JPH0458227A - スイッチング用非線形抵抗素子の製造方法 - 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、液晶表示装置等に用いるスイッチング用非線
形抵抗素子に関している。

［従来の技術］ 現在液晶テレビの画像表示方法は大別して単純マトリク
ス方式とアクティブマトリクス方式がある。単純マトリ
クス方式は互いにその方向が直角をなすように設けられ
た２組の帯状電極群間に液晶をはさんだもので、これら
の帯状電極のそれぞれ駆動回路が接続される。この方式
は構造が簡単なため低価格のシステムが実現できるが、
クロストークによりコントラストが低いという問題があ
る。これに比較してアクティブマトリクス方式は各画素
ごとにスイッチを設は電圧を保持するもので、時分割駆
動しても選択時の電圧を維持できるので表示容量を増や
せ、コントラストなど画質に関する特性が良い半面、構
造が複雑で製造コストが高いことが欠点である。

たとえばＴＰＴ　（Ｔｈｉｎ　　ＦｉｌｍＴｒａｎｓｉ
ｓｔｏｒ）は５枚以上（７）７ｔトマスクを使って５〜
６層の薄層を重ねるため、歩留りを上げることが難しい
。そこで最近アクティブ素子のなかでも歩留りが上げら
れる低製造コストの２端子素子が注目されている。代表
的な２端子素子はＭＩＭ　（Ｍｅｔａｌ　　Ｉｎｓｕｌ
ａｔｏｒＭｅｔａｌ）である。

従来素子絶縁膜には下電極を陽極酸化したＴａＯｘを用
いていたが、その比誘電率は２６程度であるため、一般
的な素子形状５μｍｘ４μｍ、陽極酸化膜厚が６０ＯＡ
の条件では素子キャパシタンスがＱ、１ｐＦ”になり、
一般的な画素部分（２００μｍｘ２００μｍ）の液晶キ
ャパシタンスの１／３程度と大きなものとなっていた。

しかしこれでは液晶パネルに電圧を印加した際液晶と素
子の容量比が３程度であるため、ＭＩＭ素子に十分に電
圧がかからずスイッチング特性が悪くなり、その結果パ
ネル表示品質もＴＰＴパネルより劣るという問題点を有
していた。

そこで、この問題を解決するために、ＭＩＭの工（イン
シュレーター）部に、有機電解重合法による有機絶縁膜
を用い、スイッチング特性の改善を行った（特願平１−
８５３７４）。一般に有機絶縁膜の非誘電率は１０以下
であり、十分に特性改善が可能である。

しかし、従来の有機ＭＩＭ素子の構造は、第２図に示す
ようにフォトリソ法によりバターニングされた透明導電
膜２上に有機絶縁膜３を電解重合法により形成し、その
上からさらに透明導電膜４を形成していたために、第３
面（ａ）のように、有機絶縁膜３が透明導電膜２の全面
に形成されなかった場合に、透明導電膜２と上側の透明
導電膜４がショートしてしまい（同図中斜線部７）、Ｍ
ＩＭ素子が形成されないという問題があった。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の有機電解重合膜を絶縁膜に用いたＭＩＭ素子の製
造方法は、透明基板１上にバターニングされた透明導電
膜２の上に電解重合法により有機絶縁膜を形成すること
により、第２図のような構造をもつ。しかしながら、こ
こで有機絶縁膜３が、バターニングされた透明導電膜２
上に全面に形成されなかった場合、上下の透明導電膜２
と４がショートして、ＭＩＭ素子が形成されないという
問題点を有していた。

本発明の目的は、この問題を解決するものであり、すな
わち透明基板１上にバターニングした透明導電体２の全
面に、十分に有機絶縁膜３が形成されなかった場合でも
、上下の透明導電体がショートすることを防ぎ、安定し
たスイッチング用非線形抵抗素子の製造方法を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明のスイッチング用非線形抵抗素子の製造方法は、 一方の導電性の高い電極基板に所定のパターンをもった
電極を形成し、該電極上に絶縁性の高い有機電解重合膜
を電解重合法により成膜し、該電極材料と同じか、ある
いは興なる導電体を、前記有機電解重合腰上に形成し、
所定のパターンをバターニングすることにより、導電体
／絶縁体／導電体という構造のスイッチング用非線形抵
抗素子を形成するという製造方法において、該スイッチ
ング素子の絶縁体となる有機電解重合膜を形成するコン
タクトホールを絶縁性の透明樹脂を用いて形成し、かつ
該コンタクトホールを、逆テーパー形状に形成すること
を特徴とする。

次に本発明を行程を追って説明する。

■　透明な基板上に導電体となる物質を形成する。

導電体としては、Ａｕ、　　Ａｇ、　　Ｃｕ、　　Ｎｉ
、　　Ｃｒ。

Ｔａ、ＩｎｚＯｉ、ＳｎＯ２，ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴ
ｉｎ　　０ｘｉｄｅ）等の透明導電膜等あるいは、半導
体であってよい。

成膜方法としては、スパッタ、蒸着；　　ＣＶＤ、メツ
キ等の手段を用いる。　（第１図　（ａ））■　次に、
この導電体２上に絶縁性の透明樹脂５を用いて、有機絶
縁膜のコンタクトホールを形成する。　　絶縁性の透明
樹脂材料としては、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂
、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニル樹脂、
ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、アセテート樹脂、フ
ェノキシ樹脂等がある。この絶縁性透明樹脂を、基板上
に全面にコーティングする。コーティングの方法は、ス
ピンコーター　フレキソ印刷等、均一かつ平滑な樹脂面
が形成されるものであればよい。

（第１図　（ｂ）） ■　つぎに、この絶縁性の透明樹脂５に、有機絶縁膜を
形成するためのコンタクトホールを、逆テーパー形状に
形成する方法について述べる。

■で形成した絶縁性透明樹脂上にレジスト６を塗布し、
フォトリソ法を用いてパターニングを行う。第１図　（
Ｃ）のような構造に３いて、露光後レジスト現像により
、レジスト６がパターニングされ、その後溶剤を用いて
透明樹脂５を溶かすことにより、樹脂５は第１図　（ｄ
）のように逆テーパー状に形成できる。この場合の溶剤
とは、透明樹脂５を溶かし出すものであればなんでもよ
い。この後レジストを剥離すると、第１図　（ｅｌのよ
うな逆テーパー形状をしたコンタクトホールが形成でき
る。

■　このコンタクトホール内に有機絶縁膜を電解重合法
により形成する。この形成方法を次に示す。

電解重合液は、少なくとも重合しようとするモノマーを
含んだ水酸化アルカリ水溶液、あるいは水酸化アルカリ
を含んだ塩基性アルコール水溶液、でなければならない
。さらに必要な場合はｐＨ緩衝溶液などを加える。モノ
マーとしては、ビロール、あるいはとロール誘導体、フ
ェノール、あるいはフェノール誘導体、のうち少なくと
も１種類を使用するものであればよい 溶媒としては、　ＮａＯＨ，ＫＯＨ，Ｌｉ０Ｈ１等の水
酸化アルカリを含んだ水酸化アルカリ水溶液、あるいは
水酸化アルカリを含んだ塩基性アルコール溶液であれば
よい。アルカリ溶液のｐＨは１０以上であれば良いが、
望ましくは１０〜１３が良い。

有機物を重合させるための電解モードには、電位走引電
解法、定電位電解法、定電流電解法、交流電解法がある
が、本発明は特に限定はない。

■　このようにして得られた有機絶縁体上に、スパッタ
、蒸着、ＣＶＤ、等の手段により所定のパターニングを
持つ金属膜、たとえば、Ａｕ、Ａｇ。

Ｃｕ、　　Ｐｔ、　　Ｎｉ、　　Ｃｏ、　　Ｃｒ、　　
Ｆｅ、　　Ｔａ。

Ｔ１、等や、金属酸化物、たとえば、ＳｎＯ２゜Ｉ　ｎ
２０３．ＺｎＯ，ＣｄＯ，ＺｎＳ、ＣｄＳ。

Ｃｄ　Ｓ　ｎ　０４等をベースとした化合物を形成する
ことにより、第３図　（ｂｌのような導電体／絶縁体／
導電体の構造をした非線形抵抗素子（２１１１１１ｉ子
素子）が形成される。

［実施例］ ガラス基板上に、スパッタによりＩＴＯ膜を１５０ＯＡ
形成した。この基板上に絶縁性透明樹脂としてアクリル
系樹脂を約１μｍ形成し、これに直径５０μｍの大きさ
の逆テーパー形状のパターンを形成した。

電解重合液として、 ２．６ジメチルフエノール０．０５ｍｏｌ／１水酸化ナ
トリウム　　　　０．０５ｍ○１／１の水溶液を調整し
た。対極として白金板を用い、参照極としては、銀塩化
銀電極を用い、この中に上記ＩＴＯ付きガラス基板を浸
漬し、定電位＋１゜６ｖで３０分間電解重合を行いポリ
メチルフェノール膜を約８００ＯＡ形成した。この後、
Ｈ２Ｏとエタノールで洗浄したのち、Ａｒガスにより緩
やかに乾燥した。さらにスパッタによりＩＴ○を５００
Ａの厚さで形成したものを素子として、■−■特性を測
定した結果、十分かつ安定したスイッチング特性が得ら
れることがゎがった。

［発明の効果］ 以上の実施例かられかるように、本発明の液晶表示装置
のスイッチング用非線形抵抗素子の製造方法は、従来有
機絶縁膜が十分形成されなかった場合における上下透明
導電体どうしのショートを防ぐことができるという、安
定した製造方法が得られた。またこの製造方法によると
有機絶縁膜を厚膜化した場合においても安定したスイッ
チング用非線形抵抗素子が製造できることがわかった。

５、絶縁性透明樹脂 ６、レジスト ７、電解重合膜未形成部 （ショートり

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明のスイッチング用非線形
抵抗素子の製造プロセスにおける断面図。 第２図は従来法により作成した本発明のスイッチング用
非線形抵抗素子の断面図。 第３図（ａ）は従来のスイッチング用非線形抵抗素子を
作成した場合に起こるショートによる不良例の断面図。 第３図（ｂ）は本発明のスイッチング用非線形抵抗素子
の断面図。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　一方の導電性の高い電極基板に所定のパターンをもっ
   た電極を形成し、該電極上に絶縁性の高い有機電解重合
   膜を電解重合法により成膜し、該電極材料と同じか、あ
   るいは異なる導電体を、前記有機電解重合膜上に形成し
   、所定のパターンをパターニングすることにより、導電
   体／絶縁体／導電体という構造のスイッチング用非線形
   抵抗素子を形成するという製造方法において、該スイッ
   チング素子の絶縁体となる有機電解重合膜を形成するコ
   ンタクトホールを絶縁性の透明樹脂を用いて形成し、か
   つ該コンタクトホールを、逆テーパー形状に形成するこ
   とを特徴とする、スイッチング用非線形抵抗素子の製造
   方法。