JPH0534673B2 - - Google Patents
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- JPH0534673B2 JPH0534673B2 JP58006502A JP650283A JPH0534673B2 JP H0534673 B2 JPH0534673 B2 JP H0534673B2 JP 58006502 A JP58006502 A JP 58006502A JP 650283 A JP650283 A JP 650283A JP H0534673 B2 JPH0534673 B2 JP H0534673B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/1365—Active matrix addressed cells in which the switching element is a two-electrode device
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は金属−絶縁体−金属構造の非線形素子
（以下MIM素子と呼ぶ）を表示画素に対応してマ
トリクス状に配置した液晶表示装置に関し、更に
詳しくはMIM素子の構造に関する。
（以下MIM素子と呼ぶ）を表示画素に対応してマ
トリクス状に配置した液晶表示装置に関し、更に
詳しくはMIM素子の構造に関する。
近年、液晶表示装置の実用化が進み腕時計・電
卓を始めとして多くの分野に応用がなされてい
る。
卓を始めとして多くの分野に応用がなされてい
る。
しかし、他の分野例えば情報端末や個人用小型
電子機器等の表示部への応用を考えるとき、液晶
表示装置は、薄型平面表示装置である、低電圧駆
動可能、消費電力が小さいなどという利点にもか
かわらず、 駆動電圧−コントラスト特性があまり良くな
い。
電子機器等の表示部への応用を考えるとき、液晶
表示装置は、薄型平面表示装置である、低電圧駆
動可能、消費電力が小さいなどという利点にもか
かわらず、 駆動電圧−コントラスト特性があまり良くな
い。
多桁のマトリクス駆動ができないため表示可
能な情報量が少ない。
能な情報量が少ない。
という欠点があつた。
このような欠点を解決し、大型画面を実現でき
る液晶表示装置の一例として、MIM（Metal−
Insulator−Metal）などの非線形素子を用いた液
晶装置がある。
る液晶表示装置の一例として、MIM（Metal−
Insulator−Metal）などの非線形素子を用いた液
晶装置がある。
第１図に非線形素子MIMを用いた液晶装置の
パネル構造を示す。MIM方式の液晶パネルは２
枚のガラス基板を数μmの空間を介して対向させ
て固定し、その間〓に液晶を封入した構造をとつ
ている。上基板１には短冊状の対向電極３が形成
されている。下基板２には、画素用配線４と、画
素用配線４上に一定のピツチで接続されたMIM
素子５と画素電極６が配置されている。対向電極
３と画素用配線４の方向は直交し、対向電極３と
画素電極に挟まれた部分が一画素分の有効表示領
域となる。有効表示部分に挟持された液晶は、走
査信号とデータ信号の電圧差でMIM素子を介し
て駆動される。
パネル構造を示す。MIM方式の液晶パネルは２
枚のガラス基板を数μmの空間を介して対向させ
て固定し、その間〓に液晶を封入した構造をとつ
ている。上基板１には短冊状の対向電極３が形成
されている。下基板２には、画素用配線４と、画
素用配線４上に一定のピツチで接続されたMIM
素子５と画素電極６が配置されている。対向電極
３と画素用配線４の方向は直交し、対向電極３と
画素電極に挟まれた部分が一画素分の有効表示領
域となる。有効表示部分に挟持された液晶は、走
査信号とデータ信号の電圧差でMIM素子を介し
て駆動される。
第２図に非線形素子MIM及び液晶LCの組み合
わせで１画素を構成した場合の等価回路を示す。
わせで１画素を構成した場合の等価回路を示す。
非線形抵抗RMIMと容量CMIMが並列につながつた
MIM素子７及び抵抗RLCと容量CLCが並列につな
がつた液晶８とが直列に結合されていると考える
ことができ、マトリクス駆動の選択期間にMIM
素子７の低抵抗状態を利用して液晶はその容量成
分CLCに電荷を蓄積し、非選択期間はMIM素子７
の高抵抗状態を利用して前述の電荷を保持するこ
とにより液晶に電界を印加して液晶の配向状態を
制御して表示を行うものである。
MIM素子７及び抵抗RLCと容量CLCが並列につな
がつた液晶８とが直列に結合されていると考える
ことができ、マトリクス駆動の選択期間にMIM
素子７の低抵抗状態を利用して液晶はその容量成
分CLCに電荷を蓄積し、非選択期間はMIM素子７
の高抵抗状態を利用して前述の電荷を保持するこ
とにより液晶に電界を印加して液晶の配向状態を
