JP2745880B2 - カラー液晶表示パネル - Google Patents

カラー液晶表示パネル

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JP2745880B2 JP19691091A JP19691091A JP2745880B2 JP 2745880 B2 JP2745880 B2 JP 2745880B2 JP 19691091 A JP19691091 A JP 19691091A JP 19691091 A JP19691091 A JP 19691091A JP 2745880 B2 JP2745880 B2 JP 2745880B2
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    • G02F1/13Devices 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  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非線形抵抗素子を用い
た薄膜二端子素子型アクティブマトリクス液晶表示パネ
ルに関する。
【0002】
【従来の技術】LCDの各画素にスイッチング画素を直
列に配置したアクティブマトリクスLCDは、その表示
容量の大きさ、応答速度の速さ、コントラストの高さか
ら急激な進歩がみられる。これまでに発表されたアクテ
ィブマトリクスLCDの試作品のスイッチング素子に
は、アモルファスSiやポリSiを半導体材料とした薄
膜トランジスタ素子(TFT)が多く用いられている。
また一方では、製造および構造が比較的簡単であるた
め、製造工程が簡略化でき、高歩留り、低コスト化が期
待される薄膜二端子素子(以下TFDと略す)を用いた
アクティブマトリクスも注目されている。このTFDは
回路的には非線形抵抗素子である。
【0003】このような薄膜二端子素子型アクティブマ
トリクスLCD(以下TFD−LCDと略す)において
一番実用化に近いと考えられているLCDはTFDに金
属−非線形抵抗体−金属構造を有する素子(以下MIM
素子またはMIMと略す)を用いたLCD(以下MIM
−LCDと略す)である。MIMのようなTFDを液晶
と直列に接続することにより、TFDの電圧−電流特性
の高非線形により、TFD−液晶の電圧−透過率変化特
性の立上がりは急峻になり、液晶表示素子の走査本数を
大幅に増やすことが可能になる。このTFD−LCDの
等価回路を図5に示す。この等価回路は、走査電極とデ
ータ電極との間の、非線形抵抗素子3と液晶層9の直列
回路で表される。
【0004】このようなMIMを用いたLCDの従来例
は、論文では、例えば、D.R.Baraff,et.
al.,“The Optimization of
Metal−Insulator−Metal Non
−linear Devices for Use i
n Multiplexed Liquid Crys
tal Display”IEEE Trans.El
ectoron Devices,vol.ED−2
8,pp736−739(1981),および、両角伸
治、他、著250×240画素のラテラルMIM−LC
D テレビジョン学会技術報告(IPD83−8),p
39−44,1983年12月発行)がある。
【0005】また、誘電率の小さい窒化シリコンがMI
M素子用非線形抵抗体として用いた技術は、例えば、
M.Suzuki et al“A New Acti
veDiode Matrix LCD using
Off−stoichiometric SiNx L
ayer” Proceedings oftheSI
D,Vol.28 p101−104,1987に開示
されている。
【0006】さらに、カラーMIM−LCDについて
は、例えば、H.Aruga etal“A 10−i
n.−Diagonal Full−Color MI
MActive Matrix LCD” Proce
edings ofthe 9th IDRC,p16
8−171,1989に開示されている。
【0007】従来型のカラーMIM−LCDの構造を次
に示す。カラーMIM−LCDの一部分の透視構造平面
図を図3に示す。図3に示すカラーパネルはデータ信号
を分割してRGBのデータ信号を入力することによりカ
ラー表示を行っている。下部基板上に非線形抵抗素子3
およびデータ電極7が設けられており、対向側の上部基
板には対向透明走査電極8が設けられている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来のTFD−LCD
では非線形抵抗素子作製基板側の配線が1画素中にしめ
る面積の割合が多く、画素の開口率を上げることができ
ない。このためバックライトの輝度を下げることができ
ず、消費電力を下げることができないという解決すべき
課題がある。
【0009】本発明の目的は、高開口率の液晶画素を作
り、低消費電力のカラー薄膜二端子素子型アクティブマ
トリクス液晶表示パネルを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】第1の発明によれば、非
線形抵抗素子を介してリード電極と画素電極とが接続さ
れてなる下部基板と、前記画素電極と対応して対向透明
電極を設けた上部基板と、この上下基板に挟まれた液晶
とからなり、RGBのデータ信号を3本のデータ電極に
分割して入力することによりカラー表示を行うカラー液
晶表示パネルにおいて、前記リード電極を走査電極と
し、かつ、前記対向透明電極を前記データ電極として
けたことを特徴とするカラー液晶表示パネルが得られ
る。ここでいうリード電極とは、カラー液晶表示パネル
内の配線であって、駆動用の電気信号等を信号入力する
ために、基板周辺に引き出されて外部機器に電気的に接
続する電極である。
【0011】第2の発明によれば、非線形抵抗素子を介
してリード電極と画素電極とが接続されてなる下部基板
と、前記画素電極と対応して対向透明電極を設けた上部
基板と、この上下基板に挟まれた液晶とからなり、RG
Bの走査信号を3本の走査電極に分割して入力すること
によりカラー表示を行うカラー液晶表示パネルにおい
て、前記リード電極をデータ電極とし、かつ、前記対向
透明電極を前記走査電極として設けたことを特徴とする
カラー液晶表示パネルが得られる。
【0012】
【作用】本発明におけるカラー薄膜二端子素子型アクテ
ィブマトリクス液晶表示パネルを、図3に示した従来の
薄膜二端子素子型アクティブマトリクス液晶表示パネル
と比較して説明する。
【0013】図3に示すカラーパネルは、前述したよう
に、データ信号を分割してRGBのデータ信号を入力す
ることによりカラー表示を行っている。データ電極7は
非線形抵抗素子3の作製基板側に設け、走査電極8は非
線形抵抗基板の対向側に透明電極として設けられてい
る。
【0014】一方、本発明のカラー薄膜二端子素子型ア
クティブマトリクス液晶パネルの一部分の透視平面図を
図1に示す。図1に示すカラーパネルも図3に示すカラ
ーパネル同様、データ信号を分割してRGBのデータ信
号を入力することによりカラー表示を行っている。しか
し、従来のカラーパネルと違い走査電極2は非線形抵抗
素子3の作製基板側に設け、データ電極1は非線形抵抗
素子作製基板の対向側に透明電極として設けられてい
る。したがって、RGB3画素に対して非線形抵抗素子
作製基板側に1本の信号線しかない。
【0015】それに対し図3に示す従来のカラーパネル
ではRGB3画素に対して非線形抵抗素子作製基板側に
3本の信号線が必要である。このため、本発明による薄
膜二端子素子型アクティブマトリクス液晶表示パネル
は、従来の薄膜二端子素子型アクティブマトリクス液晶
表示パネルよりも1画素の面積の中で画素電極4を大き
くとることができる。したがって、高開口率の薄膜二端
子素子型アクティブマトリクス液晶表示パネルを作製す
ることができ、バックライトの消費電力を下げることが
できる。実際にRGB3画素で312×312μmの大
きさの画素において、従来構造と第1および第2の発明
による構造の画素の開口率の違いを図4に示す。横軸は
ブラックマトリクスと画素の重なり幅である。同じ重な
り幅で開口率が約9%違うことが分かる。また、従来構
造と第1および2の発明による構造の1画素の等価回路
は図5に示す通り、走査電極とデータ電極との間に液晶
層9と非線形抵抗素子3が直列につながった構造になっ
ている。
【0016】
【実施例】以下に本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。
【0017】実施例1 図1は、第1の発明により得られる薄膜二端子素子型ア
クティブマトリクス液晶表示パネルの一部分の透視平面
図である。下部ガラス基板をSiO2 等のガラス保護層
で被覆することも多いが、不可欠なものではないので省
略することもでき、本実施例では省略している。まず下
部ガラス基板に、下部電極としてCrを300から60
0オングストローム程度形成し、通常のフォトリソグラ
フィ法により、薄膜二端子素子の下部電極となる画素接
続電極6を形成する。次に、非線形抵抗体5として、S
iH4 ガスとN2 ガスを用いてグロー放電分解法により
窒化シリコン層の非線形抵抗体を800から2000オ
ングストローム程度形成し、フォトリソグラフィ法によ
りパターン化する。続いて上部電極としてCrを100
0オングストローム形成し、フォトリソグラフィ法によ
りパターン化し、走査電極2とする。画素電極4として
酸化インジウム−スズ(通常ITOとよばれている)を
形成し、パターン化する。
【0018】上部ガラス基板にITO膜を形成、パター
ン化し、対向透明データ電極1とする。下部ガラス基板
と上部ガラス基板とは、非線形抵抗素子3面および対向
透明データ電極1面を配向処理を施した後、配向処理を
施した面を向き合わせてガラスファイバ等のスペーサを
介して貼り合わせ、通常のエポキシ系接着剤によりシー
ルする。セル厚は5μmとする。
【0019】その後TN型液晶を注入し液晶層とする。
これを封止して薄膜二端子素子型アクティブマトリクス
液晶表示パネルを完成する。
【0020】実施例2 図2は、第2の発明により得られる薄膜二端子素子型ア
クティブマトリクス液晶表示パネルの一部分の透視平面
図である。下部ガラス基板をSiO2 等のガラス保護層
で被覆することも多いが、不可欠なものではないので省
略することもでき、本実施例では省略している。まず下
部ガラス基板に、下部電極としてCrを300から60
0オングストローム程度形成し、通常のフォトリソグラ
フィ法により、薄膜二端子素子の下部電極となる画素接
続電極6を形成する。次に、非線形抵抗体5として、S
iH4 ガスとN2 ガスを用いてグロー放電分解法により
窒化シリコン層の非線形抵抗体を800から2000オ
ングストローム程度形成し、フォトリソグラフィ法によ
りパターン化する。続いて上部電極としてCrを100
0オングストローム形成し、フォトリソグラフィ法によ
りパターン化し、データ電極7とする。画素電極4とし
て酸化インジウム−スズ(通常ITOとよばれている)
を形成し、パターン化する。
【0021】上部ガラス基板にITO膜を形成、パター
ン化し、対向透明走査電極8とする。下部ガラス基板と
上部ガラス基板とは、非線形抵抗素子3面および対向透
明走査電極8面を配向処理を施した後、配向処理を施し
た面を向き合わせてガラスファイバ等のスペーサを介し
て貼り合わせ、通常のエポキシ系接着剤によりシールす
る。セル厚は5μmとする。
【0022】その後TN型液晶を注入し液晶層とする。
これを封止して薄膜二端子素子型アクティブマトリクス
液晶表示パネルを完成する。
【0023】実施例では非線形抵抗体を窒化シリコンに
限ったが、この他シリコンカーバイド,酸化シリコン,
酸化タンタルなどでも同様な効果が得られた。
【0024】
【発明の効果】本発明を適用するならば1画素の開口率
を上げることができ、低消費電力のディスプレイを実現
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明の薄膜二端子素子型アクティブマト
リクス液晶パネルの一部の透視平面図である。
【図2】第2の発明の薄膜二端子素子型アクティブマト
リクス液晶パネルの一部の透視平面図である。
【図3】本発明を使用しない従来の薄膜二端子素子型ア
クティブマトリクス液晶パネルの一部の透視平面図であ
る。
【図4】第1の発明と本発明を使用しない従来の薄膜二
端子素子型アクティブマトリクス液晶パネルの開口率の
違いを示した図である。
【図5】薄膜二端子素子型アクティブマトリクス液晶パ
ネルの1画素の等価回路を示した図である。
【符号の説明】
1 対向透明データ電極 2 走査電極 3 非線形抵抗素子 4 画素電極 5 非線形抵抗体 6 画素接続電極 7 データ電極 8 対向透明走査電極 9 液晶層

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非線形抵抗素子を介してリード電極と画素
    電極とが接続されてなる下部基板と、前記画素電極と対
    応して対向透明電極を設けた上部基板と、この上下基板
    に挟まれた液晶とからなり、RGBのデータ信号を3本
    のデータ電極に分割して入力することによりカラー表示
    を行うカラー液晶表示パネルにおいて、前記リード電極
    を走査電極とし、かつ、前記対向透明電極を前記データ
    電極として設けたことを特徴とするカラー液晶表示パネ
    ル。
  2. 【請求項2】非線形抵抗素子を介してリード電極と画素
    電極とが接続されてなる下部基板と、前記画素電極と対
    応して対向透明電極を設けた上部基板と、この上下基板
    に挟まれた液晶とからなり、RGBの走査信号を3本の
    走査電極に分割して入力することによりカラー表示を行
    うカラー液晶表示パネルにおいて、前記リード電極をデ
    ータ電極とし、かつ、前記対向透明電極を前記走査電極
    として設けたことを特徴とするカラー液晶表示パネル。
JP19691091A 1991-08-07 1991-08-07 カラー液晶表示パネル Expired - Lifetime JP2745880B2 (ja)

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JPH0540280A JPH0540280A (ja) 1993-02-19
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