JP3335303B2 - 非線形素子及び表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、比較的単純な構造
で高コントラストな画像表示が可能な表示装置及びそれ
に好適な非線形素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】マトリクス型の表示装置は、例えば液晶
表示装置の場合には、駆動方法により単純マトリクス型
のものとアクティブマトリクス型のものとに大別され
る。前者単純マトリクス型表示装置は構造が簡単で製造
プロセス上の制約も無いため、安価に製造できるという
特徴を有する。しかし、実効電圧に反応するネマティッ
ク液晶を用いた場合等にはクロストークが発生するとい
う問題があり、また、画像表示の方法がダイナミック表
示となるので一般にコントラストが低い。これに対し
て、後者のアクティブマトリクス型表示装置は個々の画
素にダイオードやトランジスタ等のアクティブ素子を設
けて画素を選択駆動するのでクロストークの発生が抑制
され、また、画像表示の方法がスタティック表示となる
のでコントラストも高い。しかし、画素毎にアクティブ
素子を設ける必要があるので歩留まりが低く、また、プ
ロセス上の多くの制限が存在する。

【０００３】両者の問題を解決するために、従来から例
えば特開平１−４７２１号公報や特開平１−１７０２５
号公報に開示されているように、構造が簡単なマトリク
ス型の表示装置に自発分極を有する強誘電体素子を組み
合わせることが提案されている。この方法によれば、比
較的構造が単純で高コントラストな画像表示を実現する
ことができる。

【０００４】例えば特開平１−４７２１号公報に開示さ
れている表示装置は、図１２に示すように、マトリクス
型の液晶表示装置の各画素毎に自発分極を有する非線形
素子（強誘電体層１０３）が設けられている。各画素に
おいては、Ｘ方向及びＹ方向に設けられたバスライン電
極（データバスライン電極１１１及び走査バスライン電
極１１２）の間に、液晶層１１０の容量と強誘電体層１
０３の容量とが直列に接続されている。

【０００５】強誘電体層１０３は、一方のガラス基板１
０１ａ上に設けられたバスライン電極（第１電極）１２
１と画素電極（第２電極）１２２とに接続されている。
他方のガラス基板１０１ｂ上にはバスライン電極（透明
電極）１１２が設けられている。

【０００６】この表示装置において、画素の選択時に
は、両バスライン電極１１２、１１１間にあるしきい値
以上の電圧が印加されると強誘電体層１０３が自発分極
を起こし、この自発分極によって発生した電荷で液晶層
１１０の容量が充電される。一方、画素の非選択時に
は、強誘電体１０３の自発分極のメモリー性を利用して
液晶１１０の容量に充電された電荷を保持することがで
きる。

【０００７】従って、従来の単純マトリクス型液晶表示
装置に比べてクロストークが低減され、高コントラスト
な画像表示が可能となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の強誘電体素子を用いた表示装置においては以下
に示すような２つの問題がある。

【０００９】（１）強誘電体の電気特性は、通常、図１
３に示すＥ−Ｄ（電界強度−電荷密度）曲線で表される
ような印加電圧の極性に対して略対称な非線形性を示
す。但し、このような対称な非線形性が得られるのは、
強誘電体層の両側に接続された２つの電極が同じ導電性
材料からなる場合である。

【００１０】これに対して、図１２に示した強誘電体素
子の場合、強誘電体層１０３は表示装置のバスライン電
極である第１電極１２１と画素電極である第２電極１２
２とに接続されている。このように、強誘電体層に接続
されている２つの電極が異なる材料で構成されている
と、両電極との接続界面でエネルギー準位の差が生じて
所謂接合型のダイオード特性が付加されてしまうので、
強誘電体素子が印加電圧の極性に対して非対称な電気特
性を示す。

【００１１】ところで、液晶等の表示媒体に常時ＤＣ電
圧が印加されると、一般に、液晶材料が分解したり、電
極でのイオン吸着等が発生したりして信頼性が悪くなる
傾向がある。これを防ぐためには、各画素で１フレーム
毎に正負の極性を反転させる交流駆動（極性反転駆動）
により表示装置の駆動を行うのが望ましい。この交流駆
動を行うためには、印加電圧の極性に対して対称な電気
特性を有する非線形素子を用いて表示媒体を駆動するの
が好ましい。

【００１２】従って、上述のような印加電圧の極性に対
して非対称な電気特性を示す強誘電体素子は、交流駆動
を行うための非線形素子として好ましくない。

【００１３】（２）強誘電体の種類としては、一般に、
強誘電ポリマー、アモルファス（非晶質）の無機強誘電
体及び結晶化された無機強誘電体等があるが、結晶化さ
れた無機強誘電体、特にＰＺＴに代表される無機酸化物
強誘電体は信頼性や非線形性の点で優れている。

【００１４】このような無機酸化物強誘電体を図１２に
示した強誘電体素子に適用する場合、強誘電体層１０３
の下層にバスラインである第１電極１２１が設けられて
いるので、強誘電体層１０３を酸素雰囲気中で結晶化す
るプロセスに第１電極１２１が曝されることになる。よ
って、第１電極１２１の材料としては、このプロセスに
耐えうる導電性材料を選択する必要がある。

【００１５】ところで、一般に、表示装置において大画
面化を図るためには、表示信号を伝送するバスライン電
極の材料として比抵抗の値が小さい導電性材料を使用す
ることが望ましい。

【００１６】しかし、上述のようにバスライン電極の材
料が強誘電体の結晶化プロセスに耐えうる導電性材料に
限定されると、Ａｌ、Ｃｕ等の熱酸化しやすい材料は比
抵抗値が小さくても使用することができない。

【００１７】本発明は、上述したような従来技術の課題
を解決すべくなされたものであり、印加電圧の極性に対
して対称な電気特性を示す非線形素子とそれを用いた信
頼性の高い表示装置を提供することを目的とする。さら
に、本発明は、バスライン電極の材料が限定されず大画
面化を図ることができる表示装置を提供することを第２
の目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の非線形素子は、
電極間に強誘電体層が挟まれてなる非線形素子部を２つ
有し、一方の非線形素子部の一方の電極と、他方の非線
形素子部の該一方の電極とは逆極性側の電極とが電気的
に接続された非線形素子であって、該強誘電体層の一方
側に下層電極が設けられ、該強誘電体層の他方側にその
上を覆う絶縁膜を間に介して２つの上層電極が設けら
れ、該２つの上層電極が該絶縁膜に設けられた２つの開
口部の各々で該強誘電体層と接しており、一方の非線形
素子部が該下層電極及び一方の上層電極で挟まれた強誘
電体層部分からなり、他方の非線形素子部が該下層電極
及び他方の上層電極で挟まれた強誘電体層部分からな
り、そのことにより上記目的が達成される。

