JPH0458008B2 - - Google Patents
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- JPH0458008B2 JPH0458008B2 JP11825682A JP11825682A JPH0458008B2 JP H0458008 B2 JPH0458008 B2 JP H0458008B2 JP 11825682 A JP11825682 A JP 11825682A JP 11825682 A JP11825682 A JP 11825682A JP H0458008 B2 JPH0458008 B2 JP H0458008B2
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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
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- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
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- 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】
本発明は液晶を用いた電気光学装置に関する。
さらに詳しくは液晶表示装置に非線型素子を組
合せ表示特性を改良した電気光学装置に関する。
合せ表示特性を改良した電気光学装置に関する。
近年、液晶表示装置の応用が進み、その消費電
力の少ないことあるいは表示部が薄型化出来るな
どの利点を生かして腕時計、電卓などの他に小型
電子機器用の表示装置として大量に用いられるよ
うになつた。
力の少ないことあるいは表示部が薄型化出来るな
どの利点を生かして腕時計、電卓などの他に小型
電子機器用の表示装置として大量に用いられるよ
うになつた。
この液晶表示装置の応用分野をさらに拡げるた
めには表示容量の増大が必要であるが従来のTN
型液晶表示装置では電圧−コントラスト特性の立
上りがあまり急峻でないため、マルチプレツクス
の桁数を増すと非選択点および半選択点と選択点
とに印加される実効電圧に差が少なくなつてクロ
ストークを生じるため数十桁の多桁駆動が限界で
あつた。このような欠点を避けるための一方法と
して非線型素子あるいはスイツチング素子を液晶
表示装置に組合せたマトリクス型の装置が考えら
れアモルフアスシリコンやポリシリコンあるいは
化合物半導体などを用いたTFTやダイオード、
酸化亜鉛などそ用いたバリスタを用いるなど種々
の検討がなされてきた。
めには表示容量の増大が必要であるが従来のTN
型液晶表示装置では電圧−コントラスト特性の立
上りがあまり急峻でないため、マルチプレツクス
の桁数を増すと非選択点および半選択点と選択点
とに印加される実効電圧に差が少なくなつてクロ
ストークを生じるため数十桁の多桁駆動が限界で
あつた。このような欠点を避けるための一方法と
して非線型素子あるいはスイツチング素子を液晶
表示装置に組合せたマトリクス型の装置が考えら
れアモルフアスシリコンやポリシリコンあるいは
化合物半導体などを用いたTFTやダイオード、
酸化亜鉛などそ用いたバリスタを用いるなど種々
の検討がなされてきた。
このような非線型素子の中で特開昭52−149090
において述べられている金属−絶縁体−金属
（Metal−Insulator−Metal略してMIM）構造を
有する非線型素子（以下MIM素子と呼ぶ）は素
子構成が簡単であるため、他の非線型素子にくら
べ製造工程が短かく設計も容易であるといつた利
点を有している。
において述べられている金属−絶縁体−金属
（Metal−Insulator−Metal略してMIM）構造を
有する非線型素子（以下MIM素子と呼ぶ）は素
子構成が簡単であるため、他の非線型素子にくら
べ製造工程が短かく設計も容易であるといつた利
点を有している。
このMIM素子はトンネル効果、シヨツトキ効
果あるいはプール・フレンケル効果などによつて
電流が流れると考えられ第１図に示すように非線
型な電圧−電流特性を示す。
果あるいはプール・フレンケル効果などによつて
電流が流れると考えられ第１図に示すように非線
型な電圧−電流特性を示す。
絶縁体としてはAl，Ta，Nb，Ti，Si，Mo，
Ｗ，Hf等の酸化物、あるいは窒素をドープした
前記金属の酸化物、カルコゲナイトガラス等の無
機材料、さらにはポリイミド樹脂等の有機材料も
使用することができる。
Ｗ，Hf等の酸化物、あるいは窒素をドープした
前記金属の酸化物、カルコゲナイトガラス等の無
機材料、さらにはポリイミド樹脂等の有機材料も
