JP3483317B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は第１の基板に第１の電極
と第２の電極と、この第１の電極と第２の電極との間に
設ける非線形抵抗層とを有する金属−絶縁膜−金属構造
からなる非線形抵抗素子（以下ＭＩＭ素子と記載する）
を有し、各画素には、１つあるいは複数の非線形抵抗素
子を有する液晶表示装置の構成に関するものである。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a metal-insulation having a first substrate, a first electrode and a second electrode, and a nonlinear resistance layer provided between the first electrode and the second electrode. Non-linear resistance element composed of film-metal structure (hereinafter referred to as MIM element)
And each pixel has one or a plurality of nonlinear resistance elements.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、液晶パネルを用いた液晶表示装置
の表示容量は、大容量化の一途をたどっている。2. Description of the Related Art In recent years, the display capacity of a liquid crystal display device using a liquid crystal panel has been increasing.
【０００３】そして、単純マトリクス構成の液晶表示装
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
が生じる。したがって、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。In the system using the multiplex drive for the liquid crystal display device having the simple matrix structure, the contrast or the response speed is lowered as the time division is increased. Therefore, in the case of having about 200 scanning lines, it becomes difficult to obtain sufficient contrast.
【０００４】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
マトリクス方式の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 type liquid crystal display panel in which a switching element is provided in each pixel is adopted.
【０００５】このアクティブマトリクス方式の液晶表示
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、非線系抵抗素子を用いる二端子系とがある。こ
れらのうち、構造や製造方法が簡単な点で、二端子系が
優れている。The active matrix type liquid crystal display panel is roughly classified into a three-terminal system using thin film transistors and a two-terminal system using non-linear resistance elements. Of these, the two-terminal system is superior in that the structure and manufacturing method are simple.
【０００６】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。For the two-terminal system, diode type, varistor type, MIM type, etc. have been developed.
【０００７】このうちＭＩＭ型は、とくに構造が簡単
で、そのうえ製造工程が短いという特徴を備えている。Among them, the MIM type is characterized by its simple structure and short manufacturing process.
【０００８】さらに、液晶表示パネルは、高密度でしか
も高精細化が要求され、スイッチング素子の占有面積を
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 occupied by the switching elements.
【０００９】その手段として、半導体製造技術微細加工
技術であるフォトリソグラフィー技術とエッチング技術
とがある。しかしながら、大面積加工が可能でしかも低
コストを実現するには、非常に困難な技術である。As means therefor, there are photolithography technology and etching technology, which are semiconductor manufacturing technology and fine processing technology. However, it is a very difficult technique to realize large area processing and to realize low cost.
【００１０】つぎに、大面積化で低コスト化に有効なス
イッチング素子構造を図面を用いて説明する。Next, a switching element structure which is effective in increasing the area and reducing the cost will be described with reference to the drawings.
【００１１】図２２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２３は、図１
１の平面図におけるＡ−Ａ線での断面を示す断面図であ
る。以下図２２と図２３とを交互に用いて説明する。FIG. 22 is a plan view showing the structure of a liquid crystal display device using a non-linear resistance element. Further, FIG.
It is sectional drawing which shows the cross section in the plan view of FIG. Hereinafter, description will be made by alternately using FIG. 22 and FIG.
【００１２】第１の基板３１上には第１の電極３２を設
け、この第１の電極３２上に非線形抵抗層３３を設け
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設けて、非線形抵抗素子３０を設
けている。この第２の電極３４の一部領域は、表示電極
３５を兼ねている。A first electrode 32 is provided on the first substrate 31, and a non-linear resistance layer 33 is provided on the first electrode 32. Further, the second electrode 34 is provided so as to overlap the non-linear resistance layer 33, and the non-linear resistance element 30 is provided. A partial area of the second electrode 34 also serves as the display electrode 35.
【００１３】さらに第２の基板３６には、第１の基板３
１に設け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４７によって示すブラックマ
トリクス３７を設けている。Further, the second substrate 36 includes the first substrate 3
In order to prevent light from leaking from the gaps between the respective display electrodes 35 provided in No. 1, a black matrix 37 shown by diagonal lines 47 is provided.
【００１４】さらにまた、第２の基板３６には、表示電
極３５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
して設けている。Further, a counter electrode 39 is provided on the second substrate 36 so as to face the display electrode 35, with an insulating film 38 interposed therebetween so as not to come into contact with the black matrix 37 and cause a short circuit.
【００１５】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を設けるために張り出している
領域を設け、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を構成している。First electrode 32 provided on first substrate 31
Has a region overhanging to provide the non-linear resistance element 30, and this non-overlapping region overlaps the second electrode 34 to form the non-linear resistance element 30.
【００１６】またさらに図２２の平面図に示すように、
第１の電極３２と表示電極３５とのあいだには、所定寸
法の間隙を有している。Further, as shown in the plan view of FIG. 22,
There is a gap of a predetermined size between the first electrode 32 and the display electrode 35.
【００１７】表示電極３５は、液晶４１を介して対向電
極３９と重なり合うように配置することにより、液晶表
示パネルの画素となる。The display electrode 35 becomes a pixel of a liquid crystal display panel by arranging the display electrode 35 so as to overlap the counter electrode 39 with the liquid crystal 41 interposed therebetween.
【００１８】ブラックマトリスク３７は、表示電極３５
の形成領域にまで、はみ出すように設け、表示電極３５
の周辺部の領域からの光りの漏れを防止する役割をもっ
ている。The black matrix 37 is a display electrode 35.
Of the display electrode 35.
It also has the role of preventing the leakage of light from the peripheral area.
【００１９】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４１の透過率変化によ
り、液晶表示装置は所定の画像表示を行っている。Black matrix 37 on display electrode 35
The liquid crystal display device is performing a predetermined image display due to the change in the transmittance of the liquid crystal 41 in the region where no liquid crystal is formed.
【００２０】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、４０を設ける。Further, the first substrate 31 and the second substrate 36 are provided with alignment films 40 and 40, respectively, as processing layers for regularly arranging the molecules of the liquid crystal 41.
【００２１】さらにスペーサー４２により、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。Further, a spacer 42 makes the first substrate 31 and the second substrate 36 face each other with a predetermined gap, and a liquid crystal 41 is sealed between the first substrate 31 and the second substrate 36. .
【００２２】[0022]
【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、駆動電圧や、あるいは駆動時間や、あるいは
駆動環境によって、その電流−電圧特性が変化を示すも
のがある。さらに、非線形抵抗素子には、駆動電圧や、
あるいは駆動時間や、あるいは駆動環境に起因して印加
電圧の極性の違いにより非対称な特性変化を示すものが
ある。By the way, there are some non-linear resistance elements whose current-voltage characteristics change depending on the driving voltage, the driving time, or the driving environment. In addition, the non-linear resistance element, the drive voltage,
Alternatively, there are some that exhibit an asymmetrical characteristic change due to the difference in the polarity of the applied voltage due to the driving time or the driving environment.
【００２３】ここに、印加電圧の極性の違いにより非対
称な電流−電圧特性を示す非線形抵抗素子に関して図面
を用いて説明する。Here, a non-linear resistance element exhibiting an asymmetrical current-voltage characteristic depending on the polarity of the applied voltage will be described with reference to the drawings.
【００２４】図２４は、第１の電極としてタンタル（Ｔ
ａ）膜、非線形抵抗層として酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5
）膜、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）膜を、それぞれ用いる非線形抵抗素
子の電圧−電流特性を示すグラフである。In FIG. 24, tantalum (T
a) film, tantalum oxide (Ta2O5) as a non-linear resistance layer
2) is a graph showing the voltage-current characteristics of a non-linear resistance element using an indium tin oxide (ITO) film which is a transparent conductive film as a second electrode.
【００２５】図２４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. 24, the curve L shows the initial characteristics of the nonlinear resistance element. On the other hand, the curve M is
The characteristics after driving the non-linear resistance element are shown.
【００２６】初期特性を示す曲線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、駆動
後の特性を示す曲線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 initial characteristics, when a positive voltage is applied to the first electrode of the nonlinear resistance element, the same voltage should be applied to the nonlinear resistance element as compared with the curve L showing the characteristics after driving. The current value that can be reduced is greatly reduced.
【００２７】また初期特性を示す曲線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、駆動後の特性を示す曲線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、正の電圧を印加す
る場合に比較してその低下が小さくなっている。In the curve M showing the initial characteristic, when a negative voltage is applied to the first electrode of the nonlinear resistance element, the same voltage as the curve L showing the characteristic after driving can be applied to the nonlinear resistance element. The decrease of the current value is smaller than that when a positive voltage is applied.
【００２８】ここで第１の電極であるタンタル膜に正の
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で示す。同じよう
に、第１の電極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。Here, the difference between the curve L showing the initial characteristics when a positive voltage is applied to the tantalum film which is the first electrode and the curve M showing the characteristics after driving is indicated by P. Similarly, the difference between the curve L showing the initial characteristics when a negative voltage is applied to the first electrode and the curve M showing the characteristics after driving is shown by Q.
【００２９】この差分Ｐ，Ｑは、図２４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のほうが大きい。As is apparent from the graph of FIG. 24, the differences P and Q are different when the positive voltage is applied to the first electrode than the difference Q when the negative voltage is applied to the first electrode. P is larger.
【００３０】さらに図２５に、図２４のグラフを用いて
説明した差分Ｐと差分Ｑの駆動時間による変化を示す。Further, FIG. 25 shows changes in the difference P and the difference Q explained with reference to the graph of FIG. 24 according to the driving time.
【００３１】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いる。図
２５のグラフに示すように、曲線Ｒ、すなわち第１の電
極に正の電圧を印加したときは駆動時間により、電流値
は急激に上昇する。The curve R shows the change of the difference P with the driving time when a positive voltage is applied to the first electrode. As shown in the graph of FIG. 25, when the positive voltage is applied to the curve R, that is, the first electrode, the current value sharply rises due to the driving time.
【００３２】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、駆動時間により電流値は上昇する。On the other hand, the curve S shows the change in the difference Q with the driving time when a negative voltage is applied to the first electrode, and the current value rises with the driving time.
【００３３】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 increases with the driving time.
【００３４】この差分Ｕは、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.
【００３５】そのため、第１の電極に正の電圧を印加し
たときと第１の電極に負の電圧を印加したときとの駆動
時間による変化である差分Ｕの変化を補償することは、
きわめて難しい。Therefore, compensating for the change in the difference U, which is the change due to the driving time between when the positive voltage is applied to the first electrode and when the negative voltage is applied to the first electrode,
Extremely difficult.
【００３６】この差分Ｕが発生することによって、液晶
表示装置の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。When the difference U is generated, the voltage applied to the pixel of the liquid crystal display device is the first voltage of the nonlinear resistance element.
There is a difference between when a positive voltage is applied to the electrode and when a negative voltage is applied.
【００３７】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よ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。As a result, the image flickering phenomenon due to flicker and the image sticking phenomenon, which is the afterimage phenomenon due to the bias of the ions in the liquid crystal, occur, and the display quality of the liquid crystal display device is significantly degraded.
【００３８】さらに、差分Ｐと差分Ｑとが発生すること
により、初期の特性を維持することができなくなる。ま
たさらに、差分Ｐと差分Ｑとが表示内容によって変化す
るため、目的とする表示内容が表示できなくなる。Further, the generation of the difference P and the difference Q makes it impossible to maintain the initial characteristics. Furthermore, since the difference P and the difference Q change depending on the display content, the target display content cannot be displayed.
【００３９】またさらに、対称な電流−電圧特性を有す
る非線形抵抗素子においては、印加する電圧の極性の違
いに起因する差分の発生は起こらない。Furthermore, in the non-linear resistance element having symmetrical current-voltage characteristics, no difference occurs due to the difference in polarity of the applied voltage.
【００４０】しかしながら、差分Ｐあるいは差分Ｑが起
こるため、初期の特性を維持することができなくなる。
このため、画像焼き付きや、あるいはコントラストの低
下が発生し、液晶表示装置の表示品質の低下が発生す
る。However, since the difference P or the difference Q occurs, the initial characteristics cannot be maintained.
As a result, image sticking or a decrease in contrast occurs, and the display quality of the liquid crystal display device deteriorates.
【００４１】そこで本発明の目的は、上記した非線形抵
抗素子の電流−電圧特性の変化を抑え、初期の特性を維
持し、さらに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と、フリッカ
現象と、画像焼き付き現象とを防止して、良好な画像品
質を有する液晶表示装置を提供するものである。Therefore, an object of the present invention is to suppress the change in the current-voltage characteristics of the above-mentioned nonlinear resistance element, maintain the initial characteristics, and further suppress a large change in the asymmetrical characteristics due to the polarity of the nonlinear resistance element, and It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device having good image quality by reducing direct current application, eliminating deterioration of liquid crystal quality, preventing deterioration of contrast, flicker phenomenon, and image sticking phenomenon.
【００４２】[0042]
【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、下記記載の構成
を採用する。In order to achieve the above object, the liquid crystal display device of the present invention adopts the following constitution.
【００４３】本発明の液晶表示装置は、第１の基板上に
設ける第１の電極と非線形抵抗層と第２の電極と、第１
の電極と非線形抵抗層と第２の電極との重なり合う領域
に設ける非線形抵抗素子と、各画素に設ける非線形抵抗
素子とこの非線形抵抗素子に接続する表示電極と、非線
形抵抗素子に接続する配線電極とを有し、第２の基板に
は対向電極を有し、第１の基板と第２の基板とのあいだ
に封入する液晶とを備え、非線形抵抗層はタンタル中に
リンを含む金属の酸化膜からなることを特徴とする。The liquid crystal display device of the present invention includes the first electrode, the non-linear resistance layer, the second electrode, and the first electrode provided on the first substrate.
A non-linear resistance element provided in a region where the electrode of the non-linear resistance layer and the second electrode overlap, a non-linear resistance element provided in each pixel, a display electrode connected to the non-linear resistance element, and a wiring electrode connected to the non-linear resistance element. And a liquid crystal that has a counter electrode on the second substrate and is sealed between the first substrate and the second substrate, and the nonlinear resistance layer is a metal oxide film containing phosphorus in tantalum. It is characterized by consisting of.
【００４４】本発明の液晶表示装置は、第１の基板上に
設ける第１の電極と非線形抵抗層と第２の電極と、第１
の電極と非線形抵抗層と第２の電極との重なり合う領域
に設ける非線形抵抗素子と、各画素に設ける非線形抵抗
素子とこの非線形抵抗素子に接続する表示電極と、非線
形抵抗素子に接続する配線電極を有し、第２の基板上に
は対向電極を有し、第１の基板と第２の基板との間に封
入する液晶とを備え、第１の電極はタンタルにリンを含
む金属膜からなり、非線形抵抗層は第１の電極の陽極酸
化膜であることを特徴とする。The liquid crystal display device of the present invention comprises the first electrode, the non-linear resistance layer, the second electrode, and the first electrode provided on the first substrate.
A non-linear resistance element provided in the region where the electrode of the non-linear resistance layer and the second electrode overlap, a non-linear resistance element provided in each pixel, a display electrode connected to the non-linear resistance element, and a wiring electrode connected to the non-linear resistance element. A liquid crystal to be sealed between the first substrate and the second substrate, wherein the first electrode is made of a metal film containing phosphorus in tantalum. The non-linear resistance layer is an anodized film of the first electrode.
【００４５】本発明の液晶表示装置は、第１の基板上に
設ける第１の電極と非線形抵抗層と第２の電極と、第１
の電極と非線形抵抗層と第２の電極との重なり合う領域
に設ける非線形抵抗素子と、各画素に設ける非線形抵抗
素子とこの非線形抵抗素子に接続する表示電極と、非線
形抵抗素子に接続する配線電極を有し、第２の基板上に
は、対向電極を有し、第１の基板と第２の基板とのあい
だに封入する液晶とを備え、第１の電極はアルミニウ
ム、あるいは銅、あるいはニッケル膜とタンタル中にリ
ンを含む金属膜から選択される複数層からなることを特
徴とする。The liquid crystal display device of the present invention includes the first electrode, the non-linear resistance layer, the second electrode, and the first electrode provided on the first substrate.
A non-linear resistance element provided in the region where the electrode of the non-linear resistance layer and the second electrode overlap, a non-linear resistance element provided in each pixel, a display electrode connected to the non-linear resistance element, and a wiring electrode connected to the non-linear resistance element. And a liquid crystal which has a counter electrode on the second substrate and is sealed between the first substrate and the second substrate, and the first electrode is an aluminum, copper, or nickel film. And a plurality of layers selected from a metal film containing phosphorus in tantalum.
【００４６】本発明の液晶表示装置は、第１の基板上に
設ける第１の電極と非線形抵抗層と第２の電極と、第１
の電極と非線形抵抗層と第２の電極との重なり合う領域
に設ける非線形抵抗素子と各画素には１個あるいは複数
個の非線形抵抗素子と非線形抵抗素子に接続する表示電
極と、非線形抵抗素子に接続する配線電極を有し、第２
の基板上には、対向電極を有し、第１の基板と第２の基
板との間に封入する液晶とを備え、非線形抵抗層はタン
タル中にリンと水素を含む金属の酸化膜からなることを
特徴とする。The liquid crystal display device of the present invention comprises the first electrode, the non-linear resistance layer, the second electrode, and the first electrode provided on the first substrate.
Connected to the non-linear resistance element, a non-linear resistance element provided in a region where the electrode of the non-linear resistance layer and the second electrode overlap, one or more non-linear resistance elements in each pixel, a display electrode connected to the non-linear resistance element, and the non-linear resistance element A wiring electrode for
Has a counter electrode on the substrate and liquid crystal to be sealed between the first substrate and the second substrate, and the nonlinear resistance layer is made of a metal oxide film containing phosphorus and hydrogen in tantalum. It is characterized by
【００４７】[0047]
【作用】本発明の液晶表示装置においては、非線形抵抗
素子の電流−電圧特性の、液晶表示装置の駆動条件や使
用環境による変化と、経時変化を防止しするために、リ
ンをタンタル中に含む金属膜を第１の電極とするか、あ
るいはリンをタンタル中に含む絶縁膜を非線形抵抗層と
する構造を採用する。In the liquid crystal display device of the present invention, phosphorus is contained in tantalum in order to prevent the change of the current-voltage characteristics of the non-linear resistance element due to the driving conditions of the liquid crystal display device and the use environment and the change over time. A structure in which a metal film is used as the first electrode or an insulating film containing phosphorus in tantalum is used as the nonlinear resistance layer is adopted.
【００４８】このことによって、非線形抵抗層内のトラ
ップ順位密度を低減することが可能となる。This makes it possible to reduce the trap rank density in the nonlinear resistance layer.
【００４９】さらに、非線形抵抗素子の特性改善のため
の水素化処理の際に、酸素とタンタルの結合を壊すこと
なく、水素化が可能となる。Furthermore, during the hydrogenation treatment for improving the characteristics of the nonlinear resistance element, hydrogenation can be performed without breaking the bond between oxygen and tantalum.
【００５０】この水素化により、非線形抵抗層内のトラ
ップ準位密度や、第１の電極と非線形抵抗層の界面や第
２の電極と非線形抵抗層との界面のトラップ準位密度を
減少させることが可能となる。By this hydrogenation, the trap level density in the nonlinear resistance layer and the trap level density at the interface between the first electrode and the nonlinear resistance layer and at the interface between the second electrode and the nonlinear resistance layer are reduced. Is possible.
【００５１】このトラップ準位密度の減少により、非線
形抵抗素子に電流を流したときに、トラップ準位に電子
の捕獲がなくなり、さらにトラップ準位からの電子の放
出がなくなる。この結果、非線形抵抗素子の電流−電圧
特性の変化を防止することができる。Due to this decrease in the trap level density, when a current is passed through the non-linear resistance element, the trap level does not trap electrons and the trap level does not emit electrons. As a result, it is possible to prevent changes in the current-voltage characteristics of the non-linear resistance element.
【００５２】したがって、本発明の液晶表示装置におい
ては、液晶表示装置に使用する非線形抵抗素子の非線形
抵抗層に、タンタル中にリンを含む金属膜の実体酸化
膜、あるいはタンタルにリンを含む絶縁膜を使用するこ
とにより、非線形抵抗素子の電流−電圧特性の変化をき
わめて小さくすることができる。Therefore, in the liquid crystal display device of the present invention, the non-linear resistance layer of the non-linear resistance element used in the liquid crystal display device is a substance oxide film of a metal film containing phosphorus in tantalum or an insulating film containing phosphorus in tantalum. By using, the change in the current-voltage characteristic of the nonlinear resistance element can be made extremely small.
【００５３】[0053]
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例における
液晶表示装置の構造を説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００５４】図１は、本発明の第１の実施例における液
晶表示装置を示す平面図である。図２は、図１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１と図２とを交互に用いて説明する。FIG. 1 is a plan view showing a liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing a section taken along line BB of the liquid crystal display device shown in the plan view of FIG. Hereinafter, description will be made by alternately using FIG. 1 and FIG.
【００５５】第１の基板１上には、タンタル（Ｔａ）か
らなる第１の電極２を設ける。さらに、この第１の電極
２上には、タンタルにリン（Ｐ）を０．５％含む酸化膜
として酸化タンタル：リン（ＴａＯ：Ｐ）からなる非線
形抵抗層３を設ける。A first electrode 2 made of tantalum (Ta) is provided on the first substrate 1. Further, a non-linear resistance layer 3 made of tantalum oxide: phosphorus (TaO: P) is provided on the first electrode 2 as an oxide film containing 0.5% phosphorus (P) in tantalum.
【００５６】さらに非線形抵抗層３上に透明導電膜とし
て酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜からなる第２の電極
４を設ける。Further, a second electrode 4 made of an indium tin oxide (ITO) film is provided as a transparent conductive film on the nonlinear resistance layer 3.
【００５７】この第１の電極２と非線形抵抗層３と第２
の電極４とによって、ＭＩＭ構造の非線形抵抗素子１４
を構成している。The first electrode 2, the non-linear resistance layer 3 and the second
And the electrode 4 of the non-linear resistance element 14 of the MIM structure.
Are configured.
【００５８】なお図１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. 1, a partial region of the second electrode 4 also serves as the display electrode 5.
【００５９】さらに第２の基板６には、第１の基板１に
形成するそれぞれの表示電極５の隙間からの光の漏れを
防止するために、斜線４７によって示すブラックマトリ
クス７を設ける。Further, the second substrate 6 is provided with a black matrix 7 indicated by diagonal lines 47 in order to prevent light leakage from the gaps between the respective display electrodes 5 formed on the first substrate 1.
【００６０】なお図１の平面図に示すように、表示電極
５に対向する領域にはブラックマトリクス７は形成しな
い。As shown in the plan view of FIG. 1, the black matrix 7 is not formed in the region facing the display electrode 5.
【００６１】さらに第２の基板６には、表示電極５と対
向するように、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜からな
る対向電極９を設ける。この対向電極９は、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
して設ける。Further, a counter electrode 9 made of an indium tin oxide (ITO) film is provided on the second substrate 6 so as to face the display electrode 5. The counter electrode 9 is provided via the insulating film 8 so as not to come into contact with the black matrix 7 and cause a short circuit.
【００６２】図１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、そのあいだに一定の間隙を設けている。As shown in the plan view of FIG. 1, the first electrode 2
The display electrode 5 and the display electrode 5 are provided with a certain gap therebetween so as not to short-circuit them.
【００６３】表示電極５は、液晶１１を介して対向電極
９と重なり合うように配置することにより、液晶表示パ
ネルの画素となる。The display electrode 5 becomes a pixel of a liquid crystal display panel by arranging it so as to overlap the counter electrode 9 with the liquid crystal 11 interposed therebetween.
【００６４】この画素の領域の液晶１１の透過率変化に
よって、液晶表示装置は所定の画像表示を行う。The liquid crystal display device displays a predetermined image by changing the transmittance of the liquid crystal 11 in the pixel region.
【００６５】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、１０を形成する。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,
Alignment films 10 and 10 are formed, respectively.
【００６６】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。Furthermore, with the spacer 12,
The first substrate 1 and the second substrate 6 are opposed to each other with a predetermined gap, and a liquid crystal 11 is sealed between the first substrate 1 and the second substrate 6.
【００６７】つぎに、本発明の第１の実施例を用いたと
きの非線形抵抗素子の駆動による素子特性である電流−
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。Next, when the first embodiment of the present invention is used, the current which is the element characteristic due to the driving of the nonlinear resistance element-
How the voltage characteristic changes will be described with reference to the graphs of FIGS. 3 and 4.
【００６８】図３は、図２４のグラフに対応し、非線形
抵抗素子１４の第１の電極２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、第１の電極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とを
示すグラフである。FIG. 3 corresponds to the graph of FIG. 24, and a curve L showing the initial characteristics when a positive voltage is applied to the first electrode 2 of the nonlinear resistance element 14 and a curve showing the characteristics after driving. 3 is a graph showing M, a curve L showing initial characteristics when a negative voltage is applied to the first electrode, and a curve M showing characteristics after driving.
【００６９】図３のグラフから明かなように、非線形抵
抗素子１４の第１の電極２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の差分Ｐは、きわめて小さくなる。As is apparent from the graph of FIG. 3, a curve L showing an initial characteristic when a positive voltage is applied to the first electrode 2 of the non-linear resistance element 14 and a curve M showing a characteristic after driving. The difference P is extremely small.
【００７０】さらに、第１の電極２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Ｑもきわめて小さくなる。Further, the difference Q between the curve L showing the initial characteristics when a negative voltage is applied to the first electrode 2 and the curve M showing the characteristics after driving is also extremely small.
【００７１】図４に、図２５に対応し、第１の電極２に
正の電圧を印加したときの初期特性と駆動した後の特性
との差分Ｐと、第１の電極２に負の電圧を印加したとき
の初期特性と駆動した後の特性との差分Ｑとの駆動時間
による変化を示す。In FIG. 4, corresponding to FIG. 25, the difference P between the initial characteristics when a positive voltage is applied to the first electrode 2 and the characteristics after driving, and the negative voltage applied to the first electrode 2 are shown. The change Q in the difference Q between the initial characteristics when the voltage is applied and the characteristics after the driving is shown according to the driving time.
【００７２】曲線Ｒは、第１の電極２に正の電圧を印加
したときの差分Ｐの駆動時間（ｔ）による変化を示して
おり、駆動時間による電流値の変化はきわめて小さい。The curve R shows the change of the difference P with the driving time (t) when a positive voltage is applied to the first electrode 2, and the change of the current value with the driving time is extremely small.
【００７３】また、曲線Ｓは、第１の電極２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、駆動時間による電流値の変化はきわめて小さい。
このため、非線形抵抗素子１４の電流−電圧特性の変化
は、きわめて減少する。The curve S shows the change of the difference Q with the driving time when a negative voltage is applied to the first electrode 2, and the change of the current value with the driving time is extremely small.
Therefore, the change in the current-voltage characteristic of the nonlinear resistance element 14 is extremely reduced.
【００７４】さらに、曲線Ｒと曲線Ｓとの差分Ｕは、駆
動時間により変化することがなくなり、差分Ｕの変化は
きわめて減少する。Further, the difference U between the curve R and the curve S does not change with the driving time, and the change in the difference U is extremely reduced.
【００７５】以上に記載するように、第１の電極２とし
てタンタルを用い、非線形抵抗層３としてリンを含む酸
化タンタル膜を使用することにより、非線形抵抗素子１
４の電流−電圧特性の変化をきわめて小さくすることが
できる。As described above, by using tantalum as the first electrode 2 and the tantalum oxide film containing phosphorus as the nonlinear resistance layer 3, the nonlinear resistance element 1 is obtained.
The change in the current-voltage characteristic of No. 4 can be made extremely small.
【００７６】さらに、電流−電圧特性における駆動電圧
の印加電圧の極性の違いによる非対称な非線形抵抗素子
１４の特性変化を小さくすることができる。Further, the characteristic change of the asymmetrical non-linear resistance element 14 due to the difference in the polarity of the applied voltage of the drive voltage in the current-voltage characteristic can be reduced.
【００７７】このために、液晶表示装置の駆動による表
示品質の変化と、液晶１１への直流電圧の印加によるフ
リッカ現象と、画像の焼き付き現象とを低減することが
できる。Therefore, it is possible to reduce the change in display quality due to the driving of the liquid crystal display device, the flicker phenomenon due to the application of the DC voltage to the liquid crystal 11, and the image sticking phenomenon.
【００７８】つぎに本発明の第２の実施例における液晶
表示装置の構造を説明する。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の平面図のＣ−Ｃ線における断面を示す断面図であ
る。以下、図５と図６とを交互に用いて説明する。Next, the structure of the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a plan view showing a liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention. Figure 6
It is sectional drawing which shows the cross section in the CC line of the top view of FIG. Hereinafter, description will be made by alternately using FIG. 5 and FIG.
【００７９】第１の基板１上には、アルミニウム（Ａ
ｌ）からなる補助電極１３を設ける。さらに、タンタル
にリンを０．０１〜５％含むタンタル：リン（Ｔａ：
Ｐ）の金属膜からなる第１の電極２を設ける。On the first substrate 1, aluminum (A
The auxiliary electrode 13 of 1) is provided. Furthermore, tantalum: phosphorus (Ta:
The first electrode 2 made of the metal film of P) is provided.
【００８０】なお図５の平面図に示すように、第１の電
極２の一部領域は配線電極１２を兼ね、配線電極１２は
補助電極１３を被覆するように設ける。As shown in the plan view of FIG. 5, a partial region of the first electrode 2 also serves as the wiring electrode 12, and the wiring electrode 12 is provided so as to cover the auxiliary electrode 13.
【００８１】さらにこの第１の電極２上には、タンタル
にリンを含む酸化膜として酸化タンタル：リン（Ｔａ2
Ｏ5 ：Ｐ2 Ｏ5 ）からなる非線形抵抗層３を設ける。Furthermore, tantalum oxide: phosphorus (Ta2) is formed on the first electrode 2 as an oxide film containing phosphorus in tantalum.
A non-linear resistance layer 3 made of O5: P2 O5) is provided.
【００８２】この非線形抵抗層３は、第１の電極２を陽
極酸化処理して形成することができる。すなわち、第１
の電極２の一部である配線電極１２を陽極とし、湿式陽
極酸化処理により、第１の電極２の一部を陽極酸化処理
して形成する。The non-linear resistance layer 3 can be formed by anodizing the first electrode 2. That is, the first
The wiring electrode 12 which is a part of the electrode 2 is used as an anode, and a part of the first electrode 2 is anodized by wet anodic oxidation.
【００８３】さらに、この非線形抵抗層３上にチタン
（Ｔｉ）からなる第２の電極４を設ける。Further, the second electrode 4 made of titanium (Ti) is provided on the nonlinear resistance layer 3.
【００８４】この第１の電極２と非線形抵抗層３と第２
の電極４とによって、ＭＩＭ構造の非線形抵抗素子１４
を構成している。The first electrode 2, the non-linear resistance layer 3 and the second
And the electrode 4 of the non-linear resistance element 14 of the MIM structure.
Are configured.
【００８５】さらに、透明導電性膜として酸化インジウ
ムスズ（ＩＴＯ）膜からなる表示電極５を設ける。Further, a display electrode 5 made of an indium tin oxide (ITO) film is provided as a transparent conductive film.
【００８６】さらにまた、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上に重なる領域
として接続部１５を有する。Furthermore, as shown in the plan view of FIG.
A partial area of the second electrode 4 has a connecting portion 15 as an area overlapping the display electrode 5.
【００８７】さらに第２の基板６には、第１の基板１に
形成するそれぞれの表示電極５の隙間からの光の漏れを
防止するために、斜線４７によって示すブラックマトリ
クス７を設ける。Further, the second substrate 6 is provided with a black matrix 7 indicated by diagonal lines 47 in order to prevent light leakage from the gaps between the respective display electrodes 5 formed on the first substrate 1.
【００８８】なお図５の平面図に示すように、表示電極
５に対向する領域にはブラックマトリクス７は形成しな
い。As shown in the plan view of FIG. 5, the black matrix 7 is not formed in the region facing the display electrode 5.
【００８９】さらに第２の基板６には、表示電極５と対
向するように、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜からな
る対向電極９を設ける。この対向電極９は、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, a counter electrode 9 made of an indium tin oxide (ITO) film is provided on the second substrate 6 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.
【００９０】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、この両者が短絡しないようにするた
めに、そのあいだに一定の間隙を設けている。As shown in the plan view of FIG. 5, the first electrode 2
The display electrode 5 and the display electrode 5 are provided with a constant gap therebetween in order to prevent both of them from being short-circuited.
【００９１】表示電極５は、液晶１１を介して対向電極
９と重なり合うように配置することにより、液晶表示パ
ネルの画素となる。The display electrode 5 becomes a pixel of a liquid crystal display panel by arranging it so as to overlap the counter electrode 9 with the liquid crystal 11 interposed therebetween.
【００９２】そして画素の液晶１１の透過率変化によっ
て、液晶表示装置は所定の画像表示を行う。The liquid crystal display device displays a predetermined image by changing the transmittance of the liquid crystal 11 of the pixel.
【００９３】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、１０を設ける。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,
Alignment films 10 and 10 are provided respectively.
【００９４】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。Furthermore, with the spacer 12,
The first substrate 1 and the second substrate 6 are opposed to each other with a predetermined gap, and a liquid crystal 11 is sealed between the first substrate 1 and the second substrate 6.
【００９５】つぎに、本発明の第２の実施例を用いたと
きの非線形抵抗素子の駆動による素子特性である電流−
電圧特性の変化の様子を、図７のグラフと図８のグラフ
とを用いて説明する。Next, when the second embodiment of the present invention is used, the current which is the element characteristic due to the driving of the non-linear resistance element-
How the voltage characteristics change will be described with reference to the graphs of FIGS. 7 and 8.
【００９６】図７は、図２４のグラフに対応し、非線形
抵抗素子１４の第１の電極２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、第１の電極２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
を示すグラフである。FIG. 7 corresponds to the graph of FIG. 24 and corresponds to a curve L showing an initial characteristic when a positive voltage is applied to the first electrode 2 of the nonlinear resistance element 14 and a curve showing a characteristic after driving. 3 is a graph showing M, a curve L showing initial characteristics when a negative voltage is applied to the first electrode 2, and a curve M showing characteristics after driving.
【００９７】第２の実施例における非線形抵抗素子１４
の電流−電圧特性は、リンを含むタンタル−リンを含む
酸化タンタル−チタンの構成を採用しているため、かな
り対称性はよい。Nonlinear resistance element 14 in the second embodiment
The current-voltage characteristics of (1) have fairly good symmetry because they adopt the configuration of tantalum containing phosphorus-tantalum oxide containing phosphorus-titanium.
【００９８】図７のグラフから明かなように、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の差分
Ｐはきわめて小さい。As is clear from the graph of FIG. 7, the difference P between the curve L showing the initial characteristics and the curve M showing the characteristics after driving is extremely small.
【００９９】さらに、対称な電流−電圧特性を有するた
め、非線形抵抗素子１４の第１の電極２に正の電圧、あ
るいは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の差分Ｐの対称性の
変化もきわめて小さくなる。Further, since it has a symmetrical current-voltage characteristic, a curve L showing an initial characteristic when a positive voltage or a negative voltage is applied to the first electrode 2 of the nonlinear resistance element 14.
Then, the change in the symmetry of the difference P of the curve M showing the characteristics after driving becomes extremely small.
【０１００】図８のグラフに、図２５のグラフに対応し
て第１の電極２に正の電圧、あるいは負の電圧を印加し
たときの初期特性と、駆動した後の特性との差分Ｐの駆
動時間（ｔ）による変化を示す。The graph of FIG. 8 shows the difference P between the initial characteristics when a positive voltage or a negative voltage is applied to the first electrode 2 and the characteristics after driving, corresponding to the graph of FIG. The change due to the driving time (t) is shown.
【０１０１】曲線Ｒは、駆動による特性変化である差分
Ｐの駆動時間による変化を示している。この図８のグラ
フから明かなように、駆動時間による電流値の変化はき
わめて小さい。A curve R shows the change in the driving time of the difference P, which is the characteristic change due to driving. As is clear from the graph of FIG. 8, the change of the current value with the driving time is extremely small.
【０１０２】図９は、第１の電極２のタンタルに含まれ
るリンの量（Ｒｐ）〔（リンの量／タンタルの量）×１
００％〕と、電流の変化量Ｐとの関係を示すグラフであ
る。FIG. 9 shows the amount of phosphorus (Rp) contained in the tantalum of the first electrode 2 [(amount of phosphorus / amount of tantalum) × 1.
00%] and the amount of change P of the current.
【０１０３】曲線Ｖは、非線形抵抗素子１４の初期特性
（Ｌ）と駆動した後の特性（Ｍ）の差分を示す駆動によ
る特性変化である差分Ｐと、第１の電極２のタンタルに
含まれるリンの量（Ｒｐ）との関係を示す曲線である。The curve V is included in the tantalum of the first electrode 2 and the difference P which is a characteristic change due to driving showing the difference between the initial characteristic (L) of the nonlinear resistance element 14 and the characteristic (M) after driving. It is a curve which shows the relationship with the amount (Rp) of phosphorus.
【０１０４】図９に示す曲線Ｖから明らかなように、リ
ン（Ｒｐ）の量が０．０１〜５％の範囲で、駆動による
特性変化である電流の変化量Ｐは大きく減少し、２％に
て最も減少する。As is clear from the curve V shown in FIG. 9, when the amount of phosphorus (Rp) is in the range of 0.01 to 5%, the amount of change in current P, which is a characteristic change due to driving, is greatly reduced, and is 2% Decreases the most.
【０１０５】以上に記載するように、タンタルにリンを
０．０１〜５％含む金属を第１の電極２に適用し、第１
の電極２を陽極酸化処理してンタルにリンを混入する絶
縁膜を形成して線形抵抗層３に設けることにより、非線
形抵抗素子１４の電流−電圧特性の変化をきわめて小さ
くすることができる。As described above, the metal containing 0.01 to 5% of phosphorus in tantalum is applied to the first electrode 2, and
By providing the linear resistance layer 3 with an insulating film which mixes phosphorus with anodization of the electrode 2 by forming the insulating film on the linear resistance layer 3, the change of the current-voltage characteristic of the nonlinear resistance element 14 can be made extremely small.
【０１０６】このため、液晶表示装置の駆動による表示
品質の変化と、液晶への直流電圧の印加によるフリッカ
現象と、画像の焼き付き現象とを低減することができ
る。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 sticking phenomenon.
【０１０７】さらに、第１の電極２の第１の基板１側に
比抵抗率が小さく、さらに膜応力の小さいアルミニウム
膜を補助電極１２として設けている。このことにより、
第１の電極２の膜厚の薄膜化による配線抵抗の増加を防
止することができる。Further, an aluminum film having a small specific resistance and a small film stress is provided as the auxiliary electrode 12 on the first substrate 1 side of the first electrode 2. By this,
It is possible to prevent an increase in wiring resistance due to the thinning of the first electrode 2.
【０１０８】さらに、第１の基板１の板厚の薄膜化や、
あるいはプラスチック化により機械的強度が低下し、さ
らに第１の基板１の外形寸法の大型化に対して、第１の
電極２の薄膜化による膜応力の低減と、さらに補助電極
１３の柔軟性により、非線形抵抗素子１４の使用可能範
囲が広がる。Furthermore, the plate thickness of the first substrate 1 is reduced,
Alternatively, due to plasticization, the mechanical strength is reduced, and the external dimensions of the first substrate 1 are increased. Due to the reduction of the film stress of the first electrode 2 and the flexibility of the auxiliary electrode 13, The usable range of the nonlinear resistance element 14 is expanded.
【０１０９】さらにそのうえ、酸化インジウムスズ（Ｉ
ＴＯ）膜とアルミニウム膜を直接接触する構成を除くこ
とにより、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜のエッチン
グ処理の際にアルミニウム膜を腐食することがなくな
る。さらに、これとは逆にアルミニウム膜のエッチング
処理のときに、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜を腐食
することがなくなる。Furthermore, indium tin oxide (I
By eliminating the structure in which the TO film and the aluminum film are in direct contact with each other, the aluminum film is not corroded during the etching treatment of the indium tin oxide (ITO) film. Further, conversely, the indium tin oxide (ITO) film is not corroded during the etching process of the aluminum film.
【０１１０】以上説明した補助電極１３としてアルミニ
ウム（Ａｌ）の代わりに、比抵抗率が小さく膜応力の小
さな材料としてニッケル（Ｎｉ）、あるいは銅（Ｃｕ）
を補助電極１３として使用することもでき、これらのニ
ッケルや銅を使用しても以上の説明と同様な効果が得ら
れる。Instead of aluminum (Al) as the auxiliary electrode 13 described above, nickel (Ni) or copper (Cu) is used as a material having a small specific resistance and a small film stress.
Can also be used as the auxiliary electrode 13, and the same effect as described above can be obtained by using these nickel and copper.
【０１１１】つぎに本発明の第３の実施例における液晶
表示装置の構造を説明する。図１０は本発明の第３の実
施例における液晶表示装置を示す平面図である。図１１
は、図１０の平面図のＤ−Ｄ線における断面を示す断面
図である。以下、図１０と図１１とを交互に用いて説明
する。Next, the structure of the liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a plan view showing a liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention. Figure 11
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line D-D of the plan view of FIG. 10. Hereinafter, description will be made by alternately using FIG. 10 and FIG. 11.
【０１１２】第１の基板１上には、タンタル（Ｔａ）に
リン（Ｐ）を０．０１〜５％含む金属膜からなり、島状
の平面形状を有する第１の電極２を設ける。On the first substrate 1, there is provided a first electrode 2 made of a metal film containing 0.01 to 5% of phosphorus (P) in tantalum (Ta) and having an island-like planar shape.
【０１１３】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形成する酸化タンタルにリンを
含む酸化タンタル：リン（Ｔａ2 Ｏ5 ：Ｐ2 Ｏ5 ）から
なる非線形抵抗層３を設ける。Further, on the first electrode 2, a non-linear resistance layer 3 made of tantalum oxide containing phosphorus to tantalum oxide formed by anodizing the first electrode 2 and containing phosphorus (Ta2O5: P2O5). To provide.
