JPH03210532A - 二端子素子 - 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１ この発明は計測器の表示パネル、自動車のインストルメ
ントパネル、パーソナルコンピューターの画像表示装置
、液晶テレビのデイスプレィなどに使用される液晶表示
装置に設けられた二端子素子に関する。

〔発明の概要〕

この発明は、画素電極と駆動用電極間に非線形抵抗膜を
設けた二端子素子において、画素電極と駆動用電極との
交差部の電極形状として、一方または双方の電極の末端
部に丸みを持たせることによって、二端子素子を駆動さ
せる際に、電界集中が起こらないようにし、素子特性の
劣化を防ぎ、信頼性を大幅に向上させることのできる二
端子素子を提供することを目的としている。

［従来の技術］ 小型、軽量、薄型、低消費電力の表示装置として、液晶
表示装置は他の表示装置と比べて優位性を持ち、近年実
用化が進められて来ている。この種の表示装置の表示情
報量の増大化を図る目的で、薄膜トランジスタなどによ
る三端子アクティブマトリクス液晶表示装置や、ＺｎＯ
バリスタや金属−絶縁膜−金属構造からなるいわゆるＭ
ＩＭ型非型彫線形抵抗素子縁膜部に、Ｓｉリッチな窒化
膜や酸化膜などを用いた非線形抵抗素子などの二端子ア
クティブマトリクス液晶表示装置が研究されている。

二端子素子は三端子素子と比較し、形成膜数が少く、パ
ターニング精度はかなり粗くてよいなどの特徴があり、
低コスト、大面積表示装置への応用が可能である。

第３図（ａ）は、非線形抵抗素子を用いた二端子アクテ
ィブマトリクス液晶表示装置のＸ−Ｙマトリクスパネル
回路図であり、第３図（ｂ）は構造を示す一部断面図で
ある１行液晶駆動電極１と列液晶駆動電極２は基板Ｂ及
び対向基板Ａにそれぞれ通常１００〜１０００本程形成
される。ｘ−Ｙ交差部には画素電極４２と非線形抵抗膜
４１とを有し、列電極２と接続された非線形抵抗素子４
が設けられている。そして基板Ａ、Ｂ間には液晶３が保
持されている。第２図は非線形抵抗素子として、Ｓｉリ
ッチな窒化シリコン膜などを用いた従来の二端子素子を
示す平面図と断面図である。

透明基板２１上に画素電極２２（例えばＩＴＯ）を選択
的に形成した後、非線形抵抗ＩＪＩ２４（例えば窒化シ
リコン）と駆動用電極２３（例えばＣｒ）を堆積し、そ
れぞれを選択的にエツチングした構造になっている。

この種の液晶表示装置の駆動は次のように行なう、すな
わち、第３図の多数の行電極１を一本ずつ上の方から線
順次に選択し、その選択期間内に列電極２によってデー
タを書き込む、このとき十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こと、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。非線形抵抗膜４１を用いると１選択
点では書き込み時（高電圧印加時）に、非線形抵抗膜４
１の抵抗が低くなり、液晶３に電荷が注入されやすくな
り、保持期間（低電圧印加時）に、非線形抵抗膜４１の
抵抗が高くなり、液晶３に注入された電荷が保持されや
すくなる。こうして液晶３に印加される実効電圧を液晶
３の飽和電圧よりも高く保つことができる。また、非選
択点では書き込み時に非線形抵抗膜４１の抵抗はそれほ
ど低くはならず、液晶３にはあまり電荷が注入されない
、よって液晶３に印加される実効電圧は比較的小さく抑
えられることになり、液晶３のしきい値電圧よりも低く
保つことができる。このようにして、分割数をかなり大
きくしていっても高いコントラストを得ることができる
。非線形抵抗素子においては、書き込み期間、保持期間
のそれぞれの期間に、非線形抵抗１１Ｊｉ４１が所望の
抵抗値になるよう膜の組成や構造を決定する。また、こ
のような液晶表示装置で表示を行うにあたって、十分な
駆動マージンを得るためには、各々の画素における液晶
部の容量ＣＬＣと、非線形抵抗素子部の容量Ｃ１との比
を充分大きくすることも必要である。（最低でもＣＬＣ
／　Ｃｌ≧５．）Ｃ発明が解決しようとする課題〕 このように非線形抵抗素子を用いた液晶表示装置では、
表示の大容量化が可能となるが、選択時には非線形抵抗
素子は低抵抗となり、大量の電流が非線形抵抗膜中を流
れ、液晶を充電することになる。特に電界集中が起こり
やすい電極の角の部分等には、電流密度の極めて大きい
領域ができてしまう、そのため、繰り返し使用するうち
に、その領域の非線形抵抗膜が劣化し、駆動可能な電圧
範囲がシフトして来ることは避けられず、信頼性の面で
問題となる。そこで、本発明は極度の電界集中が起こら
ないような構造を持った二端子素子を提供することを目
的としている。

〔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各画素電極と各駆
動用電極との交差部の電極形状に工夫をしたものである
。すなわち、交差部のそれぞれにおいて、画素電極、駆
動用電極の一方または双方の突起部の末端に丸みをもた
せ、かつその末端部において双方の電極を交差するよう
にしたものである。

［実施例］ 以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図（ａ）及び（ｂ）は本発明の二端子素子を示す図であ
る。第１図において、基板１１の上に複数個の画素電極
１２が形成されている。これは例えばＩＴＯなどをスパ
ッタ法などによって堆積し、選択的にエツチングするこ
とによって形成できる。ここでは、画素電極１２の突起
部末端は半円状にバターニングされる０次に非線形抵抗
膜１４（例えばＳｉリッチな５ｉＮｘ）と駆動用電極１
３（例えばＣｒ）をこの順に連続的に堆積し、それぞれ
な連続的にエツチングすることによって二端子素子を構
成している。ここで、駆動用電極１３の突起部末端は半
円状にパターニングされている。さらに、非線形抵抗素
子を構成している画素電極１２と駆動用電極１３との交
差部は、画素電極１２の突起部と、駆動用電極１３の突
起部のそれぞれ半円状になった部分が重なり合っており
、突起部の形状は、角張った部分がなくなるような構造
となっている。また、第１図のように交差部を二箇所設
けることによって、画素電極１２と駆動用電極１３の重
ね合わせに、多少のずれがあったとしても素子としての
、トータルの交差部面積が太き（変わることがないよう
にすることができる。ただし、この場合のトータルの素
子面積は、従来構造における一個の素子面積になるべく
近づけることが重要である。

第４図と第５図にそれぞれ従来の二端子素子の経時劣化
特性と、本発明の二端子素子の経時劣化特性を示す、従
来の二端子素子では１０　’　ｃｙｃｌｅ位から、特性
がシフトし始め、Ｉ　Ｏ”ｃｙｃｌｅでは、２０Ｖで約
半桁のシフトとなるのに対して、本発明の駆動方法では
ｌ　Ｏ”ｃｙｃｌｅ印加後もほとんど特性のシフトはな
い。

第６図（ａ）、（ｂ）、第７図（ａ）、（ｂ）は、本発
明の他の実施例を示す図である。これらの例では、画素
電極７２、または駆動用電極６３が一方だけ半円状にな
って交差部を形成している。このような構造にしても電
界集中が起きにくくすることができる。また、画素電極
と駆動用電極の重ね合わせのずれがそれほど問題になら
ない場合や、開口率がほしい時、トータルの素子面積を
なるべく小さくしたい時等は、交差部を一箇所のみとす
ることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、二端子素子の素子
部の形状に丸みを持たせ、電界集中が起こりにくくする
ことによって、二端子素子の特性が劣化することなく、
液晶表示装置などを安定に駆動することができ、信頼性
は大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の二端子素子を示す図で第１図（ａ）は
平面図、第１図（ｂ）は断面図、第２図は従来の二端子
素子を示す図で第２図（ａ）は平面図、第２図（ｂ）は
断面図、第３図（ａ）は非線形抵抗素子を用いた二端子
素子アクティブマトリクス液晶表示装置のＸ−Ｙマトリ
クスパネル回路図、第３図（ｂ）は非線形抵抗素子を含
む部分の装置断面図、第４図は従来の二端子素子の経時
劣化特性を示す図、第５図は本発明の二端子素子の経時
劣化特性を示す図、第６図は本発明の二端子素子の第２
の実施例を示す図で、第６図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ
平面図、断面図、第７図は本発明の二端子素子の第３の
実施例を−示す図で第７図（ａ）、第７図（ｂ）はそれ
ぞれ平面図、断面図である。 １・・・・・行液晶駆動電極 ２．１３．２３．６３．７３ ・・・列液晶駆動電極 ３・・・・・液晶 ４・・・・・非線形抵抗素子 １１．２１．６１，７１、Ｂ ・・・基板 １２．２２．４２．６２．７２ ・・・画素電極 １４．２４．４１．６４．７４ ・・・非線形抵抗膜 Ａ・・・・・対向基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透明基板上に複数の画素電極をマトリクス状に配列し、
   該画素電極と、駆動用電極および、非線形抵抗膜からな
   る二端子素子において、非線形抵抗素子を構成する前記
   画素電極と前記駆動用電極の交差部の形状が、一方また
   は双方の電極の突起部の末端に丸みを持たせ、かつ該末
   端部において交差部を形成していることを特徴とする二
   端子素子。