JPH06324355A - 液晶表示パネルとその製造方法 - Google Patents

液晶表示パネルとその製造方法

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JPH06324355A
JPH06324355A JP13274893A JP13274893A JPH06324355A JP H06324355 A JPH06324355 A JP H06324355A JP 13274893 A JP13274893 A JP 13274893A JP 13274893 A JP13274893 A JP 13274893A JP H06324355 A JPH06324355 A JP H06324355A
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Yuichi Kato
雄一 加藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 MIM素子を有するアクティブ方式の液晶表
示パネルの歩留りの向上と信頼性を向上させる。 【構成】 信号電極13と引き出し電極31とを絶縁体
25を介して容量結合させ、かつ容量結合領域の絶縁体
膜厚が、MIM素子領域の絶縁体膜厚より薄くする液晶
表示パネルの構造とその製造方法。 【効果】 MIM素子への入力信号が均一で、かつ安定
して供給することが可能となり、線欠陥の発生を抑えら
ることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示パネルの構造
と、その製造方法とに関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示パネルは実用化が進み、現在で
は高品位な画質が得られるアクティブマトリクス方式の
液晶表示装置が主流になりつつある。ここでアクティブ
マトリクス方式とは、画素電極である液晶表示電極ごと
に薄膜トランジスタ(TFT)や、ダイオードや、金属
−絶縁膜−金属あるいは金属−絶縁膜−透明導電体の3
層構造からなるMetal−Insulator−Me
tal(以下MIMと記載する)構造の非線形抵抗素子
をスイッチング素子として有するものである。
【0003】本発明ではスイッチング素子として、MI
M素子を有する液晶表示パネルを例に説明する。
【0004】MIM素子とは一般的にはTa−Ta2 O
5 −CrあるいはTa−Ta2 O5−酸化インジウムス
ズ(以下ITOと記載する)構造からなり、素子の非線
形な電流−電圧特性を用い直列に配した液晶層をスイッ
チングして表示を行うものである。
【0005】以下にTa−Ta2 O5 −ITO構造の非
線形抵抗素子を有する従来構造の液晶表示パネルの構造
について、図4と図5と図6とを用いて説明する。
【0006】MIM素子を有するアクティブマトリクス
方式の液晶表示パネルの構成を図4の平面図に示す。
【0007】MIM素子を形成したアクティブ基板41
と信号電極を形成した対向基板42とは、配向処理を施
した後、一定間隔を保って貼り合わせ、アクティブ基板
41と対向基板42との隙間に液晶を封入する。なお実
線43で囲まれた領域が、表示パネルの表示領域であ
る。
【0008】ドライブ回路との接続は、アクティブ基板
41と対向基板42上の、図4の斜線で示すシール領域
44の外側に形成する引き出し電極45で行う。
【0009】図5は図4の破線46部分を拡大して示す
平面図である。この図5を用いて引き出し電極とMIM
素子とを説明する。
【0010】アクティブ基板41上には、信号電極63
と画素電極67とMIM素子51と引き出し電極45と
を形成する。対向基板42には、破線で示す信号電極4
7を形成し、画素電極50と、対向基板42上の信号電
極47とは液晶を介し重なるように配置する。実線43
は表示領域を示す。
【0011】図6(a)はMIM素子を示す平面図であ
り、図6(b)は、図6(a)におけるA−B線におけ
る断面を示す断面図である。
【0012】ガラス基板61上にタンタル62をスパッ
タリング法により形成する。その後フォトエッチングに
よりパターニングし、タンタル62からなるMIM素子
の下部電極と信号電極63とを形成する。このタンタル
62の平面パターン形状は、図6(a)の実線64で示
す。
【0013】つぎに陽極酸化法によりタンタル62表面
に絶縁体65としてTa2 O5 を形成する。
【0014】つぎに透明導電体66として、ITOをス
パッタリング法により形成し、フォトエッチングにより
パターニングし、ITOからなるMIM素子の上部電極
と画素電極67とを形成する。この透明導電体66の平
面パターン形状は図6(a)の破線68で示す。
【0015】タンタル62と透明導電体66との交差領
域がMIM素子となる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】液晶表示パネルのアク
ティブ基板41の引き出し電極45と、対向基板42の
引き出し電極45にはドライブ回路が接続する。
【0017】ドライブ回路は通常半導体チップであり、
液晶表示装置の引き出し電極45と半導体チップとの接
続は、直接実装法または間接実装法により行われる。
【0018】直接実装法とは、半導体チップを導電性樹
脂を介して直接引き出し電極45上に搭載する方法であ
り、引き出し電極を形成する支持基板がガラスの場合、
チップオングラス(COG)法と呼ばれる。
【0019】このチップオングラス(COG)法は、端
子の接続ピッチ寸法の微細化とドライブ回路の基板上へ
の直搭載化により、液晶表示パネルの小型化に有効な方
法である。
【0020】一方、間接実装法とは半導体チップをフレ
キシブル−プリンテッド−サーキット(FPC)に搭載
し、FPC上に形成された接続端子を液晶表示パネルの
引き出し電極に接続する方法である。
【0021】ここで、従来技術で製造した液晶表示パネ
ルにおいて、アクティブ基板41上の引き出し電極45
と半導体チップ接続電極、またはFPC接続電極との接
続の際問題となる点について以下に説明する。
【0022】アクティブ基板41上の引き出し電極45
の構成材料は、MIM素子と画素電極の構成材料と兼用
することが工程簡略化に有効である。
【0023】MIM素子の下部電極と信号電極としては
タンタルを使用し、画素電極としてITOを用いた場
合、引き出し電極45の構造は以下(イ)〜(ホ)の5
種類の構成が可能である。
【0024】(イ) タンタル (ロ) タンタル+Ta2 O5 (ハ) ITO (ニ) タンタル+ITO (ホ) タンタル+Ta2 O5 +ITO 以下に、上記の(イ)〜(ホ)の問題点について説明す
る。
【0025】(イ)の引き出し電極45としてタンタル
を用いた場合 タンタル上に自然酸化膜であるTaOxが形成され、接
続電極との電気的接続が不安定になる。この結果、初期
またはエージング試験後、信号電極に沿って表示欠陥が
生じる。
【0026】(ロ)の引き出し電極45としてタンタル
とTa2 O5 とを用いた場合 Ta2 O5 は絶縁体のため、接続電極との良好な電気的
接続が不可能である。
【0027】(ハ)の引き出し電極45としてITOを
用いた場合 接続電極との接続は問題ないが、信号電極であるタンタ
ルとITOとの電気的接続を基板内で行う必要があり、
以下の(ニ)または(ホ)の問題が生じる。
【0028】(ニ)の引き出し電極45としてタンタル
とITOとを用いた場合 ITOの膜形成工程においてITO中の酸素がタンタル
中に拡散し、接合界面に絶縁体であるTaOxが形成さ
れ、ピンホールの発生によりタンタルとITO間の電気
的接続が不安定になる。この結果、初期またはエージン
グ試験後、信号電極に沿って表示欠陥が生じる。
【0029】(ホ)の引き出し電極45としてタンタル
とTa2 O5 とITOとを用いた場合 ITO−接続電極間の接続は良好であるが、タンタル−
ITO間には絶縁体である。Ta2 O5 が介在するため
タンタル−ITOの容量結合面積を大きくし、その容量
を液晶層の容量と比べ充分大きくする必要がある。ここ
で液晶表示パネルが小型の場合、必要量のタンタル−I
TOの容量結合面積を確保することが困難となる。
【0030】以上の問題を解決して、表示欠陥がなく、
信頼性の高い小型の液晶表示パネルの構造と、その製造
方法を提供することが、本発明の目的である。
【0031】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の液晶表示パネルの構造と、その製造方法とは下
記記載の手段を採用する。
【0032】本発明の液晶表示パネルは、金属上に絶縁
体を設け、さらに絶縁体上に金属あるいは透明導電体を
設けてなる非線形素子と、金属上に絶縁体を設けてなる
引き出し電極とを有する液晶表示パネルにあって、引き
出し電極の絶縁体の膜厚は非線形素子の絶縁体より薄い
ことを特徴とする。
【0033】本発明の液晶表示パネルの製造方法は、金
属上に絶縁体を設け、さらに絶縁体上に金属あるいは透
明導電体を設けてなる非線形素子と、金属上に絶縁体を
設けてなる引き出し電極とを有する液晶表示パネルにあ
って、絶縁体は陽極酸化法で形成することを特徴とす
る。
【0034】
【実施例】以下、本発明の実施例における液晶表示パネ
ルの構造と、その製造方法について、図面を参照しなが
ら詳細に説明する。図1(a)はMIM素子を示す平面
図であり、図1(b)は、図1(a)におけるC−D線
における断面を示す断面図である。また図2(a)はア
クティブ基板上の引き出し電極とMIM素子と画素電極
からなる表示領域を示す平面図であり、図2(b)は引
き出し電極に形成した容量結合部のE−F線における断
面である。ここで図1のほうが図2より拡大して示して
ある。以下MIM素子領域を示す図1と、引き出し電極
領域を示す図2とを交互に参照して説明する。
【0035】まずはじめに本発明の液晶表示パネルの構
造を説明する。図1に示すMIM素子の絶縁体15の膜
厚は、図2に示す引き出し電極31上の絶縁体25の膜
厚より厚くしている。
【0036】つぎに図1と図2とに示すMIM素子と、
引き出し電極とを形成するための製造方法を説明する。
【0037】図1と図2とに示すように、ガラス基板1
1,21上に、金属としてタンタル12,22をスパッ
タリング法により、膜厚250nm形成する。そして、
フォトエッチングによりパターニングし、タンタル1
2,22からなるMIM素子の下部電極と、信号電極1
3と引き出し電極31とを形成する。
【0038】このタンタル12とタンタル22との平面
パターン形状は、図1(a)の実線14と図2(a)の
実線23とにそれぞれ示す。
【0039】つぎに、MIM素子部以外のタンタル−I
TOの容量結合部となる領域に、フォトリソグラフィー
法、または印刷法によりレジストパターン24を形成す
る。レジストパターン24の平面形状は、図2(a)の
実線に示す。
【0040】つぎに、陽極酸化電圧45Vを印加する陽
極酸化処理を行い、タンタル12表面に絶縁体15とし
てTa2 O5 を、膜厚90nm形成する。
【0041】つぎに、容量結合部に形成したレジストパ
ターン24の剥離を行い、陽極酸化電圧15Vで、再度
陽極酸化を行い、引き出し電極31の結合容量部には絶
縁体25としてTa2 O5 を膜厚30nm形成する。
【0042】ここで2回目の陽極酸化電圧は、MIM素
子の絶縁体15を形成した電圧より低いため、MIM素
子の絶縁体15の膜厚は変動しない。
【0043】絶縁体25の形成した容量結合部は、図2
(a)の実線23で示す。MIM素子の絶縁体15の膜
厚は、引き出し電極31の結合容量部の絶縁体25の膜
厚より厚い。
【0044】つぎに透明導電体16,26として、IT
Oをスパッタリング法により200nmの膜厚で形成す
る。そして、フォトエッチング処理によりパターニング
し、ITOからなるMIM素子の上部電極と画素電極1
7と結合容量部の上電極27とを形成する。
【0045】この透明導電体16と透明導電体26との
平面パターン形状は、図1(a)の破線6と図2(a)
の破線28に、それぞれ示す。図2(a)の斜線29で
示す領域が結合容量部である。
【0046】図3は対向基板上の信号電極を示す平面図
であり、以下に記載の方法により製造する。
【0047】対向基板42上に透明導電体として、IT
Oをスパッタリング法により200nmの膜厚で形成
し、フォトエッチングによりパターニングし、ITOか
らなる信号電極31を形成する。
【0048】つぎに、配向処理を行ったアクティブ基板
と対向基板とを、画素電極47と対向基板上の信号電極
31が等間隔に向き合うように位置合わせを行う。その
後、表示領域の外周部を注入孔を除いてエポキシ樹脂に
よりシールする。つぎに、液晶を注入孔より注入し最後
に、注入孔をエポキシ樹脂により封孔する。
【0049】最後に、ドライブ回路である半導体チップ
の接続電極を導電性樹脂により、アクティブ電極と対向
電極の引き出し電極に接続する。
【0050】本実施例で作製した液晶表示パネルの信号
電極1ライン当たりの各パラメータと表示テストの結果
を以下に示す。
【0051】液晶層の容量 :20[PF] MIM素子の容量 :7[PF] 容量結合面積 :100000[μm2 ] 結合容量 :700[PF] 表示テストの結果 :表示欠陥無し(初期および信頼性
試験後)
【0052】ここで比較のため、結合容量部をMIM素
子部と同じ膜厚で形成したところ結合容量が1/3にな
り、表示テストの結果表示パターンに依存性したクロス
トークが発生した。
【0053】以上金属としてタンタルを用いた例で説明
したが、タンタル以外にクロム、チタン、あるいはタン
グステンも適用することができる。
【0054】さらに図2に示すレジストパターン24は
引き出し電極31より小さく形成したが、引き出し電極
31とレジストパターン24とは同じ大きさにしても良
い。
【0055】
【発明の効果】以上の説明のように、本発明の液晶表示
パネルの構造と製造方法によれば、表示欠陥がなく信頼
性の高い小型の液晶表示パネルが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における非線形素子の構造とそ
の製造方法を示す図面である。
【図2】本発明の実施例における容量結合部の構造とそ
の製造方法を示す図面である。
【図3】本発明の実施例における対向基板の構造とその
製造方法を示す平面図である。
【図4】従来例における液晶表示パネルを示す平面図で
ある。
【図5】従来例における液晶表示パネルを示す平面図で
ある。
【図6】従来例における非線形素子を示す図面である。
【符号の説明】
11 ガラス基板 12 タンタル 13 信号電極 15 絶縁体 16 透明導電体 17 画素電極 25 絶縁体 31 引き出し電極

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属上に絶縁体を設け、さらに絶縁体上
    に金属あるいは透明導電体を設けてなる非線形素子と、
    金属上に絶縁体を設けてなる引き出し電極とを有する液
    晶表示パネルにあって、引き出し電極の絶縁体の膜厚は
    非線形素子の絶縁体より薄いことを特徴とする液晶表示
    パネル。
  2. 【請求項2】 金属としてはTa、Cr、Ti、あるい
    はWで構成し、絶縁体としてはTa2 5 で構成し、透
    明導電体としては酸化インジウムスズで構成することを
    特徴とする請求項1記載の液晶表示パネル。
  3. 【請求項3】 金属上に絶縁体を設け、さらに絶縁体上
    に金属あるいは透明導電体を設けてなる非線形素子と、
    金属上に絶縁体を設けてなる引き出し電極とを有する液
    晶表示パネルにあって、絶縁体は陽極酸化法で形成する
    ことを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001075118A (ja) * 1999-09-07 2001-03-23 Seiko Epson Corp 液晶装置およびその製造方法ならびに電子機器
JP2003098543A (ja) * 2001-09-21 2003-04-03 Seiko Epson Corp 電気光学パネル、その製造方法および電子機器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001075118A (ja) * 1999-09-07 2001-03-23 Seiko Epson Corp 液晶装置およびその製造方法ならびに電子機器
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