(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に非線形素子を形成する工程を有し、前記非線形素子であるＭＩＭ素子を画素毎に備え、前記ＭＩＭ素子によって画素電極へ印加する電位をオンオフ制御する液晶表示装置の製造方法において、
前記ＭＩＭ素子は、第1電極、絶縁膜及び第２電極から構成されており、
前記基板上に前記第１電極を形成する工程と、
前記第１電極上に前記絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の表面上に一部重なるように前記第２電極を形成する工程とを備え、
前記第２電極を形成する工程は、
Ｃｒを主成分とする金属材料を被着する工程と、
硝酸第２セリウムアンモニウムと硝酸との混合水溶液でエッチング処理を施す工程とを有し、
前記混合水溶液の硝酸混入量を調節することによって、前記第２電極の周縁部側面の水平面に対する傾斜角が９０度未満になるよう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２】
前記傾斜角は３０度以上９０度未満であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記混合水溶液は、硝酸第２セリウムアンモニウムを１０．５ｗｔ％、硝酸を２６〜３７ｗｔ％混合したものであることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置の製造方法及び液晶表示装置に係り、特に、ＭＩＭ素子を備えた液晶表示装置の製造技術及び液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、非線形素子であるＭＩＭ（金属−絶縁体−金属）素子を画素毎に備え、このＭＩＭ素子によって画素電極へ印加する電位をオンオフ制御する方式の液晶表示装置がある。
【０００３】
この種の液晶表示装置における上記ＭＩＭ素子を形成する部分の製造工程は概略以下の通りである。まず、ガラス基板上にＴａをスパッタリング法により被着した後、パターニングすることにより、配線層及び配線層と一体に構成された第１電極部を形成する。次に、この第１電極部の表面を陽極酸化法によって酸化することにより酸化Ｔａから成る薄い絶縁膜を形成する。
【０００４】
次に、この絶縁膜の上にスパッタリング法によりＣｒを被着した後に、パターニング処理を施すことによって絶縁膜の表面上から所定距離伸びて画素電極に接続されるべき画素接続部を備えた第２電極を形成する。最後に、この第２電極の画素接続部の表面上を含め、画素領域のほぼ全体をＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）から成る画素電極で被覆する。
【０００５】
このような構造によれば、比較的簡単な構造によりアクティブマトリクス型の液晶表示装置を構成でき、液晶表示の高品位化と製造コストの低減との両立を図ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の液晶表示装置によれば、第２電極のパターニング時において、Ｃｒのエッチング処理を行うが、Ｃｒのエッチング液として一般に用いられている硝酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸との混合水溶液を用いると、エッチングレートは比較的高いものの、エッチング後の第２電極の周縁部の側面が逆テーパーとなり、第２電極の周縁部の上部角部が鋭角形状になるため、第２電極の表面上に被着された画素電極にクラックが生じたり、角部に電界集中が起こって、電極が破壊されたりすることによって、液晶表示の品位が低下し、或いは点欠陥が発生するという問題点がある。
【０００７】
そこで本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、ＭＩＭ素子を備えた液晶表示装置の製造方法において、第２電極の形状を改良することにより、第２電極に起因する表示品位の低下や欠陥の発生を防止する新規の製造方法を実現することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明が講じた手段は、基板上に非線形素子を形成する工程を有し、前記非線形素子であるＭＩＭ素子を画素毎に備え、前記ＭＩＭ素子によって画素電極へ印加する電位をオンオフ制御する液晶表示装置の製造方法において、前記ＭＩＭ素子は、第1電極、絶縁膜及び第２電極から構成されており、前記基板上に前記第１電極を形成する工程と、前記第１電極上に前記絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の表面上に一部重なるように前記第２電極を形成する工程とを備え、前記第２電極を形成する工程は、Ｃｒを主成分とする金属材料を被着する工程と、硝酸第２セリウムアンモニウムと硝酸との混合水溶液でエッチング処理を施す工程とを有し、前記混合水溶液の硝酸混入量を調節することによって、前記第２電極の周縁部側面の水平面に対する傾斜角が９０度未満になるように形成することを特徴とする。
さらに、前記傾斜角は３０度以上９０度未満であることを特徴とする。
【０００９】
この手段によれば、第２電極の周縁部側面の傾斜角を３０度以上９０度未満になるようにエッチング処理を施すことにより、第２電極上に形成する画素電極に生ずる亀裂や第２電極の上部角部の電界集中を防止することができるので、電極構造に起因する液晶表示の品位低下や点欠陥の低減を図ることができるとともに、第２電極の平面寸法のばらつきを低減することができるので、ＭＩＭ素子の特性ばらつきを抑制でき、ＭＩＭ素子の特性に起因する表示品位の劣化を防止することができる。
【００１０】
ここで、前記傾斜角は約６０〜７０度であることが好ましい。
【００１１】
この手段によれば、電極構造の欠陥をさらに低減できるとともに、ＭＩＭ素子の特性ばらつきを特に抑制することができる。
【００１２】
また、前記第２電極をＣｒを主成分とする金属材料で構成し、前記エッチング処理を硝酸第２セリウムアンモニウムと硝酸との混合水溶液で行うことが好ましい。
【００１３】
この手段によれば、Ｃｒを上記混合水溶液でエッチングすることによって、確実に第２電極の周縁部側面の傾斜角を制御できる。
【００１４】
この場合にはさらに、前記混合水溶液は、硝酸第２セリウムアンモニウムを約１０．５ｗｔ％、硝酸を約２６〜３７ｗｔ％混合したものであることが望ましい。
【００１５】
この手段によれば、上記混合水溶液を用いることにより、確実に所望の傾斜角を得ることができる。
【００１６】
さらにまた、前記混合水溶液の硝酸混入量によって前記傾斜角を制御することが望ましい。
【００１７】
この手段によれば、硝酸混入量を変えることによって傾斜角を容易かつ確実に制御できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明に係る実施形態について説明する。
【００１９】
図１は本発明に係る液晶表示装置の製造方法の実施形態によって形成された素子側基板の表面上の細部構造を示す斜視図、図２は素子側基板の画素領域の平面構造を示す平面図である。
【００２０】
無アルカリガラスから成る素子側基板の表面上にＴａをスパッタリング法により被着した後、熱酸化によって酸化Ｔａから成る図示しない下地層を形成し、この下地層の上に再びＴａをスパッタリング法により被着し、所定のパターニングを施すことによってストライプ状に複数並列した配線層１０を形成する。
【００２１】
この配線層１０には、配線層１０の延長方向に沿って複数配置された第１電極部１１が配線層１０の側面部から突出した形状に一体に形成されている。次に、この第１電極部１１の表面を陽極酸化法によって酸化し、酸化Ｔａから成る図示しない薄い絶縁膜を形成する。
【００２２】
次に、上記絶縁膜の表面上に一部重なるように、Ｃｒをスパッタリング法によって被着し、パターニングを行うことによって、絶縁膜上に重なるように構成された素子接合部１２ａと、この素子接合部１２ａから延長した先において略四角形状に形成された画素接続部１２ｂとを備えた第２電極１２を形成する。
【００２３】
上記第１電極部１１、絶縁膜、及び第２電極１２はＭＩＭ素子を構成し、図１に示す斜線で示した領域Ａは、このＭＩＭ素子の接合面である。
【００２４】
最後に、上記構造の上からＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）をスパッタリング法により被着しパターニングを施すことによって、図２に示すように第２電極１２の画素接続部１２ｂの表面上に一部が重なり、画素領域全体をほぼ被覆するような形状の画素電極１３を形成する。
【００２５】
上記複数の製造工程のうち、第２電極１２のパターニング工程においては、素子側基板の表面上にフォトレジストを塗布し、図１及び図２に示す第２電極の平面パターンに対応するマスクを使用してフォトレジストを露光し、その平面パターン領域以外のフォトレジストを除去する。次に、硝酸第２セリウムアンモニウムと硝酸とを混合した水溶液をエッチング液とするディップ方式によりＣｒをエッチングする。
【００２６】
本実施形態においては、硝酸第２セリウムアンモニウムを一定量（１０．５ｗｔ％）とし、硝酸の混入量を適宜調節することによって、図３に示すように、レジスト２１を用いてパターニングされた第２電極１２の周縁部側面１２ｃの基板面に対する傾斜角（以下テーパー角という。）が３０度以上９０度未満になるようにした。以下の表１に、硝酸の混入量を種々変えた場合における周縁部側面１２ｃのテーパー角及び第２電極１２の平面寸法のばらつきとの関係を示す。
【００２７】
【表１】
0003767021.tif 000002
【００２８】
この表１において、第２電極１２の平面寸法のばらつきは、図３に示す周縁部側面の傾斜による第２電極１２の上部と下部との寸法差を１００％とした場合、下部の端縁から３０％内側にずらした位置を第２電極１２の端部とみなして算出したものである。
【００２９】
なお、表１の最下欄には、比較例として、Ｃｒの一般的なエッチング液である硝酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸との混合水溶液の組成及びこのエッチング液を用いてパターニングを行った場合の第２電極のテーパー角及び平面寸法のばらつきを示す。この場合にはエッチングレートは高いものの、図４に示す第２電極１２’のように、周縁部側面１２ｃ’のテーパー角は１００度となり、いわゆる逆テーパーとなる。
【００３０】
このように第２電極を一般的なエッチング液を用いてパターニングすると、第２電極の上部角部は鋭角となり、第２電極の上層に形成される画素電極の亀裂や上部角部に電界が集中することによる電極破壊が生ずる。この結果、液晶表示装置の表示品位が低下したり、当該画素の駆動ができなくなることによって点欠陥が発生する。なお、表１に示した通り、過塩素酸を用いた比較例と同様に、硝酸を２２ｗｔ％混入したエッチング液を用いた場合にも、テーパー角は１００度となる。
【００３１】
表１に示すように、硝酸第２セリウムアンモニウムを一定量として硝酸の混入量を変化させた場合、パターニング後の第２電極のテーパー角を１００度から１０度まで変化させることができる。上記の比較例のように液晶表示装置の表示品位の低下を来さないためには、第２電極の周縁部側面１２ｃのテーパー角を９０度未満にする必要があり、本実施形態の場合には約２６ｗｔ％以上の硝酸を混入する必要がある。
【００３２】
硝酸の混入量を増加させていくとテーパー角は小さくなっていくが、これに伴って第２電極の寸法ばらつきは大きくなり、特に、テーパー角が３０度未満になると、図５に示すように、第２電極１２”の周縁部側面１２ｃ”の端縁部が波状又は凹凸状に形成されることが多く、寸法ばらつきは急激に増大する。この寸法ばらつきはそのまま上記第１電極部、絶縁膜及び第２電極部からなるＭＩＭ素子の接合面Ａ（図１参照）の面積のばらつきに結びつくため、ＭＩＭ素子の特性のばらつきを招いて、液晶表示の表示品位を劣化させる。
【００３３】
したがって、第２電極に起因する亀裂や電界集中を抑制しつつ、第２電極の寸法ばらつきを低減して、ＭＩＭ素子の特性のばらつきを低減するためには、テーパー角において約３０度以上９０度未満の範囲とし、上記表１では硝酸の混入量を約２６〜３７ｗｔ％の範囲とすることが好ましい。
【００３４】
特に、ＭＩＭ素子の特性ばらつきに対する高い要求水準を満たし、しかも安定して画素電極の影響を防止するためには、テーパー角にして約６０〜７０度、表１の場合における硝酸量にして３０〜３３ｗｔ％とすることが望ましい。
【００３５】
一般に硝酸第２セリウムアンモニウムはＣｒをイオン化して水中に溶解させ、過塩素酸は、その高い酸化還元電位（〜１．７Ｖ）によって溶解したＣｒイオンの析出を防止する効果を有するが、過塩素酸の代わりに硝酸を用いても、酸化還元電位（〜１．６Ｖ）が過塩素酸よりは低いものの上記効果を奏するには充分である。一方、硝酸を混入したエッチング液は第２電極とレジストとの界面に進入し易く、硝酸量を増加することによって容易にテーパー角を低減することができる。
【００３６】
上記実施形態では、硝酸第２セリウムアンモニウムと硝酸との混合水溶液によってエッチングを行い、特に、硝酸量の変化によってテーパー角が容易に変わることに着目し、硝酸量を調節することによってテーパー角を制御するようにしているため、製造工程による液晶表示装置の表示品位の制御を容易に行うことができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば以下の効果を奏する。
【００３８】
本発明によれば、Ｃｒを主成分とする金属材料を上記混合水溶液でエッチングすることによって、第２電極の周縁部側面の傾斜面を形成するようにエッチング処理を施すことにより、第２電極上に形成する画素電極に生ずる亀裂や第２電極の上部角部の電界集中を防止することができるので、電極構造に起因する液晶表示の品位低下や点欠陥の低減を図ることができるとともに、第２電極の平面寸法のばらつきを低減することができるので、ＭＩＭ素子の特性ばらつきを抑制でき、ＭＩＭ素子の特性に起因する表示品位の劣化を防止することができる。
【００３９】
また、第２電極の周縁部側面の傾斜角を３０度以上９０度未満になるようにエッチング処理を施すことにより、第２電極上に形成する画素電極に生ずる亀裂や第２電極の上部角部の電界集中を防止することができる
【００４０】
また、上記混合水溶液を用いることにより、確実に所望の傾斜角を得ることができる。
【００４１】
また、硝酸混入量を変えることによって傾斜角を容易かつ確実に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の製造方法の実施形態により形成されたＭＩＭ素子近傍の構造を示す拡大斜視図である。
【図２】同実施形態における液晶表示装置の画素領域の平面構造を示す平面図である。
【図３】同実施形態における第２電極のパターニング工程を示す縦断面図である。
【図４】一般的なエッチング液にてパターニングを行った場合（比較例）のＭＩＭ素子近傍の構造を示す拡大斜視図である。
【図５】硝酸量を増大してテーパー角を小さくした場合のＭＩＭ素子近傍の構造を示す拡大斜視図である。
【符号の説明】
１０  配線層
１１  第１電極部
１２  第２電極部
１２ａ  素子接合部
１２ｂ  画素接続部
１３  画素電極
【図１】
0003767021.tif 000003
【図２】
0003767021.tif 000004
【図３】
0003767021.tif 000005
【図４】
0003767021.tif 000006
【図５】
0003767021.tif 000007