JP3617458B2 - 表示装置用基板、液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置に用いられる表示装置用基板、該表示装置用基板を用いた液晶装置及び該液晶装置を用いた電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、単純マトリクス型の液晶装置は、複数の並行する表示用電極とそれぞれの表示用電極に導電接続されて電圧を印加するための配線とが基板上に形成されて成る２枚のパネル基板を、それぞれの基板上の表示用電極が互いに格子状を成して対向するように配置して形成される。
【０００３】
また、個々の画素に付属させて薄膜ダイオード（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ：ＴＦＤ）を形成する構造のアクティブマトリクス型液晶装置は、一対の基板である素子基板及び対向基板を互いに対向させて配置することによって形成される。この場合、上記素子基板上には、ＴＦＤと、このＴＦＤに接続される配線と、表示用電極としての画素電極とが形成される。また、上記対向基板上には、複数の並行する表示用電極と、それぞれの表示用電極に導電接続されて電圧を印加するための配線とが形成される。これらの素子基板及び対向基板は、素子基板上の画素電極と対向基板上の表示用電極とが重なるように対向して配置される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の液晶装置においては、表示の高精細化や、表示領域以外の領域を極力小さくするという、いわゆる狭額縁化に伴って、表示用電極に連続する配線が特に微細化する傾向がある。最近では、このように配線が微細化することに伴った、配線の抵抗が増加し、駆動回路から印加された電圧の配線における電圧降下が無視できないものとなってきている。
【０００５】
また、単純マトリクス型の液晶装置においては、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶を用いることが多いが、このような液晶装置における表示は、微妙な駆動電圧の変化によって特に影響を受けやすい。また、配線は、表示用電極に導電接続されて連続的に形成されており、通常は、表示用電極に用いられる透明導電膜例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜から成り、表示用電極と同時に形成される。その結果、表示用電極と配線とは、通常、ほぼ等しい膜厚の透明導電膜となる。
【０００６】
ところで、配線は、上述したように微細化により線幅が細くなって来ているが、その配線の経路における抵抗を小さくするために、透明導電膜の膜厚を厚くすることが考えられる。しかしながら、配線の膜厚を厚くするには、膜形成に要する時間が増加してしまう。また、配線の膜厚を増加させると、同時に形成される表示用電極の膜厚も厚くなってしまうため、表示用電極の光透過率が低下してしまう。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、表示装置用基板において、配線における電気抵抗を低下させること、表示用電極の光透過率を増加させること、そして表示用電極及び配線の形成に要する時間を短縮することのうちの少なくとも１つを達成することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、複数の表示用電極と、前記複数の表示用電極から延びる複数の配線と、を備える表示装置用基板において、前記表示用電極は、透明な導電層から成る透明導電層と、前記透明導電層の上に設けられ、前記透明導電層より低抵抗の金属から成る金属層との積層構造を有し、前記配線は、前記表示用電極の透明な導電層と同一層から成る透明導電層と、前記表示用電極の金属層と同一層の金属層との積層構造を有し、前記表示用電極及び前記配線の前記透明導電層の全領域にわたって連続して前記金属層が設けられ、そのうち前記表示用電極の前記金属層には、周囲が前記金属層によって囲まれた複数の開口部が設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の表示装置用基板において、前記開口部が、前記表示用電極の幅方向に複数列設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の表示装置用基板において、前記金属層は、アルミニウム、銅、銀、又は金で形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶装置であって、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置用基板を、前記一対の基板の少なくとも一方に用いてなることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、電子機器において、請求項４に記載の液晶装置を備えることを特徴とするものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら、さらに具体的に説明する。
【００３４】
（第１実施形態）
図１は、本発明に係る表示装置としての液晶装置１０を模式的に示す分解斜視図である。また、図２は、図１に示す液晶装置１０の断面構造を模式的に示す断面図である。これらの図に示すように、液晶装置１０は、表示パネルとしての液晶パネル１４と、液晶パネル１４の背面側に配置される導光板４４を有するバックライトユニット４０とを有る。また、液晶装置１０は、液晶パネル１４とバックライトユニット４０とを保護して所定の位置関係に保つ枠部材（図示せず）を有する。
【００３５】
図２において、液晶パネル１４は、第１パネル基板２０と第２パネル基板３０とを互いに対向して配置させることによって形成されており、それらのパネル基板はそれらの間に分布させたスペーサ（図示せず）等によって互いに所定間隔離れて対向する。第１パネル基板２０は、ガラス、合成樹脂等といった透明材料から成る基板２１の片面上にストライプ状の表示用電極２２を形成して成る表示面側の表示装置用基板として作用する。
【００３６】
また、第２パネル基板３０は、ガラス、合成樹脂等といった透明材料から成る基板３１の片面上にストライプ状の表示用電極３２を形成して成る表示装置用基板として作用する。第１パネル基板２０の表示用電極２２と第２パネル基板３０の表示用電極３２とは互いに格子状を成すように対向して、いわゆる単純マトリクス方の液晶パネルを構成している。
【００３７】
これら一対のパネル基板２０及び３０の周縁にはシール材１９が図２の矢印Ａ方向から見てほぼ矩形状に配置され、２つのパネル基板２０及び３０がこのシール材１９によって貼り合わされる。シール材１９の内部には粒子状の上下導通材２６が混入され、第２パネル基板３０上の配線３６が、この導通材２６を介して、第１パネル基板２０上の表示用電極２２に連続する配線２４が導電接続される。これにより、端子３９から入力した電圧を表示用電極２２に印加することができる。
【００３８】
シール材１９によって囲まれた第１パネル基板２０及び第２パネル基板３０の間の間隙にはシール材１９の一部に設けられた液晶注入口（図示せず）を通して液晶、例えばＳＴＮ型の液晶１８が充填される。この液晶注入口は、液晶注入の処理後に封止材（図示せず）によって封止される。
【００３９】
第１パネル基板２０の外側には第１偏光板１６が配置され、第２パネル基板３０の外側には第２偏光板１７が配置される。また、第１偏光板１６と第１パネル基板２０との間には位相差板１２が配置される。この位相差板１２は、第２偏光板１７と第２パネル基板３０との間に配置したり、あるいは、第１パネル基板２０及び第２パネル基板３０の両方に配置したりしても構わない。
【００４０】
また、液晶パネル１４は、第２パネル基板３０が第１パネル基板２０より張り出した張り出し領域３８に複数の端子３９を備えている。各端子３９には図１に示した配線基板６４、例えば可撓性基板の対応する端子が接続される。配線基板６４には液晶パネル１４の表示用電極２２，３２（図２参照）をそれぞれ駆動する駆動用ＩＣ（図示せず）が実装され、この駆動用ＩＣの出力端子に接続された配線基板６４の端子と、第２パネル基板３０に形成された端子３９とが接続されて各表示用電極２２，３２に駆動電圧が印加される。
【００４１】
この液晶パネル１４においては、第１パネル基板２０に形成された複数の表示用電極２２と、第２パネル基板３０の表示用電極３２とのそれぞれに供給される信号の差電圧が液晶１８に印加されて、液晶分子の配向が制御され、表示がオン状態あるいはオフ状態とされる。
【００４２】
なお、第１パネル基板２０又は第２パネル基板３０に駆動用ＩＣの実装領域を設けて、駆動用ＩＣを第１パネル基板２０又は第２パネル基板３０にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）実装し、可撓性基板を介してパネル基板上の駆動用ＩＣに信号や電圧を供給するようにしても構わない。
【００４３】
また、図２においては、一対のパネル基板２０，３０の間を広く離して描いてあるが、これは図示を明確化するためであり、実際には、一対のパネル基板２０，３０は数μｍから十数μｍの狭いギャップを隔てて対向する。また、第１偏光板１６及び位相差板１２が第１パネル基板２０から離して描かれ、第２偏光板１７が第２パネル基板３０から離して描かれているが、実際には、位相差板１２は第１パネル基板２０にほぼ接する状態であり、第２偏光板１７は第２パネル基板３０にほぼ接する状態であり、さらに、第１偏光板１６は位相差板１２にほぼ接する状態となっている。さらに、ストライプ状の表示用電極２２，３２は数本しか描かれていないが、実際にはマトリクス表示の分解能に対応して、それぞれ多数のストライプ状電極として設けられる。
【００４４】
図１において、バックライトユニット４０は、光源としての蛍光管５０、導光板４４、光拡散板であるレンズシート４２、バックライト固定枠５６及びリフレクタ６０を有する。蛍光管５０には接続部５１を介してインバータ（図示せず）の出力端子が接続され、このインバータによって蛍光管５０に所定電圧が印加される。
【００４５】
導光板４４は例えば透明な合成樹脂によって構成され、その端面４５にほぼ接する状態で光源としての蛍光管５０が配置される。蛍光管５０からの光は端面４５から導光板４４へ入ってその内部を伝播し、液晶パネル１４に対面する光出射面から出射してその液晶パネル１４の表示領域の全域を照明する。導光板４４は、液晶パネル１４の基板張り出し領域３８を除く、液晶パネル１４の平面形状にほぼ対応した平面形状を有する。
【００４６】
導光板４４は、蛍光管５０の側において厚さが厚いくさび状の断面形状に形成されている。導光板４４がこのような形状を備えることにより、導光板４４から液晶パネル１４に向けて放射される光の光量は蛍光管５０の付近と蛍光管５０から離れた位置とで均一化される。
【００４７】
レンズシート４２は、導光板４４の前面側に配置され、導光板４４から出射された光を拡散することによって均一な光を液晶パネル１４の表示領域の全域に照射する。そして、リフレクタ６０は、蛍光管５０の周囲を導光板４４の側を除いて覆い、蛍光管５０からの光を導光板４４へ向けて反射する。なお、図１においては、蛍光管５０がリフレクタ６０の外に出ているように図示されているが、実際は、蛍光管５０はリフレクタ６０の内部に納められるように組み立てられる。バックライトユニット４０の蛍光管５０には、図示しないインバータによって電力が供給される。具体的には、このインバータは、例えば、入力された５Ｖの直流電圧を２５０Ｖ、１００ｋＨｚの交流電圧として出力して蛍光管５０に供給する。なお、蛍光管５０に代えてＬＥＤを光源として用い、導光板４４の側面にＬＥＤを配置するように構成しても構わない。
【００４８】
バックライト固定枠５６は、底面部５７を備え、バックライトユニット４０を背面側から固定する。また、バックライト固定枠５６は、底面部５７から立てて設けられた複数の位置決め部５８を有する。これらの位置決め部５８は、導光板４４の対応する端面４６，４７の形状に合わせた形状を持ち、しかも導光板４４の端面４６，４７に当接するように形成されており、それによって導光板４４を底面部５７とほぼ平行な面内の所定位置に位置決めする。
【００４９】
また、複数の位置決め部５８は、導光板４４の端面のうち蛍光管５０が配置されていない端面４６，４７をそれぞれほぼ密着して覆う平面状に形成されている。そして、それらの位置決め部５８及び底面部５７の導光板４４に面する側は、十分な光反射率を備えて形成されているため、蛍光管５０からの光を高い効率で利用することができる。なお、バックライト固定枠５６には、前述したリフレクタ６０が一体になるように形成されている。
【００５０】
図３は、第１パネル基板２０を前面側から見た状態を模式的に示す平面図であり、表示用電極２２等を透視した状態として示している。また、図４は、第２パネル基板３０を前面側から見た状態を模式的に示す平面図である。図１に示す液晶パネル１４を表示面側から見た状態では、図３に示した第１パネル基板２０の背面側に図４に示した第２パネル基板３０が重ね合わされ、それらの基板の位置関係は、第２パネル基板３０の張り出し領域３８が第１パネル基板２０の外側へ張り出すように設定される。なお、図２に示した液晶パネルの模式的な断面構造は、図３及び図４に示したＳ−Ｓ線に従った断面構造である。
【００５１】
図３において、第１パネル基板２０は、基板２１上に所定パターンとして形成された表示用電極２２と、各表示用電極２２から延びる配線２４とを有する。この表示用電極２２は、走査電極又は信号電極の一方として機能する。また、配線２４の端部は、上下導通材２６（図２参照）が接続されるための端子であるパッド２５として形成されている。
【００５２】
図４において、第２パネル基板３０は表示用電極３２、配線３４及び配線３６を有する。複数の表示用電極３２は、基板３１上に所定のパターンとして並行して形成されている。この表示用電極３２は、走査電極及び信号電極の他方として機能する。配線３４は、各表示用電極３２から続いており、基板３１の周縁部に沿って引き回されて、その一端が第２パネル基板３０の張り出し領域３８まで延びて端子３９となっている。張り出し領域３８は平面視において、対向する第１パネル基板２０からはみ出す領域となっている。
【００５３】
配線３６の一方の端部３７は上下導通材２６に接続するための接続端子であるパッドとして形成され、第１パネル基板２０上に形成された配線２４の端部の接続端子であるパッド２５と上記のパッド３７が上下導通材２６を介して互いに導電接続される。この上下導通材２６は図２に示すようにシール材１９に混入された導電性粒子である。また、配線３６の他方の端部も張り出し領域３８まで延びて入力端子３９を形成している。
【００５４】
各端子３９は配線３４，３６の一部として形成されており、対応する表示用電極２２，３２に導通する。なお、第１パネル基板２０の表示用電極２２は、第１パネル基板２０に形成された配線２４と、上下導通材２６と、第２パネル基板３０に形成された配線３６とを介して対応する入力端子３９に接続されている。
【００５５】
図３において、表示用電極２２等が形成された基板２１の表面には、表示用電極２２等を覆って例えばポリイミドから成る配向膜（図示せず）が塗布され、さらにその配向膜が所定角度にラビング処理される。また、図４において、表示用電極３２等が形成された基板３１の表面には、表示用電極３２等を覆って例えばポリイミドから成る配向膜（図示せず）が塗布され、さらにその配向膜が所定角度にラビング処理される。
【００５６】
図５は、第２パネル基板３０における一本の表示用電極３２と、その表示用電極３２から連続する配線３４とを拡大して模式的に平面図として示している。また、図６（Ａ）は図５のＦ−Ｆ線に従って配線３４の断面構造を模式的に示し、図６（Ｂ）は図５のＧ−Ｇ線に従って表示用電極３２の断面構造を模式的に示している。
【００５７】
図５において、表示用電極３２及び配線３４に斜線を施した領域７２は、その表面がアルミニウム等といった低抵抗な金属から成る金属層であることを示している。表示用電極３２において斜線が施されていない領域７０は、その表面がＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等といった透明導電膜から成る透明導電層であることを示している。
