JP3054038B2 - Display device - Google Patents

Display device

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JP3054038B2
JP3054038B2 JP19159294A JP19159294A JP3054038B2 JP 3054038 B2 JP3054038 B2 JP 3054038B2 JP 19159294 A JP19159294 A JP 19159294A JP 19159294 A JP19159294 A JP 19159294A JP 3054038 B2 JP3054038 B2 JP 3054038B2
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linear resistance
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智司 山上
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、非線形抵抗素子を備え
た液晶表示装置などの表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device such as a liquid crystal display device having a nonlinear resistance element.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータなどのO
A機器のダウンサイジング化に伴い、高機能なフラット
ディスプレイに対する要求が高まってきている。フラッ
トディスプレイは、電気光学特性を有する表示媒体を挟
む一対の電極間に電圧を印加することによって表示を行
う構成であり、表示媒体としては液晶、エレクトロルミ
ネッセンス、プラズマ、エレクトロクロミックなどが使
用される。特に、表示媒体に液晶を用いた液晶表示装置
は、時計、電卓、パーソナルコンピュータ、テレビジョ
ンなどの幅広い用途に表示装置として商品化が進んでい
る。これらの表示装置は、マルチメディア化がさらに進
むにつれて、高解像度、高コントラスト、高コントラス
ト、フルカラー、省電力駆動などの高機能化が要求され
ている。これらの要求を満たす表示装置として、個々の
絵素にアクティブ素子を設けたアクティブマトリックス
型液晶表示装置が挙げられる。このアクティブ素子とし
ては、薄膜トランジスタ(以下TFTという)および薄
膜ダイオード(以下TFDという)の2種類の開発が精
力的に進められている。特に、このTFDは、TFTに
比べて構造が簡単で、製造工程に必要なマスク枚数が少
ないため、低価格化が期待できる。現在、TFDとし
て、酸化タンタルを非線形抵抗層に用いたMIM(Me
tal Insulater Metal)素子が特公
昭61−32674号公報に開示されており、これを備
えた液晶表示装置が商品化されている。
2. Description of the Related Art In recent years, personal computers and other O
With the downsizing of the A-device, the demand for a high-performance flat display is increasing. A flat display has a configuration in which display is performed by applying a voltage between a pair of electrodes sandwiching a display medium having electro-optical characteristics. As the display medium, liquid crystal, electroluminescence, plasma, electrochromic, or the like is used. In particular, a liquid crystal display device using a liquid crystal as a display medium has been commercialized as a display device for a wide range of uses such as watches, calculators, personal computers, and televisions. With the progress of multimedia, these display devices are required to have high functions such as high resolution, high contrast, high contrast, full color, and power saving drive. As a display device satisfying these requirements, there is an active matrix type liquid crystal display device in which an active element is provided in each picture element. As the active element, two types of thin film transistors (hereinafter, referred to as TFTs) and thin film diodes (hereinafter, referred to as TFDs) are being vigorously developed. In particular, the TFD has a simpler structure than a TFT and requires a smaller number of masks in a manufacturing process, so that a reduction in cost can be expected. At present, as a TFD, MIM (Me
A tal insulator metal) element is disclosed in Japanese Patent Publication No. 61-32767, and a liquid crystal display device including the element has been commercialized.

【0003】ここで、従来の酸化タンタルMIM素子を
備えた液晶表示装置について説明する。図8(a)は、
対向配設される素子側基板と対向側基板のうち、MIM
素子をアクティブ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8(b)は図8(a)のD−
D’断面図である。
Here, a conventional liquid crystal display device provided with a tantalum oxide MIM element will be described. FIG. 8 (a)
Of the device side substrate and the substrate on the opposite side, the MIM
FIG. 8B is a plan view showing one pixel of an element-side substrate provided with an element as an active element, and FIG.
It is D 'sectional drawing.

【0004】図8(a)(b)において、ガラス基板1
01の上にタンタルからなる走査配線と、走査配線から
分岐された下部電極(走査電極)102とが形成されて
おり、その上に酸化タンタルからなる非線形抵抗層10
3が形成されている。非線形抵抗層103の上にはクロ
ムなどからなる上部電極104が形成され、これら下部
電極102、非線形抵抗層103および上部電極104
からMIM素子が構成されている。さらに、ITO(I
ndium−Tin−Oxide)などの透明導電膜か
らなる画素電極105が、上部電極104の両端部に一
部重畳することによりMIM素子と電気的に接続されて
いる。この非線形抵抗層103は、下部電極102を陽
極酸化することにより形成されている。
In FIGS. 8A and 8B, a glass substrate 1 is shown.
A scanning wiring made of tantalum and a lower electrode (scanning electrode) 102 branched from the scanning wiring are formed on the non-linear resistance layer 10 made of tantalum oxide.
3 are formed. An upper electrode 104 made of chromium or the like is formed on the non-linear resistance layer 103, and the lower electrode 102, the non-linear resistance layer 103 and the upper electrode 104 are formed.
Constitute an MIM element. In addition, ITO (I
A pixel electrode 105 made of a transparent conductive film such as ndium-tin-oxide is partially connected to both ends of the upper electrode 104 to be electrically connected to the MIM element. This nonlinear resistance layer 103 is formed by anodizing the lower electrode 102.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来のMIM素子
をアクティブ素子として用いた液晶表示装置において
は、高画質化を実現するために、液晶に対するMIM素
子の容量比が充分に小さいこと、およびMIM素子の電
流−電圧特性が急峻で電流のオンオフ比が高いことが必
要となる。酸化タンタルを非線形抵抗層に用いた従来の
MIM素子は、陽極酸化法により非線形抵抗層を形成し
ているので非常に均一な膜が形成できる反面、電流のオ
ンオフ比がそれほど高くないという問題がある。酸化タ
ンタルMIMにおける電気伝導度は、下記式(数1)に
示すプールフレンケル式に従うと考えられている。
In a liquid crystal display device using the above-mentioned conventional MIM element as an active element, the capacitance ratio of the MIM element to the liquid crystal is sufficiently small in order to realize high image quality. It is necessary that the current-voltage characteristics of the element be steep and the current on / off ratio be high. A conventional MIM element using tantalum oxide for a nonlinear resistance layer can form a very uniform film because the nonlinear resistance layer is formed by anodic oxidation, but has a problem that the current on / off ratio is not so high. . It is considered that the electrical conductivity of the tantalum oxide MIM follows the Pool-Frenkel equation shown in the following equation (Equation 1).

【0006】[0006]

【数1】 (Equation 1)

【0007】n:キャリア密度、μ:移動度、q:キャ
リアの電荷量、s:素子面積、d:膜厚、φ:トラップ
深さ、ε:絶縁膜の比誘電率、ε0:真空の誘電率 酸化タンタルは比誘電率εが23〜25と高い値を示す
ため、オンオフ比を決定する重要なパラメータであるβ
の値が低誘電率の膜に比べて小さくなる。一般的な酸化
タンタルMIM素子の場合、βの値は3程度であり、オ
ンオフ比として20V印加時の電流値と5V印加時の電
流値との比を取ると、I20V/I5V(I2 0Vは20V印加
時の電流、I5Vは5V印加時の電流を示す)は103
度に留まり、高いオンオフ比が得られない。また、高い
比誘電率のために、液晶に対する非線形抵抗素子の容量
比が大きくなって、素子への効率的な電圧印加を妨げる
要因となる。
N: carrier density, μ: mobility, q: carrier charge, s: element area, d: film thickness, φ: trap depth, ε: relative permittivity of insulating film, ε 0 : vacuum Dielectric constant Since tantalum oxide has a high relative dielectric constant ε of 23 to 25, β is an important parameter that determines the on / off ratio.
Is smaller than that of a film having a low dielectric constant. In the case of a general tantalum oxide MIM element, the value of β is about 3. When the ratio between the current value when 20 V is applied and the current value when 5 V is applied as an on / off ratio is I 20 V / I 5 V (I 2 0V is the current when 20V is applied, and I5V is the current when 5V is applied) is only about 10 3 ), and a high on / off ratio cannot be obtained. Further, the capacitance ratio of the nonlinear resistance element to the liquid crystal increases due to the high relative dielectric constant, which hinders efficient voltage application to the element.

