JPH02189521A - 電気光学装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、計測機の表示パネル、輸送手段のインスト
ルメントパネル、パーソナルコンピューター画像表示装
置、テレビジョン、プリンタ用液晶シャンターなどに使
用される、多数の画素数を有する電気光学装置に関する
。

Ｃ発明の概要〕 この発明は、多数の行列電極を有する７４リクス構造電
気光学装置において、液晶やエレクトロクロミズム等の
電気光学的効果を有する材料の駆動用電極の各画素ごと
に、電気光学的効果を有する材料と直列に、ゲルマニウ
ムを主成分のひとつとし、少なくとも炭素、窒素、酸素
のいずれかを主成分とするアモルファス合金材料からな
る非線型抵抗素子を形成することにより、電気光学装置
の品質を向上させ、かつ、製造を容易にし７たものであ
る。

〔従来の技術〕

小型で軽量の電気光学装置として、エレクトロクロミズ
ムや液晶等のように、電気光学効果を有する材料を用い
た電気光学装置が実用化されている。近年この種の電気
光学装置の情ｔｐａｍ増大化を計る目的で、ＴＰＴ薄膜
トランジスタなどによる３端子アクティブマトリクス液
晶表示装置や、非線型抵抗素子を各液晶画素と直列に設
けた２＃ａ子アクティブマトリクス液晶表示装置が脚光
をあびている。

２端子アクテイブマトリクスは、３端子素子アクテイブ
マトリクスと比較し、形成膜数が少なく、フォトエツチ
ング工程数が少なく、さらにパターニング精度が比較的
粗い、などの特長があり、低コスト、大面積表示装置へ
の応用が可能である。

２端子アクティブマトリクス液晶表示装置は、次の方式
が公知である。

■　バリスタ一方式 ■　金属−絶縁膜−金属（Ｍ　Ｉ　Ｍ）方式■　ダイオ
ード方式 ■　高抵抗半導体方式 ■のバリスタ一方式は特開昭５５−１０５２８５号公報
、■のＭＩＭ方式は、特開昭５５−１６１２７３号公報
に示されている。■の高抵抗半導体方式は、Ｐｒｏｃ、
　ｏｆ　ｔｈｅ　６ｔｈ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
　ＤｉｓｐｌａｙＣｏｎｆｅｒｎｃｅ　ｐｐ、　７２−
７４（１９８６）および特許出願番号６２−２２１４９
０号に示されている。

第２図は、■の方式による非線型抵抗を示す高抵抗半導
体薄膜を用いた、従来の２端子アクテイブマトリクス液
晶電気光学装置のＸ−Ｙマトリクスパネル回路図である
０行液晶駆動電極３と列液晶駆動電極４は、基板及び対
向基板にそれぞれ通常１００〜１０００本形成される。

Ｘ−Ｙ交差部には液晶５と非線型抵抗素子１３が形成さ
れる。

第３図は非線型抵抗膜として、特許出願番号６２−２２
１４９０号に示された非晶質窒化ゲルマニウム膜を用い
た従来の液晶電気光学装置の一画素の縦断面図である。

画素電ＦＩｉ８と列電極４との間に非線型抵抗材料１２
として非晶質窒化ゲルマニウムが用いられ、非線型抵抗
素子１３が形成されている。そして、対向基板１０には
行電極３が形成され、基板７．１０間には液晶５が挟持
されている。又、第４図は一画素部の平面図である。

この種の液晶電気光学装置の駆動は一般に電圧平均化法
と呼ばれる次のような方式によって行う。

第２図の多数の行電極３を一本ずつ上から順次に選択し
、その選択期間内に列電極４によってデータを書き込む
。このとき、充分なコントラストで表示が行えるために
は、選択点での液晶に印加される実効電圧が、液晶の飽
和電圧よりも大きい事、非選択点での液晶に印加される
実効電圧が液晶のしきい値電圧よりも小さいことが必要
である。

非線型抵抗素子１３に、充分な非線型性を有する膜を用
いると、選択点では書き込み時には非線型抵抗素子１３
の抵抗が低くなり、液晶５に電圧がかかりやすくなり、
保持期間では非線型抵抗素子１３の抵抗が高くなり、液
晶５にかかった電圧が保持されやすくなる。又、非選択
点では、書き込み時に非線型抵抗素子１３の抵抗は、選
択点はど低くはならず、その小さな電圧が保持されるこ
とになり、分割数の比較的大きな液晶電気光学装置でも
高いコントラス、トを持ったパネルを提供できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

この種の電気光学装置が直射日光などの強度の光照射下
においても高いコントラストを保持するためには、光に
よるリーク電流が大きくてはいけない、特許出願番号６
２−２２１４９０号に示された、高抵抗半導体膜として
、窒化ゲルマニウムを用いる方法は、このような光リー
ク電流を抑えるのに顕著な効果があったが、その一方で
、ゲルマニウムを主成分とする炭化ゲルマニウム、窒化
ゲルマニウム、酸化ゲルマニウムなどはいずれも基板で
あるガラスとの密着力が弱く、製造過程において剥がれ
落ちる等の問題点があり製造が困難であった。

そこでこの発明は、非線型抵抗膜として、光り−りが少
ないというゲルマニウム系アモルファス材料の特長を生
かしつつ、その膜の基板への密着力を高めることにより
、容易に製造できるようにしたものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記問題点を解決するために、非線型抵抗膜
として、シリコンとゲルマニウムを土成分として、少な
くとも炭素、窒素、酸素のいずれかを主成分とするアモ
ルファス合金材料を用いたものである。

〔作用〕

上記のような手段を講しることにより、光感度が低くか
つ、剥がれにくい非線型抵抗素子を得ることができて、
電気光学装置の駆動に供することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例の断面図である。

本発明の実施例として、シリコンとゲルマニウムと窒素
を主成分として水素を含有するアモルファス材料を用い
た非線型抵抗素子を使用した液晶パネルについて説明す
る。

上記アモルファス材料は、本実施例の場合、窒素ガスと
アンモニアガスとモノサイレンガス（ＳｉＨ４）とゲル
マンガス（Ｇｅ１１４）を原料とするプラズマＣＶＤ法
によって約１０００人形成した。この方法で作製したア
モルファス合金材料は、１０”　［ｃｒ’１程度の水素
を含む。

窒化ゲルマニウムが窒化シリコンよりも光感度が著しく
低いことは特許出願番号６２−２２１４９０号に示され
ているとおりであるが、本発明による窒化シリコン・ゲ
ルマニウムは、それらの中間的性質を有する。すなわち
、シリコンの組成が多いほど光感度が高く、ゲルマニウ
ムの組成を増していくと光感度が低下する０本発明者は
、シリコンとゲルマニウムのモル比Ｓｔ　：　Ｇｅが９
：１以下のＩＩ化シリコン・ゲルマニウムで充分に光リ
ークが抑えられること、つまり、直射日光下でも液晶パ
ネルの表示品質が全く低下しないことを確認した。

一方、非線型抵抗膜のガラス基板への密着性は、窒化シ
リコン・ゲルマニウム中のシリコンの組成が多いほど密
着性が良く、ゲルマニウムの組成が多いほど悪くなる。

本発明者はＳｉ：Ｇｅのモル比が１：９以上の窒化シリ
コン・ゲルマニウムでシャワー水洗やホトレベルの塗布
などの通常の製造工程で耐えられる充分な密着力を有す
ることを確認した。　このように、シリコンとゲルマニ
ウムのモル比をｌ　：　９＜Ｓｒ：Ｇｅ＜９　：　１の
範囲の比率で含有する窒化シリコン・ゲルマニウムを非
線型抵抗材料として用いることにより、良好な表示品質
を有する液晶パネルを困難なく作製することができる。

上記のアモルファス合金における窒素の役割は、主にそ
の比抵抗の訓節にある。炭素、酸素も同様である。これ
らの膜の組成比は、例えば作製法の一例であるプラズマ
ＣＶＤ法の場合、作製時の高周波パワー、圧力、基板温
度、原料ガス全流量率、原料ガス組成等の条件を変える
ことによって容易に制御できる。

さらに、上記°アモルファス材料の電流−電圧特性は、
原料ガス中に、例えばホスフィンやジボラン等のドーピ
ング・ガスを数ｐｐｍから数パーセント混入せしめるこ
とにより、リンやボロン等をドープしたり、アルゴン等
の希ガスや、水素ガスにより、原料ガスを希釈すること
によっても制御することが可能である。

なお、上記アモルファス材料の製造方法は、プラズマＣ
ＶＤ法による作製例について説明したが、これを減圧及
び常圧ＣＶＤ法やスパッタ法などによっても作製するこ
とができる。

なお、本発明による非線型抵抗素子は、一定の膜厚を有
する高抵抗材料の高電界領域において支配的となるＰｒ
ｅｎｋｅｌ−Ｐｏｏｌｅ型の電流を利用しているため、
適度な動作電圧範囲内では、膜厚が薄すぎるとトンネル
電流が支配的となり、厚すぎるとオーミック電流が支配
的となり、いずれも素子の非線型性を低下させることに
なる。

本発明者は、上記の非線型抵抗薄膜について、通常の動
作電圧範囲内で、ｌ１ｘｆｆ、が５００人から２μ履の
範囲でＦｒｅｎｋｅｌ−Ｐｏｏｌｅ型の電流が支配的と
なることをｉｉ認した。

本実施例は、液晶電気光学装置への応用について述べた
が、他のエレクトロクロミズム等の電気光学効果を有す
る材料を用いた電気光学装置にも応用できることは明ら
かである。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明による非線型抵抗材料を用い
た電気光学装置によれば、屋外等の明るい場所において
も充分なコントラストを有し、その製造において、膜が
剥がれにくいという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるシリコンとゲルマニウムの窒化物
又は炭化物又は酸化物を主成分とする非線型抵抗材料を
用いた液晶電気光学装置の縦断面図、第２図は従来のゲ
ルマニウムと窒素を主成分とする非線型抵抗材料を用い
た液晶電気光学装置の縦断面図、第３図は従来公知であ
る非線型抵抗素子を用いた液晶電気光学装置の回路図、
第４図は従来公知である液晶電気光学装置の一画素部の
平面図である。 ７、ｌＯ・・・基板 ８．１１・・・透明電極 ９・・・・・電極 以上 出願人　セイコー電子工業株式会社 代理人　弁理士　林　　敬　之　助 第１図 亮２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２枚の対向する基板と、該基板間に挟持された電気光学
   効果を有する材料の層と、一方の基板の内面に形成した
   多数の行電極群と、他方の基板の内面に形成した多数の
   列電極群とからなり、少なくとも一方の基板の各画素は
   、それぞれ画素電極と非線型抵抗素子とからなり、前記
   画素電極と非線型抵抗素子が直列に接続され、前記非線
   型抵抗素子が行または列電極からなる第１の導体及び、
   画素電極からなる第２の導体及び、第１の導体と第２の
   導体の間に形成した非線型抵抗材料からなる電気光学装
   置において、前記非線型抵抗材料がシリコンとゲルマニ
   ウムの窒化物又は炭化物又は酸化物を主成分とするアモ
   ルファス合金材料であることを特徴とする電気光学装置
   。