JP3074866B2 - 非線形素子およびその製造方法並びにその非線形素子を用いた電気光学装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば液晶表示装置等
の電気光学装置に用いる非線形素子およびその製造方法
並びに該非線形素子を用いた電気光学装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば液晶表示装置において、液
晶パネルの液晶層を挟持する一対の基板の一方の基板上
に画素電極をマトリックス状に多数配置し、その各画素
電極を、電流電圧特性に非線形性を有する非線形素子を
介して駆動するものは知られている。

【０００３】図１０は上記のような液晶表示装置等にお
ける非線形素子の一例を示すもので、同図（ａ）は非線
形素子を有する側の基板（以下、素子基板という）の一
部の平面図、同図（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ線拡大
断面図である。図において、１は透明のガラス板等より
なる基板、２はその基板１上に設けた第１の導電体とし
ての下電極、３は非線形電気伝導体、４は第２の導電体
としての上電極、５は画素電極を示す。

【０００４】上記の下電極２と非線形電気伝導体３およ
び上電極４は一部が重なるように設けられ、その重なる
部分が、電流電圧特性に非線形性を有する非線形素子と
してのＭＩＭ（Metal Insulator Metal)素子Ｓを構成し
ている。なお図の場合は上記の素子Ｓを構成する下電極
２と非線形電気伝導体３は、画素電極５への信号入力用
の画素間配線Ｌと連続的に形成されている。また上記画
素電極５およびＭＩＭ素子Ｓは基板１上にマトリックス
状に多数形成されているが、図には省略した。

【０００５】上記のようなＭＩＭ素子、特に現在実用化
もしくはそれに近い段階にある液晶表示装置用のＭＩＭ
素子の材質は、上記下電極２等の第１の導電体としてタ
ンタル（Ｔａ）、非線形電気伝導体３として酸化タンタ
ル（ＴａＯｘ）が用いられ、また上電極４等の第２の導
電体としては、電流電圧特性の正負の対称性がよく液晶
と組合せやすいクロム（Ｃｒ）やチタン（Ｔｉ）等が多
く用いられている。

【０００６】また上記のような酸化タンタルよりなる非
線形電気伝導体３は、タンタルを陽極酸化することによ
って形成することが行われており、そのように陽極酸化
によって非線形電気伝導体３を形成すると、膜厚・膜質
の均一性がよいため、素子間や基板間の均一性が非常に
よく実用的なプロセスマージンを大きくできる利点があ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に非線形電気伝導体として酸化タンタルを用いるもの
は、比誘電率が約２５〜２７と大きく素子容量が大きく
なってしまう。そのため液晶と組合わせて用いるときに
マッチングが悪くて駆動マージンが取りにくい。また上
記のような非線形素子と液晶とを組合せた液晶表示装置
等の電気光学装置は、例えば図１１のような駆動波形
（フレーム時間１／３０秒の１／４００Ｄマルチプレッ
クス駆動）によって、駆動されるが、このとき非線形素
子に（初期的に）かかる電圧は、液晶および非線形素子
の容量に依存する。すなわち、液晶の容量をＣ_LC、非線
形素子の容量をＣ_MIM としたとき、Ｃ_LC／（Ｃ_LC＋Ｃ
_MIM ）に依存し、容量比Ｃ．Ｒ．（＝Ｃ_MIM ／Ｃ_LC）が
小さい方がよいが、酸化タンタルを用いたＭＩＭ素子で
はフォトパターニング精度等のプロセス制限で容量比が
１／２程度しかとれていないのが実情である。

【０００８】本発明は上記の問題点に鑑みて提案された
もので、素子容量が小さく、しかも充分な容量比を確保
することのできる非線形素子およびその製造方法並びに
該非線形素子を用いた電気光学装置を提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、以下の構成としたものである。即ち、本
発明による非線形素子は、基板上に第１の導電体と非線
形電気伝導体および第２の導電体とを順に積層してな
り、それ等の重なる部分が電流電圧特性に非線形性を有
する非線形素子において、上記非線形電気伝導体を多孔
質な絶縁体と、その多孔質な絶縁体の空孔中に充填した
有機導電体とで構成したことを特徴とする。

