JPH08262498A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 第１の基板１上に設ける第１の電極３と第２
の電極６と、第１の電極と第２の電極との重なり合う領
域に設ける非線形抵抗素子８と、非線形抵抗素子に接続
する表示電極７と、第２の基板９上に設ける対向電極１
０と、第１の基板と第２の基板との間に封入する液晶１
２とを備える液晶表示装置は、紫外光および可視光の短
波長の光を遮光する遮光膜２を有する。 【効果】 非線形抵抗素子の電流−電圧特性の変化の防
止が可能なため、目的とする表示が常に再現することが
でき、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、表示品質の極めて良好な液晶表示装
置を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置の構造に関
し、とくに第１の基板に第１の電極と第２の電極とを有
し、第１の電極と第２の電極との間に設ける非線形抵抗
層として、第１の電極の陽極酸化膜や酸化シリコン膜や
窒化シリコン膜や炭化シリコン膜や酸化タンタル膜や、
あるいは酸化アルミ膜を有する金属−絶縁膜−金属構造
からなる非線形抵抗素子（以下ＴＦＤ素子と記載する）
を有する液晶表示装置の構成に関するものである。

【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。

【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手段は、高時分割化す
るに従ってコントラストの低下あるいは応答速度の低下
が生じ、２００本程度の走査線を有する場合では、充分
なコントラストを得ることが難しくなる。

【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
マトリクスの液晶表示パネルが採用されている。

【０００５】このアクティブマトリクスの液晶表示パネ
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。

【０００６】この二端子系のスイッチング素子として
は、ダイオード型や、バリスタ型や、ＴＦＤ型などが開
発されている。

【０００７】このうちＴＦＤ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。

【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。

【０００９】その微細化の手段として、半導体製造技術
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、大面積で微細加工を行いしかも低
コストを実現するには、非常に困難な技術である。

【００１０】ここで、大面積で微細化加工が可能で、し
かもコスト低減に有効な素子構造を図面を用いて説明す
る。

【００１１】図９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１０は、図９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９と図１０とを交互に用いて従来技術を説明す
る。

【００１２】第１の基板５１上には、タンタル（Ｔａ）
膜からなる第１の電極５２と信号電極４９とを設ける。
さらに、この第１の電極５２上に第１の電極５２の陽極
酸化膜である酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）からなる非線
形抵抗層５３を設ける。

【００１３】さらにクロム（Ｃｒ）膜からなる第２の電
極５４を非線形抵抗層５３上にオーバーラップするよう
に設けて、非線形抵抗素子５０を構成する。なお、この
第２の電極５４の一部領域は、透明導電性膜である酸化
インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる表示電極５５と接続
している。

【００１４】さらにまた第２の基板５６上には、第１の
基板５１に形成するそれぞれの表示電極５５の隙間から
の光の漏れを防止するために、酸化クロム膜（ＣｒＯ）
とクロム膜（Ｃｒ）との２層からなるブラックマトリク
ス５７を設けてある。

【００１５】さらに、第２の基板５６には、表示電極５
５と対向するように透明導電性膜であるＩＴＯからなる
対向電極５９を、ブラックマトリクス５７と接触して短
絡しないようにポリイミド樹脂からなる絶縁膜５８を介
して設ける。さらにまた、対向電極５９には、外部回路
の信号を印加するためのデーター電極（図示せず）を接
続している。

【００１６】また、第１の基板５１上に設ける第１の電
極５２は、非線形抵抗素子５０を設けるために張り出し
ている領域を設ける。そして、この張り出し領域が第２
の電極５４とオーバーラップして非線形抵抗素子５０を
構成している。

【００１７】またさらに図９の平面図に示すように、第
１の電極５２と表示電極５５とは、所定寸法の間隙を有
している。

【００１８】表示電極５５は、液晶６１を介して対向電
極５９と重なり合うように配置することにより、液晶表
示パネルの表示画素部となる。

【００１９】信号電極４９とデーター電極に外部回路よ
り駆動波形を印加し、非線形抵抗素子５０を介して、表
示電極５５と対向電極５９との間の領域の液晶６１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
う。

【００２０】さらに第１の基板５１と第２の基板５６と
は、液晶６１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６０、６０を設ける。

【００２１】さらにスペーサー６２によって、第１の基
板５１と第２の基板５６とを所定の間隙寸法をもって対
向させ、第１の基板５１と第２の基板５６との間には、
液晶６１を封入している。

【００２２】さらに、第１の基板５１上に偏光板６４を
設け、さらに第２の基板５６上に偏光板６４と光源部６
３を設ける。液晶表示装置は自己発光しないため、外部
の光源である光源部６３が必要となる。そして液晶表示
装置は、この光源部６３からの光を利用し、さらに液晶
６１の光学特性変化を利用して所定の表示を行う。

【００２３】図９と図１０とを用いて説明した従来例に
おける液晶表示装置は、観察者と光源部６３の間に液晶
表示装置を配置する透過型の液晶表示装置である。その
ために、観察者側からの外部の光源部６３の光は、液晶
表示装置に照射される構造となる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、非線形抵抗
素子５０には、短波長の光を照射することにより非線形
抵抗素子の電流−電圧特性が変化することがある。この
非線形抵抗素子の電流−電圧特性を図１１のグラフを用
いて説明する。

