JPH1022546A - 非線形素子 - Google Patents
非線形素子Info
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- JPH1022546A JPH1022546A JP17834596A JP17834596A JPH1022546A JP H1022546 A JPH1022546 A JP H1022546A JP 17834596 A JP17834596 A JP 17834596A JP 17834596 A JP17834596 A JP 17834596A JP H1022546 A JPH1022546 A JP H1022546A
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- sulfide
- resistance layer
- nonlinear
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/13—Devices 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 based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/1365—Active matrix addressed cells in which the switching element is a two-electrode device
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｉ−Ｖ特性の安定した非線形素子を得る。
【解決手段】 第１電極１２ａと第２電極１５との間
に、硫化亜鉛を主成分とする材料からなる非線形抵抗層
１３が両電極に接して設けられている。第１電極１２ａ
および第２電極１５のうちの少なくとも一方は、その電
極材料の硫化物生成反応の標準自由エネルギーΔＧMお
よび亜鉛の硫化物生成反応の標準自由エネルギーΔＧZn
の間にΔＧM−ΔＧZn＞０の関係が成立する電極材料か
らなる。
に、硫化亜鉛を主成分とする材料からなる非線形抵抗層
１３が両電極に接して設けられている。第１電極１２ａ
および第２電極１５のうちの少なくとも一方は、その電
極材料の硫化物生成反応の標準自由エネルギーΔＧMお
よび亜鉛の硫化物生成反応の標準自由エネルギーΔＧZn
の間にΔＧM−ΔＧZn＞０の関係が成立する電極材料か
らなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、アクティ
ブマトリクス型液晶表示装置を駆動するために用いられ
る非線形素子に関する。
ブマトリクス型液晶表示装置を駆動するために用いられ
る非線形素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】上述の非線形素子としては、３端子素子
である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や２端子素子である
薄膜ダイオード（ＴＦＤ）等が知られている。特に、一
対の電極の間に非線形抵抗層を設けた構成の２端子素子
は、ＴＦＴ等の３端子素子に比べて構造が簡単で製造工
程に必要なマスク枚数が少ないため、低価格化が期待で
きる。
である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や２端子素子である
薄膜ダイオード（ＴＦＤ）等が知られている。特に、一
対の電極の間に非線形抵抗層を設けた構成の２端子素子
は、ＴＦＴ等の３端子素子に比べて構造が簡単で製造工
程に必要なマスク枚数が少ないため、低価格化が期待で
きる。
【０００３】現在、上記２端子素子の非線形抵抗層とし
て、酸化タンタル（特公昭６１−３２６７４号公報）、
シリコン窒化膜やシリコン酸化膜（特公平６−１７９５
７号公報）または硫化亜鉛（特開平７−１３４３１５号
公報）等を用いた非線形素子が開発されている。中で
も、非線形抵抗層として硫化亜鉛を用いた素子は、Ｉ
（電流）−Ｖ（電圧）特性の非線形性が大きいのみなら
ず、硫化亜鉛中に不純物をドーピングすることによりＩ
−Ｖ特性を制御することが可能であるため、表示媒体の
電気光学特性に応じたＩ−Ｖ特性を設計することができ
るという大きな特徴を持っている。従って、この硫化亜
鉛を非線形抵抗層として用いた非線形素子をスイッチン
グ素子として用いることにより、高コントラストの表示
装置を実現することができる。
て、酸化タンタル（特公昭６１−３２６７４号公報）、
シリコン窒化膜やシリコン酸化膜（特公平６−１７９５
７号公報）または硫化亜鉛（特開平７−１３４３１５号
公報）等を用いた非線形素子が開発されている。中で
も、非線形抵抗層として硫化亜鉛を用いた素子は、Ｉ
（電流）−Ｖ（電圧）特性の非線形性が大きいのみなら
ず、硫化亜鉛中に不純物をドーピングすることによりＩ
−Ｖ特性を制御することが可能であるため、表示媒体の
電気光学特性に応じたＩ−Ｖ特性を設計することができ
るという大きな特徴を持っている。従って、この硫化亜
鉛を非線形抵抗層として用いた非線形素子をスイッチン
グ素子として用いることにより、高コントラストの表示
装置を実現することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図３に、非線形抵抗層
として硫化亜鉛を用いた従来の非線形素子の断面図を示
す。この非線形素子は、絶縁性基板５１上に所定の形状
の第１電極５２が形成され、その上に硫化亜鉛（Ｚｎ
Ｓ）を主成分とする材料からなる非線形抵抗層５３が形
成されている。その上にコンタクトホール５４ａを有す
る層間絶縁膜５４が形成され、さらにその上にコンタク
トホール５４ａ内部を埋め込んで第２電極５６が形成さ
れている。第２電極５６は、層間絶縁膜５４のコンタク
トホール５４ａにおいて非線形抵抗層５３と接してい
る。この非線形素子は、非線形抵抗層５３と第１電極５
２および第２電極５６とが直接接した構造になってい
る。
として硫化亜鉛を用いた従来の非線形素子の断面図を示
す。この非線形素子は、絶縁性基板５１上に所定の形状
の第１電極５２が形成され、その上に硫化亜鉛（Ｚｎ
Ｓ）を主成分とする材料からなる非線形抵抗層５３が形
成されている。その上にコンタクトホール５４ａを有す
る層間絶縁膜５４が形成され、さらにその上にコンタク
トホール５４ａ内部を埋め込んで第２電極５６が形成さ
れている。第２電極５６は、層間絶縁膜５４のコンタク
トホール５４ａにおいて非線形抵抗層５３と接してい
る。この非線形素子は、非線形抵抗層５３と第１電極５
２および第２電極５６とが直接接した構造になってい
る。
【０００５】以下に、上記第２電極材料として例えばア
ルミニウム（Ａｌ）を用いた場合について考慮する。こ
の非線形素子において、硫化亜鉛からなる非線形抵抗層
５３とアルミニウムからなる第２電極が接した状態で温
度が上昇した場合、アルミニウムが硫黄と反応して硫化
アルミニウムが生成する。
ルミニウム（Ａｌ）を用いた場合について考慮する。こ
の非線形素子において、硫化亜鉛からなる非線形抵抗層
５３とアルミニウムからなる第２電極が接した状態で温
度が上昇した場合、アルミニウムが硫黄と反応して硫化
アルミニウムが生成する。
【０００６】このように硫化アルミニウムが生成するの
は、アルミニウムが硫黄と反応して硫化物を生成する反
応の標準自由エネルギーΔＧAlが、亜鉛が硫黄と反応し
て硫化物を生成する反応の標準自由エネルギーΔＧZnよ
りも、より低い負の値をとるためである。
は、アルミニウムが硫黄と反応して硫化物を生成する反
応の標準自由エネルギーΔＧAlが、亜鉛が硫黄と反応し
て硫化物を生成する反応の標準自由エネルギーΔＧZnよ
りも、より低い負の値をとるためである。
【０００７】以下、この硫化アルミニウム生成反応につ
いて熱力学的に説明する。
いて熱力学的に説明する。
【０００８】反応が与えられた条件のもとで、自発的に
進行するかは、下記式（１）に示す反応の系のエントロ
ピー変化ΔＳsysと外界のエントロピー変化ΔＳsurとの
合計ΔＳTによって決まる。
進行するかは、下記式（１）に示す反応の系のエントロ
ピー変化ΔＳsysと外界のエントロピー変化ΔＳsurとの
合計ΔＳTによって決まる。
【０００９】ΔＳT＝ΔＳsys＋ΔＳsur …（１） 熱力学の第２法則より、ΔＳT＞０のとき自発的に反応
が進む。ここで、等圧下の自発反応を考える。等圧下に
おいては、下記式（２）の関係が成り立つ。
が進む。ここで、等圧下の自発反応を考える。等圧下に
おいては、下記式（２）の関係が成り立つ。
【００１０】ΔＳsur＝−（ΔＨ／Ｔ） …（２） 但し、Ｈ：エンタルピー Ｔ：温度 上記式（１）と式（２）より自発的に反応が進むために
は、下記式（３）でなければならない。
は、下記式（３）でなければならない。
【００１１】ΔＨ−ＴΔＳsur＜０ …（３） ここで、上記式（３）におけるΔＨ−ＴΔＳsurは、Ｇ
ｉｂｂｓの自由エネルギーΔＧとして知られており、Δ
Ｇ＝ΔＨ−ＴΔＳsur＜０のとき反応が自発的に進む。
ｉｂｂｓの自由エネルギーΔＧとして知られており、Δ
Ｇ＝ΔＨ−ＴΔＳsur＜０のとき反応が自発的に進む。
【００１２】例えば、亜鉛とアルミニウムとの反応は以
下のように表すことができる。アルミニウムの室温にお
ける硫化物生成反応の標準自由エネルギーΔＧAlは約−
１３０ｋｃａｌであり、亜鉛の室温における硫化物生成
反応の標準自由エネルギーΔＧZnは約−１１０ｋｃａｌ
である。よって、これらの反応は下記式（４）および下
記式（５）のように表される。
下のように表すことができる。アルミニウムの室温にお
ける硫化物生成反応の標準自由エネルギーΔＧAlは約−
１３０ｋｃａｌであり、亜鉛の室温における硫化物生成
反応の標準自由エネルギーΔＧZnは約−１１０ｋｃａｌ
である。よって、これらの反応は下記式（４）および下
記式（５）のように表される。
【００１３】 （４／３）Ａｌ＋Ｓ2＝（２／３）Ａｌ2Ｓ3 ΔＧ＝−１３０ｋｃａｌ …（４） ２Ｚｎ＋Ｓ2＝２ＺｎＳ ΔＧ＝−１１０ｋｃａｌ …（５） ところで、上記式（４）と式（５）とからアルミニウム
と硫化亜鉛とが接した場合の反応の標準自由エネルギー
ΔＧを求めることができ、その結果を下記式（６）に示
す。
と硫化亜鉛とが接した場合の反応の標準自由エネルギー
ΔＧを求めることができ、その結果を下記式（６）に示
す。
【００１４】 （４／３）Ａｌ＋２ＺｎＳ＝（２／３）Ａｌ2Ｓ3＋２Ｚ
ｎ ΔＧ＝−２０ｋｃａｌ …（６） 上記式（６）より標準自由エネルギーの変化は−２０ｋ
ｃａｌであることがわかる。
ｎ ΔＧ＝−２０ｋｃａｌ …（６） 上記式（６）より標準自由エネルギーの変化は−２０ｋ
ｃａｌであることがわかる。
【００１５】上述のように、反応の標準自由エネルギー
ΔＧが負の値であれば反応は進行し、△Ｇがより小さい
負の値であるほど反応が進行しやすい。このため、硫化
亜鉛とアルミニウムとが接している場合には、硫化亜鉛
