JP3411318B2 - Liquid crystal display device and method of manufacturing the same - Google Patents
Liquid crystal display device and method of manufacturing the sameInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は第１の基板に第１の電極
と第２の電極とを有し、第１の電極の側壁と第２の電極
の重なり合う領域の第１の電極と第２の電極との間に非
線形抵抗層として、第１の電極の陽極酸化膜や、酸化シ
リコン膜や、窒化シリコン膜や、炭化シリコン膜や、酸
化タンタル膜や、あるいは酸化アルミ膜を有する金属−
絶縁膜−金属（ＭＩＭ）構造からなる非線形抵抗素子を
有する液晶表示装置の構成に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention has a first substrate having a first electrode and a second electrode, and a first electrode and a second electrode in a region where a sidewall of the first electrode and the second electrode overlap each other. A metal having an anodic oxide film, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon carbide film, a tantalum oxide film, or an aluminum oxide film of the first electrode as a nonlinear resistance layer between the second electrode and the second electrode.
The present invention relates to a configuration of a liquid crystal display device having a non-linear resistance element having an insulating film-metal (MIM) structure.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年液晶パネルを用いた表示装置は、大
容量化の一途をたどっているが、単純マトリクス構成の
表示装置にマルチプレクス駆動を用いる方式は、高時分
割化するに従ってコントラストの低下、あるいは応答速
度の低下が生じ、２００本程度の走査線を有する場合で
は、充分なコントラストを得ることが難しくなる。2. Description of the Related Art In recent years, a display device using a liquid crystal panel has been steadily increasing in capacity. However, in a system using a multiplex drive for a display device having a simple matrix structure, the contrast is lowered as the time division is increased. Alternatively, the response speed is reduced, and it becomes difficult to obtain a sufficient contrast when there are about 200 scanning lines.
【０００３】そこで、このような欠点を除去するため
に、個々の画素にスイッチング素子を設けるアクティブ
マトリクス液晶表示パネルが採用されている。Therefore, in order to eliminate such a defect, an active matrix liquid crystal display panel in which a switching element is provided in each pixel is adopted.
【０００４】このアクティブマトリクス液晶表示パネル
には、大別すると薄膜トランジスタを用いる三端子系
と、非線形抵抗素子を用いる二端子系とがあるが、構造
や製造方法が簡単な点で、二端子系が優れている。This active matrix liquid crystal display panel is roughly classified into a three-terminal system using a thin film transistor and a two-terminal system using a non-linear resistance element, but the two-terminal system is simple in structure and manufacturing method. Are better.
【０００５】この二端子系には、ダイオード型や、バリ
スタ型や、ＭＩＭ型などが開発されているが、ＭＩＭ型
は特に構造が簡単で、そのうえ製造工程が短いという特
徴を備えている。For the two-terminal system, a diode type, a varistor type, an MIM type and the like have been developed. The MIM type is characterized by a particularly simple structure and a short manufacturing process.
【０００６】さらに、液晶表示パネルは、高密度、高精
細化が要求され、素子の面積を小さくする必要がある。Further, the liquid crystal display panel is required to have high density and high definition, and it is necessary to reduce the area of the element.
【０００７】その方法として、半導体集積回路のＬＳＩ
あるいは、ＶＬＳＩに利用する超微細なフォトリソグラ
フィー技術、エッチング技術があるが、大面積かつコス
ト低減には、非常に負荷の大きな技術である。As a method therefor, an LSI of a semiconductor integrated circuit is used.
Alternatively, there are ultrafine photolithography techniques and etching techniques used for VLSI, but these are very heavy-load techniques for large area and cost reduction.
【０００８】つぎに、大面積化、あるいはコスト低減に
有効な素子構造を、図面を用いて説明する。図１０は非
線形抵抗素子を用いた液晶表示装置の構成を示す平面図
である。さらに図１１は、図１０の液晶表示装置を示す
平面図におけるＡ−Ａ線での断面を示す断面図である。
以下図１０と図１１とを交互に用いて説明する。Next, an element structure effective for increasing the area or reducing the cost will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a plan view showing the configuration of a liquid crystal display device using a non-linear resistance element. Further, FIG. 11 is a cross-sectional view showing a cross section taken along line AA in the plan view showing the liquid crystal display device of FIG.
Hereinafter, description will be made by alternately using FIG. 10 and FIG. 11.
【０００９】第１の基板３１上には、第１の電極３２を
形成し、この第１の電極３２上に、非線形抵抗層３３を
形成する。さらに第２の電極３４を非線形抵抗層３３上
にオーバーラップするように形成して、非線形抵抗素子
３０を第１の電極３２の側壁部を利用して形成してい
る。この第２の電極３４の一部は、表示電極３５を兼ね
ている。A first electrode 32 is formed on the first substrate 31, and a nonlinear resistance layer 33 is formed on the first electrode 32. Further, the second electrode 34 is formed so as to overlap the non-linear resistance layer 33, and the non-linear resistance element 30 is formed by utilizing the side wall portion of the first electrode 32. A part of the second electrode 34 also serves as the display electrode 35.
【００１０】第２の基板３６上には、第１の基板３１に
形成するそれぞれの表示電極３５の隙間からの光の漏れ
を防止するために、斜線６１によって示すブラックマト
リクス３７を形成している。A black matrix 37 indicated by diagonal lines 61 is formed on the second substrate 36 in order to prevent light leakage from the gaps between the display electrodes 35 formed on the first substrate 31. .
【００１１】さらに、第２の基板３６には、表示電極３
５と対向するように、対向電極３９をブラックマトリク
ス３７と接触して短絡しないように、絶縁膜３８を介し
て形成している。Furthermore, the display electrode 3 is formed on the second substrate 36.
5, the counter electrode 39 is formed via the insulating film 38 so as not to come into contact with the black matrix 37 and short-circuit.
【００１２】第１の基板３１上に設ける第１の電極３２
は、非線形抵抗素子３０を形成するために張り出してい
る領域を形成し、この張り出し領域が第２の電極３４と
オーバーラップして非線形抵抗素子３０を形成してい
る。A first electrode 32 provided on a first substrate 31.
Forms a region that is extended to form the nonlinear resistance element 30, and this extended region overlaps the second electrode 34 to form the nonlinear resistance element 30.
【００１３】またさらに、図１０の平面図に示すよう
に、第１の電極３２と表示電極３５とは、一定の間隙を
有している。Furthermore, as shown in the plan view of FIG. 10, the first electrode 32 and the display electrode 35 have a constant gap.
【００１４】表示電極３５は、対向電極３９と重なり合
うように配置することにより、液晶表示パネルの画素部
となる。The display electrode 35 becomes a pixel portion of the liquid crystal display panel by arranging the display electrode 35 so as to overlap the counter electrode 39.
【００１５】ブラックマトリスク３７は、表示電極３５
の形成領域にまで、はみ出すように形成し、表示電極３
５の周辺部の領域からの光りの漏れを防止する役割を持
っている。The black matrix 37 is a display electrode 35.
The display electrode 3 is formed so as to extend to the formation region of
It also has the role of preventing the leakage of light from the peripheral region of 5.
【００１６】表示電極３５上のブラックマトリクス３７
の形成されていない領域の液晶の透過率変化により、液
晶表示装置は所定の表示を行う。Black matrix 37 on display electrode 35
The liquid crystal display device performs a predetermined display according to the change in the transmittance of the liquid crystal in the region where the pixel is not formed.
【００１７】さらに第１の基板３１と第２の基板３６と
は、液晶４１の分子を規則的に並べるための処理層とし
て、それぞれ配向膜４０を形成する。Further, the first substrate 31 and the second substrate 36 are each provided with an alignment film 40 as a processing layer for regularly arranging the molecules of the liquid crystal 41.
【００１８】さらにそのうえスペーサー４２によって、
第１の基板３１と第２の基板３６とを所定の間隔をもっ
て対向させ、第１の基板３１と第２の基板３６との間に
は、液晶４１を封入する。Furthermore, with the spacer 42,
The first substrate 31 and the second substrate 36 are opposed to each other with a predetermined gap, and the liquid crystal 41 is sealed between the first substrate 31 and the second substrate 36.
【００１９】液晶表示装置は自己発光しないために、外
部からの光として表示用照明部４５が必要になり、表示
用照明部４５は、ブラックマトリクス３７を形成する第
２の基板３６側に配置する。Since the liquid crystal display device does not emit light by itself, the display illumination section 45 is required as light from the outside, and the display illumination section 45 is arranged on the side of the second substrate 36 forming the black matrix 37. .
【００２０】非線形抵抗素子３０に対向する第２の基板
３６上には、ブラックマトリクス３７が形成してあるた
め、非線形抵抗素子３０への光の照射は、行われない。Since the black matrix 37 is formed on the second substrate 36 facing the non-linear resistance element 30, the non-linear resistance element 30 is not irradiated with light.
【００２１】[0021]
【発明が解決しようとする課題】ところで、非線形抵抗
素子には、印加電圧の極性により、非対称な変化を示す
ものがある。この非対称特性を有する非線形抵抗素子の
特性例を、図面を用いて説明する。By the way, some non-linear resistance elements exhibit an asymmetrical change depending on the polarity of the applied voltage. A characteristic example of the non-linear resistance element having this asymmetrical characteristic will be described with reference to the drawings.
【００２２】図１２は、第１の電極としてタンタル（Ｔ
ａ）、非線形抵抗層として酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ
5 ）、第２の電極として透明導電膜である酸化インジウ
ムスズ（ＩＴＯ）用いた非線形抵抗素子の電圧−電流特
性を示すグラフである。FIG. 12 shows that tantalum (T
a), tantalum oxide (Ta 2 O) as a nonlinear resistance layer
5 ) is a graph showing voltage-current characteristics of a non-linear resistance element using indium tin oxide (ITO) which is a transparent conductive film as a second electrode.
【００２３】図１２のグラフにおいて、曲線Ｌは非線形
抵抗素子の初期の特性を示す。これに対して曲線Ｍは、
非線形抵抗素子を駆動した後の特性を示している。In the graph of FIG. 12, the curve L shows the initial characteristics of the non-linear resistance element. On the other hand, the curve M is
The characteristics after driving the non-linear resistance element are shown.
【００２４】非線形抵抗素子を駆動した後の特性を示す
曲線Ｍにおいて、非線形抵抗素子の第１の電極に正の電
圧を印加するときは、初期の特性を示す曲線Ｌよりも、
同一電圧にて非線形抵抗素子に流すことができる電流値
は、大きく低下している。In the curve M showing the characteristics after driving the non-linear resistance element, when a positive voltage is applied to the first electrode of the non-linear resistance element, rather than the curve L showing the initial characteristics,
The current value that can be passed through the non-linear resistance element at the same voltage is greatly reduced.
【００２５】また非線形抵抗素子を駆動した後の特性を
示す曲線Ｍにおいて、非線形抵抗素子の第１の電極に負
の電圧を印加するときには、初期の特性を示す曲線Ｌと
同一電圧にて非線形抵抗素子に流すことができる電流値
は、少しの低下しか発生していない。Further, in the curve M showing the characteristic after driving the nonlinear resistance element, when a negative voltage is applied to the first electrode of the nonlinear resistance element, the nonlinear resistance is the same as the curve L showing the initial characteristic. The current value that can be passed through the element has only slightly decreased.
【００２６】この現象は、非線形抵抗素子を第１の電極
の側壁に形成する非線形抵抗層を利用しているため、大
きな変化となっている。This phenomenon is a great change because the nonlinear resistance layer forming the nonlinear resistance element on the side wall of the first electrode is used.
【００２７】ここで、第１の電極（Ｔａ）に正の電圧を
印加するときの初期特性を示す曲線Ｌと、駆動した後の
特性を示す曲線Ｍとの差分をＰで示し、同じように、第
１の電極（Ｔａ）に負の電圧を印加するときの初期特性
を示す曲線Ｌと駆動した後の特性を示す曲線Ｍとの差分
をＱで示す。この差分Ｐ，Ｑは、図１２のグラフから明
らかなように、第１の電極に負電圧を印加したときの差
分Ｑよりも、第１の電極に正の電圧を印加したとき差分
Ｐのほうがきわめて大きい。Here, the difference between the curve L showing the initial characteristics when a positive voltage is applied to the first electrode (Ta) and the curve M showing the characteristics after driving is indicated by P, and similarly. , Q indicates the difference between the curve L showing the initial characteristics when a negative voltage is applied to the first electrode (Ta) and the curve M showing the characteristics after driving. As is clear from the graph of FIG. 12, the differences P and Q are greater when the positive voltage is applied to the first electrode than when the negative voltage is applied to the first electrode. Extremely large.
【００２８】さらに図１３に、図１２のグラフを用いて
説明した差分ＰとＱの駆動時間による変化を示す。Further, FIG. 13 shows changes in the differences P and Q described with reference to the graph of FIG. 12 depending on the driving time.
【００２９】図１３のグラフに示すように、曲線Ｒは、
第１の電極に正の電圧を印加したときの差分Ｐの駆動時
間による変化を示しており、駆動時間により、電流値は
急激に上昇する。As shown in the graph of FIG. 13, the curve R is
The change in the difference P due to the drive time when a positive voltage is applied to the first electrode is shown, and the current value sharply rises due to the drive time.
【００３０】これに対して曲線Ｓは、第１の電極に負の
電圧を印加したときの差分Ｑの駆動時間による変化を示
しており、駆動時間が増加しても、電流値は小さな変化
しか発生していない。On the other hand, the curve S shows the change of the difference Q with the driving time when a negative voltage is applied to the first electrode, and the current value changes only a little even if the driving time increases. It has not occurred.
【００３１】この様子は、曲線Ｒと曲線Ｓとの差分Ｕに
より示すことができ、差分Ｕは駆動時間により急激に増
加する。This state can be shown by the difference U between the curve R and the curve S, and the difference U rapidly increases with the driving time.
【００３２】この差分Ｕは、図１３を用いて説明した駆
動時間のほかに、非線形抵抗素子に流す電流量や、非線
形抵抗素子の駆動する環境や、非線形抵抗素子の履歴に
より変化する。This difference U changes depending on the amount of current flowing through the non-linear resistance element, the environment in which the non-linear resistance element is driven, and the history of the non-linear resistance element in addition to the driving time described with reference to FIG.
【００３３】そのため、差分Ｕの変化を補償すること
は、きわめて難しい。Therefore, it is extremely difficult to compensate for the change in the difference U.
【００３４】この差分Ｕが発生することによって、液晶
画素に加わる電圧は、非線形抵抗素子の第１の電極に正
の電圧を印加するときと、負の電圧を印加するときでは
異なる。このため、フリッカによる画像のチラツキ現象
や、液晶中のイオンの偏りに起因する、固定パターンを
長時間表示すると、画面を切り替えてもそのパターンが
残像として見える残像現象である画像の焼き付き現象が
生じ、液晶表示装置の表示品質が著しく低下するという
問題点が発生する。Due to the generation of the difference U, the voltage applied to the liquid crystal pixel is different when a positive voltage is applied to the first electrode of the non-linear resistance element and when a negative voltage is applied. For this reason, when a fixed pattern is displayed for a long time due to image flicker due to flicker or bias of ions in the liquid crystal, image sticking occurs, which is an afterimage phenomenon where the pattern appears as an afterimage even when the screen is switched. However, there arises a problem that the display quality of the liquid crystal display device is significantly deteriorated.
【００３５】以上に示すように、第１の電極の側壁に形
成する非線形抵抗層を利用することにより、非線形抵抗
素子の占める面積を小さくできるが、非対称な特性変化
により、液晶表示装置の表示品質が低下するという現象
が発生する。As described above, the area occupied by the non-linear resistance element can be reduced by using the non-linear resistance layer formed on the side wall of the first electrode, but the display quality of the liquid crystal display device is changed due to the asymmetrical characteristic change. Occurs.
【００３６】本発明の目的は、上記の非線形抵抗素子の
極性による大きな非対称特性変化を抑えて、液晶への直
流印加を減らし、液晶の品質の低下をなくし、コントラ
ストの低下、フリッカ現象および画像焼き付き現象を防
止して、良好な画像品質を有する液晶表示装置を提供す
ることである。The object of the present invention is to suppress a large change in the asymmetrical characteristics due to the polarity of the above-mentioned non-linear resistance element, reduce the direct current application to the liquid crystal, eliminate the deterioration of the quality of the liquid crystal, decrease the contrast, flicker phenomenon and image sticking. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device which prevents a phenomenon and has a good image quality.
【００３７】[0037]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の液晶表示装置においては、下記記載の構造
を採用する。In order to achieve the above object, the structure described below is adopted in the liquid crystal display device of the present invention.
【００３８】本発明の液晶表示装置においては、第１の
基板上に第１の電極と第２の電極とを形成し、第１の電
極の側壁と第２の電極との重なり合う領域に非線形抵抗
素子を形成し、第１の基板と第２の基板とを所定の間隔
で張り合わせ、第１の基板と第２の基板との間に液晶を
封入する液晶表示装置にあって、第１の電極を薄膜に
し、液晶表示装置に利用する表示用照明部を第１の電極
を形成する第１の基板側に配置し、光を非線形抵抗素子
に照射することを可能とする。In the liquid crystal display device of the present invention, the first electrode and the second electrode are formed on the first substrate, and the nonlinear resistance is formed in the region where the side wall of the first electrode and the second electrode overlap. A liquid crystal display device in which an element is formed, a first substrate and a second substrate are bonded at a predetermined interval, and liquid crystal is sealed between the first substrate and the second substrate, and a first electrode Is used as a thin film, and a display illumination unit used for a liquid crystal display device is arranged on the side of the first substrate on which the first electrode is formed, and light can be irradiated to the nonlinear resistance element.