【００１９】前記２つの非線形素子部が同一基板表面に
沿って並設されていてもよい。

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】前記２つの上層電極が同一の導電性材料か
らなっていてもよい。

【００２４】本発明の表示装置は、表示媒体を挟んで対
向配置された一対の基板の一方にマトリクス状に画素電
極が設けられ、該画素電極と該画素電極に電位を与える
走査バスライン電極又はデータバスライン電極との間に
本発明の非線形素子が設けられ、そのことにより上記目
的が達成される。

【００２５】前記表示媒体が液晶からなっていてもよ
い。

【００２６】前記走査バスライン電極又は前記データバ
スライン電極が前記強誘電体層と一部重畳するように設
けられ、前記２つの上層電極の一方が該強誘電体層と重
畳する走査バスライン電極部分又はデータバスライン電
極部分からなり、他方の上層電極が該強誘電体層と前記
画素電極とを接続する接続電極からなっていてもよい。

【００２７】前記２つの上層電極の一方が前記強誘電体
層と前記画素電極とを接続する第１接続電極からなり、
他方の上層電極が該強誘電体層と前記走査バスライン電
極又は前記データバスライン電極とを接続する第２接続
電極からなっていてもよい。

【００２８】前記走査バスライン電極又は前記データバ
スライン電極は、前記第２接続電極よりも比抵抗値が小
さい導電性材料からなっていてもよい。

【００２９】以下、本発明の作用について説明する。

【００３０】本発明にあっては、電極間に強誘電体層が
挟まれてなる非線形素子部の２つが、一方の非線形素子
部の一方の電極と、他方の非線形素子部の逆極性側の電
極とが電気的に接続されている。このように２つの非線
形素子部を直列にバックツーバック接続することによ
り、個々の非線形素子部が印加電圧の極性に対して非対
称な電気特性を有していても、各々の非対称性が打ち消
し合って解消される。

【００３１】上記２つの非線形素子部を同一基板表面に
沿って並設すれば、同一工程により非線形素子部を形成
することができるので、同一の特性を有する２つの非線
形素子部を容易に得ることができる。

【００３２】上記強誘電体層を挟んで１つの下層電極と
２つの上層電極とを設けることにより、下層電極及び一
方の上層電極で挟まれた強誘電体層部分を一方の非線形
素子部、下層電極及び他方の上層電極で挟まれた強誘電
体層部分を他方の非線形素子部として、２つの非線形素
子部が直列にバックツーバック接続された非線形素子を
容易に形成することができる。また、同じ下層電極上に
強誘電体層を形成することにより２つの非線形素子部の
特性が均一化され、印加電圧の極性に対してより対称性
が良い電気特性を有する非線形素子を得ることができ
る。

【００３３】この２つの上層電極を、強誘電体層との重
なり部の幅方向又は長さ方向に沿って寸法を均一にし、
長さ方向又は幅方向の寸法を重なり部よりも大きくする
と、各層をフォトリソグラフィ技術によりパターン形成
する際にフォトマスクのアライメント精度が悪いために
許容範囲内で重ね合わせのずれが生じても、非線形素子
部の面積が変化せず、容易に均一な素子面積とすること
ができる。

【００３４】また、強誘電体層の一方側に１つの下層電
極を設け、他方側にその上を覆う絶縁膜を間に介して２
つの上層電極を設けて絶縁膜の２つの開口部で強誘電体
層と接するようにすることにより、下層電極及び一方の
開口部で強誘電体層と接している上層電極で挟まれた強
誘電体層部分を一方の非線形素子部、下層電極及び他方
の開口部で強誘電体層と接している上層電極で挟まれた
強誘電体層部分を他方の非線形素子部として、２つの非
線形素子部が直列にバックツーバック接続された非線形
素子を容易に形成することができる。また、各層のパタ
ーン形成の際のフォトマスクのアライメント精度に依存
せず、絶縁膜に設けられた開口部の形状（スルーホー
ル）の形状のみで非線形素子部の素子面積が決定される
ため、容易に均一な素子面積とすることができる。

【００３５】上記２つの上層電極を同一の導電性材料で
形成すると、２つの非線形素子部の特性をさらに均一に
することができるので、これらを直列にバックツーバッ
ク接続することにより、印加電圧の極性に対して完全に
対称な電気特性を有する非線形素子を得ることができ
る。

【００３６】本発明にあっては、画素電極と走査バスラ
イン電極又はデータバスライン電極との間に本発明の非
線形素子を設けているので、この非線形素子の電気特性
によりにより表示媒体の電圧を制御することができる。
よって、マトリクス構成を有する表示装置においてもク
ロストークを低減して高コントラストな画像表示が可能
となる。また、印加電圧の極性に対して対称性を有する
非線形素子を用いるので、交流駆動を行っても表示媒体
にＤＣ電圧が印加されることはない。

【００３７】従って、例えば、表示媒体として液晶を用
いても、液晶材料が分解したり電極でのイオン吸着が生
じたりして信頼性が悪くなることはない。

【００３８】上記２つの上層電極を同一の導電性材料で
形成すると、２つの非線形素子部の特性をさらに均一に
することができるので、これらを直列にバックツーバッ
ク接続することにより印加電圧の極性に対して完全に対
称な電気特性を有する非線形素子を得ることができる。

【００３９】上記強誘電体層と重畳する走査バスライン
電極部分又はデータバスライン電極部分を一方の上層電
極とし、強誘電体層と画素電極とを接続する接続電極を
他方の上層電極とすると、バスライン電極と接続電極と
を同一の工程で形成することができるので非線形素子を
容易に作製することができる。また、走査バスライン電
極又はデータバスライン電極は強誘電体層の上層にある
ので、これらのバスライン電極が強誘電体層の結晶化プ
ロセスの影響を受けず、これによりバスライン電極の材
料が限定されることはない。但し、上層電極及び下層電
極の材料としては、同様の電気特性を有するものが好ま
しい。

【００４０】上記強誘電体層と画素電極とを接続する第
１接続電極を一方の上層電極とし、強誘電体層と走査バ
スライン電極又はデータバスライン電極とを接続する第
２接続電極を他方の上層電極とすると、第１接続電極と
第２接続電極とを同一の工程で形成することができるの
で非線形素子を容易に作製することができる。また、走
査バスライン電極又はデータバスライン電極が強誘電体
層の上層にあるので、これらのバスライン電極が強誘電
体層の結晶化プロセスの影響を受けることはない。よっ
て、バスライン電極の材料が限定されず、熱酸化しやす
いＡｌ、Ｃｕ等の低抵抗な材料でも用いることができ
る。

【００４１】特に、走査バスライン電極又はデータバス
ライン電極を第２接続電極よりも比抵抗値が小さい導電
性材料を用いて形成すると、バスライン電極をさらに低
抵抗化して表示信号の遅延を低減する必要がある大画面
表示装置を実現することができる。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。

