JPH0574829B2 - - Google Patents
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- JPH0574829B2 JPH0574829B2 JP60015006A JP1500685A JPH0574829B2 JP H0574829 B2 JPH0574829 B2 JP H0574829B2 JP 60015006 A JP60015006 A JP 60015006A JP 1500685 A JP1500685 A JP 1500685A JP H0574829 B2 JPH0574829 B2 JP H0574829B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、液晶と液晶駆動用電極の名画素ご
とに、液晶と直列にリンをドープしたシリコン酸
化膜、シリコンチツ化膜を非線形抵抗素子として
形成した液晶表示装置に関する。
とに、液晶と直列にリンをドープしたシリコン酸
化膜、シリコンチツ化膜を非線形抵抗素子として
形成した液晶表示装置に関する。
この発明は、液晶と液晶駆動用電極の各画素ご
とに液晶と直列に非線形抵抗素子を接続したドツ
トマトリクス液晶表示装置において、リンをドー
プしたシリコン酸化膜、またはリンをドープした
シリコン窒化膜、またはリンをドープしたシリコ
ン酸化窒化膜であり、かつ原子組成比Ｏ／Si＝
ｘ、Ｎ／Si＝ｙがそれぞれ0.1≦ｘ≦1.9、0.1≦ｙ
≦1.3である膜を非線形抵抗膜として用いること
により、駆動電圧を低下させ、表示むら、クロス
トークを減少させ、画素欠陥発生率を減少させ、
製造歩留りを向上させるようにしたものである。
とに液晶と直列に非線形抵抗素子を接続したドツ
トマトリクス液晶表示装置において、リンをドー
プしたシリコン酸化膜、またはリンをドープした
シリコン窒化膜、またはリンをドープしたシリコ
ン酸化窒化膜であり、かつ原子組成比Ｏ／Si＝
ｘ、Ｎ／Si＝ｙがそれぞれ0.1≦ｘ≦1.9、0.1≦ｙ
≦1.3である膜を非線形抵抗膜として用いること
により、駆動電圧を低下させ、表示むら、クロス
トークを減少させ、画素欠陥発生率を減少させ、
製造歩留りを向上させるようにしたものである。
小型、軽量、低消費電力の表示装置として液晶
表示装置が実用化されてきた。近年この種の表示
装置の表示情報量増大化を計る目的で、SnOバリ
スターや金属−絶縁膜−金属構造からなるMIM
型非線形抵抗素子によう液晶表示装置が研究され
てきた。本発明は上記従来例とは異なり、非線形
素子として、導体−半導電性絶縁膜（以後SCI…
…Semi Conductive Insulatorと記す）−導体か
らなる新規液晶表示装置である。
表示装置が実用化されてきた。近年この種の表示
装置の表示情報量増大化を計る目的で、SnOバリ
スターや金属−絶縁膜−金属構造からなるMIM
型非線形抵抗素子によう液晶表示装置が研究され
てきた。本発明は上記従来例とは異なり、非線形
素子として、導体−半導電性絶縁膜（以後SCI…
…Semi Conductive Insulatorと記す）−導体か
らなる新規液晶表示装置である。
第２図は非線形抵抗素子を用いた従来から知ら
れた液晶ドツトマトリクス表示パネルのＸ−Ｙマ
トリクスパネル回路図である。第２図の２１は行
電極群、２２は列電極群であり、通常おのおの
200本から1000本形成する。Ｘ電極とＹ電極の交
互点には、液晶２３と非線形抵抗素子２４が形成
される。この種の液晶駆動はマルチプレツクス駆
動とよばれる方式で行なわれる。第３図はSCI膜
を使つたこの種の液晶表示装置の縦断面図を示
し、導体−SCI−導体構造からなる非線抵抗膜を
使つた〓画素について示す。第３図の３１，３２
はぞれぞれ上下透明基板、３３は液晶層、３４は
透明導電膜、でありＸ電極群、３７はメタル電極
でありＹ電極群を形成し、３６は非線形抵抗膜
SCI、３５は透明導電明である。第４図は従来の
〓画素の等価回路図であり、CLC……液晶の容量、
RLC……液晶の抵抗、CI……非線形抵抗膜の容量、
RI……非線形抵抗膜の抵抗をそれぞれ示し、抵
抗RIは電圧に対して非線形性を有する。この種
のパネルは通常1/2〜1/5バイアス駆動法とよばれ
る方法で駆動するが、このとき、上記液晶の抵抗
RLC、液晶の容量CLC、非線形抵抗素子RI、非線形
抵抗素子の容量CIに制約条件が発生する。すなわ
ち、CLC／CI比は２以上のできるだけ大きいこと、
第４図のAB間に印加される電圧VOPに対して、
およそRLC／100＜RI（VOP）＜100RLCであること、
RIは電圧に対してできるだけ急峻に変化するこ
と、駆動電圧を低下させるためにはRIは低電圧
で急峻に変化することである。また第３図のメタ
ル電極３７と画素電極３５の重り部分にSCI膜３
６が存在するが、この部分でのシヨート、メタル
電極３７のエツジ断差部のブレークダウンが発生
しやすく、製造コストが高くなつた。
れた液晶ドツトマトリクス表示パネルのＸ−Ｙマ
トリクスパネル回路図である。第２図の２１は行
電極群、２２は列電極群であり、通常おのおの
200本から1000本形成する。Ｘ電極とＹ電極の交
互点には、液晶２３と非線形抵抗素子２４が形成
される。この種の液晶駆動はマルチプレツクス駆
動とよばれる方式で行なわれる。第３図はSCI膜
を使つたこの種の液晶表示装置の縦断面図を示
し、導体−SCI−導体構造からなる非線抵抗膜を
使つた〓画素について示す。第３図の３１，３２
はぞれぞれ上下透明基板、３３は液晶層、３４は
透明導電膜、でありＸ電極群、３７はメタル電極
でありＹ電極群を形成し、３６は非線形抵抗膜
SCI、３５は透明導電明である。第４図は従来の
〓画素の等価回路図であり、CLC……液晶の容量、
RLC……液晶の抵抗、CI……非線形抵抗膜の容量、
RI……非線形抵抗膜の抵抗をそれぞれ示し、抵
抗RIは電圧に対して非線形性を有する。この種
のパネルは通常1/2〜1/5バイアス駆動法とよばれ
る方法で駆動するが、このとき、上記液晶の抵抗
RLC、液晶の容量CLC、非線形抵抗素子RI、非線形
抵抗素子の容量CIに制約条件が発生する。すなわ
ち、CLC／CI比は２以上のできるだけ大きいこと、
第４図のAB間に印加される電圧VOPに対して、
およそRLC／100＜RI（VOP）＜100RLCであること、
RIは電圧に対してできるだけ急峻に変化するこ
と、駆動電圧を低下させるためにはRIは低電圧
で急峻に変化することである。また第３図のメタ
ル電極３７と画素電極３５の重り部分にSCI膜３
６が存在するが、この部分でのシヨート、メタル
電極３７のエツジ断差部のブレークダウンが発生
しやすく、製造コストが高くなつた。
本発明は、非線形抵抗膜であるSCI膜として、
リンをドープしたシリコン酸化膜またはシリコン
チツ化膜を用いることにより、抵抗値が、リンを
ドープしないSCI膜に対して２ケタ以下の抵抗値
でありしかも非線形性が大きいSCI膜を作成し
た。
リンをドープしたシリコン酸化膜またはシリコン
チツ化膜を用いることにより、抵抗値が、リンを
ドープしないSCI膜に対して２ケタ以下の抵抗値
でありしかも非線形性が大きいSCI膜を作成し
た。
前述のごとく、本発明はリンドープのSCI膜使
用により、重なり部分のSCI膜厚が、1000Åから
1μｍの厚さで形成することにより、容量CIが従来
の1/10以下とすることができる。そのために、駆
動電圧VOPを低下させることができると同時に、
１画素の表示状態が、他の画素の表示状態からの
影響を無くすることができる。さらに、SCI膜の
膜厚が厚いためにダストによるシヨート、電極エ
ツジ部のブレークダウンを減少させることができ
る。
用により、重なり部分のSCI膜厚が、1000Åから
1μｍの厚さで形成することにより、容量CIが従来
の1/10以下とすることができる。そのために、駆
動電圧VOPを低下させることができると同時に、
１画素の表示状態が、他の画素の表示状態からの
影響を無くすることができる。さらに、SCI膜の
膜厚が厚いためにダストによるシヨート、電極エ
ツジ部のブレークダウンを減少させることができ
る。
次に本発明による液晶表示装置について、実施
例にもとづいて詳細に説明する。第１図ａは本発
明によるリンドープSCI膜を用いた液晶表示装置
の下側基板の斜視図である。基板１はガラス、電
極２は、金属クロム電極であり、スパツターによ
つて膜厚約1000Åをパターニングし、電極巾約
50μｍで500本形成しＸ電極群とした。第１図ａ
の３は、MSI膜であり、プラズマCVD法により、
シランガスとホスフインガスと亜酸化窒素ガスに
よつて、基板温度300℃で約0.5μｍの厚さに形成
した。第１図ａの４は画素透明電極であり、スパ
ツターによつてインジウムスズ酸化膜（ITO）を
約500Å形成し、次にパターニングを行つて、
500μｍ×800μｍの画素電極を形成した。第１図
ａでは省略したが、この上に液晶層、Ｙ電極を形
成した上側基板が構成される。第１図ａの部分５
に非線形抵抗素子が形成されており、構造は、金
属電極Cv−SCI膜−透明導電電極構造である。第
１図ｂは、第１図ａの５のSCI膜を使つた非線形
抵抗素子の抵抗対電圧特性を示すグラフであり、
第１図ｂのグラフＡが、リンをドープした本発明
によるSCI膜の特性、グラフＢがリンをドープし
ない通常のSCI膜、膜厚1000Åの抵抗対電圧特性
である。SCI膜のリンのドープ量は、プラズマ
CVDにおけるシランガスとホスフインガスの流
量比で決定され、本発明においては流量比0.1％
〜１％で作成した。第１図ｂより明らかに、リン
をドープしたSCI膜はドープしないSCI膜よりも
抵抗値が下り、非線形性が向上していることがわ
かる。第１図ｃは本発明によるSCI膜の電流対電
圧特性を示すグラフであり、第１図ｃのグラフＡ
がリンをドープしたSCI膜、グラフＢがドープし
ないSCI膜である。非線形抵抗素子を用いた液晶
表示装置において、液晶層に対して直流電圧が印
加されると液晶と電極間で電気化学的な反応が起
き、急速に液晶が劣化し寿命を短くする。これを
防止するために、非線形抵抗素子は印加電圧の極
性に対して対称な電流電圧特性が必要である。本
発明のリンをドープしたSCI膜は、リンをドープ
しない場合でも同様であるが、Cv−SCI−ITOの
非対称な構造であるにもかかわらず、電気的な特
性はすぐれた対称性を有する。このことは、SCI
膜の非線形性はシヨツトキー電流ではないことが
理解できる。第１図ｂ，ｃより、SCI膜の抵抗値
が、リンをドープすることにより低下し、さらに
非線形性が向上する。そのために、基本的に電荷
注入容量保持動作である本方式表示装置において
は非線形素子の抵抗値が低下することは液晶パネ
ル駆動の電圧を下げることを意味する。第１図ａ
の構造で、リンをドープしたSIC膜を用いて下側
Ｘ電極群と上側Ｙ電極群をそれぞれ500ライン形
成し、駆動電圧10〜15ボルト、1/3バイアス電圧
平均化法によるマルチプレツクス駆動を行つたと
ころ、コントラスト比10：１以上、クロストー
ク、表示状態によつて影響をうけやすい表示むら
が全くない良好な表示状態を示した。また非線形
抵抗素子のシヨート、およびブレークダウンによ
る画素欠陥発生率は従来の1/10以下に減少した。
例にもとづいて詳細に説明する。第１図ａは本発
明によるリンドープSCI膜を用いた液晶表示装置
の下側基板の斜視図である。基板１はガラス、電
極２は、金属クロム電極であり、スパツターによ
つて膜厚約1000Åをパターニングし、電極巾約
50μｍで500本形成しＸ電極群とした。第１図ａ
の３は、MSI膜であり、プラズマCVD法により、
シランガスとホスフインガスと亜酸化窒素ガスに
よつて、基板温度300℃で約0.5μｍの厚さに形成
した。第１図ａの４は画素透明電極であり、スパ
ツターによつてインジウムスズ酸化膜（ITO）を
約500Å形成し、次にパターニングを行つて、
500μｍ×800μｍの画素電極を形成した。第１図
ａでは省略したが、この上に液晶層、Ｙ電極を形
成した上側基板が構成される。第１図ａの部分５
に非線形抵抗素子が形成されており、構造は、金
属電極Cv−SCI膜−透明導電電極構造である。第
１図ｂは、第１図ａの５のSCI膜を使つた非線形
抵抗素子の抵抗対電圧特性を示すグラフであり、
第１図ｂのグラフＡが、リンをドープした本発明
によるSCI膜の特性、グラフＢがリンをドープし
ない通常のSCI膜、膜厚1000Åの抵抗対電圧特性
である。SCI膜のリンのドープ量は、プラズマ
CVDにおけるシランガスとホスフインガスの流
量比で決定され、本発明においては流量比0.1％
〜１％で作成した。第１図ｂより明らかに、リン
をドープしたSCI膜はドープしないSCI膜よりも
抵抗値が下り、非線形性が向上していることがわ
かる。第１図ｃは本発明によるSCI膜の電流対電
圧特性を示すグラフであり、第１図ｃのグラフＡ
がリンをドープしたSCI膜、グラフＢがドープし
ないSCI膜である。非線形抵抗素子を用いた液晶
表示装置において、液晶層に対して直流電圧が印
加されると液晶と電極間で電気化学的な反応が起
き、急速に液晶が劣化し寿命を短くする。これを
防止するために、非線形抵抗素子は印加電圧の極
性に対して対称な電流電圧特性が必要である。本
発明のリンをドープしたSCI膜は、リンをドープ
しない場合でも同様であるが、Cv−SCI−ITOの
非対称な構造であるにもかかわらず、電気的な特
性はすぐれた対称性を有する。このことは、SCI
膜の非線形性はシヨツトキー電流ではないことが
理解できる。第１図ｂ，ｃより、SCI膜の抵抗値
が、リンをドープすることにより低下し、さらに
非線形性が向上する。そのために、基本的に電荷
注入容量保持動作である本方式表示装置において
は非線形素子の抵抗値が低下することは液晶パネ
ル駆動の電圧を下げることを意味する。第１図ａ
の構造で、リンをドープしたSIC膜を用いて下側
Ｘ電極群と上側Ｙ電極群をそれぞれ500ライン形
成し、駆動電圧10〜15ボルト、1/3バイアス電圧
平均化法によるマルチプレツクス駆動を行つたと
ころ、コントラスト比10：１以上、クロストー
ク、表示状態によつて影響をうけやすい表示むら
が全くない良好な表示状態を示した。また非線形
抵抗素子のシヨート、およびブレークダウンによ
る画素欠陥発生率は従来の1/10以下に減少した。
なお、本発明によるSCI膜は、第１図ｄで示し
たように、表示画面全面に設けている。これは
SCI膜が透明の場合である。本発明者の実験結果
によれば、酸化膜の場合はシランガスと亜酸化窒
素ガスの流量比を変えて、SIC膜中のシリコンと
酸素の原子組成比Ｏ／Si＝ｘを0.5以上、窒化膜
の場合は、シランガスとアンモニアガスまたは窒
素ガスの流量比を変え、SCI膜中のシリコンと窒
素の原子組成比Ｎ／Si＝ｙを0.6以上とすること
により、SCI膜の光学的バンドギヤツプが2.5eV
以上となり、可視光領域において透明となる。ｘ
＜0.5、ｙ＜0.6の場合は、第１図ａの非線形抵抗
素子部５のみSCIを残し、他の画素部はフオトエ
ツチングによつて画素電極４を形成する前に選択
エツチを行つて除去すれば良い。シリコン酸化チ
ツ化膜の場合も同様である。
たように、表示画面全面に設けている。これは
SCI膜が透明の場合である。本発明者の実験結果
によれば、酸化膜の場合はシランガスと亜酸化窒
素ガスの流量比を変えて、SIC膜中のシリコンと
酸素の原子組成比Ｏ／Si＝ｘを0.5以上、窒化膜
の場合は、シランガスとアンモニアガスまたは窒
素ガスの流量比を変え、SCI膜中のシリコンと窒
素の原子組成比Ｎ／Si＝ｙを0.6以上とすること
により、SCI膜の光学的バンドギヤツプが2.5eV
以上となり、可視光領域において透明となる。ｘ
＜0.5、ｙ＜0.6の場合は、第１図ａの非線形抵抗
素子部５のみSCIを残し、他の画素部はフオトエ
ツチングによつて画素電極４を形成する前に選択
エツチを行つて除去すれば良い。シリコン酸化チ
ツ化膜の場合も同様である。
またプラズマCVD法によつて作成した本発明
によるリンドープSCI膜中には、波数2100cm-1ふ
きんに赤外吸収ピーグがみられ、膜中にSi−Ｈボ
ンドが存在し、濃度は約1022／cm-3混入してい
る。
によるリンドープSCI膜中には、波数2100cm-1ふ
きんに赤外吸収ピーグがみられ、膜中にSi−Ｈボ
ンドが存在し、濃度は約1022／cm-3混入してい
る。
本発明の実施例においてSCI膜作成法をプラズ
マCVD法によつて行つたが、これを同様のガス
を用いて、CVD法、スパツター法、光CVD法に
よつて製膜することができる。
マCVD法によつて行つたが、これを同様のガス
を用いて、CVD法、スパツター法、光CVD法に
よつて製膜することができる。
以上述べてきたように本発明によるリンをドー
プしたシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜、シ
リコン酸化窒化膜は、膜厚0.5μｍで従来以下の抵
抗値を示し、しかも非線形係数が大きく、そのた
めにCLC／CI比を従来の５倍以上とることができ、
その結果駆動電圧が低下し、クロストーク、表示
むらが減少し、さらに、SCI膜厚が0.5μｍと厚い
ために非線形抵抗素子部のシヨートが減少し製造
歩留りが向上し、製造コストが大巾に低下すると
いうすぐれた効果を有する。
プしたシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜、シ
リコン酸化窒化膜は、膜厚0.5μｍで従来以下の抵
抗値を示し、しかも非線形係数が大きく、そのた
めにCLC／CI比を従来の５倍以上とることができ、
その結果駆動電圧が低下し、クロストーク、表示
むらが減少し、さらに、SCI膜厚が0.5μｍと厚い
ために非線形抵抗素子部のシヨートが減少し製造
歩留りが向上し、製造コストが大巾に低下すると
いうすぐれた効果を有する。
第１図ａは本発明による液晶表示装置の一実施
例であり、下側基板の電極構造を示す斜視図、第
１図ｂは、本発明による液晶表示装置の、リンを
ドープしたSCI膜とドープしないSCI膜の抵抗対
電圧特性を示すグラフ、第１図ｃは本発明による
液晶表示装置の、リンをドープしたSCI膜とドー
プしないSCI膜の電流対電圧特性を示すグラフ、
第２図は従来から知られた非線形抵抗素子を用い
た液晶ドツトマトリクスパネルの回路図、第３図
は非線形抵抗素子としてSCI膜を用いた液晶パネ
ルの縦断面図、第４図は従来の非線抵抗素子を用
いたときの〓画素の等価回路図をそれぞれ示す。 下側基板……１，３２、上側基板……３１、電
極……２，３７、画素電極……４，３５、上側透
明電極……３４、液晶……３３、SCI膜……３，
３６。
例であり、下側基板の電極構造を示す斜視図、第
１図ｂは、本発明による液晶表示装置の、リンを
ドープしたSCI膜とドープしないSCI膜の抵抗対
電圧特性を示すグラフ、第１図ｃは本発明による
液晶表示装置の、リンをドープしたSCI膜とドー
プしないSCI膜の電流対電圧特性を示すグラフ、
第２図は従来から知られた非線形抵抗素子を用い
た液晶ドツトマトリクスパネルの回路図、第３図
は非線形抵抗素子としてSCI膜を用いた液晶パネ
ルの縦断面図、第４図は従来の非線抵抗素子を用
いたときの〓画素の等価回路図をそれぞれ示す。 下側基板……１，３２、上側基板……３１、電
極……２，３７、画素電極……４，３５、上側透
明電極……３４、液晶……３３、SCI膜……３，
３６。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ２枚の対向する基板、該基板間に挾持された
液晶層、液晶駆動用電極、少なくとも一方の基板
の各画素の液晶と液晶駆動用電極間に設けた非線
形抵抗膜などからなる液晶表示装置において、前
記非線形抵抗膜を構成する原子は、少くなくとも
シリコン、酸素、リンからなるシリコン酸化膜で
あり、前記シリコンと酸素の原子組成比Ｏ／Si＝
ｘは、0.1≦ｘ≦1.9であることを特徴とする液晶
表示装置。 ２ 非線形抵抗膜を構成する原子は、すくなくと
もシリコン、チツ素、リンからなるシリコンチツ
化膜であり、前記シリコンとチツ素の原子組成比
Ｎ／Si＝ｙは、0.1≦ｙ≦1.3であることを特徴と
する特許請求範囲第１項記載の液晶表示装置。 ３ 非線形抵抗膜を構成する原子は、すくなくと
も、シリコン、酸素、チツ素、リンからなるシリ
コン酸化チツ化膜であることを特徴とする特許請
求範囲第１項記載の液晶表示装置。 ４ 非線形抵抗膜は、すくなくとも水素を含有す
ることを特徴とする特許請求範囲第１項から第３
項までのいずれか記載の液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60015006A JPS61174590A (ja) | 1985-01-29 | 1985-01-29 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60015006A JPS61174590A (ja) | 1985-01-29 | 1985-01-29 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61174590A JPS61174590A (ja) | 1986-08-06 |
| JPH0574829B2 true JPH0574829B2 (ja) | 1993-10-19 |
Family
ID=11876803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60015006A Granted JPS61174590A (ja) | 1985-01-29 | 1985-01-29 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61174590A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6562689B1 (en) | 2000-04-14 | 2003-05-13 | Micron Technology, Inc. | Non-ion-implanted resistive silicon oxynitride films as resistors |
-
1985
- 1985-01-29 JP JP60015006A patent/JPS61174590A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61174590A (ja) | 1986-08-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |