JPH1062822A - スイッチング素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高いコントラスト比を維持しつつ、温度特性
およびスイッチング素子の素子特性が良好なスイッチン
グ素子の製造方法を提供する。 【解決手段】 陽極酸化工程において、化成電流密度を
０．１ｍＡ／ｃｍ² 〜１０ｍＡ／ｃｍ² の範囲内で定電
流密度化成を行い、さらに化成電圧を２５Ｖ〜３５Ｖの
範囲内で定電圧化成を行って、下部電極の表面を陽極酸
化して絶縁膜を形成し、さらに陽極酸化する工程以降に
２００℃〜２５０℃の熱処理を行い、スイッチング素子
を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、液晶表示
装置等のアクティブマトリクス基板に用いられる第１の
金属−絶縁膜−第２の金属の積層構造からなるスイッチ
ング素子の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、スイッチング素子として、構造が
簡単で、製造コストの面で有利な２端子の非線形抵抗素
子が知られており、また、第１の金属−絶縁膜−第２の
金属（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ、
以下、ＭＩＭと記す）の積層構造を有するものは実用化
がなされている。図８は、ＭＩＭ構造を有するスイッチ
ング素子を備えた従来の液晶表示装置におけるアクティ
ブマトリクス基板の平面構造を示している。また、図９
は、図８中のＡ−Ａ線における矢視断面構造を表してい
る。

【０００３】まず、図９中の透明基板１上にスパッタリ
ング法や真空蒸着法等の薄膜形成法により、厚さが３，
０００オングストローム（Å）になるようにタンタル
（Ｔａ）薄膜を積層し、形成する。さらに、そのタンタ
ル薄膜をフォトリソグラフィー法などにより、所定の形
状にパターニングする。これにより、図８に示す信号配
線２と一体となった第１の金属層が得られ、この第１の
金属層が下部電極３となる。

【０００４】次に、陽極酸化法により、下部電極３の表
面を陽極酸化して、厚さが６００Åの五酸化タンタル
（Ｔａ₂ Ｏ₅ ）からなる非線形抵抗素子の絶縁体層を構
成する絶縁膜４を形成する。特に従来の陽極酸化法で
は、下部電極３の表面を陽極酸化して、上記絶縁膜４を
形成する場合、定電流・定電圧電源を用いて行われてい
る。図１０および図１１は、下部電極３の表面を陽極酸
化させる際の化成電圧および化成電流密度の時間変化を
それぞれ示している。図１１に示すように、化成電流密
度は最初に一定値Ｉ₁ に設定され、時間ｔ₁ の間、保持
される。この時間ｔ₁ が経過すると、図１０に示すよう
に、化成電圧が、絶縁膜の所定の望ましい厚さに対応し
た電圧Ｖ₁ に到達する。この後、化成電圧を電圧Ｖ₁ の
一定値に保持すると、化成電流密度は０に漸近し、陽極
酸化が終了する。

【０００５】なお、上記時間ｔ₁ までの陽極酸化工程を
定電流密度化成、時間ｔ₁ 以降の陽極酸化工程を定電圧
化成と呼んでいる。また、従来の陽極酸化は、一般に上
記一定値Ｉ₁ を１ｍＡ／ｃｍ² 以上に設定することが多
い。

【０００６】さらに、下部電極３、および絶縁膜４を積
層した透明基板１上にスパッタリング法や真空蒸着法等
の薄膜形成法などにより、厚さが４，０００Åになるよ
うにチタンを積層する。さらに、積層したチタン膜をフ
ォトリソグラフィー法などにより所定の形状にパターニ
ングして上部電極５とする。これにより、上記した従来
のＭＩＭ構造を有するスイッチング素子６が形成され
る。また、透明電極膜を積層し、これをフォトリソグラ
フィー法などにより所定の形状にパターニングして画素
電極７を形成する。これにより、上記した従来のアクテ
ィブマトリクス基板が形成される。

【０００７】ところで、一般的なＭＩＭ構造を有するス
イッチング素子の印加電圧Ｖと電流Ｉとの関係は、以下
の数式で表される。このように表された電流Ｉは、Ｐｏ
ｏｌｅ−Ｆｒｅｎｋｅｌ電流と呼ばれている。

