JPH02158719A - Nonlinear resistance element - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はアクティブマトリックス型液晶パネルあるいは
ＯＡ用、ＴＶ用の高容量フラットパネルデイスプレー等
に使用される非線形抵抗素子に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a nonlinear resistance element used in active matrix liquid crystal panels, high-capacity flat panel displays for OA, TV, and the like.
従来、上記した如き液晶パネルあるいはフラットパネル
デイスプレー等のスイッチング素子として使用される非
線形抵抗素子は透明絶縁基板上に第１導体層−絶縁層−
第２導体層からなる層構成が形成されてなるものである
。これら層構成の例としては特開昭６０−１５１６１２
号公報。Conventionally, nonlinear resistance elements used as switching elements in liquid crystal panels or flat panel displays as described above have a first conductor layer - an insulating layer - on a transparent insulating substrate.
A layer structure consisting of a second conductor layer is formed. Examples of these layer structures include Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-151612.
Publication No.
特開昭６２−６Ｆ１２３９号公報等に種々示されている
。Various examples are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-6F1239.
しかしながら、これら従来例においては非線形抵抗素子
の３層すべてを透明層で形成するものではなく、従って
液晶セルからの透過光量が減少し、全体どして暗いデイ
スプレとなっＣＬ。However, in these conventional examples, all three layers of the nonlinear resistance element are not formed of transparent layers, and therefore the amount of transmitted light from the liquid crystal cell decreases, resulting in a dark display as a whole.
まうといつ問題点を有するものであった。However, there were some problems.
不発明は上記の問題点を解消し、透過光量を増大せしめ
、明るいデイスプレーを実現し得る非線形抵抗素子を提
供することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a nonlinear resistance element that can solve the above-mentioned problems, increase the amount of transmitted light, and realize a bright display.
本発明は透明絶縁基板上に設けられた第１導体層−絶縁
層−第２導体層からなる非線形抵抗素子において、前記
各層が透明物質であることを特徴とするものである。The present invention is a nonlinear resistance element consisting of a first conductor layer, an insulating layer, and a second conductor layer provided on a transparent insulating substrate, characterized in that each of the layers is made of a transparent material.
このような本発明において、好ましくは絶縁層と第２導
体層とを同種の透明材料で形成し、第２導体層は絶縁層
に不純物をドープして形成されたものとする、このよう
にすれば、絶縁層及び第２導体層を異種材料で形成する
場合の界面における欠陥の発生に起因した素子特性の不
安定さを回避することができるようになる。さらに必要
な部分のみ不純物ドープを行って第２導体層を形成する
ので、エツチングの必要がなくなり、エツチング不良（
断線、ショー１−１剥離）がなくなる、また、このよう
な構成とすることにより、全プロセスを通してのマスク
数は２枚と最小限にとどめることができる。In the present invention, the insulating layer and the second conductor layer are preferably formed of the same kind of transparent material, and the second conductor layer is formed by doping the insulating layer with an impurity. For example, it becomes possible to avoid instability in device characteristics caused by defects at the interface when the insulating layer and the second conductor layer are formed of different materials. Furthermore, since the second conductor layer is formed by doping only the necessary portions with impurities, there is no need for etching, and etching defects (
In addition, by adopting such a configuration, the number of masks used in the entire process can be kept to a minimum of two.
第２図は本発明の一実施例の平面図を示し。FIG. 2 shows a plan view of an embodiment of the invention.
第１図はこのような素子を作製する場合の工程を示すも
のである。これらの図において、透明絶縁基板１上にラ
イン電極を兼ねる第１透明導体層２を製膜し、パターニ
ングを行う。この第１透明導体層２の材料としてはＩｎ
２Ｏ，、ＳｎＯ２、ＩＴＯ，ＺｎＯ等が挙げられるが、
特にこれらに限定されるものではない、そして、その膜
厚は材料の比抵抗にも依存するが、約３００〜３０００
人とする。上記のような酸化物系透明導体層の形成は酸
素雰囲気中でのＥＢ蒸着、スパッタリング法が使用され
る（第１図（ａ））。FIG. 1 shows the steps for manufacturing such an element. In these figures, a first transparent conductor layer 2 which also serves as a line electrode is formed on a transparent insulating substrate 1 and patterned. The material of this first transparent conductor layer 2 is In
2O, SnO2, ITO, ZnO, etc.
Although not particularly limited to these, the film thickness depends on the specific resistance of the material, but is about 300 to 3000.
Be with people. To form the above-mentioned oxide-based transparent conductor layer, EB evaporation and sputtering methods in an oxygen atmosphere are used (FIG. 1(a)).
