JPH1090725A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH1090725A
JPH1090725A JP24476596A JP24476596A JPH1090725A JP H1090725 A JPH1090725 A JP H1090725A JP 24476596 A JP24476596 A JP 24476596A JP 24476596 A JP24476596 A JP 24476596A JP H1090725 A JPH1090725 A JP H1090725A
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linear resistance
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insulating film
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Kanetaka Sekiguchi
関口  金孝
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラスチック基板上に設ける非線形抵抗素子
が良好な電圧−電流特性を有し、さらに、不純物イオン
がプラスチック基板を透過し液晶に混入することを防止
し、かつ、プラスチック基板の反りを防止する液晶表示
装置を提供する。 【解決手段】 プラスチック基板1上には、信号電極4
と信号電極4に非線形抵抗素子11を介して接続する表
示電極9とを有し、さらに、信号電極3と非線形抵抗素
子11と表示電極9とプラスチック基板1上に保護用絶
縁膜12を有し、該保護用絶縁膜12には、信号電極3
と重なる領域で、かつ信号電極3の幅より小さい領域に
複数の開口部10を有している構成を採用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプラスチック基板を
利用する液晶表示装置に関し、非線形抵抗素子として
は、低温プロセスにてプラスチック基板への形成が可能
である下部電極−炭素を主成分とする非線形抵抗層−上
部電極の構造を有する二端子型非線形抵抗素子を利用
し、プラスチック基板を利用するために発生する液晶へ
の不純物イオンの混入を防止する方法と非線形抵抗素子
とプラスチック基板からの剥離の防止を行うものであ
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。その液
晶表示装置の構造は、第1の基板上に設ける信号電極に
液晶画素の表示電極を直接に接続するパッシブマトリク
ス型と、信号電極と表示電極の間に非線形抵抗素子を有
するアクティブマトリクス型がある。さらに、第1の基
板上の表示電極と対向するように液晶を介して対向電極
を設け、複数の信号電極と複数の対向電極をマトリクス
状に配置し、信号電極と、対向電極に接続するデーター
電極に外部回路より所定の信号を印加する構造からな
る。
【0003】そして、単純マトリクス構成(パッシブマ
トリクス型)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。
さらに、非線形抵抗素子を構成する非線形抵抗層として
炭素膜が有効であることは先願特開昭60−19232
6に記載され、さらに炭素膜の形成方法としては、化学
気相成長(CVD)法、あるいはプラズマ化学気相成長
(プラズマCVD)法が有効であることは記載されてい
る。
【0008】また、液晶表示装置は自己発光型の表示装
置ではないため、外部の光源を利用し液晶の光学変化に
より外部の光の変化を利用し表示を行う。そのため、観
察者と液晶表示装置と光源の位置関係には、大きく分け
ると2種類ある。一つ目は、光源と観察者が液晶表示装
置に対して同一面にある、いわゆる反射型液晶表示装置
であり、2つ目は観察者−液晶表示装置−光源の配置を
とる、いわゆる透過型液晶表示装置である。液晶表示装
置の長所である低消費電力化を目的とする場合には、特
に光源を必要とせず液晶表示装置の周囲の光源を利用す
る反射型液晶表示装置が有効である。
【0009】以下に、信号電極と表示電極の間に非線形
抵抗素子を有する反射型液晶表示装置の従来例を図面に
基づいて説明する。
【0010】図9は非線形抵抗素子を用いた従来技術に
おける反射型液晶表示装置の信号電極と非線形抵抗素子
と表示電極からなる画素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。
【0011】第1の基板としてプラスチック基板1上に
は、いずれもクロム(Cr)膜からなる信号電極3と信
号電極と一体構造の下部電極4と、全面に炭素(C)を
主成分とする非線形抵抗層5を設ける。さらに、下部電
極4上の非線形抵抗層5と重なり合う上部電極8と上部
電極8と一体構造の表示電極6とを透明導電性膜である
酸化インジウムスズ(ITO)膜にて設ける。
【0012】この下部電極4と非線形抵抗層5と上部電
極8とにより非線形抵抗素子11を構成する。
