(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号電極と、表示電極と、その信号電極と表示電極の間に接続される非線形抵抗素子とを形成した、有機物を主成分とするプラスチック基板である第１の基板と、これに対向して設けた第２の基板と、前記第１と第２の基板の間に封入された液晶を有する液晶表示装置において、
前記信号電極と前記非線形抵抗素子と前記表示電極の形成領域を含む前記第１の基板の全面を覆う保護用絶縁膜を備え、該保護用絶縁膜には、前記信号電極と重なる領域に該信号電極の幅と同等以下の幅の開口部を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記開口部は、各表示電極に対応する前記信号電極上の単位領域毎に、１個以上設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記保護用絶縁膜は、前記信号電極上に設けられた開口部とともに、前記表示電極と重なる領域で前記表示電極が占める領域よりも小さい領域の開口部をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記保護用絶縁膜は、前記非線形抵抗素子上にさらに開口部を有することを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記表示電極に設ける開口部の少なくとも一辺と、前記スイッチング素子上に設けた開口部の一辺とを共有させて、前記各々の開口部が連接していることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
請求項２に記載の液晶表示装置において、
前記第１の基板上に前記表示電極をマトリックス状に配置し、前記信号電極上で前記保護絶縁膜に形成された開口部の、各表示電極に対応する単位領域毎の数が、表示領域の端部よりも中央部の方が少なくなるようにしたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
プラスチック基板上には絶縁性を有するバッファー層を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラスチック基板を利用する液晶表示装置に関し、非線形抵抗素子としては、低温プロセスにてプラスチック基板への形成が可能である下部電極−炭素を主成分とする非線形抵抗層−上部電極の構造を有する二端子型非線形抵抗素子を利用し、プラスチック基板を利用するために発生する液晶への不純物イオンの混入を防止する方法と非線形抵抗素子とプラスチック基板からの剥離の防止を行うものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶パネルを用いた液晶表示装置の表示容量は、大容量化の一途をたどっている。その液晶表示装置の構造は、第１の基板上に設ける信号電極に液晶画素の表示電極を直接に接続するパッシブマトリクス型と、信号電極と表示電極の間に非線形抵抗素子を有するアクティブマトリクス型がある。さらに、第１の基板上の表示電極と対向するように液晶を介して対向電極を設け、複数の信号電極と複数の対向電極をマトリクス状に配置し、信号電極と、対向電極に接続するデーター電極に外部回路より所定の信号を印加する構造からなる。
【０００３】
そして、単純マトリクス構成（パッシブマトリクス型）の液晶表示装置にマルチプレクス駆動を用いる手段は、高時分割化するに従ってコントラストの低下あるいは応答速度の低下が生じ、２００本程度の走査線を有する場合では、充分なコントラストを得ることが難しくなる。
【０００４】
そこで、このような欠点を除去するために、個々の画素にスイッチング素子を設けるアクティブマトリクスの液晶表示パネルが採用されている。
【０００５】
このアクティブマトリクスの液晶表示パネルには、大別すると薄膜トランジスタを用いる三端子系と、非線系抵抗素子を用いる二端子系とがある。これらのうち構造や製造方法が簡単な点で、二端子系が優れている。
【０００６】
この二端子系のスイッチング素子としては、ダイオード型や、バリスタ型や、ＴＦＤ型などが開発されている。
【０００７】
このうちＴＦＤ型は、とくに構造が簡単で、そのうえ製造工程が短いという特徴を備えている。さらに、非線形抵抗素子を構成する非線形抵抗層として炭素膜が有効であることは先願特開昭６０−１９２３２６に記載され、さらに炭素膜の形成方法としては、化学気相成長（ＣＶＤ）法、あるいはプラズマ化学気相成長（プラズマＣＶＤ）法が有効であることは記載されている。
【０００８】
