JPH11109421A

JPH11109421A - アクティブマトリクス基板およびその製造方法ならびに液晶表示パネル

Info

Publication number: JPH11109421A
Application number: JP9287857A
Authority: JP
Inventors: Takashi Inoue; 孝井上; Hideto Iizaka; 英仁飯坂
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-10-03
Filing date: 1997-10-03
Publication date: 1999-04-23

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】配線抵抗が小さく、各ＭＩＭ型非線形素子の
コンタクト抵抗が均一なアクティブマトリクス基板、こ
れを用いた、コントラストが高く、表示ムラのない高画
質の液晶表示パネル、及びアクティブマトリクス基板の
製造方法を提供する。【解決手段】アクティブマトリクス基板２００は、基
板３０上に積層された、第１の導電膜４２、絶縁膜４４
および第２の導電膜４６ａ，４６ｂを含む、バック・ツ
ー・バック型のＭＩＭ型非線形素子４０を有する。第２
の導電膜は、コンタクト部５０を介して信号線（配線
膜）４８に接続されている。配線膜４８は、標準電極電
位が−１Ｖ以下の金属あるいは合金からなりコンタクト
部５０は、標準電極電位が−１Ｖより大きい導電性のベ
ース膜５２、このベース膜上に積層された、第２の導電
膜の端部４６ｃと配線膜の端部４８ｃとは非接触状態で
形成され、第２の導電膜と配線膜とは良好なオーミック
接触で接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング素子
に用いられる２端子型非線形素子を含むアクティブマト
リクス基板およびその製造方法ならびに液晶表示パネル
に関する。

【０００２】

【背景技術】アクティブマトリクス方式の液晶表示装置
は、画素領域毎にスイッチング素子を設けてマトリクス
アレイを形成したアクティブマトリクス基板と、たとえ
ばカラーフィルタを設けた対向基板との間に液晶を充填
しておき、各画素領域毎の液晶の配向状態を制御して、
所定の画像情報を表示するものである。スイッチング素
子としては、一般に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）など
の３端子素子または金属−絶縁体−金属（ＭＩＭ）型非
線形素子などの２端子素子が用いられている。そして、
２端子素子を用いたスイッチング素子は、３端子素子に
比べ、クロスオーバ短絡の発生がなく、製造工程を簡略
化できるという点で優れている。

【０００３】ＭＩＭ型非線形素子は、一般的に、下電極
（第１の導電膜）としてタンタルを用い、上電極（第２
の導電膜）としてクロムなどの金属あるいはＩＴＯ膜を
用いている。ところで、タンタルは、絶縁膜上に薄膜を
成膜するとβ−タンタルとなり、その比抵抗はバルクの
場合の約１０倍程度となって、配線抵抗が高くなる。そ
のため、配線抵抗を下げるために、配線膜として上電極
の金属膜が用いられる。そして、上電極としては、クロ
ムがよく用いられるが、クロムは金属の中でも比抵抗が
高く、配線抵抗を下げるという観点からは充分とはいえ
ない。そこで、配線膜として抵抗が低く安価な例えばア
ルミニウムを使用することが試みられている。

【０００４】また、上電極としてＩＴＯ膜を用いる場合
には、上電極と画素電極とを同一工程で形成することが
できるので、成膜プロセスを少なくできる利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、たと
えば、配線膜としてアルミニウムを用い、ＭＩＭ型非線
形素子の上電極としてＩＴＯ膜を用いる場合、あるいは
ＭＩＭ型非線形素子の上電極としてアルミニウムを用
い、画素電極としてＩＴＯ膜を用いた場合には、両者を
接触させることにより以下の問題が生ずる。

【０００６】（１）アルミニウム膜とＩＴＯ膜とを接触
させた場合には、良好なオーミック接触が得られないの
で、素子毎にコンタクト抵抗がばらつき、その結果液晶
パネルの表示ムラが発生する。

【０００７】（２）このような構成をとる場合には、ア
ルミニウム膜がＩＴＯ膜のエッチングによるダメージを
受けることがないように、ＩＴＯ膜を成膜した後にアル
ミニウム膜を成膜することになる。しかし、アルミニウ
ム膜とＩＴＯ膜とが接触していると、アルミニウム膜の
フォトリソグラフィーおよびエッチングの際に、ＩＴＯ
膜が電気化学的効果でエッチングされることがある。

【０００８】本発明の目的は、配線膜あるいはＭＩＭ型
非線形素子の第２の導電膜としてアルミニウムなどの特
定の金属を用いる場合に、配線膜あるいは第２の導電膜
と透明導電膜とを良好な状態で接続することができ、配
線抵抗が小さく、かつ各素子のコンタクト抵抗が均一な
アクティブマトリクス基板、およびこれを用いた、コン
トラストが高く、表示ムラや焼き付きのない高画質の液
晶表示パネルを提供することにある。

【０００９】さらに、本発明の他の目的は、上述した優
れた特性を有するアクティブマトリクス基板の製造方法
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるアクティ
ブマトリクス基板は、基板、この基板上に所定のパター
ンで配設された信号線、この信号線に接続された２端子
型非線形素子、およびこの２端子型非線形素子に接続さ
れた透明導電膜からなる画素電極を備え、前記２端子型
非線形素子は、前記基板上に積層された、第１の導電
膜、この第１の導電膜の陽極酸化膜からなる絶縁膜およ
び第２の導電膜を含み、前記第２の導電膜は、透明導電
膜からなり、かつコンタクト部を介して前記信号線に接
続され、前記信号線を構成する配線膜は、標準電極電位
が−１Ｖ以下の金属あるいはこの金属を主成分とする合
金からなり、前記コンタクト部は、前記基板の上に形成
された、標準電極電位が−１Ｖより大きい導電性のベー
ス膜、このベース膜の上に積層された、前記第２の導電
膜および前記配線膜を含み、かつ前記第２の導電膜の端
部と前記配線膜の端部とは非接触の状態で形成され、前
記第２の導電膜と前記配線膜とは前記ベース膜を介して
電気的に接続されることを特徴とする。

【００１１】このアクティブマトリクス基板において
は、２端子型非線形素子（以下、「ＭＩＭ型非線形素
子」という）の第２の導電膜としてプラス（＋）の標準
電極電位を有する透明導電膜を用い、配線膜として−１
Ｖ以下の標準電極電位を有する金属あるいはその合金を
用い、両者の電気的接続を特定のコンタクト部を介して
行っている。すなわち、前記コンタクト部においては、
標準電極電位が−１Ｖより大きい導電性のベース膜を介
して、標準電極電位の異なる第２の導電膜（透明導電
膜）と配線膜（信号線）とを電気的に接続してる。

【００１２】このようなコンタクト部によれば、プラス
の標準電極電位を有する第２の導電膜と−１Ｖ以下の金
属あるいはこの合金からなる配線膜とを、両者により近
い標準電極電位を有するベース膜を介することにより、
良好なオーミック接触で接続することができる。つま
り、配線膜の標準電極電位をＶ１、ベース膜の標準電極
電位をＶ２および第２の導電膜の標準電極電位をＶ３と
すると、次式Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３が成立する。ここで、標準電極電位について説明する。
電極反応「Ｏ＋ｎｅ＝Ｒ」に対応する平衡電極電位Ｅ_e
は、下記式で表される。

【００１３】Ｅ_e＝Ｅ^O＋（ＲＴ／ｎＦ）ｌｏｇ（ａ_O／ａ_R）ここで、Ｔは絶対温度、ａ_O，ａ_RはそれぞれＯおよびＲ
の活量である。Ｅ^Oは、ａ_O＝ａ_R＝１のときの平衡電極
電位で、問題の系の固有な量であり、標準電極電位と呼
ばれる。

【００１４】また、このコンタクト部においては、透明
導電膜と配線膜とが直接接触することがないので、配線
膜のパターニングの際に透明導電膜が電気化学効果でエ
ッチングされることがなく、良好なパターニングが可能
である。

【００１５】そして、配線膜として標準電極電位が−１
Ｖ以下の金属あるいはこの合金、例えば前記金属として
アルミニウムまたはマグネシウム、好ましくはアルミニ
ウム、あるいはその合金を用いることにより、配線抵抗
を小さくすることができる。

【００１６】上述したアクティブマトリクス基板におい
ては、第２の導電膜として透明導電膜を用いた場合のコ
ンタクト部について説明したが、同様のコンタクト部
は、第２の導電膜および配線膜として標準電極電位が−
１Ｖ以下の金属あるいはその合金を用いた場合に、前記
第２の導電膜と透明導電膜から構成される画素電極との
コンタクトにも適用することができる。すなわち、この
場合のコンタクト部は、標準電極電位が−１Ｖより大き
い導電性のベース膜を介して、標準電極電位が−１Ｖ以
下の金属あるいはその合金からなる第２の導電膜と、透
明導電膜からなる画素電極とを電気的に接続することが
できる。そして、第２の導電膜の標準電極電位をＶ４、
ベース膜の標準電極電位をＶ５および画素電極を構成す
る透明導電膜の標準電極電位をＶ６とすると、次式Ｖ４＜Ｖ５＜Ｖ６が成立する。

【００１７】このアクティブマトリクス基板において
も、上述したアクティブマトリクス基板と同様な作用効
果を得ることができる。

【００１８】本発明においては、前記第１の導電膜は、
タンタルあるいはタンタル合金であることが好ましい。
また、画素電極あるいは第２の導電膜を構成する透明導
電膜はインジウム・スズ酸化物（以下、「ＩＴＯ」とい
う）からなることが望ましい。さらに、前記ベース膜
は、標準電極電位が−１Ｖより大きい、好ましくは−１
Ｖより大きく０Ｖ以下の導電性物質から構成されること
が望ましく、例えばタンタル、鉄、クロム、チタン、ニ
ッケル、スズ、鉛、モリブデンまたはこれらの合金など
を好ましく用いることができ、特にタンタルあるいはタ
ンタル合金が望ましい。

【００１９】本発明のアクティブマトリクス基板におい
ては、基本的には、コンタクト部を構成するベース膜
は、第１の導電膜およびこの第１の導電膜の陽極酸化時
に電極として機能する電極膜と同一の工程で形成するこ
とが望ましい。このとき、ベース膜の表面に陽極酸化に
よって絶縁膜が形成されないように、ベース膜は前記第
１の導電膜および電極膜と電気的に分離された状態で形
成される。

【００２０】具体的には、前記コンタクト部が透明導電
膜からなる第２の導電膜と配線膜とを接続する場合に
は、本発明の製造方法は、（ａ）基板上に、第１の導電
膜、この第１の導電膜と連続し陽極酸化時に電極として
機能する電極膜、および、前記第１の導電膜および前記
電極膜と連続しない導電性のベース膜を形成する工程で
あって、前記ベース膜は標準電極電位が−１Ｖより大き
い導電性物質によって形成される工程、（ｂ）前記第１
の導電膜上に、陽極酸化によって絶縁膜を形成する工
程、（ｃ）前記絶縁膜上に透明導電膜からなる第２の導
電膜を形成する工程、および、（ｄ）信号線を構成する
配線膜を、標準電極電位が−１Ｖ以下の金属あるいはこ
れらの金属を主成分とする合金によって形成する工程、
を含み、前記ベース膜上に、前記第２の導電膜の端部と
前記配線膜の端部とが非接触の状態で形成されることを
特徴とする。

【００２１】この製造方法においては、工程（ａ）にお
いて、第１の導電膜、この第１の導電膜の陽極酸化時に
電極として機能する電極膜、およびこれらの第１の導電
膜および電極膜と電気的に接続されない状態でコンタク
ト部を構成するベース膜を形成することにより、従来の
製造方法と比べて工程数を増やすことなく、本発明のア
クティブマトリクス基板を製造することができる。

【００２２】そして、前記ベース膜は電極膜と電気的に
分離されている状態にあるため、陽極酸化時にこのベー
ス膜の表面に陽極酸化膜が形成されることはなく、コン
タクト部の接触抵抗に悪影響を及ぼすことがない。

【００２３】また、コンタクト部が透明導電膜からなる
画素電極と標準電極電位が−１Ｖ以下の金属あるいはこ
れらの合金からなる第２の導電膜との間に形成される場
合にも、基本的には前記工程（ａ）および（ｂ）を共通
とする。すなわち、この場合のアクティブマトリクス基
板の製造方法は、（ａ）基板上に、第１の導電膜、この
第１の導電膜と連続し陽極酸化時に電極として機能する
電極膜、および、前記第１の導電膜および前記電極膜と
連続しない導電性のベース膜を形成する工程であって、
前記ベース膜は標準電極電位が−１Ｖより大きい導電性
物質によって形成される工程、（ｂ）前記第１の導電膜
上に、陽極酸化によって絶縁膜を形成する工程、（ｃ）
透明導電膜からなる画素電極を形成する工程、および、
（ｄ）信号線を構成する配線膜および前記絶縁膜上の第
２の導電膜を、標準電極電位が−１Ｖ以下の金属あるい
はこれらの金属を主成分とする合金によって形成する工
程、を含み、前記ベース膜上に、前記第２の導電膜の端
部と前記画素電極の端部とが非接触の状態で形成される
ことを特徴とする。

【００２４】これらのアクティブマトリクス基板の製造
方法によれば、本発明のアクティブマトリクス基板を比
較的簡易な工程により製造することができる。

【００２５】さらに、本発明の液晶表示パネルは、上述
したアクティブマトリクス基板を備えたことを特徴と
し、より具体的には、請求項１〜１０のいずれかに記載
のアクティブマトリクス基板、前記アクティブマトリク
ス基板の画素電極に対向する位置に信号線を備えた対向
基板、および、前記アクティブマトリクス基板と前記対
向基板との間に封入された液晶層、を含むことを特徴と
する。

【００２６】この液晶表示パネルによれば、コントラス
トが高く、表示ムラなどが発生しにく、従って高品質の
画像表示が可能であり、幅広い用途に適用することがで
きる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照しながら説明する。

【００２８】（第１の実施の形態）（アクティブマトリクス基板および液晶表示パネル）図
１は、本発明の第１の実施の形態にかかるアクティブマ
トリクス基板の液晶駆動電極の１単位を模式的に示す平
面図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ線に沿った部
分を模式的に示す断面図である。

【００２９】アクティブマトリクス基板２００を構成す
るＭＩＭ型非線形素子４０は、バック・ツー・バック
（ｂａｃｋ−ｔｏ−ｂａｃｋ）構造を有する。つまり、
ＭＩＭ型非線形素子４０は、第１のＭＩＭ型非線形素子
４０ａと第２のＭＩＭ型非線形素子４０ｂとを、極性を
反対にして直列に接続した構造を有する。

【００３０】具体的には、絶縁性ならびに透明性を有す
る基板、たとえばガラス，プラスチックなどからなる基
板３０と、この基板３０の表面に形成された絶縁膜３１
と、タンタルあるいはタンタル合金からなる第１の導電
膜４２と、この第１の導電膜４２の表面に形成された絶
縁膜４４と、この絶縁膜４４の表面に形成され、相互に
離間した第２の導電膜４６ａ，４６ｂとから構成されて
いる。

【００３１】すなわち、第１の導電膜４２、絶縁膜４４
および一方の第２の導電膜４６ａから第１のＭＩＭ型非
線形素子４０ａが構成され、第１の導電膜４２、絶縁膜
４４および他方の第２の導電膜４６ｂから第２のＭＩＭ
型非線形素子４０ｂが構成されている。そして、前記第
１のＭＩＭ型非線形素子４０ａの第２の導電膜４６ａは
コンタクト部５０を介して信号線（走査線またはデータ
線）４８に接続され、前記第２のＭＩＭ型非線形素子４
０ｂの第２の導電膜４６ｂは画素電極４５に一体的に接
続されている。また、信号線４８は、端子７０に接続さ
れている。

【００３２】前記絶縁膜３１は、たとえば酸化タンタル
から構成されている。前記絶縁膜３１は、第２の導電膜
４６ａ，４６ｂの堆積後に行われる熱処理よって第１の
導電膜４２の剥離が生じないこと、および基板３０から
の第１の導電膜４２への不純物の拡散を防止することを
目的として形成されているので、これらのことが問題に
ならない場合は必ずしも必要でない。

【００３３】前記第１の導電膜４２は、タンタル単体、
あるいはタンタルを主成分とし、これに周期律表で６，
７および８族に属する元素を含ませた合金膜としてもよ
い。合金に添加される元素としては、たとえばタングス
テン，クロム，モリブデン，レニウム，イットリウム，
ランタン，ディスプロリウムなどを好ましく例示するこ
とができる。特に、前記元素としてはタングステンが好
ましく、その含有割合はたとえば０．１〜６原子％であ
ることが好ましい。

【００３４】前記絶縁膜４４は、前記第１の導電膜４２
を陽極酸化することによって得られる酸化膜から構成さ
れている。

【００３５】また、第２の導電膜４６ａ，４６ｂおよび
画素電極４５は、同一の透明導電膜（ＩＴＯ膜など）に
よって構成されている。このように第２の導電膜および
画素電極を単一の膜で形成することにより、膜形成に要
する製造工程を少なくすることができる。

【００３６】前記配線膜４８は、標準電極電位が−１Ｖ
以下の金属あるいはこの金属を主成分とする合金から構
成されている。配線膜を構成する金属としては、例えば
アルミニウム、マグネシウムなどを例示することがで
き、導電性およびコストの点でアルミニウムあるいはア
ルミニウムの合金が好ましい。アルミニウムの合金とし
ては、例えば、Ａｌ−Ｓｃ、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ、
Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｃｕ−Ｔｉ−Ｂ、Ａｌ−Ｎｄ
およびＡｌ−Ｍｇなどを例示することができる。なお、
配線膜４８の下部には、前記ＭＩＭ非線形素子４０の絶
縁膜４４を陽極酸化によって形成する際に電極として機
能する電極膜６０が存在する。この電極膜６０は、第１
の導電膜４２と同一のプロセスによって形成され、導電
膜６２と、陽極酸化によって形成される絶縁膜６４とか
ら構成される。

【００３７】前記コンタクト部５０は、前記絶縁膜３１
上に形成された、標準電極電位が−１Ｖより大きい導電
性のベース膜５２と、このベース膜５２の上に積層され
た、前記第２の導電膜４６ａの端部４６ｃおよび前記配
線膜４８の端部４８ｃとから構成されている。そして、
前記第２の導電膜４６ａの端部４６ｃと前記配線膜４８
の端部４８ｃとは非接触の状態、つまり電気的に分離さ
れた状態で配置されている。従って、前記配線膜４８と
前記第２の導電膜４６ａとは、前記ベース膜５２を介し
て電気的に接続されている。

【００３８】ここで特徴的なことは、前記ベース膜５２
は、その標準電極電位がＩＴＯ膜などの透明導電膜の標
準電極電位と、アルミニウムなどの配線膜の標準電極電
位の中間の標準電極電位を有することである。具体的に
は、前記ベース膜は、−１Ｖより大きい標準電極電位、
より好ましくは−１Ｖより大きく０Ｖ以下の標準電極電
位を有する。このようなベース膜を構成する導電性物質
としては、例えばタンタル、鉄、クロム、チタン、ニッ
ケル、スズ、鉛、モリブデンまたはこれらの合金などを
例示することができ、特にタンタルあるいはタンタル合
金が望ましい。ベース膜をタンタルあるいはタンタル合
金によって構成する場合には、前記第１の導電膜４２お
よび電極膜６０を形成する工程によって同時に形成する
ことができる点で、プロセス上有利である。

【００３９】このように、標準電極電位がプラスの透明
導電膜と標準電極電位が−１Ｖ以下の金属あるいはその
合金からなる配線膜４８とを、標準電極電位が両者の間
にあるベース膜５２を介して接続することにより、良好
なオーミック接触を得ることができる。そして、配線膜
４８はアルミニウムなどの低抵抗の金属から構成されて
いるので、配線抵抗を十分に小さくすることができる。

【００４０】前記端子７０は、下層の導電膜７２と、上
層の導電膜７４とから構成されている。下層の導電膜７
２は特に限定されないが、例えば前記第１の導電膜４２
および電極膜６０と同一の工程で形成され、タンタルあ
るいはタンタル合金からなることがプロセスの点から望
ましい。ただし、下層の導電膜７２は、前記コンタクト
部５０と同様に、陽極酸化によって表面が酸化されるこ
とを避けるために、前記電極膜６０とは電気的に分離さ
れた状態で形成される。また、上層の導電膜７４は特に
限定されないが、例えばアルミニウム膜では、酸性やア
ルカリ性の液に触れると、実装部分のコンタクト抵抗が
変動し信頼性の確保が難しいので、ＩＴＯ膜で形成され
ることが望ましい。上層の導電膜７４がＩＴＯ膜から構
成される場合には、この導電膜７４は、画素電極４５お
よび第２の導電膜４６ａ，４６ｂの成膜と同時に形成す
ることができる点で有利である。

【００４１】本実施の形態に係るバック・ツー・バック
構造のＭＩＭ型非線形素子は、図３に示すように、機能
的には、容量４２と、双方向非線形素子４４とを並列に
接続した回路と見なすことができる。バック・ツー・バ
ック構造のＭＩＭ型非線形素子４０は、電圧−電流特性
の対称性が、クロス型のＭＩＭ型非線形素子に比べて優
れている。電圧−電流特性の対称性がよいとは、ある電
圧において、信号線たとえばデータ線から画素電極に電
流を流すときと、画素電極からデータ線に電流を流すと
きとの電流の絶対値の差が十分に小さいことである。

【００４２】次に、前記ＭＩＭ型非線形素子４０を用い
た液晶表示パネルの一例について説明する。

【００４３】図３は、前記ＭＩＭ型非線形素子４０を用
いたアクティブマトリクス方式の液晶表示パネルの等価
回路の一例を示す。この液晶表示パネル１０は、走査信
号駆動回路１００およびデータ信号駆動回路１１０を含
む。液晶表示パネル１０には、信号線、すなわち複数の
走査線１２および複数のデータ線１４が設けられ、前記
走査線１２は前記走査信号駆動回路１００により、前記
データ線１４は前記データ信号駆動回路１１０により駆
動される。そして、各画素領域１６において、走査線１
２とデータ線１４との間にＭＩＭ型非線形素子４０と液
晶表示要素（液晶層）４１とが直列に接続されている。
なお、図３では、ＭＩＭ型非線形素子４０が走査線１２
側に接続され、液晶表示要素４１がデータ線１４側に接
続されているが、これとは逆にＭＩＭ型非線形素子４０
をデータ線１４側に、液晶表示要素４１を走査線１２側
に設ける構成としてもよい。

【００４４】図４は、本実施の形態にかかる液晶表示パ
ネルの構造の一例を模式的に示す斜視図である。この液
晶表示パネル１０は、２枚の基板、すなわちアクティブ
マトリクス基板２００と対向基板３００とが対向して設
けられ、これらの基板２００，３００間に液晶が封入さ
れている。前記アクティブマトリクス基板２００は、前
述したように、基板３０上に、絶縁膜３１が形成されて
いる。この絶縁膜３１の表面には、一方の信号線（走査
線１２）が複数設けられている。そして、対向基板３０
０は、基板３２上に、前記走査線１２に交差するように
データ線１４が短冊状に複数形成されている。さらに、
画素電極４５はＭＩＭ型非線形素子４０を介して走査線
１２に接続されている。

【００４５】そして、走査線１２とデータ線１４とに印
加された信号に基づいて、液晶表示要素４１を表示状
態，非表示状態またはその中間状態に切り替えて表示動
作を制御する。表示動作の制御方法については、一般的
に用いられる方法を適用できる。

【００４６】（アクティブマトリクス基板の製造プロセ
ス）次に、たとえば図１および図２に示すアクティブマ
トリクス基板２００の製造方法について説明する。

【００４７】アクティブマトリクス基板２００は、たと
えば以下のプロセスによって製造される。

【００４８】（ａ）まず、基板３０上に酸化タンタルか
らなる絶縁膜３１が形成される。絶縁膜３１は、たとえ
ばスパッタリング法で堆積したタンタル膜を熱酸化する
方法、あるいは酸化タンタルからなるターゲットを用い
たスパッタリングやコスパッタリング法により形成する
ことができる。この絶縁膜３１は、第１の導電膜４２の
密着性を向上させ、さらに基板３０からの不純物の拡散
を防止するために設けられるものであるので、たとえば
５０〜２００ｎｍ程度の膜厚で形成される。

【００４９】次いで、絶縁膜３１上に、タンタルあるい
はタンタル合金からなる第１の導電膜４２のための導電
膜が形成される。そして、この第１の導電膜４２の形成
工程と同じ工程で、電極膜６０の導電膜６２、コンタク
ト部５０のベース膜５２および端子７０の下層導電膜７
２のための導電膜が形成される。この導電膜は、スパッ
タリング法や電子ビーム蒸着法で形成することができ、
さらに、一般に用いられているフォトリソグラフィおよ
びエッチング技術によってパターニングされる。

【００５０】そして、前記ベース膜５２および下層導電
膜７２は、前記電極膜６０と分離してパターニングされ
る。

【００５１】前記第１の導電膜４２の膜厚は、ＭＩＭ型
非線形素子の用途によって好適な値が選択され、通常１
００〜５００ｎｍ程度とされる。タンタル合金からなる
第１の導電膜を形成する方法としては、混合ターゲット
を用いたスパッタリング法、コスパッタリング法あるい
は電子ビーム蒸着法などを用いることができる。タンタ
ル合金に含まれる元素としては、周期律表で６，７およ
び８族の元素、好ましくはタングステン、クロム、モリ
ブデン、レニウムなどの前述した元素を選択することが
できる。

【００５２】（ｂ）ついで、第１の導電膜４２上に、酸
化タンタルからなる絶縁膜４４が形成される。この絶縁
膜４４は、陽極酸化法を用いて前記第１の導電膜４２の
表面を酸化させることにより形成される。このとき、電
極膜６０の表面も同時に酸化され、絶縁膜６４が形成さ
れる。陽極酸化に用いられる化成液は特に限定されない
が、例えば０．０１〜０．１重量％のクエン酸水溶液を
用いることができる。前記絶縁膜４４は、その用途によ
って好ましい膜厚が選択され、たとえば２０〜７０ｎｍ
程度とされる。そして、電極膜６０と、ＭＩＭ型非線形
素子４０を構成するための第１の導電膜４２および絶縁
層４４とは、通常のフォトリソグラフィおよびエッチン
グ技術によって両者を接続する部分６８（図１参照）が
除去されて、両者は分離される。

【００５３】（ｃ）ついで、第２の導電膜４６ａ，４６
ｂおよび画素電極４５のための、例えばＩＴＯ膜からな
る透明導電膜が形成される。第２の導電膜４６ａ，４６
ｂおよび画素電極４５の膜厚は、ＭＩＭ型非線形素子の
用途によって好適な値が選択され、通常３０〜２００ｎ
ｍ程度とされる。この透明導電膜は、スパッタリング法
や電子ビーム蒸着法で形成することができる。そして、
前記第２の導電膜４６ａ，４６ｂおよび画素電極４５
は、一般に用いられているフォトリソグラフィおよびエ
ッチング技術によってパターニングされる。

【００５４】（ｄ）次いで、アルミニウム、マグネシウ
ムなどの金属あるいはこれらの合金の膜をたとえばスパ
ッタリング法によって堆積させることにより、配線膜４
８のための導電膜が形成される。配線膜４８は、たとえ
ば膜厚５０〜３００ｎｍで形成され、通常使用されてい
るフォトリソグラフィおよびエッチング技術を用いてパ
ターニングされる。

【００５５】（実験例）上述の方法によって形成された
コンタクト部５０について、コンタクト抵抗を測定した
ところ、以下の結果が得られた。なお、コンタクト抵抗
はベース膜５２を構成するタンタル膜の成膜後に４００
℃で熱処理を行ったときのデータである。また、コンタ
クト抵抗はそれぞれコンタクト領域が１０μｍ×１０μ
ｍのときの値である。各膜の膜厚は、ベース膜としての
タンタル膜が３００ｎｍ、配線膜としてのアルミニウム
膜が２００ｎｍ、および第２の導電膜としてのＩＴＯ膜
が５０ｎｍであった。

【００５６】タンタル膜−アルミニウム膜１．４ｋΩ タンタル膜−ＩＴＯ膜１０ＭΩ なお、素子のオン抵抗は２００ＭΩ程度で、上記コンタ
クト抵抗は素子のオン抵抗に比べて充分に小さいことが
確認された。

【００５７】（第２の実施の形態）図５は、本発明の第
２の実施の形態に係るアクティブマトリクス基板の液晶
駆動電極の一単位を模式的に示す平面図であり、図６
は、図５におけるＢ−Ｂ線に沿った部分を模式的に示す
断面図である。本実施の形態において、ＭＩＭ型非線形
素子４０は、前記第１の実施の形態と同様にバック・ツ
ー・バック構造を有する。本実施の形態において、前記
第１の実施の形態と実質的に同一の機能を有する部分に
は同一の符号を付して説明する。

【００５８】本実施の形態が前記第１の実施の形態と異
なる点は、第２の導電膜４６ａ，４６ｂおよび配線膜４
８が同一の導電膜から形成され、第２のＭＩＭ型非線形
素子４０ｂと画素電極４５とがコンタクト部５０を介し
て接続されている点にある。

【００５９】具体的には、絶縁性ならびに透明性を有す
る基板、たとえばガラス，プラスチックなどからなる基
板３０と、この基板３０の表面に形成された絶縁膜３１
と、タンタルあるいはタンタル合金からなる第１の導電
膜４２と、この第１の導電膜４２の表面に形成された絶
縁膜４４と、この絶縁膜４４の表面に形成され、相互に
離間した第２の導電膜４６ａ，４６ｂとから構成されて
いる。

【００６０】すなわち、第１の導電膜４２、絶縁膜４４
および一方の第２の導電膜４６ａから第１のＭＩＭ型非
線形素子４０ａが構成され、第１の導電膜４２、絶縁膜
４４および他方の第２の導電膜４６ｂから第２のＭＩＭ
型非線形素子４０ｂが構成されている。そして、前記第
１のＭＩＭ型非線形素子４０ａの第２の導電膜４６ａは
信号線（走査線またはデータ線）４８に接続され、前記
第２のＭＩＭ型非線形素子４０ｂの第２の導電膜４６ｂ
はコンタクト部５０を介して画素電極４５に接続されて
いる。また、信号線４８は、端子７０に接続されてい
る。

【００６１】そして、絶縁膜３１、第１の導電膜４２、
絶縁膜４４および端子７０については、前述した第１の
実施の形態と同様であるのでその詳細の説明を省略す
る。

【００６２】前記第２の導電膜４６ａ，４６ｂおよび配
線膜４８は、標準電極電位が−１Ｖ以下の金属あるいは
この金属を主成分とする合金から形成されている。この
ような金属としては、前述した第１の実施の形態におけ
る配線膜４８と同様のものを用いることができる。

【００６３】また、画素電極４５はＩＴＯ膜などの透明
導電膜によって形成されている。

【００６４】前記コンタクト部５０は、前記絶縁膜３１
上に形成された、標準電極電位が−１Ｖより大きい導電
性のベース膜５２と、このベース膜５２の上に積層され
た、前記第２のＭＩＭ型非線形素子４０ｂの第２の導電
膜４６ｂの端部４６ｃおよび前記画素電極４５の端部４
５ｃとから構成されている。そして、前記第２の導電膜
４６ｂの端部４６ｃと前記画素電極４５の端部４５ｃと
は非接触の状態、つまり電気的に分離された状態で配置
されている。従って、前記画素電極４５と前記第２の導
電膜４６ｂとは、前記ベース膜５２を介して電気的に接
続されている。

【００６５】ここで特徴的なことは、前記ベース膜５２
は、その標準電極電位がＩＴＯ膜などの透明導電膜の標
準電極電位と、アルミニウムなどの第２の導電膜の標準
電極電位の中間の標準電極電位を有することである。具
体的には、前記ベース膜は、−１Ｖより大きい標準電極
電位、より好ましくは−１Ｖより大きく０Ｖ以下の標準
電極電位を有する。このようなベース膜を構成する導電
性物質としては、例えばタンタル、鉄、クロム、チタ
ン、ニッケル、スズ、鉛、モリブデンあるいはこれらの
合金などを例示することができ、特にタンタルあるいは
タンタル合金が望ましい。ベース膜をタンタルあるいは
タンタル合金によって構成する場合には、前記第１の導
電膜４２および電極膜６０を形成する工程によって同時
に形成することができる点で、プロセス上有利である。

【００６６】このように、標準電極電位がプラスの透明
導電膜と標準電極電位が−１Ｖ以下の金属あるいはその
合金からなる第２の導電膜４６ｂとを、標準電極電位が
両者の間にあるベース膜５２を介して接続することによ
り、良好なオーミック接触を得ることができる。そし
て、配線膜４８はアルミニウムなどの低抵抗の金属から
構成されているので、配線抵抗を十分に小さくすること
ができる。

【００６７】上述したアクティブマトリクス基板３００
は、基本的には、第１の実施の形態のアクティブマトリ
クス基板２００の製造方法と同様のプロセスによって製
造することができる。両者が異なるのは、本実施の形態
では、配線膜４８の形成工程でＭＩＭ型非線形素子４０
を構成する第２の導電膜４６ａ，４６ｂが同時に形成さ
れることである。

【００６８】（第３の実施の形態）図７は、本発明の第
３の実施の形態に係るアクティブマトリクス基板の液晶
駆動電極の一単位を模式的に示す平面図であり、図８
は、図７におけるＣ−Ｃ線に沿った部分を模式的に示す
断面図である。このアクティブマトリクス基板４００を
構成するＭＩＭ型非線形素子２０は、クロス構造を有す
る。

【００６９】つまり、ＭＩＭ型非線形素子２０は、第１
の導電膜２２と、この第１の導電膜２２の表面に形成さ
れた絶縁膜２４と、この絶縁膜２４の表面に形成された
第２の導電膜２６とから構成されている。そして、第１
の導電膜２６は電極膜６０に接続され、第２の導電膜２
６の端部２６ｃはコンタクト部５０を介して画素電極４
５に接続されている。

【００７０】そして、絶縁膜３１、第１の導電膜２２、
絶縁膜２４および端子７０については、前述した第１の
実施の形態と同様であるのでその詳細の説明を省略す
る。

【００７１】前記第２の導電膜２６および配線膜４８
は、標準電極電位が−１Ｖ以下の金属あるいはこの金属
を主成分とする合金から形成されている。このような金
属としては、前述した第１の実施の形態における配線膜
４８と同様のものを用いることができる。

【００７２】また、画素電極４５はＩＴＯ膜などの透明
導電膜によって形成されている。

【００７３】前記コンタクト部５０は、前記絶縁膜３１
上に形成された、標準電極電位が−１Ｖより大きい導電
性のベース膜５２と、このベース膜５２の上に積層され
た、前記ＭＩＭ型非線形素子２０の第２の導電膜２６の
端部２６ｃおよび前記画素電極４５の端部４５ｃとから
構成されている。そして、前記第２の導電膜２６の端部
２６ｃと前記画素電極４５の端部４５ｃとは非接触の状
態、つまり電気的に分離された状態で配置されている。
従って、前記画素電極４５と前記第２の導電膜２６と
は、前記ベース膜５２を介して電気的に接続されてい
る。

【００７４】ここで特徴的なことは、前記ベース膜５２
は、前述した第１および第２の実施の形態と同様に、そ
の標準電極電位がＩＴＯ膜などの透明導電膜の標準電極
電位と、アルミニウムなどの第２の導電膜の標準電極電
位の中間の標準電極電位を有することである。具体的に
は、前記ベース膜は、−１Ｖより大きい標準電極電位、
より好ましくは−１Ｖより大きく０Ｖ以下の標準電極電
位を有する。このようなベース膜を構成する導電性物質
としては、例えばタンタル、鉄、クロム、チタン、ニッ
ケル、スズ、鉛、モリブデンあるいはこれらの合金など
を例示することができ、特にタンタルあるいはタンタル
合金が望ましい。ベース膜をタンタルあるいはタンタル
合金によって構成する場合には、前記第１の導電膜２２
および電極膜６０を形成する工程によって同時に形成す
ることができる点で、プロセス上有利である。

【００７５】このように、標準電極電位がプラスの透明
導電膜と標準電極電位が−１Ｖ以下の金属あるいはその
合金からなる第２の導電膜２６とを、標準電極電位が両
者の間にあるベース膜５２を介して接続することによ
り、良好なオーミック接触を得ることができる。そし
て、前記第１の導電膜２２と接続された電極膜６０上に
は配線膜４８が形成され、しかも配線膜４８はアルミニ
ウムなどの低抵抗の金属から構成されているので、配線
膜４８がない場合に比べて配線抵抗を小さくすることが
できる。

【００７６】上述したアクティブマトリクス基板４００
は、基本的には、第１の実施の形態のアクティブマトリ
クス基板２００の製造方法と同様のプロセスによって製
造することができる。両者が異なるのは、本実施の形態
では、配線膜４８の形成工程でＭＩＭ型非線形素子２０
を構成する第２の導電膜２６が同時に形成されること、
電極膜６０とＭＩＭ型非線形素子２０を構成する第１の
導電膜２２および絶縁膜２４とを分離する工程がないこ
と、である。

【００７７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるアクティブ
マトリクス基板の要部を模式的に示す平面図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図３】本発明にかかる液晶表示パネルの等価回路を示
す図である。

【図４】本発明にかかる液晶表示パネルの斜視図であ
る。

【図５】本発明の第２の実施の形態にかかるアクティブ
マトリクス基板の要部を模式的に示す平面図である。

【図６】図５におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態にかかるアクティブ
マトリクス基板の要部を模式的に示す平面図である。

【図８】図７におけるＣ−Ｃ線に沿った断面図である。

【符号の説明】

１０液晶表示パネル１２走査線１４データ線１６画素領域２０，４０ＭＩＭ型非線形素子２２，４２第１の導電膜２４，４４絶縁膜２６，４６ａ，４６ｂ第２の導電膜４８信号線５０コンタクト部５２ベース膜６０電極膜７０端子２００，３００，４００アクティブマトリクス基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板、この基板上に所定のパターンで配
設された信号線、この信号線に接続された２端子型非線
形素子、およびこの２端子型非線形素子に接続された透
明導電膜からなる画素電極を備え、前記２端子型非線形素子は、前記基板上に積層された、
第１の導電膜、この第１の導電膜の陽極酸化膜からなる
絶縁膜および第２の導電膜を含み、前記第２の導電膜は、透明導電膜からなり、かつコンタ
クト部を介して前記信号線に接続され、前記信号線を構成する配線膜は、標準電極電位が−１Ｖ
以下の金属あるいはこの金属を主成分とする合金からな
り、前記コンタクト部は、前記基板の上に形成された、標準
電極電位が−１Ｖより大きい導電性のベース膜、このベ
ース膜の上に積層された、前記第２の導電膜および前記
配線膜を含み、かつ前記第２の導電膜の端部と前記配線
膜の端部とは非接触の状態で形成され、前記第２の導電
膜と前記配線膜とは前記ベース膜を介して電気的に接続
されることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項２】請求項１において、前記第１の導電膜は、タンタルあるいはタンタル合金で
あることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項３】請求項１または２において、前記第２の導電膜は、インジウム・スズ酸化物（ＩＴ
Ｏ）からなることを特徴とするアクティブマトリクス基
板。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記配線膜を構成する金属は、アルミニウムまたはマグ
ネシウムからなることを特徴とするアクティブマトリク
ス基板。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記ベース膜は、前記第１の導電膜を構成する導電性物
質と同じ物質からなることを特徴とするアクティブマト
リクス基板。
【請求項６】基板、この基板上に所定のパターンで配
設された信号線、この信号線に接続された２端子型非線
形素子、およびこの２端子型非線形素子に接続された透
明導電膜からなる画素電極を備え、前記２端子型非線形素子は、前記基板上に積層された、
第１の導電膜、この第１の導電膜の陽極酸化膜からなる
絶縁膜および第２の導電膜を含み、前記第２の導電膜および前記信号線を構成する配線膜
は、標準電極電位が−１Ｖ以下の金属あるいはこの金属
を主成分とする合金からなり、前記第２の導電膜は、コンタクト部を介して前記画素電
極に接続され、前記コンタクト部は、前記基板の上に形成された、標準
電極電位が−１Ｖより大きい導電性のベース膜、このベ
ース膜の上に積層された、前記第２の導電膜および前記
画素電極を含み、かつ前記第２の導電膜の端部と前記画
素電極の端部とは非接触の状態で形成され、前記第２の
導電膜と前記画素電極とは前記ベース膜を介して電気的
に接続されることを特徴とするアクティブマトリクス基
板。
【請求項７】請求項６において、前記第１の導電膜は、タンタルあるいはタンタル合金で
あることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項８】請求項６または７において、前記画素電極は、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）か
らなることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項９】請求項６ないし８のいずれかにおいて、前記第２の導電膜および配線膜を構成する金属は、アル
ミニウムまたはマグネシウムからなることを特徴とする
アクティブマトリクス基板。
【請求項１０】請求項６ないし９のいずれかにおい
て、前記ベース膜は、前記第１の導電膜を構成する導電性物
質と同じ物質からなることを特徴とするアクティブマト
リクス基板。
【請求項１１】（ａ）基板上に、第１の導電膜、この第
１の導電膜と連続し陽極酸化時に電極として機能する電
極膜、および、前記第１の導電膜および前記電極膜と連
続しない導電性のベース膜を形成する工程であって、前
記ベース膜は標準電極電位が−１Ｖより大きい導電性物
質によって形成される工程、（ｂ）前記第１の導電膜上
に、陽極酸化によって絶縁膜を形成する工程、（ｃ）前
記絶縁膜上に透明導電膜からなる第２の導電膜を形成す
る工程、および（ｄ）信号線を構成する配線膜を、標準
電極電位が−１Ｖ以下の金属あるいはこれらの金属を主
成分とする合金によって形成する工程、を含み、前記ベース膜上に、前記第２の導電膜の端部と前記配線
膜の端部とが非接触の状態で形成されることを特徴とす
るアクティブマトリクス基板の製造方法。
【請求項１２】請求項１１において、前記第１の導電膜は、タンタルあるいはタンタル合金で
あることを特徴とするアクティブマトリクス基板の製造
方法。
【請求項１３】請求項１１または１２において、前記第２の導電膜は、インジウム・スズ酸化物（ＩＴ
Ｏ）からなることを特徴とするアクティブマトリクス基
板の製造方法。
【請求項１４】請求項１１ないし１３のいずれかにお
いて、前記配線膜を構成する金属は、アルミニウムまたはマグ
ネシウムからなることを特徴とするアクティブマトリク
ス基板の製造方法。
【請求項１５】請求項１１ないし１４のいずれかにお
いて、前記ベース膜は、前記第１の導電膜および前記電極膜を
形成する工程と同一の成膜およびパターニング工程で形
成されることを特徴とするアクティブマトリクス基板の
製造方法。
【請求項１６】（ａ）基板上に、第１の導電膜、この第
１の導電膜と連続し陽極酸化時に電極として機能する電
極膜、および、前記第１の導電膜および前記電極膜と連
続しない導電性のベース膜を形成する工程であって、前
記ベース膜は標準電極電位が−１Ｖより大きい導電性物
質によって形成される工程、（ｂ）前記第１の導電膜上
に、陽極酸化によって絶縁膜を形成する工程、（ｃ）透
明導電膜からなる画素電極を形成する工程、および
（ｄ）信号線を構成する配線膜および前記絶縁膜上の第
２の導電膜を、標準電極電位が−１Ｖ以下の金属あるい
はこれらの金属を主成分とする合金によって形成する工
程、を含み、前記ベース膜上に、前記第２の導電膜の端部と前記画素
電極の端部とが非接触の状態で形成されることを特徴と
するアクティブマトリクス基板の製造方法。
【請求項１７】請求項１６において、前記第１の導電膜は、タンタルあるいはタンタル合金で
あることを特徴とするアクティブマトリクス基板の製造
方法。
【請求項１８】請求項１６または１７において、前記画素電極は、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）か
らなることを特徴とするアクティブマトリクス基板の製
造方法。
【請求項１９】請求項１６ないし１８のいずれかにお
いて、前記配線膜および前記第２の導電膜を構成する金属は、
アルミニウムまたはマグネシウムからなることを特徴と
するアクティブマトリクス基板の製造方法。
【請求項２０】請求項１６ないし１９のいずれかにお
いて、前記ベース膜は、前記第１の導電膜および前記電極膜を
形成する工程と同一の成膜およびパターニング工程で形
成されることを特徴とするアクティブマトリクス基板の
製造方法。
【請求項２１】請求項１〜１０のいずれかに記載のア
クティブマトリクス基板、前記アクティブマトリクス基板の画素電極に対向する位
置に信号線を備えた対向基板、および、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に
封入された液晶層、を含むことを特徴とする液晶表示パ
ネル。