が脱硫化されて亜鉛となり、アルミニウムが硫黄と反応
して硫化アルミニウムが生成される。
ΔＧが負の値であれば反応は進行し、△Ｇがより小さい
負の値であるほど反応が進行しやすい。このため、硫化
亜鉛とアルミニウムとが接している場合には、硫化亜鉛
が脱硫化されて亜鉛となり、アルミニウムが硫黄と反応
して硫化アルミニウムが生成される。
【００１６】ところで、スイッチング素子として用いら
れる非線形素子には、Ｉ−Ｖ特性の非線形性が大きいこ
と、Ｉ−Ｖ特性の対称性が良好であること、およびＩ−
Ｖ特性が安定していること等の特性が要求される。
れる非線形素子には、Ｉ−Ｖ特性の非線形性が大きいこ
と、Ｉ−Ｖ特性の対称性が良好であること、およびＩ−
Ｖ特性が安定していること等の特性が要求される。
【００１７】硫化亜鉛を非線形抵抗層とした非線形素子
についてこれらの特性を考慮すると、Ｉ−Ｖ特性の非線
形性は大きい値を示すため、スイッチング素子に適して
いると考えられる。しかし、反応性に富む硫化亜鉛を非
線形抵抗層としているため、電極材料によっては硫化亜
鉛中の硫黄と反応してしまうことがある。その結果、非
線形抵抗層と電極との界面の状態が変化し、Ｉ−Ｖ特性
の経時変化が生じるという問題がある。
についてこれらの特性を考慮すると、Ｉ−Ｖ特性の非線
形性は大きい値を示すため、スイッチング素子に適して
いると考えられる。しかし、反応性に富む硫化亜鉛を非
線形抵抗層としているため、電極材料によっては硫化亜
鉛中の硫黄と反応してしまうことがある。その結果、非
線形抵抗層と電極との界面の状態が変化し、Ｉ−Ｖ特性
の経時変化が生じるという問題がある。
【００１８】図４に、このような非線形素子のＩ−Ｖ特
性の経時変化の一例を示す。これは、非線形抵抗層とし
てニッケルをドーピングした硫化亜鉛を用い、電極とし
てＡｌを用いた非線形素子についてのＩ−Ｖ特性であ
る。この図４によれば、この非線形抵抗層では、初期の
Ｉ−Ｖ特性３１に比べてエージング後のＩ−Ｖ特性３２
が低電圧側にシフトしていることがわかる。
性の経時変化の一例を示す。これは、非線形抵抗層とし
てニッケルをドーピングした硫化亜鉛を用い、電極とし
てＡｌを用いた非線形素子についてのＩ−Ｖ特性であ
る。この図４によれば、この非線形抵抗層では、初期の
Ｉ−Ｖ特性３１に比べてエージング後のＩ−Ｖ特性３２
が低電圧側にシフトしていることがわかる。
【００１９】このようにＩ−Ｖ特性に経時変化が生じる
非線形素子を表示装置のスイッチング素子として用いる
と、Ｉ−Ｖ特性が表示装置の動作時間の経過と共に低電
圧側にシフトする。それと共に液晶が低電圧側で駆動さ
れるようになり、その結果、表示のコントラスト低下等
の原因となる。
非線形素子を表示装置のスイッチング素子として用いる
と、Ｉ−Ｖ特性が表示装置の動作時間の経過と共に低電
圧側にシフトする。それと共に液晶が低電圧側で駆動さ
れるようになり、その結果、表示のコントラスト低下等
の原因となる。
【００２０】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
べくなされたものであり、Ｉ−Ｖ特性の安定した非線形
素子を提供することを目的とする。
べくなされたものであり、Ｉ−Ｖ特性の安定した非線形
素子を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明の非線形素子は、
少なくとも一部が対向する第１電極と第２電極との間
に、両電極に接して硫化亜鉛を主成分とする材料からな
る非線形抵抗層が設けられ、該第１電極および該第２電
極のうちの少なくとも一方は、その電極材料の硫化物生
成反応の標準自由エネルギーΔＧMおよび亜鉛の硫化物
生成反応の標準自由エネルギーΔＧZnの間にΔＧM−Δ
ＧZn＞０の関係が成立する電極材料からなり、そのこと
により上記目的が達成される。
少なくとも一部が対向する第１電極と第２電極との間
に、両電極に接して硫化亜鉛を主成分とする材料からな
る非線形抵抗層が設けられ、該第１電極および該第２電
極のうちの少なくとも一方は、その電極材料の硫化物生
成反応の標準自由エネルギーΔＧMおよび亜鉛の硫化物
生成反応の標準自由エネルギーΔＧZnの間にΔＧM−Δ
ＧZn＞０の関係が成立する電極材料からなり、そのこと
により上記目的が達成される。
【００２２】前記第１電極および前記第２電極のうちの
少なくとも一方は、Ｗ、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｓｉ、Ｍ
ｏ、ＡｇおよびＣｕのうちの１種または２種以上からな
っていてもよい。
少なくとも一方は、Ｗ、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｓｉ、Ｍ
ｏ、ＡｇおよびＣｕのうちの１種または２種以上からな
っていてもよい。
【００２３】以下、本発明の作用について説明する。
【００２４】本発明においては、第１電極および第２電
極のうちの少なくとも一方が、その電極材料の硫化物生
成反応の標準自由エネルギーΔＧMおよび亜鉛の硫化物
生成反応の標準自由エネルギーΔＧZnの間にΔＧM−Δ
ＧZn＞０の関係が成立する電極材料からなる。この関係
を満たす電極材料は、亜鉛よりも硫化物生成反応が進行
しにくいため、電極と硫化亜鉛中の硫黄との反応が抑え
られる。
極のうちの少なくとも一方が、その電極材料の硫化物生
成反応の標準自由エネルギーΔＧMおよび亜鉛の硫化物
生成反応の標準自由エネルギーΔＧZnの間にΔＧM−Δ
