JP3200971B2 - 液晶表示パネル及びその製造方法 - Google Patents
液晶表示パネル及びその製造方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示パネルおよびそ
の製造方法に関し、特に、そのMIM型非線形素子のス
イッチング動作の安定化技術に関する。
の製造方法に関し、特に、そのMIM型非線形素子のス
イッチング動作の安定化技術に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、アクティブマトリクス方式の液
晶表示パネルにおいては、画素領域ごとに非線形素子を
設けてマトリクスアレイを形成した一方側の基板と、カ
ラ−フィルタが形成された他方側の基板との間に液晶を
充填しておき、各画素領域ごとの液晶の配向状態を制御
して、所定の情報を表示する。ここで、非線形素子とし
て薄膜トランジスタなどの3端子素子または金属−絶縁
体−金属(MIM)型非線形素子などの2端子素子を用
いるが、液晶表示素子に対する画面の大型化および低コ
スト化などの要求に対応するには、MIM型非線形素子
を用いた方式が有利である。しかも、MIM型非線形素
子を用いた場合には、マトリクスアレイを形成した一方
側の基板に走査線を設け、他方側の基板には信号線を設
けることができるので、走査線と信号線とのクロスオ−
バ−短絡が発生しないというメリットもある。
晶表示パネルにおいては、画素領域ごとに非線形素子を
設けてマトリクスアレイを形成した一方側の基板と、カ
ラ−フィルタが形成された他方側の基板との間に液晶を
充填しておき、各画素領域ごとの液晶の配向状態を制御
して、所定の情報を表示する。ここで、非線形素子とし
て薄膜トランジスタなどの3端子素子または金属−絶縁
体−金属(MIM)型非線形素子などの2端子素子を用
いるが、液晶表示素子に対する画面の大型化および低コ
スト化などの要求に対応するには、MIM型非線形素子
を用いた方式が有利である。しかも、MIM型非線形素
子を用いた場合には、マトリクスアレイを形成した一方
側の基板に走査線を設け、他方側の基板には信号線を設
けることができるので、走査線と信号線とのクロスオ−
バ−短絡が発生しないというメリットもある。
【0003】このようなMIM型非線形素子を用いたア
クティブマトリクス方式の液晶表示パネルにおいては、
図2に示すように、各画素領域2で各走査線201と各
信号線202との間にMIM型非線形素子1(図中、バ
リスタの符号で示す。)と液晶表示素子3(図中、コン
デンサの符号で示す。)が直列接続された構成として表
され、走査線201および信号線202に印加された信
号に基づいて、液晶表示素子3を選択状態(表示状態)
および非選択状態(比表示状態)に切り換えて表示動作
を制御する。すなわち、図3(a)の301で示すよう
に、MIM型非線形素子1において、印加電圧VNLと電
流INLとは非線形性の関係を有しているため、MIM型
非線形素子1のしきい値電圧をVth、液晶表示素子3が
非表示状態となる電圧をVb、表示状態となる電位を
(Vb+△V)として図3(b)に示すように、所定の
画素領域2における走査線201と信号線202との間
の電位差V(単位画素への印加電圧)を(Vb +Vth)
とすることによって、MIM型非線形素子1を遮断状態
として、液晶表示素子3を非選択状態とする一方、走査
線201と信号線202との間の電位差Vを(Vb +V
th+△V)とすることによって、MIM型非線形素子1
を導通状態として、液晶表示素子3を選択状態とする。
クティブマトリクス方式の液晶表示パネルにおいては、
図2に示すように、各画素領域2で各走査線201と各
信号線202との間にMIM型非線形素子1(図中、バ
リスタの符号で示す。)と液晶表示素子3(図中、コン
デンサの符号で示す。)が直列接続された構成として表
され、走査線201および信号線202に印加された信
号に基づいて、液晶表示素子3を選択状態(表示状態)
および非選択状態(比表示状態)に切り換えて表示動作
を制御する。すなわち、図3(a)の301で示すよう
に、MIM型非線形素子1において、印加電圧VNLと電
流INLとは非線形性の関係を有しているため、MIM型
非線形素子1のしきい値電圧をVth、液晶表示素子3が
非表示状態となる電圧をVb、表示状態となる電位を
(Vb+△V)として図3(b)に示すように、所定の
画素領域2における走査線201と信号線202との間
の電位差V(単位画素への印加電圧)を(Vb +Vth)
とすることによって、MIM型非線形素子1を遮断状態
として、液晶表示素子3を非選択状態とする一方、走査
線201と信号線202との間の電位差Vを(Vb +V
th+△V)とすることによって、MIM型非線形素子1
を導通状態として、液晶表示素子3を選択状態とする。
【0004】ここで、MIM型非線形素子1は、図1に
示すとおり、透明基板101の表面側に形成されて、走
査線201を介して走査回路側に導電接続するTa電極
層102と、その表面側のTaOX膜103と、その表
面側に形成されて画素電極104に導電接続するCr電
極層105とから構成されている。また、TaOX膜1
03は、Ta電極層102の表面に膜厚が均一で、しか
もピンホ−ルがない状態で形成されるように、Ta電極
102に対する陽極酸化によって形成される。従来は、
このTa電極層102の膜構造については制御されてお
らず、スパッタリング法または蒸着法にてTa薄膜を堆
積しているだけであった。
示すとおり、透明基板101の表面側に形成されて、走
査線201を介して走査回路側に導電接続するTa電極
層102と、その表面側のTaOX膜103と、その表
面側に形成されて画素電極104に導電接続するCr電
極層105とから構成されている。また、TaOX膜1
03は、Ta電極層102の表面に膜厚が均一で、しか
もピンホ−ルがない状態で形成されるように、Ta電極
102に対する陽極酸化によって形成される。従来は、
このTa電極層102の膜構造については制御されてお
らず、スパッタリング法または蒸着法にてTa薄膜を堆
積しているだけであった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、MIM
型非線形素子1を用いた液晶表示パネルにおいては、従
来より静止画像などを表示した後に残像が発生しやす
く、表示性能が低いという問題点があった。その原因と
して、本発明ではマトリクスアレイの各構成要素と表示
性能との関係を調査した結果、その原因がMIM型非線
形素子1を構成するTa膜102の結晶性と関連がある
ことを確認した。
型非線形素子1を用いた液晶表示パネルにおいては、従
来より静止画像などを表示した後に残像が発生しやす
く、表示性能が低いという問題点があった。その原因と
して、本発明ではマトリクスアレイの各構成要素と表示
性能との関係を調査した結果、その原因がMIM型非線
形素子1を構成するTa膜102の結晶性と関連がある
ことを確認した。
【0006】すなわち、MIM型非線形素子1におい
て、印加電圧VNLと電流INLとの関係が、初期状態にお
いて図3(a)の301で示す関係であったものが、経
時的に302または303で示すようにシフトしてしま
うためである。ここで、印加電圧VNLと電流INLの関係
が経時的にシフトした場合には、例えば、表示状態から
非表示状態に切り換えるために、走査線201と信号線
202との電位差Vを(Va+Vth+△V)から(Va+
Vth)に切り換えても、MIM型非線形素子1を導通状
態から遮断状態に切換,制御することができなくなっ
て、残像などを発生させてしまう。また、逆の表示動作
の場合も同様である。
て、印加電圧VNLと電流INLとの関係が、初期状態にお
いて図3(a)の301で示す関係であったものが、経
時的に302または303で示すようにシフトしてしま
うためである。ここで、印加電圧VNLと電流INLの関係
が経時的にシフトした場合には、例えば、表示状態から
非表示状態に切り換えるために、走査線201と信号線
202との電位差Vを(Va+Vth+△V)から(Va+
Vth)に切り換えても、MIM型非線形素子1を導通状
態から遮断状態に切換,制御することができなくなっ
て、残像などを発生させてしまう。また、逆の表示動作
の場合も同様である。
【0007】上記の問題を解決するために、本発明は、
Ta膜102の結晶構造を制御し、結晶の面間隔を安定
な値よりも少し長めにし、TaOX 膜103を堆積する
さいの陽極酸化電解液を定めることで、MIM型非線形
素子1への印加電圧VNLと電流INLとの関係を経時的に
安定化するように改質をはかることを提案するものであ
る。Ta膜の結晶性の制御はスパッタリング法を用い、
スパッタリング圧力を最適化することで達成できるの
で、MIM型非線形素子1を用いたアクティブマトリク
ス方式のコストメリットを確保しながら、表示性能が向
上可能な液晶表示パネルおよびその製造方法を実現する
ことにある。
Ta膜102の結晶構造を制御し、結晶の面間隔を安定
な値よりも少し長めにし、TaOX 膜103を堆積する
さいの陽極酸化電解液を定めることで、MIM型非線形
素子1への印加電圧VNLと電流INLとの関係を経時的に
安定化するように改質をはかることを提案するものであ
る。Ta膜の結晶性の制御はスパッタリング法を用い、
スパッタリング圧力を最適化することで達成できるの
で、MIM型非線形素子1を用いたアクティブマトリク
ス方式のコストメリットを確保しながら、表示性能が向
上可能な液晶表示パネルおよびその製造方法を実現する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の非線形素子は、
β相タンタルを構造比で90%以上含むタンタルからな
る第1金属電極層と、前記第1金属電極層の表面に設け
られた陽極酸化膜と、前記陽極酸化膜上に設けられた第
2金属電極層とを含む非線形素子を有し、前記β相タン
タルはc軸の格子面間隔が1.338Å以上であること
を特徴とする。
β相タンタルを構造比で90%以上含むタンタルからな
る第1金属電極層と、前記第1金属電極層の表面に設け
られた陽極酸化膜と、前記陽極酸化膜上に設けられた第
2金属電極層とを含む非線形素子を有し、前記β相タン
タルはc軸の格子面間隔が1.338Å以上であること
を特徴とする。
【0009】また本発明の液晶表示パネルの製造方法
は、第1金属電極層を形成する工程と、前記第1金属電
極層の表面に陽極酸化膜を形成する工程と、前記陽極酸
化膜上に第2金属電極層を形成する工程とを有し、前記
第1金属電極層を形成する工程はスパッタリング圧力
0.2Pa以下でプラズマを発生させるスパッタリング
法によってβ相タンタルを構造比で90%以上含むタン
タル膜を形成することを特徴とするものである。
は、第1金属電極層を形成する工程と、前記第1金属電
極層の表面に陽極酸化膜を形成する工程と、前記陽極酸
化膜上に第2金属電極層を形成する工程とを有し、前記
第1金属電極層を形成する工程はスパッタリング圧力
0.2Pa以下でプラズマを発生させるスパッタリング
法によってβ相タンタルを構造比で90%以上含むタン
タル膜を形成することを特徴とするものである。
【0010】
【実施例】以下、本発明について、実施例に基づき詳細
に説明する。ここで、マトリックスアレイの構造及び動
作は、従来の液晶表示パネルと同様であるため、同じく
図1,2,3を用いて説明する。
に説明する。ここで、マトリックスアレイの構造及び動
作は、従来の液晶表示パネルと同様であるため、同じく
図1,2,3を用いて説明する。
【0011】本例に係わるアクティブマトリクス方式の
液晶表示パネルにおいては、図1および図2に示すよう
に、マトリクスアレイの画素領域2ごとに、走査線20
1を介して走査回路(駆動回路)側に導電接続するTa
電極層102(第一の金属電極層)と、このTa電極層
の表面に陽極酸化により形成されたTaOX 膜103
(陽極酸化膜)と、この陽極酸化膜103の表面側に形
成されて、ITO(透明伝導膜)からなる画素電極10
4に導電接続するCr電極層105(第二の金属電極
層)とによってMIM型非線形素子1が構成されてい
る。
液晶表示パネルにおいては、図1および図2に示すよう
に、マトリクスアレイの画素領域2ごとに、走査線20
1を介して走査回路(駆動回路)側に導電接続するTa
電極層102(第一の金属電極層)と、このTa電極層
の表面に陽極酸化により形成されたTaOX 膜103
(陽極酸化膜)と、この陽極酸化膜103の表面側に形
成されて、ITO(透明伝導膜)からなる画素電極10
4に導電接続するCr電極層105(第二の金属電極
層)とによってMIM型非線形素子1が構成されてい
る。
【0012】ここで、Ta膜102の結晶構造は、構造
比で90%以上がβ−Ta(正方晶で1ユニットセルに
30個の原子があり、安定的にはa=b=10.194
Å,c=5.313Åの格子定数となる。)で構成され
ており、c軸の格子間距離は1.338Å以上になって
いる。結晶構造および構造比の決定には、X線回折から
検出される格子間距離とその強度比から計算している
(c軸には4列の原子面があるために格子間距離は、安
定的には1.328Åであるので少し長めの結晶格子を
形成することになる)。
比で90%以上がβ−Ta(正方晶で1ユニットセルに
30個の原子があり、安定的にはa=b=10.194
Å,c=5.313Åの格子定数となる。)で構成され
ており、c軸の格子間距離は1.338Å以上になって
いる。結晶構造および構造比の決定には、X線回折から
検出される格子間距離とその強度比から計算している
(c軸には4列の原子面があるために格子間距離は、安
定的には1.328Åであるので少し長めの結晶格子を
形成することになる)。
【0013】このため、本例のMIM型非線形素子1に
おいては、詳しくは実験結果に基づいて後述するが、印
加電圧VNLと電流INLとの関係が、初期状態におい
て図3(a)の301で示す関係であったものが、たと
えば、静止画を表示するために長時間電圧が印加された
後でも、301の関係を保持し、図3(a)の302ま
たは303で示す関係にシフトすることがない。それ
故、走査線201および信号線202に対してそれぞれ
印加された信号に基づいて発生する走査線201と信号
線202との間に生じた電位差によって、液晶表示素子
3を選択状態と非選択状態との間で確実に切り換えて表
示動作を制御することができる。
おいては、詳しくは実験結果に基づいて後述するが、印
加電圧VNLと電流INLとの関係が、初期状態におい
て図3(a)の301で示す関係であったものが、たと
えば、静止画を表示するために長時間電圧が印加された
後でも、301の関係を保持し、図3(a)の302ま
たは303で示す関係にシフトすることがない。それ
故、走査線201および信号線202に対してそれぞれ
印加された信号に基づいて発生する走査線201と信号
線202との間に生じた電位差によって、液晶表示素子
3を選択状態と非選択状態との間で確実に切り換えて表
示動作を制御することができる。
【0014】すなわち、図3(b)に示すように、走査
線201と信号線202との間の電位差Vを(Vb +V
th)とすることによって、MIM型非線形素子1を遮断
状態として、液晶表示状態3を非表示状態(非選択状
態)とする一方、走査線201と信号線202との間の
電位差Vを(Vb +Vth+△V)とすることによって、
MIM型非線形素子1を導通状態として、液晶表示素子
3を表示状態(選択状態)とするときに、MIM型非線
形素子1の印加電圧VNLと電流INLが使用履歴によって
シフトすることがないので、走査線201および信号線
202からの信号の変化に追従して、液晶表示パネルの
配向状態が変化する。それ故、液晶表示パネルに残像な
どの発生がなく、その表示品質が高い。
線201と信号線202との間の電位差Vを(Vb +V
th)とすることによって、MIM型非線形素子1を遮断
状態として、液晶表示状態3を非表示状態(非選択状
態)とする一方、走査線201と信号線202との間の
電位差Vを(Vb +Vth+△V)とすることによって、
MIM型非線形素子1を導通状態として、液晶表示素子
3を表示状態(選択状態)とするときに、MIM型非線
形素子1の印加電圧VNLと電流INLが使用履歴によって
シフトすることがないので、走査線201および信号線
202からの信号の変化に追従して、液晶表示パネルの
配向状態が変化する。それ故、液晶表示パネルに残像な
どの発生がなく、その表示品質が高い。
【0015】このような構成の液晶表示パネルの製造方
法を以下に説明する。
法を以下に説明する。
【0016】まず、予めTaOX膜101aなどを形成
した透明基板101の表面側にTa層をスパッタリング
で形成する。ここで、スパッタリングの条件は、スパッ
タリング圧に特に注意し0.2Pa以下の圧力で成膜す
る。図4にスパッタリング圧力とTa膜のc軸の格子間
距離の関係を図4に示す。0.2Pa以下のスパッタリ
ング圧力で成膜すれば、c軸の格子間距離は1.338
Å以上となり、格子間距離は変化しなくなる。しかし、
0.1Pa以下のスパッタリング圧力では、装置の構成
等によってプラズマが発生しなくなることがあり、成膜
には工夫が必要となる。0.2Pa以上の圧力でスパッ
タリングを行うと図4からわかるように、徐々にc軸の
格子間距離は短くなっていき1.0Paで安定的な1.
328Åになる。尚、上記の議論は、スパッタリングパ
ワ−は約2.0kW(パワ−密度4.1W/cm2)
で、スパッタ時の温度は約150℃で実施されている
が、パワ−,温度等が変化してもc軸の格子間距離に変
化が生じることはない。スパッタリングガスはAr,K
r等の不活性ガスを用いている。Ta層の膜厚を変化さ
せると、c軸の格子間距離は変化するが、スパッタリン
グ圧力が0.2Pa以下ならば、Ta層の膜厚が100
0〜10000Åの範囲で、c軸の格子間距離は1.3
38Å以上となり、MIM型非線形素子1をなすTa膜
として使われる厚さの範囲では十分である。
した透明基板101の表面側にTa層をスパッタリング
で形成する。ここで、スパッタリングの条件は、スパッ
タリング圧に特に注意し0.2Pa以下の圧力で成膜す
る。図4にスパッタリング圧力とTa膜のc軸の格子間
距離の関係を図4に示す。0.2Pa以下のスパッタリ
ング圧力で成膜すれば、c軸の格子間距離は1.338
Å以上となり、格子間距離は変化しなくなる。しかし、
0.1Pa以下のスパッタリング圧力では、装置の構成
等によってプラズマが発生しなくなることがあり、成膜
には工夫が必要となる。0.2Pa以上の圧力でスパッ
タリングを行うと図4からわかるように、徐々にc軸の
格子間距離は短くなっていき1.0Paで安定的な1.
328Åになる。尚、上記の議論は、スパッタリングパ
ワ−は約2.0kW(パワ−密度4.1W/cm2)
で、スパッタ時の温度は約150℃で実施されている
が、パワ−,温度等が変化してもc軸の格子間距離に変
化が生じることはない。スパッタリングガスはAr,K
r等の不活性ガスを用いている。Ta層の膜厚を変化さ
せると、c軸の格子間距離は変化するが、スパッタリン
グ圧力が0.2Pa以下ならば、Ta層の膜厚が100
0〜10000Åの範囲で、c軸の格子間距離は1.3
38Å以上となり、MIM型非線形素子1をなすTa膜
として使われる厚さの範囲では十分である。
【0017】このように、MIM型非線形素子1をなす
Ta膜は以前と同じようにスパッタリング法で形成でき
るので、格子間距離をかえるために新たな工程を追加し
たり、特殊な装置は必要でなく、コストメリットを犠牲
にすることはない。
Ta膜は以前と同じようにスパッタリング法で形成でき
るので、格子間距離をかえるために新たな工程を追加し
たり、特殊な装置は必要でなく、コストメリットを犠牲
にすることはない。
【0018】次に、Ta膜をパタ−ニングしてTa電極
層102を形成する。このTa電極層102は、走査回
路まで延長されて走査線201も構成している。更に、
Ta電極層102に陽極酸化を施して、その表面層を膜
厚約500ÅのTaOX 膜103とする。ここで、陽極
酸化用電解液としては、例えばリン酸水溶液を用いると
よい。この後、TaOX膜103の表面上にCrをスパ
ッタリングで形成、およびパタ−ニングしてCr電極層
105を形成し、Ta電極層102,TaOX膜10
3,Cr電極層105からなるMIM型非線形素子1を
構成する。ここで、画素電極104については、図1に
示すように、Cr電極層105の下層側に形成する場合
は、Cr電極層105の形成工程の前に形成しておく
が、画素電極104を形成する工程の順序は、各電極材
料と、それをエッチングするエッチャント種との関係な
どによって任意に設定される。
層102を形成する。このTa電極層102は、走査回
路まで延長されて走査線201も構成している。更に、
Ta電極層102に陽極酸化を施して、その表面層を膜
厚約500ÅのTaOX 膜103とする。ここで、陽極
酸化用電解液としては、例えばリン酸水溶液を用いると
よい。この後、TaOX膜103の表面上にCrをスパ
ッタリングで形成、およびパタ−ニングしてCr電極層
105を形成し、Ta電極層102,TaOX膜10
3,Cr電極層105からなるMIM型非線形素子1を
構成する。ここで、画素電極104については、図1に
示すように、Cr電極層105の下層側に形成する場合
は、Cr電極層105の形成工程の前に形成しておく
が、画素電極104を形成する工程の順序は、各電極材
料と、それをエッチングするエッチャント種との関係な
どによって任意に設定される。
【0019】ここで、Ta膜のスパッタリング条件のう
ち、スパッタリング圧力とMIM型非線形素子1のVth
の安定性との関係を検討した結果を説明する。一般に、
MIM型非線形素子における印加電圧と電流の関係は
ち、スパッタリング圧力とMIM型非線形素子1のVth
の安定性との関係を検討した結果を説明する。一般に、
MIM型非線形素子における印加電圧と電流の関係は
【0020】
【数1】
【0021】のように表される。従って、log(I/
V)をV1/2 に対してプロットすると直線で表される。
本例における検討では、前記のプロットで直線上にある
ように、Vthを10mA/cm2 の電流値が流れるとき
の印加電圧値と定め、MIM型非線形素子1のVth安定
性を評価した。すなわち、所定の電流値に対応する印加
電圧値Vthは、従来のMIM型非線形素子においては電
圧を印加した時間と、Vthがシフトする電圧△Vthとの
間には図5に示すような関係があり、表示の安定性を低
下させる原因となることが確認されているので、ここで
は、従来および本例のMIM型非線形素子に対して、同
一の電圧を印加し、所定時間が経過した後の△Vthを比
較した。従って、△Vthの値が小さな方が好ましい。
V)をV1/2 に対してプロットすると直線で表される。
本例における検討では、前記のプロットで直線上にある
ように、Vthを10mA/cm2 の電流値が流れるとき
の印加電圧値と定め、MIM型非線形素子1のVth安定
性を評価した。すなわち、所定の電流値に対応する印加
電圧値Vthは、従来のMIM型非線形素子においては電
圧を印加した時間と、Vthがシフトする電圧△Vthとの
間には図5に示すような関係があり、表示の安定性を低
下させる原因となることが確認されているので、ここで
は、従来および本例のMIM型非線形素子に対して、同
一の電圧を印加し、所定時間が経過した後の△Vthを比
較した。従って、△Vthの値が小さな方が好ましい。
【0022】Ta電極層102のスパッタリングの圧力
を変化させたときの△Vthとの関係を図6に示す。60
1はTaOX 膜をリン酸電解液を用いた陽極酸化で作製
したMIM素子の関係図であり、602はTaOX 膜を
クエン酸電解液を用いた陽極酸化で作製したMIM素子
の関係図である。図6からスパッタリングの圧力が0.
2Pa以下では、△Vthの量は変化しなくなる。図4と
図6を比べると、スパッタリングの圧力を0.2Pa以
下にすれば、Ta電極層102のc軸の格子間距離は
1.338Å以上の値でほぼ一定となり、△Vthの量も
約0.2Vで一定となり変化しなくなっている。また、
陽極酸化の化成液は、リン酸電解液の方がクエン酸電解
液を用いるよりも△Vthの量を小さくすることができ
る。この傾向については、電圧を第一の金属層に対して
第二の金属層を正にかけようが負にかけようがかわりは
ない。
を変化させたときの△Vthとの関係を図6に示す。60
1はTaOX 膜をリン酸電解液を用いた陽極酸化で作製
したMIM素子の関係図であり、602はTaOX 膜を
クエン酸電解液を用いた陽極酸化で作製したMIM素子
の関係図である。図6からスパッタリングの圧力が0.
2Pa以下では、△Vthの量は変化しなくなる。図4と
図6を比べると、スパッタリングの圧力を0.2Pa以
下にすれば、Ta電極層102のc軸の格子間距離は
1.338Å以上の値でほぼ一定となり、△Vthの量も
約0.2Vで一定となり変化しなくなっている。また、
陽極酸化の化成液は、リン酸電解液の方がクエン酸電解
液を用いるよりも△Vthの量を小さくすることができ
る。この傾向については、電圧を第一の金属層に対して
第二の金属層を正にかけようが負にかけようがかわりは
ない。
【0023】このように、本例の液晶表示パネルにおい
ては、マトリクスアレイを構成するMIM型非線形素子
1のTa電極層102の形成にあたって、スパッタリン
グ圧力を0.2Pa以下にすることし、Ta膜のc軸の
格子間距離を1.338Å以上にすることで、MIM型
非線形素子1のVthの経時的なシフトを抑制して、その
スイッチング動作の安定化を図っている。従って、走査
線201と信号線202との間に生じる電位差Vの変化
に対し、液晶表示パネルに用いた液晶の配向状態の変化
が追従する。その結果、液晶表示パネルにおいて、固定
パタ−ンを長時間表示させても、残像,フリッカ−など
の発生がなく品質の高い表示が可能である。
ては、マトリクスアレイを構成するMIM型非線形素子
1のTa電極層102の形成にあたって、スパッタリン
グ圧力を0.2Pa以下にすることし、Ta膜のc軸の
格子間距離を1.338Å以上にすることで、MIM型
非線形素子1のVthの経時的なシフトを抑制して、その
スイッチング動作の安定化を図っている。従って、走査
線201と信号線202との間に生じる電位差Vの変化
に対し、液晶表示パネルに用いた液晶の配向状態の変化
が追従する。その結果、液晶表示パネルにおいて、固定
パタ−ンを長時間表示させても、残像,フリッカ−など
の発生がなく品質の高い表示が可能である。
【0024】
【発明の効果】以上のとおり、本発明は非線形素子の第
一の金属層がc軸の格子面間隔が1.338Å以上であ
るβ相タンタルを含むタンタルからなることに特徴を有
しており、以下の効果がある。
一の金属層がc軸の格子面間隔が1.338Å以上であ
るβ相タンタルを含むタンタルからなることに特徴を有
しており、以下の効果がある。
【0025】MIM型非線形素子の印加電圧と電流との
関係が、経時的に変化しにくくなるので、駆動信号の変
化に液晶の配向状態の変化が確実に追従する。それ故、
液晶表示パネルに固定パタ−ンを表示させた後において
も残像が生じないなど、表示品質を向上させることがで
きる。このときの陽極酸化膜の形成工程における陽極酸
化用化成液はリン酸化成液を用いると、いっそう効果が
ある。
関係が、経時的に変化しにくくなるので、駆動信号の変
化に液晶の配向状態の変化が確実に追従する。それ故、
液晶表示パネルに固定パタ−ンを表示させた後において
も残像が生じないなど、表示品質を向上させることがで
きる。このときの陽極酸化膜の形成工程における陽極酸
化用化成液はリン酸化成液を用いると、いっそう効果が
ある。
【0026】また、Ta電極層の形成には、スパッタリ
ング法を用いることができるので、新たな工程を追加す
る必要がなく、MIM型非線形素子を用いたコストメリ
ットを犠牲にすることがない。
ング法を用いることができるので、新たな工程を追加す
る必要がなく、MIM型非線形素子を用いたコストメリ
ットを犠牲にすることがない。
【図1】 本発明の液晶表示パネルのマトリックスアレ
イを構成するMIM型非線形素子の構造を示す断面図。
イを構成するMIM型非線形素子の構造を示す断面図。
【図2】 アクティブマトリクス方式の液晶表示パネル
の等価回路図。
の等価回路図。
【図3】 (a)は液晶表示パネルのマトリクスアレイ
を構成するMIM型非線形素子の印加電圧と電流との関
係図。(b)は単位画素への印加電圧と表示の明るさと
の関係を示す関係図。
を構成するMIM型非線形素子の印加電圧と電流との関
係図。(b)は単位画素への印加電圧と表示の明るさと
の関係を示す関係図。
【図4】 Ta電極層をスパッタリングで形成する際の
スパッタリング圧力とTa膜のc軸の格子間距離との関
係図。
スパッタリング圧力とTa膜のc軸の格子間距離との関
係図。
【図5】 MIM型非線形素子に対して電圧を印加した
時間と、そのVthがシフトした値との関係図。
時間と、そのVthがシフトした値との関係図。
【図6】 本発明のMIM型非線形素子のTa膜の形成
時のスパッタリング圧力と△Vthの関係図。
時のスパッタリング圧力と△Vthの関係図。
1 MIM型非線形素子 2 画素領域 3 液晶表示素子 101 透明基板 101a TaOX膜 102 Ta電極層(第一の金属電極層) 103 TaOX膜(陽極酸化膜) 104 画素電極 105 Cr電極層(第二の金属電極層) 201 走査線 202 信号線
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1365 H01L 49/02
Claims (2)
- 【請求項1】β相タンタルを構造比で90%以上含むタ
ンタルからなる第1金属電極層と、前記第1金属電極層
の表面に設けられた陽極酸化膜と、前記陽極酸化膜上に
設けられた第2金属電極層とを含む非線形素子を有し、
前記β相タンタルはc軸の格子面間隔が1.338Å以
上であることを特徴とする液晶表示パネル。 - 【請求項2】第1金属電極層を形成する工程と、前記第
1金属電極層の表面に陽極酸化膜を形成する工程と、前
記陽極酸化膜上に第2金属電極層を形成する工程とを有
し、前記第1金属電極層を形成する工程はスパッタリン
グ圧力0.2Pa以下でプラズマを発生させるスパッタ
リング法によってβ相タンタルを構造比で90%以上含
むタンタル膜を形成することを特徴とする液晶表示パネ
ルの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16931692A JP3200971B2 (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 液晶表示パネル及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16931692A JP3200971B2 (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 液晶表示パネル及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0611737A JPH0611737A (ja) | 1994-01-21 |
JP3200971B2 true JP3200971B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=15884282
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16931692A Expired - Fee Related JP3200971B2 (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 液晶表示パネル及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3200971B2 (ja) |
-
1992
- 1992-06-26 JP JP16931692A patent/JP3200971B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0611737A (ja) | 1994-01-21 |
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