JPH075491A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】焼結体バリスター素子をアクティブマトリクス
素子に用いる液晶表示装置において、焼結体バリスター
素子に抵抗体を接続することによって表示欠陥のない高
画質の液晶表示装置を容易に高歩留りで提供する。 【構成】各バリスタ素子１３に流入する電流の強さを制
限するための抵抗体２０を、走査電極１１と、画素電極
１２と、孤立した電極端子１９との間においてバリスタ
素子１３と直列に設けた液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アクティブマトリクス
素子として、バリスタ素子を用いた液晶表示装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置の構造には、大別して、単
純マトリクス方式とアクティブマトリクス方式とがあ
る。単純マトリクス方式は、直角をなして設けられた一
対の帯状電極群（走査電極群と信号電極群）の交点で画
素電極を構成したものであり、これらの電極群に駆動回
路によって所定の電圧を印加して画素部の液晶を動作さ
せるものである。この方式は、構造が簡単なため低価格
でシステムを実現できるという利点があるが、各画素間
でのクロストークが生ずるため、コントラストが低く、
液晶テレビ等の高精細の画像表示を行う際、画質の低下
は避けられないものであった。

【０００３】これに対し、アクティブマトリクス方式
は、各画素毎にスイッチング素子を設けて電圧を保持す
るものであり、液晶表示装置を時分割駆動しても画素部
の液晶が選択時の電圧を保持することができるため、表
示容量の増大が可能で、コントラスト等の画質に関する
特性がよく、液晶テレビの高画質表示を実現できるもの
である。しかしながら、アクティブマトリクス方式にあ
っては構造が複雑になって歩留りが悪く、製造コストが
高くなってしまうという欠点があった。例えば、スイッ
チング素子として薄膜トランジスタを用いるＴＦＴ型で
は、その製造工程において５層以上の薄膜を積層し、所
定の形状に微細加工する必要があるため、製品歩留りを
上げることは困難であり、特に表示面積の大型化を行う
には決定的に不利である。

【０００４】上記の様なことから、コントラスト等の画
質に関する特性が良く、且つ構造の簡単にして低コスト
な方式の液晶表示装置の実現が望まれており、この様な
要求を実現する方法として、焼結体バリスタ素子を用い
た二端子素子型液晶表示装置が有望である。

【０００５】二端子素子型の液晶表示装置は、単純マト
リクス方式に改良を加えて、図５に示す様に、走査電極
１１と信号電極１６との間に液晶１４と所定のしきい値
電圧で導通する焼結体バリスタ素子１３とを電気的に直
列に接続したものであり、図６に示す様な焼結体バリス
タ素子１３の非線型な電流−電圧特性を利用したもので
ある。

【０００６】図１０に従来の一般的な二端子素子型アク
ティブマトリクスの構造図を示す。ここに示す様に、走
査電極１１それぞれに対して多数の画素電極１２が一定
の間隔ｄ（バリスタギャップ）をもって設けられ、走査
電極１１と画素電極１２とは各焼結体バリスタ素子１３
で一定のしきい値電圧Ｖ_V をもって接続されている。焼
結体バリスタ素子１３は、図７に詳示するようにＺｎＯ
単結晶粒子１３１の表面をＭｎ、Ｃｏ酸化物等の無機絶
縁膜１３２で被覆したバリスタ粒子１３ａからなり、図
８に詳示する様にこれらバリスタ粒子１３ａをガラスフ
リット１３ｂで融着したものである。

【０００７】従来の二端子素子型アクティブマトリクス
液晶表示装置の例を図９及び図１０で示す。図９に示す
様に下側ガラス基板１０上にＩＴＯ等の透明導電膜から
なる画素電極１２及び走査電極１１がフォトプロセスに
より形成されている。更に、粒径２〜１０μm の範囲で
なるべく単分散になる様に分級されたバリスタ粒子にガ
ラスフリットを２５重量部及びエチルセルロース（粘度
５０ｃｐｓ）を１０重量部加えてカルビトールを溶剤と
してペースト化し、このペーストをガラス基板１０上に
シルクスクリーン印刷で走査電極１１と画素電極１２の
間のギャップに跨がる様に焼結体素子の材料を印刷し、
これを４８０℃で３０分間焼成して焼結体バリスタ素子
１３とする。

