JP2005148217A - 電気光学装置及び電気光学装置の製造方法 - Google Patents

電気光学装置及び電気光学装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】
薄膜ダイオード素子の特性を向上させながらその液晶装置の開口率を確保することができる電気光学装置及びその電気光学装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】
薄膜ダイオード素子19は第2基板6上に第1の金属層22を形成し、その第1の金属層22の表面に例えばショットブラスト法で凹凸を形成し、更にその表面に陽極酸化法により絶縁層23を形成し、その絶縁層23の表面に第2の金属層24を形成することとしたので、凹凸を形成する前に比較して絶縁層23の上面及び下面の表面積が増大しその容量を大きくすることができる。これによって、例えば薄膜ダイオード素子の特性を改善できると共に従来と同様の開口率を確保することも可能である。また、従来と同様薄膜ダイオード素子の特性を備えながら開口率を向上させることも可能である。
【選択図】 図3

Description

本発明は、パーソナルコンピュータや携帯電話機等に用いられる電気光学装置及びその電気光学装置の製造方法に関する。
従来、省電力であり画面の明るいアクティブ素子として薄膜ダイオード素子(二端子型スイッチング素子)を用いた電気光学装置例えば液晶装置が知られている。
ところが、薄膜ダイオード素子により占有される面積が大きくなると画素電極のうち画素として有効に機能する領域、いわゆる有効画素領域が狭くなり、開効率すなわち画素の総面積に対する光の変調可能な部分の面積の割合が小さくなるという問題があった。
そこで、例えばアッシング技術を用いて微細な素子面積の薄膜ダイオード素子の製造を可能とする製造方法等が提案されている。(例えば、特許文献1参照。)。
特開9−205236号公報(段落[0007]から[0013]、図3)
しかしながら、素子面積を微細化することは例えば素子の酸化膜の量などの点からその素子の容量が小さくなる場合が起こりえるが、その結果その薄膜ダイオード素子の特性上問題が生じるおそれがあった。
一方、その薄膜ダイオード素子の厚さを厚くして素子面積を大きくさせたり、酸化膜の量を増加させることも液晶装置全体の厚さを厚くすることとなりかねずおのずから限界があり、例えば液晶装置としての開口率を確保しながら薄膜ダイオード素子の容量を大きくし、その素子の特性を向上させることが課題となっていた。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされるもので、薄膜ダイオード素子の特性を向上させながらその液晶装置の開口率を確保することができる電気光学装置及びその電気光学装置の製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の主たる観点にかかる電気光学装置は、基板と、前記基板上の第1の金属層と、前記第1の金属層の表面上の絶縁層と、前記絶縁層の表面上の第2の金属層とを備えた薄膜ダイオード素子を具備し、前記絶縁層に複数の凹凸が形成されていることを特徴とする。
本発明では、絶縁層に凹凸を具備することとしたので、凹凸を形成する前に比較して薄膜ダイオード素子の容量形成領域の面積が増大しその容量を大きくすることができる。これによって、薄膜ダイオード素子の特性を改善できると共に従来と同様の開口率を確保することが可能である。さらに、従来と同様の素子の特性を備えながら開口率を向上させることも可能である。
本発明の一の形態によれば、前記絶縁層の複数の凹凸は、前記第1の金属層の表面に形成された複数の凹凸に対応して形成されていることを特徴とする。これにより、薄膜ダイオード素子の特性を改善しても従来と同様の開口率を確保でき、また、従来と同様の特性を備えながら開口率を向上させることもできる。
本発明の一の形態によれば、前記絶縁層の複数の凹凸は、前記基板の前記絶縁層形成領域に対応する領域に形成された複数の凹凸に対応して形成された、前記第1の金属層の表面の複数の凹凸に対応して形成されていることを特徴とする。
すなわち、基板表面の絶縁層が形成される領域に対応する領域に複数の凹凸が形成されており、更に第1の金属層の表面に当該複数の凹凸に対応した複数の凹凸が形成され、その複数の凹凸に対応して絶縁層に複数の凹凸が形成されている。これにより、薄膜ダイオード素子の特性を改善しても従来と同様の開口率を確保でき、また、従来と同様の特性を備えながら開口率を向上させることもできる。
本発明の一の形態によれば、前記基板と前記第1の金属層との間に下地層を備え、前記絶縁層の複数の凹凸は、前記下地層の前記絶縁層形成領域に対応する領域に形成された複数の凹凸に対応して形成された、前記第1の金属層の表面の複数の凹凸に対応して形成されていることを特徴とする。
すなわち、下地層表面の絶縁層が形成される領域に対応する領域に複数の凹凸が形成されており、更に第1の金属層の表面に当該複数の凹凸に対応した複数の凹凸が形成され、その複数の凹凸に対応して絶縁層に複数の凹凸が形成されている。これにより、薄膜ダイオード素子の特性を改善しても従来と同様の開口率を確保でき、また、従来と同様の特性を備えながら開口率を向上させることもできる。
本発明の一の形態によれば、前記第1の金属層又は前記絶縁層の表面に形成された凹凸の表面に、当該凹凸よりも微細な複数の凹凸が形成されていることを特徴とする。これにより、さらに絶縁層の表面積を増やすことできるので、より容量を増やすことが可能である。
なお、できるだけ大きな表面積を得ようとすると絶縁層の複数の凹凸は球面状となる。また、絶縁層の複数の凹凸は略同じ高さである。
本発明の他の観点に係る電気光学装置の製造方法は、基板上に第1の金属層を形成する工程と、前記第1の金属層の表面に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層の表面に第2の金属層を形成する工程と、前記絶縁層に複数の凹凸を形成する工程とを具備することを特徴とする。
本発明では、絶縁層に凹凸を形成する工程を具備することとしたので、凹凸を形成する前に比較して薄膜ダイオード素子の容量形成領域の面積が増大しその容量を大きくすることができる。これによって、薄膜ダイオード素子の特性を改善できると共に従来と同様の開口率を確保することが可能である。さらに、従来と同様の素子の特性を備えながら開口率を向上させることも可能である。
本発明の一の形態によれば、前記凹凸を形成する工程は、前記第1の金属層に凹凸を形成することにより行うことを特徴とする。これにより、薄膜ダイオード素子の特性を改善しても従来と同様の開口率を確保でき、また、従来と同様の特性を備えながら開口率を向上させることもできる。
本発明の一の形態によれば、前記凹凸を形成する工程は、前記基板の前記絶縁層形成領域に対応する領域に凹凸を形成することにより行うことを特徴とする。これにより、基板の絶縁層形成領域に対応する領域に凹凸を形成することによっても、絶縁層に凹凸を形成することができるので、薄膜ダイオード素子の特性を改善しても従来と同様の開口率を確保できる。また、従来と同様の特性を備えながら開口率を向上させることもできる。
本発明の一の形態によれば、前記基板上に下地層を形成する工程を更に具備し、前記凹凸を形成する工程は、前記下地層の前記絶縁層形成領域に対応する領域に凹凸を形成することにより行うことを特徴とする。これにより、下地層の絶縁層形成領域に対応する領域に凹凸を形成することによっても、絶縁層に凹凸を形成することができるので、薄膜ダイオード素子の特性を改善しても従来と同様の開口率を確保できる。また、従来と同様の特性を備えながら開口率を向上させることもできる。
本発明の一の形態によれば、前記第1の金属層又は前記絶縁層の表面に第2の凹凸を形成する工程を更に具備することを特徴とする。これにより、例えば下地層に形成された凹凸に対応して形成された第1の金属層の表面の凹凸に加え、更に第2の凹凸が形成されるので、より絶縁層の表面積が増大し、薄膜ダイオード素子の容量を大きくすることができると共に、例えば液晶装置の開口率をその素子特性を維持しながら大きくすることが可能となる。
本発明の一の形態によれば、前記凹凸を形成する工程は、CO又はエッチャントガスを用いたショットブラスト法により行うことを特徴とする。ここで、「ショットブラスト法」とは例えばCO又はエッチャントガスをノズルから噴射させ対象物に凹凸を形成させる方法をいう。これにより、残留物を残さず第1の金属層等に凹凸を形成することができる。
本発明の一の形態によれば、前記第1の金属層又は前記絶縁層の表面に形成された凹凸を拡張する工程を更に具備することを特徴とする。これにより、例えば第1の金属層に形成された凹凸を更に拡張させることができ、その容量を増加することができるので、薄膜ダイオード素子の特性を更に改善しても従来と同様の開口率を確保できる。また、従来と同様の特性を備えながら更に開口率を向上させることもできる。