【0008】このような問題点を解決するために、本発
明者等は、比誘電率の小さい材料を非線形抵抗層に用い
たMIM素子を作製すればよいとして検討した。比誘電
率の小さい材料としては、例えば硫化亜鉛(以下ZnS
という)などが挙げられる。このZnSの比誘電率は7
〜9で酸化タンタルに比べて小さいのでβの値が大きく
なる。このため、ZnSを用いたMIM素子のオンオフ
比I20V/I5Vは約105程度となり、酸化タンタルMI
M素子と比較して2桁程度高いので、より高品位な表示
を得ることが可能である。
In order to solve such a problem, the present inventors have studied that an MIM element using a material having a small relative dielectric constant for a nonlinear resistance layer may be manufactured. As a material having a small relative dielectric constant, for example, zinc sulfide (hereinafter ZnS)
Etc.). The relative dielectric constant of this ZnS is 7
9 is smaller than that of tantalum oxide, so that the value of β becomes larger. Therefore, the on / off ratio I 20V / I 5V of the MIM element using ZnS is about 10 5 , and the tantalum oxide MI
Since it is about two orders of magnitude higher than the M element, higher quality display can be obtained.

【0009】しかし、このZnS膜の成膜方法として、
スパッタや蒸着により下部電極の上に形成する方法と、
下部電極としてZnを用いてこれを陽極硫化する方法と
があるが、前者のスパッタや蒸着による方法では、Zn
S膜中に不純物を混入することが容易であり、不純物の
種類や量により素子のI−V特性をコントロールするこ
とができる。しかし、この方法では、均一な膜厚や膜質
のZnS膜を成膜することが困難であり、このような膜
厚や膜質のばらつきは素子のI−V特性に直接影響を及
ぼすので表示むらが生じる原因となる。
However, as a method of forming this ZnS film,
A method of forming on the lower electrode by sputtering or vapor deposition,
There is a method of anodizing this by using Zn as the lower electrode. In the former method by sputtering or vapor deposition, Zn is used.
It is easy to mix impurities into the S film, and the IV characteristics of the device can be controlled by the type and amount of the impurities. However, in this method, it is difficult to form a ZnS film having a uniform thickness and film quality, and such a variation in the film thickness and film quality directly affects the IV characteristics of the device, so that display unevenness occurs. Cause it to occur.

【0010】また、後者の陽極硫化による方法では、大
面積の膜でも均一に成膜することができるが、この方法
では、素子のI−V特性のコントロールを基本的には膜
厚を変化させることにより行うため、I−V特性のコン
トロールの範囲が前者のスパッタや蒸着による方法に比
べて狭くなる。したがって、適用できる表示媒体の範囲
が狭くなる。
In the latter method using anodic sulfurization, a film having a large area can be formed uniformly, but in this method, the IV characteristics of the element are basically controlled by changing the film thickness. Therefore, the range of control of the IV characteristics is narrower than the former method by sputtering or vapor deposition. Therefore, the range of applicable display media is narrowed.

【0011】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、電流のオンオフ比を高く、液晶に対する非線形抵抗
素子の容量比を小さくして高解像度および高コントラス
トの表示が得られ、かつ、均一な非線形抵抗層を形成し
て表示むらを無くすることができ、I−V特性を変化さ
せて表示媒体の特性に合わせた素子設計を行うことがで
きる表示装置を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems. A high-resolution and high-contrast display can be obtained by increasing the current on / off ratio and reducing the capacitance ratio of the nonlinear resistance element to the liquid crystal. It is an object of the present invention to provide a display device that can form a non-linear resistance layer to eliminate display unevenness, and that can change an IV characteristic to design an element according to characteristics of a display medium.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の表示装置は、一
対の基板の間に電気光学的特性を有する表示媒体が挟持
され、該一対の基板のうちの一方に、該表示媒体に電圧
を印加するための画素電極が設けられ、該画素電極に接
続されて非線形抵抗素子が1画素に少なくとも1つ設け
られ、該非線形抵抗素子に選択信号を与えるための走査
電極が該非線形抵抗素子と接続され、該非線形抵抗素子
が少なくとも非線形抵抗層を有し、該非線形抵抗層が、
硫黄イオンまたは硫黄原子を含むイオンが存在する電解
溶液中で、不純物が混入された導電性膜を陽極として電
圧印加することにより形成されているものであり、その
ことにより上記目的が達成される。
According to a display device of the present invention, a display medium having electro-optical characteristics is sandwiched between a pair of substrates, and a voltage is applied to one of the pair of substrates to the display medium. A pixel electrode for applying voltage is provided, at least one non-linear resistance element is connected to the pixel electrode, and at least one non-linear resistance element is provided for one pixel. A scanning electrode for applying a selection signal to the non-linear resistance element is connected to the non-linear resistance element. The nonlinear resistance element has at least a nonlinear resistance layer, the nonlinear resistance layer,
It is formed by applying a voltage in an electrolytic solution in which sulfur ions or ions containing sulfur atoms are present, using a conductive film into which impurities are mixed as an anode, thereby achieving the above object.

【0013】また、好ましくは、本発明の表示装置にお
ける導電性膜は、亜鉛、銅、タンタルまたはカドミウム
を用いる。さらに、好ましくは、本発明の表示装置にお
ける不純物としては、アルミニウム、鉄、ニッケル、ク
ロム、銅、銀、マンガンまたはインジウムなどの材料を
用いることができ、これらのうち少なくとも一種類を含
む材料を用いてもよい。さらに、好ましくは、本発明の
表示装置における表示媒体は液晶からなる。
Preferably, the conductive film in the display device of the present invention uses zinc, copper, tantalum or cadmium. Further preferably, as the impurity in the display device of the present invention, a material such as aluminum, iron, nickel, chromium, copper, silver, manganese, or indium can be used, and a material containing at least one of these materials is used. You may. Further, preferably, the display medium in the display device of the present invention is made of liquid crystal.

【0014】[0014]

【作用】本発明においては、硫黄イオンまたは硫黄原子
を含むイオンが存在する電解溶液中で、不純物が混入さ
れた導電性膜を陽極として電圧印加(以下、陽極硫化と
称する)することにより硫化膜を形成している。この硫
化物は酸化物に比べて低い比誘電率を有するので、酸化
タンタルMIM素子に比べて大きいオンオフ比を取るこ
とが可能となり、かつ、液晶に対する非線形抵抗素子の
容量比を小さくすることが可能となる。また、陽極硫化
法により、ピンホールの少ない緻密で均一な膜厚および
膜質の硫化膜を形成でき、しかも、不純物の種類および
量により素子のI−V特性を変化させることができる。
According to the present invention, a sulfide film is formed by applying a voltage (hereinafter referred to as anodic sulfide) to a conductive film in which impurities are mixed as an anode in an electrolytic solution containing sulfur ions or ions containing sulfur atoms. Is formed. Since this sulfide has a lower dielectric constant than an oxide, it can have a larger on / off ratio than a tantalum oxide MIM element, and can have a smaller capacitance ratio of the nonlinear resistance element to the liquid crystal. Becomes Further, a dense and uniform sulfide film having a small pinhole and a uniform film thickness and quality can be formed by the anodic sulfide method, and the IV characteristics of the element can be changed depending on the type and amount of impurities.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【0016】本発明においては、不純物を混入した導電
性膜を陽極硫化している。
In the present invention, the conductive film containing impurities is anodized.

【0017】この導電性膜としては、亜鉛、銅、タンタ
ルまたはカドミウムなどの導電性材料を用いることがで
きる。また、不純物としては、アルミニウム、鉄、ニッ
ケル、クロム、銅、銀、マンガンまたはインジウムなど
の材料を用いることができ、これらを2種類以上組み合
わせて用いてもよい。不純物を混入した導電性膜は、ス
パッタリング法、真空蒸着法またはCVD(化学気相成
長)法などの薄膜形成方法により成膜することができ
る。
As the conductive film, a conductive material such as zinc, copper, tantalum or cadmium can be used. In addition, as the impurity, a material such as aluminum, iron, nickel, chromium, copper, silver, manganese, or indium can be used, and two or more of these materials may be used in combination. The conductive film into which impurities are mixed can be formed by a thin film formation method such as a sputtering method, a vacuum evaporation method, or a CVD (chemical vapor deposition) method.