ＧZn＞０の関係が成立する電極材料からなる。この関係
を満たす電極材料は、亜鉛よりも硫化物生成反応が進行
しにくいため、電極と硫化亜鉛中の硫黄との反応が抑え
られる。
【００２５】このような関係を満たす電極材料として
は、例えば、Ｗ、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ａｇ
およびＣｕ等が挙げられ、それらを１種または２種以上
用いても良い。
は、例えば、Ｗ、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ａｇ
およびＣｕ等が挙げられ、それらを１種または２種以上
用いても良い。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。
説明する。
【００２７】本発明においては、第１電極および第２電
極のうちの少なくとも一方として、その電極材料の硫化
物生成反応の標準自由エネルギーΔＧMおよび亜鉛の硫
化物生成反応の標準自由エネルギーΔＧZnの間にΔＧM
−ΔＧZn＞０の関係が成立するものを用いる。この理由
は、以下の通りである。
極のうちの少なくとも一方として、その電極材料の硫化
物生成反応の標準自由エネルギーΔＧMおよび亜鉛の硫
化物生成反応の標準自由エネルギーΔＧZnの間にΔＧM
−ΔＧZn＞０の関係が成立するものを用いる。この理由
は、以下の通りである。
【００２８】亜鉛の硫化物生成反応は下記式（７）のよ
うに表わすことができる。
うに表わすことができる。
【００２９】 ２Ｚｎ＋Ｓ2＝２ＺｎＳ ΔＧ＝ΔＧZn …（７） 一方、第１電極の電極材料および第２電極の電極材料の
硫化物生成反応は、その電極材料Ｍの硫化物生成反応の
標準自由エネルギーをΔＧMとすると、下記式（８）の
ように表すことができる。
硫化物生成反応は、その電極材料Ｍの硫化物生成反応の
標準自由エネルギーをΔＧMとすると、下記式（８）の
ように表すことができる。
【００３０】 αＭ＋Ｓ2＝βＭxＳy ΔＧ＝ΔＧM …（８） 但し、α：成分Ｍのパラメータ β：成分ＭxＳyのパラメータ この式（８）と上記式（７）とから、電極材料Ｍと硫化
亜鉛とが接した場合の反応は下記式（９）のように表わ
すことができる。
亜鉛とが接した場合の反応は下記式（９）のように表わ
すことができる。
【００３１】 αＭ＋２ＺｎＳ＝βＭxＳy＋２Ｚｎ ΔＧ＝（ΔＧM−ΔＧZn） …（９） 前述したように上記式（９）で示される反応が自発的に
進むかどうかは、ΔＧの値によって決定され、ΔＧ＜０
のとき反応が進み、電極材料Ｍが硫化亜鉛の硫黄と反応
して硫化物になることを示している。
進むかどうかは、ΔＧの値によって決定され、ΔＧ＜０
のとき反応が進み、電極材料Ｍが硫化亜鉛の硫黄と反応
して硫化物になることを示している。
【００３２】従って、（ΔＧM−ΔＧZn）＞０となるよ
うな電極材料Ｍを用いた場合には、硫化亜鉛と電極材料
とが接していても電極の硫化反応が進行せず、非線形素
子のＩ−Ｖ特性の経時変化は起こらない。このような非
線形素子を用いた表示装置においては、表示の不均一や
表示のコントラストの低下が生じないため、信頼性の高
い高品位な表示装置とすることができる。
うな電極材料Ｍを用いた場合には、硫化亜鉛と電極材料
とが接していても電極の硫化反応が進行せず、非線形素
子のＩ−Ｖ特性の経時変化は起こらない。このような非
線形素子を用いた表示装置においては、表示の不均一や
表示のコントラストの低下が生じないため、信頼性の高
い高品位な表示装置とすることができる。
【００３３】この（ΔＧM−ΔＧZn）＞０の関係を満た
す電極材料としては、Ｗ、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｓｉ、Ｍ
ｏ、ＡｇおよびＣｕのうちの１種が該当する。また、こ
の関係を満たすものであれば、これらの２種以上を用い
てもよく、あるいは他の電極材料であってもよい。さら
に、複数の電極材料の合金であってもよい。また、第１
電極の電極材料と第２電極の電極材料とは異なっていて
もよい。
す電極材料としては、Ｗ、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｓｉ、Ｍ
ｏ、ＡｇおよびＣｕのうちの１種が該当する。また、こ
の関係を満たすものであれば、これらの２種以上を用い
てもよく、あるいは他の電極材料であってもよい。さら
に、複数の電極材料の合金であってもよい。また、第１
電極の電極材料と第２電極の電極材料とは異なっていて
もよい。
【００３４】以下、本発明のより具体的な実施形態につ
いて、図面を参照しながら説明する。
いて、図面を参照しながら説明する。
【００３５】（実施形態１）実施形態１では、反射型ホ
ワイトテーラ型ゲストホスト液晶表示装置に本発明の非
線形素子を用いた実施例について説明する。
ワイトテーラ型ゲストホスト液晶表示装置に本発明の非
線形素子を用いた実施例について説明する。
【００３６】図１（ａ）は、本実施形態の非線形素子が
設けられた基板（以下、素子側基板と称する）の１画素
分を示す平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−
Ａ’線断面に相当する液晶表示装置の断面図である。素
子側基板は、絶縁性基板１１の上に走査配線１２とその
一部である第１電極１２ａとが形成されており、それら
を覆って硫化亜鉛を主成分とする非線形抵抗層１３が形
成されている。走査配線１２および第１電極１２ａはＷ