制御して表示を行うものである。
第２図の等価回路において、MIM素子７の容
量CMIMが液晶８の容量CLCに対して十分小さいと
して、MIM素子７の非線形性と液晶８の容量CLC
及び抵抗RLCの３者の相関で液晶に印加される実
効値が決定される。。これら３者のうち液晶８の
容量CLCと抵抗RLCの値は画素電極のサイズとセル
ギヤツプ及び使用する液晶を定めれば必然的に定
まつてしまう。そのためMIM素子７には液晶８
の上記の値に対応した特性が要求され、例えば
0.4mm角の画素電極をもつた7μmギヤツプのセル
に誘電異方性Δε＝27（εH＝35，ε⊥＝８），Vth
＝1.1Vrms，Vsat＝1.5Vrmsのネマチツク液晶を
封入してツイストネマチツクセルとして１／500
デユーテイーで駆動したい場合には、例えばTa
−Ta2O5−Cr構造のMIM素子に要求される寸法
は約5μm角となる。
量CMIMが液晶８の容量CLCに対して十分小さいと
して、MIM素子７の非線形性と液晶８の容量CLC
及び抵抗RLCの３者の相関で液晶に印加される実
効値が決定される。。これら３者のうち液晶８の
容量CLCと抵抗RLCの値は画素電極のサイズとセル
ギヤツプ及び使用する液晶を定めれば必然的に定
まつてしまう。そのためMIM素子７には液晶８
の上記の値に対応した特性が要求され、例えば
0.4mm角の画素電極をもつた7μmギヤツプのセル
に誘電異方性Δε＝27（εH＝35，ε⊥＝８），Vth
＝1.1Vrms，Vsat＝1.5Vrmsのネマチツク液晶を
封入してツイストネマチツクセルとして１／500
デユーテイーで駆動したい場合には、例えばTa
−Ta2O5−Cr構造のMIM素子に要求される寸法
は約5μm角となる。
液晶に印加される実効値はMIM素子７の容量
CMIMと液晶８の容量CLCで容量の比によつて電圧
が容量分割される。このためMIM素子７の容量
CMIMと液晶８の容量CLCとの比CLC／CMIMの値が問
題となつてくる。
CMIMと液晶８の容量CLCで容量の比によつて電圧
が容量分割される。このためMIM素子７の容量
CMIMと液晶８の容量CLCとの比CLC／CMIMの値が問
題となつてくる。
前記条件では、MIM素子寸法が7μm角以下で
あれば容量分割の影響は小さい。
あれば容量分割の影響は小さい。
第３図，第４図にMIM素子の構造を示す。ガ
ラス等の透明基板９上にTa膜１０をスパツタ蒸
着等により形成し、フオトエツチング法により
Taを選択的にエツチングして所定の形状、すな
わち画素用配線とMIM素子の第１導電層を同時
に形成する。Ta膜１０を0.01ωt％クエン酸水溶
液中で陽極酸化してTa酸化膜１１を形成後、
ITO等の透明導電膜を形成し、所定の形状にフオ
トエツチングして画素電極１３とする。次にCr
を蒸着し所定の形状にフオトエツチングして
MIM素子の第２導電層１２とする。以上により
MIM素子を具備した液晶表示パネル基板の一方
の電極基板を形成する。以後、短冊状の対向電極
を形成したもう一方の基板と貼り合わせ、液晶を
封入し通常の液晶表示パネルと同様にして液晶表
示パネルとなす。
ラス等の透明基板９上にTa膜１０をスパツタ蒸
着等により形成し、フオトエツチング法により
Taを選択的にエツチングして所定の形状、すな
わち画素用配線とMIM素子の第１導電層を同時
に形成する。Ta膜１０を0.01ωt％クエン酸水溶
液中で陽極酸化してTa酸化膜１１を形成後、
ITO等の透明導電膜を形成し、所定の形状にフオ
トエツチングして画素電極１３とする。次にCr
を蒸着し所定の形状にフオトエツチングして
MIM素子の第２導電層１２とする。以上により
MIM素子を具備した液晶表示パネル基板の一方
の電極基板を形成する。以後、短冊状の対向電極
を形成したもう一方の基板と貼り合わせ、液晶を
封入し通常の液晶表示パネルと同様にして液晶表
示パネルとなす。
従つて、MIM素子を具備した液晶表示パネル
において１画素の画素寸法はMIM素子寸法によ
り最小限界が決定され、一方MIM素子はフオト
エツチング限界、特にフオトリソグラフイーの精
度により最小限界が決定される。すなわち１画素
の寸法を0.4mm角とするためにはMIM素子を形成
する際に5μm寸法のパターン精度を必要とし、こ
れを実現するためには高精度のマスクアライナー
が必要となる。しかし、こういつた高精度のマス
クアライナーは、基板寸法が小さく現時点では５
インチ径の基板が最高で、これ以上大きな基板を
設置することが可能なマスクアライナーは解像度
が低くなる。またこれら高精度マスクアライナー
は非常に高価な装置であり、これを用いると液晶
表示パネルのコストが高くなる。更にまた液晶表
示パネルの画素寸法を小さくして高解像度の表示
装置として使用する場合、例えば画素寸法を0.2
mmとするとすれば、MIM寸法は2.5μm角となる。
この値は現在微細加工技術の最先端をゆく半導体
装置の中でも最先端の技術レベルであり、これを
大面積で100％に近い歩留まりとすることは現段
階において量産的にみて不可能である。
において１画素の画素寸法はMIM素子寸法によ
り最小限界が決定され、一方MIM素子はフオト
エツチング限界、特にフオトリソグラフイーの精
度により最小限界が決定される。すなわち１画素
の寸法を0.4mm角とするためにはMIM素子を形成
する際に5μm寸法のパターン精度を必要とし、こ
れを実現するためには高精度のマスクアライナー
が必要となる。しかし、こういつた高精度のマス
クアライナーは、基板寸法が小さく現時点では５
インチ径の基板が最高で、これ以上大きな基板を
設置することが可能なマスクアライナーは解像度
が低くなる。またこれら高精度マスクアライナー
は非常に高価な装置であり、これを用いると液晶
表示パネルのコストが高くなる。更にまた液晶表
示パネルの画素寸法を小さくして高解像度の表示
装置として使用する場合、例えば画素寸法を0.2
mmとするとすれば、MIM寸法は2.5μm角となる。
この値は現在微細加工技術の最先端をゆく半導体
装置の中でも最先端の技術レベルであり、これを
大面積で100％に近い歩留まりとすることは現段
階において量産的にみて不可能である。
本発明の目的はかかる欠点を除去しパターン形
成におけるフオトリングラフイのパターン寸法に
対する制限を緩やかにし、大型基板上への製造を
容易ならしめることにより大型表示パネルを有す
る液晶表示装置を提供することにある。
成におけるフオトリングラフイのパターン寸法に
対する制限を緩やかにし、大型基板上への製造を
容易ならしめることにより大型表示パネルを有す
る液晶表示装置を提供することにある。
本発明は、従来MIM素子が縦方向であつたも
のを横方向にすることにより、フオトエツチング
技術により制限されていたMIM素子寸法の下限
を大幅に下げることができるようにしたものであ
る。
のを横方向にすることにより、フオトエツチング
技術により制限されていたMIM素子寸法の下限
を大幅に下げることができるようにしたものであ
る。
本発明について第５図を用いて詳しく説明す
る。絶縁基板１４上の金属１５の表面は金属１５
の酸化膜１６で覆われており、金属１５の平面上
の絶縁膜１７の膜厚は厚く、金属１５の側面の絶
縁膜１６は薄くなつている。更に金属１５の側面
側に金属１８を形成し、金属１５−金属酸化膜１
６−金属１８のMIM構造としMIM素子１９とな
る。金属１８は金属１５の側面にのみ形成するこ
とが望ましいが、実際の工程上において金属１５
と平面上で重なりを生ずる。従つてこの重なり部
分にもMIM構造の素子２０が形成され、絶縁体
膜１３の膜厚が絶縁膜１２の膜厚と同程度であれ
ば面積的に大きなMIM素子２０が電気特性を支
配するようになるため、絶縁体膜１３の膜厚を厚
くしてこれを防いでいる。
る。絶縁基板１４上の金属１５の表面は金属１５
の酸化膜１６で覆われており、金属１５の平面上
の絶縁膜１７の膜厚は厚く、金属１５の側面の絶
縁膜１６は薄くなつている。更に金属１５の側面
側に金属１８を形成し、金属１５−金属酸化膜１
６−金属１８のMIM構造としMIM素子１９とな
る。金属１８は金属１５の側面にのみ形成するこ
とが望ましいが、実際の工程上において金属１５
と平面上で重なりを生ずる。従つてこの重なり部
分にもMIM構造の素子２０が形成され、絶縁体
膜１３の膜厚が絶縁膜１２の膜厚と同程度であれ
ば面積的に大きなMIM素子２０が電気特性を支
配するようになるため、絶縁体膜１３の膜厚を厚
くしてこれを防いでいる。
以上の構造により高精度マスクアライナーを用
いることなくMIM素子寸法を大幅に減少するこ
とが可能となる。例えば、15μmの寸法精度のマ
スクアライナーを用いる場合、従来の構造の
MIM素子寸法は最小で15μm角（素子面積
225μm2）となるが、本発明の横型MIM素子の場
合、MIM素子寸法は金属１５の膜厚を2500Åと
し、金属１８の寸法は最小寸法の15μmとすれば、
MIM素子寸法は2500Å×15μmとなり、約1.9μm
角（素子面積3.75μm）に相当する。以上のよう
に本発明によれば素子寸法はおよそ１割に減少す
ることが可能となる。
いることなくMIM素子寸法を大幅に減少するこ
とが可能となる。例えば、15μmの寸法精度のマ
スクアライナーを用いる場合、従来の構造の
MIM素子寸法は最小で15μm角（素子面積
225μm2）となるが、本発明の横型MIM素子の場
合、MIM素子寸法は金属１５の膜厚を2500Åと
し、金属１８の寸法は最小寸法の15μmとすれば、
MIM素子寸法は2500Å×15μmとなり、約1.9μm
角（素子面積3.75μm）に相当する。以上のよう
に本発明によれば素子寸法はおよそ１割に減少す
ることが可能となる。
横型MIM素子を液晶表示装置に適用すると第