次に、透明絶縁層３を形成する材料としては析出形成し
たままの状態（ａｓ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）では絶縁
性を示すが、不純物ドープによって導電率が著しく向上
する物質、硬質炭素膜が好ましく、ＺｎＯ，ＳｎＯ，、
Ｔ ｉ Ｏ，、ＡＱＮ等が好適であるが、特にこれらに
限定されるものではない。ここでは、Ｚｎ○を例にとっ
て説明する。Next, as the material for forming the transparent insulating layer 3, it is preferable to use a hard carbon film, which is a material that exhibits insulating properties in the as-deposited state, but whose conductivity is significantly improved by doping with impurities, and ZnO, SnO, etc. ,,
T i O,, AQN, etc. are suitable, but are not particularly limited to these. Here, Zn○ will be explained as an example.
ＺｎＯの堆積にはスパッタリング法を使用し、ＺｎＯの
焼結体あるいはＺｎ金属をターゲットとして酸素雰囲気
中で行った。 ａｓ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎの状態のＺ
ｎＯの抵抗率は１０４〜１０３Ω■であった。そして、
このＺｎＯは膜厚３０００人程度に堆積する（第１図（
ｂ））。A sputtering method was used to deposit ZnO using a sintered body of ZnO or Zn metal as a target in an oxygen atmosphere. Z in as position state
The resistivity of nO was 104 to 103 Ω■. and,
This ZnO is deposited to a film thickness of about 3000 mm (Fig. 1 (
b)).
次に、この上に所定パターンを形成するためのマスク層
４を設け、イオン注入法により不純物をドーピングしく
第１図（Ｃ））、所定パターンでかつ所定膜厚の第２透
明導体層５を形成し、マスク層４を除去する（第１図（
ｄ））。マスクＭ４は通常、フォトレジストを使用する
が、Ｓｉ３Ｎ、等の無機材料物質でもさしつかえない。Next, a mask layer 4 for forming a predetermined pattern is provided thereon, and a second transparent conductor layer 5 with a predetermined pattern and a predetermined thickness is formed by doping impurities by ion implantation (FIG. 1(C)). mask layer 4 is removed (see FIG. 1 (
d)). The mask M4 is usually made of photoresist, but may also be made of an inorganic material such as Si3N.
イオン注入の条件は母材がＺｎＯの場合、注入イオン：
ＡＱ、■！１、Ｇａ、Ｌｉ、加速電圧：１０（１−５０
０Ｋ ｅ Ｖ、ドーズ量１０” 〜１０”／ｄとした。The conditions for ion implantation are: When the base material is ZnO, the implanted ions are:
AQ,■! 1, Ga, Li, acceleration voltage: 10 (1-50
0 K e V and a dose of 10" to 10"/d.
これにより、ＺｎＯの表面より数１００〜数１０００人
の厚みで、比抵抗値１０−’Ω国程度のドープ層（第２
透明導体層５）が形成された。ドープ層の厚さ及び比抵
抗値はそれぞれ加速電圧とドープ量によって制御が可能
である。また透明絶縁層３の材料に応じて注入イオンを
適正なものに選択することは勿論である。As a result, a doped layer (the second
A transparent conductor layer 5) was formed. The thickness and specific resistance value of the doped layer can be controlled by the acceleration voltage and doping amount, respectively. Moreover, it goes without saying that the implanted ions should be appropriately selected depending on the material of the transparent insulating layer 3.
上記の製法例では不純物のドープ方法はイオン注入法を
用いたが、通常の塗布拡散法でも可能である。なお、第
１図（ｄ）で第１透明導体層２−透明絶縁層３−第２透
明導体層５と積層されている部分が非線形抵抗素子とな
る。第１図（ｄ）の平面を示す第２図において、第１透
明導体層２がライン電極として、第２透明導体層５が画
素電極としてそれぞれ使用される形状となっており、こ
れと対向して設けられるストライプ状の列透明電極をも
った基板との間に液晶材料を保持して液晶表示装置を構
成することができる。In the above manufacturing method example, the ion implantation method was used as the impurity doping method, but a normal coating diffusion method may also be used. In addition, in FIG. 1(d), the portion where the first transparent conductor layer 2, the transparent insulating layer 3, and the second transparent conductor layer 5 are laminated becomes a nonlinear resistance element. In FIG. 2 showing the plane of FIG. 1(d), the first transparent conductor layer 2 is used as a line electrode, and the second transparent conductor layer 5 is used as a pixel electrode. A liquid crystal display device can be constructed by holding a liquid crystal material between the substrate and a substrate having striped column transparent electrodes provided thereon.
次に、本発明の他の実施例を第３図及び第４図を参照し
て説明する。これら第３図及び第４図から明らかなよう
に、第１図及び第２図に示したものとの相違は第１透明
導体層２の形状、第２透明導体層５．５′ （すなわち
マスク層４）の形状及びそれらの相対位置が異なるのみ
であり、その他の材料関係、プロセス関係は同一である
。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. As is clear from these FIGS. 3 and 4, the difference from those shown in FIGS. 1 and 2 is the shape of the first transparent conductor layer 2, the shape of the second transparent conductor layer 5.5' (i.e. The only difference is the shape of layer 4) and their relative positions; other material relationships and process relationships are the same.
この実施例における非線形抵抗素子の動作を第３図（ｄ
）及び第４図を参照して説明すると、次のようである。The operation of the nonlinear resistance element in this example is shown in Figure 3 (d
) and FIG. 4, the explanation is as follows.
すなわち、第３図（ｄ）では非線形抵抗素子が直列に２
つ形成されていることがわかる。このように非線形抵抗
素子が１画素に対して直列に２個設けられた構成とする
ことで、次のような効果を有する。In other words, in Fig. 3(d), two nonlinear resistance elements are connected in series.
It can be seen that two are formed. This configuration in which two nonlinear resistance elements are provided in series for one pixel provides the following effects.
■素子が１個の場合と比較して素子の対称性（■バイア
ス時のｏｎ電流／ｅバイアス時のｏｎ電流、の比）が改
善される。(2) The symmetry of the element ((2) ratio of on-current at bias/on-current at e-bias) is improved compared to the case of one element.
■素子面積を大きくでき、微細加工が容易となる。（Ｌ
ＣＤパネルとする場合には、液晶部容量：ＭＩＭ素子容
量弁１０：１を満足せねばならない、そのため、素子容
量は小さい方がよく、直列に２個接続すれば容量は１／
２となる。）
また、第４図から明らかなように、第２透明導体層の一
部５が画素電極として、また第２透明導体層の他の部分
５′がライン電極としてそれぞれ作用する構成となって
いる。この素子を用いて第１図及び第２図に示した如き
実施例の場合と同様にして液晶を保持することにより、
液晶表示装置を構成することができる。■The device area can be increased, making microfabrication easier. (L
When using a CD panel, the ratio of liquid crystal capacitance to MIM element capacitance must be satisfied at 10:1. Therefore, the smaller the element capacitance, the better, and if two are connected in series, the capacitance will be 1/1.
It becomes 2. ) Furthermore, as is clear from FIG. 4, a portion 5 of the second transparent conductor layer functions as a pixel electrode, and another portion 5' of the second transparent conductor layer functions as a line electrode. . By using this element to hold the liquid crystal in the same manner as in the embodiments shown in FIGS. 1 and 2,
A liquid crystal display device can be configured.
以上のような本発明よれば、第１導体層、絶縁層及び第
２導体層の全層が透明材料で形成されているため、この
素子を用いて液晶セルにした場合、この素子部における
透過光量の減少分が少なくなり、明るく鮮明なデイスプ
レィが実現できる。According to the present invention as described above, since all the layers of the first conductor layer, the insulating layer, and the second conductor layer are formed of transparent materials, when this element is used to form a liquid crystal cell, the transmission in this element part is reduced. The reduction in light intensity is reduced, resulting in a brighter and clearer display.
第１図は本発明の−・実施例における作製工程を示す説
明図である。
第２図は第１図に示した工程により得られる素子の平面
図である。
第３図は本発明の他の実施例における作製工程を示す説
明図である。
第４図は第３図に示した工程により得られる素子の平面
図である。
１・・・透明絶縁基板 ２・・・第１透明導体層
３・・・透明絶縁Ｍ ４・・・マスク層５．５
′・・・第２透明導体層
第１図
第２図
％３図
■
第４図FIG. 1 is an explanatory diagram showing a manufacturing process in an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of the element obtained by the process shown in FIG. 1. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the manufacturing process in another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a plan view of the element obtained by the process shown in FIG. 3. 1... Transparent insulating substrate 2... First transparent conductor layer 3... Transparent insulation M 4... Mask layer 5.5
'...Second transparent conductor layer Fig. 1 Fig. 2 Fig. %3 Fig. ■ Fig. 4
Claims (1)
第２導体層からなる非線形抵抗素子において、前記各層
が透明物質であることを特徴とする非線形抵抗素子。1. First conductor layer provided on transparent insulating substrate - insulating layer -
A nonlinear resistance element comprising a second conductor layer, wherein each of the layers is made of a transparent material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63313001A JPH02158719A (en) | 1988-12-13 | 1988-12-13 | Nonlinear resistance element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63313001A JPH02158719A (en) | 1988-12-13 | 1988-12-13 | Nonlinear resistance element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02158719A true JPH02158719A (en) | 1990-06-19 |
Family
ID=18036038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63313001A Pending JPH02158719A (en) | 1988-12-13 | 1988-12-13 | Nonlinear resistance element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02158719A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03213826A (en) * | 1989-11-27 | 1991-09-19 | Nec Corp | Liquid crystal display element and its production |
-
1988
- 1988-12-13 JP JP63313001A patent/JPH02158719A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03213826A (en) * | 1989-11-27 | 1991-09-19 | Nec Corp | Liquid crystal display element and its production |
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