JP3334554B2 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
液晶表示装置及びその製造方法Info
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Description
の製造方法に係り、特に、絶縁膜を備えたアクティブ素
子を有し、当該絶縁膜と同材質の下地層を形成した基板
から構成される液晶表示装置に好適な技術に関する。
は、表面上に配線や画素電極等からなる表面構造を形成
してなる2枚の透光性基板を相互に所定間隔で貼り合わ
せ、その基板間に液晶を封入したものがほとんどであ
る。その透光性基板の構造としては、基板の表面上に画
素領域に対応する表面構造をマトリクス状に配列させた
ものや、各画素領域に対応する表面構造毎にTFT(薄
膜トランジスタ)やTFD(薄膜ダイオード)等のアク
ティブ素子を設け、配線層をアクティブ素子を介して画
素電極に接続したもの等がある。
を画素毎に備えた従来の液晶表示装置において共通の問
題点は、アクティブ素子の形成のために各画素領域にお
いて液晶表示に利用できる光透過領域の面積割合(以
下、単に「開口率」という。)が低下し、液晶表示にお
いて充分な明るさやコントラストを得ることができない
というものである。この開口率を向上させるために、従
来からアクティブ素子の構造に種々の工夫を凝らしたも
のが提案されているが、近年、液晶表示の高精細化によ
って画素面積が低下してきていることもあり、アクティ
ブ素子の小型化による開口率の向上には限界がある。
であり、その課題は、開口率を向上させる方法以外の方
法により、液晶表示装置の表示の明るさやコントラスト
を向上させるための新規の液晶表示装置の構造及びその
製造方法を提供することにある。
に本発明が講じた手段は、液晶層を挟持する一対の透光
性基板を有し、前記一対の透光性基板のうち少なくとも
一方の透光性基板に下地層が形成されてなる液晶表示装
置において、前記一方の透光性基板には透光性電極が形
成されてなり、前記下地層は前記透光性電極と平面的に
重なる領域においては、少なくともその一部が選択的に
除去若しくは薄肉化されていることを特徴とする液晶表
示装置である。
していた下地層を選択的に除去若しくは薄肉化したこと
により、液晶表示装置の画素領域における光透過率を高
めることができることから、開口率を変えなくても表示
の明るさ及びコントラストを向上させることができる。
が接続されてなることが好ましい。
ることによる開口率の低下を補うことができる。
は、前記下地層と同じ主要成分を含む絶縁膜を備えてい
ることが望ましい。
層と同じ主要成分からなる絶縁膜を備えていることによ
り、アクティブ素子の絶縁膜のパターニング工程におい
て下地層の除去若しくは薄肉化を同時に行っても、パタ
ーニングと下地層の除去若しくは薄肉化とを制御性良く
行うことができるため、工程管理が容易になる。
透光性基板上に下地層を形成する工程、前記下地層を
部分的に除去若しくは薄肉化する工程、及び 前記下地
層を除去若しくは薄肉化した領域に透光性電極を形成す
る工程を具備するものである。
は、前記アクティブ素子のパターニング時に同時に行う
ことが好ましい。
薄肉化をアクティブ素子のパターニング時に同時に行う
ことによって、工程数を増加させずに製造することがで
き、製造コストを低減することができる。
は、前記下地層の主要成分と同じ主要成分を有する絶縁
膜が含まれており、前記下地層の除去若しくは薄肉化を
行う工程は、前記絶縁膜を備えた部分のパターニング工
程であることが望ましい。
に係る実施形態について説明する。図1及び図2は、本
実施形態における液晶表示装置の素子側基板の表面構造
の平面図及び断面図を示すものである。透明なガラス基
板10の表面上に酸化Taからなる厚さ800〜100
0Å程度の下地層11が形成され、その表面上にTaか
らなる厚さ2000Å程度の導通層とCr等からなる厚
さ1500Å程度の被覆層の2層構造からなる配線層1
2が形成されている。また、下地層11の表面にはTa
からなる接続層13も形成されている。
法によって厚さ200〜600Å程度の薄い絶縁膜が形
成されており、接続層13の一端側の絶縁膜の表面上に
は、上記被覆層が延長されて形成された第1電極部12
aが被覆し、相互に導電接触している。また、接続層1
3の他端側の絶縁膜の表面上には、Cr等からなる電極
層15に延長形成された第2電極部15aが被覆し、導
電接触している。
接続層13とが絶縁膜を介して接合していることによ
り、MIM(金属−絶縁体−金属)素子が構成されてい
る。また、接続層13と第2電極部15aとが絶縁膜を
介して接合していることにより、同様のMIM素子が構
成されている。これらの構造は、MIM素子の有する電
流−電圧特性における非線形性の極性に基づく非対称性
を解消し、素子不良の発生確率を低減するためのもので
ある。
面形状を備えたITO(インジウムスズ酸化物)等から
なる透明電極16に導電接続されている。この結果、上
記配線層12と透明電極16との間に、2つのMIM素
子が直列に接続されていることとなる。
若しくは薄肉化することによって形成された開口部11
aの上に形成されている。開口部11aの開口縁部は、
図1に示すように透明電極11よりもやや内側に位置す
るようになっている。
態における上記基板の製造方法について説明する。
板10の表面上にTaをスパッタリング法等によって堆
積させ、熱酸化によって下地層11を形成する。この下
地層11は、酸化Taを直接スパッタリングすることに
よっても形成できる。この下地層11は、上層に形成さ
