JPH06235941A

JPH06235941A - 液晶表示装置とその製造方法

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Publication number: JPH06235941A
Application number: JP30427993A
Authority: JP
Inventors: Kanetaka Sekiguchi; 関口　　金孝; Yuichi Kato; 雄一加藤
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1992-12-16
Filing date: 1993-12-03
Publication date: 1994-08-23
Anticipated expiration: 2018-03-17
Also published as: JP3387588B2

Abstract

(57)【要約】【構成】ＭＩＭ素子を用いた液晶表示装置であって、
基板上に島状に形成した下部電極の表面を陽極酸化処理
して絶縁膜を作り、この絶縁膜を介して下部電極と重な
る複数の上部電極を設け、一部の上部電極を信号電極に
接続し、別の上部電極を画素電極に接続することによっ
て、信号電極と画素電極の間に複数のＭＩＭ素子を配置
する。これによりＭＩＭ素子の層構造が対称になって、
電流−電圧特性が対称になる。上部電極と画素電極は同
一の材料で作り、電極上に透明絶縁膜を形成する。【効果】波形の対称な電圧で液晶表示装置を駆動すれ
ばよいことになり、液晶層にかかる直流電圧成分が減っ
て、液晶の劣化や、コントラストの低下や、フリッカ現
象や、残像を生じる画像焼き付き現象等を防ぐことがで
きる。これによって表示品質が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非線形素子であるＭＩ
Ｍ素子を備えた液晶表示装置の構造およびその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示パネルの実用化が進み、現在で
は高品位の画質が得られるアクティブマトリクス方式の
液晶表示装置が主流になりつつある。アクティブマトリ
クス方式とは、液晶表示装置の画素電極毎に、スイッチ
ング素子として３端子素子である薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）や、２端子素子であるダイオードや非線形素子を
設けたものである。

【０００３】２端子系の非線形素子には、金属膜−絶縁
膜−金属膜あるいは金属膜−絶縁膜−透明導電膜の３層
構造からなるＭｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔ
ａｌ素子（ＭＩＭ素子と呼ばれる）があり、これには、
タンタル膜（Ｔａ）−酸化タンタル膜（Ｔａ2 Ｏ5 ）−
クロム膜（Ｃｒ）構造のものや、あるいはタンタル膜
（Ｔａ）−酸化タンタル膜（Ｔａ2 Ｏ5 ）−酸化インジ
ュウムスズ膜（ＩＴＯ）構造のものがある。また絶縁膜
として、酸化タンタル膜以外に酸化シリコン膜や酸化ア
ルミニュウム膜などが使用可能である。ＭＩＭ素子は電
流−電圧（Ｉ−Ｖ）特性が非線形であり、これによって
液晶層への印加電圧のスイッチングが行われる。

【０００４】タンタル膜（Ｔａ）−酸化タンタル膜（Ｔ
ａ2 Ｏ5 ）−酸化インジュウムスズ膜（ＩＴＯ）構造の
ＭＩＭ素子による従来例を、図１７から図２０の図面を
用いて説明する。図１７は従来の液晶表示装置の平面
図、図１８は図１７の破線３６で囲った部分の拡大平面
図、図１９は信号電極とＭＩＭ素子と画素電極を示す平
面図、図２０は図１９のＡ−Ｂ線におけるＭＩＭ素子部
の断面図である。

【０００５】図２０にてＭＩＭ素子は、アクティブ基板
３３の上に形成された下部電極であるタンタル（Ｔａ）
膜４３、絶縁膜である酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）膜４
４、そして上部電極である酸化インジュウムスズ膜の透
明導電膜４５よりなる。タンタル膜と酸化タンタル膜か
らなる信号電極３７が下部電極４３に連続し、上部電極
４５が酸化インジュウムスズ膜の画素電極３８に連続し
ていて、外部信号は信号電極３７よりＭＩＭ素子を介し
て画素電極３８に印加される。

【０００６】液晶表示装置は、図１７と図１８に示すご
とく、画素電極３８およびＭＩＭ素子の形成されたアク
ティブ基板３３と、画素電極３８に向き合う対向電極４
０の形成された対向基板３４を、それぞれ配向処理を施
した後、シール部３５により一定の隙間を保つよう張り
合わせ、その隙間に液晶を封入したものである。図１８
の実線２１の内側が表示領域である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ＭＩＭ素子を用いた液
晶表示装置では、液晶の駆動に際して「焼き付き現象」
と呼ばれる不具合を生じる。図２１のグラフによりこれ
を説明する。この例の液晶表示装置はノーマリー白の表
示であり、グラフは任意の画素に加える電圧を５分間隔
で切り換えた場合の透過率の変化を示すものである。最
初に透過率５０％の表示の電圧を５分間（非選択期間Ｔ
１）印加し、次に透過率１０％の表示の電圧を５分間
（選択期間Ｔ２）印加し、次に再び最初のＴ１の非選択
期間に印加した電圧と同じ電圧を５分間（非選択期間Ｔ
３）印加する。非選択期間Ｔ１と非選択期間Ｔ３を比べ
ると、印加電圧が等しいにもかかわらず透過率に差（Δ
Ｔ）が生じている。この例ではΔＴは５％であった。こ
れから分かるように、実際の表示においても静止画を数
分以上表示した場合、この画像が次に表示される別の画
像の上に残って残像として認識される。これが「焼き付
き現象」で表示品質を著しく低下させるものであり、液
晶表示装置にとって実用上大きな問題である。焼き付き
現象は、駆動時に液晶層に直流電圧成分が加わるため
に、配向膜の分極や液晶自体の劣化が生じて起こると考
えられる。

【０００８】図２２は、従来見られるタンタル膜−酸化
タンタル膜−酸化インジュウムスズ構造からなるＭＩＭ
素子の、電流−電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）を示すグラフで
ある。印加電圧の極性によって電流値が大きく異なって
おり、縦軸（印加電圧＝０Ｖ）に関し非対称である。Ｍ
ＩＭ素子の上部電極である酸化インジュウムスズを、ク
ロム（Ｃｒ）あるいはチタン（Ｔｉ）などの金属膜に置
き換えると、非対称性はやや緩和されるが完全に対称に
はならない。ＭＩＭ素子の電流−電圧特性が非対称であ
ると、液晶表示装置の交流駆動時に（＋）フィールドと
（−）フィールドで液晶層に加わる電圧に差ができ、直
流成分を生じる。

【０００９】このような直流電圧成分を除去する方法と
して、オフセット駆動法が提案されている。これは図２
３に示すように、セレクト期間（Ｔｓ）とホールド期間
（Ｔｈ）の印加電圧を、（＋）フィールドと（−）フィ
ールドでそれぞれ違え、素子特性の非対称を駆動電圧の
差で補償することにより、液晶層に直流電圧成分が加わ
らないようにする方法である。セレクト期間（Ｔｓ）の
電圧はＶａ１とＶａ２であり、ホールド期間（Ｔｈ）の
電圧は、Ｖｂ１とＶｂ２である。

【００１０】オフセット駆動法により、液晶層を挟む画
素電極と対向電極間の直流電圧成分は低減する。しかし
ながら信号電極には、例えばＶｂ１とＶｂ２のような非
対称な電圧が印加されるから、アクティブ基板上の信号
電極と画素電極間には直流電圧成分が生じる。また、対
向電極と信号電極間にも直流電圧成分が生じる。このた
め、液晶層に加わる直流電圧成分を十分に低下させるこ
とができず、残像現象は完全には解消しない。