【0018】この陽極硫化は、例えば、図1に示すよう
な電解装置により以下のようにして行うことができる。
まず、電解槽11内に、硫黄イオンまたは硫黄原子を含
むイオンが存在する電解液12を満たし、硫化を行うべ
き導電体が成膜された基板を浸漬して陽極13とする。
この陽極13と白金などからなる陰極14との間に電圧
を印加することにより、導電体膜表面に硫化物からなる
膜が形成される。この陽極硫化により得られる膜は、ピ
ンホールが少なく緻密で、均一な膜厚および膜質の硫化
膜とすることができるので、この膜を非線形抵抗層とし
て用いた場合、特性のばらつきによる表示むらを生じに
くくすることができる。
The anodic sulfurization can be carried out, for example, as follows using an electrolytic apparatus as shown in FIG.
First, an electrolytic bath 11 is filled with an electrolytic solution 12 containing sulfur ions or ions containing sulfur atoms, and a substrate on which a conductor to be sulfurized is formed is immersed to form an anode 13.
By applying a voltage between the anode 13 and the cathode 14 made of platinum or the like, a film made of sulfide is formed on the surface of the conductor film. The film obtained by this anodic sulfurization can be a dense sulfide film having a small number of pinholes and a uniform film thickness and film quality. Therefore, when this film is used as a non-linear resistance layer, display unevenness due to variation in characteristics is reduced. It can be made hard to occur.

【0019】この陽極硫化過程においては、電解液12
中の硫黄イオンが電解によって陽極13に移動し、陽極
13の金属イオンと反応することにより不溶性の硫化物
が形成される。陽極13で起こる反応は、下記式(2)
のように表現することができる。
In the anodic sulfurization step, the electrolyte 12
The sulfur ions therein move to the anode 13 by electrolysis and react with the metal ions of the anode 13 to form insoluble sulfides. The reaction occurring at the anode 13 is represented by the following formula (2)
Can be expressed as

【0020】 2M+mS2-→M2m+2me- ・・・(2) 但し、Mはm価の金属イオンを示す。[0020] 2M + mS 2- → M 2 S m + 2me - ··· (2) However, M represents an m-valent metal ion.

【0021】このように、陽極硫化においては陽極酸化
と類似した反応過程により薄膜が形成される。また、陽
極酸化と同様に、硫化膜の膜厚は一般に化成電圧に比例
するので、両極間に一定の電圧を印加してその電圧値で
膜厚を制御する方法(定電圧化成)、および両極間に通
電する電流密度が一定となるように印加電圧を上げて行
き、化成時間または最終到達電圧で膜厚制御を行う方法
(定電流化成)の2種類が可能である。定電圧化成は、
印加電圧により膜厚を容易に制御できるという利点を有
し、定電流化成は、垂直方向に均一な膜質の硫化膜を形
成することができるという利点を有する。
As described above, in anodic sulfurization, a thin film is formed by a reaction process similar to anodic oxidation. Also, as in the case of anodic oxidation, the film thickness of the sulfide film is generally proportional to the formation voltage, so that a constant voltage is applied between the two electrodes to control the film thickness by the voltage value (constant voltage formation), There are two types of methods (constant current formation) in which the applied voltage is increased so that the current density applied during the period is constant, and the film thickness is controlled by the formation time or the ultimate voltage. Constant voltage formation is
There is an advantage that the film thickness can be easily controlled by the applied voltage, and the constant current formation has an advantage that a sulfide film having a uniform film quality in the vertical direction can be formed.

【0022】電解液12の溶媒および溶質としては、水
などの水酸化物イオンを含まないもの(非水性電解液)
を用いるのが望ましい。電解液12中に酸素原子を含む
イオンが含まれていると、上記式(2)に示す陽極硫化
反応よりも下記式(3)に示す陽極酸化反応の方が起こ
りやすく、硫化物よりも酸化物の方が優先的に形成され
てしまうからである。但し、酸化物形成反応を引き起こ
さない程度の少量の水分は含有していてもよい。
The solvent and solute of the electrolytic solution 12 do not contain hydroxide ions such as water (non-aqueous electrolytic solution)
It is desirable to use If the electrolyte solution 12 contains ions containing oxygen atoms, the anodic oxidation reaction represented by the following formula (3) is more likely to occur than the anodic sulfidation reaction represented by the above formula (2), and oxidation is more likely than sulfide. This is because the object is preferentially formed. However, a small amount of water that does not cause an oxide forming reaction may be contained.

【0023】 2M+mO2-→M2m+2me- ・・・(3) このような非水性電解液の溶媒としてはエチレングリコ
ールやプロピレングリコールなどの多価アルコールの
他、エタノールやメタノールなどを用いることができ
る。また、溶質としては上記溶媒に溶解する硫化物、例
えば硫化アンモニウム、硫化カリウム、硫化水素アンモ
ニウム、硫化ナトリウム、硫化水素ナトリウムなどを用
いることができ、これらを組み合わせて用いてもよい。
[0023] 2M + mO 2- → M 2 O m + 2me - ··· (3) other polyhydric alcohols, such as such non as the solvent for the aqueous electrolyte solution of ethylene glycol and propylene glycol, the use of such as ethanol or methanol Can be. Further, as the solute, a sulfide soluble in the above-mentioned solvent, for example, ammonium sulfide, potassium sulfide, ammonium hydrogen sulfide, sodium sulfide, sodium hydrogen sulfide, or the like can be used, and these may be used in combination.

【0024】陽極硫化膜を形成する技術に関する報告
は、Journal of Applied Phys
ics 58(1),1985,p366などに記載さ
れている。この報告は、MIS−FET(Metal−
Insulator−Semiconductor F
ield Effect Transistor)にお
けるゲート絶縁膜の一部として陽極硫化膜を適用したも
のであり、表示装置の駆動デバイスに適用したものでは
ない。
A report on a technique for forming an anodic sulfide film is described in Journal of Applied Physs.
ics 58 (1), 1985, p366. This report describes the MIS-FET (Metal-
Insulator-Semiconductor F
An anodic sulfide film is applied as a part of the gate insulating film in the field effect transistor, and is not applied to a drive device of a display device.

【0025】このようにして形成された非線形抵抗層の
上に上部電極を形成することにより、不純物を混入した
導電性膜を下部電極として、下部電極、非線形抵抗層お
よび上部電極からなる非線形抵抗素子が完成する。
By forming the upper electrode on the non-linear resistance layer thus formed, the non-linear resistance element comprising the lower electrode, the non-linear resistance layer and the upper electrode is used as the lower electrode with the conductive film into which the impurities are mixed. Is completed.

【0026】ここで、以上の実施例を具体化したもの
を、以下のように実施例1〜4として説明する。
Here, embodiments of the above embodiments will be described as Embodiments 1 to 4 as follows.

【0027】(実施例1)この実施例1では、不純物と
して鉄を混入した亜鉛の陽極硫化膜を非線形抵抗層とし
て用いた反射型液晶表示装置を作製した。
Example 1 In Example 1, a reflection type liquid crystal display device using a zinc anodic sulfide film containing iron as an impurity as a nonlinear resistance layer was manufactured.

【0028】図2に本実施例の表示装置の数画素分の斜
視図を示している。図2において、液晶からなる表示媒
体34を挟んで一対の基板31、32が対向配設されて
いる。一方の基板(素子側基板)31には画素電極25
が設けられ、その画素電極25の近傍を通って走査配線
22が設けられ、さらに、画素電極25をスイッチング
するための非線形抵抗素子が形成されている。他方の基
板32(対向側基板)には、データ電極35が形成され
ている。両基板31,32の表示媒体34側表面には配
向膜33,33が形成されている。
FIG. 2 is a perspective view of several pixels of the display device of this embodiment. In FIG. 2, a pair of substrates 31 and 32 are opposed to each other with a display medium 34 made of liquid crystal interposed therebetween. The pixel electrode 25 is provided on one substrate (element side substrate) 31.
Are provided, the scanning wiring 22 is provided near the pixel electrode 25, and a non-linear resistance element for switching the pixel electrode 25 is formed. On the other substrate 32 (opposite substrate), data electrodes 35 are formed. Orientation films 33, 33 are formed on the display medium 34 side surfaces of both substrates 31, 32.