からなり、非線形抵抗層１３はニッケルを含んだ硫化亜
鉛膜である。非線形抵抗層１３の上には非線形抵抗層１
３まで達するコンタクトホール１４ａを有する絶縁膜１
４が形成され、その上にコンタクトホール１４ａ内部を
埋め込んで第２電極１５が形成されている。第２電極１
５はＷからなり、絶縁膜１４のコンタクトホール１４ａ
において非線形抵抗層１３と接している。非線形抵抗層
１３と第１電極１２ａおよび第２電極１５とは直接接し
た構造になっており、非線形素子はそれらの重畳部に形
成される。第２電極１５の上には画素電極１６が形成さ
れ、さらにその上に配向膜１７が形成されている。この
素子側基板と、絶縁性基板１９上に対向電極１８が形成
された対向側基板とは貼り合わせられて、両基板の間隙
に液晶層が封入されている。
設けられた基板（以下、素子側基板と称する）の１画素
分を示す平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−
Ａ’線断面に相当する液晶表示装置の断面図である。素
子側基板は、絶縁性基板１１の上に走査配線１２とその
一部である第１電極１２ａとが形成されており、それら
を覆って硫化亜鉛を主成分とする非線形抵抗層１３が形
成されている。走査配線１２および第１電極１２ａはＷ
からなり、非線形抵抗層１３はニッケルを含んだ硫化亜
鉛膜である。非線形抵抗層１３の上には非線形抵抗層１
３まで達するコンタクトホール１４ａを有する絶縁膜１
４が形成され、その上にコンタクトホール１４ａ内部を
埋め込んで第２電極１５が形成されている。第２電極１
５はＷからなり、絶縁膜１４のコンタクトホール１４ａ
において非線形抵抗層１３と接している。非線形抵抗層
１３と第１電極１２ａおよび第２電極１５とは直接接し
た構造になっており、非線形素子はそれらの重畳部に形
成される。第２電極１５の上には画素電極１６が形成さ
れ、さらにその上に配向膜１７が形成されている。この
素子側基板と、絶縁性基板１９上に対向電極１８が形成
された対向側基板とは貼り合わせられて、両基板の間隙
に液晶層が封入されている。
【００３７】この液晶表示装置は、以下のようにして作
製することができる。
製することができる。
【００３８】まず、素子側基板の作製手順について説明
する。ガラス等からなる絶縁性基板１１上にスパッタリ
ング法により約２００ｎｍの膜厚のＷを成膜し、所定の
形状にパターニングすることにより走査配線１２および
第１電極１２ａを形成する。
する。ガラス等からなる絶縁性基板１１上にスパッタリ
ング法により約２００ｎｍの膜厚のＷを成膜し、所定の
形状にパターニングすることにより走査配線１２および
第１電極１２ａを形成する。
【００３９】続いて、スパッタリング法により非線形抵
抗層１３を形成する。この実施例では、ニッケルを０．
３ｗｔ％混合した硫化亜鉛の焼成ターゲットを用い、ス
パッタガスとしてアルゴンガス流量５０ｓｃｃｍと水素
ガス流量５ｓｃｃｍとを各々チャンバーに導入してスパ
ッタリングを行うことにより、膜厚１００ｎｍのニッケ
ルを含んだ硫化亜鉛膜を成膜し、これを非線形抵抗層１
３として用いた。
抗層１３を形成する。この実施例では、ニッケルを０．
３ｗｔ％混合した硫化亜鉛の焼成ターゲットを用い、ス
パッタガスとしてアルゴンガス流量５０ｓｃｃｍと水素
ガス流量５ｓｃｃｍとを各々チャンバーに導入してスパ
ッタリングを行うことにより、膜厚１００ｎｍのニッケ
ルを含んだ硫化亜鉛膜を成膜し、これを非線形抵抗層１
３として用いた。
【００４０】次に、この基板上に絶縁膜１４を形成し、
非線形抵抗層１３と第２電極１５との接続を行うための
コンタクトホール１４ａを設ける。この実施例では、有
機系感光性樹脂をスピンコート法により約１．４μｍの
厚みに塗布した後、露光および現像工程を経ることによ
りコンタクトホール１４ａを設けた絶縁膜１４を形成し
た。その後、フォトプロセスにより絶縁膜１４表面を処
理して絶縁膜１４表面に凹凸を形成した。
非線形抵抗層１３と第２電極１５との接続を行うための
コンタクトホール１４ａを設ける。この実施例では、有
機系感光性樹脂をスピンコート法により約１．４μｍの
厚みに塗布した後、露光および現像工程を経ることによ
りコンタクトホール１４ａを設けた絶縁膜１４を形成し
た。その後、フォトプロセスにより絶縁膜１４表面を処
理して絶縁膜１４表面に凹凸を形成した。
【００４１】その後、スパッタリング法により第２電極
となるＷを約１００ｎｍの膜厚に成膜し、続いてＡｌを
約１００ｎｍの膜厚に成膜して、同一の形状にパターニ
ングすることにより第２電極１５および画素電極１６を
形成する。これにより素子側基板が完成する。
となるＷを約１００ｎｍの膜厚に成膜し、続いてＡｌを
約１００ｎｍの膜厚に成膜して、同一の形状にパターニ
ングすることにより第２電極１５および画素電極１６を
形成する。これにより素子側基板が完成する。
【００４２】一方、対向側基板は、ガラス等からなる絶
縁性基板１９上にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘ
ｉｄｅ）からなる対向電極１８を形成する。
縁性基板１９上にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘ
ｉｄｅ）からなる対向電極１８を形成する。
【００４３】以上のようにして作製した素子側基板およ
び対向側基板における電極形成側表面に、各々配向膜１
７を塗布して配向処理を行い、配向膜１７が形成されて
いる面が内側となるように両基板１１、１９の貼り合わ