【００３９】本発明の液晶表示装置においては、第１の
基板上に第１の電極と第２の電極とを形成し、第１の電
極の側壁と第２の電極との重なり合う領域に非線形抵抗
素子を形成し、第１の基板と第２の基板とを所定の間隔
で張り合わせ、第１の基板と第２の基板との間に液晶を
封入する液晶表示装置にあって、第２の電極は透明導電
膜で構成し、光を非線形抵抗素子に照射することを可能
とする。In the liquid crystal display device of the present invention, the first electrode and the second electrode are formed on the first substrate, and the nonlinear resistance is formed in the region where the side wall of the first electrode and the second electrode overlap. A liquid crystal display device in which an element is formed, a first substrate and a second substrate are bonded to each other at a predetermined interval, and liquid crystal is sealed between the first substrate and the second substrate. Is composed of a transparent conductive film, and enables the nonlinear resistance element to be irradiated with light.
【００４０】本発明の液晶表示装置においては、第１の
基板上に第１の電極と第２の電極とを形成し、第１の電
極の側壁と第２の電極との重なり合う領域に非線形抵抗
素子を形成し、第２の基板上にはブラックマトリクスを
形成し、第１の基板と第２の基板とを所定の間隔で張り
合わせ、第１の基板と第２の基板との間に液晶を封入す
る液晶表示装置にあって、第２の基板上に形成するブラ
ックマトリクスは、非線形抵抗素子に対向する領域に開
口部を設け、非線形抵抗素子に光を照射することを可能
とする。In the liquid crystal display device of the present invention, the first electrode and the second electrode are formed on the first substrate, and the nonlinear resistance is formed in the region where the side wall of the first electrode and the second electrode overlap. An element is formed, a black matrix is formed on the second substrate, the first substrate and the second substrate are attached at a predetermined interval, and liquid crystal is provided between the first substrate and the second substrate. In the liquid crystal display device to be encapsulated, the black matrix formed on the second substrate has an opening in a region facing the non-linear resistance element, and allows the non-linear resistance element to be irradiated with light.
【００４１】本発明の液晶表示装置においては、第１の
基板上に第１の電極と第２の電極とを形成し、第１の電
極の側壁と第２の電極との重なり合う領域に非線形抵抗
素子を形成し、第２の基板上にはブラックマトリクスを
形成し、第１の基板と第２の基板とを所定の間隔で張り
合わせ、第１の基板と第２の基板との間に液晶を封入す
る液晶表示装置にあって、第２の基板上に形成するブラ
ックマトリクスは、非線形抵抗素子に対向する領域に開
口部を設け、第２の基板上に形成するブラックマトリク
スの開口部にはカラーフィルターを設ける。In the liquid crystal display device of the present invention, the first electrode and the second electrode are formed on the first substrate, and the nonlinear resistance is formed in the region where the side wall of the first electrode and the second electrode overlap. An element is formed, a black matrix is formed on the second substrate, the first substrate and the second substrate are attached at a predetermined interval, and liquid crystal is provided between the first substrate and the second substrate. In the liquid crystal display device to be encapsulated, the black matrix formed on the second substrate has an opening in a region facing the non-linear resistance element, and the opening of the black matrix formed on the second substrate is colored. Install a filter.
【００４２】[0042]
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。図１は、本発明の液晶表示装置を示す断面図であ
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a liquid crystal display device of the present invention.
【００４３】図２にタンタルの膜厚（単位：ナノメータ
ー）と透過率（単位：パーセント）のグラフを示す。透
過率は入射光を１００パーセントした場合の、タンタル
の膜厚依存性を示している。測定波長は、４５０ｎｍか
ら５００ｎｍの値である。図２のグラフに示すように、
２５ｎｍのタンタルの膜厚では、２５パーセントの透過
率が得られている。FIG. 2 shows a graph of tantalum film thickness (unit: nanometer) and transmittance (unit: percent). The transmittance shows the film thickness dependence of tantalum when the incident light is 100%. The measurement wavelength has a value of 450 nm to 500 nm. As shown in the graph of FIG.
A tantalum film thickness of 25 nm gives a transmittance of 25 percent.
【００４４】図１に示すように、本発明では、第１の基
板１上に形成する第１の電極２として、薄膜タンタルを
６０ｎｍの膜厚で形成する。As shown in FIG. 1, in the present invention, thin film tantalum is formed with a thickness of 60 nm as the first electrode 2 formed on the first substrate 1.
【００４５】さらに薄膜タンタルである第１の電極２上
には、第１の電極２を陽極酸化処理して形成する酸化タ
ンタルからなる非線形抵抗層３を厚さ６５ｎｍで形成す
る。酸化タンタルを形成することにより第１の電極２の
厚さは減少し、陽極酸化処理後では、前述の６０ｎｍの
膜厚が２５ｎｍになる。Further, on the first electrode 2 which is a thin film tantalum, a non-linear resistance layer 3 made of tantalum oxide formed by anodizing the first electrode 2 is formed with a thickness of 65 nm. The thickness of the first electrode 2 is reduced by forming tantalum oxide, and after the anodizing treatment, the thickness of 60 nm is 25 nm.
【００４６】さらに第２の電極４として、ＩＴＯ膜から
なる透明導電膜を酸化タンタル３によりおおわれた第１
の電極２の側壁にオーバーラップするように形成して、
非線形抵抗素子１３を形成する。Further, as the second electrode 4, a first transparent electrode made of an ITO film is covered with a tantalum oxide film 3.
Formed so as to overlap the side wall of the electrode 2 of
The nonlinear resistance element 13 is formed.
【００４７】透明導電膜からなる第２の電極４の一部領
域は、表示電極５を兼ねている。A partial area of the second electrode 4 made of a transparent conductive film also serves as the display electrode 5.
【００４８】第２の基板６上には、第１の基板１に形成
するそれぞれ表示電極５の隙間からの光の漏れを防止す
るために、ブラックマトリクス７を形成する。A black matrix 7 is formed on the second substrate 6 in order to prevent light from leaking from the gap between the display electrodes 5 formed on the first substrate 1.
【００４９】表示電極５と対向して、ＩＴＯ膜からなる
透明導電膜で対向電極９を第２の基板６に形成する。こ
の対向電極９が、ブラックマトリクス７と接触して短絡
しないように、絶縁膜８を介して形成する。A counter electrode 9 is formed on the second substrate 6 with a transparent conductive film made of an ITO film so as to face the display electrode 5. The counter electrode 9 is formed via the insulating film 8 so as not to come into contact with the black matrix 7 and cause a short circuit.
【００５０】またさらに、薄膜タンタルからなる第１の
電極２と表示電極５とは、接触して短絡しないようにす
るために、両者は一定の隙間を有している。Further, the first electrode 2 made of thin film tantalum and the display electrode 5 have a certain gap therebetween so as to prevent contact and short-circuit.
【００５１】表示電極５は、対向電極９と重なり合うよ
うに配置することにより、液晶表示パネルの画素部とな
る。By disposing the display electrode 5 so as to overlap the counter electrode 9, it becomes a pixel portion of the liquid crystal display panel.
【００５２】ブラックマトリスク７は、表示電極５の形
成領域にまで、はみ出すように形成して、表示電極５の
周辺領域からの光りの漏れを防止する役割を持ってい
る。The black matrix 7 is formed so as to extend to the area where the display electrode 5 is formed, and has the role of preventing the leakage of light from the peripheral area of the display electrode 5.
【００５３】表示電極５上のブラックマトリクス７が形
成されていない領域の液晶の透過率変化により、液晶表
示装置は所定の表示を行う。The liquid crystal display device performs a predetermined display by changing the transmittance of the liquid crystal in the area where the black matrix 7 is not formed on the display electrode 5.
【００５４】さらに第１の基板１と第２の基板６とは、
液晶１１の分子を規則的に並べるための処理層として、
それぞれ配向膜１０を形成する。さらにそのうえスペー
サー１２によって、第１の基板１と第２の基板６とを所
定の間隔をもって対向させ、第１の基板１と第２の基板
６との間には、液晶１１を封入する。Further, the first substrate 1 and the second substrate 6 are
As a treatment layer for regularly arranging the molecules of the liquid crystal 11,
The alignment film 10 is formed in each case. Furthermore, the spacer 12 makes the first substrate 1 and the second substrate 6 face each other with a predetermined gap, and the liquid crystal 11 is sealed between the first substrate 1 and the second substrate 6.
【００５５】またさらに、表示用照明部１６を薄膜タン
タルからなる第１の電極２を形成した第１の基板１側に
配置することにより、効率よく非線形抵抗素子１３へ光
の照射を行うことができる。Furthermore, by disposing the display illumination section 16 on the side of the first substrate 1 on which the first electrode 2 made of thin film tantalum is formed, the nonlinear resistance element 13 can be efficiently irradiated with light. it can.
【００５６】ここで第２の電極４は、酸化タンタルから
なる非線形抵抗層３によりおおわれた第１の電極２の側
壁領域のみではなく、わずかな領域の第１の電極２の上
面までオーバーラップしている。このため、第１の電極
２の側壁領域と第１の電極２上面のわずかな領域とを利
用して、非線形抵抗素子１３を形成する。Here, the second electrode 4 overlaps not only with the side wall region of the first electrode 2 covered with the nonlinear resistance layer 3 made of tantalum oxide but also with the upper surface of the first electrode 2 in a small region. ing. Therefore, the non-linear resistance element 13 is formed by utilizing the side wall region of the first electrode 2 and a small region on the upper surface of the first electrode 2.
【００５７】そのため、図２から明らかなように、第１
の電極２の構成材料であるタンタルの膜厚を薄膜化する
ことにより、表示用照明部１６の光を薄膜タンタルから
なる第１の電極２の側壁および上面に形成する非線形抵
抗素子１３の、とくに上面に形成する非線形抵抗素子に
効率よく光照射することが可能となる。Therefore, as is apparent from FIG. 2, the first
By thinning the film thickness of tantalum, which is the constituent material of the electrode 2, the non-linear resistance element 13, which forms the light of the display illumination unit 16 on the side wall and the upper surface of the first electrode 2 made of thin film tantalum, in particular, It is possible to efficiently irradiate the nonlinear resistance element formed on the upper surface with light.
【００５８】本実施例を用いたときの非線形抵抗素子の
駆動による素子特性（電流−電圧特性）の変化の様子
を、図３のグラフと図４のグラフとを用いて説明する。The manner in which element characteristics (current-voltage characteristics) change due to the driving of the non-linear resistance element when this embodiment is used will be described with reference to the graphs of FIG. 3 and the graph of FIG.
【００５９】図３は、図１２のグラフに示す非線形抵抗
素子の第１の電極（Ｔａ）に正の電圧を印加するときの
初期の特性を示す曲線Ｌと、駆動した後の特性を示す曲
線Ｍとの差分を示す差分Ｐの光量による依存性を示す曲
線Ｄと、第１の電極（Ｔａ）に負の電圧を印加するとき
の初期の特性を示す曲線Ｌと駆動した後の特性を示す曲
線Ｍとの差分を示す差分Ｑの光量による依存性を示す曲
線Ｅとを示すグラフである。FIG. 3 is a curve L showing the initial characteristics when a positive voltage is applied to the first electrode (Ta) of the nonlinear resistance element shown in the graph of FIG. 12, and a curve showing the characteristics after driving. A curve D showing the dependence of the difference P showing the difference from M on the light amount, a curve L showing the initial characteristics when a negative voltage is applied to the first electrode (Ta), and a characteristic after driving are shown. 7 is a graph showing a curve E showing the dependence of the difference Q showing the difference from the curve M on the light amount.
【００６０】図３のグラフから明らかなように、第１の
電極に正電圧を印加した状態を示す曲線Ｄは、非線形抵
抗素子に照射する光量が１０００ルクスより大きくなる
に従い、急激に減少している。As is clear from the graph of FIG. 3, the curve D showing the state in which a positive voltage is applied to the first electrode sharply decreases as the amount of light applied to the nonlinear resistance element becomes larger than 1000 lux. There is.
【００６１】これに対して第１の電極に負の電圧を印加
した状態を示す曲線Ｅは、光量の増加により、徐々に減
少するが、曲線Ｄに比較して、光量５０００ルクス程度
までは、その変化量はきわめて小さい。On the other hand, the curve E showing a state in which a negative voltage is applied to the first electrode gradually decreases as the light quantity increases, but compared with the curve D, the light quantity up to about 5000 lux, The amount of change is extremely small.
【００６２】曲線Ｄと曲線Ｅとの差分Ｆが大きいときに
は、第１の電極へ印加する電圧の極性により液晶に非対
称な電圧が印加されることになり、フリッカ現象、ある
いは残像現象である画像焼き付き現象が生じる。When the difference F between the curve D and the curve E is large, an asymmetric voltage is applied to the liquid crystal due to the polarity of the voltage applied to the first electrode, which causes image sticking which is a flicker phenomenon or an afterimage phenomenon. The phenomenon occurs.
【００６３】さらに図３のグラフから明らかなように、
５０００ルクス以上の光量を非線形抵抗素子に照射する
ことにより、第１の電極に印加する電圧の極性による非
対称な変化量、すなわち差分Ｆをきわめて小さくするこ
とができる。Furthermore, as is clear from the graph of FIG.
By irradiating the nonlinear resistance element with a light amount of 5000 lux or more, the amount of asymmetric change due to the polarity of the voltage applied to the first electrode, that is, the difference F can be made extremely small.
【００６４】そのため、光量５０００ルクスの光りを非
線形抵抗素子に照射しながら、液晶表示装置を駆動する
ことにより、非線形抵抗素子の非対称な特性変化を、き
わめて小さくすることができる。Therefore, by driving the liquid crystal display device while irradiating the non-linear resistance element with the light of 5000 lux, the asymmetrical characteristic change of the non-linear resistance element can be made extremely small.
【００６５】この結果、液晶への直流電圧印加を減少す
ることができ、液晶の品質の低下をなくし、コントラス
トの低下、フリッカ現象、および画像の焼き付き現象を
防止することが可能となる。したがって、良好な画像品
質を有する液晶表示装置が得られる。As a result, it is possible to reduce the application of a DC voltage to the liquid crystal, eliminate the deterioration of the quality of the liquid crystal, and prevent the deterioration of contrast, the flicker phenomenon, and the image sticking phenomenon. Therefore, a liquid crystal display device having good image quality can be obtained.
【００６６】本実施例においては、表示用照明部１６と
して、２００００ルクスの照明を利用する。この光量
は、液晶表示用の照明部としては、一般的である。この
表示用照明部を利用することにより、第１の電極２とし
て膜厚が２５ｎｍの薄膜タンタルを利用しているため、
光量５０００ルクスの光を、第１の電極２の側壁および
上面を利用して形成する非線形抵抗素子１３に照射する
ことが可能となる。In this embodiment, as the display illumination section 16, illumination of 20,000 lux is used. This amount of light is common for a lighting unit for liquid crystal display. By using this display illumination unit, since thin film tantalum having a film thickness of 25 nm is used as the first electrode 2,
It is possible to irradiate the nonlinear resistance element 13 formed using the side wall and the upper surface of the first electrode 2 with a light amount of 5000 lux.
【００６７】図４は、光量２００００ルクスを有する表
示用照明部１６用い、本発明の非線形抵抗素子１３に光
を照射しながら駆動を行ったときの駆動時間（ｔ）と、
電流の変化量（Ｐ，Ｑ）との関係を示すグラフである。FIG. 4 shows a driving time (t) when driving is performed while irradiating the nonlinear resistance element 13 of the present invention with light using the display illumination section 16 having a light quantity of 20,000 lux,
It is a graph which shows the relationship with the amount of change (P, Q) of electric current.
【００６８】図４のグラフに示す曲線Ｗは、第１の電極
（Ｔａ）に正の電圧を印加するときの初期特性と、駆動
した後の特性との差分を示す電流の変化量Ｐの駆動時間
による依存性を示す曲線である。これに対して曲線Ｘ
は、第１の電極（Ｔａ）に負の電圧を印加するときの初
期特性と、駆動した後の特性との差分を示す電流の変化
量Ｑの駆動時間による依存性を示す曲線である。The curve W shown in the graph of FIG. 4 indicates the driving amount P of the current, which indicates the difference between the initial characteristics when a positive voltage is applied to the first electrode (Ta) and the characteristics after driving. It is a curve showing time dependence. On the other hand, curve X
Is a curve showing the dependence of the amount of change in current Q on the driving time, which shows the difference between the initial characteristics when a negative voltage is applied to the first electrode (Ta) and the characteristics after driving.
