JPS58184119A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPS58184119A
JPS58184119A JP57067694A JP6769482A JPS58184119A JP S58184119 A JPS58184119 A JP S58184119A JP 57067694 A JP57067694 A JP 57067694A JP 6769482 A JP6769482 A JP 6769482A JP S58184119 A JPS58184119 A JP S58184119A
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metallic
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Ryosuke Araki
亮輔 荒木
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Suwa Seikosha KK
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Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/1365Active matrix addressed cells in which the switching element is a two-electrode device

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気光学装雪の製造方法KI11する。更に詳
しくは金属−酸化膜−金属構造を持つ非線形素子C以下
MIM素子と呼ぶ)を用いて各画素電橋Kl#を蓄積・
保持させることKよ秒表示を行t(へ液晶を用いた電気
光学装−の製造方法に関する。   ・4: 近年、液晶表示装参の実用化が進み腕時計・電卓を始め
として多くの分野に応用がなされている。
しかし、伽の分野、例えば情報端末や傭人用小型電子機
器等の表示部への応用を考支喪時、表示ユニットの容積
が小さい、低電圧駆動可能、消費電力が少ないなどとい
う利点にもかかわらず、駆動電圧−コントラスト特性が
あまり皇〈なく、多桁のマトリクス駆動ができないため
表示可能な情報着が少ないという欠点か問題となってい
え。
この液晶表示atの持つ欠点を解消するための一方法と
してMIM素子を用いたマトリクス駆動が:lI走られ
友。
この方法は、第1111K−画素分の一価回路を示すよ
うに非線形抵抗RMTM と容量OMIMが並列につな
がったMTM素子1及び抵抗RLCと容量CLcが並列
につながう九液晶を誘電体としたコンデンサ2とが直列
に結合場れていると考えることがで−、マトリクス駆動
の選択期間KMIM素子1の低折抗状襲を利用して液晶
を誘電体としたコンデンサ2Kl荷を蓄積し、非選択期
間けM1讐素子1の高抵抗状−を利用して前述の電荷を
保持することにより液晶に電界を印加して液晶のツ向状
鯵を制御して表示を行ならものである。
この方式の場合、MTM素子1の非線形性と液晶を誘電
体としたコンデンサ2の容量CLC値及び折抗RLIT
値の3者の相関で液晶に印加これる寮効値が決定これる
。これら3者のうち液晶を誘電体としfrコンデンサ2
の容量CLcと抵抗RLOけ画素電極の寸法とセルギャ
ップ及び伊用する液晶を定めれば必然的にその値が定ま
ってしまり、そのためMI−M索子1には液晶部分に応
じた特性が要求これ、例えば04′H角の画素電極を持
った7μ濯ギヤツプのセルに誘電異方性Δ#=27(1
,=35゜#、=81、VtA=tIV1、vaat 
= t 5 V??FIJIのネマチック液晶を封入[
2てツイストネマチックセルとして11500デユーテ
イで駆動したい場合KFi、調走ばTa −TatO*
−Ni Or/^U構造のMTM素子KII求される寸
法は約5stn角となる・ MIM索子は、N下の方法で形成シれる。ガラス擲の透
明基[5上に丁8膜6をスパッタ蒸着IIIIfiによ
ね形# 1−、フォトエツチング法により Taを選択
的にエツチングして所定の形状K frす。このと−T
a配線とMIMの一方の電音が同1m、 K形成される
前記パターニングされたTa6をα01Wt嗟クエン酸
水溶液中でllI蓼酸化した後、cr (xi crも
しくは、lらに上層K Auを連続蒸着し」のでもよい
)8を蒸着し、これをフォトエツチング法により所定の
形状にパターン形成グしてMIM素子となす、陽修醗化
膜この後透明電番9を形成して液晶表示装置の一方の電
極基板とする。以後通常のト示装曾と同様KIIA立て
ることKよ抄液晶表示装診となす。
したがってM工M素子寸法は、フォトエツチングの精度
、IIIIKフォj’、、)リングラフィの精度にょ抄
峰小限界が決まる。5s惰寸法のパターン化には高nW
のマスクアライナ−を必要とするが、こういった高精度
マスク7ライナーは、基板寸法が小さく現段階では4イ
ンチ径の基板が量高で、こね以上大声な基板が可能なマ
スクアライナ−は解倫蜜が低くなる。別の方法としてマ
スク製作に利用されているパターンジェネレーターとい
り装置を用いる方法があるーこのパターンジェネレータ
=Fi、解像1fa2〜5smで基板寸法も6インチ四
角のものが可能であるが処理能力が小さく、1時間当り
1枚S噴でコスト高とな秒置11KFiむかないO 本発明の目的は、かかる欠点を除去しパターン形成にお
けるフォトリソグラフィのパターン寸法に対する制限を
緩やかKし、文書基板上への製造を容易ならしめること
によ抄大型の電気光学atを提供することKある。
本発明け、従来MIM素子が縦方肉であったものを横方
向にすることにより、フォトエツチング技術により制限
されていたM工M素子寸法の下限を大巾に下げることが
出来るようにした奄のである。
MTM構造の電流−電圧特性は以下のように!!わこれ
る。
1 = x v azn (β/T )−・・−・−(
11ここで、I、VけそれすれWN、電圧である。
Kljびβは ここで、電は電子!?Fl−け電荷、μけ移動賓8rt
h積、dけP錘体膜厚、φけドナーレベル、にはポルッ
7ン定数、テは温廖、8゜け真空中の誘電率、a iH
j p験体の比誘電率である。
以上かられかるよりに給縁体膜犀が増加すると曜Rは小
さぐな抄、しかも指数関数的に減少する。
そこで、P2N2体の膜厚dと素子面積8が異なるM 
T M素子の電流の比は、νIM素子1とMIM章子2
の各パラメータにそれすれ添字1.2をつけて表わすと
、 とな抄、温賓Tを300’にとし冬着を代入すると、と
なる。
ここで、VIIJ素子1,2の寸法8..8.を同じK
し、素子1のP綴体穫厚山をti、= son %とし
て電圧V及び素子のP鋳体膜厚4をパラメータとして電
流値の比−を求めると表1のようになる。
■! 表 1 MIM素子の絶縁体膜厚V・ち がいによる電流のちがい(−) x 表1から明らかなよらに絶縁体の膜厚f500 Kから
1nooZKz倍にすると電流値は1vで約2ケタ減少
する。電圧が高ければざらKこの傾向はよ、9゜   
   ″: 本発明は上It’MI讐素子の特徴をいかし従奄MIM
素子としていた平面上の?鋳体の膜厚を厚くし5、横−
f’l麹縁体膜厚を薄くすることKJり実質的に横方向
のνIM参子とfr L、これによりMIMIF子寸法
の縮少をはかつ六ものである。
すなわち槙4図に示すようKkATMll子の一方の、
電接となる金属11上に厚い?#体膜12を形成し金属
1,1の−aKId薄いP縁体膜13を形成(、さらK
M 7M素子の他の一方の電音となる金@14f形防す
る。このと−金属14けで−るならば卿いP緩体膜12
上にはない方(第4vα)がよいが、*―の丁和上にお
いて金属14が厚いkh一体験上にオーバーラツプする
(第4図b)ことFiはHられない、蒙4図みには2つ
のνIM構造があめ、絶縁体膜の膜厚の薄いMIM素子
(以伊素子1とする)と、絶縁体膜の膜厚の厚いMIM
ll子(以蕾素子2とする)が形成きれている。
イこで前詐明において述べたよへにM、IM索子けぞの
P縁膜の膜厚によりその電流−電圧特性が大戦 揄〈異t「うているこ・とから、素子1と素子2の給綽
体**を菅えることKより素子1に対する素子2の電流
−電圧特性への影響を無視で−るようにすることけ、1
41式あるいは第4式から可能である。しかし11際製
造するKけフォトエツチング法で数回のパターンの合せ
が必豐であり、この大めパターンは、PI s tnの
余裕が必!となることからt子1の寸法に片ぺ索子2の
寸法のほうか数十倍大#(なる。したがってt子1が索
子2と比べよね支v的であるためKFi、素32に比べ
素子1が恢抵抗領埴においてより低抵抗にまた高抵抗領
謔において、同和度であることが望ましい、なお第4v
αけ第4因すの虻大図であ抄素子1と素子2を示す、1
5・・・・・・1子1.16・・・・・・素子2′!!
た第4図dは、第4WJbの平面図を示す。
そこで、金属11の膜厚が200OA、金属14のパタ
ー中が10μ惧、金属1と金属2のオーバーラツプが5
J1mの場合について看えると、蒙4図かられかるよう
に素子1の素子寸法(rM’lll ) 8+けS+ 
= 2000 A X 10μ愼、素子2の素子寸法(
面積)s2は、8m=5μmX10j惰となり、結局8
に士2μ−1ε!=5μ−で素子2け素子1の25倍の
面積となる。そこで1子1の#1sis膜厚d1、索子
2のP験体嘆厚d、(rそれぞれson X 、 10
na Xとすると電流I凰             
          1比−dVWIVで、−W4.5
.v=1ovで〒、=エエ 664とな抄、高抵抗領域で約20嘔低抵抗領域で約0
2嗟、すなわち高抵抗領域でFi同樺′S闇でや中素子
1が支W的であ抄、低折抗領埴にシいてけ7全に1子1
がtii!的である。
以上のよ#IK、素子1のPIII!膜の膜厚がsoo
 ′Aの場合は、toooa以)の膜厚とすることによ
り、索子2の影響を無視することかで−る。
実施例 MIM素子を液晶表示体に応用した表示装置の例を第5
8INび第6図を用いて説明する。
ガラス−の透明基板22上にテα膜を約2500 Aの
膜厚で形成し、Ta@22を陽lje化してTα膜表1
mK 1000^の丁α醗化5123を形成する。陽夛
酸化rto、f)11gクエン酸水溶液中で電圧60V
の条件で行りことにより、約1000ムの陽棲酸化膜が
得られるは)。次1フォトエツチング法によ抄所定の形
状k(T(1@ 22及び’ra酸化$23を選択的に
エツチングするの1゜エツチングにより露光したTα膜
22のエツチング面24を陽椿駿化する(C)、−響駿
化はその酸化膜厚がその印加電圧に比例することからこ
の降接酸化llI25の形成のための印加電圧は、#I
l響醗化電圧の半分の30vで行い酔化腓の膜厚を約5
00 Kとした(いいか憂れげ、MIM素子の絶級膜の
膜厚の2倍以上のWIIIK第1の絶鋒膜の膜厚とする
)。
次KMIM素子の一方の電極となるOrl[26を形成
し、所望の形状にフォトエツチングする&i)。
このとき、〒αとのオーバーラツプをでするかぎり少な
ぐする必要がある。以上fよt)MrM素子が基板上に
形成ζね、寧らに液晶表示のための透明電極を形成し、
パッジページ曹ン膜としマ8i0JIを1500Xの膜
厚で形成し、その後液晶1向のためポリイミド膜を形成
しラビング処IIt行って液晶表示#雪の一方の基板と
なす、一方基板上に所定の形状に形成した透明電wit
有する基Iif対向基徐とし、前PνXM素子を真−し
た基板と透明電Wt形成した基板の間に液晶を注入して
液晶1示装量となす。
以上本発明により従来と比べ素子寸法が1ケタ以上小さ
いM1M素子を従来と回じ装曾で製造可能となった。
また本発明によ秒以下のような付随的な効果が生にな、
第7図に本発明によるMIMll子を具備した液晶―示
at顧と従来のMIM*子を具備した液晶表示atの)
のそれぞれ一画素を示す。第7図から明らかなように液
晶駆動のための透明電極27のサイズが本発明による装
量の方が大−くしたがって表示効率が高い、また素子構
造も本発明により11M化これているため設計上の制酬
をよ妙手ζ〈で−1その応用も拡がることが期待される
【図面の簡単な説明】
第1図は一画素分の°MIM素子と液晶部分の等価回路
を示す。 第2図、第3@は従来のMIM素子を示す。 1図は本発明−一るy口I子を示す。 第5図、第611Iは本発明によるMI輩素子の製造方
法を示」、第5図#1lF1面図、第6図は平面図であ
る。 第7図は、MXM素子を具備した液晶表示atの一画案
分を示した平Wi図であり、a!ll+は本発明による
1ii1!、6@は従来の画素を示す。 以  上 出願人 株式会社 −訪精工舎 第1図 第3図 (C) /A 第4図 97−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基板上に第1の金属膜を形成子る工程と、第1の金属膜
    上に第1の絶縁体膜を形成する工程と、第1の金属膜及
    び第1の絶縁体111を所定の形状に選択的にエツチン
    グする工程と、#r第1の金属膜のエツチング面を陽椿
    酸仕して第2のIP#体膜を形成する工程と、第2の金
    属膜を形成する■容と、第2の金属膜を所定の形状に選
    択的にエツチングする工程とを有することを養徽とする
    電気光学装曾の製造方法。
JP57067694A 1982-04-22 1982-04-22 液晶表示装置 Granted JPS58184119A (ja)

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JP57067694A JPS58184119A (ja) 1982-04-22 1982-04-22 液晶表示装置

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JP57067694A JPS58184119A (ja) 1982-04-22 1982-04-22 液晶表示装置

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JPS58184119A true JPS58184119A (ja) 1983-10-27
JPH0326367B2 JPH0326367B2 (ja) 1991-04-10

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JP (1) JPS58184119A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61164279A (ja) * 1985-01-16 1986-07-24 Seiko Epson Corp Mim液晶表示体製造方法
US4683183A (en) * 1984-01-13 1987-07-28 Seiko Epson Kabushiki Kaisha Method of manufacturing MIM elements in liquid crystal displays

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4683183A (en) * 1984-01-13 1987-07-28 Seiko Epson Kabushiki Kaisha Method of manufacturing MIM elements in liquid crystal displays
JPS61164279A (ja) * 1985-01-16 1986-07-24 Seiko Epson Corp Mim液晶表示体製造方法

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