せを行う。最後に、両基板の間隙にホワイトテーラ型ゲ
ストホスト液晶を封入して液晶層を設けることにより、
反射型液晶表示装置が完成する。
び対向側基板における電極形成側表面に、各々配向膜１
７を塗布して配向処理を行い、配向膜１７が形成されて
いる面が内側となるように両基板１１、１９の貼り合わ
せを行う。最後に、両基板の間隙にホワイトテーラ型ゲ
ストホスト液晶を封入して液晶層を設けることにより、
反射型液晶表示装置が完成する。
【００４４】このようにして得られた反射型液晶表示装
置においては、非線形素子のＩ−Ｖ特性に経時変化が起
こらず、長時間エージングしても安定した表示が得られ
た。
置においては、非線形素子のＩ−Ｖ特性に経時変化が起
こらず、長時間エージングしても安定した表示が得られ
た。
【００４５】（実施形態２）実施形態２では、透過型液
晶表示装置に本発明の非線形素子を用いた実施例につい
て説明する。
晶表示装置に本発明の非線形素子を用いた実施例につい
て説明する。
【００４６】図２（ａ）は、本実施形態の非線形素子が
設けられた基板（以下、素子側基板と称する）の１画素
分を示す平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−
Ｂ’線断面に相当する液晶表示装置の断面図である。素
子側基板は、絶縁性基板１１の上に走査配線１２とその
一部である第１電極１２ａとが形成されており、それら
を覆って第１電極１２ａまで達するコンタクトホール１
４ａを有する絶縁膜１４が形成されている。絶縁膜の上
にはコンタクトホール１４ａ内部を埋め込んで硫化亜鉛
を主成分とする非線形抵抗層１３が形成され、その上に
第２電極２５が形成されている。非線形素子は、第１電
極１２ａ、非線形抵抗層１３および第２電極２５が直接
接した構造になっており、それらの重畳部に形成され
る。第２電極２５の上には画素電極２６が形成され、さ
らにその上に配向膜１７が形成されている。この素子側
基板と、絶縁性基板１９上に対向電極１８が形成された
対向側基板とは貼り合わせられて、両基板の間隙に液晶
層が封入されている。
設けられた基板（以下、素子側基板と称する）の１画素
分を示す平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−
Ｂ’線断面に相当する液晶表示装置の断面図である。素
子側基板は、絶縁性基板１１の上に走査配線１２とその
一部である第１電極１２ａとが形成されており、それら
を覆って第１電極１２ａまで達するコンタクトホール１
４ａを有する絶縁膜１４が形成されている。絶縁膜の上
にはコンタクトホール１４ａ内部を埋め込んで硫化亜鉛
を主成分とする非線形抵抗層１３が形成され、その上に
第２電極２５が形成されている。非線形素子は、第１電
極１２ａ、非線形抵抗層１３および第２電極２５が直接
接した構造になっており、それらの重畳部に形成され
る。第２電極２５の上には画素電極２６が形成され、さ
らにその上に配向膜１７が形成されている。この素子側
基板と、絶縁性基板１９上に対向電極１８が形成された
対向側基板とは貼り合わせられて、両基板の間隙に液晶
層が封入されている。
【００４７】この液晶表示装置は、以下のようにして作
製することができる。
製することができる。
【００４８】まず、素子側基板の作製手順について説明
する。ガラス等からなる絶縁性基板１１上にスパッタリ
ング法により約２００ｎｍの膜厚のＷを成膜し、所定の
形状にパターニングすることにより走査配線１２および
第１電極１２ａを形成する。
する。ガラス等からなる絶縁性基板１１上にスパッタリ
ング法により約２００ｎｍの膜厚のＷを成膜し、所定の
形状にパターニングすることにより走査配線１２および
第１電極１２ａを形成する。
【００４９】次に、この基板上に絶縁膜１４を形成し、
第１電極１２ａと非線形抵抗層１３との接続を行うため
のコンタクトホール１４ａを設ける。この実施例では、
有機系感光性樹脂をスピンコート法により約１．４μｍ
の厚みに塗布した後、露光および現像工程を経ることに
よりコンタクトホール１４ａを設けた絶縁膜１４を形成
した。
第１電極１２ａと非線形抵抗層１３との接続を行うため
のコンタクトホール１４ａを設ける。この実施例では、
有機系感光性樹脂をスピンコート法により約１．４μｍ
の厚みに塗布した後、露光および現像工程を経ることに
よりコンタクトホール１４ａを設けた絶縁膜１４を形成
した。
【００５０】続いてスパッタリング法により非線形抵抗
層１３となるニッケルが０．２ｗｔ％ドーピングされた
硫化亜鉛を１００ｎｍの膜厚に成膜し、第２電極となる
Ｗを約１００ｎｍの膜厚に成膜して、同一の形状にパタ
ーニングすることにより非線形抵抗層１３および第２電
極２５を形成する。
層１３となるニッケルが０．２ｗｔ％ドーピングされた
硫化亜鉛を１００ｎｍの膜厚に成膜し、第２電極となる
Ｗを約１００ｎｍの膜厚に成膜して、同一の形状にパタ
ーニングすることにより非線形抵抗層１３および第２電
極２５を形成する。
【００５１】その後、ＩＴＯからなる透明電極を成膜し
てパターニングすることにより画素電極２６を形成す
る。これにより素子側基板が完成する。
てパターニングすることにより画素電極２６を形成す
る。これにより素子側基板が完成する。
【００５２】一方、対向側基板は、ガラス等からなる絶
縁性基板１９上にＩＴＯからなる対向電極１８を形成す
る。
縁性基板１９上にＩＴＯからなる対向電極１８を形成す
る。
【００５３】その後、以上のようにして作製した素子側
基板および対向側基板における電極形成側表面に、各々
配向膜１７を塗布して配向処理を行い、配向膜１７が形
成されている面が内側となるように両基板１１、１９の
貼り合わせを行う。最後に、両基板の間隙にＴＮ（ツイ
ステッドネマティック）液晶を封入して液晶層を設ける
ことにより、透過型液晶表示装置が完成する。
基板および対向側基板における電極形成側表面に、各々
配向膜１７を塗布して配向処理を行い、配向膜１７が形
成されている面が内側となるように両基板１１、１９の
貼り合わせを行う。最後に、両基板の間隙にＴＮ（ツイ
ステッドネマティック）液晶を封入して液晶層を設ける
ことにより、透過型液晶表示装置が完成する。
【００５４】このようにして得られた透過型液晶表示装
置においては、非線形素子のＩ−Ｖ特性に経時変化が起
こらず、長時間エージングしても安定した表示が得られ
た。
置においては、非線形素子のＩ−Ｖ特性に経時変化が起
こらず、長時間エージングしても安定した表示が得られ
た。
【００５５】なお、本発明の適用が可能な非線形素子と
しては、硫化亜鉛を主成分とするものであれば純粋な硫
化亜鉛でない非線形抵抗層を有する非線形素子が該当
し、また、硫化亜鉛中に不純物等を含んでなる非線形抵
抗層を有する非線形素子も該当する。このように硫化亜
鉛中に不純物を含ませた場合には、非線形素子のＩ−Ｖ
特性を制御して表示媒体の特性に応じた設計を行うこと
ができる。
しては、硫化亜鉛を主成分とするものであれば純粋な硫
化亜鉛でない非線形抵抗層を有する非線形素子が該当
し、また、硫化亜鉛中に不純物等を含んでなる非線形抵
抗層を有する非線形素子も該当する。このように硫化亜
鉛中に不純物を含ませた場合には、非線形素子のＩ−Ｖ
特性を制御して表示媒体の特性に応じた設計を行うこと
ができる。
【００５６】また、上記絶縁膜の材料としては有機感光
性樹脂以外のものを用いてもよく、窒化ケイ素や酸化ケ
イ素等の無機膜を用いてもよい。感光性樹脂を用いた場
合にはパターニング工程を簡略化できるという利点があ
る。
性樹脂以外のものを用いてもよく、窒化ケイ素や酸化ケ
イ素等の無機膜を用いてもよい。感光性樹脂を用いた場
合にはパターニング工程を簡略化できるという利点があ
る。
【００５７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
においては、第１電極および第２電極と硫化亜鉛中に含
まれる硫黄とが反応して硫化物が生成するのを抑えるこ
とができるので、非線形抵抗層と電極との界面付近の状
態を安定化でき、非線形素子のＩ−Ｖ特性の経時変化が
起こらないようにできる。また、このようにＩ−Ｖ特性
の安定性に優れた非線形素子を表示装置のスイッチング
素子に用いることにより、表示の不均一や表示のコント
ラストの低下を防いで信頼性の高い高品位な表示装置を
実現することができる。
においては、第１電極および第２電極と硫化亜鉛中に含
まれる硫黄とが反応して硫化物が生成するのを抑えるこ
とができるので、非線形抵抗層と電極との界面付近の状
態を安定化でき、非線形素子のＩ−Ｖ特性の経時変化が
起こらないようにできる。また、このようにＩ−Ｖ特性
の安定性に優れた非線形素子を表示装置のスイッチング
素子に用いることにより、表示の不均一や表示のコント
ラストの低下を防いで信頼性の高い高品位な表示装置を
実現することができる。
【図１】（ａ）は実施形態１の非線形素子が設けられた
素子側基板の１画素分を示す平面図であり、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ’線断面に相当する液晶表示装置の断面
図である。
素子側基板の１画素分を示す平面図であり、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ’線断面に相当する液晶表示装置の断面
図である。
【図２】（ａ）は実施形態２の非線形素子が設けられた
素子側基板の１画素分を示す平面図であり、（ｂ）は
（ａ）のＢ−Ｂ’線断面に相当する液晶表示装置の断面
図である。
素子側基板の１画素分を示す平面図であり、（ｂ）は
（ａ）のＢ−Ｂ’線断面に相当する液晶表示装置の断面
図である。
【図３】非線形素子の構造の一例を示す断面図である。
【図４】従来の非線形素子のＩ−Ｖ特性の経時変化を示
すグラフである。
すグラフである。
１１ 基板 １２ 走査配線 １２ａ 第１電極 １３ 非線形抵抗層 １４ 絶縁膜 １５、２５ 第２電極 １６、２６ 画素電極 １７ 配向膜 １８ 対向電極
Claims (2)
- 【請求項１】 少なくとも一部が対向する第１電極と第
２電極との間に、両電極に接して硫化亜鉛を主成分とす
る材料からなる非線形抵抗層が設けられ、該第１電極お
よび該第２電極のうちの少なくとも一方は、その電極材
料の硫化物生成反応の標準自由エネルギーΔＧMおよび
亜鉛の硫化物生成反応の標準自由エネルギーΔＧZnの間
にΔＧM−ΔＧZn＞０の関係が成立する電極材料からな
る非線形素子。 - 【請求項２】 前記第１電極および前記第２電極のうち
の少なくとも一方は、Ｗ、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｓｉ、Ｍ
ｏ、ＡｇおよびＣｕのうちの１種または２種以上からな
る請求項１に記載の非線形素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17834596A JPH1022546A (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | 非線形素子 |
| US08/888,852 US5883683A (en) | 1996-07-08 | 1997-07-07 | Nonlinear device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17834596A JPH1022546A (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | 非線形素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1022546A true JPH1022546A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=16046879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17834596A Withdrawn JPH1022546A (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | 非線形素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5883683A (ja) |
| JP (1) | JPH1022546A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003177419A (ja) * | 1998-01-30 | 2003-06-27 | Sharp Corp | 液晶表示装置における基板および液晶表示装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4248897B2 (ja) * | 2002-03-29 | 2009-04-02 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
| TWI331238B (en) * | 2006-11-08 | 2010-10-01 | Au Optronics Corp | Method for manufacturing a liquid crystal display device |
| US8395053B2 (en) * | 2007-06-27 | 2013-03-12 | Stats Chippac Ltd. | Circuit system with circuit element and reference plane |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6132674A (ja) * | 1984-07-25 | 1986-02-15 | Sony Corp | スチル画記録装置 |
| JPH0617957A (ja) * | 1991-11-26 | 1994-01-25 | Ouken Seiko Kk | 電磁弁 |
| JP3051627B2 (ja) * | 1993-02-03 | 2000-06-12 | シャープ株式会社 | 表示装置およびその製造方法 |
| JPH07152049A (ja) * | 1993-11-29 | 1995-06-16 | Sharp Corp | 液晶表示装置およびその製造方法 |
| US5600458A (en) * | 1994-06-01 | 1997-02-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Active matrix display having at least one nonlinear element composed of a sulfide film |
| US5734452A (en) * | 1994-09-26 | 1998-03-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | Two-terminal non-linear resistive device and a method for producing the same in which nickel or iron is an impurity in the zinc sulfide layer |
| JPH08201854A (ja) * | 1995-01-20 | 1996-08-09 | Sharp Corp | 反射型表示装置 |
-
1996
- 1996-07-08 JP JP17834596A patent/JPH1022546A/ja not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-07-07 US US08/888,852 patent/US5883683A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003177419A (ja) * | 1998-01-30 | 2003-06-27 | Sharp Corp | 液晶表示装置における基板および液晶表示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5883683A (en) | 1999-03-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031007 |