JPH06308538A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工程を増加することなく遮光層を形成した液
晶表示装置の製造方法を提供する。 【構成】 ガラス基板21上に下部電極22を形成し、陽極
酸化法を用いて下部電極22の表面に酸化膜23を形成す
る。下部金属27を電気的に独立させ、２回目の陽極酸化
工程により、下部金属27上に酸化膜23の膜厚より十分に
厚いブラックマトリクス28を形成する。非線形抵抗素子
25上にクロムの上部金属24，24を形成し、ブラックマト
リクス28上に配線電極26を形成する。非線形抵抗素子25
に接続して、ＩＴＯの画素表示電極29をガラス基板21上
に形成する。 【効果】 ブラックマトリクス28は、下部金属22および
酸化膜23と同時に同様に形成するため、工程が増加しな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、下部金属−絶縁体−上
部金属（Metal −Insulator −Metal ：ＭＩＭ）素子を
スイッチング素子として基板に設けた液晶表示装置の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示装置は、時計、電卓等の
比較的簡単な構成から、パーソナル・コンピュータ、ワ
ード・プロセッサ、さらには、オフィス・オートメーシ
ョン用の端末機器、テレビジョンセットの画像表示等の
大容量表示用途に使用されてきている。

【０００３】そして、従来の液晶表示装置においては、
マトリクス表示のマルチプレックス駆動方式、いわゆる
単純マトリクス方式を用いるのが一般的である。

【０００４】ところが、この単純マトリクス方式は走査
線数の増加に伴って表示部分と非表示部分のコントラス
ト比が劣化するため、大規模なマトリクス表示には不適
である。

【０００５】そこで、コントラスト比の劣化を防止する
手段として、たとえば個々の画素をスイッチング素子に
よって駆動する方法、いわゆるアクティブマトリクス方
式が開発されている。

【０００６】そして、このスイッチング素子としては薄
膜トランジスタや非線形抵抗素子を用いるが、基本的に
二端子で構造が簡単な非線形抵抗素子は製造コストの面
で有利である。

【０００７】また、この非線形抵抗素子としては種々の
方式が開発されているが、そのなかで金属−絶縁体−金
属（ＭＩＭ）構造を持つものが現在唯一実用化がなされ
ており、ＭＩＭ構造の非線形抵抗素子を用いるアクティ
ブマトリクスアレイ基板は、通常、第１層金属、第２層
金属、画素表示電極の３回のフォトリソグラフィー工程
によって形成される。

【０００８】しかしながら、このようにして得られたア
クティブマトリクスアレイ基板においては素子の構造が
非対称であるため、電流−電圧特性も正極性と負極性と
で完全には対称とならない。こうした電流−電圧特性の
非対称性はちらつきや焼き付きといった表示品位の劣化
を引き起こす原因となる。

【０００９】そこで、電流−電圧特性も正極性と負極性
とで対称にする構成として、たとえば特開昭５７−１４
４５８４号公報に記載された構成が知られている。

【００１０】次に、この特開昭５７−１４４５８４号公
報記載の構成を、図９ないし図１６に示す工程に従って
説明する。

【００１１】まず、ガラス基板１上に第１層の金属であ
るタンタル（Ｔａ）層２をスパッタリング法を用いて薄
膜形成し、このタンタル層２を、図９に示すように、第
１回目のフォトリソグラフィー工程により、非線形抵抗
素子３のパターンに形成する。

【００１２】次に、図１０に示すように、タンタル層２
の表面を、陽極酸化法により酸化させて３００〜５００
オングストローム程度の厚さの非線形抵抗素子３の絶縁
体となる酸化膜４を形成する。

【００１３】この後、図１１および図１２に示すよう
に、２回目のフォトリソグラフィー工程を用いて個々の
非線形抵抗素子３を島状にパターニングして下部金属５
を形成することにより電気的に独立させる。

【００１４】次に、酸化膜４およびガラス基板１上に、
第２層の金属であるクロム（Ｃｒ）層をスパッタリング
法を用いて薄膜形成し、第３回目のフォトリソグラフィ
ー工程を用いて、図１３および図１４に示すように、非
線形抵抗素子３の上部金属６および配線電極７を形成す
る。

【００１５】そして、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）から
なる透明導電膜をスパッタリング法を用いて薄膜形成
し、第４回目のフォトリソグラフィー工程を用いて、図
１５、図１６に示すように、画素表示電極８をパターニ
ングする。

【００１６】そうして、対称な構造、すなわち下部金属
５−酸化膜４−上部金属６−上部金属６−酸化膜４−下
部金属５の非線形抵抗素子３を有するアクティブマトリ
クスアレイ基板が完成する。

【００１７】このようにして得られた図１５および図１
６に示すアクティブマトリクスアレイ基板を、図示しな
いＩＴＯからなる透明導電膜をストライプ状にパターニ
ングして対向電極を形成した図１７に示す対向基板９と
間隙を介して対向させて組み合わせ、各々に配向処理を
施した後に貼り合わせて液晶を注入することによって図
１８に示す液晶表示装置が完成する。

【００１８】しかしながら、図１８に示す斜線部に相当
する部分を透過する光は変調されないため、ノーマリー
ホワイトモードを用いた場合、黒の透過率が下がりきら
ずコントラスト比の不足が生ずる。

【００１９】そこで、通常は対向基板９側の画素表示電
極８がない部分に対応する部分に、図１７に示すような
遮光部であるいわゆるブラックマトリクス10を形成して
いる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ブラッ
クマトリクス10を形成するためには、対向基板９のフォ
トリソグラフィー工程を追加しなければならないため工
程増加によるコストアップが生ずる問題を有している。

【００２１】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、工程を増加することなく遮光層を形成し
た液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とす
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の画素表
示電極、および、これら画素表示電極に各々電気的に接
続し下部金属−絶縁体−上部金属素子構造よりなる非線
形抵抗素子を基板上に形成し、この非線形抵抗素子を配
線電極により行および列のいずれか一方に接続した液晶
表示装置において、前記非線形抵抗素子の下部金属−絶
縁体の形成時に前記画素表示電極の周辺に絶縁体の遮光
層を形成するものである。

【００２３】

【作用】本発明は、非線形抵抗素子の下部金属−絶縁体
−上部金属構造からなる非線形抵抗素子を基板上に形成
する際に、絶縁体と同時に同様に遮光層を形成するの
で、工程数を増加させることなく、遮光層を形成するこ
とができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の液晶表示装置の一実施例のア
クティブマトリクスアレイ基板を図面を参照して説明す
る。

【００２５】このアクティブマトリクスアレイ基板は、
図１および図２に示すように、透明な絶縁性を有するガ
ラス基板21上に、タンタル（Ｔａ）からなる第１の金属
層の下部金属22、酸化タンタルからなる絶縁体である酸
化膜23、クロム（Ｃｒ）からなる第２の金属層の上部金
属24を備え、上部金属24−酸化膜23−下部金属22−酸化
膜23−上部金属24構造の非線形抵抗素子25を有してい
る。

【００２６】また、この非線形抵抗素子25には、クロム
からなる配線電極26が接続され、この配線電極26は、ガ
ラス基板21上に配設されたタンタルからなる下部金属27
および酸化タンタルからなる絶縁体の遮光層であるいわ
ゆるブラックマトリクス28上に形成されている。

【００２７】さらに、非線形抵抗素子25にはＩＴＯ（In
dium Tin Oxide）からなる画素表示電極29が形成されて
いる。

【００２８】次に、上記アクティブマトリクスアレイ基
板の製造工程について説明する。

【００２９】まず、ガラス基板１上にタンタル層31をス
パッタリング法を用いて薄膜形成し、後第１回目のフォ
トリソグラフィー工程を用いて、図２および図３に示す
ように、非線形抵抗素子25およびブラックマトリクス28
のパターンを形成する。

【００３０】次に、陽極酸化法を用いてタンタル層31の
表面に、３００〜５００オングストローム程度の厚さの
酸化膜23を形成し、２回目のフォトリソグラフィー工程
を用いて、図４および図５に示すように、個々の非線形
抵抗素子25を島状にパターニングして、下部金属22およ
び酸化膜23を形成する。さらに、パターニングされた周
囲の下部金属27を電気的に独立させ、２回目の陽極酸化
工程により、下部金属27上に酸化膜23の膜厚より十分に
厚い２０００オングストローム程度の厚さのブラックマ
トリクス28を形成する。

【００３１】そして、スパッタリング法を用いてクロム
層を薄膜形成し、第３回目のフォトリソグラフィー工程
を用いて、図６および図７に示すように、非線形抵抗素
子25の上部金属24，24およびブラックマトリクス28上に
配線電極26を形成する。

【００３２】さらに、スパッタリング法を用いてＩＴＯ
からなる透明導電膜を薄膜形成し、第４回目のフォトリ
ソグラフィー工程を用いて、図１および図８に示すよう
に、画素表示電極29を形成してアクティブマトリクスア
レイ基板が完成する。

【００３３】その後、上述のアクティブマトリクスアレ
イ基板を、ＩＴＯにて複数形成された走査電極が配線電
極と直交するようにストライプ状にパターニングされた
図示しない対向基板と組み合わせ、互いに配向処理を行
なった後に所定の間隙を介して対向させて張り合わせ、
液晶を注入することによって液晶表示装置が完成する。

【００３４】上記実施例によれば、ブラックマトリクス
28は、下部金属22および酸化膜23と同時に同様に形成す
るため、ＰＥＰ（Photo Engraving Process ）工程が増
加することはない。

【００３５】また、非線形抵抗素子25の下部金属22およ
び酸化膜23を電気的に孤立した後に２回目の陽極酸化を
行なうため、非線形抵抗素子25の特性に悪影響を与える
ことなく、ブラックマトリクス28上の酸化膜23を十分厚
く形成でき、表示上の影響が出ないようにできる。

【００３６】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置製造方法によれ
ば、非線形抵抗素子の下部金属−絶縁体−上部金属構造
からなる非線形抵抗素子を基板上に形成する際に、絶縁
体と同時にかつ同様に遮光層を形成するので、工程数を
増加させることなく、遮光層を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の一実施例のアクティブ
マトリクスアレイ基板の図８に示すＩ−Ｉ断面図であ
る。

【図２】同上アクティブマトリクスアレイ基板の製造の
一工程を示す正面図である。

【図３】同上図２に示すIII −III 断面図である。

【図４】同上図２の次の工程を示す正面図である。

【図５】同上図４に示すＶ−Ｖ断面図である。

【図６】同上図４の次の工程を示す正面図である。

【図７】同上図６に示すVII −VII 断面図である。

【図８】同上図６の次の工程を示す正面図である。

【図９】従来例の液晶表示装置のアクティブマトリクス
アレイ基板の一工程を示す正面図である。

【図１０】同上図９に示すＸ−Ｘ断面図である。

【図１１】同上図９の次の工程を示す正面図である。

【図１２】同上図１１に示すXI−XI断面図である。

【図１３】同上図１１の次の工程を示す正面図である。

【図１４】同上図１３に示すXIII−XIII断面図である。

【図１５】同上図１３の次の工程を示す正面図である。

【図１６】同上図１５に示すXV−XV断面図である。

【図１７】同上対向基板を示す正面図である。

【図１８】同上液晶表示装置を示す正面図である。

【符号の説明】

21 ガラス基板 22 下部金属 23 絶縁体としての酸化膜 24 上部金属 25 非線形抵抗素子 26 配線電極 28 遮光層としてのブラックマトリクス 29 画素表示電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の画素表示電極、および、これら画
   素表示電極に各々電気的に接続し下部金属−絶縁体−上
   部金属素子構造よりなる非線形抵抗素子を基板上に形成
   し、この非線形抵抗素子を配線電極により行および列の
   いずれか一方に接続した液晶表示装置において、 前記非線形抵抗素子の下部金属−絶縁体の形成時に前記
   画素表示電極の周辺に絶縁体の遮光層を形成することを
   特徴とした液晶表示装置の製造方法。