また、液晶表示装置は自己発光型の表示装置ではないため、外部の光源を利用し液晶の光学変化により外部の光の変化を利用し表示を行う。そのため、観察者と液晶表示装置と光源の位置関係には、大きく分けると２種類ある。一つ目は、光源と観察者が液晶表示装置に対して同一面にある、いわゆる反射型液晶表示装置であり、２つ目は観察者−液晶表示装置−光源の配置をとる、いわゆる透過型液晶表示装置である。液晶表示装置の長所である低消費電力化を目的とする場合には、特に光源を必要とせず液晶表示装置の周囲の光源を利用する反射型液晶表示装置が有効である。
【０００９】
以下に、信号電極と表示電極の間に非線形抵抗素子を有する反射型液晶表示装置の従来例を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図９は非線形抵抗素子を用いた従来技術における反射型液晶表示装置の信号電極と非線形抵抗素子と表示電極からなる画素の構成を示す平面図である。さらに図１０は、図９の平面図におけるＡ−Ａ線での断面を示す断面図である。以下、図９と図１０とを交互に用いて従来技術を説明する。
【００１１】
第１の基板としてプラスチック基板１上には、いずれもクロム（Ｃｒ）膜からなる信号電極３と信号電極と一体構造の下部電極４と、全面に炭素（Ｃ）を主成分とする非線形抵抗層５を設ける。さらに、下部電極４上の非線形抵抗層５と重なり合う上部電極６と上部電極６と一体構造の表示電極９とを透明導電性膜である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜にて設ける。
【００１２】
この下部電極４と非線形抵抗層５と上部電極８とにより非線形抵抗素子１１を構成する。
【００１３】
以上に記載する第１の基板１を液晶表示装置として使用する場合には、第１の基板１に対向するようにプラスチック基板からなる第２の基板２２を設ける。この第２の基板２２上には、表示電極６と対向するように透明導電性膜からなる酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜で構成する対向電極１５を有する。さらに対向電極１５には、外部回路の信号を印加するためのデーター電極（図示せず）を接続している。
【００１４】
さらに第１の基板１上と第２の基板２２上には、液晶１７の分子を規則的に並べるための処理層として、それぞれ配向膜１６、１６を有する。
【００１５】
さらにスペーサー（図示せず）によって、第１の基板１と第２の基板２２とを所定の間隙寸法をもって対向させ、第１の基板１と第２の基板２２との間には、液晶１７を封入している。
【００１６】
さらに、第２の基板２２上に偏光板２５を有する。液晶表示装置は自己発光しないため、信号電極３とデーター電極に外部回路より駆動波形を印加し、非線形抵抗素子１１を介して、表示電極６と対向電極１５との間の領域の液晶１７の電圧と光学特性変化を利用し、さらに、第１の基板上のＩＴＯ膜の反射特性と外光とを利用し液晶表示装置は所定の画像表示を行う。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、従来の液晶表示装置では、プラスチック基板１を透過して不純物イオンが液晶１７に浸透してくる。特に、アクティブ・マトリクス型の場合には、液晶に含まれる水分あるいは不純物イオンに敏感であり、さらに表示品質の低下につながる。
【００１８】
そのため、不純物イオンの浸透を防止する方法としてプラスチック基板１上に絶縁性を有するバッファー層を形成し、不純物イオンの遮断を防止する方法が取られているが、この場合には、バッファー層は全面に形成され、プラスチック基板上に設ける信号電極、あるいは非線形抵抗素子を構成する膜の応力の緩和には効果がなく、さらに、バッファー層自体の応力も緩和することができない。
【００１９】
さらに、プラスチック基板の耐熱性はガラス基板と比較してかなり低温であるため、低温にて各膜を形成する必要がある。低温にて非線形抵抗素子の特性を向上する必要があるため、液晶と非線形抵抗素子の相互作用を防止する必要がある。さらに、低温にて非線形抵抗素子を形成する場合に、非線形抵抗素子の性能と透明性が相反する場合がある。その場合には効率良く非線形抵抗層を除去する必要がある。
【００２０】
本発明の目的は、上記課題を解決して、上記の液晶表示装置のプラスチック基板から液晶への不純物の溶出と、基板上に形成した電極や素子の応力による基板の反り、ねじれを防止し、液晶表示装置の表示品質の向上を達成するための液晶表示装置の構造を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置においては、下記記載の構成を採用する。
