JPH0446412B2 - - Google Patents
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- JPH0446412B2 JPH0446412B2 JP57207401A JP20740182A JPH0446412B2 JP H0446412 B2 JPH0446412 B2 JP H0446412B2 JP 57207401 A JP57207401 A JP 57207401A JP 20740182 A JP20740182 A JP 20740182A JP H0446412 B2 JPH0446412 B2 JP H0446412B2
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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
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/1365—Active matrix addressed cells in which the switching element is a two-electrode device
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電気光学装置に関する。更に詳しくは
金属−酸化膜−金属構造を持つ非線形素子（以下
MIM素子と呼ぶ）を用いて各画素電極に電荷を
蓄積・保持させることにより表示を行なう液晶を
用いた電気光学装置に関する。
金属−酸化膜−金属構造を持つ非線形素子（以下
MIM素子と呼ぶ）を用いて各画素電極に電荷を
蓄積・保持させることにより表示を行なう液晶を
用いた電気光学装置に関する。
近年、液晶表示装置の実用化が進み腕時計、電
卓を始めとして多くの分野に応用がなされてい
る。しかし、他の分野、例えば情報端末や個人用
小型電子機器等の表示部への応用を考えた時、表
示ユニツトの容積が小さい、低電圧駆動可能、消
費電力が少ないなどという利点にもかからわず、
駆動電圧−コントラスト特定があまり良くなく、
多桁のマトリクス駆動が出来ないため表示可能な
情報量が少ないという欠点が問題となつていた。
卓を始めとして多くの分野に応用がなされてい
る。しかし、他の分野、例えば情報端末や個人用
小型電子機器等の表示部への応用を考えた時、表
示ユニツトの容積が小さい、低電圧駆動可能、消
費電力が少ないなどという利点にもかからわず、
駆動電圧−コントラスト特定があまり良くなく、
多桁のマトリクス駆動が出来ないため表示可能な
情報量が少ないという欠点が問題となつていた。
この液晶表示装置の持つ欠点を解消するための
一方法としてMIM素子を用いたマトリクス駆動
が考えられた。
一方法としてMIM素子を用いたマトリクス駆動
が考えられた。
この方法は、第１図に一画素分の等価回路を示
すように非線形抵抗RMIMと容量CMIMが並列につな
がつたMIM素子１及び抵抗RLCと容量CLCが並列
につながつた液晶を誘電体としたコンデンサ２と
が直列に結合されていると考えることが出来、マ
トリクス駆動の選択期間にMIM素子１の低抵抗
状態を利用して液晶を誘電体としたコンデンサ２
に電荷を蓄積し、非選択期間はMIM素子１の高
抵抗状態を利用して前述の電荷を保持することに
より液晶に電界を印加して液晶の配向状態を制御
して表示を行なうものである。
すように非線形抵抗RMIMと容量CMIMが並列につな
がつたMIM素子１及び抵抗RLCと容量CLCが並列
につながつた液晶を誘電体としたコンデンサ２と
が直列に結合されていると考えることが出来、マ
トリクス駆動の選択期間にMIM素子１の低抵抗
状態を利用して液晶を誘電体としたコンデンサ２
に電荷を蓄積し、非選択期間はMIM素子１の高
抵抗状態を利用して前述の電荷を保持することに
より液晶に電界を印加して液晶の配向状態を制御
して表示を行なうものである。
この方式の場合、MIM素子１の非線形性と液
晶を誘電体としたコンデンサ２の容量CLC値及び
抵抗RLC値の３者の相関で液晶に印加される実効
値が決定される。これら３者のうち液晶を誘電体
としたコンデンサ２の容量CLCと抵抗RLCは画素電
極の寸法とセルギヤツプ及び使用する液晶を定め
れば必然的にその値が定まつてしまう。そのため
MIM素子１には液晶部分に応じた特性が要求さ
れ、例えば0.4mm角の画素電極を持つた7μｍギヤ
ツプのセルに誘導異方性Δε＝27（ε‖＝35、ε⊥
＝８）、Vth＝1.1Vrms、Vsat＝1.5Vrmsのネマ
チツク液晶を封入してツイストネマチツクセルと
して１／500デユーテイで駆動したい場合には、
従来のMIM素子構造すなわち断面構造を第２図、
平面配置を第３図に示すTa−Ta2O5−Nicr／Au
構造のMIM素子では要求される平面寸法は約5μ
ｍの角となる。
晶を誘電体としたコンデンサ２の容量CLC値及び
抵抗RLC値の３者の相関で液晶に印加される実効
値が決定される。これら３者のうち液晶を誘電体
としたコンデンサ２の容量CLCと抵抗RLCは画素電
極の寸法とセルギヤツプ及び使用する液晶を定め
れば必然的にその値が定まつてしまう。そのため
MIM素子１には液晶部分に応じた特性が要求さ
れ、例えば0.4mm角の画素電極を持つた7μｍギヤ
ツプのセルに誘導異方性Δε＝27（ε‖＝35、ε⊥
＝８）、Vth＝1.1Vrms、Vsat＝1.5Vrmsのネマ
チツク液晶を封入してツイストネマチツクセルと
して１／500デユーテイで駆動したい場合には、
従来のMIM素子構造すなわち断面構造を第２図、
平面配置を第３図に示すTa−Ta2O5−Nicr／Au
構造のMIM素子では要求される平面寸法は約5μ
ｍの角となる。
この寸法は現状でフオトリソグラフ工程で用い
られる一般的なマスクアライナの性能としては下
限に近く、しかも直径が高々６インチの範囲内で
しかこのように高精度のパターニングは出来な
い。
られる一般的なマスクアライナの性能としては下
限に近く、しかも直径が高々６インチの範囲内で
しかこのように高精度のパターニングは出来な
い。
従つて画素のピツチをより細かくしようとする
と超LSI製造にも使用可能なマスクアライナ等、
全般的により高度な製造装置が必要となり製造コ
ストが急上昇する。
と超LSI製造にも使用可能なマスクアライナ等、
全般的により高度な製造装置が必要となり製造コ
ストが急上昇する。
また、より大型の電気光学装置を作ることは前
述の如く装置上の制約があり不可能であつた。
述の如く装置上の制約があり不可能であつた。
本発明はこのような欠点を避けるためにMIM
素子製造工程で金属薄板のパターニングに用いた
感光樹脂を絶縁膜として用い実効的なMIM素子
寸法を減少させることにより、画素ピツチの微細
化及び基板の大型化の両面を可能とするものであ
る。以下、実施例に従つて説明する。
素子製造工程で金属薄板のパターニングに用いた
感光樹脂を絶縁膜として用い実効的なMIM素子
寸法を減少させることにより、画素ピツチの微細
化及び基板の大型化の両面を可能とするものであ
る。以下、実施例に従つて説明する。
実施例
パイレツクスガラス等の透明基板１１上にTa
薄膜１２を100nｍ〜1μｍ程度の厚さにスパツタ
リングし、フオトニース（商品名：東レ株式会社
製）１３を200nｍ〜2μｍ程度の厚さに塗布し、
プリベーク・露光・現像およびキユアを行ない所
定の形状とする。→第４図Ａ 次にCF4＋O2ガス等を用いてTa１２をテーパ
ーエツチングし露出しているテーパー部を0.01〜
1wt％のクエン酸水溶液を用いて15〜50Vで陽極
酸化を行ない酸化膜１４を25〜90nｍの厚さで形
成する。→第４図Ｂ さらに、Cr（10〜50nｍ）およびAu（30〜100n
ｍ）の金属薄膜１５を連続蒸着する。→第４図Ｃ 金属薄膜１５を所定の形状にエツチングした後
ITO（In2O3＋SnO2）を20〜200nｍの厚さにスパ
ツタリングし画素電極１６を形成する。→第４図
Ｄ この状態での平面形状を第５図に示す。
薄膜１２を100nｍ〜1μｍ程度の厚さにスパツタ
リングし、フオトニース（商品名：東レ株式会社
製）１３を200nｍ〜2μｍ程度の厚さに塗布し、
プリベーク・露光・現像およびキユアを行ない所
定の形状とする。→第４図Ａ 次にCF4＋O2ガス等を用いてTa１２をテーパ
ーエツチングし露出しているテーパー部を0.01〜
1wt％のクエン酸水溶液を用いて15〜50Vで陽極
酸化を行ない酸化膜１４を25〜90nｍの厚さで形
成する。→第４図Ｂ さらに、Cr（10〜50nｍ）およびAu（30〜100n
ｍ）の金属薄膜１５を連続蒸着する。→第４図Ｃ 金属薄膜１５を所定の形状にエツチングした後
ITO（In2O3＋SnO2）を20〜200nｍの厚さにスパ
ツタリングし画素電極１６を形成する。→第４図
Ｄ この状態での平面形状を第５図に示す。
次に基板表面にDCカツト膜を兼ねたパツシベ
ーシヨン膜１８を形成し、配向処理を施した後、
ストライプ状の透明電極１９及びDCカツト膜２
０を形成した後配向処理を施した対向基板２１と
組合せてセルとなし、間隙に液晶２２を封入して
偏光板を貼つて電気光学装置が完成する。
ーシヨン膜１８を形成し、配向処理を施した後、
ストライプ状の透明電極１９及びDCカツト膜２
０を形成した後配向処理を施した対向基板２１と
組合せてセルとなし、間隙に液晶２２を封入して
偏光板を貼つて電気光学装置が完成する。
以上の構成でMIM素子はTa１２−Ta陽極酸
化膜１４−CrAu薄膜１５とTa１２−フオトニー
ス１３−CrAu薄膜１５の２系統出来るがフオト
ニース１３の厚みをTa陽極酸化膜１４にくらべ
て厚くしておけばフオトニース１３を通つて流れ
る電流は少なくなる。即ち、Ta陽極酸化膜１４
の厚さが50nｍの時、フオトニース１３の厚さを
２倍の100nｍとすると単位面積当りの電流は約
100分の１、４倍の200nｍとすると約2000分の１
となり、実効的にはTa１２−Ta陽極酸化膜１４
−CrAu薄膜１５の系統のMIM素子のみが動作し
ているとみなせる。
化膜１４−CrAu薄膜１５とTa１２−フオトニー
ス１３−CrAu薄膜１５の２系統出来るがフオト
ニース１３の厚みをTa陽極酸化膜１４にくらべ
て厚くしておけばフオトニース１３を通つて流れ
る電流は少なくなる。即ち、Ta陽極酸化膜１４
の厚さが50nｍの時、フオトニース１３の厚さを
２倍の100nｍとすると単位面積当りの電流は約
100分の１、４倍の200nｍとすると約2000分の１
となり、実効的にはTa１２−Ta陽極酸化膜１４
−CrAu薄膜１５の系統のMIM素子のみが動作し
ているとみなせる。
するとMIM素子の面積はTa陽極酸化膜１４の
テーパー部の長さｗ〔第４図Ｄ〕とCrAu薄膜１５
がTa陽極酸化膜１４と重なる部分１７の長さｌ
〔第５図〕との積wlとなる。従つて例えば300nｍ
厚のTa１２を45°の角度でテーパーエツチングし
た場合、従来の形式の5μｍ角MIM素子と同等の
特性を得るためには前述のｌが約60μｍの長さの
MIM素子を作れば良いことになり、通常のIC製
造プロセスで用いられているマスクアライナより
精度の低い大型のマスクアライナ、例えば液晶パ
ネル製造用のマスクアライナを用いてもパターニ
ングをすることが出来るため、より大型の電気光
学装置を作ることが可能になる。
テーパー部の長さｗ〔第４図Ｄ〕とCrAu薄膜１５
がTa陽極酸化膜１４と重なる部分１７の長さｌ
〔第５図〕との積wlとなる。従つて例えば300nｍ
厚のTa１２を45°の角度でテーパーエツチングし
た場合、従来の形式の5μｍ角MIM素子と同等の
特性を得るためには前述のｌが約60μｍの長さの
MIM素子を作れば良いことになり、通常のIC製
造プロセスで用いられているマスクアライナより
精度の低い大型のマスクアライナ、例えば液晶パ
ネル製造用のマスクアライナを用いてもパターニ
ングをすることが出来るため、より大型の電気光
学装置を作ることが可能になる。
逆に、通常のIC製造プロセスで用いられてい
るマスクアライナを用いｌ＝10μｍのMIM素子を
作つた場合、165μｍ角程度の画素を駆動するこ
とが出来、対角線寸法約60mmで250×250ドツト程
度の画素を持つ電気光学装置が製造可能となる。
るマスクアライナを用いｌ＝10μｍのMIM素子を
作つた場合、165μｍ角程度の画素を駆動するこ
とが出来、対角線寸法約60mmで250×250ドツト程
度の画素を持つ電気光学装置が製造可能となる。
以上の如く本発明の電気光学装置は、１対の基
板間に電気光学物質が挟持され、該１対の基板の
一方の基板上に画素電極と該画素電極に接続され
た第１金属電極−絶縁膜−第２金属電極構造を有
する非線形素子が形成されてなる電気光学表示装
置において、該第１金属電極をパターニングする
際に用いられたホトレジストを該非線形素子を構
成する該絶縁膜として使用したことにより、より
高精細な非線形素子を形成することができ、高密
度の画像表示装置の提供することができる。更
に、製造工程も簡略化され工数の面、歩留りの点
において優れたものである。
板間に電気光学物質が挟持され、該１対の基板の
一方の基板上に画素電極と該画素電極に接続され
た第１金属電極−絶縁膜−第２金属電極構造を有
する非線形素子が形成されてなる電気光学表示装
置において、該第１金属電極をパターニングする
際に用いられたホトレジストを該非線形素子を構
成する該絶縁膜として使用したことにより、より
高精細な非線形素子を形成することができ、高密
度の画像表示装置の提供することができる。更
に、製造工程も簡略化され工数の面、歩留りの点
において優れたものである。
第１図は１画素分のMIM素子と液晶部分の等
価回路である。 １……MIM素子、２……液晶を誘電体とした
コンデンサ。 第２図及び第３図は従来のMIM素子の断面構
造及び平面配置を示す図面である。 ３……エツチストツプ層、４……ガラス基板、
５……MIM素子の金属電極、６……MIM素子の
絶縁膜、７……MIM素子の対向金属電極、８…
…MIM素子へのリード、９……画素電極、１０
……MIM素子部。 第４図Ａ〜Ｄは本発明によるMIM素子の製造
工程の説明図である。 １１……透明基板、１２……Ta薄膜、１３…
…フオトニース、１４……Ta陽極酸化膜、１５
……Cr／Auの金属薄膜、１６……画素電極。 第５図は本発明によるMIM素子の平面図である。 １７……MIM素子部。 第６図は本発明による電気光学装置の断面を説
明する図面である。 １８……パツシベーシヨン膜、１９……対向基
板のストライプ状透明電極、２０……DCカツト
膜、２１……対向基板、２２……液晶層。
価回路である。 １……MIM素子、２……液晶を誘電体とした
コンデンサ。 第２図及び第３図は従来のMIM素子の断面構
造及び平面配置を示す図面である。 ３……エツチストツプ層、４……ガラス基板、
５……MIM素子の金属電極、６……MIM素子の
絶縁膜、７……MIM素子の対向金属電極、８…
…MIM素子へのリード、９……画素電極、１０
……MIM素子部。 第４図Ａ〜Ｄは本発明によるMIM素子の製造
工程の説明図である。 １１……透明基板、１２……Ta薄膜、１３…
…フオトニース、１４……Ta陽極酸化膜、１５
……Cr／Auの金属薄膜、１６……画素電極。 第５図は本発明によるMIM素子の平面図である。 １７……MIM素子部。 第６図は本発明による電気光学装置の断面を説
明する図面である。 １８……パツシベーシヨン膜、１９……対向基
板のストライプ状透明電極、２０……DCカツト
膜、２１……対向基板、２２……液晶層。
Claims (1)
- １ 一対の基板間に電気光学物質が挟持され、該
一対の基板の一方の基板上に画素電極と該画素電
極に接続された第１金属電極−絶縁膜−第２金属
電極構造を有する非線形素子が形成されてなる液
晶表示装置において、該第１金属上の上面には感
光性樹脂が、側面には該第１金属の酸化膜が形成
され、該感光性樹脂膜及び該酸化膜上には該非線
形素子を構成する第２金属が形成され、該感光性
樹脂の厚みは該酸化膜の厚みより大きくし、第１
金属−該第１金属の側面に形成された酸化膜−第
２金属により非線形素子を形成したことを特徴と
する液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57207401A JPS5997119A (ja) | 1982-11-26 | 1982-11-26 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57207401A JPS5997119A (ja) | 1982-11-26 | 1982-11-26 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5997119A JPS5997119A (ja) | 1984-06-04 |
| JPH0446412B2 true JPH0446412B2 (ja) | 1992-07-29 |
Family
ID=16539129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57207401A Granted JPS5997119A (ja) | 1982-11-26 | 1982-11-26 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5997119A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61164279A (ja) * | 1985-01-16 | 1986-07-24 | Seiko Epson Corp | Ｍｉｍ液晶表示体製造方法 |
| US6762803B1 (en) | 1996-08-29 | 2004-07-13 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal display device and method of manufacturing the same |
-
1982
- 1982-11-26 JP JP57207401A patent/JPS5997119A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5997119A (ja) | 1984-06-04 |
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