【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング素子
として２端子型非線形素子を含むアクティブマトリクス
基板およびその製造方法ならびに液晶表示パネルに関す
る。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an active matrix substrate including a two-terminal type non-linear element as a switching element, a method of manufacturing the same, and a liquid crystal display panel.
【０００２】[0002]
【背景技術および発明が解決しようとする課題】アクテ
ィブマトリクス方式の液晶表示装置は、画素領域毎にス
イッチング素子を設けてマトリクスアレイを形成したア
クティブマトリクス基板と、たとえばカラーフィルタを
設けた対向基板との間に液晶を充填しておき、各画素領
域毎の液晶の配向状態を制御して、所定の画像情報を表
示するものである。スイッチング素子としては、一般
に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などの３端子素子また
は金属−絶縁体−金属（ＭＩＭ）型非線形素子などの２
端子素子が用いられている。そして、２端子素子を用い
たスイッチング素子は、３端子素子に比べ、原理的には
開口率を大きくでき、また製造工程を簡略化できるとい
う点で優れている。2. Description of the Related Art An active matrix type liquid crystal display device comprises an active matrix substrate in which switching elements are provided for each pixel area to form a matrix array, and a counter substrate in which, for example, a color filter is provided. Liquid crystal is filled in the gap, and the orientation of the liquid crystal in each pixel area is controlled to display predetermined image information. The switching element is generally a three-terminal element such as a thin film transistor (TFT) or a two-terminal element such as a metal-insulator-metal (MIM) type nonlinear element.
Terminal elements are used. A switching element using a two-terminal element is superior to a three-terminal element in that, in principle, the aperture ratio can be increased and the manufacturing process can be simplified.
【０００３】図６に、２端子型非線形素子を用いた液晶
表示パネルの従来構造の一例を模式的に示す。液晶表示
パネルは、２枚の基板、すなわちアクティブマトリクス
基板１と対向基板２とが対向して設けられ、これらの基
板１および２の間に液晶層５が封入されている。そし
て、アクティブマトリクス基板１には、一方の信号線
（図示せず）およびこの信号線と接続された２端子型非
線形素子６によって駆動される画素電極３が形成され、
対向基板２には、画素電極３に対向するように他方の信
号線４が形成されている。この液晶表示パネルにおいて
は、図６において鎖線で示すように、液晶層５に対して
主に垂直に電界が印加される。この液晶表示パネルにお
いては、ＩＴＯ膜などから構成される画素電極３が必要
であり、そのため基板の製造工程数が多い。また、液晶
の駆動方式では、液晶の光学特性により視角特性が劣
る。すなわち、このタイプの液晶表示パネルに用いられ
る、ＴＮ型のような液晶分子の長軸を基板界面に垂直に
立ち上がらせる方式の場合、複屈折位相差がゼロとなる
視角方向は正面、すなわち基板界面に対して垂直な方向
のみであり、視角方向が垂直方向より傾斜すると複屈折
位相差が現れる。その結果、ノーマリーホワイト型の液
晶表示パネルでは光がもれ、コントラストの低下や階調
レベルの反転を引き起こす。FIG. 6 schematically shows an example of a conventional structure of a liquid crystal display panel using a two-terminal type nonlinear element. In the liquid crystal display panel, two substrates, that is, an active matrix substrate 1 and a counter substrate 2 are provided to face each other, and a liquid crystal layer 5 is sealed between these substrates 1 and 2. Then, on the active matrix substrate 1, a pixel electrode 3 driven by one signal line (not shown) and a two-terminal nonlinear element 6 connected to the signal line is formed.
The other signal line 4 is formed on the counter substrate 2 so as to face the pixel electrode 3. In this liquid crystal display panel, an electric field is applied mainly perpendicularly to the liquid crystal layer 5 as shown by a chain line in FIG. In this liquid crystal display panel, the pixel electrode 3 composed of an ITO film or the like is required, and therefore, the number of manufacturing steps of the substrate is large. Further, in the liquid crystal driving method, viewing angle characteristics are inferior due to optical characteristics of the liquid crystal. In other words, in the case of a system in which the long axis of liquid crystal molecules such as a TN type is used to rise in a direction perpendicular to the substrate interface used in this type of liquid crystal display panel, the viewing angle direction at which the birefringence phase difference becomes zero is the front, that is, The birefringence phase difference appears when the viewing angle direction is inclined from the vertical direction. As a result, in a normally white liquid crystal display panel, light leaks, which causes a decrease in contrast and an inversion of a gradation level.
【０００４】本発明の目的は、視角特性が優れた駆動が
可能で、簡易な工程によって製造することができるアク
ティブマトリクス基板、およびこれを用いた、コントラ
ストが高く高画質の液晶表示パネルを提供することにあ
る。An object of the present invention is to provide an active matrix substrate which can be driven with excellent viewing angle characteristics and can be manufactured by a simple process, and a liquid crystal display panel having high contrast and high image quality using the same. It is in.
【０００５】さらに本発明の他の目的は、上述した優れ
た特性を有するアクティブマトリクス基板の製造方法を
提供することにある。Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing an active matrix substrate having the above-mentioned excellent characteristics.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明に係るアクティブ
マトリクス基板は、基板、この基板上に所定のパターン
で配設された第１の信号電極、前記基板上に所定のパタ
ーンで配設され、前記第１の信号電極と電気的に分離さ
れた第２の信号電極、前記第１の信号電極と電気的に接
続され、画素領域に延設された複数の単位電極を有する
第１の画素電極、前記第２の信号電極と電気的に接続さ
れ、前記第１の画素電極の単位電極に対向する状態で画
素領域に延設された複数の単位電極を有する第２の画素
電極、前記第１の信号電極と前記第１の画素電極との
間、および前記第２の信号電極と前記第２の画素電極と
の間のいずれか一方に接続され、かつ、第１の導電膜、
絶縁膜および第２の導電膜を有する２端子型非線形素
子、を備え、前記第１の画素電極の単位電極と前記第２
の画素電極の単位電極との間に生じる電界は、前記基板
に平行な成分を含む。An active matrix substrate according to the present invention comprises: a substrate; a first signal electrode disposed on the substrate in a predetermined pattern; and a first signal electrode disposed on the substrate in a predetermined pattern. A second signal electrode electrically separated from the first signal electrode; a first pixel electrode electrically connected to the first signal electrode and having a plurality of unit electrodes extending in a pixel region A second pixel electrode electrically connected to the second signal electrode, the second pixel electrode having a plurality of unit electrodes extending in a pixel region so as to face the unit electrode of the first pixel electrode; Between the first signal electrode and the first pixel electrode, and between the second signal electrode and the second pixel electrode, and a first conductive film;
A two-terminal non-linear element having an insulating film and a second conductive film, wherein the unit electrode of the first pixel electrode and the second
The electric field generated between the pixel electrode and the unit electrode includes a component parallel to the substrate.
【０００７】このアクティブマトリクス基板において
は、基板に第１および第２の信号電極、つまり走査線お
よびデータ線の両者を形成し、さらに画素電極の代わり
に、複数の単位電極を有する第１の画素電極および第２
の画素電極を設け、両者の単位電極を交互にかつ対向さ
せて形成している。そのため、前記第１の画素電極の単
位電極と前記第２の画素電極の単位電極との間に生じる
電界は、前記基板に平行な成分を含むことになる。この
ように液晶層に主として平行な電界を印加することによ
り、液晶の透過率を変化させて表示画像を形成すること
ができる。このような方式では、液晶層に対して垂直に
電界を印加する従来の方式に比べて、視角が拡大され
る。その理由は、上述したように液晶層に基板に対して
ほぼ平行に電界を印加させることにより、液晶分子の長
軸は基板とほぼ平行にあり、従って視角方向の変化に対
する明るさの変化の依存性が小さいことによる。また、
前記画素電極は前記信号電極と同一の工程で形成するこ
とができるため、ＩＴＯ膜などの画素電極を形成する場
合に比べて工程数を減らすことができ、製造プロセスの
点でも有利である。In this active matrix substrate, first and second signal electrodes, that is, both a scanning line and a data line are formed on the substrate, and a first pixel having a plurality of unit electrodes instead of a pixel electrode is formed. Electrode and second
And the unit electrodes are formed alternately and opposed to each other. Therefore, the electric field generated between the unit electrode of the first pixel electrode and the unit electrode of the second pixel electrode includes a component parallel to the substrate. By applying a parallel electric field mainly to the liquid crystal layer in this manner, a display image can be formed by changing the transmittance of the liquid crystal. In such a system, the viewing angle is increased as compared with the conventional system in which an electric field is applied perpendicularly to the liquid crystal layer. The reason is that, as described above, by applying an electric field to the liquid crystal layer substantially parallel to the substrate, the major axis of the liquid crystal molecules is substantially parallel to the substrate, and thus the dependence of the change in brightness on the change in the viewing angle direction. Due to the small nature. Also,
Since the pixel electrode can be formed in the same step as the signal electrode, the number of steps can be reduced as compared with the case where a pixel electrode such as an ITO film is formed, which is advantageous in terms of a manufacturing process.
【０００８】前記第１の画素電極と前記第２の画素電極
とは、それらの単位電極が平行かつ交互に配置されてい
ることが望ましい。このようないわゆるくし形構造を取
ることにより、均一で良好な電界を印加することができ
る。It is preferable that the first pixel electrode and the second pixel electrode have their unit electrodes arranged in parallel and alternately. By employing such a so-called comb structure, a uniform and good electric field can be applied.
【０００９】また、前記第１の信号電極と前記第２の信
号電極とは同一基板に形成されているので電気的に分離
されていることが必要であり、そのため両者が交差する
部分は相互に絶縁される必要がある。そのための構造と
しては、下層となる一方の信号電極の最上層は、陽極酸
化によって絶縁膜を形成し得る物質によって構成される
ことが望ましい。このような物質としては、導電性が高
くかつ容易に陽極酸化が可能なアルミニウム、タンタ
ル、チタン、タングステン、ジルコニウムおよびこれら
の金属の合金から選択される物質が好ましい。Further, since the first signal electrode and the second signal electrode are formed on the same substrate, they must be electrically separated from each other. Need to be insulated. As a structure therefor, it is preferable that the uppermost layer of one of the lower signal electrodes is made of a substance capable of forming an insulating film by anodic oxidation. As such a substance, a substance selected from aluminum, tantalum, titanium, tungsten, zirconium, and alloys of these metals, which has high conductivity and can be easily anodized, is preferable.
【００１０】本発明のアクティブマトリクス基板の製造
方法は、以下の工程（ａ）〜（ｅ）を含むことが望まし
い。The method for manufacturing an active matrix substrate of the present invention preferably includes the following steps (a) to (e).
【００１１】（ａ） 基板上に所定のパターンで第１の
信号電極を形成する工程、（ｂ） 前記基板上に所定の
パターンを有し、前記第１の信号電極と電気的に分離さ
れた第２の信号電極を形成する工程、（ｃ） 前記第１
の信号電極と電気的に接続され、画素領域に延設された
複数の単位電極を有する第１の画素電極を形成する工
程、（ｄ） 前記第２の信号電極と電気的に接続され、
前記第１の画素電極の単位電極に対向する状態で画素領
域に延設された複数の単位電極を有する第２の画素電極
を形成する工程、（ｅ） 前記第１の信号電極と前記第
１の画素電極との間、および前記第２の信号電極と前記
第２の画素電極との間のいずれか一方に接続され、か
つ、第１の導電膜、絶縁膜および第２の導電膜を有する
２端子型非線形素子を形成する工程、を含み、前記工程
（ａ）と工程（ｃ）、および前記工程（ｂ）と工程
（ｄ）の組合せのうち少なくとも一方は、両者の工程の
全部あるいは一部が同じ工程で行われる。(A) forming a first signal electrode in a predetermined pattern on a substrate; (b) having a predetermined pattern on the substrate and being electrically separated from the first signal electrode; Forming a second signal electrode; (c) forming the first signal electrode;
Forming a first pixel electrode having a plurality of unit electrodes that are electrically connected to the signal electrode and extend in the pixel region; (d) electrically connected to the second signal electrode;
Forming a second pixel electrode having a plurality of unit electrodes extending in a pixel region in a state facing the unit electrode of the first pixel electrode; and (e) forming the second signal electrode and the first signal electrode. Between the second signal electrode and the second signal electrode and between the second signal electrode and the second pixel electrode, and has a first conductive film, an insulating film, and a second conductive film. A step of forming a two-terminal nonlinear element, wherein at least one of the combinations of the steps (a) and (c) and the steps (b) and (d) is all or one of the two steps. The parts are performed in the same step.
【００１２】この製造方法においては、第１の信号電極
と第１の画素電極とを同じ工程で形成することができ、
および／または第２の信号電極と第２の画素電極と同じ
工程で形成することができるため、製造プロセスが少な
くてよい。In this manufacturing method, the first signal electrode and the first pixel electrode can be formed in the same step,
In addition, since the second signal electrode and the second pixel electrode can be formed in the same step, the number of manufacturing processes can be reduced.
【００１３】さらに、本発明の液晶表示パネルは、上述
したアクティブマトリクス基板を備えたことを特徴と
し、より具体的には、請求項１〜４のいずれかに記載の
アクティブマトリクス基板、前記アクティブマトリクス
基板に対向する位置に配置された対向基板、および、前
記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に封
入された液晶層、を含むことを特徴とする。Further, a liquid crystal display panel according to the present invention includes the above-described active matrix substrate, and more specifically, the active matrix substrate according to any one of claims 1 to 4, A counter substrate disposed at a position facing the substrate; and a liquid crystal layer sealed between the active matrix substrate and the counter substrate.
【００１４】この液晶表示パネルによれば、視角特性が
よくコントラストが高く、従って高品質の画像表示が可
能である。According to this liquid crystal display panel, the viewing angle characteristics are good and the contrast is high, so that a high quality image can be displayed.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照しながら説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１６】（アクティブマトリクス基板および液晶表
示パネル）図１は、本発明の実施の形態にかかるアクテ
ィブマトリクス基板の液晶駆動領域の１単位を模式的に
示す平面図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ線に沿
った部分を模式的に示す断面図、図３は、図１における
Ｂ−Ｂ線に沿った部分を模式的に示す断面図である。(Active Matrix Substrate and Liquid Crystal Display Panel) FIG. 1 is a plan view schematically showing one unit of a liquid crystal driving region of an active matrix substrate according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a portion along line AA, and FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a portion along line BB in FIG.
【００１７】アクティブマトリクス基板１００は、絶縁
性を有する、たとえばガラス，プラスチックなどからな
る基板３０上に、第１の信号電極（走査線）１２と、こ
の走査線１２に直交する方向に第２の信号電極（データ
線）１４が形成されている。これらの走査線１２および
データ線１４によって囲まれた画素領域２０には、くし
形状の第１の画素電極２２と、第２の画素電極２４とが
形成されている。前記第１の画素電極２２は、前記走査
線１２と平行に配列された、複数の単位電極２２ａと、
これらの単位電極２２ａを端部で連結する連結部２２ｂ
とから構成されている。また、前記第２の画素電極２４
は、前記走査線１２と平行に配列された、複数の単位電
極２４ａを有し、各単位電極２４ａは前記データ線１４
にそれぞれ接続されている。そして、前記単位電極２２
ａと前記単位電極２４ａとは交互にかつ等間隔で平行に
配列されている。また、前記第１の画素電極２２は、２
端子型非線形素子４０を介して走査線１２に接続されて
いる。The active matrix substrate 100 is composed of a first signal electrode (scanning line) 12 and a second signal line extending in a direction orthogonal to the scanning line 12 on a substrate 30 made of insulating material such as glass or plastic. Signal electrodes (data lines) 14 are formed. In a pixel region 20 surrounded by the scanning lines 12 and the data lines 14, a first pixel electrode 22 and a second pixel electrode 24 having a comb shape are formed. The first pixel electrode 22 includes a plurality of unit electrodes 22a arranged in parallel with the scanning line 12;
A connecting portion 22b connecting these unit electrodes 22a at their ends;
It is composed of Further, the second pixel electrode 24
Has a plurality of unit electrodes 24a arranged in parallel with the scanning lines 12, and each unit electrode 24a is connected to the data line 14a.
Connected to each other. Then, the unit electrode 22
a and the unit electrodes 24a are arranged alternately and in parallel at equal intervals. In addition, the first pixel electrode 22 has 2
It is connected to the scanning line 12 via the terminal type nonlinear element 40.
【００１８】前記走査線１２とデータ線１４とは、相互
に電気的に絶縁されている必要がある。そのために、下
に位置する走査線１２の表面には絶縁層が形成されてい
る。より具体的には、図２に示すように、走査線１２
は、第１の導電膜１２ａと、第１の絶縁膜１２ｂと、第
２の導電膜１２ｃと、第２の絶縁膜１２ｄとから構成さ
れている。そして、第１の導電膜１２ａは、後に詳述す
る２端子型非線形素子４０の陽極酸化に際して配線電極
として利用される。また、第１の絶縁膜１２ｂは第１の
導電膜１２ａの陽極酸化によって形成される。第２の導
電膜１２ｃは、主として配線電極として機能し、導電率
が高くかつ陽極酸化が可能な金属から構成される。この
ような金属としては、例えばアルミニウム、タンタル、
チタン、タングステン、ジルコニウムおよびこれらの合
金などから構成されている。この第２の導電膜１２ｃを
陽極酸化させることによって、第２の導電膜１２ｃの表
面に比較的簡易なプロセスで第２の絶縁膜１２ｄを形成
することができる。この第２の絶縁膜１２ｄは、走査線
１２とデータ線１４との短絡を防止するために十分な厚
みを有していることが必要となる。The scanning lines 12 and the data lines 14 need to be electrically insulated from each other. For this purpose, an insulating layer is formed on the surface of the scanning line 12 located below. More specifically, as shown in FIG.
Is composed of a first conductive film 12a, a first insulating film 12b, a second conductive film 12c, and a second insulating film 12d. The first conductive film 12a is used as a wiring electrode during anodic oxidation of the two-terminal nonlinear element 40 described later. The first insulating film 12b is formed by anodic oxidation of the first conductive film 12a. The second conductive film 12c mainly functions as a wiring electrode, and is made of a metal having high conductivity and capable of being anodized. Such metals include, for example, aluminum, tantalum,
It is made of titanium, tungsten, zirconium and alloys thereof. By anodizing the second conductive film 12c, the second insulating film 12d can be formed on the surface of the second conductive film 12c by a relatively simple process. The second insulating film 12d needs to have a sufficient thickness to prevent a short circuit between the scanning line 12 and the data line 14.
【００１９】前記データ線１４を構成する物質は特に限
定されないが、導電性などを考慮すると、アルミニウ
ム、銅、銀、クロムあるいはこれらの合金からなること
が望ましい。The material forming the data line 14 is not particularly limited, but is preferably made of aluminum, copper, silver, chromium, or an alloy thereof in consideration of conductivity and the like.
【００２０】前記２端子型非線形素子４０は、バック・
ツー・バック（ｂａｃｋ−ｔｏ−ｂａｃｋ）構造を有す
る。つまり、２端子型非線形素子４０は、第１の２端子
型非線形素子４０ａと第２の２端子型非線形素子４０ｂ
とを、極性を反対にして直列に接続した構造を有する。The two-terminal type nonlinear element 40 has a
It has a back-to-back structure. That is, the two-terminal nonlinear element 40 includes a first two-terminal nonlinear element 40a and a second two-terminal nonlinear element 40b.
And are connected in series with opposite polarities.
【００２１】具体的には、図３に示すように、２端子型
非線形素子４０は、基板３０の表面に積層された、タン
タルあるいはタンタル合金からなる第１の導電膜４２
と、この第１の導電膜４２の表面に形成された絶縁膜４
４と、この絶縁膜４４の表面に形成され、相互に離間し
た第２の導電膜４６ａ，４６ｂとから構成されている。
そして、第１の導電膜４２、絶縁膜４４および一方の第
２の導電膜４６ａから第１の２端子型非線形素子４０ａ
が構成され、第１の導電膜４２、絶縁膜４４および他方
の第２の導電膜４６ｂから第２の２端子型非線形素子４
０ｂが構成されている。More specifically, as shown in FIG. 3, the two-terminal nonlinear element 40 is composed of a first conductive film 42 made of tantalum or a tantalum alloy laminated on the surface of the substrate 30.
And an insulating film 4 formed on the surface of the first conductive film 42.
4 and second conductive films 46a and 46b formed on the surface of the insulating film 44 and separated from each other.
Then, the first two-terminal non-linear element 40a is formed from the first conductive film 42, the insulating film 44 and one of the second conductive films 46a.
Is formed from the first conductive film 42, the insulating film 44, and the other second conductive film 46b.
0b is configured.
【００２２】そして、一方の第２の導電膜４６ａは前記
第１の画素電極２２を構成する最も外側の単位電極２２
ａの端部と一体的に接続され、他方の第２の導電膜４６
ｂは前記走査線１２と一体的に接続されている。One of the second conductive films 46a is the outermost unit electrode 22 constituting the first pixel electrode 22.
a and the other second conductive film 46
b is connected integrally with the scanning line 12.
【００２３】前記第１の導電膜４２は、タンタル単体、
あるいはタンタルを主成分とし、これに周期律表で６，
７および８族に属する元素を含ませた合金膜としてもよ
い。合金に添加される元素としては、たとえばタングス
テン，クロム，モリブデン，レニウム，イットリウム，
ランタン，ディスプロリウムなどを好ましく例示するこ
とができる。特に、前記元素としてはタングステンが好
ましく、その含有割合はたとえば０．１〜６原子％であ
ることが好ましい。また、前記走査線１２を構成する第
１の導電膜１２ａは、前記第１の導電膜４２と同一工程
で形成される。The first conductive film 42 is made of tantalum alone,
Or tantalum as the main component,
An alloy film containing an element belonging to Group 7 or 8 may be used. Elements added to the alloy include, for example, tungsten, chromium, molybdenum, rhenium, yttrium,
Lanthanum, displorium and the like can be preferably exemplified. In particular, tungsten is preferable as the element, and its content is preferably, for example, 0.1 to 6 atomic%. In addition, the first conductive film 12 a forming the scanning line 12 is formed in the same process as the first conductive film 42.
【００２４】前記絶縁膜４４は、前記第１の導電膜４２
を陽極酸化することによって得られる酸化膜から構成さ
れている。また、前記走査線１２を構成する第１の絶縁
膜１２ｂは、前記絶縁膜４４と同一の工程によって形成
される。The insulating film 44 is formed of the first conductive film 42
Is formed from an oxide film obtained by anodizing the film. Further, the first insulating film 12b constituting the scanning line 12 is formed by the same process as the insulating film 44.
【００２５】また、前記第２の導電膜４６ａ，４６ｂ、
走査線１２を構成する第２の導電膜１２ｃおよび第１の
画素電極２２は、同一の工程で形成される導電膜によっ
て構成されている。このように第２の導電膜４６ａ，４
６ｂ，１２ｃおよび第１の画素電極２２を同じ膜で形成
することにより、膜形成に要する製造工程を少なくする
ことができる。なお、前記第１の画素電極２２の表面に
は、走査線１２の第２の絶縁膜１２ｄを形成する際に絶
縁膜２３が同時に形成される。Further, the second conductive films 46a, 46b,
The second conductive film 12c and the first pixel electrode 22 forming the scanning line 12 are formed by conductive films formed in the same step. Thus, the second conductive films 46a, 4a
By forming 6b, 12c and the first pixel electrode 22 with the same film, the number of manufacturing steps required for film formation can be reduced. Note that an insulating film 23 is simultaneously formed on the surface of the first pixel electrode 22 when the second insulating film 12d of the scanning line 12 is formed.
【００２６】前記第２の導電膜４６ａ，４６ｂ、第２の
導電膜１２ｃおよび第１の画素電極２２を構成する金属
としては、例えばアルミニウム、タンタル、チタン、タ
ングステン、ジルコニウムなどを例示することができ、
導電性およびコストの点でアルミニウムあるいはアルミ
ニウムの合金が好ましい。アルミニウムの合金として
は、例えば、Ａｌ−Ｓｃ、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａ
ｌ−Ｃｕ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｃｕ−Ｔｉ−Ｂ、Ａｌ−Ｎｄお
よびＡｌ−Ｍｇなどを例示することができる。As the metal constituting the second conductive films 46a and 46b, the second conductive film 12c and the first pixel electrode 22, for example, aluminum, tantalum, titanium, tungsten, zirconium and the like can be exemplified. ,
Aluminum or an aluminum alloy is preferred in terms of conductivity and cost. Examples of aluminum alloys include Al-Sc, Al-Cu, Al-Si, and A
Examples thereof include l-Cu-Si, Al-Cu-Ti-B, Al-Nd, and Al-Mg.
【００２７】本実施の形態に係るバック・ツー・バック
構造の２端子型非線形素子は、図４に示すように、機能
的には、容量４８と、双方向非線形素子４９とを並列に
接続した回路と見なすことができる。バック・ツー・バ
ック構造の２端子型非線形素子４０は、電圧−電流特性
の対称性が、クロス型の２端子型非線形素子に比べて優
れている。電圧−電流特性の対称性がよいとは、ある電
圧において、信号線たとえばデータ線から走査線に電流
を流すときと、走査線からデータ線に電流を流すときと
の電流の絶対値の差が十分に小さいことである。As shown in FIG. 4, the two-terminal type non-linear element having the back-to-back structure according to the present embodiment functionally includes a capacitor 48 and a bidirectional non-linear element 49 connected in parallel. It can be regarded as a circuit. The two-terminal nonlinear element 40 having the back-to-back structure has better symmetry of the voltage-current characteristic than the cross-type two-terminal nonlinear element. The good symmetry of the voltage-current characteristics means that, at a certain voltage, the difference between the absolute value of the current when flowing a current from a signal line, for example, a data line to a scanning line, and the time when flowing a current from a scanning line to a data line is determined. It is small enough.
【００２８】次に、前記２端子型非線形素子４０を用い
た液晶表示パネルの一例について説明する。図４は、前
記２端子型非線形素子４０を用いたアクティブマトリク
ス方式の液晶表示パネルの等価回路の一例を示す。Next, an example of a liquid crystal display panel using the two-terminal type nonlinear element 40 will be described. FIG. 4 shows an example of an equivalent circuit of an active matrix type liquid crystal display panel using the two-terminal type nonlinear element 40.
【００２９】この液晶表示パネル１０は、走査信号駆動
回路１２０およびデータ信号駆動回路１１０を含む。液
晶表示パネル１０には、信号線、すなわち複数の走査線
１２および複数のデータ線１４が設けられ、前記走査線
１２は前記走査信号駆動回路１２０により、前記データ
線１４は前記データ信号駆動回路１１０により駆動され
る。そして、各単位画素１８において、走査線１２とデ
ータ線１４との間に２端子型非線形素子４０と液晶表示
要素（液晶層）５０とが直列に接続されている。なお、
図４では、２端子型非線形素子４０が走査線１２側に接
続され、液晶表示要素５０がデータ線１４側に接続され
ているが、これとは逆に２端子型非線形素子４０をデー
タ線１４側に、液晶表示要素５０を走査線１２側に設け
る構成としてもよい。つまり、図１において、走査線１
２とデータ線１４とを入れ替えることもできる。The liquid crystal display panel 10 includes a scanning signal driving circuit 120 and a data signal driving circuit 110. The liquid crystal display panel 10 is provided with signal lines, that is, a plurality of scanning lines 12 and a plurality of data lines 14. The scanning lines 12 are provided by the scanning signal driving circuit 120, and the data lines 14 are provided by the data signal driving circuit 110. Driven by In each unit pixel 18, a two-terminal nonlinear element 40 and a liquid crystal display element (liquid crystal layer) 50 are connected in series between the scanning line 12 and the data line 14. In addition,
In FIG. 4, the two-terminal nonlinear element 40 is connected to the scanning line 12 and the liquid crystal display element 50 is connected to the data line 14. Conversely, the two-terminal nonlinear element 40 is connected to the data line 14. The liquid crystal display element 50 may be provided on the scanning line 12 side. That is, in FIG.
2 and the data line 14 can be exchanged.
【００３０】図５は、本実施の形態にかかる液晶表示パ
ネルの構造の一例を模式的に示す断面図である。この液
晶表示パネル１０は、２枚の基板、すなわち前述したア
クティブマトリクス基板１００と対向基板２００とが対
向して設けられ、これらの基板１００，２００間に液晶
層５０が存在する。この液晶表示パネル１０において
は、前述したように、アクティブマトリクス基板１００
の上に走査線１２とデータ線１４とを形成するため、対
向基板２００には信号電極を形成する必要がない。FIG. 5 is a sectional view schematically showing an example of the structure of the liquid crystal display panel according to the present embodiment. In the liquid crystal display panel 10, two substrates, that is, the above-described active matrix substrate 100 and a counter substrate 200 are provided to face each other, and a liquid crystal layer 50 exists between the substrates 100 and 200. In the liquid crystal display panel 10, as described above, the active matrix substrate 100
Since the scanning lines 12 and the data lines 14 are formed on the substrate 200, it is not necessary to form signal electrodes on the counter substrate 200.
【００３１】このように対向基板２００に信号電極がな
いと、対向基板の形成が容易となるだけでなく、各基板
に形成された画素電極と信号電極とを位置合わせする必
要がないので、液晶表示パネルの組立が容易となる。上
述したように、位置合わせの必要がなくなると、位置合
わせのためのマージンが不要となるので、より画素の開
口率を大きくすることができる。If the opposing substrate 200 does not have the signal electrodes, not only the opposing substrate can be easily formed, but also it is not necessary to align the pixel electrodes and the signal electrodes formed on each substrate. The display panel can be easily assembled. As described above, when the necessity of the alignment is eliminated, a margin for the alignment becomes unnecessary, so that the aperture ratio of the pixel can be further increased.
【００３２】そして、前記アクティブマトリクス基板１
００においては、前述したように、基板３０に第１およ
び第２の信号電極、つまり走査線１２およびデータ線１
４の両者を形成し、さらに、第１の画素電極２２を構成
する複数の単位電極２２ａと、第２の画素電極２４を構
成する複数の単位電極２４ａとが交互にかつ対向して設
けられている。そのため、前記第１の画素電極２２の単
位電極２２ａと前記第２の画素電極２４の単位電極２４
ａとの間に生じる電界は、図５において鎖線で示すよう
に、前記基板３０に平行な成分を含むことになる。この
ように液晶層５０に主として平行な電界を印加すること
により、液晶の透過率を変化させて表示画像を形成する
ことができる。このような方式では、液晶層に対して垂
直に電界を印加する従来の方式に比べて、視角が拡大さ
れる。その理由については、既に述べたので省略する。The active matrix substrate 1
00, the first and second signal electrodes, that is, the scanning lines 12 and the data lines 1 are provided on the substrate 30 as described above.
4, and a plurality of unit electrodes 22a forming the first pixel electrode 22 and a plurality of unit electrodes 24a forming the second pixel electrode 24 are provided alternately and oppositely. I have. Therefore, the unit electrode 22a of the first pixel electrode 22 and the unit electrode 24a of the second pixel electrode 24
The electric field generated between a and a includes a component parallel to the substrate 30 as shown by a chain line in FIG. By applying a parallel electric field mainly to the liquid crystal layer 50 in this manner, a display image can be formed by changing the transmittance of the liquid crystal. In such a system, the viewing angle is increased as compared with the conventional system in which an electric field is applied perpendicularly to the liquid crystal layer. The reason for this has already been described, and will not be described.
【００３３】そして、走査線１２とデータ線１４とに印
加された信号に基づいて、液晶表示要素（液晶層）５０
を表示状態，非表示状態またはその中間状態に切り替え
て表示動作を制御する。表示動作の制御方法について
は、一般的に用いられる方法を適用できる。Then, based on signals applied to the scanning lines 12 and the data lines 14, a liquid crystal display element (liquid crystal layer) 50 is formed.
Is switched to a display state, a non-display state, or an intermediate state thereof to control the display operation. As a control method of the display operation, a generally used method can be applied.
【００３４】（アクティブマトリクス基板の製造プロセ
ス）次に、たとえば図１〜図３に示すアクティブマトリ
クス基板１００の製造方法について説明する。アクティ
ブマトリクス基板１００は、たとえば以下のプロセスに
よって製造される。(Manufacturing Process of Active Matrix Substrate) Next, a method of manufacturing the active matrix substrate 100 shown in FIGS. 1 to 3 will be described. The active matrix substrate 100 is manufactured by, for example, the following process.
【００３５】（ａ）まず、基板３０上に、タンタルある
いはタンタル合金からなる２端子型非線形素子４０の第
１の導電膜４２のための導電膜が形成される。そして、
この第１の導電膜４２の形成工程と同じ工程で、走査線
１２の第１の導電膜１２ａのための導電膜が形成され
る。この導電膜は、スパッタリング法や電子ビーム蒸着
法で形成することができ、さらに、一般に用いられてい
るフォトリソグラフィおよびエッチング技術によってパ
ターニングされ、第１の導電膜４２および１２ａが形成
される。(A) First, a conductive film for the first conductive film 42 of the two-terminal nonlinear element 40 made of tantalum or a tantalum alloy is formed on the substrate 30. And
In the same step as the step of forming the first conductive film 42, a conductive film for the first conductive film 12a of the scanning line 12 is formed. This conductive film can be formed by a sputtering method or an electron beam evaporation method, and is further patterned by commonly used photolithography and etching techniques to form first conductive films 42 and 12a.
【００３６】前記第１の導電膜４２および１２ａの膜厚
は、２端子型非線形素子の特性などを考慮して好適な値
が選択され、好ましくは１００〜５００ｎｍとされる。
タンタル合金からなる第１の導電膜を形成する方法とし
ては、混合ターゲットを用いたスパッタリング法、コス
パッタリング法あるいは電子ビーム蒸着法などを用いる
ことができる。タンタル合金に含まれる元素としては、
周期律表で６，７および８族の元素、好ましくはタング
ステン、クロム、モリブデン、レニウムなどの前述した
元素を選択することができる。The film thickness of the first conductive films 42 and 12a is selected at a suitable value in consideration of the characteristics of the two-terminal nonlinear element and the like, and is preferably 100 to 500 nm.
As a method for forming the first conductive film made of a tantalum alloy, a sputtering method using a mixed target, a co-sputtering method, an electron beam evaporation method, or the like can be used. The elements contained in the tantalum alloy include:
Elements of Groups 6, 7 and 8 in the Periodic Table, preferably the aforementioned elements, such as tungsten, chromium, molybdenum, rhenium, can be selected.
【００３７】（ｂ）ついで、２端子型非線形素子４０を
構成する第１の導電膜４２および走査線１２を構成する
第１の導電膜１２ａ上に、酸化タンタルからなる絶縁膜
４４および第１の絶縁膜１２ｂが形成される。この絶縁
膜４４および１２ｂは、陽極酸化法を用いて前記第１の
導電膜４２および１２ａの表面を酸化させることにより
形成される。陽極酸化に用いられる化成液は特に限定さ
れないが、例えば０．０１〜０．１重量％のクエン酸水
溶液を用いることができる。前記絶縁膜４４は、２端子
型非線形素子の特性などによって好ましい膜厚が選択さ
れ、たとえば２０〜７０ｎｍ程度とされる。(B) Next, an insulating film 44 of tantalum oxide and a first conductive film 12a of the two-terminal type nonlinear element 40 and a first conductive film 12a of the scanning line 12 An insulating film 12b is formed. The insulating films 44 and 12b are formed by oxidizing the surfaces of the first conductive films 42 and 12a using an anodic oxidation method. The chemical conversion solution used for the anodic oxidation is not particularly limited, but for example, a citric acid aqueous solution of 0.01 to 0.1% by weight can be used. The thickness of the insulating film 44 is preferably selected in accordance with the characteristics of the two-terminal nonlinear element and the like, and is, for example, about 20 to 70 nm.
【００３８】（ｃ）ついで、走査線１２の第２の導電膜
１２ｃ、２端子型非線形素子４０の第２の導電膜４６
ａ，４６ｂおよび第１の画素電極２２のための、例えば
アルミニウム膜からなる導電膜が形成される。この導電
膜の膜厚は、２端子型非線形素子や走査線の特性などに
よって好適な値が選択され、通常３０〜２００ｎｍとさ
れる。この導電膜は、スパッタリング法や電子ビーム蒸
着法で形成することができる。そして、前記第２の導電
膜１２ｃ，４６ａ，４６ｂおよび第１の画素電極２２
は、一般に用いられているフォトリソグラフィおよびエ
ッチング技術によってパターニングされる。(C) Next, the second conductive film 12c of the scanning line 12 and the second conductive film 46 of the two-terminal nonlinear element 40
A conductive film made of, for example, an aluminum film is formed for a and b and the first pixel electrode 22. A suitable value is selected for the thickness of the conductive film depending on the characteristics of the two-terminal nonlinear element and the scanning line, and is usually 30 to 200 nm. This conductive film can be formed by a sputtering method or an electron beam evaporation method. Then, the second conductive films 12c, 46a, 46b and the first pixel electrode 22
Is patterned by commonly used photolithography and etching techniques.
【００３９】（ｄ）ついで、走査線１２を構成する第２
の導電膜１２ｃの表面に例えば酸化アルミニウムからな
る第２の絶縁膜１２ｄが形成される。この第２の絶縁膜
１２ｄは、陽極酸化法を用いて前記第２の導電膜１２ｃ
の表面を酸化させることにより形成される。陽極酸化に
用いられる化成液は特に限定されないが、例えば、酒石
酸アンモニウム、フタル酸アンモニウム、安息香酸アン
モニウムなどの水溶液を用いることができる。ここで特
に注意したいのは化成液のｐＨであり、絶縁性のよい膜
にするためには、ｐＨ６〜８の溶液を用いることが好ま
しい。(D) Next, the second line constituting the scanning line 12
A second insulating film 12d made of, for example, aluminum oxide is formed on the surface of the conductive film 12c. This second insulating film 12d is formed by using the second conductive film 12c by using an anodic oxidation method.
It is formed by oxidizing the surface of. The chemical liquid used for the anodic oxidation is not particularly limited, and for example, an aqueous solution of ammonium tartrate, ammonium phthalate, ammonium benzoate, or the like can be used. What should be particularly noted here is the pH of the chemical conversion solution, and it is preferable to use a solution having a pH of 6 to 8 in order to form a film having good insulating properties.
【００４０】前記第２の絶縁膜１２ｄは、この絶縁膜１
２ｄの上に形成されるデータ線１４との電気的絶縁性を
考慮して好ましい膜厚が選択され、例えば１００〜５０
０ｎｍ程度とされる。なお、この工程では、前記第１の
画素電極２２の単位電極２２ａの表面にも同時に陽極酸
化膜（絶縁膜２３）が形成される。The second insulating film 12d is made of the insulating film 1
A preferred film thickness is selected in consideration of the electrical insulation with the data line 14 formed on 2d, for example, 100 to 50.
It is about 0 nm. In this step, an anodic oxide film (insulating film 23) is simultaneously formed on the surface of the unit electrode 22a of the first pixel electrode 22.
【００４１】（ｅ）ついで、データ線１４および第２の
画素電極２４のための導電膜が形成される。この導電膜
は、スパッタリング法や電子ビーム蒸着法で形成するこ
とができ、さらに、一般に用いられているフォトリソグ
ラフィおよびエッチング技術によってパターニングさ
れ、データ線１４および第２の画素電極２４の単位電極
２４ａが形成される。(E) Next, a conductive film for the data line 14 and the second pixel electrode 24 is formed. This conductive film can be formed by a sputtering method or an electron beam evaporation method, and is further patterned by commonly used photolithography and etching techniques, so that the data line 14 and the unit electrode 24a of the second pixel electrode 24 are formed. It is formed.
【００４２】上述した実施の形態においては、２端子型
非線形素子として、いわゆるバック・ツー・バック構造
の素子を用いたが、これに限定されず、いわゆる単一の
第１の導電膜−絶縁膜−第２の導電膜から成るクロス型
の２端子型非線形素子を用いてもよい。In the above-described embodiment, an element having a so-called back-to-back structure is used as the two-terminal nonlinear element. However, the present invention is not limited to this. -A cross-type two-terminal nonlinear element made of a second conductive film may be used.
【００４３】[0043]
【図１】本発明の実施の形態に係るアクティブマトリク
ス基板の要部を模式的に示す平面図である。FIG. 1 is a plan view schematically showing a main part of an active matrix substrate according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA in FIG.
【図３】図１におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line BB in FIG. 1;
【図４】本発明に係る液晶表示パネルの等価回路を示す
図である。FIG. 4 is a diagram showing an equivalent circuit of the liquid crystal display panel according to the present invention.
【図５】本発明に係る液晶表示パネルの断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a liquid crystal display panel according to the present invention.
【図６】従来の液晶表示パネルの一例を示す断面図であ
る。FIG. 6 is a sectional view showing an example of a conventional liquid crystal display panel.
１０ 液晶表示パネル １２ 走査線（第１の信号電極） １４ データ線（第２の信号電極） ２０ 画素領域 ２２ 第１の画素電極 ２２ａ 単位電極 ２４ 第２の画素電極 ２４ａ 単位電極 ３０ 基板 ４０ ２端子型非線形素子 ４０ａ 第１の２端子型非線形素子 ４０ｂ 第２の２端子型非線形素子 ４２ 第１の導電膜 ４４ 絶縁膜 ４６ａ，４６ｂ 第２の導電膜 ５０ 液晶層（液晶表示要素） １００ アクティブマトリクス基板 ２００ 対向基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Liquid crystal display panel 12 Scanning line (1st signal electrode) 14 Data line (2nd signal electrode) 20 Pixel area 22 1st pixel electrode 22a Unit electrode 24 2nd pixel electrode 24a Unit electrode 30 Substrate 40 2 terminals Type nonlinear element 40a first two-terminal type nonlinear element 40b second two-terminal type nonlinear element 42 first conductive film 44 insulating film 46a, 46b second conductive film 50 liquid crystal layer (liquid crystal display element) 100 active matrix substrate 200 Counter substrate
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7340898AJPH11249177A (en) | 1998-03-05 | 1998-03-05 | Active matrix substrate, method of manufacturing the same, and liquid crystal display panel |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7340898AJPH11249177A (en) | 1998-03-05 | 1998-03-05 | Active matrix substrate, method of manufacturing the same, and liquid crystal display panel |
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| JPH11249177Atrue JPH11249177A (en) | 1999-09-17 |
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