CN1104656C - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

在构成液晶显示装置的第1基板上配设第1电极(13)以及第2电极(14)、设置在该第1电极的一部分和第2电极的一部分交叉的位置上的非线性电阻元件(9)、以及与第2电极(14)构成一对电极的孤立的岛形的第3电极(16)；在第2基板上，在与第1电极(13)正交的方向上设置相对电极(15)，使该相对电极(15)和第1基板上的第3电极的一部分(16a)相对，在其间设置使相对电极(15)和第3电极(16)在液晶内电连接的导电颗粒(7)。而后，通过在第1电极(13)和相对电极(15)之间施加电压，经过非线性电阻元件(9)以及导电颗粒(7)，在第2电极(14)和第3电极(16)之间施加电压，由此在与基板面平行的方向上产生电场，通过使液晶的分子在保持与基板面平行的状态的同时转动，产生对比度进行显示。

Description

液晶显示装置
本发明涉及在钟表、台式计算机、电视摄像机、以及其它各种电子仪器中作为显示器被广泛使用的单色或彩色液晶显示装置。尤其涉及在封入液晶的两块基板中的一块上，具有形成与基板平行方向电场的一对电极，和用于向该电极切换施加电压的“金属-绝缘体-金属”结构的非线性电阻元件的，低成本的广视角液晶显示装置。
在现有的液晶显示装置中，一般是在第1基板和第2基板上分别形成驱动液晶的电极，以向液晶施加与基板垂直方向的电场，由扭曲向列(TN)形式或超扭曲向列(STN)形式进行显示。
但是，在单纯矩阵(matrix)结构的液晶显示装置中使用多路驱动的方式，会因高时间分割而产生对比度下降，或应答速度下降，在具有200线扫描的情况下，很难得到充分的对比度。
因此，为了消除此缺点，采用了在每个象素上设置开关元件的有源矩阵方式的液晶显示板。
在这种有源矩阵方式的液晶显示板中，大致分为使用薄膜晶体管作为开关元件的三端子系列，和使用非线性电阻的两端子系列。这其中，在结构和制造方法简单这一点上，两端子系列占优。
在该两端子系列中，已开发了二极管型和非线性电阻型，或MIM(金属-绝缘体-金属)型等。
这其中，MIM型具有结构特别简单，而且制造工序短的特征。
进而，由于要求液晶显示板高密度并且高精细化，所以，需要开关元件的占有面积小。
作为该高密度化和高精细化的方法，有半导体制造技术中的微细加工的光刻法技术和蚀刻加工技术。但是，即使使用该半导体制造技术，在大面积上进行微细加工，实现低成本也非常困难。
这里，用展示现有的液晶显示装置一例的平面图13，和显示沿图13J-J线的断面图14说明在大面积化和低成本化上有效果的开关元件的结构。
该液晶显示装置如图14所示，通过衬垫52以规定的间隔使分别由透明材料构成的第1基板41和第2基板46相对，并在其间封入液晶51。
在该第1基板41上，在每个象素上设置从信号电极53延伸的下部电极42作为第1电极，在该下部电极42上，由阳极氧化法形成非线性电阻层43。
进而，在该非线性电阻层43上叠加上部电极44作为第2电极，构成非线性电阻元件40。
该上部电极44如图13所示，从透明的显示电极45延伸设置在每个象素上，该第2电极由该上部电极44和显示电极45构成。
另一方面，在第2基板46的与第1基板41相对的面上，为了防止来自设置在第1基板41上的各显示电极45的间隙的漏光，在如图13所示画有斜线的整个区域上设置黑底47。即，在非显示部分上设置黑底47作为遮光部分。
进而，在第2基板46上，使透明的相对电极49如图14所示与显示电极45相对，通过与黑底47不短路接触的由有机材料构成的保护膜48，设置成如图13所示的带状。
另外，为了保护非线性电阻元件40，在第1基板41上设置由氧化钽构成的绝缘膜55，进而，在与外部电路接触的部分通过干腐蚀设置开口部分。
并且，在第1基板41和第2基板46上，分别设置定向膜50、50，作为用于使液晶51的分子有规则排列用的取向层。
如图13的平面图所示，信号电极53和显示电极45之间有规定尺寸d的间隔。
显示电极45被设置成通过液晶51与相对电极49重合，从而成为在由具有非线性电阻元件40的多个信号电极53和多个相对电极49构成的矩阵形状的显示区域中的各象素部分。
液晶显示装置通过显示电极45和未形成黑底47部分的相对电极49之间区域的液晶51的透过率变化，进行规定象素显示。
进而，在图13中，第1基板41上的下部电极42和信号电极53以及上部电极44和显示电极45都用虚线表示，非线性电阻层43、保护层48、绝缘膜55以及定向膜50省略图示，第2基板46的下面的黑底47和相对电极49用实线表示。
在这样的液晶显示装置中，在实际显示时，是在第1基板41和第2基板46之间施加与基板垂直方向的电场，通过使液晶分子从与基板平行的状态向与基板垂直的状态变化进行显示。
这样，在现有的液晶显示装置中，使驱动液晶的电极形成在第1基板和第2基板的表面，通过对液晶施加与基板垂直方向的电场，就可以进行显示动作。
因此，在现有的液晶显示装置中，因观看角度的不同对比度等的显示品质变化这种所谓的显示品质对视角的依赖性很大。
作为改善该视角依赖性的方法，有利用相位补偿板修正液晶分子的方向的相位差的方法，和设计液晶分子的排列方向的方法。
但是，使用相位补偿板的方法，改善视角依赖性的效果小，另外，设计液晶分子的排列方向的方法很难得到稳定的定向。
因此，在例如特公昭63-21907号公报上看到的那样，开发出了这样的液晶显示板，即，在形成非线性电阻元件的第1基板上，设置在每个象素上成对的梳状电极，在该梳状电极之间施加电压，控制液晶分子在与基板平行方向上转动。这样的液晶分子控制方法称为IPS(共面切换(In-Plane-Switching))法。
用图15简单地说明这种方法。图15是展示使该梳状电极的液晶显示板的一部分区域的放大模式平面图。
如此图所示，在第1基板上在每个象素部分以规定的间隔设置第1梳状电极63和第2梳状电极64。
由于施加在该第1梳状电极63和第2梳状电极64之间的电压大小的变化，封入在第1基板和第2基板间的液晶的各液晶分子61的长轴方向发生变化。
在使用负各向异性介质的液晶材料的情况下，在施加比规定的电压小的电压时，液晶分子61保持用实线表示的状态。与此相反，如果施加比规定电压大的电压，则液晶分子61向箭头A所示的方向转动，保持在假想线所示的位置。该液晶分子61不与第1基板保持大致假想倾斜，而与第1基板大体平行地移动。
在该液晶显示板的两侧设置偏振片，使其透光轴正交并且某侧的偏振片的透光轴与液晶分子61的长轴平行。而后，使施加在第1梳状电极63和第2梳状电极64上的电压变化，从而改变液晶分子61的方向进行显示。
总之，当液晶分子61在用实线表示的位置时，入射偏振光不改变状态地射入，在出射一侧的偏振片处被遮挡而变为黑显示。另一方面，如果液晶分子61变化到假想线所示的位置，则因为入射偏振光对于液晶分子61在约45度的角度入射，所以产生相位差，通过设定液晶的双折射和单元间隙使该相位差变为波长的1/2，从而变为白显示。
但是，当在具有非线性电阻元件的液晶显示装置上使用设置该梳状电极的方法时，需要第1梳状电极63和第2梳状电极64的2种电极在第1基板上相互交叉。因此，需要设计这2种电极的交叉部分，防止2种电极间的短路。
针对此问题，可以考虑在第1基板上的上述2种电极的交叉部分设置绝缘膜，但在该方法中需要加厚绝缘膜的厚度，不仅增加制造工序，而且工序繁杂，很不理想。
本发明的目的在于，在如上所述由一对电极形成和基板平行方向的电场，用IPS法控制液晶分子的方向进行显示，改善视角依赖性的液晶显示装置中，不使制造工序繁杂化，可以可靠地防止上述2种电极间的短路。
根据本发明的液晶显示装置是，在平行相对的第1基板和第2基板之间封入液晶，在该第1基板上配置一对电极使得形成与该基板平行方向的电场，与该一对电极间的电位差产生的电场强度对应，液晶分子的长轴方向在保持与基板面大体平行的同时改变方向，由此产生对应对比度进行显示的液晶显示装置，为了实现上述目的有如下构成。
在上述第1基板上，配设第1电极以及第2电极、和在该第1电极的一部分和第2电极的一部分交叉的位置上设置的非线性电阻元件、以及与第2电极一同构成上述一对电极的孤立的岛形的第3电极。
另一方面，在上述第2基板的与第1基板相对的面上，在与第1电极正交的方向上设置相对电极，使该相对电极和第1基板上的第3电极的一部分相对。
并且，在相互相对的上述相对电极和第3电极的一部分之间，设置使该相对电极和第3电极在液晶内电连接的导电部件。
通过这种构成，就可以使第1电极(信号电极)和相对电极在同一基板上，可以避免两电极间的短路，且相对电极和第3电极可以用导电部件可靠地电连接起来。
另外，在第1基板上，配设第1电极、第2电极、孤立电极、设置在该第1电极的一部分和第2电极的一部分分别与上述孤立电极交叉的位置上的一对非线性电阻元件、与上述第2电极一同构成相对电极的孤立的岛形的第3电极，通过把作为开关元件的非线性电阻元件构成反向串联连接的一对非线性电阻元件，就可以使电压-电流特性正负对称。
在这些液晶显示装置中，作为上述导电部件，如果使用在具有弹性的空心颗粒(beads)上赋予导电性的导电颗粒，则由于该导电颗粒具有的弹性，因而可以吸收颗粒直径的偏差和第1基板与第2基板间隔的偏差等，可以使电连接稳定。
然后，在上述第1基板上，在与上述第3电极的一部分对应的部分上设置具有开口的绝缘膜，在该绝缘膜的开口处的周围形成斜面部分，如果设置成用该斜面部分将上述导电颗粒导入开口部分并收集起来的结构，则因为导电颗粒没有浪费，可以用于电极间的电连接，所以电连接更可靠。
或者，即使在上述相对电极和第3电极的一部分之间，用印刷法等配设分散在粘接剂上的导电颗粒，也可以将导电颗粒可靠地配设在需要的位置上，可以使电极间的电连接可靠。
另外，如果将上述第2电极和第3电极中的一方设置成梳状电极，则可以在两电极间高效率地产生均匀的强电场。
图1是展示图2所示的本发明的第1实施例的液晶显示装置中的圆圈a包围部分的放大模式平面图。
图2是示出本发明的第1实施例的液晶显示装置总体的平面图。
图3是沿图1的A-A线的断面图。
图4是沿图1的B-B线的断面图。
图5是展示图6所示的本发明的第2实施例的液晶显示装置中的圆圈b包围部分的放大模式平面图。
图6是示出本发明的第3实施例的液晶显示装置总体的平面图。
图7是沿图5的C-C线的断面图。
图8是沿图5的D-D线的断面图。
图9是展示图10所示的本发明的第3实施例的液晶显示装置中的圆圈c包围部分的放大模式平面图。
图10是示出本发明的第3实施例的液晶显示装置总体的平面图。
图11是沿图9的E-E线的断面图。
图12是沿图9的F-F线的断面图。
图13是展示使用现有例的非线性电阻元件的液晶显示装置的一部分区域的放大模式平面图。
图14是沿图13的J-J线的断面图。
图15是展示使用现有的梳状电极的液晶显示板的一部分区域的放大模式平面图。
以下，用附图说明本发明的液晶显示装置的实施例。
第1实施例
用图1至图4说明本发明的第1实施例的液晶显示装置的结构。
该液晶显示装置与上述现有的装置相同，如图3和图4的断面图所示，使分别由透明材料构成的第1基板10和第2基板11以规定的间隔相对，在其间封入液晶8。
在该第1基板10上，设置由钽(Ta)膜构成的M行(参照图2)的第1电极13，和由铬(Cr)膜构成的梳状的第2电极14。在该第1电极13上，在每个象素部分上沿着基板面突出设置下部电极13a，在第2电极14上，沿着基板面突出设置上部电极14a，使该下部电极13a和上部电极14a正交，在该正交的位置上设置非线性电阻元件9。
在下部电极13a的表面上，作为第1电极13的阳极氧化膜形成由氧化钽(Ta2O5)膜构成的非线性电阻层12(参照图3)，在该非线性电阻层12上设置上部电极14a。
而后，用这些下部电极13a、非线性电阻层12和上部电极14a构成MIM型的非线性电阻元件9。
另一方面，在第2基板11的与第1基板10相对的面上，在与第1电极13正交的方向上以规定的象素间隔将由铬(Cr)膜构成的N行(参照图2)的相对电极15设置成细带状。
因而，用第1基板10上的第1电极(信号电极)13和第2基板11上的相对电极15，如图2所示矩阵状地构成了多个显示象素部分P。
在第1基板10上，进而如图1清楚显示的那样，设置由铬(Cr)膜构成的孤立的T字型的第3电极16，使其进入到梳状的第2电极14之间并在同一面上相对。该T字型的第3电极16的一部分16a设置在与第2基板11上的相对电极15相对(重叠)的位置上。
另外，在第1基板10上，为了保护非线性电阻元件9，在整个面上设置由氧化钽(Ta2O5)膜构成的绝缘膜17(参照图3、图4)。
该绝缘膜17如图1以及图4所示，在与第3电极16的一部分16a对应的部分上具有开口17a，在该开口17a的周围，具有绝缘膜17的膜厚度向着开口17a倾斜状地减少的斜面部分17b。
进而，在第1基板10和第2基板11上，作为用于使液晶8的分子有规则的排列的处理层，分别形成定向膜18、18。
这样构成的第1基板10和第2基板11，通过在各象素部分的第3电极16的一部分16a和相对电极15之间放置在有弹性的空心颗粒上包覆金属赋予导电性的多个导电颗粒7，使其按照规定的间隔相对。而后，用密封剂(未图示)将第1基板10和第2基板11的周围粘合，并在其间封入液晶8。
这时，导电颗粒7被引导在绝缘膜17的斜面部分17b处，收集在第3电极16的一部分16a上的开口17a内。定向膜18的膜厚度是约0.05μm左右，由于非常薄且柔软，所以可以被导电颗粒7捅破，使第1基板10上的第3电极16和导电颗粒7导通。另外，第2基板11上的相对电极15上的定向膜18也可以被导电颗粒7捅破，使相对电极15和导电颗粒7导通。
因而，相对电极15和第3电极16通过开口17a上的导电颗粒7电连接。
在此，如果在第1基板10上的第1电极13和第2基板11上的相对电极15之间施加电压，则该电压通过作为开关元件的非线性电阻元件9以及上述导电颗粒7，施加在梳状的第2电极14和第3电极16之间，产生与基板面平行的电场。
因而，如果改变该施加电压，则液晶8的分子的长轴的方向变化，可以用上述的IPS法进行显示。
即，如果施加的电压比规定的电压小，则液晶8的分子的方向保持在定向膜制约的方向，如果施加的电压比规定的电压大，则液晶8的分子在梳状的第2电极14和T字型的第3电极16之间转动规定角度，并保持在该位置上。
这时，由于液晶8的分子不保持与第1基板10大体假想倾斜，由于与第1基板10大致平行地移动，所以视角特性极好。
进而，所使用的液晶8的介质各向异性无论正负都可以使用。当介质各向异性使用正的液晶材料时，使定向膜18的摩擦方向与第1电极13大致平行，如果施加电压，则液晶分子在第2电极14和第3电极16之间，与相对电极15平行的方向上转动。
当使用负各向异性介质的液晶材料时，使定向膜18的摩擦方向与相对电极15大致平行，如果施加电压，则液晶分子在第2电极14和第3电极16之间，与第1电极13平行的方向上转动。
通过在第2电极14和第3电极16的一方设置梳状电极，就可以在两电极之间高效率地产生强电场。
如果在本实施例中进一步展示具体尺寸的例子，则第1电极13的宽度、梳状的第2电极14和T字型的第3电极16、以及相对电极15的宽度都设置成20μm。但是，相对电极15与第3电极16重合的部分的宽度，以及T字型的第3电极16中与相对电极15相对的部分16a的宽度，也可以比相对电极15的另一部分的宽度(20μm)大，这样由于电连接稳定，所以更理想。
进而，T字型的第3电极16上的绝缘膜17的开口17a的大小，设置成50μm×20μm，设置在该周边的绝缘膜17的斜面部分17b的大小设置成70μm×35μm。
从斜面部分17b的周边到开口17a的区域，绝缘膜17的厚度随着倾斜面变化。
由于设置该倾斜面17b，使散布在倾斜面17b上的导电颗粒7集中到绝缘膜17的开口17a，所以第1基板10上的T字型的第3电极16和第2基板11上的相对电极15的电连接变得很可靠。因此，导电颗粒7的散布数与现有的衬垫(参照图14)的散布数相比，不需要特意地增加。
在本实施例中，使直径5.0μm的导电颗粒7按照1平方毫米500个的比例散布。
这种情况下，导电颗粒7的直径是相对电极15的宽度的1/4左右，但是在图4所示的断面图中，因为为了便于图示使第1基板10和第2基板11的间隔扩大，所以导电颗粒7也以远大于实际的放大比展示，与之相对应，在图1中，也是用假想线所示的导电颗粒7的直径和相对电极15的宽度同等增大。
如果采用这样构成的液晶显示装置，则在直视中观察不到因导电颗粒7产生的光遗漏，也没有配线短路引起的缺陷，可以得到高对比度、视角依赖性小的液晶显示装置。
如果采用这种构成的液晶显示装置，则在第1基板上的第1电极和第2电极之间具有作为开关元件的非线性电阻元件，通过改变施加在第2电极和在同一平面内相对的第3电极之间的电压，使液晶分子在与基板平行的方向上转动进行显示的液晶显示装置中，因为使该第1电极和第3电极不在同一基板上交叉，所以不用担心两电极短路，而且可以确保在第2电极和第3电极间施加电压。
另外，在T字型的第3电极16和相对电极15之间使用了在有弹性的空心颗粒上包覆金属赋予导电性的导电颗粒7进行电连接，而由于该导电颗粒7具有现有的衬垫的功能，所以与现有的液晶显示装置的第1基板和第2基板重合的工序相比，不需要特意增加工序数。因而，制造工序也不繁杂。
在本实施例中，作为导电材料，由于使用了在有弹性的空心颗粒上赋予导电性的导电颗粒，所以可以用导电颗粒具有的弹性，吸收颗粒直径的偏差和第1基板与第2基板间隔的偏差，可以使电连接稳定。
但是，也可以使用其它的导电部件代替该导电颗粒，并非必须设置倾斜面17b。
进而，在上述第1实施例中，设置了由铬(Cr)膜构成的梳状的第2电极14、T字型的第3电极16，以及相对电极15，而这3种电极可以兼有防止液晶显示装置漏光的黑底功能。
进而，通过在这些铬(Cr)膜上设置氧化铬膜，也可以附加低反射的功能。
另外，作为电极的材料，除了铬以外也可以使用铝和镍等的金属。
第2实施例
以下，用图5至图8说明本发明的第2实施例的液晶显示装置的结构。
图5至图8分别是与上述说明第1实施例的所使用的图1至图4对应的图，与这些图对应的部分附加相同的符号，并省略其说明。
在本实施例中，与第1实施例不同点是第2电极以及第3电极的形状和导电颗粒的配设方法。
即，如作为图6中圆圈b围成的部分的放大模式图图5所明确显示的那样，在第1基板10上，将由一体地形成非线性电阻元件9的上部电极24a的铬(Cr)膜构成的带状的第2电极24，设置成与第1电极13平行。
另外，同样在第1基板10上，设置与第2电极2 4在同一面内相对的由铬(Cr)膜构成的梳状的第3电极26。该梳状的第3电极26的一部分26a，被设置成与第2基板11上的相对电极25相对(重叠)。
而后，如图7和8所示，在第1基板10上设置为了保护非线性电阻元件9的由氧化钽(Ta2O5)膜构成的绝缘膜17，在该绝缘膜17的第3电极26的一部分26a上的一部分上形成开口17a。但是，在本实施例中，在该开口17a的周围不形成倾斜面。
进而，与第1实施例的情况相同，在第1基板10和第2基板11上，作为用于有规则地排列液晶8的分子的处理层，分别设置定向膜18、18。
此后，在第2基板11的相对电极15上，设置分散在粘接剂20上的导电颗粒7。在本实施例中，在环氧系列粘接剂20上分散在有弹性的空心颗粒上包覆金属赋予导电性的导电颗粒7，通过使用金属薄膜网的网板印刷法，在相对电极15上定位印刷导电颗粒7后，使粘接剂热硬化。
而后，用密封剂(未图示)在第1基板10和第2基板11的周围密封，在其间封入液晶8。
这里，因为定向膜18的厚度约0.05μm非常薄而柔软，所以第1基板10上的梳状的第3电极26的一部分26a上的定向膜18，和第2基板11的相对电极15上的定向膜18，被导电颗粒7捅破，第3电极26和相对电极15通过导电颗粒7电连接。
因而，即使是第2实施例，也可以从第1电极13和相对电极15，通过非线性电阻元件9以及导电颗粒7在第2电极24和第3电极26之间施加电压，产生在基板面平行方向的电场，使液晶8的分子与基板面平行地转动。
在该第2实施例中，第1电极13的宽度、带状的第2电极24和梳状的第3电极26，以及相对电极15的宽度都设置成20μm。但是，与相对电极15的第3电极26重合的部分的宽度，以及与梳状的第3电极26中的相对电极15相对的部分26a的宽度，也可以比相对电极15的另一部分的宽度(20μm)大，这样，由于电连接稳定所以更理想。
进而，在梳状的第3电极26上的绝缘膜17的开口部分17a的大小，设置成50μm×20μm，导电颗粒7用网板印刷法在每个开口17a处附着3～5个，在成为显示部分的第2电极24和第3电极26的间隙处，不附着导电颗粒7。
即使是这样构成的第2实施例，也可以使相对电极15和梳状的第3电极26的电连接可靠，不但没有配线的短路引起的缺陷，而且可以得到高对比度、视角依赖性小的液晶显示装置，并且制造也很容易。
另外，当在相对电极15上施加扫描电压时，通过如本实施例那样将与相对电极15连接的第3电极26设置成梳状电极，就可以防止因扫描电压的波动产生的斜电场引起定向不良。
进而，即使在该第2实施例中，也设置了由铬(Cr)膜构成的梳状的第3电极26和带状的第2电极24以及相对电极15，但是这3种电极可以兼有防止液晶显示装置漏光的黑底功能。
进而，通过在该铬(Cr)膜上设置氧化铬膜，也可以附加低反射的功能。
另外，作为电极的材料，除了铬以外，还可以使用铝和镍等的金属。
进而，在该第2实施例中，是将分散在粘接剂20上的导电颗粒7印刷在第2基板11的相对电极15上，但即使印刷在第1基板10的绝缘膜17的开口17a内的第3电极26上，也没有什么问题。
该导电颗粒7的印刷不限于网板印刷，也可以采用凹板印刷和凸版印刷。另外，本实施例是在定向膜18形成后印刷导电颗粒7，但也可以在定向膜形成前印刷。但是，这时，要限制定向膜烧制温度。
第3实施例
以下，用图9至图12说明本发明的第3实施例的液晶显示装置的结构。
图9至图12也是分别与上述说明第1实施例中所使用的图1至图4对应的图，与这些图相对应的的部分赋予同一符号，并省略其说明。
在本实施例中，与第1实施例的不同处在于，用BTB(背对背)连接的一对非线性电阻元件，构成第2电极和第3电极的形状，以及作为开关元件的非线性电阻元件。
即，如在作为图10中的圆圈c包围的部分的放大模式图的图9以及作为沿着该E-E线的断面图的图11所清楚展示的那样，在第1基板10上，首先设置由钽(Ta)构成的孤立电极30，在其表面作为阳极氧化膜形成由氧化钽(Ta2O5)膜构成的非线性电阻层32。
接着，在该第1基板10上设置由铬(Cr)膜构成的M行(参照图10)的第1电极33，在该第1电极33上在每个显示象素部分P上沿着基板面直角地突出设置第1上部电极33a，使其与孤立电极33正交。
再有，与第1电极33平行地设置由铬(Cr)膜构成的带状的第2电极34，从该第2电极34沿着基板面延伸设置弯曲成直角的第2上部电极34a，使其与孤立电极30正交。
这样一来，将孤立电极30作为共同的下部电极，用孤立电极30和非线性电阻层32和第1上部电极33a，在其交叉部分构成MIM型的第1非线性电阻元件38，用孤立电极30和非线性电阻元件32和第2上部电极34a，在其正交部分构成MIM型的第2非线性电阻元件39。
进而，孤立电极如下那样形成。
首先，在第1基板10的整个面上形成钽(Ta)膜后，把该钽膜图形化形成包含孤立电极30的M行的行图案。如此形成该整个行图案，使得在板外周上与阳极氧化用的公用电极连接。
而后，将该第1基板10浸泡在柠檬酸和磷酸铵等的阳极氧化液中，通过阳极氧化用公用电极施加直流电压，在各行图案的表面形成非线性电阻层32。
其后，再次进行图形化，除去行图案的不需要部分，在每个显示象素上留下孤立电极30。
第1非线性电阻元件38和第2非线性电阻元件39反向串联(BTB)连接，通过2个非线性电阻元件，在第1电极33上施加正电压时和施加负电压时的电压-电流特性对称。
进而，在第1基板10上，设置由铬(Cr)膜构成的梳状的第3电极36，使得其与带状的第2电极34在同一平面内相对。该梳状的第3电极36的一部分36a，被设置成与第2基板11上的相对电极15相对(重叠)。其它构成与第1实施例相同。
第1基板10和第2基板11通过在有弹性的空心颗粒上包覆金属赋予导电特性的导电颗粒7以规定的间隔相对，用密封剂(未图示)将其周边粘合，并在其中封入液晶8。
这种情况下，也同样是定向膜18与导电颗粒接触的部分被捅破，第1基板10上的梳状的第3电极36和第2基板11上的相对电极15通过导电颗粒7电连接。
即使在该第3实施例中，也是将第1电极33的宽度、带状的第2电极34和梳状的第3电极36，以及相对电极15的宽度都设置成20μm。但是，相对电极15与第3电极36重合的部分的宽度，以及梳状的第3电极36中与相对电极15相对的部分36a的宽度，也可以比相对电极15的其它部分的宽度(20μm)大，由于这样电连接稳定，所以更理想。
第3电极36的一部分36a上的绝缘膜17的开口17a的大小，也与第1实施例的情况相同，设置成50μm×20μm，设置在其周边的绝缘膜17的斜面部分17b的大小也设置成70μm×35μm。
即使采用该第3实施例，也可以得到与上述第1、2实施例的情况同样的作用和效果。
进而，通过反向串联设置第1非线性电阻元件38和第2非线性电阻元件39，由于电流-电压特性变为对称，因而不会在液晶层上施加直流电压，可以得到没有荧光屏图像保留现象(残留图像)、具有高显示品质的液晶显示装置。
[各实施例的变形例]
以上说明了使用钽膜作为本发明的第1实施例和第2实施例中的第1电极13，以及第3实施例中的孤立电极30的材料，但是，也可以除钽(Ta)以外使用包含氮(N)的钽膜、包含磷(P)的钽膜、包含铌(Nb)的钽膜等。
另外，作为这些电极材料，也可以使用铝、铜、镍等低电阻材料，和钽或在钽中包含杂质的膜的多层膜。
进而，在上述第1至第3实施例中，说明了作为第1电极13或孤立电极30的材料使用钽膜，在其表面进行阳极氧化处理，形成由氧化钽膜构成的非线性电阻层12或32的例子。
但是，作为该非线性电阻层12或32的材料，也可以使用设置在氧化钽膜的上部的氧化钽膜和氮化钽膜。或者，也可以使用由氧化钽膜和包含杂质的氧化硅膜的多层膜构成的非线性电阻层。
当使用了由多层膜构成的非线性电阻层时，可以控制非线性电阻元件的电流-电压特性。因此，还可以抑制流过非线性电阻元件的过电流，使液晶显示装置的特性提高。
在上述各实施例中，也可以进行以下种种变更，即，在各象素部分上设置1个或2个非线性电阻元件作为开关元件、或将第2电极和第3电极的1个设置成梳状，或者设置成其它形状、或在绝缘膜的开口的周边设置倾斜部分、或组合作为导电材料的导电颗粒的配设方法等。
另外，本发明不只限于单色的液晶显示装置，当然也适用于可以显示彩色的液晶显示装置。这种情况下，例如，在上述各实施例中的第2基板一侧，对应于各显示象素部分，也可以设置R(红)、G(绿)、B(蓝)的彩色滤光器。
如以上说明的那样，如果采用本发明，则在具有非线性电阻元件，用IPS法使液晶分子在基板平行的方向上转动进行显示的液晶显示装置中、可以使第1电极(信号电极)和相对电极不在同一基板上，从而可以避免由于在同一基板上两电极交叉产生的短路。
进而，在粘合第1基板和第2基板的工序中，由于采用在有弹性的空心颗粒上包覆金属赋予导电性的导电颗粒，作为使第1基板和第2基板保持一定间隔的衬垫，因而可以通过该导电颗粒确保第1基板上的孤立的第3电极和第2基板上的相对电极的电连接。
粘合该基板的工序与现有的基板粘合工序比较，不需要特意增加工序数。
因而，可以以高生产率低价格提供高对比度、视角特性良好、没有象素遗漏、显示品质高的液晶显示装置。而且，可以广泛利用该液晶显示装置作为各种信息处理装置、电子机器、AV机器、产业用机器等的显示器。

Claims (8)

1、一种液晶显示装置，是在平行相对的第1基板和第2基板之间封入液晶，在上述第1基板上设置一对电极使得形成在该基板平行方向上的电场，使液晶分子的长轴方向与该一对电极间的电位差产生的电场强度相对应，在大致与基板面保持平行的同时改变方向，由此对应于对比度进行显示的液晶显示装置，其特征在于：
在上述第1基板上配设第1电极以及第2电极、设置在该第1电极的一部分和第2电极的一部分交叉的位置上的非线性电阻元件、以及与上述第2电极在同一平面内彼此相对并共同构成上述一对电极的孤立的第3电极，
在上述第2基板与上述第1基板相对的面上，在与上述第1电极正交的方向上设置相对电极，使该相对电极和上述第1基板上的第3电极的一部分相对，
在相互相对的上述相对电极和上述第3电极的一部分之间，设置使该相对电极和第3电极在上述液晶内电连接的导电部件，上述第2电极和上述第3电极的某一方为梳状电极。
2、一种液晶显示装置，是在平行相对的第1基板和第2基板之间封入液晶，在上述第1基板上设置一对电极使得形成在该基板平行方向上的电场，使液晶分子的长轴方向与该一对电极间的电位差产生的电场强度相对应，在大致与基板面保持平行的同时改变方向，由此对应于对比度进行显示的液晶显示装置，其特征在于：
在上述第1基板上配设第1电极、第2电极、孤立电极、设置在该第1电极的一部分和第2电极的一部分分别与上述孤立电极交叉的位置上的一对非线性电阻元件、以及与上述第2电极在同一平面内彼此相对并共同构成上述一对电极的孤立的第3电极，
在上述第2基板与上述第1基板相对的面上，在与上述第1电极正交的方向上设置相对电极，使该相对电极和上述第1基板上的第3电极的一部分相对，
在相互相对的上述相对电极和上述第3电极的一部分之间，设置使该相对电极和第3电极在上述液晶内电连接的导电部件，上述第2电极和上述第3电极的某一方为梳状电极。
3、权利要求1所述的液晶显示装置，其中上述导电部件是在具有弹性的空心颗粒上附加导电性的导电颗粒。
4、权利要求2所述的液晶显示装置，其中上述导电部件是在具有弹性的空心颗粒上附加导电性的导电颗粒。
5、权利要求3所述的液晶显示装置，其中，在第1基板上设置在与上述第3电极的一部分对应的部分上有开口的绝缘膜，在该绝缘膜的上述开口部分的周围形成斜面部分，
用该斜面部分将上述导电颗粒引入并收集在上述开口部分。
6、权利要求4所述的液晶显示装置，其中，在第1基板上设置在与上述第3电极的一部分对应的部分上有开口的绝缘膜，在该绝缘膜的上述开口部分的周围形成斜面部分，
用该斜面部分将上述导电颗粒引入并收集在上述开口部分。
7、权利要求3所述的液晶显示装置，其中，在上述相对电极和上述第3电极的一部分之间，配设分散在粘接剂上的导电颗粒。
8、权利要求4所述的液晶显示装置，其中，在上述相对电极和上述第3电极的一部分之间，配设分散在粘接剂上的导电颗粒。
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