【０００８】一方、上側ガラス基板１７上には、ＩＴＯ
等の透明導電膜からなる信号電極１６が形成される。次
に、下側ガラス基板１０及び上側ガラス基板１７に配向
処理されたポリイミドによる配向膜１５が形成される。
また、液晶の特性に合わせたセルギャップ値（液晶層が
設けられる隙間の寸法値）になる様にスペーサを用い
て、上側ガラス基板１７と下側ガラス基板１０を所定の
間隔を保ち、貼り合わせられており、その間に液晶１４
が充填されている。また、このセルの外側の両表面には
偏光板１８が設置される。尚、ここではＴＮ液晶を用い
た例を代表例として説明した。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この様な液晶表示装置
において、最大の課題は素子特性のバラツキに起因する
表示欠陥の発生である。つまり、バリスタ素子のしきい
値電圧Ｖ_c は、走査電極１１と画素電極１２との間に存
在するバリスタ粒子数に依存するが、バリスタ粒子の粒
径はある範囲での分布を持つことが避けられないことが
主要因となって、バリスタギャップ内に存在する粒子数
にもバラツキが生じる。従って、この粒子数のバラツキ
により素子特性のバラツキも生ずる。例えば、バリスタ
粒子粒径の分布範囲が３〜６μｍである場合、バリスタ
ギャップ長さを２１μｍに設定すると、このギャップ内
に存在するバリスタ粒子の数は、最大７〜３個の範囲に
分布する。バリスタ粒子１個当たりのしきい値電圧は約
３Ｖであるので、バリスタ素子のしきい値電圧は、例え
ば、２１Ｖ〜９Ｖ等の範囲にバラツクことが予想され
る。しきい値電圧の定義は、液晶を駆動するのに必要な
電流値１０^-6Ａを得るのに必要な電圧であるが、実際に
このようなしきい値電圧にバラツキを有する素子アレイ
を液晶パネル化して表示する際には、表示電圧（ＯＮ電
圧）は、最大しきい値電圧である例えば２１Ｖを印加す
る必要がある。この場合、低しきい値電圧の素子にとっ
ては過大な電圧が印加され、この際に流れる電流値は、
例えば１０ ^-5Ａ以上に達する場合がある。

【００１０】一般に、バリスタ素子の耐電流特性は、電
流が流れる部分の断面積に依存するが、液晶ディスプレ
イ等の表示装置に使用する際には素子サイズは小さく、
例を示せば、厚み１５μｍ、幅１００μｍ、長さ１０μ
ｍ程度のサイズである。このような素子における耐電流
値は凡そ１０^-5Ａ台であり、これ以上の電流を流した場
合には、リーク電流の著しい増加や、非線型特性の消失
等の素子特性の劣化が起こる。従って、このような素子
アレイを用いて、液晶ディスプレイを製造した場合、駆
動電圧を高しきい値電圧の素子のしきい値電圧に合わせ
ると、低しきい値電圧の素子の劣化による表示欠陥が発
生するため、表示画素欠陥が数多く発生し、表示ムラ等
の表示画質低下の原因となり、一方、駆動電圧を低しき
い値電圧の素子のしきい値電圧の合わせると、高しきい
値電圧の素子に接続された表示画素には液晶を駆動する
のに十分な電流が流れないため、その結果、十分な表示
コントラストが得られず表示画質低下の原因となり大き
な問題となっている。

