JPH07140491A - Liquid crystal display device and its production - Google Patents

Liquid crystal display device and its production

Info

Publication number
JPH07140491A
JPH07140491A JP15870894A JP15870894A JPH07140491A JP H07140491 A JPH07140491 A JP H07140491A JP 15870894 A JP15870894 A JP 15870894A JP 15870894 A JP15870894 A JP 15870894A JP H07140491 A JPH07140491 A JP H07140491A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
electrode
insulator
upper electrode
display device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP15870894A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takanori Hirai
孝典 平井
Hirotsugu Abe
裕嗣 安倍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Development and Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Electronic Engineering Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP15870894A priority Critical patent/JPH07140491A/en
Publication of JPH07140491A publication Critical patent/JPH07140491A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a liquid crystal display device which does not deteriorate current-voltage characteristics by lessening the application of a photoetching method necessary for formation of nonlinear resistance elements. CONSTITUTION:This liquid crystal display device is constituted by disposing plural pixel display electrodes 7, the plural nonlinear resistance elements 13 consisting of MIM elements having a lower electrode-insulator-upper electrode structure electrically connected respectively to the plural pixel display electrodes 7 and wiring electrodes connecting these plural nonlinear resistance elements 13 on one of substrates facing each other via a liquid crystal compsn. These nonlinear resistance elements 13 are formed of the structure obtd. by diffusing the metal different from the metal of the upper electrodes 12 near the surface of the insulator 4 of the upper electrode 12 side.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、スイッチング素子と
して、下部電極−絶縁体−上部電極構造のMIM素子ま
たはこのMIM素子の直列構造からなる非線形抵抗素子
を有する液晶表示装置及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device having a MIM element having a lower electrode-insulator-upper electrode structure or a non-linear resistance element having a series structure of the MIM elements as a switching element, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、液晶表示装置は、パーソナル・コ
ンピューター、ワードプロセッサー、さらにはOA機
器、TV用画像表示などの大容量情報表示に用いられる
ようになり、これらの用途に対応して、より高画質の表
示が求められている。
2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal display devices have come to be used for displaying large-capacity information such as personal computers, word processors, OA equipment, and image displays for TVs. Display of image quality is required.

【0003】この大容量情報表示用の液晶表示装置とし
ては、一般に相対向する一対の基板にそれぞれ所定ピッ
チで形成された行及び列の配線電極を互いに直交するよ
うに対向させて、これら行及び列の配線電極で区画され
る領域を1画素とし、これら基板間にネマチック型など
の液晶組成物を挟持させたマトリックス型の液晶表示装
置が用いられている。なかでもTV画像表示やグラフィ
ックディスプレイなどを指向した大容量高精細情報表示
の液晶表示装置としては、クロストークのない高いコン
トラストが得られるように、各画素の駆動及び制御手段
として、画素ごとにスイッチング素子の配置されたアク
ティブマトリックス型液晶表示装置が実用化されてい
る。
In this liquid crystal display device for displaying large-capacity information, generally, wiring electrodes in rows and columns formed at a predetermined pitch on a pair of substrates facing each other are made to face each other so as to be orthogonal to each other. A matrix-type liquid crystal display device is used in which a region defined by wiring electrodes in columns is one pixel, and a nematic liquid crystal composition is sandwiched between these substrates. In particular, as a liquid crystal display device for large-capacity, high-definition information display, which is intended for TV image display, graphic display, etc., switching is performed for each pixel as driving and control means for each pixel so that high contrast without crosstalk can be obtained. An active matrix type liquid crystal display device in which elements are arranged has been put to practical use.

【0004】そのスイッチング素子として、3端子型の
薄膜トランジスタと、下部電極−絶縁体−上部電極構造
のMIM素子からなる2端子型の非線形抵抗素子とがあ
る。このうち、MIM素子からなる2端子型の非線形抵
抗素子は、3端子型の薄膜トランジスタと比較して構造
が簡単であり、製造工程が少なく、製造歩留の向上、製
造コストの低減が期待できる。
As the switching element, there are a three-terminal type thin film transistor and a two-terminal type non-linear resistance element composed of a lower electrode-insulator-upper electrode structure MIM element. Among them, the two-terminal type non-linear resistance element made of the MIM element has a simpler structure than the three-terminal type thin film transistor, has fewer manufacturing steps, and can be expected to improve the manufacturing yield and reduce the manufacturing cost.

【0005】図10にこのようなアクティブマトリック
ス型液晶表示装置の一方の基板(アレイ基板)のMIM
素子(単一のMIM素子)からなる非線形抵抗素子を含
む1画素部分の構造を示す。この1画素部分の構造を図
11に示す製造工程にしたがって説明する。この図11
の(b)乃至(g)図は、(a)図のフローチャートの
主要工程を示したものである。
FIG. 10 shows an MIM of one substrate (array substrate) of such an active matrix type liquid crystal display device.
The structure of one pixel portion including a non-linear resistance element composed of an element (single MIM element) is shown. The structure of this one pixel portion will be described according to the manufacturing process shown in FIG. This FIG.
(B) to (g) of FIG. 10 show the main steps of the flowchart of FIG.

【0006】まずスパッタリング法や真空蒸着法の薄膜
形成法により、ガラスからなる一方の基板1にTa膜を
成膜し、写真蝕刻法(1stPEP)によりMIM素子
の下部電極2と、行または列の配線電極(図示せず)
と、これら下部電極2及び配線電極を陽極酸化するため
の配線3を形成する(図11(b))。つぎにたとえば
クエン酸水溶液を用いた陽極酸化法により下部電極2及
び配線電極のTa膜を化成して、下部電極2上にTa酸
化膜からなる絶縁体4を形成するとともに、配線電極上
にTa酸化膜を形成する(図11(c))。つぎに写真
蝕刻法(2ndPEP)により配線3及びその上のTa
酸化膜を除去する(図11(d))。さらに通常の薄膜
形成法及び写真蝕刻法(3rdPEP)により、絶縁体
4上にCr膜からなるMIM素子の上部電極5を形成し
てMIM素子からなる非線形抵抗素子6を完成する(図
11(e))。その後、このMIM素子の上部金属5に
接続された透明導電膜を成膜し(図11(f))、この
透明導電膜を写真蝕刻法(4thPEP)により加工し
て画素表示電極7を形成する(図11(g))。
First, a Ta film is formed on one substrate 1 made of glass by a thin film forming method such as a sputtering method or a vacuum deposition method, and a Ta or a lower electrode 2 of a MIM element and a row or a column are formed by a photo-etching method (1st PEP). Wiring electrode (not shown)
Then, the wiring 3 for anodizing the lower electrode 2 and the wiring electrode is formed (FIG. 11B). Next, the Ta film of the lower electrode 2 and the wiring electrode is formed by, for example, the anodic oxidation method using an aqueous solution of citric acid to form the insulator 4 made of the Ta oxide film on the lower electrode 2 and the Ta film on the wiring electrode. An oxide film is formed (FIG. 11C). Next, the wiring 3 and Ta on the wiring 3 are formed by photolithography (2nd PEP).
The oxide film is removed (FIG. 11 (d)). Further, the upper electrode 5 of the MIM element made of the Cr film is formed on the insulator 4 by the usual thin film forming method and the photo-etching method (3rd PEP) to complete the nonlinear resistance element 6 made of the MIM element (FIG. 11 (e). )). After that, a transparent conductive film connected to the upper metal 5 of this MIM element is formed (FIG. 11F), and this transparent conductive film is processed by photoetching (4th PEP) to form the pixel display electrode 7. (FIG. 11 (g)).

【0007】このようなMIM素子からなる非線形抵抗
素子の基本的な製造技術は、特開昭55−161273
号公報に示されており、またその改良技術が特開昭58
−178320号公報に示されている。
The basic manufacturing technique of the non-linear resistance element composed of such an MIM element is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 55-161273.
Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 58-58
-178320.

【0008】上記MIM素子からなる非線形抵抗素子の
基本的な製造技術によれば、その製造に写真蝕刻法を3
回(1stPEP〜3rdPEP)適用する必要があ
る。その写真蝕刻法は、薄膜を成膜したのち、フォトレ
ジストの塗布形成→マスクパターンの露光焼付け→現像
→エッチング→フォトレジストの除去→クリーニングと
多くの工程を要する。したがってアクティブマトリック
ス型液晶表示装置は、写真蝕刻法による製造工程数を少
なくするほど製造歩留が向上し、製造コストを低くする
ことができる。
According to the basic manufacturing technique of the non-linear resistance element composed of the above MIM element, the photo-etching method is used for the manufacture.
It is necessary to apply once (1st PEP to 3rd PEP). The photo-etching method requires many steps of forming a thin film and then applying a photoresist, exposing and baking a mask pattern, developing, etching, removing a photoresist, and cleaning. Therefore, in the active matrix liquid crystal display device, the manufacturing yield is improved and the manufacturing cost can be reduced as the number of manufacturing steps by the photoetching method is reduced.

【0009】このような観点から、MIM素子からなる
非線形抵抗素子の上部電極をCr膜で形成する代わり
に、画素表示電極の透明導電膜を絶縁体上に直接成膜し
て上部電極とすることにより、写真蝕刻の工程数を2回
に減らす技術が知られている。
From this point of view, instead of forming the upper electrode of the non-linear resistance element made of the MIM element with the Cr film, the transparent conductive film of the pixel display electrode is directly formed on the insulator to form the upper electrode. There is known a technique for reducing the number of photo-etching processes to two.

【0010】ところで、一般にマトリックス型液晶表示
装置の動作は、交流駆動によりおこなわれる。したがっ
てアクティブマトリックス型液晶表示装置に用いられる
MIM素子からなる非線形抵抗素子としては、双方向ダ
イオード特性を有し、その電流−電圧特性の正電圧と負
電圧の対称性が液晶表示装置の駆動、さらには表示画像
の品位に大きな影響を及ぼす。
By the way, generally, the operation of the matrix type liquid crystal display device is performed by AC driving. Therefore, a non-linear resistance element composed of an MIM element used in an active matrix type liquid crystal display device has a bidirectional diode characteristic, and the symmetry between the positive voltage and the negative voltage of the current-voltage characteristic drives the liquid crystal display device. Greatly affects the quality of the displayed image.

【0011】図12に、MIM素子からなる非線形抵抗
素子の上部電極として、Cr,Ti,Al,Ta,Mo
−Ta合金などを用いた場合の電流−電圧特性(V−I
特性)を曲線9a 〜9e で示す。これら曲線9a 〜9e
から明らかなように上部電極として上記各金属を用いる
場合は、いずれの場合も電流−電圧特性は対称性を示
し、液晶表示装置を正常に駆動し、表示画像に影響を及
ぼさない。しかし上部電極として画素表示電極の形成に
用いられるITO(Indium Tin Oxide)からなる透明導
電膜を絶縁体に直接成膜すると、図13に曲線9f で示
すように、非線形抵抗素子の電流−電圧特性の正電圧と
負電圧とが非対称となり、液晶表示装置を正常に駆動す
ることができず、表示画像の品位をいちじるしく劣化さ
せる。
In FIG. 12, Cr, Ti, Al, Ta and Mo are used as the upper electrodes of the non-linear resistance element composed of the MIM element.
-Current-voltage characteristics (VI) when using a Ta alloy or the like
Characteristics) are shown by curves 9a to 9e. These curves 9a-9e
As is clear from the above, when each of the above metals is used as the upper electrode, the current-voltage characteristics exhibit symmetry in any case, the liquid crystal display device is normally driven, and the displayed image is not affected. However, when a transparent conductive film made of ITO (Indium Tin Oxide) used for forming the pixel display electrode as the upper electrode is directly formed on the insulator, the current-voltage characteristics of the non-linear resistance element are as shown by the curve 9f in FIG. Since the positive voltage and the negative voltage are asymmetrical, the liquid crystal display device cannot be normally driven, and the quality of the displayed image is significantly deteriorated.

【0012】一方、MIM素子からなる非線形抵抗素子
の電流−電圧特性の対称性を補償するために、図14に
示すように、一対のMIM素子を直列に接続した構造の
非線形抵抗素子6が知られている。この直列構造の非線
形抵抗素子6は、図10及び図11に示した単一のMI
M素子からなる非線形抵抗素子と同様に、スパッタリン
グ法や真空蒸着法の薄膜形成法によりガラスからなる一
方の基板1にTa膜を成膜し、写真蝕刻法(1stPE
P)によりMIM素子の下部金属2と、行または列の配
線電極と、これら下部電極2及び配線電極を陽極酸化す
るための配線を形成する。つぎにたとえばクエン酸水溶
液を用いた陽極酸化法により下部電極2上にTa酸化膜
からなる絶縁体4を形成するとともに配線電極上にTa
酸化膜を形成したのち、写真蝕刻法(2ndPEP)に
より陽極酸化に用いた配線を除去する。さらに通常の薄
膜形成法及び写真蝕刻法(3rdPEP)により、絶縁
体4上にCr膜からなるMIM素子の上部電極5を形成
してMIM素子からなる非線形抵抗素子6を完成する。
その後、上部電極5に接続された透明導電膜を成膜し、
写真蝕刻法(4thPEP)により加工して画素表示電
極7を形成する。
On the other hand, in order to compensate the symmetry of the current-voltage characteristics of the non-linear resistance element composed of MIM elements, a non-linear resistance element 6 having a structure in which a pair of MIM elements are connected in series is known as shown in FIG. Has been. The series-structured non-linear resistance element 6 is a single MI shown in FIGS.
Similar to the non-linear resistance element composed of the M element, a Ta film is formed on one substrate 1 made of glass by a thin film forming method such as a sputtering method or a vacuum deposition method, and the Ta film is formed by a photo-etching method (1stPE
P) forms the lower metal 2 of the MIM element, the wiring electrodes in rows or columns, and the wiring for anodizing these lower electrodes 2 and the wiring electrodes. Next, the insulator 4 made of a Ta oxide film is formed on the lower electrode 2 by an anodic oxidation method using an aqueous solution of citric acid, and Ta is formed on the wiring electrode.
After forming the oxide film, the wiring used for the anodic oxidation is removed by the photo-etching method (2nd PEP). Further, the upper electrode 5 of the MIM element made of the Cr film is formed on the insulator 4 by the usual thin film forming method and the photo-etching method (3rd PEP) to complete the nonlinear resistance element 6 made of the MIM element.
After that, a transparent conductive film connected to the upper electrode 5 is formed,
The pixel display electrode 7 is formed by processing by photolithography (4th PEP).

【0013】このようなMIM素子の直列構造からなる
非線形抵抗素子6は、電流−電圧特性の対称性の補償に
ついてはきわめて有効であるが、図11に示した単一の
MIM素子からなる非線形抵抗素子と同様に、MIM素
子の形成に3回の写真蝕刻をを要し、所要の基板形成に
4回(1stPEP〜4thPEP)の写真蝕刻が必要
となり、製造歩留り、製造コストが問題となる。
The nonlinear resistance element 6 having such a series structure of MIM elements is extremely effective for compensating the symmetry of the current-voltage characteristic, but the nonlinear resistance element made of a single MIM element shown in FIG. Similar to the device, three times of photo-etching are required to form the MIM device, and four times (1st PEP to 4th PEP) of photo-etching are required to form the required substrate, resulting in problems of manufacturing yield and manufacturing cost.

【0014】またこのMIM素子の直列構造からなる非
線形抵抗素子についても、一方のMIM素子の上部電極
を画素表示電極の形成に用いられるITOからなる透明
導電膜を絶縁体に直接成膜して形成したとすると、非線
形抵抗素子の電流−電圧特性が、図15に曲線9g で示
すように、非線形性が失われ、液晶表示装置を正常に駆
動することができず、表示画像の品位をいちじるしく劣
化させる。
Also in this non-linear resistance element having a serial structure of MIM elements, the upper electrode of one MIM element is formed by directly forming a transparent conductive film made of ITO used for forming a pixel display electrode on an insulator. If so, the current-voltage characteristic of the non-linear resistance element loses its non-linearity as shown by the curve 9g in FIG. 15, the liquid crystal display device cannot be driven normally, and the quality of the displayed image is significantly deteriorated. Let

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】前述のように、単一な
MIM素子からなる非線形抵抗素子は、その形成に写真
蝕刻法を3回適用する必要がある。その写真蝕刻法は、
多くの工程を必要とするため、この写真蝕刻法による製
造工程数を少なくするほど、製造歩留の向上、製造コス
トの低減が期待できる。このような観点から、MIM素
子からなる非線形抵抗素子の上部電極をCrなどの金属
で形成する代わりに、画素表示電極の透明導電膜を絶縁
体に直接成膜して、写真蝕刻法による製造工程数を2回
に減らす技術が知られている。
As described above, the non-linear resistance element composed of a single MIM element requires the photolithography method to be applied three times to form it. The photo-etching method is
Since many steps are required, it is expected that as the number of manufacturing steps by this photo-etching method is reduced, the manufacturing yield is improved and the manufacturing cost is reduced. From this point of view, instead of forming the upper electrode of the non-linear resistance element composed of the MIM element with a metal such as Cr, the transparent conductive film of the pixel display electrode is directly formed on the insulator, and the manufacturing process by the photo-etching method is performed. A technique for reducing the number to two is known.

【0016】ところが、MIM素子からなる非線形抵抗
素子を用いた液晶表示装置は、非線形抵抗素子の双方向
ダイオード特性を利用し、交流駆動により液晶を動作さ
せるので、その電流−電圧特性の正電圧と負電圧の対称
性が液晶表示装置の駆動、さらには表示画像の品質に大
きな影響を及ぼす。その非線形抵抗素子の上部電極とし
てCr,Ti,Al,Ta,Mo−Ta合金などを用い
た場合は、いずれの場合も、電流−電圧特性の対称性が
得られ、液晶表示装置を正常に駆動し、表示画像の品位
に影響を及ぼさない。しかし上部電極として画素表示電
極の形成に用いられるITOからなる透明導電膜を絶縁
体に直接成膜して形成すると、非線形抵抗素子の電流−
電圧特性が正電圧と負電圧とで非対称となり、液晶表示
装置の正常な駆動が得られず、表示画像の品位をいちじ
るしく劣化させるという問題がある。
However, the liquid crystal display device using the non-linear resistance element composed of the MIM element utilizes the bidirectional diode characteristic of the non-linear resistance element and operates the liquid crystal by AC driving, so that the positive voltage of the current-voltage characteristic is obtained. The symmetry of the negative voltage has a great influence on the driving of the liquid crystal display device and further on the quality of the displayed image. When Cr, Ti, Al, Ta, or Mo-Ta alloy is used as the upper electrode of the non-linear resistance element, the symmetry of current-voltage characteristics is obtained in any case, and the liquid crystal display device is normally driven. However, it does not affect the quality of the displayed image. However, when a transparent conductive film made of ITO used for forming the pixel display electrode is formed as an upper electrode by directly forming a film on the insulator, the current of the non-linear resistance element-
There is a problem that the voltage characteristics become asymmetric between positive voltage and negative voltage, normal driving of the liquid crystal display device cannot be obtained, and the quality of the displayed image is significantly deteriorated.

【0017】一方、非線形抵抗素子をMIM素子の直列
構造とすると、MIM素子からなる非線形抵抗素子の電
流−電圧特性の対称性を補償できることが知られてい
る。しかしこのようにMIM素子の直列構造としても、
所要の基板の形成に4回の写真蝕刻が必要となり、製造
歩留の向上、製造コストの低減が困難となる。またこの
MIM素子の直列構造からなる非線形抵抗素子について
も、一方のMIM素子の上部電極を画素表示電極の形成
に用いられるITOからなる透明導電膜を絶縁体に直接
成膜して形成したとすると、非線形抵抗素子の電流−電
圧特性の非線形性が失われ、液晶表示装置の正常に駆動
することができず、表示画像の品位をいちじるしく劣化
させるという問題がある。
On the other hand, it is known that if the non-linear resistance element has a series structure of MIM elements, the symmetry of the current-voltage characteristics of the non-linear resistance element composed of the MIM elements can be compensated. However, even if the MIM elements are connected in series like this,
Photolithography is required four times to form a required substrate, which makes it difficult to improve the manufacturing yield and reduce the manufacturing cost. Also, regarding the non-linear resistance element having the series structure of the MIM elements, it is assumed that the upper electrode of one of the MIM elements is formed by directly forming the transparent conductive film made of ITO used for forming the pixel display electrode on the insulator. However, there is a problem that the non-linearity of the current-voltage characteristic of the non-linear resistance element is lost, the liquid crystal display device cannot be normally driven, and the quality of the displayed image is significantly deteriorated.

【0018】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたものであり、MIM素子からなる非線形抵抗素
子またはMIM素子の直列構造からなる非線形抵抗素子
の形成に必要な写真蝕刻法の回数を減らし、かつ非線形
抵抗素子の電流−電圧特性の対称性や非線形性を劣化さ
せるない液晶表示装置を構成すること、及びその製造方
法を得ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and determines the number of times of the photo-etching method necessary for forming a non-linear resistance element composed of an MIM element or a non-linear resistance element composed of a series structure of MIM elements. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device which is reduced and does not deteriorate the symmetry and non-linearity of the current-voltage characteristics of a non-linear resistance element, and to obtain a manufacturing method thereof.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】液晶組成物を介して相対
向する基板の一方に、複数の画素表示電極と、この複数
の画素表示電極の各々に電気的に接続された下部電極−
絶縁体−上部電極構造のMIM素子からなる複数の非線
形抵抗素子と、この複数の非線形抵抗素子を接続する配
線電極とが設けられてなる液晶表示装置において、その
非線形抵抗素子を、絶縁体の上部電極側の表面近傍に上
部金属とは異なる金属が拡散している構造とした。
A plurality of pixel display electrodes are provided on one of substrates facing each other through a liquid crystal composition, and a lower electrode electrically connected to each of the plurality of pixel display electrodes.
In a liquid crystal display device provided with a plurality of non-linear resistance elements composed of MIM elements having an insulator-upper electrode structure and wiring electrodes connecting the plurality of non-linear resistance elements, the non-linear resistance elements are provided above the insulator. A metal different from the upper metal was diffused in the vicinity of the surface on the electrode side.

【0020】また、液晶組成物を介して相対向する基板
の一方に、複数の画素表示電極と、この複数の画素表示
電極の各々に電気的に接続された下部電極−絶縁体−上
部電極構造のMIM素子の直列構造からなる複数の非線
形抵抗素子と、この複数の非線形抵抗素子を接続する配
線電極とが設けられてなる液晶表示装置において、その
非線形抵抗素子を、絶縁体の上部電極側の表面近傍に電
流−電圧特性が非線形性かつ対称となる金属が拡散して
いる構造とした。
Further, a plurality of pixel display electrodes are provided on one of the substrates facing each other with the liquid crystal composition interposed therebetween, and a lower electrode-insulator-upper electrode structure electrically connected to each of the plurality of pixel display electrodes. In a liquid crystal display device provided with a plurality of non-linear resistance elements having a series structure of MIM elements and wiring electrodes connecting the plurality of non-linear resistance elements, the non-linear resistance elements are provided on the upper electrode side of the insulator. The structure is such that a metal having a current-voltage characteristic that is non-linear and symmetrical is diffused near the surface.

【0021】さらに、そのMIM素子からなる複数の非
線形抵抗素子またはMIM素子の直列構造からなる複数
の非線形抵抗素子を、下部電極をTaとし、その非線形
抵抗素子の上部電極側の表面近傍に拡散される金属をC
r,Ti,Al,Ta,Mo−Ta合金の少なくとも1
種とした。
Further, a plurality of nonlinear resistance elements made of the MIM element or a plurality of nonlinear resistance elements made of a serial structure of MIM elements are diffused in the vicinity of the surface of the nonlinear resistance element on the side of the upper electrode with Ta as the lower electrode. C metal
At least 1 of r, Ti, Al, Ta, Mo-Ta alloy
Seeded

【0022】また、液晶組成物を介して相対向する基板
の一方に、複数の画素表示電極と、この複数の画素表示
電極の各々に電気的に接続された下部電極−絶縁体−上
部電極構造のMIM素子またはこのMIM素子の直列構
造からなる複数の非線形抵抗素子と、この複数の非線形
抵抗素子を接続する配線電極とが設けられてなる液晶表
示装置の製造方法において、非線形抵抗素子の下部電極
を形成する工程と、この下部電極上に絶縁体を形成する
工程と、この絶縁体上に上部電極とは異なる金属膜を形
成してこの金属膜の金属を絶縁体の上部電極側の表面近
傍に拡散させたのちこの金属膜を除去する工程と、この
金属膜を除去したのち絶縁体上に上部電極を形成する工
程とにより、非線形抵抗素子を形成した。
A plurality of pixel display electrodes are provided on one of the substrates facing each other with the liquid crystal composition interposed therebetween, and a lower electrode-insulator-upper electrode structure electrically connected to each of the plurality of pixel display electrodes. In the method of manufacturing a liquid crystal display device, the lower electrode of the non-linear resistance element, comprising: a plurality of non-linear resistance elements having the MIM element or a series structure of the MIM elements; and wiring electrodes connecting the plurality of non-linear resistance elements. And a step of forming an insulator on the lower electrode, and forming a metal film different from that of the upper electrode on the insulator and forming a metal of the metal film near the surface of the insulator on the side of the upper electrode. A non-linear resistance element was formed by the steps of removing the metal film after being diffused into and the step of forming the upper electrode on the insulator after removing the metal film.

【0023】さらに、液晶組成物を介して相対向する基
板の一方に、複数の画素表示電極と、この複数の画素表
示電極の各々に電気的に接続された下部電極−絶縁体−
上部電極構造のMIM素子の直列構造からなる複数の非
線形抵抗素子と、この複数の非線形抵抗素子を接続する
配線電極とが設けられてなる液晶表示装置において、そ
の非線形抵抗素子の絶縁体の上部電極側の表面近傍に電
流−電圧特性が非線形性かつ対称となる金属が拡散さ
れ、かつこの金属の膜が画素表示電極の形成部分及び配
線電極の形成部分にこれら画素表示電極及び配線電極と
それぞれ同一形状に設けた。
Further, a plurality of pixel display electrodes are provided on one of the substrates facing each other with the liquid crystal composition interposed therebetween, and a lower electrode electrically connected to each of the plurality of pixel display electrodes-insulator-.
In a liquid crystal display device provided with a plurality of nonlinear resistance elements having a series structure of MIM elements having an upper electrode structure and wiring electrodes connecting the plurality of nonlinear resistance elements, an upper electrode of an insulator of the nonlinear resistance element A metal whose current-voltage characteristics are non-linear and symmetrical is diffused in the vicinity of the side surface, and a film of this metal is the same as the pixel display electrode and the wiring electrode in the pixel display electrode formation portion and the wiring electrode formation portion, respectively. It was provided in the shape.

【0024】さらに、その非線形抵抗素子の下部電極を
Taとし、この非線形抵抗素子の上部電極側の表面近傍
に拡散される金属及び画素表示電極の形成部分及び配線
電極の形成部分に形成される金属の膜をCr,Ti,A
l,Ta,Mo−Ta合金の少なくとも1種とした。
Further, the lower electrode of the non-linear resistance element is Ta, and the metal diffused in the vicinity of the upper electrode side surface of the non-linear resistance element and the metal formed in the pixel display electrode formation portion and the wiring electrode formation portion. The film of Cr, Ti, A
1, at least one of Ta and Mo-Ta alloy.

【0025】[0025]

【作用】MIM素子からなる非線形抵抗素子の上部電極
を画素表示電極を形成するITOからなる透明導電膜を
絶縁体上に直接成膜して形成した場合、非線形抵抗素子
の電流−電圧特性が非対称性を示すのは、絶縁体と透明
導電膜とのコンタクトによる接触準位に問題があるため
と考えられる。しかし絶縁体と上部電極との接触準位
は、上部電極をCr,Ti,Al,Ta,Mo−Ta合
金で形成した場合には、非線形抵抗素子の電流−電圧特
性の対称性に問題はない(図12参照)。そこで、MI
M素子からなる非線形抵抗素子の絶縁体の上部電極側の
表面近傍に上部電極とは異なる金属が拡散している構造
とすると、絶縁体と上部電極との接触準位が変化し、こ
の絶縁体上にたとえばITOからなる透明導電膜で上部
電極を形成しても、絶縁体と上部電極との接触準位の不
連続性が解消され、非線形抵抗素子の電流−電圧特性を
対称にすることができる。
When the upper electrode of the non-linear resistance element made of the MIM element is formed by directly forming the transparent conductive film made of ITO forming the pixel display electrode on the insulator, the non-linear resistance element has an asymmetric current-voltage characteristic. The reason for this is considered to be that there is a problem in the contact level due to the contact between the insulator and the transparent conductive film. However, the contact level between the insulator and the upper electrode has no problem in the symmetry of the current-voltage characteristics of the non-linear resistance element when the upper electrode is formed of Cr, Ti, Al, Ta, or Mo-Ta alloy. (See Figure 12). So MI
If a metal different from the upper electrode is diffused in the vicinity of the surface of the insulator of the non-linear resistance element including the M element on the upper electrode side, the contact level between the insulator and the upper electrode changes, and this insulator Even if the upper electrode is formed on the transparent conductive film made of, for example, ITO, the discontinuity of the contact level between the insulator and the upper electrode is eliminated, and the current-voltage characteristics of the nonlinear resistance element can be made symmetrical. it can.

【0026】また、下部電極−絶縁体−上部電極構造の
MIM素子の直列構造からなる非線形抵抗素子について
は、単一のMIM素子からなる非線形抵抗素子では電流
−電圧特性が非対称となる場合でも、直列構造とするこ
とにより対称となるが、その急峻性は、正負電圧の低い
側のものが現れるようになる。したがって電流−電圧特
性の正負電圧の一方の側に非線形性のないMIM素子
(図13参照)を直列構造にすると、非線形性が失われ
る(図15参照)。しかしこのMIM素子の直列構造か
らなる非線形抵抗素子の場合でも、前記のように絶縁体
の上部電極側の表面近傍に電流−電圧特性が非線形性か
つ対称となる金属を拡散すると、たとえば一方のMIM
素子の上部電極をたとえばITOからなる透明導電膜で
形成しても、十分な非線形性が得られるようになる。
Regarding the non-linear resistance element having a series structure of MIM elements of the lower electrode-insulator-upper electrode structure, even if the non-linear resistance element made of a single MIM element has asymmetric current-voltage characteristics, Although it becomes symmetric by adopting the series structure, the steepness appears on the side of lower positive and negative voltages. Therefore, when the MIM element having no non-linearity (see FIG. 13) is connected in series on one side of the positive / negative voltage of the current-voltage characteristic, the non-linearity is lost (see FIG. 15). However, even in the case of a non-linear resistance element having a series structure of MIM elements, if a metal whose current-voltage characteristics are non-linear and symmetrical is diffused in the vicinity of the surface of the insulator on the upper electrode side, for example, one MIM element is used.
Even if the upper electrode of the element is formed of a transparent conductive film made of, for example, ITO, sufficient non-linearity can be obtained.

【0027】このようなMIM素子からなる非線形抵抗
素子の絶縁体の上部電極側の表面近傍の上部電極とは異
なる金属の拡散、またはMIM素子の直列構造からなる
非線形抵抗素子の絶縁体の上部電極側の表面近傍の電流
−電圧特性が非線形性かつ対称となる金属の拡散は、絶
縁体上に上部電極とは異なる金属膜を形成したのち、こ
の金属膜を除去することにより容易に形成することがで
きる。
The diffusion of a metal different from the upper electrode near the surface of the insulator of the non-linear resistance element made of such an MIM element and the upper electrode of the insulator of the non-linear resistance element having the series structure of the MIM elements Diffusion of the metal in which the current-voltage characteristics near the surface on the side are non-linear and symmetrical should be easily formed by forming a metal film different from the upper electrode on the insulator and then removing this metal film. You can

【0028】さらに、MIM素子の直列構造からなる非
線形抵抗素子の絶縁体の上部電極側の表面近傍に電流−
電圧特性が非線形性かつ対称となる金属が拡散され、か
つこの金属の膜が画素表示電極の形成部分及び配線電極
の形成部分にもこれら画素表示電極及び配線電極とそれ
ぞれ同一形状に設けると、一方のMIM素子の上部電極
をたとえばITOからなる透明導電膜で形成しても、十
分な非線形性が得られるようになるばかりでなく、画素
表示電極の劣化を防止することができる。
Furthermore, a current-appears near the surface of the insulator of the non-linear resistance element having the serial structure of the MIM elements on the upper electrode side.
When a metal whose voltage characteristics are non-linear and symmetrical is diffused, and a film of this metal is provided in the same shape as the pixel display electrode and the wiring electrode in the formation portion of the pixel display electrode and the wiring electrode, respectively, Even if the upper electrode of the MIM element is formed of a transparent conductive film made of, for example, ITO, not only sufficient non-linearity can be obtained, but also deterioration of the pixel display electrode can be prevented.

【0029】すなわち、MIM素子の直列構造からなる
非線形抵抗素子を有するアレイ基板の製作は、Ta膜か
らなる下部電極及びTa酸化膜からなる絶縁体を形成し
たのち、ケミカルドライエッチング法により不要のTa
膜およびその上のTa酸化膜を除去し、その後、ITO
からなる透明導電膜の画素表示電極を形成する。この場
合、不要のTa膜およびその上のTa酸化膜をケミカル
ドライエッチング法により除去するとき、そのベースの
ガラス基板がダメージを受け、ITOからなる透明導電
膜を写真蝕刻法によりエッチングして画素表示電極を形
成するとき、しみ込みが生じやすいが、非線形抵抗素子
の絶縁体の上部電極側の表面近傍に拡散する金属の膜を
画素表示電極の形成部分及び配線電極の形成部分に設け
ると、この金属の膜は、ケミカルドライエッチングによ
る下部電極及び絶縁体を形成したのちに成膜されるの
で、ITOからなる透明導電膜がベースのガラス基板に
直接接触しなくなり、ITOからなる透明導電膜のしみ
込みを防止することができる。
That is, in order to manufacture an array substrate having a non-linear resistance element having a serial structure of MIM elements, unnecessary Ta is formed by a chemical dry etching method after forming a lower electrode made of a Ta film and an insulator made of a Ta oxide film.
The film and the Ta oxide film on it are removed and then ITO
Forming a pixel display electrode of a transparent conductive film. In this case, when the unnecessary Ta film and the Ta oxide film thereon are removed by the chemical dry etching method, the base glass substrate is damaged and the transparent conductive film made of ITO is etched by the photoetching method to display pixels. Although penetration easily occurs when forming the electrode, if a metal film that diffuses near the surface of the insulator of the nonlinear resistance element on the upper electrode side is provided in the pixel display electrode formation portion and the wiring electrode formation portion, Since the metal film is formed after the lower electrode and the insulator are formed by chemical dry etching, the transparent conductive film made of ITO does not come into direct contact with the base glass substrate, so that the stain of the transparent conductive film made of ITO is not observed. It is possible to prevent jamming.

【0030】[0030]

【実施例】以下、図面を参照してこの発明を実施例に基
づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described based on embodiments with reference to the drawings.

【0031】実施例1.図1にその実施例1の液晶表示
装置の単一のMIM素子からなる非線形抵抗素子を含む
1画素部分の構造を示す。この液晶表示装置の構造を、
図2に示す製造方法にしたがって説明する。
Example 1. FIG. 1 shows the structure of one pixel portion including a non-linear resistance element composed of a single MIM element in the liquid crystal display device of the first embodiment. The structure of this liquid crystal display device
A description will be given according to the manufacturing method shown in FIG.

【0032】この液晶表示装置は、まずガラスからなる
一方の基板1に、スパッタリング法により膜厚0.3μ
m のTa膜を成膜し、写真蝕刻法(1stPEP)によ
りMIM素子の下部電極2と、行または列の配線電極
と、これら下部電極2及び配線電極を陽極酸化するため
の配線3を形成する(図2(b))。このTa膜の写真
蝕刻は、フォトレジストの塗布形成→マスクパターンの
露光焼付け→現像→CF4 とO2 を1:2の割合いで混
合したプラズマガスによるケミカルドライエッチング
(CDE)→レジストの除去→クリーニングの順におこ
なわれる。
In this liquid crystal display device, a film having a thickness of 0.3 μm is formed on one substrate 1 made of glass by a sputtering method.
A Ta film of m 2 is formed, and a lower electrode 2 of the MIM element, a wiring electrode in a row or a column, and a wiring 3 for anodizing these lower electrode 2 and the wiring electrode are formed by a photo-etching method (1st PEP). (FIG.2 (b)). Photo-etching of this Ta film is performed by coating a photoresist, exposing and baking a mask pattern, developing, chemical dry etching (CDE) with plasma gas in which CF 4 and O 2 are mixed at a ratio of 1: 2, and removing the resist. Cleaning is done in order.

【0033】つぎに上記写真蝕刻法により形成された下
部電極2を一方の電極とし、0.01wt%クエン酸水
溶液を化成溶液として、陽極酸化法により下部電極2及
び配線電極のTa膜を化成し、下部電極2上にTa酸化
膜からなる絶縁体4を形成するとともに配線電極上にT
a酸化膜を形成する(図2(c))。この場合、化成溶
液の温度を一定に保ち、かつTa酸化膜の成長を均一に
するため、化成溶液を撹拌しながらおこなうとよい。
Next, the lower electrode 2 formed by the above-mentioned photo-etching method is used as one electrode, and a 0.01 wt% citric acid aqueous solution is used as a forming solution to form the Ta film of the lower electrode 2 and the wiring electrode by anodizing. , An insulator 4 made of a Ta oxide film is formed on the lower electrode 2, and T is formed on the wiring electrode.
a oxide film is formed (FIG. 2C). In this case, in order to keep the temperature of the chemical conversion solution constant and to make the growth of the Ta oxide film uniform, the chemical conversion solution may be stirred.

【0034】つぎにこのTa酸化膜の形成された基板1
を加熱しながら、スパッタリング法により下部電極2及
び配線電極のTa酸化膜上に膜厚0.05μm のCr膜
10を成膜する(図2(d))。このようにTa酸化膜
上にCr膜10を成膜すると、後述するように、Ta酸
化膜の表面近傍にCrが拡散する。つぎに硝酸第2セリ
ウム・アンモニウム17g、過塩素酸5cc、水10ccの
割合で溶解した溶液を用いて、Ta酸化膜上のCr膜1
0を除去して、Ta酸化膜を露出させる(図2
(e))。
Next, the substrate 1 on which this Ta oxide film is formed
While heating, the Cr film 10 having a film thickness of 0.05 μm is formed on the Ta electrode film of the lower electrode 2 and the wiring electrode by the sputtering method (FIG. 2D). When the Cr film 10 is formed on the Ta oxide film in this way, Cr diffuses in the vicinity of the surface of the Ta oxide film, as described later. Then, using a solution prepared by dissolving 17 g of ceric ammonium nitrate, 5 cc of perchloric acid, and 10 cc of water, a Cr film 1 on the Ta oxide film was used.
0 is removed to expose the Ta oxide film (FIG. 2).
(E)).

【0035】つぎにスパッタリング法によりITOから
なる透明導電膜11を形成する(図2(f))。そして
写真蝕刻法(2ndPEP)により画像表示電極7とM
IM素子の透明導電膜11からなる上部電極12を形成
する。この写真蝕刻は、フォトレジストの塗布形成→マ
スクパターンの露光焼付け→現像→塩酸と硝酸の等量混
合水溶液によるエッチング→レジストの除去→クリーニ
ングの順におこなわれる。この場合、好ましくは、これ
ら画像表示電極7および上部電極12を形成するための
レジストパターンを利用して、ケミカルドライエッチン
グにより配線電極上のTa酸化膜を除去して、画像表示
電極7及び上部電極12が透明導電膜からなるMIM素
子からなる非線形抵抗素子13の形成されたアレイ基板
を得る(図2(g))。
Next, the transparent conductive film 11 made of ITO is formed by the sputtering method (FIG. 2 (f)). Then, the image display electrodes 7 and M are formed by photolithography (2nd PEP).
The upper electrode 12 made of the transparent conductive film 11 of the IM element is formed. This photo-etching is carried out in the order of photoresist coating formation → mask pattern exposure / baking → development → etching with an aqueous solution of an equal amount of hydrochloric acid and nitric acid → resist removal → cleaning. In this case, preferably, the Ta oxide film on the wiring electrode is removed by chemical dry etching using the resist pattern for forming the image display electrode 7 and the upper electrode 12, and the image display electrode 7 and the upper electrode are removed. An array substrate 12 having a non-linear resistance element 13 made of an MIM element 12 made of a transparent conductive film is obtained (FIG. 2 (g)).

【0036】その後、このアレイ基板の電極形成面にポ
リイミドからなる配向膜形成液を塗布し乾燥したのち、
綿布などで一方向にラビングして液晶の配向を規制する
配向膜を形成する。一方、ガラスからなる他方の基板に
所定の対向電極を形成したのち、同様に配向膜形成液を
塗布し乾燥したのち、ラビングして対向基板を形成す
る。
After that, an alignment film forming liquid made of polyimide is applied to the electrode forming surface of this array substrate and dried.
Rubbing is performed in one direction with a cotton cloth or the like to form an alignment film that regulates the alignment of the liquid crystal. On the other hand, after forming a predetermined counter electrode on the other substrate made of glass, similarly, an alignment film forming liquid is applied and dried, and then rubbed to form a counter substrate.

【0037】その後、これらアレイ基板と対向基板を配
向膜のラビング方向が互いに直交する方向になるように
対向配置し、かつこれら両基板間にスペーサ材を介在さ
せて所定の間隔に保持し、両基板の周辺部を液晶組成物
注入口を残して接着固定する。そしてその液晶組成物注
入口から液晶組成物を注入したのち、その液晶組成物注
入口を封止する。その後、両基板の外面にそれぞれ配向
膜のラビング方向に沿うように偏向板を貼着する。この
場合、配線電極の端部は、基板の外側に引出され、駆動
回路に接続される。
Thereafter, the array substrate and the counter substrate are arranged so as to face each other so that the rubbing directions of the alignment films are orthogonal to each other, and a spacer material is interposed between the both substrates to hold them at a predetermined interval. The periphery of the substrate is adhesively fixed while leaving the liquid crystal composition injection port. Then, after injecting the liquid crystal composition from the liquid crystal composition injection port, the liquid crystal composition injection port is sealed. After that, a deflection plate is attached to the outer surfaces of both substrates so as to be along the rubbing direction of the alignment film. In this case, the ends of the wiring electrodes are drawn out to the outside of the substrate and connected to the drive circuit.

【0038】この液晶表示装置のように、単一のMIM
素子からなる非線形抵抗素子の透明導電膜からなる上部
電極12を形成する前に、下部電極2上のTa酸化膜か
らなる絶縁体4上にCr膜10を成膜すると、図3に示
すように、絶縁体4の表面近傍にCrが拡散する。この
図3は、オージェ分析によるTa酸化膜(絶縁体)を中
心とする下層のTa膜(下部電極)及び上層のCr膜か
らなる3層積層膜の組成分布を示したものであり、上層
のCr膜から深さ方向へのCr,O,Taの元素濃度を
示している。曲線15がCr、曲線16がO、曲線17
がTaの濃度分布を示している。曲線17に示されてい
るように、基板側には下部電極のTaが高濃度に存在す
る。また曲線16及び17から明らかなように、絶縁体
の相当部分には、TaとOとが存在する。そして曲線1
5から明らかなように、絶縁体の表面近傍には、絶縁体
上に成膜したCrが拡散している。
As in this liquid crystal display device, a single MIM
When the Cr film 10 is formed on the insulator 4 made of the Ta oxide film on the lower electrode 2 before the upper electrode 12 made of the transparent conductive film of the nonlinear resistance element made of the element is formed, as shown in FIG. , Cr diffuses near the surface of the insulator 4. FIG. 3 shows the composition distribution of a three-layer laminated film composed of a lower Ta film (lower electrode) centering on a Ta oxide film (insulator) and an upper Cr film by Auger analysis. The element concentrations of Cr, O, and Ta in the depth direction from the Cr film are shown. Curve 15 is Cr, curve 16 is O, curve 17
Indicates the concentration distribution of Ta. As shown by the curve 17, Ta of the lower electrode exists in high concentration on the substrate side. Further, as is clear from the curves 16 and 17, Ta and O are present in a considerable part of the insulator. And curve 1
As is clear from 5, the Cr deposited on the insulator is diffused near the surface of the insulator.

【0039】この絶縁体4の表面近傍に拡散したCr
は、透明導電膜からなるTa酸化膜からなる絶縁体に対
する上部電極12の接触準位を変化させ、上部電極12
をITOからなる透明導電膜で形成しても、図4に曲線
18に示すように、MIM素子からなる非線形抵抗素子
の電流−電圧特性は、十分に正電圧と負電圧の対称性が
得られる。その結果、MIM素子からなる非線形抵抗素
子の上部電極12を透明導電膜で形成しても、表示画像
の品位を劣化しない液晶表示装置とすることができる。
実際に対角12インチ、画素ピッチ210μm 、画素数
1152×900ドットのアクティブマトリックス型液
晶表示装置を製造した結果、図4に示した電流−電圧特
性の対称性が得られ、品位良好な画像を表示する液晶表
示装置とすることができた。しかも上部電極12を透明
導電膜で形成することにより、MIM素子からなる非線
形抵抗素子形成時の写真蝕刻法を2回に減らすことがで
き、製造歩留を向上させて、製造コストを低減すること
がでる。
Cr diffused near the surface of the insulator 4
Changes the contact level of the upper electrode 12 with respect to the insulator made of a Ta oxide film made of a transparent conductive film.
Even if is formed of a transparent conductive film made of ITO, as shown by a curve 18 in FIG. 4, the non-linear resistance element made of the MIM element has a sufficient current-voltage characteristic that symmetry between positive voltage and negative voltage is obtained. . As a result, it is possible to obtain a liquid crystal display device in which the quality of the displayed image is not deteriorated even when the upper electrode 12 of the non-linear resistance element made of the MIM element is formed of the transparent conductive film.
As a result of actually manufacturing an active matrix type liquid crystal display device having a diagonal of 12 inches, a pixel pitch of 210 μm and a number of pixels of 1152 × 900 dots, the current-voltage characteristic symmetry shown in FIG. 4 was obtained, and a good quality image was obtained. The liquid crystal display device can display. Moreover, by forming the upper electrode 12 with a transparent conductive film, it is possible to reduce the photo-etching method at the time of forming the non-linear resistance element made of the MIM element to two times, improve the production yield, and reduce the production cost. Get out.

【0040】なお、前記実施例では、MIM素子からな
る非線形抵抗素子の抵抗体の上部電極側の表面近傍にC
rを拡散したが、たとえばTiについて、図5に曲線1
9で示したように、Ti,Al,Ta,Mo−Ta合金
などを抵抗体の上部電極側の表面近傍に拡散しても、M
IM素子からなる非線形抵抗素子の電流−電圧特性の対
称性が得られ、Crを拡散した場合と同様に品位良好な
画像を表示する液晶表示装置とすることができる。
In the above-mentioned embodiment, C is provided near the surface of the resistor of the non-linear resistance element composed of the MIM element on the upper electrode side.
r was diffused, but curve 1 in FIG.
As shown in FIG. 9, even if Ti, Al, Ta, Mo—Ta alloy or the like is diffused near the surface of the resistor on the upper electrode side, M
Since the current-voltage characteristics of the non-linear resistance element including the IM element are symmetrical, the liquid crystal display device can display a high-quality image as in the case where Cr is diffused.

【0041】実施例2.図5に実施例2の液晶表示装置
のMIM素子の直列構造からなる非線形抵抗素子を含む
1画素部分の構造を示す。この液晶表示装置の構造を、
図6に示す製造方法にしたがって説明する。
Example 2. FIG. 5 shows the structure of one pixel portion including a non-linear resistance element having a series structure of MIM elements in the liquid crystal display device of the second embodiment. The structure of this liquid crystal display device
Description will be given according to the manufacturing method shown in FIG.

【0042】この液晶表示装置は、まずガラスからなる
一方の基板1に、スパッタリング法などにより膜厚0.
3μm のTa膜を成膜し、写真蝕刻法(1stPEP)
によりTa膜からなる直列構造のMIM素子の下部電極
2と、行または列の配線電極と、これら下部電極2およ
び配線電極を陽極酸化するための配線3を形成する(図
6(b))。このTa膜の写真蝕刻は、フォトレジスト
の塗布形成→マスクパターンの露光焼付け→現像→CF
4 とO2 を1:2の割合いで混合したプラズマガスによ
るケミカルドライエッチング(CDE)→レジストの除
去→クリーニングの順におこなわれる。
In this liquid crystal display device, first, on one substrate 1 made of glass, a film thickness of 0.
A Ta film with a thickness of 3 μm is formed, and photo-etching method (1st PEP)
Thus, the lower electrode 2 of the MIM element having a series structure made of a Ta film, the row or column wiring electrode, and the wiring 3 for anodizing the lower electrode 2 and the wiring electrode are formed (FIG. 6B). Photo-etching of this Ta film is performed by coating a photoresist, exposing and baking a mask pattern, developing, CF.
Chemical dry etching (CDE) using a plasma gas in which 4 and O 2 are mixed in a ratio of 1: 2 → removal of resist → cleaning is performed in this order.

【0043】つぎにこの写真蝕刻法により形成された下
部電極2を一方の電極とし、0.01wt%クエン酸水
溶液を化成溶液として陽極酸化法により下部電極2上に
Ta酸化膜からなる絶縁体4を形成するとともに、配線
電極上にTa酸化膜を形成する図6(c))。この場
合、化成溶液の温度を一定に保ち、かつTa酸化膜の成
長を均一にするため、化成溶液を撹拌しながらおこなう
とよい。
Next, the lower electrode 2 formed by this photoetching method is used as one electrode, and an insulator 4 made of a Ta oxide film is formed on the lower electrode 2 by anodization using 0.01 wt% citric acid aqueous solution as a chemical conversion solution. And forming a Ta oxide film on the wiring electrode (FIG. 6C). In this case, in order to keep the temperature of the chemical conversion solution constant and to make the growth of the Ta oxide film uniform, the chemical conversion solution may be stirred.

【0044】つぎに写真蝕刻法(2ndPEP)により
上記Ta酸化膜を形成するための配線などの不要のTa
膜及びその上に形成されたTa酸化膜を除去する(図6
(d))。この写真蝕刻は、フォトレジストの塗布形成
→マスクパターンの露光焼付け→現像→CF4 とO2
1:1の割合いで混合したプラズマガスによるケミカル
ドライエッチング→フォトレジスト除去→クリーニング
の順におこなわれる。
Next, unnecessary Ta such as wiring for forming the Ta oxide film is formed by the photo-etching method (2nd PEP).
The film and the Ta oxide film formed thereon are removed (FIG. 6).
(D)). This photo-etching is performed in the order of photoresist coating formation → mask pattern exposure / baking → development → chemical dry etching with plasma gas in which CF 4 and O 2 are mixed at a ratio of 1: 1 → photoresist removal → cleaning.

【0045】つぎに上記Ta酸化膜の形成された基板1
を加熱しながら、スパッターリング法により下部電極2
及び配線電極のTa酸化膜上に膜厚0.05μm のCr
膜10を成膜する(図6(e))。そして硝酸第2セリ
ウム・アンモニウム17g、過塩素酸5cc、水10ccの
割合で溶解した溶液を用いて、Ta酸化膜上のCr膜1
0を除去して、Ta酸化膜を露出させる(図6
(f))。
Next, the substrate 1 on which the Ta oxide film is formed
While heating the bottom electrode 2 by the sputtering method
And a Cr film with a thickness of 0.05 μm on the Ta oxide film of the wiring electrode
The film 10 is formed (FIG. 6E). Then, using a solution prepared by dissolving 17 g of ceric ammonium nitrate, 5 cc of perchloric acid, and 10 cc of water, a Cr film 1 on the Ta oxide film was used.
0 is removed to expose the Ta oxide film (FIG. 6).
(F)).

【0046】つぎにスパッタリング法によりITOから
なる透明導電膜11を形成する(図6(g))。そして
写真蝕刻法(3rdPEP)により画像表示電極7及び
上部電極12が透明導電膜からなるMIM素子の直列構
造からなる非線形抵抗素子13の形成されたアレイ基板
を得る。この写真蝕刻は、フォトレジストの塗布形成→
マスクパターンの露光焼付け→現像→塩酸と硝酸の等量
混合水溶液によるエッチング→フォトレジスト除去→ク
リーニングの順におこなわれる。
Next, the transparent conductive film 11 made of ITO is formed by the sputtering method (FIG. 6 (g)). Then, by photolithography (3rd PEP), an array substrate having a nonlinear resistance element 13 having a series structure of MIM elements in which the image display electrode 7 and the upper electrode 12 are made of a transparent conductive film is obtained. This photo-etching is a photoresist coating formation →
The mask pattern is exposed and baked, followed by development, etching with an aqueous solution of an equal amount of hydrochloric acid and nitric acid, removal of photoresist, and cleaning.

【0047】その後、このアレイ基板の電極形成面にポ
リイミドからなる配向膜形成液を塗布し乾燥したのち、
綿布などで一方向にラビングして液晶の配向を規制する
配向膜を形成する。一方、ガラスからなる他方の基板に
所定の対向電極を形成し、同様に配向膜形成液を塗布し
乾燥したのち、ラビングして対向基板を形成する。
After that, an alignment film forming liquid made of polyimide is applied to the electrode forming surface of the array substrate and dried.
Rubbing is performed in one direction with a cotton cloth or the like to form an alignment film that regulates the alignment of the liquid crystal. On the other hand, a predetermined counter electrode is formed on the other substrate made of glass, and similarly, an alignment film forming liquid is applied and dried, and then rubbed to form a counter substrate.

【0048】その後、これらアレイ基板と対向基板を配
向膜のラビング方向が互いに直交する方向になるように
対向配置し、かつこれら両基板間にスペーサ材を介在さ
せて所定の間隔に保持し、両基板の周辺部を液晶組成物
注入口を残して接着固定する。そしてその液晶組成物注
入口から液晶組成物を注入したのち、その液晶組成物注
入口を封止する。その後、両基板の外面にそれぞれ配向
膜のラビング方向に沿うように偏向板を貼着する。この
場合、配線電極の端部は、基板の外側に引出され、駆動
回路に接続される。なお、図6に示した21は配線電極
である。
After that, the array substrate and the counter substrate are arranged so as to face each other so that the rubbing directions of the alignment films are perpendicular to each other, and a spacer material is interposed between the both substrates to hold them at a predetermined interval. The periphery of the substrate is adhesively fixed while leaving the liquid crystal composition injection port. Then, after injecting the liquid crystal composition from the liquid crystal composition injection port, the liquid crystal composition injection port is sealed. After that, a deflection plate is attached to the outer surfaces of both substrates so as to be along the rubbing direction of the alignment film. In this case, the ends of the wiring electrodes are drawn out to the outside of the substrate and connected to the drive circuit. Reference numeral 21 shown in FIG. 6 is a wiring electrode.

【0049】この液晶表示装置のように、MIM素子の
直列構造からなる非線形抵抗素子の透明導電膜からなる
上部電極12を形成する前に、下部電極2上の絶縁体4
上にCr膜10を成膜すると、図3に示したように、絶
縁体4の表面近傍にCrが拡散する。この絶縁体4の表
面近傍に拡散したCrは、Ta酸化膜からなる絶縁体に
対して透明導電膜からなる上部電極12の接触準位を変
化させ、MIM素子からなる非線形抵抗素子の電流−電
圧特性は、図4に示したように、十分に正電圧と負電圧
の対称性が得られる。その結果、従来MIM素子の直列
構造からなる非線形抵抗素子の上部電極を透明導電膜で
形成した場合、図15に示したように非線形性が失わ
れ、表示画像の品位をいちじるしく劣化させたが、その
非線形性を失うことなく、表示画像の品位の劣化しない
液晶表示装置とすることができる。実際に対角4イン
チ、画素ピッチ180μm 、画素数480×320ドッ
トのアクティブマトリックス型液晶表示装置を製造した
結果、図4に示した電流−電圧特性の対称性が得られ、
しかも背景の明るい品位良好な画像を表示する液晶表示
装置とすることができた。しかも上部電極12を透明導
電膜で形成することにより、基板形成時の写真蝕刻法が
3回に減らすことができ、製造歩留を向上して、製造コ
ストを低減することができる。
As in this liquid crystal display device, before forming the upper electrode 12 made of the transparent conductive film of the nonlinear resistance element having the series structure of MIM elements, the insulator 4 on the lower electrode 2 is formed.
When the Cr film 10 is formed thereon, Cr diffuses near the surface of the insulator 4, as shown in FIG. The Cr diffused in the vicinity of the surface of the insulator 4 changes the contact level of the upper electrode 12 made of the transparent conductive film with respect to the insulator made of the Ta oxide film, and the current-voltage of the nonlinear resistance element made of the MIM element. As for the characteristic, as shown in FIG. 4, a sufficient symmetry between the positive voltage and the negative voltage is obtained. As a result, when the upper electrode of the non-linear resistance element having the conventional series structure of MIM elements is formed of the transparent conductive film, the non-linearity is lost as shown in FIG. 15, and the quality of the display image is significantly deteriorated. It is possible to obtain a liquid crystal display device in which the quality of the displayed image does not deteriorate without losing the nonlinearity. As a result of actually manufacturing an active matrix type liquid crystal display device having a diagonal of 4 inches, a pixel pitch of 180 μm and a number of pixels of 480 × 320 dots, the symmetry of current-voltage characteristics shown in FIG.
Moreover, a liquid crystal display device capable of displaying an image with a bright background and good quality could be obtained. Moreover, by forming the upper electrode 12 with the transparent conductive film, the photo-etching method at the time of forming the substrate can be reduced to three times, the manufacturing yield can be improved, and the manufacturing cost can be reduced.

【0050】なお、この実施例2では、MIM素子の直
列構造からなる非線形抵抗素子の抵抗体の上部電極側の
表面近傍にCrを拡散したが、このMIM素子の直列構
造からなる非線形抵抗素子についても、Ti,Al,T
a,Mo−Ta合金などを抵抗体の上部電極側の表面近
傍に拡散しても、電流−電圧特性の対称性が得られ、C
rを拡散した場合と同様に品位良好な画像を表示する液
晶表示装置とすることができる。
In the second embodiment, Cr is diffused in the vicinity of the upper electrode side surface of the resistor of the nonlinear resistance element having the serial structure of the MIM element. However, regarding the nonlinear resistance element having the serial structure of the MIM element, Also Ti, Al, T
Even if a, Mo-Ta alloy or the like is diffused in the vicinity of the surface of the resistor on the upper electrode side, symmetry of the current-voltage characteristic is obtained, and C
As in the case where r is diffused, the liquid crystal display device can display an image of good quality.

【0051】実施例3.図8に実施例3の液晶表示装置
のMIM素子の直列構造からなる非線形抵抗素子を含む
1画素部分の構造を示す。この液晶表示装置の構造を、
図9に示す製造方法にしたがって説明する。
Example 3. FIG. 8 shows the structure of one pixel portion including a non-linear resistance element having a series structure of MIM elements in the liquid crystal display device of the third embodiment. The structure of this liquid crystal display device
Description will be given according to the manufacturing method shown in FIG.

【0052】この液晶表示装置は、まずガラスからなる
一方の基板1に、スパッタリング法などにより膜厚0.
3μm のTa膜を成膜し、写真蝕刻法(1stPEP)
によりTa膜からなる直列構造のMIM素子の下部電極
2と、行または列の配線電極と、これら下部電極2及び
配線電極を陽極酸化するための配線を形成する(図9
(b))。このTa膜の写真蝕刻は、フォトレジストの
塗布形成→マスクパターンの露光焼付け→現像→CF4
とO2 を1:2の割合いで混合したプラズマガスによる
ケミカルドライエッチング→フォトレジスト除去→クリ
ーニングの順におこなわれる。
In this liquid crystal display device, first, on one substrate 1 made of glass, a film thickness of 0.
A Ta film with a thickness of 3 μm is formed, and photo-etching method (1st PEP)
Thus, the lower electrode 2 of the MIM element having a series structure made of a Ta film, the wiring electrode in the row or column, and the wiring for anodizing the lower electrode 2 and the wiring electrode are formed (FIG. 9).
(B)). Photo-etching of this Ta film is carried out by applying a photoresist, exposing and baking a mask pattern, developing, CF 4
Chemical dry etching using a plasma gas in which 1: 1 and O 2 are mixed in a ratio of 1: 2, photoresist removal, and cleaning are performed in this order.

【0053】つぎに上記写真蝕刻法により形成された下
部電極2を一方の電極とし、0.01wt%クエン酸水
溶液を化成溶液として陽極酸化法により下部電極2上に
Ta酸化膜からなる絶縁体4を形成するとともに、配線
電極上にTa酸化膜を形成する(図9(c))。この場
合、化成溶液の温度を一定に保ち、かつTa酸化膜の成
長を均一にするため、化成溶液を撹拌しながらおこなう
とよい。
Next, the lower electrode 2 formed by the above-mentioned photo-etching method is used as one electrode, and a 0.01 wt% citric acid aqueous solution is used as a chemical conversion solution by anodization to form an insulator 4 made of a Ta oxide film on the lower electrode 2. And a Ta oxide film is formed on the wiring electrode (FIG. 9C). In this case, in order to keep the temperature of the chemical conversion solution constant and to make the growth of the Ta oxide film uniform, the chemical conversion solution may be stirred.

【0054】つぎに写真蝕刻法(2ndPEP)により
上記Ta酸化膜を形成するための配線などの不要のTa
膜及びその上に形成されたTa酸化膜を除去する(図9
(d))。この写真蝕刻は、フォトレジストの塗布形成
→マスクパターンの露光焼付け→現像→CF4 とO2
1:1の割合いで混合したプラズマガスによるケミカル
ドライエッチング→フォトレジスト除去→クリーニング
の順におこなわれる。つぎに上記Ta酸化膜の形成され
た基板1を加熱しながら、スパッターリング法により下
部電極2及び配線電極のTa酸化膜上に膜厚0.05μ
m のCr膜10を成膜する(図9(e))。さらにこの
Cr膜10上にスパッタリング法によりITOからなる
透明導電膜11を形成する(図9(f))。そして写真
蝕刻法(3rdPEP)により透明導電膜からなる画像
表示電極7とMIM素子の透明導電膜からなる上部電極
12を形成する(図9(g))。この写真蝕刻は、フォ
トレジストの塗布形成→マスクパターンの露光焼付け→
現像→塩酸と硝酸の等量混合水溶液によるエッチング→
クリーニングの順におこなわれる。
Next, unnecessary Ta such as wiring for forming the Ta oxide film is formed by the photo-etching method (2nd PEP).
The film and the Ta oxide film formed thereon are removed (FIG. 9).
(D)). This photo-etching is performed in the order of photoresist coating formation → mask pattern exposure / baking → development → chemical dry etching with plasma gas in which CF 4 and O 2 are mixed at a ratio of 1: 1 → photoresist removal → cleaning. Next, while heating the substrate 1 having the Ta oxide film formed thereon, a film thickness of 0.05 μm is formed on the Ta oxide film of the lower electrode 2 and the wiring electrode by a sputtering method.
A Cr film 10 of m is formed (FIG. 9E). Further, a transparent conductive film 11 made of ITO is formed on the Cr film 10 by a sputtering method (FIG. 9 (f)). Then, the image display electrode 7 made of the transparent conductive film and the upper electrode 12 made of the transparent conductive film of the MIM element are formed by the photoetching method (3rd PEP) (FIG. 9G). This photo-etching consists of photoresist coating → exposure and mask pattern exposure →
Development → Etching with an equal amount of hydrochloric acid and nitric acid →
Cleaning is done in order.

【0055】つぎに上記フォトレジストを利用して、硝
酸第2セリウム・アンモニウム17g、過塩素酸5cc、
水10ccの割合で溶解した溶液により上記画像表示電極
7及び上部電極12以外の部分のCr膜10を除去して
アレイ基板を得る(図9(g))。なお、図8に示した
21は配線電極である。
Next, using the above photoresist, 17 g of ceric ammonium nitrate, 5 cc of perchloric acid,
The array substrate is obtained by removing the Cr film 10 except the image display electrode 7 and the upper electrode 12 with a solution dissolved at a rate of 10 cc of water (FIG. 9 (g)). Reference numeral 21 shown in FIG. 8 is a wiring electrode.

【0056】その後、このアレイ基板の電極形成面にポ
リイミドからなる配向膜形成液を塗布し乾燥したのち、
綿布などで一方向にラビングして液晶の配向を規制する
配向膜を形成する。一方、ガラスからなる他方の基板に
所定の対向電極を形成し、同様に配向膜形成液を塗布し
乾燥したのち、ラビングして対向基板を形成する。
After that, an alignment film forming liquid made of polyimide is applied to the electrode forming surface of the array substrate and dried.
Rubbing is performed in one direction with a cotton cloth or the like to form an alignment film that regulates the alignment of the liquid crystal. On the other hand, a predetermined counter electrode is formed on the other substrate made of glass, and similarly, an alignment film forming liquid is applied and dried, and then rubbed to form a counter substrate.

【0057】その後、これらアレイ基板と対向基板を配
向膜のラビング方向が互いに直交する方向になるように
対向配置し、かつこれら両基板間にスペーサ材を介在さ
せて所定の間隔に保持し、両基板の周辺部を液晶組成物
注入口を残して接着固定する。そしてその液晶組成物注
入口から液晶組成物を注入したのち、その液晶組成物注
入口を封止する。その後、両基板の外面にそれぞれ配向
膜のラビング方向に沿うように偏向板を貼着する。この
場合、配線電極の端部は、基板の外側に引出され、駆動
回路に接続される。
After that, the array substrate and the counter substrate are arranged so as to face each other so that the rubbing directions of the alignment films are orthogonal to each other, and a spacer material is interposed between the both substrates to hold them at a predetermined interval. The periphery of the substrate is adhesively fixed while leaving the liquid crystal composition injection port. Then, after injecting the liquid crystal composition from the liquid crystal composition injection port, the liquid crystal composition injection port is sealed. After that, a deflection plate is attached to the outer surfaces of both substrates so as to be along the rubbing direction of the alignment film. In this case, the ends of the wiring electrodes are drawn out to the outside of the substrate and connected to the drive circuit.

【0058】この液晶表示装置のように、MIM素子か
らなる非線形抵抗素子の透明導電膜からなる上部電極1
2を形成する前に、下部電極2上の絶縁体4上にCr膜
10を成膜すると、実施例2と同様に、絶縁体4の表面
近傍にCrが拡散し(図3参照)、酸化膜からなる絶縁
体4に対する透明導電膜からなる上部電極12aの接触
準位を変化させ、MIM素子からなる非線形抵抗素子の
電流−電圧特性は、図4に示したように十分に正電圧と
負電圧の対称性が得られる。しかもこの液晶表示装置で
は、画素表示電極7がCr膜とその上に成膜された透明
導電膜とにより構成されているので、画素表示電極7の
劣化を防止することができる。すなわち、MIM素子の
直列構造からなる非線形抵抗素子の形成は、Ta膜から
なる下部電極及びTa酸化膜からなる絶縁体を形成した
のち、ケミカルドライエッチング法により不要のTa膜
およびその上に形成されたTa酸化膜を除去し、その
後、ITOからなる透明導電膜の画素表示電極を形成す
る。この場合、上記ケミカルドライエッチング法により
ベースのガラス基板がダメージを受け、ITOからなる
透明導電膜をエッチングして画素表示電極を形成すると
き、しみ込みが生じやすいが、上記のように非線形抵抗
素子の絶縁体上に形成するCrの膜を画素表示電極形成
部に残存させると、そのCrの膜は、不要のTa膜及び
その上に形成されたTa酸化膜をケミカルドライエッチ
ングにより除去したのちに形成されるので、ITOから
なる透明導電膜が下地のガラス基板に直接接触しなくな
り、ITOからなる透明導電膜のしみ込みを防止するこ
とができる。
As in this liquid crystal display device, the upper electrode 1 made of the transparent conductive film of the non-linear resistance element made of the MIM element.
When the Cr film 10 is formed on the insulator 4 on the lower electrode 2 before forming 2, the Cr diffuses in the vicinity of the surface of the insulator 4 (see FIG. 3) and oxidizes, as in the second embodiment. By changing the contact level of the upper electrode 12a made of a transparent conductive film with respect to the insulator 4 made of a film, the current-voltage characteristics of the non-linear resistance element made of the MIM element are sufficiently positive and negative as shown in FIG. Voltage symmetry is obtained. Moreover, in this liquid crystal display device, since the pixel display electrode 7 is composed of the Cr film and the transparent conductive film formed thereon, deterioration of the pixel display electrode 7 can be prevented. That is, a non-linear resistance element having a series structure of MIM elements is formed by forming a lower electrode made of a Ta film and an insulator made of a Ta oxide film, and then forming an unnecessary Ta film and an unnecessary Ta film on the Ta film by a chemical dry etching method. The Ta oxide film is removed, and then a pixel display electrode of a transparent conductive film made of ITO is formed. In this case, the base glass substrate is damaged by the chemical dry etching method, and when the transparent conductive film made of ITO is etched to form the pixel display electrode, penetration easily occurs. When the Cr film formed on the insulator is left in the pixel display electrode forming portion, the Cr film is formed after the unnecessary Ta film and the Ta oxide film formed thereon are removed by chemical dry etching. Since the transparent conductive film made of ITO does not come into direct contact with the underlying glass substrate, it is possible to prevent the transparent conductive film made of ITO from soaking in.

【0059】その結果、従来MIM素子の直列構造から
なる非線形抵抗素子の上部電極を透明導電膜で形成した
場合、図15に示したように非線形性が失われ、表示画
像の品位をいちじるしく劣化させたが、その非線形性を
失うことなく、しかも画素表示電極7にしみ込みのない
品位良好な画像を表示する液晶表示装置とすることがで
きる。なお、このように画素表示電極形成部分にCr膜
を形成してもこのCr膜は薄いので、表示画像の品位に
ほとんど影響を与えない。実際に対角4インチ、画素ピ
ッチ180μm 、画素数480×320ドットのアクテ
ィブマトリックス型液晶表示装置を製造した結果、図4
に示した電流−電圧特性の対称性が得られ、かつ画素表
示電極にしみ込みのない品位良好な画像を表示する液晶
表示装置とすることができた。しかも上部電極12を透
明導電膜で形成することにより、基板製作時の写真蝕刻
法を3回に減らすことができ、製造歩留を向上させて製
造コストを低減することができる。
As a result, when the upper electrode of the non-linear resistance element having the conventional MIM element series structure is formed of the transparent conductive film, the non-linearity is lost as shown in FIG. 15, and the quality of the displayed image is significantly deteriorated. However, it is possible to provide a liquid crystal display device that displays a good-quality image without losing its non-linearity and with no penetration into the pixel display electrode 7. Even if the Cr film is formed on the pixel display electrode forming portion as described above, since the Cr film is thin, the quality of the display image is hardly affected. As a result of actually manufacturing an active matrix type liquid crystal display device having a diagonal of 4 inches, a pixel pitch of 180 μm and a pixel number of 480 × 320 dots, as shown in FIG.
It was possible to obtain a liquid crystal display device having the symmetry of the current-voltage characteristics shown in (3) and displaying an image of good quality without seeping into the pixel display electrode. Moreover, by forming the upper electrode 12 with the transparent conductive film, the photo-etching method at the time of manufacturing the substrate can be reduced to three times, the manufacturing yield can be improved, and the manufacturing cost can be reduced.

【0060】なお、この実施例3では、MIM素子の直
列構造からなる非線形抵抗素子の抵抗体の上部電極側の
表面近傍にCrを拡散したが、このMIM素子の直列構
造からなる非線形抵抗素子についても、Crのほか、T
i,Al,Ta,Mo−Ta合金などを抵抗体の上部電
極側の表面近傍に拡散し、かつこれら金属を画素表示電
極の形成部分に設けても、電流−電圧特性の対称性が得
られ、かつ画素表示電極の透明導電膜のしみ込みを防止
して、品位良好な画像を表示する液晶表示装置とするこ
とができる。
In Example 3, Cr was diffused in the vicinity of the upper electrode side surface of the resistor of the nonlinear resistance element having the serial structure of the MIM element. However, regarding the nonlinear resistance element having the serial structure of the MIM element, Also, in addition to Cr, T
Even if i, Al, Ta, Mo-Ta alloy or the like is diffused in the vicinity of the surface of the resistor on the upper electrode side, and these metals are provided in the portion where the pixel display electrode is formed, symmetry of current-voltage characteristics can be obtained. In addition, it is possible to prevent the transparent conductive film of the pixel display electrode from seeping into the liquid crystal display device and display a high quality image.

【0061】[0061]

【発明の効果】画素表示電極の各々に電気的に接続され
た下部電極−絶縁体−上部電極構造のMIM素子または
MIM素子の直列構造からなる複数の非線形抵抗素子を
有する液晶表示装置において、その非線形抵抗素子を、
絶縁体の上部電極側の表面近傍に上部電極とは異なるの
金属が拡散している構造とすると、絶縁体と上部電極と
の接触準位が変化し、この絶縁体上にたとえばITOか
らなる透明導電膜で上部電極を形成しても、絶縁体と上
部電極との接触準位の不連続性が解消され、非線形抵抗
素子の電流−電圧特性の正電圧と負電圧を対称にするこ
とができ、品位良好な画像を表示する液晶表示装置とす
ることができる。しかもその製造に際し、写真蝕刻法の
適用回数を減らすことができ、製造歩留を向上させて、
製造コストを低減することができる。
According to the present invention, there is provided a liquid crystal display device having a plurality of non-linear resistance elements each having a lower electrode-insulator-upper electrode structure MIM element electrically connected to each pixel display electrode or a series structure of MIM elements. A non-linear resistance element,
If a structure in which a metal different from the upper electrode is diffused near the surface of the insulator on the side of the upper electrode, the contact level between the insulator and the upper electrode changes, and a transparent material such as ITO is formed on the insulator. Even if the upper electrode is formed of a conductive film, the discontinuity of the contact level between the insulator and the upper electrode is eliminated, and the positive voltage and the negative voltage of the current-voltage characteristic of the nonlinear resistance element can be made symmetrical. Thus, the liquid crystal display device can display an image of good quality. Moreover, the number of times the photo-etching method is applied can be reduced in the production, and the production yield can be improved.
The manufacturing cost can be reduced.

【0062】このようなMIM素子からなる非線形抵抗
素子の絶縁体の上部電極側の表面近傍の上部電極とは異
なる金属の拡散、またはMIM素子の直列構造からなる
非線形抵抗素子の絶縁体の上部電極側の表面近傍の電流
−電圧特性が非線形性かつ対称となる金属の拡散は、前
記したように絶縁体上に上部電極とは異なる金属層を形
成したのち、この金属層を除去することにより容易に形
成することができる。さらに、MIM素子の直列構造か
らなる非線形抵抗素子の絶縁体の上部電極側の表面近傍
に電流−電圧特性が非線形性かつ対称となる金属が拡散
され、かつこの金属の層が画素表示電極及び配線電極に
もこれら画素表示電極及び配線電極とそれぞれ同一形状
に設けると、一方のMIM素子の上部電極をたとえばI
TOからなる透明導電膜で形成しても、十分な非線形性
が得られるようになるばかりでなく、画素表示電極のし
み込みをなくすことができ、品位良好な画像を表示する
液晶表示装置とすることができる。また製造に際し、写
真蝕刻法の適用回数を減らすことができ、製造歩留を向
上させ、製造コストを低減することができる。
The diffusion of a metal different from the upper electrode near the surface of the insulator of the non-linear resistance element made of such MIM element or the upper electrode of the insulator of the non-linear resistance element having the series structure of MIM elements The diffusion of the metal in which the current-voltage characteristics in the vicinity of the side surface are non-linear and symmetrical is facilitated by forming a metal layer different from the upper electrode on the insulator as described above, and then removing this metal layer. Can be formed. Further, a metal whose current-voltage characteristics are non-linear and symmetrical is diffused in the vicinity of the upper electrode side surface of the insulator of the non-linear resistance element having a series structure of MIM elements, and the metal layer is used as a pixel display electrode and wiring. If the electrodes are provided in the same shape as the pixel display electrode and the wiring electrode, the upper electrode of one MIM element is, for example, I.
Even if it is formed of a transparent conductive film made of TO, not only sufficient non-linearity can be obtained, but also the penetration of the pixel display electrode can be eliminated, and a liquid crystal display device that displays a high quality image is provided. be able to. In addition, the number of times the photo-etching method is applied can be reduced in manufacturing, the manufacturing yield can be improved, and the manufacturing cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施例1の液晶表示装置の構造を説
明するための断面図である。
FIG. 1 is a sectional view for explaining a structure of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2(a)はその製造方法を説明するためのフ
ローチャート、図2(b)乃至(g)はそれぞれその主
要工程を説明するための図である。
FIG. 2 (a) is a flow chart for explaining the manufacturing method, and FIGS. 2 (b) to 2 (g) are views for explaining the main steps thereof.

【図3】MIM素子の絶縁体へのCrの拡散を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing diffusion of Cr into an insulator of a MIM element.

【図4】上記絶縁体へCrを拡散し、上部電極をITO
で形成したMIM素子の電流−電圧特性を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a structure in which Cr is diffused into the above insulator and ITO is used as an upper electrode.
It is a figure which shows the current-voltage characteristic of the MIM element formed by.

【図5】MIM素子の絶縁体へのTiの拡散を示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing diffusion of Ti into an insulator of a MIM element.

【図6】図6(a)はこの発明の実施例2の液晶表示装
置の構造を説明するための平面図、図6(b)はそのB
−B線断面図である。
FIG. 6A is a plan view for explaining the structure of the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention, and FIG.
It is a -B line sectional view.

【図7】図7(a)はその製造方法を説明するためのフ
ローチャート、図7(b)乃至(h)はそれぞれその主
要工程を説明するための図である。
FIG. 7 (a) is a flowchart for explaining the manufacturing method, and FIGS. 7 (b) to 7 (h) are views for explaining the main steps thereof.

【図8】図8(a)はこの発明の実施例3の液晶表示装
置の構造を説明するための平面図、図8(b)はそのB
−B線断面図である。
8A is a plan view for explaining the structure of the liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 8B is its B view.
It is a -B line sectional view.

【図9】図9(a)はその製造方法を説明するためのフ
ローチャート、図9(b)乃至(h)はそれぞれその主
要工程を説明するための図である。
FIG. 9A is a flowchart for explaining the manufacturing method, and FIGS. 9B to 9H are diagrams for explaining the main steps thereof.

【図10】従来の液晶表示装置の構造を説明するための
断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a structure of a conventional liquid crystal display device.

【図11】図11(a)はその製造方法を説明するため
のフローチャート、図11(b)乃至(g)はそれぞれ
その主要工程を説明するための図である。
FIG. 11A is a flow chart for explaining the manufacturing method, and FIGS. 11B to 11G are views for explaining the main steps thereof.

【図12】上部電極がCr、Ti,Al,Ta,Mo−
TaなどからなるMIM素子の電流−電圧特性を示す図
である。
FIG. 12: The upper electrode is Cr, Ti, Al, Ta, Mo-
It is a figure which shows the current-voltage characteristic of the MIM element which consists of Ta etc.

【図13】上部電極がITOからなるMIM素子の電流
−電圧特性を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing current-voltage characteristics of an MIM element whose upper electrode is made of ITO.

【図14】図14(a)は従来のMIM素子の直列構造
からなる非線形抵抗素子を有する液晶表示装置の構造を
説明するための平面図、図14(b)はそのB−B線断
面図である。
FIG. 14 (a) is a plan view for explaining the structure of a liquid crystal display device having a non-linear resistance element having a conventional MIM element series structure, and FIG. 14 (b) is a cross-sectional view taken along line BB thereof. Is.

【図15】上部電極がITOからなるMIM素子の直列
構造からなる非線形抵抗素子電流−電圧特性を示す図で
ある。
FIG. 15 is a diagram showing a current-voltage characteristic of a non-linear resistance element having a series structure of MIM elements each having an upper electrode made of ITO.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…基板 2…下部電極 4…絶縁体 7…画像表示電極 10…Cr膜 12…上部電極 13…非線形抵抗素子 21…配線電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 2 ... Lower electrode 4 ... Insulator 7 ... Image display electrode 10 ... Cr film 12 ... Upper electrode 13 ... Non-linear resistance element 21 ... Wiring electrode

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液晶組成物を介して相対向する基板の一
方に、複数の画素表示電極と、この複数の画素表示電極
の各々に電気的に接続された下部電極−絶縁体−上部電
極構造のMIM素子からなる複数の非線形抵抗素子と、
この複数の非線形抵抗素子を接続する配線電極とが設け
られてなる液晶表示装置において、 前記非線形抵抗素子は、前記絶縁体の前記上部電極側の
表面近傍に前記上部電極とは異なる金属が拡散されてな
ることを特徴とする液晶表示装置。
1. A plurality of pixel display electrodes on one of substrates facing each other with a liquid crystal composition interposed therebetween, and a lower electrode-insulator-upper electrode structure electrically connected to each of the plurality of pixel display electrodes. A plurality of non-linear resistance elements including MIM elements of
In the liquid crystal display device including a wiring electrode connecting the plurality of nonlinear resistance elements, the nonlinear resistance element has a metal different from the upper electrode diffused in the vicinity of the surface of the insulator on the upper electrode side. A liquid crystal display device characterized by the following.
【請求項2】 液晶組成物を介して相対向する基板の一
方に、複数の画素表示電極と、この複数の画素表示電極
の各々に電気的に接続された下部電極−絶縁体−上部電
極構造のMIM素子の直列構造からなる複数の非線形抵
抗素子と、この複数の非線形抵抗素子を接続する配線電
極とが設けられてなる液晶表示装置において、 前記非線形抵抗素子は、前記絶縁体の前記上部電極側の
表面近傍に電流−電圧特性が非線形性かつ対称となる金
属が拡散されてなることを特徴とする液晶表示装置。
2. A plurality of pixel display electrodes on one of substrates facing each other through a liquid crystal composition, and a lower electrode-insulator-upper electrode structure electrically connected to each of the plurality of pixel display electrodes. A liquid crystal display device provided with a plurality of nonlinear resistance elements having a serial structure of MIM elements and wiring electrodes connecting the plurality of nonlinear resistance elements, wherein the nonlinear resistance element is the upper electrode of the insulator. A liquid crystal display device, characterized in that a metal whose current-voltage characteristics are non-linear and symmetrical is diffused in the vicinity of the surface on the side.
【請求項3】 非線形抵抗素子の下部電極がTaからな
り、この非線形抵抗素子の上部電極側の表面近傍に拡散
される金属がCr,Ti,Al,Ta,Mo−Ta合金
の少なくとも1種からなることを特徴とする請求項1ま
たは請求項2記載の液晶表示装置。
3. The lower electrode of the nonlinear resistance element is made of Ta, and the metal diffused in the vicinity of the surface of the nonlinear resistance element on the upper electrode side is at least one of Cr, Ti, Al, Ta, and Mo-Ta alloy. The liquid crystal display device according to claim 1 or 2, wherein
【請求項4】 液晶組成物を介して相対向する基板の一
方に、複数の画素表示電極と、この複数の画素表示電極
の各々に電気的に接続された下部電極−絶縁体−上部電
極構造のMIM素子またはこのMIM素子の直列構造か
らなる複数の非線形抵抗素子と、この複数の非線形抵抗
素子を接続する配線電極とが設けられてなる液晶表示装
置の製造方法において、 前記非線形抵抗素子の下部電極を形成する工程と、この
下部電極上に前記絶縁体を形成する工程と、この絶縁体
上に前記上部電極とは異なる金属膜を形成してこの金属
膜の金属を前記絶縁体の前記上部電極側の表面近傍に拡
散させたのちこの金属膜を除去する工程と、この金属膜
を除去したのちの絶縁体上に前記上部電極を形成する工
程とにより、前記非線形抵抗素子を形成することを特徴
とする液晶表示装置の製造方法。
4. A plurality of pixel display electrodes on one of substrates facing each other with a liquid crystal composition interposed therebetween, and a lower electrode-insulator-upper electrode structure electrically connected to each of the plurality of pixel display electrodes. Of the MIM element or a plurality of non-linear resistance elements having a serial structure of the MIM elements, and a wiring electrode connecting the plurality of non-linear resistance elements. Forming an electrode, forming the insulator on the lower electrode, forming a metal film different from the upper electrode on the insulator, and applying a metal of the metal film to the upper portion of the insulator. Forming the non-linear resistance element by a step of removing the metal film after being diffused in the vicinity of the surface on the electrode side and a step of forming the upper electrode on the insulator after removing the metal film. Method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim.
【請求項5】 液晶組成物を介して相対向する基板の一
方に、複数の画素表示電極と、この複数の画素表示電極
の各々に電気的に接続された下部電極−絶縁体−上部電
極構造のMIM素子の直列構造からなる複数の非線形抵
抗素子と、この複数の非線形抵抗素子を接続する配線電
極とが設けられてなる液晶表示装置において、 前記非線形抵抗素子の絶縁体の上部電極側の表面近傍に
電流−電圧特性が非線形性かつ対称となる金属が拡散さ
れ、かつこの金属の膜が前記画素表示電極の形成部分及
び前記配線電極の形成部分にこれら画素表示電極及び配
線電極とそれぞれ同一形状に形成されてなることを特徴
とする液晶表示装置。
5. A plurality of pixel display electrodes on one of substrates facing each other with a liquid crystal composition interposed therebetween, and a lower electrode-insulator-upper electrode structure electrically connected to each of the plurality of pixel display electrodes. In a liquid crystal display device provided with a plurality of non-linear resistance elements having a serial structure of MIM elements and wiring electrodes connecting the plurality of non-linear resistance elements, the surface of the insulator of the non-linear resistance element on the upper electrode side. A metal whose current-voltage characteristics are non-linear and symmetrical is diffused in the vicinity, and a film of this metal has the same shape as the pixel display electrode and the wiring electrode in the pixel display electrode formation portion and the wiring electrode formation portion, respectively. A liquid crystal display device comprising:
【請求項6】 非線形抵抗素子の下部電極がTaからな
り、この非線形抵抗素子の上部電極側の表面近傍に拡散
される金属及び画素表示電極の形成部分及び前記配線電
極の形成部分に形成される金属の膜がCr,Ti,A
l,Ta,Mo−Ta合金の少なくとも1種からなるこ
とを特徴とする請求項5記載の液晶表示装置。
6. The lower electrode of the non-linear resistance element is made of Ta, and is formed in the metal diffused near the surface of the non-linear resistance element on the upper electrode side, the pixel display electrode forming portion and the wiring electrode forming portion. Metal film is Cr, Ti, A
The liquid crystal display device according to claim 5, wherein the liquid crystal display device is made of at least one of 1, 1, Ta and Mo-Ta alloy.
JP15870894A 1993-09-20 1994-07-11 Liquid crystal display device and its production Pending JPH07140491A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15870894A JPH07140491A (en) 1993-09-20 1994-07-11 Liquid crystal display device and its production

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23264593 1993-09-20
JP5-232645 1993-09-20
JP15870894A JPH07140491A (en) 1993-09-20 1994-07-11 Liquid crystal display device and its production

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07140491A true JPH07140491A (en) 1995-06-02

Family

ID=26485737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15870894A Pending JPH07140491A (en) 1993-09-20 1994-07-11 Liquid crystal display device and its production

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07140491A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6172733B1 (en) Liquid crystal display including conductive layer passing through multiple layers and method of manufacturing same
JP3567183B2 (en) Liquid crystal display
WO1996002867A1 (en) Liquid crystal display and method of manufacturing the same
JPS62159119A (en) Liquid crystal display panel
JP4483014B2 (en) Mask and liquid crystal display manufacturing method
JP2004004725A (en) Liquid crystal device and electronic equipment
JP3291396B2 (en) Liquid crystal display
JPH10319433A (en) Tft array substrate and electrooptical display device using the same and production method for tft array substrate
JPH07140491A (en) Liquid crystal display device and its production
JP2778746B2 (en) Liquid crystal display device and method of manufacturing electrode substrate
JPH08122801A (en) Liquid crystal display element
JPH05203997A (en) Liquid crystal display device
JPH04241324A (en) Liquid crystal display device
JPH07114043A (en) Liquid crystal display device and its production
JP2654661B2 (en) Electro-optical display
JP3306986B2 (en) Liquid crystal device manufacturing method
JPH0720492A (en) Liquid crystal display device and its production
JPH11194323A (en) Liquid crystal display element and driving method therefor
JPH0728096A (en) Liquid crystal display device and its production
JPH05196970A (en) Liquid crystal display device
JPH05232517A (en) Substrate for liquid crystal display device and its production
JPH06308538A (en) Production of liquid crystal display device
JPH04186233A (en) Matrix array substrate
JPH05297415A (en) Liquid crystal display device and its production
JPH04263223A (en) Production of liquid crystal display device

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040608