本発明の一の形態によれば、前記絶縁層を形成する工程は、前記第1の金属層の表面を陽極酸化することにより行い、前記陽極酸化により前記絶縁層の表面に形成された孔を拡張して凹部を形成する工程を更に具備することを特徴とする。これにより、陽極酸化法により生じた孔を更に拡張することとしたので、より容易に所望の大きさの凹凸を形成することが可能となり、薄膜ダイオード素子の特性を更に改善しても従来と同様の開口率を確保できる。また、従来と同様の特性を備えながら更に開口率を向上させることもできる。
本発明の一の形態によれば、前記第1の金属層又は前記絶縁層の表面に形成された凹凸の表面に、当該凹凸よりも微細な複数の凹凸を形成する工程を更に具備することを特徴とする。これにより、さらに絶縁層の表面積を増やすことできるので、より容量を増やすことが可能である。
尚、凹部を形成する工程は、陽極酸化法の2次電解又はプレス法により行うことができる。また、プレス法は、例えば絶縁層に形成された孔の型を取り硬化させることで孔と同じ凹凸を有する型を作成し、型を元に孔と同じ凹凸を有するレプリカを作成し、レプリカの凸部を転写することで成型部材を作成し、成型部材の凸部を孔に対応させプレスすることにより行うことができる。
以上のように、本発明によれば、薄膜ダイオード素子の特性を向上させながらそれを用いた例えば液晶装置の開口率を確保することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。尚、以下に実施形態を説明するにあたっては、電気光学装置の例として液晶装置、具体的には反射半透過型の能動子として薄膜ダイオード素子を用いたアクティブマトリックス方式の液晶装置、またその液晶装置を用いた電子機器について説明するがこれに限られるものではない。また、以下の図面においては各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数及び各図の構成などが異なっている。例えば図1では対向基板側の下地層は省略されている。
(第1の実施形態)
まず、本発明を反射半透過型のアクティブマトリックス方式の液晶装置に適用した第1の実施形態について説明する。
図1は本発明の第1の実施形態に係る液晶装置の液晶パネルの概略斜視図、図2は薄膜ダイオード素子の説明図及び図3は図2のA−A線概略断面図である。
液晶装置1は、例えばいわゆる反射半透過型の構造を有する液晶パネル2と、(図示しない)バックライトやフロントライト等の照明装置及びケース体等により構成される。
(液晶パネルの構成)
液晶パネル2は、図1に示すように電気光学材料である液晶と、その液晶を狭持する一対の基板であるカラーフィルタ基板3及び対向基板4とを有する。カラーフィルタ基板3は、ガラス板又は合成樹脂板等から形成された透明な第1基板5を其体とする。又、対向基板4はカラーフィルタ基板3に対向し、ガラス板又は合成樹脂板等から形成された透明な第2基板6を其体とする。更にカラーフィルタ基板3及び対向基板4がシール材(図示せず)を介して貼り合わせられ、その間に液晶、例えばTN(Twisted Nematic)型が封入された液晶層7等が、形成されている。
又、第1基板5の外面には位相差板8及び偏光板9が配置され、第2基板6の外面には位相差板10及び偏光板11が配置されている。
カラーフィルタ基板3は、図1に示すように第1基板5の液晶層7側の表面に下地層12が形成され、その下地層12の表面には開口部を有する反射層13及び光を遮蔽する光遮蔽層14が形成されている。又、その反射層13の表面には着色層15である青色系の例えば青色の着色層15B、緑色系例えば緑色の着色層15G及び赤色系例えば赤色の着色層15Rが形成されている。
更にその着色層15及び光遮蔽層14の表面にこれらを保護するオーバーコート層(図示せず)が、又オーバーコート層の上にはITO(インジウムスズ酸化物)等の透明導電体からなる走査線16が形成されている。
又、対向基板4には図1に示すように第2基板6の液晶層7側の表面にはマトリックス状に配列する複数の画素電極17と、各画素電極17の境界領域において上述した走査線16と交差する方向(図1のY方向)に帯状に延びる複数のデータ線18と、該画素電極17及びデータ線18に接続された薄膜ダイオード素子19が配置されている。
ここで、走査線16は所定の方向(図1のX方向)に延びる帯状に形成され、複数の走査線16が相互に並列してストライプ状に構成されており、該走査線16と画素電極17とによって特定される領域が画素20となる。
更に光遮蔽層14は、各画素20間の境界領域の遮光を行うためのもので、その境界領域に、第2基板6のデータ線18の長手方向(図1のY方向)及びこれに直交する方向(図1のX方向)に延びる帯状に形成されている。
又、画素電極17は、例えばITO(インジウムスズ酸化物)等の透明導電体により形成されており、当該画素電極17に隣り合うデータ線18とは、薄膜ダイオード素子19を介して接続されている。
(薄膜ダイオード素子の構成)
薄膜ダイオード素子19は、例えば図2及び図3に示すように第2基板6の表面に成膜された下地層21の上に形成された第1の薄膜ダイオード素子19a及び第2の薄膜ダイオード素子19bからなる2つの薄膜ダイオード素子要素によって、いわゆるBack−to−Back構造として構成されている。このため、薄膜ダイオード素子19は、電流−電圧の非線形特性が正負双方向にわたって対称化されている。
ここで下地層21は、例えば厚さ0.1μm程度の酸化タンタル(Ta)によって構成されているが、樹脂層により形成しても良い。
又、第1の薄膜ダイオード素子19a及び第2の薄膜ダイオード素子19bは例えば図2に示すように第1の金属層22と、この第1の金属層22の表面を覆うように形成された絶縁層23及び絶縁層23の表面を互いに離間して形成された第2の金属層24a、24bとによって構成されている。
第1の金属層22は、例えば厚さ0.1〜0.15μm程度のタンタルタングステン(TaW)等により形成されている。絶縁層23は、例えば陽極酸化法によって第1の金属層22の表面を酸化することによって形成され、厚さが0.02〜0.05μmの酸化タンタルである。第2の金属層24a、24bは、例えばクロム(Cr)等といった金属膜によって0.16μm程度の厚さに形成されている。第2の金属層24aは、そのままデータ線18の第3層18cとなり、他方の第2の金属層24bはITO(Indium Tin Oxide)等といった透明導電体からなる画素電極17に接続されている。
又、データ線18は例えば図2に示すように第1の金属層22と同時にタンタルタングステン(TaW)等により形成された第1層18aと、絶縁層23と同一工程で陽極酸化法によって第1層18aの表面を酸化することによって形成された第2層18b及びクロム(Cr)等といった金属膜によって形成された第3層18cとが積層した構造となっている。
ここで、図3に示すように第1の金属層22の表面は例えばショットブラスト法により0.05μm程度の直径を有する凹凸が形成されており、その表面が陽極酸化法により絶縁層23として形成されるので、その凹凸が略そのまま絶縁層23の表面にも現れている。
更に図3に示すように第1の金属層22と絶縁層23との境界面にも凹凸が現れていると共に、絶縁層23の上に積層された第2の金属層24と絶縁層23との境界面にも凹凸が現れている。尚、積層された第2の金属層24の表面にも図3に示すように絶縁層23の表面の凹凸と略同様の凹凸が現れている。
これにより、第1の金属層22の表面積すなわち、絶縁層23の第1の金属層22側の表面積は凹凸を形成しない場合に比較し、例えば所定の条件のもとでは、ショットブラスト法により形成された凹凸の直径等から計算して略6,7倍にすることができ、この薄膜ダイオード素子19を用いることで液晶装置1の開口率を最大で98%にすることが可能となった。
また、素子容量CはC=εεS/dで表されるので第1の金属層22の表面積Sは凹凸を形成することにより上述のように大きくすることができ、容量Cを大きくできる。ここで、εは比誘電率、εは真空中の誘電率、dは絶縁層の厚さを表す。素子容量Cが大きくなると例えば印加電圧と電流との関係の係数であるβ値を上げ薄膜ダイオード素子19の特性を向上できることとなる。
尚、図1に示すように反射層13をカラーフィルタ基板3側に形成したが、対向基板4側に例えば第2基板6と第1の金属層22との間に、下地層21の他に反射層13等を形成しても良い。また、第1の金属層22の表面に形成する凹凸は、図3に示すように第1の金属層22の上面側に限られるものではなく、例えばその側面側にまで形成しても良い。これにより、その表面積を更に大きくでき薄膜ダイオード素子の特性を維持したまま、より開口率を増加できる。
(液晶装置の製造方法)
次に、本実施形態に係る液晶装置の製造方法について簡単に説明する。
まず、第1基板5に均一に例えば樹脂材料をスピンコートにより塗布等して下地層12が第1基板5上に形成される。
次に、下地層12上に蒸着法やスパッタリング法等によってアルミニウム等を薄膜状に生膜し、これをフォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることによって、例えば開口部を有する反射層13を形成する。
また、図1に示すように形成された反射層13の上に各色の着色層15をスピンコートにより塗布し、更にその上にレジストを塗布して、その後所定のパターンが形成されているフォトマスクの上から露光してレジストを現像処理する。その後、エッチングして青色系の例えば青色の着色層15B、緑色系例えば緑色の着色層15G及び赤色系例えば赤色の着色層15Rを順次形成していく。