【００６９】図４のグラフに示すように、第１の電極に
正の電圧を印加した状態を示す曲線Ｗは、駆動時間によ
り僅かに増加するにとどまっており、さらに第１の電極
に負の電圧を印加した状態を示す曲線Ｘは、駆動時間の
増加により、その変化量はきわめて小さな変化となって
いる。As shown in the graph of FIG. 4, the curve W showing the state in which a positive voltage is applied to the first electrode only slightly increases with the driving time, and further the negative voltage is applied to the first electrode. The change amount of the curve X showing the state in which the voltage is applied is extremely small as the driving time is increased.
【００７０】またさらに、曲線Ｗと曲線Ｘとの差分Ｔ
も、駆動時間の増加があっても小さくなっている。Furthermore, the difference T between the curve W and the curve X
However, even if the driving time is increased, it is reduced.
【００７１】以上に記載するように、光を非線形抵抗素
子に照射することによって、素子特性の変化を小さくす
ることができる。As described above, by irradiating the nonlinear resistance element with light, the change in element characteristics can be reduced.
【００７２】さらに、電流−電圧特性における駆動電圧
の極性による、非対称な非線形抵抗素子特性変化を小さ
くすることができる。このため、液晶表示装置の駆動に
よる表示品質の変化、および液晶への直流電圧の印加に
よるフリッカ現象や、画像の焼き付き現象を低減するこ
とができる。Furthermore, it is possible to reduce the asymmetrical change in the characteristic of the non-linear resistance element due to the polarity of the drive voltage in the current-voltage characteristic. Therefore, it is possible to reduce a change in display quality due to driving of the liquid crystal display device, a flicker phenomenon due to application of a DC voltage to the liquid crystal, and an image burn-in phenomenon.
【００７３】つぎに本発明の液晶表示装置における第２
の実施例を説明する。図５は、本発明の第２の実施例に
おける液晶表示装置を示す平面図である。図６は、図５
の平面図に示す液晶表示装置のＢ−Ｂ線における断面を
示す断面図である。以下図５と図６とを交互に参照し
て、本発明の液晶表示装置における第２の実施例を説明
する。Next, the second liquid crystal display device of the present invention
An example will be described. FIG. 5 is a plan view showing a liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention. 6 is shown in FIG.
3 is a cross-sectional view showing a cross section taken along line BB of the liquid crystal display device shown in FIG. A second embodiment of the liquid crystal display device of the present invention will be described below by alternately referring to FIG. 5 and FIG.
【００７４】第１の基板１上には、１５０ｎｍの膜厚の
タンタル（Ｔａ）からなる第１の電極２を設け、さらに
この第１の電極２上には、第１の電極２を陽極酸化処理
して膜厚６５ｎｍの酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）からな
る非線形抵抗層３を設ける。第１の電極２は、陽極酸化
処理後に、前述の１５０ｎｍの膜厚が１１５ｎｍの膜厚
となる。A first electrode 2 made of tantalum (Ta) having a film thickness of 150 nm is provided on the first substrate 1, and the first electrode 2 is anodized on the first electrode 2. By processing, a nonlinear resistance layer 3 made of tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) having a film thickness of 65 nm is provided. The first electrode 2 has a film thickness of 150 nm described above after the anodic oxidation treatment, which is 115 nm.
【００７５】さらに非線形抵抗層３上に透明導電膜とし
てＩＴＯ（酸化インジウムスズ）からなる第２の電極４
を設ける。Further, a second electrode 4 made of ITO (indium tin oxide) is formed as a transparent conductive film on the non-linear resistance layer 3.
To provide.
【００７６】この非線形抵抗層３によりおおわれた第１
の電極２の側壁領域と、わずかに第２の電極４が第１の
電極２の上にオーバーラップした第１の電極２の上面領
域とが、非線形抵抗素子１３となる。First covered with this nonlinear resistance layer 3
The side wall area of the electrode 2 and the upper surface area of the first electrode 2 where the second electrode 4 slightly overlaps the first electrode 2 serve as the nonlinear resistance element 13.
【００７７】なお図５の平面図に示すように、第２の電
極４の一部領域は、表示電極５を兼ねている。As shown in the plan view of FIG. 5, a partial region of the second electrode 4 also serves as the display electrode 5.
【００７８】さらに第２の基板６には、表示電極５と対
向するように、透明導電膜のＩＴＯ膜からなる対向電極
９を設ける。Further, a counter electrode 9 made of an ITO film of a transparent conductive film is provided on the second substrate 6 so as to face the display electrode 5.
【００７９】図５の平面図に示すように、第１の電極２
と表示電極５とは、両者が短絡しないようにするため
に、一定の間隙を有している。As shown in the plan view of FIG. 5, the first electrode 2
The display electrode 5 and the display electrode 5 have a certain gap in order to prevent a short circuit between them.
【００８０】表示電極５は、対向電極９と重なり合うよ
うに配置することにより、液晶表示パネルの画素部とな
る。The display electrode 5 becomes a pixel portion of the liquid crystal display panel by arranging the display electrode 5 so as to overlap the counter electrode 9.
【００８１】画素部の液晶の透過率変化により、液晶表
示装置は所定の表示を行う。The liquid crystal display device performs a predetermined display by changing the transmittance of the liquid crystal in the pixel portion.
【００８２】さらに第１の基板１と第２の基板６とは、
液晶１１の分子を規則的に並べるための処理層として、
それぞれ配向膜１０を形成する。さらにそのうえスペー
サー１２によって、第１の基板１と第２の基板６とを所
定の間隔をもって対向させ、第１の基板１と第２の基板
６との間には、液晶１１を封入している。Further, the first substrate 1 and the second substrate 6 are
As a treatment layer for regularly arranging the molecules of the liquid crystal 11,
The alignment film 10 is formed in each case. Furthermore, a spacer 12 makes the first substrate 1 and the second substrate 6 face each other with a predetermined gap, and a liquid crystal 11 is sealed between the first substrate 1 and the second substrate 6. .
【００８３】図５と図６とを用いて説明した本発明の実
施例は、斜線６１で示すブラックマトリクス７に、非線
形抵抗素子１３に光を照射するための開口部１４を設
け、この開口部１４の面積は非線形抵抗素子１３の面積
より小さくしている。In the embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 5 and 6, the black matrix 7 shown by the diagonal lines 61 is provided with the opening 14 for irradiating the nonlinear resistance element 13 with light. The area of 14 is smaller than the area of the nonlinear resistance element 13.
【００８４】この開口部１４の面積を非線形抵抗素子１
３の面積より小さくし、さらに非線形抵抗素子１３を構
成する第１の電極２に膜厚１５０ｎｍのタンタルからな
る金属膜を用い陽極酸化処理後においても１１５ｎｍの
膜厚のタンタルが残っているため、透過率を充分小さく
できるため、ブラックマトリクス７からの光の漏れを完
全に防止することができる。このため、液晶表示装置の
表示品質が低下することはない。The area of the opening 14 is set to the non-linear resistance element 1.
3 is used, and a metal film made of tantalum having a film thickness of 150 nm is used for the first electrode 2 forming the nonlinear resistance element 13, and the tantalum film having a film thickness of 115 nm remains after the anodizing treatment. Since the transmittance can be made sufficiently small, light leakage from the black matrix 7 can be completely prevented. Therefore, the display quality of the liquid crystal display device does not deteriorate.
【００８５】液晶表示装置は自己発光しないために、外
部からの光として表示用照明部１６が必要になる。Since the liquid crystal display device does not emit light by itself, the display illumination section 16 is required as light from the outside.
【００８６】そのために、たとえば３波長蛍光管と反射
板と拡散板とからなる表示用照明部１６側に第２の基板
６を配置することにより、表示用照明部１６を用いて、
容易に非線形抵抗素子１３に光を照射することができ
る。Therefore, by disposing the second substrate 6 on the side of the display illumination unit 16 composed of, for example, a three-wavelength fluorescent tube, a reflection plate, and a diffusion plate, the display illumination unit 16 is used.
The nonlinear resistance element 13 can be easily irradiated with light.
【００８７】図５と図６とをもちいて説明した本実施例
においても、非線形抵抗素子に容易に光を照射すること
が可能なため、第１の電極に印加する電圧の極性による
非対称な変化量をきわめて小さくすることができる。こ
の結果、液晶への直流電圧印加を減少することができ、
液晶の品質の低下をなくし、コントラストの低下、フリ
ッカ現象、および画像の焼き付き現象を防止することが
可能となる。したがって、良好な画像品質を有する液晶
表示装置が得られる。Also in the present embodiment described with reference to FIGS. 5 and 6, since it is possible to easily irradiate the non-linear resistance element with light, an asymmetric change due to the polarity of the voltage applied to the first electrode. The amount can be very small. As a result, it is possible to reduce the DC voltage applied to the liquid crystal,
It is possible to prevent deterioration of liquid crystal quality and prevent deterioration of contrast, flicker phenomenon, and image sticking phenomenon. Therefore, a liquid crystal display device having good image quality can be obtained.
【００８８】つぎに本発明の液晶表示装置における第３
の実施例を説明する。図７は、本発明の第３の実施例に
おける液晶表示装置を示す断面図である。Next, the third embodiment of the liquid crystal display device of the present invention will be described.
An example will be described. FIG. 7 is a sectional view showing a liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention.
【００８９】微細化を行って非線形抵抗素子１３の素子
面積が小さくなり、第１の基板１と第２の基板６との重
ね合わせの精度が、非線形抵抗素子１３の大きさより大
きくなったときには、非線形抵抗素子１３に光りを照射
するためのブラックマトリクス７に形成した開口部１４
と、非線形抵抗素子１３との位置ずれが発生し、効率よ
く非線形抵抗素子１３に光りを照射することができなく
なる。When the element area of the non-linear resistance element 13 is reduced by miniaturization and the accuracy of superposition of the first substrate 1 and the second substrate 6 becomes larger than the size of the non-linear resistance element 13, Opening 14 formed in the black matrix 7 for irradiating the nonlinear resistance element 13 with light
Then, a positional deviation with the nonlinear resistance element 13 occurs, and it becomes impossible to efficiently irradiate the nonlinear resistance element 13 with light.
【００９０】この位置ずれが発生したときは、ブラック
マトリクス７に形成する開口部１４の面積を、非線形抵
抗素子１３の面積よりも大きくすることが必要になる。When this displacement occurs, it is necessary to make the area of the opening 14 formed in the black matrix 7 larger than the area of the nonlinear resistance element 13.
【００９１】しかしながら、このブラックマトリクス７
に形成する開口部１４の面積を大きくすると、非線形抵
抗素子１３だけでは開口部１４を遮蔽することができ
ず、開口部１４から光りが洩れて、液晶表示装置の表示
品質が低下する。However, this black matrix 7
When the area of the opening 14 formed in 1 is increased, the opening 14 cannot be shielded only by the non-linear resistance element 13, and light leaks from the opening 14 to deteriorate the display quality of the liquid crystal display device.
【００９２】このため、図７を用いて説明する実施例で
は、非線形抵抗素子１３に光りを照射するための開口部
１４にカラーフィルターを形成する。Therefore, in the embodiment described with reference to FIG. 7, a color filter is formed in the opening 14 for irradiating the nonlinear resistance element 13 with light.
【００９３】またさらに、この開口部１４に形成するカ
ラーフィルターの光の吸収特性（分光特性）が、たとえ
ば、赤、青、緑のように異なると、非線形抵抗素子１３
に照射する光のエネルギー量が異なる。このために、非
線形抵抗素子１３の駆動による特性（電流−電圧特性）
の変化量が異なってしまうため、表示むらが発生し、表
示品質を低下させる。Furthermore, if the light absorption characteristics (spectral characteristics) of the color filters formed in the openings 14 are different, for example, red, blue, and green, the nonlinear resistance element 13 is formed.
The amount of energy of the light that irradiates is different. For this reason, the characteristic (current-voltage characteristic) by driving the nonlinear resistance element 13
Since the amount of change in the difference is different, display unevenness occurs and the display quality is degraded.
【００９４】そこで、本実施例では、液晶表示装置のそ
れぞれの非線形抵抗素子１３に光りを照射するための開
口部１４に形成するカラーフィルターは、吸収特性の一
致するものを利用する。Therefore, in the present embodiment, the color filters formed in the openings 14 for irradiating the respective nonlinear resistance elements 13 of the liquid crystal display device with light have the same absorption characteristics.
【００９５】さらに、非線形抵抗素子１３の駆動による
特性変化は、可視光領域の短波長、波長４５０ｎｍから
５００ｎｍの光を非線形抵抗素子１３に照射することに
よって、充分低く抑えることができる。Further, the characteristic change due to the driving of the non-linear resistance element 13 can be suppressed sufficiently low by irradiating the non-linear resistance element 13 with light having a short wavelength in the visible light region and a wavelength of 450 nm to 500 nm.
【００９６】このため開口部１４より光りが洩れたとき
にも、液晶表示装置の表示品質の低下を防止するため、
視感度特性の最も悪い青色のカラーフィルターを開口部
１４に形成することにする。Therefore, even when light leaks from the opening 14, the display quality of the liquid crystal display device is prevented from deteriorating.
A blue color filter having the worst luminosity characteristic is formed in the opening 14.
【００９７】さらに、対向電極９での光の吸収を防止す
るために、非線形抵抗素子１３上の対向電極９には、開
口部１４より開口面積の大きな開口領域１９を設ける構
成とする。Further, in order to prevent the counter electrode 9 from absorbing light, the counter electrode 9 on the non-linear resistance element 13 is provided with an opening region 19 having a larger opening area than the opening 14.
【００９８】図７に示すように、第１の基板１上には、
タンタル膜からなる第１の電極２を形成する。As shown in FIG. 7, on the first substrate 1,
The first electrode 2 made of a tantalum film is formed.
【００９９】さらに第１の電極２上には、第１の電極２
のタンタルを陽極酸化処理して形成する酸化タンタルか
らなる非線形抵抗層３を形成する。Furthermore, on the first electrode 2, the first electrode 2
The non-linear resistance layer 3 made of tantalum oxide is formed by anodizing the tantalum.
【０１００】さらに第２の電極４として、ＩＴＯ膜から
なる透明導電膜を非線形抵抗層３上に、第１の電極２の
側壁領域と、第１の電極２の上面のわずかな領域とにオ
ーバーラップするように形成して、非線形抵抗素子１３
を形成する。Further, as the second electrode 4, a transparent conductive film made of an ITO film is formed on the non-linear resistance layer 3 over the side wall region of the first electrode 2 and a slight region on the upper surface of the first electrode 2. The non-linear resistance element 13 is formed by wrapping.
To form.
【０１０１】第２の電極４の一部領域は、表示電極５を
兼ねている。A partial area of the second electrode 4 also serves as the display electrode 5.
【０１０２】第２の基板６上には、第１の基板１に形成
するそれぞれ表示電極５の隙間からの光の漏れを防止す
るために、ブラックマトリクス７を形成する。A black matrix 7 is formed on the second substrate 6 in order to prevent light from leaking from the gap between the display electrodes 5 formed on the first substrate 1.
【０１０３】このブラックマトリクス７には、非線形抵
抗素子１３に光を照射するための開口部１４を形成す
る。In this black matrix 7, an opening 14 for irradiating the nonlinear resistance element 13 with light is formed.
【０１０４】この開口部１４の大きさは、非線形抵抗素
子領域１８よりも大きく形成している。The size of the opening 14 is larger than that of the non-linear resistance element region 18.
【０１０５】ブラックマトリクス７上には、表示電極５
と対向するように、カラーフィルターを形成する。The display electrodes 5 are formed on the black matrix 7.
A color filter is formed so as to face with.
【０１０６】液晶表示装置をフルカラー表示するため
に、赤１７、緑２１、青２０のカラーフィルターを表示
電極５に対向して形成する。In order to display the liquid crystal display device in full color, color filters of red 17, green 21 and blue 20 are formed facing the display electrodes 5.
【０１０７】さらに、青２０のカラーフィルターをブラ
ックマトリクス７の開口部１４上に形成する。Further, a blue 20 color filter is formed on the opening 14 of the black matrix 7.
【０１０８】表示電極５と対向して形成するカラーフィ
ルター上には、ＩＴＯ膜からなる対向電極９を形成す
る。この対向電極９は、ＩＴＯ膜からなる透明導電膜で
構成する対向電極９が、ブラックマトリクス７と接触し
て短絡しないように、絶縁膜８を介して形成する。The counter electrode 9 made of an ITO film is formed on the color filter formed so as to face the display electrode 5. The counter electrode 9 is formed via the insulating film 8 so that the counter electrode 9 made of a transparent conductive film made of an ITO film does not come into contact with the black matrix 7 to cause a short circuit.
【０１０９】第２の基板６に設ける対向電極９には、非
線形抵抗素子領域１８と対向するように開口領域１９を
形成する。An opening region 19 is formed in the counter electrode 9 provided on the second substrate 6 so as to face the nonlinear resistance element region 18.
【０１１０】またさらに、第１の電極２と表示電極５と
は、接触して短絡しないようにするために、両者は一定
の間隙を有している。Furthermore, in order to prevent the first electrode 2 and the display electrode 5 from coming into contact with each other and short-circuiting, they have a certain gap.
【０１１１】表示電極５は、対向電極９と重なり合うよ
うに配置することにより、液晶表示パネルの画素部とな
る。The display electrode 5 becomes a pixel portion of a liquid crystal display panel by arranging the display electrode 5 so as to overlap the counter electrode 9.
【０１１２】ブラックマトリスク７は、表示電極５の形
成領域にまで、はみ出すように形成して、表示電極５の
周辺領域からの光りの漏れを防止する役割を持ってい
る。The black matrix 7 is formed so as to extend to the area where the display electrode 5 is formed, and has the role of preventing light leakage from the peripheral area of the display electrode 5.
【０１１３】表示電極５上のブラックマトリクス７が形
成されていない領域の液晶の透過率変化により、液晶表
示装置は所定の表示を行う。The liquid crystal display device performs a predetermined display by changing the transmittance of the liquid crystal in the region where the black matrix 7 is not formed on the display electrode 5.
【０１１４】さらに第１の基板１と第２の基板６とは、
液晶１１の分子を規則的に並べるための処理層として、
それぞれ配向膜１０を形成する。さらにそのうえスペー
サー１２によって、第１の基板１と第２の基板６とを所
定の間隔をもって対向させ、第１の基板１と第２の基板
６との間には、液晶１１を封入する。Further, the first substrate 1 and the second substrate 6 are
As a treatment layer for regularly arranging the molecules of the liquid crystal 11,
The alignment film 10 is formed in each case. Furthermore, the spacer 12 makes the first substrate 1 and the second substrate 6 face each other with a predetermined gap, and the liquid crystal 11 is sealed between the first substrate 1 and the second substrate 6.
【０１１５】図７から明らかなように、ブラックマトリ
クス７に形成する開口部１４の面積を非線形抵抗素子１
３の面積よりも大きくし、さらに非線形抵抗素子１３に
光りを照射するための開口部１４に、青２０のカラーフ
ィルターを形成することにより、効率よく非線形抵抗素
子１３に光りの照射を行うことができる。As is apparent from FIG. 7, the area of the opening 14 formed in the black matrix 7 is set to the nonlinear resistance element 1.
3 is larger than the area of 3 and a color filter of blue 20 is formed in the opening 14 for irradiating the nonlinear resistance element 13 with light, so that the nonlinear resistance element 13 can be efficiently irradiated with light. it can.
【０１１６】さらにこれと同時に、ブラックマトリクス
７と非線形抵抗素子１３との間からの光りの漏れを、カ
ラーフィルターにより減衰することができる。このため
に、液晶表示装置の表示品質の低下を防止することがで
きる。At the same time, the leakage of light from between the black matrix 7 and the nonlinear resistance element 13 can be attenuated by the color filter. Therefore, it is possible to prevent the display quality of the liquid crystal display device from being degraded.
【０１１７】またさらに、非線形抵抗素子１３に光りを
照射するための開口部１４の領域に形成するカラーフィ
ルターの吸収特性を選択することにより、液晶表示装置
の表示品質の低下を、さらに小さくすることができる。Furthermore, the deterioration of the display quality of the liquid crystal display device can be further reduced by selecting the absorption characteristic of the color filter formed in the region of the opening 14 for irradiating the nonlinear resistance element 13 with light. You can
【０１１８】つぎに本発明の液晶表示装置における第４
の実施例を説明する。図８は、本発明の第５の実施例に
おける液晶表示装置を示す平面図である。図９は、図８
の平面図に示す液晶表示装置のＣ−Ｃ線における断面を
示す断面図である。以下図８と図９とを交互に参照し
て、本発明の第４の実施例における液晶表示装置を説明
する。Next, the fourth embodiment of the liquid crystal display device of the present invention will be described.
An example will be described. FIG. 8 is a plan view showing a liquid crystal display device according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 9 corresponds to FIG.
3 is a cross-sectional view showing a cross section taken along line CC of the liquid crystal display device shown in FIG. Hereinafter, a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8 and FIG. 9 alternately.
【０１１９】本発明では、第１の基板１上に形成する第
１の電極２として薄膜タンタルを、膜厚が６０ｎｍで形
成する。In the present invention, thin film tantalum is formed as the first electrode 2 formed on the first substrate 1 with a film thickness of 60 nm.
【０１２０】さらに薄膜タンタルからなる第１の電極２
上には、第１の電極２を陽極酸化処理して形成する酸化
タンタルからなる非線形抵抗層３を６５ｎｍの膜厚で形
成する。酸化タンタルを形成することにより第１の電極
２の厚さは減少し、陽極酸化処理後では、前述の６０ｎ
ｍの膜厚が２５ｎｍになる。Further, the first electrode 2 made of thin film tantalum
A non-linear resistance layer 3 made of tantalum oxide formed by anodizing the first electrode 2 is formed thereon with a film thickness of 65 nm. The thickness of the first electrode 2 is reduced by forming tantalum oxide, and after the anodizing treatment, the thickness of 60 n
The film thickness of m becomes 25 nm.
【０１２１】さらに表示電極５として、ＩＴＯ膜からな
る透明導電膜を第１の電極２とオーバーラップしないよ
うに一定の隙間を開けて形成する。Further, as the display electrode 5, a transparent conductive film made of an ITO film is formed with a certain gap so as not to overlap the first electrode 2.
【０１２２】さらに第２の電極２５として、クロム（Ｃ
ｒ）膜を、酸化タンタルからなる非線形抵抗層３により
おおわれた第１の電極２の側壁領域と、第１の電極２の
上面のわずかな領域までオーバーラップするように形成
して、非線形抵抗素子２６を形成する。Further, as the second electrode 25, chromium (C
r) The film is formed so as to overlap the side wall region of the first electrode 2 covered with the non-linear resistance layer 3 made of tantalum oxide and a small region of the upper surface of the first electrode 2, thereby forming a non-linear resistance element. 26 is formed.
【０１２３】第２の基板６の上には、第１の基板１に形
成するそれぞれ表示電極５の隙間からの光の漏れを防止
するために、斜線６１で示すブラックマトリクス７を形
成する。第４の実施例においてはブラックマトリクス７
には、開口部は形成しない。A black matrix 7 indicated by diagonal lines 61 is formed on the second substrate 6 in order to prevent light from leaking from the gap between the display electrodes 5 formed on the first substrate 1. In the fourth embodiment, the black matrix 7
No opening is formed in the.
【０１２４】さらに表示電極５と対向するように、第２
の基板６には、ＩＴＯ膜からなる対向電極９をブラック
マトリクス７と接触して短絡しないように絶縁膜８を介
して形成する。Further, the second electrode is formed so as to face the display electrode 5.
A counter electrode 9 made of an ITO film is formed on the substrate 6 via an insulating film 8 so as not to come into contact with the black matrix 7 and short-circuit.
【０１２５】この図８と図９に示す第４の実施例では、
非線形抵抗素子２６に光りを効率良く照射するたに表示
用照明部１６は、第１の実施例と同様に、第１の基板１
側に配置する。そして、薄膜タンタルからなる第１の電
極２を利用することにより、第２の電極２５の透過率が
低い材料を用いた場合においても、効率良く非線形抵抗
素子２６に光の照射を行うことが可能となる。In the fourth embodiment shown in FIGS. 8 and 9,
In order to efficiently irradiate the non-linear resistance element 26 with light, the display illumination unit 16 includes the first substrate 1 as in the first embodiment.
Place on the side. By using the first electrode 2 made of thin film tantalum, it is possible to efficiently irradiate the nonlinear resistance element 26 with light even when a material having a low transmittance for the second electrode 25 is used. Becomes
【０１２６】なお、第２の電極としてＩＴＯ膜を利用し
た場合に比較して、素子特性（電流−電圧特性）の対称
性が良く、非対称劣化も小さくすることが可能な第２の
電極として金属、たとえば、クロム（Ｃｒ）、タンタル
（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）膜を用いた場合においても、
非線形抵抗素子へ光を照射することにより、表示品質の
変化や、液晶への直流電圧の印加によるフリッカ現象
や、画像の焼き付き現象を低減することができる。As compared with the case where the ITO film is used as the second electrode, the symmetry of the device characteristics (current-voltage characteristics) is good, and the asymmetric deterioration can be reduced. , Even when using a chromium (Cr), tantalum (Ta), or titanium (Ti) film,
By irradiating the nonlinear resistance element with light, it is possible to reduce a change in display quality, a flicker phenomenon due to application of a DC voltage to the liquid crystal, and an image sticking phenomenon.
【０１２７】以上説明した本発明の第１から第４の実施
例においては、非線形抵抗素子の構造として、タンタル
―酸化タンタル―ＩＴＯの構造を用いて説明したが、非
線形抵抗層としては、第１の電極の陽極酸化膜、あるい
は化学気相成長法や物理気相成長法により形成する酸化
シリコン膜、窒化シリコン膜、炭化シリコン膜、酸化タ
ンタル膜、あるいは酸化アルミニュウムを有する非線形
抵抗素子においても当然有効である。In the first to fourth embodiments of the present invention described above, the tantalum-tantalum oxide-ITO structure is used as the structure of the non-linear resistance element. Of course, it is also effective for the anodic oxide film of the electrode, or the non-linear resistance element having the silicon oxide film, the silicon nitride film, the silicon carbide film, the tantalum oxide film, or the aluminum oxide film formed by the chemical vapor deposition method or the physical vapor deposition method. Is.
【０１２８】本実施例においては、透明導電膜として、
ＩＴＯ膜を用いたが、薄膜金属膜、あるいは導電性金属
酸化膜の単層膜、あるいは導電性金属酸化膜の積層膜を
有する非線形抵抗素子においても当然有効である。In this example, as the transparent conductive film,
Although the ITO film is used, the thin film metal film, the single-layer film of the conductive metal oxide film, or the non-linear resistance element having the stacked film of the conductive metal oxide films is naturally effective.
【０１２９】以上説明した第１から第４の実施例におい
ては、１個の画素電極に対して、１個の非線形抵抗素子
を用いたが、複数の非線形抵抗素子が、直列あるいは、
並列に接続する非線形抵抗素子を用いても当然有効であ
る。In the first to fourth embodiments described above, one non-linear resistance element is used for one pixel electrode, but a plurality of non-linear resistance elements are connected in series or
Naturally, it is also effective to use non-linear resistance elements connected in parallel.
【０１３０】[0130]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
液晶表示装置の構成を用いることにより、非線形抵抗素
子の極性による非対称な変化を抑え、液晶への直流電圧
印加を減らし、液晶の品質の低下をなくし、コントラス
トの低下、フリッカ現象や、残像現象である画像焼き付
き現象を防止することができる。As is apparent from the above description, by using the configuration of the liquid crystal display device of the present invention, the asymmetrical change due to the polarity of the non-linear resistance element is suppressed, the direct current voltage application to the liquid crystal is reduced, and It is possible to prevent deterioration of quality and prevent deterioration of contrast, flicker phenomenon, and image sticking phenomenon which is an afterimage phenomenon.
【０１３１】このため、液晶表示装置の表示品質を向上
することができる。とくに、焼き付き現象に関しては、
三端子系に勝とも劣らない程度の特性に改善することが
できる。Therefore, the display quality of the liquid crystal display device can be improved. Especially regarding the burn-in phenomenon,
It is possible to improve the characteristics to the extent that it wins the three-terminal system.
【図１】本発明の第１の実施例における液晶表示装置を
示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display device in a first embodiment of the present invention.
【図２】タンタルの膜厚と透過率との関係を示すグラフ
である。FIG. 2 is a graph showing the relationship between tantalum film thickness and transmittance.
【図３】液晶表示装置の非線形抵抗素子の初期特性およ
び駆動後の特性の電流値と非線形抵抗素子に照射する光
量との関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a relationship between a current value of an initial characteristic of a non-linear resistance element of a liquid crystal display device and a characteristic after driving and a light amount applied to the non-linear resistance element.
【図４】本発明の実施例における液晶表示装置の非線形
抵抗素子に光りを照射したときの非線形抵抗素子特性と
駆動時間との関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a relationship between a non-linear resistance element characteristic and a driving time when light is irradiated to the non-linear resistance element of the liquid crystal display device in the example of the present invention.
【図５】本発明の第２の実施例における液晶表示装置を
示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第２の実施例における液晶表示装置を
示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a liquid crystal display device in a second embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第３の実施例における液晶表示装置を
示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第４の実施例における液晶表示装置を
示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第４の実施例における液晶表示装置を
示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図１０】液晶表示装置の従来例を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing a conventional example of a liquid crystal display device.
【図１１】液晶表示装置の従来例を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a conventional example of a liquid crystal display device.
【図１２】液晶表示装置の非線形抵抗素子における電圧
−電流特性を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing voltage-current characteristics in a non-linear resistance element of a liquid crystal display device.
【図１３】液晶表示装置の非線形抵抗素子に光りの照射
を行わないときの非線形抵抗素子特性と駆動時間との関
係を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing the relationship between the nonlinear resistance element characteristics and the driving time when light is not applied to the nonlinear resistance element of the liquid crystal display device.
１ 第１の基板 ２ 第１の電極 ３ 非線形抵抗層 ４ 第２の電極 ５ 表示電極 ６ 第２の基板 ７ ブラックマトリクス １３ 非線形抵抗素子 １４ 開口部 １６ 表示用照明部 1st substrate 2 First electrode 3 Non-linear resistance layer 4 Second electrode 5 display electrodes 6 Second substrate 7 Black matrix 13 Non-linear resistance element 14 openings 16 Display lighting unit
Claims (4)
とを形成し、第１の電極の側壁と第２の電極との重なり
合う領域に非線形抵抗素子を形成し、第１の基板と第２
の基板とを所定の間隔で張り合わせ、第１の基板と第２
の基板との間に液晶を封入する液晶表示装置にあって、
第１の電極を薄膜にし、液晶表示装置に利用する表示用
照明部を第１の電極を形成する第１の基板側に配置し、
光を非線形抵抗素子に照射することを可能とすることを
特徴とする液晶表示装置。1. A first electrode and a second electrode are formed on a first substrate, and a nonlinear resistance element is formed in a region where a side wall of the first electrode and a second electrode overlap each other. Board and second
The first substrate and the second substrate
In a liquid crystal display device in which liquid crystal is sealed between the substrate of
The first electrode is formed into a thin film, and the display illumination unit used for the liquid crystal display device is arranged on the first substrate side on which the first electrode is formed,
A liquid crystal display device capable of irradiating a nonlinear resistance element with light.
とを形成し、第１の電極の側壁と第２の電極との重なり
合う領域に非線形抵抗素子を形成し、第１の基板と第２
の基板とを所定の間隔で張り合わせ、第１の基板と第２
の基板との間に液晶を封入する液晶表示装置にあって、
第２の電極は透明導電膜で構成し、光を非線形抵抗素子
に照射することを可能とすることを特徴とする液晶表示
装置。2. A first electrode and a second electrode are formed on a first substrate, and a nonlinear resistance element is formed in a region where a sidewall of the first electrode and a second electrode overlap each other. Board and second
The first substrate and the second substrate
In a liquid crystal display device in which liquid crystal is sealed between the substrate of
A liquid crystal display device, characterized in that the second electrode is composed of a transparent conductive film and is capable of irradiating the nonlinear resistance element with light.
とを形成し、第１の電極の側壁と第２の電極との重なり
合う領域に非線形抵抗素子を形成し、第２の基板上には
ブラックマトリクスを形成し、第１の基板と第２の基板
とを所定の間隔で張り合わせ、第１の基板と第２の基板
との間に液晶を封入する液晶表示装置にあって、第２の
基板上に形成するブラックマトリクスは、非線形抵抗素
子に対向する領域に開口部を設け、非線形抵抗素子に光
を照射することを可能とすることを特徴とする液晶表示
装置。3. A first electrode and a second electrode are formed on a first substrate, and a nonlinear resistance element is formed in a region where a side wall of the first electrode and the second electrode overlap each other. In the liquid crystal display device, a black matrix is formed on the substrate, the first substrate and the second substrate are attached to each other at a predetermined interval, and liquid crystal is sealed between the first substrate and the second substrate. The black matrix formed on the second substrate is provided with an opening in a region facing the non-linear resistance element so that the non-linear resistance element can be irradiated with light.
とを形成し、第１の電極の側壁と第２の電極との重なり
合う領域に非線形抵抗素子を形成し、第２の基板上には
ブラックマトリクスを形成し、第１の基板と第２の基板
とを所定の間隔で張り合わせ、第１の基板と第２の基板
との間に液晶を封入する液晶表示装置にあって、第２の
基板上に形成するブラックマトリクスは、非線形抵抗素
子に対向する領域に開口部を設け、第２の基板上に形成
するブラックマトリクスの開口部にはカラーフィルター
を設けることを特徴とする液晶表示装置。4. A first electrode and a second electrode are formed on a first substrate, and a nonlinear resistance element is formed in a region where a side wall of the first electrode and a second electrode overlap each other. In the liquid crystal display device, a black matrix is formed on the substrate, the first substrate and the second substrate are attached to each other at a predetermined interval, and liquid crystal is sealed between the first substrate and the second substrate. In the black matrix formed on the second substrate, an opening is provided in a region facing the nonlinear resistance element, and a color filter is provided at the opening of the black matrix formed on the second substrate. Liquid crystal display device.
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| JP35142192A JP3411318B2 (en) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | Liquid crystal display device and method of manufacturing the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |