JPS6292919A

JPS6292919A - マルチプレツクス駆動方式の液晶表示素子

Info

Publication number: JPS6292919A
Application number: JP60233914A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Urabe; 孝之占部
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1985-10-18
Filing date: 1985-10-18
Publication date: 1987-04-28

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〕本発明は、Ｍ　Ｉ　Ｍ　（ｍｅｔａｌ　−１ｎｓｕｌａ
ｔｏ　ｒ−ｒｎｅｔａｌ）素子及びバリスタ等の非線形
な電流−電圧特性を有する素子によって高密度のマルチ
フレックス駆動を可能にした液晶表示素子に関するもの
である。

〔従来技術〕

従来、基板上に形成された金属配線部に、この金属配線
部に沿って並設された複数の透明な画素電極を金属部で
接続して成るマルチフレックス駆動方式の液晶表示素子
において、上記金属配線部と金属部との接続部に非線形
な電流−電圧特性を有する素子を形成したものがある。

例えば、第６図に示す液晶表示素子では、相対向して配
置される一方の基板１１上に、金属ライン１２ｂ・・・
が縦縞状に設けられ、その端部には接続端子１２ａが形
成されている。金属ライン１２ｂは上記接続端子１２ａ
を除いて絶縁膜１２Ｃで覆われ、これにより金属配線部
１２が形成されている。この金属配線部１２に沿って並
設された透明な画素電極１３・・・と上記金属配線部１
２とが、金属部１４ａ・１４ｂにて接続されている。即
ち、金属配線部１２と金属部１４ｂとの接続部１４にお
いて、金属ライン１２ｂ−絶縁膜１２Ｃ−金属部１４ｂ
の結合によって、Ｍ　Ｉ　Ｍ　（ｍｅｔａｌ　−１ｎｓ
ｕｌａｔｏ　ｒ　−ｍｅｔａｌ　）素子が形成されてい
る。

このＭＩＭ素子を有する液晶表示素子の等価回路は、第
８図に示すように、ＭＩＭ素子の抵抗Ｒ、Ｉ、４及び静
電容量ＣＭ□、から成る並列回路１５を、液晶部の抵抗
ＲＬＣ及び静電容量ＣＬＣから成る並列回路１６に直列
に接続したものとなる。上記の液晶表示素子では、第６
図の各画素電極１３・・・の印加電圧をＯＮ・ＯＦＦす
るとき、その画素電極１３・・・に第９図（ａ）に示し
た波形の電圧が印加され、この電圧により上記画素電極
１３・・・に対応するＭＩＭ素子が駆動される。上記Ｍ
ＩＭ素子は、第７図に示すように非線形な電流■−電電
圧時特性有しており、このため、画素電極のＯＮ時には
Ｒ，、、は小さい値となり、選択期間１．中、静電容量
ＣＬＣを有する液晶部には多くの電荷が充電される。一
方、ＯＦＦ時には、ＲＭＩＭは大きな値となるので、上
記液晶部に充電された電荷は非選択期間ｔ２中保持され
る。これによって、ＯＮ・ＯＦＦ時の液晶部に印加され
る電圧の実効値の比Ｖ　、、４．ｒｍｓ　／　Ｖ　ＯＦ
Ｆ、　ｒｍｓは、第９図（ｂ）に示すように、非線形素
子を用いない場合と比較して著しく大きくなり、高密度
のマルチフレックス駆動が可能であった。

ところが、実使用に耐え得るマルチフレックス駆動方式
の液晶表示素子を得るのに必要な電圧の実効値の比■。

、、、ｒｍｓ／Ｖ。ＦＦ、ｒｍＳを実現するためには、
ＣＭＩＭ　〈＜ＣＬＣであることが必要である。このた
めには、ＭＩＭ素子におけるＭＩＭ結合端面の面積に対
する液晶部の画素面積の比Ｓ　Ｌｃ／　Ｓ　ＭＩＭが１
００００／　１以上でなければならないことが知られて
いる。例えば、画素サイズが３ＱＱｇ＋＋’の場合には
、ＭＩＭ素子を有する接続部１４のパターン幅を少なく
とも１８−以下にする必要がある。

そのため、前記金属部１４ａ・１４ｂの形成には、ＬＳ
Ｉ製造プロセスに近いクリーン度とフォトリソグラフィ
ー技術を用いなければならず、さらに、大面積を有する
液晶表示素子にあっては、上記の条件下では、均一かつ
歩留り良く作成することが困難であるといった問題を有
するものであった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来の問題点を考慮してなされたもので
あって、金属配線部と画素電極とを接続する金属部のパ
ターン幅を従来より大きく設定できるように構成し、通
常の液晶表示素子の製造プロセスによって、均一かつ歩
留まりの良い製造が可能なマルチフレックス駆動方式の
液晶表示素子の提供を目的とするものである。

〔発明の構成〕

本発明に係るマルチフレックス駆動方式の液晶表示素子
は、基板上に形成した接続端子と導通ずる金属配線部と
、画素電極とを第１金属部により接続し、上記金属配線
部と第１金属部との接続部に非線形な電流−電圧特性を
有するＭＩＭ素子を形成したマルチフレックス駆動方式
の液晶表示素子において、上記接続端子と金属配線部と
を第２金属部により接続し、金属配線部と第２金属部と
の接続部に非線形な電流−電圧特性を有するＭＩＭ素子
を形成して、上記第１金属部のパターン幅を従来より大
きく設定できるように構成したことを特徴とするもので
ある。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図乃至第５図に基づいて説明す
れば、以下の通りである。

本実施例に係る液晶表示素子には、第１図に示すように
、相対向して配置される一方の硝子基板１上に、金属配
線部２・・・と、この各金属配線部２に対応し、金属配
線部２と分離した接続端子３・・・とが縦縞状に形成さ
れている。接続端子３はＴａ・Ｃｒ−Ｃｒ−Ｎｉ或いは
ＩＴＯ等から成っている。金属配線部２は第２図に示す
ように、Ｔａ・Ｃｒ−Ｃｒ−Ｎｉ等の金属ライン２ａの
表面を、Ｔａｚ　ｏｓ−３ｉｎ、−３ｉＮａ等の絶縁膜
２ｂで覆って成り、この金属配線部２と接続端子３とは
、Ｔａ−Ｃｒ−Ｃｒ−Ｎｉ等から成る第２金属部６にて
接続されている。従って、金属ライン２ａと第２金属部
６との間には、絶縁膜２ｂが介装されていることになる
。この構造により、金属配線部２と第２金属部６との接
続部である端子接続部５にはＭＩＭ素子が構成される。

また、金属配線部２０両側には、第３図に示すように、
Ｔａ・Ｃｒ−Ｃｒ−Ｎｉ等から成る第１金属部８ａ−８
ｂが形成されており、長い寸法を育する第１金属部８ｂ
の端部上には透明な画素電極４が形成されている。この
構造により、金属配線部２と第１金属部８ｂとの接続部
である画素接続部７においても、前記接続部５と同様の
ＭＩＭ素子が構成される。ここで、上記の第１金属部８
ａ・８ｂ及び第２金属部６は同一厚さで、かつ同一幅で
形成されている。

上記構成を有するマルチフレックス駆動方式の液晶表示
素子は、以下の工程にて製造される。

（１）　先ず、第４図及び第５図（ａ）に示すように、
スパッタリング法により、硝子基板１（コーニング＃７
０５９等）上の全面にＴａ薄膜を形成し、フォトプロセ
ス終了後ドライエッチ（Ｄｒｙ　　Ｅｔｃｈ　）を行う
。これにより、縦縞状に配設される金属ライン２ａ・・
・と、この金属ライン２ａと対応しかつ金属ライン２ａ
と分離する接続端子３・・・とから成る一単位の配線パ
ターン２０ａを複数組バターニングして、陽極酸化処理
用の大型基板２０を得る。尚、硝子基板１上の一端部に
は、陽極酸化時に電源と接続するための共通取出ライン
２１が形成され、この共通取出ライン２１の分岐ライン
２１ａ・・・と各配線パターン２０ａの金属ライン２ａ
・・・の一端とが接続されている。

（２）　次に、上記大型基板２０を０．０１ｗｔ％クエ
ン酸水溶液中に浸漬し、共通取出ライン２１に外部電源
を接続して陽極酸化を行う。これにより、第５図（ｂ）
に示すように、金属ライン２ａの表面をＴａｚＯｓの絶
縁膜２ｂで覆った金属配線部２・・・を形成する。この
とき、接続端子３は、共通取出ライン２１とは分離され
ており、通電されないため陽極酸化は行われない。

（３）　次に、硝子基板１上に、所定の間隔をおいて、
第１図に示す第１金属部８ａ・８ｂを形成する共に、こ
れと同時に、かつ同一幅で、第２金属部６を形成する。

上記の工程を、第５図（ｃｆ）に示す第１金属部８ａ・
８ｂの製造工程で代表して説明する。先ず同図（ｃ）に
示すように、前記（２）の工程を経た硝子基板１上にフ
ォトレジストを塗布し、プリベイク（Ｐｒｅ−Ｂａｋｅ
　）する。

次に、金属配線部２及び第１金属部８ａ・８ｂの形成部
位を残して、フォトマスク３１で硝子基板１の裏面を覆
い、その裏側よりＵＶ光を照射した後、現像処理によっ
て、第１金属部８ａ・８ｂ上のフォトレジスト３２ａ・
３２ｂを硝子基板１上より剥離する。次に、スパッタリ
ング法によってＴａ薄膜を形成し、リフトオフ法により
上記金属部８ａ・８ｂ以外の部位上のフォトレジストを
除去することにより、第５図（ｄ）に示す第１金属部８
ａ・８ｂが形成される。

（４）　最後に、スパッタリング法により、第１金属部
８ｂの端部を画素電極４の端部で覆うようにして、画素
電極４・・・を形成した後、大型基板２０を分断線２２
・・・で分割し、第１図で示した一単位の配線パターン
２０ａを形成した硝子基板１を得る。

（５）　以後、上記工程により形成された硝子基板Ｉを
用いて、通常の液晶表示素子の製造プロセスによって、
マルチフレックス駆動方式の液晶表示素子が製造される
。

上記の構成において、本実施例に係る液晶表示素子は、
第１図に示したように、接続端子３と各画素電極４との
間の端子接続部５及び画素接続部７において、２つのＭ
ＩＭ素子が直列に設けられることになる。しかも、第１
金属部８ａ・８ｂ及び第２金属部６は、同一材料、同一
幅かつ同一厚にて形成されているため、上記の各ＭＩＭ
素子はほぼ同一の静電容量を有することになる。これに
より、接続端子３と各画素電極４との間の静電容量は、
上記ＭＩＭ素子が１つしか形成されていない従来例の場
合に比べ、２となる。即ち、静電容量Ｃは、Ｃ−ε□　　で表され、面積Ｓに比例するので、従来例と同一の静電容量にする
場合には、第１金属部８ａ・８ｂ及び第２金属部６は、
従来と同一厚さで、その幅を従来の２倍とすることがで
きることになる。例えば、従来、画素サイズが３００ｔ
ｍ６に対して１日−以下にする必要があった第１金属部
１８ａ・１８ｂのパターン幅を、３６−以下に形成すれ
ばよいことになる。

〔発明の効果〕

本発明に係るマルチフレックス駆動方式の液晶表示素子
は、以上のように、接続端子と各画素電極との間に、２
つのＭＩＭ素子が直列に設けられた構成であるから、下
記の効果を奏する。

１）　　ＭＩＭ素子におけるＦｖｌＴＭ結合端面の面積
に対する液晶部の画素面積の比ＳＬＣ／ＳＷＩＭを、従
来必要とされた１００００／　１から大幅に小さくする
ことができる。これによって、金属配線部と画素電極を
接続する金属部の幅を従来より大幅に大きく設定するこ
とが可能となり、その結果、上記金属部の形成に従来用
いられていたＬＳＩ並みのプロセスは必要がなくなる。

従って、液晶表示素子製造用の通常のプロセスにより、
均一かっ歩溜まり良く製造することができ、生産性が著
しく向上する。

２）　画素電極接続部のＭＩＭ素子の機能障害を端子接
続部のＭｒＭ素子により軽減することができる。即ち、
従来、画素電極接続部のＭＩＭ素子が機能障害を生じた
場合、その画素が表示欠陥となり、表示品位の低下を招
来するものであったが、端子接続部のＭＩＭ素子の機能
により実使用上問題のないレベルの表示品位を維持する
ことができる。

３）　従来例に比較してＭＩＭ素子のＯＦＦＦＦ抗抵抗
きくなるため、時定数を−（ＲＬ　ＣＲＭ　Ｉ　Ｈ／Ｒ
ＬＣ＋ＲＭＩＭ　）　　（ＣＬＣ＋ＣＭＩＭ　）　　も
大きくなり、液晶部からの放電速度が著しく遅くなる。

その結果、第９図（Ｃ）に示したように、０Ｎ−ＯＦＦ
時の印加電圧の実効値の比Ｖ　ＯＮ、　ｒｍｓ／　Ｖ　
ＯＦＦ、　ｒｍｓが大きくなり、従来に比べ高コントラ
ストを実現し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す平面図、第２図は第１
図のＢ−Ｂ矢視拡大断面図、第３図は第１図のＡ−Ａ矢
視拡大断面図、第４図並びに第５図（ａ）乃至（ｄ）は
第１図の製造工程を示す説明図、第６図は従来例を示す
平面図、第７図はＭＩＭ素子の電流■−電電圧時特性示
すグラフ、第８図はＭＩＭ素子を有する液晶表示素子の
等価回路図、第９図（ａ）はＭＩＭ素子を有する液晶表
示素子の駆動波形図、同図（ｂ）は従来のＭＩＭ素子を
有する液晶表示素子の液晶部に印加される電圧波形図、
同図（Ｃ）は本発明の一実施例に係るＭＩＭ素子を有す
る液晶表示素子の液晶部に印加される電圧波形図である
。１は硝子基板、２は金属配線部、２ａは金属ライン、２
ｂは絶縁膜、３は接続端子、４は画素電極、５は端子接
続部、６は第２金属部、７は画素接続部、８ａ・８ｂは
第１金属部である。特許出願人　　　　　シャープ株式会社第１図・月２図第３図第４図第５図（ａ）第６図第７図第８図］５１◇ 第９図（ａ）１訴期間　　ｉｉ′Ｍ蓼期間第９図（ｂ）゛Ｂ翻賓　　井選ぶ期閣

Claims

【特許請求の範囲】１、基板上に形成した接続端子と導通する金属配線部と
、画素電極とを第１金属部により接続し、上記金属配線
部と第１金属部との接続部に非線形な電流−電圧特性を
有するＭＩＭ素子を形成したマルチフレックス駆動方式
の液晶表示素子において、上記接続端子と金属配線部と
を第２金属部により接続し、金属配線部と第２金属部と
の接続部に非線形な電流−電圧特性を有するＭＩＭ素子
を形成したことを特徴とするマルチフレックス駆動方式
の液晶表示素子。２、上記第１金属部と第２金属部は同一幅で形成されて
いる特許請求の範囲第１項記載のマルチフレックス駆動
方式の液晶表示素子。