これによって、反射層13上に着色層15が形成されると共に、各画素20には青色の着色層15B、緑色の着色層15G及び赤色の着色層15Rが夫々単独で形成される。
更に上述の着色層15及び光遮蔽層14の表面にオーバーコート層を形成し、その上に走査線16の材料であるITO等をスパッタリング法により被着し、フォトリソグラフィ法によってパターニングして図1のようにX方向に所定の幅をもって走査線16をストライプ状に形成する。
更にその上に配向膜(図示せず)を形成し、ラビング処理を施して第1基板5側の製造が終了する。
次に、第2基板6上に薄膜ダイオード素子19、データ線18及び画素電極17を形成するがこれについては薄膜ダイオード素子の製造方法として後述する。
薄膜ダイオード素子19、データ線18及び画素電極17が形成されたらその上に配向膜(図示せず)を形成し、ラビング処理を施して第2基板6側の製造が終了する。
次に、第2基板6側の配向膜上にギャップ材(図示せず)をドライ散布等により散布し、シール材を介して上述の第1基板5側と第2基板6側とを貼り合わせる。その後、シール材の開口部から液晶を注入し、シール材の開口部を紫外線硬化性樹脂等の封止材によって封止する。更に位相差板8,10及び偏光板9,11を第1基板5及び第2基板6の各外面上に貼着等の方法により取り付ける。
最後に必要な配線や照明装置及びケース体等を取り付けて、液晶装置1が完成する。
(薄膜ダイオード素子の製造方法)
次に、薄膜ダイオード素子19、データ線18及び画素電極17の形成について詳述する。
図4は薄膜ダイオード素子の製造方法のフローチャート図、図5は下地層の形成の説明図、図6は第1の金属層の形成の説明図、図7は第1の金属層表面に凹凸を形成する説明図、図8は絶縁層を形成する説明図及び図9は第2の金属層を形成する説明図である。
まず、図5に示すように第2基板6の表面にタンタル酸化物例えばTaをスパッタリング法等により一様な膜厚、例えば0.1μm程度になるように成膜して下地層21を形成する(ST101)。
又、図6に示すように形成された下地層21の上にTaWをスパッタリング法等により一様な膜厚例えば0.1〜0.15μm程度に成膜し、更にフォトリソグラフィ法等を用いてデータ線18の第1層18a及び第1の金属層22を同時に形成する(ST102)。勿論、データ線18の第1層18a及び第1の金属層22を同時に形成せず、別々に形成してもよい。
更に形成された第1の金属層22以外をマスキング(図示せず)した後、図7に示すように例えばショットブラスト法により第1の金属層22の表面に0.05μm程度の直径を有する凹凸を形成する(ST103)。この場合、ノズルから噴射する微粒子としてSiOや水酸化アルミニウムでも良いが、残留物が出るのでドライアイス等のガス状のものを用いてノズルから噴射させて第1の金属層22に衝突させて凹凸を形成するとよい。これにより、衝突後気化してしまうので真空にしてガスを吸引すれば第1の金属層22の表面に残留物が残ることを防ぐことができる。また、エッチャントガスを用いることもできる。
次に、データ線18の第1層18a及び第1の金属層22を陽極として陽極酸化処理を行い、図8に示すようにデータ線18の第1層18a及び第1の金属層22の表面に陽極酸化膜である第2層18b及び絶縁層23を一様な膜厚、例えば0.02〜0.05μm程度に形成する(ST104)。このときの電解液は例えばクエン酸化成液を用い、印加する電圧を12〜15V程度とする。ここで、「陽極酸化処理」とは、一般には電解液中に侵漬された試料を陽極とし、一方白金等を陰極として用いて電解することにより、試料上に酸化膜を形成させることをいい、電解液としては上述の他、例えばリン酸アンモニウム等の水溶液が用いられる。
これにより、図8に示すように形成された絶縁層23の表面は第1の金属層22に形成した凹凸が略同じ大きさ若しくはそれより少し大きく拡張して現れることとなる。更に第1の金属層22と絶縁層23との境界面にもこの凹凸が現れる。この絶縁層23の表面の凹凸の大きさ等は、陽極酸化法に用いられる電解液の種類や電解電圧により所望のサイズ等にすることができる。
この後、例えば真空中で300〜400℃の温度で熱処理した後、図9に示すようにCrをスパッタリング等によって一様な膜厚、例えば0.16μm程度に成膜し、フォトリソグラフィ法などによりデータ線18の第3層18c、第1の薄膜ダイオード素子19aの第2の金属層24a及び第2の薄膜ダイオード素子の第2の金属層24bを形成する(ST105)。
また、図3に示すようにITOをスパッタリング法等により一様な膜厚、例えば0.05μm程度に成膜し、更にフォトリソグラフィ法により一画素分の大きさに相当する所定形状の画素電極17をその一部が第2の金属層24bと重なるように形成する(ST106)。
以上の一連の工程により、薄膜ダイオード素子19(19a、19b)、データ線18(18a、18b、18c)及び画素電極17が形成される。
このように本実施形態によれば、薄膜ダイオード素子19は第2基板6上に第1の金属層22を形成し、その第1の金属層22の表面に例えばショットブラスト法で凹凸を形成し、更にその表面に陽極酸化法により絶縁層23を形成し、その絶縁層23の表面に第2の金属層24を形成することとしたので、凹凸を形成する前に比較して絶縁層23の上面及び下面の表面積が増大しその容量を大きくすることができる。これによって、例えば薄膜ダイオード素子の特性を改善できると共に従来と同様の開口率を確保することも可能である。また、従来と同様薄膜ダイオード素子の特性を備えながら開口率を向上させることも可能である。
更に液晶装置1は、例えば第1の金属層22の表面に凹凸を形成した薄膜ダイオード素子19を備えているので、その液晶装置の開口率を保持しながら薄膜ダイオード素子の特性を向上させ、液晶装置1の性能を安定させ向上させることが可能となる。また、従来と同様の特性を備えながら開口率を向上させることができる。
(第2の実施形態)
次に、本発明にかかる液晶装置の第2の実施形態について説明する。本実施形態においては、第1の実施形態が第1の金属層22に凹凸を形成したのに対し、下地層に凹凸が形成される点が異なるので、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。尚、第1の実施形態の構成要素と共通する構成要素については、第1の実施形態と同一の符号を付しその説明を省略する。
図10は本発明の第2の実施形態に係る液晶装置を構成する薄膜ダイオード素子の概略断面図である。尚、図10は図2のA−A線断面図でもある。
(液晶パネルの構成)
液晶パネルの構成については第1の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
(薄膜ダイオード素子の構成)
薄膜ダイオード素子19は、第1の実施形態と同様、例えば図2に示すように第2基板6の表面に成膜された下地層21の上に形成された第1の薄膜ダイオード素子19a及び第2の薄膜ダイオード素子19bからなる2つの薄膜ダイオード素子要素によって、いわゆるBack−to−Back構造として構成されている。
ここで、第1の実施形態ではショットブラスト法による凹凸形成は第1の金属層22の表面にされていたが、本実施形態では図10に示すように第1の金属層22ではなくその第1の金属層22で覆われる下地層21の表面領域に凹凸が形成されている。
これにより、図10に示すように下地層21に形成された凹凸によりその上に積層された第1の金属層22の表面にも略同様な凹凸が現れている。
また、その第1の金属層22の表面に例えば陽極酸化法により形成された絶縁層23の表面にも図10に示すように略同様な凹凸が現れており、更にその上に積層された第2の金属層24の表面にも略同様な凹凸が現れることとなる。
(液晶装置の製造方法)
液晶装置の製造方法については第1の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
(薄膜ダイオード素子の製造方法)
図11は第2の実施形態に係る薄膜ダイオード素子の製造方法のフローチャート図である。
薄膜ダイオード素子の製造方法についても基本的には第1の実施形態と同様であるが、図11に示すように下地層21の形成(ST201)の後、下地層21の表面に凹凸を形成する工程(ST202)が入り、第1の金属層22の形成(ST203)の後はその第1の金属層22の表面に凹凸を形成する工程は入っていない。
すなわち、第1の金属層22が形成された後そのまま例えば陽極酸化法で絶縁層23が形成され(ST204)、更にその上に第2の金属層24が形成される(ST205)。そして最後に画素電極17が形成される(ST206)。
尚、下地層21の表面に凹凸を形成する方法は第1の実施形態で第1の金属層22に凹凸を形成したのと同様であり、例えばショットブラスト法で凹凸の直径が0.05μm程度になるように形成する。
以上により図10に示すような薄膜ダイオード素子19が製造されることとなる。
尚、下地層21の表面に凹凸を形成する方法の例としてショットブラスト法の場合を説明したがこれに限られるものではなく、第2基板6上にフォトリソグラフィ法で下地層21の凹凸を形成しても勿論良い。
例えば第2基板6の表面にTaをスパッタリング法等により成膜し、これをフォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることにより表面に所望の凹凸を有する下地層21を形成することができる。
このように本実施形態によれば、液晶装置1は例えば下地層21の絶縁層形成領域に対応する領域に複数の凹凸を形成することとしたので、その凹凸により第1の金属層22の表面、すなわち絶縁層23の第1の金属層22及び第2の金属層24との境界の上下面(以下「絶縁層の上面及び下面」という。)にも凹凸が生じることとなり、その開口率を確保したまま例えば薄膜ダイオード素子19の面積が増大しその容量を大きくすることができる。また、従来と同様の薄膜ダイオード素子19の特性を備えながら開口率を向上させることも可能である。
(第3の実施形態)
次に、本発明にかかる液晶装置の第3の実施形態について説明する。本実施形態においては、第1の実施形態が第1の金属層22に凹凸を形成したのに対し、基板に凹凸が形成される点が異なるので、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。尚、第1の実施形態の構成要素と共通する構成要素については、第1の実施形態と同一の符号を付しその説明を省略する。
図12は本発明の第3の実施形態に係る液晶装置を構成する薄膜ダイオード素子の概略断面図である。尚、図12は図2のA−A線断面図でもある。
(液晶パネル及び薄膜ダイオード素子の構成)
液晶パネル及び薄膜ダイオード素子の構成については基本的には第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態ではショットブラスト法による凹凸形成は第1の金属層22の表面にされていたが、本実施形態では図12に示すように第1の金属層22ではなく第2基板6の絶縁層形成領域に対応する領域に複数の凹凸が形成されている。
これにより、図12に示すように第2基板6に形成された凹凸によりその上に積層された下地層21の表面にも略同様な凹凸が現れ、更にその下地層21の上に積層された第1の金属層22の表面にも略同様な凹凸が現れている。
また、その第1の金属層22の表面に例えば陽極酸化法により形成された絶縁層23の表面にも図12に示すように略同様な凹凸が現れており、更にその上に積層された第2の金属層24の表面にも略同様な凹凸が現れることが可能となる。これにより、絶縁層23の上面及び下面の表面積が増加し、薄膜ダイオード素子19の特性を維持したまま開口率を増大できる。
尚、凹凸を形成するのは第1の実施形態の第1の金属層22や第2の実施形態の下地層21、更には本実施形態の基板に限られるわけではなく、図13(図2のA―A線断面図)に示すように絶縁層23に形成しても良い。例えば第2基板6に下地層21を形成し、その上にスパッタリング法等により第1の金属層22を形成する。その第1の金属層22の表面に絶縁層23を形成し、該絶縁層23の表面に例えばショットブラスト法等で複数の凹凸を形成する。その上に第2の金属層24を形成して薄膜ダイオード素子19が形成されることとなる。
これにより、図13に示すように少なくとも絶縁層23の上面(第2の金属層24との境界面)の表面積が増加し、薄膜ダイオード素子19の容量が増大できるので、素子の特性を維持したまま開口率を増加できる。また、素子の特性を改善し従来同様の開口率を確保できる。
また、第1の金属層22や絶縁層23の表面への凹凸の形成は、例えば第2の実施形態により下地層21の表面に凹凸を形成した後更に、その下地層21の表面にスパッタリング等により第1の金属層22を形成し、その第1の金属層22の表面に第2の凹凸として、例えばショットブラスト法により凹凸を形成してもよい。これにより、下地層21に形成された凹凸に対応して形成された第1の金属層22の表面の凹凸に加え、更に第2の凹凸が形成されるので、更に絶縁層23の表面積が増大し、薄膜ダイオード素子19の容量を大きくすることができると共に、液晶装置1の開口率をその素子特性を維持しながら大きくすることが可能となる。
(液晶装置の製造方法)
液晶装置の製造方法については基本的には第1の実施形態と同様であるが、第2基板6上に薄膜ダイオード素子19、データ線18及び画素電極17を形成する前に、第2基板6の表面に例えばショットブラスト法により直径が0.05μm程度の凹凸が形成される。尚、ショットブラスト法による凹凸の形成方法は第1の実施形態と同様である。
(薄膜ダイオード素子の製造方法)
図14は第3の実施形態に係る薄膜ダイオード素子の製造方法のフローチャート図である。
薄膜ダイオード素子の製造方法についても基本的には第1の実施形態と同様であるが、図12に示すように下地層21の形成(ST301)の後及び第1の金属層22の形成(ST302)の後を含め、表面に凹凸を形成する工程は入っていない。
すなわち、既に第2基板6の表面に凹凸が形成されているので、その上に下地層21が形成され(ST301)、更にその上に第1の金属層22等が形成される(ST302)。又、第1の金属層22が形成された後そのまま例えば陽極酸化法で絶縁層23等が形成され(ST303)、更にその上に第2の金属層24等が形成される(ST304)。そして最後に画素電極17が形成される(ST305)。
以上により図12に示すような薄膜ダイオード素子19が製造されることとなる。
このように本実施形態によれば、液晶装置1は例えば基板の絶縁層形成領域に対応する領域に複数の凹凸を形成することとしたので、その凹凸により第1の金属層22の表面及び絶縁層23の上面及び下面にも凹凸が生じることとなり、絶縁層23の表面積が増大しその容量を大きくすることができる。
(第4の実施形態)
次に、本発明にかかる液晶装置の第4の実施形態について説明する。本実施形態においては、第1の実施形態が第1の金属層22に凹凸を形成し、そのまま絶縁層を形成したのに対し、例えば形成された凹凸面に更に微細な凹凸を形成する点が異なるので、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。尚、第1の実施形態の構成要素と共通する構成要素については、第1の実施形態と同一の符号を付しその説明を省略する。
(液晶パネル及び薄膜ダイオード素子の構成)
図15は第4の実施形態に係る薄膜ダイオード素子の部分拡大断面図であり、図2のA―A線断面図である。
液晶パネル及び薄膜ダイオード素子の構成については基本的には図1から図3に示す第1の実施形態と同様であるが、本実施形態では図15に示すように第1の金属層22にショットブラスト法で凹凸を形成した後、例えばその凹凸より更に微細な凹凸を有する成型部材を押圧して形成された微細な凹凸27が、元の凹面及び凸面上に形成されている。
これにより、図15に示すようにその第1の金属層22の表面に例えば陽極酸化法により形成された絶縁層23の上面及び下面にも大き目の凹凸とその凹面及び凸面に微細な凹凸が現れており、更にその上に積層された第2の金属層24の表面にも略同様な微細な凹面及び凸面が現れることとなる。
(液晶装置の製造方法)
液晶装置の製造方法については第1の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
(薄膜ダイオード素子の製造方法)
図16は第4の実施形態に係る薄膜ダイオード素子の製造方法のフローチャート図である。
薄膜ダイオード素子の製造方法についても基本的には第1の実施形態と同様であるが、図15に示すようにまず下地層21を形成し(ST101)、その下地層21の表面に第1の金属層22等を形成する(ST102)。更に第1の金属層22の表面に例えばショットブラスト法により凹凸を形成し(ST103)、その形成された凹凸面にその凹凸より微細な凹凸を有する成型部材を押圧し、第1の金属層22の凹凸面に更に微細な凹凸を形成する、すなわち元の凹凸より更に微細な凹凸をその元の凹凸面の凹面及び凸面に形成する(ST404)。
その後、そのまま例えば陽極酸化法で絶縁層23等が形成され(ST104)、更にその上に第2の金属層24等が形成される(ST105)。そして最後に画素電極17が形成される(ST106)。
以上により薄膜ダイオード素子19が製造されることとなる。
尚、成型部材による微細な凹凸の形成は第1の金属層22に形成された凹凸の凹面及び凸面に限られるものではなく、例えば第2に実施形態の下地層21の絶縁層形成領域に対応する領域に形成された凹凸、第3の実施形態の基板の絶縁層形成領域に対応する領域に形成された凹凸等も可能であり、その形成方法も略同様である。
このように本実施形態によれば、液晶装置1は例えば第1の金属層22の表面にショットブラスト法により凹凸を形成すると共に、その凹凸面の凹面及び凸面を成型部材で押圧し、更に微細な凹凸を形成することとしたので、例えばその薄膜ダイオード素子19の特性を確保したまま絶縁層23の上面及び下面の表面積をより増大させることができ、その容量を更に大きくし、開口率を向上させることができる。また、素子特性を向上させながら従来同様の開口率を確保できる。
(第5の実施形態)