使用することができる。
前記絶縁膜を金属でサンドイツチすればMIM
構造になり、この金属としては前記金属及びNi，
Cr，Auあるいはそれらの合金等、あるいは
SnO2，In2O3，ITO（In2O3＋SnO2）等もしくは
極く薄いCr，Au等の金属による透明導電性薄膜
を用いることができる。
構造になり、この金属としては前記金属及びNi，
Cr，Auあるいはそれらの合金等、あるいは
SnO2，In2O3，ITO（In2O3＋SnO2）等もしくは
極く薄いCr，Au等の金属による透明導電性薄膜
を用いることができる。
MIM素子に電圧を印加した場合、絶縁膜の厚
さによつて伝導機構が異なり50〜100Åではトン
ネル効果、100〜1000Åではシヨツトキ効果及び
プール・フレンケル効果が優位を占めると言われ
ている。本発明の目的である液晶表示装置と
MIM素子の組合せでは液晶の駆動方法との兼ね
合いから、プール・フレンケル効果を示す領域を
利用するのが望ましいと思われ、その領域では電
圧−電流特性はプール・フレンケル式 Ｉ＝kV exp（β√） (1) 〔(1)式中Ｉは電流、Ｖは印加電圧、ｋ，βはそ
れぞれの電流の流れ易さと非線型性を表わす比例
定数を示す。〕 で表わされる。
さによつて伝導機構が異なり50〜100Åではトン
ネル効果、100〜1000Åではシヨツトキ効果及び
プール・フレンケル効果が優位を占めると言われ
ている。本発明の目的である液晶表示装置と
MIM素子の組合せでは液晶の駆動方法との兼ね
合いから、プール・フレンケル効果を示す領域を
利用するのが望ましいと思われ、その領域では電
圧−電流特性はプール・フレンケル式 Ｉ＝kV exp（β√） (1) 〔(1)式中Ｉは電流、Ｖは印加電圧、ｋ，βはそ
れぞれの電流の流れ易さと非線型性を表わす比例
定数を示す。〕 で表わされる。
このMIM素子を組込んだ液晶表示装置を、通
常のマトリクス型液晶表示装置の駆動に用いられ
ている電圧平均化法で駆動すると、MIM素子の
非線型性によつて実際に液晶に印加されるON／
OFF実効値比が、電圧平均化法自体のON／OFF
実効値比よりも大きくなり、より多桁のマトリク
ス駆動が可能となる。MIM素子を液晶表示装置
と組合せた場合、一画素分の等価回路は第２図に
示すように容量分CMIMと非線型抵抗分RMIM
とが並列になつたMIM素子１と、容量CLOと抵
抗分RLOとが並列になつた液晶部分２が直列に
接続されていると考えることができる。
常のマトリクス型液晶表示装置の駆動に用いられ
ている電圧平均化法で駆動すると、MIM素子の
非線型性によつて実際に液晶に印加されるON／
OFF実効値比が、電圧平均化法自体のON／OFF
実効値比よりも大きくなり、より多桁のマトリク
ス駆動が可能となる。MIM素子を液晶表示装置
と組合せた場合、一画素分の等価回路は第２図に
示すように容量分CMIMと非線型抵抗分RMIM
とが並列になつたMIM素子１と、容量CLOと抵
抗分RLOとが並列になつた液晶部分２が直列に
接続されていると考えることができる。
そしてこの両端に電圧を印加するわけであるが
実際に液晶部分２に印加される実効電圧はMIM
素子１の時定数、液晶部分２の時定数及びMIM
素子１の容量分CMIMと液晶部分２の容量分
CLOとの比CLO／CMIMとの組合せで定まり、
液晶部分２の時定数及びCLO／CMIMの値が大
きく、MIM素子１の時定数が適当な値の時実効
電圧は最も大きくなる。もち論、MIM素子１の
非線型性が大きい程マトリクス駆動の桁数は多く
とれるようになる。
実際に液晶部分２に印加される実効電圧はMIM
素子１の時定数、液晶部分２の時定数及びMIM
素子１の容量分CMIMと液晶部分２の容量分
CLOとの比CLO／CMIMとの組合せで定まり、
液晶部分２の時定数及びCLO／CMIMの値が大
きく、MIM素子１の時定数が適当な値の時実効
電圧は最も大きくなる。もち論、MIM素子１の
非線型性が大きい程マトリクス駆動の桁数は多く
とれるようになる。
ここで従来のMIM素子の構図を説明すると、
例えば第３図及び第４図に示すように、ガラス基
板３を酸化膜４で被覆しエツチストツプとした後
金属薄膜５を形成、所望の形状に金属薄膜５をパ
ターニングした後表面に絶縁体薄膜６を形成す
る。さらに金属薄膜をつけてパターニングし
MIM素子の対向電極７とする。この時MIM素子
の面積は金属電極５と対向電極７が互いに重なり
合う部分の面積となる。液晶表示装置とするには
次に透明導電性薄膜により画素電極８を形成し、
表面に液晶配向層を形成して一定の間〓を保たせ
た対向基板でセルとなし、その間〓に液晶を封入
し偏光板を貼り付けてTN液晶表示装置とする。
例えば第３図及び第４図に示すように、ガラス基
板３を酸化膜４で被覆しエツチストツプとした後
金属薄膜５を形成、所望の形状に金属薄膜５をパ
