JPH11305267A - 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パネルおよびそれを用いた電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造のスイッチング素子を用いること
ができ、液晶基板におけるスイッチング素子の占める面
積の割合が小さく、流れる電流方向によってスイッチン
グ素子の特性が殆ど変化しないアクティブマトリクス基
板を提供する。 【解決手段】 基板２２と、この基板２２上に所定のパ
ターンで配設された信号線と、この信号線に接続された
ＴＦＤ素子３０と、このＴＦＤ素子３０が接続された画
素電極と、を備えるアクティブマトリクス基板２０であ
る。このアクティブマトリクス基板２０に用いられるＴ
ＦＤ素子３０は、所定の導電体からなる第１の導電膜３
２と、第１の導電膜３２の表面を覆う素子絶縁膜３８
と、素子絶縁膜３８の表面を覆い第１の導電膜３２の上
方に形成された貫通口３５を有する非素子絶縁膜３４
と、素子絶縁膜３８に接触するとともに貫通口３５を覆
い第１の導電膜３２と同一の導電体からなる第２の導電
膜４０とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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反射型液晶パネル
およびそれを用いた電子機器に関する。

【０００２】

【背景技術および発明が解決しようとする課題】単独の
２端子型非線形素子を各画素のスイッチング素子として
用いたアクティブマトリクス液晶パネルにおいては、２
端子型非線形素子の特性が流れる電流の方向によって変
化するため、表示品質に悪影響を及ぼすという問題があ
る。

【０００３】そこで、ほぼ同一特性の２端子型非線形素
子を２つ用い、対応する端子同士を接続して直列接続し
た構造（いわゆるback-to-back構造）とすることによっ
て、直列接続された２つの２端子型非線形素子一体とし
ては、電流の向きによって殆ど特性が変化しないように
することが一般的に行われている。

【０００４】ところが、このように２つの２端子型非線
形素子を用いると、構造が複雑になるとともに、スイッ
チング素子が素子基板上で占める面積が増して液晶パネ
ルの開口率を低下させることにもつながっていた。

【０００５】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたものであって、その目的は、簡単な構造のスイッ
チング素子を用いることができ、液晶基板におけるスイ
ッチング素子の占める面積の割合が小さく、流れる電流
方向によってスイッチング素子の特性が殆ど変化しない
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
反射型液晶パネルおよびそれを用いた電子機器を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係るアクティブマトリクス基板は、基板と、この基板上
に所定のパターンで配設された信号線と、この信号線に
接続された２端子型非線形素子と、この２端子型非線形
素子が接続された画素電極と、を備えるアクティブマト
リクス基板であって、前記２端子型非線形素子は、前記
基板上に形成され、所定の導電体からなる第１の導電膜
と、前記第１の導電膜の表面を覆う素子絶縁膜と、前記
素子絶縁膜の表面を覆い、前記第１の導電膜の上方に形
成された貫通口を有する非素子絶縁膜と、前記素子絶縁
膜に接触するとともに前記貫通口を覆う、前記導電体か
らなる第２の導電膜とを有することを特徴とする。

【０００７】請求項１に記載の発明によれば、２端子型
非線形素子は、第１および第２の導電膜が同一の導電体
で形成される。したがって、流れる電流の方向によっ
て、ほとんど特性の変化しない２端子型非線形素子を形
成することができる。その結果、単独の２端子型非線形
素子からなるスイッチング素子によって、スイッチング
素子を流れる電流の向きに拘わらず、各画素を同様な特
性で制御可能なアクティブマトリックス基板が得られ
る。

【０００８】また、各画素を単独の２端子型非線形素子
からなるスイッチング素子で制御するため、スイッチン
グ素子の構造が簡単になるとともに、液晶基板における
スイッチング素子の占める面積の割合が小さいアクティ
ブマトリクス基板が得られる。

【０００９】請求項２に記載の発明に係るアクティブマ
トリクス基板は、基板と、この基板上に所定のパターン
で配設された信号線と、この信号線に接続された２端子
型非線形素子と、この２端子型非線形素子が接続された
画素電極と、を備えるアクティブマトリクス基板であっ
て、前記２端子型非線形素子は、前記基板上に形成さ
れ、所定の導電体からなる第１の導電膜と、前記第１の
導電膜を覆い、前記第１の導電膜の上方に形成された貫
通口を有する非素子絶縁膜と、前記貫通口内に形成さ
れ、前記第１の導電膜に接触する素子絶縁膜と、前記素
子絶縁膜に接触するとともに前記貫通口を覆う、前記導
電体からなる第２の導電膜とを有することを特徴とす
る。

【００１０】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明に係るアクティブマトリクス基板について
上述したと同様な作用効果が得られる。

【００１１】請求項３に記載の発明に係るアクティブマ
トリクス基板は、基板と、この基板上に所定のパターン
で配設された信号線と、この信号線に接続された２端子
型非線形素子と、この２端子型非線形素子が接続された
画素電極と、を備えるアクティブマトリクス基板であっ
て、前記２端子型非線形素子は、前記基板上に形成さ
れ、所定の導電体からなる第１の導電膜と、前記第１の
導電膜の上面を覆う非素子絶縁膜と、前記第１の導電膜
の側面に形成された素子絶縁膜と、前記素子絶縁膜に接
触し、前記導電体からなる第２の導電膜とを有すること
を特徴とする。

【００１２】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明に係るアクティブマトリクス基板について
上述したと同様な作用効果が得られる。

【００１３】請求項４に記載の発明に係るアクティブマ
トリクス基板は、請求項１ないし請求項３のいずれかに
おいて、前記素子絶縁膜は、前記導電体の酸化膜である
ことを特徴とするアクティブマトリクス基板。

【００１４】請求項４に記載の発明によれば、素子絶縁
膜が第１の導電膜を形成する導電体の酸化膜であるた
め、陽極酸化や熱酸化などによって素子絶縁膜を容易に
形成することができる。

【００１５】また、２端子型非線形素子を１つの導電体
の成膜装置のみを用いて形成することが可能となる。

【００１６】請求項５に記載の発明に係るアクティブマ
トリクス基板は、請求項１ないし請求項４のいずれかに
おいて、前記導電体は、タンタルまたはタンタルを主成
分とする導電体であることを特徴とする。

【００１７】請求項５に記載の発明によれば、第１の導
電膜がタンタルで形成されるため、第１の導電膜の酸化
によって良質の素子絶縁膜を形成することができる。

【００１８】請求項６に記載の発明に係る液晶表示パネ
ルは、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のアク
ティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基
板に対向して配置された対向基板と、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
と、を有することを特徴とする。

【００１９】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
ないし請求項５に記載のアクティブマトリクス基板につ
いて上述した作用効果を有する。また、スイッチング素
子の占める面積の割合が小さく画素面積の割合を大きく
することができるアクティブマトリクス基板を用いてい
るため、開口率の高い液晶表示パネルを形成することが
できる。

【００２０】請求項７に記載の発明に係る電子機器は、
請求項６に記載の液晶表示パネルを有することを特徴と
する。

【００２１】請求項７に記載の発明によれば、請求項１
ないし請求項５に記載のアクティブマトリクス基板につ
いて上述した作用効果を有する電子機器が得られる。

【００２２】請求項８に記載の発明に係るアクティブマ
トリクス基板の製造方法は、基板と、この基板上に所定
のパターンで配設された信号線と、この信号線に接続さ
れた２端子型非線形素子と、この２端子型非線形素子が
接続された画素電極と、を備えるアクティブマトリクス
基板の製造方法であって、（ａ）前記基板上に、前記２
端子型非線形素子の第１の導電膜を、所定の導電体で所
定のパターンに形成する工程と、（ｂ）前記第１の導電
膜を素子絶縁膜で覆う工程と、（ｃ）前記素子絶縁膜を
非素子絶縁膜で覆う工程と、（ｄ）前記非素子絶縁膜を
貫通し、前記素子絶縁膜に到る貫通口を形成する工程
と、（ｅ）前記２端子型非線形素子の第２の導電膜を、
前記貫通口を介して前記素子絶縁膜に接触させるととも
に前記貫通口を覆って前記導電体で形成する工程と、を
有することを特徴とする。

【００２３】請求項８に記載の発明によれば、請求項１
に記載の作用効果を有するアクティブマトリクス基板を
製造することができる。

【００２４】また、（ａ）および（ｂ）工程によって形
成された、素子絶縁膜で覆われた第１の導電膜が、
（ｃ）工程において非素子絶縁膜で覆われ、（ｄ）工程
において形成された貫通口は（ｅ）工程において第２の
導電膜によって覆われるため、第２の導電膜をパターニ
ングする際のエッチングによって、素子絶縁膜および第
１の導電膜に損傷を発生させることなくアクティブマト
リクス基板を製造することができる。

【００２５】請求項９に記載の発明に係るアクティブマ
トリクス基板の製造方法は、基板と、この基板上に所定
のパターンで配設された信号線と、この信号線に接続さ
れた２端子型非線形素子と、この２端子型非線形素子が
接続された画素電極と、を備えるアクティブマトリクス
基板の製造方法であって、（ａ）前記基板上に、前記２
端子型非線形素子の第１の導電膜を、所定の導電体で所
定のパターンに形成する工程と、（ｂ）前記第１の導電
膜を非素子絶縁膜で覆う工程と、（ｃ）前記非素子絶縁
膜を貫通し、前記第１の導電膜に到る貫通口を形成する
工程と、（ｄ）前記貫通口内に、前記２端子型非線形素
子の素子絶縁膜を、前記第１の導電膜に接触させて形成
する工程と、（ｅ）前記２端子型非線形素子の第２の導
電膜を、前記素子絶縁膜に接触するとともに前記貫通口
を覆って前記導電体で形成する工程と、を有することを
特徴とする。

【００２６】請求項９に記載の発明によれば、請求項２
に記載の作用効果を有するアクティブマトリクス基板を
製造することができる。

【００２７】また、（ｂ）および（ｃ）工程によって貫
通口の部分を除き第１の導電膜が非素子絶縁膜で覆わ
れ、（ｅ）工程において貫通口は第２の導電膜によって
覆われるため、第２の導電膜をパターニングする際のエ
ッチングによって、第１の導電膜、および、（ｄ）工程
において貫通口内に形成された素子絶縁膜に損傷を発生
させることなくアクティブマトリクス基板を製造するこ
とができる。

【００２８】請求項１０に記載の発明に係るアクティブ
マトリクス基板の製造方法は、基板と、この基板上に所
定のパターンで配設された信号線と、この信号線に接続
された２端子型非線形素子と、この２端子型非線形素子
が接続された画素電極と、を備えるアクティブマトリク
ス基板の製造方法であって、（ａ）基板上に、所定の導
電体からなる、２端子型非線形素子の第１の導電膜と、
この第１の導電膜の上面を覆う非素子絶縁膜とを形成す
る工程と、（ｂ）前記第１の導電膜の側面に、前記２端
子型非線形素子の素子絶縁膜を形成する工程と、（ｃ）
前記２端子型非線形素子の第２の導電膜を、前記素子絶
縁膜に接触させて前記導電体で形成する工程と、を有す
ることを特徴とする。

【００２９】請求項１０に記載の発明によれば、請求項
３に記載の作用効果を有するアクティブマトリクス基板
を製造することができる。

【００３０】また、（ａ）工程において第１の導電膜の
上面が非素子絶縁膜で覆われるため、（ｃ）工程におい
て第２の導電膜をパターニングするために行うエッチン
グによって第１の導電膜が損傷を受けることがない。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて、図面を参照しながら、さらに具体的に説明す
る。

【００３２】〔第１実施形態〕 ＜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、本実施形態の液晶表示パネル１０の模式的な部分
切欠き斜視図である。この図に示すように、本実施形態
の液晶表示パネル１０は、アクティブマトリクス基板２
０と、アクティブマトリクス基板２０に対向して配置さ
れた対向基板１２と、アクティブマトリクス基板２０お
よび対向基板１２のそれぞれの外面側に貼付された一対
の偏光板１８，１８を備え、さらにこれらの基板１２，
２０の間に液晶（図示せず）が封入されて形成される。
対向基板１２の内面側には、短冊状に信号線１４が形成
されている。

【００３３】図２は、本実施形態に係るアクティブマト
リクス基板２０の模式的な平面図である。アクティブマ
トリクス基板２０は、図２および図１に示すように、基
板２２と、この基板２２上に所定のパターンで配設され
た信号線２４と、この信号線２４に接続された２端子型
非線形素子としてのＴＦＤ（Thin Film Diode）素子３
０と、ＴＦＤ素子３０が接続された透明電極膜からなる
画素電極２６とを備えている。このように、アクティブ
マトリクス基板２０においては、それぞれの画素電極２
６が、１つのＴＦＤ素子３０によって制御されている。
なお、ＴＦＤ素子３０は、後述するように第１の導電膜
と第２の導電膜とが絶縁膜を介して対向して形成されて
おり、ＭＩＭ素子とも呼ばれる。

【００３４】図３は、本実施形態の液晶表示パネル１０
を便宜的に４×４画素として形成した場合の等価回路を
示している。この図に示すように、液晶表示パネル１０
は、一方の駆動回路である走査信号駆動回路７０と、他
方の駆動回路であるデータ信号駆動回路７２とを含んで
構成される。走査信号駆動回路７０は、複数の走査信号
線である信号線２４を駆動し、データ信号駆動回路は、
複数のデータ信号線である信号線１４を駆動している。
信号線２４と信号線１４の各交差部には、ＴＦＤ素子３
０および液晶表示要素７４（互いに対応する画素電極２
６と対向基板１２の信号線１４との間に位置する液晶）
が、それら信号線２４，１４の間で直列接続されてい
る。なお、各画素は、画素電極２６と対向基板１２の信
号線１４との間に加わる電圧によって制御される液晶表
示要素７４に対応して形成される。

【００３５】図４は、図２に示した線Ａ−Ｂに沿った位
置における断面図であり、ＴＦＤ素子３０の断面構造を
示している。この図に示すように、２端子型非線形素子
としてのＴＦＤ素子３０は、第１の導電膜３２、非素子
絶縁膜３４、素子絶縁膜３８、および第２の導電膜４０
を含んで構成される。

【００３６】第１の導電膜３２は、所定の導電体、例え
ば、１５０ｎｍ程度の膜厚のタンタルあるいはタンタル
を主成分とする金属からなり、信号線２４から連続して
基板２２上に形成されている。

【００３７】素子絶縁膜３８は、例えば、第１の導電膜
３２の陽極酸化膜としての酸化タンタルからなり、５０
ｎｍ程度の膜厚で、第１の導電膜３２の表面を覆ってい
る。なお、素子絶縁膜３８として、第１の導電膜３２を
熱酸化した酸化タンタルを用いることもできるし、酸化
シリコンを用いることもできる。

【００３８】非素子絶縁膜３４は、第１の導電膜３２の
上方に設けられた貫通口３５を備え、貫通口３５の部分
を除いて、１５０ｎｍ以上の膜厚で、素子絶縁膜３８の
表面を覆って形成されている。非素子絶縁膜３４は、例
えば、酸化タンタル、酸化シリコン、窒化シリコン、酸
化クロム、あるいは有機系絶縁膜で形成される。酸化ク
ロムあるいは有機系絶縁膜を用いる場合は、ウエットエ
ッチングを行うと第１の導電膜との選択比を確実にとる
ことができ、第１導電膜への影響も少ない。

【００３９】第２の導電膜４０は、第１の導電膜３２と
同一の導電体からなり、素子絶縁膜３８に接触するとと
もに貫通口３５を覆い、非素子絶縁膜３４の少なくとも
一部を覆い、１００ｎｍ程度の膜厚で形成されている。

【００４０】このように形成されたＴＦＤ素子３０は、
第１および第２の導電膜３２，４０が同一の導電体で形
成されているため、流れる電流の方向によって、ほとん
ど特性の変化しない２端子型非線形素子となる。その結
果、単独のＴＦＤ素子３０からなるスイッチング素子に
よって、スイッチング素子を流れる電流の向きに拘わら
ず、各画素を同様な特性で制御可能なアクティブマトリ
ックス基板２０を形成することができる。したがって、
各画素の表示が、その画素に対する電流の向きによっ
て、殆ど影響されることのない液晶表示パネル１０が得
られる。

【００４１】また、各画素を単独の２端子型非線形素子
からなるスイッチング素子で制御するため、スイッチン
グ素子の構造が簡単になるとともに、スイッチング素子
の占める面積の割合が小さいアクティブマトリクス基板
２０が得られる。したがって、画素面積の割合が大きい
アクティブマトリクス基板２０を形成することが可能と
なり、それによって開口率の高い液晶表示パネル１０を
形成することができる。

【００４２】なお、上記においては、第１および第２の
導電膜３２，４０と信号線２４とがタンタルあるいはタ
ンタルを主成分とする金属からなる例を示したが、第１
および第２の導電膜３２，４０と信号線２４との少なく
とも一方を、比抵抗の小さい導電体であるアルミニウ
ム、マグネシウム、銅、クロムなどの金属、あるいはそ
れらを主成分とする金属で形成しても良い。この場合、
素子絶縁膜３８としては、用いられた金属の酸化膜を用
いてもよいし、他の絶縁膜、例えば酸化シリコンを用い
ても良い。このような場合でも上述の作用効果を奏する
ことができる。

【００４３】また、上記においては、走査信号線として
の信号線２４にＴＦＤ素子３０が接続され、データ信号
線としての信号線１４に液晶表示要素７８が接続された
例を示したが、これとは逆に、データ信号線としての信
号線２４にＴＦＤ素子３０を接続し、走査信号線として
の信号線１４に液晶表示要素７８を接続する構成として
も良い。また、走査信号駆動回路７０およびデータ信号
駆動回路７２は、必ずしも液晶表示パネルに含まれてな
くともよく、液晶表示パネルとは別に形成して接続ケー
ブル等で液晶表示パネルに接続されるようにしてもよ
い。

【００４４】＜電子機器＞図５は、本実施形態の液晶表
示パネル１０を、上部筐体９１と下部筐体９２とを有す
る電子機器である携帯電話９０に組み込んだ状態を分解
斜視図として示している。なお、図５においては、液晶
表示パネル１０以外の部品を大幅に省略して描いてあ
る。携帯電話９０は、回路基板９３上等に、表示情報出
力源、表示情報処理回路、クロック発生回路などの様々
な回路や、それらの回路に電力を供給する電源回路等を
含んで構成される。

【００４５】なお、本実施形態の液晶表示パネル１０が
組み込まれる電子機器としては、携帯電話９０に限ら
ず、ノート型パソコン、電子手帳、時計、ページャ、電
卓、ＰＯＳ端末、ＩＣカード、ミニディスクプレーヤな
ど様々な電子機器が考えられる。

【００４６】＜アクティブマトリクス基板の製造方法＞
ここで、本実施形態のアクティブマトリクス基板２０の
製造方法の一例を、図１、図２、および図４を参照しな
がら説明する。

【００４７】まず、２端子型非線形素子であるＴＦＤ素
子３０の第１の導電膜３２と、信号線２４とを、いずれ
もタンタルあるいはタンタルを主成分とする金属の膜と
して、所定のパターンに形成する。このタンタル膜の成
膜は、例えば、タンタルを１００〜３００ｎｍの厚さの
膜厚でスパッタリングし、６フッ化イオウ（ＳＦ６）ま
たは４フッ化炭素（ＣＦ４）を用いてドライエッチング
して行われる。なお、タンタル膜の代わりに、タングス
テンを添加したタンタル合金の膜としてもよい。

【００４８】次に、第１の導電膜３２を素子絶縁膜３８
で覆う。これは、例えば、陽極酸化によって行われ、化
成液としてはクエン酸０．０１〜０．０５重量％水溶
液、化成電圧１５〜２０Ｖ、電流密度０．０１〜０．１
ｍＡ／ｃｍ^２の条件で、厚さ５０ｎｍ程度の酸化タンタ
ル膜が形成される。

【００４９】次いで、第１の導電膜３２の表面を非素子
絶縁膜３４で覆う。これは、例えば、酸化タンタルや酸
化シリコン膜を１５０ｎｍ以上の厚さで形成することに
よって行われる。

【００５０】そして、画素電極２６を、ＩＴＯ（Indium
Tin Oxide）などの透明な導電膜として形成する。この
成膜は、例えばまず５０〜１５０ｎｍの厚さでＩＴＯを
スパッタリングし、次に王水系のエッチング液または臭
化水素酸によるウエットエッチングにてパターニングが
行われる。なお、エッチングはメタン系のエッチングガ
スを用いたドライエッチングとしてもよい。

【００５１】次に、前述のように素子絶縁膜３８を覆っ
て形成された非素子絶縁膜３４を貫通し、素子絶縁膜３
８に到る貫通口３５をエッチングによって形成する。

【００５２】次いで、ＴＦＤ素子３０の第２の導電膜４
０を、貫通口３５を介して素子絶縁膜３８に接触させる
とともに貫通口３５を覆い、画素電極２６の一部に重な
るように形成する。第２の導電膜４０には、第１の導電
膜３２と同一の導電体が用いられ、前述した第１の導電
膜３２の形成と同様な工程で行われる。

【００５３】上述のような工程を含んで、図１〜図４に
示したように、各画素において、信号線２４と画素電極
２６とが、１つのＴＦＤ素子３０を介して互いに接続さ
れた構造を有するアクティブマトリクス基板２０が形成
される。

【００５４】本実施形態のアクティブマトリクス基板２
０の製造方法によれば、素子絶縁膜３８で覆われた第１
の導電膜３２が、貫通口３５の部分を除き非素子絶縁膜
３４で覆われた状態で、第２の導電膜４０が形成され
る。しかも貫通口３５は、第２の導電膜４０によって覆
われるため、第２の導電膜４０をパターニングする際の
エッチングによって、素子絶縁膜３８および第１の導電
膜３２に損傷を発生させることがない。したがって、第
１および第２の導電膜３２，４０として同一の導電体を
用いたために、第２の導電膜４０のパターニングの際の
エッチングにおける第１の導電膜３２との選択エッチン
グが困難であるという課題を解決することができる。

【００５５】〔第２実施形態〕本実施形態は、２端子型
非線形素子の構造および製造方法が第１実施形態の場合
とは幾分異なる。それ以外については、第１実施形態と
同様であるので、その説明を省略する。また、図面にお
いて、対応する部分については第１実施形態と同一の符
号を付す。

【００５６】＜ＴＦＤ素子＞図６は、第１実施形態の図
２に示した線Ａ−Ａに沿った位置に対応する断面図であ
り、本実施形態の２端子型非線形素子であるＴＦＤ素子
５２の断面構造を示している。この図に示すように、Ｔ
ＦＤ素子５２は、第１の導電膜３２、非素子絶縁膜３
４、素子絶縁膜３８、および第２の導電膜４０を含んで
構成される。

【００５７】第１の導電膜３２は、所定の導電体、例え
ばタンタルあるいはタンタルを主成分とする金属からな
り、１５０ｎｍ程度の膜厚で、信号線２４から連続して
基板２２上に形成されている。

【００５８】非素子絶縁膜３４は、第１の導電膜３２の
上方に設けられた貫通口３５を備え、貫通口３５の部分
を除き、１５０ｎｍ以上の膜厚で、第１の導電膜３２の
表面を覆って形成されている。非素子絶縁膜３４は、例
えば、酸化タンタル、酸化シリコン、あるいは窒化シリ
コンで形成される。

【００５９】素子絶縁膜３８は、非素子絶縁膜３４の貫
通口３５内に形成されており、第１の導電膜３２に接触
している。素子絶縁膜３８は、例えば第１の導電膜３２
の陽極酸化膜としての酸化タンタルによって、５０ｎｍ
程度の膜厚で形成される。

【００６０】第２の導電膜４０は、第１の導電膜３２と
同一の導電体からなり、素子絶縁膜３８に接触するとと
もに貫通口３５を覆い、非素子絶縁膜３４の少なくとも
一部を覆って、１００ｎｍ程度の膜厚で形成されてい
る。

【００６１】このように形成されたＴＦＤ素子５２は、
第１実施形態の場合と同様に、第１および第２の導電膜
３２，４０が同一の導電体で形成されているため、流れ
る電流の方向によって、ほとんど特性の変化しない２端
子型非線形素子となる。その結果、単独のＴＦＤ素子５
２からなるスイッチング素子によって、スイッチング素
子を流れる電流の向きに拘わらず、各画素を同様な特性
で制御可能なアクティブマトリックス基板５０が得られ
る。

【００６２】また、各画素を単独のＴＦＤ素子５２から
なるスイッチング素子で制御するため、スイッチング素
子の構造が簡単になるとともに、スイッチング素子の占
める面積の割合が小さいアクティブマトリクス基板５０
が得られる。したがって、画素面積の割合が大きいアク
ティブマトリクス基板５０を形成することが可能とな
り、それによって開口率の高い液晶表示パネルを形成す
ることができる。

【００６３】＜アクティブマトリクス基板の製造方法＞
ここで、本実施形態のアクティブマトリクス基板５０の
製造方法を、本実施形態のＴＦＤ素子５２を示す断面図
である図６を参照しながら説明する。なお、本実施形態
のアクティブマトリクス基板５０の外観は、第１実施形
態の場合と同様であり、例えば、図１および図２に示し
た形状となる。

【００６４】まず、２端子型非線形素子であるＴＦＤ素
子５２の第１の導電膜３２と、信号線２４とを、いずれ
もタンタルあるいはタンタルを主成分とする金属の膜と
して所定のパターンに形成する。このタンタル膜の成膜
は、例えば、タンタルを１００〜３００ｎｍの厚さの膜
厚でスパッタリングし、６フッ化イオウ（ＳＦ６）また
は４フッ化炭素（ＣＦ４）を用いてドライエッチングし
て行われる。なお、タンタル膜の代わりに、タングステ
ンを添加したタンタル合金の膜としてもよい。

【００６５】次に、第１の導電膜３２の表面を非素子絶
縁膜３４で覆う。これは、例えば、酸化タンタルや酸化
シリコン膜を１５０ｎｍ以上の厚さで形成することによ
って行われる。

【００６６】次いで、画素電極２６を、ＩＴＯ（Indium
Tin Oxide）などの透明な導電膜として形成する。この
成膜は、例えば、まず５０〜１５０ｎｍの厚さでＩＴＯ
をスパッタリングし、次に王水系のエッチング液または
臭化水素酸によるウエットエッチングにてパターニング
が行われる。なお、エッチングはメタン系のエッチング
ガスを用いたドライエッチングとしてもよい。

【００６７】そして、前述のように素子絶縁膜３８を覆
って形成された非素子絶縁膜３４を貫通し、第１の導電
膜３２に到る貫通口３５をエッチングによって形成す
る。

【００６８】次に、ＴＦＤ素子５２の素子絶縁膜３８
を、第１の導電膜３２に接触させて、貫通口３５内に形
成する。これは、例えば、第１の導電膜３２、例えばタ
ンタル膜の陽極酸化により、厚さ５０ｎｍ程度の酸化タ
ンタル膜を形成することによって行われる。

【００６９】最後に、ＴＦＤ素子５２の第２の導電膜４
０を、貫通口３５を介して素子絶縁膜３８に接触させる
とともに貫通口３５を覆い、画素電極２６の一部に重な
るパターンとして形成する。第２の導電膜４０には、第
１の導電膜３２と同一の導電体が用いられ、前述した第
１の導電膜の形成と同様な工程で行われる。

【００７０】上述のような工程を含んで、図１、図２、
および、図６に示したように、各画素において、信号線
２４と画素電極２６とが、１つのＴＦＤ素子５２を介し
て互いに接続された構造を有するアクティブマトリクス
基板５０が形成される。

【００７１】本実施形態のアクティブマトリクス基板５
０の製造方法によれば、貫通口３５の部分を除き、第１
の導電膜３２が非素子絶縁膜３４で覆われた状態で、第
２の導電膜４０が形成される。しかも貫通口３５は、第
２の導電膜４０によって覆われるため、第２の導電膜４
０をパターニングする際のエッチングによって、素子絶
縁膜３８および第１の導電膜３２に損傷を発生させるこ
とがない。したがって、第１および第２の導電膜３２，
４０として同一の導電体を用いたために、第２の導電膜
４０のパターニングの際のエッチングにおける第１の導
電膜３２との選択エッチングが困難であるという課題を
解決することができる。

【００７２】〔第３実施形態〕本実施形態は、２端子型
非線形素子の構造および製造方法が第１実施形態の場合
とは幾分異なる。それ以外については、第１実施形態と
同様であるので、その説明を省略する。また、図面にお
いて、対応する部分については第１実施形態と同一の符
号を付す。

【００７３】＜ＴＦＤ素子＞図７は、第１実施形態の図
２に示した線Ａ−Ａに沿った位置に対応する断面図であ
り、本実施形態の２端子型非線形素子であるＴＦＤ素子
６２の断面構造を示している。この図に示すように、Ｔ
ＦＤ素子６２は、第１の導電膜３２、非素子絶縁膜３
４、素子絶縁膜３８、および第２の導電膜４０を含んで
構成される。

【００７４】第１の導電膜３２は、所定の導電体、例え
ばタンタルあるいはタンタルを主成分とする金属からな
り、３００ｎｍ以上の膜厚で、信号線２４から連続して
基板２２上に形成されている。

【００７５】非素子絶縁膜３４は、第１の導電膜３２の
上面を覆って、例えば、酸化タンタル、酸化シリコン、
あるいは窒化シリコンで、１５０ｎｍ程度の膜厚で形成
されている。

【００７６】素子絶縁膜３８は、例えば陽極酸化により
形成された酸化タンタルからなり、第１の導電膜３２の
側面に、５０ｎｍ程度の膜厚で、形成されている。

【００７７】第２の導電膜４０は、第１の導電膜３２と
同一の導電体からなり、素子絶縁膜３８に接触するとと
もに非素子絶縁膜３４の少なくとも一部を覆って、１０
０ｎｍ程度の膜厚で形成されている。

【００７８】このように形成されたＴＦＤ素子６２は、
第１実施形態の場合と同様に、第１および第２の導電膜
３２，４０が同一の導電体で形成されているため、流れ
る電流の方向によって、ほとんど特性の変化しない２端
子型非線形素子となる。その結果、単独のＴＦＤ素子６
２からなるスイッチング素子によって、スイッチング素
子を流れる電流の向きに拘わらず、各画素を同様な特性
で制御可能なアクティブマトリックス基板６０が得られ
る。

【００７９】また、各画素を単独のＴＦＤ素子６２から
なるスイッチング素子で制御するため、スイッチング素
子の構造が簡単になるとともに、スイッチング素子の占
める面積の割合が小さいアクティブマトリクス基板６０
が得られる。したがって、画素面積の割合が大きいアク
ティブマトリクス基板６０を形成することが可能とな
り、それによって開口率の高い液晶表示パネルを形成す
ることができる。

【００８０】＜アクティブマトリクス基板の製造方法＞
ここで、本実施形態のアクティブマトリクス基板６０の
製造方法を、本実施形態のＴＦＤ素子６２を示す断面図
である図７を参照しながら説明する。なお、本実施形態
のアクティブマトリクス基板６０の外観は、第１実施形
態の場合と同様であり、例えば、図１に示した形状とな
る。

【００８１】まず、基板２２上に、所定の導電体、例え
ばタンタルあるいはタンタルを主成分とする合金からな
る、ＴＦＤ素子６２の第１の導電膜３２および信号線２
４と、これらの上面を覆う非素子絶縁膜３４とを形成す
る。これは、例えば、タンタル膜をスパッタリングによ
って３００ｎｍ以上の厚さで成膜し、その上層として酸
化タンタル、酸化シリコン、あるいは、窒化シリコンか
らなる絶縁膜をＣＶＤ、スパッタリング、陽極酸化など
によって１５０ｎｍ程度の厚さで形成し、タンタル膜お
よび絶縁膜をエッチングによって所定のパターンに形成
することによって行われる。

【００８２】次に、第１の導電膜３２の側面に、ＴＦＤ
素子６２の素子絶縁膜３８を形成する。これは、例え
ば、第１の導電膜を陽極酸化して、５０ｎｍ程度の厚さ
の酸化タンタル膜を形成することによって行われる。

【００８３】次いで、画素電極２６を、ＩＴＯ（Indium
Tin Oxide）などの透明な導電膜として形成する。この
成膜は、例えばまず５０〜１５０ｎｍの厚さでＩＴＯを
スパッタリングし、次に王水系のエッチング液または臭
化水素酸によるウエットエッチングにてパターニングが
行われる。なお、エッチングはメタン系のエッチングガ
スを用いたドライエッチングとしてもよい。

【００８４】そして、ＴＦＤ素子６２の第２の導電膜４
０を、素子絶縁膜３８に接触させて、第１の導電膜３２
と同一の導電体で、第１の導電膜３２と同様のプロセス
で、１００ｎｍ程度の膜厚に形成する。

【００８５】上述のような工程を含んで、図１および図
７に示したように、各画素において、信号線２４と画素
電極２６とが、１つのＴＦＤ素子６２を介して互いに接
続された構造を有するアクティブマトリクス基板６０が
形成される。

【００８６】本実施形態のアクティブマトリクス基板６
０の製造方法によれば、第１の導電膜３２の上面が非素
子絶縁膜３４で覆われ、第１の導電膜３２の側面が素子
絶縁膜３８で覆われた後、第２の導電膜４０が形成され
るため、第２の導電膜４０をパターニングするために行
うエッチングによって、第１の導電膜３２が損傷を受け
ることがない。したがって、第１および第２の導電膜３
２，４０として同一の導電体を用いたために、第２の導
電膜４０のパターニングの際のエッチングにおける第１
の導電膜３２との選択エッチングが難しいという課題を
解決することができる。

【００８７】以上、本発明の実施形態を説明したが、本
発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、
本発明の要旨の範囲内または特許請求の範囲の均等範囲
内で各種の変形実施が可能である。

【００８８】例えば、上記各実施形態では、アクティブ
マトリクス基板および対向基板に用いられる基板が透明
なガラス基板である例を示したが、透明なプラスチック
基板を用いてもよい。また、反射型の液晶表示パネルと
して形成する場合は、不透明なガラス基板やプラスチッ
ク基板、さらにはシリコンウエハーやセラミック基板等
を、アクティブマトリクス基板または対向基板に用いら
れる基板として用いてもよい。その場合、画素電極とし
て不透明な導電膜、例えばアルミニウム膜を用いること
もできる。

【００８９】また、上記各実施形態では、２端子型非線
形素子の素子絶縁膜を第１の導電膜の陽極酸化膜として
形成する例を示したが、素子絶縁膜を他の種類の膜、例
えば酸化シリコン膜として形成しても良い。

【００９０】さらに、上記各実施形態においては、第１
および第２の導電膜と信号線とがタンタルあるいはタン
タルを主成分とする金属からなる例を示したが、第１お
よび第２の導電膜と信号線との少なくとも一方を、比抵
抗の小さい金属であるアルミニウム、マグネシウム、
銅、クロムなどの金属、あるいはそれらを主成分とする
金属で形成しても良い。この場合、素子絶縁膜として
は、用いられた金属の酸化膜を用いてもよいし、他の絶
縁膜を用いても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の液晶表示パネルを模式的に示
す、一部を切り欠いた部分斜視図である。

【図２】第１実施形態のアクティブマトリクス基板を示
す模式的な部分平面図である。

【図３】第１実施形態の液晶表示パネルの等価回路であ
る。

【図４】図２のＡ−Ｂ線に沿った位置におけるアクティ
ブマトリクス基板の部分断面図であり、ＴＦＤ素子の部
分を示している。

【図５】第１実施形態の携帯電話を示す分解斜視図であ
る。

【図６】第２実施形態のＴＦＤ素子の断面図であり、第
１実施形態における図２のＡ−Ｂ線に沿った位置に対応
している。

【図７】第３実施形態のＴＦＤ素子の断面図であり、第
１実施形態における図２のＡ−Ｂ線に沿った位置に対応
している。

【符号の説明】

１０ 液晶表示パネル １２ 対向基板 １４，２４ 信号線 ２０，５０，６０ アクティブマトリクス基板 ２２ 基板 ２６ 画素電極 ３０，５２，６２ ＴＦＤ素子（２端子型非線形素子） ３２ 第１の導電膜 ３４ 非素子絶縁膜 ３５ 貫通口 ３８ 素子絶縁膜 ４０ 第２の導電膜 ９０ 携帯電話（電子機器）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板と、この基板上に所定のパターンで
   配設された信号線と、この信号線に接続された２端子型
   非線形素子と、この２端子型非線形素子が接続された画
   素電極と、を備えるアクティブマトリクス基板であっ
   て、 前記２端子型非線形素子は、 前記基板上に形成され、所定の導電体からなる第１の導
   電膜と、 前記第１の導電膜の表面を覆う素子絶縁膜と、 前記素子絶縁膜の表面を覆い、前記第１の導電膜の上方
   に形成された貫通口を有する非素子絶縁膜と、 前記素子絶縁膜に接触するとともに前記貫通口を覆う、
   前記導電体からなる第２の導電膜とを有することを特徴
   とするアクティブマトリクス基板。
2. 【請求項２】 基板と、この基板上に所定のパターンで
   配設された信号線と、この信号線に接続された２端子型
   非線形素子と、この２端子型非線形素子が接続された画
   素電極と、を備えるアクティブマトリクス基板であっ
   て、 前記２端子型非線形素子は、 前記基板上に形成され、所定の導電体からなる第１の導
   電膜と、 前記第１の導電膜を覆い、前記第１の導電膜の上方に形
   成された貫通口を有する非素子絶縁膜と、 前記貫通口内に形成され、前記第１の導電膜に接触する
   素子絶縁膜と、 前記素子絶縁膜に接触するとともに前記貫通口を覆う、
   前記導電体からなる第２の導電膜とを有することを特徴
   とするアクティブマトリクス基板。
3. 【請求項３】 基板と、この基板上に所定のパターンで
   配設された信号線と、この信号線に接続された２端子型
   非線形素子と、この２端子型非線形素子が接続された画
   素電極と、を備えるアクティブマトリクス基板であっ
   て、 前記２端子型非線形素子は、 前記基板上に形成され、所定の導電体からなる第１の導
   電膜と、 前記第１の導電膜の上面を覆う非素子絶縁膜と、 前記第１の導電膜の側面に形成された素子絶縁膜と、 前記素子絶縁膜に接触し、前記導電体からなる第２の導
   電膜とを有することを特徴とするアクティブマトリクス
   基板。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかにお
   いて、 前記素子絶縁膜は、前記導電体の酸化膜であることを特
   徴とするアクティブマトリクス基板。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれかにお
   いて、 前記導電体は、タンタルまたはタンタルを主成分とする
   導電体であることを特徴とするアクティブマトリクス基
   板。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれかに記
   載のアクティブマトリクス基板と、 前記アクティブマトリクス基板に対向して配置された対
   向基板と、 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
   封入された液晶層と、 を有することを特徴とする液晶表示パネル。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の液晶表示パネルを有す
   ることを特徴とする電子機器。
8. 【請求項８】 基板と、この基板上に所定のパターンで
   配設された信号線と、この信号線に接続された２端子型
   非線形素子と、この２端子型非線形素子が接続された画
   素電極と、を備えるアクティブマトリクス基板の製造方
   法であって、（ａ）前記基板上に、前記２端子型非線形
   素子の第１の導電膜を、所定の導電体で所定のパターン
   に形成する工程と、（ｂ）前記第１の導電膜を素子絶縁
   膜で覆う工程と、（ｃ）前記素子絶縁膜を非素子絶縁膜
   で覆う工程と、（ｄ）前記非素子絶縁膜を貫通し、前記
   素子絶縁膜に到る貫通口を形成する工程と、（ｅ）前記
   ２端子型非線形素子の第２の導電膜を、前記貫通口を介
   して前記素子絶縁膜に接触させるとともに前記貫通口を
   覆って前記導電体で形成する工程と、 を有す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。
9. 【請求項９】 基板と、この基板上に所定のパターンで
   配設された信号線と、この信号線に接続された２端子型
   非線形素子と、この２端子型非線形素子が接続された画
   素電極と、を備えるアクティブマトリクス基板の製造方
   法であって、（ａ）前記基板上に、前記２端子型非線形
   素子の第１の導電膜を、所定の導電体で所定のパターン
   に形成する工程と、（ｂ）前記第１の導電膜を非素子絶
   縁膜で覆う工程と、（ｃ）前記非素子絶縁膜を貫通し、
   前記第１の導電膜に到る貫通口を形成する工程と、
   （ｄ）前記貫通口内に、前記２端子型非線形素子の素子
   絶縁膜を、前記第１の導電膜に接触させて形成する工程
   と、（ｅ）前記２端子型非線形素子の第２の導電膜を、
   前記素子絶縁膜に接触するとともに前記貫通口を覆って
   前記導電体で形成する工程と、 を有す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。
10. 【請求項１０】 基板と、この基板上に所定のパターン
    で配設された信号線と、この信号線に接続された２端子
    型非線形素子と、この２端子型非線形素子が接続された
    画素電極と、を備えるアクティブマトリクス基板の製造
    方法であって、（ａ）基板上に、所定の導電体からな
    る、２端子型非線形素子の第１の導電膜と、この第１の
    導電膜の上面を覆う非素子絶縁膜とを形成する工程と、
    （ｂ）前記第１の導電膜の側面に、前記２端子型非線形
    素子の素子絶縁膜を形成する工程と、（ｃ）前記２端子
    型非線形素子の第２の導電膜を、前記素子絶縁膜に接触
    させて前記導電体で形成する工程と、 を有す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。