【００１１】本発明は、上記従来の液晶表示装置の問題
に鑑みなされたものであり、素子特性のバラツキが生じ
低しきい値電圧の素子にとって過大な電圧が印加されて
も、低しきい値電圧の素子に流れる電流を制限すること
により、低しきい値電圧の素子の劣化を防止して、表示
画素欠陥の発生を防ぎ、表示ムラのない高品質な表示画
像を得ることを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題に
鑑みてなされたものであって、アクティブマトリクス素
子としてのバリスタ素子１３が、下側ガラス基板１０上
の走査電極１１と画素電極１２との間に設けてあり、対
向する上側ガラス基板１７との間に液晶層１４が設けて
あり、該二端子素子としての前記バリスタ素子１３を介
して駆動する液晶表示装置において、走査電極１１と画
素電極１２との間に少なくとも抵抗体２０と該バリスタ
素子１３とが、孤立した電極端子１９を間にして電気的
に直列に配置してあり、且つ該抵抗体２０と該バリスタ
素子１３とは、該走査電極１１と前記孤立した電極端子
１９の間、もしくは、該孤立した電極端子１９と該画素
電極１２との間に、互いにいずれか片方に跨がるように
設けられていることを特徴とする液晶表示装置であり、
望ましくは、前記抵抗体２０の抵抗値が、１．５ＭΩ〜
２０ＭΩの範囲に設定され、さらに、前記抵抗体２０が
ＲｕＯ₂ 系、ＴｉＯ ₂ 系、ＳｎＯ₂ 系、及びカーボンレ
ジン系のうちから選択された材料からなる厚膜抵抗体、
もしくはＩｎ₂ Ｏ₃ 、ＳｎＯ₂ 、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、ＺｎＯ、
Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、ＴａＮおよびドープされたＳｉのうち
から選択された材料からなる薄膜抵抗体であることを特
徴とする液晶表示装置である。

【００１３】

【作用】本発明では、各バリスタ素子１３に流入する電
流の強さを制限するため、１．５ＭΩ〜２０ＭΩの範囲
の抵抗値を持つ抵抗体２０を該バリスタ素子１３の特性
（素子平均しきい値電圧の範囲１５〜２００Ｖ）に合わ
せ、走査電極１１と画素電極１２間に該バリスタ素子１
３と直列に設けることにより、たとえ各バリスタ素子１
３の各々特性にバラツキが生じた場合においても、抵抗
体２０の設置によって、例えば低しきい値電圧のバリス
タ素子に流れる電流値を、該バリスタ素子の許容電流値
である１０^-5Ａ以下に制限することが可能であって、こ
れによって低しきい値の前記バリスタ素子の特性劣化を
起こすことを回避でき、高しきい値電圧のバリスタ素子
に合わせた電圧を印加することが可能となる。

【００１４】さらに、それぞれ前記抵抗体２０とバリス
タ素子１３は、前記走査電極１１と孤立した電極端子１
９との間、若しくは、孤立した前記電極端子１９と画素
電極１２との間に、互いにいずれか片方に跨がるように
設けられている構造とすることにより、容易に電流制限
抵抗値及びバリスタ素子の電気特性値の制御を行うこと
ができ、表示欠陥のない高表示品質の液晶表示装置を容
易に製造することができる。

【００１５】さらに、抵抗体２０の材料として、ＲｕＯ
₂ 系、ＴｉＯ₂ 系、ＳｎＯ₂ 系、及びカーボンレジン系
のうちから選択された材料からなる厚膜抵抗体、若しく
はＩｎ₂ Ｏ₃ 、ＳｎＯ₂ 、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、ＺｎＯ、Ｃｒ、
Ｗ、Ｔａ、ＴａＮ、及び、ドープされたＳｉのうちから
選択された材料からなる薄膜抵抗体を用いることによ
り、上記所定の抵抗値をもつ抵抗体２０（電流制限抵抗
体）を容易に作製することが可能である。

【００１６】図３は、バリスタ素子１３に対して電流制
限抵抗体２０を接続した場合における本発明の液晶表示
装置によるバリスタ素子特性を示す説明図であり、例え
ば、４ＭΩの抵抗値を持つ電流制限抵抗体２０を各バリ
スタ素子１３のうち最小しきい値をもつバリスタ素子
Ｂ’に直列に接続すると、駆動電圧を６０Ｖに設定した
場合でも、最大のしきい値を持つバリスタ素子Ｂに合わ
せて、しきい値電圧が最小である前記バリスタ素子Ｂ’
には１０^-5Ａ台の電流しか流れなかった。したがってバ
リスタ素子特性の劣化は起こらず、良好な表示特性を得
ることが出来る。

【００１７】一方、図４は、バリスタ素子１３に対して
電流制限抵抗体２０を接続しない場合の従来の液晶表示
装置のバリスタ素子特性を示す説明図であり、図４に示
すように、しきい値電圧の最大値（図中のバリスタ素子
Ａによるしきい値電圧）は約６０Ｖ台であり、アレイ中
の全画素を十分に駆動するには、６０Ｖ以上の駆動電圧
が必要である。一方、しきい値電圧が最小であるバリス
タ素子Ａ’には、６０Ｖの電圧を印加すると１０^-2Ａも
の電流が流れ、バリスタ素子Ａ’に特性劣化が生ずる１
０^-5Ａ以上の電流であるため、バリスタ素子Ａ’に特性
劣化が起こり表示欠陥の原因となる。