【００１１】本発明の目的は、ＭＩＭ素子の電流−電圧
特性の非対称性を解消し、液晶層への直流電圧成分の印
加を防いで、焼き付き現象のない、画像品質の良好な液
晶表示装置とその製造方法を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の液晶表示装置は次のような構造を用いる。
すなわち、下部電極を島状に形成し、その表面を陽極酸
化処理して絶縁膜を作り、この絶縁膜を介して下部電極
に接合する複数の上部電極を設けてＭＩＭ素子を形成
し、一部の上部電極を信号電極に接続し、別の上部電極
を画素電極に接続する。画素電極に接続する上部電極は
画素電極と同じ材料でこれと一体に形成する。これによ
り信号電極と画素電極の間に複数のＭＩＭ素子が配置さ
れ、この間を構成する各層の配列が対称になって、個々
のＭＩＭ素子における電流−電圧特性の非対称性が補償
され、対称な電流−電圧特性が得られるのである。

【００１３】本発明では、さらに、上記のように形成し
たＭＩＭ素子および画素電極の上にパシベーション膜と
して透明絶縁膜を設けることを提案する。このパシベー
ション膜によって基板上の配向膜と電極が分離され、配
向膜分極が起こりにくくなって表示性能が改善される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の第１の実施例である液晶表示装
置の画素電極周辺を示す平面図であり、図のＣ−Ｄ線に
おける断面を図２に示す。第１の基板１上に下部電極２
を設ける。下部電極２は膜厚１００ｎｍのタンタル（Ｔ
ａ）膜からなり、島状に形成される。下部電極２を陽極
酸化処理して、表面に酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）膜か
らなる膜厚３５ｎｍの絶縁膜３を設ける。

【００１５】また、信号電極７とこれに連続した第１の
上部電極５と、画素電極８とこれに連続した第２の上部
電極６を設ける。第１の上部電極５と第２の上部電極６
は、ＭＩＭ素子部１０を構成する下部電極２の上に絶縁
膜３を介して設ける。信号電極７と第１の上部電極５と
第２の上部電極６と画素電極８は、いずれも透明導電
膜、たとえば酸化インジュウムスズ（ＩＴＯ）で構成す
る。また、外部回路との接続を行うための接続部９を信
号電極７の一端に設ける。

【００１６】以上の構成により、信号電極７と画素電極
８との間に設けられたＭＩＭ素子の構成は、酸化インジ
ュウムスズ−酸化タンタル−タンタル−酸化タンタル−
酸化インジュウムスズの順である。すなわち、信号電極
７と画素電極８の間の構造が対称になる。

【００１７】このＭＩＭ素子の電流−電圧（Ｉ−Ｖ）特
性を、図３のグラフに示す。ＭＩＭ素子は画素電極と信
号電極の間で対称な構造なので、極性の異なる印加電圧
（Ｖ）に対して電流（Ｉ）が対称になる。

【００１８】このＭＩＭ素子を用いた液晶表示装置の焼
き付き現象を、図４のグラフで説明する。このグラフ
は、従来例の焼き付き現象を示す先の図２１のグラフと
同様に、画素に印加する電圧を５分間隔で切り換えた場
合の透過率の変化を示している。液晶表示装置はノ−マ
リー白の表示である。最初に透過率５０％の表示の電圧
を５分間（非選択期間Ｔ１）印加し、次に透過率１０％
の表示の電圧を５分間（選択期間Ｔ２）印加し、次に再
び最初のＴ１の非選択期間に印加した電圧と同じ電圧を
５分間（非選択期間Ｔ３）印加する。本発明のＭＩＭ素
子の場合、非選択期間Ｔ１と非選択期間Ｔ３における透
過率の差（ΔＴ）は１％以下に低下し、さらに時間とと
もに急激に減少している。

【００１９】図５は、本発明の液晶表示装置の信号電極
に印加する電圧の例を示す図である。セレクト期間Ｔ
ｓ、およびホールド期間Ｔｈに印加する電圧は、（＋）
フィールドのときそれぞれＶｓ１とＶｈ１であり、
（−）フィールドのときＶｓ２とＶｈ２である。ＭＩＭ
素子の電流−電圧特性が対称であるため、Ｖｓ１とＶｓ
２の絶対値とＶｈ１とＶｈ２の絶対値は、ともに等しく
することができる。

【００２０】このように、本発明のＭＩＭ素子は電流−
電圧特性が対称であり、駆動電圧を対称にすることがで
きる。従って駆動中に液晶層にかかる直流電圧成分が著
しく減少するとともに、信号電極と画素電極、および信
号電極と対向電極間に直流電圧成分が印加されなくな
る。これにより表示上問題となる焼き付き現象が防止さ
れ、優れた表示品質の液晶表示装置が得られる。

【００２１】次に、この実施例における液晶表示装置の
製造方法を、図６、図７および図８により説明する。図
６は下部電極２とこれに連続した疑似電極１１および共
通電極部１３を示す平面図である。図７は、下部電極２
を島状に形成した状態を示す平面図である。図８は、画
素電極８とこれに連続していて下部電極と交差する上部
電極６、信号電極７とこれに連続していて下部電極と交
差する上部電極５、そして信号電極７の一端に設けた接
続部９を形成した状態を示す平面図である。

【００２２】まず図６において、ガラスの第１基板１上
にタンタル（Ｔａ）膜を２５０ｎｍの膜厚で全面に形成
する。次いでホトリソグラフィ法とエッチング法によ
り、下部電極２とこれに連続した疑似電極１１および共
通電極部１３をパターン形成する。次に、共通電極部１
３を陽極とし、クエン酸水溶液、あるいはホウ酸アンモ
ニウム水溶液を用いて、タンタル膜に陽極酸化処理を行
う。これにより、下部電極２と疑似電極１１の表面に、
酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）の絶縁膜を３５ｎｍの膜厚
で形成する。

【００２３】次にホトリソグラフィ法およびエッチング
法で、補助電極１１と共通電極部１３を除去し、図７に
示すように表面に絶縁膜が作られた島状の下部電極２を
形成する。これがＭＩＭ素子部１０になる。

【００２４】次に、基板表面に透明導電膜として酸化イ
ンジュウムスズ（ＩＴＯ）膜を２００ｎｍの膜厚で形成
し、図８に示すように、ホトリソグラフィ法とエッチン
グ法により、画素電極８とこれに連続した第１の上部電
極６、信号電極７とこれに連続した第２の上部電極５、
そして信号電極７の一端の接続部９を同時にパターン形
成する。第１の上部電極５と第２の上部電極６は、下部
電極２と交差するように配置する。これによりＭＩＭ素
子を備えた液晶表示装置の基板が得られる。

【００２５】以上の説明では、下部電極２と疑似電極１
１を形成して絶縁膜を設け、下部電極２を島状に分離し
た後、透明導電膜により信号電極７と画素電極８と第１
の上部電極５と第２の上部電極６を形成する例を示し
た。別の製造方法として、下部電極２と疑似電極１１を
形成して絶縁膜を設け、続いて透明導電膜により信号電
極７と画素電極８と第１の上部電極５と第２の上部電極
６とを形成し、その後、下部電極２を疑似電極１１から
分離する方法を取ることもできる。

【００２６】次に、本発明の液晶表示装置の第２の実施
例を図面に基づいて説明する。図９は第２の実施例の画
素電極周辺を示す平面図であり、図のＥ−Ｆ線における
断面を図１０に示す。第１の基板１上に、１００ｎｍの
膜厚のタンタル（Ｔａ）からなる島状の下部電極２を設
ける。これを陽極酸化処理して、表面に酸化タンタル
（Ｔａ2 Ｏ5 ）の絶縁膜３を４０ｎｍの膜厚で設ける。
また、タンタル膜からなる補助電極１４を形成する。補
助電極１４は、後で形成する信号電極７の下層に位置す
るものであり、信号電極７を外部回路に接続するための
接続部９に至る。次に、信号電極７とこれに連続した第
１の上部電極５、画素電極８とこれに連続した第２の上
部電極６を、上部電極５、６が下部電極２と交差するよ
うに絶縁膜３の上に設ける。信号電極７と第１の上部電
極５と第２の上部電極６と画素電極８は、いずれも透明
導電膜、たとえば酸化インジュウムスズ（ＩＴＯ）で構
成する。

【００２７】この構造によれば、信号電極７と画素電極
８との間に設けられたＭＩＭ素子は、実施例１と同じく
対称な構造になる。従って、液晶層への直流成分の印加
がなくなって、表示上問題となる焼き付き現象の発生を
防ぐことができ、表示の良好な液晶表示装置が得られ
る。

【００２８】さらに、この実施例においては、液晶表示
装置の大型化に伴う信号電極の抵抗値の増加による表示
品質の低下を防ぐため、ＩＴＯの信号電極７の下層に、
金属であるタンタル膜の補助電極１４を形成してある。
これにより、信号電極７の抵抗値を減少させることがで
きる。また図９に示すように、接続部９において補助電
極１４をリング状に形成してある。外部回路との接続の
際、透明導電膜のＩＴＯが見えにくくとも、リング状の
金属膜があるので容易に識別でき、接続部９に半導体集
積回路装置や外部接続端子を接続する作業の能率が向上
する。

【００２９】次に、本発明の液晶表示装置の第３の実施
例を図面に基づいて説明する。図１１は、第３の実施例
の画素電極周辺を示す平面図であり、図のＧ−Ｈ線にお
ける断面を図１２に示す。この実施例は、ＭＩＭ素子の
上部電極を下部電極の側面の絶縁膜に接するよう設ける
ことにより、素子面積の小さいＭＩＭ素子を形成するも
のである。

【００３０】第１の基板１上には、２５０ｎｍの膜厚の
タンタル（Ｔａ）の下部電極２を島状に形成する。下部
電極２はＭＩＭ素子部１０を構成する。下部電極２を陽
極酸化処理して、表面に酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）の
絶縁膜３を５０ｎｍの膜厚で設ける。図１１にて、下部
電極２が矢印１５の方向に伸びて疑似電極をなしていた
が、この図ではすでに除去されている。

【００３１】次に、信号電極７とこれに連続した第１の
上部電極５、画素電極８とこれに連続した第２の上部電
極６を、上部電極５、６が下部電極２の側面に接して上
面に僅かにかかるように設ける。これらの電極はいずれ
も酸化インジュウムスズ（ＩＴＯ）からなる。外部の回
路との接続を行うための接続部９を信号電極７の一端に
設けてある。

【００３２】ＭＩＭ素子の面積は、第１の上部電極５と
第２の上部電極６が、下部電極２の側面と上縁で絶縁膜
３を介して下部電極２に重なる面積になる。下部電極２
の膜厚が２５０ｎｍと薄いので、接合面積の小さなＭＩ
Ｍ素子が作れる。ＭＩＭ素子部１０も小さくできる。

【００３３】これによれば、信号電極７と画素電極８と
の間に設けられたＭＩＭ素子は、先の各実施例と同じく
対称の構造になり、微細面積のＭＩＭ素子においても対
称な電流−電圧（Ｉ−Ｖ）特性を実現できる。従って良
好な表示品質の液晶表示装置が得られる。

【００３４】次に、本発明の第４の実施例を図面に基づ
いて説明する。図１３は第４の実施例の液晶表示装置の
画素電極周辺を示す平面図であり、図のＩ−Ｊ線におけ
る断面を図１４に示す。第１の基板１の全面にスパッタ
リング法によりタンタル（Ｔａ）を２５０ｎｍの膜厚で
形成し、フォトエッチングにより、図１３の斜線部がま
だ開口部１６で切断されずにつながっている状態のパタ
ーンを得る。このパターンは下部電極２となる部分を含
んでる。

【００３５】陽極酸化処理により、斜線領域の表面に酸
化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）の絶縁膜３を３５ｎｍの膜厚
で形成する。次にスパッタリング法により、酸化インジ
ュウムスズ（ＩＴＯ）の透明導電膜を２００ｎｍの膜厚
で全面に形成する。次にフォトエッチング処理によって
ＩＴＯをパターニングし、ＭＩＭ素子の第１の上部電極
５およびこれに連続した信号電極７と、第２の上部電極
６およびこれに連続した画素電極８を形成する。これら
のパタ−ンは図１３に破線で示される。

