JP2543696B2 - 電気光学装置 - Google Patents
電気光学装置Info
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- 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
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- 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
- G02F1/13624—Active matrix addressed cells having more than one switching element per pixel
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- G—PHYSICS
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- G02F1/1365—Active matrix addressed cells in which the switching element is a two-electrode device
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、計測機の表示パネル、自動車のインスツル
メントパネル、パーソナルオンピューター画像表示装
置、テレビ、シャッター、などに利用される液晶等、電
気光学素子を用いた電気光学装置に関する。
メントパネル、パーソナルオンピューター画像表示装
置、テレビ、シャッター、などに利用される液晶等、電
気光学素子を用いた電気光学装置に関する。
本発明は、多数の行列電極を有するマトリクス構造電
気光学装置において、駆動用電極の各画素ごとに、液晶
等の電気光学素子と直列に非線形抵抗素子を形成したア
クティブマトリクス型電気光学装置である。この種の電
気光学装置は通常画素数１万から100万画素を有する
が、非線形抵抗素子の破戒などで、点欠陥が発生しやす
い。本発明は、この点欠陥を救済するために、各画素に
非線形抵抗素子を少なくとも２個以上並列して形成し、
通常一方の非線形抵抗素子が能動素子として作用する
が、この非線形抵抗素子がダスト、静電気などによって
破壊した場合、レーザーなどによって外部から切断し、
もう一方の非線形抵抗素子を能動素子としてその欠陥画
素を救済することができるようにしたものであり、この
救済用非線形抵抗素子を形成するための生造工程が複雑
にならないようにしたものである。
気光学装置において、駆動用電極の各画素ごとに、液晶
等の電気光学素子と直列に非線形抵抗素子を形成したア
クティブマトリクス型電気光学装置である。この種の電
気光学装置は通常画素数１万から100万画素を有する
が、非線形抵抗素子の破戒などで、点欠陥が発生しやす
い。本発明は、この点欠陥を救済するために、各画素に
非線形抵抗素子を少なくとも２個以上並列して形成し、
通常一方の非線形抵抗素子が能動素子として作用する
が、この非線形抵抗素子がダスト、静電気などによって
破壊した場合、レーザーなどによって外部から切断し、
もう一方の非線形抵抗素子を能動素子としてその欠陥画
素を救済することができるようにしたものであり、この
救済用非線形抵抗素子を形成するための生造工程が複雑
にならないようにしたものである。
非線形抵抗素子を用いた電気光学装置は、MIM形、リ
ングダイオード形、非化学的量論比を持つシリコン酸化
膜またはシリコン窒化膜を用いるものなどが公知であ
る。この種の電気光学装置の画素欠陥救済方法として従
来から知られている方法は、非線形抵抗素子を２個直列
接線する方法、また、一画素に２個の非線形抵抗素子を
並列または２本の駆動電極へ接続した構造である。
ングダイオード形、非化学的量論比を持つシリコン酸化
膜またはシリコン窒化膜を用いるものなどが公知であ
る。この種の電気光学装置の画素欠陥救済方法として従
来から知られている方法は、非線形抵抗素子を２個直列
接線する方法、また、一画素に２個の非線形抵抗素子を
並列または２本の駆動電極へ接続した構造である。
第３図はMIM形非線形抵抗素子を２個直列接続した従
来から知られている欠陥修正可能な電気光学装置の説明
図であり、第３図（ａ）は１単位セルの等価回路図、第
３図（ｂ）は、MIM素子の平面構造である。第３図
（ａ）、１は第１のMIM素子、２は第２のMIM素子、３は
１単位セルの液晶素子であり、第３図（ｂ）は、４は駆
動用金属電極、５は第１のMIM素子であり、タンタル、
五酸化タンタル絶縁膜、金属電極構造であり、６は第２
のMIM、７は金属電極、８は液晶駆動用透明電極であ
る。この場合、通常の動作は、２個の非線形抵抗素子に
よって駆動させるが、第１又は第２のMIMが破戒して非
線形抵抗素子として動作せず導通している場合の欠陥修
正は、レーザ等で、外部より電極７を切断して、一方の
非線形抵抗素子によって駆動するものである。
来から知られている欠陥修正可能な電気光学装置の説明
図であり、第３図（ａ）は１単位セルの等価回路図、第
３図（ｂ）は、MIM素子の平面構造である。第３図
（ａ）、１は第１のMIM素子、２は第２のMIM素子、３は
１単位セルの液晶素子であり、第３図（ｂ）は、４は駆
動用金属電極、５は第１のMIM素子であり、タンタル、
五酸化タンタル絶縁膜、金属電極構造であり、６は第２
のMIM、７は金属電極、８は液晶駆動用透明電極であ
る。この場合、通常の動作は、２個の非線形抵抗素子に
よって駆動させるが、第１又は第２のMIMが破戒して非
線形抵抗素子として動作せず導通している場合の欠陥修
正は、レーザ等で、外部より電極７を切断して、一方の
非線形抵抗素子によって駆動するものである。
非線形抵抗素子を液晶画素と直列に接線したこの種の
電気光学装置の基本的な駆動原理は、液晶の電圧に対す
る光学的な立ち上りの急峻性を、非線形抵抗素子によっ
て補ない、急峻な立ち上がり特性を得るものである。液
晶が光学的に動作するために、非線形抵抗素子を通して
一定の電荷量を注入する。第４図は、非線形抵抗素子の
電圧対電流特性を示す。今、液晶の駆動しきい停電圧に
達するための非線形抵抗素子を流れる電流がI0であると
すると、第１図（ａ）で示した２個並列回路の駆動しき
い値電圧はVth1となる。ところが、一方の非線形抵抗素
子が破戒し、修正して、他の非線形抵抗素子のみで駆動
する場合のしきい値電圧は、流れる電流が1/2となり、
その結果、第２図で示すVth2となる。このため、修正し
たセルのしきい値電圧がシフトし、電気光学装置が不均
一動作し、特に、表示装置として使用する場合画素欠陥
に近い状態となる。
電気光学装置の基本的な駆動原理は、液晶の電圧に対す
る光学的な立ち上りの急峻性を、非線形抵抗素子によっ
て補ない、急峻な立ち上がり特性を得るものである。液
晶が光学的に動作するために、非線形抵抗素子を通して
一定の電荷量を注入する。第４図は、非線形抵抗素子の
電圧対電流特性を示す。今、液晶の駆動しきい停電圧に
達するための非線形抵抗素子を流れる電流がI0であると
すると、第１図（ａ）で示した２個並列回路の駆動しき
い値電圧はVth1となる。ところが、一方の非線形抵抗素
子が破戒し、修正して、他の非線形抵抗素子のみで駆動
する場合のしきい値電圧は、流れる電流が1/2となり、
その結果、第２図で示すVth2となる。このため、修正し
たセルのしきい値電圧がシフトし、電気光学装置が不均
一動作し、特に、表示装置として使用する場合画素欠陥
に近い状態となる。
この発明は、欠陥素子を修正した後でも電気光学特性
が、修正しない画素部と変わらず、全体が均一に動作
し、しかも製造工程数が複雑にならない電気光学装置を
提供するものである。
が、修正しない画素部と変わらず、全体が均一に動作
し、しかも製造工程数が複雑にならない電気光学装置を
提供するものである。
本発明は、上記問題点を解決するために、一画素に、
同一構造の非線形抵抗素子を２個形成し、一方の非線形
抵抗素子はさらに電気特性の異なる２個の非線形抵抗素
子またはコンデンサーを直列に接続する。第１図は、本
発明の電気光学装置の一単位セルの等価回路図である。
第１図10は駆動電極、11は非線形抵抗素子、12は11と同
一構造の非線形抵抗素子、13,14は非線形抵抗素子又は
コンデンサーからなる補助素子、15は液晶素子、16は反
対側基板の電極である。今、非線形抵抗素子11が不良の
場合、非線形抵抗素子11と液晶素子15の間をレーザー光
線によって切断し、補助素子13および14部をレーザー光
線によって導通状態とし、この画素の非線形抵抗素子12
を使用する。
同一構造の非線形抵抗素子を２個形成し、一方の非線形
抵抗素子はさらに電気特性の異なる２個の非線形抵抗素
子またはコンデンサーを直列に接続する。第１図は、本
発明の電気光学装置の一単位セルの等価回路図である。
第１図10は駆動電極、11は非線形抵抗素子、12は11と同
一構造の非線形抵抗素子、13,14は非線形抵抗素子又は
コンデンサーからなる補助素子、15は液晶素子、16は反
対側基板の電極である。今、非線形抵抗素子11が不良の
場合、非線形抵抗素子11と液晶素子15の間をレーザー光
線によって切断し、補助素子13および14部をレーザー光
線によって導通状態とし、この画素の非線形抵抗素子12
を使用する。
第１図、補助素子13,14としてコンデンサーを使用す
る場合、このコンデンサーの容量を非線形抵抗素子11ま
たは12程度に設定すれば、無修正セルの電流パスは第１
図IAであり、IBを通しては流れず、その結果、修正した
画素と修正しない画素の電気光学特性はまったく変わら
ない。一方補助素子として、非線形抵抗素子11,および1
2と同じ非線形抵抗素子を形成した場合は、無修正画素
部の電流IAと電流IBの大きさは、非線形抵抗素子12と、
これと同じ補助素子13,14おのおのに印加さる電圧が約1
/3となり、そのためにIBを流れる電流はIB＝（10-2）2I
0＝10-6I0となり、IAに対して無視できるオーダとな
る。したがって、修正しない画素の電流はIAとなり、修
正した画素は、補助素子13,14が導通しているのでIB＝I
Aとなり、電気光学特性はまったく変わらず、全画素に
おいて、均一の特性を得ることができる。
る場合、このコンデンサーの容量を非線形抵抗素子11ま
たは12程度に設定すれば、無修正セルの電流パスは第１
図IAであり、IBを通しては流れず、その結果、修正した
画素と修正しない画素の電気光学特性はまったく変わら
ない。一方補助素子として、非線形抵抗素子11,および1
2と同じ非線形抵抗素子を形成した場合は、無修正画素
部の電流IAと電流IBの大きさは、非線形抵抗素子12と、
これと同じ補助素子13,14おのおのに印加さる電圧が約1
/3となり、そのためにIBを流れる電流はIB＝（10-2）2I
0＝10-6I0となり、IAに対して無視できるオーダとな
る。したがって、修正しない画素の電流はIAとなり、修
正した画素は、補助素子13,14が導通しているのでIB＝I
Aとなり、電気光学特性はまったく変わらず、全画素に
おいて、均一の特性を得ることができる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第２図（ａ）は、本発明による電気光学装置の、一単
位セルを示す平面概略図であり、補助素子として、非線
形抵抗素子を用い、非線形抵抗素子としては化学量論比
よりもシリコン含有量の多いシリコン窒化膜を使用し
た。第１図（ｂ）および（ｃ）は、第２図（ａ）におけ
る（イ）−（イ）′と（ロ）−（ロ）′の断面構造図で
ある。第２図24は、液晶駆動用透明画素電極ITO（イニ
ジウチスズ酸化膜）であり、スパッターによって成膜
し、パターニングを行った。22は非線形抵抗膜であり、
プラズマCVDで作成した非化学量論的シリコン窒化膜（S
iNx）である。26,23は、金属電極であり、26は駆動用電
極、23は補助素子用電極であり、本実施例では、クロム
をスパッターで成膜し、パターニングして分離した。
位セルを示す平面概略図であり、補助素子として、非線
形抵抗素子を用い、非線形抵抗素子としては化学量論比
よりもシリコン含有量の多いシリコン窒化膜を使用し
た。第１図（ｂ）および（ｃ）は、第２図（ａ）におけ
る（イ）−（イ）′と（ロ）−（ロ）′の断面構造図で
ある。第２図24は、液晶駆動用透明画素電極ITO（イニ
ジウチスズ酸化膜）であり、スパッターによって成膜
し、パターニングを行った。22は非線形抵抗膜であり、
プラズマCVDで作成した非化学量論的シリコン窒化膜（S
iNx）である。26,23は、金属電極であり、26は駆動用電
極、23は補助素子用電極であり、本実施例では、クロム
をスパッターで成膜し、パターニングして分離した。
非線形抵抗素子は25,26,27,28であり、27,28は補助素
子である。非線形抵抗素子25と26はまったく同一形状を
しており、約10μｍ×10μｍの面積、画素電極ITOは300
μｍ×250μｍの面積である。補助素子27と28は、非線
形抵抗素子26および26と同等の形状でも本発明の主旨か
ら問題ないが、本実施例においては、約５μｍ×10μｍ
の面積である。第２図（ｂ），（ｃ）は、同図（ａ）の
（イ）−（イ）′，（ロ）−（ロ）′の断面構造図であ
る。30は液晶層でツイストネコティックを使用、31,32
はそれぞれ上基板、下基板でガラスを使用、32は上基板
の液晶側に形成した透明電極ITOである。非線形抵抗素
子は、メタル/SiNx/ITOの三層構造である。修正を行っ
ていない通常動作は、非線形抵抗素子部25を通して電流
が流れるが、この素子が、破戒している場合は、もう一
方の非線形抵抗素子26との間の金属電極を、レーザーに
よって外部より切断し、補助素子部27と28は、同様にレ
ーザー光線によって加熱し、ITO電極29とメタル電極23
を短絡させる。その結果、非線形抵抗素子26を使用して
画素を動作させる。本実施例は以上の説明から明らか
に、補助素子を設けない従来素子の製造方法と比較し
て、成膜数やパターニング回数はそれぞれ３回で良く全
く変わらない。
子である。非線形抵抗素子25と26はまったく同一形状を
しており、約10μｍ×10μｍの面積、画素電極ITOは300
μｍ×250μｍの面積である。補助素子27と28は、非線
形抵抗素子26および26と同等の形状でも本発明の主旨か
ら問題ないが、本実施例においては、約５μｍ×10μｍ
の面積である。第２図（ｂ），（ｃ）は、同図（ａ）の
（イ）−（イ）′，（ロ）−（ロ）′の断面構造図であ
る。30は液晶層でツイストネコティックを使用、31,32
はそれぞれ上基板、下基板でガラスを使用、32は上基板
の液晶側に形成した透明電極ITOである。非線形抵抗素
子は、メタル/SiNx/ITOの三層構造である。修正を行っ
ていない通常動作は、非線形抵抗素子部25を通して電流
が流れるが、この素子が、破戒している場合は、もう一
方の非線形抵抗素子26との間の金属電極を、レーザーに
よって外部より切断し、補助素子部27と28は、同様にレ
ーザー光線によって加熱し、ITO電極29とメタル電極23
を短絡させる。その結果、非線形抵抗素子26を使用して
画素を動作させる。本実施例は以上の説明から明らか
に、補助素子を設けない従来素子の製造方法と比較し
て、成膜数やパターニング回数はそれぞれ３回で良く全
く変わらない。
本実施例においては非線形抵抗素子としてSiNx膜を使
用したが、これをメタル／絶縁膜／メタル構造をもつMI
Mを使用できることはもちろんである。さらに、形成膜
数は多くなるが、補助素子部のSiNx膜の他に、シリコン
酸化膜、SiO2,窒化膜Si3N4,五酸化タンタルTa2O5,その
他の絶縁膜を使用することができる。また、本発明にお
いて補助素子を２ヶ使用したが、この数は２ヶに限定さ
れないことは、以上の説明から明らかである。また、能
動素子として２個接近して形成したが、この距離も限定
されないことは明らかである。
用したが、これをメタル／絶縁膜／メタル構造をもつMI
Mを使用できることはもちろんである。さらに、形成膜
数は多くなるが、補助素子部のSiNx膜の他に、シリコン
酸化膜、SiO2,窒化膜Si3N4,五酸化タンタルTa2O5,その
他の絶縁膜を使用することができる。また、本発明にお
いて補助素子を２ヶ使用したが、この数は２ヶに限定さ
れないことは、以上の説明から明らかである。また、能
動素子として２個接近して形成したが、この距離も限定
されないことは明らかである。
以上説明してきたように、本発明による電気光学装置
によれば、電気特性が同等な非線形抵抗素子を２個また
は２個以上並列接続で画素電極と接続し、その一方は直
列に非線形抵抗素子または絶縁膜を介して容量を形成す
ることにより、画素欠陥があるパネルでも、レーザー光
線によって、液晶セルを組み終った後から容易に修正す
ることができ、しかも修正後の画素部の電気光学特性
が、修正しない部分の全く変らず、特に画素数が10万画
素以上の多ドット電気光学装置の製造歩留りを大巾に向
上することができるというすぐれた効果を有する。
によれば、電気特性が同等な非線形抵抗素子を２個また
は２個以上並列接続で画素電極と接続し、その一方は直
列に非線形抵抗素子または絶縁膜を介して容量を形成す
ることにより、画素欠陥があるパネルでも、レーザー光
線によって、液晶セルを組み終った後から容易に修正す
ることができ、しかも修正後の画素部の電気光学特性
が、修正しない部分の全く変らず、特に画素数が10万画
素以上の多ドット電気光学装置の製造歩留りを大巾に向
上することができるというすぐれた効果を有する。
第１図は、本発明による電気光学装置の一単位セルの等
価回路図、第２図（ａ）は、本発明による電気光学装置
の一単位セルの平面図、第２図（ｂ）は、第２図（ａ）
の（イ）−（イ）′の断面図、第２図（ｃ）は、（ロ）
−（ロ）′の断面図、第３図（ａ）は従来から公知のMI
M素子を用いた電気光学装置の等価回路図、（ｂ）は斜
視図、第４図は、非線形抵抗素子の電圧対電流特性図で
ある。 1,2,5,7……MIM素子 4,……電極 8,……透明電極 11,12……非線形抵抗素子 25,26……非線形抵抗素子 27,28……補助素子 22,……非線形抵抗膜 30,……液晶層
価回路図、第２図（ａ）は、本発明による電気光学装置
の一単位セルの平面図、第２図（ｂ）は、第２図（ａ）
の（イ）−（イ）′の断面図、第２図（ｃ）は、（ロ）
−（ロ）′の断面図、第３図（ａ）は従来から公知のMI
M素子を用いた電気光学装置の等価回路図、（ｂ）は斜
視図、第４図は、非線形抵抗素子の電圧対電流特性図で
ある。 1,2,5,7……MIM素子 4,……電極 8,……透明電極 11,12……非線形抵抗素子 25,26……非線形抵抗素子 27,28……補助素子 22,……非線形抵抗膜 30,……液晶層
Claims (3)
- 【請求項１】２枚の対向する基板と、該基板間に挟持さ
れた電気光学素子と、一方の基板の内面に形成した多数
の行電極群と、他方の基板の内面に形成した多数の列電
極群とからなり、少なくとも一方の基板の各画素は、そ
れぞれ画素電極と非線形抵抗素子からなるアクティブマ
トリックス電気光学装置において、前記非線形抵抗素子
は少なくとも一画素当り二個形成されており、前記一方
の非線形抵抗素子は、絶縁膜または非線形抵抗層を介し
て画素電極と直列に接続されていることを特徴とする電
気光学装置。 - 【請求項２】非線形抵抗素子は、導体間に形成した化学
量論比よりもシリコン含有量多いシリコン酸化膜、シリ
コン窒化膜、シリコン炭化膜、シリコン酸化窒化膜から
なることを特徴とする特許請求範囲第１項記載の電気光
学装置。 - 【請求項３】非線形抵抗素子は、金属−絶縁膜−金属構
造を有するMIM型であることを特徴とする特許請求範囲
第１項記載の電気光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62085374A JP2543696B2 (ja) | 1987-04-07 | 1987-04-07 | 電気光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62085374A JP2543696B2 (ja) | 1987-04-07 | 1987-04-07 | 電気光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63250627A JPS63250627A (ja) | 1988-10-18 |
| JP2543696B2 true JP2543696B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=13856942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62085374A Expired - Lifetime JP2543696B2 (ja) | 1987-04-07 | 1987-04-07 | 電気光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2543696B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5102361A (en) * | 1989-01-23 | 1992-04-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for the manufacture of active matrix display apparatuses |
| JP2518388B2 (ja) * | 1989-04-19 | 1996-07-24 | 日本電気株式会社 | アクティブマトリクス液晶表示素子 |
| JPH0445427A (ja) * | 1990-06-13 | 1992-02-14 | Nec Corp | 液晶表示素子 |
-
1987
- 1987-04-07 JP JP62085374A patent/JP2543696B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63250627A (ja) | 1988-10-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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