５図に示すようになる。この場合、金属１５の上
に形成する絶縁膜１７が重要になる。
５図に示すようになる。この場合、金属１５の上
に形成する絶縁膜１７が重要になる。
ここで、金属酸化膜、絶縁膜及び液晶の誘電率
及びそれらの膜厚をそれぞれε1，ε2，ε3，d1，
d2，d3とし、金属１５の膜厚をａ，金属１５と金
属１８の重なり部の長さをｂ，金属１８の幅を
ｃ，液晶の１画素の寸法をｈとすると、MIM素
子の容量c1，オーバーラツプによる容量c2，液晶
の画素容量CLCはそれぞれ、 C1＝ε0εａ×ｃ／d1 １／C2＝（ε0ε2ｂ×ｃ／d2）-1 ＋（ε0ε1ｂ×ｃ／d1）-1 CLC＝ε0ε3h2／d3 となる。
及びそれらの膜厚をそれぞれε1，ε2，ε3，d1，
d2，d3とし、金属１５の膜厚をａ，金属１５と金
属１８の重なり部の長さをｂ，金属１８の幅を
ｃ，液晶の１画素の寸法をｈとすると、MIM素
子の容量c1，オーバーラツプによる容量c2，液晶
の画素容量CLCはそれぞれ、 C1＝ε0εａ×ｃ／d1 １／C2＝（ε0ε2ｂ×ｃ／d2）-1 ＋（ε0ε1ｂ×ｃ／d1）-1 CLC＝ε0ε3h2／d3 となる。
ここで、画素寸法を200μm角とした場合の画素
容量CLCは、ε3＝８、セルギヤツプd3＝6μmとし
て、CLC≠0.47pFとなる。
容量CLCは、ε3＝８、セルギヤツプd3＝6μmとし
て、CLC≠0.47pFとなる。
また、MIM素子容量C1は前述のようにTa−
Ta2O5−Cr構造で酸化膜d1を500Åとすると素子
面積は約6μm2となることから、C1＝0.027PFとな
る。
Ta2O5−Cr構造で酸化膜d1を500Åとすると素子
面積は約6μm2となることから、C1＝0.027PFとな
る。
一方、液晶に印加される実効値の減少を防ぐた
めには素子容量C1とオーバーラツプ容量C2が画
素容量CLCに比べ十分小さくなければならない。
すなわち、次の関係が必要となる。
めには素子容量C1とオーバーラツプ容量C2が画
素容量CLCに比べ十分小さくなければならない。
すなわち、次の関係が必要となる。
CLC＞10（C1＋C2）
従つて、オーバーラツプ容量はC2は0.02pF以
下にする必要がある。
下にする必要がある。
仮に金属１５（Taとする）上の絶縁物１３を
金属酸化物１２と同じTa2O5（ε＝25）とすると、
絶縁体の膜厚を3400Å（陽極酸化電圧200Vに相
当し、これ以上の高電圧では膜質に異常が発生す
る。）とし、重なり部の厚さｂを10μmとすれば、
容量C2＝0.156pFとなり、液晶に十分な実効値が
とれなくなつてしまう。従つて金属１５の絶縁体
膜には誘電率の小さな絶縁物を選択する必要があ
る。そこで比誘電率の小さいSiO2を絶縁体膜１
３とした場合について考えるとSiO2の比誘電率
を3.8とするとオーバーラツプｂが10μm、SiO2膜
厚d2が4000Åで、オーバーラツプ容量C2は0.02pF
となる。絶縁体膜１３の材料としては、SiO2の
他、Al2O3やポリイミドなどの有機物が誘電率が
小さく絶縁性に優れていることから望ましいと思
われる。
金属酸化物１２と同じTa2O5（ε＝25）とすると、
絶縁体の膜厚を3400Å（陽極酸化電圧200Vに相
当し、これ以上の高電圧では膜質に異常が発生す
る。）とし、重なり部の厚さｂを10μmとすれば、
容量C2＝0.156pFとなり、液晶に十分な実効値が
とれなくなつてしまう。従つて金属１５の絶縁体
膜には誘電率の小さな絶縁物を選択する必要があ
る。そこで比誘電率の小さいSiO2を絶縁体膜１
３とした場合について考えるとSiO2の比誘電率
を3.8とするとオーバーラツプｂが10μm、SiO2膜
厚d2が4000Åで、オーバーラツプ容量C2は0.02pF
となる。絶縁体膜１３の材料としては、SiO2の
他、Al2O3やポリイミドなどの有機物が誘電率が
小さく絶縁性に優れていることから望ましいと思
われる。
本発明の実施例を第６図に示す。ガラス基板２
１上に2500Åの膜厚のTa膜２２が所定の形状で
形成されており、Ta膜２２はMIM素子の第１導
電層と画素用配線が同時形成されている。Ta膜
２２の周囲はTaの陽極酸化膜２３となつており、
酸化膜厚さは500Åとなつている。Ta膜２２の平
面上にSiO2膜２４を5000Åの膜厚で形成する。
本実施例においては、このSiO2膜２４は、Ta膜
２２をマスクとして基板２１の裏側から露光しフ
オトエツチングして形成する。従つてTa膜パタ
ーンとSiO2のパターンの合わせ誤差はない。更
に液晶駆動用の画素電極２５をITO膜で形成し、
MIM素子の第２導電層を600ÅのCr膜２６で形成
すると同時に画素電極２５とMIM素子の接続を
行つている。素子寸法は250Å×25μm、オーバー
ラツプは10、画素寸法は0.2とした。以上の基板
と対向電極が配線された対向基板とを通常の液晶
