JP2926340B2 - 電気光学装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、パーソナルコンピュータ用ディスプレイ、
ハンドヘルドコンピュータ用ディスプレイ各種計測機の
ディスプレイ、テレビ、プリンタ用シャッタなどに使用
される多数の画素を有する電位光学装置に関する。
ハンドヘルドコンピュータ用ディスプレイ各種計測機の
ディスプレイ、テレビ、プリンタ用シャッタなどに使用
される多数の画素を有する電位光学装置に関する。
本発明は非線形抵抗薄膜としてａ−SiNxを有する電気
光学装置において、そのａ−SiNx膜中に実質的に水素を
含ませないとともに、N/Si＝0.6〜0.8とすることによ
り、光電効果がなく駆動マージンが充分に大きくかつ、
極めて安定な信頼性の高い電気光学装置に提供しようと
いうものである。
光学装置において、そのａ−SiNx膜中に実質的に水素を
含ませないとともに、N/Si＝0.6〜0.8とすることによ
り、光電効果がなく駆動マージンが充分に大きくかつ、
極めて安定な信頼性の高い電気光学装置に提供しようと
いうものである。
我々は、非線形抵抗薄膜としてａ−SiNxを用いた電気
光学装置用非線形抵抗素子を開発してきた。これは例え
ば、特開昭61−90192号公報、特開昭61−94086号公報に
開示されている。
光学装置用非線形抵抗素子を開発してきた。これは例え
ば、特開昭61−90192号公報、特開昭61−94086号公報に
開示されている。
それらのａ−SiNxを用いて電気光学装置用非線形素子
では、プラズマCVD装置を用いてガスとガスとを化学反
応させて膜を堆積させて作製していたために、どうして
もａ−SiNx膜中にＨが混入してしまうことになる。例え
ばSiNx（N/Si＝0.4〜0.8）の非線形抵抗素子を作製する
ものでは、SiH4ガスとN2ガスもしくはNH3ガスとを化学
反応させて成膜させるために、SiH4ガスの分解したＨ成
分もしくはNH3のＨ成分がSiNx膜中に10〜20％混入して
しまうことになる。
では、プラズマCVD装置を用いてガスとガスとを化学反
応させて膜を堆積させて作製していたために、どうして
もａ−SiNx膜中にＨが混入してしまうことになる。例え
ばSiNx（N/Si＝0.4〜0.8）の非線形抵抗素子を作製する
ものでは、SiH4ガスとN2ガスもしくはNH3ガスとを化学
反応させて成膜させるために、SiH4ガスの分解したＨ成
分もしくはNH3のＨ成分がSiNx膜中に10〜20％混入して
しまうことになる。
Ｈを含んだａ−SiNx（以下ａ−SiNx:H）を非線形抵抗
薄膜とする非線形抵抗素子では、ａ−SiNx:H特有の光電
光効果を示すために、素子回りの雰囲気（明暗）で素子
の電気特性が変化することになる。例えば、透明画素電
極と配線電極およびそれらの間にａ−SiNx:H非線形抵抗
薄膜からなる構造をもつ非線形抵抗素子（第１図、第２
図参照）において、配線電極と透明画素電極間の電圧−
電流特性が第３図に示すように、素子周りの明暗で違い
が生じてくる。このような非線形抵抗素子を第６図のよ
うな液晶表示装置を用いると、明るい雰囲気と暗い雰囲
気でのコントラストに差が生じてくることになる。最悪
の場合では、暗い雰囲気下で表示していた文字が急に明
るい雰囲気下に変わった時に文字が消えて見えなくなる
ことになる。
薄膜とする非線形抵抗素子では、ａ−SiNx:H特有の光電
光効果を示すために、素子回りの雰囲気（明暗）で素子
の電気特性が変化することになる。例えば、透明画素電
極と配線電極およびそれらの間にａ−SiNx:H非線形抵抗
薄膜からなる構造をもつ非線形抵抗素子（第１図、第２
図参照）において、配線電極と透明画素電極間の電圧−
電流特性が第３図に示すように、素子周りの明暗で違い
が生じてくる。このような非線形抵抗素子を第６図のよ
うな液晶表示装置を用いると、明るい雰囲気と暗い雰囲
気でのコントラストに差が生じてくることになる。最悪
の場合では、暗い雰囲気下で表示していた文字が急に明
るい雰囲気下に変わった時に文字が消えて見えなくなる
ことになる。
本発明は、非線形抵抗薄膜としてａ−SiNxを用いた電
気光学装置用非線形抵抗素子において、ａ−SiNx膜中に
実質的にＨを含まないようにすることにより、光電効果
をなくし、明るい所での電気光学装置のコントラスト低
下を防止するとともに、N/Si＝0.6〜0.8とすることによ
り、駆動マージンが充分に大きい電気光学装置を提供す
ることを目的とするものである。
気光学装置用非線形抵抗素子において、ａ−SiNx膜中に
実質的にＨを含まないようにすることにより、光電効果
をなくし、明るい所での電気光学装置のコントラスト低
下を防止するとともに、N/Si＝0.6〜0.8とすることによ
り、駆動マージンが充分に大きい電気光学装置を提供す
ることを目的とするものである。
本発明の電気光学装置は上記問題点を解決するもので
あり、非線形抵抗薄膜としてaa−SiNxを用いて電気光学
装置用非線形抵抗素子において、ａ−SiNx膜中に実質的
にＨを含ませないとともにN/Si＝0.6〜0.8とすることに
より、光電効果をなくし、駆動マージンを充分に大きく
とれるようにしたものである。
あり、非線形抵抗薄膜としてaa−SiNxを用いて電気光学
装置用非線形抵抗素子において、ａ−SiNx膜中に実質的
にＨを含ませないとともにN/Si＝0.6〜0.8とすることに
より、光電効果をなくし、駆動マージンを充分に大きく
とれるようにしたものである。
上記のように、非線形抵抗薄膜としてａ−SiNxを用い
た電気光学装置用非線形抵抗素子において、ａ−SiNx膜
中に実質的にＨを含まないようにすることにより、光電
効果をなくし、明るい所で電気光学装置のコントラスト
低下を防止するとともに、N/Si＝0.6〜0.8とすることに
より、駆動マージンが充分に大きい電気光学装置とな
り、また長時間駆動させた場合にＨが原因と考えられる
電気特性の変化が防止できる、極めて安定な高信頼性の
電気光学装置となる。
た電気光学装置用非線形抵抗素子において、ａ−SiNx膜
中に実質的にＨを含まないようにすることにより、光電
効果をなくし、明るい所で電気光学装置のコントラスト
低下を防止するとともに、N/Si＝0.6〜0.8とすることに
より、駆動マージンが充分に大きい電気光学装置とな
り、また長時間駆動させた場合にＨが原因と考えられる
電気特性の変化が防止できる、極めて安定な高信頼性の
電気光学装置となる。
以下に、この発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図は、この発明を適用した実施例の画素電極構
造の平面図であり、第２図は、第１図における非常線形
抵抗素子の断面図である。
る。第１図は、この発明を適用した実施例の画素電極構
造の平面図であり、第２図は、第１図における非常線形
抵抗素子の断面図である。
第５図は、本発明による液晶表示装置の非線形抵抗素
子を形成した基板の一実施例を示す斜視図であり、一画
素のみを拡大して示すもので、液晶層、液晶を封入する
ための対向側基板、偏光板等は説明を簡単にするために
省略した。第６図は、本発明による液晶表示装置の縦断
面構造の一画素について明示した図である。第５図にお
いて、11は透明基板であり、ソーダガラス、パイレック
スガラスなど通常のガラスで作られている。12は透明画
素電極であり、インジウムスズ酸化膜（ITO）をマグネ
トロンスパッタリング、蒸着等の手段によって透明基板
61の全面に約100Åから500Åデポジションし、次にフォ
トエッチングによって所定形状にターニングしたもので
ある。14はａ−SiNxの非線形抵抗薄膜であり、シリコン
単結晶もしくはシリコン多結晶のターゲットを用いて、
チッソガス約１〜15％含んだアルゴンガスを使用し、マ
グネトロンスパッタリング装置等によって反応性スパッ
タリング法で約750Å〜1500Åの水素をほとんど含まな
いシリコン窒化膜をデポジションした。
子を形成した基板の一実施例を示す斜視図であり、一画
素のみを拡大して示すもので、液晶層、液晶を封入する
ための対向側基板、偏光板等は説明を簡単にするために
省略した。第６図は、本発明による液晶表示装置の縦断
面構造の一画素について明示した図である。第５図にお
いて、11は透明基板であり、ソーダガラス、パイレック
スガラスなど通常のガラスで作られている。12は透明画
素電極であり、インジウムスズ酸化膜（ITO）をマグネ
トロンスパッタリング、蒸着等の手段によって透明基板
61の全面に約100Åから500Åデポジションし、次にフォ
トエッチングによって所定形状にターニングしたもので
ある。14はａ−SiNxの非線形抵抗薄膜であり、シリコン
単結晶もしくはシリコン多結晶のターゲットを用いて、
チッソガス約１〜15％含んだアルゴンガスを使用し、マ
グネトロンスパッタリング装置等によって反応性スパッ
タリング法で約750Å〜1500Åの水素をほとんど含まな
いシリコン窒化膜をデポジションした。
13は配線電極で行列電極の一方を構成する。本実施例
においてはアルミニウムシリコンもしくはクロム金属を
非線形異抵抗薄膜14上に同一チャンバー内もしくは別の
チャンバー内で、連続してマグネトロンスパッタリング
法によって約1000から8000Åデポジションした。次にフ
ォトエッチングによって金属配線電極13が所定形状にパ
ターニングされる。その後、非線形抵抗薄膜14がフォト
エッチングによって所定形状にパターニングされた。
又、本実施例ではフォトエッチングによって金属配線電
極13を選択的に除去し、次に感光性樹脂（フォトレジス
ト）を除去せずに、非線形抵抗薄膜63を選択的にエッチ
ング除去した。つまり２枚のフォトマスクを使用し、３
回のエッチング工程によって作成した。
においてはアルミニウムシリコンもしくはクロム金属を
非線形異抵抗薄膜14上に同一チャンバー内もしくは別の
チャンバー内で、連続してマグネトロンスパッタリング
法によって約1000から8000Åデポジションした。次にフ
ォトエッチングによって金属配線電極13が所定形状にパ
ターニングされる。その後、非線形抵抗薄膜14がフォト
エッチングによって所定形状にパターニングされた。
又、本実施例ではフォトエッチングによって金属配線電
極13を選択的に除去し、次に感光性樹脂（フォトレジス
ト）を除去せずに、非線形抵抗薄膜63を選択的にエッチ
ング除去した。つまり２枚のフォトマスクを使用し、３
回のエッチング工程によって作成した。
第６図は本発明による液晶表示装置の縦断面図であ
る。16は液晶層であり、厚さは５〜７μｍでありツイス
トネマテック材料を使用した。18は配向膜であり誘電
率、抵抗を考慮したポリイミド材料を使用し、12は透明
導電膜（ITO）であり行列電極の一方の電極群を構成し
ている。また、19は上側透明基板であり、下側透明基板
11と同一の種類のガラスを使用している。また20、21は
偏光板であり、上側偏光板20と下側偏光板21の偏光軸は
約90゜ずれるように設定してある。
る。16は液晶層であり、厚さは５〜７μｍでありツイス
トネマテック材料を使用した。18は配向膜であり誘電
率、抵抗を考慮したポリイミド材料を使用し、12は透明
導電膜（ITO）であり行列電極の一方の電極群を構成し
ている。また、19は上側透明基板であり、下側透明基板
11と同一の種類のガラスを使用している。また20、21は
偏光板であり、上側偏光板20と下側偏光板21の偏光軸は
約90゜ずれるように設定してある。
第４図は、透明画素電極としてITO、非線形抵抗薄膜
として水素を実質的に含まないシリコン窒化膜または配
線電極としてアルミニウムシリコンまたはクロムを積層
させた本発明の方法により形成させた非線形抵抗素子に
おいて、ITOをアースにし、金属配線電極に電圧を印加
していった時の電圧−電流特性を示す図であり、また第
３図は同様な構造をシランガスとチッソガスまたはアン
モニアガスを用いてプラズマCVDでシリコン窒化膜を作
成した非線形抵抗素子の電圧−電流特性を示すグラフで
ある。両グラフでは、縦軸は電流を対数目盛で示してい
る。両グラフから明らかなようにプラズマCVDで作製し
たａ−SiNx:H非線形抵抗薄膜の場合、低電圧領域では光
電効果により、明るい雰囲気で抵抗が下がる現象が生じ
てくるが、スパッタリングで作製したほぼ水素を含有し
ない非線形抵抗素子の場合には、そのような現象が生じ
ない。水素含有量が１重量％以下であれば、上記の光電
効果ほとんどあらわれない。
として水素を実質的に含まないシリコン窒化膜または配
線電極としてアルミニウムシリコンまたはクロムを積層
させた本発明の方法により形成させた非線形抵抗素子に
おいて、ITOをアースにし、金属配線電極に電圧を印加
していった時の電圧−電流特性を示す図であり、また第
３図は同様な構造をシランガスとチッソガスまたはアン
モニアガスを用いてプラズマCVDでシリコン窒化膜を作
成した非線形抵抗素子の電圧−電流特性を示すグラフで
ある。両グラフでは、縦軸は電流を対数目盛で示してい
る。両グラフから明らかなようにプラズマCVDで作製し
たａ−SiNx:H非線形抵抗薄膜の場合、低電圧領域では光
電効果により、明るい雰囲気で抵抗が下がる現象が生じ
てくるが、スパッタリングで作製したほぼ水素を含有し
ない非線形抵抗素子の場合には、そのような現象が生じ
ない。水素含有量が１重量％以下であれば、上記の光電
効果ほとんどあらわれない。
従って、第６図のような液晶表示装置に第３図のよう
な特性の非線形抵抗素子を用いると、明るい雰囲気と暗
い雰囲気でのコントラストに差が生じてきたが、第４図
のような特性の非線形抵抗素子を用いた場合、そのよう
なコントラスト差が生じ少し安定した表示状態を保っ
た。
な特性の非線形抵抗素子を用いると、明るい雰囲気と暗
い雰囲気でのコントラストに差が生じてきたが、第４図
のような特性の非線形抵抗素子を用いた場合、そのよう
なコントラスト差が生じ少し安定した表示状態を保っ
た。
第７図には、シリコンをターゲットとし１〜15％のN2
ガスを含んだアルゴンガスを用いた反応性スパッタリン
グを行いN/Si＝0.6〜0.8のａ−SiNx非線形抵抗薄膜をデ
ポジションし、透明画素電極としてITOまたは金属配線
電極としてアルミニウムもしくはクロムからなる非線形
抵抗素子を用いた液晶表示装置の電圧−透過率特性を示
した。Von（50％）とVoff（10％）の差（駆動マージ
ン）は1/6バイアスで７〜10V、1/10バイアスで２〜4Vと
なった。N/Si＞0.8のａ−SiNx非線形抵抗薄膜では、駆
動マージンは大きくなるが、駆動電圧が30V以上になる
ため好ましくない。またN/Si＜0.6のａ−SiNx非線形抵
抗薄膜では、駆動マージンが小さくなるとともにコント
ラスト比も小さくなるので好ましくない。従って、ａ−
SiNx非線形抵抗薄膜からなる液晶表示装置用非線形抵抗
素子においては、実質的に水素成分を含まず、かつN/Si
＝0.6〜0.8であるものが、最も問題なく安定した表示状
態を示した。
ガスを含んだアルゴンガスを用いた反応性スパッタリン
グを行いN/Si＝0.6〜0.8のａ−SiNx非線形抵抗薄膜をデ
ポジションし、透明画素電極としてITOまたは金属配線
電極としてアルミニウムもしくはクロムからなる非線形
抵抗素子を用いた液晶表示装置の電圧−透過率特性を示
した。Von（50％）とVoff（10％）の差（駆動マージ
ン）は1/6バイアスで７〜10V、1/10バイアスで２〜4Vと
なった。N/Si＞0.8のａ−SiNx非線形抵抗薄膜では、駆
動マージンは大きくなるが、駆動電圧が30V以上になる
ため好ましくない。またN/Si＜0.6のａ−SiNx非線形抵
抗薄膜では、駆動マージンが小さくなるとともにコント
ラスト比も小さくなるので好ましくない。従って、ａ−
SiNx非線形抵抗薄膜からなる液晶表示装置用非線形抵抗
素子においては、実質的に水素成分を含まず、かつN/Si
＝0.6〜0.8であるものが、最も問題なく安定した表示状
態を示した。
以上説明したように、本発明による電気光学装置で
は、ａ−SiNx非線形抵抗薄膜中で実質的にＨ成分を含ま
ないことにより、光電効果がなく、明るい所での電気光
学装置のコントラスト低下を防止できるとともに、N/Si
＝0.6〜0.8とすることにより、駆動マージンが充分に大
きい電気光学装置となり、また長時間駆動させた場合に
Ｈ成分が原因と考えられる電気特性の変化が防止でき
る、極めて安定な高信頼性の電気光学装置となる。
は、ａ−SiNx非線形抵抗薄膜中で実質的にＨ成分を含ま
ないことにより、光電効果がなく、明るい所での電気光