次に、本発明にかかる液晶装置の第5の実施形態について説明する。本実施形態においては、第1の実施形態が第1の金属層22に凹凸を形成し、そのまま絶縁層を形成したのに対し、例えば形成された凹凸のレプリカを作成し、そのレプリカの凸部を転写した成型部材でプレスしその凹凸を拡張する点が異なるので、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。尚、第1の実施形態の構成要素と共通する構成要素については、第1の実施形態と同一の符号を付しその説明を省略する。
(液晶パネル及び薄膜ダイオード素子の構成)
液晶パネル及び薄膜ダイオード素子の構成については基本的には図1から図3に示す第1の実施形態と同様であるが、本実施形態ではショットブラスト法による凹凸形成がされた後、更にその凹凸面に成型部材25を押圧して第1の金属層22の凹凸が拡張されている。
ここで、成型部材25は第1の金属層22の表面に形成された凹凸のレプリカを形成し、該レプリカの凸部を成型部材表面に転写したものである。また、レプリカは例えば以下の方法により製造できる。
ロストワックス法に用いられる樹脂等のいわゆるレプリカ材を、第1の金属層22の凹凸表面にコーティングし、それを剥離し硬化させる。そして、硬化させたレプリカ材の上に例えばアルミ等の金属膜をスパッタリングにより形成し、該第1の金属層22の凹凸形状と同じ凹凸形状を有するレプリカを製造する。
これにより、その第1の金属層22の表面に例えば陽極酸化法により形成された絶縁層23の表面にも拡張された凹凸が現れており、更にその上に積層された第2の金属層24の表面にも略同様な拡張された凹凸が現れることとなる。これにより、絶縁層23の上面及び下面の表面積が更に増加し、薄膜ダイオード素子19の容量を増大することが可能となる。
(液晶装置の製造方法)
液晶装置の製造方法については第1の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
(薄膜ダイオード素子の製造方法)
図17は第5の実施形態に係る薄膜ダイオード素子の製造方法のフローチャート図、図18は成型部材で第1の金属層を押圧する説明図である。尚、図18は説明の都合上、各薄膜ダイオード素子19のデータ線18や画素電極17が形成されるスペース、又はデータ線18の第1層18a自体が省略されている。
薄膜ダイオード素子19の製造方法についても基本的には第1の実施形態と同様であるが、図17に示すようにまず下地層21を形成し(ST501)、その下地層21の表面に第1の金属層22等を形成する(ST502)。更に第1の金属層22の表面に例えばショットブラスト法により凹凸を形成し(ST503)、その形成された凹凸面に図18に示すように該凹凸のレプリカの凸部を表面に転写した成型部材25を押圧し、第1の金属層22の凹凸を拡張する(ST504)。例えば、ショットブラスト法により第1の金属層22に形成された凹凸の凹部の径より少し大きめの径を有するように、成型部材25の表面に転写され形成された略半球状の凸部を、その凹凸の凹部に押し当てて該凹部の径を広げてその凹凸を拡張する。
この際、成型部材25の凸部はレプリカの凸部が少し大きくなって表面に転写し形成されるので、第1の金属層22の凹凸と成型部材25に転写形成された凸部との位置合わせが容易であると共に、確実に凹凸を拡張できる。
その後、そのまま例えば陽極酸化法で絶縁層23等が形成され(ST505)、更にその上に第2の金属層24等が形成される(ST506)。そして最後に画素電極17が形成される(ST507)。
尚、図18では上述のように各薄膜ダイオード素子19のデータ線18や画素電極17が形成されるスペース、又はデータ線18の第1層18a自体が省略されており、実際は例えば第1の金属層22と同時にデータ線18の第1層18aが形成される場合は、各第1の金属層22の図18に向かって左側に夫々当該第1層18aが形成されており、右側に夫々画素電極17が形成されるスペースが確保されている。勿論、第1の金属層22と第1層18aとを同時に形成しなくてもよく、その場合は第1層18aが形成されるスペースがあることになる。
以上により薄膜ダイオード素子19が製造されることとなる。
尚、成型部材25による拡張は第1の金属層22に形成された凹凸に限られるものではなく、例えば第2の実施形態の絶縁層形成領域に対応する下地層21の領域に形成された凹凸、第3の実施形態の絶縁層形成領域に対応する基板の領域に形成された凹凸等も可能であり、その拡張方法も略同様である。
また、図18には成型部材25は3つの薄膜ダイオード素子19を同時に拡張できるものであるが、これに限られるわけではなく例えば1つでも2つでもいいし又、3つより多くの薄膜ダイオード素子19を拡張できるものであっても勿論良い。これにより、より短時間で大量の薄膜ダイオード素子19の凹凸の拡張が可能となる。
このように本実施形態によれば、液晶装置1は例えば第1の金属層22の表面にショットブラスト法により凹凸を形成すると共に、その凹凸を成型部材25で拡張することとしたので、薄膜ダイオード素子19の特性を確保したまま例えば絶縁層23の上面及び下面の表面積をより増大させその容量を更に大きくし、その開口率を向上させることができる。また、素子特性を改善すると共に従来同様の開口率を確保できる。
(第6の実施形態)
次に、本発明にかかる液晶装置の第6の実施形態について説明する。本実施形態においては、第1の実施形態が第1の金属層22に凹凸を形成し、そのまま絶縁層23及び第2の金属層24を形成したのに対し、絶縁層23に現れた凹凸を例えば成型部材でプレスしその凹凸を拡張する点が異なるので、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。尚、第1の実施形態の構成要素と共通する構成要素については、第1の実施形態と同一の符号を付しその説明を省略する。
(液晶パネル及び薄膜ダイオード素子の構成)
液晶パネル及び薄膜ダイオード素子の構成については基本的には図1から図3に示す第1の実施形態と同様である。ただし、ショットブラスト法による第1の金属層22の凹凸表面が略そのまま陽極酸化法により形成された絶縁層23の表面に現われた後、更にその凹凸のレプリカの凸部より少し径の大きい凸部を表面に転写した成型部材25をその凹凸面に押圧して絶縁層23の凹凸が拡張されている。
これにより、更にその上に積層された第2の金属層24の表面にも略同様な拡張された凹凸が現れることとなる。
尚、レプリカの製造方法等は第5の実施形態と同様であり、いわゆるレプリカ材を、絶縁層23の凹凸表面にコーティングし、それを剥離し硬化させる。そして、硬化させたレプリカ材の上に例えばアルミ等の金属膜をスパッタリングにより形成し、該絶縁層23の凹凸形状と同じ凹凸形状を有するレプリカを製造する。
また、絶縁層23の凹凸面の凹部と成型部材25の凸部とがずれても、絶縁層23は多少軟化しているので、成型部材25の凸部により大きな凹部が形成され、元の絶縁層23に現れていた凹凸が拡張されることとなる。
(液晶装置の製造方法)
液晶装置の製造方法については第1の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
(薄膜ダイオード素子の製造方法)
図19は第6の実施形態に係る薄膜ダイオード素子の製造方法のフローチャート図、図20は成型部材を押圧する説明図である。尚、図20は説明の都合上、各薄膜ダイオード素子19のデータ線18や画素電極17が形成されるスペース、又はデータ線18の第1層18a及び第2層18b自体が省略されている。
薄膜ダイオード素子の製造方法についても基本的には第1の実施形態と同様であるが、図19に示すようにまず下地層21を形成し(ST601)、その下地層21の表面に第1の金属層22等を形成する(ST602)。更に第1の金属層22の表面に例えばショットブラスト法により凹凸を形成し(ST603)、そのまま例えば陽極酸化法で絶縁層23等が形成される(ST604)。
その後、その絶縁層23に現れた凹凸面に図20に示すように少しサイズの大きい凸部が転写された成型部材25を押圧し、絶縁層23の凹凸を拡張する(ST605)。この際、成型部材25は絶縁層23の凹凸のレプリカの凸部を少し大きくして転写するので、絶縁層23の凹凸と成型部材25の凹凸の位置合わせが容易であると共に、確実に凹凸を拡張できる。
更にその上に第2の金属層24等が形成され(ST606)、最後に画素電極17が形成される(ST607)。
尚、図20では上述のように各薄膜ダイオード素子19のデータ線18や画素電極17が形成されるスペース、又はデータ線18の第1層18a及び第2層18b自体が省略されており、実際は例えば各第1の金属層22の図20に向かって左側に夫々当該第1層18a及び第2層18bが形成されており、右側に夫々画素電極17が形成されるスペースが確保されている。勿論、第1の金属層22等と第1層18a等とを同時に形成しなくてもよく、その場合は第1層18a及び第2層18bが形成されるスペースがあることとなる。
以上により薄膜ダイオード素子19等が製造されることとなる。
尚、成型部材25による凹凸の拡張は絶縁層23に現れた凹凸に限られるものではなく、例えば第2の実施形態の第1の金属層22に現れた凹凸、第3の実施形態の下地層21に現れた凹凸等も可能であり、その拡張方法も略同様である。
このように本実施形態によれば、液晶装置1は第1の金属層22の表面に例えばショットブラスト法により複数の凹凸を形成すると共に、その凹凸と略同様な凹凸が現れた絶縁層23の凹凸を成型部材25で拡張することとしたので、薄膜ダイオード素子19の特性を確保したまま例えば絶縁層23の表面積をより増大させその容量を更に大きくし、その開口率を向上させることができる。また、素子特性を改善すると共に従来と同様の開口率を確保できる。
(第7の実施形態)
次に、本発明にかかる液晶装置の第7の実施形態について説明する。本実施形態においては、第1の実施形態が第1の金属層22に凹凸を形成し、そのまま絶縁層23及び第2の金属層24を形成したのに対し、絶縁層23に現れた凹凸を例えば型でプレスしその凹凸を拡張して、更に陽極酸化(以下、最初の陽極酸化を「1次電解」といい、2番目の陽極酸化を「2次電解」という。)する点が異なるので、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。尚、第1の実施形態の構成要素と共通する構成要素については、第1の実施形態と同一の符号を付しその説明を省略する。
(液晶パネル及び薄膜ダイオード素子の構成)
液晶パネル2及び薄膜ダイオード素子19の構成については基本的には図1から図3に示す第1の実施形態と同様である。ただし、ショットブラスト法による第1の金属層22の凹凸表面が略そのまま1次電解(最初の陽極酸化)により形成され絶縁層23の表面に現われた後、その凹凸より少しサイズの大きい凹凸を表面に転写した成型部材25をその凹凸面に押圧して絶縁層23の凹凸が拡張され、更に2次電解(2番目の陽極酸化)され成型部材25の押圧により拡張された凹凸が更に拡張されている。
すなわち、2次電解処理によりその前の凹凸表面の例えば凸部が扇形に拡大し、凸部の径が大きくなり凹凸が更に拡張されることとなる。
ここで、1次電解で用いられる電解液及び印加電圧等は例えばクエン酸化成液で12〜15V程度にして、2次電解で用いられる電解液及び印加電圧等は例えばクエン酸化成液で30V程度にし、1次電解より短時間で陽極酸化処理する。勿論所定の層厚や凹凸のサイズを得るために他の電解液や電圧にしてもよい。
これにより、その上に積層された第2の金属層24の表面にも略同様な更に拡張された凹凸が現れることとなる。
尚、1次電解の代わりに酸やアルカリで第1の金属層22の表面をエッチングしてもよい。ただし、エッチングや上述した成型部材25によるプレス処理をした後は表面が汚れるおそれがあるので洗浄し、次の2次電解処理をする。
(液晶装置の製造方法)
液晶装置の製造方法については第1の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
(薄膜ダイオード素子の製造方法)
図21は第7の実施形態に係る薄膜ダイオード素子の製造方法のフローチャート図である。
薄膜ダイオード素子の製造方法についても基本的には第1の実施形態と同様であるが、図21に示すようにまず下地層21を形成し(ST701)、その下地層21の表面に第1の金属層22等を形成する(ST702)。更に第1の金属層22の表面に例えばショットブラスト法により凹凸を形成し(ST703)、そのまま例えば陽極酸化法(1次電解)で絶縁層23等が形成される(ST704)。
その後、その絶縁層23に現れた凹凸面に図20に示すように凹凸のレプリカを成型部材に転写するときに少しサイズが大きくなった凸部を有する成型部材25を押圧し、絶縁層23の凹凸を拡張する(ST705)。この際、成型部材25の凹凸が絶縁層23の凹凸を少し大きくしたものであるので、絶縁層23の凹凸と成型部材25の凹凸との位置合わせが容易であると共に、確実に凹凸を拡張できる。また、仮に位置がずれても第1次電解処理で表面が軟化しており、十分成型部材25の凹凸で元の凹凸が拡張されることとなる。
次に、成型部材25の押圧により拡張された絶縁層23の凹凸面に2次電解処理(陽極酸化法)して拡張された凹凸を更に拡張する(ST706)。例えば、成型部材25の押圧により拡張された絶縁層23の凹凸面の凸部が2次電解処理により略扇形に大きくなり、凹凸が更に拡張されることとなる。
そして、2次電解処理された絶縁層23の上に第2の金属層24等が形成され(ST707)、最後に画素電極17が形成される(ST708)。
以上により薄膜ダイオード素子19等が製造されることとなる。
尚、成型部材25による凹凸の拡張は絶縁層23に現れた凹凸に限られるものではなく、例えば第2の実施形態の第1の金属層22に現れた凹凸、第3の実施形態の下地層21に現れた凹凸等も可能であり、その拡張方法も略同様である。
また、第1の金属層22等に凹凸を形成する方法は上述したショットブラスト法に限られるものではなく、例えば成型部材25を押圧する方法やフォトリソグラフィ法やエッチング法、更には2次電解処理等がある。これにより、簡易又は精緻に凹凸を形成でき、表面積を大きくすることが可能となる。
このように本実施形態によれば、液晶装置1は第1の金属層22の表面に例えばショットブラスト法により凹凸を形成すると共に、絶縁層23を1次電解により形成し、その絶縁層の凹凸表面に成型部材25の凸部を押圧し凹凸を拡張し、更に2次電解によりその凹凸を拡張することとしたので、より大きな凹凸を容易に形成でき、例えば薄膜ダイオード素子19の特性を保持したまま薄膜ダイオード素子19の表面積を拡大し容量を大きくすることが可能となると共に、画素の開口率を向上させることができる。また、素子特性を改善すると共に従来と同様な開口率を確保できる。
(第8の実施形態)
次に、本発明にかかる液晶装置の第8の実施形態について説明する。本実施形態においては、第1の実施形態が第1の金属層22に凹凸を形成し、そのまま絶縁層23及び第2の金属層24を形成したのに対し、第1の金属層22には例えばショットブラスト法等による凹凸を形成せず、そのまま絶縁層23を第1の金属層22の表面に陽極酸化法により形成し、そのとき現れた孔を例えば成型部材でプレスしその孔を拡張する点が異なるので、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。尚、第1の実施形態の構成要素と共通する構成要素については、第1の実施形態と同一の符号を付しその説明を省略する。
(液晶パネル及び薄膜ダイオード素子の構成)
図22は本発明の第8の実施形態に係る液晶装置を構成する薄膜ダイオード素子の概略断面図である。尚、図22は図2のA−A線断面図でもある。
液晶パネル及び薄膜ダイオード素子の構成については基本的には図1及び図2に示す第1の実施形態と同様である。ただし、第1の金属層22の表面にはショットブラスト法等によっては凹凸が形成されず、そのまま陽極酸化法により絶縁層23が第1の金属層22の表面に形成されている。
又、絶縁層23の表面に現れた陽極酸化法による孔が例えば凸部を備えた成型部材25により押圧され、その孔が拡張され、拡張された凹部を生じている。これにより、孔がないときに比べ約2倍になっている孔がある絶縁層23の面積が、その孔を拡張させ、拡張された凹部を生じさせることによって、孔がないときに比べ約6,7倍の表面積となり、開口率を維持しながら薄膜ダイオード素子19の特性を向上できることとなる。又、見かけの素子面積よりも実質の面積は大きくなり、素子容量を大きくすることができる。
更に図22に示すようにその上に積層された第2の金属層24の表面にも略同様な凹凸が現れることとなり、その成型部材25の押圧の際に第1の金属層22と絶縁層23との境界面も絶縁層23の表面に形成された凹凸よりは小さい凹凸が生じる。これにより、絶縁層23の上下面の表面積が増大し、薄膜ダイオード素子19の容量が大きくなる。
(液晶装置の製造方法)
液晶装置の製造方法については第1の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
(薄膜ダイオード素子の製造方法)
図23は第8の実施形態に係る薄膜ダイオード素子の製造方法のフローチャート図、図24は絶縁層の表面に凹凸を有する成型部材を押圧する説明図である。尚、図24は説明の都合上、各薄膜ダイオード素子19のデータ線18や画素電極17が形成されるスペース、又はデータ線18の第1層18a及び第2層18b自体が省略されている。
薄膜ダイオード素子の製造方法についても基本的には第1の実施形態と同様であるが、図23に示すようにまず下地層21を形成し(ST801)、その下地層21の表面に第1の金属層22等を形成する(ST802)。
更にそのまま陽極酸化法で絶縁層23が形成され(ST803)、その際生じた絶縁層23の表面の孔26に図24に示すように凸部を有する成型部材25を押圧し、その孔26を拡張された凹部に形成する(ST804)。すなわち、例えばレプリカ材を絶縁層23の表面にコーティングし、それを剥離して硬化させ、そのレプリカ材の上に例えばアルミ等の金属膜をスパッタリングにより形成し、絶縁層23の孔と同じ大きさの孔を有するレプリカを作成する。
次に、そのレプリカの凹凸を成型部材25に転写し、元の絶縁層23の表面上の孔より少し大きくなった凹凸のある成型部材25で絶縁層23の孔を押圧することにより、その孔の形状が半球状の凹形状となり、表面積がフラットな表面に比較して約6,7倍に拡大する。
その上に第2の金属層24等が形成され(ST805)、最後に画素電極17が形成される(ST806)。