【００２５】図１１のグラフは、第１の電極５２として
タンタル（Ｔａ）膜を用い、非線形抵抗層５３として酸
化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）膜を用い、第２の電極５４と
してクロム（Ｃｒ）膜を用い、透明導電膜である酸化イ
ンジウムスズ（ＩＴＯ）膜からなる表示電極５５を有す
る非線形抵抗素子５０の電圧−電流特性を示す。

【００２６】図１１のグラフにおける曲線Ｌは非線形抵
抗素子に紫外線である波長が３００ｎｍから４２０ｎｍ
を光照射する以前の電圧−電流特性を示す。これに対し
て曲線Ｍは第１の基板５１側より非線形抵抗素子５０
に、紫外線である波長が３００ｎｍから４２０ｎｍの光
を３０分間照射した後の電圧−電流特性を示している。

【００２７】初期特性を示す曲線Ｌに比較して、曲線Ｍ
で示すように、紫外線の照射を行うことにより非線形抵
抗素子５０の電流−電圧特性は低電圧側に移動してい
る。

【００２８】ここで、紫外線の照射時間により初期特性
を示す曲線Ｌと光照射後の特性を示す曲線Ｍとには差が
発生する。この差分Ｐは照射時間（ｔ）に依存して徐々
に増加する。

【００２９】この状況を図１２のグラフにより説明す
る。図１２は、図１１のグラフを用いて説明した差分Ｐ
の光照射時間（ｔ）による変化を示す。

【００３０】図１２よりわかるように、液晶表示装置の
非線形抵抗素子５０の電流−電圧特性の差分Ｐは、紫外
線の照射時間により徐々に変化する。

【００３１】このことは、非線形抵抗素子５０に照射す
る紫外線の照射時間の違いにより、電流−電圧特性に差
が生じることを意味する。そのため、非線形抵抗素子５
０への紫外線の照射時間の違いによって、液晶表示装置
には表示にむらや、あるいは不均一が発生する。

【００３２】この差分Ｐは、紫外線の照射時間のほか
に、紫外線の強度あるいは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。

【００３３】そのため、図１２のグラフを用いて説明し
た差分Ｐの変化を補償することは、きわめて難しい。

【００３４】さらに、非線形抵抗素子５０へ照射する光
の波長が４００ｎｍから４２０ｎｍの可視光の短波長の
光においても非線形抵抗素子の電流−電圧特性には、差
が発生する。このため、たとえば偏光板に使用する高分
子フィルムでは、充分に光を吸収することができない。

【００３５】本発明の目的は、上記の非線形抵抗素子の
紫外線あるいは可視光の短波長の光の照射による電流−
電圧特性の変化を防止し、良好な画像品質を有する液晶
表示装置の構成を提供することである。

【００３６】

【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。

【００３７】本発明の液晶表示装置は、第１の基板上に
設ける第１の電極と第２の電極と、第１の電極と第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、非
線形抵抗素子に接続する表示電極と、第２の基板上に設
ける対向電極と、第１の基板と第２の基板との間に封入
する液晶とを備える液晶表示装置は、紫外光および可視
光の短波長の光を遮光する遮光膜を有することを特徴と
する。

【００３８】本発明の液晶表示装置は、第１の基板上に
設ける第１の電極と第２の電極と、第１の電極と第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、非
線形抵抗素子に接続する表示電極と、第２の基板上に設
ける対向電極と、第１の基板と第２の基板との間に封入
する液晶とを備える液晶表示装置は、非線形抵抗素子部
とその周囲を遮光する領域に紫外光および可視光の短波
長の光を遮光する遮光膜を有することを特徴とする。

【００３９】本発明の液晶表示装置は、第１の基板上に
設ける第１の電極と第２の電極と、第１の電極と第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、こ
の非線形抵抗素子に接続する表示電極と、第２の基板上
に設ける対向電極と、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る液晶表示装置は、非線形抵抗素
子部とその周囲を遮光する領域に紫外光および可視光の
短波長の光を遮光する遮光膜を有し、非線形抵抗素子部
とその周囲を遮光する領域以外の領域には遮光膜がない
ことを特徴とする。

【００４０】本発明の液晶表示装置は、第１の基板上に
設ける第１の電極と第２の電極と、第１の電極と第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、こ
の非線形抵抗素子に接続する表示電極と、第２の基板上
に設ける対向電極と、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の基板あるいは第２の基板
のいずれか一方の基板の液晶と接していない面にる反射
板を有する液晶表示装置は、非線形抵抗素子を形成する
第１の基板側あるいは、第２の基板側の少なくとも一方
の基板に非線形抵抗素子部とその周囲を遮光する領域に
紫外光および可視光の短波長の光を遮光する遮光膜を有
し、さらに非線形抵抗素子部とその周囲を遮光する領域
以外の領域には遮光膜がないことを特徴とする。

【００４１】本発明の液晶表示装置は、第１の基板上に
設ける第１の電極と第２の電極と、第１の電極と第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、非
線形抵抗素子に接続する表示電極と、第２の基板上に設
ける対向電極と、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の基板あるいは第２の基板のい
ずれか一方の基板の液晶と接していない面に反射板を有
する液晶表示装置は、非線形抵抗素子を形成する第１の
基板側あるいは、第２の基板側の少なくとも一方の基板
の液晶に接触していない面に非線形抵抗素子部とその周
囲を遮光する領域に紫外光および可視光の短波長の光を
遮光する遮光膜を有し、さらに非線形抵抗素子部とその
周囲を遮光する領域以外の領域には遮光膜がないことを
特徴とする。