学装置のコントラスト低下を防止できるとともに、N/Si
＝0.6〜0.8とすることにより、駆動マージンが充分に大
きい電気光学装置となり、また長時間駆動させた場合に
Ｈ成分が原因と考えられる電気特性の変化が防止でき
る、極めて安定な高信頼性の電気光学装置となる。
第１図は本発明を適用した画素電極の平面図、第２図は
第１図における非線形抵抗素子の断面図、第３図は従来
のａ−SiNx:H非線形抵抗膜のＩ−Ｖ特性図、第４図はＨ
フリーａ−SiNx非線形抵抗膜のＩ−Ｖ特性図、第５図、
第６図はそれぞれ本発明を適用した基板の電極構成斜視
図と液晶表示装置の縦断面図、第７図は本実施例におい
て作製した液晶表示装置の電圧−透過率特性図である。 11、19……透明基板 12……透明画素電極 13……配線電極 14……非線形抵抗膜 15……非線形抵抗素子 16……液晶 17……透明電極 18……配向膜
第１図における非線形抵抗素子の断面図、第３図は従来
のａ−SiNx:H非線形抵抗膜のＩ−Ｖ特性図、第４図はＨ
フリーａ−SiNx非線形抵抗膜のＩ−Ｖ特性図、第５図、
第６図はそれぞれ本発明を適用した基板の電極構成斜視
図と液晶表示装置の縦断面図、第７図は本実施例におい
て作製した液晶表示装置の電圧−透過率特性図である。 11、19……透明基板 12……透明画素電極 13……配線電極 14……非線形抵抗膜 15……非線形抵抗素子 16……液晶 17……透明電極 18……配向膜
Claims (2)
- 【請求項１】配線電極と、画素電極と、前記配線電極か
らなる第１の導体と前記画素電極からなる第２の導体と
該導体間に形成されたａ−SiNx薄膜からなる非線形抵抗
素子と、を少なくとも一方の基板に内面に備える電気光
学装置において、 前記ａ−SiNx薄膜が水素を含まない原料から形成される
とともに、前記ａ−SiNx薄膜の水素含有量が１重量％以
下であることを特徴とする電気光学装置。 - 【請求項２】前記ａ−SiNx薄膜のN/Siが0.6〜0.8である
ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24101189A JP2926340B2 (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | 電気光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24101189A JP2926340B2 (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | 電気光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03102329A JPH03102329A (ja) | 1991-04-26 |
| JP2926340B2 true JP2926340B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=17068004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24101189A Expired - Fee Related JP2926340B2 (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | 電気光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2926340B2 (ja) |
-
1989
- 1989-09-18 JP JP24101189A patent/JP2926340B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03102329A (ja) | 1991-04-26 |
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Legal Events
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