JP2841571B2 - アクティブマトリックス型液晶装置 - Google Patents

アクティブマトリックス型液晶装置

Info

Publication number
JP2841571B2
JP2841571B2 JP29052589A JP29052589A JP2841571B2 JP 2841571 B2 JP2841571 B2 JP 2841571B2 JP 29052589 A JP29052589 A JP 29052589A JP 29052589 A JP29052589 A JP 29052589A JP 2841571 B2 JP2841571 B2 JP 2841571B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
active matrix
crystal device
type liquid
matrix type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP29052589A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0373932A (ja
Inventor
克己 鈴木
光貴 西川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to KR1019900003798A priority Critical patent/KR900014919A/ko
Priority to EP90105597A priority patent/EP0388986B1/en
Priority to US07/498,583 priority patent/US5128784A/en
Priority to DE69023374T priority patent/DE69023374T2/de
Publication of JPH0373932A publication Critical patent/JPH0373932A/ja
Priority to US08/271,400 priority patent/USRE35416E/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2841571B2 publication Critical patent/JP2841571B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、第１導電層−絶縁層−第２導電層構造の非
線形抵抗素子（以下、「MIM（メタル・インシュレータ
ー・メタル）素子」という）を備えた液晶装置に関す
る。
〔従来の技術〕
現在液晶ディスプレイの画像表示方法には大別して単
純マトリクス方式とアクティブマトリックス方式があ
る。単純マトリックス方式は互いにその方向が直角をな
すように設けられた２組の帯状電極群間に液晶をはさん
だもので、これらの帯状電極にそれぞれ駆動回路が接続
される。この方式は構造が簡単なため低価格のシステム
が実現できるがクロストークによりコントラストが低い
という問題がある。これに比較してアクティブマトリッ
クス方式は各画素ごとにスイッチを設け電圧を保持する
もので時分割駆動しても選択時の電圧を維持できるので
表示容量を増やせ、コントラストなど画質に関する特性
が良い半面、構造が複雑で製造コストが高いことが欠点
である。たとえばTFT（Thin Film Transistor）は５
枚以上のフォトマスクを使って５〜６層の薄膜を重ねる
ための歩留りを上げることが難しい。そこでアクティブ
素子のなかでも歩留りが上げられる、低製造コストの２
端子素子が注目されている。代表的な２端子素子はMIM
（メタル・インシュレーター・メタル）である。その一
般的な材料、構造を第2,3図に示す。それぞれ素子上面
図、素子断面図である。従来素子絶縁膜には下電極を陽
極酸化したTaOxを用いていたがその比誘電率が30程度で
あるため、一般的な素子大きさ５μｍ×４μｍ、陽極酸
化膜厚が600Åの条件では素子キャパシタンスが0.1pFに
もなってしまい、１画素分の液晶キャパシタンスの1/2
以上と大きさものとなっていた。
しかしこれでは液晶パネルに電圧を印加した際、液晶
と素子の容量比が２以下（通常1.6程度）であるためMIM
素子に十分に電圧がかからずスイッチング特性が悪くな
るという問題点を有していた。この問題点を解決する検
討も以下のように実施されてきた。
素子の更なる微細化検討：例えば３μｍ×３μｍ素
子の検討 絶縁膜厚の増大検討：例えば陽極酸化絶縁膜を1000
Åとする検討 しかしについては、素子基板の製造歩留りが極端に
低下してしまった。は、素子容量を低下させることは
できたが素子の電流−電圧特性の非直線係数（β値）が
悪くなり効果としては小さかった。
また、従来素子のＩ−Ｖ特性の非直線係数（β値）は
常温のβでも3.4以下であり、60℃ともなれば2.5程度に
まで減少してしまう。かつ低電圧域でのMIM素子抵抗は
低く常温でＲ（3V）が１×1011Ω程度、60℃では５×10
9Ω程度と小さかった。
更にごく最近はTFTも画素分割等の冗長設計をする様
になり製造歩留りが上がってきた。しかしMIMは前述し
た素子キャパシタンスの理由により画素分割はできずに
いる。
〔発明が解決しようとする課題〕
以上の様に素子静電容量、β値、低電圧域での素子抵
抗、それらの温度特性により現在まで依然MIMパネルの
表示品質はTFTパネルより劣るという課題を有してい
る。更に冗長設計により製造歩留りの上がってきたTFT
パネルと製造コストが変わらなくなってきたという課題
も有する。
そこで本発明はこの課題を解決するものであって、そ
の目的とするところはアクティブマトリックス方式の中
での２端子素子本来の特徴である低コスト、高製造歩留
りに付け加えてTFT並み、もしくはそれ以上の画質を得
ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、一対の基板間に液晶が挟持され、第１の前
記基板上には複数の行電極が形成され、第２の前記基板
上には、前記行電極と交差するように設けられた複数の
列電極と、マトリクス状に設けられた複数の画素電極
と、前記列電極と前記画素電極とに電気的に接続された
第１導電層−絶縁層−第２導電層構造の非線形抵抗素子
とが形成され、前記行電極と前記画素電極とが重なり合
う部分に画素部が形成されてなるアクティブマトリック
ス型液晶装置であって、前記第１の基板の静電容量
CCF、画素部の液晶の静電容量CLC、非線形抵抗素子の静
電容量CMIMが、CCF×CLC/〔（CCF＋CLC）×CMIM〕＞２
の関係を有することを特徴とする。
ポジ表示用及びネガ表示用の代表的なパネル構造をそ
れぞれ第８図、第９図に示す。図中１は基板、６は画素
電極、７は非線形抵抗素子に相当するMIM素子、８はカ
ラーフィルター層、９はカラーフィルター層を平坦化す
るための平坦化用中間膜、10は行電極としてのITO透明
電極、11は液晶を示している。第９図は液晶に電圧を印
加する際、カラーフィルター層のために電圧降下を起こ
し、かつカラーフィルター層の静電容量のため見かけの
液晶の静電容量が下がってしまい容量比がとれなくな
る。この理由によりポジ表示より比較的低電圧駆動で、
40程度のコントラストを得られるネガ表示を選択するこ
とになる。ネガ表示はパネル構造は簡単だがポジ表示に
比較しコントラストが低い、色調が悪い欠点をもつ。一
方ポジ表示は一般に色調が良く、コントラストも高い
が、高いコントラストを得るためにはネガ表示より高い
駆動電圧が必要となる。しかし現在第９図の様な効率の
悪いパネル構造でポジ表示できるようなICがなく第８図
の様な電極上付けカラーフィルターを有するパネル構造
にせざるを得ない。また、上記カラーフィルターを用い
ポジ表示したMIMは常温においては高画質が得られるも
のの、長時間駆動させると、バックライト等の熱により
高温の状態にさらされ、大幅にコントラストが低下する
問題も有していた。しかしCCF×CLC/〔（CCF＋CLC）×C
MIM〕＞２とすることにより、ポジ表示でも低温から高
温で高いコントラストを得ることができる様になった。
またネガ表示でもコントラストの向上、温度特性の向上
の効果が認められている。なお、第１の基板の静電容量
CCFについて、第９図の構成ではCCF＝∞、第８図の構成
ではCCFはカラーフィルター層の静電容量に相当する。
液晶駆動時液晶中の水分が多いとMIM素子上電極のCr
がミクロ的な電気分解を起こし素子特性異常のため画質
が大幅に劣化する。特に素子インシュレーターに他元素
を添加しインシュレーターの表面の凹凸が増大している
場合は水分の吸着も増大、画質劣化が生じやすいため、
セル内の水分濃度を厳しく管理する必要がある。
素子インシュレーターに添加する他元素はインシュレ
ーターの比誘電率を下げβ値、β値の温度特性、Ｒ（3
V）等の素子特性を改善できるものであればなんでも良
い。ただし特にその効果の大きいBe,B,C,N,Mg,Al,Si,S,
Ca,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Sr,Y,Cd,Sn,Ba,Pb,La,Ce,N
d,Sm,Eu,Gd,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Luが好ましい。特に現在下
電極TaはCF4＋O2のケミカルドライエッチングにてパタ
ーニングしているため同時にエッチングできるBe,C,N,M
g,Al,Si,Crが特に好ましい。
インシュレーターに添加する酸化物、チッ化物、酸チ
ッ化物はインシュレーターの比誘電率を下げ、β値、β
値の温度特性、Ｒ（3V）等の素子特性を改善するもので
あれば何でも良い。ただし特にその効果の大きいBe,Mg,
Al,Si,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Sn,Y,Sn,Ba,La,Ce,Nd,Sm,Eu,
Gd,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Luの酸化物、チッ化物、酸チッ化物
が好ましい。その中でも特に同時にケミカルドライエッ
チングできるBe,Mg,Al,Si,Crの酸化物、チッ化物、酸チ
ッ化物が好ましい。
また、本発明は、一対の基板間に液晶が挟持され、第
１の前記基板上には複数の行電極が形成され、第２の前
記基板上には、前記行電極と交差するように設けられた
複数の列電極と、マトリクス状に設けられた複数の画素
電極と、前記列電極と前記画素電極とに電気的に接続さ
れた第１導電層−絶縁層−第２導電層構造の非線形抵抗
素子とが形成され、前記行電極と前記画素電極とが重な
り合う部分に画素部が形成されてなるアクティブマトリ
ックス型液晶装置であって、前記第２の基板上には酸化
物、チッ化物、または、酸チッ化物からなる下地絶縁膜
が形成され、前記下地絶縁膜上に前記非線形抵抗素子が
形成されてなり、前記第１の基板の静電容量CCF、画素
部の液晶の静電容量CLC、非線形抵抗素子の静電容量C
MIMが、CCF×CLC/〔CCF＋CLC）×CMIM〕＞２の関係を有
することを特徴とする。
下地絶縁膜（第１図（ｂ）２）はMIM素子の基板への
密着を向上させ、素子の絶縁破壊電圧を上昇させる効果
で用いられる。また、素子インシュレーターに他元素を
添加する場合には下電極のドライエッチング時に基板を
露出させない効果も重要となる。すなわち前述した様に
基板がドライエッチングされるとマイクロクラックが発
生し、水分の吸着が増大、素子特性異常をひきおこしや
すくなるためである。よってその効果のある材料であれ
ば何でも良いが特に効果の大きいBe,Mg,Sc,Ti,Cr,Mn,F
e,Co,Ni,Cu,Sr,Y,Zn,Mo,Sn,Hf,Ta,W,La,Ce,Pr,Nd,Sm,E
u,Gd,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Luの酸化物、チッ化物、酸チッ化
物が好ましい。更に素子上電極形成時、素子端面部の上
電極に切れが生ずることがある。これは素子端面のテー
パーが適当でないためで、下地絶縁膜が下電極エッチン
グ時にエッチングされなかったり、逆にエッチングされ
すぎたりすると同じ現象が生ずる。よって適度にCF4＋O
2でエッチングされるBe,Mg,Al,Si,Cr,Taの酸化物、チッ
化物、酸チッ化物が特に好ましい。
非線形抵抗素子の絶縁層中に添加される他の元素の濃
度は5at％以下ではεの低減、β値の増加等素子特性向
上の効果がない。逆に25at％以上でもパネル画質の更な
る改善はあるが、素子特性の不安定化が増大するため、
液晶セル内の水分管理等厳重な管理が必要となる。よっ
て他の元素の添加量は５〜25at％が適当である。
また、第１導電層にＮ等の元素を添加してそれを酸化
してインシュレーターにする場合、第１導電層に添加す
る元素の濃度が５〜45at％でないと酸化後インシュレー
ター中の添加元素の濃度が５〜25at％とならない。かつ
第１導電層の比抵抗が300μΩ・cm以上となり液晶の駆
動に影響、コントラストが上がりにくい。
第１導電層の添加元素濃度が５〜45at％の時、Taから
なる第１導電層の比抵抗は60〜300μΩ・cmである。（T
aの最も低抵抗値はα−Taで60μΩ・cm）。またその時
のTaの結晶構造はα−Ta又はα−TaとTa2Nの混合状態で
ある（第４図参照）。
以下、本発明をより具体的に説明するために実施例を
示す。
〔実施例〕
実施例−１ 本発明のMIM素子の基本製造工程を第１図を用いて説
明する。第１図（ａ）は、加工工程を示すフローチャー
トであり、第１図（ｂ）〜（ｉ）はフローチャートに対
応したMIM素子の断面図を示している。
第１図（ｂ）において、基板１の上に下地絶縁膜２を
形成する。この場合基板１はBaホウケイ酸ガラスを用
い、下地絶縁膜は基材としてＮが添加されたTaを400Å
スパッタした。これを熱酸化して透明TaOx膜として下地
絶縁膜は完成する。次に（ｃ）において、下地絶縁膜２
の上に、Ｎが添加されたTa膜３を3500Åスパッタし、こ
れを（ｄ）に示すようにCF4＋O2ガス中でレジスト（図
示せず）を所定パターンに塗布形成したものをケミカル
ドライエッチングして下電極の形状３にパターニングす
る。このレジストを除去したものを（ｅ）に示すように
クエン酸水溶液中にて陽極酸化し、600Åの絶縁膜すな