【０１１４】なお図１０の平面図に示すように、島状の
第１の電極２は、補助配線電極２１と分離している。As shown in the plan view of FIG. 10, the island-shaped first electrode 2 is separated from the auxiliary wiring electrode 21.
【０１１５】さらに非線形抵抗層３上に、クロム（Ｃ
ｒ）膜からなる配線電極１２と接続する配線電極側第２
の電極２２と表示電極側第２の電極２３とを設ける。Further, on the nonlinear resistance layer 3, chromium (C
r) Second wiring electrode side connected to the wiring electrode 12 made of a film
The electrode 22 and the second electrode 23 on the display electrode side are provided.
【０１１６】この島状の第１の電極２と、非線形抵抗層
３と、配線電極側第２の電極２２とによりＭＩＭ構造の
第１の非線形抵抗素子２４を構成する。The island-shaped first electrode 2, the non-linear resistance layer 3, and the second electrode 22 on the wiring electrode side constitute the first non-linear resistance element 24 having the MIM structure.
【０１１７】さらに島状の第１の電極２と、非線形抵抗
層３と、表示電極側第２の電極２３とによりＭＩＭ構造
の第２の非線形抵抗素子２５を構成している。Further, the island-shaped first electrode 2, the non-linear resistance layer 3, and the display electrode side second electrode 23 form a second non-linear resistance element 25 of the MIM structure.
【０１１８】このように第１の非線形抵抗素子２４と第
２の非線形抵抗層２５とは、島状の第１の電極２に対し
て電気的に対称な構造となる。As described above, the first non-linear resistance element 24 and the second non-linear resistance layer 25 have an electrically symmetrical structure with respect to the island-shaped first electrode 2.
【０１１９】さらに、透明導電膜として酸化インジウム
スズ（ＩＴＯ）膜からなる表示電極５を設ける。表示電
極５と表示電極側第２の電極２３とは、接続部１５にて
電気的に接続している。Further, a display electrode 5 made of an indium tin oxide (ITO) film is provided as a transparent conductive film. The display electrode 5 and the second electrode 23 on the display electrode side are electrically connected at the connection portion 15.
【０１２０】なお、タンタルにリンを０．０１〜５％含
む金属膜を陽極酸化処理する非線形抵抗層３を形成後
に、水素プラズマ処理にて非線形抵抗層３を水素（Ｈ）
を添加する。After the non-linear resistance layer 3 is formed by anodizing a metal film containing 0.01 to 5% of phosphorus in tantalum, the non-linear resistance layer 3 is subjected to hydrogen (H) plasma treatment by hydrogen plasma treatment.
Is added.
【０１２１】それぞれの配線電極側第２の電極２２と表
示電極側第２の電極２３のクロム膜を非線形抵抗層３上
に設けている。The chromium films of the wiring electrode side second electrode 22 and the display electrode side second electrode 23 are provided on the non-linear resistance layer 3.
【０１２２】このことにより、水素プラズマ処理以後の
工程、たとえば表示電極５となる透明導電性膜の形成工
程による非線形抵抗層３からの水素（Ｈ）の離脱を防止
することが可能となる。This makes it possible to prevent hydrogen (H) from being desorbed from the nonlinear resistance layer 3 in the steps after the hydrogen plasma treatment, for example, the step of forming the transparent conductive film to be the display electrode 5.
【０１２３】さらに、水素を添加する処理工程を表示電
極５の形成前の処理工程で行う手段を採用することによ
って、酸化物系の透明導電性膜、たとえば酸化インジウ
ムスズ（ＩＴＯ）膜を水素化処理中に還元することもな
くなる。このため、低抵抗で高透過率の透明導電性膜が
可能となる。Further, by adopting a means for performing the processing step of adding hydrogen in the processing step before the formation of the display electrode 5, the oxide-based transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO) film is hydrogenated. There is no reduction during processing. Therefore, a transparent conductive film having a low resistance and a high transmittance can be obtained.
【０１２４】なお図１０の平面図に示すように、表示電
極５は表示電極側第２の電極２３の一部領域と重なり合
う接続部１５を有する。As shown in the plan view of FIG. 10, the display electrode 5 has a connecting portion 15 which overlaps a partial area of the second electrode 23 on the display electrode side.
【０１２５】さらにまた、透明導電性膜からなる第２の
補助配線電極２６を、配線電極１２上に設けている。Furthermore, the second auxiliary wiring electrode 26 made of a transparent conductive film is provided on the wiring electrode 12.
【０１２６】さらに第２の基板６には、第１の基板１に
形成するそれぞれの表示電極５の隙間からの光の漏れを
防止するために、斜線４７によって示すブラックマトリ
クス７を形成する。Further, on the second substrate 6, a black matrix 7 shown by diagonal lines 47 is formed in order to prevent light leakage from the gaps between the respective display electrodes 5 formed on the first substrate 1.
【０１２７】なお図１０の平面図に示すように、表示電
極５に対向する領域にはブラックマトリクス７は形成し
ない。As shown in the plan view of FIG. 10, the black matrix 7 is not formed in the region facing the display electrode 5.
【０１２８】さらに第２の基板６には、表示電極５と対
向するように、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜からな
る対向電極９を設ける。この対向電極９は、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, a counter electrode 9 made of an indium tin oxide (ITO) film is provided on the second substrate 6 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.
【０１２９】図１０の平面図に示すように、第１の電極
２と表示電極５と、および配線電極１２と表示電極５と
は、これらが短絡しないようにするために、そのあいだ
に一定の間隙を有している。As shown in the plan view of FIG. 10, the first electrode 2 and the display electrode 5, and the wiring electrode 12 and the display electrode 5 are provided with a constant distance between them so that they are not short-circuited. Has a gap.
【０１３０】表示電極５は、液晶１１を介して対向電極
９と重なり合うように配置することにより、液晶表示パ
ネルの画素となる。The display electrode 5 becomes a pixel of a liquid crystal display panel by arranging the display electrode 5 so as to overlap the counter electrode 9 with the liquid crystal 11 interposed therebetween.
【０１３１】そして画素の領域の液晶１１の透過率変化
によって、液晶表示装置は所定の画像表示を行う。The liquid crystal display device displays a predetermined image by changing the transmittance of the liquid crystal 11 in the pixel area.
【０１３２】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、１０を設ける。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,
Alignment films 10 and 10 are provided respectively.
【０１３３】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。Furthermore, with the spacer 12,
The first substrate 1 and the second substrate 6 are opposed to each other with a predetermined gap, and a liquid crystal 11 is sealed between the first substrate 1 and the second substrate 6.
【０１３４】タンタルにリンを混入し、その陽極酸化膜
を使用し、さらに非線形抵抗層３に水素を添加する処理
をすることにより、非線形抵抗素子１４の電流−電圧特
性の変化を非常に小さくすることができる。By mixing phosphorus into tantalum, using the anodic oxide film thereof, and further adding hydrogen to the nonlinear resistance layer 3, the change in the current-voltage characteristic of the nonlinear resistance element 14 can be made extremely small. be able to.
【０１３５】さらに、電流−電圧特性における駆動電圧
の印加電圧の極性の違いによる、非対称な非線形抵抗素
子１４の特性変化を小さくすることができる。Furthermore, the characteristic change of the asymmetrical non-linear resistance element 14 due to the difference in the polarity of the applied voltage of the drive voltage in the current-voltage characteristic can be reduced.
【０１３６】このため、液晶表示装置の駆動による表示
品質の変化と、液晶への直流電圧の印加によるフリッカ
現象と、画像の焼き付き現象とを低減することができ
る。Therefore, it is possible to reduce the change in display quality due to the driving of the liquid crystal display device, the flicker phenomenon due to the application of the DC voltage to the liquid crystal, and the image sticking phenomenon.
【０１３７】以下に本発明の第１の実施例の液晶表示装
置に用いる非線形抵抗素子の構造を得るための製造方法
を、図面を使用して簡単に説明する。A manufacturing method for obtaining the structure of the non-linear resistance element used in the liquid crystal display device of the first embodiment of the present invention will be briefly described below with reference to the drawings.
【０１３８】図１２から図１４は、本発明の第１の実施
例における液晶表示装置の非線形抵抗素子の構造を形成
するための製造方法を工程順を示す断面図である。12 to 14 are cross-sectional views showing, in the order of steps, the manufacturing method for forming the structure of the non-linear resistance element of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
【０１３９】まずはじめに図１２に示すように、ガラス
基板からなる第１の基板１上に、タンタル（Ｔａ）膜を
形成する。このタンタル膜は、アルゴン（Ａｒ）ガス雰
囲気にてタンタルターゲットを用いて、真空スパッタリ
ング法にて１５０ナノメートル（ｎｍ）の厚さに形成す
る。形成条件の詳細を以下に示す。
真空度 ：１〜５×１０-3Ｔｏｏｒ
Ａｒ流量 ：５０〜２００ｓｃｃｍ
放電電力 ：１０〜５０ｗ／ｃｍ2
ターゲット ：タンタルFirst, as shown in FIG. 12, a tantalum (Ta) film is formed on the first substrate 1 made of a glass substrate. This tantalum film is formed in a thickness of 150 nanometers (nm) by a vacuum sputtering method using a tantalum target in an argon (Ar) gas atmosphere. Details of forming conditions are shown below. Vacuum degree: 1 to 5 × 10 −3 Toor Ar flow rate: 50 to 200 sccm Discharge power: 10 to 50 w / cm 2 Target: Tantalum
【０１４０】つぎに、タンタル膜をフトリソグラフィー
法とエッチング法にてパターニングし、第１の電極２を
形成する。エッチング法には、反応性イオンエッチング
法を使用し、反応ガスとしては、六フッ化イオウ（ＳＦ
6 ）と四塩化炭素（ＣＦ4 ）と酸素（Ｏ2 ）の混合ガス
を使用する。Next, the tantalum film is patterned by the photolithography method and the etching method to form the first electrode 2. Reactive ion etching is used as the etching method, and sulfur hexafluoride (SF) is used as the reaction gas.
6), a mixed gas of carbon tetrachloride (CF4) and oxygen (O2) is used.
【０１４１】つぎに図１３に示すように、非線形抵抗層
３として、リン（Ｐ）を含む酸化タンタル（Ｔａ）膜
を、ホスフィン（ＰＨ3 ）とアルゴン（Ａｒ）と酸素
（Ｏ2 ）ガス雰囲気にて酸化タンタルターゲットを用い
て、真空スパッタリング法にて膜厚７０ナノメートル
（ｎｍ）で形成する。形成条件の詳細を以下に示す。
真空度 ：１〜５×１０-3Ｔｏｏｒ
Ａｒ流量 ：５０〜２００ｓｃｃｍ
ＰＨ3 流量 ：１０〜５０ｓｃｃｍ（１０％ヘリウム希
釈）
Ｏ2 流量 ：３０〜７０ｓｃｃｍ
放電電力 ：３０〜１５０ｗ／ｃｍ2 （高周波）
ターゲット ：タンタルNext, as shown in FIG. 13, a tantalum oxide (Ta) film containing phosphorus (P) was used as a non-linear resistance layer 3 in an atmosphere of phosphine (PH3), argon (Ar) and oxygen (O2) gas. The film is formed with a film thickness of 70 nanometers (nm) by a vacuum sputtering method using a tantalum oxide target. Details of forming conditions are shown below. Vacuum degree: 1 to 5 × 10 -3 Toor Ar flow rate: 50 to 200 sccm PH3 flow rate: 10 to 50 sccm (10% helium dilution) O2 flow rate: 30 to 70 sccm Discharge power: 30 to 150 w / cm 2 (high frequency) Target: tantalum
【０１４２】つぎに、リンを含む酸化タンタル膜を、フ
トリソグラフィー法とエッチング法を用いてパターニン
グして、非線形抵抗層３を形成する。Next, the tantalum oxide film containing phosphorus is patterned by using the photolithography method and the etching method to form the nonlinear resistance layer 3.
【０１４３】フォトリソグラフィー法は、感光部が現像
液に可溶性であるポジ型フォトレジスト２９を使用し、
第１の電極２を露光用のマスクとして第１の基板１の裏
側から光を照射しポジ型フォトレジスト２９を露光す
る。The photolithography method uses a positive photoresist 29 having a photosensitive portion soluble in a developing solution,
The positive type photoresist 29 is exposed by irradiating light from the back side of the first substrate 1 using the first electrode 2 as an exposure mask.
【０１４４】この露光処理のときに、第１の電極２の周
辺にポジ型フォトレジス２９が張り出すようにする。こ
のために弱い露光条件にし、さらに現像も弱くし、ポジ
型フォトレジス２９を第１の電極２の周辺に張り出すよ
うに形成する。At the time of this exposure processing, the positive photoresist 29 is made to project around the first electrode 2. Therefore, the exposure conditions are set to be weak, the development is also weakened, and the positive photoresist 29 is formed so as to project to the periphery of the first electrode 2.
【０１４５】この方法により、第１の電極２を被覆する
ような形状に非線形抵抗層３を形成することができる。By this method, the non-linear resistance layer 3 can be formed in such a shape as to cover the first electrode 2.
【０１４６】さらに、リンを含む酸化タンタル膜のエッ
チング法には、反応性イオンエッチング装置を使用し、
反応ガスとしては、六フッ化イオウ（ＳＦ6 ）と四塩化
炭素（ＣＦ4 ）と酸素（Ｏ2 ）の混合ガスを使用する。Further, a reactive ion etching apparatus is used for the etching method of the tantalum oxide film containing phosphorus.
As the reaction gas, a mixed gas of sulfur hexafluoride (SF6), carbon tetrachloride (CF4) and oxygen (O2) is used.
【０１４７】つぎに図１４に示すように、非線形抵抗層
３上に透明導電膜として酸化インジウムスズ（酸化イン
ジウムスズ（ＩＴＯ））膜を、真空スパッタリング法に
て膜厚１００ナノメートル（ｎｍ）で形成する。Next, as shown in FIG. 14, an indium tin oxide (indium tin oxide (ITO)) film was formed as a transparent conductive film on the non-linear resistance layer 3 by vacuum sputtering to a film thickness of 100 nanometers (nm). Form.
【０１４８】その後、フォトリソグラフィー法と湿式エ
ッチング法とを適用して、第２の電極４を形成する。こ
の酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜のエッチング液は、
酸化第２鉄（ＦｅＣｌ3 ）と塩酸（ＨＣｌ）の水溶液を
使用する。After that, the second electrode 4 is formed by applying the photolithography method and the wet etching method. The etching solution for this indium tin oxide (ITO) film is
An aqueous solution of ferric oxide (FeCl3) and hydrochloric acid (HCl) is used.
【０１４９】この第１の電極２と非線形抵抗層３と第２
の電極４とによって、ＭＩＭ構造の非線形抵抗素子１４
を形成することができる。The first electrode 2, the non-linear resistance layer 3 and the second
And the electrode 4 of the non-linear resistance element 14 of the MIM structure.
Can be formed.
【０１５０】なお、第２の電極４の一部領域は、表示電
極５を兼ねる形状に形成する。さらにまた、第１の電極
２と表示電極５とは、この両者が短絡しないようにする
ために、そのあいだに所定寸法の間隙を有している。A partial region of the second electrode 4 is formed in a shape that also serves as the display electrode 5. Furthermore, the first electrode 2 and the display electrode 5 have a gap of a predetermined size between them so as to prevent both of them from being short-circuited.
【０１５１】なお、以上の説明の本発明の液晶表示装置
においては、非線形抵抗層３のエッチングの際に使用す
るポジ型フォトレジスト２９を第１の電極２をマスクに
して露光を行った例で説明した。しかしながら、リンを
含む酸化タンタル膜は、透過率が高いため、エッチング
により除去しなくともよく、第１の基板１上の全面に残
存させたままでよい。In the liquid crystal display device of the present invention described above, the positive type photoresist 29 used for etching the non-linear resistance layer 3 is exposed by using the first electrode 2 as a mask. explained. However, since the tantalum oxide film containing phosphorus has high transmittance, it does not have to be removed by etching and may remain on the entire surface of the first substrate 1.
【０１５２】さらに、第１の電極２をポジ型フォトレジ
スト２９のフォトマスクを使用するのではなく、専用の
フォトマスクを利用して、感光性樹脂の露光を行って
も、以上の説明の効果は得られる。Further, even if the photosensitive resin is exposed to the first electrode 2 not by using the photomask of the positive photoresist 29 but by using a dedicated photomask, the effect of the above description is obtained. Is obtained.
【０１５３】つぎに本発明の第２の実施例における液晶
表示装置の非線形抵抗素子の構造を得るための製造方法
を、図面を使用して簡単説明する。Next, a manufacturing method for obtaining the structure of the non-linear resistance element of the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention will be briefly described with reference to the drawings.
【０１５４】図１５から図１８は、本発明の第２の実施
例における液晶表示装置の非線形抵抗素子の構造を得る
ための製造方法を、工程順を示す断面図である。15 to 18 are cross-sectional views showing, in the order of steps, the manufacturing method for obtaining the structure of the nonlinear resistance element of the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention.
【０１５５】まずはじめに図１５に示すように、ガラス
基板からなる第１の基板１上に、補助電極１３材料とし
てアルミニウム（Ａｌ）膜を２００ナノメートル（ｎ
ｍ）の厚さに形成する。First, as shown in FIG. 15, an aluminum (Al) film as a material of the auxiliary electrode 13 is formed on the first substrate 1 made of a glass substrate to a thickness of 200 nm (n).
m).
【０１５６】その後、アルミニウムをエッチング処理し
て、補助電極１３を形成する。このアルミニウムのエッ
チング加工には、リン酸（Ｈ3 ＰＯ4 ）と硝酸（ＨＮＯ
3 ）と酢酸（ＣＨ3 ＣＯＯＨ）の水溶液を使用する。After that, the auxiliary electrode 13 is formed by etching aluminum. For etching aluminum, phosphoric acid (H3 PO4) and nitric acid (HNO
3) and an aqueous solution of acetic acid (CH3 COOH).
【０１５７】つぎに図１６に示すように、リン（Ｐ）を
含むタンタル（Ｔａ）膜を、ホスフィン（ＰＨ3 ）とア
ルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気中にて、タンタルのターゲッ
トを用いて、真空スパッタリング法にて１５０ナノメー
トル（ｎｍ）の厚さに形成する。形成条件の詳細を以下
に示す。
真空度 ：１〜５×１０-3Ｔｏｏｒ
Ａｒ流量 ：５０〜２００ｓｃｃｍ
ＰＨ3 流量 ：１０〜５０ｓｃｃｍ（１０％ヘリウム希
釈）
放電電力 ：１０〜５０ｗ／ｃｍ2
ターゲット ：タンタルNext, as shown in FIG. 16, a tantalum (Ta) film containing phosphorus (P) was formed by a vacuum sputtering method using a tantalum target in a phosphine (PH3) and argon (Ar) gas atmosphere. To a thickness of 150 nanometers (nm). Details of forming conditions are shown below. Degree of vacuum: 1 to 5 × 10 -3 Toor Ar flow rate: 50 to 200 sccm PH3 flow rate: 10 to 50 sccm (10% helium dilution) Discharge power: 10 to 50 w / cm 2 Target: Tantalum
【０１５８】つぎに、リンを含むタンタル膜をフトリソ
グラフィー法とエッチング法にてパターニングして、第
１の電極２を形成する。エッチング法には、反応性イオ
ンエッチング法を使用し、反応ガスとしては、六フッ化
イオウ（ＳＦ6 ）と四塩化炭素（ＣＦ4 ）と酸素（Ｏ2
）の混合ガスを使用する。Next, the tantalum film containing phosphorus is patterned by the photolithography method and the etching method to form the first electrode 2. The reactive ion etching method is used for the etching method, and the reaction gas is sulfur hexafluoride (SF6), carbon tetrachloride (CF4), oxygen (O2).
) Mixed gas is used.
【０１５９】つぎに、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設ける酸化タンタルにリンを
含む酸化タンタル：リン（Ｔａ2 Ｏ5 ：Ｐ）膜からなる
非線形抵抗層３を形成する。陽極酸化用化成液は、０．
１％のクエン酸水溶液を使用する。Next, a non-linear resistance layer made of a tantalum oxide: phosphorus (Ta2 O5: P) film containing phosphorus in tantalum oxide provided by anodizing the first electrode 2 is formed on the first electrode 2. 3 is formed. The chemical solution for anodic oxidation is 0.
A 1% aqueous citric acid solution is used.
【０１６０】つぎに図１７に示すように、チタン膜（Ｔ
ｉ）膜を、真空スパッタリング法にて１００ナノメート
ル（ｎｍ）の厚さに形成する。Next, as shown in FIG. 17, a titanium film (T
i) The film is formed to a thickness of 100 nanometers (nm) by the vacuum sputtering method.
【０１６１】その後、チタン膜をフトリソグラフィー法
とエッチング法にてパターニングして、第２の電極４を
形成する。このチタン膜のエッチング法は、反応性イオ
ンエッチング法を使用し、反応ガスは、四塩化炭素（Ｃ
Ｆ4 ）と酸素（Ｏ2 ）の混合ガスを使用する。After that, the titanium film is patterned by the photolithography method and the etching method to form the second electrode 4. This titanium film etching method uses a reactive ion etching method, and the reaction gas is carbon tetrachloride (C
A mixed gas of F4) and oxygen (O2) is used.
【０１６２】チタン膜をエッチングするときに、わずか
かに非線形抵抗層３はエッチングされるが問題はない。When the titanium film is etched, the non-linear resistance layer 3 is slightly etched, but there is no problem.
【０１６３】つぎに図１８に示すように、透明導電膜と
して酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜を真空スパッタリ
ング法にて１００ナノメートル（ｎｍ）の厚さに形成す
る。Next, as shown in FIG. 18, an indium tin oxide (ITO) film is formed as a transparent conductive film to a thickness of 100 nanometers (nm) by a vacuum sputtering method.
【０１６４】その後、酸化インジウムスズ膜をエッチン
グ処理して表示電極５を形成する。なお、酸化インジウ
ムスズ（ＩＴＯ）膜のエッチング加工には、塩化第二鉄
と塩酸の水溶液を使用する湿式のエッチング法を利用す
る。Then, the display electrode 5 is formed by etching the indium tin oxide film. The indium tin oxide (ITO) film is etched by a wet etching method using an aqueous solution of ferric chloride and hydrochloric acid.
【０１６５】この第１の電極２と非線形抵抗層３と第２
の電極４とによって、ＭＩＭ構造の非線形抵抗素子１４
を形成することができる。The first electrode 2, the non-linear resistance layer 3 and the second
And the electrode 4 of the non-linear resistance element 14 of the MIM structure.
Can be formed.
【０１６６】なお、表示電極５は第２の電極４と一部の
領域で重なる。また、第１の電極２と表示電極５とは、
この両者が短絡しないようにするために、このあいだに
所定寸法の間隙を有している。The display electrode 5 and the second electrode 4 partially overlap with each other. Further, the first electrode 2 and the display electrode 5 are
In order to prevent the two from short-circuiting, a gap of a predetermined size is provided between them.
【０１６７】以上説明した本発明の液晶表示装置の構造
を得るための製造方法においては、配線電極１２の領域
には、アルミニウムからなる補助電極１３とリンを含む
タンタルからなる配線電極１２のみから構成し、配線電
極１２の領域の膜応力の低減を行っている。In the manufacturing method for obtaining the structure of the liquid crystal display device of the present invention described above, the region of the wiring electrode 12 is composed of only the auxiliary electrode 13 made of aluminum and the wiring electrode 12 made of tantalum containing phosphorus. However, the film stress in the region of the wiring electrode 12 is reduced.
【０１６８】しかしながら、第２の電極１４、あるいは
表示電極５の電極材料を、配線電極１２材料として形成
しても、第２の実施例に示す効果は得られる。However, even if the electrode material of the second electrode 14 or the display electrode 5 is formed as the material of the wiring electrode 12, the effect shown in the second embodiment can be obtained.
【０１６９】つぎに本発明の第３の実施例における液晶
表示装置の非線形抵抗素子の構造を得るための製造方法
を、図面を使用して簡単に説明する。Next, a manufacturing method for obtaining the structure of the non-linear resistance element of the liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention will be briefly described with reference to the drawings.
【０１７０】図１９から図２１は、本発明の第３の実施
例における液晶表示装置の非線形抵抗素子の構造を得る
ための製造方法を、製造工程順を示す断面図である。19 to 21 are cross-sectional views showing, in the order of manufacturing steps, the manufacturing method for obtaining the structure of the nonlinear resistance element of the liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention.
【０１７１】まずはじめに図１９に示すように、ガラス
基板からなる第１の基板１上にリン（Ｐ）を含むタンタ
ル（Ｔａ）膜を形成する。First, as shown in FIG. 19, a tantalum (Ta) film containing phosphorus (P) is formed on the first substrate 1 made of a glass substrate.
【０１７２】このリンを含むタンタル膜は、ホスフィン
（ＰＨ３）とアルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気にてタンタル
ターゲットを用いて、真空スパッタリング法にて１００
ナノメートル（ｎｍ）の厚さに形成する。形成条件の詳
細を以下に示す。
真空度 ：１〜５×１０-3Ｔｏｏｒ
Ａｒ流量 ：５０〜２００ｓｃｃｍ
ＰＨ3 流量 ：１０〜５０ｓｃｃｍ（１０％ヘリウム希
釈）
放電電力 ：１０〜５０ｗ／ｃｍ 2
ターゲット ：タンタルThe tantalum film containing phosphorus is formed by a vacuum sputtering method using a tantalum target in a phosphine (PH3) and argon (Ar) gas atmosphere.
It is formed to have a thickness of nanometer (nm). Details of forming conditions are shown below. Degree of vacuum: 1 to 5 × 10 -3 Toor Ar flow rate: 50 to 200 sccm PH3 flow rate: 10 to 50 sccm (10% helium dilution) Discharge power: 10 to 50 w / cm 2 Target: Tantalum
【０１７３】つぎに、リンを含むタンタル膜をフォトリ
ソグラフィー法とエッチング法とにてパターニングし
て、補助配線電極２１と第１の電極２を形成する。Next, the tantalum film containing phosphorus is patterned by the photolithography method and the etching method to form the auxiliary wiring electrode 21 and the first electrode 2.
【０１７４】補助配線電極２１と第１の電極２のエッチ
ングは、反応性イオンエッチング法を使用し、反応ガス
としては六フッ化イオウ（ＳＦ6 ）と四塩化炭素（ＣＦ
4 ）と酸素（Ｏ2 ）の混合ガスを使用する。The auxiliary wiring electrode 21 and the first electrode 2 are etched by using the reactive ion etching method, and the reaction gas is sulfur hexafluoride (SF6) and carbon tetrachloride (CF).
4) and a mixed gas of oxygen (O2) is used.
【０１７５】つぎに、この第１の電極２上に、補助配線
電極２１と第１の電極２を利用して外部より電圧を印加
し、補助配線電極２１と第１の電極２を陽極酸化処理
し、酸化タンタルにリンを含む酸化タンタル：リン（Ｔ
ａ2 Ｏ5：Ｐ ）膜からなる非線形抵抗層３を形成する。
なお陽極酸化用化成液は、０．１％のホウ酸水溶液を使
用する。Next, a voltage is externally applied to the first electrode 2 by using the auxiliary wiring electrode 21 and the first electrode 2, and the auxiliary wiring electrode 21 and the first electrode 2 are anodized. And tantalum oxide containing phosphorus in tantalum oxide: phosphorus (T
The non-linear resistance layer 3 made of an a2 O5: P) film is formed.
A 0.1% boric acid aqueous solution is used as the anodizing chemical solution.
【０１７６】つぎに図２０に示すように、非線形抵抗層
３を水素プラズマ中に放置し、非線形抵抗層３の水素化
処理を行い、非線形抵抗層３に水素を添加する。この水
素を添加する水素化処理の条件の詳細を以下に示す。
真空度 ：１〜２００×１０-3Ｔｏｏｒ
Ｈ2 流量 ：５０〜２００ｓｃｃｍ
放電電力 ：３０〜３００ｍＷ／ｃｍ2
温度 ：２０〜３００℃
時間 ：１０〜１５０分Next, as shown in FIG. 20, the nonlinear resistance layer 3 is left in hydrogen plasma, the nonlinear resistance layer 3 is hydrogenated, and hydrogen is added to the nonlinear resistance layer 3. Details of the conditions of the hydrogenation treatment for adding hydrogen are shown below. Degree of vacuum: 1 to 200 × 10 −3 Toor H2 Flow rate: 50 to 200 sccm Discharge power: 30 to 300 mW / cm 2 Temperature: 20 to 300 ° C. Time: 10 to 150 minutes
【０１７７】つぎに、クロム膜（Ｃｒ）を１００ナノメ
ートル（ｎｍ）の厚さに真空スパッタリング法にて形成
する。Next, a chromium film (Cr) is formed to a thickness of 100 nanometers (nm) by the vacuum sputtering method.
【０１７８】その後、フトリソグラフィー法とエッチン
グ法とにて、配線電極１２と配線電極１２と接続する配
線電極側第２の電極２２と表示電極側第２の電極２３と
を形成する。このクロム膜のエッチングには、硝酸セリ
ウムアンモニウムと過塩素酸の水溶液を使用する。After that, the wiring electrode 12, the wiring electrode side second electrode 22 and the display electrode side second electrode 23 connected to the wiring electrode 12 are formed by the photolithography method and the etching method. An aqueous solution of cerium ammonium nitrate and perchloric acid is used for etching the chromium film.
【０１７９】つぎに図２１に示すように、透明導電膜と
して酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜を真空スパッタリ
ング法にて１００ナノメートル（ｎｍ）の厚さに形成す
る。Next, as shown in FIG. 21, an indium tin oxide (ITO) film is formed as a transparent conductive film to a thickness of 100 nanometers (nm) by a vacuum sputtering method.
【０１８０】その後、表示電極５と第２の配線電極２６
となる所定の形状にエッチング加工を行う。なお、酸化
インジウムスズ（ＩＴＯ）膜のエッチング加工には、塩
化第二鉄と塩酸の水溶液を使用する湿式のエッチング法
を利用する。After that, the display electrode 5 and the second wiring electrode 26 are formed.
Etching is carried out to a predetermined shape. The indium tin oxide (ITO) film is etched by a wet etching method using an aqueous solution of ferric chloride and hydrochloric acid.
【０１８１】つぎに図２２に示すように、フォトリソグ
ラフィー法とエッチング法とにて、補助配線電極２１と
第１の電極２を切断し、島状の第１の電極２を形成す
る。Next, as shown in FIG. 22, the auxiliary wiring electrode 21 and the first electrode 2 are cut by the photolithography method and the etching method to form the island-shaped first electrode 2.
【０１８２】島状の第１の電極２を形成するエッチング
は、反応性イオンエッチング法を使用する。The etching for forming the island-shaped first electrode 2 uses the reactive ion etching method.
【０１８３】この島状の第１の電極２と非線形抵抗層３
と配線電極側第２の電極２２によって、ＭＩＭ構造の第
１の非線形抵抗素子２４を形成する。The island-shaped first electrode 2 and the nonlinear resistance layer 3
The first non-linear resistance element 24 having the MIM structure is formed by the second electrode 22 on the wiring electrode side.
【０１８４】そして、島状の第１の電極２と非線形抵抗
層３と表示電極側第２の電極２３によって、ＭＩＭ構造
の第２の非線形抵抗素子２５を形成する。Then, the island-shaped first electrode 2, the non-linear resistance layer 3, and the display electrode side second electrode 23 form a second non-linear resistance element 25 of the MIM structure.
【０１８５】なお、表示電極５は、表示電極側第２の電
極２３と接続部１５にて、一部領域が重なる。The display electrode 5 partially overlaps with the second electrode 23 on the display electrode side at the connecting portion 15.