表示パネルの組立工程に従つて組み立てることに
よりMIM素子を具備した液晶表示パネルとした。
以上により１／500駆動で、コントラストの良い
表示が得られた。
１上に2500Åの膜厚のTa膜２２が所定の形状で
形成されており、Ta膜２２はMIM素子の第１導
電層と画素用配線が同時形成されている。Ta膜
２２の周囲はTaの陽極酸化膜２３となつており、
酸化膜厚さは500Åとなつている。Ta膜２２の平
面上にSiO2膜２４を5000Åの膜厚で形成する。
本実施例においては、このSiO2膜２４は、Ta膜
２２をマスクとして基板２１の裏側から露光しフ
オトエツチングして形成する。従つてTa膜パタ
ーンとSiO2のパターンの合わせ誤差はない。更
に液晶駆動用の画素電極２５をITO膜で形成し、
MIM素子の第２導電層を600ÅのCr膜２６で形成
すると同時に画素電極２５とMIM素子の接続を
行つている。素子寸法は250Å×25μm、オーバー
ラツプは10、画素寸法は0.2とした。以上の基板
と対向電極が配線された対向基板とを通常の液晶
表示パネルの組立工程に従つて組み立てることに
よりMIM素子を具備した液晶表示パネルとした。
以上により１／500駆動で、コントラストの良い
表示が得られた。
以上のように、本発明の液晶表示装置は、一対
の基板間に液晶物質が挟持され、該一対の基板の
一方の基板上には複数本の画素用配線、複数の非
線形素子、及び複数の画素電極が形成され、該非
線形素子は第１導電層−絶縁層−第２導電層構造
からなり、該画素用配線と該画素電極は該非線形
素子を介して電気的に接続され、該一対の基板の
他方の基板上には、複数本の対向電極が形成さ
れ、該画素電極と該対向電極の重複する部分で画
素が形成されてなる液晶表示装置において、該第
１導電層は該一方の基板上に形成され、該第１導
電層の上面及び側面には該絶縁層が形成され、該
第１導電層の上面に形成された絶縁層及び該第１
導電層の側面に形成された絶縁層上には該第２導
電層が形成され、該第１導電層の上面に形成され
た絶縁層の厚みは、該第１導電層の側面に形成さ
れた絶縁層の厚みよりも大きいという特徴によ
り、第１導電層−第１導電層の上面に形成された
絶縁膜−第２導電層間の容量を小さくすることが
でき、かつ、第１導電層−第１導電層の側面に形
成された絶縁膜−第２導電層間の容量は、面積を
小さくすることができるので小さくできる。すな
わち、本発明の非線形素子は容量を小さくするこ
とが可能になるので、非線形素子を通して液晶層
に加えられる信号電圧は、非線形素子で消費され
ることが少なく、より液晶層に効率よく印加され
ることになり、コントラストの優れた液晶表示装
置の提供が可能となるものである。
の基板間に液晶物質が挟持され、該一対の基板の
一方の基板上には複数本の画素用配線、複数の非
線形素子、及び複数の画素電極が形成され、該非
線形素子は第１導電層−絶縁層−第２導電層構造
からなり、該画素用配線と該画素電極は該非線形
素子を介して電気的に接続され、該一対の基板の
他方の基板上には、複数本の対向電極が形成さ
れ、該画素電極と該対向電極の重複する部分で画
素が形成されてなる液晶表示装置において、該第
１導電層は該一方の基板上に形成され、該第１導
電層の上面及び側面には該絶縁層が形成され、該
第１導電層の上面に形成された絶縁層及び該第１
導電層の側面に形成された絶縁層上には該第２導
電層が形成され、該第１導電層の上面に形成され
た絶縁層の厚みは、該第１導電層の側面に形成さ
れた絶縁層の厚みよりも大きいという特徴によ
り、第１導電層−第１導電層の上面に形成された
絶縁膜−第２導電層間の容量を小さくすることが
でき、かつ、第１導電層−第１導電層の側面に形
成された絶縁膜−第２導電層間の容量は、面積を
小さくすることができるので小さくできる。すな
わち、本発明の非線形素子は容量を小さくするこ
とが可能になるので、非線形素子を通して液晶層
に加えられる信号電圧は、非線形素子で消費され
ることが少なく、より液晶層に効率よく印加され
ることになり、コントラストの優れた液晶表示装
置の提供が可能となるものである。
更に、パターン寸法に対する制限を緩やかに
し、大型基板の製造を容易にすることができる。
し、大型基板の製造を容易にすることができる。
更に、画素ピツチも小さくでき、高解像度のパ
ネルを可能にするものである。
ネルを可能にするものである。
第１図は非線形素子MIMを用いた液晶装置の
パネル構造を示す。第２図は１画素分のMIM素
子と液晶部分の等価回路を示す。第３図は従来の
MIM素子を示す。第４図は従来のMIM素子と画
素を示す。第５図は本発明による液晶パネルの基
板構造を示す。(a)素子の断面図、(b)MIM素子と
MIM構造の素子の説明図、第６図は本発明によ
る液晶パネル基板を示す。(a)断面図、(b)平面図 １……上基板、２……下基板、３……対向電
極、４……画素用配線、５……MIM素子、６…
…画素電極、７……MIM素子、８……液晶、９
……透明基板、１０……Ta膜、１１……Ta酸化
膜、１２……導電層、１３……画素電極、１４…
…絶縁基板、１５……金属、１６……金属酸化
膜、１７……絶縁膜、１８……金属、１９……
MIM素子、２０……MIM構造の素子、２１……
ガラス基板、２２……Ta膜、２３……Ta酸化
膜、２４……SiO2、２５……ITO、２６……Cr。
パネル構造を示す。第２図は１画素分のMIM素
子と液晶部分の等価回路を示す。第３図は従来の
MIM素子を示す。第４図は従来のMIM素子と画
素を示す。第５図は本発明による液晶パネルの基
板構造を示す。(a)素子の断面図、(b)MIM素子と
MIM構造の素子の説明図、第６図は本発明によ
る液晶パネル基板を示す。(a)断面図、(b)平面図 １……上基板、２……下基板、３……対向電
極、４……画素用配線、５……MIM素子、６…
…画素電極、７……MIM素子、８……液晶、９
……透明基板、１０……Ta膜、１１……Ta酸化
膜、１２……導電層、１３……画素電極、１４…
…絶縁基板、１５……金属、１６……金属酸化
膜、１７……絶縁膜、１８……金属、１９……
MIM素子、２０……MIM構造の素子、２１……
ガラス基板、２２……Ta膜、２３……Ta酸化
膜、２４……SiO2、２５……ITO、２６……Cr。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一対の基板間に液晶物質が挟持され、該一対
の基板の一方の基板上には複数本の画素用配線、
複数の非線形素子、及び複数の画素電極が形成さ
れ、該非線形素子は第１導電層−絶縁層−第２導
電層構造からなり、該画素用配線と該画素電極は
該非線形素子を介して電気的に接続され、該一対
の基板の他方の基板上には、複数本の対向電極が
形成され、該画素電極と該対向電極の重複する部
分で画素が形成されてなる液晶表示装置におい
て、 該第１導電層は該一方の基板上に形成され、該
第１導電層の上面及び側面には該絶縁層が形成さ
れ、該第１導電層の上面に形成された絶縁層及び
該第１導電層の側面に形成された絶縁層上には該
第２導電層が形成され、該第１導電層の上面に形
成された絶縁層の厚みは、該第１導電層の側面に
形成された絶縁層の厚みよりも大きいことを特徴
とする液晶表示装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58006502A JPS59131974A (ja) | 1983-01-18 | 1983-01-18 | 液晶表示装置 |
| US06/571,416 US4534623A (en) | 1983-01-18 | 1984-01-17 | Horizontally-stacked metal-insulator-metal element for electro-optical device and method for manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58006502A JPS59131974A (ja) | 1983-01-18 | 1983-01-18 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59131974A JPS59131974A (ja) | 1984-07-28 |
| JPH0534673B2 true JPH0534673B2 (ja) | 1993-05-24 |
Family
ID=11640209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58006502A Granted JPS59131974A (ja) | 1983-01-18 | 1983-01-18 | 液晶表示装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4534623A (ja) |
| JP (1) | JPS59131974A (ja) |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60106180A (ja) * | 1983-11-15 | 1985-06-11 | Citizen Watch Co Ltd | ＭｉＭダイオ−ド |
| JPS60120399A (ja) * | 1983-12-02 | 1985-06-27 | シチズン時計株式会社 | ダイオ−ド型表示装置の駆動方法 |
| JPS60149025A (ja) * | 1984-01-13 | 1985-08-06 | Seiko Epson Corp | 液晶表示装置 |