【００２２】
本発明の液晶表示装置は、有機物を主成分とするプラスチック基板上に信号電極と信号電極と一体構造の下部電極と、すくなくとも下部電極上およびその周囲に設ける炭素を主成分とする非線形抵抗層と、前記下部電極上の該非線形抵抗層と重なり合う上部電極と、該上部電極に接続する表示電極を有し、前記下部電極と非線形抵抗層と上部電極よりなる非線形抵抗素子を有する液晶表示装置において、前記信号電極と非線形抵抗素子と表示電極とさらにプラスチック基板上に保護用絶縁膜を有し、該保護用絶縁膜には、信号電極と重なる領域で、かつ信号電極の幅より小さい領域に複数の開口部を有している、あるいは、表示電極と重なる領域でかつ表示電極より小さい領域に開口部を有することを特徴とする。
【００２３】
本発明の液晶表示装置は、有機物を主成分とするプラスチック基板上に信号電極と信号電極と一体構造の下部電極と、すくなくとも下部電極上およびその周囲に設ける炭素を主成分とする非線形抵抗層と、前記下部電極上の該非線形抵抗層と重なり合う上部電極と、該上部電極に接続する表示電極を有し、前記下部電極と非線形抵抗層と上部電極よりなる非線形抵抗素子を有する液晶表示装置において、前記信号電極と非線形抵抗素子と表示電極とさらにプラスチック基板上に保護用絶縁膜を有し、該保護用絶縁膜には、信号電極上と、表示電極上と、非線形抵抗素子上とに開口部を有する、あるいは、前記開口部は各信号電極と表示電極と非線形抵抗素子と重なる部分に有することを特徴とする。
【００２４】
本発明の液晶表示装置は、有機物を主成分とするプラスチック基板上に信号電極と信号電極と一体構造の下部電極と、下部電極上を含む全面に設ける炭素を主成分とする非線形抵抗層と、前記下部電極上の該非線形抵抗層と重なり合う上部電極と、該上部電極に接続する表示電極を有し、前記下部電極と非線形抵抗層と上部電極よりなる非線形抵抗素子を有する液晶表示装置において、前記信号電極と非線形抵抗素子と表示電極とさらにプラスチック基板上に保護用絶縁膜を有し、該保護用絶縁膜には、信号電極と表示電極と重なる領域で、かつ信号電極と表示電極の幅より小さい領域に開口部を有し、かつ前記保護用絶縁膜の開口部と少なくとも一辺を共用する開口部を非線形抵抗層にも有することを特徴とする。
【００２５】
【作用】
以上に示す構成を採用することにより、プラスチック基板を透過して液晶へ混入する不純物イオンを保護用絶縁膜と信号電極、あるいは表示電極あるいは非線形抵抗素子を利用し有効に防止できる。さらに、保護用絶縁膜に開口部を設ける構成とすることにより、保護用絶縁膜の応力を非常に緩和することができるため、薄いプラスチック基板においても、基板の反り、あるいはうねりを発生することなく不純物イオンの進入を防止することができる。また、信号電極、あるいは表示電極あるいは、非線形抵抗素子上の保護用絶縁膜の開口部により、信号電極あるいは、表示電極、非線形抵抗素子を構成する膜の応力と保護用絶縁膜の応力の相互作用によりお互いの応力を打ち消すことができる。
【００２６】
さらに、保護用絶縁膜の開口部を各信号電極と表示電極と非線形抵抗素子と同一辺にて加工することにより、特別なマスクを用いることなく開口部を設けることができる。さらに、信号電極と外部回路との接続をおこなうため、信号電極と外部回路との接続部に保護用絶縁膜の開口部を形成する必要があるため、複数の表示電極からなる表示部に開口部を設けると同時に接続部の開口部の形成も可能となる。
【００２７】
さらに、信号電極あるいは表示電極上に設ける保護用絶縁膜の開口部の個数を複数個設け、かつ個数を複数の表示電極から構成する表示部内にて変えることにより、プラスチック基板の反りを防止することが可能となる。
【００２８】
さらに、プラスチック基板の耐熱性を考慮すると、できる限り低温にて良好な電圧−電流特性を有する非線形抵抗素子が必要となる。炭素を主成分とする非線形抵抗層を利用することにより、プラスチック基板上に良好な非線形抵抗素子を形成することが可能であり、炭素を主成分とする非線形抵抗層を有する非線形抵抗素子と前記保護用絶縁膜と、保護用絶縁膜の開口部とを利用することにより、プラスチック基板を透過する不純物イオンを信号電極あるいは表示電極あるいは非線形抵抗素子と保護用絶縁膜とを利用し防止することができ、かつ保護用絶縁膜の開口部を利用し、プラスチック基板の反りあるいはうねりを防止することができる。
【００２９】