【００４２】本発明の液晶表示装置は、第１の基板上に
設ける第１の電極と第２の電極と、第１の電極と第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、非
線形抵抗素子に接続する表示電極と、第２の基板上に設
ける対向電極と、第１の基板と第２の基板との間に封入
する液晶とを有する液晶表示装置は、非線形抵抗素子を
形成する第１の基板の液晶と接していない面に反射板を
有し、非線形抵抗素子を形成していない第２の基板側の
液晶に接触していない面に非線形抵抗素子部とその周囲
を遮光する領域に紫外光および可視光の短波長の光を遮
光する遮光膜を有し、さらに非線形抵抗素子部とその周
囲を遮光する領域以外の領域には遮光膜がないことを特
徴とする。

【００４３】

【作用】液晶表示装置は、第１の電極と第２の電極とを
有し、第１の電極と第２の電極との間に設ける非線形抵
抗層として、第１の電極の陽極酸化膜や酸化シリコン膜
や窒化シリコン膜や炭化シリコン膜や酸化タンタル膜や
あるいは酸化アルミ膜を有する金属−絶縁膜−金属構造
からなる非線形抵抗素子は、紫外線あるいは可視光の短
波長の光の照射により非線形抵抗素子を構成する非線形
抵抗層の膜質に変化が起きてしまい、非線形抵抗素子の
電流−電圧特性の変化がおきてしまう。

【００４４】そこで本発明の液晶表示装置は、液晶表示
装置に使用する非線形抵抗素子に、光照射を防止するた
めの紫外線あるいは可視光の短波長の光を遮蔽する遮蔽
膜を設ける構造を採用する。

【００４５】遮蔽膜を設ける本発明の構造を使用するこ
とにより、非線形抵抗素子への紫外線あるいは可視光の
短波長の光を遮断することが可能である。さらに、紫外
線あるいは可視光の短波長の光のため、遮蔽膜は可視光
の長波長の光を透過することが可能となるため、遮蔽膜
から可視光の長波長の光を透過することができる。

【００４６】したがって、非線形抵抗素子の領域あるい
は非線形抵抗素子の領域と周辺部に設ける遮蔽膜による
光の減少が小さくてよいため、非線形抵抗素子の電流−
電圧特性の変化を防止し、かつ明るい液晶表示装置を得
ることができる。

【００４７】とくに独自に光源部をもたず、外部の光源
を利用する反射型液晶表示装置は、明るさが重要であ
る。さらに、明るさを得るために非線形抵抗素子に接続
する画素電極の周囲からの光の漏れを防止するために設
けるブラックマトリクスを設けない場合が多い。

【００４８】このため、非線形抵抗素子に光が照射され
やすい。これは外光を利用することと、第１の基板ある
いは第２の基板の液晶に接触していない面に反射板があ
るために、外部の光源の直接光あるいは反射板からの反
射光により非線形抵抗素子に光が照射するためである。

【００４９】そのため、とくに反射型液晶表示装置に関
しては、本発明の液晶表示装置を使用し、非線形抵抗素
子部上およびその周辺部に紫外線あるいは可視光の短波
長の光を遮蔽する遮蔽膜を設けることにより、明るさを
ほとんど低下することなく、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。

【００５０】

【実施例】以下に本発明の実施例における液晶表示装置
の構成を、図面を使用して説明する。

【００５１】はじめに本発明の第１の実施例における液
晶表示装置の構成を、図１と図２を用いて説明する。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
用いて本発明の第１の実施例を説明する。

【００５２】厚さが１．１ミリメートルのガラス基板か
らなる第１の基板１上には、非線形抵抗素子８とその非
線形抵抗素子８周辺部を覆うように、非線形抵抗素子８
と第１の基板１との間に、紫外線あるいは可視光の短波
長の光を遮蔽する遮蔽膜２を設ける。

【００５３】この遮蔽膜２は、シリコン（Ｓｉ）と窒素
（Ｎ）からなる窒化シリコン膜や、あるいはシリコン
（Ｓｉ）とゲルマニウム（Ｇｅ）からなるシリコンゲル
マニウム膜や、あるいはシリコン（Ｓｉ）と炭素（Ｃ）
からなる炭化シリコン膜にて構成する。そして遮蔽膜２
の膜厚は、２０ｎｍから３０ｎｍとする。

【００５４】遮蔽膜２として適用する２０ｎｍから３０
ｎｍの膜厚からなる窒化シリコン膜や、あるいはシリコ
ンゲルマニウム膜や、あるいは炭化シリコン膜は、紫外
線あるいは可視光の短波長の光である４５０ｎｍ以下の
波長はほとんど透過しない。

【００５５】さらに遮蔽膜２として適用するこれらの窒
化シリコン膜やシリコンゲルマニウム膜や炭化シリコン
膜は、高抵抗値を示し、絶縁性を有する被膜である。

【００５６】さらに、第１の基板１上の紫外線あるいは
可視光の短波長の光を遮蔽する遮蔽膜２上にタンタル
（Ｔａ）膜からなる第１の電極３を設ける。そしてこの
第１の電極３は信号電極４に接続している。

【００５７】さらにこの第１の電極３上には、第１の電
極３を陽極酸化処理して設ける酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ
5 ）膜からなる非線形抵抗層５を設ける。

【００５８】さらにこの非線形抵抗層５上にクロム（Ｃ
ｒ）膜からなる第２の電極６と、この第２の電極６に接
続する表示電極７を設ける。この表示電極７は、透明導
電性膜である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜を使用す
る。

【００５９】この第１の電極３と非線形抵抗層５と第２
の電極６とによって、ＴＦＤ構造の非線形抵抗素子８を
構成している。

【００６０】以上の図１と図２に示す構成を用いること
により、非線形抵抗素子８は、第１の基板１側は、紫外
線あるいは可視光の短波長の光を遮蔽する遮蔽膜２に覆
われている。

【００６１】おり、さらに、非線形抵抗素子８に対して
遮蔽膜２の反対側は、第２の電極６であるクロム膜によ
り、紫外線あるいは可視光の短波長の光は遮蔽できる。

【００６２】なお図１の平面図に示すように、クロム
（Ｃｒ）膜からなる第２の電極６の一部領域は、非線形
抵抗素子８の外側領域で透明導電性膜からなる表示電極
７と電気的に接続している。

【００６３】さらに厚さが０．５ミリメートルの第２の
基板９には、ＩＴＯ膜からなる対向電極１０を設ける。
この対向電極１０は、第１の基板１上に設ける表示電極
７に対向するように設けている。

【００６４】そして図１の平面図に示すように、第１の
電極３と表示電極７とは、この両者が短絡しないように
するために、所定寸法の間隙を有している。

【００６５】表示電極７は、液晶１２を介して対向電極
１０と重なり合うように配置することにより、液晶表示
パネルの表示画素部となる。

【００６６】そしてこの表示画素部の液晶１２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う。

【００６７】さらに第１の基板１と第２の基板９とは、
液晶１２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１１、１１を設ける。

【００６８】さらにそのうえスペーサー１３によって、
第１の基板１と第２の基板９とを所定の間隙をもって対
向させ、第１の基板１と第２の基板９との間には、液晶
１２を封入している。

【００６９】液晶表示装置は自己発光しないために、液
晶表示装置の観察者側の外部に光源部１６を設け、そし
てこの光源部１６を表示に利用する。

【００７０】さらに第２の基板９の外側に、図２に示す
ように、第２の基板９側より接着層（図示せず）と、偏
光板１４と反射部１５とを設ける。

【００７１】さらにまた、第１の基板１の外側には、接
着層（図示せず）と偏光板１４とを設ける。そして、液
晶１２の光学変化を、２枚の偏光板１４と偏光板１４と
を利用して行う。

【００７２】反射型液晶表示装置として利用するため
に、第２の基板９の厚さは、前述のように０．５ミリメ
ートルと薄くし、反射部１５と液晶１２との距離をでき
るだけ小さくしている。このことにより、観察者の見る
方向あるいは外部光源の方向と観察者の見る方向によ
る、像のボケ（２重像）の発生を低減している。

【００７３】さらに、第１の基板１上に設ける紫外線あ
るいは可視光の短波長の光を遮蔽する遮蔽膜２は、第１
の基板１側からの紫外線あるいは可視光の短波長の光を
非線形抵抗層５へ照射することを防止することができ
る。

【００７４】さらにこの非線形抵抗層５への照射防止と
同時に、遮蔽膜２により非線形抵抗素子８の周辺領域で
の反射部１５への紫外線あるいは可視光の短波長の光の
進入も同時に防止できる。

【００７５】さらに紫外線あるいは可視光の短波長の光
を遮蔽する遮蔽膜２は、紫外線あるいは可視光の短波長
の光である４５０ｎｍより長波長の光は透過する。この
ために、液晶表示装置の明るさを低下させることは少な
い。

【００７６】さらにそのうえ、第２の電極６であるクロ
ム膜によって、反射部１５から非線形抵抗素子８への紫
外線あるいは可視光の短波長の光の照射を防止できる。

【００７７】そのため、非線形抵抗素子８の紫外線ある
いは可視光の短波長の光の照射による電流−電圧特性の
変化を防止することができる。

【００７８】さらに、紫外線あるいは可視光の短波長の
光を有する外光である光源部１６の使用はもちろん不均
一な強度を有する外部光源１６の場合においても、非線
形抵抗素子８の電流−電圧特性に変化を起こすことがな
い。このため、液晶表示装置の表示に不均一性を生じる
ことはない。

【００７９】さらに、液晶表示装置を使用していないと
きに、たとえば太陽光照射の直下に液晶表示装置を放置
しても、液晶表示装置の表示品質に変化を起こすことが
なくなる。

【００８０】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に外光として太陽光を照射したとき
の非線形抵抗素子の電流−電圧特性の変化を、図３のグ
ラフを用いて説明する。

【００８１】図３は、非線形抵抗素子の初期特性を示す
曲線Ｌと、図１１の従来例に比較して１０倍の光強度を
有する紫外線あるいは可視光の短波長をもつ太陽光を５
０時間照射した後の特性を示す曲線Ｍとを示す。図３の
縦軸は電流値を対数で示し、横軸は非線形抵抗素子への
印加電圧である。そして初期特性を示す曲線Ｌと太陽光
の照射後の特性を示す曲線Ｍとの差分をＰで示す。

【００８２】図４は、図３に示す初期特性を示す曲線Ｌ
と太陽光の照射後の特性を示す曲線Ｍとの差分Ｐと太陽
光の照射時間（ｔ）の関係を示すグラフである。

【００８３】図３と図４とのグラフから明らかなよう
に、太陽光を長時間照射しても本発明の紫外線あるいは
可視光の短波長の光、すなわち４５０ｎｍより短波長の
光を遮蔽する遮蔽膜２を非線形抵抗素子８とその周辺部
を覆うように設けることにより非線形抵抗素子８の電流
−電圧特性はほとんど変化することない。

【００８４】差分Ｐの照射時間（ｔ）による変化がきわ
めて小さいため、長時間紫外線あるいは可視光の短波長
の光を液晶表示装置に照射する環境においても、非線形
抵抗素子８の電流−電圧特性の変化をおこすことがな
い。このため、液晶表示装置の表示品質を変化すること
がない。

【００８５】さらに、液晶表示装置を構成する非線形抵
抗素子に不均一な紫外線あるいは可視光の短波長の光が
照射しても、非線形抵抗素子８の電流−電圧特性の変化
が起こらない。このために、液晶表示装置の表示品質に
不均一な現象を起こすことはない。

【００８６】つぎに本発明の第２の実施例における液晶
表示装置の構成を図面に基づいて説明する。図５は、第
２の実施例の液晶表示装置を示す平面図である。図６
は、図５の平面図に示す液晶表示装置の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、本発明の第２の実施例における液晶表示装置を
説明する。

【００８７】ガラス基板からなる第１の基板１上には、
グリーン（緑）のカラーフィルターからなり紫外線ある
いは可視光の短波長の光を遮蔽するための遮蔽膜１７
と、この遮蔽膜１７上にタンタル（Ｔａ）膜からなる第
１の電極３を設ける。そして、この第１の電極３は信号
電極４に接続している。

【００８８】さらにこの第１の電極３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（Ｔａ2 Ｏ
5 ）膜からなる非線形抵抗層５を設ける。

【００８９】さらに非線形抵抗層５上にチタン（Ｔｉ）
膜からなる第２の電極６と、この第２の電極６に接続す
る表示電極７を設ける。この表示電極７は、透明導電性
膜として酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜を使用する。

【００９０】この第１の電極３と非線形抵抗層５と第２
の電極６とによって、薄膜ダイオード素子（ＴＦＤ）で
ある非線形抵抗素子８を構成している。

【００９１】なお図５の平面図に示すように、第２の電
極６の一部領域は、表示電極７と接続している。

【００９２】前述のようにグリーンのカラーフィルター
からなる遮蔽膜１７は、第１の基板１上の非線形抵抗素
子８の下面領域に、この非線形抵抗素子８より大きな平
面パターンで設ける。遮蔽膜１７である緑色のカラーフ
ィルターは、光感光性樹脂に無機顔料を分散する材料か
らなる。

【００９３】グリーンのカラーフィルターからなる遮蔽
膜１７は、高抵抗でかつ４５０ｎｍ以下の波長はほとん
ど透過しない。そのため、非線形抵抗素子８と第１の基
板１との間に設けても、非線形抵抗素子８の特性は劣化
することはない。

【００９４】さらに第２の基板９上には、第１の基板１
に形成するそれぞれの表示電極７の隙間からの光の漏れ
を防止するために、ブラックマトリクス１８を設けてあ
る。

【００９５】さらに第２の基板９には、表示電極７と対
向するように対向電極１０を、ブラックマトリクス１８
と接触して短絡しないように絶縁膜１９を介して設け
る。

【００９６】また、第１の基板１上に設ける第１の電極
３は、非線形抵抗素子８を設けるために信号電極４から
張り出している領域を設ける。そして、この張り出し領
域が第２の電極６とオーバーラップして非線形抵抗素子
８を構成している。

【００９７】またさらに図５の平面図に示すように、第
１の電極３と表示電極７とは、所定寸法の間隙を有して
いる。

【００９８】表示電極７は、液晶１２を介して対向電極
１０と重なり合うように配置することにより、液晶表示
パネルの表示画素部となる。

【００９９】表示電極７と対向電極１０との間の領域の
液晶１２の透過率変化により、液晶表示装置は所定の画
像表示を行う。

【０１００】さらに第１の基板１と第２の基板９とは、
液晶１２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１１、１１を設ける。

【０１０１】さらにそのうえスペーサー１３によって、
第１の基板１と第２の基板９とを所定の間隙をもって対
向させ、第１の基板１と第２の基板９との間には、液晶
１２を封入している。

【０１０２】さらに、第２の基板９より接着層（図示せ
ず）と、偏光板１４を設ける。さらにまた、第１の基板
１側には、接着層（図示せず）と偏光板１４を設け、液
晶の光学変化を、この２枚の偏光板１４、１４を利用し
て行う。

【０１０３】液晶表示装置は自己発光しないために、液
晶表示装置の観察者側に非線形抵抗素子８を有する第１
の基板１を配置し、光源部２０をブラックマトリクス１
８を有する第２の基板９側に配置する。

【０１０４】この図５と図６とに示すようにな構成にす
ることにより、光源部２０からの紫外線あるいは可視光
の短波長の光は、ブラックマトリクス１８により完全に
遮蔽できる。

【０１０５】さらに観察者側からの外部光源からの紫外
線あるいは可視光の短波長の光は、グリーンのカラーフ
ィルターからなる遮蔽膜１７により、非線形抵抗素子８
に到達しない。

【０１０６】さらにカラーフィルターからなる遮蔽膜１
７１７を観察者側に設けることにより、外部光源の可視
光の光が、第１の電極３と信号電極４あるいは第２の電
極６から反射することを防止できる。このために、液晶
表示装置の表示品質を向上することができる。

【０１０７】以上の構成を用いることにより、観察者側
に第１の基板１上の遮蔽膜１７を配置し、光源部２０側
にブラックマトリクス１８を配置することにより、非線
形抵抗素子８へ照射する紫外線あるいは可視光の短波長
の光を非常に小さくできる。

【０１０８】そのため、第１の実施例に示す非線形抵抗
素子８の特性と同様に、本発明の第２の実施例において
も、液晶表示装置に紫外線あるいは可視光の短波長の光
が照射する雰囲気にて液晶表示装置を使用しても非線形
抵抗素子８の特性変化を起こすことがない。

【０１０９】そのため、図５と図６とを用いて説明した
第２の実施例においては、長時間紫外線あるいは可視光
の短波長の光を液晶表示装置に照射する環境において
も、非線形抵抗素子８の電流−電圧特性の変化をおこす
ことがない。このために、液晶表示装置の表示品質を変
化することがない。

【０１１０】さらに、液晶表示装置を構成する非線形抵
抗素子８に不均一な紫外線あるいは可視光の短波長の光
が照射しても、非線形抵抗素子８の電流−電圧特性の変
化が起こらないため、液晶表示装置の表示品質に不均一
な現象を起こすことはない。

【０１１１】つぎに本発明の第３の実施例における液晶
表示装置の構成を図面に基づいて説明する。図７は、第
３の実施例の液晶表示装置を示す平面図である。図８
は、図７の平面図に示す液晶表示装置のＤ−Ｄ線におけ
る断面を示す断面図である。以下図７と図８とを交互に
用いて、本発明の第３の実施例における液晶表示装置を
説明する。

【０１１２】厚さが０．５ミリメートルのガラス基板か
らなる第１の基板１上には、いずれもタンタル（Ｔａ）
膜からなる第１の電極３と、信号電極４の下層電極２３
とを設ける。

【０１１３】さらにこの第１の電極３と下層電極２３と
の表面には、下層電極２３からこの下層電極２３と第１
の電極３に電圧を印加し、陽極酸化処理を行い下層電極
２３と第１の電極３に酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）膜を
設ける。この第１の電極３表面の酸化タンタル膜は、非
線形抵抗層５となる。

【０１１４】第１の電極３と下層電極２３とは、陽極酸
化を行い、第１の電極３と下層電極２３上に酸化タンタ
ル膜を設けた後に、この第１の電極３と下層電極２３と
を分離し、第１の電極３と分離する下層電極２３とす
る。

【０１１５】図７の平面図に示すように、非線形抵抗層
５上には透明導電性膜である酸化インジウムスズ（ＩＴ
Ｏ）膜からなる表示電極７に接続する第２の電極２４と
信号電極４に接続する第２の電極２５とを設ける。

【０１１６】さらに、外部の信号を第１の非線形抵抗素
子２６と第２の非線形抵抗素子２７とを介して表示電極
７に印加する信号電極４として、ＩＴＯ膜からなる上部
電極２８を設ける。

【０１１７】この島状の第１の電極３と非線形抵抗層５
と表示電極７に接続する第２の電極２４とによって、第
１の非線形抵抗素子２６を構成している。

【０１１８】さらに島状の第１の電極３と非線形抵抗層
４と信号電極２８に接続する第２の電極２５とによっ
て、第２の非線形抵抗素子２７を構成している。

【０１１９】表示電極７側から、第１の非線形抵抗素子
２６として、ＩＴＯ膜と酸化タンタル膜とタンタル膜と
なり、続いて第２の非線形抵抗素子２７としてタンタル
膜と酸化タンタル膜と信号電極２８のＩＴＯ膜となる。

【０１２０】さらに第２の基板９上には、第１の基板１
上に設ける表示電極７に対向するようにＩＴＯ膜からな
る対向電極１０を設ける。

【０１２１】図７と図８とに示す本発明の第３の実施例
においては、液晶表示装置の明るさを重視するため、表
示電極間の光の漏れを防止するためのブラックマトリク
スは設けていない。

【０１２２】しかし、第２の基板９上の対向電極１０を
設ける反対の面である裏面には、紫外線あるいは４５０
ｎｍ以下の可視光の短波長の光が第１の非線形抵抗素子
２６と第２の非線形抵抗素子２７への進入を防止するた
めに、紫外線あるいは可視光の短波長の光を遮蔽する遮
蔽膜２１を設ける。

【０１２３】この遮蔽膜２１は、ブルー（青）の顔料を
含む熱硬化性樹脂を印刷法にて設けて構成する。

【０１２４】遮蔽膜２１を第２の基板９の裏面に設ける
ため、第２の基板９の厚さ寸法と紫外線あるいは可視光
の短波長の光の第２の基板９への入射方向によらず、非
線形抵抗素子２６と２７への紫外線あるいは可視光の短
波長の光の入射を防止するために、この遮蔽膜２１は第
１の非線形抵抗素子２６と第２の非線形抵抗素子２７の
周辺領域にこれたの素子面積より大きく設ける必要があ
る。

【０１２５】さらに、第１の基板１上の島状の第１の電
極３の反対の面である裏面にも、紫外線あるいは４５０
ｎｍ以下の可視光の短波長の光を遮光する役割をもつ遮
蔽膜２１を設ける。

【０１２６】この遮蔽膜２１は、波長４５０ｎｍより長
波長の光は透過するため、第１の非線形抵抗素子２６と
第２の非線形抵抗素子２７とその周辺部に遮蔽膜２１を
設けて、第１の非線形抵抗素子２６と第２の非線形抵抗
素子２７への紫外線あるいは可視光の短波長の光の進入
は防止するが、液晶表示装置の透過率（明るさ）はほと
んど低減することはない。

【０１２７】そのため、とくに明るさを重視する反射型
液晶表示装置においては、図７と図８とに示す構造を採
用することにより、明るさを低減することなく、第１の
非線形抵抗素子２６と第２の非線形抵抗素子２７への紫
外線あるいは可視光の短波長の光照射に起因する特性変
化を防止できる。

【０１２８】さらに、図７の平面図に示すように、第１
の電極３と表示電極７と信号電極４とは、相互に電気的
に短絡しないようにするために、所定寸法の間隙を有し
ている。

【０１２９】表示電極７は、液晶１２を介して対向電極
１０と重なり合うように配置することにより、液晶表示
パネルの表示画素部となる。

【０１３０】そしてこの表示画素部の液晶１２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う。

【０１３１】さらに第１の基板１と第２の基板９とは、
液晶１２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１１、１１を設ける。

【０１３２】さらにそのうえスペーサー１３によって、
第１の基板１と第２の基板９とを所定の間隙をもって対
向させ、第１の基板１と第２の基板９との間には、液晶
１２を封入している。

【０１３３】液晶表示装置は自己発光しないため、液晶
表示装置の観察者側の外部に設ける光源部１６を利用
し、第１の基板１の外側に図８の断面図に示すように、
第１の基板１より偏光板１４と反射部１５を接着層２２
を介して設ける。

【０１３４】さらに第２の基板９側には、偏光板１４を
接着層２２を介して設け、液晶１２の光学変化を、２枚
の偏光板１４、１４を利用して行う。

【０１３５】反射型液晶表示装置として利用するため
に、第１の基板１は、０．５ミリメートルと基板の厚さ
寸法を薄くし、反射板１５と液晶１２との距離をできる
だけ小さくしている。

【０１３６】この構成を採用することにより、観察者の
見る方向あるいは外部照明の方向と観察者の見る方向な
どに起因する、像のボケを低減すると同時に、反射板１
５からの反射による迷光の第１の非線形抵抗素子２６と
第２の非線形抵抗素子２７への進入を防止している。

【０１３７】ここで遮蔽膜２１を液晶層１２の外部領域
に設けるため、液晶層１２を劣化する、たとえば不純物
イオンを含む低純度な酸化物材料を使用して遮蔽膜２１
を設けることが可能となる。

【０１３８】さらに、偏光板１４と第２の基板９との間
に遮蔽膜２１を設ける構成として、偏光板１４側に遮蔽
膜２１を設ける構造をさいようすることもできる。

【０１３９】以上の本発明の第３の実施例を用いること
により、紫外線あるいは可視光の短波長の光すなわち４
５０ｎｍより短波長の光を含む光源、たとえば太陽光の
照射する環境においても、第１の非線形抵抗素子２６と
第２の非線形抵抗素子２７とに対向する、第２の基板９
の裏面と第１の基板１の裏面とに遮蔽膜２１を設けるこ
とにより、第１の非線形抵抗素子２６と第２の非線形抵
抗素子２７への紫外線あるいは可視光の短波長の光の進
入を防止できる。

【０１４０】したがって、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。そのた
め、長時間紫外線あるいは可視光の短波長の光を液晶表
示装置に照射する環境においても、非線形抵抗素子の電
流−電圧特性の変化をおこすことがないため、液晶表示
装置の表示品質を変化することがない。

【０１４１】さらに、液晶表示装置を構成する非線形抵
抗素子に不均一な紫外線あるいは可視光の短波長の光が
照射しても、非線形抵抗素子の電流−電圧特性の変化が
起こらないため、液晶表示装置の表示品質に不均一な現
象を起こすことはない。

【０１４２】

【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、紫外線あるい
は可視光の短波長の光により電流−電圧特性が変化する
非線形抵抗素子を有する液晶表示装置において、紫外線
あるいは可視光の短波長の光を遮蔽する遮蔽膜を非線形
抵抗素子の上面あるいは下面とその周囲に設けることに
より非線形抵抗素子への紫外線あるいは可視光の短波長
の光の進入（入射）を防止できる。

【０１４３】そのため、非線形抵抗素子の電流−電圧特
性の変化の防止が可能なため、目的とする表示が常に再
現することができ、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、表示品質の極めて良好
な液晶表示装置を得ることができる。

【０１４４】さらに、非線形抵抗素子に紫外線あるいは
可視光の短波長の光の照射を防止する遮蔽膜は、可視光
の大部分を透過するため、特に明るさを重要とする反射
型液晶表示装置においては、非線形抵抗素子の電流−電
圧特性の変化を防止し、さらに明るさの確保が可能なた
め効果的である。

【０１４５】さらに、表示電極の周囲からの光の漏れを
防止するための可視光の全波長範囲を遮蔽するブラック
マトリクスと本発明の紫外線あるいは可視光の短波長の
光を遮蔽する遮蔽膜を組み合わせ、非線形抵抗素子の上
面と下面を２方向から光の遮蔽する構成も本発明では採
用している。

【０１４６】このことにより強度の強い紫外線あるいは
可視光の短波長の光の含む外部光源より液晶表示装置に
光が照射する環境においても、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可能なため、液晶表示
装置の表示品質を低下することなく極めて良好な液晶表
示装置を得ることができる。

【０１４７】本発明の第３の実施例においては、第１の
基板と第２の基板の裏面に遮蔽膜を設けたが、第２の基
板側のみに設けることにより、第３の実施例と同様な効
果を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【図３】本発明の実施例における非線形抵抗素子の電流
−電圧特性の初期特性と、紫外線あるいは可視光の短波
長の光を照射した後の特性を示すグラフである。

【図４】本発明の実施例における液晶表示装置の非線形
抵抗素子に紫外線あるいは可視光の短波長の光を照射す
る時間と特性変化との関係を示すグラフである。

【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。

【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。

【図７】本発明の第３の実施例における液晶表示装置を
示す平面図である。

【図８】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。

【図９】従来例における液晶表示装置を示す平面図であ
る。

【図１０】従来例における液晶表示装置を示す断面図で
ある。

【図１１】従来技術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。

【図１２】従来技術における液晶表示装置の非線形抵抗
素子に紫外線あるいは可視光の短波長の光を照射する時
間と特性変化との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 第１の基板 ２ 遮蔽膜 ３ 第１の電極 ５ 非線形抵抗層 ６ 第２の電極 ７ 表示電極 ９ 第２の基板 １４ 偏光板 １５ 反射板 １６ 光源部 １７ 遮蔽膜 ２１ 遮蔽膜

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の基板上に設ける第１の電極と第２
   の電極と、第１の電極と第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、非線形抵抗素子に接続する
   表示電極と、第２の基板上に設ける対向電極と、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る液晶
   表示装置は、紫外光および可視光の短波長の光を遮光す
   る遮光膜を有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 第１の基板上に設ける第１の電極と第２
   の電極と、第１の電極と第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、非線形抵抗素子に接続する
   表示電極と、第２の基板上に設ける対向電極と、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る液晶
   表示装置は、非線形抵抗素子部とその周囲を遮光する領
   域に紫外光および可視光の短波長の光を遮光する遮光膜
   を有することを特徴とする液晶表示装置。
3. 【請求項３】 第１の基板上に設ける第１の電極と第２
   の電極と、第１の電極と第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、この非線形抵抗素子に接続
   する表示電極と、第２の基板上に設ける対向電極と、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る
   液晶表示装置は、非線形抵抗素子部とその周囲を遮光す
   る領域に紫外光および可視光の短波長の光を遮光する遮
   光膜を有し、非線形抵抗素子部とその周囲を遮光する領
   域以外の領域には遮光膜がないことを特徴とする液晶表
   示装置。
4. 【請求項４】 第１の基板上に設ける第１の電極と第２
   の電極と、第１の電極と第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、非線形抵抗素子に接続する
   表示電極と、第２の基板上に設ける対向電極と、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
   の基板あるいは第２の基板のいずれか一方の基板の液晶
   と接していない面にる反射板を有する液晶表示装置は、
   非線形抵抗素子を形成する第１の基板側あるいは、第２
   の基板側の少なくとも一方の基板に非線形抵抗素子部と
   その周囲を遮光する領域に紫外光および可視光の短波長
   の光を遮光する遮光膜を有し、さらに非線形抵抗素子部
   とその周囲を遮光する領域以外の領域には遮光膜がない
   ことを特徴とする液晶表示装置。
5. 【請求項５】 第１の基板上に設ける第１の電極と第２
   の電極と、第１の電極と第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、非線形抵抗素子に接続する
   表示電極と、第２の基板上に設ける対向電極と、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
   の基板あるいは第２の基板のいずれか一方の基板の液晶
   と接していない面に反射板を有する液晶表示装置は、非
   線形抵抗素子を形成する第１の基板側あるいは、第２の
   基板側の少なくとも一方の基板の液晶に接触していない
   面に非線形抵抗素子部とその周囲を遮光する領域に紫外
   光および可視光の短波長の光を遮光する遮光膜を有し、
   さらに非線形抵抗素子部とその周囲を遮光する領域以外
   の領域には遮光膜がないことを特徴とする液晶表示装
   置。
6. 【請求項６】 第１の基板上に設ける第１の電極と第２
   の電極と、第１の電極と第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、非線形抵抗素子に接続する
   表示電極と、第２の基板上に設ける対向電極と、第１の
   基板と第２の基板との間に封入する液晶とを有する液晶
   表示装置は、非線形抵抗素子を形成する第１の基板の液
   晶と接していない面に反射板を有し、非線形抵抗素子を
   形成していない第２の基板側の液晶に接触していない面
   に非線形抵抗素子部とその周囲を遮光する領域に紫外光
   および可視光の短波長の光を遮光する遮光膜を有し、さ
   らに非線形抵抗素子部とその周囲を遮光する領域以外の
   領域には遮光膜がないことを特徴とする液晶表示装置。