JPH03189624A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は金属−絶縁膜−金属構造を持つ非線形性抵抗特
性を有する素子（以下ＭＩＭ素子と呼ぶ）を用いた液晶
表示装置の製造方法に関する。

（ロ）従来の技術 従来は、ＭＩＭ素子を用いた液晶表示装置に於て、非選
択点も点灯するという、いわゆるクロストークが生じ、
コントラスト差のない表示になってしまう欠点があった
。

そのため、この欠点を解決するために、ＭＩＭ素子の静
電容量を小さくすれば良いことが’Ａ　２５０Ｘ　２４
０　　Ｅｌｅｍｅｎｔ　　Ｌｃｄ　　Ａｄｄｒｅｓｓｅ
ｄ　ｂｙＬａｔｅｒａｌ　　　ＭＩＭＪ　　Ｊａｐａｎ
　　Ｄｉｓｐｌａｙ　　’８３．１９８３年１０月号Ｐ
Ｐ、　４０４〜４０７等の論文に明らかにされている。

この様な従来例のＭＩＭ素子の断面図を第３図に示し、
その製造方法を述べる。

３０００人厚さのＴａ膜から成る下部電極（１２）を基
板（６）の上にスパッタリング法により形成した後、約
５０００人の厚さのポリイミド膜（８）を下部電極（１
２）の上にフォトリングラフイーにより形成する。（第
１のパターニング）。その後、ポリイミド膜（８）と下
部電極（１２）はドライエツチングされ、斜めの側面を
有する様に第２のバターニングがされる。そして、下部
電極（１２）の側面は陽極酸化されて、厚さ３００〜５
００人の絶縁膜下部（１３）となる。

その後、画素電極（１）及び上部電極（１５）がフォト
ノソダラフィーにより、それぞれ独立工程に於て形成さ
れる。（第３、第４のパターニング）。従来例ではバタ
ーニングが４回である。

（ハ）発明が解決しようとする課題 バターニング工程では、ゴミが侵入し易く、ＭＩＭ素子
の特性を不安定にする原因となる。寸カーまた、従来例
のポリイミド膜は陽極酸イヒ膜と比べて、緻密性に於て
劣り、ピンホールが多い。また、ポリイミド膜と絶縁膜
下部は斜めの側面を有するので、製造が複雑となる欠点
を有する。

本発明は従来例と比べ、ＭＩＭ素子の小さい静電容量を
維持し、ＭＩＭ素子の電圧−電流特性におけるオン電流
とオフ電流の十分大きい比を維持し、バターニング回数
を減らし、絶縁膜をより緻密にし、ピンホールを少なく
し絶縁膜の製造を容易にする事を目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明のＭＩＭ素子の電極は次のような製造工程を少な
くとも経て形成される。

（ａ）基板の上に金属膜を形成した後、マスク剤を塗り
、その後、所定の部分のマスク剤を除去して、該金属膜
を露出させる工程。（ｂ）陽極酸化を行い、前記金属膜
の露出部分の１部を陽極酸化膜から成る絶縁膜上部とし
て基板に垂直に形成し、残りの金属膜を維持して、マス
ク剤を除去する工程。（ｃ）該残りの金属膜以外の金属
膜を除去し、前記残りの金属膜を下部電極として、形成
する工程。（ｄ）再び陽極酸化を行い、前記下部電極の
側面を陽極酸化膜へ変化させ、絶縁膜下部を形成して、
該絶縁膜下部の膜厚を前記絶縁膜上部の膜厚よりも薄く
し、前記絶縁膜上部と前記絶縁膜下部から成る絶縁膜を
形成する工程。（ｅ）該絶縁膜の少なくとも２面に接す
るよう設けた金属膜から成る上部電極及び該上部電極と
接し、前記絶縁膜と離れて設けた画素電極を形成する工
程。

（ホ）作用 本発明の前記製造方法により絶縁膜は、すべて陽極酸化
膜から成り、斜めの側面を有しないので緻密であり、ピ
ンホールが少なく製造が容易となる。また、ＭＩＭ素子
を流れる電流は主に絶縁膜下部を通って流れる。

（へ）実施例 本発明の実施例を第１図ないし第２図に基づいて説明す
る。

第１図（Ａ）に示す如く、ガラス等の基板（６）の上に
、スパッタリング法で約５３００人のＴａ膜を形成した
後に、レジスト（７）を塗り、最終的にＭ１〜１素子が
形成される部分だけを露光・現像により取り除く。

第１図（Ｂ）に示す如く、０．０１重量％クエン酸水溶
液中で陽極酸化を行い、レジスト（７）におおわれてい
ない部分だけが酸化されＴａｘｅｓから成る絶縁膜上部
（４）が基板に垂直に形成される。

この時、膜厚約５３００人のＴａ膜は膜厚約５０００人
の絶縁膜上部（４）および膜厚約３００人のＴａ膜にな
る。

その後、レジスト（７）の剥離を行う。

第１図（Ｃ）に示す如く、ドライエツチング法により選
択的にＴａをエツチングし、除去して、所定の形状にＴ
ａをパターニングする。

このとき、下部電極（２）は形成される。

第１図（Ｄ）に示す如く、再び０．０１％重量％クエン
酸水溶液中で陽極酸化を行い、膜厚約３００人のＴａ５
ｋｓから成る絶縁膜下部（３）は形成される。

第１図（Ｅ）に示す如く、インジューム・錫・酸化物（
Ｉ　Ｔｏ）の膜をスパッタリング法で形成した後、所定
の形状にパターニングして画素電極（１）が形成される
。

第１図（Ｆ）に示す如く、Ｃｒ膜をスパッタリング法で
形成した後、所定の形状にパターニングして、上部電極
（５）が形成され、ＭＩＭ素子が完成する。

次に第１図（Ｆ）に示す如く、本発明のＭＩＭ素子の構
成を以下にまとめて明らかにする。

膜厚約３００人のＴａ膜から成る下部電極（２）が基板
（６）の上に形成される。膜厚約５０００人のＴａｇＯ
６膜から成る絶縁膜上部（４）が下部電極（２）の上に
形成される。膜厚約３００人のＴａ＊Ｏｓ膜から成る絶
縁膜下部（３）が下部電極（２）の側面に形成される。

Ｃｒ膜から成る上部電極（５）が縁膜下部（３）と絶縁
膜上部（４）のそれぞれの側面に沿って画素ＴＬ極（１
）と電気的に結ばれて形成される。

次に第２図に、一画素分のＭＩＭ素子の静電容量の等価
回路を示す。

ここでＣ１とＣ１はそれぞれ絶縁膜上部（４）と絶縁膜
下部（３）の静電容量を示す。ＣＭＩＭを絶縁膜上部（
４）と絶縁膜下部（３）からなる絶縁膜の静電容量とす
ると、ＣＭＩＭ＝　Ｃ＋　＋　Ｃ＊となる。

一般に、Ｃ＝εＳ／ｄである。ここに、Ｃは静電容量、
εは誘電率、ｄは対向金属の距離、Ｓは対向金属の面積
である。

Ｃ１とＣ２を比較すると、ＣＩの面積Ｓの方がＣ１のＳ
よりもはるかに大きいのでＣ，＞Ｃ，従ってＣＭＩＭ＝
　Ｃ＋　＋　ＣｓＬ：ｔＣ＋となる。

そこで、本発明のＣ２と従来例の０１を比較すると、ｄ
は、両方共約５０００人で同じであり、Ｓも然んど同じ
であるが、εは本発明のＴａ５Ｏｉ膜の方が従来例のポ
リイミド膜よりも２倍程大きい。

従がって２倍程度の違いであるので本発明のＭＩＭ素子
の静電容量は従来例のそれと大差がないと言える。

次に、ＭＩＭ素子のＴａ＊Ｏｓ薄膜を流れる電流はＰｏ
ｏｌ−Ｆｒｅｎｋｅｌｉｉ流に従って次式で表わされる
。

１＝ｅＶｅｘｐ（βＶ”’）、　　β＝（ｑ”／ｒｔ、
ｔ＋ｄ）’°’　／ｋＴここで、ｄは絶縁膜の厚さ、ε
ｉは絶縁膜の光学的比誘電率である。

ＭＩＭ素子を用いた液晶表示装置で高い画質を実現する
ためにはＭＩＭ素子の電圧−電流特性における、オン電
流とオフ電流の比が十分大きいことが必要である。っま
りβを十分大きくする必要がある。

本実施例で示した絶縁膜下部の膜厚が約５ｏｏｏ人であ
る場合、絶縁膜下部の膜厚ｄとβ値の関係を実験で求め
ると、以下の表の通りになる。

一般に、高い画質を実現するには、βが４以上が良いの
でｄは３００Å以下が望ましい。

また、本実施例のｄと従来例のｄは同じであるのでβも
ほぼ同じである。従がって本実施例も従来例と同じ程度
のオン電流とオフ電流の高い比が得られる。

次に、本発明の他の実施例を述べる。

基板上に形成される金属膜としてＮｂ、　Ｔｉ。

Ｃｒ、Ｚ　ｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎ　ｉ等をベースとした耐蝕
性金属から選ばれる。また、マスク剤はレジストやメタ
ルマスク剤等から選ばれ、エツチングの方法として露光
・現像やドライ・エツチング等から選ばれる。

（ト）発明の効果 以上述べた様に、本発明に依れば、従来例に比べて以下
の効果が有る。

第一に、ＭＩＭ素子の静電容量は従来例の静電容量と大
差ない程度に維持するとともに、オン電流とオフ電流の
比を従来例と同程度の高い値に維持したままで、バクー
ニング回数を三回と、従来る。

第二に、絶縁膜は上部及び下部共に陽極酸化により形成
されるので、緻密であり、ピンホールが少ない。従って
、所定静電容量のＭＩＭが安定して得られる。

第三に、絶縁膜は基板に垂直に形成されるので製造は従
来例より容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）ないしくＦ）は本発明の実施例の製造工程
を明らかにするＭＩＭ素子周辺の断面図を示し、第２図
は１画素分のＭＩＭ素子の静電容量の等価回路を示し、
第３図は従来例のＭＩＭ素子の断面部を示す。 （１）・・・画素電極、（２）、　（１２）・・・下部
電極、（３）、　（１３）・・・絶縁膜下部、（４）・
・・絶縁膜上部、（５）、　（１５）・・・上部電極、
（６）・・・基板、（７）・・・レジスト、（８）・・
・ポリイミド膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）基板の上に金属膜を形成した後、マスク剤
   を塗り、その後、所定の部分のマスク剤を除去して、該
   金属膜を露出させる工程。 （ｂ）陽極酸化を行い、前記金属膜の露出部分の１部を
   陽極酸化膜から成る絶縁膜上部として基板に形成し、残
   りの金属膜を維持し、マスク剤を除去する工程。 （ｃ）該残りの金属膜以外の金属膜を除去して、前記残
   りの金属膜を下部電極として形成する工程。 （ｄ）再び陽極酸化を行い、前記下部電極の側面を陽極
   酸化膜へ変化させ、絶縁膜下部を形成し、該絶縁膜下部
   の膜厚を前記絶縁膜上部の膜厚よりも薄くし、前記絶縁
   膜上部と前記絶縁膜下部から成る絶縁膜を形成する工程
   。 （ｅ）該絶縁膜の少なくとも２面に接するよう設けた金
   属膜から成る上部電極、及び、該上部電極と接し、前記
   絶縁膜と離れて設けた画素電極を形成する工程。 を少なくとも含むことを特徴とする金属−絶縁膜−金属
   構造を有する素子を用いた液晶表示装置の製造方法。