【００４３】（実施形態１）図１は本実施形態１の表示
装置の平面構成を示す図である。

【００４４】この表示装置は、表示媒体を挟む一対の基
板の一方に、マトリクス状に配置された画素電極１３
と、その近傍を通るデータバスライン電極１１とが設け
られ、画素電極１３とデータバスライン電極１１とが非
線形素子２０を介して接続されている。また、他方の基
板には、データバスライン電極１１と交差する方向に走
査バスライン電極１２が設けられて画素電極１３と対向
している。

【００４５】図２（ａ）は、この表示装置の１画素当た
りの平面構成を示す図であり、図２（ｂ）はそのＡ−
Ａ’線による断面図である。

【００４６】一方の基板１ａに設けられた非線形素子２
０は、タンタル（Ｔａ）等の金属膜からなる下層電極２
の上に多結晶状態のＰＺＴからなる強誘電体層３が設け
られ、その上に２つの開口部４ａ、４ａを有する絶縁膜
４が設けられている。その上にタンタル（Ｔａ）等の金
属膜からなるデータバスライン電極１１及び接続電極５
が絶縁膜４を介して強誘電体層３と一部重畳するように
設けられ、各々開口部４ａ、４ａを介して強誘電体層３
と接している。

【００４７】これにより、図３に示すように、非線形素
子２０の容量Ｃｆｅは、２つの非線形素子部の容量Ｃｆ
ｅ１、Ｃｆｅ２を直列にバックツーバック接続した構造
となる。なお、図３（ａ）において、実線Ｅは電気信号
の経路を示す。

【００４８】その接続電極５の上に一部重畳するように
ＩＴＯ等の透明導電膜からなる画素電極１３が設けら
れ、接続電極５を介して強誘電体層３と接続されてい
る。

【００４９】また、他方の基板１ｂには、ＩＴＯ等の透
明導電膜からなる走査バスライン電極１２が設けられ、
両基板の間に液晶層１０が封入されている。

【００５０】この表示装置は、例えば以下のようにして
作製することができる。

【００５１】まず、図４（ａ）に示すように、一方の基
板１ａの上に導電性薄膜を成膜し、その導電性薄膜を所
定の形状にパターニングして下層電極２を形成する。本
実施形態では、液晶パネル用のコーニング社製＃１７３
７ガラス等の透明なガラス基板１ａ上に、スパッタリン
グ蒸着法によりＴａを約０．１μｍの厚みで成膜し、こ
れをフォトリソグラフィー技術とドライエッチング技術
を用いてパターニングすることにより下層電極２を形成
した。

【００５２】次に、図４（ｂ）に示すように、アモルフ
ァスの強誘電体層３ａを形成する。本実施形態では、Ｐ
ｂＯを１０％過剰に含むＰｂ_１．１（Ｚｒ_０．５Ｔｉ
_０．５）Ｏ_３．１をターゲットとして用いた高周波マグ
ネトロンスパッタリング蒸着法によりＰｂ、Ｚｒ、Ｔｉ
及びＯを主成分とする非晶質（アモルファス）からなる
強誘電体層３ａを約０．３μｍの厚みで成膜した。この
アモルファスの強誘電体層３ａは、後述する結晶化アニ
ールを行うことにより、強誘電体特性を示す多結晶のチ
タン酸ジルコン酸鉛Ｐｂ（Ｚｒ_０．５Ｔｉ_０．５）
Ｏ_３、略してＰＺＴとなる。なお、このアモルファスの
強誘電体層３ａは、ゾルゲル法やＭＯＣＶＤ法、レーザ
ーアブレーション法等により形成してもよい。

【００５３】続いて、図４（ｃ）に示すように、アモル
ファスの強誘電体層にレーザー光を照射して多結晶の強
誘電体層３とする。本実施形態では、ＸｅＣｌのエキシ
マレーザー光をアモルファスの強誘電体層３ａに垂直に
照射した。このＸｅＣｌのエキシマレーザー光は波長３
０８ｎｍの紫外光であり、一方、ＰＺＴの吸収端は５０
０ｎｍ〜６００ｎｍであることから、強誘電体層３ａが
エキシマレーザー光を吸収して急速に加熱し、その温度
で自ら結晶化する。このときのエキシマレーザー光の照
射条件は、酸素雰囲気中で５００ｍＪ、２０Ｈｚの１０
Ｗとし、０．６秒間の照射を行った。その結果、ペロブ
スカイト結晶構造を有する多結晶のＰＺＴ膜３が得られ
た。

【００５４】その後、図４（ｄ）に示すように、多結晶
の強誘電体層３を所定の形状にパターニングする。本実
施形態では、フォトリソグラフィー技術とドライエッチ
ング技術を用いてパターニングを行った。ＰＺＴのドラ
イエッチングには、フッ素系ガスや塩素系ガスを用いる
ことができる。なお、ここではアモルファスのＰＺＴを
レーザーアニール処理により結晶化した後でパターニン
グを行ったが、アモルファスのＰＺＴをパターニングし
た後でレーザーアニール処理により結晶化してもよい。

【００５５】次に、図４（ｅ）に示すように、絶縁膜４
を形成して強誘電体層３上に２つの開口部（スルーホー
ル）４ａ、４ａを形成する。本実施形態では、スパッタ
リング蒸着法を用いてＴａ_２Ｏ_５を約０．２μｍの厚み
で成膜し、フォトリソグラフィー技術とドライエッチン
グ技術を用いて２つのスルーホール４ａ、４ａを形成し
た。このスルーホールは、強誘電体層３の電極取り出し
部分に相当する。このときの絶縁膜４としては、ＴｉＯ
_２やＳｉＯ_２等を用いてもよい。

【００５６】続いて、図４（ｆ）に示すように、導電性
薄膜を成膜して所定の形状にパターニングすることによ
り、データバスライン電極１１及び接続電極５を形成す
る。本実施形態では、スパッタリング蒸着法によりＴａ
を約０．２５μｍの厚みで成膜し、これをフォトリソグ
ラフィー技術とドライエッチング技術を用いてパターニ
ングすることによりデータバスライン電極１１及び接続
電極５を形成した。

【００５７】その後、図４（ｇ）に示すように、導電性
薄膜を成膜して所定の形状にパターニングすることによ
り、画素電極１３を形成する。本実施形態では、スパッ
タリング蒸着法により透明導電性材料であるＩＴＯ膜を
約０．１５μｍの厚みで成膜し、これをフォトリソグラ
フィー技術とドライエッチング技術を用いてパターニン
グすることにより画素電極１３を形成した。

【００５８】以上によりガラス基板１ａ上に、下層電極
２及びデータバスライン電極１１で挟まれた強誘電体層
３部分からなる一方の非線形素子部と、下層電極２及び
接続電極５で挟まれた強誘電体層３部分からなる他方の
非線形素子部とがバックツーバックで直列に接続された
非線形素子２０が形成され、データバスライン１１と画
素電極１３とが非線形素子２０を介して電気的に接続さ
れる。

【００５９】他方の基板１ｂの上には導電性薄膜を成膜
し、その導電性薄膜を所定の形状にパターニングして走
査バスライン電極１２を形成する。本実施形態では、液
晶パネル用のコーニング社製＃１７３７ガラス等の透明
なガラス基板１ｂ上に、スパッタリング蒸着法によりＩ
ＴＯを約０．２μｍの厚みで成膜し、これをフォトリソ
グラフィー技術とドライエッチング技術を用いてパター
ニングすることにより走査バスライン電極１２を形成し
た。なお、両基板の作製はいずれを先に行っても良い。

【００６０】次に、このようにして得られた一対の基板
の上に、印刷法等によりポリイミド膜等の配向膜（図示
せず）を約０．０５μｍの厚みで塗布して焼成し、ラビ
ングによる配向処理を施す。

【００６１】その後、両基板を図２（ａ）に示したよう
に対向配置して、その間隙に液晶１０を封入する。そし
て、偏光特性を利用する表示モードの液晶を使用する場
合には、上記一対のガラス基板１ａ、１ｂの外側に偏光
板を配置する。以上により本実施形態の表示装置が完成
する。

【００６２】図５は、このようにして得られる表示装置
の等価回路図である。この図に示すように、各画素にお
いてＸ方向及びＹ方向に設けられたデータバスライン電
極１１及び走査バスライン電極１２の間に、表示媒体で
ある液晶層１０の容量Ｃｌｃと非線形素子２０の容量Ｃ
ｆｅとが直列に接続されている。

【００６３】この表示装置において、画素の選択時に
は、両バスライン電極１１、１２間にあるしきい値以上
の信号電圧が印加されると強誘電体層１３が自発分極を
起こし、この自発分極によって発生した電荷で液晶層１
０の容量Ｃｌｃが充電される。一方、画素の非選択時に
は、強誘電体１０３の自発分極のメモリー性を利用して
液晶１０の容量Ｃｌｃに充電された電荷を保持すること
ができる。従って、従来の単純マトリクス型液晶表示装
置に比べてクロストークが低減され、高コントラストな
画像表示が可能となる。

【００６４】さらに、本実施形態１においては、図３に
示したように、非線形素子２０の容量Ｃｆｅが、２つの
非線形素子部の容量Ｃｆｅ１、Ｃｆｅ２を直列にバック
ツーバック接続した構造を有するという特徴がある。

【００６５】このため、非線形素子２０全体としての容
量Ｃｆｅは Ｃｆｅ＝（Ｃｆｅ１×Ｃｆｅ２）／（Ｃｆｅ１＋Ｃｆｅ
２） で表される。

【００６６】従って、非線形素子２０によれば、個々の
非線形素子部が印加電圧の極性に対して非対称な電気特
性を有していても、これらの非線形素子部を直列にバッ
クツーバック接続することで非対称性が解消される。

【００６７】非線形素子２０の電気特性が印加電圧の極
性に対して完全に対称になれば、表示装置を交流駆動
（極性反転駆動）する際に、液晶層１０等の表示媒体に
ＤＣ成分が印加されることがない。よって、液晶材料の
分解や電極でのイオン吸着の発生等の不良も生じ難くな
り、信頼性の優れた表示装置を得ることができる。

【００６８】ここで、２つの非線形素子部は一方の非線
形素子部上に他方の非線形素子部を形成することも可能
であるが、本実施形態１のように、２つの非線形素子部
を同一の基板表面に沿って並設することにより、上述し
たような製造プロセスにより２つの非線形素子部を同一
工程で同時に形成することができる。

【００６９】また、２つの非線形素子部は下層電極を別
々に形成して配線や接続電極等により電気的に接続して
もよいが、本実施形態１のように１つの下層電極２の上
に強誘電体層３を設けることにより製造プロセスが容易
となり、また、２つの非線形素子部の特性をより均一化
することができるので好ましい。

【００７０】さらに、本実施形態１では、強誘電体層３
の上に２つの上層電極（データバスライン電極１１と接
続電極５）を同じ導電性材料を用いて同一工程で形成し
ているので、２つの非線形素子部の容量Ｃｆｅ１、Ｃｆ
ｅ２を完全に特性の等しいものにすることが可能とな
る。よって、非線形素子の印加電圧に対する非線形性を
完全に対称なものにすることができる。

【００７１】また、データバスライン電極１１は強誘電
体層３の上層に設けられているため、アモルファスの強
誘電体層３ａの結晶化プロセスに曝されることはない。
よって、従来のように材料が限定されることはなく、低
抵抗な材料を用いることができる。

【００７２】また、上層電極（データバスライン電極１
１と接続電極５）が絶縁膜４の開口部４ａ、４ａを介し
て強誘電体層３と接しているので、非線形素子部の面積
が絶縁膜４の開口部４ａの形状のみで決定される。この
場合、各非線形素子部の面積の精度は、絶縁膜４をパタ
ーニングするフォトリソグラフィ工程に用いられるフォ
トマスクの精度で決定される。よって、下層電極２、強
誘電体層３及び上層電極をフォトリソグラフィー技術で
パターニングする際にフォトマスクのアライメント精度
が悪くて重ね合わせずれが生じても、非線形素子部の面
積が変化せず、均一な素子サイズを容易に実現すること
ができる。

【００７３】さらに、本実施形態１では、レーザーアニ
ール法により強誘電体の結晶化を行っているため、以下
のような効果を得ることができる。

【００７４】（１）まず、一対の基板１ａ、１ｂとして
安価で大面積化が容易なガラス基板を用いて、比較的大
画面の表示装置を作製することができる。

【００７５】従来では、無機のアモルファス強誘電体を
結晶化させる際にＲＴＡ法等により６００℃の高温焼成
を施しており、通常、無機の強誘電体を用いて不揮発性
メモリーを作製する際には下地基板としてＳｉウェハー
等の半導体基板を用いるため、このような高温焼成プロ
セスでも問題を生じることはなかった。

【００７６】しかし、本実施形態１の表示装置の場合に
は、Ｓｉウェハーの代わりに透明なガラス基板を用いて
いるので６００℃の高温焼成を行うことができず、アモ
ルファス状の強誘電体層しか形成できない。

【００７７】そこで、本実施形態１では、強誘電体の結
晶化を行う手段としてＲＴＡ法の代わりに上述したレー
ザーアニール法を用いることにより、紫外線の侵入長さ
をアモルファスの強誘電体層の厚み程度に抑えることが
でき、その結果、下地基板を高温に曝さずに強誘電体の
結晶化を効率よく行うことができた。

【００７８】（２）また、本実施形態１では、強誘電体
層３の下層にＴａからなる下層電極を設けることがで
き、電極材料の選択の幅を広げることができる。

【００７９】上述のように無機のアモルファス強誘電体
を結晶化させる際にＲＴＡ法等により６００℃の高温焼
成を施すと、通常、殆どの金属は酸化されてしまう。こ
のため、従来では、強誘電体層の下層電極としては６０
０℃で酸化し難いＰｔやＩｒ等の貴金属又はＲｕＯ_２や
ＩｒＯ_２等の貴金属酸化物が使用されており、製造コス
トを上昇させる原因となっていた。

【００８０】そこで、本実施形態１では、強誘電体の結
晶化を行う手段としてＲＴＡ法の代わりに上述したレー
ザーアニール法を用いることにより、上述のように下地
基板を高温に曝さずに強誘電体の結晶化を効率よく行っ
て下層電極の酸化を防ぐことができる。従って、強誘電
体層の下層に形成する電極材料の選択範囲が広くなり、
貴金属又は貴金属酸化物以外の導電性材料も使用するこ
とが可能となった。

【００８１】例えば、本実施形態１では比較的酸化し難
いＴａを下層電極として採用したが、レーザーアニール
処理中にＴａが酸化されることは殆どなく、電極として
十分使用可能であることが確認できた。

【００８２】なお、下層電極２の材料としては、Ｔａに
限定されず、酸素雰囲気中のレーザーアニール処理で殆
ど酸化されない材料であれば、どんな導電性材料を用い
てもよい。また、コストを問題にしない場合であれば、
従来のようにＰｔやＩｒ等の貴金属又はＲｕＯ_２やＩｒ
Ｏ_２等の貴金属酸化物を使用してもよい。

【００８３】また、本実施形態１ではガラス基板上に結
晶性に優れた無機の酸化物強誘電体を形成するためのレ
ーザーアニール法を用いたが、基板の耐熱性と下層電極
の耐熱性に問題がなければ、ＲＴＡ法等の他の結晶化方
法を用いてもよい。

【００８４】また、強誘電体層として使用される強誘電
体材料についても、ＰＺＴに限られず、例えばＳＢＴや
ＴｉＢａ_３等、他の無機強誘電体層を用いてもよい。ま
た、強誘電体特性を有していれば結晶化されていなくて
もよく、アモルファス状態であってもよい。さらに、フ
ッ化ビニリデン（ビニリデンフロライド：ＶＤＦ）とト
リフルオロエチレン（ＴｒＦＥ）との強重合体Ｐ（ＶＤ
Ｆ／ＴＲＦＥ）等の強誘電体ポリマー等は、無機の結晶
性強誘電体に比べて強誘電体特性が若干劣るものの低温
で成膜することが可能であるため、ガラス基板上への形
成が容易であり、本実施形態の非線形素子及び表示装置
に使用することが可能である。

【００８５】（実施形態２）本実施形態２では、ガラス
基板の代わりに石英基板を用いて非線形素子及び表示装
置を作製した例について説明する。なお、表示装置及び
非線形素子の基本的な構成は実施形態１と同様であり、
実施形態１と共通の部分については説明を省略する。

【００８６】図６は本実施形態２の表示装置の製造プロ
セスを示す断面図である。

【００８７】まず、図６（ａ）に示すように、一方の基
板である石英基板１ａ上に、スパッタリング蒸着法によ
り白金（Ｐｔ）を約０．１μｍの厚みで成膜し、これを
フォトリソグラフィー技術とドライエッチング技術を用
いてパターニングすることにより下層電極２を形成す
る。

【００８８】次に、図６（ｂ）に示すように、ゾルゲル
法によりＳｒ、Ｂｉ、Ｔａ及びＯを主成分とするアモル
ファスのＳｒＢｉ_２Ｔａ_２Ｏ_９（ＳＢＴ）からなる強誘
電体層３ａを約０．２μｍの厚みで成膜した。ここで用
いたゾルゲル法は、金属アルコキシド溶液を混合して保
存液を調製し、成膜直前に加水分解させて架橋反応でゲ
ル化させ、これを基板上にスピン塗布法で均一に塗布し
て乾燥及び結晶化を行うことにより成膜する方法であ
る。なお、このアモルファスのＳＢＴからなる強誘電体
層３ａは、ＭＯＣＶＤ法、レーザーアブレーション法等
により形成してもよい。

【００８９】続いて、図６（ｃ）に示すように、４００
℃で乾燥させたＳＢＴ層をＲＴＡ法により酸素雰囲気
中、７５０℃でアニールを行って結晶化させる。これに
より多結晶のＳＢＴからなる強誘電体層３が形成され
る。

【００９０】その後、図６（ｄ）に示すように、多結晶
のＳＢＴからなる強誘電体層３をフォトリソグラフィー
技術とドライエッチング技術を用いて所望の形状にパタ
ーニングする。ＳＢＴのドライエッチングには、フッ素
系ガスや塩素系ガスを用いることができる。なお、ここ
ではアモルファスのＳＢＴをＲＴＡ処理により結晶化し
た後でパターニングを行ったが、アモルファスのＳＢＴ
をパターニングした後でＲＴＡ処理により結晶化しても
よい。

【００９１】次に、図６（ｅ）に示すように、スパッタ
リング蒸着法を用いてＴａ_２Ｏ_５からなる絶縁膜４を約
０．２μｍの厚みで成膜し、フォトリソグラフィー技術
とドライエッチング技術を用いて強誘電体層３上に２つ
のスルーホール４ａ、４ａを形成する。このスルーホー
ルは、強誘電体層３の電極取り出し部分に相当する。こ
のときの絶縁膜４としては、ＴｉＯ_２やＳｉＯ_２等を用
いてもよい。

【００９２】続いて、図６（ｆ）に示すように、スパッ
タリング蒸着法によりＴａを約０．２５μｍの厚みで成
膜し、これをフォトリソグラフィー技術とドライエッチ
ング技術を用いてパターニングすることによりデータバ
スライン電極１１及び接続電極５を形成する。

【００９３】その後、図６（ｇ）に示すように、スパッ
タリング蒸着法により透明導電性材料であるＩＴＯ膜を
約０．１５μｍの厚みで成膜し、これをフォトリソグラ
フィー技術とドライエッチング技術を用いてパターニン
グすることにより画素電極１３を形成する。

【００９４】以上により石英基板１ａ上に、下層電極２
及びデータバスライン電極１１で挟まれた強誘電体層３
部分からなる一方の非線形素子部と、下層電極２及び接
続電極５で挟まれた強誘電体層３部分からなる他方の非
線形素子部とがバックツーバックで直列に接続された非
線形素子２０が形成され、データバスライン１１と画素
電極１３とが非線形素子２０を介して電気的に接続され
る。

