JPH0519299A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、配線電極の分割部分の表示素子を
静電破壊から保護することが出来る液晶表示装置を提供
することを目的とする。 【構成】この発明の液晶表示装置は、相対向する一対の
基板の少なくとも一方が、金属層１３−絶縁体層１５−
金属層１７の３層構造をなす複数の非線形抵抗素子をア
レイ状に配置し、各非線形抵抗素子にそれぞれ画素電極
１８を直列に配置し、更に配線電極１４により各行又は
各列方向を接続したマトリクスアレイ基板よりなり、且
つ上記配線電極が中央で分割され、その分割間隙長Ａが
上記画素電極間の最短距離Ｂよりも短かく設定され、上
記の目的を達成することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は液晶表示装置に係り、
特に金属層−絶縁体層−金属層の３層構造をなす非線形
抵抗素子からなるスイッチング素子を各画素に組み込ん
だ液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示装置は、時計，電卓等の
比較的簡単なものから、パ−ソナル・コンピュ−タ，ワ
−ド・プロセッサ，更にＯＡ用の端末機器，ＴＶ画像表
示等の大容量表示用途に使用されてきている。

【０００３】この種の液晶表示装置においては、従来、
マトリクス表示のマルチプレックス駆動方式、いわゆる
単純マトリクス方式を用いるのが一般的であった。しか
しながら、この方式は走査線等の増加に伴なって表示部
分と非表示部分のコントラスト比が劣化するため、大規
模なマトリクス表示には不適であるという欠点がある。

【０００４】そこで、この欠点を解決する１つの手段と
して、個々の画素をスイッチング素子により駆動する方
法、いわゆるアクティブマトリクス方式が開発されてい
る。この場合、スイッチング素子としては薄膜トランジ
スタや非線形抵抗素子を用いるが、基本的に２端子で構
造が簡単な非線形抵抗素子は、製造コストの面で有利で
ある。

【０００５】非線形抵抗素子としては種々の方式が開発
されているが、その中で金属層−絶縁体層−金属層（Ｍ
ＩＭ）の３層構造を持つ素子が、現在唯一実用化がなさ
れている。このＭＩＭの非線形抵抗素子をスイッチング
素子として用いた場合、表示容量の増加に伴なうコント
ラスト比の劣化は、単純マトリクス方式と比較すると明
らかに小さい。しかし、走査線数が５００本を超えるよ
うな大規模なマトリクス表示を行なう場合には、やはり
同様な問題が発生する。そこで、配線電極を中央で分割
し、独立に駆動することにより、見掛けの走査線の数を
半分にする手法が取られることがある。以下に、一例を
示す。

【０００６】図４および図５は、従来の液晶表示装置に
おけるマトリクスアレイ基板の製造工程を示す断面図と
分割部分の隣接する２画素分の平面図である。先ず、図
４（ａ）に示すようにガラス基板１上にＴａ膜２をスパ
ッタリング法により形成した後、１回目のフォトリソグ
ラフィ工程を用いてパタ−ニングを行ない、図４（ｂ）
および図５（ａ）に示すように非線形抵抗素子の第１の
金属層（下部電極）３およびこれと一体の配線電極４を
形成する。

【０００７】次に、図４（ｃ）に示すように、陽極酸化
法等を用いて第１の金属層３および配線電極４の表面に
酸化膜を形成し、非線形抵抗素子の絶縁体層５を得る。
更に、全面に例えばＴｉ膜６をスパッタリング法により
形成した後、図４（ｄ）および図５（ｂ）に示すよう
に、２回目のフォトリソグラフィ工程を用いてパタ−ニ
ングを行ない、非線形抵抗素子の第２の金属層（上部電
極）７を形成する。

【０００８】最後に、図４（ｅ）および図５（ｃ）に示
すように、ＩＴＯ（インジウム・チン・オキサイド）を
全面に薄膜形成した後、３回目のフォトリソグラフィ工
程を用いて画素電極８のパタ−ニングを行なうことによ
り、全工程が終了する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のように非線形抵
抗素子をスイッチング素子として用いる場合、素子の特
性不良は画素単位の表示欠陥、いわゆる点欠陥となる。
素子の特性不良には、様々な要因が考えられるが、ＭＩ
Ｍ素子に関してはその絶縁体層が５００〜８００オング
ストロ−ムと薄いため、耐圧が低く工程中に発生する静
電気による超高電圧放電によって絶縁破壊を起こし易
い。

【００１０】液晶表示装置の製造においては、液晶層の
配向制御のために、基板上にポリミイド膜などの配向膜
を形成後、布で擦る工程などがあり、静電気が発生し易
く、これが配線電極分割部近くで静電気放電を起こすこ
とを完全に抑えることは困難であり、製造工程の収率を
下げることが多かった。

【００１１】一般に電荷は端部に集中するため、上記の
如く配線電極を中央で分割した場合、分割部分に集中す
る。このため、分割部を境として電位差が出来てしま
い、近接する表示画素電極間や、配線電極端とこれに近
接する表示画素電極の間で放電が発生し、素子が絶縁破
壊を起こすことがあり、その結果、分割部分に点欠陥が
集中するという不良が発生した。

【００１２】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたもので、静電気による分割部分における表示欠
陥の発生を抑制した液晶表示装置を提供することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、相対向する
一対の基板の少なくとも一方が金属層−絶縁体層−金属
層の３層構造をなす複数の非線形抵抗素子をアレイ状に
配置し、各非線形抵抗素子にそれぞれ画素電極を直列に
配置し、更に配線電極により各行又は各列方向を接続し
たマトリクスアレイ基板よりなる液晶表示装置におい
て、上記配線電極が中央で分割され、その分割間隙長が
上記画素電極間の最短距離よりも短い液晶表示装置であ
る。

【００１４】

【作用】この発明によれば、中央の分割部分の配線端部
を放電・破壊し易い構造，距離関係に配置してあるため
に、製造工程中で静電気が発生して分割部分で電位差が
生じても、この部分が先に破壊されて電位差を緩和する
ので、画素表示電極部分の素子を保護することが可能と
なる。中央の分割部分の分割間隙長が短かければ、ここ
で放電が発生し、配線電極端部が損なわれピンホ−ルが
開くだけで、表示画素の破壊を防止出来る。更に、配線
電極端部の少なくとも一方の絶縁体層を除去しておけ
ば、放電はより起こり易くなる。しかし、動作中の電圧
差は、放電を起こすほど大きくないので、表示性能や信
頼性に影響を与えることはない。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の一実施例
を詳細に説明する。この発明による液晶表示装置のマト
リクスアレイ基板は、図１および図２に示すように構成
され、製造方法的に述べることにする。

【００１６】先ず、図１（ａ）に示すように、ガラス基
板１１上にＴａ膜１２をスパッタリング法により形成し
た後、１回目のフォトリソグラフィ工程を用いてパタ−
ニングを行ない、図１（ｂ）および図２（ａ）に示すよ
うに非線形抵抗素子の第１の金属層（下部電極）１３お
よびこれと一体の配線電極１４を形成する。

【００１７】次に、図１（ｃ）および図２（ｂ）に示す
ように、陽極酸化法等を用いて第１の金属層１３および
配線電極１４の表面に酸化膜を形成し、非線形抵抗素子
の絶縁体層１５を得る。更に、全面に例えばＴｉ膜１６
をスパッタリング法により形成した後、図１（ｄ）およ
び図２（ｂ）に示すように、２回目のフォトリソグラフ
ィ工程を用いてパタ−ニングを行ない、非線形抵抗素子
の第２の金属層（上部電極）１７を形成する。

【００１８】最後に、図１（ｅ）および図２（ｃ）に示
すようにＩＴＯ（インジウム・チン・オキサイド）を全
面に薄膜形成した後、３回目のフォトリソグラフィ工程
を用いて画素電極１８のパタ−ニングを行なうことによ
り、全工程が終了する。

【００１９】ところで、この実施例においては、配線電
極１４の分割部分に対向する配線端同士の間隙長Ａを、
画素電極１８−画素電極１８間の最短距離Ｂよりも短く
設定している。このため、ランビングなどにより蓄積さ
れた電荷は、配線電極１４間で放電・破壊が起こり、表
示画素部分の非線形抵抗素子は保護される。

【００２０】又、上記実施例においては、配線電極１４
上の分割部分の間隙Ａの長さを規定しただけであるが、
より放電を起こし易くするために、図３（ａ）に示すよ
うに、一方の絶縁体層１５の端部を除去して配線電極１
４を露出状態にしたり、同図（ｂ）に示すように、双方
の絶縁体層１５の端部を除去して配線電極１４を露出状
態にすることによって、より一層の効果が得られる。

【００２１】これらの場合には、上記実施例における陽
極酸化法等を用いて第１の金属層１３および配線電極１
４の表面に非線形抵抗素子の絶縁体層１５となる酸化膜
を形成する際に、この部分をレジストなど一時的な被覆
材料で覆っておけば良い。上記のようなマトリックスア
レイ基板を用いて液晶表示装置を形成するには、例えば
次のように行なう。

【００２２】先ず、マトリックスアレイ基板の非線形抵
抗素子形成面にポリミイド樹脂からなる配向膜を塗布・
焼成し、ラビングすることにより液晶配向方向を規制す
る。対向用基板にも同様の処理を行ない、一方の液晶表
示用基板より約９０°捩じった方向にラビングを行な
う。上記２種類の基板を用意し、液晶の分子長軸方向が
両基板間で約９０°捩じれるように、５〜２０μｍの間
隔を保って保持させ、液晶を注入し液晶セルを構成す
る。そして、液晶セルの外側に偏光軸を約９０°捩じっ
た形で偏光板を配置すれば良い。

【００２３】

【発明の効果】この発明によれば、配線電極の分割部分
の表示素子を静電破壊から保護することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る液晶表示装置におけ
るマトリクスアレイ基板の製造工程を示す断面図。

【図２】同じく平面図。

【図３】この発明の他の実施例（２例）を示す平面図。

【図４】従来の液晶表示装置におけるマトリクスアレイ
基板の製造工程を示す断面図。

【図５】同じく平面図。

【符号の説明】

１１…ガラス基板、１２…Ｔａ膜、１３…第１の金属
層、１４…配線電極、１５…絶縁体層、１６…Ｔｉ膜、
１７…第２の金属層、１８…画素電極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯塚 哲也 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 東芝電 子エンジニアリング株式会社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 相対向する一対の基板の少なくとも一方
   が、金属層−絶縁体層−金属層の３層構造をなす複数の
   非線形抵抗素子をアレイ状に配置し、各非線形抵抗素子
   にそれぞれ画素電極を直列に配置し、更に配線電極によ
   り各行又は各列方向を接続したマトリクスアレイ基板よ
   りなる液晶表示装置において、 上記配線電極が中央で分割され、その分割間隙長が上記
   画素電極間の最短距離よりも短いことを特徴とする液晶
   表示装置