【００１０】また本発明による非線形素子の製造方法
は、基板上に第１の導電体と非線形電気伝導体および第
２の導電体とを順に積層してなり、それ等の重なる部分
が電流電圧特性に非線形性を有する非線形素子を製造す
るに当り、上記第１の導電体を基板上に形成し、その第
１の導電体の少なくとも一部を陽極酸化して多孔質な絶
縁体を形成すると共に、その多孔質な絶縁体の空孔中に
電解重合により有機導電体を充填することを特徴とす
る。

【００１１】さらに本発明による電気光学装置は、基板
上に第１の導電体と非線形電気伝導体および第２の導電
体とを順に積層してなり、それ等の重なる部分が電流電
圧特性に非線形性を有する非線形素子における上記非線
形電気伝導体を多孔質な絶縁体と、その多孔質な絶縁体
の空孔中に充填した有機導電体とで構成し、その非線形
素子を画素電極と画素間配線との間に設けてなる素子基
板を、対向電極を有する対向基板に対面させて配置し、
その両基板間に液晶層を介在させてなることを特徴とす
る。上記の第１の導電体としては、例えばアルミニウム
単体もしくはアルミニウム合金を用い、上記絶縁体とし
ては例えば上記の第１の導電体の少なくとも一部を陽極
酸化したアルミナを用いるものである。

【００１２】

【作用】上記のように本発明による非線形素子は、非線
形電気伝導体として多孔質なアルミナ等の絶縁体の空孔
中に有機半導体を充填した構成であるから、非線形素子
の容量を小さく、しかも充分な容量比を確保することが
可能となる。また上記のような非線形素子は、基板上に
形成した例えばアルミニウム単体もしくはアルミニウム
合金等よりなる第１の導電体の少なくとも一部を陽極酸
化して多孔質なアルミナ等よりなる絶縁体を形成し、そ
の空孔中に電解重合により有機導電体を充填することに
よって容易に製造可能である。さらに上記のような非線
形素子を用いて前記のような電気光学装置を構成するこ
とで、電気光学特性の優れた電気光学装置を提供するこ
とが可能となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明による非線形素子およびその製
造方法並びに該非線形素子を用いた電気光学装置を、図
の実施例に基づいて具体的に説明する。

【００１４】〔実施例１〕図１は本発明による非線形素
子の一実施例を示すもので、同図（ａ）は素子基板の平
面図、同図（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ線拡大断面図
であり、前記図１０と同様の機能を有する部材には同一
の符号を付して説明する。本例は下電極２をアルミニウ
ムもしくはアルミニウム合金で形成すると共に、非線形
電気伝導体３を、多孔質なアルミナよりなる絶縁体３ａ
と、その空孔内に充填した有機導電体３ｂとで構成した
ものである。上記の構成により、細いワイヤ状の非線形
性の大きな有機導電体３ｂを、アルミナよりなる絶縁体
３ａ中に多数立てた構造とすることができる。

【００１５】上記の下電極２は、例えば上記のようにア
ルミニウム単体もしくはアルミニウム合金で形成するも
ので、アルミニウム合金としては、アルミニウムを主体
とした例えばＡｌ−Ｃｕ合金やＡｌ−Ｍｇ合金等を用い
ることができる。ただし、陽極酸化することによって多
孔質な絶縁体が得られるものであれば、上記以外の材質
のものでもよい。有機導電体３ｂとしては、例えばアニ
リン、ピロール、チオフェン、フェノール、チオフェノ
ール等およびその誘導体等の芳香族化合物の重合体が典
型的なものとして用いることができる。

【００１６】上電極４としては、電気を充分に流せれば
何でもよく、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｍｎなどの金属、およびそれ等の合金、もしくはポ
リアセチレン等の有機導電体、あるいはＩＴＯ、Ｚｎ
Ｏ、ＳｎＯ、ＣｕＯなどの酸化物導電体および半導体で
もよい。画素電極５としては、例えばＩＴＯ等を用い
る。又その画素電極５と上電極４とは同材質で一体に形
成することもできる。また基板１は、本実施例において
はガラス基板を用いたが、これに限らず合成樹脂基板等
を用いてもよい。

【００１７】上記のように非線形電気伝導体３を多孔質
なアルミナ等の絶縁体３ａと、その空孔内に充填した有
機導電体３ｂとで形成したことによって、絶縁体３ａと
有機導電体３ｂとはそれぞれ以下のような役割分担をし
て良好な非線形素子が得られる。すなわち、絶縁体３ａ
は有機導電体３ｂを支持する支持体としての機能と、小
さな静電容量と絶縁性とを有し、一方、有機導電体３ｂ
は導電体としての機能と、電流電圧特性に非線形性を持
たせる機能を発揮する。