【0029】図3(a)は、図2の素子側基板31の1
画素部分を示す平面図であり、図3(b)は図3(a)
のA−A’断面図である。図3(a)(b)において、
ガラスなどからなる絶縁性基板21の上に走査配線と、
この走査配線から分岐された走査電極22とが形成され
ており、その上に陽極硫化膜からなる非線形抵抗層23
が形成されている。走査電極22は不純物として鉄を混
入した亜鉛膜からなり、非線形抵抗層23は走査電極2
2を陽極硫化したものである。非線形抵抗層23の上に
は、凹凸を有する絶縁膜24が形成され、その上に反射
性を有する画素電極25が形成されている。この画素電
極25は、絶縁膜24に形成されたコンタクトホールに
おいて非線形抵抗層23と電気的に接続されている。こ
のようにして、非線形抵抗素子が、走査電極(下部電
極)22、非線形抵抗層23および画素電極(上部電
極)25の重畳部に形成される。
FIG. 3A shows one of the element-side substrates 31 of FIG.
FIG. 3B is a plan view showing a pixel portion, and FIG.
3 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. 3A and 3B,
Scanning wiring on an insulating substrate 21 made of glass or the like;
A scanning electrode 22 branched from the scanning wiring is formed, and a non-linear resistance layer 23 made of an anodic sulfide film is formed thereon.
Are formed. The scanning electrode 22 is formed of a zinc film containing iron as an impurity, and the non-linear resistance layer 23 is formed of the scanning electrode 2.
2 was anodized. An insulating film 24 having irregularities is formed on the non-linear resistance layer 23, and a reflective pixel electrode 25 is formed thereon. The pixel electrode 25 is electrically connected to the nonlinear resistance layer 23 at a contact hole formed in the insulating film 24. In this way, the non-linear resistance element is formed on the overlapping portion of the scanning electrode (lower electrode) 22, the non-linear resistance layer 23, and the pixel electrode (upper electrode) 25.

【0030】以下、この表示装置の作製工程について説
明する。まず、素子側基板31の作製手順について説明
する。
Hereinafter, a manufacturing process of the display device will be described. First, a procedure for manufacturing the element-side substrate 31 will be described.

【0031】まず、基板21上に不純物を混入した導電
性薄膜を形成し、これを所定の形状にパターン形成して
走査配線および走査配線から分岐した走査電極22を形
成する。この実施例では、亜鉛ターゲット上に鉄のチッ
プを置き、アルゴンガスを用いてスパッタリングを行う
ことにより、ガラスなどからなる基板21上に鉄が50
0ppm混入された亜鉛膜を約300nmの膜厚に成膜
した。その上にフォトレジストを塗布した後、露光およ
び現像する工程(フォト工程)を経て、四弗化炭素と酸
素との混合ガスプラズマによるRIE(反応性イオンエ
ッチング)によりエッチングを行った。その後、フォト
レジストを剥離して走査配線および走査電極22のパタ
ーン形成を完了した。
First, a conductive thin film containing impurities is formed on a substrate 21 and is patterned into a predetermined shape to form a scanning wiring and a scanning electrode 22 branched from the scanning wiring. In this embodiment, an iron chip is placed on a zinc target, and sputtering is performed using argon gas, so that 50% of iron is deposited on a substrate 21 made of glass or the like.
A zinc film mixed with 0 ppm was formed to a thickness of about 300 nm. After a photoresist was applied thereon, the film was exposed and developed (photo step), and then etched by RIE (reactive ion etching) using a mixed gas plasma of carbon tetrafluoride and oxygen. Thereafter, the photoresist was peeled off, and the pattern formation of the scanning wiring and the scanning electrode 22 was completed.

【0032】次に、図1に示したような電解装置を用い
て非線形抵抗層23となる陽極硫化膜を形成する。この
際、走査電極22から延びている駆動ドライバとの接続
端子部に陽極硫化が施されないように、予めプラスチッ
クコートを塗布するなどのカバーを形成する必要があ
る。この実施例では、硫化ナトリウムなどを約0.1m
ol/l濃度含んだエチレングリコール溶液中に基板を
浸漬して陽極13とし、白金電極を陰極14として電圧
を印加することにより、基板上に露出している鉄を混入
した亜鉛膜表面に硫化亜鉛の層を形成した。電圧を印加
する方法としては定電圧化成と定電流化成とが主に考え
られるが、本実施例では前者の方法により行った。適当
な電圧を設定し、約3時間の通電を行うことにより、膜
厚が約100nmの鉄が混入した硫化亜鉛からなる陽極
硫化膜23が得られた。
Next, an anodic sulfide film serving as the non-linear resistance layer 23 is formed by using the electrolytic apparatus shown in FIG. At this time, it is necessary to form a cover such as by applying a plastic coat in advance so that anodic sulfide is not applied to the connection terminal portion with the drive driver extending from the scan electrode 22. In this embodiment, about 0.1 m
The substrate is immersed in an ethylene glycol solution containing an ol / l concentration to form an anode 13 and a platinum electrode is used as a cathode 14 to apply a voltage to the surface of the zinc film mixed with iron exposed on the substrate to form zinc sulfide. Was formed. As a method of applying a voltage, a constant voltage formation and a constant current formation can be mainly considered. In the present embodiment, the former method was used. An anodic sulfide film 23 made of zinc sulfide mixed with iron and having a thickness of about 100 nm was obtained by setting an appropriate voltage and energizing for about 3 hours.

【0033】続いて、この状態の基板の上に絶縁膜24
を形成し、非線形抵抗層23と、後述する画素電極25
との接続を行うためのコンタクトホールを設ける。この
実施例では、有機系感光性樹脂を用いて絶縁膜を形成し
た。基板上に有機系感光性樹脂をスピンコート法により
約400nmの厚みに塗布した後、露光および現像工程
を経ることによりコンタクトホールを設けた絶縁膜24
を形成した。その後、RIEにより絶縁膜24表面を軽
く処理して絶縁膜24表面に凹凸を形成した。次に、反
射性を有する材料からなる導電性薄膜を形成し、これを
パターニングして画素電極25を形成する。この実施例
では、スパッタ法によりアルミニウムを厚み約200n
mに成膜し、フォト工程後、燐酸または燐酸・硝酸・酢
酸の混酸などを用いてウェットエッチングを行った。そ
の後、フォトレジストを剥離することにより、コンタク
トホールにおいて非線形抵抗層23の上部と接続された
画素電極25を形成した。この画素電極25は、下に設
けられた絶縁膜24表面に凹凸が形成されているので画
素電極25表面にも凹凸が形成され、反射型液晶表示装
置の散乱効果を生じさせることができる。
Subsequently, the insulating film 24 is formed on the substrate in this state.
Is formed, and a non-linear resistance layer 23 and a pixel electrode 25 described later are formed.
A contact hole for making a connection with is provided. In this example, an insulating film was formed using an organic photosensitive resin. An organic photosensitive resin is applied to a thickness of about 400 nm on a substrate by spin coating, and then exposed and developed to form a contact hole.
Was formed. Thereafter, the surface of the insulating film 24 was lightly treated by RIE to form irregularities on the surface of the insulating film 24. Next, a conductive thin film made of a material having reflectivity is formed, and this is patterned to form the pixel electrode 25. In this embodiment, aluminum is sputtered to a thickness of about 200 n.
After the photo process, wet etching was performed using phosphoric acid or a mixed acid of phosphoric acid, nitric acid, and acetic acid. Thereafter, by removing the photoresist, a pixel electrode 25 connected to the upper portion of the nonlinear resistance layer 23 at the contact hole was formed. Since the unevenness is formed on the surface of the insulating film 24 provided below the pixel electrode 25, the unevenness is also formed on the surface of the pixel electrode 25, and the scattering effect of the reflective liquid crystal display device can be generated.

【0034】以上により、走査電極22、非線形抵抗層
23および画素電極25の重畳部が非線形抵抗素子とな
って、不純物として鉄を混入した亜鉛の陽極硫化膜が非
線形抵抗層23として形成された素子側基板31が作製
されることになる。
As described above, the superposed portion of the scanning electrode 22, the non-linear resistance layer 23 and the pixel electrode 25 becomes a non-linear resistance element, and the element in which an anodic sulfide film of zinc mixed with iron as an impurity is formed as the non-linear resistance layer 23. The side substrate 31 is manufactured.

【0035】次に、対向側基板32の作製手順について
説明する。対向側基板32は、基板上にストライプ状の
データ電極35を形成する。この実施例では、ガラス基
板上に厚み約200nmのITOをスパッタリング法に
より成膜した。フォト工程を経た後、臭化水素酸により
ITO膜のエッチングを行い、フォトレジストを剥離す
ることによりストライプ状のデータ電極35のパターニ
ングを行った。
Next, the procedure for manufacturing the opposing substrate 32 will be described. The opposing substrate 32 has a stripe-shaped data electrode 35 formed on the substrate. In this example, ITO having a thickness of about 200 nm was formed on a glass substrate by a sputtering method. After the photo step, the ITO film was etched with hydrobromic acid, and the photoresist was stripped to pattern the stripe-shaped data electrodes 35.

【0036】その後、以上のようにして作製した素子側
基板31と対向側基板32における素子や電極形成側面
に、各々配向膜33を塗布して配向処理を行い、配向膜
33が形成されている面が内側となるように両基板3
1、32の貼り合わせを行った。その後、両基板の間隙
に液晶34を注入し、注入口を封止することにより反射
型液晶表示装置を完成させた。この実施例では、配向膜
33として垂直配向膜を形成し、液晶34としてネマテ
ィック−コレステリック相転移型ゲストホスト液晶を用
いた。
Thereafter, an alignment film 33 is applied to each of the side surfaces of the device-side substrate 31 and the counter-side substrate 32 formed as described above, on which elements and electrodes are to be formed, to perform an alignment process, whereby the alignment film 33 is formed. Both substrates 3 so that the surface faces inward
1 and 32 were bonded together. Thereafter, a liquid crystal 34 was injected into the gap between the two substrates, and the injection port was sealed to complete a reflective liquid crystal display device. In this example, a vertical alignment film was formed as the alignment film 33, and a nematic-cholesteric phase transition type guest-host liquid crystal was used as the liquid crystal.

【0037】図4に、不純物としての鉄の混入量を変化
させた場合の素子のI−V特性を示す。図4から理解さ
れるように、不純物の混入量を変化させることにより非
線形抵抗素子のI−V特性を変化させることができる。
FIG. 4 shows the IV characteristics of the device when the amount of iron as an impurity was changed. As can be understood from FIG. 4, the IV characteristics of the nonlinear resistance element can be changed by changing the amount of impurities mixed.

【0038】したがって、本実施例の表示装置は、陽極
硫化膜を用いたオンオフ比が高い非線形抵抗素子が形成
されているので、高コントラストの表示装置とすること
ができた。また、不純物の混入量を変化させることによ
り素子のI−V特性を変化させることができるので、駆
動電圧の高いネマティック−コレステリック相転移型ゲ
ストホスト液晶を用いても容易に駆動させることができ
た。さらに、陽極硫化膜の誘電率が低いので、非線形抵
抗素子への電圧印加を効率的に行うことができ、高精細
な表示を実現することができた。この陽極硫化膜は、ピ
ンホールの少ない緻密で均一な膜厚および膜質の硫化膜
であるので、非線形抵抗素子の特性のばらつきによる表
示むらが少なかった。また、非線形抵抗素子はフォト工
程におけるマスク枚数が3枚程度と少なく、従来の陽極
酸化と類似した工程で作製することができるので、表示
装置の低コスト化を図ることができた。
Therefore, in the display device of this embodiment, since a non-linear resistance element having a high on / off ratio using an anodic sulfide film is formed, a display device having a high contrast can be obtained. In addition, since the IV characteristics of the device can be changed by changing the amount of impurities mixed, the device can be easily driven even by using a nematic-cholesteric phase transition type guest-host liquid crystal having a high driving voltage. . Further, since the dielectric constant of the anodic sulfide film is low, voltage can be efficiently applied to the non-linear resistance element, and a high-definition display can be realized. Since this anodic sulfide film is a sulfide film having a dense and uniform film thickness and film quality with few pinholes, display unevenness due to variations in the characteristics of the nonlinear resistance element was small. Further, since the number of masks in the photo step is as small as about 3 and the non-linear resistance element can be manufactured in a step similar to the conventional anodic oxidation, the cost of the display device can be reduced.

【0039】なお、本実施例においては、走査配線およ
び走査電極22の材料として亜鉛を用いたが、銅、カド
ミウム、タンタルなど、陽極硫化が可能である導電体で
あればいずれも用いることができる。また、本実施例に
おいては、導電性膜に混入する不純物として鉄を用いた
が、鉄以外にニッケル、クロム、銅、銀、アルミニウ
ム、インジウムまたはマンガンを用いてもよく、これら
の2種類以上を組み合わせて用いてもよい。さらに、走
査電極22(下部電極)を別に形成せずに走査配線の一
部を走査電極とし、その上に非線形抵抗層23を形成す
る構成としてもよい。絶縁膜24の形成は省略すること
もできるが、絶縁膜24が形成されている場合には、非
線形抵抗層23の屈曲部での電流リークや非線形抵抗素
子の絶縁破壊を防ぐことができる。上記絶縁膜24の材
料としては有機感光性樹脂以外のものを用いてもよく、
窒化ケイ素や酸化ケイ素などの無機膜を形成してもよ
い。感光性樹脂を用いた場合にはパターニング工程を簡
略化できるという利点がある。また、絶縁膜24表面に
凹凸を形成しない構成も考えられるが、形成した場合に
は反射型液晶表示装置の画素電極25に散乱板の機能を
持たせることができ、反射板を基板に外付けする必要が
無いので、コストを下げることができる上に、明るい表
示を得ることができる。
In this embodiment, zinc is used as the material of the scanning wiring and the scanning electrode 22. However, any conductive material such as copper, cadmium, tantalum or the like that can be anodized can be used. . Further, in the present embodiment, iron was used as an impurity mixed into the conductive film. However, nickel, chromium, copper, silver, aluminum, indium or manganese may be used in addition to iron. They may be used in combination. Furthermore, a configuration may be adopted in which a part of the scanning wiring is used as a scanning electrode without separately forming the scanning electrode 22 (lower electrode), and the non-linear resistance layer 23 is formed thereon. Although the formation of the insulating film 24 can be omitted, when the insulating film 24 is formed, current leakage at the bent portion of the nonlinear resistance layer 23 and dielectric breakdown of the nonlinear resistance element can be prevented. As the material of the insulating film 24, a material other than the organic photosensitive resin may be used.
An inorganic film such as silicon nitride or silicon oxide may be formed. When a photosensitive resin is used, there is an advantage that the patterning process can be simplified. In addition, a configuration in which unevenness is not formed on the surface of the insulating film 24 is also conceivable, but when formed, the pixel electrode 25 of the reflection type liquid crystal display device can have a function of a scattering plate, and the reflection plate is externally attached to the substrate. Since there is no need to perform this operation, it is possible to reduce costs and obtain a bright display.

【0040】また、表示媒体34としては、ネマティッ
ク−コレステリック相転移型ゲストホスト液晶を用いる
代わりに、捩れ配向やホモジニアス配向のネマティック
液晶と偏光板とを組み合わせて用いた表示モードにして
もよい。また、液晶以外に、エレクトロルミネッセン
ス、プラズマ、エレクトロクロミックなどの表示媒体を
使用してもよい。導電性膜に混入される不純物の種類や
混入量を変化させて陽極硫化することにより、I−V特
性を変化させて種々の表示媒体を用いた表示装置を駆動
することが可能となる。
As the display medium 34, instead of using a nematic-cholesteric phase transition type guest-host liquid crystal, a display mode using a combination of a twisted or homogeneously oriented nematic liquid crystal and a polarizing plate may be used. In addition to the liquid crystal, a display medium such as electroluminescence, plasma, and electrochromic may be used. By changing the type and amount of impurities mixed in the conductive film and performing anodic sulfurization, it is possible to change the IV characteristics and drive a display device using various display media.

【0041】(実施例2)この実施例2では、不純物と
してニッケルを混入した亜鉛の陽極硫化膜を用いた非線
形抵抗素子を逆極性で2つ直列に接続した構成の反射型
表示装置を作製した。
Example 2 In Example 2, a reflection type display device was constructed in which two non-linear resistance elements using an anodic sulfide film of zinc mixed with nickel as an impurity were connected in series with opposite polarities. .

【0042】図5(a)は、素子側基板の1画素部分を
示す平面図であり、図5(b)は図5(a)のB−B’
断面図である。図5(a)(b)において、ガラスなど
からなる絶縁性基板41の上に陽極硫化処理が施される
電極(以下、陽極硫化電極という)42が島状に形成さ
れ、その上に陽極硫化膜からなる非線形抵抗層43が形
成されている。この陽極硫化電極42は不純物としてニ
ッケルを混入した亜鉛膜からなり、非線形抵抗層43は
陽極硫化電極42を陽極硫化したものである。非線形抵
抗層43の上には島状の絶縁膜44が形成され、その上
に一部重畳するように走査電極45および画素電極46
が形成されている。走査電極45および画素電極46
は、絶縁膜44に形成されたコンタクトホールにおいて
非線形抵抗層43と電気的に接続されている。一方の非
線形抵抗素子は、陽極硫化電極(下部電極)42、非線
形抵抗層43および走査電極(上部電極)45の重畳部
に形成され、他方の非線形抵抗素子は、陽極硫化電極
(下部電極)42、非線形抵抗層43および画素電極
(上部電極)46の重畳部に形成されている。
FIG. 5A is a plan view showing one pixel portion of the element-side substrate, and FIG. 5B is BB ′ of FIG. 5A.
It is sectional drawing. 5A and 5B, an electrode (hereinafter, referred to as an anodized electrode) 42 to be subjected to anodizing treatment is formed in an island shape on an insulating substrate 41 made of glass or the like. A nonlinear resistance layer 43 made of a film is formed. The anodized electrode 42 is made of a zinc film mixed with nickel as an impurity, and the nonlinear resistance layer 43 is formed by anodizing the anodized electrode 42. An island-shaped insulating film 44 is formed on the non-linear resistance layer 43, and the scan electrode 45 and the pixel electrode 46
Are formed. Scan electrode 45 and pixel electrode 46
Is electrically connected to the nonlinear resistance layer 43 at a contact hole formed in the insulating film 44. One non-linear resistance element is formed on a superposed portion of an anodic sulfide electrode (lower electrode) 42, a non-linear resistance layer 43, and a scanning electrode (upper electrode) 45, and the other non-linear resistance element is an anodic sulfide electrode (lower electrode) 42 , The non-linear resistance layer 43 and the pixel electrode (upper electrode) 46.

【0043】以下に、この表示装置の素子側基板の作製
手順について説明する。
The procedure for manufacturing the element-side substrate of this display device will be described below.

【0044】まず、基板41上に不純物を混入した導電
性薄膜を形成し、これを所定の形状にパターン形成して
陽極硫化電極42をを形成する。この実施例では、ガラ
ス基板41上に、スパッタリングにより不純物としてニ
ッケルが100ppm混入された亜鉛膜を約300nm
の膜厚に成膜し、フォト工程およびRIEによるエッチ
ングを行った。その後、フォトレジストを剥離してスト
ライプ状の陽極硫化電極42を得た。
First, a conductive thin film containing impurities is formed on a substrate 41, and is patterned into a predetermined shape to form an anodic sulfide electrode 42. In this embodiment, a zinc film containing 100 ppm of nickel as an impurity is sputtered on a glass substrate 41 to a thickness of about 300 nm.
And a photo process and etching by RIE were performed. Thereafter, the photoresist was stripped to obtain a striped anodic sulfide electrode 42.

【0045】次に、図1に示したような電解装置を用い
て非線形抵抗層43となる陽極硫化膜を形成する。この
実施例では、硫化ナトリウムなどを約0.1mol/l
濃度含んだエチレングリコール溶液中に基板を浸漬して
陽極13とし、白金電極を陰極14として電圧を印加す
ることにより、基板上に露出しているニッケルを混入し
た亜鉛膜表面に硫化亜鉛の層を形成した。電圧を印加す
る方法としては定電流化成を用い、約1A/m2の一定
の電流密度で適当な化成時間の通電を行うことにより膜
厚が約70nmのニッケルが混入した硫化亜鉛からなる
陽極硫化膜43が得られた。
Next, an anodic sulfide film serving as the non-linear resistance layer 43 is formed by using the electrolytic apparatus as shown in FIG. In this embodiment, about 0.1 mol / l of sodium sulfide or the like is used.
The substrate is immersed in an ethylene glycol solution containing the concentration to form an anode 13, and a platinum electrode is used as a cathode 14 to apply a voltage, thereby forming a layer of zinc sulfide on the surface of the zinc film mixed with nickel exposed on the substrate. Formed. As a method of applying a voltage, constant current formation is used, and a current is applied for a suitable formation time at a constant current density of about 1 A / m 2 to form an anode sulfide made of zinc sulfide mixed with nickel having a thickness of about 70 nm. The film 43 was obtained.

【0046】その後、ストライプ状の陽極硫化電極42
を島状にパターニングする。この実施例では、フォト工
程、RIE、エッチングおよびレジスト剥離により表面
に陽極硫化膜43が形成された島状の陽極硫化電極42
をパターニングした。
Thereafter, the striped anodic sulfide electrode 42
Is patterned in an island shape. In this embodiment, an island-shaped anodic sulfide electrode 42 having an anodic sulfide film 43 formed on the surface by a photo process, RIE, etching, and resist stripping is used.
Was patterned.

【0047】続いて、陽極硫化膜43を覆うように絶縁
膜44を形成し、陽極硫化膜43と、後述する走査電極
45および画素電極46との接続を行うためのコンタク
トホールを設ける。この実施例では、有機系感光性樹脂
を用い、スピンコート法により約300nmの厚みに塗
布した後、露光および現像工程を経ることによりコンタ
クトホールを設けた島状の絶縁膜44を形成した。
Subsequently, an insulating film 44 is formed so as to cover the anodic sulfide film 43, and a contact hole for connecting the anodic sulfide film 43 to a scanning electrode 45 and a pixel electrode 46 described later is provided. In this example, an organic photosensitive resin was applied to a thickness of about 300 nm by a spin coating method, and then exposed and developed to form an island-shaped insulating film 44 having a contact hole.

【0048】次に、絶縁膜44に一部重畳するように導
電性薄膜を形成し、これをパターニングして走査電極4
5および画素電極46を形成する。この実施例では、ス
パッタ法によりアルミニウムを厚み約300nmに成膜
し、フォト工程後、臭化水素酸を用いてウェットエッチ
ングを行った。その後、フォトレジストを剥離すること
により、コンタクトホールにおいて非線形抵抗層43の
上部と接続された走査電極45および画素電極46を形
成した。
Next, a conductive thin film is formed so as to partially overlap the insulating film 44, and this is patterned to form a scanning electrode 4.
5 and the pixel electrode 46 are formed. In this example, aluminum was formed to a thickness of about 300 nm by a sputtering method, and after the photo process, wet etching was performed using hydrobromic acid. Thereafter, the photoresist was peeled off to form the scanning electrode 45 and the pixel electrode 46 connected to the upper part of the nonlinear resistance layer 43 in the contact hole.

【0049】以上により、陽極硫化電極42、非線形抵
抗層43および走査電極45の重畳部と、陽極硫化電極
42、非線形抵抗層43および画素電極46の重畳部が
非線形抵抗素子となって、不純物としてニッケルを混入
した亜鉛の陽極硫化膜を非線形抵抗層43として形成さ
れた2つの非線形抵抗素子が逆極性で直列に、即ち、バ
ックトゥーバック構造で接続された素子側基板が作製さ
れた。
As described above, the superposed portion of the anodized electrode 42, the non-linear resistance layer 43 and the scanning electrode 45 and the superposed portion of the anodized electrode 42, the non-linear resistance layer 43 and the pixel electrode 46 become a non-linear resistance element, An element-side substrate in which two non-linear resistance elements formed of an anodic sulfide film of nickel mixed with nickel as the non-linear resistance layer 43 were connected in series with opposite polarities, that is, in a back-to-back structure was manufactured.

【0050】対向側基板作製以降の工程は、実施例1と
同様にして表示装置を作製することができる。
The display device can be manufactured in the same manner as in Example 1 in the steps after the manufacture of the opposing substrate.

