JPS61217087A - 液晶表示装置用非線形抵抗素子 - Google Patents

液晶表示装置用非線形抵抗素子

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JPS61217087A
JPS61217087A JP60059209A JP5920985A JPS61217087A JP S61217087 A JPS61217087 A JP S61217087A JP 60059209 A JP60059209 A JP 60059209A JP 5920985 A JP5920985 A JP 5920985A JP S61217087 A JPS61217087 A JP S61217087A
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JP
Japan
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electrode
layer
liquid crystal
crystal display
resistance element
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Pending
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JP60059209A
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English (en)
Inventor
西浦 真治
河島 朋之
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Priority to US06/842,550 priority patent/US4738513A/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
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    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
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    • GPHYSICS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の行電極および列電極、その行電極およ
び列電極の間に直列接続された液晶表示要素および非線
形抵抗素子を有するマトリックス要素からなるアクティ
ブマトリックス方式の液晶表示装置に用いられる非線形
抵抗素子に関する。
【従来技術とその問題点】
近年、液晶を用いた画像表示装置が進展するにつれて高
密度表示パネルの開発が盛んになってきている。こ2の
ような時分割性に劣る表示素子を用いて高密度表示を行
う場合、次の二つの方式がとられている。第一の方式は
、時分割度は適当な値に抑えて多重配線等で逃げる方式
で、多重マトリックス方式と呼ばれる。第二の方式は、
トランジスタ、非線形抵抗等の能動素子をスイッチとし
てパネル上に形成し、各画素に電圧を蓄積させる方法で
アクティブマトリックス方式と呼ばれる。前者は、パネ
ル製造は比較的容易であるが、配線多重度を上げるにも
限界があり、表示密度が余り上げられない、後者は表示
密度は十分上げられるが、電荷を十分に蓄積させること
のできる高性能スイッチング素子を高密度、無欠陥に作
り込む技術が困難である。このアクティブマトリックス
方式のパネルとして、例えば特開昭59−15449号
公報に開示されているマトリックスパネルがある。 第2図は上記公報に開示された表示装置の概念図を示す
、走査電極側のパネルには、St、S2.S3・・・で
あられされる走査電極21を形成し、各々の各々の画素
の一方の電極である透明電極との間にダイオード22を
逆並列接続させたものを介在させる。 データ電極側のパネルには、DI、D2.D3・・・で
あられされるデータ電極23が走査電極側の画素サイズ
と対応する中で形成される。この二つの電極パネルの間
に液晶24を約10.nの厚さに封じ込み、各パネルの
電極Sl、S2.S3・・・とDI、D2.D3・・・
は互いに直交するように構成する。 第3図は第2図のダイオード22の断面構造を示す、ガ
ラス板等を用いる透明絶縁基板1の上に■TOから成る
透明電極2および3が形成され、透明電極2の延長部は
走査電極21に接続され、透明電極3は画素電極である
。透明電極2の上にダイオードが構成される。ダイオー
ドは基板側からCr電極41.アモルファスシリコン(
以下a −3iと記す)のp形層51.イントリンシッ
ク層52.n形層53が積層される。a−8i層はグロ
ー放電分解で形成され、層51,52.53の膜厚はそ
れぞれ500人、0.5im + soo Aである。 この上に再びCr電極42.a −5tのp形層51.
 イントリンシック層52.n形層53を積層し、さら
に最上層にCr電極43を被着する。 Cr電極は電子
ビーム蒸着またはスパッタリングで形成され、膜厚は約
1000人である。これらの各層は一面に形成の後、光
蝕刻法でパターニングされる。 こうしてpina−3iダイオードが2段に直列接続さ
れた構成ができ上がる。pina−5tダイオードを2
段に構成するのは、液晶表示の制御性を向上させるため
にこの非線形素子のしきい値を大きくするためである。 次に絶縁膜6を、例えばシランとアンモニアのグロー放
電分解による5iJ4膜で形成し、光蝕刻法でパターニ
ングする。ダイオードの最上層のCr電極4の上の絶縁
膜6は中央にコンタクト孔7を有し、このコンタクト孔
において、絶縁膜6を覆って蒸着又はスパッタリングに
より被着され、光蝕刻法でパターニングされるA1電極
8がCr電極43に接触する。このat電極8の延長部
は画素電極3と接続される。図示しないが、この2段直
列ダイオードに隣接して同構造のダイオードを形成し、
その上部AI電極8とこのダイオードの下部電極2とを
接続することにより、逆並列ダイオードが構成される。 第4図は逆並列ダイオードの電流・電圧特性を示し、実
線は良品の暗時の特性である。ところがこのような素子
においても、1万ルクス程度の光を照射すると、破線の
ような出力特性が得られた。 この非線形素子は、光を受けた状態でもしきい値以下の
小バイアス領域において電流を10−’ A程度以下に
抑える必要がある。この電流が大きいと電圧を蓄積させ
る能力が低下し、画質が極端に低下するという問題が発
生した。
【発明の目的】
本発明は、液晶表示装置に用いられる非線形抵抗素子と
して、それぞれa −51層を用いた複数のダイオード
が積層により直列接続され、積層体の上面および側面が
絶縁膜で被覆され、下面には透明基板上の下部金属電極
が、上面には絶縁膜の開口部において上部金属電極がそ
れぞれ接触するものにおいて、例えば屋外等の高照度下
においても電流・電圧特性が暗時の電流・電圧特性に類
似する特性を持ち、しかも低バイアス領域での電流が小
さい均一な特性を有する素子を提供することを目的とす
る。
【発明の要点】
本発明によれば、下部金属電極がそれより上の積層体よ
り大きな面積を有し、さらに絶縁膜上の上部金属電極が
下部金属電極の上方を覆う区域より張り出していること
によって上記の目的を達成する。
【発明の実施例】
第1図は本発明の一実施例を示し、第3図と共通の部分
には同一の符号が付されている。第3図と異なっている
点は、透明導電膜2の上に形成されるCr電極41が第
3図の最下層のCr電極41より大きく、従ってその上
にa −5iN51.52.53あるいは中間および最
上層のCr電極42.43よりも大きい面積を有するこ
と、コンタクトホール7で最上層のCr電極43に接触
するAI上部電極8が、積層ダイオードの上面およrメ
柵面7t−塙福[+ff G尤Δ1プ圏 ずおり、下部
Cr電極41の上方よりもさらに外側に張り出している
。このように構成することにより各a −Si層51.
52.53へ入射する光は下部Cr電極41およびA1
上部電極8によってさえぎられるので、この非線形抵抗
素子の電流・電圧特性は暗時と変わらない。 次にこの素子の製造工程を第5図を引用して説明する。 ガラス基板上に第5図(alのように透明電極パターン
を形成し、第5図(blの段階で全面にCr層4.a−
Si層5を交互に積層する。この積層の上にレジストパ
ターン91を形成し、第5図(C)に示すようにプラズ
マエツチング法で最下層のCr層4を除いた各層5.4
をパターニングしてa −5t層5L52,53、Cr
電極42.43を形成する。 Cr層4のエツチングは
BCliと03の混合ガスを導入し、プラズマ分解する
ことにより、a−5t層5のエツチングはCF、と0.
の混合ガスのプラズマ分解により精度よく行うことがで
きる0次に第5図(d)に示すように120℃で30時
間のレジストのベーキングを行い、ダイオード部の外側
まで延びるレジストパターニング92を形成し、その後
再び最下層のCr層4をプラズマエツチングを行うと下
部Cr電・極41を形成することができる。第5図(e
)においては、Si3N4などの絶縁膜6を被覆後パタ
ーニングを行い、さらに全面にAI蒸着層8を形成後、
電極41の上方より数μ外側に張り出した区域にレジス
ト93を被着する。このあとプラズマエツチングを行う
ことにより第1図の構造を完成する。 以上の工程により作成したパターンにおいて電流・電圧
特性を測定したところ、1万〜5万ルクス程度の明るさ
においても、低バイアス領域の電流は10−” Aを越
えることがなく、液晶表示要素駆動に好適な非線形抵抗
素子が得られた。 第6図は別の実施例を示し、第1図の素子と最上層のC
r電極43が存在しない点が異なり、これは電極43に
接触するn形a−31層53のドーピングを強くし、ま
た上部電極をcrt8iatとすることにより可能にな
る。第7図はさらに別の実施例を示し、この場合は中間
電極42も省略したものである。こネにより、ダイオー
ドのリーク電流が低下し、ダイオードの良品率がさらに
向上した。これは第5図(C1に対応するダイオード部
のパターニングの際に、金属雰囲気にa−5t層の接合
がさらされないため短絡部分発生が減少したためと考え
られ、一つのパネル上に敵方個形成される非線形素子の
不良率が減少する結果が得られた。またダイオード部の
プラズマエツチング時にガスを変える必要がない点でも
、低コスト化に有効である。 【発明の効果] 本発明は、アクティブマトリックス方式の液晶表示装置
のスイッチ用に用いられる積層a −3iダイオードか
らなる非線形抵抗素子の下部金属電極をダイオード部よ
り広くし、また上部金属電極を絶縁膜上において下部金
属電極の上方領域より張り出させることにより、a −
Si層への光の入射を抑えることができ、屋外等の高照
度下における低バイアス領域の電流を抑えることができ
る効果が得られた。
【図面の簡単な説明】
笛+ FBI +++J!L閤バーφ皆瀉ハ締じ石面 
竺り開時アクティブマトリックス方式液晶表示装置の概
念図、第3図は従来の非線形素子の断面構造図、第4図
は非線形素子の出力特性例を示す電流・電圧線図、第5
図は第1図の素子の製造工程を順次示す断面図、第6図
、第7図はそれぞれ本発明の異なる実施例の断面図であ
る。 1:透明絶縁基板、2:透明電極、51.42.43゜
81 : Cr電極、51:p形a −3in−、52
: i−a −Si層・、53:n形a−3t層、6:
絶縁膜、7:コンタクトホール、8:A1電極。 第1図 第4図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)それぞれアモルファスシリコン層を用いた複数のダ
    イオードが積層により直列接続され、該積層体の上面お
    よび側面が絶縁膜で被覆され、下面には透明基板上の下
    部金属電極が、上面には前記絶縁膜の開口部において上
    部金属電極がそれぞれ接触するものにおいて、下部金属
    電極がそれより上の積層体より大きな面積を有し、上部
    金属電極が下部金属電極の上方を覆う区域より張り出し
    ていることを特徴とする非線形抵抗素子。
JP60059209A 1985-03-22 1985-03-22 液晶表示装置用非線形抵抗素子 Pending JPS61217087A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60059209A JPS61217087A (ja) 1985-03-22 1985-03-22 液晶表示装置用非線形抵抗素子
US06/842,550 US4738513A (en) 1985-03-22 1986-03-21 Liquid crystal display including a non-linear resistance element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60059209A JPS61217087A (ja) 1985-03-22 1985-03-22 液晶表示装置用非線形抵抗素子

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JPS61217087A true JPS61217087A (ja) 1986-09-26

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ID=13106784

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Publication number Publication date
US4738513A (en) 1988-04-19

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