わちインシュレーター４としてTaOxを形成する。
この上に、（ｆ）で示すようにCr5をスパッタし、
（ｇ）で示すようにレジスト（図示せず）を所定の形に
形成したのち、エッチングをして上電極５を形成する。
のち、レジストを除去する。これによりMIM素子は完成
する。
次に、（ｈ）に示すようにITO6をスパッタし、（ｉ）
に示すように（ｇ）と同様な加工をしてエッチングして
Crに接続する画素電極を形成する。
第２図は、第１図で示した工程で加工されたMIM素子
の一例を示した平面図であり、第３図はそのＡ−Ａ′断
面図である。
その時のポジ表示MIMパネルの常温コントラストと素
子容量と画素液晶容量との比の関係を第４図に示す。容
量比は素子面積、インシュレーター膜厚を一定にし、イ
ンシュレーターの比誘電率（ε）を下電極Taに添加する
Ｎ量を変えて変化させた。
通常、TaOxのεは30程度であるが容量比がとれていな
いため（前述したように1.6程度）コントラストは50〜6
0程度と低い。しかしεが低下するに従いコントラスト
は向上し飽和する。ここでεを減少させる手法の安定性
を第10図、第11図に示す。第10図−（１）は下電極Taを
スパッタする際、任意の濃度に調整されたAr−N2混合ボ
ンベよりガスをスパッタチャンバー中に導入してスパッ
タしている。第10図−（３）は混合ボンベを用いずArと
N2を別々にマスフローメーターで流量コントロールしス
パッタチャンバー内に導入、混合しスパッタしている点
が（１）と異なる。（２）のスパッタガスはArのみだが
Ｎ添加されたTaターゲットを使用している。第10図より
わかる様にマスフローメーターによるスパッタN2濃度の
微妙なコントロールは難しく再現性がない。しかし混合
ボンベとＮ−Taターゲットによる方法は係数による補正
でε減少度合いが全く一致し、優れた方法であることが
わかる。またＮ添加されていない通常の陽極酸化TaOx形
成後Ｎプラズマ処理によりＮをTaOx中に添加する方法も
検討したが素子Ｉ−Ｖ特性の極性差が大きくなってしま
うという問題点があった。しかしεは下がりβ値も大幅
にupし、また電極Taの抵抗も増大しないという利点もあ
るためMIM素子を２つ直列に接続するTa/N−TaOx/Cr/Ta/
N−TaOx/Crにより極性差をキャンセルさせれば特性の良
い素子を得られる。また第11図のSi添加はTaターゲット
上にSiチップを置くチップオンターゲット法にてSi添加
Taをスパッタ、その後陽極酸化しているが特性は安定し
ている。コントラストが向上する際の素子特性はβ値に
関しては第6,7図より常温でβ＋4.0、（β−3.2）
（β＋は下電極Taを＋に電圧印加した場合のβ）60℃で
β＋3.5、（β−2.7）、Ｒ（3V）に関しては常温で
３×1011Ω以上、60℃で1010Ω以上であった。またその
際の電極Ta中のＮ濃度はオージェとエスカで分析したと
ころ５〜45at％、インシュレーターのＮ濃度は５〜25at
％であり、それ以上のＮ濃度は更なる画質改善はある
が、素子特性の不安定性が増大する。この条件に入れる
ための前述Ｎ添加TaターゲットのＮ濃度は５〜50at％で
あった。またその際の下電極Taの結晶構造はα−Ta、も
しくはα−Ta＋Ta2Nであった。比抵抗は300μΩ・cm以
下であった。更にインシュレーターの構造にTaOxNyの酸
チッ化物を有することもESCA分析より判明した。Ｎ添加
量の少ない領域ではTaOxNyも少なくTaOが多いがＮ添加
量が適正でβ値、β値温度特性、Ｒ（3V）の特性が良い
領域ではTaOxNyのみとなる。これは通常の陽極酸化膜中
には酸素不足のため可動のTaイオンが多数存在する（前
述TaOがその存在を示している）が、Ｎが導入されるこ
とでTaOxNyとなり可動イオンが固着、β値、Ｒ（3V）等
が改善されると考えられる。
また素子Ｉ−Ｖ特性の極性差 |Log（I/V）−−Log（I/V）+|0.2 でないとフリッカが生じたが素子形成後の熱処理（250
℃）により調整可能であった。
更にＮ添加、Si添加のTaスパッタの際基板にRFバイア
スを印加すると基板面内の膜質（添加量を含む）のバラ
ツキが大幅に改善されることが判明した。バイアス印加
しない時は基板回転中心にN,Siの添加量が多く、これは
プラズマ密度が基板中心に高いためであるがRFバイアス
印加により基板周辺部のプラズマ密度が上昇するため面
内のバラツキが少なくなると考えられる。
また、本実施例では陽極酸化によりインシュレーター
が形成したがこれは膜質、膜厚の安定性が良いためであ
る。特に本実施例の様に異種元素を添加している場合に
はその安定性が生産歩留りに大きく寄与する。しかし陽
極酸化を熱酸化、もしくはリアクティブスパッタにより
形成すれば膜の安定性は現在のところ悪くなるが完全ド
ライ製造プロセスが可能となりインライン化により大幅
に製造スループットを向上できる。
また本実施例ではＮのプラズマ処理を除き下電極Taに
も異元素が添加されてしまい、配線抵抗の増大をひきお
こす。そこでインシュレーターになる部分以外を成膜す
る際、微量のＮをスパッタ雰囲気中に添加しスパッタす
ることにより、α−Taとすることで抵抗を下げる手法を
検討したところ、20インチ以上の大型化が可能になっ
た。
また、本実施例ではポジ表示を用いたがこれはカラー
フィルター層をSi変成ポリイミドで平坦化し、その上に
ITO透明導電膜を形成した電極上付けカラーフィルター
の採用で可能になっている。ただし基板上にITO配線
し、その上にミセル電解法にて顔料を成膜する手法を用
いれば、顔料はεが低く顔料間のスキ間の存在により液
晶印加電圧の低下も大きくないため容易な電極下付け構
成で、ポジ表示が可能となる。コントラストは電極上付
けカラーフィルターと全く同様であった。またポジ表示
でなくてもコントラスト及びコントラストの温度特性の
改良はされることが判明している。
実施例−２ インレーターにＮが添加されているMIM素子は下地のT
aOx膜にＮが添加されていないが、添加量が少ない時、
第13図−（２）に示す様に異常なＩ−Ｖ特性を示す。し
かしある程度以上のＮを下地に添加すると第12図に示す
様に素子Ｉ−Ｖ特性が正常（第13図−（１））にもど
る。またリアクティブ下地膜（第13図（１））より熱酸
化下地膜（第13図−（２））の方が少量のＮ添加で正常
な素子を得られることによりエッチングレートが大きい
と下電極Taをドライエッチングする際に基板までエッチ
ングし基板にマイクロクラックを発生せしめ、前述イン
シュレーターの凹凸部に加え水分の吸着を増大させ素子
特性を異常にすると考えられる。更にＮ添加のインシュ
レーター表面も凹凸が増大し水分の吸着が増えていると
考えられる。よってより多くの水分の吸着を防ぐため下
地がエッチング除去され基板が露出しない様なドライエ
ッチング技術が重要で、かつパネルセル内の水分量管理
も大切である。セル内水分量とＮ添加MIM素子特性の関
係を第14図に示す。セル内水分が100ppm以下であれば素
子特性は安定化することがわかる。
また、前述したAl,Si,Cr,Be,Mgの酸化物、チッ化物、
酸チッ化物の下地絶縁膜も適量Ｎが添加されたTaOx下地
絶縁膜と同様、良好であった。
更に素子インシュレーターTaOx中のＮ濃度はエリプソ
メーターによる屈折率、分光光度計による反射率評価に
より絶対量を知ることができる。それを第15図に示す。
これにより製造条件の変動を即座にスパッタにフィード
バックでき製造歩留り向上に大いに役立つ。またTaOxへ
のＮ添加だけでなく他の絶縁膜中の他元素濃度も同じ方
法で管理できる。
実施例−３ 本発明実施例を第16図に示す。下電極Taをスパッタす
る際、通常Arの雰囲気を用いるが、それにN2を12％混合
させると陽極酸化した素子絶縁膜比誘電率が混合しない
ものより半減する。これはTaOx膜にＮが導入されてTaOx
Nyが増加もしくはTaOxNyのみとなったためと考えられ
る。
次に、12％N2−Ar雰囲気を用いてTaをスパッタしたＮ
ドープMIM素子を、第16図の様に作成した。素子キャパ
シタンスが従来の素子の1/2であるため画素を２分割し
冗長性を持たせている。このMIM基板を用いてネガ表示
液晶パネルを組み光学特性を調べたところ従来よりパネ
ルコントラストが２〜３割増加していた。これはＮドー
プによる素子キャパシタンスの減少に加えて素子Ｉ−Ｖ
特性の非直線性を示すβ値（Ｉ∝Vexp も20％ほど増加しているためと思われる。またパネル点
灯時、点欠陥を調査したところ存在は認められるが実用
上問題のないレベルであり、100パネルの歩留りは98％
であった。これは分割された画素が両方とも欠陥になる
ことが確率的に非常に小さいためであり片側が欠陥でも
もう片側が正常であれば欠陥として認識しずらいのであ
る。また、素子へのＮドープ量を増やし素子キャパシタ
ンスを更に下げて画素分割数を４以上にすることは可能
であり、そうなれば欠陥は全く認められなかった。
次にＮ添加の代わりにTaターゲット上に必要数Siチッ
プを置いて素子キャパシタンスを1/2にしたMIM素子を第
16図の様に作成した。素子キャパシタンスが従来の素子
の1/2であるため画素も２分割し冗長性を持たせてい
る。このMIM基板を用いてネガ表示液晶パネルを組み光
学特性を調べたところ従来の画素分割しない通常のMIM
パネルとコントラストは全く同じであった。これは素子
と液晶の容量比が一定に保たれており、かつSi添加によ
る素子Ｉ−Ｖ特性の変化もないためと考えられる。また
パネル点灯時、点欠陥を調査したところ存在は認められ
るが実用上問題のないレベルであり、100パネルの歩留
りは98％であった。これは分割された画素が両方とも欠
陥になることが確率的に非常に小さいためであり片側が
欠陥でももう片側が正常であれば欠陥として認識しずら
いのである。ただ、素子へのSi添加量を増やし素子キャ
パシタンスを更に下げて画素分割数を４以上にすること
は可能であり、そうなれば欠陥は全く認められなくなっ
た。
実施例−４ 本発明実施例の基本製造プロセスを第１図に示す。Ba
ホウケイ酸ガラス基板上にTa膜をチッ素を含む雰囲気中
で400Åリアクティブスパッタしたのち前記Ta膜を500℃
大気中で熱酸化して下地絶縁膜を形成した。
次に、前記下地絶縁膜上にTa膜をチッ素を含む雰囲気
中で3500Åリアクティブスパッタし形成されたTa膜をCF
4＋O2ケミカルドライエッチングでパターンエッチング
して下電極とした。
次に、パターンエッチングしたTa膜を１％クエン酸溶
液中で陽極酸化して、600Åの絶縁膜（インシュレータ
ー）を形成した後、形成された絶縁膜上にCrを1500Å成
膜、パターンエッチングして上電極とし、MIM素子を形
成した。
次に、ITOを成膜し、前記ITOをエッチングして画素電
極とした。この時、下電極Taに添加するＮ量をスパッタ
雰囲気中のN2濃度を変えることにより、変化させ、MIM
素子インシュレーターの比誘電率を30以下で変動させ
た。次にこのMIM素子基板と電極上付けカラーフィルタ
ー基板とを組み合わせポジ表示用のパネルを作成した。
そのパネルコントラストとMIM素子と画素液晶との容量
比との関係を第４図に示す。この時の下電極Taの結晶構
造、比抵抗もあわせて示している。又、第５図にはεを
変えた時のコントラストの温度特性、第６図にはεを変
えた時のβ値の温度特性、第７図にはεを変えた時のＲ
（3V）:3V印加時の素子抵抗、の温度特性を示してい
る。第５図より知れる様にεが22以下であると60℃でも
コントラスト85を確保できる。TFTパネルのコントラス
トは一般に100以上であるが人間の目では70〜80以上の
コントラストは明確に識別できないため22以下であれば
TFT並みのコントラストを得ることができる。またε＝2
6についてβ値、Ｒ（3V）は良い値であるのに60℃のパ
ネルコントラストが悪いのは容量比が1.9と小さいため
と考えられる。ただε＝23でもコントラストが非常に良
くなっており、これはＲ（3V）β値の温度特性が良いた
めと考えられるが徳田製作所50Bスパッタ装置でスパッ
タした際のみのデータであり同社4ES、日電アネルバ530
Hではε22がTFT並みのコントラストを得る条件であっ
た。以上よりε22かつ容量比が２より大きい時にTFT
並みのコントラストが得られると考えられる。しかしそ
れを満足しなくても（ex,22＜ε＜εTaOx）コントラス
ト向上の効果は十分にある。ε10であれば画素２分割
の冗長設計が可能になる。その上、分割画素と素子との
容量比を２より大きく確保できるためTFT並みのコント
ラストも得られる。又は従来のMIMパネル並みのコント
ラストであれば50000画素の１インチパネルが得られ、
ビューファインダー等の従来不可能であった応用も可能
である。
実施例−５ ガラス基板（コーニング社製7059Baホウケイ酸ガラ
ス）を洗浄し、次にTaをN2を含む雰囲気中でスパッタし
た。次に熱酸化して下地絶縁膜とした。その下地絶縁膜
として更にTaを成膜した。そのスパッタ条件は、ガス圧
1.5×10-2Torrパワー1.5kwで実施した。この時のスパッ
タガスはAr＋N2とした。N2とArとガス分圧はそれぞれ３
％と97％とした。この時の膜厚は2500Åとした。さらに
同一チャンバー内でN2ガス分圧を10％、Arガス分圧を90
％とし、連続的にTa膜を500Åスパッタした。
次に、Taを所定の寸法にフォトリソグラフィ・エッチ
ング技術を用い、パターニングした。エッチング特性は
特に変化せず、CF460％＋O240％ガスで何ら問題なくエ
ッチングが可能であった。
次に、１％クエン酸を用い陽極酸化法にて酸化膜を形
成した。正確に表現すればTaスパッタ膜の表面500ÅはT
aチッ化膜が存在しているため、酸チッ化膜の複合絶縁
膜となっていると思われる。
次に、Crをスパッタリングした。Ar圧は２×10-2Tor
r、パワーは2kwとした。厚みは1500Åとした。周知のフ
ォトリソグラフィを用い、エッチングでCrを所定の寸法
にパターニングした。さらに画素電極として、ITOをス
パッタリングで形成し、フォトリソグラフィで所定の寸
法にパターニングした。厚みは1000Åとした。
電極の比抵抗を測定したところ1.0×10-4Ω・cmであ
り通常のものと比較し50％〜10％程度抵抗が低くなって
いることが分る。
該MIM基板を用いパネルに組み立て、画質を確認した
ところ、いわゆる画像にシミ・ムラがなく鮮明な画質と
なった。またTa電極がTaNとなっているパネルは、外部
電源の接続端子からの距離が近いところと遠いところで
の画質の差があり、ムラになっていたことと比較して、