【００９５】このように本実施形態２においては、石英
基板１ａ上に実施形態１と同様な非線形素子２０を形成
することができるので、実施形態１と同様な効果を奏す
ることができる。

【００９６】また、本実施形態２では石英基板を用いて
おり、石英基板は１０００℃以上の耐熱性を有するた
め、ＳＢＴの結晶化に必要な７００℃〜８００℃のＲＴ
Ａ処理にも十分対応することができる。

【００９７】（実施形態３）本実施形態３では、実施形
態１及び実施形態２に比べて、非線形素子の構造を簡略
化した例について説明する。

【００９８】図７（ａ）は、本実施形態３の表示装置の
１画素当たりの平面構成を示す図であり、図７（ｂ）は
そのＢ−Ｂ’線による断面図である。

【００９９】一方の基板１ａに設けられた非線形素子２
０では、Ｔａ等の金属膜からなる下層電極２の上に多結
晶状態のＰＺＴからなる強誘電体層３が設けられ、その
上にＴａ等の金属膜からなるデータバスライン電極１１
及び接続電極５が強誘電体層３と一部重畳するように設
けられている。

【０１００】その接続電極５の上に一部重畳するように
ＩＴＯ等の透明導電膜からなる画素電極１３が設けら
れ、接続電極５を介して強誘電体層３と接続されてい
る。

【０１０１】また、他方の基板１ｂには、ＩＴＯ等の透
明導電膜からなる走査バスライン電極１２が設けられ、
両基板の間に液晶層１０が封入されている。

【０１０２】このように本実施形態３の表示装置では、
図２に示した実施形態１の表示装置に対して、スルーホ
ール４ａ、４ａを有する絶縁膜４が省略されている。よ
って、絶縁膜の形成プロセスを省略して製造工程を簡略
化することができる。

【０１０３】本実施形態３の非線形素子２０において
も、下層電極２及びデータバスライン電極１１で挟まれ
た強誘電体層３部分からなる一方の非線形素子部と、下
層電極２及び接続電極５で挟まれた強誘電体層３部分か
らなる他方の非線形素子部とがバックツーバックで直列
に接続された構造が得られるので、実施形態１及び実施
形態２と同様な効果を奏することができる。

【０１０４】（実施形態４）本実施形態４では、実施形
態３の非線形素子において、強誘電体層３と上層電極１
１、５との重ね合わせ精度が若干ずれても素子面積が一
定になるように冗長性を与えた例について説明する。

【０１０５】図８に本実施形態４の表示装置の平面図を
示す。

【０１０６】一方の基板１ａに設けられた非線形素子２
０では、データバスライン電極１１及び接続電極５が幅
（この図では左右）方向のサイズを均一にしてあり、強
誘電体層３の両外側（この図では左右）まで延びてい
る。

【０１０７】上述の図７に示した実施形態３の非線形素
子では、２つの非線形素子部の素子サイズが強誘電体層
３、データ電極１１及び接続電極５をパターニングする
際の各パターンの重ね合わせ精度に大きく依存するた
め、製造プロセスを高精度化する必要があった。

【０１０８】これに対して、図８に示した本実施形態４
の非線形素子２０では、両非線形素子部の素子サイズは
強誘電体層３とデータ電極１１及び接続電極５との重な
り部分で決定されるが、各パターンの重ね合わせ精度が
図の左右方向や上下方向に若干ずれても強誘電体層３と
データ電極１１及び接続電極５を重ね合わせることがで
きる。よって、製造プロセスを高精度化しなくても素子
面積を一定にすることができる。

【０１０９】（実施形態５）本実施形態５では、実施形
態１及び実施形態２において、非線形素子の構造を表示
装置の大画面化に有利な構造とした例について説明す
る。

【０１１０】図９（ａ）は、この表示装置の１画素当た
りの平面構成を示す図であり、図９（ｂ）はそのＣ−
Ｃ’線による断面図である。

【０１１１】一方の基板１ａに設けられた非線形素子２
０では、Ｔａ等の金属膜からなる下層電極２の上に多結
晶状態のＰＺＴからなる強誘電体層３が設けられ、その
上に２つの開口部４ａ、４ａを有する絶縁膜４が設けら
れている。その上にＴａ等の金属膜からなる第１の接続
電極５ａ及び第２の接続電極５ｂが絶縁膜４を介して強
誘電体層３と一部重畳するように設けられ、各々開口部
４ａ、４ａを介して強誘電体層３と接している。

【０１１２】その第１の接続電極５ａの上に一部重畳す
るようにＩＴＯ等の透明導電膜からなる画素電極１３が
設けられ、第１の接続電極５ａを介して強誘電体層３と
接続されている。また、第２の接続電極５ｂの上に一部
重畳するようにアルミニウム（Ａｌ）等の金属膜からな
るデータバスライン電極１１が設けられ、第２の接続電
極５ｂを介して強誘電体層３と接続されている。

【０１１３】さらに、他方の基板１ｂには、ＩＴＯ等の
透明導電膜からなる走査バスライン電極１２が設けら
れ、両基板の間に液晶層１０が封入されている。

【０１１４】図１に示した実施形態１の表示装置のよう
にデータバスライン電極１１が強誘電体層３に直接接し
ている場合、データバスライン電極１１の材料として下
層電極２の材料と同等のものを用いる必要がある。

【０１１５】これに対して本実施形態５においては、デ
ータバスライン電極１１が第２の接続電極５ｂを介して
強誘電体層３と接続されているので、データバスライン
電極１１の材料に関して制限を無くすることができる。
よって、大画面の表示装置を製造する場合に、データバ
スライン電極１１の材料として比抵抗の小さいＡｌやＣ
ｕ等を用いることができる。

【０１１６】また、本実施形態５において、第１の接続
電極５ａ及び第２の接続電極５ｂは同一工程で形成する
ことができるので、製造プロセスが増えることはない。
また、第１の接続電極５ａ及び第２の接続電極５ｂを同
一工程で形成することにより必然的に同じ材料で形成す
ることになるので、２つの非線形素子部の電気特性を均
一なものにすることができる。

【０１１７】（実施形態６）本実施形態６では、実施形
態３において、非線形素子の構造を表示装置の大画面化
に有利な構造とした例について説明する。

【０１１８】図１０（ａ）は、この表示装置の１画素当
たりの平面構成を示す図であり、図１０（ｂ）はそのＤ
−Ｄ’線による断面図である。

【０１１９】一方の基板１ａに設けられた非線形素子２
０では、Ｔａ等の金属膜からなる下層電極２の上に多結
晶状態のＰＺＴからなる強誘電体層３が設けられ、その
上にＴａ等の金属膜からなる第１の接続電極５ａ及び第
２の接続電極５ｂが設けられている。

【０１２０】その第１の接続電極５ａの上に一部重畳す
るようにＩＴＯ等の透明導電膜からなる画素電極１３が
設けられ、第１の接続電極５ａを介して強誘電体層３と
接続されている。また、第２の接続電極５ｂの上に一部
重畳するようにＡｌ等の金属膜からなるデータバスライ
ン電極１１が設けられ、第２の接続電極５ｂを介して強
誘電体層３と接続されている。

【０１２１】さらに、他方の基板１ｂには、ＩＴＯ等の
透明導電膜からなる走査バスライン電極１２が設けら
れ、両基板の間に液晶層１０が封入されている。

【０１２２】本実施形態６においても実施形態５と同様
に、データバスライン電極１１が第２の接続電極５ｂを
介して強誘電体層３と接続されているので、大画面の表
示装置を製造する場合に、データバスライン電極１１の
材料として比抵抗の小さいＡｌやＣｕ等を用いることが
できる。

【０１２３】また、実施形態５と同様に、第１の接続電
極５ａ及び第２の接続電極５ｂを同一工程で形成するこ
とができるので製造プロセスが増えることはなく、２つ
の非線形素子部の電気特性を均一なものにすることがで
きる。

【０１２４】さらに、実施形態５の表示装置に対して、
スルーホール４ａ、４ａを有する絶縁膜４を省略するこ
とができるので、絶縁膜の形成プロセスを省略して製造
工程を簡略化することができる。

【０１２５】（実施形態７）本実施形態７では、実施形
態３において、非線形素子の構造を表示装置の大画面化
に有利な構造とした例について説明する。

【０１２６】図１１に本実施形態７の表示装置の平面図
を示す。

【０１２７】一方の基板１ａに設けられた非線形素子２
０では、第１の接続電極５ａ及び第２の接続電極５ｂが
幅（この図では左右）方向のサイズを均一にしてあり、
強誘電体層３の両外側（この図では左右）まで延びてい
る。

【０１２８】本実施形態７においても実施形態５及び実
施形態６と同様に、データバスライン電極１１が第２の
接続電極５ｂを介して強誘電体層３と接続されているの
で、大画面の表示装置を製造する場合に、データバスラ
イン電極１１の材料として比抵抗の小さいＡｌやＣｕ等
を用いることができる。

【０１２９】また、実施形態５及び実施形態６と同様
に、第１の接続電極５ａ及び第２の接続電極５ｂを同一
工程で形成することができるので製造プロセスが増える
ことはなく、２つの非線形素子部の電気特性を均一なも
のにすることができる。

【０１３０】また、実施形態６と同様に、スルーホール
４ａ、４ａを有する絶縁膜４を省略することができるの
で、絶縁膜の形成プロセスを省略して製造工程を簡略化
することができる。

【０１３１】さらに、各パターンの重ね合わせ精度が若
干ずれても強誘電体層３と第１の接続電極５ａ及び第２
の接続電極５ｂを重ね合わせることができるので、実施
形態６の表示装置に比べて製造プロセスを高精度化する
必要がない。

【０１３２】なお、上記実施形態１〜７においては、表
示媒体として液晶を用いた液晶表示装置（ＬＣＤ）につ
いて示したが、他の表示媒体を用いた表示装置、例えば
エレクトロクロミック表示装置（ＥＣＤ：Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｃｈｒｏｍｉｃ Ｄｉｓｐｌａｙ）や電気泳動表示装
置（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ Ｄｉｓｐｌａ
ｙ）等にも本発明は適用可能である。

【０１３３】また、上記実施形態１〜７では表示装置を
構成する一対の基板の内、一方の基板にデータバスライ
ン電極１１を備え、他方の基板に走査バスライン電極１
２を備えたＸＹマトリクスの配線構造を作製したが、強
誘電体層を直列にバックツーバック接続した非線形素子
を介してデータバスライン電極又は走査バスライン電極
と画素電極とを電気的に接続した表示装置であれば、他
の構造に本発明を適用することも可能である。例えば、
一方の基板側にデータバスライン電極と走査バスライン
電極とをＸＹマトリクスの配線構造で設け、非線形素子
を介してデータバスライン電極又は走査バスライン電極
と画素電極とを電気的に接続した表示装置に本発明を適
用することも可能である。

【０１３４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明による場合
には、強誘電体層からなる２つの非線形素子部が直列に
バックツーバック接続されていることにより、個々の非
線形素子部が印加電圧の極性に対して非対称な電気特性
を有していても、各々の非対称性が打ち消し合って解消
される。これにより、印加電圧の極性に対して対称な電
気特性を有する非線形素子が得られる。

【０１３５】また、２つの非線形素子部を同一基板表面
に沿って並設することにより、同一工程で同一の特性を
有する２つの非線形素子部を容易に得ることができる。
これにより、印加電圧の極性に対する電気特性の対称性
をさらに向上させることができる。

【０１３６】また、強誘電体層を挟んで１つの下層電極
と２つの上層電極とを設けることにより、２つの非線形
素子部が直列にバックツーバック接続された非線形素子
を容易に形成することができる。

【０１３７】また、強誘電体層と２つの上層電極をフォ
トリソグラフィ技術によりパターン形成する際にフォト
マスクのアライメント精度が悪いために許容範囲内で重
ね合わせのずれが生じても非線形素子部の面積が変化し
ないように、２つの上層電極に冗長性を与えることによ
り、２つの非線形素子部の素子面積を容易に均一にする
ことができる。

【０１３８】また、強誘電体層の一方側に１つの下層電
極を設け、他方側にその上を覆う絶縁膜を間に介して２
つの上層電極を設けて絶縁膜の２つの開口部で強誘電体
層と接するようにすることにより、２つの非線形素子部
が直列にバックツーバック接続された非線形素子を容易
に形成することができる。この場合、２つの非線形素子
部の素子面積が各層のパターン形成の際のフォトマスク
のアライメント精度に依存せず、絶縁膜に設けられた開
口部の形状（スルーホール）の形状のみで素子面積決定
されるため、容易に２つの非線形素子部の素子面積を均
一にすることができる。

【０１３９】また、上記２つの上層電極を同一の導電性
材料で形成することにより、２つの非線形素子部の特性
をより均一にすることができるので、これらを直列にバ
ックツーバック接続することにより、印加電圧の極性に
対して完全に対称な電気特性を有する非線形素子を得る
ことができる。

【０１４０】さらに、本発明による場合には、画素電極
と走査バスライン電極又はデータバスライン電極との間
に本発明の非線形素子が設けているので、非線形素子の
電気特性により表示媒体の電圧を制御することができ
る。よって、画素がマトリクス構成を有する表示装置に
おいてもクロストークを低減して高コントラストな画像
表示が可能となる。また、印加電圧の極性に対して対称
性を有する本発明の非線形素子を用いることにより、交
流駆動（極性反転駆動）を行っても表示媒体にＤＣ電圧
が印加されることはない。特に、２つの上層電極を同一
の導電性材料で形成することにより、２つの非線形素子
部の特性をより均一にして印加電圧の極性に対して完全
に対称な電気特性を有する非線形素子を得ることができ
る。よって、表示装置の交流駆動がさらに容易になる。

【０１４１】従って、表示媒体として例えば液晶を用い
ても、液晶材料が分解したり、電極でのイオン吸着が生
じたりすることはなく、信頼性が高い表示装置を得るこ
とができる。

【０１４２】また、上記強誘電体層と重畳する走査バス
ライン電極部分又はデータバスライン電極部分を一方の
上層電極とし、強誘電体層と画素電極とを接続する接続
電極を他方の上層電極とすると、バスライン電極と接続
電極とを同一の工程で形成して容易に非線形素子を作製
することができる。この場合、走査バスライン電極又は
データバスライン電極が強誘電体層の上層にあるので、
両バスライン電極が強誘電体層の結晶化プロセスの影響
を受けることはなく、これによりバスライン電極の材料
が限定されることはない。よって、下層電極と同等の電
気特性を有するものであれば熱酸化しやすい材料であっ
ても用いることができる。

【０１４３】また、上記強誘電体層と画素電極とを接続
する第１接続電極を一方の上層電極とし、強誘電体層と
走査バスライン電極又はデータバスライン電極とを接続
する第２接続電極を他方の上層電極とすると、第１接続
電極と第２接続電極とを同一の工程で形成して容易に非
線形素子を作製することができる。この場合にも、走査
バスライン電極又はデータバスライン電極が強誘電体層
の上層にあるので、これらのバスライン電極が強誘電体
層の結晶化プロセスの影響を受けることはなく、これに
より両データバスライン電極の材料が限定されることは
ない。

【０１４４】さらに、強誘電体層に接続される第２接続
電極を走査バスライン電極及びデータバスライン電極と
は別に設けているので、第２接続電極よりも比抵抗値が
小さい導電性材料、例えば熱酸化しやすいＡｌやＣｕ等
の低抵抗材料を用いてバスライン電極を形成することが
できる。これにより、バスライン電極をさらに低抵抗化
して表示信号の遅延を低減することができるので、大画
面表示装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１の表示装置の構成を示す平面図であ
る。

【図２】（ａ）は実施形態１の表示装置の１画素当たり
の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’
線による断面図である。

【図３】（ａ）は実施形態１の表示装置における非線形
素子の構成を示す断面図であり、（ｂ）はその等価回路
図である。

【図４】実施形態１の表示装置の製造工程を示す断面図
である。

【図５】実施形態１の表示装置の等価回路図である。

【図６】実施形態１の表示装置の製造工程を示す断面図
である。

【図７】（ａ）は実施形態３の表示装置の１画素当たり
の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’
線による断面図である。

【図８】実施形態４の表示装置の１画素当たりの構成を
示す平面図である。

【図９】（ａ）は実施形態５の表示装置の１画素当たり
の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ’
線による断面図である。

【図１０】（ａ）は実施形態６の表示装置の１画素当た
りの構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ−
Ｄ’線による断面図である。

【図１１】実施形態７の表示装置の１画素当たりの構成
を示す平面図である。

【図１２】（ａ）は従来の表示装置の等価回路図であ
り、（ｂ）はその１画素当たりの構成を示す断面図であ
り、（ｃ）はその１画素当たりの構成を示す平面図であ
る。

【図１３】強誘電体のＥ−Ｄ（電界強度−電荷密度）曲
線を示すグラフである。

【符号の説明】 １ａ、１ｂ 基板 ２ 下層電極 ３ 強誘電体層 ４ 絶縁膜 ４ａ 絶縁膜の開口部 ５ 接続電極 ５ａ 第１の接続電極 ５ｂ 第２の接続電極 １１ データバスライン電極 １２ 走査バスライン電極 １３ 画素電極 ２０ 非線形素子 Ｃｆｅ 非線形素子の容量 Ｃｌｃ 液晶層の容量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1365 H01L 49/02

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極間に強誘電体層が挟まれてなる非線
   形素子部を２つ有し、一方の非線形素子部の一方の電極
   と、他方の非線形素子部の該一方の電極とは逆極性側の
   電極とが電気的に接続された非線形素子であって、該強
   誘電体層の一方側に下層電極が設けられ、該強誘電体層
   の他方側にその上を覆う絶縁膜を間に介して２つの上層
   電極が設けられ、該２つの上層電極が該絶縁膜に設けら
   れた２つの開口部の各々で該強誘電体層と接しており、
   一方の非線形素子部が該下層電極及び一方の上層電極で
   挟まれた強誘電体層部分からなり、他方の非線形素子部
   が該下層電極及び他方の上層電極で挟まれた強誘電体層
   部分からなる非線形素子。
2. 【請求項２】 前記２つの非線形素子部が同一基板表面
   に沿って並設されている請求項１に記載の非線形素子。
3. 【請求項３】 前記２つの上層電極が同一の導電性材料
   からなる請求項１に記載の非線形素子。
4. 【請求項４】 表示媒体を挟んで対向配置された一対の
   基板の一方にマトリクス状に画素電極が設けられ、該画
   素電極と該画素電極に電位を与える走査バスライン電極
   又はデータバスライン電極との間に請求項１乃至請求項
   ３のいずれかに記載の非線形素子が設けられている表示
   装置。
5. 【請求項５】 前記表示媒体が液晶からなる請求項４に
   記載の表示装置。
6. 【請求項６】 前記走査バスライン電極又は前記データ
   バスライン電極が前記強誘電体層と一部重畳するように
   設けられ、前記２つの上層電極の一方が該強誘電体層と
   重畳する走査バスライン電極部分又はデータバスライン
   電極部分からなり、他方の上層電極が該強誘電体層と前
   記画素電極とを接続する接続電極からなる請求項４又は
   請求項５に記載の表示装置。
7. 【請求項７】 前記２つの上層電極の一方が前記強誘電
   体層と前記画素電極とを接続する第１接続電極からな
   り、他方の上層電極が該強誘電体層と前記走査バスライ
   ン電極又は前記データバスライン電極とを接続する第２
   接続電極からなる請求項４又は請求項５に記載の表示装
   置。
8. 【請求項８】 前記走査バスライン電極又は前記データ
   バスライン電極は、前記第２接続電極よりも比抵抗値が
   小さい導電性材料からなる請求項７に記載の表示装置。