さらに、非線形抵抗素子を構成する非線形抵抗層を不純物イオンの防止に利用するとともに、不透明性を防止するために表示電極上の非線形抵抗層を保護用絶縁膜の開口部と自己整合的に除去するため、透過型液晶表示装置の明るさの向上と不純物イオンの液晶への混入を効率良く防止することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の液晶表示装置を実施するための最良の形態における液晶表示装置の構成を、図面を使用して説明する。
【００３１】
はじめに本発明の第１の実施形態における非線形抵抗素子と非線形抵抗素子を用いる液晶表示装置の構成を、図１と図２と図３と図４とを用いて説明する。図１は本発明の第１の実施形態における液晶表示装置の表示領域の端部の一部を拡大する平面図である。図２は図１の平面図のＢ−Ｂ線における断面を示す断面図である。図４は液晶表示装置の表示領域の中央部の一部を拡大する平面図である。図３は液晶表示装置の表示領域を示す等価回路図である。以下、図１と図２と図３と図４とを交互に用いて本発明の第１の実施形態を説明する。
【００３２】
有機物を主成分とするプラスチック基板１上には、アルミニウム（Ａｌ）を主成分とする信号電極３と信号電極３と一体構造を有する下部電極４を設ける。下部電極４とプラスチック基板１上に炭素（Ｃ）と水素（Ｈ）からなる非線形抵抗層５を設ける。炭素（Ｃ）と水素（Ｈ）からなる非線形抵抗層５は、プラズマＣＶＤ（化学気相成長）法により形成する。反応ガスとしてメタン（ＣＨ４）と水素（Ｈ２）との混合ガスを利用する。形成温度は７０℃でおこなう。以上により、プラスチック基板１の反りを発生することなく下部電極４と非線形抵抗層５とを形成できる。
【００３３】
さらに、非線形抵抗層５と重なり合う上部電極６を透明導電性膜である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜により設ける。また、上部電極６と一体構造を有する表示電極９をプラスチック基板１上に設ける。下部電極４と非線形抵抗層５と上部電極６とにより炭素膜を非線形抵抗層５とする非線形抵抗素子１１を得る。
【００３４】
さらに、信号電極３上に開口部１０を有する保護用絶縁膜１２を、信号電極３と非線形抵抗素子１１上と表示電極９を形成したプラスチック基板１の全面に設ける。保護用絶縁膜１２は、シラン（ＳｉＨ４）と水素（Ｈ２）と窒素（Ｎ２）との混合ガスを利用するプラズマＣＶＤ法を利用する。プラスチック基板１の反りを防止するため比較的低温にて形成する手法を採用する。形成温度は７０℃とした。また、保護用絶縁膜１２に設ける開口部１０は、信号電極３上に複数個設けてあり、開口部１０の個数は、複数の表示電極９から構成する表示領域の場所によって異なる密度にする。本第１の実施形態においては、図３に示すように、Ｎ本の信号電極とＭ本のデーター電極からなる表示領域を有し、各画素部は非線形抵抗素子１１とこれに接続する表示電極９とを有し、信号電極はＳ１〜ＳＮであり、データー電極はＤ１〜ＤＭであり、例えば、表示領域の端部は信号電極がＳ１でデーター電極がＤ１であり、中央部は信号電極がＳｎでデーター電極がＤｍである。図１の平面図はＳ１とＤ１の部分を示し、図４はＳｎとＤｍの部分を示している。すなわち、図１に示すように、表示領域の端部では開口部１０は１画素部当たり３個の開口部を有し、図４に示すように中央部では開口部１０は各画素部当たり１個である。以上のように単位領域当たりの開口部１０の個数を表示領域の場所により変えることにより、プラスチック基板１の応力の中央部の分散ができるため、表示部の中央と周辺部で反りの均一化が可能となる。また、保護用絶縁膜１２に設ける開口部１０の大きさは、信号電極３の幅より小さく、保護用絶縁膜１２と信号電極３によりプラスチック基板１が露出しない構成とする。この構成にすることにより、プラスチック基板１を透過する不純物イオンを信号電極３と保護用絶縁膜１２により防止し、かつ保護用絶縁膜１２の開口部１０により応力の緩和の両立が可能となる。
【００３５】
ここで、信号電極３上と表示電極９上の保護用絶縁膜１２に開口部１０を設ける際に外部回路（図示せず）と信号電極３とを接続する接続部  上に開口部１０を設けることにより、接続部（図示せず）と外部回路（図示せず）の電気接続をおこない信号電極３へ信号を印加する。
【００３６】
さらに、以上のプラスチック基板１を液晶表示装置に利用する場合には、プラスチック基板１と対向する第２の基板２２を設ける。この第２の基板２２もプラスチック基板を利用する。この第２の基板２２上には、まずバッファー層として窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜と酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜をスパッタリング法にて設ける。このバッファー層にて第２の基板２２を透過する不純物イオンを防止することができる。また、第２の基板２２上には、プラスチック基板１上に設ける表示電極９と対向するように酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜からなる対向電極１５を設ける。さらに対向電極１５は、外部回路の信号を印加するためのデーター電極（図示せず）と接続する。ここで、第２の基板２２上には対向電極１５をパターン形成するのみのため、非線形抵抗素子を設ける工程が不要なため、第２の基板２２上にバッファー層を設けて、対向電極１５を設ける構造を採用してもバッファー層の劣化を防止することができる。
【００３７】
さらにプラスチック基板１と第２の基板２２とは、液晶１７の分子を規則的に並べるための処理層として、それぞれ配向膜１６、１６を有する。
【００３８】
さらにスペーサー（図示せず）によって、プラスチック基板１と第２の基板２２とを所定の間隙寸法をもって対向させ、プラスチック基板１と第２の基板２２との間に液晶１７を封入する。さらに、第２の基板２２上に偏光板２５を有する。
【００３９】
また、信号電極３とデーター電極に外部回路より駆動波形を印加し、非線形抵抗素子１１を介して、表示電極９と対向電極１５との間の液晶１７に光学特性変化を発生させることにより液晶表示装置は所定の画像表示を行う。
【００４０】
以上により、非線形抵抗素子を設けるプラスチック基板１上には下部電極４と低温で良好な電圧−電流特性を得ることが可能な炭素を主成分とする非線形抵抗層５と上部電極６を設け、さらに、非線形抵抗素子１１の上部電極６に接続する表示電極９を設け、プラスチック基板１と非線形抵抗素子１１と表示電極９上に保護用絶縁膜１２を設け、この保護用絶縁膜１２を各構成材料の上層に設けることにより、非線形抵抗素子１１を形成することにより発生するプラスチック基板１の劣化が発生しても、保護用絶縁膜１２によりプラスチック基板１を透過する不純物イオンを効率よく遮断することができる。さらに、保護用絶縁膜１２に開口部１０を設けることにより、保護用絶縁膜１２の応力の緩和と、プラスチック基板１の反り、うねりを防止することができる。さらに、保護用絶縁膜１２に設ける開口部１０の密度を表示領域の場所により差を設けることにより、さらにプラスチック基板１への応力を防止、緩和することができる。
【００４１】
つぎに、本発明の第２の実施形態における非線形抵抗素子と非線形抵抗素子を用いる液晶表示装置の構成を、図５と図６とを用いて説明する。図５は本発明の第２の実施形態における液晶表示装置の一部を拡大する平面図である。図６は図５の平面図のＣ−Ｃ線における断面を示す断面図である。以下、図５と図６とを交互に用いて本発明の第２の実施形態を説明する。
【００４２】
有機物を主成分とするプラスチック基板１上には、まず酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜からなるバッファー層を設ける。このバッファー層は上層に設ける膜とプラスチック基板１との密着力の向上と、上層の膜を加工する際に発生するプラスチック基板１の劣化を防止するための膜である。つぎに、バッファー層上には、タンタル（Ｔａ）を含むアルミニウム（Ａｌ）膜からなる信号電極３と信号電極３と一体構造を有する下部電極４を設ける。下部電極４とプラスチック基板１上に炭素（Ｃ）と水素（Ｈ）とハロゲン（Ｈｅ、Ａｒ）からなる非線形抵抗層５を設ける。炭素（Ｃ）と水素（Ｈ）とハロゲンからなる非線形抵抗層５は、プラズマＣＶＤ（化学気相成長）法により形成する。反応ガスとしてアセチレン（Ｃ２Ｈ２）と水素（Ｈ２）とハロゲン（Ｈｅ、Ａｒ）との混合ガスを利用する。形成温度は５０℃でおこなう。以上により、プラスチック基板１の反りを発生することなく下部電極４と非線形抵抗層５とを形成できる。
【００４３】
さらに、非線形抵抗層５と重なり合う上部電極６をアルミニウム（Ａｌ）膜により設ける。また、上部電極６と一体構造を有する表示電極９をプラスチック基板１上に設ける。下部電極４と非線形抵抗層５と上部電極６とにより炭素膜を非線形抵抗層５とする非線形抵抗素子１１を得る。
【００４４】
さらに、信号電極３上と表示電極９と非線形抵抗素子１１には開口部１０を有する保護用絶縁膜１２をプラスチック基板１と信号電極３あるいは非線形抵抗素子１１上と表示電極９上に設ける。保護用絶縁膜１２は、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）と水素（Ｈ２）とアンモニア（ＮＨ３）との混合ガスを利用するプラズマＣＶＤ法を利用する。プラスチック基板１の基板の反りを防止するため比較的低温にて形成する手法を採用する。形成温度は５０℃とした。また、保護用絶縁膜１２に設ける開口部１０は、信号電極３と表示電極９と非線形抵抗素子１１と自己整合する形状とする。これにより保護用絶縁膜１２は開口部１０により小さく分断されているため応力は非常に低減できる。また、信号電極３と非線形抵抗素子１１と表示電極９と保護用絶縁膜１２のいずれかによりプラスチック基板１の表面は覆われる構造を採用する。この構成にすることにより、プラスチック基板１を透過する不純物イオンを信号電極３と表示電極９と非線形抵抗素子１１と保護用絶縁膜１２により相互に防止し、かつ保護用絶縁膜１２の開口部１０により応力の緩和の両立が可能となる。
【００４５】
ここで、信号電極３上と表示電極９上と非線形抵抗素子１１上の保護用絶縁膜１２に開口部１０を設ける際に外部回路（図示せず）と信号電極３とを接続する接続部（図示せず）３と自己整合する開口部１０を設けることにより、接続部（図示せず）と外部回路（図示せず）の電気接続をおこない信号電極３へ信号を印加する。
【００４６】
さらに、以上のプラスチック基板１を液晶表示装置に利用する場合には、プラスチック基板１と対向する第２の基板２２を設ける。この第２の基板２２もプラスチック基板を利用する。この第２の基板２２上には、まずバッファー層として窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜と酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜をスパッタリング法にて設ける。このバッファー層にて第２の基板２２を透過する不純物イオンを防止することができる。また、第２の基板２２上には、プラスチック基板１上に設ける表示電極９と対向するように酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜からなる対向電極１５を設ける。さらに対向電極１５は、外部回路の信号を印加するためのデーター電極（図示せず）と接続する。ここで、第２の基板２２上には対向電極１５をパターン形成するのみのため、非線形抵抗素子を設ける工程が不要なため、第２の基板２２上にバッファー層を設けて、対向電極１５を設ける構造を採用してもバッファー層の劣化を防止することができる。
【００４７】
さらにプラスチック基板１と第２の電極２２とは、液晶１７の分子を規則的に並べるための処理層として、それぞれ配向膜１６、１６を有する。
【００４８】
さらにスペーサー（図示せず）によって、プラスチック基板１と第２の基板２２とを所定の間隙寸法をもって対向させ、プラスチック基板１と第２の基板２２との間に液晶１７を封入する。さらに、第２の基板２２上に偏光板２５を有する。
【００４９】
ここで利用する液晶１７は、液晶内に色素を含むゲストホストモードを利用し、さらに、非線形抵抗素子１１の上部電極５に接続する表示電極６に反射効率の良好なアルミニウム膜を利用し、偏光板を必要としないモードを利用する。これにより明るい反射型液晶表示装置が可能となる。また、信号電極３とデーター電極に外部回路より駆動波形を印加し、非線形抵抗素子１１を介して、表示電極９と対向電極１５との間の領域の液晶１７の電圧と光学特性変化を利用し、液晶表示装置は所定の画像表示を行う。
【００５０】
以上により、非線形抵抗素子を設けるプラスチック基板１上には下部電極４と低温で良好な電圧−電流特性を得ることが可能な炭素を主成分とする非線形抵抗層５と上部電極６を設け、さらに、非線形抵抗素子１１の上部電極６に接続する表示電極９を設け、プラスチック基板１と非線形抵抗素子１１と表示電極９上に保護用絶縁膜１２を設け、この保護用絶縁膜１２を各構成材料の上層に設けることにより、非線形抵抗素子１１を形成することにより発生するプラスチック基板１の劣化が発生しても、保護用絶縁膜１２によりプラスチック基板１を透過する不純物イオンを効率よく遮断することができる。さらに、保護用絶縁膜１２に各信号電極３と非線形抵抗素子１１と表示電極９と自己整合する開口部１０を設けることにより、特にマスクを利用することなく、保護用絶縁膜１２を小さく分割することが可能となり、保護用絶縁膜１２の応力の緩和と、プラスチック基板１の反り、うねりを防止することができる
【００５１】
つぎに、本発明の第３の実施形態における非線形抵抗素子と非線形抵抗素子を用いる液晶表示装置の構成を、図７と図８とを用いて説明する。図７は本発明の第３の実施形態における液晶表示装置の一部を拡大する平面図である。図８は図７の平面図のＤ−Ｄ線における断面を示す断面図である。以下、図７と図８とを交互に用いて本発明の第３の実施形態を説明する。
【００５２】
有機物を主成分とするプラスチック基板１上には、タンタル（Ｔａ）膜からなる信号電極３と信号電極３と一体構造を有する下部電極４を設ける。下部電極４とプラスチック基板１上には、まずタンタル膜の陽極酸化膜からなる酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）膜を設ける。この酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）膜は第１の非線形抵抗層２０となる。さらに酸化タンタル膜上を含む全面に、炭素（Ｃ）と水素（Ｈ）からなる第２の非線形抵抗層５を設ける。炭素（Ｃ）と水素（Ｈ）からなる非線形抵抗層５は、プラズマＣＶＤ（化学気相成長）法により形成する。反応ガスとしてメタン（ＣＨ４）と水素（Ｈ２）との混合ガスを利用する。形成温度は５０℃でおこなう。以上により、第１の非線形抵抗層２０と第２の非線形抵抗層５の複合非線形抵抗層により駆動能力の良好な非線形抵抗層を得られる。以上により、プラスチック基板１の反りを発生することなく下部電極４と非線形抵抗層５とを形成できる。
【００５３】
さらに、非線形抵抗層５と重なり合う上部電極６を透明導電性膜である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜により設ける。また、上部電極６と一体構造を有する表示電極９をプラスチック基板１上に設ける。この様にして酸化タンタル膜と炭素膜からなる複合非線形抵抗層を有する非線形抵抗素子１１を得る。
【００５４】
さらに、信号電極３上と表示電極９には開口部１０を有する保護用絶縁膜１２を、プラスチック基板１と信号電極３あるいは非線形抵抗素子１１上と表示電極９上に設ける。保護用絶縁膜１２は、シラン（ＳｉＨ４）と水素（Ｈ２）と窒素（Ｎ２）との混合ガスを利用するプラズマＣＶＤ法を利用する。プラスチック基板１の基板の反りを防止するため比較的低温にて形成する手法を採用する。形成温度は７０℃とした。また、保護用絶縁膜１２に設ける開口部１０の大きさは、信号電極３の幅より小さく、保護用絶縁膜１２と信号電極３によりプラスチック基板１が露出しない構成とする。また、表示電極９上の開口部１０においても、同様に、表示電極９と保護用絶縁膜１２によりプラスチック基板１の面が露出しない構成とする。この構成にすることにより、プラスチック基板１を透過する不純物イオンを信号電極３と表示電極９と保護用絶縁膜１２により相互に防止し、かつ保護用絶縁膜１２の開口部１０により応力の緩和の両立が可能となる。さらに、第２の非線形抵抗層５である炭素膜を保護用絶縁膜１２の開口部１０と同一辺にて除去し、第２の開口部とする。この第２の開口部により、表示電極９上の透過率の悪い第２の非線形抵抗層５は除去され透過率の高い表示電極９のみとすることができる。さらに、信号電極３上には第１の非線形抵抗層２０を有し、さらに、プラスチック基板１上には、第２の非線形抵抗層５と保護用絶縁膜１２を有するため、プラスチック基板１を透過する不純物イオンを効率良く防止することができる。さらに、保護用絶縁膜１２と第２の非線形抵抗層５の開口部によりプラスチック基板１への応力の緩和が達成できる。
【００５５】
以上の実施形態においては、信号電極と表示電極の間に単個の非線形抵抗素子を用いる場合に関して説明したが、複数個の非線形抵抗素子を用いる場合においても、本実施形態の効果は当然有効である。
【００５６】
本発明の実施形態においては、第２の実施形態においてのみプラスチック基板上にバッファー層を用いる構成を採用したが、第１あるいは、第３の実施形態においても第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５７】
本発明の第２の実施形態においては、バッファー層と保護用絶縁膜の開口部を両方利用する構成を用いて説明したが、保護用絶縁膜の開口部のみにおいても、十分に本発明のプラスチック基板への応力の緩和の効果を得ることができる。
【００５８】
本発明の第３の実施形態においては、保護用絶縁膜の開口部と自己整合的に非線形抵抗層の開口部を設ける構成を示したが、非線形抵抗層の透過率が良好な場合には、保護用絶縁膜の開口部のみとしてもよい。
【００５９】
本発明の第３の実施形態においては、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）膜からなる第１の非線形抵抗層と炭素膜からなる第２の非線形抵抗層からなる複合非線形抵抗層を利用する構成と保護用絶縁膜の開口部とを組み合わた場合に関して示したが、個々の構成を利用する場合においても、十分な効果が得られる。
【００６０】
【発明の効果】
以上に記載する内容により明らかなように、本発明の液晶表示装置の構成を採用することにより、プラスチック基板を透過して液晶へ混入する不純物イオンを保護用絶縁膜と信号電極、あるいは表示電極あるいは非線形抵抗素子を利用し有効に防止できる。さらに、保護用絶縁膜に開口部を設ける構成とすることにより、保護用絶縁膜の応力を非常に緩和することができるため、薄いプラスチック基板においても、基板の反り、あるいはうねりを発生することなく不純物イオンの進入を防止することができる。また、信号電極、あるいは表示電極あるいは、非線形抵抗素子上の保護用絶縁膜の開口部により、信号電極あるいは、表示電極、非線形抵抗素子を構成する膜の応力と保護用絶縁膜の応力の相互作用によりお互いの応力を打ち消すことができる。
【００６１】
さらに、保護用絶縁膜の開口部を各信号電極と表示電極と非線形抵抗素子と同一辺にて加工することにより、特別なマスクを用いることなく開口部を設けることができる。さらに、信号電極と外部回路との接続をおこなうため、信号電極と外部回路との接続部に保護用絶縁膜の開口部を形成する必要があるため、複数の表示電極からなる表示部に開口部を設けると同時に接続部の開口部の形成も可能となる。
【００６２】
さらに、信号電極あるいは表示電極上に設ける保護用絶縁膜の開口部の個数を複数個設け、かつ個数を複数の表示電極から構成する表示部内にて変えることにより、プラスチック基板の反りを防止することが可能となる。
【００６３】
さらに、プラスチック基板の耐熱性を考慮すると、できる限り低温にて良好な電圧−電流特性を有する非線形抵抗素子が必要となる。炭素を主成分とする非線形抵抗層を利用することにより、プラスチック基板上に良好な非線形抵抗素子を形成することが可能であり、炭素を主成分とする非線形抵抗層を有する非線形抵抗素子と前記保護用絶縁膜と、保護用絶縁膜の開口部とを利用することにより、プラスチック基板を透過する不純物イオンを信号電極あるいは表示電極あるいは非線形抵抗素子と保護用絶縁膜とを利用し防止することができ、かつ保護用絶縁膜の開口部を利用し、プラスチック基板の反りあるいはうねりを防止することができる。
【００６４】
さらに、非線形抵抗素子を構成する非線形抵抗層を不純物イオンの防止に利用するとともに、不透明性を防止するために表示電極上の非線形抵抗層を保護用絶縁膜の開口部と自己整合的に除去するため、透過型液晶表示装置の明るさの向上と不純物イオンの液晶への混入を効率良く防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態における液晶表示装置の表示領域の端部の平面構造を示す図である。
【図２】  本発明の第１の実施形態における液晶表示装置の表示領域の端部の断面構造を示す図である。
【図３】  本発明の第１の実施形態における液晶表示装置の表示領域の等価回路を示す図である。
【図４】  本発明の第１の実施形態における液晶表示装置の表示領域の中央部の平面構造を示す図である。
【図５】  本発明の第２の実施形態における液晶表示装置の平面構造を示す図である。
【図６】  本発明の第２の実施形態における液晶表示装置の断面構造を示す図である。
【図７】  本発明の第３の実施形態における液晶表示装置の平面構造を示す図である。
【図８】  本発明の第３の実施形態における液晶表示装置の断面構造を示す図である。
【図９】  従来例における液晶表示装置の平面構造を示す図である。
【図１０】  従来例における液晶表示装置の断面構造を示す図である。
【符号の説明】
１  プラスチック基板
３  信号電極
４  下部電極
５  炭素膜からなる非線形抵抗層
６  上部電極
９  表示電極
１０  開口部
１１  非線形抵抗素子
１２  保護用絶縁膜
１５  対向電極
１６  配向膜
１７  液晶
２２  第２の基板
２５  偏向板
【図１】
0003655406.tif 000002
【図２】
0003655406.tif 000003
【図３】
0003655406.tif 000004
【図４】
0003655406.tif 000005
【図５】
0003655406.tif 000006
【図６】
0003655406.tif 000007
【図７】
0003655406.tif 000008
【図８】
0003655406.tif 000009
【図９】
0003655406.tif 000010
【図１０】
0003655406.tif 000011