尚、図24では上述のように各薄膜ダイオード素子19のデータ線18や画素電極17が形成されるスペース、又はデータ線18の第1層18a及び第2層18b自体が省略されており、実際は例えば各第1の金属層22の図24に向かって左側に夫々当該第1層18a及び第2層18bが形成されており、右側に夫々画素電極17が形成されるスペースが確保されている。勿論、第1の金属層22等と第1層18a等とを同時に形成しなくてもよく、その場合は第1層18a及び第2層18bが形成されるスペースがあることとなる。
以上により薄膜ダイオード素子19等が製造されることとなる。
このように本実施形態によれば、液晶装置1は第1の金属層22の表面に絶縁層23を陽極酸化法により形成し、その陽極酸化法により生じた孔26を成型部材25の凸部で押圧して孔26を拡張した凹部に形成することとしたので、より容易に表面積を拡大することが可能となり、例えば薄膜ダイオード素子19の容量を大きくすることができ、その素子特性を維持しながら開口率を向上できることとなる。また、素子特性を改善しながら従来と同様な開口率を確保することも可能である。
(第9の実施形態)
次に、本発明にかかる液晶装置の第9の実施形態について説明する。本実施形態においては、第1の実施形態が第1の金属層22に凹凸を形成し、そのまま絶縁層23及び第2の金属層24を形成したのに対し、第1の金属層22には例えばショットブラスト法等による凹凸を形成せず、そのまま絶縁層23を第1の金属層22の表面に1次電解(陽極酸化法)により形成し、そのとき現れた孔を例えば成型部材でプレスしその孔を拡張して更に2次電解(2回目の陽極酸化)する点が異なるので、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。尚、第1の実施形態の構成要素と共通する構成要素については、第1の実施形態と同一の符号を付しその説明を省略する。
(液晶パネル及び薄膜ダイオード素子の構成)
液晶パネル及び薄膜ダイオード素子の構成については基本的には図1及び図2に示す第1の実施形態及び図22に示す第8の実施形態と同様である。ただし、第1の金属層22の表面にはショットブラスト法等によって直接的には凹凸が形成されない。そのまま1次電解により絶縁層23が第1の金属層22の表面に形成され、図24に示すように成型部材25により押圧されて、その孔26が拡張された凹部に形成されると共に、更に2次電解処理されて該拡張された凹部が更に拡張された凹部となり凹凸面を形成している。尚、1次電解及び2次電解の条件は例えば第7の実施形態と同様である。
また、図22に示すようにその上に積層された第2の金属層24の表面にも略同様な凹凸が現れることとなり、その成型部材25の押圧の際に第1の金属層22と絶縁層23との境界面も絶縁層23の表面に形成された凹凸よりは小さい凹凸が生じる。これにより、絶縁層23の上下面の表面積が増大し、薄膜ダイオード素子19の容量が大きくなる。
(液晶装置の製造方法)
液晶装置の製造方法については第1の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
(薄膜ダイオード素子の製造方法)
図25は第9の実施形態に係る薄膜ダイオード素子の製造方法のフローチャート図である。
薄膜ダイオード素子の製造方法についても基本的には第1の実施形態と同様であるが、図2に示すようにまず下地層21を形成し(ST901)、その下地層21の表面に第1の金属層22等を形成する(ST902)。
更にそのまま1次電解(1回目の陽極酸化)により絶縁層23等が形成され(ST903)、その際生じた絶縁層23の表面の孔26に凸部を有する成型部材25を押圧し、その孔26を拡張された凹部に形成する(ST904)。すなわち、図24に示すように例えば孔26より少し大きい半球状の凸部のある成型部材25で絶縁層23の孔26を押圧することにより、その孔26の形状が半球状の少し大きい凹形状となり、表面積がフラットな表面に比較して約6,7倍に拡大する。
次に、成型部材25で押圧された絶縁層23の表面を2次電解処理(2回目の陽極酸化処理)し、成型部材25の押圧で孔26を拡張した凹部を有する凹凸を、更に例えば扇形に拡張して形成する(ST905)。
その上に第2の金属層24等が形成され(ST906)、最後に画素電極17が形成される(ST907)。
以上により薄膜ダイオード素子19等が製造されることとなる。
尚、上述のように1次電解処理をした後に成型部材25でプレスし絶縁層23の表面に現れた孔26を拡張する場合に限られるものではなく、成型部材等による孔26の拡張をせずに直接2次電解処理してもよい。これによっても、1次電解処理により生じた絶縁層23の表面上の孔26は、2次電解処理により例えば扇形に広がった凹部を形成するので絶縁層23の表面の孔が拡張されることとなる。
このように本実施形態によれば、液晶装置1は1次電解により形成された孔26に成型部材25の凸部を押圧してその孔26が拡張された凹部を形成し、更に2次電解によりその凹部を扇形に拡張することとしたので、更に表面積を大きくでき、例えば素子特性を保持したまま薄膜ダイオード素子19の容量を大きくし、その画素の開口率をより向上させることが可能となる。また、素子特性を改善すると共に従来と同様な開口率を確保することも可能である。
(第10の実施形態)
(電子機器)
次に、上述した液晶装置1を備えた本発明の第10の実施形態に係る電子機器について説明する。
図26は本発明の第10の実施形態に係る電子機器の表示制御系の全体構成を示す概略構成図である。
電子機器300は、表示制御系として例えば図26に示すように液晶パネル2及び表示制御回路390などを備え、その表示制御回路390は表示情報出力源391、表示情報処理回路392、電源回路393及びタイミングジェネレータ394などを有する。
また、液晶パネル2には表示領域Fを駆動する駆動回路361を有する。
表示情報出力源391は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)などからなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスクなどからなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備えている。更に表示情報出力源391は、タイミングジェネレータ394によって生成された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などの形で表示情報を表示情報処理回路392に供給するように構成されている。
また、表示情報処理回路392はシリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路などの周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号CLKと共に駆動回路361へ供給する。駆動回路361は、走査線駆動回路、データ線駆動回路及び検査回路を含む。また、電源回路393は、上述した各構成要素に夫々所定の電圧を供給する。
このように本実施形態によれば、電子機器300に用いられている液晶装置1は第1の金属層22の表面に例えばショットブラスト法で凹凸を形成し、更にその表面に陽極酸化法により絶縁層23を形成し、その絶縁層23の表面に第2の金属層24を形成する薄膜ダイオード素子19を備えているので、その液晶装置1の開口率を保持しながら薄膜ダイオード素子の特性を向上させることができると共に、素子特性を保持したまま薄膜ダイオード素子19の容量を大きくし、その画素の開口率をより向上させることが可能となり、電子機器300の性能を安定させ向上させることが可能となる。
特に携帯可能な電子機器にあっては、小型で且つ正確な機能を発揮できることが求められており、開口率を維持しながら素子特性を向上できる本発明の意義は大きいといえる。
具体的な電子機器としては、携帯電話機やパーソナルコンピュータなどの他に液晶装置が搭載されたタッチパネル、プロジェクタ、液晶テレビやビューファインダ型、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、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、POS端末等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、上述した例えば液晶装置1が適用可能なのは言うまでもない。
なお、本発明の電気光学装置及び電子機器は、上述した例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば、上述した電気光学装置はいずれも液晶パネルを有する液晶装置であるが、無機或は有機エレクトロルミネッセンス装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動ディスプレイ装置、電子放出素子を用いた装置(Field Emission Display及びSurface‐Conduction Electron‐Emitter Display等)などの各種電気光学装置であってもよい。
