(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板がシール部材を介して対向してなり、一方の前記基板には、複数の配線電極と、これらの配線電極に接続された非線形抵抗素子部と、液晶素子を駆動する液晶駆動電極と、が設けられてなる液晶表示装置において、
前記配線電極は、Ａｌ又はＡｌを成分とする合金で形成される第１の金属層と、この第１の金属層を覆うようにして設けられ前記第１の金属層より比抵抗が高く陽極酸化可能であってＡｌ又はＡｌを成分とする合金ではない第２の金属層と、を含んで構成され、
前記非線形抵抗素子部の下部電極は、前記第２の金属層が延設されて形成され、
前記シール部材と前記一方の基板との間には、前記第２の金属層が介在し、前記第１の金属層が介在しないことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記液晶駆動電極と同一材料の導電層が、前記配線電極を構成する前記第１の金属層を保護するように前記配線電極に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記配線電極が液晶表示装置の下部基板に設けられたデータ電極となり、この下部基板に対向する上部基板には走査電極が設けられ、前記データ電極にＲＧＢに応じたデータ信号を入力することによりカラー表示を行うことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１又は２において、
前記配線電極が液晶表示装置の下部基板に設けられた走査電極となり、この下部基板に対向する上部基板にはデータ電極が設けられ、前記データ電極にＲＧＢに応じたデータ信号を入力することによりカラー表示を行うことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記第２の金属層がＴａ層又はＴａを成分とする合金で形成される層であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記非線形抵抗素子部の下部電極がＴａ又はＴａを成分とする合金で形成され、前記非線形抵抗素子部の上部電極及び前記液晶駆動電極が共にＩＴＯで形成されたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記非線形抵抗素子部の下部電極がＴａ又はＴａを成分とする合金で形成され、前記非線形抵抗素子部の上部電極がＣｒ又はＣｒを成分とする合金で形成され、前記液晶駆動電極がＩＴＯで形成されたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
一対の基板がシール部材を介して対向してなる液晶表示装置の製造方法であって、
（ａ）一方の前記基板上に配線電極を構成する第１の金属層を形成する工程と、
（ｂ）前記第１の金属層より比抵抗が高く陽極酸化可能であってＡｌ又はＡｌを成分とする合金ではない第２の金属層を前記第１の金属層を覆うように形成するとともに、この第２の金属層を延設して非線形抵抗素子部に下部電極を形成する工程と、
（ｃ）前記下部電極を陽極酸化して前記非線形抵抗素子部に絶縁層を形成する工程と、
（ｄ）前記非線形抵抗素子部の上部電極と、液晶駆動電極とを形成する工程と、を備え、
前記第１の金属層は、Ａｌ又はＡｌを成分とする合金で形成され、
前記シール部材と前記一方の基板との間には、前記第２の金属層が介在し、前記第１の金属層が介在しないことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８において、
前記工程（ｄ）は、非線形抵抗素子部の上部電極と、液晶駆動電極とを形成するとともに、この液晶駆動電極と同一材料の導電層を前記第１の金属層を保護するように前記配線電極に形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項８又は９において、
前記第２の金属層がＴａ層又はＴａを成分とする合金で形成される層であることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれかにおいて、
前記非線形抵抗素子部の下部電極がＴａ又はＴａを成分とする合金で形成され、前記非線形抵抗素子部の上部電極及び前記液晶駆動電極が共にＩＴＯで形成されたことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項８乃至１０のいずれかにおいて、
前記非線形抵抗素子部の下部電極がＴａ又はＴａを成分とする合金で形成され、前記非線形抵抗素子部の上部電極がＣｒ又はＣｒを成分とする合金で形成され、前記液晶駆動電極がＩＴＯで形成されたことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、配線電極と、非線形抵抗素子部と、液晶駆動電極とを含んで構成される液晶表示装置及びその液晶表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８（Ａ）、（Ｂ）に従来のＭＩＭ素子の構造を示す。図８（Ａ）はこの従来のＭＩＭ素子の平面図であり、図８（Ｂ）は断面図である。ここで、ＭＩＭ素子とは、例えばＴａ（タンタル）−タンタル酸化膜（Ｔａ２  Ｏ５  ）−酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等のような下部電極−絶縁層−上部電極の３層構造で構成される非線形抵抗素子をいう。この場合、上部電極としては、ＩＴＯに限らず、例えばＣｒ又はＣｒを成分とする合金等を用いることができる。
【０００３】
次に、この従来のＭＩＭ素子により構成される液晶表示装置の製造方法を図８（Ａ）〜（Ｃ）を用いて説明する。
【０００４】
まず、基板１０８上にスパッタ法によりＴａ膜が形成される。次に、このＴａ膜がフォトエッチングによりパターニングされＭＩＭ素子部１０４の下部電極１１０及び配線電極１０２が形成される。そして、陽極酸化法により下部電極１１０の表面が酸化され、絶縁層１１２が形成される。次に、スパッタ法によりＩＴＯ膜が形成される。そして、このＩＴＯ膜はフォトエッチングによりパターニングされ、ＭＩＭ素子部１０４の上部電極１１４及び液晶駆動電極１０６が形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
さて、近年、この種の液晶表示装置は、例えばノート型パソコン、ワークステーション、液晶ＴＶ等に利用されるようになっている。従って、液晶パネルのサイズも９〜１０インチ以上と非常に大面積化しているのが現状である。かかる現状において、前述した従来のＭＩＭ素子構造を用いた液晶表示装置では、以下の問題が生じていた。
【０００６】
まず、従来のＭＩＭ素子構造では、ＭＩＭ素子部１０４の下部電極１１０のみならず、配線電極１０２についてもＴａ等の比抵抗の高い材料（例えば２００μΩｃｍ）により形成されている。そして、液晶パネルが大面積化した場合にはこの配線電極１０２の配線長は非常に長くなり、例えば配線電極１０２がデータ電極であった場合には、データ信号の伝達に大きな遅延が生ずる。この結果、表示むら等の表示特性の悪化という問題が生じていた。逆に、この表示特性の悪化を回避すべく配線電極１０２の配線抵抗を低減するためには、配線電極１０２の配線幅を太くする必要がある。しかし、配線幅を太くすると、今度は、有効表示領域が少なくなり、開口率が低下するという問題が生じていた。
【０００７】
このような配線電極１０２の配線抵抗を低減する技術として、例えば特開平３−４６３８１号公報、特開平２−１６２３２８号公報、特開平３−１０３８３１号公報に記載された従来技術がある。これらの従来技術は、配線電極１０２を、連続的に成膜した２層構造（比抵抗の低い第１の電極及び比抵抗の高い第２の電極）として配線抵抗を低減するものであった。
【０００８】
しかし、これらの従来技術では、図９（Ａ）に示すように、配線電極のみならずＭＩＭ素子部１０４の下部電極１１０も必然的に２層構造（第１の電極１２０及び第２の電極１２２）となってしまう。従って、図９（Ａ）に示すように、下部電極１１０の膜厚Ｄが非常に厚くなるという事態が生じる。そして、この膜厚Ｄが大きくなると、以下のような問題が生じる。
【０００９】
即ち、通常、ＭＩＭ素子では、ＭＩＭ素子に形成される容量が小さいほど、コントラスト比等の表示特性が向上する。しかし、下部電極１１０の膜厚Ｄが厚くなると、必然的にＭＩＭ素子の幅Ｗが大きくなってしまう。そして、ＭＩＭ素子の幅が大きくなると、このＭＩＭ素子に形成される容量が大きくなり、液晶表示装置の表示特性が非常に悪化するという問題が生じてしまう。
【００１０】
また、下部電極１１０の膜厚Ｄが厚くなると、下部電極１１０の上方に形成される上部電極１１４のカバレイジ特性が悪化するという事態も生じる。そして、上部電極１１４のカバレイジ特性が悪化すると、上部電極１１４の断線等の現象が生じる。この結果、液晶表示装置に線欠陥が生じたり、信頼性が低下したりする問題が生じてしまう。
【００１１】
更に、前記公報に記載された従来技術では、図９（Ｂ）〜（Ｄ）に示すような工程で２層構造の下部電極１１０を形成していた。即ち、まず、図９（Ｂ）に示すように、第１、第２の電極１２０、１２２となる金属膜を連続的にスパッタ法で成膜する。そして、図９（Ｃ）に示すように、レジスト１２４を用いて、まず第２の電極１２２をパターニングにより形成する。次に、図９（Ｄ）に示すように、第１の電極１２０をパターニングにより形成する。この場合には、先に形成された第２の電極がマスクとなり第１の電極１２０のパターニングが行われることになる。そしてこれにより、図９（Ｄ）に示すように、第１、第２の電極１２０、１２２にひさし形状の部分が形成さてしまう。そして、このようなひさし形状の部分が形成されると、これらの下部電極１１０の上方に上部電極１１４を形成した場合に、カバレイジ特性が非常に悪化するという事態が生じる。これにより、上部電極１１４の断線等の現象が生じ、液晶表示装置に線欠陥が生じたり、信頼性が低下したりする問題が生じてしまう。
【００１２】
また、通常、液晶表示装置の端部にはシールエリアが設けられ、このシールエリアには液晶を封入するためのシール部材が配置されている。しかし、前記公報に記載された従来技術では、第１、第２の電極１２０、１２２を連続して形成していたため、シール部材と基板との間には、必然的に、第２の電極１２２（例えばＴａ膜）のみならず、第１の電極１２０（例えばＡｌ膜）も介在することになる。このため、このＡｌ膜が腐食するという事態が生じ、信頼性の低下等の問題が生じてしまう。
【００１３】
また、通常、データ電極にはそれぞれのデータ信号に対応したＲＧＢ信号が必要となる。従って、例えば４００×６４０ドットの液晶パネルにおいては、データ電極は６４０×３＝１９２０本と非常に多数本必要となる。このため、データ電極をドライバーＩＣによりクシ歯状に配置して駆動する必要が生じ、これにより、ドライバーＩＣからのデータ電極の配線長に長短ができるという事態が生じる。そして、従来の液晶表示装置ではデータ電極の配線抵抗が極めて高かったため、データ電極の配線長に長短ができると、データ電極間でデータ信号の遅延に大きな差が生じるようになる。この結果、表示画面の隣会うドットにコントラスト差が生じ、ゼブラ状の縞が生じるという問題が生じてしまう。
【００１４】
本発明は以上の様な問題を解決するもので、その目的をするところは、配線抵抗の少ない配線電極を有すると共に、非線形抵抗素子部の微細加工が可能であり信頼性の高い液晶表示装置を実現することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明に係る液晶表示装置は、一対の基板がシール部材を介して対向してなり、一方の前記基板には、複数の配線電極と、これらの配線電極に接続された非線形抵抗素子部と、液晶素子を駆動する液晶駆動電極と、が設けられてなる液晶表示装置において、前記配線電極は、Ａｌ又はＡｌを成分とする合金で形成される第１の金属層と、この第１の金属層を覆うようにして設けられ前記第１の金属層より比抵抗が高く陽極酸化可能であってＡｌ又はＡｌを成分とする合金ではない第２の金属層と、を含んで構成され、前記非線形抵抗素子部の下部電極は、前記第２の金属層が延設されて形成され、前記シール部材と前記一方の基板との間には、前記第２の金属層が介在し、前記第１の金属層が介在しないことを特徴とする。本発明に係る液晶表示装置は、複数の配線電極と、これらの配線電極に接続された非線形抵抗素子部と、液晶素子を駆動する液晶駆動電極とを含んで構成される液晶表示装置において、前記配線電極が、比抵抗の低い第１の金属層と、この第１の金属層を覆うようにして設けられ前記第１の金属層より比抵抗が高く陽極酸化可能な第２の金属層とを含んで構成され、前記非線形抵抗素子部の下部電極が前記第２の金属層から延設されて形成されるのが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、前記液晶駆動電極と同一材料の導電層が、前記配線電極を構成する前記第１の金属層を保護するように前記配線電極に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、液晶表示装置の端部に形成されたシールエリアには液晶封入のためのシール部材が配置され、このシール部材と基板との間には、前記第２の金属層が介在し、前記第１の金属層が介在していないように形成された配線電極が設けられたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、前記配線電極が液晶表示装置の下部基板に設けられたデータ電極となり、この下部基板に対向する上部基板には走査電極が設けられ、前記データ電極にＲＧＢに応じたデータ信号を入力することによりカラー表示を行うことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、前記配線電極が液晶表示装置の下部基板に設けられた走査電極となり、この下部基板に対向する上部基板にはデータ電極が設けられ、前記データ電極にＲＧＢに応じたデータ信号を入力することによりカラー表示を行うことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、、前記第１の金属層がＡｌ層又はＡｌを成分とする合金で形成される層であり、前記第２の金属層がＴａ層又はＴａを成分とする合金で形成される層であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、前記非線形抵抗素子部の下部電極がＴａ又はＴａを成分とする合金で形成され、前記非線形抵抗素子部の上部電極及び前記液晶駆動電極が共にＩＴＯで形成されたことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、前記非線形抵抗素子部の下部電極がＴａ又はＴａを成分とする合金で形成され、前記非線形抵抗素子部の上部電極がＣｒ又はＣｒを成分とする合金で形成され、前記液晶駆動電極がＩＴＯで形成されたことを特徴とする。また、本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、一対の基板がシール部材を介して対向してなる液晶表示装置の製造方法であって、（ａ）一方の前記基板上に配線電極を構成する第１の金属層を形成する工程と、（ｂ）前記第１の金属層より比抵抗が高く陽極酸化可能であってＡｌ又はＡｌを成分とする合金ではない第２の金属層を前記第１の金属層を覆うように形成するとともに、この第２の金属層を延設して非線形抵抗素子部に下部電極を形成する工程と、（ｃ）前記下部電極を陽極酸化して前記非線形抵抗素子部に絶縁層を形成する工程と、（ｄ）前記非線形抵抗素子部の上部電極と、液晶駆動電極とを形成する工程と、を備え、前記第１の金属層は、Ａｌ又はＡｌを成分とする合金で形成され、前記シール部材と前記一方の基板との間には、前記第２の金属層が介在し、前記第１の金属層が介在しないことを特徴とする。本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、（ａ）基板上に配線電極を構成する比抵抗の低い第１の金属層を形成する工程と、（ｂ）前記第１の金属層より比抵抗が高く陽極酸化可能な第２の金属層を前記第１の金属層を覆うように形成するとともに、この第２の金属層を延設して非線形抵抗素子部に下部電極を形成する工程と、（ｃ）前記下部電極を陽極酸化して非線形抵抗素子部に絶縁層を形成する工程と、（ｄ）非線形抵抗素子部の上部電極と、液晶駆動電極とを形成するととともに、この液晶駆動電極と同一材料の導電層を前記第１の金属層を保護するように前記配線電極に形成する工程とを含むことが好ましい。また、本発明は、前記工程（ｄ）は、非線形抵抗素子部の上部電極と、液晶駆動電極とを形成するとともに、この液晶駆動電極と同一材料の導電層を前記第１の金属層を保護するように前記配線電極に形成することを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、（ａ）基板上に配線電極を構成する比抵抗の低い第１の金属層を形成する工程と、（ｂ）前記第１の金属層より比抵抗が高く陽極酸化可能な第２の金属層を前記第１の金属層を覆うように形成するとともに、この第２の金属層を延設して非線形抵抗素子部に下部電極を形成する工程と、（ｃ）前記下部電極を陽極酸化して非線形抵抗素子部に絶縁層を形成する工程と、（ｄ）非線形抵抗素子部の上部電極と、液晶駆動電極とを形成するととともに、この液晶駆動電極と同一材料の導電層を前記第１の金属層を保護するように前記配線電極に形成する工程とを含むことが好ましい。また、本発明は、前記工程（ｄ）は、非線形抵抗素子部の上部電極と、液晶駆動電極とを形成するとともに、この液晶駆動電極と同一材料の導電層を前記第１の金属層を保護するように前記配線電極に形成することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、前記第１の金属層がＡｌ層又はＡｌを成分とする合金で形成される層であり、前記第２の金属層がＴａ層又はＴａを成分とする合金で形成される層であることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明は、前記非線形抵抗素子部の下部電極がＴａ又はＴａを成分とする合金で形成され、前記非線形抵抗素子部の上部電極及び前記液晶駆動電極が共にＩＴＯで形成されたことを特徴とする。
【００２６】
また、本発明は、前記非線形抵抗素子部の下部電極がＴａ又はＴａを成分とする合金で形成され、前記非線形抵抗素子部の上部電極がＣｒ又はＣｒを成分とする合金で形成され、前記液晶駆動電極がＩＴＯで形成されたことを特徴とする。
【００２７】
【作用】
本発明によれば、配線電極が、比抵抗の低い第１の金属層と、比抵抗の高い第２の金属層とを含んで構成されているため、配線電極の配線抵抗は、第１の金属層の比抵抗により決定され、配線抵抗の低減化を図ることができる。一方、非線形抵抗素子部の下部電極は、前記第２の金属層を延設して形成されている。このように、下部電極には第１の金属層が存在しないため、下部電極の膜厚を極めて薄くできる。特に、配線電極の配線抵抗は、前述のように第１の金属層の比抵抗により決定されるため、第２の金属層を薄くすることができ、このため更に下部電極の膜厚を薄くできる。この結果、非線形抵抗素子の微細加工等が可能となる。
【００２８】
また、本発明によれば、液晶駆動電極と同一材料の導電層が、第１の金属層を保護するように配線電極に形成されている。従って、例えば第２の金属層にピンホール等が生じた場合でも、第１の金属層を効果的に保護できる。
【００２９】
また、本発明によればシール部材と基板との間の配線電極には前記第２の金属層が介在し、前記第１の金属層が介在していない。従って、このシール部材の部分における水等による金属層の腐食を効果的に防止できる。
【００３０】
また、本発明によれば、配線電極が下部基板に設けられたデータ電極となり、データ電極にはＲＧＢ信号に応じたデータ信号が入力される。そして、この配線電極（データ電極）の非抵抗は、前述したように極めて低くすることができる。従って、ＲＧＢ信号によりカラー表示すべく配線の本数が増え、例えばクシ歯状に配線を配置してデータ電極を駆動した場合にも、データ信号の遅延を効果的に防止できる。
【００３１】
また、本発明によれば、配線電極が下部基板に設けられた走査電極となり、上部基板に設けられたデータ電極にはＲＧＢ信号に応じたデータ信号が入力される。そして、配線電極（走査電極）の比抵抗は、前述したように極めて低くできるため、配線電極（走査電極）の幅を極めて細くできる。従って、ＲＧＢに応じて各ドット毎に３本あるデータ電極が透明電極となり、開口率を高めることができるとともに、前述のように配線電極（走査電極）の幅が細くなることにより、更に開口率を高めることができる。
【００３２】
【実施例】
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。
【００３３】
図１（Ａ）は、本実施例を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、非線形抵抗素子部であるＭＩＭ素子部４の構造を示す断面図である。
【００３４】
図１（Ａ）に示すように本実施例における配線電極２は、第１の金属層２０と、この第１の金属層２０を覆うようにして形成された第２の金属層２２とにより構成される。そして、この第２の金属層２２の上部には、第１の金属層２０を保護するための導電層２４が形成されている。また、図１（Ｂ）に示すように本実施例における非線形抵抗素子部であるＭＩＭ素子部４は、下部電極１０と、絶縁層１２と、上部電極１４とを含んで構成されている。ここで、下部電極１０は、配線電極２の第２の金属層２２を延設して形成されている。また、絶縁層１２は、下部電極１０を陽極酸化して形成したものである。更に、上部電極１４は、液晶駆動電極６と一体に形成されており、前述した導電層２４と同一の材料で形成されている。
【００３５】
ここで、本実施例における第１の金属層２０は比抵抗が極めて低いＡｌ（アルミ）層で形成され（例えば３μΩｃｍ）、その膜厚は例えば２０００〜８０００オングストロームとなっている。これに対して、第２の金属層２２は比抵抗が比較的高く（例えば２００μΩｃｍ）陽極酸化可能なＴａＷ（タンタルタングステン）層で形成され、その膜厚は第１の金属層２０より薄く例えば１０００〜３０００オングストロームとなっている。また、導電層２４、上部電極１４、液晶駆動電極６はＩＴＯ（酸化インジウムスズ）層で形成され、その膜厚は例えば５００〜２０００オングストロームとなっている。
【００３６】
このように本実施例では、図８（Ａ）、（Ｂ）に示す従来例と違い、配線電極２は、第１、第２の金属層２０、２２及び導電層２４により多層に構成されている。そして、この中の第１の金属層は、比抵抗の極めて低いＡｌ層で形成されているため、本実施例は従来例に比べて、その配線抵抗が極めて低いものとなっている。一方、ＭＩＭ素子部４については、図９（Ａ）に示した特開平３−４６３８１号公報等に記載されたＭＩＭ素子構造と異なり、その下部電極１０はＴａＷの１層で構成されている。従って、この下部電極１０を非常に薄くでき、素子の微細化、信頼性の向上のため最適な構造となっている。
【００３７】
次に、本実施例の製造方法を、図１（Ａ）〜（Ｂ）及び図２に示す工程図を用いて説明する。
【００３８】
まず、基板８（ガラス）の上部に、基板８の一部として下地９（ＴａＯｘ）が形成される。これは、基板８と第２の金属層２２（ＴａＷ）との密着性を高めるために行われる処理である。
【００３９】
次に、この下地９が形成された基板８上に、スパッタ法により例えば２０００〜８０００オングストロームのＡｌ膜が形成される。その後、このＡｌ膜がフォトエッチングによりパターニングされ、第１の金属層２０（Ａｌ）が形成される。この第１の金属層２０（Ａｌ）は、配線電極２のエリアにのみ形成され、ＭＩＭ素子部４のエリアには形成されない。
【００４０】
ここで、前述したように第１の金属層２０（Ａｌ）は第２の金属層２２（ＴａＷ）に比べて極めて低い比抵抗をもっているため、配線電極２の配線抵抗は、この第１の金属層２０の膜厚によりほぼ決定される。従って、本実施例においては、配線抵抗値の調整は、この第１の金属層２０（Ａｌ）の膜厚を調整して行うことになる。この場合、第１の金属層２０（Ａｌ）は、ＭＩＭ素子部４のエリアに形成されていない。従って、この第１の金属層２０（Ａｌ）の膜厚を厚くしても、ＭＩＭ素子部４の素子構造になんら影響を与えることはない。即ち、本実施例によれば、ＭＩＭ素子部４の素子構造になんら影響を与えることなく、第１の金属層２０（Ａｌ）の膜厚を厚くすることで、可能な限り配線抵抗を小さくすることができ、液晶パネルの将来にわたる大面積化に対応できることになる。この点において本実施例は、配線抵抗をあまり低くできない従来例、あるいは、配線抵抗を低くすることは可能だが配線抵抗を低くすべく第１の金属層の膜厚を厚くするとＭＩＭ素子部に重大な影響を与える従来例に比べて、非常に優位な構成となる。
【００４１】
次に、第１の金属層２０（Ａｌ）のパターニング後、スパッタ法によりＴａＷ膜を形成する。その後、このＴａＷ膜をフォトエッチングによりパターニングして第２の金属層２２及びＭＩＭ素子部４の下部電極１０を一体に形成する。この場合、第２の金属層２２（ＴａＷ）は、下部に形成された第１の金属層（Ａｌ）２０を保護すべく、この第１の金属層２０を覆うようにして形成されている。
【００４２】
ここで、本実施例における配線抵抗は、前述したように、ほとんど第１の金属層２０（Ａｌ）の膜厚で決定される。従って、第２の金属膜２２の厚さ、即ちＴａＷ膜の厚さは、従来例に比べて薄いものとすることができ、例えば１０００〜３０００オングストロームとすることができる。このように本実施例では、ＭＩＭ素子部４に第１の金属層２０（Ａｌ）が形成されないという優位点のみならず、第２の金属層２２（ＴａＷ）についても薄くすることができるという優位点ももつ。従って、本実施例によれば、より微細加工に適したＭＩＭ素子構造を実現できることになる。
【００４３】
次に、形成されたＴａＷ膜に対する陽極酸化が、クエン酸あるいは酒石酸等を用いて行われる。この陽極酸化はＭＩＭ素子部４において下部電極１０（ＴａＷ）の上部に絶縁層１２を形成するために行われるものである。この場合、陽極酸化は、ＰＨが７．０〜７．５となるようにアンモニアで調整して行われる。その理由は以下の通りである。即ち、第１の金属層２０（Ａｌ）は、前述したように第２の金属層２２（ＴａＷ）に覆われており、陽極酸化等の後のプロセス処理に対して保護されている。しかし、例えば第２の金属層２２（ＴａＷ）にピンホールが生じた場合には、第１の金属層２０（Ａｌ）が露出してしまう事態が生ずる。また、例えばＡｌ膜の膜厚を配線抵抗を低くすべく厚くし（例えば８０００オングストローム）、ＴａＷ膜の膜厚を素子の微細加工のために薄くした場合（例えば１０００オングストローム）には、ＴａＷ膜がＡｌ膜をカバレイジしきれなくなり、陽極酸化液がＡｌ膜の部分にしみこむ事態も生ずる。以上のような場合には、ピンホール、カバレイジ不良により露出したＡｌ膜が溶けてしまう事態が生ずる。そこで、陽極酸化を行う場合のＰＨを７．０〜７．５として、ＴａＷ膜のみならずピンホール等により露出したＡｌ膜をも酸化させる。このようにすることにより、ピンホール等により露出したＡｌ膜を、陽極酸化並びにその後に行われるプロセス処理に対して保護することが可能となるわけである。
【００４４】
次に、陽極酸化終了後、２００〜４００℃で熱処理が行われる。この熱処理は、陽極酸化により形成された酸化膜を緻密にして、特性を向上させるために行われるものである。
【００４５】
次に、スパッタ法により５００〜２０００オングストロームの膜厚のＩＴＯ膜が形成される。そして最後に、このＩＴＯ膜がフォトエッチングによりパターニングされ、ＭＩＭ素子部４の上部電極１４、液晶駆動電極６、及び導電層２４が形成される。
【００４６】
なお、この場合、本実施例では、上部電極１４と液晶駆動電極６とは同一材料で形成されており、例えばＩＴＯにより形成されている。しかし、本発明はこれに限らず、上部電極１４をＣｒ又はＣｒを成分とする材料で形成し、液晶駆動電極６及び導電層２４をＩＴＯで形成するようにしても構わない。但し、上部電極１４及び液晶駆動電極６をＩＴＯ等の同一材料で形成すれば、工程数を少なくできるという利点がある。また、上部電極１４と液晶駆動電極６が一体に形成されるため、上部電極１４の断線等を有効に防止できる。
【００４７】
さて、本実施例では、ＩＴＯ膜は、上部電極１４及び液晶駆動電極６としてパターニングされ残されているのみならず、配線電極２の第２の金属層２２（ＴａＷ）の上にもパターニングされ残されている。その理由は以下の通りである。即ち、前述したように、本実施例ではＰＨ７．０〜７．５で陽極酸化することにより、ピンホール等により露出した第１の金属層２０（Ａｌ）を保護している。しかし、ＩＴＯ膜のパターニングにおいて使用されるエッチング液としては、通常、塩酸等を含む強酸が使用されるため、この露出した第１の金属層２０（Ａｌ）も、エッチングされてしまうというおそれがある。そこで、第１の金属層２０を２重に保護すべく、本実施例では、液晶駆動電極６と同一材料の導電層２４（ＩＴＯ）を、第２の金属層２２（ＴａＷ）の上に形成している。この場合、導電層２４（ＩＴＯ）は、図１（Ａ）に示すように第１の金属層２０（Ａｌ）の上方を覆うようにして形成することが望ましい。このようにすることにより、第１の金属層２０（Ａｌ）を確実に保護することができるからである。
【００４８】
以上のようにして、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すようなＭＩＭ素子構造をもった液晶表示装置を形成することが可能となる。
【００４９】
さて、図３には本実施例に係る液晶表示装置の端部に形成されたシールエリアの断面図が示される。なお、図３に示す本実施例では、データ電極５０が図１（Ａ）に示す多層構造の配線電極２となっている。そして、このデータ電極５０が下部基板３０側に設けられ、走査電極５２が上部基板３２側に設けられている。しかし、本発明はこれに限らず、走査電極５２を多層構造の配線電極２として下部基板３０側に設け、データ電極５０を上部基板３２側に設ける構成としても構わない。
【００５０】
図３に示すように、下部基板３０に設けられたデータ電極５０には、フレキシブルテープ４２に設けられた導電膜４１、異方性導電膜４４を介してデータ信号が入力される。そして、この下部電極３０に対向して上部電極３２が設けられており、この上部電極３２には、ＲＧＢ用のカラーフィター３４及び走査電極５２が形成されている。また、図３におけるシール部材４０は、下部基板３０と上部基板３２の間に介在する液晶を封入するものであり、例えばエポキシ系の樹脂等で形成されている。
【００５１】
さて、このシール部材４０は液晶表示装置の端部に設けられるものである。従って、このシール部材４０の下部にある金属が水分等により腐食等され、信頼性が非常に低下するおそれがある。そこで、本実施例では、図３に示すように、シール部材４０と下部基板３０との間にの配線電極２には第２の金属層２２（ＴａＷ）は介在させるが、水分等により特に腐食等されやすい第１の金属層２０（Ａｌ）については介在させない構成としている。このように構成することでシールエリアの部分で水分等による腐食等が生じる可能性が少なくなり、信頼性を大幅に向上させることができる。一方、このシール部材４０の幅は例えば１．５〜２．０ｍｍ程度であり、表示領域から、はずれた部分に設けられている。従って、シール部材４０の下部に介在する第２の金属層２２（ＴａＷ）の幅は、非常に幅広いものとすることができる。このため、この部分に比抵抗の低い第１の金属層２０（Ａｌ）が介在しなくても、この部分に形成される配線抵抗を低くすることができ、配線抵抗の高抵抗化という問題も防止できることになる。
【００５２】
図４には、配線電極２がデータ電極５０として使用された場合の、データ電極５０の配線の形態が示される。例えば液晶パネル６４が、４００×６４０ドットのパネルでありＲＧＢのカラー表示を行うものである場合は、データ電極５０の配線数は６４０×３（ＲＧＢ）＝１９２０本となる。このようにデータ電極５０の配線数が多くなる場合は、このデータ電極５０を駆動するドライバＩＣ６０、６２を、図４に示すように、液晶パネル６４の両側に配置する。そして、図４に示すように、データ電極５０をクシ歯状に配置して、これらのドライバＩＣ６０、６２により駆動することになる。この様な場合、例えば図４のＡ点、Ｂ点に着目すると、ドライバＩＣ６２からＢ点へと至る配線長は、ドライバＩＣ６０からＡ点へと至る配線長よりも極めて長くなる。従って、従来のようにデータ電極の配線抵抗が極めて高い場合には、この部分でのデータ信号の遅延が非常に大きくなじるという問題が生じていた。この結果、表示画面の隣合うドット（例えばＡ点とＢ点）にコントラスト差が生じ、ゼブラ状の縞が生じるという問題が生じていた。これに対して、本実施例では、前述したように、データ電極５０（配線電極２）の配線抵抗を極めて低いものとできる。従って、Ａ点とＢ点のようにＩＣドライバ６０、６２からの配線の長さが大きく違う部分があっても、この様なデータ信号の遅延が生じない。この結果、コントラスト差が生じ、ゼブラ状の縞が生じるのを有効に防止できる。従って、本実施例によれば、従来は大面積の液晶パネルでは表示特性が悪化するために行うことができなかったクシ歯状の配線配置によるデータ電極５０の駆動が可能となった。
【００５３】
なお、本実施例におけるクシ歯状の配線配置としては、図４に示すようなものに限らず、例えば図５に示すようなものも考えられる。図５における配線は、図４の場合と異なり、ＲＧＢのデータ電極が３本でひとまとまりとなって、クシ歯状に配置されている。そして、図５に示すように、このような配線配置の場合でも、Ａ点とＢ点とではＩＣドライバーからの配線の長さが全く異なり、データ信号の遅延が生じる可能性がある。しかし、本実施例では、前述のように、データ電極５０の配線抵抗を極めて低くすることができるため、このような場合でも、データ信号の遅延がほとんど生じず、ゼブラ状の縞が生じるのを有効に防止できることになる。
【００５４】
以上は、本実施例に係る多層構造の配線電極２をデータ電極５０として使用し、これを下部基板３０に形成した場合について説明した。この様な場合については図６（Ａ）に示される。しかし、本発明に係る液晶表示装置の構成はこれに限らず、図６（Ｂ）に示すように、多層構造の配線電極２を走査電極５２として使用し、これを下部基板３０に設け、データ電極５０を上部基板３２に設ける構成としても良い。このような構成とすると、ＲＧＢのデータ電極５０が透明電極で形成できるため、液晶表示装置の開口率を非常に高くすることができる。この点は、図７（Ａ）と図７（Ｂ）とを比べてみれば明らかである。これについて以下説明する。
【００５５】
図７（Ａ）、（Ｂ）には、液晶駆動電極６間の最小距離、液晶駆動電極６・データ電極５０間の最小距離、液晶駆動電極６・走査電極５２間の最小距離、データ電極５０の配線幅、走査電極５２の配線幅の一例が示されている。ここで、開口率とは、全面積のうち液晶駆動電極６の占める面積の割合である。そして、今、仮に液晶駆動電極６のピッチを１００μｍ×３００μｍとしたとする。すると、図７（Ａ）の場合の開口率、即ち、データ電極５０を下部基板３０に設けた場合の開口率（Ａ）は、
開口率（Ａ）＝（２９０  μｍ×７０μｍ）／（３００  μｍ×１００  μｍ）＝６７．７％
となる。一方、図７（Ｂ）に示す場合の開口率、即ち、走査電極５２を下部基板３０に設けた場合の開口率（Ｂ）は、
開口率（Ｂ）＝（２７０  μｍ×９０μｍ）／（３００  μｍ×１００  μｍ）＝８１．０％
となる。従って、開口率（Ｂ）は開口率（Ａ）に対して１３．３％も高くなることになる。このように、本実施例では、走査電極５２を下部基板３０に設ける構造とすることで、開口率を大幅に高めることが可能となる。
【００５６】
さて、上記では、走査電極５２の配線幅を１０μｍと仮定して計算を行った。しかし、実際には、従来の走査電極５２は多層構造となっていなかったため、配線抵抗の低減化のため、この配線幅は例えば３０μｍ程度としなければならなかった。従って、この場合の開口率（Ｂ）’は、実際には、
開口率（Ｂ）’＝（２５０  μｍ×９０μｍ）／（３００  μｍ×１００  μｍ）＝７５．０％
となっていた。
【００５７】
これに対して、本実施例では、走査電極５２を多層構造として、その配線抵抗を極めて低減することができる。従って、比抵抗の高い金属でこの走査電極５２を形成した場合に比べて、容易にこの走査電極５２の配線幅を細くすることができる。この結果、開口率（Ｂ）も上述のように８１．０％とすることができ、比抵抗の高い金属で走査電極５２を形成した場合に比べて、より更に開口率を高めることができる。これにより、表示特性を更に向上させることが可能となる。
【００５８】
以上のように、本実施例における配線電極２は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、比抵抗の低い第１の金属層２０（Ａｌ）と第２の金属層２２（ＴａＷ）との多層構造となっているため、配線抵抗を極めて低くすることができる。一方、ＭＩＭ素子部４の下部電極１０はＴａＷの１層で形成されており、また、配線電極２においてＴａＷ膜を厚くする必要もなくなる。従って、下部電極１０の膜厚Ｄを極めて薄くできることになる。この結果、ＭＩＭ素子の幅Ｗを極めて細くすることができ、ＭＩＭ素子の微細加工が可能となる。このようにＭＩＭ素子の微細加工が可能となると、ＭＩＭ素子に形成される容量を極めて小さくすることができ、液晶層の容量に対するＭＩＭ素子の容量の比を極めて小さくすることが可能となる。この結果、コントラスト比等の表示特性の改善を図ることができ、前述した配線電極の低抵抗化と相まって、極めて表示特性の良い液晶表示装置を実現できることとなる。
【００５９】
また、Ａｌ膜の表面は凹凸が多く、これをＭＩＭ素子の下部電極１０として使用すると、高電圧が付加された場合に電界集中が生じ、静電破壊等の問題が生じる場合がある。従って、下部電極１０にＡｌ膜を使用しない本実施例は、信頼性の向上という意味においても優れた構成となる。
【００６０】
また、下部電極１０の膜厚Ｄが薄くなると、下部電極１０（ＴａＷ）の上方に形成される上部電極１４（ＩＴＯ）のカバレイジ形状が非常に良好なものとなる。この結果、上部電極１４（ＩＴＯ）に断線等を生じるのを防止でき、信頼性の向上を図れる。
【００６１】
また、本実施例では、ＩＴＯ膜は、上部電極１０、液晶駆動電極６の部分のみならず、配線電極２の上部にも導電層２４として残される。従って、例えば第２の金属層２２（ＴａＷ）にピンホール等が生じた場合でも、第１の金属層２０（Ａｌ）を効果的に保護することができ、液晶表示装置の歩留まりの向上、信頼性の向上を図ることが可能となる。
【００６２】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００６３】
例えば、本発明における第１の金属層としては、Ａｌ膜に限らず、例えばＡｌを主成分とする合金（例えばＡｌＣｕ、ＡｌＭｇ）膜等を使用することもできる。また、第２の金属層、下部電極としては、ＴａＷ膜に限らず、例えばＴａ膜、あるいは、Ｔａ膜を主成分とする合金（例えばＴａＭｏ）膜等を使用することもできる。また、導電層、上部電極、液晶駆動電極としてはＩＴＯ膜に限らず、ＳｎＯｘ膜、Ａｌ膜、Ｃｒ膜等を使用することもできる。また、本実施例では基板上部にＴａＯｘ膜を設ける場合について説明したが、これは必ずしも必要な構成要件ではない。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、配線電極の配線抵抗の低減化を容易に図ることができるとともに、非線形抵抗素子部の下部電極の膜厚を極めて薄くできる。従って、非線形抵抗素子の幅を極めて小さくすることができ、非線形抵抗素子の微細加工が可能となる。従って、非線形抵抗素子に形成される容量を極めて小さくすることができ、液晶表示装置のコントラスト比等の表示特性の改善を図ることができる。この結果、前述の配線電極の低抵抗化と相まって、極めて表示特性の良い液晶表示装置を実現でき、液晶パネルの大面積化に適した液晶表示装置を提供できる。更に、下部電極にはＡｌ膜等の第１の金属層がないため、表面の凹凸により電界集中が生じ、静電破壊等の問題が生じる可能性が少なく、信頼性を向上できる。また、下部電極の上方に形成される上部電極のカバレイジ特性を良好なものとできるため、上部電極に断線等が生じるのを防止でき、欠陥の低減、信頼性の向上を図れる。
【００６５】
また、本発明によれば、第２の金属層にピンホール等が生じた場合でも、配線電極に形成された導電層により第１の金属層を効果的に保護できる。従って、液晶表示装置の線欠陥を効果的に防止できるとともに、信頼性の向上を図ることができる。
【００６６】
また、本発明によればシール部材と基板との間の配線電極には前記第１の金属層が介在していない。従って、このシール部材の部分で、金属層が水等により腐食されるのを防止でき、信頼性の向上を図ることができる。
【００６７】
また、本発明によれば、下部基板に設けられたデータ電極の非抵抗を極めて低くできる。従って、カラー表示により配線の本数が増え、例えばクシ歯状の配線配置でデータ電極を駆動した場合にも、データ信号の遅延を効果的に防止できる。この結果、例えば表示画面の隣合うドットにコントラスト差が生じ、ゼブラ状の縞が生じるという問題を効果的に防止できる。
【００６８】
また、本発明によれば、下部基板に設けられた走査電極の比抵抗を極めて低くできるため、走査電極の幅を極めて細くできる。従って、ＲＧＢに対応して３本あるデータ電極が透明電極となり、また、走査電極の幅を細くできるため、液晶表示装置の開口率を極めて高めることができる。これにより、液晶表示装置の表示特性を更に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は、本実施例に係る液晶表示装置の配線電極、ＭＩＭ素子部の斜視図であり、図１（Ｂ）は、このＭＩＭ素子部の断面図である。
【図２】図２は、本実施例の製造方法の一例を説明するための工程図である。
【図３】図３は本実施例に係る液晶表示装置のシールエリアを示す断面図である。
【図４】図４は、データ電極の配線の配置について説明するための概略説明図である。
【図５】図５も、データ電極の配線の配置について説明するための概略説明図である。
【図６】図６（Ａ）は、配線電極をデータ電極として用いた場合の配線配置、図６（Ｂ）は、配線電極を走査電極として用いた場合の配線配置について説明するための概略説明図である。
【図７】図７（Ａ）は、配線電極をデータ電極として用いた場合の開口率について、また、図７（Ｂ）は、配線電極を走査電極として用いた場合の開口率について説明するための概略説明図である。
【図８】図８（Ａ）は、従来の液晶表示装置を説明するための配線電極、ＭＩＭ素子部の平面図であり、図８（Ｂ）は、このＭＩＭ素子部の断面図であり、図８（Ｃ）は、従来の液晶表示装置の製造方法を説明するための工程図である。
【図９】図９（Ａ）は、下部電極が２層構造の従来のＭＩＭ素子部の断面図であり、図９（Ｂ）〜（Ｄ）は、このＭＩＭ素子部の工程図である。
【符号の説明】
２  配線電極
４  ＭＩＭ素子部
６  液晶駆動電極
８  基板
１０  下部電極
１２  絶縁層
１４  上部電極（ＩＴＯ）
２０  第１の金属層（Ａｌ）
２２  第２の金属層（ＴａＷ）
２４  導電層（ＩＴＯ）
３０  下部基板（ガラス）
３２  上部基板（ガラス）
４０  シール部材
５０  データ電極
５２  走査電極
【図１】
0003603320.tif 000002
【図２】
0003603320.tif 000003
【図３】
0003603320.tif 000004
【図４】
0003603320.tif 000005
【図５】
0003603320.tif 000006
【図６】
0003603320.tif 000007
【図７】
0003603320.tif 000008
【図８】
0003603320.tif 000009
【図９】
0003603320.tif 000010