the electronic device includes a personal computer, a liquid crystal television, a viewfinder type or a monitor direct view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, an electronic notebook, a calculator, A word processor, a workstation, a video phone, a POS terminal, etc. are mentioned.
本発明に係る電気光学装置は、携帯電話機、携帯情報端末機、その他の電子機器で各種の表示を行う際に表示用の機器として好適に用いられる。また、本発明に係る電気光学装置の製造方法は、ITOによって形成される部品を有する電気光学装置を製造する際に好適に用いられる。また、本発明に係る電子機器は携帯電話機、携帯情報端末機等といった民生機器や、計測器その他の工業用機器等として用いられる。 The electro-optical device according to the present invention is suitably used as a display device when performing various displays on a mobile phone, a portable information terminal, and other electronic devices. In addition, the method for manufacturing an electro-optical device according to the present invention is preferably used when manufacturing an electro-optical device having components formed of ITO. The electronic device according to the present invention is used as a consumer device such as a mobile phone or a portable information terminal, a measuring instrument or other industrial device.
1.液晶表示装置(電気光学装置)、 2.液晶パネル、 3a,3b,3c.駆動用IC、 4.照明装置、 6a.素子基板、 6b.カラーフィルタ基板、
7.液晶層、 8a,8b.基材、 9a,9b.偏光板、 10.シール材、
10a.開口、 16.樹脂層、 17.反射膜、 19.遮光膜、 21.着色要素、
22.カラーフィルタ、 23.オーバーコート層、 24a.ドット電極、
24b.線状電極、 26a,26b.配向膜、 27.凹部、 31.ライン配線、
32.スペーサ、 33.TFD素子(非線形抵抗素子)、 34.開口、
36.第1金属、 37.絶縁膜、 38.第2金属、 41.張出し部、
42.導光体、 43.LED、 47.走査線、 48.データ線、
51.走査線駆動回路、 52.データ線駆動回路、 105.液晶表示装置、
120.携帯電話機(電子機器)、 123.液晶表示装置、
150.PDA(電子機器)、 152.液晶表示装置、 D.表示用ドット領域、
G.セルギャップ、 L0.外部光、 L1.透過光、 R.反射部、 T.透過部
1. 1. liquid crystal display device (electro-optical device), Liquid crystal panels, 3a, 3b, 3c. Driving IC, 4. Lighting device, 6a. Element substrate, 6b. Color filter substrate,
7). Liquid crystal layer, 8a, 8b. Base material, 9a, 9b. Polarizing plate, 10. Sealing material,
10a. Opening, 16. Resin layer, 17. Reflective film, 19. 20. light shielding film; Coloring elements,
22. Color filter, 23. Overcoat layer, 24a. Dot electrode,
24b. Linear electrodes, 26a, 26b. Alignment film, 27. Recess, 31. Line wiring,
32. Spacers, 33. TFD element (nonlinear resistance element), 34. Opening,
36. First metal, 37. Insulating film, 38. Second metal, 41. Overhang,
42. Light guide, 43. LED, 47. Scanning line, 48. Data line,
51. 52. a scanning line driving circuit; Data line driving circuit, 105. Liquid crystal display,
120. Mobile phone (electronic device), 123. Liquid crystal display,
150. 152. PDA (electronic device) A liquid crystal display device; Dot area for display,
G. Cell gap, L0. External light, L1. Transmitted light; Reflector, T. Transmission part
Claims (10)
該基板上に設けられていて該基板側から第1金属−絶縁膜−第2金属の積層構造を有する非線形抵抗素子と、
該非線形抵抗素子の前記第2金属に接続するように前記基板上に設けられたドット電極と、
前記基板上に設けられた配線とを有し、
前記第2金属及び前記ドット電極はアモルファスITOをアニール処理によってポリ化したITOによって形成され、
前記配線は銀系金属又は銅系金属によって形成される
ことを特徴とする電気光学装置。 A substrate,
A non-linear resistance element provided on the substrate and having a laminated structure of a first metal-insulating film-second metal from the substrate side;
A dot electrode provided on the substrate so as to be connected to the second metal of the nonlinear resistance element;
Wiring provided on the substrate,
The second metal and the dot electrode are formed of ITO obtained by polycrystallizing amorphous ITO by annealing,
The electro-optical device is characterized in that the wiring is made of silver-based metal or copper-based metal.
該基板上に設けられていて該基板側から第1金属−絶縁膜−第2金属の積層構造を有する非線形抵抗素子と、
該非線形抵抗素子の前記第2金属に接続するように前記基板上に設けられたドット電極と、
前記基板上に設けられた配線とを有し、
前記第2金属及び前記ドット電極はアモルファスITOをアニール処理によってポリ化したITOによって形成され、
前記配線はAl−Ni−C合金によって形成される
ことを特徴とする電気光学装置。 A substrate,
A non-linear resistance element provided on the substrate and having a laminated structure of a first metal-insulating film-second metal from the substrate side;
A dot electrode provided on the substrate so as to be connected to the second metal of the nonlinear resistance element;
Wiring provided on the substrate,
The second metal and the dot electrode are formed of ITO obtained by polycrystallizing amorphous ITO by annealing,
The electro-optical device, wherein the wiring is formed of an Al-Ni-C alloy.
前記第1金属上に非線形抵抗素子の絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に非線形抵抗素子の第2金属を形成する工程とを有し、
前記第2金属を形成する工程は、
アモルファスITOを平面的に形成する工程と、
該アモルファスITOをフォトエッチングによって前記第2金属の形状にパターニングする工程と、
該アモルファスITOをアニールしてポリITOに変化させる工程とを有する
ことを特徴とする電気光学装置の製造方法。 Forming a first metal of a non-linear resistance element on a substrate;
Forming an insulating film of a non-linear resistance element on the first metal;
Forming a second metal of a non-linear resistance element on the insulating film,
Forming the second metal comprises:
Forming amorphous ITO planarly;
Patterning the amorphous ITO into the shape of the second metal by photoetching;
And a step of annealing the amorphous ITO to change it to poly-ITO.
ことを特徴とする電気光学装置の製造方法。 6. The electro-optical device manufacturing method according to claim 5, further comprising a step of forming a wiring on the base material, wherein the wiring is formed of a silver-based metal or a copper-based metal. Production method.
ことを特徴とする電気光学装置の製造方法。 6. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 5, further comprising a step of forming a wiring on the base material, wherein the wiring is formed of an Al-Ni-C alloy. Method.
An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to claim 1.
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JP2009169419A (en) * | 2008-01-14 | 2009-07-30 | Sysview Technology Inc | Color-based microdevice of liquid crystal on silicon (lcos) microdisplay |
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2004
- 2004-01-15 JP JP2004007987A patent/JP2005202123A/en not_active Withdrawn
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