以上、好ましい実施形態を上げて本発明を説明したが、本発明は上述したいずれの実施形態にも限定されず、本発明の技術思想の範囲内で適宜変更して実施できる。
例えば、上述の実施形態では2つの薄膜ダイオード素子をいわゆるBack−to−Back構造として構成したが、これに限られるものではなく1つの画素20に1つ薄膜ダイオード素子19を有するようにしてもよい。これによっても、薄膜ダイオード素子19の表面積を大きくしその素子特性を向上させながら、例えば液晶装置1の開口率を維持することが可能である。
また、上述の実施形態では例えば第1の金属層22に凹凸を形成した場合に第2の金属層24にも略同様な凹凸が現れるとして説明したが、図27に示すように第2の金属層24をその表面に凹凸が現れないように形成しても良い。これによっても、ある程度、薄膜ダイオード素子19の表面積を拡大でき、その容量を大きくできると共に多種多様な電気光学装置に対応できることとなる。
更に第2基板6又は下地層21の絶縁層形成領域に、上述したショットブラスト法、エッチング法、フォトリソ法及び成型部材による押圧法等により凹凸を形成し、更に第1の金属層22の表面又は絶縁層23の表面にショットブラスト法、エッチング法、フォトリソ法、成型部材による押圧法及び2次電解処理により凹凸を形成してもよい。
また、第2基板6又は下地層21の絶縁層形成領域に、上述したショットブラスト法、エッチング法、フォトリソ法及び成型部材による押圧法等により凹凸を形成し、更に第1の金属層面上の凹凸、絶縁層面上の凹凸又は孔を成型部材による押圧法又は2次電解処理により拡張してもよい。
更に第2基板6又は下地層21の絶縁層形成領域に、上述したショットブラスト法、エッチング法、フォトリソ法及び成型部材による押圧法等により凹凸を形成し、更に第1の金属層22の表面又は絶縁層23の表面にショットブラスト法、エッチング法、フォトリソ法、成型部材による押圧法及び2次電解処理により凹凸を形成し、その上更に第1の金属層面上の凹凸、絶縁層面上の凹凸又は孔を成型部材による押圧法又は2次電解処理により拡張してもよい。
また、第1の金属層22の表面又は絶縁層23の表面にショットブラスト法、エッチング法、フォトリソ法、成型部材による押圧法及び2次電解処理により凹凸を形成し、更に第1の金属層面上の凹凸、絶縁層面上の凹凸又は孔を成型部材による押圧法又は2次電解処理により拡張してもよい。これらの凹凸や孔の形成及び凹凸や孔の拡張の組み合わせにより、より多種多様な例えば容量の大きい薄膜ダイオード素子を形成することができ、電気光学装置である液晶装置1の開口率を大きくすること等、その性能を向上させることができる。
第1の実施形態に係る液晶装置の液晶パネルの概略斜視図である。 第1の実施形態に係る薄膜ダイオード素子の概略説明図である。 図2のA−A線概略断面図である。 第1の実施形態に係る薄膜ダイオード素子のフローチャート図である。 第1の実施形態に係る薄膜ダイオード素子の下地層の形成の説明図である。 薄膜ダイオード素子の第1の金属層の形成の説明図である。 薄膜ダイオード素子の第1の金属層表面に凹凸を形成する説明図である。 第1の実施形態に係る薄膜ダイオード素子の絶縁層を形成する説明図である。 薄膜ダイオード素子の第2の金属層を形成する説明図である。 第2の実施形態に係る薄膜ダイオード素子の概略断面図である。 第2の実施形態に係る薄膜ダイオード素子のフローチャート図である。 第3の実施形態に係る薄膜ダイオード素子の概略断面図である。 絶縁層に凹凸を形成した状態の説明図である。 第3の実施形態に係る薄膜ダイオード素子のフローチャート図である。 第4の実施形態に係る薄膜ダイオード素子の部分拡大図である。 第4の実施形態に係る薄膜ダイオード素子のフローチャート図である。 第5の実施形態に係る薄膜ダイオード素子のフローチャート図である。 第5の実施形態に係る成型部材で第1の金属層を押圧する説明図である。 第6の実施形態に係る薄膜ダイオード素子のフローチャート図である。 第6の実施形態に係る成型部材で絶縁層の凹凸を押圧する説明図である。 第7の実施形態に係る薄膜ダイオード素子のフローチャート図である。 第8の実施形態に係る薄膜ダイオード素子の概略断面図である。 第8の実施形態に係る薄膜ダイオード素子のフローチャート図である。 絶縁層の孔に成型部材を押圧する説明図である。 第9の実施形態に係る薄膜ダイオード素子のフローチャート図である。 第10の実施形態に係る電子機器の表示制御系の概略構成図である。 第2の金属層に凹凸が現れない場合の説明図
符号の説明
1 液晶装置、 2 液晶パネル、 3 カラーフィルタ基板、 4 対向基板、 5 第1基板、 6 第2基板、 7 液晶層、 8,10 位相差板、 9,11 偏光板、 12、21 下地層、 13 反射層、 14 光遮蔽層、 15 着色層、 15R 赤色の着色層、 15G 緑色の着色層、 15B 青色の着色層、 16 走査線、 17 画素電極、 18 データ線、 18a 第1層、 18b 第2層、 18c 第3層、 19 薄膜ダイオード素子、 19a 第1の薄膜ダイオード素子、 19b 第2の薄膜ダイオード素子、 20 画素、 22 第1の金属層、 23 絶縁層、 24(24a,24b) 第2の金属層、 25 成型部材、 26 孔、 300 電子機器、 361 駆動回路、 390 表示制御回路

Claims (14)

  1. 基板と、前記基板上の第1の金属層と、前記第1の金属層の表面上の絶縁層と、前記絶縁層の表面上の第2の金属層とを備えた薄膜ダイオード素子を具備し、
    前記絶縁層に複数の凹凸が形成されていることを特徴とする電気光学装置。
  2. 前記絶縁層の複数の凹凸は、前記第1の金属層の表面に形成された複数の凹凸に対応して形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
  3. 前記絶縁層の複数の凹凸は、前記基板の前記絶縁層形成領域に対応する領域に形成された複数の凹凸に対応して形成された、前記第1の金属層の表面の複数の凹凸に対応して形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
  4. 前記基板と前記第1の金属層との間に下地層を更に備え、
    前記絶縁層の複数の凹凸は、前記下地層の前記絶縁層形成領域に対応する領域に形成された複数の凹凸に対応して形成された、前記第1の金属層の表面の複数の凹凸に対応して形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
  5. 前記第1の金属層又は前記絶縁層の表面に形成された凹凸の表面に、当該凹凸よりも微細な複数の凹凸が形成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の電気光学装置。
  6. 基板上に第1の金属層を形成する工程と、
    前記第1の金属層の表面に絶縁層を形成する工程と、
    前記絶縁層の表面に第2の金属層を形成する工程と、
    前記絶縁層に複数の凹凸を形成する工程とを具備することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
  7. 前記凹凸を形成する工程は、前記第1の金属層に凹凸を形成することにより行うことを特徴とする請求項6に記載の電気光学装置の製造方法。
  8. 前記凹凸を形成する工程は、前記基板の前記絶縁層形成領域に対応する領域に凹凸を形成することにより行うことを特徴とする請求項6に記載の電気光学装置の製造方法。
  9. 前記基板上に下地層を形成する工程を更に具備し、
    前記凹凸を形成する工程は、前記下地層の前記絶縁層形成領域に対応する領域に凹凸を形成することにより行うことを特徴とする請求項6に記載の電気光学装置の製造方法。
  10. 前記第1の金属層又は前記絶縁層の表面に第2の凹凸を形成する工程を更に具備することを特徴とする請求項6から請求項9のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
  11. 前記凹凸を形成する工程は、CO又はエッチャントガスを用いたショットブラスト法により行うことを特徴とする請求項6から請求項10のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
  12. 前記第1の金属層又は前記絶縁層の表面に形成された凹凸を拡張する工程を更に具備することを特徴とする請求項6から請求項11のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
  13. 前記絶縁層を形成する工程は、前記第1の金属層の表面を陽極酸化することにより行い、
    前記陽極酸化により前記絶縁層の表面に形成された孔を拡張して凹部を形成する工程を更に具備することを特徴とする請求項6に記載の電気光学装置の製造方法。
  14. 前記第1の金属層又は前記絶縁層の表面に形成された凹凸の表面に、当該凹凸よりも微細な複数の凹凸を形成する工程を更に具備することを特徴とする請求項6から13のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
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