JPH0356456B2 - - Google Patents
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- JPH0356456B2 JPH0356456B2 JP57064889A JP6488982A JPH0356456B2 JP H0356456 B2 JPH0356456 B2 JP H0356456B2 JP 57064889 A JP57064889 A JP 57064889A JP 6488982 A JP6488982 A JP 6488982A JP H0356456 B2 JPH0356456 B2 JP H0356456B2
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- mim
- metal
- liquid crystal
- film
- electrode
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/13—Devices 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
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/1365—Active matrix addressed cells in which the switching element is a two-electrode device
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- Optics & Photonics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電気光学装置に関する。更に詳しくは
金属一酸化膜−金属構造を持つ非線形素子（以下
MIM素子と呼ぶ）用いて各画素電極に電荷を蓄
積・保持させることにより表示を行なう液晶を用
いた電気光学装置の製造方法に関する。
金属一酸化膜−金属構造を持つ非線形素子（以下
MIM素子と呼ぶ）用いて各画素電極に電荷を蓄
積・保持させることにより表示を行なう液晶を用
いた電気光学装置の製造方法に関する。
近年、液晶表示装置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、他の分野、例えば情報端末や個人用
小型電子機器等の表示部への応用を考えた時、表
示ユニツトの容積が小さい、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良くなく、
多桁のマトリクス駆動が出来ないため表示可能な
情報量が少ないという欠点が問題となつていた。
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、他の分野、例えば情報端末や個人用
小型電子機器等の表示部への応用を考えた時、表
示ユニツトの容積が小さい、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良くなく、
多桁のマトリクス駆動が出来ないため表示可能な
情報量が少ないという欠点が問題となつていた。
この液晶表示装置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
が考えられた。
一方法としてMIM素子を用いたマトリクス駆動
が考えられた。
この方法は、第１図に一画素分の等価回路を示
すように非線形抵抗RMIMと容量CMIMが並列につな
がつたMIM素子１及び抵抗RLCと容量CLCが並列
につながつた液晶を誘電体としたコンデンサ２と
が直列に結合されていると考えることが出来、マ
トリクス駆動の選択期間にMIM素子１の低抵抗
状態を利用して液晶を誘電体としたコンデンサ２
に電荷を蓄積し、非選択期間はMIM素子の高抵
抗状態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配向状態を制御し
て表示を行なうものである。
すように非線形抵抗RMIMと容量CMIMが並列につな
がつたMIM素子１及び抵抗RLCと容量CLCが並列
につながつた液晶を誘電体としたコンデンサ２と
が直列に結合されていると考えることが出来、マ
トリクス駆動の選択期間にMIM素子１の低抵抗
状態を利用して液晶を誘電体としたコンデンサ２
に電荷を蓄積し、非選択期間はMIM素子の高抵
抗状態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配向状態を制御し
て表示を行なうものである。
この方式の場合、MIM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
抵抗RLC値の３者の相関で液晶に印加される実効
値が決定される。これら３者のうち液晶を誘電体
としたコンデンサ２の容量CLCと抵抗RLCは画素電
極の寸法とセルギヤツプ及び使用する液晶を定め
れば必然的にその値が定まつてしまう。そのため
MIM素子１には液晶部分に応じた特性が要求さ
れ、例えば0.4mm角の画素電極を持つた7μｍギヤ
ツプのセルに誘電異方性Δε＝27（ε＝35、ε＝
８）、Vth＝1.1Vrns、Vsat＝1.5Vrnsのネマチツク
液晶を封入してツイストネマチツクセルとして1/
５００デユーテイで駆動したい場合には、例えばTa
−Ta205−NiCr／Au構造のMIM素子に要求され
る寸法は約5μｍ角となる。
晶を誘電体としたコンデンサ２の容量CLC値及び
抵抗RLC値の３者の相関で液晶に印加される実効
値が決定される。これら３者のうち液晶を誘電体
としたコンデンサ２の容量CLCと抵抗RLCは画素電
極の寸法とセルギヤツプ及び使用する液晶を定め
れば必然的にその値が定まつてしまう。そのため
MIM素子１には液晶部分に応じた特性が要求さ
れ、例えば0.4mm角の画素電極を持つた7μｍギヤ
ツプのセルに誘電異方性Δε＝27（ε＝35、ε＝
８）、Vth＝1.1Vrns、Vsat＝1.5Vrnsのネマチツク
液晶を封入してツイストネマチツクセルとして1/
５００デユーテイで駆動したい場合には、例えばTa
−Ta205−NiCr／Au構造のMIM素子に要求され
る寸法は約5μｍ角となる。
MIM素子は、以下の方法で形成される。ガラ
ス等の透明基板５上にTa膜６をスパツタ蒸着等
により形成し、フオ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になす。この
ときTa配線とMIMの一方の電極が同時に形成さ
れる。
ス等の透明基板５上にTa膜６をスパツタ蒸着等
により形成し、フオ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になす。この
ときTa配線とMIMの一方の電極が同時に形成さ
れる。
前記パターンニングされたTa６を0.01wt％ク
エン酸水溶液中で陽極酸化した後、Cr（NiCrもし
くは、さらに上層にAuを連続蒸着したものでも
よい）８を蒸着し、これをフオトエツチング法に
より所定の形状にパターンニングしてMIM素子
となす。７…陽極酸化膜。この後透明電極９を形
成して液晶表示装置の一方の電極基板とする。以
後通常の表示装置と同様に組立てることにより液
晶表示装置となす。
エン酸水溶液中で陽極酸化した後、Cr（NiCrもし
くは、さらに上層にAuを連続蒸着したものでも
よい）８を蒸着し、これをフオトエツチング法に
より所定の形状にパターンニングしてMIM素子
となす。７…陽極酸化膜。この後透明電極９を形
成して液晶表示装置の一方の電極基板とする。以
後通常の表示装置と同様に組立てることにより液
晶表示装置となす。
したがつてMIM素子寸法は、フオトエツチン
グの精度、特にフオトリソグラフイの精度により
最小限界が決まる。5μｍ寸法のパターン化には
高精度のマスクアライナーを必要とするが、こう
いつた高精度マスクアライナーは、基板寸法が小
さく現段階では４インチ径の基板が最高で、これ
以上大きな基板が可能なマスクアライナーは解像
度が低くなる。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エネレーターという装置を
用いる方法がある。このパターンジエネレーター
は、解像度は２〜3μｍ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枚程度でコスト高となり量産にはむかな
い。
グの精度、特にフオトリソグラフイの精度により
最小限界が決まる。5μｍ寸法のパターン化には
高精度のマスクアライナーを必要とするが、こう
いつた高精度マスクアライナーは、基板寸法が小
さく現段階では４インチ径の基板が最高で、これ
以上大きな基板が可能なマスクアライナーは解像
度が低くなる。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エネレーターという装置を
用いる方法がある。このパターンジエネレーター
は、解像度は２〜3μｍ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枚程度でコスト高となり量産にはむかな
い。
本発明の目的は、かかる欠点を除去しパターン
形成におけるフオトリソグラフイのパターン寸法
に対する制限を緩やかにし、大型基板上へ製造を
容易ならしめることにより大型の電気光学装置を
提供することにある。
形成におけるフオトリソグラフイのパターン寸法
に対する制限を緩やかにし、大型基板上へ製造を
容易ならしめることにより大型の電気光学装置を
提供することにある。
本発明は素子の寸法が従来フオトエツチングの
精度にのみ制限されていたものを金属膜の膜厚で
制限することにより、寸法を大巾に小さくし従来
に比べより小さな寸法の絵素を形成し表示装置の
大型化、高解像化ならしめるものである。
精度にのみ制限されていたものを金属膜の膜厚で
制限することにより、寸法を大巾に小さくし従来
に比べより小さな寸法の絵素を形成し表示装置の
大型化、高解像化ならしめるものである。
以下実施例に従つて説明する。
実施例 １
第４図及第５図を用いて説明する。第４図、第
５図はそれぞれ本発明について示した断面図及び
平面図である。
５図はそれぞれ本発明について示した断面図及び
平面図である。
ガラス等の透明基板１１上にスパツタ蒸着によ
りTa膜１２を形成し(a)、フオトエツチング法に
より選択的にTaをエツチングし所定の形状にTa
をパターンニングする(b)。この時、配線（データ
線）１３とMIM素子の一方の電極１４は同時に
形成される。次に0.01wt％クエン酸水溶液中で陽
極酸化することによりTa電極１４の表面にTa酸
化膜１５を形成する。この時同時にTa配線１３
の一部も陽極酸化される(c)。
りTa膜１２を形成し(a)、フオトエツチング法に
より選択的にTaをエツチングし所定の形状にTa
をパターンニングする(b)。この時、配線（データ
線）１３とMIM素子の一方の電極１４は同時に
形成される。次に0.01wt％クエン酸水溶液中で陽
極酸化することによりTa電極１４の表面にTa酸
化膜１５を形成する。この時同時にTa配線１３
の一部も陽極酸化される(c)。
次にCr膜１６を熱蒸着等により形成し、これ
を所定の形状にフオトエツチングする(d)。このと
きTa電極１４上のCr膜を除去する。まず通常の
フオトエツチング工程に従いレジスト膜１７を形
成し、Ta電極１４上のレジストを通常のフオト
リソグラフイの技術により除去する(e)。Ta電極
１４上の露出されたCr膜１８をエツチングによ
り除去する(f)。これによりTa膜厚を利用した
MIM素子が形成される。
を所定の形状にフオトエツチングする(d)。このと
きTa電極１４上のCr膜を除去する。まず通常の
フオトエツチング工程に従いレジスト膜１７を形
成し、Ta電極１４上のレジストを通常のフオト
リソグラフイの技術により除去する(e)。Ta電極
１４上の露出されたCr膜１８をエツチングによ
り除去する(f)。これによりTa膜厚を利用した
MIM素子が形成される。
この後透明電極１９を所定の形状で形成して
MIM基板が出来る(g)。以下通常の液晶表示装置
と同様にして組立てることにより表示装置が得ら
れる。
MIM基板が出来る(g)。以下通常の液晶表示装置
と同様にして組立てることにより表示装置が得ら
れる。
実施例 ２
第６図を用いて説明する。
第６図は本発明を説明する断面図である。
Cr膜１６を形成し、所定の形状にパターンニ
ングするまでは、実施例１と同様に行つた後(a)、
粘性の小さなレジスト２１を全面に塗布する(b)。
粘性が小さいため基板上の凹部はレジスト膜厚が
厚く、凸部は薄くなる。レジスト塗布後の熱処理
により、さらにこの傾向は大きくなる。レジスト
塗布した基板をプラズマエツチングもしくはイオ
ンエツチングによりレジスタをエツチングしてい
くとレジスト膜厚の薄い部分は除去され下層の膜
表面が露出される(c)。露出されるのは、最も高い
所の面であるTa上のCr面である（レジスト膜厚
が最も薄い）。この露出したCrをエツチングする
とTa膜の段差は垂直方向には厚くなつているた
めエツチングされず第６図ｅのように残り、
MIM素子の電極２２が形成される。以後透明電
極１９を形成しMIM素子基板が出来る(f)。以下
通常の液晶表示装置と同様にして組立てることに
より表示装置を得る。
ングするまでは、実施例１と同様に行つた後(a)、
粘性の小さなレジスト２１を全面に塗布する(b)。
粘性が小さいため基板上の凹部はレジスト膜厚が
厚く、凸部は薄くなる。レジスト塗布後の熱処理
により、さらにこの傾向は大きくなる。レジスト
塗布した基板をプラズマエツチングもしくはイオ
ンエツチングによりレジスタをエツチングしてい
くとレジスト膜厚の薄い部分は除去され下層の膜
表面が露出される(c)。露出されるのは、最も高い
所の面であるTa上のCr面である（レジスト膜厚
が最も薄い）。この露出したCrをエツチングする
とTa膜の段差は垂直方向には厚くなつているた
めエツチングされず第６図ｅのように残り、
MIM素子の電極２２が形成される。以後透明電
極１９を形成しMIM素子基板が出来る(f)。以下
通常の液晶表示装置と同様にして組立てることに
より表示装置を得る。
以上の方法により形成されるMIM素子の寸法
は以下のようになる。
は以下のようになる。
マスクアライナーの解像度を20μｍとすれば、
従来のMIM素子寸法は、Ta電極巾20μｍ×Cr電
極巾20μｍ400μm2となるが、本発明によれば、Ta
膜厚を0.2μｍとするとTa電極巾（Ta膜厚）0.2μ
ｍ×Cr電極巾20μｍ＝4μm2となり従来の100分の
１のMIM素子寸法が可能となる。本発明の図面
は従来の形状と同じ形状としているため、前記
MIM素子がTa電極の両側に出来るようになつて
いるためMIM素子寸法は２つ合せて8μm2となり
50分の１となつている。第７図のように１つの
MIMとすることは簡単である。
従来のMIM素子寸法は、Ta電極巾20μｍ×Cr電
極巾20μｍ400μm2となるが、本発明によれば、Ta
膜厚を0.2μｍとするとTa電極巾（Ta膜厚）0.2μ
ｍ×Cr電極巾20μｍ＝4μm2となり従来の100分の
１のMIM素子寸法が可能となる。本発明の図面
は従来の形状と同じ形状としているため、前記
MIM素子がTa電極の両側に出来るようになつて
いるためMIM素子寸法は２つ合せて8μm2となり
50分の１となつている。第７図のように１つの
MIMとすることは簡単である。
本発明の説明において第２の金属にCrを用い
たが、Crの他NiCrが一般的であり、また透明電
極との接続を得やすくするため及び液晶に対する
金属のパツシベーシヨン膜としてAuを金属の上
層に形成することもある。
たが、Crの他NiCrが一般的であり、また透明電
極との接続を得やすくするため及び液晶に対する
金属のパツシベーシヨン膜としてAuを金属の上
層に形成することもある。
また、透明電極の形成はTa膜形成前でもCr膜
形成前でもよい。
形成前でもよい。
以上本発明によれば従来のMIM素子面積に比
べ１〜２ケタ小さいMIM素子を得ることが可能
となる。
べ１〜２ケタ小さいMIM素子を得ることが可能
となる。
上述の如く本発明は、ガラス基板上に形成され
た第１金属配線と、該第１金属配線を陽極酸化し
てなる絶縁層と該第１金属配線の側面に配置され
てなる第２金属と、第２金属に接続されてなる画
素電極とからなり、該第１金属−該絶縁膜−該第
２金属により非線形素子が形成してなるようにし
たから、該画素電極に比べ十分小さな容量比を有
する非線型素子が得られるので、コントラストの
良好な画像表示を得ることができる。
た第１金属配線と、該第１金属配線を陽極酸化し
てなる絶縁層と該第１金属配線の側面に配置され
てなる第２金属と、第２金属に接続されてなる画
素電極とからなり、該第１金属−該絶縁膜−該第
２金属により非線形素子が形成してなるようにし
たから、該画素電極に比べ十分小さな容量比を有
する非線型素子が得られるので、コントラストの
良好な画像表示を得ることができる。
第１図は１画素分のMIM素子と液晶部分の等
価回路である。第２図、第３図は従来のMIM素
子を示す。第４図ａ〜ｇ、第５図ａ〜ｇは本発明
によるMIM素子を示す断面図及び平面図である。
第６図ａ〜ｆは、本発明によるMIM素子を示す
断面図である。第７図は、本発明によるMIM素
子を示す平面図である。
価回路である。第２図、第３図は従来のMIM素
子を示す。第４図ａ〜ｇ、第５図ａ〜ｇは本発明
によるMIM素子を示す断面図及び平面図である。
第６図ａ〜ｆは、本発明によるMIM素子を示す
断面図である。第７図は、本発明によるMIM素
子を示す平面図である。
Claims (1)
- １ 絶縁基板上に形成された第１金属配線と、該
第１金属配線を陽極酸化してなる絶縁層と該第１
金属配線の側面のみに配置されてなる第２金属
と、第２金属に接続されてなる画素電極とからな
り、該第１金属−該絶縁膜−該第２金属により非
線形素子が形成してなることを特徴とする電気光
学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57064889A JPS58181023A (ja) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | 電気光学装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57064889A JPS58181023A (ja) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | 電気光学装置の製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15508992A Division JP2590670B2 (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 電気光学装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58181023A JPS58181023A (ja) | 1983-10-22 |
| JPH0356456B2 true JPH0356456B2 (ja) | 1991-08-28 |
Family
ID=13271102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57064889A Granted JPS58181023A (ja) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | 電気光学装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58181023A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60149025A (ja) * | 1984-01-13 | 1985-08-06 | Seiko Epson Corp | 液晶表示装置 |
| JPS61164279A (ja) * | 1985-01-16 | 1986-07-24 | Seiko Epson Corp | Ｍｉｍ液晶表示体製造方法 |
-
1982
- 1982-04-19 JP JP57064889A patent/JPS58181023A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58181023A (ja) | 1983-10-22 |
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