【００１８】＜実施例１＞本発明の液晶表示装置の一実
施例を下記に具体的に説明する。図１は本発明による液
晶表示装置を示す断面図であり、図１中の左側はＡ−
Ａ’断面図、右側はＢ−Ｂ’断面図であり、図２はその
バリスタ素子部の平面図である。図１に示す様にＳｉＯ
₂ コートを施したソーダガラスを基材とした下側ガラス
基板１０上にマグネトロンスパッタ装置を用いて金属薄
膜としてＣｒ膜を厚さ１０００Åに成膜する。尚、金属
薄膜の種類としては、Ｃｒに限らずＷ、Ｔａ、等の各種
耐熱性を有する金属が使用できる。これにフォトプロセ
スによりレジストパターンを形成して、硝酸セリウムア
ンモニウム系のエッチング液にて、走査電極１１を形成
する。

【００１９】次に、マグネトロンスパッタ装置を用いて
ＩＴＯ透明導電膜を形成した。この時の膜厚は１５００
Åであり、膜のシート抵抗値は２０Ω／ｃｍ² であっ
た。更に、フォトプロセスを用いてレジストパターンを
形成して、孤立した電極端子１９と画素電極の液晶表示
部１２を同時に形成する。この時、孤立した電極端子１
９と画素電極の液晶表示部１２との間隔（バリスタギャ
ップ）を規定し、所定のギャップ値ｄになるように設定
する。試作した基板のバリスタギャップ値ｄを測定した
ところ、ｄ＝２５±１μｍであった。更に、孤立した電
極端子１９は、走査電極１１と一定の間隔を保持する様
に設置され、この間隔は電流制限抵抗体２０の抵抗値を
規定するものである。

【００２０】次に、スクリーン印刷によりＲｕＯ₂ 系抵
抗ペースト（昭栄化学工業（株）製：品番Ｒ−２００
０）を、先に形成した孤立した電極端子１９と走査電極
１１との間に印刷した。この時、印刷した電流制限抵抗
体２０のサイズは、幅１００μｍで長さは７００μｍで
あった。更に、電流制限抵抗体２０を完成させるため、
印刷後５８０℃で１時間焼成する。この後、走査線１１
と孤立した電極端子１９の抵抗値の平均値は４ＭΩであ
った。尚、本実施例では、電流制限抵抗体２０をＲｕＯ
₂ 系抵抗体により形成したが、この他にＴｉＯ₂ 系、Ｓ
ｎＯ₂ 系、等の厚膜抵抗体材料が適用可能である。

【００２１】電流制限抵抗体２０の抵抗値の選定は、バ
リスタ素子のしきい値電圧とそのバラツキの範囲に応じ
て適宜決定するが、一般的には液晶表示装置用としての
バリスタ素子のしきい値電圧は平均値が１５〜２００Ｖ
程度である。従って、この範囲で素子の流れる電流値を
１０^-5Ａ以下に制限するための電流制限抵抗体２０の抵
抗値の選定範囲は、１．５ＭΩ〜２０ＭΩの間の値に設
定するのが望ましい。

【００２２】次に、原料となるＺｎＯ粉を１２００℃で
１時間焼成した後、これをボールミルで粉砕してエア分
級し、径が３〜６μm のＺｎＯ単結晶粉を得、これにＣ
ｏ₂Ｏ₃ を０．５モル％及びＭｎＣＯ₃ を０．５モル％
加えて、再度１１５０℃で１時間焼成してバリスタ特性
を有するバリスタ粉とした。このバリスタ粉にガラスフ
リットを２５重量部およびエチルセルロース（粘度５０
ｃｐｓ）を１０重量部加えてカルビトールを溶剤として
ペースト化し、このペーストを下側ガラス基板１０上に
シルクスクリーン印刷で焼結体バリスタ素子１３のパタ
ーン形状に印刷した。更に、印刷後４７０℃で１時間焼
成し、焼結体バリスタ素子１３を完成した。

【００２３】完成したバリスタ素子の特性評価を行った
ところ、しきい値電圧Ｖ_C は平均５０．１Ｖであり、標
準偏差σは３．１であった。従って、完成したバリスタ
素子の３σにおけるしきい値電圧は、５９．４Ｖ〜４
０．７Ｖの範囲のバラツキを示すものであることが判っ
た。

【００２４】次に、ＳｉＯ₂ コートを施したソーダガラ
スを基材とした上側ガラス基板１７にマグネトロンスパ
ッタ装置を用いて、ＩＴＯ膜（厚み１１００Å）をＩＴ
Ｏターゲットにより成膜する。この時のシート抵抗値
は、３０Ω／ｃｍ² 以下が望ましい。更に、このＩＴＯ
膜をウエットエッチング法によりパターン化し、信号電
極１６とする。

【００２５】しかる後、上側ガラス基板１７、及び下側
ガラス基板１０両方に配向剤（日立化成（株）製：商品
名ＨＬ１１１０）を約７００Åの膜厚で塗布し、ローラ
ーラビング装置によって、両ガラス基板１７，１０に対
するラビング方向が、互いに約９０°の角度で成すよう
にラビングして配向膜１５を形成した。なお、図１にお
いて、前述した上側ガラス基板１７は、モノクロ表示用
の液晶表示装置に使用するものであり、カラー表示用の
液晶表示装置として上側ガラス基板１７を使用する場合
には、前記信号電極１６と上側ガラス基板１７との層
間、若しくは配向膜１５と信号電極１６との層間に、カ
ラー表示用の画素電極に対応する位置に、Ｂｌｕｅ
（青）、Ｇｒｅｅｎ（緑）、Ｒｅｄ（赤）の各カラーフ
ィルタ用の着色パターン層を設けるものである。

【００２６】次に、上側ガラス基板１７に所定のギャッ
プ値のスペーサ（１０μm 径）を混入したシール用エポ
キシ樹脂（接着シール剤）をシルクスクリーン印刷によ
り印刷してシール部（図示せず）を形成する。また同時
にセル中央部にもスペーサを散布する。更に、下側ガラ
ス基板１０を正確に位置合わせをした後、このセルを加
圧治具を用いて、均一に加圧・加熱しシール材を硬化す
る。この時の加圧圧力は、一般的には１ｋｇ／ｃｍ² 程
度である。

【００２７】最後にＴＮ液晶を注入し、セル外側両面に
偏光板１８を貼り合わせ液晶表示装置を完成する。尚、
使用する液晶はＴＮ液晶に限らず、ゲスト−ホスト液
晶、高分子分散型液晶等も使用可能である。

【００２８】完成した液晶表示装置の評価を行ったとこ
ろ、バリスタ素子のしきい値電圧にバラツキがあること
を考慮し、液晶表示装置の駆動電圧を最大のしきい値を
持つ素子の特性に合わせ６０Ｖの高電圧に設定したにも
関わらず、他の低しきい値素子の劣化は全く見られず、
劣化に起因する表示欠陥の発生は皆無であった。更に全
てのバリスタ素子を駆動するに十分な電圧を印加するこ
とが出来、高コントラストで高表示品質の液晶表示装置
を得ることができた。

【００２９】＜実施例２＞本発明の液晶表示装置の他の
実施例を以下に具体的に説明する。図１は本発明による
液晶表示装置を示す断面図であり、図２はそのバリスタ
ー素子部の平面図である。図１に示す様にＳｉＯ₂ コー
トを施したソーダガラスを基材とした下側ガラス基板１
０上にマグネトロンスパッタ装置を用いて金属薄膜とし
てＣｒ膜を厚さ１０００Åに成膜する。尚、金属薄膜の
種類としては、Ｃｒに限らず、Ｗ、Ｔａ、等の各種耐熱
性を有する金属が使用できる。これにフォトプロセスに
よりレジストパターンを形成して、硝酸セリウムアンモ
ニウム系のエッチング液にて、走査電極１１を形成す
る。

【００３０】次に、マグネトロンスパッタ装置を用いて
ＩＴＯ透明導電膜を形成した。この時の膜厚は１５００
Åであり、膜のシート抵抗値は２０Ω／ｃｍ² であっ
た。更に、フォトプロセスを用いてレジストパターンを
形成して、孤立した電極端子１９と画素電極の液晶表示
部１２を同時に形成する。この時、孤立した電極端子１
９と画素電極の液晶表示部１２の間隔はバリスタギャッ
プを規定し、所定のギャップ値ｄになるように設定す
る。試作した基板のバリスタギャップ値ｄを測定したと
ころ、ｄ＝２２±１μｍであった。更に、孤立した電極
端子１９は走査電極１１と一定の間隔を保持する様に設
置され、この間隔で電流制限抵抗２０の抵抗値を規定す
るものである。

【００３１】次に、原料となるＺｎＯ粉を１２００℃で
１時間焼成した後、これをボールミルで粉砕してエア分
級し、径が５〜８μm のＺｎＯ単結晶粉を得、これにＣ
ｏ₂Ｏ₃ を０．５モル％及びＭｎＣＯ₃ を０．５モル％
加えて再度１１５０℃で１時間焼成してバリスタ特性を
有するバリスタ粉とした。このバリスタ粉にガラスフリ
ットを２５重量部およびエチルセルロース（粘度５０ｃ
ｐｓ）を１０重量部加えてカルビトールを溶剤としてペ
ースト化し、このペーストを下側ガラス基板１０上にシ
ルクスクリーン印刷で焼結体バリスタ素子１３のパター
ンに印刷した。更に、印刷後４７０℃で１時間焼成して
焼結体バリスタ素子１３を完成した。

【００３２】完成したバリスタ素子の特性評価を行った
ところ、しきい値電圧Ｖ_C は平均２９．５Ｖであり、標
準偏差σは２．７であった。従って、完成したバリスタ
素子の３σにおけるしきい値電圧は、２１．４Ｖ〜３
７．６Ｖの範囲のバラツキを示すものであることが判っ
た。

【００３３】次に、スクリーン印刷により市販のカーボ
ンレジン系抵抗ペーストを、先に形成した孤立した電極
端子１９と走査電極１１との間に印刷した。この時、印
刷した電流制限抵抗体２０のサイズは、幅１１０μｍで
長さは６００μｍであった。更に電流制限抵抗体２０を
完成させるため、印刷後１５０℃で４時間乾燥した。こ
の後、走査電極１１と孤立した電極端子１９間の抵抗値
の平均値は２．２ＭΩであった。

【００３４】次に、ＳｉＯ₂ コートを施したソーダガラ
スを基材とした上側ガラス基板１７にマグネトロンスパ
ッタ装置を用いて、ＩＴＯ膜（厚み１１００Å）をＩＴ
Ｏターゲットにより成膜する。この時のシート抵抗値
は、３０Ω／ｃｍ² 以下が望ましい。更に、このＩＴＯ
膜をウエットエッチング法によりパターン化して信号電
極１６とした。

【００３５】しかる後、上側ガラス基板１７、及び下側
ガラス基板１０両方に配向剤（日立化成（株）製：商品
名ＨＬ１１１０）を約７００Åの膜厚で塗布し、ローラ
ーラビング装置で互いに約９０°の角度でラビング方向
が成すようにラビングし、配向膜１５とした。

【００３６】次に、上側ガラス基板１７に所定のギャッ
プ値のスペーサ（１０μm 径）を混入したシール用エポ
キシ樹脂をシルクスクリーン印刷により印刷し、シール
部を形成する。また、同時にセル中央部にもスペーサを
散布する。更に、下側ガラス基板１０を正確に位置合わ
せをした後、このセルを加圧治具を用いて、均一に加圧
・加熱しシール材を硬化した。この時の加圧圧力は一般
的には１ｋｇ／ｃｍ²程度である。

【００３７】最後に、ＴＮ液晶を注入し、セル外側両面
に偏光板１８を貼り合わせ液晶表示装置を完成した。
尚、使用する液晶はＴＮ液晶に限らず、ゲスト−ホスト
液晶、高分子分散型液晶等も使用可能であることは無論
である。

【００３８】完成した液晶表示装置の評価を行ったとこ
ろ、バリスタ素子のしきい値電圧にバラツキがあること
を考慮し、液晶表示装置の駆動電圧を最大のしきい値を
持つ素子の特性に合わせ４０Ｖの電圧に設定したとこ
ろ、他のバリスタ素子の劣化は全く見られず、劣化に起
因する表示欠陥の発生は皆無であった。更に、全ての素
子を駆動するに十分な電圧を印加することが出来、高コ
ントラストで高表示品質の液晶表示装置を得ることがで
きた。

【００３９】＜実施例３＞本発明の液晶表示装置のその
他の実施例を具体的に説明する。図１に示す様にＳｉＯ
₂ コートを施したソーダガラスを基材とした下側ガラス
基板１０上にマグネトロンスパッタ装置を用いてＩＴＯ
透明導電膜を形成した。この時、膜厚は１５００Åであ
り、膜のシート抵抗値は１５Ω／ｃｍ² であった。更
に、フォトプロセスを用いてレジストパターンを形成し
て、走査電極１１、孤立した電極端子１９及び画素電極
１２の液晶表示部を同時に形成する。この時、孤立した
電極端子１９と画素電極１２の液晶表示部の間隔はバリ
スタギャップを規定し、所定のギャップ値ｄになるよう
に設定する。試作した基板のバリスタギャップ値ｄを測
定したところ、ｄ＝２５±１μｍであった。更に、孤立
した電極端子１９は走査電極１１と一定の間隔を保持す
る様に設置され、この間隔で電流制限抵抗体２０の抵抗
値を規定するものである。

【００４０】次に、真空蒸着装置により、リンドープＳ
ｉ薄膜を３０００Åの膜厚で成膜した。この時、シート
抵抗値を測定したところ、５００ｋΩ／ｃｍ² であっ
た。この薄膜を、フロンガスを用いたドライエッチング
法により、パターン化し、抵抗値１．５ＭΩの電流制限
抵抗２０を形成した。尚、ここで適用可能な薄膜抵抗体
の材料を示せば、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 、ＳｎＯ₂ 、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、
ＺｎＯ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、ＴａＮおよびドープされたＳ
ｉを含むグループから選択された材料が望ましい。

【００４１】次に、原料となるＺｎＯ粉を１２００℃で
１時間焼成した後、これをボールミルで粉砕してエア分
級し、径が５〜８μm のＺｎＯ単結晶粉を得、これにＣ
ｏ₂Ｏ₃ を０．５モル％及びＭｎＣＯ₃ を０．５モル％
加えて再度１１５０℃で１時間焼成してバリスター特性
を有するバリスター粉とした。このバリスター粉にガラ
スフリットを２５重量部およびエチルセルロース（粘度
５０ｃｐｓ）を１０重量部加えてカルビトールを溶剤と
してペースト化し、このペーストを下側ガラス基板１０
上にシルクスクリーン印刷で焼結体バリスタ素子１３の
パターンに印刷する。更に、印刷後４７０℃で１時間焼
成し、焼結体バリスタ素子１３を完成する。

【００４２】完成したバリスタ素子の特性評価を行った
ところ、しきい値電圧Ｖ_C は平均２９．５Ｖであり、標
準偏差σは２．７であった。従って、完成したバリスタ
素子の３σにおけるしきい値電圧は、２１．４Ｖ〜３
７．６Ｖの範囲のバラツキを示すものであることが判っ
た。

【００４３】次にＳｉＯ₂ コートを施したソーダガラス
を基材とした上側ガラス基板１７にマグネトロンスパッ
タ装置を用いて、ＩＴＯ膜（厚み１１００Å）をＩＴＯ
ターゲットにより成膜する。この時のシート抵抗値は、
３０Ω／ｃｍ² 以下が望ましい。更に、このＩＴＯ膜を
ウエットエッチング法によりパターン化し、信号電極１
６とする。

【００４４】しかる後、上側ガラス基板１７、及び下側
ガラス基板１０両方に配向剤（日立化成（株）製：商品
名ＨＬ１１１０）を約７００Åの膜厚で塗布し、ローラ
ーラビング装置で互いに約９０°の角度でラビング方向
が成すようにラビングし、配向膜１５とする。