【0051】以上のように、本実施例の表示装置におい
ては、走査電極45と画素電極47との間に、2つの非
線形抵抗素子がバックトゥーバック構造で接続されてい
るので、素子のI−V特性の非対称性を改善することが
できた。
As described above, in the display device of this embodiment, since two non-linear resistance elements are connected in a back-to-back configuration between the scanning electrode 45 and the pixel electrode 47, the I-element of the element is connected. The asymmetry of the V characteristic was able to be improved.

【0052】本実施例において、不純物としてのニッケ
ルの混入量を変化させることにより、素子のI−V特性
を変化させることができる。また、2つの非線形抵抗素
子をバックトゥーバック構造に接続したが、2つの非線
形抵抗素子を逆極性で並列に、即ち、リング構造で接続
されていてもよい。
In this embodiment, the IV characteristics of the device can be changed by changing the amount of nickel as an impurity. Further, although the two nonlinear resistance elements are connected in a back-to-back structure, the two nonlinear resistance elements may be connected in parallel with opposite polarities, that is, in a ring structure.

【0053】(実施例3)この実施例3では、複数の不
純物を混入した亜鉛の陽極硫化膜を非線形抵抗層として
用いた以外は実施例1と同様な反射型液晶表示装置を作
製した。
Example 3 In Example 3, a reflection type liquid crystal display device similar to that of Example 1 was produced except that an anodic sulfide film of zinc mixed with a plurality of impurities was used as a nonlinear resistance layer.

【0054】まず、亜鉛ターゲット上に鉄のチップおよ
びクロムのチップを置き、スパッタリングを行うことに
より、ガラス基板上に鉄が約0.3%、クロムが約0.
1%混入された亜鉛膜を約300nmの膜厚に成膜し
た。以降の走査電極パターニング工程、陽極硫化工程、
絶縁膜形成工程および画素電極形成工程は、実施例1と
同様にして素子側基板を作製した。
First, an iron chip and a chromium chip are placed on a zinc target, and sputtering is performed so that about 0.3% of iron and about 0.
A zinc film mixed with 1% was formed to a thickness of about 300 nm. Subsequent scan electrode patterning step, anodic sulfurizing step,
An element-side substrate was manufactured in the same manner as in Example 1 in the insulating film forming step and the pixel electrode forming step.

【0055】得られた素子のI−V特性を図6の61に
示す。同時に、鉄が約300ppm、クロムが約100
ppm、銅が約100ppm混入された亜鉛膜を陽極硫
化して作製した素子のI−V特性を62に示す。図6か
ら理解されるように、導電性膜中に混入される不純物の
種類や量によって非線形抵抗素子のI−V特性を変化さ
せることができる。
The IV characteristics of the obtained device are shown in FIG. At the same time, about 300 ppm of iron and about 100
62 shows the IV characteristics of a device produced by anodizing a zinc film containing about 100 ppm of copper and about 100 ppm of copper. As can be understood from FIG. 6, the IV characteristics of the nonlinear resistance element can be changed depending on the type and amount of impurities mixed in the conductive film.

【0056】対向側基板作製以降の工程は、実施例1と
同様にして表示装置を作製することができる。
The display device can be manufactured in the same manner as in Example 1 in the steps after the manufacture of the opposing substrate.

【0057】(実施例4)この実施例4では、不純物と
してクロムを混入した亜鉛の陽極硫化膜を非線形抵抗層
として用いた透過型液晶表示装置を作製した。
Example 4 In Example 4, a transmission type liquid crystal display device using an anodic sulfide film of zinc mixed with chromium as an impurity as a nonlinear resistance layer was manufactured.

【0058】図7(a)は、素子側基板31の1画素部
分を示す平面図であり、図7(b)は図7(a)のC−
C’断面図である。図7(a)(b)において、ガラス
などからなる絶縁性基板21の上に走査配線と、走査配
線から分岐された走査電極22とが形成されており、そ
の上に陽極硫化膜からなる非線形抵抗層23が形成され
ている。この走査電極22は不純物としてクロムを混入
した亜鉛膜からなり、非線形抵抗層23は走査電極22
を陽極硫化したものである。非線形抵抗層23の上には
絶縁膜24が形成され、その上に上部電極71と、上部
電極71を介して非線形抵抗層23と接続される画素電
極72とが形成されている。上部電極71は、絶縁膜2
4に形成されたコンタクトホールにおいて非線形抵抗層
23と電気的に接続されている。非線形抵抗素子は、走
査電極(下部電極)22、非線形抵抗層23および上部
電極71の重畳部に形成される。
FIG. 7A is a plan view showing one pixel portion of the element-side substrate 31, and FIG.
It is C 'sectional drawing. 7A and 7B, a scanning wiring and a scanning electrode 22 branched from the scanning wiring are formed on an insulating substrate 21 made of glass or the like, and a non-linear film made of an anodic sulfide film is formed thereon. The resistance layer 23 is formed. The scanning electrode 22 is made of a zinc film mixed with chromium as an impurity.
Is anodized. An insulating film 24 is formed on the non-linear resistance layer 23, on which an upper electrode 71 and a pixel electrode 72 connected to the non-linear resistance layer 23 via the upper electrode 71 are formed. The upper electrode 71 is made of the insulating film 2
4 is electrically connected to the non-linear resistance layer 23 in the contact hole. The non-linear resistance element is formed at a portion where the scanning electrode (lower electrode) 22, the non-linear resistance layer 23 and the upper electrode 71 overlap.

【0059】以下、この表示装置の作製工程について説
明する。
Hereinafter, a manufacturing process of the display device will be described.

【0060】まず、亜鉛ターゲット上にクロムのチップ
を置き、アルゴンガスを用いてスパッタリングを行うこ
とにより、ガラス基板21上にクロムが300ppm混
入された亜鉛膜を約300nmの膜厚に成膜した。次
に、実施例1と同様にして走査電極22のパターニング
工程および陽極硫化工程を行った。
First, a chromium chip was placed on a zinc target, and sputtering was performed using an argon gas to form a zinc film containing 300 ppm of chromium on the glass substrate 21 to a thickness of about 300 nm. Next, a patterning step of the scanning electrode 22 and an anodic sulfurizing step were performed in the same manner as in Example 1.

【0061】続いて、この基板上に有機系感光性樹脂を
スピンコート法により約400nmの厚みに塗布した
後、フォト工程を経ることによりコンタクトホールを設
けた絶縁膜24を形成した。
Subsequently, an organic photosensitive resin was applied on this substrate to a thickness of about 400 nm by spin coating, and then subjected to a photo process to form an insulating film 24 provided with a contact hole.

【0062】次に、スパッタ法によりアルミニウムを厚
み約300nmに成膜し、フォト工程後、燐酸または燐
酸・硝酸・酢酸の混酸などを用いてウェットエッチング
を行い、フォトレジストを剥離することにより、コンタ
クトホールにおいて非線形抵抗層23の上部と接続され
た上部電極71を形成した。
Next, a film of aluminum is formed to a thickness of about 300 nm by a sputtering method, and after the photo step, wet etching is performed using phosphoric acid or a mixed acid of phosphoric acid, nitric acid and acetic acid, and the photoresist is peeled off to remove the contact. The upper electrode 71 connected to the upper part of the nonlinear resistance layer 23 in the hole was formed.

【0063】さらに、スパッタ法によりITOを厚み約
200nmに成膜し、上部電極71と一部接するように
パターニングを行うことにより、上部電極71を介して
非線形抵抗層43の上部と接続された画素電極72が形
成された。
Further, an ITO film having a thickness of about 200 nm is formed by a sputtering method, and is patterned so as to be in partial contact with the upper electrode 71, thereby forming a pixel connected to the upper part of the nonlinear resistance layer 43 via the upper electrode 71. The electrode 72 was formed.

【0064】以上により、走査電極22、非線形抵抗層
23および上部電極71の重畳部が非線形抵抗素子とな
って、不純物として鉄を混入した亜鉛の陽極硫化膜が非
線形抵抗層23として形成された素子側基板31が作製
された。
As described above, the superposed portion of the scanning electrode 22, the non-linear resistance layer 23 and the upper electrode 71 becomes a non-linear resistance element, and an element in which an anodic sulfide film of zinc mixed with iron as an impurity is formed as the non-linear resistance layer 23. The side substrate 31 was produced.

【0065】対向側基板作製以降の工程は、実施例1と
同様にして表示装置を作製することができる。
The display device can be manufactured in the same manner as in Example 1 in the steps after the manufacturing of the opposing substrate.

【0066】したがって、本実施例の表示装置は、陽極
硫化膜を用いたオンオフ比が高い非線形抵抗素子が形成
されているので、高解像度および高コントラストの表示
装置とすることができた。また、非線形抵抗層43と画
素電極72との間に、画素電極とは異なる材料からなる
上部電極71が設けられているので、画素電極材料を自
由に選択できるようになる。特に、透過型表示装置の場
合には、画素電極72として透明導電膜(ITO)など
を用いることが多いので、そのような場合に有利であ
る。
Therefore, in the display device of this example, since a non-linear resistance element using the anodic sulfide film and having a high on / off ratio was formed, a display device with high resolution and high contrast could be obtained. Further, since the upper electrode 71 made of a material different from the pixel electrode is provided between the nonlinear resistance layer 43 and the pixel electrode 72, the pixel electrode material can be freely selected. In particular, in the case of a transmissive display device, a transparent conductive film (ITO) or the like is often used as the pixel electrode 72, which is advantageous in such a case.

【0067】本実施例においては、不純物としてのクロ
ムの混入量を変化させることにより素子のI−V特性を
変化させることができる。
In this embodiment, the IV characteristics of the device can be changed by changing the amount of chromium mixed as an impurity.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、非線形抵
抗素子の非線形抵抗層が陽極硫化膜からなるので、オン
オフ比を高くすることができ、高解像度および高コント
ラストの表示が可能となる。また、導電性薄膜に混入さ
れる不純物の種類および量を変化させることにより容易
に素子のI−V特性を変化させることができるので、種
々の電気光学的表示媒体を用いた表示装置を駆動させる
ことができる。さらに、非線形抵抗層の誘電率が低いの
で、液晶に対する非線形抵抗素子の容量比が小さくな
り、素子への電圧印加を効率的に行って高精細な表示を
得ることができる。また、陽極硫化によりピンホールの
少ない緻密で均一な膜厚および膜質の硫化膜を形成する
ことができるので、非線形抵抗素子の特性のばらつきに
よる表示むらを生じにくくすることができる。この非線
形抵抗素子の製造は、陽極硫化を陽極酸化と類似した工
程で行うことができ、フォト工程におけるマスク枚数も
TFTに比べて少ないので、表示装置の低コスト化を図
ることができる。
As described above, according to the present invention, since the non-linear resistance layer of the non-linear resistance element is formed of an anodic sulfide film, the on / off ratio can be increased, and a display with high resolution and high contrast can be realized. . In addition, since the IV characteristics of the element can be easily changed by changing the type and amount of impurities mixed in the conductive thin film, a display device using various electro-optical display media is driven. be able to. Furthermore, since the dielectric constant of the non-linear resistance layer is low, the capacitance ratio of the non-linear resistance element to the liquid crystal is reduced, and a high-definition display can be obtained by efficiently applying a voltage to the element. In addition, since a sulfide film having a dense and uniform film thickness and quality with few pinholes can be formed by anodic sulfide, display unevenness due to variations in characteristics of the nonlinear resistance element can be suppressed. This non-linear resistance element can be manufactured by performing anodic sulphide in a process similar to anodic oxidation, and the number of masks in the photo process is smaller than that of the TFT, so that the cost of the display device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例における表示装置の陽極硫化工
程に使用される電解装置の一例を示す概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of an electrolysis device used in an anodizing process of a display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例における表示装置の数画素分の
斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of several pixels of the display device according to the embodiment of the present invention.

【図3】(a)は、実施例1の表示装置における素子側
基板の1画素部分の平面図であり、(b)は(a)のA
−A’断面図である。
FIG. 3A is a plan view of one pixel portion of an element-side substrate in the display device of Example 1, and FIG. 3B is a plan view of A in FIG.
It is -A 'sectional drawing.

【図4】実施例1の素子のI−V特性を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing IV characteristics of the device of Example 1.

【図5】(a)は、実施例2の表示装置における素子側
基板の1画素部分の平面図であり、(b)は(a)のB
−B’断面図である。
5A is a plan view of one pixel portion of an element-side substrate in a display device according to a second embodiment, and FIG. 5B is a plan view of B in FIG.
FIG. 14 is a sectional view taken along the line B-B '.

【図6】実施例3の素子のI−V特性を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing IV characteristics of a device of Example 3.

【図7】(a)は、実施例3の表示装置における素子側
基板の1画素部分の平面図であり、(b)は(a)のC
−C’断面図である。
FIG. 7A is a plan view of one pixel portion of an element-side substrate in a display device according to a third embodiment, and FIG. 7B is a plan view of C in FIG.
It is a -C 'sectional view.

【図8】(a)は、タンタルの陽極酸化膜を用いた従来
の表示装置における素子側基板の1画素部分の平面図で
あり、(b)は(a)のD−D’断面図である。
8A is a plan view of one pixel portion of an element-side substrate in a conventional display device using a tantalum anodic oxide film, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line DD ′ of FIG. is there.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 電解槽 12 電解液 13 陽極 14 陰極 21,41 ガラス基板 22,45 走査電極 23,43 陽極硫化膜(非線形抵抗層) 24,44 絶縁膜 25,46,72 画素電極 31 素子側基板 32 対向側基板 33 配向膜 34 液晶(表示媒体) 35 データ電極 42 陽極硫化電極 71 上部電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Electrolyzer 12 Electrolyte 13 Anode 14 Cathode 21, 41 Glass substrate 22, 45 Scanning electrode 23, 43 Anodic sulfide film (non-linear resistance layer) 24, 44 Insulating film 25, 46, 72 Pixel electrode 31 Element side substrate 32 Opposite side Substrate 33 Alignment film 34 Liquid crystal (display medium) 35 Data electrode 42 Anodized electrode 71 Upper electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−250375(JP,A) 特開 平7−325324(JP,A) 特開 昭62−224983(JP,A) 特開 平3−35223(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1365 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-2-250375 (JP, A) JP-A-7-325324 (JP, A) JP-A-62-224983 (JP, A) JP-A-3-324 35223 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/1365

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一対の基板の間に電気光学的特性を有す
る表示媒体が挟持され、該一対の基板のうちの一方に、
該表示媒体に電圧を印加するための画素電極が設けら
れ、該画素電極に接続されて非線形抵抗素子が1画素に
少なくとも1つ設けられ、該非線形抵抗素子に選択信号
を与えるための走査電極が該非線形抵抗素子と接続さ
れ、該非線形抵抗素子が少なくとも非線形抵抗層を有
し、該非線形抵抗層が、硫黄イオンまたは硫黄原子を含
むイオンが存在する電解溶液中で、不純物が混入された
導電性膜を陽極として電圧印加することにより形成され
ている表示装置。
A display medium having electro-optical characteristics is sandwiched between a pair of substrates, and one of the pair of substrates has
A pixel electrode for applying a voltage to the display medium is provided, at least one non-linear resistance element connected to the pixel electrode is provided for one pixel, and a scanning electrode for applying a selection signal to the non-linear resistance element is provided. The non-linear resistance element is connected to the non-linear resistance element, the non-linear resistance element has at least a non-linear resistance layer, and the non-linear resistance layer has a conductivity in which impurities are mixed in an electrolytic solution in which sulfur ions or ions containing sulfur atoms are present. A display device formed by applying a voltage using a film as an anode.
【請求項2】 前記導電性膜が、亜鉛、銅、タンタルま
たはカドミウムからなる請求項1記載の表示装置。
2. The display device according to claim 1, wherein the conductive film is made of zinc, copper, tantalum, or cadmium.
【請求項3】 前記不純物が、アルミニウム、鉄、ニッ
ケル、クロム、銅、銀、マンガンおよびインジウムのう
ちの少なくとも一種類を含む材料からなる請求項1記載
の表示装置。
3. The display device according to claim 1, wherein the impurity is made of a material containing at least one of aluminum, iron, nickel, chromium, copper, silver, manganese, and indium.
【請求項4】 前記表示媒体が液晶からなる請求項1記
載の表示装置。
4. The display device according to claim 1, wherein the display medium is made of a liquid crystal.
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