JPH0283538A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は１ＭＩＭ素子のごとき非線形抵抗素子を使用し
たアクティブマトリックス型液晶表示装置に関し、特に
ＯＡ用、　ＴＶ用の高容量フラットパネルデイスプレィ
等に好適な液晶表示装置に関するものである。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕液晶素
子の代表的な１動方式の１つにアクティブマトリックス
駆動方式があり、この方式は、走査電極（信号電極）数
を数百本も必要とするビデオ表示やＣＲＴ表示に匹敵す
る大容量表示が可能という点で着目されている。アクテ
ィブマトリックス駆動方式を用いた液晶素子は、各画素
ごとにスイッチング素子を付加する構成となっている。

このようなアクティブマトリックス駆動方式の液晶素子
において使用されるスイッチング素子として、金属−絶
縁体−金属から構成された阿工に素子が種々の論文、特
許公開公報（特開昭６２−６２３３３号公報、特開昭５
７−１９６５８９号公報等）に発表されている。これら
文献には、ＭＩＭ素子を構成する絶縁膜の材料として、
Ｔａ、　ＡＱ、　Ｔｉ等の金属の酸化物あるいはＳｌの
酸化物等が使用可能であることが示されている。そして
これら酸化物からなる絶縁膜の形成には、一般に陽極酸
化、プラズマ酸化、熱酸化等の方法が使用されている。

ところが、　ＭＩＭ素子の絶縁膜（酸化膜）の形成には
上記のような方法が使用されるが、これらの方法は複雑
であり、かつ加熱工程を必要とするため、制御性に劣り
、しかも使用できる基板が耐熱材料（ガラス等）のもの
に限られ、　ＰＥＴなどの高分子フィルム上に形成する
ことが困難であった６例えば、Ｔａを陽極酸化する場合
には、酸化自体は比較的低温でできるが、不純物の除去
等を確実にするために３００℃、３０分（空気中）程度
の加熱処理を必要とする。また、熱酸化法であれば、少
なくとも酸素雰囲気中、４００〜５００℃の加熱を必要
とする。さらに、従来法では工程が複雑であり、膜質、
膜厚の均一性、再現性のよい酸化膜を得ることが難しく
、素子特性（Ｉ−Ｖ特性）、対称性（＋、−バイアス時
の電流値の比、すなわちＩ−／Ｉ＋）のバラツキが大き
かった。また、一般にＭＩＭ素子の容量は小さい方が望
ましい（ＬＣＤ暉動０ため、ＬＣＤ部容ｆｆ／ＭＩＭ容
量比〉１０が必要）が、上記金属等の酸化物の比誘電率
Ｅｒは数十程度（例えばＴａ２０５のε　〜２５）と大
きく、こ一 の点でも問題があった。そのうえ、上記酸化法では、形
成される酸化物の比抵抗値を自由に可変することができ
ず、デバイス特性を自由に選べなかった・ 以上のような欠点を改善するため、気相法により比較的
低温で絶縁膜を形成する技術が提案されている（例えば
特開昭６１−２６０２１９号公報、特願昭６３−１７９
６５４号）。このうち特願昭６３−１７９６５４号の技
術は、低温（室温付近）で再現性、均一性よく成膜でき
、かつ、高硬度、低誘電率（ｔ＜５）の硬質炭素膜を絶
縁膜に使用している点で特に優れている。

また、特願昭６３−１７９６５号では、透明電極上に気
相法で直接、絶縁膜を堆積する場合、堆積中に両者間で
固相反応が起こり、透明電極の抵抗値が劣化したり、界
面準位が増加したりして接合特性が劣化するという問題
を、透明電極上に保護の金属層を設けることにより解決
している。

しかしながら、この技術を用いた場合、上記のような問
題は解決されるものの１通常の構成、製造工程では、製
造の際に使用するフォト・マスク数が増大するという問
題があった。

一方、特開昭６２−２４５２２１号公報には、アクティ
ブマトリックス液晶パネルにおけるスイッチング素子と
表示電極との間の段差を少なくし、上、下基板の間隔を
正確に設定できるように、基板上に絶縁層を設ける技術
が開示されている。ところが、この技術は上記のマスク
数の増大という問題に何ら解決策を与えるものではない
。

したがって、本発明はこのような実情に鑑み、フォト・
レジスト数を増加させずに上記のような問題を解決する
液晶表示装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため１本発明によれば、−対の基板
間に液晶層が挾持され、少なくとも一方の基板の内面に
、信号電極と、該信号電極にそれぞれＭＩＭ（金属−絶
縁体−金属）素子を介して接続されている複数の画素電
極が形成され、前記信号電極と前記ＭＩＭ素子の上部又
は下部金属膜、及び前記画素電極と前記ＭＩＭ素子の下
部又は上部金属膜はそれぞれ同一の形成工程で一体に形
成されたものである液晶表示装置において、前記信号電
極と前記画素電極との間に感光性樹脂からなる＃Ａ縁層
を有し、該絶縁層は、前記信号電極と前記画素電極の両
形成工程の間に形成されたものであることを特徴とする
液晶表示装置が提供される。

前記絶縁層は１画素電極（及びＭＩＭ素子の下部金属膜
）が形成された後で信号電極（及びＭＩＭ素子の上部金
属膜）が形成される前、あるいは信号（及びＭＩＭ素子
の下部金属膜）が形成された後で画素電極（及びＭＩＭ
素子の上部金属膜）が形成される前に形成される。

〔作　　用〕

上記のように信号電極と画素電極の両形成工程の間に絶
縁層を設定することより、全工程で使用されるフォト・
マスク数を少なくすることが可能となり、製造工程が簡
略化されるとともに、歩留りの向上が図られ、前記課題
が解決される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳述する。

第１図は従来の液晶表示装置（特願昭６３−１７９６５
４号）におけるアクティブマトリックス基板の形成工程
を示す図である。先ず、基板（図示せず）上に透明電極
材料を用いて画素透明電極を兼ねる下部電極１を堆積し
、エツチングにより所定パターンとする。次に第１図（
ａ）に示すように金属層２を堆積し、所定パターンにエ
ツチングする。さらに第１図（ｂ）に示すように硬質炭
素膜からなる絶縁層３を気相法により形成し、ドライエ
ツチングあるいはリフト・オフ法によりパターン化する
。その後、信号電極を兼ねる上部電極４を堆積し、所定
パターンにエツチングする。最後にＭＩＭ素子部以外の
金属層２をフォトリソグラフィック・エツチングにより
所定形状にパターン化して、アクティブマトリックス基
板を得る。この基板の場合、使用するフォト・マスク数
は５枚ないし４枚であり、勿論。

金属層２を積層構造とすればそれに伴なってマスク数は
増えることとなる。

次に第２図により本発明の第１の実施例を説明する。先
ず、透明絶縁基板ＩＯ上に透明画素電極を兼ねる下部電
極１１、金属層１２及び絶縁薄膜１３を第２図（ａ）に
示すように順次積層する。ここで各層の形成に使用され
る材料及び膜厚は以下の通りである。下部電極１１には
ＩＴＯ９Ｉｎ２０．　、ＳｎＯ２，ＺｎＯ等が使用され
、膜厚は材料の比抵抗にもよるが約３００〜２０００人
の範囲が好ましい、金属層１２にはＡＱ、Ｃｒ、Ｎｉ。

ＮｉＣｒ、Ｃｕ、Ａｇ等の金属が使用されるが、これに
限定されるものではない。そして金属層１２は本実施例
では単層であるが、積層構造であってもさしつかえなく
、膜厚は２００〜３０００人程度が適当である。絶縁薄
膜１３は気相法あるいは塗付法で形成されるが、膜厚の
均一性、制御性の点から無機材料で形成するのが望まし
い。具体的にはＳｉを主な成分とするアモルファス材料
、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸
化窒化膜、炭化シリコン膜等あるいは炭素を主成分とす
る硬質炭素膜が挙げられる。特に硬質炭素膜によればＳ
ｉ系にない利点があり、低コスト、高容量のアクティブ
マトリックス用基板が実現できる。また有機物であれば
フッ化ビニリデン等が挙げられる。膜厚は膜の抵抗値に
もよるが３００〜４０００人が好ましく、３００〜３０
００人がさらに好ましい。

次に絶縁薄膜１３上に・レジストパターンを形成し。

同一レジストを用いて連続的に絶縁薄膜１３、金属層１
２、下部電極（画素電極）１１をエツチングする。

そしてレジストパターンを除去した後（第２図（ｂ））
。

感光性耐熱樹脂１４を１０００〜１００００人、好まし
くは１５００〜５０００人の厚さに塗布し、透明絶縁基
板１０側（裏面）より露光し、（第２図（Ｃ））、絶縁
薄膜１３上を除いては感光性耐熱樹脂１４で保護した構
造とする（第２図（ｄ）、第２図（ｅ）〔立体図〕）。

次に、上部電極（信号電極）１５を全面に堆積し、その
上にレジストパターン１６を形成する（第２図（ｆ））
。上部電極１５としてはＰｔ、ＡＱ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｎｉ
Ｃｒ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ等の金属及びこれら
のシリサイドが使用されるが、これらに限定されるもの
ではない。膜厚は２００〜３０００人程度が好ましい。

このレジストパターン１６によって、先ず上部電極（信
号電極）１５をエツチングする。そして、さらに連続し
て下部電極（透明電極）１１上の不用な絶縁薄膜１３、
金属層１２をエツチングする（第２図（ｇ）（Ｘ−ｙ断
面図〕、第２図（ｈ）〔平面図〕）。最後にレジストパ
ターン１６を除去し、所望のアクティブマトリックス基
板を得る。このアクティブマトリックス基板を用いて常
法により液晶表示装置が構成される。

本実施例では、上記のような構成及び工程とすることで
、必要なフォト・マスク数は２枚となって、生産コスト
が格段と安くなる。

次に、第３図により本発明の第２の実施例を説明する。

第２の実施例は、第１の実施例における画素電極と信号
電極の相対位置が逆になった構成、すなわち画素電極を
あとから形成した構成である。

先ず、透明絶縁基板２０上に下部電極（信号電極）２１
及び絶縁薄膜２２を順次積層する（第３図（ａ））。各
層の材料及び膜厚は第１の実施例と同様である。

次に、絶縁薄膜２２上にレジストパターンを形成し。

同−レジストを用いて連続的に絶縁薄膜２２、下部電極
（信号電極）２１をエツチングする。そしてレジストパ
ターンを除去した後（第３図（ｂ））、感光性耐熱樹脂
２３　ヲ１０００−１００００人、好マシくは１５００
−５０００人の厚さに塗布し、透明絶縁基板２０側（裏
面）より露光しく第３図（Ｃ））、絶縁薄膜２２上を除
いては感光性耐熱樹脂２３で保護した構造とする（第３
図（ｄ）、第３図（ｅ）〔立体図〕）。次に、上部電極
（画素電極）２４を全面に堆積し、その上にレジストパ
ターン２５を形成する（第３図（ｆ））、上部電極（画
素電極）２４としてはＩＴＯ，Ｉｎ、Ｄ、　、ＳｎＯ，
、ＺｎＯ等が使用され、膜厚は材料の比抵抗にもよるが
３００〜２０００人の範囲が好ましい。上記レジストパ
ターン２５によって上部電極（画素電極）２４をエツチ
ングする。最後にレジストパターン２５を除去し、所望
のアクティブマトリックス基板が得られる。このアクテ
ィブマトリックス基板を用いて常法により液晶表示装置
が構成される。

第２の実施例では、上記のような構成及び工程とするこ
とで、必要なフォト・マスク数は２枚となって、生産コ
ストが格段と安くなる。さらに、この構成によれば、素
子部、配線、電極部の段差がほとんどなくなり、液晶表
示装置とする時にセルギャップ（上、下基板の間隔）を
一定にしやすいという利点もある。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように１本発明によれば、各画素電
極と、これらに隣接して設けられた信号電極との間に、
信号電極と画素電極の両形成工程の中間にて感光性樹脂
からなる絶縁層を設けたので、フォト・マスク数を大幅
に減少することができ、製造工程の簡略化及び液晶表示
装置の歩留りの向上を図ることができ、ひいては生産コ
ストの低減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の液晶表示装置におけるアクティブマトリ
ックス基板の製造工程を示す図、第２図は本発明の第１
の実施例に係るアクティブマトリックス基板の製造工程
を示す図、第３図は本発明の第２の実施例に係るアクテ
ィブマトリックス基板の製造工程を示す図である。 １０・・・透明絶縁基板　　１１・・・下部電極（画素
電極）１２・・・金属層　　　　　１３・・・絶縁薄膜
１４・・・感光性耐熱樹脂　１５・・・上部電極（信号
電極）２０・・・透明絶縁基板　　２１・・・下部電極
（信号電極）２２・・・絶縁薄膜　　　　２３・・・感
光性耐熱樹脂２４・・・上部電極（画素電極） 第１図 特許出願人　株式会社　リ　コ　− 代理人弁理士　池浦敏明（ほか１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の基板間に液晶層が挾持され、 少なくとも一方の基板の内面に、信号電極と、該信号電
   極にそれぞれＭ１Ｍ（金属−絶縁体−金属）素子を介し
   て接続されている複数の画素電極が形成され、 前記信号電極と前記ＭＩＭ素子の上部又は下部金属膜、
   及び前記画素電極と前記ＭＩＭ素子の下部又は上部金属
   膜はそれぞれ同一の形成工程で一体に形成されたもので
   ある液晶表示装置において、前記信号電極と前記画素電
   極との間に感光性樹脂からなる絶縁層を有し、 該絶縁層は、前記信号電極と前記画素電極の両形成工程
   の間に形成されたものであることを特徴とする液晶表示
   装置。