【００５８】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）からも明らかなように、配線３４及び表示用電極３２は、ＩＴＯから成る透明導電層７０と、この透明導電層７０よりも低抵抗な金属層７２との積層によって形成されている。なお、表示用電極３２においては、透明導電層７０は表示用電極３２の全幅にわたって形成されているが、金属層７２は透明導電層７０の幅方向の一方の縁部上に透明導電層７０の幅に比べて遥かに狭い幅で形成されている。
【００５９】
一方、配線３４においては、透明導電層７０及び金属層７２のいずれも配線３４の全幅にわたっており、互いにほぼ同一幅で形成されている。これにより、一般的には表示用電極３２に比べて遥かに細い幅に形成される配線３４の電気抵抗を十分に小さくすることができる。なお、図示はしないが、第２パネル基板３０に形成される他の配線３６も、図６（Ａ）に示す配線３４と同様な構造、すなわち透明導電層７０と金属層７２とがほぼ同一幅で積層された構造にすることができる。
【００６０】
また、図４に示す第２パネル基板３０に対向する図３に示す第１パネル基板２０に形成される配線２４及び表示用電極２２も、図５及び図６に示す配線３４及び表示用電極３２と同様に、ＩＴＯ等から成る透明導電層７０とアルミニウム等から成る金属層７２との積層構造とすることができる。
【００６１】
以上のように、本実施形態の第１パネル基板２０及び第２パネル基板３０、すなわち表示装置用基板においては、図３における配線２４及び図４における配線３４及び配線３６が、透明導電層７０と金属層７２との積層構造を有するため、それらの配線２４，３４，３６を透明導電層７０のみによって形成する場合に比べ、それらの配線２４，３４，３６の電気抵抗を低下させることができる。従って、本実施形態に係るパネル基板２０，３０を用いた液晶装置１０は、配線２４，３４，３６における電圧降下のために表示品質が低下する可能性が低い。
【００６２】
さらに、表示用電極２２，２３の電気抵抗を小さくするために透明導電層７０の膜厚を厚くする必要がないため、表示用電極２２，３２の光透過率を高くすることができる。なお、表示用電極２２，３２においては、透明導電層７０は表示用電極２２等の全幅にわたって形成されているが、金属層７２は透明導電層７０の幅に比べて遥かに狭い幅で形成されているため、金属層７２の存在によって表示の明るさを殆ど低下させることなく、表示用電極２２，３２の電気抵抗を低下させることができる。
【００６３】
なお、図３の第１パネル基板２０については、配線２４の長さが短いので配線２４及び表示用電極２２はＩＴＯによる透明導電層７０のみで形成しても良い。また、図４の配線３６についても、その長さが短いので、ＩＴＯによる透明導電層７０のみで形成するようにしても良い。
【００６４】
ところで、図３において、表示用電極２２を構成する透明導電層７０は配線２４を構成する透明導電層７０と同時に形成されることが多い。また、図４において、表示用電極３２を構成する透明導電層７０は配線３４及び配線３６を構成する透明導電層７０と同時に形成されることが多い。本実施形態では、配線２４，３４，３６が透明導電層７０と金属層７２との２層構造となっているため、配線２４，３４，３６の電気抵抗を小さくするために透明導電層７０の膜厚を厚くする必要がなく、従って、配線２４の透明導電層７０と同時に形成される表示用電極２２の透明導電層７０や、配線３４及び配線３６の透明導電層７０と同時に形成される表示用電極３２が必要以上に厚くなることがない。それ故、透明導電層７０を厚くすることのみによって配線２４，３４，３６の電気抵抗を小さくする場合に比べて、図３の表示用電極２２及び図４の表示用電極３２の光透過率を高くすることができる。
【００６５】
さらに、本実施形態の液晶装置用基板では、透明導電層７０を厚くすることのみによって図３の配線２４及び図４の配線３４，３６の電気抵抗を小さくする場合に比べ、図３の表示用電極２２及び配線２４に用いられている透明導電層７０の厚さを薄くでき、さらに図４の表示用電極３２及び配線３４，３６の透明導電層７０の厚さを薄くできる。このため、パネル基板２０，３０の形成に要する時間を短縮することができる。
【００６６】
以下、図３に示す第１パネル基板２０及び図４に示す第２パネル基板３０の製造方法を実施形態を挙げて説明する。
【００６７】
第１パネル基板２０及び第２パネル基板３０において透明導電層と金属層とを積層して成る表示用電極及び配線は、透明導電層形成工程と、金属層積層工程と、第１フォトレジスト膜形成工程と、第１エッチング工程と、第２フォトレジスト膜形成工程と、第２エッチング工程といった各種工程を含んで製造される。
【００６８】
なお、第２パネル基板３０に対する製造工程を説明する模式的な断面図である図７（Ａ）〜図７（Ｅ）においては、図７（Ａ）が透明導電層形成工程及び金属層積層工程を示し、図７（Ｂ）が第１フォトレジスト膜形成工程を示し、図７（Ｃ）が第１エッチング工程を示し、図７（Ｄ）が第２フォトレジスト膜形成工程を示し、図７（Ｅ）が第２エッチング工程を示している。また、図７（Ａ）〜図７（Ｅ）では、左側に表示用電極３２の製造工程を示し、右側に配線３４の製造工程を示している。また、表示用電極３２及び配線３４の、それぞれ１本ずつのみの製造工程を示しているが、実際には多数が同時に形成される。
【００６９】
まず、図７（Ａ）に示す透明導電層形成工程において、例えば、ガラス等の透明材料から成る透明な基板３１上にスパッタリング等によって、例えばＩＴＯから成る透明導電層７０を形成する。次に、同じく図７（Ａ）に示す金属層積層工程において、透明導電層７０上に、例えばアルミニウムから成る金属層７２を積層する。
【００７０】
そして、図７（Ｂ）に示す第１フォトレジスト膜形成工程において、フォトレジスト膜を塗布し、露光し、さらに現像して、表示用電極３２及び配線３４のパターンに対応する所定パターンの第１フォトレジスト膜７４を形成する。
【００７１】
次に、図７（Ｃ）に示す第１エッチング工程おいて、第１フォトレジスト膜７４を用いて、透明導電層７０及び金属層７２を同時にエッチングして、それらを表示用電極３２及び配線用電極３４の平面視における形状にパターニングする。そして、図７（Ｄ）に示す第２フォトレジスト膜形成工程において、表示用電極３２が形成される領域に、金属層７２の上に残った第１フォトレジスト膜７４に対して再び露光及び現像を行って、透明導電層７０が形成される領域のフォトレジスト膜を取り除いた所定パターンの第２フォトレジスト膜７６を形成する。なお、第２フォトレジスト膜７６において、配線３４が形成される領域においては、フォトレジスト膜はそのまま残されている。
【００７２】
次に、図７（Ｅ）に示す第２エッチング工程において、第２フォトレジスト７６を用いて表示用電極３２に対応する領域における金属層７２の一部のみをエッチングしてパターニングする。このエッチングは、第１エッチング工程とは異なるエッチングレートで行われ、透明導電層７０を殆どエッチングすることなく、金属層７２の一部をエッチングする。
【００７３】
最後に、第２フォトレジスト膜７６を、例えばアッシングによって除去することにより、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示した配線３４及び表示用電極３２が形成される。
【００７４】
以上の説明のように、本実施形態に係るパネル基板の製造方法によれば、図７（Ｃ）に示す第１エッチング工程に用いた所定パターンの第１フォトレジスト膜７４を再び露光及び現像することによって形成した第２フォトレジスト膜７６を用いて、図７（Ｄ）に示す第２エッチング工程によって表示用電極３２となる部分の金属層７２を一部残してエッチングした後、第２フォトレジスト膜７６を除去することによって、透明導電層７０と幅の細い金属層７２とを備えた表示用電極３２を形成できる。
【００７５】
このような工程によれば、フォトレジスト膜の塗布及び除去は１回ずつ実施するのみで、幅の細い金属層７２を備えた表示用電極３２を形成することができる。これは、透明導電層７０及び金属層７２を別々にパターニングする場合にはフォトレジスト膜の塗布とフォトレジスト膜の除去がそれぞれ２回必要となることに比べると、大幅な工程数の削減となる。
【００７６】
また、本実施形態に係るパネル基板の製造方法によれば、透明導電層７０と金属層７２とを積層し、それらを１回のエッチングによってパターニングして配線３４を形成できる。
【００７７】
なお、上記においては、第２パネル基板３０の表示用電極３２及び配線３４を例に挙げて本発明に係るパネル基板の製造方法を説明したが、配線３６についても配線３４と同一工程で透明導電層と金属層との積層構造から成る配線を形成することができる。また、図３に示す第１パネル基板２０の表示用電極２２及び配線２４についても、表示用電極及び配線のパターン形状は異なるものの、第２パネル基板３０と同様な製造方法で形成することができる。
【００７８】
また、本実施形態においては、図６（Ｂ）に示すように表示用電極３２を構成する透明導電層７０上の金属層７２は透明導電層７０の幅方向の一方の縁部上のみに配置されている。
【００７９】
この第２パネル基板８０においては、表示用電極８２がその全領域にわたって透明導電層７０と金属層７２との２層構造とされ、開口部としての複数のスリット８４が金属層７２に分布して設けられる。そして、金属層７２の材料として高反射材料例えばアルミニウム、銅、銀又は金が用いられる。このように、金属層７２にスリット８４を設けた場合でも、表示用電極８２はスリット８４の領域においても透明導電層７０を備えているため、スリット８４の大きさにかかわらずスリット８４の領域においても液晶に適切な電界を印加することができる。
【００８０】
このような半透過反射型の液晶装置とした場合、透過型表示のときには、金属層７２に開口したスリットを介して第２パネル基板８０の背面側からの照明光が第２パネル基板８０を透過して液晶層１８に光が入射するので透過型の表示を行うことができる。他方、反射型表示のときには、第２パネル基板８０に対向する第１パネル基板２０側から液晶層１８を透過した光を金属層７２の表面で反射させることができるので、反射型の表示を行うことができる。
【００８１】
本実施形態においては、透過型表示であっても反射型表示であっても、スリット８４が小さければ、液晶層１８に対して金属層７２によって電圧を印加することもできる。また、開口部であるスリット８４を大きくした場合には、スリットの領域においては金属層７２ではなく透明導電層７０によって、そのスリット７２と対向する液晶層１８を駆動することになる。
【００８２】
本実施形態に係るパネル基板８０を用いた液晶装置１０は、配線３４及び表示用電極８２における電圧降下のために表示品質が低下する可能性が低い。また、配線３４及び表示用電極８２が、透明導電層７０と金属層７２との２層構造となっているため、配線３４の電気抵抗を小さくするために透明導電層７０の膜厚を厚くする必要が無く、配線３４の透明導電層７０と同時に形成されることが多い表示用電極８２の透明導電層７０における膜厚が必要以上に厚くなることが無い。従って、表示用電極８２の光透過率を高くすることができる。
【００８３】
さらに、透明導電層７０の厚さを薄くできるため、パネル基板８０の形成に要する時間を短縮することができる。
【００８４】
なお、本実施形態においても、表示用電極８２の製造方法は、図７を用いて説明した製造方法と同様に、透明導電層形成工程、金属層積層工程、第１フォトレジスト膜形成工程、第１エッチング工程、第２フォトレジスト膜形成工程及び第２エッチング工程といった各種工程を含んで構成される。従って、第１フォトレジスト７４によって透明導電層７０と金属層７２を同時にエッチングした後、第１フォトレジスト７４を再び露光及び現像して第２フォトレジスト７６をパターン形成し、金属層７２のスリット８４の部分をエッチングする。
【００８５】
（第３実施形態）
上記の各実施形態では、単純マトリクス型液晶装置に本発明を適用する場合を例示したが、本発明はＴＦＤ等といった２端子型スイッチング素子を用いたアクティブマトリクス型液晶装置にも適用することができる。このようなアクティブマトリクス型の液晶パネルは、例えば、ＴＮ型等の液晶層を挟んで対向する一対の基板である素子基板及び対向基板とによって構成される。
【００８６】
ここで、素子基板は、例えば、ストライプ状に配列された複数の配線と、それらの配線に沿って画素毎に設けられるＴＦＤと、ＴＦＤを介して配線に接続される透明導電層から成る画素電極とによって形成される。また、素子基板に対向する対向基板は、素子基板側の画素電極の配列と交差するように幅の広い表示用電極がストライプ状に形成される。
【００８７】
上記の素子基板と上記の対向基板は、素子基板上の画素電極と対向基板上の表示用電極とが液晶を挟んで互いに対向するように貼り合わされ、これにより液晶装置が形成される。この液晶装置では、素子基板上の配線及び対向基板上の表示用電極の一方が走査電極として機能し、他方が信号電極として機能する。
【００８８】
このようなＴＦＤ方式のアクティブマトリクス型液晶装置においても、対向基板を構成する表示用基板上に形成される配線を、本発明に従って、透明導電層及び金属層から成る積層構造によって形成することにより、既述の実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
【００８９】
以下、このＴＦＤ方式のアクティブマトリクス型液晶装置について、図面を用いて説明する。
【００９０】
図１２は、本発明に係る表示装置用基板を用いたＴＦＤ方式のアクティブマトリクス型液晶装置の主要部、特に数個の画素部分を拡大して示している。この液晶装置の全体構造は例えば図１５に示すように設定できる。この液晶装置１は、アクティブ素子として２端子型の能動素子であるＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）を用いたアクティブマトリクス方式の液晶装置であり、自然光等といった外部光を用いた反射表示と照明装置を用いた透過表示を選択的に行うことができる方式の半透過反射型液晶装置であり、そして液晶駆動用ＩＣを基板上に直接に実装する方式のＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式の液晶装置である。
【００９１】
液晶装置１は、図１５において、第１パネル基板２ａと第２パネル基板２ｂとをシール材３によって貼り合わせ、さらに、第１パネル基板２ａ、第２パネル基板２ｂ及びシール材３によって囲まれる間隙すなわちセルギャップ内に液晶を封入することによって形成される。また、一方のパネル基板２ａのうち他方のパネル基板２ｂの外側へ張り出す基板張り出し部３８の表面に液晶駆動用ＩＣ４ａ及び４ｂが直接に実装されている。第２パネル基板２ｂはＴＦＤが形成される基板すなわち素子基板であり、第１パネル基板２ａは素子基板に対向する基板すなわち対向基板である。
【００９２】
第２パネル基板２ｂのシール材３によって囲まれる内部領域には、複数の画素電極が行方向ＸＸ及び列方向ＹＹに関してドットマトリクス状の配列で形成される。また、第１パネル基板２ａのシール材３によって囲まれる内部領域にはストライプ状の電極が形成され、そのストライプ状電極が第２パネル基板２ｂ側の複数の画素電極に対向して配置される。
【００９３】
第１パネル基板２ａ上のストライプ状電極と第２パネル基板２ｂ上の１つの画素電極によって液晶を挟んだ部分が１つの画素を形成し、この画素の複数個がシール材３によって囲まれる内部領域内でドットマトリクス状に配列することによって表示領域Ｖが形成される。液晶駆動用ＩＣ４ａ及び４ｂは複数の画素内の対向電極間に選択的に走査信号及びデータ信号を印加することにより、液晶の配向を画素毎に制御する。この液晶の配向制御により該液晶を通過する光が変調されて、表示領域Ｖ内に文字、数字等といった像が表示される。
【００９４】
図１２は、液晶装置１において表示領域Ｖを構成する複数の画素のうちの数個の断面構造を拡大して示している。また、図１３は、１つの画素部分の断面構造を示している。
【００９５】
図１２において、第１パネル基板２ａは、ガラス、プラスチック等によって形成された基板６ａと、その基板６ａの内側表面に形成された光反射膜６１と、その光反射膜６１の上に形成されたカラーフィルタ６２と、そのカラーフィルタ６２の上に形成された透明なストライプ状の表示用電極６３とを有する。その表示用電極６３の上には図１３に示すように配向膜７１ａが形成される。この配向膜７１ａに対して配向処理としてのラビング処理が施される。表示用電極６３は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等といった透明な導電材料によって形成される。
【００９６】
第１パネル基板２ａに対向する第２パネル基板２ｂは、ガラス、プラスチック等によって形成された基板６ｂと、その基板６ｂの内側表面に形成されたスイッチング素子として機能するアクティブ素子としてのＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）６７と、ＴＦＤ６７に接続された画素電極６９とを有する。ＴＦＤ６７及び画素電極６９の上には図１３に示すように配向膜７１ｂが形成され、この配向膜７１ｂに対して配向処理としてのラビング処理が施される。画素電極６９は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等といった透明な導電材料によって形成される。
【００９７】
第１パネル基板２ａに属するカラーフィルタ６２は、第２パネル基板２ｂ側の画素電極６９に対向する位置にＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）又はＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）等といった各色のいずれかの色絵素６２ａを有し、画素電極６９に対向しない位置にブラックマスク６２ｂを有する。
【００９８】
図１３において、第１パネル基板２ａと第２パネル基板２ｂとの間の間隔、すなわちセルギャップはいずれか一方の基板の表面に分散された球状のスペーサ５４によって寸法が維持され、そのセルギャップ内に液晶Ｌが封入される。
【００９９】
ＴＦＤ６７は、図１３及び図１４に示すように、第１金属層６５と、その第１金属層６５の表面に形成された絶縁層６６と、その絶縁層６６の上に形成された第２金属層６８とによって構成されている。このようにＴＦＤ６７は、第１金属層／絶縁層／第２金属層から成る積層構造、いわゆるＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）構造によって構成されている。
【０１００】
第１金属層６５は、例えば、タンタル単体、タンタル合金等によって形成される。第１金属層６５としてタンタル合金を用いる場合には、主成分のタンタルに、例えば、タングステン、クロム、モリブデン、レニウム、イットリウム、ランタン、ディスプロリウム等といった周期律表において第６〜第８族に属する元素が添加される。
【０１０１】
第１金属層６５はライン配線７９の第１層７９ａと一体に形成される。このライン配線７９は画素電極６９を間に挟んでストライプ状に形成され、画素電極６９へ走査信号を供給するための走査線又は画素電極６９へデータ信号を供給するためのデータ線として作用する。
【０１０２】
絶縁層６６は、例えば、陽極酸化法によって第１金属層６５の表面を酸化することによって形成された酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_３）によって構成される。なお、第１金属層６５を陽極酸化したときには、ライン配線７９の第１層７９ａの表面も同時に酸化されて、同様に酸化タンタルから成る第２層７９ｂが形成される。
【０１０３】
第２金属層６８は、例えばＣｒ等といった導電材によって形成される。画素電極６９は、その一部が第２金属層６８の先端に重なるように基板６ｂの表面に形成される。なお、基板６ｂの表面には、第１金属層６５及びライン配線の第１層７９ａを形成する前に酸化タンタル等によって下地層を形成することがある。これは、第２金属層６８の堆積後における熱処理によって第１金属層６５が下地から剥離しないようにしたり、第１金属層６５に不純物が拡散しないようにしたりするためである。
【０１０４】
図１２において、基板６ａの外側表面には位相差板５２ａが貼着等によって装着され、さらにその位相差板５２ａの上に偏光板５３ａが貼着等によって装着される。また、基板６ｂの外側表面には位相差板５２ｂが貼着等によって装着され、さらにその位相差板５２ｂの上に偏光板５３ｂが貼着等によって装着される。例えばＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶等を用いると、該液晶を通過する光に波長分散が発生して表示像に着色が発生することがある。位相差板５２ａ及び５２ｂはそのような着色を除去するために用いられる光学的異方体であり、例えばポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリエーテルアミド、ポリエチレン等といった樹脂を一軸延伸処理することによって形成されるフィルムによって構成できる。
【０１０５】
偏光板５３ａ及び５３ｂは、自然光の入射に対してある一方向の直線偏光を出射する機能を有するフィルム状光学要素であり、例えば、偏光層をＴＡＣ（三酢酸セルロース）の保護層で挟むことによって形成できる。偏光板５３ａ及び５３ｂは、通常は、互いの透過偏光軸を異ならせて配置する。
【０１０６】
光反射膜６１は、例えば、アルミニウム等といった光反射性の金属によって形成され、第２パネル基板２ｂに属する各画素電極６９に対応する位置、すなわち各画素に対応する位置に光透過用の開口４９が形成される。
【０１０７】
図１２の表示用電極６３は図１５において列方向ＹＹに延びて図１６に示す配線２４及びパッド２５のように基板張り出し部３８へ張り出し、該基板張り出し部３８に実装される液晶駆動用ＩＣ４ｂの出力端子にパッド２５が導電接続される。配線２４は、例えば図６（Ａ）に示すように透明導電層７０及びそれに積層された金属層７２から成る２層構造を有する。また、必要に応じて、表示用電極６３も図６（Ｂ）に示すように、幅の広い透明導電層７０及びそれに積層された幅の狭い金属層７２から成る２層構造を有する。
【０１０８】
本実施形態の液晶装置１は以上のように構成されているので、この液晶装置１が反射型表示を行う場合には、図１２において、観察者側すなわち第２パネル基板２ｂ側から液晶装置１の内部へ入った外部光は、液晶Ｌを通過して光反射膜６１に到達し、該反射膜６１で反射して再び液晶Ｌへ供給される。液晶Ｌは、画素電極６９とストライプ状の表示用電極６３との間に印加される電圧、すなわち走査信号及びデータ信号によって画素毎にその配向が制御され、これにより、液晶Ｌに供給された反射光は画素毎に変調され、これにより観察者側に文字、数字等といった像が表示される。
【０１０９】
他方、液晶装置１が透過型表示を行う場合には、第１パネル基板２ａの外側に配置された照明装置、いわゆるバックライト５９が発光し、この発光が偏光板５３ａ、位相差板５２ａ、基板６ａ、光反射膜６１の開口４９、カラーフィルタ６２、表示用電極６３及び配向膜７１ａを通過した後に液晶Ｌに供給される。この後、反射型表示の場合と同様にして表示が行われる。
【０１１０】
以上の説明のように、本実施形態では、対向基板２ａに形成した表示用電極６３につながる配線２４を透明導電層７０と金属層７２との積層構造としているため、配線２４を透明導電層７０のみで形成する場合に比べ、配線２４の電気抵抗を低下させることができる。従って、液晶装置１は、配線２４における電圧降下のために表示品質が低下する可能性が低い。
【０１１１】
また、配線２４の電気抵抗を小さくするために透明導電層７０の膜厚を厚くする必要がないため、配線２４の透明導電層７０と同時に形成されることが多い表示用電極６３の透明導電層７０における膜厚が必要以上に厚くなることがない。従って、透明導電層７０を厚くすることのみによって配線２４の電気抵抗を小さくする場合に比べ、表示用電極６３の光透過率を高くすることができる。
【０１１２】
さらに、透明導電層７０を厚くすることのみによって配線２４の電気抵抗を小さくする場合に比べ、表示用電極６３及び配線２４に用いられている透明導電層７０の厚さを薄くできるため、対向基板２ａすなわち表示装置用基板の形成に要する時間を短縮することができる。
【０１１３】
（第４実施形態）
本発明は、３端子型スイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を個々の画素に付属させて有するアクティブマトリクス型液晶装置にも適用することができる。この液晶装置は、例えば、ＴＦＴが形成された素子基板とそれに対向する対向基板とをＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型等の液晶層を挟んで互いに配置することによって形成される。
【０１１４】
上記素子基板上には、例えば、互いに交差配置される走査線及びデータ線と、走査線にゲートが接続されデータ線にソースが接続されたＴＦＴと、ＴＦＴのドレインに接続された透明導電層から成る画素電極とが形成される。また、対向基板上には水平方向の画素電極の配列に重なるように幅の広い表示用電極すなわち共通電極がストライプ状に形成される。
【０１１５】
この液晶装置では、表示用電極に印加する共通電圧のレベルを画素行毎に、すなわち水平走査期間毎に且つ１垂直走査期間毎に切り替えて、画素電極と表示用電極の間の液晶を交流駆動する。この駆動方法は、１Ｈコモン振り駆動と呼ばれている。
【０１１６】
このようなＴＦＴ方式のアクティブマトリクス型液晶装置においても、対向基板を構成する表示用基板上に形成される配線を、本発明に従って、透明導電層及び金属層から成る積層構造によって形成することにより、既述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【０１１７】
以下、このＴＦＴ方式のアクティブマトリクス型液晶装置について、図面を用いて説明する。
【０１１８】
図１７は本実施形態に係る液晶装置の回路構成を示している。この図において、アクティブマトリクスエリア１１０には、Ｎ行×Ｍ列に画素ＴＦＴ１０８が配置され、これらの画素ＴＦＴのゲート電極に接続されるＮ本の走査線と、それらのソース領域に接続されるＭ（＝ｍ×ｎ）本の信号線が形成されている。これらＭ本の信号線にはアナログスイッチＴＦＴ（２０−１１〜２０−ｎｍ）が接続される。
【０１１９】
アナログスイッチＴＦＴは、隣接するｍ個を１ブロックとしてｎブロックに分割されており、アナログスイッチＴＦＴ（２０−１１，２０−１２〜２０−１ｍ）が１番目のブロックであり、（２０−２１，２０−２２〜２０−２ｍ）が２番目のブロックであり、… … … （２０−ｎ１，２０−ｎ２〜２０−ｎｍ）がｎ番目のブロックになる。そして、同一ブロックに含まれて互いに隣接するアナログスイッチＴＦＴ（２０−１１，２０−１２〜２０−１ｍ）のゲート電極は第１配線 ２２−１ によって共通に接続される。また、同様に、各ブロック（２０−２１，２０−２２〜２０−２ｍ）… … …（２０−ｎ１，２０−ｎ２〜２０−ｎｍ）のアナログスイッチＴＦＴのゲート電極は、それぞれ、第１配線 ２２−２， … …， ２２−ｎ によって共通に接続される。
【０１２０】
また、異なるブロックに含まれて互いに隣接しないアナログスイッチＴＦＴ（２０−１１，２０−２１，〜，２０−ｎ１）のソース領域は第２配線 ２４−１ によって共通に接続される。また、同様に、アナログスイッチＴＦＴ（２０−１２，２０−２２，〜，２０−ｎ２）… … …（２０−１ｍ，２０−２ｍ，〜，２０−ｎｍ）のソース領域は、それぞれ、第２配線２４−２， … …
２４−ｍ によって共通に接続される。
【０１２１】
このようにアナログスイッチＴＦＴをｍ個ずつｎブロックに分割し、第１配線に加える制御信号でアナログスイッチＴＦＴのオン・オフを制御することで、信号線の端子数を１／ｎにすることができる。すなわち、アナログスイッチＴＦＴが無い場合にはＭ本存在した信号線の端子数を、ｍ（＝Ｍ／ｎ）本にできる。そして、データドライバは、ｍ本の第２配線 ２４−１〜２４−ｍ に接続されることになり、データドライバの個数、端子数を少なくでき、装置の小型化及び低コスト化を達成できる。
【０１２２】
本実施形態の液晶装置では、第２配線 ２４−１〜２４−ｍ を介してアナログスイッチＴＦＴ ２０−１１ 〜 ２０−ｎｍ のソース領域に供給する入力信号の振幅を５Ｖ以下にすることが望ましい。このようにすることで、アナログスイッチＴＦＴのしきい値電圧のシフト量を減らすことができ、これにより、信頼性の確保、表示品質の向上を達成できる。
【０１２３】
図２２は、アナログスイッチＴＦＴのしきい値電圧のシフト量と動作時間との関係に関する測定結果を示している。選択信号Ｖｇ＝２０Ｖとし、負荷容量Ｃは標準的な液晶パネルでの負荷容量と同じになるようにＣ＝１０ｐＦ程度としている。また、動作周波数ｆは３２０ｋＨｚとしている。
【０１２４】
本実施形態の液晶装置では、ｎブロックに分割されるアナログスイッチＴＦＴを設け、データドライバの個数あるいは端子数を減らしている、例えば１／ｎに減らしているため、画素電極の充放電に許される時間が通常よりも短くなっている。このため、上記動作周波数ｆも高くしている。アナログスイッチＴＦＴに供給する入力信号に相当する１０Ｖ振幅（すなわち、Ｖｄ＝１０Ｖ）の矩形波信号を加えた場合のしきい値のシフト特性は“Ｇ”で示すようになり、５Ｖ振幅（すなわち、Ｖｄ＝５Ｖ）の矩形波信号を加えた場合は“Ｈ”で示すようになる。
【０１２５】
Ｖｄ＝１０Ｖの場合には、２００時間程度でしきい値電圧が１Ｖシフトしてしまう。一方、アナログスイッチＴＦＴのソース領域に加える入力信号の振幅を５Ｖとした場合、すなわちＶｄ＝５Ｖの場合には、１００００時間程度までしきい値電圧のシフト量を１Ｖ以下に保持できる。
【０１２６】
しきい値電圧のシフト量が１Ｖよりも大きくなると、画素電極に対するデータの書き込み量が不足し、すなわち画素電極の電位を所望の電位にできなくなり、それ故、コントラスト比が低下する等といった問題が生じる。特に、例えばアナログスイッチＴＦＴのしきい値電圧が１Ｖ程度であった場合には、しきい値電圧がマイナス側に１Ｖ程度シフトすると、アナログスイッチＴＦＴはデプレッションモードになってしまい、アナログスイッチＴＦＴがオフ状態であっても電流がリークしてしまい、これは表示特性の劣化につながる。
【０１２７】
液晶装置の信頼性を十分なものとするためには、少なくとも１０００時間程度まではしきい値電圧のシフト量を１Ｖ以下に保つ必要があり、数千時間程度まで１Ｖ以下であることが望ましい。Ｖｄ＝１０Ｖの場合には、図２２に示すように２００時間程度でシフト量が１Ｖよりも大きくなってしまい、１０００時間で２Ｖ程度シフトしてしまうため、信頼性の確保の上で非常に問題がある。本実施形態の液晶装置では、アナログスイッチＴＦＴの入力信号の振幅を５Ｖ以下にすることで、ソース領域の端部での電界集中を緩和できる。これにより、１００００時間程度までしきい値電圧のシフト量を１Ｖ以下に保つことができ、十分なマージンを保ちながら信頼性を確保できる。さらに、入力信号の振幅を５Ｖ以下とすることで、アナログスイッチＴＦＴの突き抜け電圧の差を減少でき、液晶へのＤＣ印加電圧も低くできる。
【０１２８】
なお、図２２では、Ｖｄ＝１０Ｖの場合との比較を適正に行うため、Ｖｄ＝５Ｖの場合にもＶｇ＝２０Ｖとして測定を行っている。しかしながら、Ｖｄ＝５Ｖ、すなわち入力信号の振幅が５Ｖの場合には、Ｖｇ＝１５Ｖであっても、Ｖｄ＝１０ＶでＶｇ＝２０Ｖの場合と同様の書き込み性能を確保できる。そしてその場合には、しきい値電圧のシフト量は図２２の“Ｈ”に示すものよりもさらに減少し、信頼性が向上する。また、信頼性をさらに向上するためには、Ｖｄ＝３Ｖ以下とすることが望ましい。なお、図２２の“Ｉ”に、Ｖｄ＝５Ｖで動作周波数３２ｋＨｚの場合の測定結果を参考のために併記する。
【０１２９】
次に、本実施形態の液晶装置では、画素ＴＦＴをアナログスイッチＴＦＴとを、多結晶シリコン又は単結晶シリコンによって形成すると共に、ガラス基板上に一体形成することが望ましい。アナログスイッチＴＦＴには入力信号が加えられ、所定期間内に画素電極への充放電を完了しないと表示特性が劣化するため、アナログスイッチＴＦＴのオン抵抗を低減する必要がある。特に、アナログスイッチＴＦＴをｎブロックに分割しデータドライバの個数を減らしている場合には、オン抵抗の低減化に対する要求はさらに厳しくなる。ところが、非晶質シリコンＴＦＴ、すなわちアモルファスシリコンＴＦＴは移動度が非常に低く、画素ＴＦＴに使用できても、アナログスイッチＴＦＴに使用することは上記オン抵抗の問題から実用不可能であった。
【０１３０】
本実施形態では、画素ＴＦＴとアナログスイッチＴＦＴとを、非晶質のものに比べ移動度が非常に高い多結晶シリコン又は単結晶シリコンで形成している。これにより、画素ＴＦＴとアナログスイッチＴＦＴのガラス基板上への一体形成化を実用上可能にしている。画素ＴＦＴとアナログスイッチＴＦＴとをガラス基板上に一体形成することで、液晶装置の外形寸法を小型化でき、装置の低コスト化を達成できる。
【０１３１】
次に、図１８を用いて、画素ＴＦＴとアナログスイッチＴＦＴを一体形成する場合の製造方法及びデバイス構造について説明する。まず、ガラス基板１３０からの不純物の拡散を防止するための下地絶縁膜１３２をそのガラス基板１３０上に堆積させた後、多結晶シリコン薄膜１３４を堆積させる。この多結晶シリコン薄膜１３４の結晶性を向上させることが、電界効果移動度の増加には必要となる。そこで、レーザーアニールや固相成長法等を用いて多結晶シリコン薄膜を再結晶化したり、非晶質シリコン薄膜を結晶化して多結晶シリコン化したものを使用する。この多結晶シリコン膜１３４を島状にパターニングした後、ゲート絶縁膜１３６を堆積させる。
【０１３２】
次に、例えば金属によってゲート電極１３８を形成し、その後、燐イオン等の不純物を全面にドーピングする。次に、層間絶縁膜（ＳｉＯ_２ ）１４０を形成し、例えばアルミニウム（Ａｌ）によって金属薄膜１４２で信号線等を形成し、ＩＴＯ等といった透明導電膜によって画素電極１４４を形成し、パシベーション膜１４６を形成すれば、画素ＴＦＴをアナログスイッチＴＦＴとを一体形成した基板が完成する。この基板に配向処理を施し、配向処理を同様に施した対向基板１３５を数μｍのギャップを隔てて対向させ、そのギャップ内に液晶Ｌを封入すれば液晶装置が完成する。
【０１３３】
対向基板１３５の液晶Ｌ側の表面には、例えば図３に示すように、表示用電極２２が形成され、さらにその表示用電極２２から延びる配線２４のパッド２５に外部回路からの端子が接続される。また、配線２４は図６（Ａ）に示すように、透明導電層７０と低抵抗の金属層７２とから成る２層構造によって形成される。また、必要に応じて表示用電極２２も、図６（Ｂ）に示すように、幅の広い透明導電層７０と幅の狭い低抵抗の金属層７２とから成る２層構造によって形成される。
【０１３４】
図１７に示した液晶装置１０１は、例えば図１９に示す外観形状に形成できる。図１９において、破線で示す部分が表示画面すなわちアクティブマトリクスエリア１６０である。液晶材料は、カラーフィルタ基板１６２とＴＦＴ基板１６４との間に挟持され。領域１６６には、アナログスイッチＴＦＴ及びその配線が配置される。
【０１３５】
データドライバ１７０はＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープ１６８を用いて実装される。そして、データドライバ１７２及び走査ドライバ１７４も同様にしてＴＡＢテープ１６８を用いて実装される。
【０１３６】
回路基板１７６上には、データドライバ１７０，１７２及び走査ドライバ１７４に信号を供給するための配線、コンデンサ等が設けられる。また、場合によっては、データドライバ、走査ドライバをコントロールするためのコントロール回路も設けられる。
【０１３７】
図１９に示す実施形態では、アナログスイッチＴＦＴをアクティブマトリクスエリア１６０の上側及び下側に半数ずつ配置している。このため、図１７に示したＭ本の信号線は上側及び下側の両側から、いわゆるクシ歯状に配線される。また、データドライバ及び走査ドライバは、カラーフィルタ基板１６２及びＴＦＴ基板１６４の貼り合わせ構造である液晶パネルの同一辺に実装される。このような構成により、本実施形態の液晶装置は外形寸法Ｌ３を非常に小さくすることができ、それ故、携帯電話機、携帯電子端末機等といった携帯機器に好適に使用できる。
【０１３８】
以上に説明したように、本実施形態の液晶装置１０１においてアナログスイッチＴＦＴのしきい値電圧のシフト量を適正なものにするためには、アナログスイッチＴＦＴのソース領域に供給する入力信号の振幅を５Ｖ以下にすることが望ましい。しかしながら、この場合、通常の駆動方法を用いると以下のような問題が生じる。
【０１３９】
図２１は、フィールド反転駆動を行う通常の駆動波形を示している。液晶は交流駆動する必要があるため、信号線に加える信号Ｖ_Ｓ を所定電位Ｖ_Ｃ を中心に所定期間毎に極性反転する必要がある。このため図２１に示すようにＶ_Ｓ の振幅は非常に広くなる。そして通常のＴＮ液晶では±５Ｖ程度の電圧を印加する必要があるため、Ｖ_Ｓ の振幅も１０Ｖ程度必要となる。なお、対向電極に与える電位Ｖｃｏｍは、画素ＴＦＴがオフ状態となるときに生じる突き抜け電圧を補償するために、Ｖ_Ｓ の中心電位Ｖ_Ｃ よりもΔＶだけ低い電位となっている。ここで、ΔＶの平均値＝Ｖ_Ｃ −Ｖｃｏｍの関係が成り立っている。
【０１４０】
図２１に示す駆動波形では、Ｖ_Ｓ の振幅を１０Ｖ程度と広くする必要がある。従って、アナログスイッチＴＦＴの入力信号の振幅も広くする必要があり、入力信号の振幅を５Ｖ以下にできない。そこで本実施形態では、図２０に示すように、対向電極に与える電位の前記入力信号に対する極性を１水平走査期間毎に反転させる駆動を行っている（以下、この駆動方法を１Ｈコモン振り駆動と呼ぶ）。
【０１４１】
図２１では、Ｖ_Ｓ の極性をＶ_Ｃ を中心として１フィールド毎に反転させていたが、１Ｈコモン振り駆動では、Ｖｃｏｍの極性が１水平走査期間毎に反転するため、Ｖ_Ｓ の極性反転を行う必要が無い。このため、Ｖ_Ｓ の振幅を小さくすることができる。これにより、表示品質を保ちながらアナログスイッチＴＦＴの入力信号を５Ｖ以下にすることが可能となる。さらに、データドライバを低動作電圧化でき、５Ｖ耐圧の製造プロセスで形成することが可能となり、データドライバの小型化、低消費電力化、低コスト化を達成できる。
【０１４２】
このように１Ｈコモン振り駆動によれば、アナログスイッチＴＦＴの信頼性の向上と、データドライバの低動作電圧等を両立できる。なお、図２０では、突き抜け電圧による悪影響を防止するため、ΔＶの平均値＝Ｖ_Ｓ の平均値−Ｖｃｏｍの平均値となる関係を成り立たせている。
【０１４３】
以上の説明のように、本実施形態では、図１８の対向基板１３５に図３に示すようなストライプ状の表示用電極２２が形成される。そしてその表示用電極２２につながる配線２４は図６（Ａ）に示すように透明導電層７０と金属層７２との積層構造となっている。このため、配線２４を透明導電層７０のみで形成する場合に比べ、配線２４の電気抵抗を低下させることができ、従って、配線２４における電圧降下のために液晶装置の表示品質が低下するという可能性が低くなる。また、配線２４の電気抵抗を小さくするために透明導電層７０の膜厚を厚くする必要がないため、配線２４の透明導電層７０と同時に形成されることが多い表示用電極６３の透明導電層７０における膜厚が必要以上に厚くなることがない。従って、透明導電層７０を厚くすることのみによって配線２４の電気抵抗を小さくする場合に比べ、表示用電極６３の光透過率を高くすることができる。
【０１４４】
さらに、透明導電層７０を厚くすることのみによって配線２４の電気抵抗を小さくする場合に比べ、表示用電極６３及び配線２４に用いられている透明導電層７０の厚さを薄くできるため、対向基板２ａすなわち表示装置用基板の形成に要する時間を短縮することができる。
【０１４５】
（第５実施形態）
図８（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、図１に示す液晶装置１０、図１５に示す液晶装置１又は図１７に示す液晶装置１０１等を表示装置として用いた電子機器の実施形態を示している。図８（Ａ）は携帯電話機８８を示し、その前面の上方に液晶装置１０等を有する。図８（Ｂ）は腕時計９２を示し、その本体の前面の中央に液晶装置１０等を表示部として有する。図８（Ｃ）は携帯情報機器９６を示し、液晶装置１０等から成る表示部と入力部９８とを備えている。
【０１４６】
以上の各電子機器は、液晶装置１０等の他に、例えば図１１に示すように、表示情報出力源８６、表示情報処理回路８７、クロック発生回路８９等といった様々な回路や、それらの回路に電力を供給する電源回路９１等から成る表示信号生成部９３を含んで構成される。表示部には、例えば、図８（Ｃ）に示す携帯情報機器９６の場合にあっては、入力部９８から入力された情報等に基づき表示信号生成部９３によって生成された表示信号が供給されることによって表示画像が形成される。
【０１４７】
なお、本実施形態に係る液晶装置１０等が組み込まれる電子機器としては、携帯電話機、腕時計、携帯情報機器に限られず、ノート型パソコン、電子手帳、ページャ、電卓、ＰＯＳ端末、ＩＣカード、ミニディスクプレーヤー等といった様々な電子機器が考えられる。
【０１４８】
（その他の実施形態）
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。
【０１４９】
例えば、前述した各実施形態においては、透明導電層がＩＴＯで形成され、金属層がアルミニウムが形成された例を示した。しかしながら、透明導電層を形成する材料は、光透過率が高く十分な導電性を備えていればよく、例えば、酸化錫や銀であってもよい。また、透明導電層は光透過と光反射の両方を行う半透過機能を有する半透過膜であっても構わない。また、金属層を形成する材料は、十分な導電性を持てばよく、例えば、クロム、銅、銀又は金等であってもよい。
【０１５０】
また、前述した各実施形態の液晶パネルにおいて、一対の基板の一方の内面にカラーフィルタを形成し，カラー表示装置とすることもできる。カラーフィルタは、表示用電極の下層に形成することが好ましい。
【０１５１】
また、前述した各実施形態においては、液晶パネルとして、ＳＴＮ型の液晶パネルを示した。しかしながら、液晶パネルとしては、これに限られず、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型、ゲストホスト型、相転移型、双安定ＴＮ（Ｂｉ−ｓｔａｂｌｅ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型、強誘電型等、種々のタイプの液晶パネルを用いることができる。また、表示用電極はストライプ状に限られず、アイコン等といったキャラクタ形状でもよい。
【０１５２】
また、図１に示した実施形態においては、透過型の液晶装置を例示した。しかしながら、反射型の表示装置であっても本発明を適用することができる。そのような液晶装置においては、バックライトユニットを用いず、背面側に反射板を配置したり、表示用電極の一方を反射電極として形成したりする。
【０１５３】
また、本発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内又は特許請求の範囲の均等範囲内で各種の変形実施が可能である。
【０１５４】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明に係るによれば、配線を透明導電層と金属層との積層構造としているため、配線を透明導電層のみで形成する場合に比べ、配線の電気抵抗を低下させることができる。従って、本発明の表示装置用基板を用いた液晶装置は、配線における電圧降下のために表示品質が低下する可能性が低い。
【０１５５】
また、配線の電気抵抗を小さくするために透明導電層の膜厚を厚くする必要がないため、配線の透明導電層と同時に形成されることが多い表示用電極の透明導電層における膜厚が必要以上に厚くなることがない。従って、透明導電層を厚くすることのみによって配線の電気抵抗を小さくする場合に比べ、表示用電極の光透過率を高くすることができる。
【０１５６】
さらに、透明導電層を厚くすることのみによって配線の電気抵抗を小さくする場合に比べ、表示用電極及び配線に用いられている透明導電層の厚さを薄くできるため、表示装置用基板の形成に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶装置の一実施形態を分解状態で示す斜視図である。
【図２】図１に示す液晶装置の断面構造を分解状態で示す断面図である。
【図３】図１に示す液晶装置を構成する一方のパネル基板を示す平面図である。
【図４】図１に示す液晶装置を構成する他方のパネル基板を示す平面図である。
【図５】図４に示すパネル基板における１本の表示用電極と配線とを拡大して示す平面図である。
【図６】（Ａ）は図５のＦ−Ｆ線に従って配線の断面構造を示す断面図であり、（Ｂ）は図５のＧ−Ｇ線に従って表示用電極の断面構造を示す断面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｅ）は、パネル基板の製造工程をパネル基板の一部分を例示して示す断面図である。
【図８】本発明に係る電子機器の実施形態を示す図であり、（Ａ）は携帯電話機を示し、（Ｂ）は腕時計を示し、（Ｃ）は携帯情報機器を示している。
【図９】図４に示すパネル基板における１本の表示用電極と配線の改変例を拡大して示す平面図である。
【図１０】図９のＧ−Ｇ線に従って表示用電極の断面構造を示す断面図である。
【図１１】電子機器の電気制御系の一例を示すブロック図である。
【図１２】本発明に係る液晶装置の他の実施形態の主要部を分解状態で示す斜視図である。
【図１３】図１２の液晶装置の主要部の断面構造を示す断面図である。
【図１４】図１２の液晶装置で用いられる１つのＴＦＤを示す斜視図である。
【図１５】図１２の液晶装置の外観形状を示す斜視図である。
【図１６】図１２の液晶装置を構成する表示装置用基板の一方を示す平面図である。
【図１７】本発明に係る液晶装置のさらに他の実施形態の回路構造を示す回路図である。
【図１８】図１７に示す液晶装置の主要部の断面構造を示す断面図である。
【図１９】図１７に示す液晶装置の外観形状を示す平面図である。
【図２０】図１７に示す液晶装置の駆動方法である１Ｈコモン振り駆動法を実現する駆動波形を示す図である。
【図２１】ＴＦＴ方式のアクティブマトリクス型液晶装置の一般的な駆動方法であるフィールド反転駆動法を実現する駆動波形を示す図である。
【図２２】しきい値電圧のシフト量と動作時間との関係を確認するために行った測定の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 液晶装置
２ａ，２ｂ 基板（表示装置用基板）
３ シール材
６ａ，６ｂ 基板
１０ 液晶装置
１４ 液晶パネル
２０，３０，８０ パネル基板（表示装置用基板）
２１，３１ 基板
２２，３２，８２ 表示用電極
２４，３４，３６ 配線
６３ 表示用電極
７０ 透明導電層
７２ 金属層
７４ 第１フォトレジスト膜
７６ 第２フォトレジスト膜
８２ 表示用電極
８４ スリット
８８ 携帯電話機（電子機器）
９２ 腕時計（電子機器）
９６ 携帯情報機器（電子機器）
Ｌ 液晶

Claims (5)

1. 複数の表示用電極と、前記複数の表示用電極から延びる複数の配線と、を備える表示装置用基板において、
   前記表示用電極は、透明な導電層から成る透明導電層と、前記透明導電層の上に設けられ、前記透明導電層より低抵抗の金属から成る金属層との積層構造を有し、
   前記配線は、前記表示用電極の透明な導電層と同一層から成る透明導電層と、前記表示用電極の金属層と同一層の金属層との積層構造を有し、
   前記表示用電極及び前記配線の前記透明導電層の全領域にわたって連続して前記金属層が設けられ、
   そのうち前記表示用電極の前記金属層には、周囲が前記金属層によって囲まれた複数の開口部が設けられていることを特徴とする表示装置用基板。
2. 前記開口部が、前記表示用電極の幅方向に複数列設けられていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置用基板。
3. 前記金属層は、アルミニウム、銅、銀、又は金で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置用基板。
4. 一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶装置であって、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置用基板を、前記一対の基板の少なくとも一方に用いてなることを特徴とする液晶装置。
5. 請求項４に記載の液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。

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