| DE3436527A1 (de) * | 1984-10-05 | 1986-04-10 | Vdo Adolf Schindling Ag, 6000 Frankfurt | Multiplexbare fluessigkristallzelle |
| JPS61190315A (ja) * | 1985-02-20 | 1986-08-25 | Sharp Corp | カラ−液晶表示装置 |
| JPH0617957B2 (ja) * | 1985-05-15 | 1994-03-09 | セイコー電子工業株式会社 | 液晶表示装置 |
| FR2599171B1 (fr) * | 1986-05-20 | 1989-12-08 | Thomson Csf | Ecran de visualisation electrooptique et procede de realisation |
| US4728175A (en) * | 1986-10-09 | 1988-03-01 | Ovonic Imaging Systems, Inc. | Liquid crystal display having pixels with auxiliary capacitance |
| JP2816549B2 (ja) * | 1986-10-22 | 1998-10-27 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 電気光学装置 |
| GB2213639B (en) * | 1987-12-10 | 1990-11-07 | Seiko Epson Corp | "non-linear device, e.g. for a liquid crystal display" |
| JP2605382B2 (ja) * | 1987-12-18 | 1997-04-30 | セイコーエプソン株式会社 | アクティブマトリクス基板の製造方法 |
| DE68913220T2 (de) * | 1988-03-28 | 1994-07-07 | Canon Kk | Schaltereinrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung. |
| JPH0814669B2 (ja) * | 1988-04-20 | 1996-02-14 | シャープ株式会社 | マトリクス型表示装置 |
| JP2758911B2 (ja) * | 1988-12-09 | 1998-05-28 | 株式会社リコー | 薄膜二端子素子 |
| DE69023374T2 (de) * | 1989-03-23 | 1996-05-15 | Seiko Epson Corp | Flüssigkristall-Anzeige mit aktiver Matrix und Methode zu ihrer Herstellung. |
| US5153753A (en) * | 1989-04-12 | 1992-10-06 | Ricoh Company, Ltd. | Active matrix-type liquid crystal display containing a horizontal MIM device with inter-digital conductors |
| GB2231200A (en) * | 1989-04-28 | 1990-11-07 | Philips Electronic Associated | Mim devices, their method of fabrication and display devices incorporating such devices |
| JP2870016B2 (ja) * | 1989-05-18 | 1999-03-10 | セイコーエプソン株式会社 | 液晶装置 |
| GB2237143A (en) * | 1989-09-15 | 1991-04-24 | Philips Electronic Associated | Two-terminal non-linear devices and their fabrication |
| US5179035A (en) * | 1989-09-15 | 1993-01-12 | U.S. Philips Corporation | Method of fabricating two-terminal non-linear devices |
| US5264728A (en) * | 1989-11-30 | 1993-11-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Line material, electronic device using the line material and liquid crystal display |