れる配線層、MIM素子、透明電極等の密着性を高める
ために形成されるものであり、また、ガラス基板10に
含まれているNa等の汚染を防止するために設ける場合
もある。さらに、上層構造を形成する際に用いるエッチ
ング液からガラス基板10を保護するために設ける場合
もある。
タリング法等によって全面的に堆積し、所定のパターニ
ングを施すことによって、導電パターン12Aを形成す
る。この導電パターン12Aは図5に示すような平面パ
ターンであり、複数平行に並列するように形成され、配
線層12の下層を構成する導通層となる配線パターン部
12A−1と、配線パターン部12A−1の延長方向に
複数形成され、配線パターン部の途中から突出して直角
に屈曲した形状に設けられた電極パターン部12A−2
と、複数の配線パターン部12A−1の端部に接続され
た連結パターン部12A−3とから構成されている。導
電パターン12Aの各配線パターン部12A−1及び電
極パターン部12A−2は、連結パターン12A−3に
よって相互に導通されている。
し、導電パターン12Aと電解液との間に所定の電圧を
印加して、導電パターン12Aの電極パターン部12A
−2の表面に陽極酸化を施す。この陽極酸化によって、
図3(b)に示すように酸化Taからなる薄い絶縁膜1
4が形成される。この絶縁膜14は、形成後に熱処理を
施され、所定条件で冷却されることにより、ピンホール
の除去や膜質の安定化が図られる。
の上にCrをスパッタリング法等によって堆積し、導電
パターン12Aの配線パターン部12A−1上に配線パ
ターン部12Bを形成するとともに、電極パターン12
A−2の端部にかかる電極層15を形成する。配線パタ
ーン部12Bは、図6に示すように、配線パターン部1
2A−1を被覆するとともに、配線パターン部12A−
1から張り出して電極パターン部12A−2に一部かか
るように形成された第1電極部12aを備えている。
ーン部12A−2の基部をエッチングによって除去し、
配線パターン部12A−1から離れた接続層13を形成
する。このエッチング工程においては、同時に、連結パ
ターン部12A−3をも除去する。また、画素領域の中
央部の下地層11を選択的に除去若しくは薄肉化するこ
とによって、開口部11aも同時に形成される。この工
程後における平面パターンは図7に示されている。
15に一部がかかり、かつ、開口部11a上を被覆する
ように、透明電極16をスパッタリング法等によって形
成する。
に、下地層11に開口部11aが設けられているため、
画素領域の中央部に下地層のない部分が広く形成され、
画素領域の中央部における光透過率を高めることができ
るため、開口率を高めることなく、液晶表示の明るさを
高め、コントラストを向上させることができる。
1aを、MIM素子をパターニングする工程にて同時に
形成しているため、特に新たな工程を必要としない。
素子のパターニング工程にて形成しているが、他の新た
に設けた工程にて形成してもよく、或いはまた、透明電
極16同士或いは配線層12と透明電極16との間のパ
ターニング不良による短絡を防止するための、図1に示
す領域A,B,Cに対するエッチング工程にて形成して
もよい。
素子のパターニング工程で酸化Ta及びTaのエッチン
グ除去を行うため、この工程において同時に、同材質の
酸化Taからなる下地層11の除去若しくは薄肉化を行
っている。この方法は、同材質若しくは主要成分の等し
い材質をエッチングすることとなることから、エッチン
グ量を容易に制御できる点で都合がよい。
6の外縁よりもやや内側に開口縁部がくるように形成さ
れている。このため、ガラス基板10上に対する密着性
を大きく阻害することなく透明電極16を形成すること
ができる。
光透過率が低下するように思われるが、実際には、対向
基板に形成されるカラーフィルタには、画素領域間にブ
ラックストライプが形成されており、このブラックスト
ライプによって隠れる部分が透明電極16の外縁の下地
層11が存在している部分に対応するため、光透過率へ
の影響はほとんどない。
ば、透明電極16の外縁と開口部11aの開口縁部とを
一致させても、或いは、透明電極16の外縁を開口部1
1の開口縁部よりも内側に設定してもよい。
全に除去することにより形成されていなくてもよい。下
地層11を周囲よりも薄肉化してあれば、光透過率を向
上させることができるからである。下地層11を完全に
は除去せず、下地層11の薄肉化によって開口部11a
を形成することは、例えば、他の部分のエッチング工程
と同時に開口部11を形成する場合に、他の部分のエッ
チングが完了しても下地層11がなお除去できないよう
な条件下においてなされる。この場合、下地層11を完
全に除去しないことによって、光透過率の向上は抑制さ
れるが、ガラス基板10が露出しないことによって、ガ
ラス基板10による汚染を防止することができるという
利点がある。
いるが、下地層としては、窒化シリコン、酸化アルミニ
ウム等で形成することもできる。
し、その光学特性及び表示特性について検査を行った。
その結果、本実施形態による液晶表示装置においては、
光透過率が従来構造のものを基準として10%程度向上
した。例えば5.6インチ型の液晶表示装置の場合、全
体の光透過率(非点灯透過率)が従来の4.4%から
5.0%に向上した。また、液晶表示領域の色づきが低
減され、全体としても品位の高い表示が可能となった。
スク形成によって適宜行うことができ、例えば、フォト
リソグラフィ法によるレジストパターンの形状を適宜変
えることによって容易に行うことができる。
を直列に接続した構造を挙げて説明したが、通常の金属
−絶縁体−金属構造のMIM素子としてもよく、また、
金属−絶縁体−ITO構造の2端子素子、TFT等の3
端子素子としても、表示の明るさやコントラストを向上
させることができるものである。
の効果を奏する。
していた下地層を選択的に除去若しくは薄肉化したこと
により、液晶表示装置の画素領域における光透過率を高
めることができることから、開口率を変えなくても表示
の明るさ及びコントラストを向上させることができる。
ブ素子を設けることによる開口率の低下を補うことがで
きる。
ブ素子が下地層と同じ主要成分からなる絶縁膜を備えて
いることにより、アクティブ素子の絶縁膜のパターニン
グ工程において下地層の除去若しくは薄肉化を同時に行
っても、パターニングと下地層の除去若しくは薄肉化と
を制御性良く行うことができるため、工程管理が容易に
なる。
薄肉化をアクティブ素子のパターニング時に同時に行う
ことによって、工程数を増加させずに製造することがで
き、製造コストを低減することができる。
めの素子側の基板の表面構造を示す平面図である。
面図である。
態を示す工程断面図(a)〜(c)である。
である。
Claims (9)
- 【請求項1】 液晶層を挟持する一対の透光性基板を有
し、前記一対の透光性基板のうち少なくとも一方の透光
性基板に下地層が形成されてなる液晶表示装置におい
て、 前記一方の透光性基板には透光性電極が形成されてな
り、 前記下地層は、前記透光性電極と平面的に重なる領域に
おいては少なくともその一部が選択的に除去若しくは薄
肉化されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項2】 請求項1において、前記透光性電極にア
クティブ素子が接続されてなることを特徴とする液晶表
示装置。 - 【請求項3】 請求項2において、前記アクティブ素子
は、前記下地層と同様の主要成分を含む絶縁膜を備えて
いることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項4】 液晶表示装置の製造方法において、 透光性基板上に下地層を形成する工程、 前記下地層を部分的に除去若しくは薄肉化する工程、及
び前記下地層を除去若しくは薄肉化した領域に透光性電
極を形成する工程を具備することを特徴とする液晶表示
装置の製造方法。 - 【請求項5】 請求項4において、前記下地層の除去若
しくは薄肉化は、前記アクティブ素子のパターニング時
に同時に行うことを特徴とする液晶表示装置の製造方
法。 - 【請求項6】 請求項5において、前記アクティブ素子
には、前記下地層の主要成分と同じ主要成分を有する絶
縁膜が含まれており、前記下地層の除去若しくは薄肉化
を行う工程は、前記絶縁膜を備えた部分のパターニング
工程であることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項7】 透光性基板に透光性電極が形成されてな
る液晶表示装置において、 前記透光性基板上には下地層が形成されてなり、 前記透光性電極と平面的に重なる領域の少なくとも一部
においては、 前記下地層の厚みが他領域より薄いこと
を特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項8】 透光性基板に透光性電極が形成されてな
る液晶表示装置において、 前記透光性基板上には開口部を有する下地層が形成され
てなり、 前記透光性電極は前記開口部上に設けられてなることを
特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項9】 請求項7又は請求項8に記載の液晶表示
装置において、 前記下地層は酸化Taを含むことを特徴とする液晶表示
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9119797A JP3334554B2 (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | 液晶表示装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9119797A JP3334554B2 (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | 液晶表示装置及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10282530A JPH10282530A (ja) | 1998-10-23 |
JP3334554B2 true JP3334554B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=14019726
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9119797A Expired - Lifetime JP3334554B2 (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | 液晶表示装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3334554B2 (ja) |
-
1997
- 1997-04-09 JP JP9119797A patent/JP3334554B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10282530A (ja) | 1998-10-23 |
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