ターニングした後表面に絶縁体薄膜６を形成す
る。さらに金属薄膜をつけてパターニングし
MIM素子の対向電極７とする。この時MIM素子
の面積は金属電極５と対向電極７が互いに重なり
合う部分の面積となる。液晶表示装置とするには
次に透明導電性薄膜により画素電極８を形成し、
表面に液晶配向層を形成して一定の間〓を保たせ
た対向基板でセルとなし、その間〓に液晶を封入
し偏光板を貼り付けてTN液晶表示装置とする。
このような構造のMIM素子を用いてマトリク
ス型液晶表示装置を作ろうとすると、従来マトリ
クス型液晶表示装置では0.3〜0.5mmピツチの画素
寸法が多く使われており、このような寸法の画素
に合せたMIM素子の寸法は３〜6μm角といつた
寸法になる。現状のフオトリソグラフ技術ではこ
の３〜6μm角という寸法領域はLSIとVLSIの境
界領域であり、さらにマトリクス型の表示装置と
いうことでその表示部寸法は５〜10cmという大き
さになるかなりの面積部分にサブミクロン領域の
寸法を持つ素子を形成する必要が生じかなりの困
難を伴う。またさらに微小寸法の画素を持つマト
リクス型液晶表示装置を作ろうとする場合には完
全にVLSI用の技術を用いなければならずコスト
上望ましくない。
ス型液晶表示装置を作ろうとすると、従来マトリ
クス型液晶表示装置では0.3〜0.5mmピツチの画素
寸法が多く使われており、このような寸法の画素
に合せたMIM素子の寸法は３〜6μm角といつた
寸法になる。現状のフオトリソグラフ技術ではこ
の３〜6μm角という寸法領域はLSIとVLSIの境
界領域であり、さらにマトリクス型の表示装置と
いうことでその表示部寸法は５〜10cmという大き
さになるかなりの面積部分にサブミクロン領域の
寸法を持つ素子を形成する必要が生じかなりの困
難を伴う。またさらに微小寸法の画素を持つマト
リクス型液晶表示装置を作ろうとする場合には完
全にVLSI用の技術を用いなければならずコスト
上望ましくない。
本発明は新規なMIM素子の製造方法を考案す
ることにより、最少寸法が数10μm程度のフオト
リソグラフ工程で微小面積のMIM素子を製造可
能となし、必要な露光装置の等級を下げることに
よつて製造コストの低下を図るものである。
ることにより、最少寸法が数10μm程度のフオト
リソグラフ工程で微小面積のMIM素子を製造可
能となし、必要な露光装置の等級を下げることに
よつて製造コストの低下を図るものである。
以下、実施例によつて本発明を説明する。
実施例 １
パイレツクスガラス基板９上に1000〜5000Åの
タンタル薄膜１０をスパツタリングによつて形成
し所定の形状にパターニングする。
タンタル薄膜１０をスパツタリングによつて形成
し所定の形状にパターニングする。
次にクエン酸水溶液中で陽極酸化を行ないタン
タル薄膜表面に酸化膜１１を形成する〔第５図
ａ〕。
タル薄膜表面に酸化膜１１を形成する〔第５図
ａ〕。
次に、ITO（In2O3＋SnO2）薄膜１２を基板全
面に形成した後、ネガ形フオトレジスト１３を塗
布しプレベークを行なう。そしてパイレツクスガ
ラス基板９裏側より露光を行なう〔第５図ｂ〕。
現像を行なうと第５図ｃのようになり、ポストベ
ーク後、ITO薄膜１２をエツチングし、レジスト
１３を除去すると第５図ｄのようになる。さらに
必要な画素１４の形状にITO薄膜１２をエツチン
グすれば、タンタル薄膜１０、タンタル薄膜１０
表面の酸化膜１１及び画素電極１４とでMIM構
造が完成し、第６図のようになる。
面に形成した後、ネガ形フオトレジスト１３を塗
布しプレベークを行なう。そしてパイレツクスガ
ラス基板９裏側より露光を行なう〔第５図ｂ〕。
現像を行なうと第５図ｃのようになり、ポストベ
ーク後、ITO薄膜１２をエツチングし、レジスト
１３を除去すると第５図ｄのようになる。さらに
必要な画素１４の形状にITO薄膜１２をエツチン
グすれば、タンタル薄膜１０、タンタル薄膜１０
表面の酸化膜１１及び画素電極１４とでMIM構
造が完成し、第６図のようになる。
MIM素子の面積は絶縁膜１１のテーパー部の
長さと画素電極１４の幅で決定される。
長さと画素電極１４の幅で決定される。
このMIM素子及び画素電極１４を形成したパ
イレツクスガラス基板９表面にポリイミド樹脂を
塗布・焼成し綿布でラビングすることによつて液
晶配向処理を施す。別にストライプ状の透明電極
１６を形成し、ポリイミド樹脂とラビングによつ
て液晶配向処理を施したパイレツクスガラス対向
基板１７を用意し、５〜20μmの間〓を保つて接
着し液晶１８を封入する。この時、液晶分子が上
下の基板９，１７間で約90度ねじられる様ラビン
グしておく。この液晶セルの外側に偏光軸を液晶
の配向状態に合わせて偏光板１９，２０を配置し
TN型液晶表示装置とする。→第７図 以上の様にして作つた電気光学装置の等価回路
は第８図の様になる。
イレツクスガラス基板９表面にポリイミド樹脂を
塗布・焼成し綿布でラビングすることによつて液
晶配向処理を施す。別にストライプ状の透明電極
１６を形成し、ポリイミド樹脂とラビングによつ
て液晶配向処理を施したパイレツクスガラス対向
基板１７を用意し、５〜20μmの間〓を保つて接
着し液晶１８を封入する。この時、液晶分子が上
下の基板９，１７間で約90度ねじられる様ラビン
グしておく。この液晶セルの外側に偏光軸を液晶
の配向状態に合わせて偏光板１９，２０を配置し
TN型液晶表示装置とする。→第７図 以上の様にして作つた電気光学装置の等価回路
は第８図の様になる。
実施例 ２
実施例１とほぼ同様の製造工程であるが、裏面
から露光する時に第９図ａに示すように光を斜方
から入射させる。するとネガレジスト１３が方向
性を持つて感光し、現像によつて第９図ｂに示す
ような形状になり、エツチング及びレジスト除去
後のITO薄膜１２の形状は第９図ｃの断面形状、
第１０図に平面形状を示すようになる。即ち第１
０図左右方向の隣り合うタンタルリード部１０，
１０′及び画素電極となるITO薄膜１２，１２′は
電気的に分離される。そのため、第１１図に示す
ような画素１４，１４′をフオトエツチングで形
成する際にはITO薄膜１２，１２′を上下方向に
分離するだけで良くなり、第１２図に示すように
線状にレジスト２１を形成し、ITO薄膜１２をエ
ツチングすればMIM素子及び画素電極１４が形
成される。以後は実施例１と同様にして電気光学
装置とする。
から露光する時に第９図ａに示すように光を斜方
から入射させる。するとネガレジスト１３が方向
性を持つて感光し、現像によつて第９図ｂに示す
ような形状になり、エツチング及びレジスト除去
後のITO薄膜１２の形状は第９図ｃの断面形状、
第１０図に平面形状を示すようになる。即ち第１
０図左右方向の隣り合うタンタルリード部１０，
１０′及び画素電極となるITO薄膜１２，１２′は
電気的に分離される。そのため、第１１図に示す
ような画素１４，１４′をフオトエツチングで形
成する際にはITO薄膜１２，１２′を上下方向に
分離するだけで良くなり、第１２図に示すように
線状にレジスト２１を形成し、ITO薄膜１２をエ
ツチングすればMIM素子及び画素電極１４が形
成される。以後は実施例１と同様にして電気光学
装置とする。
以上説明したように従来のMIM素子の製造工
程では数μm幅の精度でフオトエツチングを行な
わなければならなかつたのに対し、本発明の方法
を用いれば数10μm程度のフオトエツチングが出
来れば良く、高精度のマクスアライナを用いるこ
となしにMIM素子と画素電極を形成することが
可能で、フオトエツチング工程における製造コス
トを低下させることが出来る。
程では数μm幅の精度でフオトエツチングを行な
わなければならなかつたのに対し、本発明の方法
を用いれば数10μm程度のフオトエツチングが出
来れば良く、高精度のマクスアライナを用いるこ
となしにMIM素子と画素電極を形成することが
可能で、フオトエツチング工程における製造コス
トを低下させることが出来る。
第１図はMIM素子の非線型特性を示す。第２
図はMIM素子と液晶を組合せた場合の等価回路
を示す。第３図は従来のMIM素子の断面及び見
取図。第４図は同じく従来のMIM素子と一画素
の配置を示す平面図である。第５図は本発明にお
けるMIM素子の製造工程の説明図である。第６
図は本発明実施例１による液晶表示装置画素部分
の図であり第７図はその液晶表示装置の断面図で
ある。第８図は実施例１のマトリクス型液晶表示
装置の等価回路である。第９図から第１２図は実
施例２における製造工程を説明する図である。
図はMIM素子と液晶を組合せた場合の等価回路
を示す。第３図は従来のMIM素子の断面及び見
取図。第４図は同じく従来のMIM素子と一画素
の配置を示す平面図である。第５図は本発明にお
けるMIM素子の製造工程の説明図である。第６
図は本発明実施例１による液晶表示装置画素部分
の図であり第７図はその液晶表示装置の断面図で
ある。第８図は実施例１のマトリクス型液晶表示
装置の等価回路である。第９図から第１２図は実
施例２における製造工程を説明する図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ａ 一対の基板間に電気光学物質が封入さ
れ、該一対の基板の少なくとも一方の基板に
は、金属−絶縁体−透明導電体の構造よりなる
電気光学表示装置の製造方法において、 ｂ 該一対の基板の少なくとも一方の基板上に金
属層を所定の厚みに形成し、該金属層を所定の
形状にパターニングする工程、 ｃ 該パターニングされた金属層の表面を酸化し
て絶縁膜を形成する工程、 ｄ 該絶縁膜が形成されてなる該基板面上に透明
導電膜を形成する工程、 ｅ パターニングされた該金属層及び絶縁層の上
に透明導電膜が形成されてなる基板上にネガレ
ジストを所定の厚みに塗布する工程、 ｆ 該ネガレジストが塗布されてなる基板面の反
対側の面側から、紫外線を照射し、該パターニ
ングされた金属層をマスクにし該ネガレジスト
を露光する工程、 ｇ 該露光されたネガレジストを現像する工程、 ｈ 該現像されたネガレジストをマスクにして、
露出されてなる透明導電膜をエツチングする工
程、 ｉ 該ネガレジストを除去する工程からなること
を特徴とする電気光学表示装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57118256A JPS599635A (ja) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | 電気光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57118256A JPS599635A (ja) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | 電気光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS599635A JPS599635A (ja) | 1984-01-19 |
| JPH0458008B2 true JPH0458008B2 (ja) | 1992-09-16 |
Family
ID=14732110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57118256A Granted JPS599635A (ja) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | 電気光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS599635A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60112089A (ja) * | 1983-11-22 | 1985-06-18 | 松下電器産業株式会社 | 画像表示装置およびその製造方法 |
| JPH0616506B2 (ja) * | 1984-12-26 | 1994-03-02 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 積層体の側周辺に選択的に被膜を形成する方法 |
| DE3524085A1 (de) * | 1985-07-05 | 1987-01-08 | Vdo Schindling | Fluessigkristallzelle |
| JPH0731329B2 (ja) * | 1985-07-05 | 1995-04-10 | セイコー電子工業株式会社 | 液晶表示用基板の製造方法 |
| JPH0786564B2 (ja) * | 1987-03-10 | 1995-09-20 | セイコー電子工業株式会社 | カラ−フイルタ−の製造方法 |
| KR900002964B1 (en) * | 1987-05-08 | 1990-05-03 | Korea Electronics Telecomm | Making method for adiffraiction grating |
| EP0464810B1 (en) * | 1990-07-06 | 1995-05-10 | Seiko Epson Corporation | Method for producing an element substrate for a liquid crystal display device |
| JP2772405B2 (ja) * | 1990-11-22 | 1998-07-02 | 株式会社日立製作所 | 液晶表示装置 |
| US5163220A (en) * | 1991-10-09 | 1992-11-17 | The Unites States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Method of enhancing the electrical conductivity of indium-tin-oxide electrode stripes |
-
1982
- 1982-07-07 JP JP57118256A patent/JPS599635A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS599635A (ja) | 1984-01-19 |
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