【０１８６】さらにまた、配線電極１２と、第２の補助
配線電極２６と表示電極５とは、この両者が短絡しない
ようにするために、そのあいだに所定寸法の間隙を形成
している。Furthermore, the wiring electrode 12, the second auxiliary wiring electrode 26, and the display electrode 5 are formed with a gap of a predetermined size therebetween so as not to short-circuit them.
【０１８７】以上の説明においては、非線形抵抗層３の
形成方法として、湿式の陽極酸化法を使用したが、熱酸
化法、あるいは真空プラズマ酸化法、あるいは真空プラ
ズマ陽極酸化法を使用してもよい。In the above description, the wet anodic oxidation method is used as the method for forming the nonlinear resistance layer 3, but the thermal oxidation method, the vacuum plasma oxidation method, or the vacuum plasma anodization method may be used. .
【０１８８】本発明の実施例においては、非線形抵抗層
をリンを含む酸化タンタル膜の１層の場合に関して説明
したが、非線形抵抗層がリンを含む酸化タンタル膜と窒
化シリコン膜、あるいは酸化アルミニウム膜との多層膜
を用いても、本発明の効果は得られる。In the embodiments of the present invention, the case where the nonlinear resistance layer is a single layer of tantalum oxide film containing phosphorus has been described, but the nonlinear resistance layer is a tantalum oxide film containing phosphorus and a silicon nitride film, or an aluminum oxide film. The effect of the present invention can be obtained by using a multilayer film of
【０１８９】本発明の第１の実施例から第３の実施例に
おいては、非線形抵抗素子を有する基板上に、配向膜を
直接設ける構成としたが、非線形抵抗素子を液晶から保
護するために、たとえば酸化タンタル膜、あるいは酸化
シリコン膜、あるいは窒化シリコン膜からなる絶縁膜を
非線形抵抗素子上に設け、さらにその上に、配向膜を設
ける構成を採用してもよい。In the first to third embodiments of the present invention, the alignment film is directly provided on the substrate having the non-linear resistance element. However, in order to protect the non-linear resistance element from the liquid crystal, For example, a configuration may be adopted in which an insulating film made of a tantalum oxide film, a silicon oxide film, or a silicon nitride film is provided on a nonlinear resistance element, and an alignment film is further provided thereon.
【０１９０】[0190]
【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
子の素子特性の変化を小さくすることができる、目的と
する表示が常に再現することができる。そのため、非線
形抵抗素子の素子変化による目的の表示からのズレを防
止でき、表示品質のきわめて良好な液晶表示装置を得る
ことができる。As is clear from the above description, by using the configuration of the liquid crystal display device of the present invention, the change in the element characteristics of the non-linear resistance element can be reduced, and the intended display is always reproduced. be able to. Therefore, it is possible to prevent the deviation from the intended display due to the element change of the non-linear resistance element, and it is possible to obtain a liquid crystal display device having an extremely good display quality.
【０１９１】さらに、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と、フリッ
カ現象と、残像現象である画像焼き付き現象とを防止す
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、三端子系に勝るとも劣らない特性に改善することが
できる。Furthermore, 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, the deterioration of the quality of the liquid crystal is eliminated, the deterioration of the contrast, the flicker phenomenon, and the image sticking phenomenon which is the afterimage phenomenon. And can be prevented. Therefore, the display quality of the liquid crystal display device can be improved. In particular, with regard to the burn-in phenomenon, it is possible to improve the characteristics to be as good as those of 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
示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】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. 2 is a sectional view showing a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第１の実施例における液晶表示装置の
非線形抵抗素子の初期特性、および駆動後の特性の電流
値との関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the initial characteristics of the nonlinear resistance element of the liquid crystal display device and the current value of the characteristics after driving according to the first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第１の実施例における液晶表示装置の
非線形抵抗素子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 of a non-linear resistance element and a driving time of the liquid crystal display device according to the first 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２の実施例における液晶表示装置の
非線形抵抗素子の初期特性、および駆動後の特性の電流
値との関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the initial characteristics of the non-linear resistance element of the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention and the current value of the characteristics after driving.
【図８】本発明の第２の実施例における液晶表示装置の
非線形抵抗素子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. 8 is a graph showing a relationship between a non-linear resistance element characteristic of a non-linear resistance element of a liquid crystal display device and a driving time according to a second embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第２の実施例におけるタンタル膜に含
むリンの量と非線形抵抗素子の電流−電圧特性の変化と
の関係を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the amount of phosphorus contained in the tantalum film and the change in the current-voltage characteristic of the nonlinear resistance element in the second example of the present invention.
【図１０】本発明の第３の実施例における液晶表示装置
を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
【図１１】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. 11 is a sectional view showing a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
【図１２】本発明の第１の実施例における液晶表示装置
の非線形抵抗素子の構造を得るための製造工程を示す断
面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing the manufacturing process for obtaining the structure of the nonlinear resistance element of the liquid crystal display device in the first example of the present invention.
【図１３】本発明の第１の実施例における液晶表示装置
の非線形抵抗素子の構造を得るための製造工程を示す断
面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing the manufacturing process for obtaining the structure of the nonlinear resistance element of the liquid crystal display device in the first example of the present invention.
【図１４】本発明の第１の実施例における液晶表示装置
の非線形抵抗素子の構造を得るための製造工程を示す断
面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing the manufacturing process for obtaining the structure of the nonlinear resistance element of the liquid crystal display device in the first example of the present invention.
【図１５】本発明の第２の実施例における液晶表示装置
の非線形抵抗素子の構造を得るための製造工程を示す断
面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing the manufacturing process for obtaining the structure of the nonlinear resistance element of the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention.
【図１６】本発明の第２の実施例における液晶表示装置
の非線形抵抗素子の構造を得るための製造工程を示す断
面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing the manufacturing process for obtaining the structure of the nonlinear resistance element of the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention.
【図１７】本発明の第２の実施例における液晶表示装置
の非線形抵抗素子の構造を得るための製造工程を示す断
面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view showing the manufacturing process for obtaining the structure of the nonlinear resistance element of the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention.
【図１８】本発明の第２の実施例における液晶表示装置
の非線形抵抗素子の構造を得るための製造工程を示す断
面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view showing the manufacturing process for obtaining the structure of the nonlinear resistance element of the liquid crystal display device in the second example of the present invention.
【図１９】本発明の第３の実施例における液晶表示装置
の非線形抵抗素子の構造を得るための製造工程を示す断
面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view showing the manufacturing process for obtaining the structure of the nonlinear resistance element of the liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention.
【図２０】本発明の第３の実施例における液晶表示装置
の非線形抵抗素子の構造を得るための製造工程を示す断
面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view showing the manufacturing process for obtaining the structure of the nonlinear resistance element of the liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention.
【図２１】本発明の第３の実施例における液晶表示装置
の非線形抵抗素子の構造を得るための製造工程を示す断
面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view showing the manufacturing process for obtaining the structure of the non-linear resistance element of the liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention.
【図２２】従来例における液晶表示装置を示す平面図で
ある。FIG. 22 is a plan view showing a liquid crystal display device in a conventional example.
【図２３】従来例における液晶表示装置を示す断面図で
ある。FIG. 23 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display device in a conventional example.
【図２４】従来例における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. 24 is a graph showing voltage-current characteristics in a non-linear resistance element of a liquid crystal display device in a conventional example.
【図２５】従来例における液晶表示装置の非線形抵抗素
子の電流−電圧特性変化と駆動時間との関係を示すグラ
フである。FIG. 25 is a graph showing the relationship between current-voltage characteristic changes and driving time of a non-linear resistance element of a liquid crystal display device in a conventional example.
１ 第１の基板 ２ 第１の電極 ３ リンを含む酸化タンタル膜からなる非線形抵抗層 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 1st substrate 2 First electrode 3 Non-linear resistance layer consisting of tantalum oxide film containing phosphorus 4 Second electrode 5 display electrodes 6 Second substrate 7 Black matrix
Claims (6)
からなる非線形抵抗素子と、前記被線形抵抗素子に接続
する表示電極と、配線電極とを有する第１の基板と、対
向電極を有する第２の基板と、前記第１の基板と前記第
２の基板との間に封入する液晶とを備える液晶表示装置
であって、前記第１の電極は、リンを含むタンタルである ことを特
徴とする液晶表示装置。1. A first electrode and the nonlinear resistive layer and the nonlinear resistive element made of a second electrode, a display electrode connected said to be linear resistance element, a first substrate having a wiring electrode, the counter electrode A liquid crystal display device comprising: a second substrate having: and a liquid crystal sealed between the first substrate and the second substrate, wherein the first electrode is tantalum containing phosphorus. Liquid crystal display device characterized by.
タルの上層または下層にアルミニウム、銅またはニッケ
ルを配した積層膜であることを特徴とする請求項１記載
の液晶表示装置。2. The first electrode comprises aluminum, copper or nickel on the upper or lower layer of the tantalum containing phosphorus.
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is a laminated film in which a plurality of layers are arranged .
り形成されたリンを含む陽極酸化膜であることを特徴と
する請求項１または２記載の液晶表示装置。3. The non-linear resistance layer is anodized.
3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is an anodic oxide film containing phosphorus that has been formed .
の後に当該非線形抵抗層表面から水素が添加されてなる
層であることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装
置。 4. The non-linear resistance layer is anodized.
After that, hydrogen is added from the surface of the nonlinear resistance layer.
The liquid crystal display device according to claim 3 , wherein the liquid crystal display device is a layer .
と、窒化シリコン膜または酸化アルミニウム膜の多層膜
であることを特徴とする請求項３または４記載の液晶表
示装置。 5. The non-linear resistance layer is the anodic oxide film.
And a silicon nitride film or aluminum oxide film multilayer film
The liquid crystal display device according to claim 3 or 4, wherein the at.
に配向膜を備え、さらに前記非線形抵抗素子と前記配向
膜との間に、酸化タンタル、酸化シリコン、または窒化
シリコンからなる絶縁膜を備えることを特徴とする請求
項１から５のいずれか一つに記載の液晶表示装置。 6. Between the non-linear resistance element and the liquid crystal
An alignment film on the non-linear resistance element and the alignment film.
Tantalum oxide, silicon oxide, or nitriding
Claims comprising an insulating film made of silicon
Item 6. The liquid crystal display device according to any one of items 1 to 5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26388494A JP3483317B2 (en) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | Liquid crystal display |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26388494A JP3483317B2 (en) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | Liquid crystal display |
Publications (2)
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| JPH08122827A JPH08122827A (en) | 1996-05-17 |
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Family
ID=17395592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26388494A Expired - Fee Related JP3483317B2 (en) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | Liquid crystal display |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3483317B2 (en) |
-
1994
- 1994-10-27 JP JP26388494A patent/JP3483317B2/en not_active Expired - Fee Related
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