JP3361213B2 - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents
液晶表示装置の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各表示電極に非線
形素子を介して電気信号が与えられる構造を有する液晶
表示装置の製造方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】液晶表示装置の高コントラスト化、大表
示容量化の要請に応えるべく、従来より種々の能動素子
を有する液晶表示装置が提案されている。 【０００３】そのうち、金属―絶縁膜―金属構造を有す
る非線形素子（以下、二端子非線形素子と略称する）を
組み込んだ液晶表示装置の製造工程が、比較的簡単であ
ることから注目されている。 【０００４】上記二端子非線形素子は、ガラス基板上に
タンタル（Ｔａ）からなる下部電極を形成し、該下部電
極上に五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）からなる絶縁膜を介
してチタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム
（Ａｌ）などからなる上部電極が形成されてなるもので
ある。この二端子非線形素子の非線形特性の双極性の対
称性を考慮した場合には、下部電極と上部電極とは同一
材料を用いて形成することが望ましい。 【０００５】しかし、下部電極と上部電極とに同一材料
が使用された場合には、上部電極のパターニングの際に
下部電極が浸食されることがあるので、フォトリソグラ
フィ法によるパターニングを行うことができない。 【０００６】このため、上部電極を形成する材料として
は、該上部電極のパターニングの際に下部電極が浸食さ
れず、且つ二端子非線形素子の非線形特性の双極性の対
称性が損なわないように、上記のような材料が用いられ
ている。 【０００７】上記二端子非線形素子をスイッチング素子
として用いた従来の液晶表示装置は特公平５―１０６５
２号公報に開示されたものが知られている。 【０００８】この液晶表示装置の各画素の拡大図を図８
に、また図８におけるＣ−Ｃ断面図を図９に示す。図９
において、素子側基板２１は、ガラス基板２２上にベー
スコート絶縁膜２３を形成し、該膜上にタンタルからな
る信号配線２４及び該信号配線２４の支線（下部電極）
２５が形成されており、該信号配線２４若しくは下部電
極２５の表面に陽極酸化法により五酸化タンタルからな
る陽極酸化絶縁膜２６が形成されている。 【０００９】そして、上記陽極酸化絶縁膜２６上にチタ
ンからなる上部電極２７が形成されて、二端子非線形素
子２８が構成されており、該上部電極２７の端部はガラ
ス基板２２上に形成されたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ―Ｔｉ
ｎ―Ｏｘｉｄｅ）等からなる画素電極２９と電気的に接
続されている。 【００１０】一方、上記素子側基板２１と対向する対向
側基板（図示せず）は、ガラス基板上にＩＴＯ等からな
るストライプ状の対向電極が形成されており、該対向電
極と該信号配線２４とが直交するように両基板が貼り合
わされて液晶表示装置が構成されている。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来の液晶表示装置において、高品位、高精細な液晶
表示装置を実現するためには、二端子非線形素子２８の
容量を液晶の容量に対して十分小さくし、且つ各画素毎
の二端子非線形素子と液晶との容量比を等しくさせる必
要がある。該二端子非線形素子２８の容量を小さくする
ためには、微細化、つまり二端子非線形素子２８の寸法
を小さくする必要がある。 【００１２】しかしながら、二端子非線形素子２８の寸
法は、製造工程で使用する露光装置及びエッチング方法
によって制約され、しかも数ミクロン程度の線幅を安定
してパターニングするには限界があった。 【００１３】特に二端子非線形素子２８の上部電極２７
は、基板の面積に比べてかなり微細なパターンであり、
エッチングされるパターンの密度が低い（単位面積当た
りのエッチングされる面積が大きい）ため、エッチング
レートが速くなってしまい、図８に示すように、所望の
パターン（点線で示した部分）よりも過度にエッチング
されてしまうという、いわゆるオーバーエッチングが進
行する。これは、パターンの角（コーナー部分）から徐
々に進行し、ついには二端子非線形素子２８を形成する
部分にまで及んでしまう。 【００１４】このため、二端子非線形素子２８となる部
分の電極幅が安定せず、素子容量がばらつき、液晶との
容量比に誤差が生じて表示むらが発生し、著しく歩留ま
りが低下するという問題点があった。 【００１５】上記の問題は、上部電極としてアルミニウ
ム，クロム，チタンのいずれを用いたときにも生じる
が、チタンを用いたときに特に顕著に表れてしまう。ま
た、上部電極にアルミニウムを用いたときには、クロム
やチタンを用いた場合に比べてＩ−Ｖ特性の対称性及び
非線形性が悪く、コントラストが低いという問題点を有
しており、上部電極にクロムを用いたときには、エッチ
ングの際六価クロム等の有害なイオン物質が生成するの
で、処理するための工程や処理施設を有し、コストアッ
プを招くという問題点を有している。 【００１６】本発明は上記問題点を鑑みてなされたもの
で、各上部電極の寸法精度を向上させることによって、
液晶層と二端子非線形素子との容量比がばらつかず、歩
留まりよく製造することのできる液晶表示装置の製造方
法を提供することを目的とするものである。 【００１７】 【００１８】 【００１９】 【００２０】 【００２１】 【００２２】本発明の液晶表示装置の製造方法は、一対
の対向する基板内に電気光学物質が封入され、少なくと
も一方の基板上には、配線導電膜により形成される信号
配線と、該信号配線の支線である下部電極と、該下部電
極を少なくとも被覆してなる絶縁膜と、該絶縁膜に接し
てなる上部電極と、該上部電極の他方の端部に接続され
た画素電極とを有し、該下部電極−絶縁膜−上部電極に
より非線形素子が形成されてなる液晶表示装置の製造方
法において、前記上部電極のエッチングレートを遅くす
べく、前記上部電極と同一材料からなる島状部全体を、
前記下部電極と前記上部電極との重なった部分を包囲す
るように、前記画素電極の形成領域の一部を含んで前記
上部電極と同一工程で形成することを特徴としている。 【００２３】 【００２４】本発明の構成により、各二端子非線形素子
の上部電極が該上部電極と同一材料の島状部と共にパタ
ーニングされ、該上部電極近傍のパターン密度が大きく
なっており、該上部電極近傍のエッチングレートが遅く
なるので、該上部電極が過度にエッチングされることが
なく、該二端子非線形素子の容量を決定づける該上部電
極を精度よくパターニングすることができる。 【００２５】また、各二端子非線形素子の上部電極の両
端部を太くパターニングすれば、コーナー部からオーバ
ーエッチングが進行しても、二端子非線形素子を形成す
る上部電極にまでは及ばず、該上部電極が過度にエッチ
ングされることがなく、該二端子非線形素子の容量を決
定づける該上部電極を精度よくパターニングすることが
できる。 【００２６】このため、上記各二端子非線形素子の容量
にばらつきがなく、表示画面全面にわたって表示ムラの
ない液晶表示装置を歩留まり良く得ることができる。 【００２７】 【００２８】 【００２９】 【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を図１な
いし図４、図６、図７を用いて詳細に説明する。 【００３０】まず、図１ないし図４に示すように、ガラ
ス基板２上にベースコート絶縁膜３を形成し、該べース
コート絶縁膜３上にタンタルからなる信号配線４及び信
号配線４の支線（下部電極）５を形成し、該信号配線４
及び下部電極５の表面に陽極酸化法によって陽極酸化絶
縁膜６を形成する。 【００３１】そして、陽極酸化絶縁膜６上に上記下部電
極５と重なる部分を持つように、アルミニウム、クロ
ム、チタン等からなる上部電極７を、図２に示すように
島状部１０と共に形成する、或いは図６に示すように島
状部１０と共に形成し、且つ両端部を下部電極と上部電
極との重なった部分より太く形成することによって二端
子非線形素子８を構成しており、該上部電極７の端部は
ＩＴＯなどからなる画素電極９と電気的に接続し、素子
側基板１を作製する。 【００３２】このように上部電極を形成することによっ
て、エッチングによる上部電極のパターニングの際に、
オーバーエッチングを防止することができ、二端子非線
形素子８の容量を均一にすることができる。また、上部
電極７を島状部１０と共に形成する場合には、これらを
同一工程にて形成することによって、工程数を増加させ
ることがないので、コストアップを招くことがなくな
る。 【００３３】次に、ガラス基板１４上にベースコート膜
１５を形成し、該ベースコート膜１５上に、ＩＴＯなど
からなる透明導電膜をストライプ状にパターニングして
対向電極１６を形成し、対向側基板１３を作製する。 【００３４】そして、それぞれの基板１，１３上に配向
膜１１，１７を形成した後、上記配向膜１１，１７にラ
ビング処理を行い、一方の基板に熱硬化性シール剤を塗
布し、他方の基板にスペーサーを散布し、両基板１，１
３の配線が形成された側を、互いの配線が直行するよう
に対向させて加熱圧着して貼り合わせ、両基板１，１３
の間隙に液晶１２を注入して封止し、液晶セルの前面と
背面に透過型偏光板を配置することによって、液晶表示
装置が完成する。 【００３５】以下に、本発明の具体的な実施例を示す。
なお、以下の実施例においては、液晶セルの仕様を１２
８０×９６０ドット、画素ピッチ０．２２ｍｍの透過型
モノクロＴＮ液晶、ノーマリーホワイトモードとし、さ
らに信号配線４の幅を４０μｍ，１個の二端子非線形素
子８のサイズを４×４μｍとし、二端子非線形素子８と
液晶の容量比が略１：１０となるように条件設定した。 【００３６】［実施例１］本発明の第一実施例は、ま
ず、素子側基板１として、ガラス基板２上に直流（Ｄ
Ｃ）スパッタリング法などにより五酸化タンタル等から
なる厚み３０００Åのべースコート絶縁膜３を形成す
る。該ガラス基板２としては、例えば石英ガラス、ホウ
ケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどからなるガ
ラス基板２を用いる。本実施例では、コーニング社製＃
７０５９のフュージョンパイレックスガラスを用いた。 【００３７】このガラス基板２上にＤＣスパッタリング
法により信号配線４及び下部電極５となるタンタル薄膜
を厚み３０００Åに形成する。 【００３８】このとき、窒素濃度を２〜１０ｍｏｌ％含
有する焼結体ターゲットを使用し、反応ガスは流量１０
０ｓｃｃｍでアルゴンを使用し、スパッタガス圧は０．
４Ｐａ，ＤＣ−ＰＯＷＥＲは２．６Ｗ／ｃｍ2 ，基板加
熱は１００℃で３分間、基板搬送速度は１００ｍｍ／ｍ
ｉｎ，基板−ターゲット間の距離は７７ｍｍの条件で成
膜した。 【００３９】次に、上記タンタル薄膜をフォトリソグラ
フィ法により、液晶表示装置の端子部に外部駆動回路
（図示せず）と接続を行う配線と、図１に示すような線
状にパターニングされた線幅４０μｍの信号配線４を形
成する。 【００４０】次に１％酒石酸アンモニウム溶液を電解液
として用い、信号配線４の外部駆動回路との接続を行う
端子部分を除いた表面を陽極酸化して陽極酸化絶縁膜６
を形成する。この一実施例では、電解液の液温を約２５
℃、化成電圧を３１Ｖ，化成電流を約１０ｍＡ／枚とし
た条件で陽極酸化を行い、厚み約６００Åの五酸化タン
タルからなる陽極酸化絶縁膜６を形成した。 【００４１】次に、スパッタリング法により上部電極７
となる金属薄膜を、厚み約４０００Åに形成する。本実
施例では該上部電極７としてチタンを用いた。上部電極
としては、チタンの他にアルミニウム、クロム等を用い
ても本実施例と同様の効果が得られるが、アルミニウム
を用いた場合は、チタンの場合と比べて非線形素子の対
称性が悪いためにコントラストの低下を招いてしまい、
クロムを用いた場合は、エッチング工程の際に六価クロ
ム等の有毒なイオン物質を生成するためにそれらを処理
するための処理施設等を要してしまう。よって、上部電
極としてはチタンを用いることが望ましい。 【００４２】次に、上記チタン薄膜をフォトリソグラフ
ィ法により、線幅４μｍの上部電極７と島状部１０を同
一工程で形成する。本実施例においては、島状部１０
は、図２に示すように上部電極７の近傍に、該上部電極
を包囲するようにＬ字状及び線状にパターニングして上
部電極７と同一工程で形成した。 【００４３】そして、ＩＴＯなどからなる透明導電膜を
積層し、これをパターニングして画素電極９を形成し、
素子側基板１が作製される。 【００４４】次に、対向側基板１３は、ガラス基板１４
上にベースコート膜１５を形成し、該ベースコート膜１
５上に、ＩＴＯなどからなる透明導電膜を厚み１０００
Åに形成し、０．２２ｍｍピッチとなるようにストライ
プ状にパターニングして形成する。さらにカラーフィル
タ層を併せて形成しておくとカラー表示を行うことが可
能となる。 【００４５】そして、これら二枚の基板１，１３上に配
向膜１１，１７を焼成温度を約２００℃として形成し、
上記配向膜１１，１７に９０度ねじれとなるようにラビ
ング処理を行う。 【００４６】次に、一方の基板に熱硬化性シール剤を塗
布し、他方の基板にスペーサーを散布し、両基板１，１
３の配線が形成された側を、互いの配線が直行するよう
に対向させて貼り合わせ、加熱圧着する。このときの処
理温度は約１５０℃〜２００℃とした。その後、両基板
１，１３の間隙に液晶１２を注入して封止する。 【００４７】次に、液晶セルの前面と背面に単体透過率
４４．５％、偏光度９６．５％の透過型偏光板１８，１
９を配置することによって、液晶表示装置が完成する。
さらに、該液晶セルの背面に、Ａｌ反射板またはＡｇ反
射板を設けた反射板付き偏光板２０を配置することによ
り、図４に示すような反射型液晶表示装置が得られる。 【００４８】本実施例の液晶表示装置は、二端子非線形
素子の上部電極近傍のパターン密度を大きくすることに
よって該素子の上部電極を精度よく形成することができ
たので、該素子の容量にばらつきがなく、表示画面全面
にわたって表示ムラのない均一な表示が得られた。 【００４９】［参考例］ 次に本発明の参考例を以下に説明する。まず、素子側基
板１は、第一実施例と同じ手順で作製する。ただし、二
端子非線形素子８の上部電極７は、両端部が太くなるよ
うにパターニングして形成した。具体的には図５に示さ
れるように、上部電極７をＩ字状に形成した。 【００５０】次に、対向側基板１３も第一実施例と同じ
手順で作製し、さらに第一実施例と同じように該両基板
を貼り合わせ、該両基板の間隙に液晶を注入し、液晶表
示パネルを作製した。 【００５１】参考例の液晶表示装置は、各二端子非線形
素子の上部電極の両端部が太くパターニングされている
ため、コーナー部からオーバーエッチングが進行して
も、二端子非線形素子を形成する上部電極にまでは及ば
ず、該上部電極が過度にエッチングされることがなく、
該素子の容量を決定づける該上部電極を精度よく形成す
ることができたので、該素子の容量にばらつきがなく、
表示画面全面にわたって表示ムラのない均一な表示が得
られた。 【００５２】［実施例２］ 次に本発明の第二の実施例を以下に説明する。まず、素
子側基板１は、第一実施例と同じ手順で作製する。ただ
し、二端子非線形素子８の上部電極７は、両端部が太く
なるようにパターニングして形成し、該上部電極７の近
傍には島状部１０を形成した。具体的には図６に示され
るように、上部電極７をＩ字状に形成し、該上部電極７
を囲むように島状部１０をパターニングし、形成した。 【００５３】次に、対向側基板を第一実施例と同じ手順
で作製し、さらに第一実施例と同じように該両基板を貼
り合わせ、該両基板の間隙に液晶を注入し、液晶表示パ
ネルを作製した。 【００５４】本実施例の液晶表示装置もまた、二端子非
線形素子の上部電極近傍のパターン密度を大きくするこ
と、及び該上部電極の両端部を下部電極と上部電極との
重なった部分より太く形成することによって該素子の上
部電極を精度よく形成することができたので、該素子の
容量にばらつきがなく、表示画面全面にわたって表示ム
ラのない均一な表示が得られた。 【００５５】以上、二つの実施例を用いて本発明の詳細
な説明を行ってきたが、本発明の液晶表示装置内の二端
子非線形素子の上部電極の形状は上記の例にとどまら
ず、例えば図７（ａ）、（ｂ）に示されるような形状で
あっても上記実施例と同様の効果が得られる。 【００５６】以上説明したように、本発明においては、
二端子非線形素子の上部電極を島状部とともに形成する
こと、または二端子非線形素子の上部電極の両端部を、
上部電極と下部電極とが重なった部分より太く形成する
ことによって、素子特性を決定づける上部電極の寸法を
精度よく形成することができるので、表示画面内の各二
端子非線形素子の形状が均一となり、表示画面全面にわ
たって表示ムラのない液晶表示装置を歩留まり良く得る
ことができる。 【００５７】 【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、二端子非線形素子の上部電極を島状部とともに形成
すること、または二端子非線形素子の上部電極の両端部
を、上部電極と下部電極とが重なった部分より太く形成
することによって、素子特性を決定づける上部電極の寸
法を精度よく形成することができるので、表示画面内の
各二端子非線形素子の形状が均一となり、表示画面全面
にわたって表示ムラのない液晶表示装置を歩留まり良く
得ることができる。 【００５８】また、該上部電極をチタンにて形成するこ
とにより、非線形特性の双極性の対称性がよく、かつ有
害物質対策のための処理設備を必要としない。 【００５９】また、二端子非線形素子の上部電極をエッ
チングにてパターニングするときに、該上部電極のエッ
チングレートを遅くすべく、該上部電極の近傍に該上部
電極と同一材料からなる島状部形成する場合において
は、該上部電極と同一工程で形成することにより、製造
工程が従来より増加することがなく、該液晶表示装置を
効率よく製造することができる。
形素子を介して電気信号が与えられる構造を有する液晶
表示装置の製造方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】液晶表示装置の高コントラスト化、大表
示容量化の要請に応えるべく、従来より種々の能動素子
を有する液晶表示装置が提案されている。 【０００３】そのうち、金属―絶縁膜―金属構造を有す
る非線形素子（以下、二端子非線形素子と略称する）を
組み込んだ液晶表示装置の製造工程が、比較的簡単であ
ることから注目されている。 【０００４】上記二端子非線形素子は、ガラス基板上に
タンタル（Ｔａ）からなる下部電極を形成し、該下部電
極上に五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）からなる絶縁膜を介
してチタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム
（Ａｌ）などからなる上部電極が形成されてなるもので
ある。この二端子非線形素子の非線形特性の双極性の対
称性を考慮した場合には、下部電極と上部電極とは同一
材料を用いて形成することが望ましい。 【０００５】しかし、下部電極と上部電極とに同一材料
が使用された場合には、上部電極のパターニングの際に
下部電極が浸食されることがあるので、フォトリソグラ
フィ法によるパターニングを行うことができない。 【０００６】このため、上部電極を形成する材料として
は、該上部電極のパターニングの際に下部電極が浸食さ
れず、且つ二端子非線形素子の非線形特性の双極性の対
称性が損なわないように、上記のような材料が用いられ
ている。 【０００７】上記二端子非線形素子をスイッチング素子
として用いた従来の液晶表示装置は特公平５―１０６５
２号公報に開示されたものが知られている。 【０００８】この液晶表示装置の各画素の拡大図を図８
に、また図８におけるＣ−Ｃ断面図を図９に示す。図９
において、素子側基板２１は、ガラス基板２２上にベー
スコート絶縁膜２３を形成し、該膜上にタンタルからな
る信号配線２４及び該信号配線２４の支線（下部電極）
２５が形成されており、該信号配線２４若しくは下部電
極２５の表面に陽極酸化法により五酸化タンタルからな
る陽極酸化絶縁膜２６が形成されている。 【０００９】そして、上記陽極酸化絶縁膜２６上にチタ
ンからなる上部電極２７が形成されて、二端子非線形素
子２８が構成されており、該上部電極２７の端部はガラ
ス基板２２上に形成されたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ―Ｔｉ
ｎ―Ｏｘｉｄｅ）等からなる画素電極２９と電気的に接
続されている。 【００１０】一方、上記素子側基板２１と対向する対向
側基板（図示せず）は、ガラス基板上にＩＴＯ等からな
るストライプ状の対向電極が形成されており、該対向電
極と該信号配線２４とが直交するように両基板が貼り合
わされて液晶表示装置が構成されている。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来の液晶表示装置において、高品位、高精細な液晶
表示装置を実現するためには、二端子非線形素子２８の
容量を液晶の容量に対して十分小さくし、且つ各画素毎
の二端子非線形素子と液晶との容量比を等しくさせる必
要がある。該二端子非線形素子２８の容量を小さくする
ためには、微細化、つまり二端子非線形素子２８の寸法
を小さくする必要がある。 【００１２】しかしながら、二端子非線形素子２８の寸
法は、製造工程で使用する露光装置及びエッチング方法
によって制約され、しかも数ミクロン程度の線幅を安定
してパターニングするには限界があった。 【００１３】特に二端子非線形素子２８の上部電極２７
は、基板の面積に比べてかなり微細なパターンであり、
エッチングされるパターンの密度が低い（単位面積当た
りのエッチングされる面積が大きい）ため、エッチング
レートが速くなってしまい、図８に示すように、所望の
パターン（点線で示した部分）よりも過度にエッチング
されてしまうという、いわゆるオーバーエッチングが進
行する。これは、パターンの角（コーナー部分）から徐
々に進行し、ついには二端子非線形素子２８を形成する
部分にまで及んでしまう。 【００１４】このため、二端子非線形素子２８となる部
分の電極幅が安定せず、素子容量がばらつき、液晶との
容量比に誤差が生じて表示むらが発生し、著しく歩留ま
りが低下するという問題点があった。 【００１５】上記の問題は、上部電極としてアルミニウ
ム，クロム，チタンのいずれを用いたときにも生じる
が、チタンを用いたときに特に顕著に表れてしまう。ま
た、上部電極にアルミニウムを用いたときには、クロム
やチタンを用いた場合に比べてＩ−Ｖ特性の対称性及び
非線形性が悪く、コントラストが低いという問題点を有
しており、上部電極にクロムを用いたときには、エッチ
ングの際六価クロム等の有害なイオン物質が生成するの
で、処理するための工程や処理施設を有し、コストアッ
プを招くという問題点を有している。 【００１６】本発明は上記問題点を鑑みてなされたもの
で、各上部電極の寸法精度を向上させることによって、
液晶層と二端子非線形素子との容量比がばらつかず、歩
留まりよく製造することのできる液晶表示装置の製造方
法を提供することを目的とするものである。 【００１７】 【００１８】 【００１９】 【００２０】 【００２１】 【００２２】本発明の液晶表示装置の製造方法は、一対
の対向する基板内に電気光学物質が封入され、少なくと
も一方の基板上には、配線導電膜により形成される信号
配線と、該信号配線の支線である下部電極と、該下部電
極を少なくとも被覆してなる絶縁膜と、該絶縁膜に接し
てなる上部電極と、該上部電極の他方の端部に接続され
た画素電極とを有し、該下部電極−絶縁膜−上部電極に
より非線形素子が形成されてなる液晶表示装置の製造方
法において、前記上部電極のエッチングレートを遅くす
べく、前記上部電極と同一材料からなる島状部全体を、
前記下部電極と前記上部電極との重なった部分を包囲す
るように、前記画素電極の形成領域の一部を含んで前記
上部電極と同一工程で形成することを特徴としている。 【００２３】 【００２４】本発明の構成により、各二端子非線形素子
の上部電極が該上部電極と同一材料の島状部と共にパタ
ーニングされ、該上部電極近傍のパターン密度が大きく
なっており、該上部電極近傍のエッチングレートが遅く
なるので、該上部電極が過度にエッチングされることが
なく、該二端子非線形素子の容量を決定づける該上部電
極を精度よくパターニングすることができる。 【００２５】また、各二端子非線形素子の上部電極の両
端部を太くパターニングすれば、コーナー部からオーバ
ーエッチングが進行しても、二端子非線形素子を形成す
る上部電極にまでは及ばず、該上部電極が過度にエッチ
ングされることがなく、該二端子非線形素子の容量を決
定づける該上部電極を精度よくパターニングすることが
できる。 【００２６】このため、上記各二端子非線形素子の容量
にばらつきがなく、表示画面全面にわたって表示ムラの
ない液晶表示装置を歩留まり良く得ることができる。 【００２７】 【００２８】 【００２９】 【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を図１な
いし図４、図６、図７を用いて詳細に説明する。 【００３０】まず、図１ないし図４に示すように、ガラ
ス基板２上にベースコート絶縁膜３を形成し、該べース
コート絶縁膜３上にタンタルからなる信号配線４及び信
号配線４の支線（下部電極）５を形成し、該信号配線４
及び下部電極５の表面に陽極酸化法によって陽極酸化絶
縁膜６を形成する。 【００３１】そして、陽極酸化絶縁膜６上に上記下部電
極５と重なる部分を持つように、アルミニウム、クロ
ム、チタン等からなる上部電極７を、図２に示すように
島状部１０と共に形成する、或いは図６に示すように島
状部１０と共に形成し、且つ両端部を下部電極と上部電
極との重なった部分より太く形成することによって二端
子非線形素子８を構成しており、該上部電極７の端部は
ＩＴＯなどからなる画素電極９と電気的に接続し、素子
側基板１を作製する。 【００３２】このように上部電極を形成することによっ
て、エッチングによる上部電極のパターニングの際に、
オーバーエッチングを防止することができ、二端子非線
形素子８の容量を均一にすることができる。また、上部
電極７を島状部１０と共に形成する場合には、これらを
同一工程にて形成することによって、工程数を増加させ
ることがないので、コストアップを招くことがなくな
る。 【００３３】次に、ガラス基板１４上にベースコート膜
１５を形成し、該ベースコート膜１５上に、ＩＴＯなど
からなる透明導電膜をストライプ状にパターニングして
対向電極１６を形成し、対向側基板１３を作製する。 【００３４】そして、それぞれの基板１，１３上に配向
膜１１，１７を形成した後、上記配向膜１１，１７にラ
ビング処理を行い、一方の基板に熱硬化性シール剤を塗
布し、他方の基板にスペーサーを散布し、両基板１，１
３の配線が形成された側を、互いの配線が直行するよう
に対向させて加熱圧着して貼り合わせ、両基板１，１３
の間隙に液晶１２を注入して封止し、液晶セルの前面と
背面に透過型偏光板を配置することによって、液晶表示
装置が完成する。 【００３５】以下に、本発明の具体的な実施例を示す。
なお、以下の実施例においては、液晶セルの仕様を１２
８０×９６０ドット、画素ピッチ０．２２ｍｍの透過型
モノクロＴＮ液晶、ノーマリーホワイトモードとし、さ
らに信号配線４の幅を４０μｍ，１個の二端子非線形素
子８のサイズを４×４μｍとし、二端子非線形素子８と
液晶の容量比が略１：１０となるように条件設定した。 【００３６】［実施例１］本発明の第一実施例は、ま
ず、素子側基板１として、ガラス基板２上に直流（Ｄ
Ｃ）スパッタリング法などにより五酸化タンタル等から
なる厚み３０００Åのべースコート絶縁膜３を形成す
る。該ガラス基板２としては、例えば石英ガラス、ホウ
ケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどからなるガ
ラス基板２を用いる。本実施例では、コーニング社製＃
７０５９のフュージョンパイレックスガラスを用いた。 【００３７】このガラス基板２上にＤＣスパッタリング
法により信号配線４及び下部電極５となるタンタル薄膜
を厚み３０００Åに形成する。 【００３８】このとき、窒素濃度を２〜１０ｍｏｌ％含
有する焼結体ターゲットを使用し、反応ガスは流量１０
０ｓｃｃｍでアルゴンを使用し、スパッタガス圧は０．
４Ｐａ，ＤＣ−ＰＯＷＥＲは２．６Ｗ／ｃｍ2 ，基板加
熱は１００℃で３分間、基板搬送速度は１００ｍｍ／ｍ
ｉｎ，基板−ターゲット間の距離は７７ｍｍの条件で成
膜した。 【００３９】次に、上記タンタル薄膜をフォトリソグラ
フィ法により、液晶表示装置の端子部に外部駆動回路
（図示せず）と接続を行う配線と、図１に示すような線
状にパターニングされた線幅４０μｍの信号配線４を形
成する。 【００４０】次に１％酒石酸アンモニウム溶液を電解液
として用い、信号配線４の外部駆動回路との接続を行う
端子部分を除いた表面を陽極酸化して陽極酸化絶縁膜６
を形成する。この一実施例では、電解液の液温を約２５
℃、化成電圧を３１Ｖ，化成電流を約１０ｍＡ／枚とし
た条件で陽極酸化を行い、厚み約６００Åの五酸化タン
タルからなる陽極酸化絶縁膜６を形成した。 【００４１】次に、スパッタリング法により上部電極７
となる金属薄膜を、厚み約４０００Åに形成する。本実
施例では該上部電極７としてチタンを用いた。上部電極
としては、チタンの他にアルミニウム、クロム等を用い
ても本実施例と同様の効果が得られるが、アルミニウム
を用いた場合は、チタンの場合と比べて非線形素子の対
称性が悪いためにコントラストの低下を招いてしまい、
クロムを用いた場合は、エッチング工程の際に六価クロ
ム等の有毒なイオン物質を生成するためにそれらを処理
するための処理施設等を要してしまう。よって、上部電
極としてはチタンを用いることが望ましい。 【００４２】次に、上記チタン薄膜をフォトリソグラフ
ィ法により、線幅４μｍの上部電極７と島状部１０を同
一工程で形成する。本実施例においては、島状部１０
は、図２に示すように上部電極７の近傍に、該上部電極
を包囲するようにＬ字状及び線状にパターニングして上
部電極７と同一工程で形成した。 【００４３】そして、ＩＴＯなどからなる透明導電膜を
積層し、これをパターニングして画素電極９を形成し、
素子側基板１が作製される。 【００４４】次に、対向側基板１３は、ガラス基板１４
上にベースコート膜１５を形成し、該ベースコート膜１
５上に、ＩＴＯなどからなる透明導電膜を厚み１０００
Åに形成し、０．２２ｍｍピッチとなるようにストライ
プ状にパターニングして形成する。さらにカラーフィル
タ層を併せて形成しておくとカラー表示を行うことが可
能となる。 【００４５】そして、これら二枚の基板１，１３上に配
向膜１１，１７を焼成温度を約２００℃として形成し、
上記配向膜１１，１７に９０度ねじれとなるようにラビ
ング処理を行う。 【００４６】次に、一方の基板に熱硬化性シール剤を塗
布し、他方の基板にスペーサーを散布し、両基板１，１
３の配線が形成された側を、互いの配線が直行するよう
に対向させて貼り合わせ、加熱圧着する。このときの処
理温度は約１５０℃〜２００℃とした。その後、両基板
１，１３の間隙に液晶１２を注入して封止する。 【００４７】次に、液晶セルの前面と背面に単体透過率
４４．５％、偏光度９６．５％の透過型偏光板１８，１
９を配置することによって、液晶表示装置が完成する。
さらに、該液晶セルの背面に、Ａｌ反射板またはＡｇ反
射板を設けた反射板付き偏光板２０を配置することによ
り、図４に示すような反射型液晶表示装置が得られる。 【００４８】本実施例の液晶表示装置は、二端子非線形
素子の上部電極近傍のパターン密度を大きくすることに
よって該素子の上部電極を精度よく形成することができ
たので、該素子の容量にばらつきがなく、表示画面全面
にわたって表示ムラのない均一な表示が得られた。 【００４９】［参考例］ 次に本発明の参考例を以下に説明する。まず、素子側基
板１は、第一実施例と同じ手順で作製する。ただし、二
端子非線形素子８の上部電極７は、両端部が太くなるよ
うにパターニングして形成した。具体的には図５に示さ
れるように、上部電極７をＩ字状に形成した。 【００５０】次に、対向側基板１３も第一実施例と同じ
手順で作製し、さらに第一実施例と同じように該両基板
を貼り合わせ、該両基板の間隙に液晶を注入し、液晶表
示パネルを作製した。 【００５１】参考例の液晶表示装置は、各二端子非線形
素子の上部電極の両端部が太くパターニングされている
ため、コーナー部からオーバーエッチングが進行して
も、二端子非線形素子を形成する上部電極にまでは及ば
ず、該上部電極が過度にエッチングされることがなく、
該素子の容量を決定づける該上部電極を精度よく形成す
ることができたので、該素子の容量にばらつきがなく、
表示画面全面にわたって表示ムラのない均一な表示が得
られた。 【００５２】［実施例２］ 次に本発明の第二の実施例を以下に説明する。まず、素
子側基板１は、第一実施例と同じ手順で作製する。ただ
し、二端子非線形素子８の上部電極７は、両端部が太く
なるようにパターニングして形成し、該上部電極７の近
傍には島状部１０を形成した。具体的には図６に示され
るように、上部電極７をＩ字状に形成し、該上部電極７
を囲むように島状部１０をパターニングし、形成した。 【００５３】次に、対向側基板を第一実施例と同じ手順
で作製し、さらに第一実施例と同じように該両基板を貼
り合わせ、該両基板の間隙に液晶を注入し、液晶表示パ
ネルを作製した。 【００５４】本実施例の液晶表示装置もまた、二端子非
線形素子の上部電極近傍のパターン密度を大きくするこ
と、及び該上部電極の両端部を下部電極と上部電極との
重なった部分より太く形成することによって該素子の上
部電極を精度よく形成することができたので、該素子の
容量にばらつきがなく、表示画面全面にわたって表示ム
ラのない均一な表示が得られた。 【００５５】以上、二つの実施例を用いて本発明の詳細
な説明を行ってきたが、本発明の液晶表示装置内の二端
子非線形素子の上部電極の形状は上記の例にとどまら
ず、例えば図７（ａ）、（ｂ）に示されるような形状で
あっても上記実施例と同様の効果が得られる。 【００５６】以上説明したように、本発明においては、
二端子非線形素子の上部電極を島状部とともに形成する
こと、または二端子非線形素子の上部電極の両端部を、
上部電極と下部電極とが重なった部分より太く形成する
ことによって、素子特性を決定づける上部電極の寸法を
精度よく形成することができるので、表示画面内の各二
端子非線形素子の形状が均一となり、表示画面全面にわ
たって表示ムラのない液晶表示装置を歩留まり良く得る
ことができる。 【００５７】 【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、二端子非線形素子の上部電極を島状部とともに形成
すること、または二端子非線形素子の上部電極の両端部
を、上部電極と下部電極とが重なった部分より太く形成
することによって、素子特性を決定づける上部電極の寸
法を精度よく形成することができるので、表示画面内の
各二端子非線形素子の形状が均一となり、表示画面全面
にわたって表示ムラのない液晶表示装置を歩留まり良く
得ることができる。 【００５８】また、該上部電極をチタンにて形成するこ
とにより、非線形特性の双極性の対称性がよく、かつ有
害物質対策のための処理設備を必要としない。 【００５９】また、二端子非線形素子の上部電極をエッ
チングにてパターニングするときに、該上部電極のエッ
チングレートを遅くすべく、該上部電極の近傍に該上部
電極と同一材料からなる島状部形成する場合において
は、該上部電極と同一工程で形成することにより、製造
工程が従来より増加することがなく、該液晶表示装置を
効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の第一実施例を示す素子
基板側の要部平面図である。 【図２】図１に示すＡ部の拡大図である。 【図３】図２に示すＢ−Ｂ断面図である。 【図４】第一実施例の要部断面図である。 【図５】本発明の液晶表示装置の参考例を示す素子基板
側の要部拡大図である。 【図６】本発明の液晶表示装置の第二実施例を示す素子
基板側の要部拡大図である。 【図７】本発明の液晶表示装置のその他の実施例を示す
素子側基板の要部拡大図である。 【図８】従来の液晶表示装置の素子側基板の要部拡大図
である。 【図９】図８に示すＣ−Ｃ断面図である。 【符号の説明】 １ 素子側基板 ２ ガラス基板 ３ ベースコート絶縁膜 ４ 信号配線 ５ 下部電極 ６ 陽極酸化絶縁膜 ７ 上部電極 ８ 二端子非線形素子 ９ 画素電極 １０ 島状部 １１ 配向膜 １２ 液晶 １３ 対向側基板 １４ ガラス基板 １５ ベースコート絶縁膜 １６ 対向電極 １７ 配向膜 １８、１９ 透過型偏向板 ２０ 反射板
基板側の要部平面図である。 【図２】図１に示すＡ部の拡大図である。 【図３】図２に示すＢ−Ｂ断面図である。 【図４】第一実施例の要部断面図である。 【図５】本発明の液晶表示装置の参考例を示す素子基板
側の要部拡大図である。 【図６】本発明の液晶表示装置の第二実施例を示す素子
基板側の要部拡大図である。 【図７】本発明の液晶表示装置のその他の実施例を示す
素子側基板の要部拡大図である。 【図８】従来の液晶表示装置の素子側基板の要部拡大図
である。 【図９】図８に示すＣ−Ｃ断面図である。 【符号の説明】 １ 素子側基板 ２ ガラス基板 ３ ベースコート絶縁膜 ４ 信号配線 ５ 下部電極 ６ 陽極酸化絶縁膜 ７ 上部電極 ８ 二端子非線形素子 ９ 画素電極 １０ 島状部 １１ 配向膜 １２ 液晶 １３ 対向側基板 １４ ガラス基板 １５ ベースコート絶縁膜 １６ 対向電極 １７ 配向膜 １８、１９ 透過型偏向板 ２０ 反射板
─────────────────────────────────────────────────────
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
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 一対の対向する基板内に電気光学物質が
封入され、少なくとも一方の基板上には、配線導電膜に
より形成される信号配線と、該信号配線の支線である下
部電極と、該下部電極を少なくとも被覆してなる絶縁膜
と、該絶縁膜に接してなる上部電極と、該上部電極の他
方の端部に接続された画素電極とを有し、該下部電極−
絶縁膜−上部電極により非線形素子が形成されてなる液
晶表示装置の製造方法において、前記 上部電極のエッチングレートを遅くすべく、前記上
部電極と同一材料からなる島状部全体を、前記下部電極
と前記上部電極との重なった部分を包囲するように、前
記画素電極の形成領域の一部を含んで前記上部電極と同
一工程で形成することを特徴とする液晶表示装置の製造
方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18397295A JP3361213B2 (ja) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | 液晶表示装置の製造方法 |
| US08/613,138 US5914758A (en) | 1995-03-10 | 1996-03-08 | Liquid crystal display with non-linear switching elements having electrode portion substantially surrounding upper electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18397295A JP3361213B2 (ja) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | 液晶表示装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0933955A JPH0933955A (ja) | 1997-02-07 |
| JP3361213B2 true JP3361213B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=16145058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18397295A Expired - Fee Related JP3361213B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-07-20 | 液晶表示装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3361213B2 (ja) |
-
1995
- 1995-07-20 JP JP18397295A patent/JP3361213B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0933955A (ja) | 1997-02-07 |
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