JPH0617957B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JPH0617957B2 JPH0617957B2 JP60103141A JP10314185A JPH0617957B2 JP H0617957 B2 JPH0617957 B2 JP H0617957B2 JP 60103141 A JP60103141 A JP 60103141A JP 10314185 A JP10314185 A JP 10314185A JP H0617957 B2 JPH0617957 B2 JP H0617957B2
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/1365—Active matrix addressed cells in which the switching element is a two-electrode device
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
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- C09K2323/05—Bonding or intermediate layer characterised by chemical composition, e.g. sealant or spacer
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Description
【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。
Ａ．産業上の利用分野 Ｂ．発明の概要 Ｃ．従来技術 Ｄ．発明が解決しようとする問題点 Ｅ．問題点を解決しようとする手段 Ｆ．作用 Ｇ．実施例 G1 基板の電極構成の説明（第１図(a)） G2 液晶表示装置の断面構造の説明（第１図(b)） G3 電流対電圧特性グラフ（第２図） G4 シリコン酸化膜の赤外吸収特性（第３図(a)） G5 シリコン窒化膜の赤外吸収特性（第３図(b)） G6 シリコン酸化膜の組成比を変えたときの抵抗対電界
強度特性グラフ（第４図(a)） G7 シリコン酸化膜の組成比を変えたときの非線形係数
と光学特性グラフ（第４図(b)） G8 シリコン窒化膜の組成比を変えたときの抵抗対電界
強度特性グラフ（第５図(a)） G9 シリコン窒化膜の組成比を変えたときの非線形係数
と光学特性グラフ（第５図(b)） G10 液晶表示装置の縦断面図（第６図） G11 リンを含有するシリコン酸化膜の抵抗対電圧特性
グラフ（第７図） G12 液晶表示装置の縦断面図（第８図） Ｈ．発明の効果 Ａ 産業上の利用分野 本発明は、計測機の表示パネル、自動車のインストルメ
ントパネル、パーソナルコンピユーター画像表示装置、
テレビなどに使用される、多数の画素数を有する液晶表
示装置に関する。
強度特性グラフ（第４図(a)） G7 シリコン酸化膜の組成比を変えたときの非線形係数
と光学特性グラフ（第４図(b)） G8 シリコン窒化膜の組成比を変えたときの抵抗対電界
強度特性グラフ（第５図(a)） G9 シリコン窒化膜の組成比を変えたときの非線形係数
と光学特性グラフ（第５図(b)） G10 液晶表示装置の縦断面図（第６図） G11 リンを含有するシリコン酸化膜の抵抗対電圧特性
グラフ（第７図） G12 液晶表示装置の縦断面図（第８図） Ｈ．発明の効果 Ａ 産業上の利用分野 本発明は、計測機の表示パネル、自動車のインストルメ
ントパネル、パーソナルコンピユーター画像表示装置、
テレビなどに使用される、多数の画素数を有する液晶表
示装置に関する。
Ｂ 発明の概要 本発明は、多数の行列電極を有するマトリクス構造液晶
表示装置において、液晶駆動用電極の各画素ごとに、液
晶と直列に、シリコンを主な成分とするアモルファス材
料からなる非線形抵抗素子を形成することにより、製造
方法を容易にし、信頼性を高くしたものである。
表示装置において、液晶駆動用電極の各画素ごとに、液
晶と直列に、シリコンを主な成分とするアモルファス材
料からなる非線形抵抗素子を形成することにより、製造
方法を容易にし、信頼性を高くしたものである。
Ｃ 従来技術 小型であり、軽量、低消費電力の表示装置として液晶表
示装置が実用化されている。近年この種の表示装置の表
示情報量増大化を計る目的で、ＴＦＴ薄膜トランジスタ
ー、シリコン単結晶上に形成したＭＯＳトランジスター
などによる３端子アクテイブマトリクス液晶表示装置
や、非線形抵抗素子を各液晶画素と直列に設けた２端子
アクテイブマトリクス液晶表示装置が脚光をあびてい
る。
示装置が実用化されている。近年この種の表示装置の表
示情報量増大化を計る目的で、ＴＦＴ薄膜トランジスタ
ー、シリコン単結晶上に形成したＭＯＳトランジスター
などによる３端子アクテイブマトリクス液晶表示装置
や、非線形抵抗素子を各液晶画素と直列に設けた２端子
アクテイブマトリクス液晶表示装置が脚光をあびてい
る。
２端子素子アクテイブマトリクスは、３端子素子アクテ
イブマトリクスと比較し、形成膜数が少なく、フオトエ
ッチング工程数が少なく、さらにパターニング精度が比
較的粗い、などの特徴があり、低コスト、大面積表示装
置への応用が可能である。
イブマトリクスと比較し、形成膜数が少なく、フオトエ
ッチング工程数が少なく、さらにパターニング精度が比
較的粗い、などの特徴があり、低コスト、大面積表示装
置への応用が可能である。
２端子アクテイブマトリクス液晶表示装置は次の方式が
公知である。
公知である。
バリスター方式 金属−絶縁膜−金属（ＭＩＭ）方式 ダイオード方式 のバリスター方式は特開昭55−105285号公報、のＭ
ＩＭ方式は、特開昭55−161273号公報に示されている。
次に、２端子アクテイブマトリクス液晶表示装置の動作
方式について、従来から公知であるＭＩＭ方式によつて
説明する。
ＩＭ方式は、特開昭55−161273号公報に示されている。
次に、２端子アクテイブマトリクス液晶表示装置の動作
方式について、従来から公知であるＭＩＭ方式によつて
説明する。
第９図は、上記の方式による、従来から知られたＭＩ
Ｍ型非線形抵抗素子による液晶表示装置の縦断面図であ
り、一画素について明示した。第10図は縦来から知られ
た非線形抵抗素子を用いた多数の行列電極を有する液晶
パネルの回路図である。第９図の９０，９１はそれぞれ
上下透明基板、９２は液晶層、９３は上基板の表示用透
明電極、９４は下側基板の金属タンタルであり、透明電
極９３と金属タンタル電極９４は行列電極を形成し、そ
れぞれ１００本以上の電極群からなる。９５は表示用画
素電極であり、９６は金属カンタル９４を陽極酸化して
形成した絶縁膜であり、ＭＩＭは、電極９４と絶縁膜９
６と電極９５から形成される。
Ｍ型非線形抵抗素子による液晶表示装置の縦断面図であ
り、一画素について明示した。第10図は縦来から知られ
た非線形抵抗素子を用いた多数の行列電極を有する液晶
パネルの回路図である。第９図の９０，９１はそれぞれ
上下透明基板、９２は液晶層、９３は上基板の表示用透
明電極、９４は下側基板の金属タンタルであり、透明電
極９３と金属タンタル電極９４は行列電極を形成し、そ
れぞれ１００本以上の電極群からなる。９５は表示用画
素電極であり、９６は金属カンタル９４を陽極酸化して
形成した絶縁膜であり、ＭＩＭは、電極９４と絶縁膜９
６と電極９５から形成される。
第１０図は、第９図のような断面構造をもつ液晶表示装
置の回路図であり、１００は行電極群、１０１は列電極
群であり、行列電極の各交叉部はそれぞれ液晶１０２と
非線形抵抗素子１０３が直列に形成される。
置の回路図であり、１００は行電極群、１０１は列電極
群であり、行列電極の各交叉部はそれぞれ液晶１０２と
非線形抵抗素子１０３が直列に形成される。
この種の液晶パネル動作原理は次のように理解される。
通常の単純マトリクスの駆動方式は、第１０図多数の行
電極１００を、一本づつ上の方から線順に選択し、その
選択期間内に列電極１０１によつてデーターを書き込
む。行列電極に印加する電圧レベルは、一般に電圧平均
化法とよばれる方式によつて行う。第１０図に示す非線
形抵抗素子を有するパネルにおいても同様であり、バイ
アス数は1/3〜1/15バイアスで行う。
通常の単純マトリクスの駆動方式は、第１０図多数の行
電極１００を、一本づつ上の方から線順に選択し、その
選択期間内に列電極１０１によつてデーターを書き込
む。行列電極に印加する電圧レベルは、一般に電圧平均
化法とよばれる方式によつて行う。第１０図に示す非線
形抵抗素子を有するパネルにおいても同様であり、バイ
アス数は1/3〜1/15バイアスで行う。
第１１図(a)は、従来から知られた一画素の等価回路図
であり、非線形抵抗素子と液晶が直列に接続された状態
を示し、CLCは液晶の容量、RLCは液晶の抵抗、ＣＩは非
線形抵抗素子の容量、ＲＩは非線形抵抗素子の抵抗をそ
れぞれ示す。抵抗ＲＩは電圧の関数である。第１１図
(b)，(c)はそれぞれ、画素の点燈時の電圧波形を示し、
公知であり、実線が印加電圧波形であり、第１１図(a)
の点Ａと点Ｃに印加される電圧、破線は、第１１図(a)
の点Ｂの電圧波形であり、第１１図(b)，(c)の斜線部分
が実効的に液晶に印加される電圧である。液晶表示動作
が十分なコントラストで行うことができるためには、点
燈時の液晶へ印加される実効電圧が、液晶の和電圧VSAT
よりも大きいこと、非点燈時液晶へ印加される実効電圧
は、液晶のしきい値電圧VTHよりも低いこと、非選択期
間の抵抗ＲＩが液晶の抵抗と同程度以上であること、で
ある。この結果、点燈時書き込まれるための時定数
τ１、保持するための時定数τ２、非点燈時書き込まれ
ないための時定τ３の条件は式(1)〜(3)であらわすこと
ができる。なお液晶容量は５×１０−１３Ｆとする。
であり、非線形抵抗素子と液晶が直列に接続された状態
を示し、CLCは液晶の容量、RLCは液晶の抵抗、ＣＩは非
線形抵抗素子の容量、ＲＩは非線形抵抗素子の抵抗をそ
れぞれ示す。抵抗ＲＩは電圧の関数である。第１１図
(b)，(c)はそれぞれ、画素の点燈時の電圧波形を示し、
公知であり、実線が印加電圧波形であり、第１１図(a)
の点Ａと点Ｃに印加される電圧、破線は、第１１図(a)
の点Ｂの電圧波形であり、第１１図(b)，(c)の斜線部分
が実効的に液晶に印加される電圧である。液晶表示動作
が十分なコントラストで行うことができるためには、点
燈時の液晶へ印加される実効電圧が、液晶の和電圧VSAT
よりも大きいこと、非点燈時液晶へ印加される実効電圧
は、液晶のしきい値電圧VTHよりも低いこと、非選択期
間の抵抗ＲＩが液晶の抵抗と同程度以上であること、で
ある。この結果、点燈時書き込まれるための時定数
τ１、保持するための時定数τ２、非点燈時書き込まれ
ないための時定τ３の条件は式(1)〜(3)であらわすこと
ができる。なお液晶容量は５×１０−１３Ｆとする。
５×１０−６＜τ１＜１×１０−４ ……(1) 1.6×１０−３＜τ２ ……(2) τ３＞１×１０−４ ……(3) したがつて、 １０７＜RI(VON)＜２×１０８ ……(4) ３×１０９＜RI(VNON)RLC/(RI(VNON)+RLC) ……(5) RI(VOFF)＞２×１０８ ……(6) また、非線形抵抗素子へ電圧が十分印加されるために
は、通常CI＜CLC／５と小さくする必要がある。
は、通常CI＜CLC／５と小さくする必要がある。
非線形抵抗素子として、絶縁膜を使用したMIM型方式に
よる従来例においては、第９図の絶縁膜９６の厚さを１
００〜６００Åとしなければならない。
よる従来例においては、第９図の絶縁膜９６の厚さを１
００〜６００Åとしなければならない。
非線形抵抗素子と液晶の容量比CICLC／５の制約条件
によつて、非線形抵抗素子の上下電極の重なり面積は最
大６μｍ×６μｍ程度となり、この部分を流れる電流密
度は式(4)より５Ａ／cm2以上となる。
によつて、非線形抵抗素子の上下電極の重なり面積は最
大６μｍ×６μｍ程度となり、この部分を流れる電流密
度は式(4)より５Ａ／cm2以上となる。
またこの種の液晶デイスプレイは、液晶配向ラビング処
理を行うが、前記絶縁膜の膜厚においては、機械的な荷
重により非線形抵抗素子が破壊されやすい。また、非線
形抵抗素子を構成する上下電極の材質を異にする場合
は、電極と絶縁膜間の電位障壁の相違によつて、非線形
性が印加電圧の極性に対して非対称となり、液晶層にお
いて電気化学反応をひきおこし急速に劣化する。これを
防止するためには、同一材質の電極を使用する必要があ
り、フオトエッチング工程数の増加、使用フオトマスク
数が４枚以上必要となる。
理を行うが、前記絶縁膜の膜厚においては、機械的な荷
重により非線形抵抗素子が破壊されやすい。また、非線
形抵抗素子を構成する上下電極の材質を異にする場合
は、電極と絶縁膜間の電位障壁の相違によつて、非線形
性が印加電圧の極性に対して非対称となり、液晶層にお
いて電気化学反応をひきおこし急速に劣化する。これを
防止するためには、同一材質の電極を使用する必要があ
り、フオトエッチング工程数の増加、使用フオトマスク
数が４枚以上必要となる。
同様のことは、ダイオードを用いた非線形抵抗素子によ
る液晶表示装置にもいえる。またZnOパリスターを用い
る場合は、バリスターの厚さが２５μｍ以上必要である
こと、温度５００℃以上の焼成が必要であること、非常
に厚い膜のエツチング工程が必要であること、駆動電圧
が３０ボルト以上と高いなどの特徴がある。
る液晶表示装置にもいえる。またZnOパリスターを用い
る場合は、バリスターの厚さが２５μｍ以上必要である
こと、温度５００℃以上の焼成が必要であること、非常
に厚い膜のエツチング工程が必要であること、駆動電圧
が３０ボルト以上と高いなどの特徴がある。
Ｄ 発明が解決しようとする問題点 前記従来技術の問題点は以下のように要約できる。
６μｍ以下の微細加工工程が存在し、画面サイズが
Ａ４版以上の製造がきわめて困難。
Ａ４版以上の製造がきわめて困難。
フオトエツチングプロセス工程数が３回以上必要で
あり、欠陥の発生率を上昇させ、また工程数増加による
コスト高になる。
あり、欠陥の発生率を上昇させ、また工程数増加による
コスト高になる。
非線形抵抗膜の膜厚が６００Å以下と薄く、液晶配
向処理のラビング時にＭＩＭが破壊される。
向処理のラビング時にＭＩＭが破壊される。
ＭＩＭを構成する金属電極は電気的に対称構造にし
なければならない。そのためには同一の金属を使用する
必要があり、製造工程数が増加する。
なければならない。そのためには同一の金属を使用する
必要があり、製造工程数が増加する。
非線形抵抗素子としてダイオードを使用する場合、
ダイオードの電特の極性による非対称性の原因で、一画
素に２ケ以上のダイオードを形成する必要があり、その
ために製造工程数の増加、欠陥発生率の上昇をきたす。
ダイオードの電特の極性による非対称性の原因で、一画
素に２ケ以上のダイオードを形成する必要があり、その
ために製造工程数の増加、欠陥発生率の上昇をきたす。
ZnOによるバリスターは、厚膜形成、高温焼成工程
が必要であり、基板表面の平坦化がむずかしく、さらに
工程数が増加する。
が必要であり、基板表面の平坦化がむずかしく、さらに
工程数が増加する。
Ｅ 問題点を解決しようとして手段 本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、従来
から知られている。ＭＩＭ方式、ＰＮ型ダイオード方
式、ZnOバリスター方式とは異なる新規非線形抵抗素子
による液晶表示装置である。
から知られている。ＭＩＭ方式、ＰＮ型ダイオード方
式、ZnOバリスター方式とは異なる新規非線形抵抗素子
による液晶表示装置である。
すなわち上記問題点を解決するために、非線形抵抗素子
として、水素を含有するアモルファスシリコンまたは、
化学量論比よりもシリコンの含有量の多いシリコン酸化
膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化窒化膜からなるアモ
ルファス材料を、導体間に形成した。前記シリコンを主
な成分とするアモルファス材料の膜厚は、導体間にサン
ドイツチ状に形成する場合は膜厚４００Åから10000Å
とした。導体間に水平方向に形成した平面構造型の場合
は10000Å以上とした。
として、水素を含有するアモルファスシリコンまたは、
化学量論比よりもシリコンの含有量の多いシリコン酸化
膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化窒化膜からなるアモ
ルファス材料を、導体間に形成した。前記シリコンを主
な成分とするアモルファス材料の膜厚は、導体間にサン
ドイツチ状に形成する場合は膜厚４００Åから10000Å
とした。導体間に水平方向に形成した平面構造型の場合
は10000Å以上とした。
Ｆ 作 用 非線形抵抗素子の電流対電界強度を式(7)であらわす
と、非線形係数αは、およそ３から２０の値 Ｉ＝Ke×Ｐ（αＥ）……(7) Ｉ；電流 Ｋ；定数 α；非線形係数 Ｅ；電界強度１０６Ｖ／cm となることを本発明者が実験によつて確認した。
と、非線形係数αは、およそ３から２０の値 Ｉ＝Ke×Ｐ（αＥ）……(7) Ｉ；電流 Ｋ；定数 α；非線形係数 Ｅ；電界強度１０６Ｖ／cm となることを本発明者が実験によつて確認した。
すなわち、この結果、本発明の非線形抵抗素子を使用す
れば、導体−アモルファス材料−導体の重なり面積はお
よそ１００μm2から１０００μm2とすることができる。
また、本発明による非線形抵抗素子の電気特性は、電極
材質に依存せずに電極の極性に対してきわめてすぐれた
対称性を有する。その結果、フオトエツチングの工程数
は２回ないし３回で良く、フオトエツチング時の最少パ
ターン幅を１０μｍから４０μｍとすることができ、極
めて粗いパターニングが可能となつた。非線形抵抗素子
を構成するアモルファス材料は、基本的に導電性であ
り、膜厚が、４００Åから10000Å、通常１０００Å以
上と厚く、その結果、配向処理時のラビングによつてほ
とんど破壊されることがなく、静電気に対して十分な耐
圧を有する。
れば、導体−アモルファス材料−導体の重なり面積はお
よそ１００μm2から１０００μm2とすることができる。
また、本発明による非線形抵抗素子の電気特性は、電極
材質に依存せずに電極の極性に対してきわめてすぐれた
対称性を有する。その結果、フオトエツチングの工程数
は２回ないし３回で良く、フオトエツチング時の最少パ
ターン幅を１０μｍから４０μｍとすることができ、極
めて粗いパターニングが可能となつた。非線形抵抗素子
を構成するアモルファス材料は、基本的に導電性であ
り、膜厚が、４００Åから10000Å、通常１０００Å以
上と厚く、その結果、配向処理時のラビングによつてほ
とんど破壊されることがなく、静電気に対して十分な耐
圧を有する。
前述のごとく工程が極めて単純であり、かつ、１０μｍ
以上の粗プロセスで製造が可能であり、その結果、画面
の大型化が容易であり、かつ高い製造歩留りが容易に得
られる、新規非線形抵抗素子による液晶表示装置を提供
するものである。
以上の粗プロセスで製造が可能であり、その結果、画面
の大型化が容易であり、かつ高い製造歩留りが容易に得
られる、新規非線形抵抗素子による液晶表示装置を提供
するものである。
Ｇ 実施例 G1 基板の電極構成の説明図 第１図(a)は、本発明による液晶表示装置の非線形抵抗
素子を形成した基板の斜視図であり、一画素を明示した
もので、液晶層、液晶を封入するための反対側基板、偏
光板等は説明を簡単にするために省略した。
素子を形成した基板の斜視図であり、一画素を明示した
もので、液晶層、液晶を封入するための反対側基板、偏
光板等は説明を簡単にするために省略した。
G2 液晶表示装置の断面構造の説明 第１図(b)は、本発明による液晶表示装置の縦断面構造
の一画素について明示した図であり、偏光板は省略し
た。第１図(a)において、１は基板で透明ガラスであ
り、通常のガラスを使用、２は透明導電膜であり、イン
ジウムスズ酸化膜（ITO）をマグネトロンスパツター等
によつて約１００Åから５００Å形成し、次にフオトエ
ツチングによつてパターンを形成した。３はシリコンを
主体とするアモルファス材料であり、シランガスおよ
び、シリコン酸化膜の場合は炭酸ガス、亜酸化窒素ガ
ス、酸素ガスなどの混合ガスを使用し、シリコン窒化膜
の場合は、アンモニアガス、窒素ガスなどの混合ガスに
よるプラズマＣＶＤ法によつて約１０００Å形成した。
４は金属電極であり、行列電極の一方の電極であり、本
実施例においてはクロム金属をスパツターによつて約３
０００Å形成した。クロムの他に、Al，Cu，NiCr，Ag，
Au，Taなどを使用することができる。次にフオトエツチ
ングによつて金属電極４を選択的に除去し、次に感光性
樹脂を除去せずに、シリコンを主な成分とするアモルフ
ァス膜３を選択的にエツチング除去した。非線形抵抗素
子を形成した基板は、この結果、２回フオトマスクを使
用し、３回のエツチング工程によつて作成した。第１図
(b)、５は液晶層であり、厚さ約７μｍであり、ツイス
トネマテイツク材料を使用した。６は上側透明基板であ
り、通常のガラスであり、７は、上側透明基板上に形成
した透明導電膜ＩＴＯであり、行列電極の一方の電極群
を構成している。
の一画素について明示した図であり、偏光板は省略し
た。第１図(a)において、１は基板で透明ガラスであ
り、通常のガラスを使用、２は透明導電膜であり、イン
ジウムスズ酸化膜（ITO）をマグネトロンスパツター等
によつて約１００Åから５００Å形成し、次にフオトエ
ツチングによつてパターンを形成した。３はシリコンを
主体とするアモルファス材料であり、シランガスおよ
び、シリコン酸化膜の場合は炭酸ガス、亜酸化窒素ガ
ス、酸素ガスなどの混合ガスを使用し、シリコン窒化膜
の場合は、アンモニアガス、窒素ガスなどの混合ガスに
よるプラズマＣＶＤ法によつて約１０００Å形成した。
４は金属電極であり、行列電極の一方の電極であり、本
実施例においてはクロム金属をスパツターによつて約３
０００Å形成した。クロムの他に、Al，Cu，NiCr，Ag，
Au，Taなどを使用することができる。次にフオトエツチ
ングによつて金属電極４を選択的に除去し、次に感光性
樹脂を除去せずに、シリコンを主な成分とするアモルフ
ァス膜３を選択的にエツチング除去した。非線形抵抗素
子を形成した基板は、この結果、２回フオトマスクを使
用し、３回のエツチング工程によつて作成した。第１図
(b)、５は液晶層であり、厚さ約７μｍであり、ツイス
トネマテイツク材料を使用した。６は上側透明基板であ
り、通常のガラスであり、７は、上側透明基板上に形成
した透明導電膜ＩＴＯであり、行列電極の一方の電極群
を構成している。
第２図は、上述の方法によつて形成したシリコンを主体
とするアモルファス膜の電流電圧特性を示し、一方の電
極がクロム金属、他方の電極はＩＴＯのときの特性を示
し、すぐれた非線形極性の対称性を示した。
とするアモルファス膜の電流電圧特性を示し、一方の電
極がクロム金属、他方の電極はＩＴＯのときの特性を示
し、すぐれた非線形極性の対称性を示した。
G4 シリコン酸化膜の赤外吸収特性 第３図(a)は、原料ガスをシランガスと亜酸化窒素ガス
の混合ガスをプラズマＣＶＤ法によつて作成したアモル
ファス膜の赤外吸収特性を示すグラフであり、第３図
(a)の３０は、波数２１００cm-ふきんのＳｉ−Ｈポンド
に起因する吸収ピーク、 第３図(a)の３１は波数1050cm-1および800〜900cm-1ふ
ききんのＳｉ−Ｏに起因する吸収ピークである。Ｓｉ−
Ｈの吸収ピークから水素含有量は、1021〜1022個／cm3
であつた。
の混合ガスをプラズマＣＶＤ法によつて作成したアモル
ファス膜の赤外吸収特性を示すグラフであり、第３図
(a)の３０は、波数２１００cm-ふきんのＳｉ−Ｈポンド
に起因する吸収ピーク、 第３図(a)の３１は波数1050cm-1および800〜900cm-1ふ
ききんのＳｉ−Ｏに起因する吸収ピークである。Ｓｉ−
Ｈの吸収ピークから水素含有量は、1021〜1022個／cm3
であつた。
G5 シリコン窒化膜の赤外吸収特性 第３図(b)は、原料ガスをシリコンガスとアンモニアガ
スまたは窒素ガスの混合ガスによつてプラズマＣＶＤ法
によつて作成したアモルファス材料の赤外吸収特性を示
すグラフであり、第３０図(b)の３２はＳｉ−Ｈポンド
に起因する2100cm-1ふきんの吸収ピークであり、第３図
(b)の３３はＳｉ−Ｎに起因する８４０cm-1ふきんでブ
ロードな吸収ピークである。この種のシリコン窒化膜の
膜中含有水素量は、1021〜1022個／cm3であつた。
スまたは窒素ガスの混合ガスによつてプラズマＣＶＤ法
によつて作成したアモルファス材料の赤外吸収特性を示
すグラフであり、第３０図(b)の３２はＳｉ−Ｈポンド
に起因する2100cm-1ふきんの吸収ピークであり、第３図
(b)の３３はＳｉ−Ｎに起因する８４０cm-1ふきんでブ
ロードな吸収ピークである。この種のシリコン窒化膜の
膜中含有水素量は、1021〜1022個／cm3であつた。
G6 シリコン酸化膜の抵抗対電界強度特性グラフ 第４図(a)および(b)は、本発明の液晶表示装置に適用す
る化学量論比よりもシリコン原子を多く含むシリコン酸
化膜の、原素組成比、酸素(O)／シリコン(Si)比を変え
たときの非線形抵抗特性と、その膜質をそれぞれ示すグ
ラフである。第４図(a)は、前述の方法で作成したシリ
コン酸化膜の抵抗対電界強度特性（以後Ｒ−Ｅ特性と記
す）を示すグラフであり、第４図(a)の曲線４０は、酸
素原子を含有しないアモルファスシリコンの暗電流Ｒ−
Ｅ特性である。第４図(a)の曲線４１、４２、４３はそ
れぞれＯ／Ｓｉ比を増加したときのＲ−Ｅ特性であり、
曲線４２はＯ／Ｓｉ比が０．１７、曲線４３はＯ／Ｓｉ
比が０．７５であり、グラフ４４はＯ／Ｓｉが２であり
二酸化シリコンである。このＲ−Ｅ特性はシリコンを主
成分とするアモルファス材料の膜厚を変えてもほぼ同じ
結果が得られ、このことから、Ｒ−Ｅ特性はパルクの性
質が反影されたものと考えられ、トンネル電流やシヨツ
トキー伝導機構とは異なると考えられる。
る化学量論比よりもシリコン原子を多く含むシリコン酸
化膜の、原素組成比、酸素(O)／シリコン(Si)比を変え
たときの非線形抵抗特性と、その膜質をそれぞれ示すグ
ラフである。第４図(a)は、前述の方法で作成したシリ
コン酸化膜の抵抗対電界強度特性（以後Ｒ−Ｅ特性と記
す）を示すグラフであり、第４図(a)の曲線４０は、酸
素原子を含有しないアモルファスシリコンの暗電流Ｒ−
Ｅ特性である。第４図(a)の曲線４１、４２、４３はそ
れぞれＯ／Ｓｉ比を増加したときのＲ−Ｅ特性であり、
曲線４２はＯ／Ｓｉ比が０．１７、曲線４３はＯ／Ｓｉ
比が０．７５であり、グラフ４４はＯ／Ｓｉが２であり
二酸化シリコンである。このＲ−Ｅ特性はシリコンを主
成分とするアモルファス材料の膜厚を変えてもほぼ同じ
結果が得られ、このことから、Ｒ−Ｅ特性はパルクの性
質が反影されたものと考えられ、トンネル電流やシヨツ
トキー伝導機構とは異なると考えられる。
G7 シリコン酸化膜の非線形係数と光学特性グラフ 第４図(b)は、化学量論比よりもシリコン原子を多く含
むシリコン酸化膜の膜質を示すグラフであり、横軸がＯ
／Ｓｉ比、これに対する式(7)であらわせる非線形係数
α、屈折率ｎ、光学的バンドギヤツプEgoptを示す本発
明者による実験結果である。光学的バンドギヤツプEgop
tが2.5ｅＶ以上でシリコン酸化膜はほぼ透明となり、こ
のときのＯ／Ｓｉ比は0.4〜0.5であつた。この透明なシ
リコン酸化膜においても非線形係数αは７以上であつ
た。
むシリコン酸化膜の膜質を示すグラフであり、横軸がＯ
／Ｓｉ比、これに対する式(7)であらわせる非線形係数
α、屈折率ｎ、光学的バンドギヤツプEgoptを示す本発
明者による実験結果である。光学的バンドギヤツプEgop
tが2.5ｅＶ以上でシリコン酸化膜はほぼ透明となり、こ
のときのＯ／Ｓｉ比は0.4〜0.5であつた。この透明なシ
リコン酸化膜においても非線形係数αは７以上であつ
た。
次にこの種の非線形抵抗材料を液晶表示装置への適用方
法について説明する。非線形抵抗素子の抵抗ＲＩは、式
(4)〜(6)の条件を満足すれば良い。すなわち、表示点燈
時に印加される電圧VON時、ＲＩは、107〜108Ω、非点
燈時に印加される最大電圧VOFFのときＲＩは108Ω以上
であり、さらに、非線択期間に印加される電圧VNON時、
液晶抵抗RLCと同等の抵抗ＲＩとすれば良い。液晶駆動
用電源はできるだけ低いほうが、消費電流の低減化、他
の装置とのマツチング上適切であるので今２０ボルトと
する。したがつて第４図(a)より、曲線４３の非線形抵
抗特性の場合は、電界強度は３〜４ＭＶ／cmで、ＲＩが
107Ωとなる。
法について説明する。非線形抵抗素子の抵抗ＲＩは、式
(4)〜(6)の条件を満足すれば良い。すなわち、表示点燈
時に印加される電圧VON時、ＲＩは、107〜108Ω、非点
燈時に印加される最大電圧VOFFのときＲＩは108Ω以上
であり、さらに、非線択期間に印加される電圧VNON時、
液晶抵抗RLCと同等の抵抗ＲＩとすれば良い。液晶駆動
用電源はできるだけ低いほうが、消費電流の低減化、他
の装置とのマツチング上適切であるので今２０ボルトと
する。したがつて第４図(a)より、曲線４３の非線形抵
抗特性の場合は、電界強度は３〜４ＭＶ／cmで、ＲＩが
107Ωとなる。
すなわち、シリコン含有量の多いシリコン酸化膜膜厚は
５００Åと設定すれば良い。一方、曲線４１の非線形特
性の場合は、１ＭＶ／cmの電界強度でＲＩ＝107Ωとな
る。したがつて、前記シリコン酸化膜膜厚は約2000Åと
設定すれば良い。次に、バイアス1/10電圧平均化法で駆
動する場合、非点燈時の最大電圧VOFFは１６ボルトとな
るが、このとき、上記Ｒ−Ｅ特性の曲線４０〜４３は、
すべてＲＩ＞108Ω以上となり、また、VNONは４ボルト
となるが、このときのＲＩの抵抗はすべて1010Ω以上と
なり、十分駆動可能である。本発明の実施例において
は、Ｏ／Si＝0.17、第４図(a)の曲線４１を使用した
が、駆動電圧１５〜２０ボルトで、デイーテイ1/400す
なわち400ラインの電極数の液晶表示パネルを1/10バイ
アス電圧平均化法で駆動させ、コントラスト比１０：１
以上を得ることができた。
５００Åと設定すれば良い。一方、曲線４１の非線形特
性の場合は、１ＭＶ／cmの電界強度でＲＩ＝107Ωとな
る。したがつて、前記シリコン酸化膜膜厚は約2000Åと
設定すれば良い。次に、バイアス1/10電圧平均化法で駆
動する場合、非点燈時の最大電圧VOFFは１６ボルトとな
るが、このとき、上記Ｒ−Ｅ特性の曲線４０〜４３は、
すべてＲＩ＞108Ω以上となり、また、VNONは４ボルト
となるが、このときのＲＩの抵抗はすべて1010Ω以上と
なり、十分駆動可能である。本発明の実施例において
は、Ｏ／Si＝0.17、第４図(a)の曲線４１を使用した
が、駆動電圧１５〜２０ボルトで、デイーテイ1/400す
なわち400ラインの電極数の液晶表示パネルを1/10バイ
アス電圧平均化法で駆動させ、コントラスト比１０：１
以上を得ることができた。
G8 シリコン窒化膜の抵抗対電界強度特性グラフ 第５図(a)、および(b)は、本発明による液晶表示装置に
適用する、化学量論比よりもシリコン原子を多く含むシ
リコン窒化膜の、原素組成比、窒素(N)／シリコン（S
i）比を変えたときの非線形抵抗特性と、その膜質をそ
れぞれ示すグラフである。
適用する、化学量論比よりもシリコン原子を多く含むシ
リコン窒化膜の、原素組成比、窒素(N)／シリコン（S
i）比を変えたときの非線形抵抗特性と、その膜質をそ
れぞれ示すグラフである。
第５図(a)は、Ｎ／Ｓｉ比を変えたときのＲ−Ｅ特性を
示すグラフであり、第５図(a)の曲線５０は、窒素を含
有しないアモルファスシリコンのＲ−Ｅ特性、曲線５１
51,52,53,54はそれぞれＮ／Si比が、およそ、＜0.3,0.
4,0.8，＞1,0に対応する。
示すグラフであり、第５図(a)の曲線５０は、窒素を含
有しないアモルファスシリコンのＲ−Ｅ特性、曲線５１
51,52,53,54はそれぞれＮ／Si比が、およそ、＜0.3,0.
4,0.8，＞1,0に対応する。
G9 シリコン窒化膜の非線形係数と光学特性グラフ 第５図(b)は、シリコン窒化膜のＮ／Si比を横軸、非線
形係数α、屈折率ｎ、光学的バンドギヤツプEgoptを縦
軸である。化学量論比よりもシリコンを多く含むシリコ
ン窒化膜の場合も、シリコン酸化膜と同様の結果を得る
ことができた。なお、第５図(a)グラフ５１は窒素原子
を微量に含有するアモルファスシリコンのＲ−Ｅ特性が
であるが、このアモルファス材料を用いると、膜厚5000
Å〜10000Å、駆動電圧２０〜３０ボルトで、前記駆動
条件を十分満足するものである。
形係数α、屈折率ｎ、光学的バンドギヤツプEgoptを縦
軸である。化学量論比よりもシリコンを多く含むシリコ
ン窒化膜の場合も、シリコン酸化膜と同様の結果を得る
ことができた。なお、第５図(a)グラフ５１は窒素原子
を微量に含有するアモルファスシリコンのＲ−Ｅ特性が
であるが、このアモルファス材料を用いると、膜厚5000
Å〜10000Å、駆動電圧２０〜３０ボルトで、前記駆動
条件を十分満足するものである。
次に、上記本発明による液晶表示装置の、非線形抵抗素
子部の電極幅について説明する。
子部の電極幅について説明する。
本発明によるシリコンを主成分とするアモルファス材料
の比誘電率は、およそ５〜７であつた。非線形抵抗ＲＩ
は電圧に依存するが、非線形抵抗素子部に十分電圧が印
加されるための条件は、液晶の容量CLCに対して、非線
形素子の容量ＣＩが十分小さくする必要があり、通常CL
C5CIとしなければならない。液晶の誘電率を１０、画
素面積を３００μｍ×３００μｍとした場合、液晶の一
画素の容量ＣＬＣ0.5ｐＦすなわち、ＣＩ0.1ｐＦに
設定する必要がある。今、アモルファス材料の膜厚を10
00Åとすれば、第１図(b)透明電極２と金属電極４との
重り面積は２２６μｍ２となり、線幅は約１５μｍであ
る。アモルファス材料の膜厚を5000Åとすれば、透明電
極２と金属電極４の重り面積は約１１００μｍ２となり
電極の線幅は３０μｍ以上とすることができる。このこ
とは、ＭＩＭ型の方式の電極幅が約６μｍと比較し、極
めて粗いパターンの形成方法で製造が可能であることを
意味する。本発明による実施例第１図は、重なり部分の
電極幅を１０〜１５μｍとしている。
の比誘電率は、およそ５〜７であつた。非線形抵抗ＲＩ
は電圧に依存するが、非線形抵抗素子部に十分電圧が印
加されるための条件は、液晶の容量CLCに対して、非線
形素子の容量ＣＩが十分小さくする必要があり、通常CL
C5CIとしなければならない。液晶の誘電率を１０、画
素面積を３００μｍ×３００μｍとした場合、液晶の一
画素の容量ＣＬＣ0.5ｐＦすなわち、ＣＩ0.1ｐＦに
設定する必要がある。今、アモルファス材料の膜厚を10
00Åとすれば、第１図(b)透明電極２と金属電極４との
重り面積は２２６μｍ２となり、線幅は約１５μｍであ
る。アモルファス材料の膜厚を5000Åとすれば、透明電
極２と金属電極４の重り面積は約１１００μｍ２となり
電極の線幅は３０μｍ以上とすることができる。このこ
とは、ＭＩＭ型の方式の電極幅が約６μｍと比較し、極
めて粗いパターンの形成方法で製造が可能であることを
意味する。本発明による実施例第１図は、重なり部分の
電極幅を１０〜１５μｍとしている。
G10 液晶表示装置の縦断面図 第６図は、本発明による液晶表示装置の一実施例を示す
部分縦断面図であり、６０，６１はそれぞれ上下基板で
ありガラスを使用、６２は液晶層、６３は金属電極、６
５は透明導電膜でありＩＴＯからなる画素電極、６４
は、シリコンを主成分とするアモルファス材料であり、
６６は対向側透明電極である。
部分縦断面図であり、６０，６１はそれぞれ上下基板で
ありガラスを使用、６２は液晶層、６３は金属電極、６
５は透明導電膜でありＩＴＯからなる画素電極、６４
は、シリコンを主成分とするアモルファス材料であり、
６６は対向側透明電極である。
第１図に示す実施例の場合とは非線形抵抗素子部の電極
構成が逆になつている。動作、駆動条件は前記と同様で
ある。
構成が逆になつている。動作、駆動条件は前記と同様で
ある。
G11 リンを含有するシリコン酸化膜の抵抗対電圧特性
グラフ 第７図は、本発明による液晶表示装置に使用する、シリ
コンを主成分とするアモルファス材料にリン(P)をドー
プしたときのＲ−Ｅ特性を示す。シランガスにホスヒイ
ン0.1％から１％混入し、亜酸化窒素ガスの混合ガス
を、プラズマＣＶＤ法によつて作成したリンドープシリ
コン酸化膜は、抵抗値が２〜３ケタ低下した。第７図の
曲線７０は１％、７１は0.1％ホスフインをドープした
Ｒ−Ｅ特性、曲線７２はノンドープＲ−Ｅ特性である。
グラフ 第７図は、本発明による液晶表示装置に使用する、シリ
コンを主成分とするアモルファス材料にリン(P)をドー
プしたときのＲ−Ｅ特性を示す。シランガスにホスヒイ
ン0.1％から１％混入し、亜酸化窒素ガスの混合ガス
を、プラズマＣＶＤ法によつて作成したリンドープシリ
コン酸化膜は、抵抗値が２〜３ケタ低下した。第７図の
曲線７０は１％、７１は0.1％ホスフインをドープした
Ｒ−Ｅ特性、曲線７２はノンドープＲ−Ｅ特性である。
G12 液晶表示装置の縦断面図 第８図は前記リンドープアモルファスシリコン酸化膜を
用いた、平面構造を有する、本発明による液晶表示装置
の一実施例を示す部分縦断面図である。第８図において
８０は下側透明基板、８１は上側透明基板であり、それ
ぞれガラスを使用する。８３，８５はクロム金属と透明
電極ＩＴＯの２層電極であり、スパツターによつて連続
的に形成し、画素部８７と行列電極部８３，８５をフオ
ト、エツチングによつて分離した。
用いた、平面構造を有する、本発明による液晶表示装置
の一実施例を示す部分縦断面図である。第８図において
８０は下側透明基板、８１は上側透明基板であり、それ
ぞれガラスを使用する。８３，８５はクロム金属と透明
電極ＩＴＯの２層電極であり、スパツターによつて連続
的に形成し、画素部８７と行列電極部８３，８５をフオ
ト、エツチングによつて分離した。
次に、リンをドープしたシリコン含有量の多いシリコン
酸化膜を１〜５μｍの厚さで、プラズマＣＶＤ法によつ
て形成し、次にフオト、エツチングによつてまず、前記
シリコン酸化膜を選択的に除去し、次に画素電極部のク
ロム薄膜を同一パターンで連続的に除去した。非線形抵
抗素子は、行電極８３，８５と、画素電極８７と、その
間に介在するリンドープシリコン酸化膜８４とからな
り、非線形抵抗素子は、行または列電極の長手方向に約
３００μｍの幅で形成した。８６は透明電極であり、基
板８１上に形成した対向電極である。このように作成し
た行列電極２００本を有する液晶表示装置を、駆動電圧
２０〜５０ボルト、1/10バイアス電圧平均化法によつて
駆動したところ、むらのない均一な表示が得られ、コン
トラスト比１０：１以上を得ることができた。なお、第
７図と第８図において、シリコンを主成分とするシリコ
ン酸化膜中に、リンをドープしたが、シリコンを主成分
とし、化学量論比よりもシリコン含有量の多いシリコン
窒化膜にリンをドープしても同様の結果を得ることがで
きる。また、リンのかわりに、ジボランガスなどを使用
してボロンＢをドープしても同様の結果を得ることがで
きる。
酸化膜を１〜５μｍの厚さで、プラズマＣＶＤ法によつ
て形成し、次にフオト、エツチングによつてまず、前記
シリコン酸化膜を選択的に除去し、次に画素電極部のク
ロム薄膜を同一パターンで連続的に除去した。非線形抵
抗素子は、行電極８３，８５と、画素電極８７と、その
間に介在するリンドープシリコン酸化膜８４とからな
り、非線形抵抗素子は、行または列電極の長手方向に約
３００μｍの幅で形成した。８６は透明電極であり、基
板８１上に形成した対向電極である。このように作成し
た行列電極２００本を有する液晶表示装置を、駆動電圧
２０〜５０ボルト、1/10バイアス電圧平均化法によつて
駆動したところ、むらのない均一な表示が得られ、コン
トラスト比１０：１以上を得ることができた。なお、第
７図と第８図において、シリコンを主成分とするシリコ
ン酸化膜中に、リンをドープしたが、シリコンを主成分
とし、化学量論比よりもシリコン含有量の多いシリコン
窒化膜にリンをドープしても同様の結果を得ることがで
きる。また、リンのかわりに、ジボランガスなどを使用
してボロンＢをドープしても同様の結果を得ることがで
きる。
なお本発明の実施例において、シリコンを主成分とする
アモルフアス材料において、アモルフアスシリコン、シ
リコン酸化膜、シリコン窒化膜について説明してきた
が、以上の説明により容易に考えられるが、アモルフア
ス材料を、シリコンを主成分とするシリコン窒化酸化膜
としても同様の結果を得ることができることはいうまで
もない。また、本発明の実施例において、シリコンを主
成分とするアモルフアス材料の製造方法は、プラズマＣ
ＶＤ法によつて作成した例について説明してきたが、こ
れを、減圧および常圧ＣＶＤ法や、水素ガスを使用した
スパツター法や、光ＣＶＤ法などによつて作成すること
ができる。
アモルフアス材料において、アモルフアスシリコン、シ
リコン酸化膜、シリコン窒化膜について説明してきた
が、以上の説明により容易に考えられるが、アモルフア
ス材料を、シリコンを主成分とするシリコン窒化酸化膜
としても同様の結果を得ることができることはいうまで
もない。また、本発明の実施例において、シリコンを主
成分とするアモルフアス材料の製造方法は、プラズマＣ
ＶＤ法によつて作成した例について説明してきたが、こ
れを、減圧および常圧ＣＶＤ法や、水素ガスを使用した
スパツター法や、光ＣＶＤ法などによつて作成すること
ができる。
Ｈ 発明の効果 以上述べてきたように、本発明による非線形抵抗素子を
用いた液晶表示装置によれば、非線形素子の構成を、導
体一シリコンを主成分とするアモルフアス材料−導体、
とし、アモルフアス材料を、アモルフアスシリコンまた
は化学量論比よりもシリコン含有量の多くかつ水素を含
有するシリコン酸化膜、シリコン窒化膜とすることによ
り、式(7)であらわせる非線形係数αが３〜２０とな
り、その結果、前記非線形素子の導体間の重なり面積を
およそ100μm2〜1000μm2とすることができた。
用いた液晶表示装置によれば、非線形素子の構成を、導
体一シリコンを主成分とするアモルフアス材料−導体、
とし、アモルフアス材料を、アモルフアスシリコンまた
は化学量論比よりもシリコン含有量の多くかつ水素を含
有するシリコン酸化膜、シリコン窒化膜とすることによ
り、式(7)であらわせる非線形係数αが３〜２０とな
り、その結果、前記非線形素子の導体間の重なり面積を
およそ100μm2〜1000μm2とすることができた。
その結果、電極の最少パターン幅を１０μｍから４０μ
ｍとすることができ、この種の表示装置の製造方法とし
ては極めて粗いパターン形成方法で良く、表面画面の大
きさがＡ４版サイズ以上が容易に作成できる。また前記
本発明のアモルフアス材料の膜厚は通常１０００Å以上
と厚く、そのために、液晶配向処理時のラビング工程に
よつて破壊される確率が大幅に減少し、さらに静電気に
対しても十分な耐圧を有する。また、本発明による液晶
表示装置の非線形抵抗素子を有する基板の製造工程数は
きわめて少なく、フオトエツチング工程で使用するマス
ク数は２ないし３枚で良く、合せ精度は±２０μｍ以上
とすることができた。また、画素電極を構成する導体薄
膜の上面または下面の主要領域に非線形抵抗膜であるア
モルフアス材料を配設しないようにしたため、画素電極
に入射する光がアモルフアス材料によって吸収されるこ
とがない高いコントラストの表示を得ることができた。
以上のごとく本発明による液晶表示装置によれば、製造
方法が容易であり、低コスト、高歩留り、大型液晶表示
装置を提供することができるというすぐれた効果を有す
る。
ｍとすることができ、この種の表示装置の製造方法とし
ては極めて粗いパターン形成方法で良く、表面画面の大
きさがＡ４版サイズ以上が容易に作成できる。また前記
本発明のアモルフアス材料の膜厚は通常１０００Å以上
と厚く、そのために、液晶配向処理時のラビング工程に
よつて破壊される確率が大幅に減少し、さらに静電気に
対しても十分な耐圧を有する。また、本発明による液晶
表示装置の非線形抵抗素子を有する基板の製造工程数は
きわめて少なく、フオトエツチング工程で使用するマス
ク数は２ないし３枚で良く、合せ精度は±２０μｍ以上
とすることができた。また、画素電極を構成する導体薄
膜の上面または下面の主要領域に非線形抵抗膜であるア
モルフアス材料を配設しないようにしたため、画素電極
に入射する光がアモルフアス材料によって吸収されるこ
とがない高いコントラストの表示を得ることができた。
以上のごとく本発明による液晶表示装置によれば、製造
方法が容易であり、低コスト、高歩留り、大型液晶表示
装置を提供することができるというすぐれた効果を有す
る。
第１図(a)は本発明による液晶表示装置の一実施例であ
り、電極構成を示す斜視図。 第１図(b)は本発明による液晶表示装置の一実施例を示
す縦断面図、 第２図は本発明による液晶表示装置の非線形抵抗素子の
電流対電圧特性グラフ、 第３図(a)と(b)は、それぞれ本発明の液晶表示装置に用
いたアモルフアス材料であるシリコン酸化膜とシリコン
窒化膜の赤外吸収特性をそれぞれ示すグラフ、 第４図(a)と(b)は、それぞれ本発明の液晶表示装置に用
いたシリコン酸化膜のＲ−Ｅ特性と膜質対Ｏ／Si組成比
依存性をそれぞれ示すグラフ、 第５図(a)と(b)は、本発明の液晶表示装置に用いたシリ
コン窒化膜のＲ−Ｅ特性と膜質対Ｎ／Si組成比依存性を
それぞれ示すグラフ、 第６図は本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す
縦断面図、 第７図は本発明による液晶表示装置に用いたアモルフア
ス材料であるシリコン酸化膜にリンをドープしたときの
Ｒ−Ｅ特性図、 第８図は本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す
縦断面図、 第９図は公知であるＭＩＭ方式液晶表示装置の縦断面
図、 第１０図は従来公知である液晶表示装置の回路図、 第１１図(a)は従来公知である一画素の等価回路図、 第１１図(b)と(c)は、画素点燈時と非点燈時の電圧波形
図であり、いずれも公知である。 基板……1,6,60,61,80,81 透明電極……2,7,65,66,86,87 金属電極……4,63,83,85 アモルフアス材料……3,64,84 液晶層……5,62,82
り、電極構成を示す斜視図。 第１図(b)は本発明による液晶表示装置の一実施例を示
す縦断面図、 第２図は本発明による液晶表示装置の非線形抵抗素子の
電流対電圧特性グラフ、 第３図(a)と(b)は、それぞれ本発明の液晶表示装置に用
いたアモルフアス材料であるシリコン酸化膜とシリコン
窒化膜の赤外吸収特性をそれぞれ示すグラフ、 第４図(a)と(b)は、それぞれ本発明の液晶表示装置に用
いたシリコン酸化膜のＲ−Ｅ特性と膜質対Ｏ／Si組成比
依存性をそれぞれ示すグラフ、 第５図(a)と(b)は、本発明の液晶表示装置に用いたシリ
コン窒化膜のＲ−Ｅ特性と膜質対Ｎ／Si組成比依存性を
それぞれ示すグラフ、 第６図は本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す
縦断面図、 第７図は本発明による液晶表示装置に用いたアモルフア
ス材料であるシリコン酸化膜にリンをドープしたときの
Ｒ−Ｅ特性図、 第８図は本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す
縦断面図、 第９図は公知であるＭＩＭ方式液晶表示装置の縦断面
図、 第１０図は従来公知である液晶表示装置の回路図、 第１１図(a)は従来公知である一画素の等価回路図、 第１１図(b)と(c)は、画素点燈時と非点燈時の電圧波形
図であり、いずれも公知である。 基板……1,6,60,61,80,81 透明電極……2,7,65,66,86,87 金属電極……4,63,83,85 アモルフアス材料……3,64,84 液晶層……5,62,82
Claims (6)
- 【請求項１】２枚の対向する基板と、該基板間に挟持さ
れた液晶層と、一方の基板の内面に形成した多数の行電
極群と、他方の基板の内面に形成した多数の列電極群と
からなり、前記行電極群と列電極群の各交差部において
画素部を構成し、少なくとも一方の基板の各画素部は、
画素電極と非線形抵抗素子が電気的に接続された液晶表
示装置において、 前記画素電極は前記一方の基板上に分離して形成した導
体薄膜から成り、 前記非線形抵抗素子は、行または列電極と電気的に接続
する第１の導体、前記導体薄膜と電気的に接続する第２
の導体、および、前記第１と第２の導体間に形成したシ
リコンを主な成分とするアモルファス材料とからなり、
該アモルファス材料は、アモルファスシリコン、または
化学量論比よりもシリコン含有量の多いシリコン酸化
膜、またはシリコン窒化膜、またはシリコン酸化窒化膜
であることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】第１の導体および第２の導体間に形成した
シリコンを主な成分とするアモルファス材料は、少なく
とも水素を含有することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の液晶表示装置。 - 【請求項３】第１の導体および第２の導体間に形成した
シリコンを主な成分とするアモルファス材料は、少なく
とも、リンまたはボロンを含有することを特徴とする特
許請求の範囲第１項または第２項記載の液晶表示装置。 - 【請求項４】非線形抵抗素子は、第１の導体と、シリコ
ンを主な成分とするアモルファス材料からなる薄膜と、
第２の導体とからなる積層構造であり、前記シリコンを
主成分とするアモルファス材料からなる薄膜の厚さは、
４００オングストロームから１ミクロンであることを特
徴とする特許請求範囲第１項から第３項までいずれか記
載の液晶表示装置。 - 【請求項５】非線形抵抗素子は、行または列電極と電気
的に接続する第１の導体と、画素電極を構成する導体薄
膜と電気的に接続する第２の導体と、シリコンを主成分
とするアモルファス材料とで基板面同一平面上に形成さ
れており、前記第１の導体と第２の導体の基板面平行方
向に最接近距離が１ミクロン以上有することを特徴とす
る特許請求範囲第１項から第３項までいずれか記載の液
晶表示装置。 - 【請求項６】積層構造からなる非線形抵抗素子の構成
は、画素電極を構成する導体薄膜と電気的に接続する第
２の電極、シリコンを主な成分とするアモルファス材料
からなる薄膜、行または列電極と電気的に接続する第１
の導体の順序で基板表面から積層されていることを特徴
とする特許請求範囲第４項記載の液晶表示装置。
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