【０００８】Ｉ＝αＶｅｘｐ（βＶ^1/2 ） α＝（ｎμｑ／ｄ）ｅｘｐ（−φ／ｋＴ） β＝（１／ｋＴ）（ｑ³ ／πε₀ ε₁ ｄ）^1/2 ｄ ：絶縁膜の厚さ ｋ ：ボルツマン定数 ｎ ：キャリア密度 ｑ ：電子の電荷量 Ｔ ：周囲温度 ε₀ ：真空の誘電率 ε₁ ：絶縁膜の光学的比誘電率 φ ：トラップの深さ μ ：キャリア移動度 上記の数式から明らかなように、絶縁膜の厚さｄ、絶縁
膜の膜質の物性を示すパラメータｎ、μ、φおよび
ε₁ 、および温度Ｔが変化することによって電流−電圧
（Ｉ−Ｖ）特性が変化する。すなわち、Ｉ−Ｖ特性は、
温度依存性を有していることがわかる。また、ＭＩＭ構
造を有するスイッチング素子の素子特性を表すα値およ
びβ値も温度依存性を有していることがわかる。温度Ｔ
以外のパラメータからなる温度係数が大きければ、温度
変化による素子特性を表すα値およびβ値の変化が大き
くなる。これにより、表示装置のコントラスト比の温度
依存性は大きくなり、温度特性は悪くなる。

【０００９】例えば、絶縁膜の厚さｄが小さい程、β値
が大きくなるため、スイッチング素子のＩ−Ｖ特性が急
峻となり、表示画面のコントラスト比が高くなるが、絶
縁膜の厚さｄを小さくし過ぎると、β値の温度係数が大
きくなるため、コントラスト比の温度依存性が大きくな
るという問題が発生する。したがって、表示画面のコン
トラスト比を高くすると共に、コントラスト比の温度依
存性を大きくし過ぎない最適な範囲に、絶縁膜の厚さｄ
を設定することが必要である。

【００１０】また、従来の製造方法ではα値が小さいた
めに印加電圧Ｖが小さいときには、電流Ｉが小さくな
り、パネル駆動電圧が高くなる。すなわち、パネル消費
電力が大きくなる。

【００１１】特開平５−２１９１号公報には、複数の表
示画素およびその各々に電気的に接続した第１の金属層
−絶縁層−第２の金属層の３層構造をなす非線形抵抗素
子を基板上に形成する際、第１の金属層を陽極酸化する
ことにより絶縁層を形成している。そして、第１の金属
層を陽極酸化する際の化成電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ
² 〜０．８ｍＡ／ｃｍ² の範囲内に設定されてなるマト
リクスアレイ基板の製造方法が開示されている。

【００１２】上記公報によれば、第１の金属層を陽極酸
化する際、化成電流密度を上記の範囲内に設定すること
により、ディスプレイの非点灯時電圧における電流値分
布を小さくし、大画面のディスプレイであってもムラの
ない均一な表示を得ることができるマトリクスアレイ基
板が示されている。

【００１３】また、特開平４−２５３０３４号公報に
は、絶縁基台の上に窒化タンタルから成る第１の金属層
を形成し、その表面に異なる窒化率を有する複数の窒化
タンタル酸化物の層から成る絶縁層を形成している。さ
らに、その絶縁層上に第２の金属層を形成し、それに電
気的に接続された画素電極を絶縁基台上に形成する表示
器用基板が開示されている。

【００１４】上記公報によれば、スイッチング素子のＩ
−Ｖ特性において、オフ電流が低く、かつ、絶縁層にお
ける電子の障壁の立ち上がりが急峻であり、電子の障壁
が対称性を有する表示器用基板が示されている。

【００１５】さらに、特開平３−７３９３２号公報に
は、基板上に設けられた複数の行電極と、上記基板と対
向する対向基板上に上記行電極と交差して配置された複
数の列電極が備えられ、上記両電極の交差部のマトリク
ス状に形成された画素部にスイッチング用非線形抵抗素
子を配し、上記基板間に封入された液晶を電気的に駆動
させて表示するアクティブマトリクス型液晶表示装置に
おいて、上記非線形抵抗素子にＭＩＭの２端子素子を用
い、上記インシュレーターの比誘電率εがＴａＯｘ（但
し、Ｘは任意の数値を示す）の比誘電率未満であり、上
記対向基板の有する静電容量Ｃ_CF、画素部の液晶の静電
容量Ｃ_LC、ＭＩＭ素子の静電容量Ｃ_MIM が Ｃ_CF×Ｃ_LC／〔（Ｃ_CF＋Ｃ_LC）×Ｃ_MIM 〕＞２ であるアクティブマトリクス型液晶表示装置が開示され
ている。

【００１６】上記公報によれば、ＭＩＭ構造を有する２
端子素子を形成後、２５０℃で熱処理することにより、
アクティブマトリクス基板を得ている。そして熱処理工
程を行うことにより、上記アクティブマトリクス基板を
備えたアクティブマトリクス型液晶表示装置のフリッ
カ、いわゆる表示画面のちらつきが調整可能であること
が示されている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、絶縁膜の厚
さｄは、陽極酸化における定電流密度化成と、後に続く
定電圧化成との２工程で定まるため、最適な定電流密度
の範囲と最適な定電圧の範囲とを合わせて設定しなけれ
ば、絶縁膜の厚さｄを最適な値にすることができない。
それにもかかわらず、上記従来のスイッチング素子の製
造方法は、定電流密度および定電圧をそれぞれ最適な範
囲に組み合わせて設定することについて、何ら考慮して
いないという問題点を有している。

【００１８】また、上記の特開平４−２５３０３４号公
報には、スイッチング素子特性の温度依存性により、液
晶表示装置の表示品位に悪影響を及ぼすことについて、
何ら考慮されていない。

【００１９】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、温度特性および素子特性が良好なスイッチング
素子の製造方法を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るス
イッチング素子の製造方法は、上記の課題を解決するた
めに、透明基板上に形成された複数本の列電極と、該列
電極と交叉する行電極とがマトリクスを形成し、さら
に、該列電極と該行電極との各交点に表示素子と、第１
の金属、絶縁膜、第２の金属を積層させたスイッチング
素子とが分設された表示装置における上記スイッチング
素子の製造方法において、上記第１の金属の表面を陽極
酸化して上記絶縁膜を形成する陽極酸化工程と、陽極酸
化工程以降に熱処理工程とを含み、上記陽極酸化工程に
おいて、化成電流密度および化成電圧を一定とし、温度
を変化させたときの各温度における表示装置のコントラ
スト比の温度変化が、基準温度におけるコントラスト比
に対して所定の割合以内になり、かつ上記基準温度にお
いて、化成電流密度および化成電圧の一方を変化させた
ときのコントラスト比が、最大コントラスト比に対して
所定の割合以上となるような化成電流密度および化成電
圧の組み合わせを選択することを特徴としている。

【００２１】絶縁膜の厚さと表示画面のコントラスト比
とは相関しているので、陽極酸化工程における化成電流
密度および化成電圧に依存してコントラスト比が変化す
る。したがって、表示画面のコントラスト比を最適化す
るような化成電流密度および化成電圧を定めることがで
きればよい。

【００２２】本願発明者らは、基準を超えて良好なコン
トラスト比を安定して得られる化成電流密度および化成
電圧の範囲を定めることに着目した。そのために、請求
項１に記載のように、化成電流密度および化成電圧を変
化させたときの各温度における表示装置のコントラスト
比のばらつきが、基準温度におけるコントラスト比に対
して所定の割合以内に抑制され、かつ上記基準温度にお
いて、化成電流密度および化成電圧の一方を変化させた
ときのコントラスト比が、得られた最大コントラスト比
と大差無い、すなわち所定の割合以上に収まっていれ
ば、表示品位が良好な表示装置を安定して製造すること
ができる。

【００２３】コントラスト比に関する上記の条件を満足
する化成電流密度および化成電圧の組み合わせを選択す
ることにより、絶縁層の厚さが薄くなり過ぎて、スイッ
チング素子の素子特性の温度依存性、すなわちＩ−Ｖ特
性の温度依存性が大きくなるのを防ぐことができる。し
たがって、高コントラスト比が維持されつつ、コントラ
スト比の温度特性を改善することができる。

【００２４】請求項２の発明に係るスイッチング素子の
製造方法は、請求項１に記載の陽極酸化工程において、
上記化成電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ² 〜１０ｍＡ／ｃ
ｍ²の範囲内であり、かつ、上記化成電圧は２５Ｖ〜３
５Ｖの範囲内であることを特徴としている。

【００２５】これにより、化成電流密度が０．１ｍＡ／
ｃｍ² 以上で陽極酸化すると、０．１ｍＡ／ｃｍ² より
小さい値で行なった場合と比較して、ポテンシャルエネ
ルギーが高くなる。また、化成電流密度が大きいために
陽極酸化時の化成速度が速くなり、酸素イオンが下部電
極側に充分に拡散できなくなることから、ポテンシャル
エネルギー、すなわち、電子の障壁が上部電極側に偏
る。これにより、実質の絶縁膜の厚さＤ（＜ｄ）は、薄
くなり、β値が大きくなる。β値は、Ｉ−Ｖ特性の急峻
性の程度を示しており、つまり、β値が大きくなると、
表示装置の励起時間が長くなるので、コントラスト比が
向上する。

【００２６】しかし、化成電流密度が大きくなると共に
実質の絶縁膜の厚さＤが薄くなり、前述の数式に記載の
α値およびβ値の温度係数が大きくなる。すなわち、素
子特性の温度依存性が大きくなる。したがって、化成電
流密度が１０ｍＡ／ｃｍ² 以下で定電流密度化成し、陽
極酸化することによって、実質の絶縁膜の厚さＤが薄く
なりすぎて、表示装置のコントラスト比の温度依存性が
大きくなることを防ぐことができる。また、上記範囲内
で化成電流密度を設定することにより、コントラスト比
を、比較的高い値で維持することができる。

【００２７】また、上記化成電圧を２５Ｖ〜３５Ｖの範
囲内で定電圧化成し、陽極酸化する場合、絶縁膜の厚さ
ｄは、５００Å〜７００Åとなる。また、化成電圧が２
５Ｖより小さい値で定電圧化成すると、絶縁膜の厚さが
薄くなり過ぎ、α値およびβ値における温度係数が大き
くなるので好ましくない。これに対し、化成電圧を２５
Ｖ以上で定電圧化成することにより、絶縁膜の厚さｄが
５００Å以上となる場合、α値およびβ値における温度
係数が小さい。したがって、素子特性の温度依存性が小
さいので、表示装置のコントラスト比の温度特性は良好
である。

【００２８】また、絶縁膜の厚さｄが７００Åより大き
くなると、β値の低下が大きく、コントラスト比が低く
なり過ぎる。このため、３５Ｖ以下で定電圧化成し、陽
極酸化する方がコントラスト比は高い値で維持されるの
で好ましい。

【００２９】上記のスイッチング素子の製造方法におい
て、例えば、温度が２０℃におけるコントラスト比に対
するコントラスト比の温度変化の割合が、上記化成電流
密度および化成電圧の範囲内で、２０％以内になり、か
つ、温度が２０℃におけるコントラスト比が最大となる
コントラスト比の８０％以上になるように、定電流密度
化成および定電圧化成を行い、下部電極の表面を陽極酸
化して絶縁膜を形成するとよい。これにより、素子特性
の温度依存性は小さくなり、表示装置のコントラスト比
の温度特性は改善される。

【００３０】請求項３記載の発明に係るスイッチング素
子の製造方法において、陽極酸化工程以降に行う熱処理
工程での熱処理温度は、２００℃〜２５０℃の範囲内で
ある。上記範囲内で熱処理を行うことにより、α値を大
きくすることができ、印加電圧が小さくても電流は大き
くなる。すなわち、表示装置のパネル駆動電圧が低くな
り、表示装置のパネル消費電力が小さくなる。また、熱
処理温度が２００℃より小さい場合には、電流が小さ過
ぎて、パネル駆動電圧が大きくなるので好ましくない。
さらに、熱処理温度が２５０℃より大きい場合には、電
流が大きくなり過ぎてスイッチング素子に劣化を与える
ので好ましくない。

【００３１】

【発明の実施の形態】

〔実施の形態１〕本発明の実施の一形態について図１な
いし図６、および図８ないし図１１に基づいて説明すれ
ば、以下のとおりである。

【００３２】最初に、本実施の形態にかかるスイッチン
グ素子およびアクティブマトリクス基板の構成概略を、
図８および図９を参照しながらその製造方法と共に説明
する。上記アクティブマトリクス基板は、まず、透明基
板１上に、図８に示すように、信号配線２と、スイッチ
ング素子６と、画素電極７とが形成される。

【００３３】透明基板１上には、形成された複数本の列
電極と、該列電極と交叉する行電極とがマトリクスを形
成し、さらに、該列電極と該行電極との各交点に表示素
子が介設されている。

【００３４】まず、信号配線２、および信号配線２から
分岐した下部電極３は、タンタル薄膜を、厚さが３，０
００Åになるように、スパッタリング法などにより透明
基板１上に積層し、さらに、フォトリソグラフィー法に
より所定の形状にパターニングして、形成される。

【００３５】さらに、下部電極３の表面を陽極酸化法に
より陽極酸化して、５００Å〜７００Åの厚さを有する
五酸化タンタルからなる絶縁膜４を形成する。

【００３６】上記陽極酸化法としては、定電流密度・定
電圧電源を用いて行われ、図１１に示すように、最初に
化成電流密度を一定にして、下部電極３の表面を一定時
間定電流密度化成を行う。さらに、図１０に示すよう
に、化成電圧の電圧値を絶縁層４が所定の厚さになるよ
うに対応させ、その電圧値にて一定時間、定電圧化成を
行う。尚、上記化成電流密度を一定にして定電流密度化
成を行う時間、および上記化成電圧を一定にして定電圧
化成を行う時間は、特に限定されるものではない。

【００３７】続いて、上部電極５は、スパッタリング法
などによりチタン薄膜を、厚さが４，０００Åになるよ
うに、透明基板１上に積層し、さらに、フォトリソグラ
フィー法により所定の形状にパターニングすることによ
り、形成される。これにより、下部電極３と上部電極５
との間に、陽極酸化されてなる絶縁膜４が介装されたＭ
ＩＭ構造を有する本発明のスイッチング素子６が得られ
る。

【００３８】さらに、透明導電膜を積層し、これをフォ
トリソグラフィー法により所定の形状にパターニングし
て、画素電極７を形成する。以上の工程により、ＭＩＭ
構造を有するスイッチング素子６として設けた液晶表示
装置のアクティブマトリクス基板が得られる。なお、こ
の液晶表示装置の容量比（素子容量：液晶容量）は１：
１０であり、素子サイズは５μｍ×５μｍであり、液晶
はＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶であ
る。尚、上記素子サイズとは、図８中に記載の下部電極
３と、上部電極５とが重なる矩形領域の辺の長さを示し
ている。

【００３９】図１は、化成電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ
² 以上で下部電極の表面を陽極酸化するときの、ガラス
基板表面からの距離に対するポテンシャルエネルギー特
性図を示している。図２は、化成電流密度が０．１ｍＡ
／ｃｍ² より小さい値で下部電極の表面を陽極酸化する
ときの、ガラス基板表面からの距離に対するポテンシャ
ルエネルギー特性図を示している。

【００４０】図１および図２から明らかなように、化成
電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ² 以上で陽極酸化すると、
０．１ｍＡ／ｃｍ² より小さい値で行なった場合と比較
して、ポテンシャルエネルギー、すなわち電子の障壁が
高く、また上部電極側に偏っていることがわかる。これ
は化成電流密度が大きいために陽極酸化時の化成速度が
速くなり、酸素イオンが下部電極側に充分に拡散できな
いためである。そのため、酸素イオンが上部電極側に偏
在することにより、上記の電子の障壁が形成される。こ
れにより、実質の絶縁膜の厚さＤ（＜ｄ）は薄くなり、
β値が大きくなる。すなわち、表示装置の励起時間が長
くなるので、コントラスト比が向上する。

【００４１】図３は、温度が２０℃（基準温度）、化成
電流密度がそれぞれ０．００１ｍＡ／ｃｍ² 〜１００ｍ
Ａ／ｃｍ² の範囲内で定電流密度化成を行い、さらに化
成電圧が３０Ｖで定電圧化成を行って、下部電極３の表
面を陽極酸化し、絶縁膜４を形成した時の化成電流密度
と、コントラスト比との関係を示す。

【００４２】図３から明らかなように、化成電流密度が
０．１ｍＡ／ｃｍ² 以上の範囲では、コントラスト比が
２５以上であり、かつ、コントラスト比が上記該範囲内
において最大となるコントラスト比（約３０）の８０％
以上の値である液晶表示装置の特性が得られていること
がわかる。

【００４３】図４は、温度範囲が０℃〜６０℃、化成電
圧が３０Ｖの条件で下部電極３の表面を陽極酸化し、絶
縁膜４を形成した時の化成電流密度と、コントラスト比
の温度変化との関係を示す。

【００４４】図４から明らかなように、化成電流密度が
１０ｍＡ／ｃｍ² 以下で定電流密度化成を行った後、化
成電圧を３０Ｖに設定して、下部電極３の表面の陽極酸
化を行った結果、各化成電流密度について、温度範囲が
０℃〜６０℃でのコントラスト比の温度変化が５以下で
あり、かつ、図３における温度２０℃での各化成電流密
度におけるコントラスト比の値に対して、コントラスト
比の温度変化が２０％以内であることがわかる。尚、上
記コンラスト比の温度変化とは、例えば、化成電流密度
０．１ｍＡ／ｃｍ² 、および化成電圧３０Ｖの条件で陽
極酸化したとき、温度範囲が０℃〜６０℃におけるコン
ラスト比の最大値からコンラスト比の最小値を差し引い
た値を示している。

【００４５】図３および図４の結果から明らかなよう
に、化成電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ² 〜１０ｍＡ／ｃ
ｍ² の条件で下部電極３の表面を陽極酸化することで、
高コントラスト比が得られると共に、コントラスト比の
温度変化が小さくなることがわかる。

【００４６】図５は、温度が２０℃（基準温度）、化成
電流密度が１ｍＡ／ｃｍ² で定電流密度化成を行い、さ
らに化成電圧をそれぞれの値で定電圧化成して、下部電
極３の表面を陽極酸化し、絶縁膜４を形成した時の化成
電圧と、コントラスト比との関係を示す。

【００４７】図５から明らかなように、化成電圧が３５
Ｖ以下の範囲で、コントラスト比が２５以上であり、か
つ、コントラスト比が上記該範囲内における最大となる
コントラスト比（約３０）の８０％以上の液晶表示装置
の特性が得られていることがわかる。

【００４８】図６は、温度範囲が０℃〜６０℃、化成電
流密度が１ｍＡ／ｃｍ² の条件で下部電極３の表面を陽
極酸化し、絶縁膜４を形成した時の化成電圧と、コント
ラスト比の温度変化との関係を示す。

【００４９】図６から明らかなように、化成電圧が２５
Ｖ〜３５Ｖの範囲内で定電流密度化成を行い、下部電極
３の表面を陽極酸化を行った結果、温度範囲が０℃〜６
０℃でのコントラスト比の温度変化が５以下であり、か
つ、図５における温度２０℃での各化成電圧におけるコ
ントラスト比の値に対して、コントラスト比の温度変化
が２０％以内であることがわかる。

【００５０】図５および図６の結果から明らかなよう
に、化成電圧が２５Ｖ〜３５Ｖの条件で下部電極３の表
面を陽極酸化することで、高コントラスト比が得られる
と共に、コントラスト比の温度変化が小さくなることが
わかる。

【００５１】以上の結果から、化成電流密度が０．１ｍ
Ａ／ｃｍ² 〜１０ｍＡ／ｃｍ² であり、かつ化成電圧が
２５Ｖ〜３５Ｖの組み合わせで下部電極３の表面を陽極
酸化することにより、絶縁層の厚さが薄くなり過ぎて、
スイッチング素子の素子特性の温度依存性、すなわちＩ
−Ｖ特性の温度依存性が大きくなるのを防ぐことが可能
なことがわかる。したがって、高コントラスト比が維持
されつつ、コントラスト比の温度特性を向上させること
ができる。

【００５２】〔実施の形態２〕本発明の実施にかかるさ
らに他の形態について、図７を参照しながら説明する。
尚、説明の便宜上、前記した実施の形態１と同一の機能
を有する構成には、同一の符号を付与し、その説明を省
略する。

【００５３】本実施の形態では、化成電流密度１ｍＡ／
ｃｍ² および化成電圧３０Ｖの条件で定電流密度化成お
よび定電圧化成を行い、下部電極３の表面を陽極酸化し
た他は、前記した実施の形態１の操作と同様の操作を行
い、液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を得た。

【００５４】また、本実施の形態では、化成電流密度１
ｍＡ／ｃｍ² および化成電圧３０Ｖの条件で定電流密度
化成および定電圧化成を行い、下部電極３の表面を陽極
酸化し、さらに、熱処理工程において熱処理をした他
は、前記した実施の形態１の操作と同様の操作を行い、
液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を得た。上記
熱処理工程における熱処理温度は、２００℃〜２５０℃
の範囲内で行い、熱処理時間は１時間とした。

【００５５】図７は、上記のように構成される液晶表示
装置のそれぞれのアクティブマトリクス基板のＩ−Ｖ特
性を測定した結果を示している。図中の点線で示される
曲線Ｌ₁ は、陽極酸化工程の後に熱処理工程をして得ら
れたアクティブマトリクス基板のＩ−Ｖ特性を示し、ま
た、実線で示される曲線Ｌ₂ は、陽極酸化工程のみを行
って得られたアクティブマトリクス基板のＩ−Ｖ特性を
示している。

【００５６】上記の図７において、曲線Ｌ₁ は、曲線Ｌ
₂ と比較して、印加電圧Ｖの値に対して電流Ｉが大きい
ことがわかる。これにより、α値を１０の−１４乗から
１０の−１３乗と大きくすることができる。したがっ
て、印加電圧が小さくても、電流の値が大きくなるの
で、液晶表示装置のパネル駆動電圧を従来より低く設定
できる。すなわち、パネル消費電力を小さくすることが
できる。

【００５７】以上の結果から明らかなように、上記範囲
内で熱処理を行うことにより、α値を大きくすることが
でき、印加電圧が小さい場合に、電流が大きくなる。す
なわち、液晶表示装置のパネル駆動電圧が低くなり、パ
ネル消費電力が小さくなる。

【００５８】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載のスイッチング
素子の製造方法は、透明基板上に形成された複数本の列
電極と、該列電極と交叉する行電極とがマトリクスを形
成し、さらに、該列電極と該行電極との各交点に表示素
子と、第１の金属、絶縁膜、第２の金属を積層させたス
イッチング素子とが分設された表示装置における上記ス
イッチング素子の製造方法において、上記第１の金属の
表面を陽極酸化して上記絶縁膜を形成する陽極酸化工程
と、陽極酸化工程以降に熱処理工程とを含み、上記陽極
酸化工程において、化成電流密度および化成電圧を一定
とし、温度を変化させたときの各温度における表示装置
のコントラスト比の温度変化が、基準温度におけるコン
トラスト比に対して所定の割合以内になり、かつ上記基
準温度において、化成電流密度および化成電圧の一方を
変化させたときのコントラスト比が、最大コントラスト
比に対して所定の割合以上となるような化成電流密度お
よび化成電圧の組み合わせを選択する方法である。

【００５９】これにより、絶縁層の厚さが薄くなり過ぎ
て、スイッチング素子の素子特性の温度依存性、すなわ
ちＩ−Ｖ特性の温度依存性が大きくなるのを防ぐことが
できる。したがって、高コントラスト比が維持されつ
つ、表示装置等のコントラスト比の温度依存性が良好な
スイッチング素子の製造方法を提供することができると
いう効果を奏する。

【００６０】本発明の請求項２に記載のスイッチング素
子の製造方法は、上記陽極酸化工程において、上記化成
電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ² 〜１０ｍＡ／ｃｍ² の範
囲内であり、かつ、上記化成電圧が２５Ｖ〜３５Ｖの範
囲内である方法である。

【００６１】これにより、コントラスト比が高く、スイ
ッチング素子の素子特性の温度依存性が小さいスイッチ
ング素子の製造方法を提供することができるという効果
を奏する。

【００６２】本発明の請求項３に記載のスイッチング素
子の製造方法は、上記陽極酸化工程以降に行う熱処理工
程において、熱処理温度が２００℃〜２５０℃の範囲内
である方法である。

【００６３】これにより、表示装置のパネル駆動電圧が
低くなり、表示装置のパネル消費電力が小さくなる。す
なわち、パネル消費電力が低い表示装置を実現できるス
イッチング素子の製造方法を提供することができるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】化成電流密度０．１ｍＡ／ｃｍ² 以上で定電流
密度化成を行なったときのスイッチング素子のポテンシ
ャルエネルギー特性図である。

【図２】化成電流密度０．１ｍＡ／ｃｍ² より小さい値
で定電流密度化成を行なったときのスイッチング素子の
ポテンシャルエネルギー特性図である。

【図３】基準温度における化成電流密度と、コントラス
ト比との関係を示すグラフである。

【図４】化成電流密度と、コントラスト比の温度変化と
の関係を示すグラフである。

【図５】基準温度における化成電圧とコントラスト比と
の関係を示すグラフである。

【図６】化成電圧と、コントラスト比の温度変化との関
係を示すグラフである。

【図７】熱処理工程の有無によるスイッチング素子のＩ
−Ｖ特性の違いを示すグラフである。

【図８】ＭＩＭ構造を有するスイッチング素子を備えた
液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板を示す
平面図である。

【図９】図８に示すスイッチング素子のＡ−Ａ線矢視断
面図である。

【図１０】陽極酸化工程における時間と化成電圧との関
係を示すグラフである。

【図１１】陽極酸化工程における時間と化成電流密度と
の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 透明基板 ３ 下部電極（第１の金属） ４ 絶縁膜 ５ 上部電極（第２の金属） ６ スイッチング素子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基板上に形成された複数本の列電極
   と、該列電極と交叉する行電極とがマトリクスを形成
   し、さらに、該列電極と該行電極との各交点に表示素子
   と、第１の金属、絶縁膜、第２の金属を積層させたスイ
   ッチング素子とが分設された表示装置における上記スイ
   ッチング素子の製造方法において、 上記第１の金属の表面を陽極酸化して上記絶縁膜を形成
   する陽極酸化工程と、陽極酸化工程以降に熱処理工程と
   を含み、 上記陽極酸化工程において、化成電流密度および化成電
   圧を一定とし、温度を変化させたときの各温度における
   表示装置のコントラスト比の温度変化が、基準温度にお
   けるコントラスト比に対して所定の割合以内になり、か
   つ上記基準温度において、化成電流密度および化成電圧
   の一方を変化させたときのコントラスト比が、最大コン
   トラスト比に対して所定の割合以上となるような化成電
   流密度および化成電圧の組み合わせを選択することを特
   徴とするスイッチング素子の製造方法。
2. 【請求項２】上記陽極酸化工程において、上記化成電流
   密度が０．１ｍＡ／ｃｍ² 〜１０ｍＡ／ｃｍ² の範囲内
   であり、かつ、上記化成電圧が２５Ｖ〜３５Ｖの範囲内
   であることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング
   素子の製造方法。
3. 【請求項３】上記陽極酸化工程以降に行う熱処理工程に
   おいて、熱処理温度が２００℃〜２５０℃の範囲内であ
   ることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング素子
   の製造方法。