| US5164850A (en) * | 1990-01-29 | 1992-11-17 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Liquid crystal device including tantalum nitride with specific nitriding ratio |
| JP2990815B2 (ja) * | 1991-01-25 | 1999-12-13 | セイコーエプソン株式会社 | 液晶表示装置及びその製造方法 |
| JP3125311B2 (ja) * | 1991-02-25 | 2001-01-15 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置 |
| GB9110737D0 (en) * | 1991-05-17 | 1991-07-10 | Philips Electronic Associated | Method of fabricating mim type device arrays and display devices incorporating such arrays |
| US5274485A (en) * | 1991-06-24 | 1993-12-28 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Liquid crystal display |
| EP0559122B1 (en) * | 1992-03-02 | 1997-06-11 | Seiko Epson Corporation | Ink-jet printer, electronic apparatus including it and method for controlling them |
| WO1996014599A1 (fr) * | 1994-11-08 | 1996-05-17 | Citizen Watch Co., Ltd. | Affichage a cristaux liquides |
| DE69529979T2 (de) * | 1995-01-13 | 2003-12-04 | Koninkl Philips Electronics Nv | Fluessigkristall-anzeigevorrichtung |
| US20060091496A1 (en) * | 2004-10-28 | 2006-05-04 | Hewlett-Packard Development Company, Lp | Metal-insulator-metal device |
| TWI260774B (en) * | 2005-07-19 | 2006-08-21 | Quanta Display Inc | Method for manufacturing liquid crystal display substrates |
| US8059216B2 (en) * | 2005-12-20 | 2011-11-15 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Switchable autostereoscopic display device |
| US8492874B2 (en) | 2011-02-04 | 2013-07-23 | Qualcomm Incorporated | High density metal-insulator-metal trench capacitor |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4413883A (en) * | 1979-05-31 | 1983-11-08 | Northern Telecom Limited | Displays controlled by MIM switches of small capacitance |
| JPS5831321A (ja) * | 1981-08-20 | 1983-02-24 | Seiko Epson Corp | 液晶表示パネル |
-
1983
- 1983-01-18 JP JP58006502A patent/JPS59131974A/ja active Granted
-
1984
- 1984-01-17 US US06/571,416 patent/US4534623A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4534623A (en) | 1985-08-13 |
| JPS59131974A (ja) | 1984-07-28 |
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