【００４５】次に、上側ガラス基板１７に所定のギャッ
プ値のスペーサ（１０μm 径）を混入したシール様エポ
キシ樹脂をシルクスクリーン印刷により印刷し、シール
部を形成する。また、同時にセル中央部にもスペーサを
散布する。更に、下側ガラス基板１０を正確に位置合わ
せをした後、このセルを加圧治具を用いて、均一に加圧
・加熱しシール材を硬化する。この時の加圧圧力は一般
的には１ｋｇ／ｃｍ²程度である。

【００４６】最後にＴＮ液晶を注入し、セル外側両面に
偏光板１８を貼り合わせ液晶表示装置を完成する。尚、
使用する液晶は、ＴＮ液晶に限らず、ゲスト−ホスト液
晶、高分子分散型液晶等も使用可能であることは無論で
ある。

【００４７】完成した液晶表示装置の評価を行ったとこ
ろ、バリスタ素子のしきい値電圧にバラツキがあること
を考慮し、液晶表示装置の駆動電圧を最大のしきい値を
持つ素子の特性な合わせ４０Ｖの電圧に設定したとこ
ろ、他素子の劣化は全く見られず、劣化に起因する表示
欠陥の発生は皆無であった。更に、全ての素子を駆動す
るに十分な電圧を印加することが出来、高コントラスト
で高表示品質の液晶表示装置を得ることができた。

【００４８】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置によると、バリス
タ素子特性にバラツキが生じた場合においても、低しき
い値電圧のバリスタ素子に流れる電流値を該バリスタ素
子の許容電流値以下に制限することができるため、低し
きい値電圧のバリスタ素子の特性劣化を起こすこと無
く、高しきい値電圧のバリスタ素子に合わせた電圧を印
加することが可能となり、表示欠陥のない高表示品質の
液晶表示装置を容易に製造することが可能となるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の一実施例を断面図であ
る。

【図２】本発明の二端子素子型液晶表示装置の一実施例
を示す平面図である。

【図３】本発明の液晶表示装置の素子特性を示す説明図
である。

【図４】従来の液晶表示装置の素子特性を示す説明図で
ある。

【図５】二端子素子型液晶表示装置の等価回路図であ
る。

【図６】焼結体バリスタ素子の電圧−電流特性を示すグ
ラフ図である。

【図７】バリスタ粒子の断面図である。

【図８】焼結体バリスタ素子の断面図である。

【図９】従来の液晶表示装置の一例を断面図である。

【図１０】従来の二端子素子型液晶表示装置の一例を示
す平面図である。

【符号の説明】

１０…下側ガラス基板 １１…走査電極 １２…画素電
極 １３…バリスタ素子 １４…液晶 １５…配向膜 １６
…信号電極 １７…上側ガラス基板 １８…偏光板 １９…孤立した
電極端子 ２０…抵抗体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アクティブマトリクス素子としてのバリス
   タ素子１３が下側ガラス基板１０上の走査電極１１と画
   素電極１２との間に設けてあり、対向する上側ガラス基
   板１７との間に液晶層１４が設けてあり、該二端子素子
   としてのバリスタ素子１３を介して駆動する液晶表示装
   置において、走査電極１１と画素電極１２との間に少な
   くとも抵抗体２０とバリスタ素子１３とが、孤立した電
   極端子１９を間にして電気的に直列に配置してあり、且
   つ該抵抗体２０と該バリスタ素子１３とは、該走査電極
   １１と孤立した前記電極端子１９の間、若しくは孤立し
   た該電極端子１９と該画素電極１２との間に互いにいず
   れか片方に跨がるように設けられていることを特徴とす
   る液晶表示装置。
2. 【請求項２】前記抵抗体２０の抵抗値が１．５ＭΩ〜２
   ０ＭΩであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示
   装置。
3. 【請求項３】前記抵抗体２０が、ＲｕＯ₂ 系、ＴｉＯ₂
   系、ＳｎＯ₂ 系、及びカーボンレジン系のうちから選択
   された材料からなる厚膜抵抗体であることを特徴とする
   請求項１記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】前記抵抗体２０が、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 、Ｓｎ
   Ｏ₂ 、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、ＺｎＯ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、ＴａＮお
   よびドープされたＳｉのうちから選択された材料からな
   る薄膜抵抗体であることを特徴とする請求項１記載の液
   晶表示装置。