【0013】以上に記載する第1の基板1を液晶表示装
置として使用する場合には、第1の基板1に対向するよ
うにプラスチック基板からなる第2の基板22を設け
る。この第2の基板22上には、表示電極6と対向する
ように透明導電性膜からなる酸化インジウムスズ(IT
O)膜で構成する対向電極15を有する。さらに対向電
極15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。
【0014】さらに第1の基板1上と第2の基板22上
には、液晶17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16、16を有する。
【0015】さらにスペーサー(図示せず)によって、
第1の基板1と第2の基板22とを所定の間隙寸法をも
って対向させ、第1の基板1と第2の基板22との間に
は、液晶17を封入している。
【0016】さらに、第2の基板22上に偏光板24を
有する。液晶表示装置は自己発光しないため、第2の電
極7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11を介して、表示電極6と対向電極1
5との間の領域の液晶17の電圧と光学特性変化を利用
し、さらに、第1の基板上のアルミニウム膜の反射特性
と外光とを利用し液晶表示装置は所定の画像表示を行
う。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】ここで、従来の液晶表
示装置では、プラスチック基板1を透過して不純物イオ
ンが液晶17に浸透してくる。特に、アクティブ・マト
リクス型の場合には、液晶に含まれる水分あるいは不純
物イオンに敏感であり、さらに表示品質の低下につなが
る。
【0018】そのため、不純物イオンの浸透を防止する
方法としてプラスチック基板1上に絶縁性を有するバッ
ファー層を形成し、不純物イオンの遮断を防止する方法
が取られているが、この場合には、バッファー層は全面
に形成され、プラスチック基板上に設ける信号電極、あ
るいは非線形抵抗素子を構成する膜の応力の緩和には効
果がなく、さらに、バッファー層自体の応力も緩和する
ことができない。
【0019】さらに、プラスチック基板の耐熱性はガラ
ス基板と比較してかなり低温であるため、低温にて各膜
を形成する必要がある。低温にて非線形抵抗素子の特性
を向上する必要があるため、液晶と非線形抵抗素子の相
互作用を防止する必要がある。さらに、低温にて非線形
抵抗素子を形成する場合に、非線形抵抗素子の性能と透
明性が相反する場合がある。その場合には効率良く非線
形抵抗層を除去する必要がある。
【0020】本発明の目的は、上記課題を解決して、上
記の液晶表示装置の表示電極と対向電極の電気的短絡の
発生を防止し、液晶表示装置の表示品質の向上を達成す
るための液晶表示装置の構造を提供することである。
【0021】
【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。
【0022】本発明の液晶表示装置は、有機物を主成分
とするプラスチック基板上に信号電極と信号電極と一体
構造の下部電極と、すくなくとも下部電極上およびその
周囲に設ける炭素を主成分とする非線形抵抗層と、前記
下部電極上の該非線形抵抗層と重なり合う上部電極と、
該上部電極に接続する表示電極を有し、前記下部電極と
非線形抵抗層と上部電極よりなる非線形抵抗素子を有す
る液晶表示装置において、前記信号電極と非線形抵抗素
子と表示電極とさらにプラスチック基板上に保護用絶縁
膜を有し、該保護用絶縁膜には、信号電極と重なる領域
で、かつ信号電極の幅より小さい領域に複数の開口部を
有している、あるいは、表示電極と重なる領域でかつ表
示電極より小さい領域に開口部を有することを特徴とす
る。
【0023】本発明の液晶表示装置は、有機物を主成分
とするプラスチック基板上に信号電極と信号電極と一体
構造の下部電極と、すくなくとも下部電極上およびその
周囲に設ける炭素を主成分とする非線形抵抗層と、前記
下部電極上の該非線形抵抗層と重なり合う上部電極と、
該上部電極に接続する表示電極を有し、前記下部電極と
非線形抵抗層と上部電極よりなる非線形抵抗素子を有す
る液晶表示装置において、前記信号電極と非線形抵抗素
子と表示電極とさらにプラスチック基板上に保護用絶縁
膜を有し、該保護用絶縁膜には、信号電極上と、表示電
極上と、非線形抵抗素子上とに開口部を有する、あるい
は、前記開口部は各信号電極と表示電極と非線形抵抗素
子と重なる部分に有することを特徴とする。
【0024】本発明の液晶表示装置は、有機物を主成分
とするプラスチック基板上に信号電極と信号電極と一体
構造の下部電極と、下部電極上を含む全面に設ける炭素
を主成分とする非線形抵抗層と、前記下部電極上の該非
線形抵抗層と重なり合う上部電極と、該上部電極に接続
する表示電極を有し、前記下部電極と非線形抵抗層と上
部電極よりなる非線形抵抗素子を有する液晶表示装置に
おいて、前記信号電極と非線形抵抗素子と表示電極とさ
らにプラスチック基板上に保護用絶縁膜を有し、該保護
用絶縁膜には、信号電極と表示電極と重なる領域で、か
つ信号電極と表示電極の幅より小さい領域に開口部を有
し、かつ前記保護用絶縁膜の開口部と少なくとも一辺を
共用する開口部を非線形抵抗層にも有することを特徴と
する。
【0025】
【作用】以上に示す構成を採用することにより、プラス
チック基板を透過して液晶へ混入する不純物イオンを保
護用絶縁膜と信号電極、あるいは表示電極あるいは非線
形抵抗素子を利用し有効に防止できる。さらに、保護用
絶縁膜に開口部を設ける構成とすることにより、保護用
絶縁膜の応力を非常に緩和することができるため、薄い
プラスチック基板においても、基板の反り、あるいはう
ねりを発生することなく不純物イオンの進入を防止する
ことができる。また、信号電極、あるいは表示電極ある
いは、非線形抵抗素子上の保護用絶縁膜の開口部によ
り、信号電極あるいは、表示電極、非線形抵抗素子を構
成する膜の応力と保護用絶縁膜の応力の相互作用により
お互いの応力を打ち消すことができる。
【0026】さらに、保護用絶縁膜の開口部を各信号電
極と表示電極と非線形抵抗素子と同一辺にて加工するこ
とにより、特別なマスクを用いることなく開口部を設け
ることができる。さらに、信号電極と外部回路との接続
をおこなうため、信号電極と外部回路との接続部に保護
用絶縁膜の開口部を形成する必要があるため、複数の表
示電極からなる表示部に開口部を設けると同時に接続部
の開口部の形成も可能となる。
【0027】さらに、信号電極あるいは表示電極上に設
ける保護用絶縁膜の開口部の個数を複数個設け、かつ個
数を複数の表示電極から構成する表示部内にて変えるこ
とにより、プラスチック基板の反りを防止することが可
能となる。
【0028】さらに、プラスチック基板の耐熱性を考慮
すると、できる限り低温にて良好な電圧−電流特性を有
する非線形抵抗素子が必要となる。炭素を主成分とする
非線形抵抗層を利用することにより、プラスチック基板
上に良好な非線形抵抗素子を形成することが可能であ
り、炭素を主成分とする非線形抵抗層を有する非線形抵
抗素子と前記保護用絶縁膜と、保護用絶縁膜の開口部と
を利用することにより、プラスチック基板を透過する不
純物イオンを信号電極あるいは表示電極あるいは非線形
抵抗素子と保護用絶縁膜とを利用し防止することがで
き、かつ保護用絶縁膜の開口部を利用し、プラスチック
基板の反りあるいはうねりを防止することができる。
【0029】さらに、非線形抵抗素子を構成する非線形
抵抗層を不純物イオンの防止に利用するとともに、不透
明性を防止するために表示電極上の非線形抵抗層を保護
用絶縁膜の開口部と自己整合的に除去するため、透過型
液晶表示装置の明るさの向上と不純物イオンの液晶への
混入を効率良く防止することができる。
【0030】
【発明の実施の形態】以下に本発明の液晶表示装置を実
施するための最良の形態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。
【0031】はじめに本発明の第1の実施形態における
非線形抵抗素子と非線形抵抗素子を用いる液晶表示装置
の構成を、図1と図2と図3と図4とを用いて説明す
る。図1は本発明の第1の実施形態における液晶表示装
置の表示領域の中央部の一部を拡大する平面図である。
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。図3は液晶表示装置の表示領域の端部の一部
を拡大する平面図である。図4は液晶表示装置の表示領
域を示す等価回路図である。以下、図1と図2と図3と
図4とを交互に用いて本発明の第1の実施形態を説明す
る。
【0032】有機物を主成分とするプラスチック基板1
上には、アルミニウム(Al)を主成分とする信号電極
3と信号電極3と一体構造を有する下部電極4を設け
る。下部電極4とプラスチック基板1上に炭素(C)と
水素(H)からなる非線形抵抗層5を設ける。炭素
(C)と水素(H)からなる非線形抵抗層5は、プラズ
マCVD(化学気相成長)法により形成する。反応ガス
としてメタン(CH4)と水素(H2)との混合ガスを
利用する。形成温度は70℃でおこなう。以上により、
プラスチック基板1の反りを発生することなく下部電極
4と非線形抵抗層5とを形成できる。
【0033】さらに、非線形抵抗層5と重なり合う上部
電極6を透明導電性膜である酸化インジウムスズ(IT
O)膜により設ける。また、上部電極6と一体構造を有
する表示電極9をプラスチック基板1上に設ける。下部
電極4と非線形抵抗層5と上部電極6とにより炭素膜を
非線形抵抗層5とする非線形抵抗素子11を得る。
【0034】さらに、信号電極3上と表示電極9には開
口部10を有する保護用絶縁膜12をプラスチック基板
1と信号電極3あるいは非線形抵抗素子11上と表示電
極9上に設ける。保護用絶縁膜12は、シラン(SiH
4)と水素(H2)と窒素(N2)との混合ガスを利用
するプラズマCVD法を利用する。プラスチック基板1
の基板の反りを防止するため比較的低温にて形成する手
法を採用する。形成温度は70℃とした。また、保護用
絶縁膜12に設ける開口部10は、信号電極3上と表示
電極9上に複数個設けてあり、開口部10の個数は、複
数の表示電極6から構成する表示領域において異なる個
数を有する。本第1の実施形態においては、図4に示す
ように、N本の信号電極とM本のデーター電極からなる
表示領域を有し、各画素部は非線形抵抗素子11と非線
形抵抗素子に接続する表示電極9とを有し、信号電極は
S1〜Snであり、データー電極はD1〜Dnであり、
例えば、表示領域の端部は信号電極がS1でデーター電
極がD1であり、中央部は信号電極がSnでデーター電
極がDnである。図1に示す平面図はS1とD1の部分
を示し、図3はSnとDnの部分を示している。すなわ
ち、図1に示すように、表示領域の端部では開口部10
は1画素部当たり4個の開口部を有し、図3に示すよう
に中央部では開口部は各画素部当たり2個である。以上
のように開口部10の個数を表示領域の場所により変え
るこにより、プラスチック基板1の応力の中央部の分散
ができるため、表示部の中央と周辺部で反りを均一化が
可能となる。また、保護用絶縁膜12に設ける開口部1
0の大きさは、信号電極3の幅より小さく、保護用絶縁
膜12と信号電極3によりプラスチック基板1が露出し
ない構成とする。また、表示電極9上にの開口部10に
おいても、同様に、表示電極9と保護用絶縁膜12によ
りプラスチック基板1の面が露出しない構成とする。こ
の構成にすることにより、プラスチック基板1を透過す
る不純物イオンを信号電極3と表示電極9と保護用絶縁
膜12により相互に防止し、かつ保護用絶縁膜12の開
口部10により応力の緩和の両立が可能となる。
【0035】ここで、信号電極3上と表示電極9上の保
護用絶縁膜12に開口部10を設ける際に外部回路(図
示せず)と信号電極3とを接続する接続部 上に開口部
10を設けることにより、接続部(図示せず)と外部回
路(図示せず)の電気接続をおこない信号電極3へ信号
を印加する。
【0036】さらに、以上のプラスチック基板1を液晶
表示装置に利用する場合には、プラスチック基板1と対
向する対向基板22を設ける。この対向基板22もプラ
スチック基板を利用する。この対向基板22上には、ま
ずバッファー層として窒化シリコン(SiNx)膜と酸
化シリコン(SiO2)膜をスパッタリング法にて設け
る。このバッファー層にて対向基板22を透過する不純
物イオンを防止することができる。また、対向基板22
上には、プラスチック基板1上に設ける表示電極6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15を設ける。さらに対向電極15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)と
接続する。ここで、対向基板22上には吾対向電極15
をパターン形成するのみのため、非線形抵抗素子を設け
る工程が不要なため、対向基板22上にバッファー層を
設けて、対向電極15を設ける構造を採用してもバッフ
ァー層の劣化を防止することができる。
【0037】さらにプラスチック基板1と対向電極22
とは、液晶17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16、16を有する。
【0038】さらにスペーサー(図示せず)によって、
プラスチック基板1と対向基板22とを所定の間隙寸法
をもって対向させ、プラスチック基板1と対向基板22
との間に液晶17を封入する。さらに、対向基板22上
に偏光板24を有する。
【0039】また、信号電極3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11介して、
表示電極9と対向電極15との間の液晶17に光学特性
変化を発生させることにより液晶表示装置は所定の画像
表示を行う。
【0040】以上により、非線形抵抗素子を設けるプラ
スチック基板1上には下部電極4と低温で良好な電圧−
電流特性を得ることが可能な炭素を主成分とする非線形
抵抗層5と上部電極6を設け、さらに、非線形抵抗素子
11の上部電極6に接続する表示電極9を設け、プラス
チック基板1と非線形抵抗素子11と表示電極9上に保
護用絶縁膜12を設け、この保護用絶縁膜12を各構成
材料の上層に設けることにより、非線形抵抗素子11を
形成することにより発生するプラスチック基板1の劣化
が発生しても、保護用絶縁膜12によりプラスチック基
板1を透過する不純物イオンを効率よく遮断することが
できる。さらに、保護用絶縁膜12に開口部10を設け
ることにより、保護用絶縁膜12の応力の緩和と、プラ
スチック基板1の反り、うねりを防止することができ
る。さらに、保護用絶縁膜12に設ける開口部10の密
度を表示領域の場所により差を設けることにより、さら
にプラスチック基板1への応力を防止、緩和することが
できる。
【0041】つぎに、本発明の第2の実施形態における
非線形抵抗素子と非線形抵抗素子を用いる液晶表示装置
の構成を、図5と図6とを用いて説明する。図5は本発
明の第2の実施形態における液晶表示装置の一部を拡大
する平面図である。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
互に用いて本発明の第2の実施形態を説明する。
【0042】有機物を主成分とするプラスチック基板1
上には、まず酸化シリコン(SiO2)膜からなるバッ
ファー層を設ける。このバッファー層は上層に設ける膜
とプラスチック基板1との密着力の向上と、上層の膜を
加工する際に発生するプラスチック基板1の劣化を防止
するための膜である。つぎに、バッファー層上には、タ
ンタル(Ta)を含むアルミニウム(Al)膜からなる
信号電極3と信号電極3と一体構造を有する下部電極4
を設ける。下部電極4とプラスチック基板1上に炭素
(C)と水素(H)とハロゲン(He、Ar)をからな
る非線形抵抗層5を設ける。炭素(C)と水素(H)と
ハロゲンからなる非線形抵抗層5は、プラズマCVD
(化学気相成長)法により形成する。反応ガスとしてア
セチレン(C2H2)と水素(H2)とハロゲン(H
e、Ar)との混合ガスを利用する。形成温度は50℃
でおこなう。以上により、プラスチック基板1の反りを
発生することなく下部電極4と非線形抵抗層5とを形成
できる。
【0043】さらに、非線形抵抗層5と重なり合う上部
電極6をアルミニウム(Al)膜により設ける。また、
上部電極6と一体構造を有する表示電極9をプラスチッ
ク基板1上に設ける。下部電極4と非線形抵抗層5と上
部電極6とにより炭素膜を非線形抵抗層5とする非線形
抵抗素子11を得る。
【0044】さらに、信号電極3上と表示電極9と非線
形抵抗素子11には開口部10を有する保護用絶縁膜1
2をプラスチック基板1と信号電極3あるいは非線形抵
抗素子11上と表示電極9上に設ける。保護用絶縁膜1
2は、ジシラン(Si2H6)と水素(H2)とアンモ
ニア(NH3)との混合ガスを利用するプラズマCVD
法を利用する。プラスチック基板1の基板の反りを防止
するため比較的低温にて形成する手法を採用する。形成
温度は50℃とした。また、保護用絶縁膜12に設ける
開口部10は、信号電極3と表示電極9と非線形抵抗素
子11と自己整合する形状とする。これにより保護用絶
縁膜12は開口部10により小さく分断されているため
応力は非常に低減できる。また、信号電極3と非線形抵
抗素子11と表示電極9と保護用絶縁膜12のいずれか
によりプラスチック基板1の表面は覆われる構造を採用
する。この構成にすることにより、プラスチック基板1
を透過する不純物イオンを信号電極3と表示電極9と非
線形抵抗素子11と保護用絶縁膜12により相互に防止
し、かつ保護用絶縁膜12の開口部10により応力の緩
和の両立が可能となる。
【0045】ここで、信号電極3上と表示電極9上と非
線形抵抗素子11上の保護用絶縁膜12に開口部10を
設ける際に外部回路(図示せず)と信号電極3とを接続
する接続部(図示せず)3と自己整合する開口部10を
設けることにより、接続部(図示せず)と外部回路(図
示せず)の電気接続をおこない信号電極3へ信号を印加
する。
【0046】さらに、以上のプラスチック基板1を液晶
表示装置に利用する場合には、プラスチック基板1と対
向する対向基板22を設ける。この対向基板22もプラ
スチック基板を利用する。この対向基板22上には、ま
ずバッファー層として窒化シリコン(SiNx)膜と酸
化シリコン(SiO2)膜をスパッタリング法にて設け
る。このバッファー層にて対向基板22を透過する不純
物イオンを防止することができる。また、対向基板22
上には、プラスチック基板1上に設ける表示電極6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15を設ける。さらに対向電極15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)と
接続する。ここで、対向基板22上には吾対向電極15
をパターン形成するのみのため、非線形抵抗素子を設け
る工程が不要なため、対向基板22上にバッファー層を
設けて、対向電極15を設ける構造を採用してもバッフ
ァー層の劣化を防止することができる。
【0047】さらにプラスチック基板1と対向電極22
とは、液晶17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16、16を有する。
【0048】さらにスペーサー(図示せず)によって、
プラスチック基板1と対向基板22とを所定の間隙寸法
をもって対向させ、プラスチック基板1と対向基板22
との間に液晶17を封入する。さらに、対向基板22上
に偏光板24を有する。
【0049】ここで利用する液晶17は、液晶内に色素
を含むゲストホストモードを利用し、さらに、非線形抵
抗素子11の上部電極5に接続する表示電極6に反射効
率の良好なアルミニウム膜を利用し、偏光板を必要とし
ないモードを利用する。これにより明るい反射型液晶表
示装置が可能となる。また、信号電極3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11
を介して、表示電極9と対向電極15との間の領域の液
晶17の電圧と光学特性変化を利用し、液晶表示装置は
所定の画像表示を行う。
【0050】以上により、非線形抵抗素子を設けるプラ
スチック基板1上には下部電極4と低温で良好な電圧−
電流特性を得ることが可能な炭素を主成分とする非線形
抵抗層5と上部電極6を設け、さらに、非線形抵抗素子
11の上部電極6に接続する表示電極9を設け、プラス
チック基板1と非線形抵抗素子11と表示電極9上に保
護用絶縁膜12を設け、この保護用絶縁膜12を各構成
材料の上層に設けることにより、非線形抵抗素子11を
形成することにより発生するプラスチック基板1の劣化
が発生しても、保護用絶縁膜12によりプラスチック基
板1を透過する不純物イオンを効率よく遮断することが
できる。さらに、保護用絶縁膜12に各信号電極3と非
線形抵抗素子11と表示電極9と自己整合する開口部1
0を設けることにより、特にマスクを利用することな
く、保護用絶縁膜12を小さく分割することが可能とな
り、保護用絶縁膜12の応力の緩和と、プラスチック基
板1の反り、うねりを防止することができる
【0051】つぎに、本発明の第3の実施形態における
非線形抵抗素子と非線形抵抗素子を用いる液晶表示装置
の構成を、図7と図8とを用いて説明する。図7は本発
明の第3の実施形態における液晶表示装置の一部を拡大
する平面図である。図8は図7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7と図8とを交
互に用いて本発明の第3の実施形態を説明する。
【0052】有機物を主成分とするプラスチック基板1
上には、タンタル(Ta)膜からなる信号電極3と信号
電極3と一体構造を有する下部電極4を設ける。下部電
極4とプラスチック基板1上には、まずタンタル膜の陽
極酸化膜からなる酸化タンタル(Ta2O5)膜を設け
る。この酸化タンタル(Ta2O5)膜は第1の非線形
抵抗層5’となる。さらに酸化タンタル膜上を含む全面
に、炭素(C)と水素(H)からなる第2の非線形抵抗
層5を設ける。炭素(C)と水素(H)からなる非線形
抵抗層5は、プラズマCVD(化学気相成長)法により
形成する。反応ガスとしてメタン(CH4)と水素(H
2)との混合ガスを利用する。形成温度は50℃でおこ
なう。以上により、第1の非線形抵抗層5’と第2の非
線形抵抗層5の複合非線形抵層により駆動能力の良好な
非線形抵抗層を得られる。以上により、プラスチック基
板1の反りを発生することなく下部電極4と非線形抵抗
層5とを形成できる。
【0053】さらに、非線形抵抗層5と重なり合う上部
電極6を透明導電性膜である酸化インジウムスズ(IT
O)膜により設ける。また、上部電極6と一体構造を有
する表示電極9をプラスチック基板1上に設ける。下部
電極4と非線形抵抗層5と上部電極6とにより酸化タン
タル膜5’と炭素膜5を非線形抵抗層とする非線形抵抗
素子11を得る。
【0054】さらに、信号電極3上と表示電極9には開
口部10を有する保護用絶縁膜12をプラスチック基板
1と信号電極3あるいは非線形抵抗素子11上と表示電
極9上に設ける。保護用絶縁膜12は、シラン(SiH
4)と水素(H2)と窒素(N2)との混合ガスを利用
するプラズマCVD法を利用する。プラスチック基板1
の基板の反りを防止するため比較的低温にて形成する手
法を採用する。形成温度は70℃とした。また、保護用
絶縁膜12に設ける開口部10の大きさは、信号電極3
の幅より小さく、保護用絶縁膜12と信号電極3により
プラスチック基板1が露出しない構成とする。また、表
示電極9上にの開口部10においても、同様に、表示電
極9と保護用絶縁膜12によりプラスチック基板1の面
が露出しない構成とする。この構成にすることにより、
プラスチック基板1を透過する不純物イオンを信号電極
3と表示電極9と保護用絶縁膜12により相互に防止
し、かつ保護用絶縁膜12の開口部10により応力の緩
和の両立が可能となる。さらに、第2の非線形抵抗層5
である炭素膜を保護用絶縁膜12の開口部10と同一辺
にて除去し、第2の開口部とする。この第2の開口部に
より、表示電極9上の透過率の悪い第2の非線形抵抗層
5は除去され透過率の高い表示電極9のみとすることが
できる。さらに、信号電極3上には第1の非線形抵抗層
5’を有し、さらに、プラスチック基板1上には、第2
の非線形抵抗層5と保護用絶縁膜12を有するため、プ
ラスチック基板1を透過する不純物イオンを効率良く防
止することができる。さらに、保護用絶縁膜12と第2
の非線形抵抗層5の開口部によりプラスチック基板1へ
の応力の緩和が達成できる。
【0055】以上の実施形態においては、信号電極と表
示電極の間に単個の非線形抵抗素子を用いる場合に関し
て説明したが、複数個の非線形抵抗素子を用いる場合に
おいても、本実施形態の効果は当然有効である。
【0056】本発明の実施形態においては、第2の実施
形態においてのみプラスチック基板上にバッファー層を
用いる構成を採用したが、第1あるいは、第3の実施形
態においても第2の実施形態と同様の効果が得られる。
【0057】本発明の第2の実施形態においては、バッ
ファー層と保護用絶縁膜の開口部を両方利用する構成を
用いて説明したが、保護用絶縁膜の開口部のみにおいて
も、十分に本発明のプラスチック基板への応力の緩和の
効果を得ることができる。
【0058】本発明の第3の実施形態においては、保護
用絶縁膜の開口部と自己整合的に非線形抵抗層の開口部
を設ける構成を示したが、非線形抵抗層の透過率が良好
な場合には、保護用絶縁膜の開口部のみとしてもよい。
【0059】本発明の第3の実施形態においては、酸化
タンタル(Ta2O5)膜からなる第1の非線形抵抗層
と炭素膜からなる第2の非線形抵抗層からなる複合非線
形抵抗層を利用する構成と保護用絶縁膜の開口部とを組
み合わた場合に関して示したが、個々の構成を利用する
場合においても、十分な効果が得られる。
【0060】
【発明の効果】以上に記載する内容により明らかなよう
に、本発明の液晶表示装置の構成を採用することによ
り、プラスチック基板を透過して液晶へ混入する不純物
イオンを保護用絶縁膜と信号電極、あるいは表示電極あ
るいは非線形抵抗素子を利用し有効に防止できる。さら
に、保護用絶縁膜に開口部を設ける構成とすることによ
り、保護用絶縁膜の応力を非常に緩和することができる
ため、薄いプラスチック基板においても、基板の反り、
あるいはうねりを発生することなく不純物イオンの進入
を防止することができる。また、信号電極、あるいは表
示電極あるいは、非線形抵抗素子上の保護用絶縁膜の開
口部により、信号電極あるいは、表示電極、非線形抵抗
素子を構成する膜の応力と保護用絶縁膜の応力の相互作
用によりお互いの応力を打ち消すことができる。
【0061】さらに、保護用絶縁膜の開口部を各信号電
極と表示電極と非線形抵抗素子と同一辺にて加工するこ
とにより、特別なマスクを用いることなく開口部を設け
ることができる。さらに、信号電極と外部回路との接続
をおこなうため、信号電極と外部回路との接続部に保護
用絶縁膜の開口部を形成する必要があるため、複数の表
示電極からなる表示部に開口部を設けると同時に接続部
の開口部の形成も可能となる。
【0062】さらに、信号電極あるいは表示電極上に設
ける保護用絶縁膜の開口部の個数を複数個設け、かつ個
数を複数の表示電極から構成する表示部内にて変えるこ
とにより、プラスチック基板の反りを防止することが可
能となる。
【0063】さらに、プラスチック基板の耐熱性を考慮
すると、できる限り低温にて良好な電圧−電流特性を有
する非線形抵抗素子が必要となる。炭素を主成分とする
非線形抵抗層を利用することにより、プラスチック基板
上に良好な非線形抵抗素子を形成することが可能であ
り、炭素を主成分とする非線形抵抗層を有する非線形抵
抗素子と前記保護用絶縁膜と、保護用絶縁膜の開口部と
を利用することにより、プラスチック基板を透過する不
純物イオンを信号電極あるいは表示電極あるいは非線形
抵抗素子と保護用絶縁膜とを利用し防止することがで
き、かつ保護用絶縁膜の開口部を利用し、プラスチック
基板の反りあるいはうねりを防止することができる。
【0064】さらに、非線形抵抗素子を構成する非線形
抵抗層を不純物イオンの防止に利用するとともに、不透
明性を防止するために表示電極上の非線形抵抗層を保護
用絶縁膜の開口部と自己整合的に除去するため、透過型
液晶表示装置の明るさの向上と不純物イオンの液晶への
混入を効率良く防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態における液晶表示装置
の表示領域の中央部の平面構造を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施形態における液晶表示装置
の表示領域の中央部の断面構造を示す図である。
【図3】本発明の第1の実施形態における液晶表示装置
の表示領域の端部の平面構造を示す図である。
【図4】本発明の第1の実施形態における液晶表示装置
の表示領域の等価回路を示す図である。
【図5】本発明の第2の実施形態における液晶表示装置
の平面構造を示す図である。
【図6】本発明の第2の実施形態における液晶表示装置
の断面構造を示す図である。
【図7】本発明の第3の実施形態における液晶表示装置
の平面構造を示す図である。
【図8】本発明の第3の実施形態における液晶表示装置
の断面構造を示す図である。
【図9】従来例における液晶表示装置の平面構造を示す
図である。
【図10】従来例における液晶表示装置の断面構造を示
す図である。
【符号の説明】
1 プラスチック基板基板 3 信号電極 4 下部電極 5 炭素膜からなる非線形抵抗層 6 上部電極 9 表示電極 10 開口部 11 非線形抵抗素子 12 保護用絶縁膜 15 対向電極 16 配向膜 17 液晶 22 対向基板 25 偏向板

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機物を主成分とするプラスチック基板
    上に信号電極と信号電極と一体構造の下部電極と、すく
    なくとも下部電極上およびその周囲に設ける炭素を主成
    分とする非線形抵抗層と、前記下部電極上の該非線形抵
    抗層と重なり合う上部電極と、該上部電極に接続する表
    示電極を有し、前記下部電極と非線形抵抗層と上部電極
    よりなる非線形抵抗素子を有する液晶表示装置におい
    て、前記信号電極と非線形抵抗素子と表示電極とさらに
    プラスチック基板上に保護用絶縁膜を有し、該保護用絶
    縁膜には、信号電極と重なる領域で、かつ信号電極の幅
    より小さい領域に複数の開口部を有していることを特徴
    とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 有機物を主成分とするプラスチック基板
    上に信号電極と信号電極と一体構造の下部電極と、すく
    なくとも下部電極上およびその周囲に設ける炭素を主成
    分とする非線形抵抗層と、前記下部電極上の該非線形抵
    抗層と重なり合う上部電極と、該上部電極に接続する表
    示電極を有し、前記下部電極と非線形抵抗層と上部電極
    よりなる非線形抵抗素子を有する液晶表示装置におい
    て、前記信号電極と非線形抵抗素子と表示電極とさらに
    プラスチック基板上に保護用絶縁膜を有し、該保護用絶
    縁膜には、信号電極と重なる領域で、かつ信号電極の幅
    より小さい領域に複数の開口部を有し、さらに、該保護
    用絶縁膜には、前記表示電極と重なる領域で、かつ表示
    電極より小さい領域に開口部を有することを特徴とする
    液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 有機物を主成分とするプラスチック基板
    上に信号電極と信号電極と一体構造の下部電極と、すく
    なくとも下部電極上およびその周囲に設ける炭素を主成
    分とする非線形抵抗層と、前記下部電極上の該非線形抵
    抗層と重なり合う上部電極と、該上部電極に接続する表
    示電極を有し、前記下部電極と非線形抵抗層と上部電極
    よりなる非線形抵抗素子を有する液晶表示装置におい
    て、前記信号電極と非線形抵抗素子と表示電極とさらに
    プラスチック基板上に保護用絶縁膜を有し、該保護用絶
    縁膜には、信号電極上と、表示電極上と、非線形抵抗素
    子上とに開口部を有することを特徴とする液晶表示装
    置。
  4. 【請求項4】 有機物を主成分とするプラスチック基板
    上に信号電極と信号電極と一体構造の下部電極と、すく
    なくとも下部電極上およびその周囲に設ける炭素を主成
    分とする非線形抵抗層と、前記下部電極上の該非線形抵
    抗層と重なり合う上部電極と、該上部電極に接続する表
    示電極を有し、前記下部電極と非線形抵抗層と上部電極
    よりなる非線形抵抗素子を有する液晶表示装置におい
    て、前記信号電極と非線形抵抗素子と表示電極とさらに
    プラスチック基板上に保護用絶縁膜を有し、該保護用絶
    縁膜には、信号電極上と、表示電極上と、非線形抵抗素
    子上とに各信号電極と表示電極と非線形抵抗素子と重な
    る部分に開口部を有することを特徴とする液晶表示装
    置。
  5. 【請求項5】 有機物を主成分とするプラスチック基板
    上に表示電極と表示電極と一体構造の下部電極と、少な
    くとも下部電極上およびその周囲と信号電極上とに設け
    る炭素を主成分とする非線形抵抗層と、前記下部電極上
    の該非線形抵抗層と重なり合う上部電極と、該上部電極
    に接続する信号電極を有し、前記下部電極と非線形抵抗
    層と上部電極よりなる非線形抵抗素子を有する液晶表示
    装置において、前記信号電極と非線形抵抗素子と表示電
    極とさらにプラスチック基板上に保護用絶縁膜を有し、
    前記信号電極上の該保護用絶縁膜には、信号電極と同
    一、あるいは小さい領域からなる開口部を有することを
    特徴とする液晶表示装置。
  6. 【請求項6】 有機物を主成分とするプラスチック基板
    上に信号電極と信号電極と一体構造の下部電極と、下部
    電極上を含む全面に設ける炭素を主成分とする非線形抵
    抗層と、前記下部電極上の該非線形抵抗層と重なり合う
    上部電極と、該上部電極に接続する表示電極を有し、前
    記下部電極と非線形抵抗層と上部電極よりなる非線形抵
    抗素子を有する液晶表示装置において、前記信号電極と
    非線形抵抗素子と表示電極とさらにプラスチック基板上
    に保護用絶縁膜を有し、該保護用絶縁膜には、信号電極
    と表示電極と重なる領域で、かつ信号電極と表示電極の
    幅より小さい領域に開口部を有し、かつ前記保護用絶縁
    膜の開口部と少なくとの一辺を共用する開口部を非線形
    抵抗層にも有することを特徴とする液晶表示装置。
  7. 【請求項7】 プラスチック基板上には絶縁性を有する
    バッファー層を有することを特徴とする請求項1から請
    求項4記載の液晶表示装置。
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