【００３６】スパッタリング法により、酸化タンタルあ
るいは酸化シリコンの透明絶縁膜１７を２００ｎｍの膜
厚で全面に形成する。透明絶縁膜１７はパシベーション
膜として機能する。次に、フォトエッチングにより開口
部１６を作り、斜線領域をＭＩＭ素子部１０と信号電極
７に分離する。

【００３７】ＭＩＭ素子部１０にて、第１の上部電極５
と第２の上部電極６が絶縁層３を介して下部電極２と交
差する部分がＭＩＭ素子となる。本実施例では、ＭＩＭ
素子面積が３２μｍ2 のものを作製した。信号電極７と
画素電極８の間におけるＭＩＭ素子の構造は、先の各実
施例と同様に対称なものとなる。なお、信号電極７はタ
ンタル膜（斜線部）とＩＴＯ膜（破線部）の２層構造で
あり、層間に絶縁膜３が介在して容量結合をなすから、
実施例２の図９、図１０の場合のように二つの層が直接
に接合する構造ほどではないが、やはり信号電極の抵抗
を低くする効果がある。

【００３８】図１５は、本実施例のＭＩＭ素子を備えた
液晶表示装置の「焼き付き現象」の評価結果を示すグラ
フである。５分間の選択期間の前後で透過率の変動は
０．５％に止どまり、表示画像に残像は生じなかった。

【００３９】本実施例の効果が顕著なのは、電圧−電流
特性が対称のＭＩＭ素子により、直流電圧成分の印加を
避けて液晶の劣化を抑えることができたのに加え、信号
電極７とＭＩＭ素子部１０と画素電極８の上にパシベー
ション膜である透明絶縁膜１７を形成したことにより、
配向膜と電極が分離されて配向膜分極が起きにくくなっ
たためと考えられる。

【００４０】第４の実施例はこのように有効なものであ
るが、下部電極２が信号電極７や画素電極８に高抵抗を
介して接続されているため、外部の電圧に対して不安定
であり、図１４に見るように開口部１６の箇所で下部電
極２の側面にタンタルが露出していると、液晶内のイオ
ンの付着や配向膜の極性の偏り（分極）のために電気的
な変化が起こり、ＭＩＭ素子の特性が変化する恐れがあ
る。

【００４１】そこで第５の実施例として、第４の実施例
の工程で図１３および図１４の開口部１６を作った後
に、信号電極７に電圧を印加することによりＭＩＭ素子
部１０を介して下部電極２を陽極酸化処理し、図１６に
示すように下部電極２の開口部１６側の側面に酸化タン
タル（Ｔａ2 Ｏ5 ）の絶縁膜１８を３５ｎｍの膜厚で形
成する。これによりタンタル表面が液晶や配向膜と直接
に接触することが避けられて素子の特性が安定化する。

【００４２】開口部１６にタンタルが露出するのを防ぐ
には、次の方法によることもできる。先の実施例４の工
程では、全面に透明絶縁膜１７を施し、次いでフォトエ
ッチングで開口部１６を作ったが、この工程を入れ替え
る。すると図１４にて開口部１６も透明絶縁膜１７で覆
われることになり、タンタルの下部電極２の側面のうち
開口部１６に面した部分が保護される。

【００４３】以上に説明した各実施例では、上部電極と
これに連続した信号電極を同じ材料で作る例について説
明したが、両電極を別材料にして、上部電極にＩＴＯ
膜、信号電極にチタン（Ｔｉ）膜を用い、両者の接続領
域を設けてもよい。また、ＩＴＯ−酸化タンタル−タン
タル−酸化タンタル−ＩＴＯの構造のＭＩＭ素子の場合
を説明したが、電極材料としてタンタルの代わりに窒化
タンタル、タンタルシリサイド、タンタルアルミニウ
ム、またはタンタルチタンを用い、これらを陽極酸化処
理して非線形抵抗体である絶縁膜を作ることもできる。
また、透明導電膜としてＩＴＯ膜のほか、薄膜金属膜、
あるいは導電性金属酸化膜の単層膜、あるいは導電性金
属酸化膜の積層膜を用いることもできる。

