JPH08262497A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents
液晶表示装置およびその製造方法Info
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- JPH08262497A JPH08262497A JP6721495A JP6721495A JPH08262497A JP H08262497 A JPH08262497 A JP H08262497A JP 6721495 A JP6721495 A JP 6721495A JP 6721495 A JP6721495 A JP 6721495A JP H08262497 A JPH08262497 A JP H08262497A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 長時間動作させた場合にも、十分なコントラ
スト比が安定して確保され、焼き付きの生じない高品位
の液晶表示装置を提供する。 【構成】 ガラス基板１上に、タンタルの下部金属２、
酸化タンタルの絶縁膜３を形成し、チタンの上部金属4
a，4bを形成する。上部金属4a，4bに対応し下部金属２
を共通の導体として２つの非線形抵抗素子部5a，5bを形
成する。上部金属4a，4bに酸化物生成自由エネルギーが
Ｔａ2 Ｏ5 の酸化物生成自由エネルギーより小さい、チ
タンやアルミニウムを選択すれば、後工程での熱プロセ
スにおいて、酸化タンタルの上部金属4a，4bの界面で酸
素原子が上部金属4a，4b側へ移動し、界面でも酸素原子
数／タンタル原子数比Ｘ＜２．０となり、汚染層が非線
形抵抗素子部5a，5bの特性に与える影響を小さくでき
る。Ｘ＜２．０とすることにより、電流電圧特性が安定
性する。
スト比が安定して確保され、焼き付きの生じない高品位
の液晶表示装置を提供する。 【構成】 ガラス基板１上に、タンタルの下部金属２、
酸化タンタルの絶縁膜３を形成し、チタンの上部金属4
a，4bを形成する。上部金属4a，4bに対応し下部金属２
を共通の導体として２つの非線形抵抗素子部5a，5bを形
成する。上部金属4a，4bに酸化物生成自由エネルギーが
Ｔａ2 Ｏ5 の酸化物生成自由エネルギーより小さい、チ
タンやアルミニウムを選択すれば、後工程での熱プロセ
スにおいて、酸化タンタルの上部金属4a，4bの界面で酸
素原子が上部金属4a，4b側へ移動し、界面でも酸素原子
数／タンタル原子数比Ｘ＜２．０となり、汚染層が非線
形抵抗素子部5a，5bの特性に与える影響を小さくでき
る。Ｘ＜２．０とすることにより、電流電圧特性が安定
性する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、画素表示透明電極に下
部金属−絶縁体−上部金属構造からなる非線形抵抗素子
を備えた液晶表示装置およびその製造方法に関する。
部金属−絶縁体−上部金属構造からなる非線形抵抗素子
を備えた液晶表示装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、液晶表示器を用いた表示装置は、
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
ョン用画像表示などの大容量表示用途に使用されてきて
おり、より高画質が求められるようになってきている。
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
ョン用画像表示などの大容量表示用途に使用されてきて
おり、より高画質が求められるようになってきている。
【０００３】また、このような液晶表示器のスイッチン
グアレイには各種有るが、構造が簡単で、製造が容易で
ある２端子の非線形抵抗素子、中でも、現在のところ実
用化されているものとして下部金属−絶縁体−上部金属
（ＭＩＭ）型があり、たとえば特公昭５５−１６１２７
３号公報および特開昭６２−６２３３３号に記載されて
いる。
グアレイには各種有るが、構造が簡単で、製造が容易で
ある２端子の非線形抵抗素子、中でも、現在のところ実
用化されているものとして下部金属−絶縁体−上部金属
（ＭＩＭ）型があり、たとえば特公昭５５−１６１２７
３号公報および特開昭６２−６２３３３号に記載されて
いる。
【０００４】そして、これら特公昭５５−１６１２７３
号公報および特開昭６２−６２３３３号記載の構成は、
図１および図２に示すようになっている。
号公報および特開昭６２−６２３３３号記載の構成は、
図１および図２に示すようになっている。
【０００５】これら図１および図２に示すように、ガラ
ス基板１上に、タンタル（Ｔａ）がスパッタリング法や
真空蒸着などの薄膜形成法により成膜して写真食刻法に
よりパターニングして下部金属２が形成され、この下部
金属２上に陽極酸化法により化成した絶縁膜３が形成さ
れ、この絶縁膜３上にクロム（Ｃｒ）を薄膜形成して加
工した上部金属4a，4bが形成され、これら上部金属4a，
4bに対応して２つの非線形抵抗素子部（ＭＩＭ素子）5
a，5bが形成されている。
ス基板１上に、タンタル（Ｔａ）がスパッタリング法や
真空蒸着などの薄膜形成法により成膜して写真食刻法に
よりパターニングして下部金属２が形成され、この下部
金属２上に陽極酸化法により化成した絶縁膜３が形成さ
れ、この絶縁膜３上にクロム（Ｃｒ）を薄膜形成して加
工した上部金属4a，4bが形成され、これら上部金属4a，
4bに対応して２つの非線形抵抗素子部（ＭＩＭ素子）5
a，5bが形成されている。
【０００６】また、上部金属4aは配線６とともにガラス
基板１上に形成され、上部金属4bの一部の上には画素表
示透明電極７が形成され、アレイ基板８を形成してい
る。
基板１上に形成され、上部金属4bの一部の上には画素表
示透明電極７が形成され、アレイ基板８を形成してい
る。
【０００７】一方、ガラス基板11上には透明電極12が形
成され、対向基板13を形成している。
成され、対向基板13を形成している。
【０００８】そして、アレイ基板８および対向基板13を
対向させ、これらアレイ基板８および対向基板13間に
は、液晶組成物15が封入されている。
対向させ、これらアレイ基板８および対向基板13間に
は、液晶組成物15が封入されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにして作成した非線形抵抗素子部（ＭＩＭ素子）5a，
5bの絶縁膜３および上部金属4a，4b近辺に不純物が侵入
しやすく、不純物により電流電圧特性が影響を受け、素
子特性が不安定になり、たとえばＴＦＤ−ＬＣＤとして
画像表示を長時間続けるとコントラスト比の経時変化や
焼き付きの問題を生じ高品位な表示が損なわれてしまう
おそれがある問題を有している。
うにして作成した非線形抵抗素子部（ＭＩＭ素子）5a，
5bの絶縁膜３および上部金属4a，4b近辺に不純物が侵入
しやすく、不純物により電流電圧特性が影響を受け、素
子特性が不安定になり、たとえばＴＦＤ−ＬＣＤとして
画像表示を長時間続けるとコントラスト比の経時変化や
焼き付きの問題を生じ高品位な表示が損なわれてしまう
おそれがある問題を有している。
【００１０】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、長時間動作させた場合にも、電流電圧特性が安
定して実用的に十分なコントラスト比が安定して確保さ
れ、焼き付きの生じない高品位の液晶表示装置およびそ
の製造方法を提供することを目的とする。
であり、長時間動作させた場合にも、電流電圧特性が安
定して実用的に十分なコントラスト比が安定して確保さ
れ、焼き付きの生じない高品位の液晶表示装置およびそ
の製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の液晶表示
装置は、透明絶縁基板上に形成された複数の画素表示透
明電極、これら複数の画素表示透明電極の各々に電気的
に接続された下部金属−絶縁体−上部金属構造の非線形
抵抗素子部を備えたアレイ基板と、このアレイ基板に対
向して配置された対向基板と、前記アレイ基板および対
向基板の間に挟持された液晶組成物とを備えた液晶表示
装置において、前記絶縁体は、酸化タンタルからなり、
前記上部金属は、酸化物の生成自由エネルギーが前記酸
化タンタルの生成自由エネルギーより小さい金属からな
り、酸素原子数／タンタル原子数比Ｘが、前記絶縁膜中
およびこの上部金属界面近傍にわたり、Ｘ＜２．０であ
るものである。
装置は、透明絶縁基板上に形成された複数の画素表示透
明電極、これら複数の画素表示透明電極の各々に電気的
に接続された下部金属−絶縁体−上部金属構造の非線形
抵抗素子部を備えたアレイ基板と、このアレイ基板に対
向して配置された対向基板と、前記アレイ基板および対
向基板の間に挟持された液晶組成物とを備えた液晶表示
装置において、前記絶縁体は、酸化タンタルからなり、
前記上部金属は、酸化物の生成自由エネルギーが前記酸
化タンタルの生成自由エネルギーより小さい金属からな
り、酸素原子数／タンタル原子数比Ｘが、前記絶縁膜中
およびこの上部金属界面近傍にわたり、Ｘ＜２．０であ
るものである。
【００１２】請求項２記載の液晶表示装置の製造方法
は、透明絶縁基板上に形成された複数の画素表示透明電
極、これら複数の画素表示透明電極の各々に電気的に接
続された下部金属−絶縁体−上部金属構造の非線形抵抗
素子部を備えたアレイ基板と、このアレイ基板に対向し
て配置された対向基板と、前記アレイ基板および対向基
板の間に挟持された液晶組成物とを備えた液晶表示装置
の製造方法において、前記透明絶縁基板上にタンタルを
成膜する工程と、この成膜されたタンタルを酸化させて
酸化タンタルを形成する工程と、この酸化タンタル上
に、酸化物の生成自由エネルギーが前記酸化タンタルの
生成自由エネルギーより小さい金属を成膜する工程と、
これら工程の後に行なう熱処理工程とを具備したもので
ある。
は、透明絶縁基板上に形成された複数の画素表示透明電
極、これら複数の画素表示透明電極の各々に電気的に接
続された下部金属−絶縁体−上部金属構造の非線形抵抗
素子部を備えたアレイ基板と、このアレイ基板に対向し
て配置された対向基板と、前記アレイ基板および対向基
板の間に挟持された液晶組成物とを備えた液晶表示装置
の製造方法において、前記透明絶縁基板上にタンタルを
成膜する工程と、この成膜されたタンタルを酸化させて
酸化タンタルを形成する工程と、この酸化タンタル上
に、酸化物の生成自由エネルギーが前記酸化タンタルの
生成自由エネルギーより小さい金属を成膜する工程と、
これら工程の後に行なう熱処理工程とを具備したもので
ある。
【００１３】
【作用】本発明は、絶縁体は酸化タンタルからなり、上
部金属は、酸化物の生成自由エネルギーが酸化タンタル
の生成自由エネルギーより小さい金属からなり、酸素原
子数／タンタル原子数比Ｘが、絶縁膜中およびこの上部
金属界面近傍にわたり、Ｘ＜２．０であるため、Ｘが小
さいほど、絶縁膜中にタンタルの中間的酸化状態が増
え、不純物が非線形抵抗素子部の電流電圧特性に与える
影響が相対的に小さくなり、電流電圧特性の安定性が増
し、概ねＸ＜２．０であれば、焼き付きは目に見えない
程度にでき、酸化物生成自由エネルギーが酸化タンタル
の酸化物生成自由エネルギーより小さいものを選択すれ
ば、後工程での熱プロセスにおいて、酸化タンタルの上
部金属界面で酸素原子が上部金属側へ移動し、界面でも
Ｘ＜２．０となる。
部金属は、酸化物の生成自由エネルギーが酸化タンタル
の生成自由エネルギーより小さい金属からなり、酸素原
子数／タンタル原子数比Ｘが、絶縁膜中およびこの上部
金属界面近傍にわたり、Ｘ＜２．０であるため、Ｘが小
さいほど、絶縁膜中にタンタルの中間的酸化状態が増
え、不純物が非線形抵抗素子部の電流電圧特性に与える
影響が相対的に小さくなり、電流電圧特性の安定性が増
し、概ねＸ＜２．０であれば、焼き付きは目に見えない
程度にでき、酸化物生成自由エネルギーが酸化タンタル
の酸化物生成自由エネルギーより小さいものを選択すれ
ば、後工程での熱プロセスにおいて、酸化タンタルの上
部金属界面で酸素原子が上部金属側へ移動し、界面でも
Ｘ＜２．０となる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例のマトリクス型の液
晶表示装置を図面を参照して説明する。なお、従来例に
対応する部分には、同一符号を付して説明する。
晶表示装置を図面を参照して説明する。なお、従来例に
対応する部分には、同一符号を付して説明する。
【００１５】これら図１および図２に示すように、透明
絶縁基板としてのガラス基板１上に、タンタル（Ｔａ）
の下部金属２が形成され、この下部金属２上に絶縁体と
しての絶縁膜３が形成され、この絶縁膜３を介した下部
金属２上にチタン（Ｔｉ）の上部金属4a，4bが形成さ
れ、これら上部金属4a，4bに対応し下部金属２を共通の
導体として２つの非線形抵抗素子部（ＭＩＭ（Metal In
sulator Metal ）素子）5a，5bが形成され、これら上面
に図示しない配向膜が形成される。
絶縁基板としてのガラス基板１上に、タンタル（Ｔａ）
の下部金属２が形成され、この下部金属２上に絶縁体と
しての絶縁膜３が形成され、この絶縁膜３を介した下部
金属２上にチタン（Ｔｉ）の上部金属4a，4bが形成さ
れ、これら上部金属4a，4bに対応し下部金属２を共通の
導体として２つの非線形抵抗素子部（ＭＩＭ（Metal In
sulator Metal ）素子）5a，5bが形成され、これら上面
に図示しない配向膜が形成される。
【００１６】また、上部金属4aは配線６とともにガラス
基板１上に形成され、上部金属4bの一部の上にはＩＴＯ
（Indium Tin Oxide）からなる画素表示透明電極７が形
成され、アレイ基板８を形成している。
基板１上に形成され、上部金属4bの一部の上にはＩＴＯ
（Indium Tin Oxide）からなる画素表示透明電極７が形
成され、アレイ基板８を形成している。
【００１７】一方、ガラス基板11上にはＩＴＯ（Indium
Tin Oxide）からなる薄膜の透明電極12が形成され、対
向基板13を形成している。
Tin Oxide）からなる薄膜の透明電極12が形成され、対
向基板13を形成している。
【００１８】そして、アレイ基板８および対向基板13を
対向させ、これらアレイ基板８および対向基板13間に
は、液晶組成物15が封入されている。
対向させ、これらアレイ基板８および対向基板13間に
は、液晶組成物15が封入されている。
【００１９】したがって、逆極性に直列接続された２個
の非線形抵抗素子部5a，5bを介して、配線６から画素表
示透明電極７に駆動電圧を供給される。
の非線形抵抗素子部5a，5bを介して、配線６から画素表
示透明電極７に駆動電圧を供給される。
【００２０】次に、この液晶表示装置の製造方法を、図
３ないし図６を参照して説明する。
３ないし図６を参照して説明する。
【００２１】まず、図３に示すように、板厚０．７ｍｍ
の一方のガラス基板１の対向面にＳｉＯ2 を保護する図
示しないアルカリ防御膜を形成し、このアルカリ防御膜
上に、スパッタリング法により、膜厚３０００オングス
トロームのＴａ薄膜21を形成してパターニングする。な
お、このＴａ薄膜21のパターニングには、ＣＦ4 とＯ2
の混合ガスを用いたケミカルドライエッチング法を用い
る。
の一方のガラス基板１の対向面にＳｉＯ2 を保護する図
示しないアルカリ防御膜を形成し、このアルカリ防御膜
上に、スパッタリング法により、膜厚３０００オングス
トロームのＴａ薄膜21を形成してパターニングする。な
お、このＴａ薄膜21のパターニングには、ＣＦ4 とＯ2
の混合ガスを用いたケミカルドライエッチング法を用い
る。
【００２２】次に、図４に示すように、所定形状にパタ
ーニングされたＴａ薄膜21の全面を酸化して、表面に膜
厚３５０から８００オングストロームの均一なＴａ酸化
膜22を形成する。このＴａ酸化膜22の形成は、Ｔａ薄膜
21を陽極とし、Ｐｔメッキを施したＴｉメッシュを陰極
とし、１から８重量％のほう酸アンモニウム水溶液を電
解液とする陽極酸化法により形成する。具体的には陰陽
両極間に２１〜４８Ｖの電圧を印加して、膜厚３５０オ
ングストロームから８００オングストロームの均一なＴ
ａ酸化膜22を形成する。
ーニングされたＴａ薄膜21の全面を酸化して、表面に膜
厚３５０から８００オングストロームの均一なＴａ酸化
膜22を形成する。このＴａ酸化膜22の形成は、Ｔａ薄膜
21を陽極とし、Ｐｔメッキを施したＴｉメッシュを陰極
とし、１から８重量％のほう酸アンモニウム水溶液を電
解液とする陽極酸化法により形成する。具体的には陰陽
両極間に２１〜４８Ｖの電圧を印加して、膜厚３５０オ
ングストロームから８００オングストロームの均一なＴ
ａ酸化膜22を形成する。
【００２３】さらに、図５に示すように、Ｔａ酸化膜22
の形成された所定形状のＴａ薄膜21を再度パターニング
して、Ｔａ薄膜21からなる下部金属２とその表面のＴａ
酸化膜22からなる絶縁膜３を備えた非線形抵抗膜23から
なる所定形状の素子部24を形成する。このパターニング
はＴａ薄膜21を所定形状にパターニングするときのエッ
チングと同一方法で行なう。
の形成された所定形状のＴａ薄膜21を再度パターニング
して、Ｔａ薄膜21からなる下部金属２とその表面のＴａ
酸化膜22からなる絶縁膜３を備えた非線形抵抗膜23から
なる所定形状の素子部24を形成する。このパターニング
はＴａ薄膜21を所定形状にパターニングするときのエッ
チングと同一方法で行なう。
【００２４】次に、１０-4Ｔｏｒｒ以下の真空中で４３
０℃の熱処理を行なう。なお、この熱処理は、室温から
４３０℃に達するまでの１時間の昇温過程、４３０℃±
１０℃で１時間の恒温過程、４３０℃から室温まで５時
間の放熱冷却過程からなる。また、加熱装置は通常の電
気炉を用いた。
０℃の熱処理を行なう。なお、この熱処理は、室温から
４３０℃に達するまでの１時間の昇温過程、４３０℃±
１０℃で１時間の恒温過程、４３０℃から室温まで５時
間の放熱冷却過程からなる。また、加熱装置は通常の電
気炉を用いた。
【００２５】さらに、膜厚１２００オングストロームの
Ｔｉ薄膜25をスパッタリング法により形成する。
Ｔｉ薄膜25をスパッタリング法により形成する。
【００２６】その後、図６に示すように、素子部24の非
線形抵抗膜23上に所定間隔を離して２つの上部金属4a，
4bを形成すると同時に、配線６を形成する。そして、こ
のＴｉ薄膜25からなる上部金属4a，4bのパターニング
は、ＥＤＴＡ９ｇ、水４００ｃｃ、アンモニア水３ｍｌ
の割合で混合したエッチング液により、室温に保って行
なう。
線形抵抗膜23上に所定間隔を離して２つの上部金属4a，
4bを形成すると同時に、配線６を形成する。そして、こ
のＴｉ薄膜25からなる上部金属4a，4bのパターニング
は、ＥＤＴＡ９ｇ、水４００ｃｃ、アンモニア水３ｍｌ
の割合で混合したエッチング液により、室温に保って行
なう。
【００２７】そして、基板温度を１８０℃から２２０℃
に加熱した加熱スパッタリング法により、膜厚１０００
オングストロームのＩＴＯからなる薄膜画素表示透明導
電膜を形成し、所定形状にパターニングすることによ
り、画素表示透明電極７を形成する。
に加熱した加熱スパッタリング法により、膜厚１０００
オングストロームのＩＴＯからなる薄膜画素表示透明導
電膜を形成し、所定形状にパターニングすることによ
り、画素表示透明電極７を形成する。
【００２８】なお、ここで酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）
の酸素原子数／タンタル原子数比Ｘは、化学量論的には
２．５であることが知られているが、陽極酸化法により
形成した場合は−Ｏ−Ｈや−Ｃ＝ＯやＯ2 といった不純
物として酸素原子が酸化膜中に混入したり、サブオキサ
イドが形成されたりして、絶縁膜３中および上部金属4
a，4bの界面において、２．３から２．７程度となる。
なお、酸素原子とタンタル原子の比は、たとえばＲＢＳ
（ラザフォード後方散乱）法、ＥＳＣＡ、ＳＩＭＳ、Ａ
ＥＳなどの方法で測定できる。そして、研究の結果、Ｘ
が小さいほど、絶縁膜３中にタンタルの中間的酸化状態
（サブオキサイド）が増え、不純物が非線形抵抗素子部
5a，5bの電流電圧特性に与える影響が相対的に小さくな
り、非線形抵抗素子部5a，5bの電流電圧特性の安定性が
増し、概ねＸ＜２．０であれば、１６階調程度の階調表
示を行なう場合にも焼き付きは目に見えない程度にでき
ることが判った。
の酸素原子数／タンタル原子数比Ｘは、化学量論的には
２．５であることが知られているが、陽極酸化法により
形成した場合は−Ｏ−Ｈや−Ｃ＝ＯやＯ2 といった不純
物として酸素原子が酸化膜中に混入したり、サブオキサ
イドが形成されたりして、絶縁膜３中および上部金属4
a，4bの界面において、２．３から２．７程度となる。
なお、酸素原子とタンタル原子の比は、たとえばＲＢＳ
（ラザフォード後方散乱）法、ＥＳＣＡ、ＳＩＭＳ、Ａ
ＥＳなどの方法で測定できる。そして、研究の結果、Ｘ
が小さいほど、絶縁膜３中にタンタルの中間的酸化状態
（サブオキサイド）が増え、不純物が非線形抵抗素子部
5a，5bの電流電圧特性に与える影響が相対的に小さくな
り、非線形抵抗素子部5a，5bの電流電圧特性の安定性が
増し、概ねＸ＜２．０であれば、１６階調程度の階調表
示を行なう場合にも焼き付きは目に見えない程度にでき
ることが判った。
【００２９】また、絶縁膜３中でＸ＜２．０としても、
表面は陽極酸化工程と上部金属4a，4bの形成工程の間に
大気にさらされるなどして、汚染されやすく、非線形抵
抗素子部5a，5bを形成した後、上部金属4a，4bの界面で
Ｘ＜２．０となってしまうことがある。汚染部分が非線
形抵抗素子部5a，5bの絶縁層として機能すると、信頼性
に悪影響を及ぼす。さらに、上部金属4a，4bとして、酸
化物生成自由エネルギーがＴａ2 Ｏ5 の酸化物生成自由
エネルギーより小さいもの、たとえば、チタン（Ｔｉ）
やアルミニウム（Ａｌ）を選択すれば、後工程での熱プ
ロセスにおいて、酸化タンタルの上部金属4a，4bの界面
で酸素原子が上部金属4a，4b側へ移動し、界面でもＸ＜
２．０となり、汚染層が非線形抵抗素子部5a，5bの特性
に与える影響を小さくできる。ところが、酸化物生成自
由エネルギーがＴａ2 Ｏ5 の酸化物生成自由エネルギー
より大きい、たとえばＣｒやＩＴＯを上部金属とする
と、酸素は上部金属よりむしろＴａと結合しやすく、界
面の汚染層を非線形抵抗素子部5a，5bの絶縁膜として機
能させてしまうことになり、電流電圧特性の安定性を著
しく損なう結果となる。
表面は陽極酸化工程と上部金属4a，4bの形成工程の間に
大気にさらされるなどして、汚染されやすく、非線形抵
抗素子部5a，5bを形成した後、上部金属4a，4bの界面で
Ｘ＜２．０となってしまうことがある。汚染部分が非線
形抵抗素子部5a，5bの絶縁層として機能すると、信頼性
に悪影響を及ぼす。さらに、上部金属4a，4bとして、酸
化物生成自由エネルギーがＴａ2 Ｏ5 の酸化物生成自由
エネルギーより小さいもの、たとえば、チタン（Ｔｉ）
やアルミニウム（Ａｌ）を選択すれば、後工程での熱プ
ロセスにおいて、酸化タンタルの上部金属4a，4bの界面
で酸素原子が上部金属4a，4b側へ移動し、界面でもＸ＜
２．０となり、汚染層が非線形抵抗素子部5a，5bの特性
に与える影響を小さくできる。ところが、酸化物生成自
由エネルギーがＴａ2 Ｏ5 の酸化物生成自由エネルギー
より大きい、たとえばＣｒやＩＴＯを上部金属とする
と、酸素は上部金属よりむしろＴａと結合しやすく、界
面の汚染層を非線形抵抗素子部5a，5bの絶縁膜として機
能させてしまうことになり、電流電圧特性の安定性を著
しく損なう結果となる。
【００３０】したがって、上述のように得られたアレイ
基板８の上の非線形抵抗素子部5a，5bの絶縁膜３は膜中
および上部金属4a，4bとの界面近傍において、酸素原子
数／タンタル原子数比ＸをＳＩＭＳ、ＡＥＳ、ＥＳＣ
Ａ、ＲＢＳにて求めたところ、Ｘ＜２．０の条件を満た
すものであった。
基板８の上の非線形抵抗素子部5a，5bの絶縁膜３は膜中
および上部金属4a，4bとの界面近傍において、酸素原子
数／タンタル原子数比ＸをＳＩＭＳ、ＡＥＳ、ＥＳＣ
Ａ、ＲＢＳにて求めたところ、Ｘ＜２．０の条件を満た
すものであった。
【００３１】なお、ＡＥＳでは、１次電子ビーム条件
は、加速電圧５ｋＶ、試料電流０．０５μｍＡ、入射角
度６０°とした。また、イオンビーム条件は、ラスター
範囲：２ｍｍ×２ｍｍ、イオン種Ａｒ、加速電圧３ｋＶ
とした。この条件のもとで、５０３ｅＶ、１７９ｅＶの
オージェ電子をそれぞれ酸素原子、タンタル原子に起因
するものとして原子数比Ｘを求めた。また、Ｘ線回折・
ＥＳＣＡの分析によれば、酸化膜は膜中においてβ−Ｔ
ａの微結晶粒、Ｔａの中間的酸化状態（サブオキサイ
ド）および五酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）の混合状態と
なっていることがわかった。さらに、熱酸化によって形
成されるタンタル酸化膜、通常の陽極酸化法により形成
されるタンタル酸化膜に比べて、Ｘが明らかに小さいこ
と、および、β−Ｔａ微結晶粒が多い。また、界面にお
いては、β−Ｔａ微結晶粒、Ｔａの中間的酸化状態（サ
ブオキサイド）およびＴｉの混合状態となっておりＴａ
2 Ｏ5は膜中に比較して割合がきわめて少なくなってい
る。
は、加速電圧５ｋＶ、試料電流０．０５μｍＡ、入射角
度６０°とした。また、イオンビーム条件は、ラスター
範囲：２ｍｍ×２ｍｍ、イオン種Ａｒ、加速電圧３ｋＶ
とした。この条件のもとで、５０３ｅＶ、１７９ｅＶの
オージェ電子をそれぞれ酸素原子、タンタル原子に起因
するものとして原子数比Ｘを求めた。また、Ｘ線回折・
ＥＳＣＡの分析によれば、酸化膜は膜中においてβ−Ｔ
ａの微結晶粒、Ｔａの中間的酸化状態（サブオキサイ
ド）および五酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）の混合状態と
なっていることがわかった。さらに、熱酸化によって形
成されるタンタル酸化膜、通常の陽極酸化法により形成
されるタンタル酸化膜に比べて、Ｘが明らかに小さいこ
と、および、β−Ｔａ微結晶粒が多い。また、界面にお
いては、β−Ｔａ微結晶粒、Ｔａの中間的酸化状態（サ
ブオキサイド）およびＴｉの混合状態となっておりＴａ
2 Ｏ5は膜中に比較して割合がきわめて少なくなってい
る。
【００３２】そうして、液晶表示装置の製造は、アレイ
基板８の非線形抵抗素子部5a，5bおよび画素表示透明電
極７の形成された面、対向基板13との対向面にポリイミ
ド樹脂を塗布して焼成し、図示しない配向膜を形成す
る。そして、液晶組成物15の配向を規制するラビングを
行なう。
基板８の非線形抵抗素子部5a，5bおよび画素表示透明電
極７の形成された面、対向基板13との対向面にポリイミ
ド樹脂を塗布して焼成し、図示しない配向膜を形成す
る。そして、液晶組成物15の配向を規制するラビングを
行なう。
【００３３】一方、ガラス基板11の対向面にも、透明電
極12を形成し、さらに、ポリイミド樹脂を塗布、焼成し
て図示しない配向膜を形成する。
極12を形成し、さらに、ポリイミド樹脂を塗布、焼成し
て図示しない配向膜を形成する。
【００３４】そして、アレイ基板８に対して、約９０°
ねじった方向にラビングする。
ねじった方向にラビングする。
【００３５】次に、液晶組成物15の分子の長軸方向が２
種類のアレイ基板８および対向基板13間で約９０°ねじ
れるように、５μｍの間隔を保って接合し、アレイ基板
８および対向基板13間に液晶組成物15を注入し、液晶セ
ルを形成する。その後、この液晶セルの外面に、偏光軸
を約９０°ねじった形で図示しない偏光板を配置して液
晶表示装置とする。
種類のアレイ基板８および対向基板13間で約９０°ねじ
れるように、５μｍの間隔を保って接合し、アレイ基板
８および対向基板13間に液晶組成物15を注入し、液晶セ
ルを形成する。その後、この液晶セルの外面に、偏光軸
を約９０°ねじった形で図示しない偏光板を配置して液
晶表示装置とする。
【００３６】こうして得られた液晶表示装置は、長時間
動作させてもコントラスト比の劣化や焼き付きの発生が
視認されない、高画質で、信頼性、安定性の高いもので
あった。
動作させてもコントラスト比の劣化や焼き付きの発生が
視認されない、高画質で、信頼性、安定性の高いもので
あった。
【００３７】なお、非線形抵抗素子部5a，5b形成後の熱
処理は４３０℃としたが、液晶表示装置において階調表
示数が１６程度であれば、３００°以上の熱処理で十分
効果が得られる。一方、５００℃以上ではガラス基板１
の種類によっては軟化点に近づくため、アレイ基板８に
反りや縮みが生じ、タンタル剥がれを招き歩留低下につ
ながるので好ましくない。
処理は４３０℃としたが、液晶表示装置において階調表
示数が１６程度であれば、３００°以上の熱処理で十分
効果が得られる。一方、５００℃以上ではガラス基板１
の種類によっては軟化点に近づくため、アレイ基板８に
反りや縮みが生じ、タンタル剥がれを招き歩留低下につ
ながるので好ましくない。
【００３８】また、ＩＴＯパターニング後に２００℃な
いし３００℃で、１時間ないし３時間の熱処理を行なっ
ても良く、特性むらが防止でき歩留まりが向上する。一
方、２００℃以下では効果が無く、３００℃以上では素
子特性が著しくリーキーになり、コントラスト比が確保
できなくなる。なお、時間についても同様で、１時間未
満では効果が無く、３時間以上では素子特性がリーキー
になりコントラスト比が確保できなくなり好ましくな
い。
いし３００℃で、１時間ないし３時間の熱処理を行なっ
ても良く、特性むらが防止でき歩留まりが向上する。一
方、２００℃以下では効果が無く、３００℃以上では素
子特性が著しくリーキーになり、コントラスト比が確保
できなくなる。なお、時間についても同様で、１時間未
満では効果が無く、３時間以上では素子特性がリーキー
になりコントラスト比が確保できなくなり好ましくな
い。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、絶縁体は酸化タンタル
からなり、上部金属は、酸化物の生成自由エネルギーが
酸化タンタルの生成自由エネルギーより小さい金属から
なり、酸素原子数／タンタル原子数比Ｘが、絶縁膜中お
よびこの上部金属界面近傍にわたり、Ｘ＜２．０である
ため、Ｘが小さいほど、絶縁膜中にタンタルの中間的酸
化状態が増え、不純物が非線形抵抗素子部の電流電圧特
性に与える影響が相対的に小さくなり、電流電圧特性の
安定性が増し、概ねＸ＜２．０であれば、焼き付きは目
に見えない程度にでき、長時間動作後にもコントラスト
比が経時変化せず、焼き付きも視認されず高画質で信頼
性を高くできる。
からなり、上部金属は、酸化物の生成自由エネルギーが
酸化タンタルの生成自由エネルギーより小さい金属から
なり、酸素原子数／タンタル原子数比Ｘが、絶縁膜中お
よびこの上部金属界面近傍にわたり、Ｘ＜２．０である
ため、Ｘが小さいほど、絶縁膜中にタンタルの中間的酸
化状態が増え、不純物が非線形抵抗素子部の電流電圧特
性に与える影響が相対的に小さくなり、電流電圧特性の
安定性が増し、概ねＸ＜２．０であれば、焼き付きは目
に見えない程度にでき、長時間動作後にもコントラスト
比が経時変化せず、焼き付きも視認されず高画質で信頼
性を高くできる。
【図１】本発明の一実施例のマトリクス型の液晶表示装
置を示す断面図である。
置を示す断面図である。
【図２】同上液晶表示装置の構造を示す平面図である。
【図３】同上液晶表示装置の一製造工程を示す断面図で
ある。
ある。
【図４】同上液晶表示装置の図３の次の製造工程を示す
断面図である。
断面図である。
【図５】同上液晶表示装置の図４の次の製造工程を示す
断面図である。
断面図である。
【図６】同上液晶表示装置の図５の次の製造工程を示す
断面図である。
断面図である。
１ 透明絶縁基板としてのガラス基板 ２ 下部金属 ３ 絶縁体としての絶縁膜 4a，4b 上部金属 5a，5b 非線形抵抗素子部 ７ 画素表示透明電極 ８ アレイ基板 13 対向基板 15 液晶組成物
Claims (2)
- 【請求項１】 透明絶縁基板上に形成された複数の画素
表示透明電極、これら複数の画素表示透明電極の各々に
電気的に接続された下部金属−絶縁体−上部金属構造の
非線形抵抗素子部を備えたアレイ基板と、このアレイ基
板に対向して配置された対向基板と、前記アレイ基板お
よび対向基板の間に挟持された液晶組成物とを備えた液
晶表示装置において、 前記絶縁体は、酸化タンタルからなり、 前記上部金属は、酸化物の生成自由エネルギーが前記酸
化タンタルの生成自由エネルギーより小さい金属からな
り、酸素原子数／タンタル原子数比Ｘが、前記絶縁膜中
およびこの上部金属界面近傍にわたり、Ｘ＜２．０であ
ることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】 透明絶縁基板上に形成された複数の画素
表示透明電極、これら複数の画素表示透明電極の各々に
電気的に接続された下部金属−絶縁体−上部金属構造の
非線形抵抗素子部を備えたアレイ基板と、このアレイ基
板に対向して配置された対向基板と、前記アレイ基板お
よび対向基板の間に挟持された液晶組成物とを備えた液
晶表示装置の製造方法において、 前記透明絶縁基板上にタンタルを成膜する工程と、 この成膜されたタンタルを酸化させて酸化タンタルを形
成する工程と、 この酸化タンタル上に、酸化物の生成自由エネルギーが
前記酸化タンタルの生成自由エネルギーより小さい金属
を成膜する工程と、 これら工程の後に行なう熱処理工程とを具備したことを
特徴とする液晶表示装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6721495A JPH08262497A (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 液晶表示装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6721495A JPH08262497A (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 液晶表示装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08262497A true JPH08262497A (ja) | 1996-10-11 |
Family
ID=13338444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6721495A Pending JPH08262497A (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 液晶表示装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08262497A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007013193A (ja) * | 2006-07-31 | 2007-01-18 | Ricoh Co Ltd | 薄膜ダイオード |
-
1995
- 1995-03-27 JP JP6721495A patent/JPH08262497A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007013193A (ja) * | 2006-07-31 | 2007-01-18 | Ricoh Co Ltd | 薄膜ダイオード |
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