本発明の有効性が確認出来る。
また、Ta電極がどの様な結晶構造になっているか、上
述のスパッタ条件でスパッタし、結晶構造をＸ線回折に
て確認した。Ｘ線回折のピークはα−Taのピークだけで
あった。
実施例−６ コーニング社製7059Baホウケイ酸ガラスに、スパッタ
装置を用いて下電極用Ta膜を成膜した。
スパッタガスはAr（アルゴン）とN2（窒素）ガスを用
いた。トータルのガス圧は２×10-2Torrとし、N2ガスを
それぞれ分圧で０％、２％、５％、10％、15％、20％、
25％、28％とした。加熱は180℃一定とした。スパッタ
膜厚は全て2800Åになる様に時間でコントロールした。
またスパッタパワーは1.5kwとした。
次に、Taを既知のフォトリソグラフィー、エッチング
技術を用い、所定の寸法にパターニングした。エッチン
グはケミカルドライエッチング装置を用い、CF460％、O
240％ガスで行なったが、何ら問題なくエッチングが可
能であった。
次に、１％クエン酸を用い陽極酸化法にて酸化膜を形
成した。これが、MIMのＩである絶縁膜となる。この絶
縁膜は、正確にはＮを含む膜であるため、酸チッ化膜と
なっている。この酸チッ化膜のチッ素をイオンマイクロ
アナライザー（IMA）、光電子分析装置（XPS）、オージ
ェ分析装置（AES）で分析したところ、それぞれ表１に
示す含有量となっていた。
また、この酸チッ化膜は600Åとした。
次にCrをスパッタリングした。Ar圧は２×10-2Torr、
パワーは2kwとした。厚みは1500Åとした。周知のフォ
トリソグラフィを用い、エッチングでCrを所定の寸法に
パターニングした。さらに画素電極として、ITO（Indiu
m Tin Oxide）をスパッタリングで形成し、フォトリ
ソグラフィで所定の寸法にパターニングした。厚みは10
00Åとした。
なお、MIM素子の寸法は、５μｍ×４μｍとした。
表１にそれぞれのキャパシタンス、電圧10vの時のMIM
素子の抵抗を示す。キャパシタンスは10KHzの時の値で
あり、LCRメーターを用いて測定した。
さらにこのMIM基板を用いて、ネガ表示パネルに組み
立て、コントラスト比を測定した結果も表１に示す。
表１に示す通り、N2量が5at％よりも低いMIMパネル
は、コントラスト比が十分でない。
また、Ｎが25at％以上のMIMパネルは素子の抵抗が高
くＮ添加Taの比抵抗が300μΩ・cm以上あるためと思わ
れるが、コントラストが十分でない。駆動電圧を上げれ
ば、コントラストは高くなるが、特別なICの製造や駆動
回路の変更等、問題がある。
表１から明らかな様にN2量が5at％〜25at％含有したM
IMパネルはコントラストが高くなったことが分る。
実施例−７ コーニング社製7059Baホウケイ酸ガラスにＮをそれぞ
れ0at％,3at％,5at％,10at％,20at％,30at％,40at％,50
at％,55at％,60at％を含有するTaターゲットを用いてス
パッタリングした。Arガス圧は２×10-2Torr、基板加熱
は180℃、スパッタパワーは1.5kwで実施した。この下電
極になるTa膜をＸ線回折により結晶構造を調査した。
その結果を表２に示す。
表２に示す如くTaターゲット中のＮが10at％〜50at％
までが結晶構造が安定していることが分る。
次に、該Ta膜を従来から知られているフォトリソグラ
フィ・エッチングにより所定の寸法に形成し、１％クエ
ン酸溶液で陽極酸化した。これらは0at％ＮのTaターゲ
ットから作成したものを除き、XPS分析により、インシ
ュレーターはTaの酸チッ化物を含んでいることをXPSよ
り確認した。厚さは、IMAでエッチングしながら０のピ
ークを追っていき、約600Åであると確認した。
次に、従来と同様、Crをスパッタし、フォトリソグラ
フィ・エッチングにより所定の寸法にし、さらに画素電
極としてITOを形成した。
キャパシタンスをLCRメータを用い測定した。また、
上述のTa膜の比抵抗を四端子測定法にて測定した結果を
表３に示す。
この時のMIM素子寸法は５μｍ×４μｍ、インシュレ
ーター厚さは600Åである。
本基板を用い、液晶パネル完成体とした。比較にマス
フローにてN2とArの分圧をコントロールしたAr＋N2雰囲
気中でTaをスパッタし、陽極酸化して得たMIMパネルの
画質を調べた。
まず、Ｎが０〜3at％のパネルは、コントラスト比が
1:30であり、Ｎが5at％〜50at％を含有するTaターゲッ
トを用いたものは、それぞれ1:50,1:70,1:75,1:80,1:9
0,1:95であった。Ｎが55,60at％含有するTaターゲット
を用いたものは、コントラストが1:80及び1:50であっ
た。さらに、Ar＋N2中でのTaスパッタのパネルはコント
ラストが1:100であったが、画面全体ではムラシミが生
じていた。つまり、素子特性のバラツキがあり、一様な
素子状態になっていなかったと推測される。
また、Ｎを55,60at％含有したTaターゲットを用いた
パネルは、外部電源の接続端子からの距離が近いところ
と遠いところでの画質の差があり、ムラを生じていた。
これは、比抵抗300μΩ・cm以上と高く、遠いところの
画素には、電圧降下により、充分な電圧がかからなかっ
たためと推測される。
実施例−８ コーニング社製7059Baホウケイ酸ガラスを80℃の熱硫
酸で洗浄し、さらに水洗した。この基板（数量80枚）に
スパッタリング装置を用い、Arガス圧1.8×10-2Torr＋N
2ガス圧２×10-3TorrでTa膜スパッタした。厚みは500Å
とした。
Ｘ線回折で確認したところ、TaN、Ta2N等が確認され
た。
次に、430℃×４時間、大気中にて熱酸化した。
炉より取り出したガラス基板は透明になっており透過
率は90％であり、全く問題ない透明度を有している。光
電子分析装置（XPS）で分析したところ、O,N,Taが検出
され、Taの酸チッ化膜が形成されたことを確認した。
次に、下電極用のTaをN2を含む雰囲気中でスパッタリ
ングし形成、フォトリソグラフィ・エッチングで所定の
寸法に加工する。エッチングは徳田製作所のCDE装置
（ドライエッチング装置）を用いCF460％＋O240％の分
圧にしたガスを、流量350SCCMにコントロールし、実施
した。
エッチングした基板を上述のXPSで面内のＮ及びTaの
分布を確認したところ、一様に下地膜形成時と同様のN,
Taが確認され、下地膜のTa酸チッ化膜が全て残っている
ことが分った。Ｎ添加されないTa酸化膜の下地膜ではTa
が一様には確認されなく、下地の残っている箇所と下地
がなくなっている箇所が存在していた。
次に、パターニングしたTaを１％クエン酸を用い陽極
酸化法によるMIMのＩ（インシュレーター）である絶縁
膜を作成した。酸化膜の厚みはエリプソメーターで測定
したところ約500Åであった。
次に、従来と同様にCr膜をスパッタした。厚みは1500
Åとした。このCrを所定の寸法にレジストでパターニン
グし、諸星インク製MPM−E30を用いエッチングした。次
に画素電極のITO（Indium Tin Oxide）をスパッタリ
ングで形成し、フォトリソグラフィを用い硝酸20％、塩
酸20％の水溶液で所定の寸法にエッチングした。
本実施例のMIM素子部の電流−電圧特性を測定したと
ころ、β値（6v〜8v間での電流値の傾き）は基板間で4.
2〜4.5のバラツキ内におさまっていた。
また、Crのテーパー部での切れ断線は、一箇所もな
く、Cr切れでの歩留り落ちはなかった。
実施例−９ コーニング社製7059Baホウケイ酸ガラスを80℃の熱硫
酸で洗浄した。この基板をスパッタリング装置を使用
し、15％N2−Ar雰囲気中でTa膜をスパッタ形成した。こ
のTa膜をＸ線回折したところ、Ta（α構造）及びTa2Nか
らなっていた。通常のTa膜はβ構造のTaである。比抵抗
を測定したところ、本発明による下電極は2.2×10-4Ω
・cm、β構造の下部電極は2.1×10-4Ω・cmであった。
本発明の比抵抗はＮ添加されないものとほぼ同一である
ことが分る。
次に、Taを所定の寸法にフォトリソグラフィ・エッチ
ング技術を使いパターニングした。Ｎ添加TaはCF460％
＋O240％ガスで何ら問題なくエッチングが可能であっ
た。
次に、１％クエン酸を用い陽極酸化法にて酸化膜（イ
ンシュレーター）を形成した。この酸化膜は正確にはＮ
が存在しているため、TaのＮ添加酸化膜である。アモル
ファス状態のためＸ線回折では、構造は確認出来なかっ
たが、XPS分析により酸チッ化物を示すBinding Energy
ピークを確認した。その他にTaO及び、TaNのピークも存
在していた。
次に、Crをスパッタリングした。厚みは1500Åとし
た。周知のフォトリソグラフィを用い、エッチングでCr
を所定の寸法にパターニングした。さらに、画素電極と
してITOをスパッタリングで形成しフォトリソグラフィ
で所定の寸法にパターニングした。厚みは1000Åとし
た。
本発明のMIM素子のキャパシタンスを任意の箇所の100
点をLCRメータを用い測定した。この時の素子の面積は
５μｍ×４μｍ。Ta膜チッ化物の厚みはエリプソメータ
ーにより600Åであることをすでに確認してある。
その結果キャパシタンスは2.7nF/mm2となっており、
従来のMIMは3.8nF/mm2であることから約2/3に減少して
いることが分る。
本パネルを用い、ポジ表示パネルに組み立て、画質を
確認した。コントラスト比を確認したところ、1:100と
従来の1:60より大きくなっており、コントラストが向上
した。更に下電極へのＮ添加量を変えたところインシュ
レーターの構造がTa酸チッ化物のみとなりその時の素子
特性βは５と非常に高く、かつパネルコントラストも15
0:1であった。
また下電極がTaチッ化物（TaN）のみのパネルも作成
し画質を調べた。このパネルは、外部電源の接続端子か
らの距離が近いところと遠いところでの画質の差があ
り、ムラが生じていた。
実施例−10 コーニング社製7059Baホウケイ酸ガラスを80℃の熱硫
酸で洗浄した。この基板を、スパッタリング装置を使用
し、Arガス圧1.5×10-2Torr、パワー1.5kwでTa膜を2800
Å形成した。
次に、Taを所定の寸法に周知のフォトリソグラフィ・
エッチング技術を使いパターニングした。素子部の寸法
は５μｍとした。
次に、１％クエン酸を用い陽極酸化法にて酸化膜を形
成した。初期電圧は32Vとした。この酸化膜の厚みはエ
リプソメータで確認したところ500Åの厚みであった。
この陽極酸化された基板を、プラズマエッチング装置
（日電アネルバ製DEM451）に装入し、N2ガスを２×10-2
Torrのガス圧でプラズマ処理を実施した。パワーはRFで
500Wとした。該基板を、光電子分析装置を用い分析した
ところTaO及びTaNのピークとTa酸チッ化物のピークが確
認され、この膜がＮ添加Ta酸化膜となっていることが証
明された。
次に、Crをスパッタリングした。Ar圧は２×10-2Tor
r、パワーは2kwとした。厚みは1500Åとした。周知のフ
ォトリソグラフィを用い、エッチングでCrを所定の寸法
（MIMの箇所の寸法は４μｍ）にパターニングした。さ
らに画素電極として、ITOをスパッタリングで形成し、
フォトリソグラフィで所定の寸法にパターニングした。
厚みは1000Åとした。
このMIM素子基板の任意の100箇所の電流−電圧特性を
確認したところ、電圧10Vの印加電圧で流れる電流は２
×10-10Aから3.5×10-10Aとなっていた。通常のTaをマ
スフローメーターにてそれぞれ流量管理したArガス＋N2
ガス中でスパッタリングし陽極酸化法にて作成した素子
の電流−電圧特性が５×10-9Aから１×10-11とばらつい
ていたのと比較し、本発明の素子のばらつきが非常に小
さくなったことが分る。更にβ値が非常に高く良好であ
った（β＝９）。ただＩ−Ｖ特性の極性差が存在してい
たため２つのMIM素子を直列に接続し極性差をキャンセ
ルさせた。
また、素子のキャパシタンスも2.5〜2.7nF/mm2となっ
ており、マスフロー管理のAr＋N2ガスを用い陽極酸化法
にて得た酸チッ化物のキャパシタンスが1.7〜3.7nF/mm2
のバラツキを持っていることを考えると素子特性が安定
していることが分る。
該パネルを用い、パネルに組み立て、画質を確認した
ところ、いわゆる画質のシミ、ムラがなく鮮明な画質と
なった。また、下電極をArとN2ガスでスパッタしたパネ
ルは、外部電源の接続端子からの距離が近いところと遠
いところでの画質の差があり、ムラになっていたことと
比較して、本発明の有効性が確認できる。ただ、大型基
板（たとえば300mm□）ではプラズマ密度のバラツキと
思われる素子特性バラツキが発生した。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば、従来TFT液晶デ
ィスプレイより劣っていたMIMディスプレイの画質を大
幅にアップさせ、TFTと同等、もしくはそれ以上にまで
させることができた。また、画素分割の冗長設計で製造
歩留りを大幅にアップさせ、最近TFTと製造コストに大
差なかったのを再び拡大させ、２端子素子本来の製造歩
留りを達成できた。また従来不可能とされていた１イン
チ程度の小型ディスプレイの製造も可能となった。更に
下電極の結晶構造を制御することにより60μΩ・cmの低
抵抗を実現し、20インチ以上の大型ディスプレイの可能
性を拡大させた。本来MIMは大型ディスプレイに適して
いると考えられていたが、冗長設計や配線の抵抗化、イ
ンシュレーターの膜質のタイムリーなスパッタ条件への
フィードバック等の達成により初めて可能となった。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の基本製造プロセスを示すプロセス図及
びそれに対応した基板断面図。第２図はMIM素子の上面
図。第３図は第２図Ａ−Ａ′断面図。第４図は液晶静電
容量と素子容量との比とパネルコントラスト関係図、及
び容量比に対応した下電極Taの結晶構造と比抵抗を示す
図。第５図はインシュレーター比誘電率εとコントラス
トの温度特性との関係を示す図。第６図は素子β値の温
度特性とインシュレーター比誘電率εとの関係を示す
図。第７図は3V印加時の素子抵抗の温度特性とインシュ
レーター比誘電率との関係を示す図。第８図は電極上付
けカラーフィルターを用いたパネル構造図。第９図は電
極下付けカラーフィルターを用いたパネル構成図。第10
図は各種インシュレーターへのＮ添加方法とε安定性と
の関係を示す図であり（１）は任意の濃度に調整された
Ar−N2混合ボンベを使用したもの、（２）はＮ添加Taタ
ーゲットを使用したもの、（３）はマスフローメーター
にてArとN2を別々にスパッタチャンバー内に導入したも
のである。第11図はインシュレーターへのSi添加量とε
との関係を示す図。第12図は実施例−２を示し下地絶縁
膜TaOxへのＮ添加量と下地絶縁膜のエッチングレート及
び素子特性を示す図であり（１）はリアクティブスパッ
タにより形成した下地、（２）は熱酸化により形成した
下地を示す。第13図は安定した素子特性と不安定な素子
特性を示す図。第14図は液晶パネルセル内の水分濃度と
素子Ｉ−Ｖ特性を示す図。第15図はTaOx膜中のＮ濃度と
TaOx膜屈折率、TaOx膜反射率の関係を示す図。第16図は
素子容量を通常素子の1/2とし画素分割の冗長設計を行
なった実施例−３を示すMIM上面図。 １……基板 ２……下地絶縁膜 ３……下電極 ４……インシュレーター ５……上電極 ６……画素電極 ６′……従来の画素電極形状 ６″……分割画素 ７……MIM素子 ８……カラーフィルター層 ９……平坦化用中間膜 10……ITO透明電極 11……液晶