【００４４】さらに、上記の各実施例において、ＩＴＯ
−酸化タンタル−タンタルからなるＭＩＭ素子を２個直
列に接続して得られるＩＴＯ−酸化タンタル−タンタル
−酸化タンタル−ＩＴＯの構造のＭＩＭ素子を示した
が、このような対称構造のＭＩＭ素子を複数個並列に接
続する構造としてもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、液晶表
示装置に本発明のＭＩＭ素子を用いるならば、印加電圧
に対するＭＩＭ素子の電流特性の非対称性を解消し、液
晶層に加わる直流電圧成分を減らして、液晶の劣化を防
ぐことができる。これにより液晶表示装置のコントラス
トの低下や、フリッカ現象や、残像を生じる画像焼き付
き現象が避けられ、表示品質が向上する。特に焼き付き
現象に関しては、三端子系の素子に勝るとも劣らない特
性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の液晶表示装置の信号電
極とＭＩＭ素子と画素電極の平面図である。

【図２】本発明の第１の実施例の液晶表示装置のＭＩＭ
素子部分の断面図である。

【図３】本発明の液晶表示装置のＭＩＭ素子の電流−電
圧特性を示すグラフである。

【図４】本発明の第１ないし第３の実施例の液晶表示装
置の焼き付き現象を示すグラフである。

【図５】本発明の液晶表示装置の信号電極に印加する駆
動波形を示す図である。

【図６】本発明の第１の実施例の製造工程におけるＭＩ
Ｍ素子の下部電極と疑似電極の平面図である。

【図７】本発明の第１の実施例の製造工程におけるＭＩ
Ｍ素子の下部電極の平面図である。

【図８】本発明の第１の実施例の製造工程における信号
電極とＭＩＭ素子と画素電極の平面図である。

【図９】本発明の第２の実施例の液晶表示装置の信号電
極とＭＩＭ素子と画素電極の平面図である。

【図１０】本発明の第２の実施例の液晶表示装置のＭＩ
Ｍ素子部分の断面図である。

【図１１】本発明の第３の実施例の液晶表示装置の信号
電極とＭＩＭ素子と画素電極の平面図である。

【図１２】本発明の第３の実施例の液晶表示装置のＭＩ
Ｍ素子部分の断面図である。

【図１３】本発明の第４の実施例の液晶表示装置の信号
電極とＭＩＭ素子と画素電極の平面図である。

【図１４】本発明の第４の実施例の液晶表示装置のＭＩ
Ｍ素子部分の断面図である。

【図１５】本発明の第４の実施例の液晶表示装置の焼き
付き現象を示すグラフである。

【図１６】本発明の第５の実施例の液晶表示装置のＭＩ
Ｍ素子部分の断面図である。

【図１７】従来例の液晶表示装置の平面図である。

【図１８】従来の液晶表示装置の部分拡大平面図であ
る。

【図１９】従来の液晶表示装置のの信号電極とＭＩＭ素
子と画素電極の平面図である。

【図２０】従来の液晶表示装置のＭＩＭ素子部分の断面
図である。

【図２１】従来の液晶表示装置の焼き付き現象を示すグ
ラフである。

【図２２】従来の液晶表示装置のＭＩＭ素子の電流−電
圧特性を示すグラフである。

【図２３】従来の液晶表示装置の信号電極に印加する駆
動波形を示す図である。

【符号の説明】

１第１の基板２下部電極３絶縁膜５第１の上部電極６第２の上部電極７信号電極１０ＭＩＭ素子部１１疑似電極１４補助電極１６開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＭＩＭ素子を用いる液晶表示装置におい
て、ＭＩＭ素子は島状に形成した下部電極と、該下部電
極の表面を陽極酸化処理して形成した非線形抵抗体であ
る絶縁膜と、該絶縁膜を介して下部電極に接合する複数
の上部電極で形成し、該上部電極の一部を信号電極に接
続し、別の上部電極を画素電極に接続することにより信
号電極と画素電極との間に複数のＭＩＭ素子を配置し、
上部電極と画素電極を同じ材料で構成することを特徴と
する液晶表示装置。
【請求項２】請求項１に記載の液晶表示装置におい
て、信号電極と上部電極と画素電極を同じ材料で構成す
ることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の液晶表
示装置において、信号電極と上部電極と画素電極は透明
導電膜からなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】請求項１ないし３に記載の液晶表示装置
において、ＭＩＭ素子の上部電極は、絶縁膜を介して下
部電極の上面に交差する配置であることを特徴とする液
晶表示装置。
【請求項５】請求項１ないし３に記載の液晶表示装置
において、ＭＩＭ素子の上部電極は、絶縁膜を介して下
部電極の側面に接合する配置であることを特徴とする液
晶表示装置。
【請求項６】請求項１ないし３に記載の液晶表示装置
において、信号電極は、ＭＩＭ素子の下部電極と同じ材
料からなる補助電極と、画素電極と同じ材料からなる配
線電極との２層構成であることを特徴とする液晶表示装
置。
【請求項７】請求項１ないし３に記載の液晶表示装置
において、ＭＩＭ素子の上部電極は酸化インジュウムス
ズ膜、絶縁膜は酸化タンタル膜、下部電極はタンタル膜
からなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】請求項１ないし３に記載の液晶表示装置
において、各電極上に透明絶縁膜を設けたことを特徴と
する液晶表示装置。
【請求項９】請求項８に記載の液晶表示装置におい
て、透明絶縁膜は酸化タンタルまたは酸化シリコンから
なることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】液晶表示装置の製造方法において、基
板上に下部電極材料を形成してフォトエッチングにより
パターニングし、下部電極およびこれに連続した疑似電
極を形成する工程と、下部電極および疑似電極の表面に
陽極酸化処理により絶縁膜を形成する工程と、フォトエ
ッチングにより下部電極を残して疑似電極を除去する工
程と、透明導電膜を形成してフォトエッチングによりパ
ターニングし、上部電極と信号電極と画素電極を同時に
形成する工程を含むことを特徴とする液晶表示装置の製
造方法。
【請求項１１】液晶表示装置の製造方法において、基
板上に下部電極材料を形成してフォトエッチングにより
パターニングし、下部電極およびこれに連続した疑似電
極を形成する工程と、下部電極および疑似電極の表面に
陽極酸化処理により絶縁膜を形成する工程と、透明導電
膜を形成してフォトエッチングによりパターニングし、
上部電極と信号電極と画素電極を同時に形成する工程
と、下部電極を疑似電極から分離し島状にする工程を含
むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項１２】液晶表示装置の製造方法において、基
板上に金属膜を形成してフォトエッチングによりパター
ニングし、下部電極およびこれに連続した補助の信号電
極部分を形成する工程と、金属膜表面に陽極酸化処理に
より絶縁層を形成する工程と、透明導電膜を形成してフ
ォトエッチングによりパターニングし、複数の上部電極
と配線用の信号電極と画素電極を形成する工程と、透明
絶縁膜を形成する工程と、下部電極と信号電極の境界に
開口部を形成して両電極を分離する工程を含むことを特
徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項１３】請求項１２の液晶表示装置の製造方法
の工程のうち、透明絶縁膜を形成する工程と、下部電極
と信号電極の境界に開口部を形成して両電極を分離する
工程の順序を交換したことを特徴とする液晶表示装置の
製造方法。
【請求項１４】請求項１２の液晶表示装置の製造方法
の工程に加えて、さらに、信号電極に電圧を印加するこ
とにより下部電極に陽極酸化処理を行い、開口部に面し
た下部電極の側面に絶縁膜を形成する工程を設けたこと
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。