JPH11249178A - 2-terminal type nonlinear element, manufacture thereof and liquid crystal display panel and electronic equipment using the nonlinear element - Google Patents

2-terminal type nonlinear element, manufacture thereof and liquid crystal display panel and electronic equipment using the nonlinear element

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JPH11249178A
JPH11249178A JP4987898A JP4987898A JPH11249178A JP H11249178 A JPH11249178 A JP H11249178A JP 4987898 A JP4987898 A JP 4987898A JP 4987898 A JP4987898 A JP 4987898A JP H11249178 A JPH11249178 A JP H11249178A
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JP
Japan
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liquid crystal
nonlinear element
metal
film
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JP4987898A
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Yasushi Takano
靖 高野
Hideaki Naono
秀昭 直野
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain especially uniformity among the steepness, symmetry and uniformity of the voltage/current characteristics of a nonlinear element by supplying temperature distribution based on the difference of the characteristics of a 2-terminal type nonlinear element to a substrate and performing heat treatment. SOLUTION: An insulation film 31 formed on the substrate 30 is turned into a base, a thin film diode(TFD) element 20 is formed on the upper surface and is constituted of first metallic film 22, oxidized film 24 which is an insulator and second metallic film 26 in an order from the side of the insulation film 31 and the sandwich structure of metal - insulator - metal is adopted. Then, in the heat treatment process, a computer stores resistance value change characteristics beforehand and obtains the characteristic distribution of the element from the result of TEG or the like measured beforehand and the result of automatically measuring the characteristics of the TFD element 20 of an element array substrate 30 over plural points. In such a manner, the temperature distribution corresponding to the characteristic distribution of the element is calculated, a heat treatment device is controlled and the temperature distribution is supplied to the element array substrate 30.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、液晶表示
パネルなどにおいて、画素電極を駆動するスイッチング
素子に用いて好適な2端子型非線形素子、その製造方
法、その非線形素子を用いた液晶表示パネルおよび電子
機器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a two-terminal nonlinear element suitable for use as a switching element for driving a pixel electrode in a liquid crystal display panel, for example, a method of manufacturing the same, and a liquid crystal display panel using the nonlinear element. And electronic equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、アクティブ・マトリクス方式の
液晶表示パネルは、マトリクス状に配列された画素電極
の各々に非線形(スイッチング)素子が設けられた素子
アレイ基板と、カラーフィルタなどが形成された対向基
板と、これら両基板との間に充填された液晶とから構成
され、各非線形素子を駆動して、画素毎に液晶の配向状
態を制御することによって、所定の情報を表示するもの
である。
2. Description of the Related Art In general, an active matrix type liquid crystal display panel has an element array substrate in which non-linear (switching) elements are provided in each of pixel electrodes arranged in a matrix, and an opposing array in which color filters and the like are formed. It is composed of a substrate and a liquid crystal filled between the two substrates, and displays predetermined information by driving each nonlinear element and controlling the alignment state of the liquid crystal for each pixel.

【0003】ここで、非線形素子としては、主に、薄膜
トランジスタ(TFT:Thin FilmTransistor)などの
3端子型非線形素子と、薄膜ダイオード(TFD:Thin
Film Diode)などの2端子型非線形素子とに大別され
るが、後者の2端子型非線形素子の方が、配線の交差部
分がないために配線間の短絡不良が原理的に発生しない
点、さらに、成膜工程およびフォトリソグラフィ工程を
短縮できる点において有利である。
Here, as the nonlinear element, mainly, a three-terminal type nonlinear element such as a thin film transistor (TFT) and a thin film diode (TFD: Thin film transistor) are used.
Film Diode) and other two-terminal non-linear elements, but the latter two-terminal non-linear elements do not have short-circuit failures between wiring in principle because there is no intersection of wiring. Further, it is advantageous in that the film formation step and the photolithography step can be shortened.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな2端子型非線形素子においては、端子間に印加され
る電圧が高ければオン、低ければオフするような明確な
しきい値を有する非線形特性、具体的には、電圧−電流
特性が急峻であることが要求される。さらに、交流駆動
するため、この特性が正負双方向にわたって対称である
ことも要求される。くわえて、このような特性の急峻性
や対称性などは、素子アレイ基板に設けられるすべての
非線形素子において均一であることも要求される。そし
て、これらの特性の急峻性、対称性、均一性がひとつで
も損なわれると、表示が一様でなくなって、表示ムラ
や、階調表示不良、コントラスト低下などが発生する、
という問題があった。
However, in such a two-terminal nonlinear element, a nonlinear characteristic having a definite threshold value such that it turns on when the voltage applied between the terminals is high and turns off when the voltage applied between the terminals is low, Specifically, it is required that the voltage-current characteristics be steep. Further, in order to perform AC driving, it is required that this characteristic is symmetrical in both positive and negative directions. In addition, it is required that the steepness and the symmetry of such characteristics are uniform in all the nonlinear elements provided on the element array substrate. If even one of the steepness, symmetry, and uniformity of these characteristics is impaired, the display becomes non-uniform, and display unevenness, poor gradation display, reduced contrast, etc. occur.
There was a problem.

【0005】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするとことは、非線形素子の
電圧−電流特性の急峻性、対称性、均一性のうち、特に
均一性を備える2端子型非線形素子およびその製造方法
ならびにその非線形素子を用いて、表示が一様な液晶表
示パネルおよび電子機器を提供することにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to make the voltage-current characteristics of a nonlinear element particularly uniform among steepness, symmetry, and uniformity. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display panel and an electronic device having a uniform display by using a two-terminal nonlinear element provided therewith, a method of manufacturing the same, and the nonlinear element.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の発明にあっては、第1金属−絶縁体−第2金
属からなる2端子型非線形素子の製造方法において、前
記第1金属を基板上に形成する工程と、前記第1金属の
表面に前記絶縁体を形成する工程と、前記第2金属を前
記絶縁体の表面に形成して、複数の2端子型非線形素子
を基板上に形成する工程と、前記基板に対し、2端子型
非線形素子の特性の相違に基づく温度分布を与えて熱処
理する工程とを備えることを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a two-terminal nonlinear element comprising a first metal-insulator-second metal. Forming a metal on a substrate, forming the insulator on the surface of the first metal, and forming the second metal on the surface of the insulator to form a plurality of two-terminal nonlinear elements on the substrate The method is characterized by comprising a step of forming on the substrate and a step of heat-treating the substrate by giving a temperature distribution based on the difference in characteristics of the two-terminal nonlinear element.

【0007】また、第2の発明にあっては、基板上に形
成された第1金属−絶縁体−第2金属からなる複数の2
端子型非線形素子であって、基板上に形成された後、そ
の特性の相違に基づく温度分布が与えられたことを特徴
としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a plurality of second metal layers formed of a first metal-insulator-second metal formed on a substrate;
A terminal-type non-linear element, characterized in that after being formed on a substrate, a temperature distribution based on a difference in characteristics thereof is given.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0009】<TFD素子>まず、本発明の実施形態に
かかる2端子型非線形素子の一例として、アクティブマ
トリクス型液晶表示装置の各画素を駆動するTFD素子
について説明する。
<TFD Element> First, as an example of a two-terminal type nonlinear element according to an embodiment of the present invention, a TFD element for driving each pixel of an active matrix liquid crystal display device will be described.

【0010】図1(a)は、このTFD素子を適用した
液晶パネル基板における1画素分のレイアウトを示す平
面図であり、図1(b)は、そのTFD素子の構造を図
1(a)におけるA−A線に沿って示す断面図である。
FIG. 1A is a plan view showing a layout for one pixel in a liquid crystal panel substrate to which the TFD element is applied, and FIG. 1B shows the structure of the TFD element in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.

【0011】これらの図に示すように、TFD素子20
は、基板30上に形成された絶縁膜31を下地として、
その上面に形成されており、絶縁膜31の側から順番に
第1金属膜22、絶縁体たる酸化膜24、および、第2
金属膜26から構成されて、金属−絶縁体−金属のサン
ドイッチ構造を採る。そして、かかる構造によりTFD
素子は、双方向のダイオードスイッチング特性を有する
ことになる。
As shown in these figures, the TFD element 20
Is based on the insulating film 31 formed on the substrate 30
The first metal film 22, the oxide film 24 serving as an insulator, and the second metal film 22 are sequentially formed from the insulating film 31 side.
It is composed of a metal film 26 and has a metal-insulator-metal sandwich structure. And, with such a structure, TFD
The device will have bidirectional diode switching characteristics.

【0012】また、TFD素子20を構成する第1金属
膜22は、そのまま一方の端子として走査線12となる
一方、第2金属膜26は、他方の端子たる画素電極34
に接続される。
The first metal film 22 constituting the TFD element 20 becomes the scanning line 12 as one terminal as it is, while the second metal film 26 forms the pixel electrode 34 as the other terminal.
Connected to.

【0013】基板30は、絶縁性および透明性を有する
ものであり、例えば、ガラス、プラスチックなどから構
成される。ここで、下地をなす絶縁膜31が設けられる
理由は、第2金属膜26の堆積後における熱処理によ
り、第1金属膜22が下地から剥離しないようにするた
め、および、第1金属膜22に不純物が拡散しないよう
にするためである。したがって、これが問題とならない
場合には、絶縁膜31は省略可能である。
The substrate 30 has insulating properties and transparency, and is made of, for example, glass or plastic. Here, the reason why the insulating film 31 serving as a base is provided is to prevent the first metal film 22 from peeling off from the base by heat treatment after the deposition of the second metal film 26, and This is for preventing impurities from diffusing. Therefore, if this is not a problem, the insulating film 31 can be omitted.

【0014】さて、第1金属膜22は、導電性の金属薄
膜であり、例えば、タンタル単体あるいはタンタル合金
からなる。酸化膜24は、例えば、第1金属膜22の表
面を、化成液中により陽極酸化することによって形成さ
れる絶縁膜である。第2金属膜26は、導電性の金属薄
膜であり、例えば、クロム単体あるいはクロム合金から
なる。
The first metal film 22 is a conductive metal thin film and is made of, for example, tantalum alone or a tantalum alloy. The oxide film 24 is, for example, an insulating film formed by anodizing the surface of the first metal film 22 in a chemical solution. The second metal film 26 is a conductive metal thin film and is made of, for example, chromium alone or a chromium alloy.

【0015】また、画素電極34は、透過型の液晶表示
パネルに利用する場合にはITO(Indium Tin Oxide)
などの透明導電膜から構成され、反射型の液晶表示パネ
ルに適用する場合にはアルミニウムや銀などの反射率の
大きな金属膜から構成される。
The pixel electrode 34 is made of ITO (Indium Tin Oxide) when used for a transmission type liquid crystal display panel.
When it is applied to a reflective liquid crystal display panel, it is made of a metal film having a high reflectance, such as aluminum or silver.

【0016】<TFD素子における他の例>次に、TF
D素子における他の例について説明する。
<Another Example of TFD Element>
Another example of the D element will be described.

【0017】<第2金属膜と画素電極との共通化>図1
に示したTFD素子20にあっては、第2金属膜26お
よび画素電極34が異なる金属膜により構成されたが、
図2の断面図に示すように、第2金属膜および画素電極
は、同一のITO膜等からなる透明導電膜36から構成
されてもよい。このような構成を有するTFD素子20
は、第2金属膜および画素電極を同一の工程により形成
できる利点がある。なお、図2において図1と同様の構
成要素には同一参照符号を付し、その説明を省略する。
<Common use of second metal film and pixel electrode> FIG.
In the TFD element 20 shown in FIG. 1, the second metal film 26 and the pixel electrode 34 are formed of different metal films.
As shown in the cross-sectional view of FIG. 2, the second metal film and the pixel electrode may be formed of a transparent conductive film 36 made of the same ITO film or the like. TFD element 20 having such a configuration
Has an advantage that the second metal film and the pixel electrode can be formed by the same process. In FIG. 2, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0018】<バック・トゥ・バック構造>次に、TF
D素子の他の例として、バック・トゥ・バック(back-t
o-back)構造のTFD素子について説明する。図3
(a)は、このTFD素子を適用した液晶パネル基板に
おける1画素分のレイアウトを示す平面図であり、図3
(b)は、そのTFD素子の構造をB−B線に沿って示
す断面図である。
<Back-to-back structure>
As another example of the D element, a back-to-back (back-t
An o-back) TFD element will be described. FIG.
FIG. 3A is a plan view showing a layout of one pixel on a liquid crystal panel substrate to which the TFD element is applied, and FIG.
(B) is a sectional view showing the structure of the TFD element along the line BB.

【0019】バック・トゥ・バック構造とは、非線形特
性の対称化を図るため、2つのダイオードを逆向きに直
列接続した構造をいう。このため、図に示すように、T
FD素子40は、第1のTFD素子40aと第2のTF
D40bとが、極性を互いに反対にして直列接続した構
造となっている。
The back-to-back structure refers to a structure in which two diodes are connected in series in opposite directions in order to make the nonlinear characteristics symmetric. Therefore, as shown in FIG.
The FD element 40 includes a first TFD element 40a and a second TF element 40a.
And D40b are connected in series with opposite polarities.

【0020】具体的には、基板30と、この表面に形成
された絶縁膜31と、第1金属膜42と、この表面に陽
極酸化によって形成された酸化膜44と、この表面に形
成されて相互に離間した第2金属膜46a、46bとか
ら構成されている。
More specifically, a substrate 30, an insulating film 31 formed on the surface, a first metal film 42, an oxide film 44 formed on the surface by anodic oxidation, and a The second metal films 46a and 46b are separated from each other.

【0021】そして、第1のTFD素子40aにおける
第2金属膜46aはそのまま走査線48となる一方、第
2のTFD素子40bにおける第2金属膜46bは画素
電極45に接続されている。なお、酸化膜44は、図1
に示したTFD素子20における酸化膜24に比べて膜
厚が小さく設定され、例えば、約半分程度に形成され
る。また、第1金属膜42や、酸化膜44、第2金属膜
46a、46bなどの各構成要素の具体的な構成など
は、前述したTFD素子20と同様であるので、その説
明を省略することとする。
The second metal film 46a of the first TFD element 40a becomes the scanning line 48 as it is, while the second metal film 46b of the second TFD element 40b is connected to the pixel electrode 45. The oxide film 44 is formed as shown in FIG.
The film thickness is set smaller than the oxide film 24 in the TFD element 20 shown in FIG. The specific configuration of each component such as the first metal film 42, the oxide film 44, and the second metal films 46a and 46b is the same as that of the TFD element 20 described above, and thus the description thereof is omitted. And

【0022】なお、このほかに、2つのダイオードを逆
向きに並列接続したリング状素子によっても非線形特性
の対称性を確保することができる。
In addition, the symmetry of the nonlinear characteristic can be ensured by a ring-shaped element in which two diodes are connected in parallel in opposite directions.

【0023】<TFD素子の製造プロセス>次に、本
発明の第1実施形態にかかる非線形素子の製造プロセス
について、図1に示したTFD素子20を例にとって説
明する。
<Manufacturing Process of TFD Element> Next, a manufacturing process of the nonlinear element according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the TFD element 20 shown in FIG. 1 as an example.

【0024】(1)まず、図4に示すように、基板30
上面に絶縁膜31が形成される。この絶縁膜31は、例
えば、酸化タンタルからなり、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や、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あるいはコスパ
ッタリング法などにより形成される。この絶縁膜31
は、上述したように、第1金属膜22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こと
を主目的として設けられるので、その膜厚は、例えば、
50〜200nm程度で十分である。
(1) First, as shown in FIG.
An insulating film 31 is formed on the upper surface. The insulating film 31 is made of, for example, tantalum oxide, and is formed by a method of thermally oxidizing a tantalum film deposited by a sputtering method, a sputtering method using a target made of tantalum oxide, or a co-sputtering method. This insulating film 31
Is provided for the main purpose of improving the adhesion of the first metal film 22 and preventing diffusion of impurities from the substrate 30 as described above.
About 50 to 200 nm is sufficient.

【0025】(2)次いで、絶縁膜31上面に第1金属
膜22が成膜される。この第1金属膜22の組成は、例
えば、タンタル単体あるいはタンタル合金からなる。タ
ンタル合金とする場合、主成分のタンタルに、例えば、
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の周期律表に
おいて第6〜第8族に属する元素を添加しても良い。な
お、添加する元素としては、タングステンが好ましく、
その含有割合は、例えば、0.1〜6原子%が望ましい。
(2) Next, the first metal film 22 is formed on the upper surface of the insulating film 31. The composition of the first metal film 22 is, for example, tantalum alone or a tantalum alloy. When using a tantalum alloy, for example,
Elements belonging to Groups 6 to 8 in the periodic table, such as tungsten, chromium, molybdenum, rhenium, yttrium, lanthanum, and displorium, may be added. In addition, as an element to be added, tungsten is preferable,
The content ratio is desirably, for example, 0.1 to 6 atomic%.

【0026】また、第1金属膜22は、スパッタリング
法や電子ビーム蒸着法などで形成可能であり、タンタル
合金からなる第1金属膜22を形成する場合には、混合
ターゲットを用いたスパッタリング法や、コスパッタリ
ング法、電子ビーム蒸着法などが用いられる。
The first metal film 22 can be formed by a sputtering method, an electron beam evaporation method, or the like. When the first metal film 22 made of a tantalum alloy is formed, the first metal film 22 can be formed by a sputtering method using a mixed target. , Co-sputtering method, electron beam evaporation method and the like are used.

【0027】なお、第1金属膜22の膜厚は、TFD素
子の用途によって好適な値が選択され、通常、100〜500
nm程度である。
The thickness of the first metal film 22 is selected at a suitable value depending on the use of the TFD element.
It is about nm.

【0028】(3)そして、第1金属膜22が、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。
(3) Then, the first metal film 22 is patterned by commonly used photolithography and etching techniques.

【0029】(4)続いて、酸化膜24が第1金属膜2
2の表面に形成される。詳細には、第1金属膜22の表
面が、陽極酸化法によって酸化することで形成される。
このとき、走査線12の表面も同時に酸化されて絶縁膜
が形成される。酸化膜24の膜厚は、その用途によって
好ましい値が選択され、例えば、20〜70nm程度とされ
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。
(4) Subsequently, the oxide film 24 is formed on the first metal film 2
2 is formed on the surface. Specifically, the surface of the first metal film 22 is formed by oxidation by an anodic oxidation method.
At this time, the surface of the scanning line 12 is simultaneously oxidized to form an insulating film. A preferred value of the thickness of the oxide film 24 is selected depending on its use, and is, for example, about 20 to 70 nm. The chemical conversion solution used for the anodic oxidation is not particularly limited, but for example, a citric acid aqueous solution of 0.01 to 0.1% by weight can be used.

【0030】(5)次いで、第2金属膜26が成膜され
る。この第2金属膜26は、例えば、クロムや、アルミ
ニウム、チタン、モリブデンなどであり、スパッタリン
グ法などによって堆積させることによって形成される。
また、第2金属膜26の膜厚は、例えば、50〜300nm程
度である。
(5) Next, a second metal film 26 is formed. The second metal film 26 is, for example, chromium, aluminum, titanium, molybdenum, or the like, and is formed by depositing by a sputtering method or the like.
The thickness of the second metal film 26 is, for example, about 50 to 300 nm.

【0031】(6)そして、図5に示すように、第2金
属膜26が、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。
(6) Then, as shown in FIG. 5, the second metal film 26 is patterned by commonly used photolithography and etching techniques.

【0032】(7)次に、画素電極34となる金属膜が
成膜される。この金属膜は、透過型の液晶表示パネルで
はITO膜が好適であり、反射型の液晶表示パネルでは
アルミニウム膜などが好適であって、スパッタリング法
などによって膜厚30〜200nmで堆積させることで成膜さ
れる。
(7) Next, a metal film to be the pixel electrode 34 is formed. The metal film is preferably an ITO film for a transmissive liquid crystal display panel, and an aluminum film or the like for a reflective liquid crystal display panel. The metal film is formed by depositing a film having a thickness of 30 to 200 nm by a sputtering method or the like. Filmed.

【0033】(8)そして、この金属膜が、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て画素電極34となる。
(8) The metal film is patterned by a generally used photolithography and etching technique to become the pixel electrode 34.

【0034】このようなプロセスにより、基板30に
は、複数のTFD素子20がマトリックス状に形成され
て、素子アレイ基板となる。ただし、この状態では、各
金属・絶縁膜の膜厚バラツキや、エッチング精度などの
各種要因によって、素子アレイ基板30におけるTFD
素子20の非線形特性は、完全に均一ではなく、図6に
示すように、分布が生じると考えられる。この図は、T
FD素子20に一定電圧(10V)を印加した場合におけ
る抵抗値(オン抵抗)の対数が、同一基板上において、
どのように分布しているかについて、実測値に基づいて
示すものである。この図に示すように、基板中心部ほど
抵抗値が低く、外周部に至るほど抵抗値が高くなってい
る様子が判る。したがって、同一の素子アレイ基板30
における複数のTFD素子20では、その非線形特性の
均一性が確保されていないため、この状態で液晶表示パ
ネルを構成しても、表示ムラが発生することになる。
According to such a process, a plurality of TFD elements 20 are formed in a matrix on the substrate 30 to form an element array substrate. However, in this state, the TFD in the element array substrate 30 may vary due to various factors such as variations in the thickness of each metal / insulating film and etching accuracy.
It is believed that the non-linear characteristics of element 20 are not completely uniform, but have a distribution, as shown in FIG. This figure shows T
The logarithm of the resistance value (on resistance) when a constant voltage (10 V) is applied to the FD element 20 is:
The distribution is shown based on actual measurement values. As shown in this figure, it can be seen that the resistance value is lower toward the center of the substrate and higher toward the outer periphery. Therefore, the same element array substrate 30
In the plurality of TFD elements 20, the uniformity of the non-linear characteristics is not ensured. Therefore, even if the liquid crystal display panel is configured in this state, display unevenness will occur.

【0035】一方、本願発明者らは、TFD素子が形成
された基板を熱処理して、その非線形特性が処理時間と
ともに、どのように変化するかを測定した。その測定結
果を図7に示す。この図において、縦軸は、TFD素子
に10Vの電圧を印加した場合における抵抗値の対数値で
あり、横軸は、熱処理時間である。この図に示すよう
に、抵抗値は、熱処理の初期段階では時間経過とともに
上昇するが、その後、ゆっくりと降下する。さらに、そ
の抵抗値変化は、熱処理の温度が高いほど急激である。
On the other hand, the inventors of the present invention heat-treated the substrate on which the TFD element was formed, and measured how the non-linear characteristics changed with the processing time. FIG. 7 shows the measurement results. In this figure, the vertical axis is the logarithmic value of the resistance value when a voltage of 10 V is applied to the TFD element, and the horizontal axis is the heat treatment time. As shown in this figure, the resistance value increases with the passage of time in the initial stage of the heat treatment, but thereafter decreases slowly. Further, the change in the resistance value is sharper as the temperature of the heat treatment is higher.

【0036】そして、本願発明者らは、このような抵抗
値変化特性を利用すれば、同一の素子アレイ基板30に
おけるTFD素子の特性を均一化することが可能となる
点を見出した。
The inventors of the present application have found that the use of such a resistance change characteristic makes it possible to make the characteristics of the TFD elements on the same element array substrate 30 uniform.

【0037】すなわち、上記工程(8)により形成され
たTFD素子20の特性が相違していても、その特性の
相違に応じた温度分布を与えて熱処理することにより、
同一の素子アレイ基板30におけるTFD素子の特性を
均一化することが可能となる。
That is, even if the characteristics of the TFD element 20 formed in the above step (8) are different, the TFD element 20 is heat-treated by giving a temperature distribution corresponding to the difference in the characteristics.
The characteristics of the TFD elements on the same element array substrate 30 can be made uniform.

【0038】具体的には、素子アレイ基板30に対し、
図7に示す特性を用いて処理時間Aだけ熱処理する場
合、熱処理の温度が高いほど抵抗値が急激に上昇するた
め、抵抗値が高いTFD素子20に対して、より低い温
度を与える一方、抵抗値が低いTFD素子20に対し
て、より高い温度を与える。
Specifically, with respect to the element array substrate 30,
When the heat treatment is performed for the treatment time A using the characteristics shown in FIG. 7, the higher the temperature of the heat treatment, the more rapidly the resistance value increases. A higher temperature is given to the TFD element 20 having a lower value.

【0039】あるいは、素子アレイ基板30に対し、図
7に示す特性を用いて処理時間Bだけ熱処理する場合に
は、抵抗値が一旦上昇した後、熱処理の温度が低いほど
抵抗値が徐々に降下するため、抵抗値が高いTFD素子
20に対して、より高い温度を与える一方、抵抗値が低
いTFD素子20に対して、より低い温度を与える。
Alternatively, when the element array substrate 30 is heat-treated for the processing time B using the characteristics shown in FIG. 7, after the resistance value once increases, the resistance value gradually decreases as the temperature of the heat treatment decreases. Therefore, a higher temperature is applied to the TFD element 20 having a high resistance value, while a lower temperature is applied to the TFD element 20 having a low resistance value.

【0040】ここで、素子アレイ基板30におけるTF
D素子20の特性については、上記工程(8)により形
成されたTFD素子20の抵抗値を基板毎に 複数部位
にわたって測定しておいても良いし、また、非線形特性
の分布が、形式や、ガラスサイズ、製造ロットなどに依
存する傾向があれば、これらに応じて予め測定したTEG
(Test Element Group)の結果を用いても良い。
Here, the TF on the element array substrate 30
Regarding the characteristics of the D element 20, the resistance value of the TFD element 20 formed in the above step (8) may be measured over a plurality of sites for each substrate, and the distribution of the nonlinear characteristic may be determined by the format, If there is a tendency to depend on glass size, production lot, etc., TEG measured in advance according to these
(Test Element Group) results may be used.

【0041】また、素子アレイ基板30に温度分布を与
える方法としては、まず、複数ブロック毎に異なる温度
で加温可能なホットプレートを用いて、ブロック毎の温
度をTFD素子の抵抗値に応じて設定する方法が考えら
れる。また、レーザアニール装置を用いて、レーザ出力
を抵抗値に応じて局所的に制御する方法も考えられる。
As a method of giving a temperature distribution to the element array substrate 30, first, using a hot plate capable of heating at a different temperature for each of a plurality of blocks, the temperature of each block is set according to the resistance value of the TFD element. There is a method of setting. In addition, a method of locally controlling the laser output according to the resistance value using a laser annealing apparatus is also conceivable.

【0042】このような温度分布を与える熱処理工程に
おいては、図8に示すように、コンピュータ800が、
第1に、抵抗値変化特性(図7参照)を予め記憶してお
き、第2に、予め測定したTEGなどの結果や、素子アレ
イ基板30のTFD素子の特性を複数点にわたって自動
測定させた結果から素子の特性分布を求め、第3に、素
子の特性分布に応じた温度分布を計算し、第3に、熱処
理装置810を制御して、素子アレイ基板30に温度分
布を与える構成が望ましい。
In the heat treatment step for providing such a temperature distribution, as shown in FIG.
First, the resistance change characteristics (see FIG. 7) are stored in advance, and second, the results of the previously measured TEG and the like and the characteristics of the TFD elements of the element array substrate 30 are automatically measured at a plurality of points. It is desirable to obtain a characteristic distribution of the element from the result, thirdly, calculate a temperature distribution according to the characteristic distribution of the element, and thirdly, control the heat treatment apparatus 810 to give a temperature distribution to the element array substrate 30. .

【0043】このように第1実施形態の製造プロセスに
よれば、工程(8)により形成されたTFD素子に非線
形特性の相違があっても、その後、抵抗値変化特性(図
7参照)を利用して、当該相違に基づく温度分布を与え
て熱処理するため、素子アレイ基板30の全面にわたっ
て形成される複数のTFD素子20の非線形特性が均一
化される。したがって、このTFD素子を用いた液晶表
示パネルにおいて、一様でムラのない表示画面とするこ
とが可能となる。
As described above, according to the manufacturing process of the first embodiment, even if the TFD element formed in the step (8) has a difference in the non-linear characteristic, thereafter, the resistance change characteristic (see FIG. 7) is used. Then, since the heat treatment is performed by giving a temperature distribution based on the difference, the non-linear characteristics of the plurality of TFD elements 20 formed over the entire surface of the element array substrate 30 are made uniform. Therefore, in the liquid crystal display panel using this TFD element, it is possible to provide a uniform and uniform display screen.

【0044】<TFD素子の製造プロセス>次に、本
発明の第2実施形態にかかる非線形素子の製造プロセス
について説明する。
<Manufacturing Process of TFD Element> Next, a manufacturing process of the non-linear element according to the second embodiment of the present invention will be described.

【0045】本願発明者らは、先に、TFD素子20に
おける酸化膜24を形成している原子と酸素原子とを結
合させることにより、電圧−電流特性の急峻性を示す非
線形係数(β値)が著しく改善できることを見出し、さ
らに、酸素原子と結合する割合を制御することにより、
第1金属膜22から第2金属膜26へ電流を流す場合の
電流値と、第2金属膜26から第1金属膜22へ電流を
流す場合の電流値との制御が可能であることを見出して
いる。
The inventors of the present invention have previously formed a nonlinear coefficient (β value) indicating steepness of the voltage-current characteristic by combining the atoms forming oxide film 24 and oxygen atoms in TFD element 20. Can be significantly improved, and by controlling the ratio of bonding with oxygen atoms,
It has been found that a current value when a current flows from the first metal film 22 to the second metal film 26 and a current value when a current flows from the second metal film 26 to the first metal film 22 can be controlled. ing.

【0046】ここで、酸化膜24を形成している原子と
酸素原子とを結合させるには、例えば、上記工程(1)
〜(8)に対して次の工程を加えることで可能である。
Here, in order to bond the atoms forming the oxide film 24 with the oxygen atoms, for example, the above-mentioned step (1)
It is possible by adding the following steps to (8).

【0047】すなわち、上記工程(4)により酸化膜2
4が形成された基板30を、水分を含む雰囲気中で熱処
理する工程(4a)を追加し、さらに、上記工程(8)
の後、200℃以上の温度で熱処理する工程(9)を追加
することで、可能である。
That is, the oxide film 2 is formed by the step (4).
A step (4a) of heat-treating the substrate 30 on which the substrate 4 is formed in an atmosphere containing moisture is added.
After that, it is possible to add a step (9) of performing a heat treatment at a temperature of 200 ° C. or more.

【0048】このような工程を追加すれば、まず、工程
(4a)の熱処理により、酸化膜24の表面層と第1金
属膜22との界面に対して酸素原子と水素原子とが添加
され、工程(5)により、第2金属膜26を形成する原
子の一部が酸化膜24の表面層に添加される。
If such a step is added, first, oxygen atoms and hydrogen atoms are added to the interface between the surface layer of the oxide film 24 and the first metal film 22 by the heat treatment in the step (4a). In the step (5), some of the atoms forming the second metal film 26 are added to the surface layer of the oxide film 24.

【0049】この状態において、酸化膜24は、図9に
示すように、次の第1酸化膜24a、第2酸化膜24b
および第3酸化膜24cの3層から形成されることとな
る。すなわち、酸化膜24における第1酸化膜24a
は、水素原子および酸素原子を含んだ第1金属膜22と
の界面に形成され、また、第3酸化膜24cは、水素原
子、酸素原子および第2金属膜26の原子を含んだ第2
金属膜26との界面形成され、第2酸化膜24bは、こ
れら第1酸化膜24aと第3酸化膜cとに挟まれて形成
される。
In this state, as shown in FIG. 9, the oxide film 24 has the following first oxide film 24a and second oxide film 24b.
And the third oxide film 24c. That is, the first oxide film 24a in the oxide film 24
Is formed at the interface with the first metal film 22 containing hydrogen atoms and oxygen atoms, and the third oxide film 24c is formed on the second metal film 22 containing hydrogen atoms, oxygen atoms and atoms of the second metal film 26.
An interface with the metal film 26 is formed, and the second oxide film 24b is formed between the first oxide film 24a and the third oxide film c.

【0050】このとき、第1酸化膜24aおよび第3酸
化膜24cに含まれている水素原子および酸素原子は、
新たに追加した工程(4a)により添加され、その熱処
理により活性化される。このため、酸化膜24の伝導帯
のエネルギー準位は、第2酸化膜より低くなっている。
At this time, hydrogen atoms and oxygen atoms contained in the first oxide film 24a and the third oxide film 24c are
It is added by the newly added step (4a) and activated by the heat treatment. Therefore, the energy level of the conduction band of the oxide film 24 is lower than that of the second oxide film.

【0051】ここで、TFD素子の抵抗値Rは、次式で
示される。
Here, the resistance value R of the TFD element is expressed by the following equation.

【0052】R=(1/α)exp(βp・Vi1/2−Eg
/κ・T)+(Vs/λ)exp(q・Vs/κ・T) なお、この式において、各係数は、 α ;室温においてTFD素子に電圧が印加されないと
きの導電率、 βp;係数、 Vi;酸化膜に印加される電圧、 Eg;活性化エネルギー、 κ ;ボルツマン定数、 T ;絶対温度、 Vs;第1または第3酸化膜と、第2酸化膜との間に印
加される電圧、 λ ;定数、 q ;電荷 である。
R = (1 / α) exp (βp · Vi 1 / 2− Eg
/ Κ · T) + (Vs / λ) exp (q · Vs / κ · T) In this equation, each coefficient is α: conductivity when no voltage is applied to the TFD element at room temperature, βp: coefficient Vi: voltage applied to the oxide film; Eg: activation energy; κ: Boltzmann constant; T: absolute temperature; Vs: voltage applied between the first or third oxide film and the second oxide film , Λ: constant, q: charge.

【0053】上記式において、右辺第1項は、酸化膜の
伝導に関するプール・フレンケル伝導に関する項であ
り、第2項は、酸化膜における伝導帯のエネルギー準位
の差に関する項である。すなわち、第2項は、酸化膜を
定性的にみると、第1酸化膜24aおよび第3酸化膜2
4cをn型半導体、第2酸化膜24bをp型半導体とし
たときのpn接合の順方向伝導に起因する項である。
In the above equation, the first term on the right side relates to the Pool-Frenkel conduction regarding the conduction of the oxide film, and the second term relates to the difference in the energy level of the conduction band in the oxide film. That is, the second term is that the first oxide film 24a and the third oxide film 2
This is a term caused by the forward conduction of the pn junction when 4c is an n-type semiconductor and the second oxide film 24b is a p-type semiconductor.

【0054】さて、3層に分かれたのみの酸化膜24
(図9参照)では、第1酸化膜24aに第2金属膜26
を形成している原子が含まれていることにより、不純物
準位が発生する結果、上記式の第2項の寄与が小さくな
るので、電圧−電流特性は急峻ではない。しかし、上記
工程(9)による熱処理を施すと、図10に示すよう
に、第1酸化膜24aに含まれている第2金属膜26の
形成原子が酸化される結果、第2項の寄与が大きくなる
ので、電圧−電流特性は急峻となる。さらに、この酸化
の程度を制御することにより、第1金属膜22から第2
金属膜26へ電流を流す場合の電流値と、第2金属膜2
6から第1金属膜22へ電流を流す場合の電流値との制
御が可能となるのである。
Now, the oxide film 24 divided into only three layers
(See FIG. 9), the second metal film 26 is formed on the first oxide film 24a.
Is included, the impurity level is generated, and as a result, the contribution of the second term of the above equation is reduced, so that the voltage-current characteristics are not steep. However, when the heat treatment in the above step (9) is performed, atoms forming the second metal film 26 included in the first oxide film 24a are oxidized as shown in FIG. Since the voltage becomes large, the voltage-current characteristics become steep. Further, by controlling the degree of this oxidation, the second metal film 22
The current value when a current flows through the metal film 26 and the second metal film 2
This makes it possible to control the current value when a current flows from 6 to the first metal film 22.

【0055】このように、第2実施形態の製造プロセス
は、第1実施形態にかかる製造プロセスに対して、工程
(4)の後に、水分を含む雰囲気中で熱処理する工程
(4a)を追加し、さらに、工程(8)の後に、200℃
以上の温度で熱処理する工程(9)を追加する形とな
る。
As described above, the manufacturing process according to the second embodiment is different from the manufacturing process according to the first embodiment in that a step (4a) of performing a heat treatment in an atmosphere containing moisture is added after the step (4). And after step (8), at 200 ° C.
The step (9) of heat treatment at the above temperature is added.

【0056】ただし、工程(9)における熱処理は、上
記第1実施形態において、温度分布を与える熱処理と兼
用することが可能である。
However, the heat treatment in the step (9) can be used also as the heat treatment for providing the temperature distribution in the first embodiment.

【0057】すなわち、この第2実施形態の製造プロセ
スでは、工程(9)において、非線形特性の均一化のた
めの熱処理と、酸化膜24に含まれている第2金属膜2
6の形成原子を酸化させるための熱処理とが兼用される
ため、上記第1実施形態の製造プロセスに対して、実質
的に上記工程(4a)を追加したのみとなる。
That is, in the manufacturing process of the second embodiment, in the step (9), the heat treatment for uniformizing the non-linear characteristics and the second metal film 2 included in the oxide film 24 are performed.
Since the heat treatment for oxidizing the forming atoms of No. 6 is also used, the step (4a) is substantially added to the manufacturing process of the first embodiment.

【0058】以下、このような第2実施形態の製造プロ
セスについて詳述する。
Hereinafter, the manufacturing process of the second embodiment will be described in detail.

【0059】まず、上記工程(1)により、基板30上
面に絶縁膜31が形成され、工程(2)により、絶縁膜
31上面に第1金属膜22が成膜されて、工程(3)に
より、パターニングされる。そして、工程(4)によ
り、酸化膜24が第1金属膜22の表面に形成される。
First, the insulating film 31 is formed on the upper surface of the substrate 30 in the above step (1), the first metal film 22 is formed on the upper surface of the insulating film 31 in the step (2). Is patterned. Then, in step (4), oxide film 24 is formed on the surface of first metal film 22.

【0060】次に、工程(4a)において、酸化膜24
に水分を導入して、図9に示すような3層に分けるため
の熱処理を行う。この熱処理は、第1に、不活性ガス、
例えば、アルゴンなどの雰囲気中において、300℃以
上、好ましくは320〜380℃の条件で10〜120分の時間を
かけて定温処理を行い、第2に、水蒸気を含む雰囲気中
で酸化膜24に水分が含まれるように、好ましくは220
℃以下、より好ましくは200℃以下で、5〜300分の時間
をかけて降温処理を行うものである。
Next, in the step (4a), the oxide film 24 is formed.
Then, heat treatment is performed to divide the layers into three layers as shown in FIG. This heat treatment is, first, an inert gas,
For example, in an atmosphere such as argon, constant temperature treatment is performed at a temperature of 300 ° C. or more, preferably 320 to 380 ° C., for 10 to 120 minutes. Second, the oxide film 24 is formed in an atmosphere containing water vapor. Preferably 220 so as to contain moisture
The temperature is reduced at a temperature of not more than 200 ° C., more preferably at most 200 ° C., for 5 to 300 minutes.

【0061】この後、工程(5)により、第2金属膜2
6が成膜され、工程(6)により、パターニングされ
る。そして、工程(7)により、画素電極34となる金
属膜が成膜され、工程(8)により、パターニングされ
て画素電極34となる。
Thereafter, in step (5), the second metal film 2
6 is formed and patterned in step (6). Then, in step (7), a metal film to be the pixel electrode 34 is formed, and in step (8), it is patterned to become the pixel electrode 34.

【0062】このようなプロセスにより、素子アレイ基
板30には、複数のTFD素子20がマトリックス状に
形成されることとなる。ただし、この状態では、上述し
たように、各種金属・絶縁膜の膜厚バラツキや、エッチ
ング精度などの各種要因によって、素子アレイ基板30
におけるTFD素子20の非線形特性は、完全に均一で
はないと考えられる。さらに、この第2実施形態におい
ては、工程(4a)において、基板30が熱処理され
る。この際、基板30に与えられる温度が均一でない
と、図7に示すような抵抗値変化特性、すなわち、温度
が異なると抵抗値変化も異なってしまう、という特性の
影響を受けるため、TFD素子20における非線形特性
のバラツキは、より顕著になると考えられる。実際、上
記工程(4a)の熱処理が行われる恒温炉では、炉内の
位置関係、特にヒータに近接する否かに応じて温度差が
生じるため、TFD素子20における非線形特性が、例
えば、図6に示すように、同一基板30においてバラつ
きやすい。
By such a process, a plurality of TFD elements 20 are formed on the element array substrate 30 in a matrix. However, in this state, as described above, the element array substrate 30 may not be formed due to variations in the thickness of various metals and insulating films and various factors such as etching accuracy.
It is considered that the nonlinear characteristics of the TFD element 20 are not completely uniform. Further, in the second embodiment, in step (4a), the substrate 30 is heat-treated. At this time, if the temperature applied to the substrate 30 is not uniform, the resistance change characteristic as shown in FIG. 7, that is, the characteristic that the resistance change changes when the temperature is different, is affected. Is considered to be more remarkable. Actually, in the constant temperature furnace in which the heat treatment in the step (4a) is performed, a temperature difference occurs depending on the positional relationship in the furnace, particularly, whether or not the heater is close to the heater. As shown in FIG.

【0063】そこで、上記第1実施形態と同様に、工程
(9)により、TFD素子20が形成された基板30に
対し、TFD素子20の特性の相違に応じた温度分布を
与えた熱処理が施される。この熱処理は、第2実施形態
にあっては、図10に示すように、第1酸化膜24aに
含まれる第2金属膜26の形成原子を酸化させるための
熱処理でもある。
Therefore, similarly to the first embodiment, in step (9), the substrate 30 on which the TFD elements 20 are formed is subjected to a heat treatment giving a temperature distribution corresponding to the difference in the characteristics of the TFD elements 20. Is done. In the second embodiment, this heat treatment is also a heat treatment for oxidizing atoms forming the second metal film 26 included in the first oxide film 24a, as shown in FIG.

【0064】このとき、熱処理の温度を高くすると、酸
化に要する処理時間は短くなる。例えば、200℃では5〜
20時間であり、250℃では0.5〜2時間であった。この熱
処理温度と時間とは、第2金属膜26の材料がクロム、
アルミニウム、チタン、モリブデンのどれであっても同
じであった。
At this time, when the temperature of the heat treatment is increased, the processing time required for the oxidation becomes shorter. For example, at 200 ° C, 5 ~
20 hours, and at 250 ° C. for 0.5 to 2 hours. The heat treatment temperature and time are such that the material of the second metal film 26 is chromium,
The same was true for aluminum, titanium and molybdenum.

【0065】したがって、工程(9)の熱処理において
は、第1酸化膜24aに含まれる第2金属膜26の形成
原子を酸化させるために十分な温度・処理時間であっ
て、かつ、抵抗値を均一にするための十分な温度差を与
えることがポイントとなる。
Therefore, in the heat treatment of the step (9), the temperature and the processing time are sufficient to oxidize the atoms forming the second metal film 26 included in the first oxide film 24a, and the resistance value is reduced. The point is to provide a sufficient temperature difference for uniformity.

【0066】このためには、第1実施形態の図8に示す
ように、予め抵抗値変化特性(図7参照)を記憶するコ
ンピュータ800が、TFD素子の特性分布に応じた温
度分布を計算して、熱処理装置810を制御させる構成
が望ましい。
For this purpose, as shown in FIG. 8 of the first embodiment, a computer 800 storing resistance change characteristics (see FIG. 7) in advance calculates a temperature distribution corresponding to the characteristic distribution of the TFD element. Thus, a configuration in which the heat treatment apparatus 810 is controlled is desirable.

【0067】このように第2実施形態の製造プロセスに
よれば、上記第1実施形態と同様に、工程(8)により
形成されたTFD素子に非線形特性の相違があっても、
工程(9)によって当該相違に基づく温度分布を与えて
熱処理されるため、素子アレイ基板30の全面にわたっ
て形成される複数のTFD素子20の非線形特性が均一
化される。さらに、この第2実施形態の製造プロセスに
よれば、工程(4a)により、絶縁体たる酸化膜が3層
となり、工程(9)により、酸化膜24に含まれている
第2金属膜26の形成原子が酸化するので、TFD素子
の電圧−電流特性が急峻となる。したがって、このTF
D素子を用いた液晶表示パネルにおいては、一様でムラ
がなく、さらに、コントラストの高い表示画面とするこ
とが可能となる。
As described above, according to the manufacturing process of the second embodiment, similarly to the above-described first embodiment, even if the TFD elements formed in the step (8) have different nonlinear characteristics,
Since the heat treatment is performed by giving the temperature distribution based on the difference in the step (9), the nonlinear characteristics of the plurality of TFD elements 20 formed over the entire surface of the element array substrate 30 are uniformed. Further, according to the manufacturing process of the second embodiment, the oxide film as an insulator becomes three layers in step (4a), and the second metal film 26 included in the oxide film 24 is formed in step (9). Since the formed atoms are oxidized, the voltage-current characteristics of the TFD element become steep. Therefore, this TF
In a liquid crystal display panel using a D element, a display screen with high uniformity and uniformity can be provided.

【0068】<液晶表示パネル>次に、上述した第1あ
るいは第2実施形態の製造プロセスにより作成したTF
D素子20(40)を適用した液晶表示パネルの一例に
ついて説明する。図11は、その等価回路の一例を示す
ブロック図である。
<Liquid Crystal Display Panel> Next, the TF formed by the manufacturing process of the first or second embodiment described above.
An example of a liquid crystal display panel to which the D element 20 (40) is applied will be described. FIG. 11 is a block diagram showing an example of the equivalent circuit.

【0069】この図に示すように、液晶表示パネル10
では、走査線12とデータ線14との各交点において画
素領域16が形成されており、各画素領域16は、液晶
表示要素(液晶層)18とTFD素子20とが直列に接
続された構成となっている。ここで、各走査線12は走
査信号駆動回路100によって、また、各データ線14
はデータ信号駆動回路110によって、それぞれ駆動さ
れる。
As shown in this figure, the liquid crystal display panel 10
In FIG. 2, a pixel region 16 is formed at each intersection of the scanning line 12 and the data line 14, and each pixel region 16 has a configuration in which a liquid crystal display element (liquid crystal layer) 18 and a TFD element 20 are connected in series. Has become. Here, each scanning line 12 is controlled by the scanning signal driving circuit 100 and each data line 14
Are driven by the data signal drive circuit 110, respectively.

【0070】なお、図11では、TFD素子20が走査
線の側に接続され、液晶層18がデータ線の側に接続さ
れているが、これとは逆に、TFD素子20をデータ線
の側に、液晶層18を走査線の側に設ける構成でもよ
い。
In FIG. 11, the TFD element 20 is connected to the scanning line side and the liquid crystal layer 18 is connected to the data line side. Conversely, the TFD element 20 is connected to the data line side. Alternatively, the liquid crystal layer 18 may be provided on the scanning line side.

【0071】次に、液晶表示パネル10の構造について
説明する。図12は、その一例を摸式的に示す部分破断
斜視図である。
Next, the structure of the liquid crystal display panel 10 will be described. FIG. 12 is a partially broken perspective view schematically showing one example.

【0072】この図に示すように、液晶表示パネル10
は、素子アレイ基板30と、これに対向配置される対向
基板32とを備えている。対向基板32は、例えば、ガ
ラス基板からなる。
As shown in this figure, the liquid crystal display panel 10
Includes an element array substrate 30 and an opposing substrate 32 disposed opposite to the element array substrate 30. The counter substrate 32 is made of, for example, a glass substrate.

【0073】素子アレイ基板30において、画素電極3
4は、それぞれマトリクス状に複数配列する。ここで、
同一行に配列する画素電極34は、行方向に短冊状に延
在する複数の走査線12の1本に、TFD素子20を介
して接続されている。
In the element array substrate 30, the pixel electrodes 3
4 are arranged in a matrix. here,
The pixel electrodes 34 arranged in the same row are connected via the TFD elements 20 to one of the plurality of scanning lines 12 extending in a strip shape in the row direction.

【0074】一方、対向基板32において、複数のデー
タ線14は、それぞれ走査線12の延在方向と直交する
列方向へ短冊状に延在して、かつ、素子アレイ基板30
の画素電極34と交差するように形成されている。
On the other hand, in the counter substrate 32, the plurality of data lines 14 extend in the form of a strip in a column direction orthogonal to the direction in which the scanning lines 12 extend.
Is formed so as to intersect with the pixel electrode 34 of FIG.

【0075】さて、このように構成された素子アレイ基
板30と対向基板32とは、一方の基板の周辺に沿って
塗布されるシール剤と、適切に散布されたスペーサとに
よって、一定のギャップ(間隙)を保っており、この閉
空間に例えば、TN(Twisted Nematic)型の液晶が封
入されて、液晶層18(図11参照)が形成されてい
る。
Now, the element array substrate 30 and the opposing substrate 32 configured as described above have a certain gap (a gap) between the sealing agent applied along the periphery of one of the substrates and spacers appropriately dispersed. In this closed space, for example, a TN (Twisted Nematic) type liquid crystal is sealed, and a liquid crystal layer 18 (see FIG. 11) is formed.

【0076】一方、図11における走査信号駆動回路1
00が、各TFD素子20に所定電圧の走査信号を、走
査線12を介して順次供給するのに合わせて、データ信
号駆動回路110は、表示の階調レベルに応じたパルス
幅を有するデータ信号を、データ線14を介して順次供
給する。
On the other hand, the scanning signal driving circuit 1 shown in FIG.
00 sequentially supplies a scanning signal of a predetermined voltage to each TFD element 20 via the scanning line 12, and the data signal driving circuit 110 generates a data signal having a pulse width corresponding to the gradation level of the display. Are sequentially supplied via the data line 14.

【0077】そして、走査線12とデータ線14とに印
加される電位差に基づきTFD素子20の電流値が変化
して、液晶層18が充放電される結果、当該液晶層18
の表示状態、非表示状態またはその中間状態に切り替え
られる。これにより、液晶層18の表示動作が制御され
ることとなる。
Then, the current value of the TFD element 20 changes based on the potential difference applied between the scanning line 12 and the data line 14, and the liquid crystal layer 18 is charged and discharged.
Is switched to the display state, the non-display state, or the intermediate state. Thus, the display operation of the liquid crystal layer 18 is controlled.

【0078】ほかに、対向基板32には、液晶表示パネ
ル10の用途に応じて、例えば、ストライプ状モザイク
状や、トライアングル状等に配列されたカラーフィルタ
が設けられ、さらに、例えば、クロムやニッケルなどの
金属材料や、カーボンやチタンなどをフォトレジストに
分散した樹脂ブラックなどのブラックマトリクスが設け
られる。さらに、素子アレイ基板30および対向基板3
2の対向面には、それぞれ所定の方向にラビング処理さ
れた配向膜などが設けられる一方、その各背面には配向
方向に応じた偏光板がそれぞれ設けられる(いずれも図
示省略)。
In addition, the opposing substrate 32 is provided with color filters arranged in, for example, a striped mosaic shape or a triangle shape according to the use of the liquid crystal display panel 10. And a black matrix such as resin black in which carbon or titanium is dispersed in a photoresist. Further, the element array substrate 30 and the counter substrate 3
An alignment film or the like that has been rubbed in a predetermined direction is provided on each of the opposing surfaces, and a polarizing plate according to the alignment direction is provided on each back surface (both are not shown).

【0079】ただし、液晶表示パネル10においては、
液晶を高分子中に微小粒として分散させた高分子分散型
液晶を用いれば、前述の配向膜、偏光板等が不要となる
ため、光利用効率が高まり、このため液晶表示パネルの
高輝度化や低消費電力化などの点において有利である。
さらに、液晶表示パネル10を反射型とする場合、画素
電極34をアルミニウムなどの反射率の高い金属膜から
構成し、電圧無印加状態で液晶分子がほぼ垂直配向され
るSH(スーパーホメオトロピック)型液晶などを用い
ても良い。
However, in the liquid crystal display panel 10,
The use of polymer-dispersed liquid crystal in which liquid crystals are dispersed as fine particles in a polymer eliminates the need for the above-mentioned alignment film, polarizing plate, etc., thereby increasing the light use efficiency and thus increasing the brightness of the liquid crystal display panel. And low power consumption.
Further, when the liquid crystal display panel 10 is of a reflective type, the pixel electrode 34 is made of a metal film having a high reflectivity such as aluminum, and an SH (super homeotropic) type in which liquid crystal molecules are substantially vertically aligned in a state where no voltage is applied. Liquid crystal or the like may be used.

【0080】<電子機器:その1>次に、このような液
晶表示パネル10を電子機器に用いた例のいくつかにつ
いて説明する。
<Electronic Apparatus: Part 1> Next, some examples in which such a liquid crystal display panel 10 is used in an electronic apparatus will be described.

【0081】まず、この液晶表示パネルをライトバルブ
として用いたビデオプロジェクタについて説明する。図
13は、ビデオプロジェクタの構成例を示す平面図であ
る。
First, a video projector using the liquid crystal display panel as a light valve will be described. FIG. 13 is a plan view showing a configuration example of a video projector.

【0082】この図に示すように、ビデオプロジェクタ
1100内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からな
るランプユニット1102が設けられている。このラン
プユニット1102から射出された投射光は、ライトガ
イド1104内に配置された複数のミラー1106、1
106、……および2枚のダイクロイックミラー110
8によってRGBの3原色に分離され、各原色に対応す
るライトバルブとしての液晶パネル1110R、111
0Bおよび1110Gに入射される。
As shown in this figure, a lamp unit 1102 including a white light source such as a halogen lamp is provided inside a video projector 1100. The projection light emitted from the lamp unit 1102 is transmitted to a plurality of mirrors 1106, 1 arranged in a light guide 1104.
.., And two dichroic mirrors 110
8 are separated into three primary colors of RGB, and liquid crystal panels 1110R and 111 serving as light valves corresponding to the respective primary colors.
OB and 1110G.

【0083】液晶パネル1110R、1110Bおよび
1110Gの構成は、上述した通りであり、図示しない
ビデオ信号処理回路から供給されるR、G、Bの原色信
号でそれぞれ駆動される。さて、これらの液晶パネルに
よって変調された光は、ダイクロイックプリズム111
2に3方向から入射される。このダイクロイックプリズ
ム1112においては、RおよびBの光が90度に屈折
する一方、Gの光が直進する。したがって、各色の画像
が合成される結果、投射レンズ1114を介して、スク
リーン等にカラー画像が投写されることとなる。
The configurations of the liquid crystal panels 1110R, 1110B and 1110G are as described above, and are driven by R, G, and B primary color signals supplied from a video signal processing circuit (not shown). Now, the light modulated by these liquid crystal panels is transmitted to the dichroic prism 111.
2 is incident from three directions. In the dichroic prism 1112, the R and B lights are refracted at 90 degrees, while the G light travels straight. Therefore, as a result of combining the images of each color, a color image is projected on a screen or the like via the projection lens 1114.

【0084】なお、このように液晶表示パネル10をプ
ロジェクタに適用する場合、液晶パネル1110R、1
110Bおよび1110Gには、ダイクロイックミラー
1108によって、R、G、Bの各原色に対応する光が
入射するので、対向基板32にカラーフィルタを設ける
必要はない。
When the liquid crystal display panel 10 is applied to a projector as described above, the liquid crystal panel 1110R,
Light corresponding to each of the primary colors R, G, and B is incident on 110B and 1110G by the dichroic mirror 1108, so that it is not necessary to provide a color filter on the opposite substrate 32.

【0085】<電子機器:その2>さらに、液晶表示パ
ネルをパーソナルコンピュータに適用した例について説
明する。図14は、このパーソナルコンピュータの構成
を示す正面図である。図において、パーソナルコンピュ
ータ1200は、キーボード1202を備えた本体部1
204と、液晶ディスプレイ1206とから構成されて
いる。この液晶ディスプレイ1206は、先に述べた液
晶表示パネル10にカラーフィルタとバックライトとを
付加することにより構成される。
<Electronic Equipment: Part 2> An example in which the liquid crystal display panel is applied to a personal computer will be described. FIG. 14 is a front view showing the configuration of this personal computer. In the figure, a personal computer 1200 has a main body 1 having a keyboard 1202.
204 and a liquid crystal display 1206. The liquid crystal display 1206 is configured by adding a color filter and a backlight to the liquid crystal display panel 10 described above.

【0086】<電子機器:その3>次に、液晶表示パネ
ルをページャに適用した例について説明する。図15
は、このページャの構造を示す分解斜視図である。この
図に示すように、ページャ1300は、金属フレーム1
302において、液晶表示パネル10を、バックライト
1306aを含むライトガイド1306、回路基板13
08、第1、第2のシールド板1310、1312とと
もに収容する構成となっている。そして、液晶表示パネ
ル10と回路基板10との導通は、対向基板32に対し
ては2つの弾性導電体1314、1316によって、素
子アレイ基板30に対してはフィルムテープ1318に
よって、それぞれ図られている。
<Electronic Equipment: Part 3> Next, an example in which a liquid crystal display panel is applied to a pager will be described. FIG.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing the structure of the pager. As shown in this figure, the pager 1300 is a metal frame 1
In 302, the liquid crystal display panel 10 is connected to the light guide 1306 including the backlight 1306 a and the circuit board 13.
08, the first and second shield plates 1310 and 1312 are housed together. The liquid crystal display panel 10 and the circuit board 10 are electrically connected to each other by the two elastic conductors 1314 and 1316 for the counter substrate 32 and by the film tape 1318 for the element array substrate 30. .

【0087】なお、図13〜図15を参照して説明した
電子機器の他にも、液晶テレビや、ビューファインダ
型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲ
ーション装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワ
ークステーション、携帯電話、テレビ電話、POS端末、
タッチパネルを備えた装置等などが電子機器の例として
挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能
なのは言うまでもない。
Note that, in addition to the electronic devices described with reference to FIGS. 13 to 15, a liquid crystal television, a viewfinder type, a monitor direct-view type video tape recorder, a car navigation device, an electronic notebook, a calculator, a word processor, Workstations, mobile phones, video phones, POS terminals,
A device including a touch panel and the like are examples of the electronic device. It goes without saying that the present invention can be applied to these various electronic devices.

【0088】[0088]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
TFD素子のような非線形素子の電圧−電流特性の特に
均一性を備えることが可能となるので、この非線形素子
を用いた液晶表示パネル、さらに、これを用いた電子機
器の表示が一様であり、かつ、ムラのないようにするこ
とが可能となる。
As described above, according to the present invention,
Since the voltage-current characteristics of a non-linear element such as a TFD element can be particularly uniform, a liquid crystal display panel using the non-linear element and an electronic device using the non-linear element can display uniformly. In addition, it is possible to eliminate unevenness.

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

【図1】 (a)は、本発明の実施形態にかかるTFD
素子を適用した液晶パネル用基板の1画素分についての
レイアウトを示す平面図であり、(b)は、そのA−A
線の断面図である。
FIG. 1A shows a TFD according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2B is a plan view showing a layout for one pixel of a liquid crystal panel substrate to which the element is applied, and FIG.
It is sectional drawing of a line.

【図2】 他のTFD素子の構造を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a structure of another TFD element.

【図3】 (a)は、さらに、他のTFD素子を適用し
た液晶パネル用基板の1画素分についてのレイアウトを
示す平面図であり、(b)は、そのB−B線の断面図で
ある。
3A is a plan view showing a layout for one pixel of a liquid crystal panel substrate to which another TFD element is applied, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line BB. is there.

【図4】 (1)〜(5)は、それぞれ実施形態にかか
るTFD素子の製造プロセスを示す図である。
FIGS. 4A to 4C are diagrams illustrating a manufacturing process of the TFD element according to the embodiment, respectively.

【図5】 (6)〜(8)は、それぞれ実施形態にかか
るTFD素子の製造プロセスを示す図である。
FIGS. 5 (6) to (8) are diagrams illustrating a manufacturing process of the TFD element according to the embodiment, respectively.

【図6】 TFD素子の特性(抵抗値)が素子アレイ基
板においてどのように分布しているかを示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing how characteristics (resistance values) of a TFD element are distributed on an element array substrate.

【図7】 TFD素子の抵抗値変化特性を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing resistance change characteristics of a TFD element.

【図8】 コンピュータによる熱処理制御の一例を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of heat treatment control by a computer.

【図9】 TFD素子における酸化膜が3層に分かれて
いる様子を示す部分断面図である。
FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a state in which an oxide film in a TFD element is divided into three layers.

【図10】 TFD素子の酸化膜に含まれる第2金属膜
の形成原子が酸化された様子を示す部分断面図である。
FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing a state where atoms forming a second metal film included in an oxide film of the TFD element are oxidized.

【図11】 液晶表示パネルおよびその駆動回路の構成
を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a liquid crystal display panel and a driving circuit thereof.

【図12】 液晶表示パネルの構成を示す部分破断斜視
図である。
FIG. 12 is a partially cutaway perspective view showing a configuration of a liquid crystal display panel.

【図13】 液晶表示パネルを適用した電子機器の一例
たる液晶プロジェクタの構成を示す断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal projector as an example of an electronic apparatus to which the liquid crystal display panel is applied.

【図14】 液晶表示パネルを適用した電子機器の一例
たるパーソナルコンピュータの構成を示す正面図であ
る。
FIG. 14 is a front view illustrating a configuration of a personal computer as an example of an electronic apparatus to which a liquid crystal display panel is applied.

【図15】 液晶表示パネルを適用した電子機器の一例
たるページャの構成を示す分解斜視図である。
FIG. 15 is an exploded perspective view illustrating a configuration of a pager as an example of an electronic apparatus to which the liquid crystal display panel is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10……液晶表示パネル、 12、48……走査線、 14……データ線、 18……液晶層、 20、40……TFD素子、 22……第1金属膜(第1金属)、 24……酸化膜(絶縁体)、 26……第2金属膜(第2金属)、 30……(素子アレイ)基板、 32……対向基板、 34、45……画素電極 10 liquid crystal display panel 12, 48 scanning line 14, data line 18, liquid crystal layer 20, 40 TFD element 22, first metal film (first metal), 24 ... Oxide film (insulator), 26... Second metal film (second metal), 30... (Element array) substrate, 32...

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1金属−絶縁体−第2金属からなる2
端子型非線形素子の製造方法において、 前記第1金属を基板上に形成する工程と、 前記第1金属の表面に前記絶縁体を形成する工程と、 前記第2金属を前記絶縁体の表面に形成して、複数の2
端子型非線形素子を基板上に形成する工程と、 前記基板に対し、2端子型非線形素子の特性の相違に基
づく温度分布を与えて熱処理する工程とを備えることを
特徴とする2端子型非線形素子の製造方法。
1. A semiconductor comprising a first metal-insulator-second metal
In the method of manufacturing a terminal type nonlinear element, a step of forming the first metal on a substrate; a step of forming the insulator on a surface of the first metal; and a step of forming the second metal on a surface of the insulator And multiple 2
A step of forming a terminal type nonlinear element on a substrate; and a step of subjecting the substrate to a heat treatment by giving a temperature distribution based on a difference in characteristics of the two terminal type nonlinear element. Manufacturing method.
【請求項2】 請求項1記載の2端子型非線形素子の製
造方法において、さらに、 前記絶縁体が前記第1金属の表面に形成された基板であ
って、第2金属が形成される前の基板に対し、水分を含
む雰囲気中で熱処理する工程を備えることを特徴とする
2端子型非線形素子の製造方法。
2. The method for manufacturing a two-terminal nonlinear element according to claim 1, further comprising: a substrate on which the insulator is formed on a surface of the first metal, before the second metal is formed. A method for manufacturing a two-terminal nonlinear element, comprising a step of subjecting a substrate to a heat treatment in an atmosphere containing moisture.
【請求項3】 前記2端子型非線形素子の特性は、前記
基板上における2端子型非線形素子の特性を当該基板上
の異なる複数部位にて予め測定して得られた結果である
ことを特徴とする請求項1または2記載の2端子型非線
形素子の製造方法。
3. The characteristic of the two-terminal nonlinear element is a result obtained by previously measuring the characteristic of the two-terminal nonlinear element on the substrate at a plurality of different portions on the substrate. The method for manufacturing a two-terminal nonlinear element according to claim 1 or 2.
【請求項4】 前記2端子型非線形素子の特性は、電流
−電圧特性であることを特徴とする請求項3記載の2端
子型非線形素子の製造方法。
4. The method according to claim 3, wherein the characteristic of the two-terminal nonlinear element is a current-voltage characteristic.
【請求項5】 基板上に形成された第1金属−絶縁体−
第2金属からなる複数の2端子型非線形素子であって、 基板上に形成された後、その特性の相違に基づく温度分
布が与えられたことを特徴とする2端子型非線形素子。
5. A first metal-insulator formed on a substrate.
A two-terminal nonlinear element comprising a plurality of two-terminal nonlinear elements made of a second metal, wherein the two-terminal nonlinear element is formed on a substrate and then given a temperature distribution based on a difference in characteristics thereof.
【請求項6】 前記絶縁体に含まれる前記第2金属の形
成原子の少なくとも一部は、酸素原子と結合しているこ
とを特徴とする請求項5記載の2端子型非線形素子。
6. The two-terminal nonlinear element according to claim 5, wherein at least a part of atoms forming the second metal contained in the insulator is bonded to oxygen atoms.
【請求項7】 請求項5または6記載の2端子型非線形
素子を有する液晶パネル用基板と、対向基板とが適当な
間隔をおいて配置されるとともに、前記液晶パネル用基
板と前記対向基板との間隙内に液晶が封入されているこ
とを特徴とする液晶表示パネル。
7. A liquid crystal panel substrate having the two-terminal type nonlinear element according to claim 5 or 6, and a counter substrate are arranged at an appropriate distance, and the liquid crystal panel substrate and the counter substrate are A liquid crystal display panel characterized in that liquid crystal is sealed in a gap between the two.
【請求項8】 請求項7記載の液晶表示パネルを備えた
ことを特徴とする電子機器。
8. An electronic apparatus comprising the liquid crystal display panel according to claim 7.
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