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平1−100685 (32)優先日 平１(1989)４月20日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平1−103719 (32)優先日 平１(1989)４月24日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平1−105043 (32)優先日 平１(1989)４月25日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平1−105044 (32)優先日 平１(1989)４月25日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平1−105045 (32)優先日 平１(1989)４月25日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平1−105046 (32)優先日 平１(1989)４月25日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平1−106428 (32)優先日 平１(1989)４月26日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平1−115572 (32)優先日 平１(1989)５月９日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ）

Claims (23)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】一対の基板間に液晶が挟持され、 第１の前記基板上には複数の行電極が形成され、 第２の前記基板上には、前記行電極と交差するように設
    けられた複数の列電極と、マトリクス状に設けられた複
    数の画素電極と、前記列電極と前記画素電極とに電気的
    に接続された第１導電層−絶縁層−第２導電層構造の非
    線形抵抗素子とが形成され、 前記行電極と前記画素電極とが重なり合う部分に画素部
    が形成されてなるアクティブマトリックス型液晶装置で
    あって、 前記第１の基板の静電容量CCF、画素部の液晶の静電容
    量CLC、非線形抵抗素子の静電容量CMIMが、 CCF×CLC/〔（CCF＋CLC）×CMIM〕＞２ の関係を有することを特徴とするアクティブマトリック
    ス型液晶装置。
  2. 【請求項２】前記絶縁層の比誘電率が30未満であること
    を特徴とする請求項１記載のアクティブマトリックス型
    液晶装置。
  3. 【請求項３】前記絶縁層の比誘電率が22以下であること
    を特徴とする請求項１記載のアクティブマトリックス型
    液晶装置。
  4. 【請求項４】前記第１の基板にカラーフィルター層が形
    成され、 前記カラーフィルター層と前記基板との間に前記行電極
    が形成され、 前記CCFが前記カラーフィルター層の静電容量であるこ
    とを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリックス
    型液晶装置。
  5. 【請求項５】前記第１の基板にカラーフィルター層が形
    成され、 前記カラーフィルター層の上に前記行電極が形成され、 前記CCF＝∞であることを特徴とする請求項１記載のア
    クティブマトリックス型液晶装置。
  6. 【請求項６】前記アクティブマトリックス型液晶装置の
    駆動方法がポジ又はネガ表示であることを特徴とする請
    求項１記載のアクティブマトリックス型液晶装置。
  7. 【請求項７】前記液晶中の水分濃度が100ppm以下である
    ことを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリック
    ス型液晶装置。
  8. 【請求項８】前記非線形抵抗素子の絶縁層に他の元素が
    添加されていることを特徴とする請求項１記載のアクテ
    ィブマトリックス型液晶装置。
  9. 【請求項９】前記他の元素が添加された絶縁層の比誘電
    率が22以下であることを特徴とする請求項８記載のアク
    ティブマトリックス型液晶装置。
  10. 【請求項１０】前記他の元素が添加された絶縁層の比誘
    電率が10以下であることを特徴とする請求項８記載のア
    クティブマトリックス型液晶装置。
  11. 【請求項１１】前記絶縁層に添加された元素がＮまたは
    Siであることを特徴とする請求項８〜10のいずれかに記
    載のアクティブマトリックス型液晶装置。
  12. 【請求項１２】前記絶縁層に添加された元素が酸化物、
    チッ化物、酸チッ化物の形で添加されていることを特徴
    とする請求項８〜11のいずれかに記載のアクティブマト
    リックス型液晶装置。
  13. 【請求項１３】一対の基板間に液晶が挟持され、 第１の前記基板上には複数の行電極が形成され、 第２の前記基板上には、前記行電極と交差するように設
    けられた複数の列電極と、マトリクス状に設けられた複
    数の画素電極と、前記電極と前記画素電極とに電気的に
    接続された第１導電層−絶縁層−第２導電層構造の非線
    形抵抗素子とが形成され、 前記行電極と前記画素電極とが重なり合う部分に画素部
    が形成されてなるアクティブマトリックス型液晶装置で
    あって、 前記第２の基板上には酸化物、チッ化物、または、酸チ
    ッ化物からなる下地絶縁膜が形成され、前記下地絶縁膜
    上に前記非線形抵抗素子が形成されてなり、 前記第１の基板の静電容量CCF、画素部の液晶の静電容
    量CLC、非線形抵抗素子の静電容量CMIMが、 CCF×CLC/〔（CCF＋CLC）×CMIM〕＞２ の関係を有することを特徴とするアクティブマトリック
    ス型液晶装置。
  14. 【請求項１４】前記非線形抵抗素子の絶縁層に他の元素
    が添加されていることを特徴とする請求項13記載のアク
    ティブマトリックス型液晶装置。
  15. 【請求項１５】前記絶縁層に添加されている元素がＮま
    たはSiであることを特徴とする請求項14記載のアクティ
    ブマトリックス型液晶装置。
  16. 【請求項１６】前記絶縁層に添加されている元素が酸化
    物、チッ化物、酸チッ化物の形で添加されていることを
    特徴とする請求項14または15記載のアクティブマトリッ
    クス型液晶装置。
  17. 【請求項１７】前記絶縁層に添加されている他の元素の
    濃度が５〜25at％であることを特徴とする請求項８また
    は14記載のアクティブマトリックス型液晶装置。
  18. 【請求項１８】前記非線形抵抗素子の第１導電層中に他
    の元素が５〜45at％含まれていることを特徴とする請求
    項８または14記載のアクティブマトリックス型液晶装
    置。
  19. 【請求項１９】前記非線形抵抗素子の第１導電層がTaを
    含み、その結晶構造がα−Taであることを特徴とする請
    求項１または13記載のアクティブマトリックス型液晶装
    置。
  20. 【請求項２０】前記非線形素子の第１導電層がTaを含
    み、その結晶構造がα−Ta又はα−TaとTa2Nの混合状態
    であることを特徴とする請求項18記載のアクティブマト
    リックス型液晶装置。
  21. 【請求項２１】前記他の元素が添加された第１導電層の
    比抵抗が60〜300μΩ・cmであることを特徴とする請求
    項18記載のアクティブマトリックス型液晶装置。
  22. 【請求項２２】前記基板上に形成される酸チッ化膜がTa
    の酸チッ化物であることを特徴とする請求項13記載のア
    クティブマトリックス型液晶装置。
  23. 【請求項２３】前記Ｎが添加されている絶縁層中にTa酸
    チッ化物（TaOxNy）（ただしx,yは任意の数を示す）が
    存在することを特徴とする請求項11または15記載のアク
    ティブマトリックス型液晶装置。
JP29052589A 1889-04-24 1989-11-08 アクティブマトリックス型液晶装置 Expired - Fee Related JP2841571B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019900003798A KR900014919A (ko) 1889-04-24 1990-03-21 액티브 매트릭스형 액정표시장치 및 그의 제조방법
EP90105597A EP0388986B1 (en) 1989-03-23 1990-03-23 Active matrix type liquid crystal display device and method of manufacturing it
US07/498,583 US5128784A (en) 1989-03-23 1990-03-23 Active matrix liquid crystal display device and method for production thereof
DE69023374T DE69023374T2 (de) 1989-03-23 1990-03-23 Flüssigkristall-Anzeige mit aktiver Matrix und Methode zu ihrer Herstellung.
US08/271,400 USRE35416E (en) 1989-03-23 1994-07-06 Active matrix liquid crystal display device and method for production thereof

Applications Claiming Priority (22)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7111789 1989-03-23
JP1-71117 1989-03-23
JP1-92458 1989-04-12
JP9245889 1989-04-12
JP9563489 1989-04-14
JP1-95634 1989-04-14
JP10068589 1989-04-20
JP1-100685 1989-04-20
JP1-103719 1989-04-24
JP10371989 1989-04-24
JP1-105045 1989-04-25
JP1-105046 1989-04-25
JP1-105043 1989-04-25
JP10504389 1989-04-25
JP10504589 1989-04-25
JP10504689 1989-04-25
JP1-105044 1989-04-25
JP10504489 1989-04-25
JP10642889 1989-04-26
JP1-106428 1989-04-26
JP11557289 1989-05-09
JP1-115572 1989-05-09

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29654796A Division JP2964964B2 (ja) 1989-03-23 1996-11-08 液晶表示装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0373932A JPH0373932A (ja) 1991-03-28
JP2841571B2 true JP2841571B2 (ja) 1998-12-24

Family

ID=27582065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29052589A Expired - Fee Related JP2841571B2 (ja) 1889-04-24 1989-11-08 アクティブマトリックス型液晶装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2841571B2 (ja)
KR (1) KR900014919A (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5654207A (en) * 1903-02-03 1997-08-05 Sharp Kabushiki Kaisha Method of making two-terminal nonlinear device and liquid crystal apparatus including the same
JP3034155B2 (ja) * 1993-02-03 2000-04-17 シャープ株式会社 ２端子非線形素子
JP3759999B2 (ja) * 1996-07-16 2006-03-29 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置、液晶表示装置、ｅｌ装置、ｔｖカメラ表示装置、パーソナルコンピュータ、カーナビゲーションシステム、ｔｖプロジェクション装置及びビデオカメラ

Also Published As

Publication number Publication date
KR900014919A (ko) 1990-10-25
JPH0373932A (ja) 1991-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0388986B1 (en) Active matrix type liquid crystal display device and method of manufacturing it
US6383831B2 (en) Methods of forming thin-film transistor display devices
US7683370B2 (en) Source/drain electrodes, transistor substrates and manufacture methods, thereof, and display devices
JP3099274B2 (ja) ハーフトーンのグレースケールを有する広視角型アクテイブマトリツクス液晶表示装置およびそれを製作する方法
JPH0715017A (ja) 平板表示装置およびその製造方法
US5281554A (en) Method for producing a semiconductor device having a tantalum thin film
EP0610082A2 (en) A two-terminal nonlinear device
JP2000314897A (ja) 液晶表示装置
JP2841571B2 (ja) アクティブマトリックス型液晶装置
US6384880B1 (en) Two-terminal type non-linear element, manufacturing method thereof and liquid crystal display panel
JP2964964B2 (ja) 液晶表示装置の製造方法
EP0498663B1 (en) Method for producing a semi conductor device using sputtering
JP3780100B2 (ja) 加工性に優れた透明導電膜
JPH06160876A (ja) 透明電極板及びその製造方法
US5994748A (en) Two-terminal nonlinear device, method for manufacturing the same, and liquid-crystal display panel
KR0180930B1 (ko) 액정표시장치 및 그의 제조방법
JPH10208554A (ja) 透明導電膜及びそれを用いた液晶素子
US6285419B1 (en) Two-terminal metal/insulating material/metal (MIM) device, method for manufacturing the same and liquid crystal display panel
JPH0345932A (ja) アクティブマトリクス液晶表示パネルの製造方法
JPH05183162A (ja) 傾斜機能材料薄膜及び薄膜トランジスタ
KR19990088213A (ko) 투명도전막
JPH11112059A (ja) アクティブマトリクス基板およびその製造方法ならびに液晶表示パネル
JP2001244522A (ja) ２端子型非線形素子の形成方法および液晶装置用基板の製造方法ならびに液晶装置の製造方法
JPH06301064A (ja) Ｍｉｍ型非線形素子及びその製造方法
JP2006269471A (ja) 非線形素子、電気光学装置、及び非線形素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081023

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees