JPH07261198A

JPH07261198A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH07261198A
Application number: JP4933394A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kishida; 正浩岸田; Toshiyuki Yoshimizu; 敏幸吉水; Takeshi Seike; 武士清家
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1994-03-18
Filing date: 1994-03-18
Publication date: 1995-10-13
Also published as: US5568289A

Abstract

(57)【要約】【目的】ＭＩＭ素子を、広い領域に渡って数多く均一
に、しかも欠陥の少ない状態で、歩留まりよく製造でき
るようにする。【構成】信号配線１上に形成された陽極酸化第１絶縁
膜４の上に、第２絶縁膜５を形成して信号配線１の段差
部を覆い、その上に上部電極６を積層してＭＩＭ素子を
形成する。このとき、上部電極６を信号配線１と斜めに
交差させることで、信号配線１の段差部上における上部
電極の断線が生じにくくなるので、画素欠陥による歩留
り低下を防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−
Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）の構造を有する２端
子非線形素子をスイッチング素子として組み込んだ液晶
表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記液晶表示装置は、マン−マシン−イ
ンターフェースを担うディスプレイの中でも、ブラウン
管を凌ぐ表示品位であり、薄型・軽量・低消費電力・長
寿命などの特性を有していることから、近年ＯＡ（オフ
ィス・オートメーション）、ＡＶ（オーディオ・ビジュ
アル）用途をはじめ、各分野の製品に搭載されるように
なってきた。特に、表面画面の大型化、高解像度化に伴
って表示品位の更なる向上が望まれ、アクティブマトリ
クス駆動方式の液晶表示装置の需要がますます高まって
いる。

【０００３】このアクティブマトリクス駆動方式の液晶
表示装置のうち、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ−Ｆｉｌｍ−Ｔｒａ
ｎｓｉｓｔｏｒ）に代表される３端子非線形素子をスイ
ッチング素子として設けた液晶表示装置は、その製造に
関して６〜８回以上の薄膜成膜工程およびフォトリソ工
程が必要であり、製造工程が煩雑であるため、コスト低
減が最大の課題となっている。これに対し、２端子非線
形素子をスイッチング素子として設けた液晶表示装置
は、上記３端子非線形素子を用いた液晶表示装置に対し
てコスト面で優位性を有し、かつ、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅ
ｄ−Ｎｅｍａｔｉｃ）タイプ、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ−Ｔ
ｗｉｓｔｅｄ−Ｎｅｍａｔｉｃ）タイプなど、パッシブ
タイプの液晶表示装置に対して表示品位面で優位性を有
しているので、急速な展開を示している。

【０００４】上記２端子非線形素子の代表的なものとし
ては、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅ
ｔａｌ）型素子（以下、ＭＩＭ素子と称する。）が知ら
れている。このＭＩＭ素子をスイッチング素子として設
けた液晶表示装置においては、画素電極およびＭＩＭ素
子が設けられた素子側基板と、対向電極が形成された対
向側基板との間に設けられた液晶層に印加される電圧の
急峻性が向上するので、表示画面の大型化、高解像度化
に伴う高デューティー駆動においても高コントラストの
表示が可能となる。

【０００５】上記ＭＩＭ素子は、例えば特公昭６１−３
２６７３号公報に開示されているように、下部電極と上
部電極との間に絶縁膜が介装された構成を有している。
この構成のＭＩＭ素子は、例えばＵＳＰ４，４１３，８
８３に開示されているように、タンタル薄膜を下部電極
として用い、特公昭６１−３２６７４号公報に開示され
ているように、下部電極表面を陽極酸化法により酸化し
て五酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）からなる絶縁膜を形成
し、更に、この上部にチタン、クロム、アルミニウムな
どからなる上部電極を形成することにより作製される。

【０００６】このようなＭＩＭ素子において、非線形特
性の双極性の対称性を考慮した場合には、下部電極と上
部電極とを同一材料を使用して形成する方が望ましい。
しかし、同一材料を用いた場合には、上部電極のパター
ニングの際に下部電極を浸食することがあるので、フォ
トリソグラフィーによるパターニングを行うことができ
ない。よって、上部電極を形成する材料としては、上部
電極のパターニングの際に下部電極を浸食せず、かつＭ
ＩＭ素子の非線形特性の対称性を損なわない上記チタン
等のような材料を用いる必要がある。

【０００７】図１５は、液晶表示装置を構成する対向す
る素子側基板と対向側基板とのうち、従来のＭＩＭ素子
をスイッチング素子として設けた素子側基板の１画素分
を示す平面図であり、図１６は図１５のＥ−Ｅ’部の断
面図である。この素子側基板においては、ガラス基板の
上にタンタルからなる信号配線１と、信号配線１から分
岐された下部電極２とが形成されており、下部電極２の
表面を陽極酸化して得られた五酸化タンタルからなる絶
縁膜４が形成されている。なお、下部電極２を別に形成
することなく信号配線１のＭＩＭ素子部分が下部電極と
なる構成もある。絶縁膜４の上にはチタンからなる上部
電極６が形成され、絶縁膜４を挟む下部電極２と上部電
極６とによりＭＩＭ素子が構成されている。さらに、Ｉ
ＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）などからな
る画素電極７が、ＭＩＭ素子の上部電極６と電気的に接
続されている。なお、図１５中に示す島状部３は、信号
配線１と同一材料、同一工程で形成されており、この島
状部３の形成が無い場合に上部電極６が剥離しやすくな
るのを防止し、かつ上部電極６と画素電極７との電気的
接触を良好にし、オーミック接続としている。

【０００８】図１７は、上述のＭＩＭ素子１０を有する
素子側基板と、この素子側基板に対して間に液晶層１４
を挟んで対向配設された対向側基板とを備える液晶表示
装置を示す断面図である。この図示例では、素子側基板
は、ベースとなるガラス基板８の上にベースコート絶縁
膜９が形成され、このベースコート絶縁膜９の上に、上
述のＭＩＭ素子１０、画素電極７および信号配線１が形
成されている。

【０００９】一方、対向側基板は、ベースとなるガラス
基板１１の上にベースコート絶縁膜９が形成され、この
ベースコート絶縁膜９の上に、信号配線に直交する状態
でＩＴＯなどからなるストライプ状の対向電極１２が形
成されている。

【００１０】両基板の液晶層１３側表面には配向膜１３
が形成され、液晶層と反対側表面には表側偏光板１５お
よび裏側偏光板１６がそれぞれ形成されている。

【００１１】図１７に示した液晶表示装置を作製する工
程は、以下のようにして行われる。まず、素子側基板の
ガラス基板８上にベースコート絶縁膜９を形成し、その
上にスパッタリング法などにより、窒素をドープしたα
相とβ相が混在するタンタル薄膜を厚み３３００オング
ストロームに積層し、フォトリソグラフィー法により所
定の形状にパターニングして、信号配線および下部電極
を形成する。

【００１２】その後、陽極酸化法により下部電極の表面
を酸化し、厚み６００オングストロームの五酸化タンタ
ルからなる絶縁膜を形成する。

【００１３】次に、この状態の基板全面にスパッタリン
グ法などによりチタンを厚み４０００オングストローム
に積層し、フォトリソグラフィー法により所定の形状に
パターニングして上部電極とする。これにより、ＭＩＭ
素子１０が形成される。

【００１４】さらに、ＩＴＯ透明電極膜を厚み１０００
オングストロームに積層し、これをパターニングして画
素電極７を形成する。これにより、素子側基板が作製さ
れる。

【００１５】この素子側基板と前後して対向側基板を作
製する。この対向側基板は、ガラス基板１１上にベース
コート絶縁膜９を形成し、その上にＩＴＯ透明電極膜を
厚み３５００オングストローム積層し、これをパターニ
ングして対向電極１２を形成することにより作製され
る。

【００１６】次に、以上のようにして作製された素子側
基板および対向側基板上に、それぞれ液晶分子を配向さ
せるべくポリイミド系の有機高分子配向膜１３を形成
し、ラビング処理を行う。

【００１７】次に、一方の基板にシール材を塗布し、他
方の基板にスペーサーを散布する。この状態の両基板を
対向させて貼り合わせ、加熱圧着する。

【００１８】その後、両基板の隙間に液晶を注入して封
止し、液晶層１４を設けることにより液晶表示装置が完
成する。この液晶表示装置の素子側基板の外側に表側偏
光板１４を設け、対向側基板の外側に裏側偏光板１５を
設ける。

【００１９】なお、上記液晶表示装置において、例え
ば、特開平３−５２２７７号公報には、下部電極表面を
陽極酸化法により酸化した絶縁膜の側面に、さらに絶縁
膜を形成した構成が開示されている。また、特開平２−
３０４５３４号公報には、絶縁膜上に層間絶縁膜を設け
て開口部を形成し、上部電極と絶縁膜とが開口部を介し
て接続する構成が開示されている。さらに、特開平５−
１１９３５３号公報には、タンタル信号配線の肩部に陽
極酸化法またはウェット酸化法により厚い五酸化タンタ
ル膜を形成し、それ以外の部分に陽極酸化法またはドラ
イ酸化法により電流路用の薄い五酸化タンタル膜を形成
した構成が開示され、冗長構造として、１本の上部電極
を設ける場合よりも狭い幅の上部電極を複数本設けて、
１画素に対して複数個のＭＩＭ素子を設けた構成も開示
されている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の液晶
表示装置においては、信号配線または信号配線から分岐
した下部電極の上部に各々形成されたＭＩＭ素子は、信
号配線または下部電極の段差部での電流リークが大き
く、耐圧が低い。しかるに、上述した液晶表示装置の作
製工程において、特に、両基板に形成される配向膜の配
向処理を行うラビング処理においては、ＭＩＭ素子が形
成された基板表面をラビング布を用いて擦ることにより
静電気が発生し、ＭＩＭ素子に過電圧が印加されて素子
破壊が起こり易い。

【００２１】このため、従来の液晶表示装置においては
静電気によって素子特性がシフトしたり、素子破壊が起
こったりして素子欠陥が発生し、生産上の歩留まりが悪
いという問題点があった。

【００２２】さらに、上部電極についても、下部電極の
段差部において応力がかかりやすく、断線などの欠陥が
生じるという問題点があった。

【００２３】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するためのものであり、広い領域に渡って数多く設け
られる２端子非線形素子を均一かつ欠陥の少ない状態
で、歩留まりよく作製できる液晶表示装置を提供するこ
とを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、液晶を間に挟む一対の基板の一方に、マトリクス状
に配されている画素電極の近傍を通って信号配線が設け
られていると共に２端子非線形素子が形成され、他方の
基板にストライプ状に走査配線が設けられている液晶表
示装置において、該２端子非線形素子が、金属からなる
該信号配線の一部である下部電極と、該信号配線を陽極
酸化した金属酸化物からなる膜厚１０００オングストロ
ーム以下の第１絶縁膜と、該第１絶縁膜の上を覆い、か
つ、該下部電極の上方に開口部を有する状態に形成され
ている、第１絶縁膜とは異なる材料からなる膜厚１００
０オングストロームを超える第２絶縁膜と、該第２絶縁
膜の上に、該開口部を介し第１絶縁膜と接続して形成さ
れている上部電極とから構成され、該上部電極がその端
を該信号配線の端を斜めに横切るように形成されている
ので、そのことにより上記目的が達成される。

【００２５】この液晶表示装置において、前記開口部が
前記信号配線の前記２端子非線形素子部分の頭頂部の全
域に形成されている構成とすることもできる。

【００２６】この液晶表示装置において、前記基板がア
ルカリ性金属を含むガラス基板からなり、前記第２絶縁
膜が前記一方の基板のベースコート絶縁膜としても機能
する構成とすることもできる。

【００２７】この液晶表示装置において、前記第２絶縁
膜に複数個の開口部が設けられ、１画素に対して複数個
の２端子非線形素子が並設されている構成とすることも
できる。

【００２８】この液晶表示装置において、前記上部電極
と前記画素電極とが電気的に接続される箇所に、前記下
部電極と同一材料からなる島状部が設けられている構成
とすることもできる。

【００２９】この液晶表示装置において、前記上部電極
が前記下部電極上で前記画素電極と電気的に接続されて
いる構成とすることもできる。

【００３０】

【作用】本発明においては、２端子非線形素子の下部電
極は、金属からなる信号配線である。信号配線の表面を
陽極酸化した金属酸化物からなる膜厚１０００オングス
トローム以下の第１絶縁膜の上に、第１絶縁膜とは異な
る材料からなる膜厚１０００オングストローム以上の第
２絶縁膜が形成されている。この第２絶縁膜の上に上部
電極が形成され、第２絶縁膜の信号配線上部分に形成さ
れた開口部で第１絶縁膜と接続されている。下部電極の
段差部上の第１絶縁膜は第２絶縁膜により被覆されて、
第２絶縁膜の開口部下の第１絶縁膜のみがＭＩＭ素子を
構成し、段差部上の第１絶縁膜はＭＩＭ素子として使用
されない。よって、ＭＩＭ素子の耐圧を向上させること
ができる。更に、上部電極の端を信号配線の端の段差部
を斜めに横切るようにすることにより、上部電極の端が
緩やかな傾斜となるので、ラビング処理の際に下部電極
の段差部で上部電極が切断されるのを防ぐことができ
る。

【００３１】また、信号配線上にＭＩＭ素子を形成した
場合には、液晶表示装置の開口率を向上させることがで
きる。さらに、信号配線が第２絶縁膜により覆われてい
るので、上部電極のパターニングの際に信号配線（下部
電極）が浸食されることはなく、上部電極と下部電極を
同一の材料で形成することもできる。

【００３２】第２絶縁膜が１０００オングストロームを
超えることにより、第２絶縁膜部分では絶縁性が確保さ
れる。このとき、第１絶縁膜が１０００オングストロー
ム以下であるので、ＭＩＭ素子部分で２電極間の絶縁膜
を形成できる。

【００３３】第２絶縁膜をベースコート絶縁膜として基
板全面を覆うように形成すると、製造工程を短縮するこ
とができる。

【００３４】上記開口部を１画素に対して複数個設ける
ことにより、１画素に対して複数個のＭＩＭ素子が形成
された冗長構造となって、画素欠陥の低減をはかること
が出来る。

【００３５】上部電極と画素電極との電気的接続を、下
部電極と同一材料からなる島状部を介して行うと、より
確実な接続を行うことができる。

【００３６】上部電極と画素電極とが、下部電極上のみ
で電気的に接続されている構成とすると、上部電極によ
る画素部の透過率低下を防ぐことができる。

【００３７】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００３８】図１に本発明の一実施例である、２端子非
線形素子をスイッチング素子として形成した液晶表示装
置の素子側基板の平面図を示し、図２に図１のＡ−Ａ’
部の断面図を示す。

【００３９】この素子側基板は、ベースコート絶縁膜
（図示せず）が形成されたガラス基板８上に、タンタル
薄膜からなる信号配線１が形成されており、信号配線１
の上を覆うように、陽極酸化絶縁膜（第１絶縁膜）４が
形成されている。その上には、信号配線１上に開口部５
ａを設けた第２絶縁膜５が信号配線１とその周辺部に形
成され、さらにその上に、チタン、クロムまたはアルミ
ニウムなどからなる上部電極６が図１に示すように平面
形状を台形状として形成されている。

【００４０】ＭＩＭ素子は、信号配線１、第１絶縁膜４
および上部電極５からなり、第２絶縁膜５の開口部５ａ
に形成される。さらに、その上にＩＴＯ透明電極などか
らなる画素電極７が形成され、ＭＩＭ素子近傍には、信
号配線１と同一材料かつ同一工程で形成される島状部３
が形成されている。この島状部３は、上記ＭＩＭ素子の
上部電極６と画素電極７とを密着性よく接続すべく形成
している。

【００４１】このような構成の素子側基板は、例えば以
下のようにして作製することが出来る。尚、この実施例
では、液晶表示装置の仕様を、画素数が６４０×４００
ドット、画素ピッチが０．３６ｍｍの反射型モノクロＴ
Ｎ液晶モードとし、更に信号配線１の幅を２０μｍ、１
個のＭＩＭ素子サイズとなる第２絶縁膜５の開口部５ａ
の大きさを５×６μｍとし、ＭＩＭ素子と液晶層との容
量比がほぼ１：１０となるように条件設定した。

【００４２】まず、ガラス基板８上にスパッタリング法
などにより五酸化タンタルなどからなる厚み３０００オ
ングストロームのベースコート絶縁膜（図示せず）を形
成する。ガラス基板８としては、例えば石英ガラス、ホ
ウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどからなる
ガラス基板を用いることが出来る。この実施例では、コ
ーニング社製＃７０５９のフュージョンパイレックスガ
ラスを用いた。ベースコート絶縁膜の形成は省略するこ
とができるが、アルカリ性金属を含む基板、例えばソー
ダライムガラスを使用する場合は、ガラス基板内からの
アルカリ性金属イオン、例えばナトリウムイオン等の不
純物により基板上に形成する薄膜や、液晶が汚染される
ことを防止することができ、更に良好な特性を得ること
ができる。

【００４３】この状態のガラス基板８上にＤＣスパッタ
リング法により、下部電極を兼ねた信号配線１および島
状部３となるタンタル薄膜を厚み３０００オングストロ
ームに形成する。このとき、窒素濃度を５ｍｏｌ％含有
する焼結体ターゲットを使用し、反応ガスは流量２００
ｓｃｃｍでアルゴンを使用し、スパッタガス圧は０．４
Ｐａ、ＤＣ−ＰＯＷＥＲは５．３Ｗ／ｃｍ²、基板加熱
は１００゜Ｃで３分、基板搬送速度は１００ｍｍ／ｍｉ
ｎ、基板とターゲットとの間の距離は７７ｍｍの条件で
成膜した。

【００４４】次に、上記のようにして形成したタンタル
薄膜をフォトリソグラフィー法によりパターニングし
て、液晶表示装置の端子部と外部駆動回路との接続を行
う配線や、図１に示すような線状の信号配線１および島
状部３を形成する。

【００４５】その後、１％酒石酸アンモニウム溶液を電
解液として用い、外部駆動回路との接続を行う信号配線
１の端部である端子部分を除き、信号配線１の表面を陽
極酸化して陽極酸化絶縁膜（第１絶縁膜）４を形成す
る。この実施例では、電解液の液温を約２５℃、化成電
圧を３１ボルト、化成電流を約０．７ｍＡとした条件で
陽極酸化を行い、厚み約６００オングストロームの五酸
化タンタルからなる第１絶縁膜４を得た。

【００４６】次に、この状態の基板の全域上に、または
信号配線１およびその周辺部上に、ＰＣＶＤ法等により
第２絶縁膜５となる窒化シリコン（Ｓｉ₃Ｎ₄）膜を例え
ば厚み３０００オングストロームで形成し、これをフォ
トリソグラフィー法等によりパターニングして、図１お
よび図２に示すように開口部５ａを形成する。この実施
例では、開口部５ａの形状を５μｍ×６μｍとなるよう
に設計した。なお、第２絶縁膜５は窒化シリコンに限ら
ず、他の材料を用いることができる。

【００４７】さらにその上に、スパッタリング法などに
より上部電極となる金属薄膜を、例えば厚み４０００オ
ングストロームで形成し、これをフォトリソグラフィー
法などにより図１に示すような台形形状にパターニング
して上部電極６とする。上部電極６としては、一般にタ
ンタル、チタン、クロムおよびアルミニウム等が用いら
れるが、この実施例ではチタンを用いた。

【００４８】以上により、第２絶縁膜５の開口部５ａに
おいて、上部電極６と下部電極を兼ねた信号配線１とが
第１絶縁膜４を間に挟んで５×６μｍサイズのＭＩＭ素
子が形成される。また、上部電極６が下部電極上にはみ
出さないように形成されているので、上部電極６による
液晶パネルの透過率を低下させず、開口率の向上を図れ
る。第２絶縁膜５に開口部５ａを設けて素子を形成する
場合は、上部電極６の形状が信号配線１を斜めに横切る
ような形状をとっても、信号配線１と上部電極６の位置
ズレによる素子サイズの変化がないので、マッチングが
よい。

【００４９】続いて、ＩＴＯなどからなる透明導電膜を
積層し、これをパターニングして画素電極７を形成して
素子側基板とする。

【００５０】一方、対向側基板は、素子側基板に形成さ
れた信号配線１に直交する状態でＩＴＯなどからなる透
明導電膜がストライプ状に形成され、対向電極１２とさ
れている。この実施例では、厚み１０００オングストロ
ーム、０．３６ｍｍピッチの透明導電膜を形成した。更
に、カラーフィルター層を併せて形成しておくと、カラ
ー表示を行うことも出来る。

【００５１】上記のように得られた素子側基板と対向基
板とから、液晶表示装置を作製する工程を図１７を参照
しながら説明する。

【００５２】まず、素子側基板および対向側基板の上に
配向膜を１３を形成する。この時の焼成温度は約２００
℃とした。その後、この配向膜１３にラビング処理を行
う。この実施例では、９０度捻れとなるように配向処理
を行った。

【００５３】次に、一方の基板に熱硬化性シール剤を塗
布し、他方の基板にスペーサを散布し、両側基板の配線
が形成された側を対向させて貼合わせて加熱圧着する。
このときの処理温度は、約１５０〜２００℃である。そ
の後、両基板の隙間に液晶を注入して封止する。以上に
より、液晶表示装置（液晶セル）が完成する。

【００５４】次に、液晶表示装置の前面に、単体透過率
４４．５％、偏光度９６．５％の透過型偏光板（表側偏
光板）１５を配置する。また液晶表示装置の背面に、同
一の偏光板にアルミの反射板を設けた反射板付き偏光板
（裏側偏光板）１６を配置して電気光学特性を付与す
る。

【００５５】上記のように作製された本実施例の液晶表
示装置においては、信号配線１が下部電極を兼ねている
ので、従来の下部電極を別に設けた液晶表示装置に比べ
て開口率を数％向上させることができる。上部電極６が
台形状に形成されているので、つまり上部電極６の端が
信号配線１の端の段差部を斜めに横切るようになってい
るので、上部電極６の端が下部電極の段差部上を緩やか
な角度で横切ることとなる。よって、ラビング処理を行
うべくラビング布を移動させる際にその布が上部電極６
の端に当たっても上部電極が切断されにくく、画素欠陥
による生産上の歩留り低下を防ぐことができる。望まし
くは、上部電極６の端と信号配線１の段差部とがなす角
度ができるだけ小さくなるように形成する方が良い。

【００５６】また、第２絶縁膜により下部電極段差部上
の第１絶縁膜が被覆され、第２絶縁膜に形成された開口
部の下部の第１絶縁膜のみがＭＩＭ素子として使用され
るので、ＭＩＭ素子の耐圧を向上させることができる。
よって、１画素を駆動するＭＩＭ素子の画素欠陥を大幅
に低減することができる。また、第２絶縁膜は信号配線
１およびその周辺部上のみに形成されているので、画素
部の透過率を損なう事なく形成することができる。さら
に、上部電極６と画素電極７とのコンタクトを島状部３
を介して行うことにより、より確実な接続を行うことが
できる。

【００５７】図３は、ＭＩＭ素子の絶縁膜の厚みに対す
る、素子特性である非線形性（β）と電気伝導性（ｌｎ
α）を表す図である。図中の１９は、絶縁膜厚に対する
ＭＩＭ素子の非線形性であり、２０は絶縁膜厚に対する
ＭＩＭ素子の電気伝導性を示す。この図より理解される
ように、絶縁膜の厚みが１０００オングストロームを超
えると電気伝導性が極めて低くなり、本来の絶縁膜とし
て機能する。一方、１０００オングストローム以下で
は、非線形性（β）が認められ、ＭＩＭ素子の絶縁膜と
して機能する。

【００５８】上記のようにして作製された液晶表示装置
におけるＭＩＭ素子の電圧−電流特性を図４に示す。こ
の図から理解されるように、本実施例のＭＩＭ素子の電
圧−電流特性は、正方向の特性１７と負方向の特性１８
とがほぼ一致しており、電圧−電流特性の対称性も良好
である。

【００５９】上記のような特性を有するＭＩＭ素子をス
イッチング素子として設けた本実施例の液晶表示装置
は、静電気印加による画素欠陥が生じず、しかも表示面
内のＭＩＭ素子の素子特性が一定で、全面に渡って均一
な表示が得られた。

【００６０】なお、画素電極７は、図５およびそのＢ−
Ｂ’部断面を表す図６のように、台形状の上部電極６の
底辺側部分６ａを覆うように形成し、その底辺側部分６
ａにおいて上部電極６と画素電極７とが接続されるよう
にしてもよい。

【００６１】上部電極６と画素電極７とは、図７および
そのＣ−Ｃ’部断面を表す図８、あるいは図９およびそ
のＤ−Ｄ’部断面を表す図１０のように接続することも
できる。図９および図１０の液晶表示装置においては、
第２絶縁膜５のパターニングの際に素子側基板のほぼ全
面に渡って第２絶縁膜５が残るようにされているので、
第２絶縁膜５をベースコート絶縁膜として兼用すること
ができ、製造工程を短縮することができる。なお、図９
および図１０の液晶表示装置においては、上部電極６が
台形状に画素部まで形成され、画素電極７が信号配線１
上部まで形成されている。

【００６２】また、図１１及び図１２に示すように、第
２絶縁膜５を信号配線１のＭＩＭ素子部分の頭頂部を除
く全面を覆うように形成してもよい。この実施例では、
信号配線１上の第２絶縁膜５の間隔を、信号配線１の幅
である２０μｍに相当する２０μｍとなるように設計し
た。

【００６３】さらに、図１３およびそのＦ−Ｆ’部断面
を表す図１４のように、信号配線１上にある第２絶縁膜
５の開口部５ａを２個設けることにより、２個のＭＩＭ
素子が並列に接続された冗長構造とすることができる。
１画素を駆動するＭＩＭ素子が複数個設けられるので、
画素欠陥を低減させることができる。なお、開口部５ａ
は３個以上設けてもよい。

【００６４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、下部電極の段差部においてＭＩＭ素子の耐圧
が低下することがないので、第１非線形素子に静電気が
印加されることによる素子破壊、素子特性のシフトによ
って、生産上の歩留まりが低下するという問題点を解決
することができる。従って、非線形素子を広い領域に渡
って数多く形成してなる液晶表示装置を、良好な品質で
かつ歩留まりよく生産することができる。

【００６５】第２絶縁膜は、ベースコート絶縁膜として
兼用することができるので、製造工程を短縮することも
できる。また、第２絶縁膜を信号配線およびその周辺部
上のみに形成した場合には、第２絶縁膜による画素部の
透過率低下を防ぐことができる。

【００６６】第２絶縁膜に複数個の開口部を形成するこ
とにより、１画素に複数個のＭＩＭ素子を設けた冗長構
造とすることができる。信号配線上に形成された第２絶
縁膜の開口部にＭＩＭ素子が形成されるので、アクティ
ブマトリクス方式の液晶表示装置においては、アクティ
ブエリアにスイッチング素子や金属配線を配設する必要
がなく、開口率の低下を防ぐことができる。

【００６７】上部電極と画素電極との接続を島状部を介
して行うことにより、より確実に行うことができる。こ
の島状部は、信号配線と同一材料で同時に形成すること
ができるので、製造工程を増やす事なく形成することが
できる。

【００６８】上部電極と画素電極との接続を下部電極上
のみで行うことにより、上部電極による画素部の透過率
低下を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＭＩＭ素子をスイッチング素子として
形成した液晶表示装置の素子側基板の一実施例を示す平
面図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ’部の断面図である。

【図３】本発明のＭＩＭ素子の絶縁膜の厚みに対する素
子特性（非線形性、電気伝導性）を表す図である。

【図４】本発明の液晶表示装置におけるＭＩＭ素子の電
流−電圧特性を示す図である。

【図５】本発明のＭＩＭ素子をスイッチング素子として
形成した液晶表示装置の素子側基板の他の実施例を示す
平面図である。

【図６】図５におけるＢ−Ｂ’部の断面図である。

【図７】本発明のＭＩＭ素子をスイッチング素子として
形成した液晶表示装置の素子側基板の更に他の実施例を
示す平面図である。

【図８】図７におけるＣ−Ｃ’部の断面図である。

【図９】本発明のＭＩＭ素子をスイッチング素子として
形成した液晶表示装置の素子側基板の更に他の実施例を
示す平面図である。

【図１０】図９におけるＤ−Ｄ’部の断面図である。

【図１１】本発明のＭＩＭ素子をスイッチング素子とし
て形成した液晶表示装置の素子側基板の更に他の実施例
を示す平面図である。

【図１２】図１１におけるＧ−Ｇ’部の断面図である。

【図１３】本発明のＭＩＭ素子をスイッチング素子とし
て２個形成した液晶表示装置の素子側基板の一実施例を
示す平面図である。

【図１４】図１３におけるＦ−Ｆ’部の断面図である。

【図１５】従来のＭＩＭ素子をスイッチング素子として
形成した液晶表示装置の素子側基板を示す平面図であ
る。

【図１６】図１５におけるＥ−Ｅ’部の断面図である。

【図１７】従来の液晶表示装置例を示す断面図である。

【符号の説明】

１信号配線２下部電極３島状部４陽極酸化絶縁膜（第１絶縁膜）５第２絶縁膜５ａ開口部６上部電極７画素電極８素子側ガラス基板９ベースコート絶縁膜１０ＭＩＭ素子１１対向側ガラス基板１２対向電極１３配向膜１４液晶層１５表側偏光板１６裏側偏光板１７正方向の電流−電圧特性１８負方向の電流−電圧特性１９絶縁膜厚に対するＭＩＭ素子の非線形性２０絶縁膜厚に対するＭＩＭ素子の電気伝導性

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶を間に挟む一対の基板の一方に、マ
トリクス状に配されている画素電極の近傍を通って信号
配線が設けられていると共に２端子非線形素子が形成さ
れ、他方の基板にストライプ状に走査配線が設けられて
いる液晶表示装置において、該２端子非線形素子が、金属からなる該信号配線の一部
である下部電極と、該信号配線を陽極酸化した金属酸化
物からなる膜厚１０００オングストローム以下の第１絶
縁膜と、該第１絶縁膜の上を覆い、かつ、該下部電極の
上方に開口部を有する状態に形成されている、第１絶縁
膜とは異なる材料からなる膜厚１０００オングストロー
ムを超える第２絶縁膜と、該第２絶縁膜の上に、該開口
部を介し第１絶縁膜と接続して形成されている上部電極
とから構成され、該上部電極がその端を該信号配線の端を斜めに横切るよ
うに形成されている液晶表示装置。
【請求項２】前記開口部が前記信号配線の前記２端子
非線形素子部分の頭頂部の全域に形成されている請求項
１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記基板がアルカリ性金属を含むガラス
基板からなり、前記第２絶縁膜が前記一方の基板のベー
スコート絶縁膜としても機能する請求項１または２に記
載の液晶表示装置。
【請求項４】前記第２絶縁膜に複数個の開口部が設け
られ、１画素に対して複数個の２端子非線形素子が並設
されている請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記上部電極と前記画素電極とが電気的
に接続される箇所に、前記下部電極と同一材料からなる
島状部が設けられている請求項１または２に記載の液晶
表示装置。
【請求項６】前記上部電極が前記下部電極上で前記画
素電極と電気的に接続されている請求項１または２に記
載の液晶表示装置。