JPH029326B2 - - Google Patents

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JPH029326B2
JPH029326B2 JP56104840A JP10484081A JPH029326B2 JP H029326 B2 JPH029326 B2 JP H029326B2 JP 56104840 A JP56104840 A JP 56104840A JP 10484081 A JP10484081 A JP 10484081A JP H029326 B2 JPH029326 B2 JP H029326B2
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JP
Japan
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liquid crystal
metal
metal layer
mim
insulating layer
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Application number
JP56104840A
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English (en)
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JPS587126A (ja
Inventor
Toshimoto Kodaira
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Publication of JPS587126A publication Critical patent/JPS587126A/ja
Publication of JPH029326B2 publication Critical patent/JPH029326B2/ja
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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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液晶表示装置の製造方法に関するもの
であり、さらに詳しくは、液晶駆動電極に接続さ
れ、液晶の時分割駆動等において実質的にデユー
テイー比を高める、金属層−絶縁層−金属層
(MIM)素子を言う)の製造方法に関するもので
ある。
液晶により大容量のキヤラクター等を表示する
方法が各種検討されている。最も簡単な方法は、
第1図のようにデータ線1及び選択線2を液晶を
介して互いぬ直交させ、液晶表示セル3の駆動電
極とこれらの各線をその交点において接線し、各
液晶表示セルを時分割駆動により表示するもので
ある。これは液晶表示装置として極めて簡単な方
法であるが周知の様に、デユーテイー比として20
〜30が限界とされており、必ずしも大容量の表示
装置とは言い難い。この低いデユーテイー比を改
善する為に従来非線型素子を液晶駆動電極と、こ
れに接続する駆動ラインの間に挿入し実質的にデ
ユーテイー比を高める方法が考えられている。
この非線型素子としては、金属層−絶縁層−金
属層の構造を持つ、MIM素子が製造工程も簡単
であり、デユーテイー比も十分高める事が可能で
ある。このMIM素子の電圧−電流特性の一例を
示したものが第2図であり、電圧Vth以上又は−
Vth以下の電圧が印加されないと電流が流れない
特性を有する為に、このMIM素子を第1図に示
す様な時分割駆動のマトリツクス表示装置に適用
した場合デユーテイー比は500〜1000程度を得る
事が可能である。現在製造されている。
MIM素子を用いた液晶表示セルの一方の液晶
駆動電極、MIM素子、及び駆動ラインの代表的
なものは第3図に示す構成のものがほとんどであ
る。
すなわち、ガラス板上にデータ線として、一方
の金属層5を形成し、その表面を陽極酸化法等に
より酸化し絶縁層6とし、この絶縁層6の表面へ
他の金属層7を形成し、一方の金属層7と絶縁層
6及び他の金属層7とによりMIM素子を構成す
る。他の金属層7には液晶駆動電極8が接続さ
れ、この電極8の上に位置する液晶を駆動する。
MIM素子を用いて良好な表示特性、高いデユー
テイー比を得る為には液晶の静電量、MIM素子
の静電容量及びV−I特性には満たすべき条件が
存在する。現在一般には金属層5及び7にはタン
タルか、又絶縁層6はタンタルを陽極酸化して得
られた500オングストローム膜厚の五酸化タンタ
ルが用いられているが、この場合、満すべき条件
は、MIM素子の面積つまり金属層5と7が絶縁
層6を介して向き合う面積は液晶駆動電極8の面
積の1万分の1以下の大きさにしなければならな
い。
つまり液晶セルを1ミリメートル四角とした場
合MIM素子の大きさは10ミクロン四角以下にし
なければならない事となる。この様に10ミクロン
メートルのパターンを表示パネル全面に、例えば
5乃至10セチメートル四角のごとく大型表示パネ
ル上に形成する事は非常に困難な事である。さら
に液晶セル電極8の大きさが1ミリメートル四角
というのは表示ドツトとしてはかなりきめが粗
く、表示品質上は、このドツトの面積を数分の1
以下にしなければならず、この場合必要とされる
MIM素子のパターンサイズは5ミクロンメート
ル又は、それ以下が必要となつて、実現は不可能
である。よつて、従来の製造方法、構造を有する
MIM素子を用いては、高品質の表示特性を持つ
パネルは製造出来ない事になる。
本発明は以上の点を鑑みてなされたものであ
り、従来より知られている技術を用い簡単に、よ
り小さなMIM素子を製造する方法を提供するも
のである。以下図面により本発明を詳細に説明す
る。
まず、データ線、MIM素子、及び表示セル駆
動電極を構成すべきガラス板上に金属層を被着す
る。用いる金属は従来一般に用いられているタン
タルで良いが特にタンタルに限るものではない。
又、タンタルの厚みは3000〜5000オングストロー
ムで従来通常に用いられているものである。
次にこの金属層をエツチングし、第4図の様に
パターニングする。図において、9はデータ線と
して用いる領域であり、11は液晶駆動電極であ
る。又、10はデータ線9を、液晶駆動電極11
を接続する領域であり、ここにMIM素子を作り
込むのである。ここで上記の様な3000〜5000オン
グストロームの膜厚を有する金属層は光を通過し
ないので液晶駆動電極として他の透明電極材料例
えば酸化スズ善を用いても良い。次にMIM素子
の絶縁層をこの金属薄膜に作り込むわけである
が、まずイオンの打ち込み装置を用いて、酸素イ
オンを第4図の10の領域へ打ち込む。このとき
酸素イオンビーム径は1000オングストローム以下
である事が望ましく、又金属層10の厚み方向の
ほぼ中央に酸素濃度が極大になる様に打ち込みエ
ネルギーとする。第5図に矢印に示した様に1000
オングストローム以下に絞つた酸素インビームを
金属層10に照射する位置は金属層10の範囲内
であればどこでも良く位置合せ精度は、数ミクロ
ン程度で良くデータ線9に平行に一回スキヤンを
行なえば、データ線9に接続されるすべての
MIM素子が作れ非常に単純な方法である。金属
層10に酸素を打ち込んだ後ヒーター、レーザー
等により加熱し、酸素を打ち込んだ領域の金属を
酸化物とし、MIM素子の絶縁層とする。これに
より極めて小面積のMIM素子が製造可能となる。
つまりMIM素子の面積は金属層10の幅とこの
層の膜厚とを掛け合せたものである。従来10ミク
ロン四角程度の面積しか得られなかつたものが本
発明により金属層10の膜厚を5000オングストロ
ームとした場合0.5×10平方ミクロンとなり、20
分の1の面積が可能となる。これにより液晶駆動
電極面積を小さく出来、表示品質の向上となる。
さらに又、本発明を適用する事によつて同一液晶
パネル上に大きさの異なつた幾つかのMIM素子
も同時に形成し、階調表示を可能とならしめるこ
とは従来のMIM素子では、考えられない事であ
つた。
次にMIM素子の絶縁層形成の為の酸素打ち込
みにおいて、酸素イオンビームを1000オングスト
ローム以下と細く絞る以外にレジストパターンを
用いる事も可能である。この様子を示す断面図が
第6図であつて12がレジストである。このレジ
ストの金属層10の上の1部はパターニングによ
り除去されている。現在レジストのパターニング
は100〜200オングストロームサイズまで可能であ
り、これにより第6図の様にレジストに溝を設け
る。この溝は500オングストローム程度で良く、
又、少なくとも金属層10を横切つてデータ線9
と平行に設ける。この後酸素イオンを基板全面に
打ち込む事によりレジスト形成されていない領域
の金属層10に酸素が打ち込まれる。
この後前記同様に加熱により酸素が打ち込まれ
た領域の金属を酸化物とし、MIM素子の絶縁層
とする。
以上の方法により製造したデータ線9、液晶駆
動電極10及びMIM素子の構成の外観の1例を
示したものが第7図である。13が酸素のイオン
打ち込みにより作り込んだ絶縁層であつて金属層
10とともにMIM素子を構成する。
以上本発明により製造したMIM素子を用いて
液晶表示パネルを構成する事により、大容量液晶
表示パネルの表示特性が大幅に向上し、階調表示
が可能となる等、MIM素子を用いた液晶表示パ
ネルの発展に本発明が寄与すると考えられる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来におけるマトリツクス液晶表示パ
ネルの構成例を示した図であり、第2図はMIM
素子の電流−電圧特性の一例を示したグラフであ
り、第3図は従来におけるMIM素子の構成の一
例を示す外観図である。第4、第5図、第6図は
本発明によりMIMを構成する製造方法の一例を
示す平面図、及び断面図であり、第7図は本発明
を実施して構成したデータ線、MIM素子、液晶
駆動電極の一構成例を示した外観図である。 1……データ線、2……選択線、3……液晶セ
ル、4……ガラス板、5,9……データ線、6,
13……絶縁層、8,11……液晶駆動電極、1
2……レジスト。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 金属−絶縁層−一属装置(MIM)をスイツ
    チ要素として用いて構成された液晶表示装置の製
    造方法において、ガラス板上に一層の金属層を形
    成した後1000オングストローム以下に絞られた酸
    素イオンビームにより該酸素イオンを前記金属層
    に注入し、該注入された酸素イオンにより前記金
    属を酸化物とし、該金属酸化物と前記金属層とに
    より上記金属−絶縁層−金属装置を構成する事を
    特徴とする液晶表示装置の製造方法。
JP56104840A 1981-07-03 1981-07-03 液晶表示装置の製造方法 Granted JPS587126A (ja)

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JP56104840A JPS587126A (ja) 1981-07-03 1981-07-03 液晶表示装置の製造方法

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JP56104840A JPS587126A (ja) 1981-07-03 1981-07-03 液晶表示装置の製造方法

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JPS587126A JPS587126A (ja) 1983-01-14
JPH029326B2 true JPH029326B2 (ja) 1990-03-01

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FR2561423B1 (fr) * 1984-03-16 1987-10-16 Thomson Csf Dispositif de visualisation a commande electrique

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JPS587126A (ja) 1983-01-14

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