【００１８】その結果、絶縁体３ａにより有機導電体３
ｂに流れる電流を制限でき、大きな電界を小さな領域に
閉じ込めて大きな非線形性を引き出すと同時に静電容量
を下げることができる。また上記のように有機導電体３
ｂが導電性を維持し、絶縁体３ａが支持体として小さな
静電容量を作るという機能分担ができるため、絶縁体単
独もしくは有機導電体単独で用いた場合と比べて導電部
位の制御性が高くなる。さらに絶縁体３ａによる機械的
強度の増加により、有機導電体３ｂ単独で用いた場合に
比べてショートや通電破壊を減少させることが可能とな
るものである。

【００１９】次に、上記のような非線形素子を製造する
場合のプロセスの一例を、図２に基づいて具体的に説明
する。 下電極の形成 予め洗浄し、所定の下地形成を行った基板１上に、導電
体をスパッタ等で形成し、フォトエッチング等で所定の
形状にパターニングして図２の（ａ）のように下電極２
を形成する。上記の下地形成は、例えばＳｉＯ₂ 等をス
パッタ・ＥＢ蒸着・ディップ後焼成等により行う。また
上記導電体としては、陽極酸化性が良好な硬い合金、例
えばＡｌ−Ｍｇ（例えば１％）合金を用い、厚さ４００
ｎｍ程度に形成する。

【００２０】 陽極酸化 次に上記の下電極２の表面を陽極酸化することにより、
図２の（ｂ）のように多孔質のアルミナよりなる絶縁体
３ａを形成する。このとき多孔質となった酸化膜の空孔
の底には通常バリア層が形成されるが、そのバリア層の
厚さは数〜数十ｎｍ以下、また絶縁体の厚さは数十ｎｍ
〜数μｍに設定する。具体的には、例えば化成液１．５
Ｍ硫酸系を用い、１０Ｖ以上たとえば３０Ｖで陽極酸化
を行って、約３０ｎｍの非線形電気伝導体を形成する。
なお高濃度の硫酸浴系、例えば１３Ｍの硫酸浴系ではバ
リア層がなくなるが、それでもよい。上記の陽極酸化は
自己制御的に進むため、絶縁体膜厚、空孔密度および空
孔の大きさは同一の陽極酸化条件では再現性がよい。ま
た基板内の均一性も良好となる。

【００２１】 電解重合 上記絶縁体３ａに例えばポリピロール誘導体を電解重合
させることによって、多孔質なアルミナよりなる絶縁体
３ａの空孔内に、図２の（ｃ）のように有機導電体３ｂ
を充填して非線形電気伝導体３を形成する。上記の電解
重合は、例えば支持電解質としてＢＦ₄ を用い、電圧
１．８Ｖで行う。なお有機導電体３ｂの材質によっては
ドープまたは脱ドープが必要である。また電解重合では
空孔内部への充填は電界による分子の入り込みと、電極
と絶縁体との界面近傍における場重合によって余分な空
隙を生じずに可能となる。

【００２２】 封孔処理 上記のように多孔質な絶縁体３ａの空孔内に有機導電体
３ｂを充填した非線形電気伝導体３を熱水中に浸漬して
表面の水和酸化物により図２の（ｄ）のように空孔の表
面開口部を塞ぎ、例えば２５０℃で３０分間乾燥させ
る。

【００２３】 画素電極形成 基板１の表面に、図２の（ｅ）のように画素電極５を形
成する。その画素電極としては、例えばＩＴＯ等を用
い、スパッタ等で１００ｎｍ程度の厚さに形成した後、
２００℃で約１時間アニールする。

【００２４】 下電極の形成 上記画素電極５と前記非線形電気伝導体３との上面に、
図２の（ｆ）のように上電極４を形成する。その上電極
４としては、エッチング性のよい例えばＡｌ−Ｃｕ（Ｃ
ｕ０．５％）合金等を用い、スパッタ等で厚さ５０ｎｍ
に形成した後、フォトエッチング等で所定の形状にパタ
ーニングすればよい。

【００２５】なお上記の上電極４と画素電極５とは、前
述のように同材質（例えば、ＩＴＯ等）で一体に形成し
てもよく、その場合には上記の封孔処理を行った後に
上電極４と画素電極５とを同時に形成することができ
る。また上電極材料としては、本実施例においては素子
特性の正負の対称性が確保できる材料を選ぶ必要があ
る。このとき、上電極の配線長は短いので、大きな抵抗
率を有しても問題とならない。よってその形成手段は低
温スパッタ法や蒸着法により、できる範囲で薄く形成す
ることで非線形電気伝導体にできるだけダメージを与え
ないようにするのが望ましい。

【００２６】これに対して下電極は配線材としても用い
られるので、信号の遅延時間を短くするために低抵抗に
したい。この場合、下電極の幅を広くして低抵抗にする
ことは、あまり有効ではないので、厚くすることで対応
するとよい。しかし、あまり厚くしすぎると上電極のカ
バレージ不足で断線が続出する可能性が高い。よって膜
厚は数百ｎｍ程度以下とするのが普通である。また、Ｈ
₃ ＰＯ₄ とＣＨ ₃ＣＯＯＨおよびＨＮＯ₃ とからなるＡ
ｌエッチャント中のＨＮＯ₃ の割合を増してテーパー加
工することによっても断線の減少を図っている。

【００２７】さらに前記の画素電極形成は、前記の実
施例においてはの封孔処理を施した後に行ったが、
の下電極形成との陽極酸化との間に行ってもよい。図
３はその場合の製造プロセスを示す説明図である。前記
例の場合と同様に予め洗浄し且つ所定の下地形成を行っ
た基板１上に、導電体をスパッタ等で形成し、フォトエ
ッチング等で所定の形状にパターニングして図３の
（ａ）のように下電極２を形成する。次いで、基板１お
よび下電極２の表面に例えばＩＴＯをスパッタ等で所定
の厚さに形成しパターニングして同図（ｂ）のように画
素電極５を形成する。以後は前記例と同様に下電極２の
表面を陽極酸化することにより、同図（ｃ）のように多
孔質のアルミナ等よりなる絶縁体３ａを形成すると共
に、その空孔内に同図（ｄ）のように有機導電体３ｂを
充填し、同図（ｅ）のように封孔処理を施す。そして最
後に同図（ｆ）のように上電極４を形成すればよい。

【００２８】上記のように画素電極形成を下電極形成と
陽極酸化との間に行うと、画素電極５を形成する際に、
下電極２上にＩＴＯ膜を形成しパターニングして除去す
るときに下電極２上にＩＴＯが僅かに残っていても、後
の陽極酸化時にＩＴＯ内のインジウムなどが溶けて素子
部から排出させることができる。

【００２９】図４は上記のような非線形素子を電気光学
装置としての液晶表示装置に適用した例を示すもので、
同図（ａ）は液晶表示装置の平面図、同図（ｂ）は正面
図である。図示例の液晶表示装置は、前記図１に示す素
子基板１に対面させて、ＩＴＯ等の対向電極１２を有す
る対向基板１１を向かい合わせに配置し、その両基板１
・１１間に液晶層１０を介在させた構成である。１３・
１４は偏光板を示す。なお上記図３においては、１つの
画素を示したものであるが、例えばマトリックス型の液
晶表示装置においては、図４の（ａ）における画素電極
５が縦横に多数設けられ、画素間配線Ｌと対向電極１２
が互いに直交する方向に連続的に設けられる。

【００３０】上記のように構成した液晶表示装置のＶ−
Ｔ曲線を図５に示す。同図中、Ｃ１は本発明による非線
形素子を用いた液晶表示装置のＶ−Ｔ曲線、Ｃ２は非線
形素子を用いない通常の単純マトリックス型液晶表示装
置のＶ−Ｔ曲線である。非線形素子を付加することによ
り、急峻性（Ｖ₁₀／Ｖ₉₀）が向上していることが分か
る。よって高コントラスト、高視野角の液晶表示装置を
高デューティ比で動作させることが可能となる。以上の
ように本発明による非線形素子は構成が簡単で工程が短
く、スループットの低いドライエッチやＣＶＤも不要で
あるため、これを液晶表示装置に適用することによって
高コントラスト、高性能の液晶表示装置を容易安価に提
供することが可能となる。

【００３１】なお反射型液晶表示装置等の特殊なモード
（例えば、反射板と液晶の間に偏光板のいらない複屈折
を利用したモードや、ゲスト−ホストモードなど）にあ
っては、上記の画素電極５として反射性のよい材質を用
いることにより、反射板として兼用させることもでき
る。図６の（ａ）はその一例を示すもので、画素電極５
としてＡｌ等の反射性のよい材質を用いたものである。
そのようにすると、上記のような反射型液晶表示装置等
にあっては従来は例えば同図（ｂ）のように素子基板１
の下側に偏光板１４や反射板１５を設ける必要があった
が、それらを省略することができる。また本例において
も、上記画素電極５と下電極４とを同材質で一体に形成
することも可能であり、そのようにすると構成をさらに
簡略化することができる。

【００３２】〔実施例２〕図７は本発明による非線形素
子の他の実施例を示すもので、同図（ａ）は非線形素子
の平面図、（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ線拡大断面
図、（ｃ）は（ａ）におけるｃ−ｃ線拡大断面図であ
る。本例は画素間配線Ｌと画素電極５との間に２つの非
線形素子Ｓ１・Ｓ２を直列に設けた、いわゆるバック−
トゥ−バック（Ｂ−Ｂ）型とした例を示す。画素間配線
Ｌは一方の非線形素子Ｓ１の上電極４１と連続的に形成
され、その上電極４１と、画素間配線Ｌと画素電極５と
の間に設けた下電極２および非線形電気伝導体３とで非
線形素子Ｓ１が構成されている。また他方の非線形素子
Ｓ２は上記下電極２および非線形電気伝導体３と、上電
極４２とで構成され、その上電極４２は画素電極５に接
続されている。

【００３３】画素間配線Ｌからの信号は、その画素間配
線Ｌに連続的に形成した上電極４１を経て、第１の非線
形素子Ｓ１すなわち上電極４１・非線形電気伝導体３・
下電極２を通った後、第２の非線形素子Ｓ２すなわち下
電極２・非線形電気伝導体３・上電極４２を通って画素
電極５に入力される。このため、配線Ｌと画素電極５間
において、正負の電界をどちら向きに印加しても、電流
の経路は同等となり、上電極４１および４２と、下電極
２の材質に拘らず素子特性は対称となる。

【００３４】本実施例においても、非線形電気伝導体３
として多孔質なアルミナ等よりなる絶縁体３ａの空孔中
に有機導電体３ｂを充填したもので、前記実施例の場合
と同様の効果が得られると共に、バック−トゥ−バック
型としたことによって素子特性の対称性が確保され、極
性差をなくすことができる。上記非線形電気伝導体３お
よび下電極２、上電極４１・４２は、前記実施例１と同
様に前記の各種の材質のものを用いることができる。ま
た本実施例においては、上電極４１は配線材料としても
用いているが、バック−トゥ−バック構造のため素子特
性は必ず対称となるので、広い範囲の材料から選択が可
能である。配線材兼用の上電極材料に低抵抗配線材料を
用いれば、配線パターンを細かくでき、高開口率とする
ことが容易である。又この構成の場合は配線材を厚く付
けても断線欠陥は起きない等の利点がある。

【００３５】上記のようなバック−トゥ−バック型の非
線形素子を製造する場合には、例えば以下の要領で製作
すればよい。先ず、前記実施例１に記載した製造方法プ
ロセスにおけるの下電極形成、の陽極酸化、の電
解重合、およびの封孔処理を行って図８の（ａ）に示
すように下電極２と非線形電気伝導体３を基板１上に形
成する。次いで、同図（ｂ）のように非線形素子となる
部分以外の下電極２と非線形電気伝導体３を除去する。
その後、前記実施例１の場合と同様の要領で、図８の
（ｃ）のように画素電極５を形成し、次いで同図（ｄ）
のように画素間配線Ｌを兼ねる上電極４１と他方の上電
極４２とを形成すればよい。

【００３６】なお上記実施例において画素間配線Ｌを形
成する箇所に図８の（ａ）のように非線形素子となる部
分以外の下電極２と非線形電気伝導体３とを形成したの
は、専ら前記の陽極酸化や電解重合を行う際の電界印加
用配線として用いるためであり、本例においては、のち
にその配線を図８の（ｂ）のように全て除去したが、非
線形素子となる部分の下電極２および非線形電気伝導体
３と単に切離し、その配線の上に上電極４１を形成して
もよい。また上記のプロセスにおいても多孔質なアルミ
ナよりなる絶縁体３ａの封孔処理を施すようにしたが、
本実施例においては素子部のみにアルミナが開口した非
線形電気伝導層が存在するので、場合によっては封孔処
理は省略してもよい。

【００３７】さらに前記のようなバック−トゥ−バック
型の非線形素子を製造する場合のプロセスや各部材の配
置構成等は適宜変更可能であり、図９は他のプロセス例
を示す。本例は前記のプロセスと同様に図９の（ａ）に
示すように下電極２と非線形電気伝導体３を基板１上に
形成すると共に、その下電極２と非線形電気伝導体３の
非線形素子となる部分を前記図８の場合よりも長く形成
し、それ等を含む基板上に同図（ｂ）の鎖線示のように
画素電極５を形成するためのＩＴＯ膜等を設け、それを
レジストを用いて所定の形状にパターニングして画素電
極５を形成する際に、同図（ｃ）のように非線形素子と
なる部分以外の下電極２と非線形電気伝導体３、すなわ
ち電界印加用配線Ｌ´を同時に除去する。次いで残った
下電極２と非線形電気伝導体３の上記電界印加用配線Ｌ
´と反対側の端部近傍に上電極４１・４２を形成すると
共に、その上電極４１の画素間配線Ｌとなる部分を、上
記電界印加用配線Ｌ´と反対側に隣り合う画素電極５´
との間に形成するようにしたものである。なお、このと
き非線形素子部に残った画素電極材も除去する。ただ
し、上電極４１・４２の下に相当する部分の画素電極材
は残り、非線形素子の上電極は画素電極材と上電極材が
積層した２層構造となる。

【００３８】上記のように画素電極５をレジストを用い
て所定の形状にパターニングして形成する際に、電界印
加用配線Ｌ´を同時に除去すると、製造が容易になるだ
けでなく、上記のレジストによって非線形素子となる部
分の下電極２と非線形電気伝導体３とを保護することが
できる。また上電極４１・４２を上記のように電界印加
用配線Ｌ´と反対側に形成すると、電界印加用配線Ｌ´
を除去する際に、非線形素子となる部分の下電極２と非
線形電気伝導体３の上記配線Ｌ´側の端部がダメージを
受けても素子特性に悪影響を及ぼすのを防ぐことができ
る等の利点がある。

【００３９】なお上記のようなバック−トゥ−バック型
の非線形素子おいても、前記実施例１の場合と同様に液
晶表示装置に適用することができる。また液晶表示装置
に限らずその他の各種電気光学装置にも適用可能であ
り、その点は前記の実施例１においても同様である。さ
らに上記の各実施例の製造プロセスにおける電極や非線
形電気伝導体の形成方法も適宜変更可能であり、例えば
電極形成方法としては、メッキ法や塗布焼結法などでも
よく、また有機導電体による空孔充填方法としては、電
着法やアルミナの吸着を利用する方法等によっても本発
明の非線形素子やそれを用いた電気光学装置を作成する
ことができる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明による非線形
素子は、非線形電気伝導体を多孔質のアルミナ等よりな
る絶縁体と、その空孔内に充填した有機導電体とで構成
したことにより、アルミナ等よりなる絶縁体の低い誘電
率と厚い膜厚とで非線形素子を構成できるので、素子容
量が小さくできる。また非線形性の大きい有機導電体材
料を電流経路を限定して使えるので、非線形素子の非線
形性を大きくできる。また本発明による非線形素子の製
造方法によれば、陽極酸化により空孔数、空孔の大き
さ、および絶縁体膜厚、膜質を再現性、均一性よく作る
ことができる。また電解重合により形成した有機導電体
は空孔の充填性がよく、自己制御により再現性・均一性
もよくなる。これらによって、非線形電気伝導体の形成
は、今までのＭＩＭ型非線形素子における酸化物非線形
電気伝導体と同等の均一性・再現性を確保することがで
きる。さらに本発明による液晶表示装置等の電気光学装
置は、素子容量が小さくなるため、容量比がとれる。し
かも容量比をとってもパターン精度が厳しくならないの
で、プロセスがつらくならない。また素子の非線形性が
大きいため、駆動波形のＯＮ−ＯＦＦ比を大きくするこ
とができ、駆動マージン（電圧）がとれる。さらに駆動
波形のＯＮ−ＯＦＦ比が大きいためパネルギャップむら
によるパネルのＯＮおよびＯＦＦ変動や容量比変動に対
する許容範囲が大きくなる。よって、パネル組立マージ
ンが大きくなる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明による非線形素子の一実施例を
示す平面図。 （ｂ）は（ａ）におけるａ−ａ線拡大断面図。

【図２】（ａ）〜（ｆ）は非線形素子の製造工程の一例
を示す説明図。

【図３】（ａ）〜（ｆ）は非線形素子の他の製造工程を
示す説明図。

【図４】（ａ）は本発明による非線形素子を適用した液
晶表示装置の平面図。 （ｂ）はその縦断面図。

【図５】本発明による非線形素子を用いた液晶表示装置
のＶ−Ｔ特性を示す説明図。

【図６】（ａ）は本発明による非線形素子を用いた反射
型液晶表示装置の縦断面図。 （ｂ）は従来の反射型液晶表示装置の縦断面図。

【図７】（ａ）は本発明による非線形素子の他の実施例
を示す平面図。 （ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ線拡大断面図。 （ｃ）は（ａ）におけるｃ−ｃ線拡大断面図。

【図８】（ａ）〜（ｄ）は上記実施例における非線形素
子の製造工程の説明図。

【図９】（ａ）〜（ｄ）は上記実施例における非線形素
子の他の製造工程の説明図。

【図１０】（ａ）は従来の非線形素子の平面図。 （ｂ）は（ａ）におけるａ−ａ線拡大断面図。

【図１１】駆動電圧波形の一例を示す説明図。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 下電極 ３ 非線形電気伝導体 ３ａ 絶縁体 ３ｂ 有機導電体 ４ 上電極 ５ 画素電極 Ｓ、Ｓ１、Ｓ２ 非線形素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−831（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−120068（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−246686（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−14120（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−241321（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−113324（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−186503（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−245576（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−132821（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1365 G02F 1/133 550 G09F 9/35 305 H01L 49/02

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に第１の導電体と非線形電気伝導
   体および第２の導電体とを順に積層してなり、それ等の
   重なる部分が電流電圧特性に非線形性を有する非線形素
   子において、上記非線形電気伝導体を多孔質な絶縁体
   と、その多孔質な絶縁体の空孔中に充填した有機導電体
   とで構成したことを特徴とする非線形素子。
2. 【請求項２】 上記の多孔質な絶縁体はアルミナよりな
   る請求項１記載の非線形素子。
3. 【請求項３】 基板上に第１の導電体と非線形電気伝導
   体および第２の導電体とを順に積層してなり、それ等の
   重なる部分が電流電圧特性に非線形性を有する非線形素
   子を製造するに当り、上記第１の導電体を基板上に形成
   し、その第１の導電体の少なくとも一部を陽極酸化して
   多孔質な絶縁体を形成すると共に、その多孔質な絶縁体
   の空孔中に電解重合により有機導電体を充填して非線形
   電気伝導体を形成することを特徴とする非線形素子の製
   造方法。
4. 【請求項４】 上記第１の導電体をアルミニウムもしく
   はアルミニウム合金で形成し、その少なくとも一部を陽
   極酸化して多孔質なアルミナよりなる絶縁体を形成する
   と共に、その多孔質なアルミナよりなる絶縁体の空孔中
   に電解重合により有機導電体を充填して非線形電気伝導
   体を形成することを特徴とする請求項３記載の非線形素
   子の製造方法。
5. 【請求項５】 基板上に第１の導電体と非線形電気伝導
   体および第２の導電体とを順に積層してなり、それ等の
   重なる部分が電流電圧特性に非線形性を有する非線形素
   子における上記非線形電気伝導体を多孔質な絶縁体と、
   その多孔質な絶縁体の空孔中に充填した有機導電体とで
   構成し、その非線形素子を画素電極と画素間配線との間
   に設けてなる素子基板を、対向電極を有する対向基板に
   対面させて配置し、その両基板間に液晶層を介在させて
   なる電気光学装置。
6. 【請求項６】 上記の多孔質な絶縁体はアルミナよりな
   る請求項５記載の電気光学装置。