JP3794196B2

JP3794196B2 - Active matrix substrate

Info

Publication number: JP3794196B2
Application number: JP09001499A
Authority: JP
Inventors: 富雄曽根原
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2019-03-30
Also published as: JP2000284322A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空間光変調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空間光変調器は、電気光学媒質の上下に電界を与える構造であった。
【０００３】
また、ＡＳＩＡＤＩＳＰＬＡＹ９８ｐ．３７１記載のＦＦＳモードといわれる縦電界型の液晶表示モード、ＳＩＤ９８ＤＩＧＥＳＴｐ．３８９に記載のＩＰＳモードといわれる横電界型の液晶表示モードが開発されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，このような従来の空間光変調器にあっては，微細な画素を実現しようとすると、隣接画素からの漏れ電界や配向の干渉があって、高精細な変調画素を得るのが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、その目的は、高精細な変調画素を有する空間光変調装置を提供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、複数の電極により画素が形成されてなり、各電極にスイッチング素子が形成されてなり、前記画素がマトリクス状に形成されてなることが好ましい。また、前記スイッチング素子に接続して複数の配線が形成されてなり、前記各配線に接続して駆動回路が形成されてなることが好ましい。
【０００７】
このような構成とすることにより、微量領域における画素の電圧制御をスイッチング素子により行うことができる。画素領域に存在する全電極にスイッチング素子が接続されることにより、より好ましい制御が可能となる。
【０００８】
また、本発明の空間変調装置は、電気光学媒体に電位を印加する複数の電極を有する画素領域が複数形成されてなるアクティブマトリクス基板であって、一の画素領域における前記複数の電極のうち第１の電極に接続されたスイッチング素子と、前記各画素領域を分割する画素分離体とを備え、前記複数の電極のうち前記第１の電極に隣接する第２の電極は、前記一の画素領域に隣接する他の画素領域においてスイッチング素子に接続された第３の電極の延在部分からなり、前記第１の電極に接続されたスイッチング素子と前記第３の電極に接続されたスイッチング素子とは、同じゲート線に接続されてなることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、より密度の高い画素構造を持つ空間光変調器であっても隣接画素の影響を排除した高精度な振幅や位相に関する空間光変調器を構成可能とする。
【００１０】
また、前記電極は同一もしくは近接した平面、すなわち絶縁層を介して別の層に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
これによれば、微細加工プロセスを自在に応用して高密度画素を実現できる。
【００１２】
さらに、前記第１の電極は反射特性を有することを特徴とする。
【００１３】
これによれば、前記アクティブマトリクス基板は透明である必要がなく、反射型の高密度画素が実現できる。
【００１４】
また、前記電気光学媒体は液晶であることを特徴とする。
【００１５】
これによれば、隣接画素の配向の影響を前記画素分離体によって遮断した高密度画素が実現できる。
【００１６】
さらに、前記画素分離体は光重合された高分子重合体であることを特徴とする空間光変調器が提供される。
【００１７】
これによれば、隣接画素間を微細に区分けができ、隣接した画素の配向の影響をなくすことができる。
【００１８】
また、前記アクティブマトリクス基板はＭＯＳトランジスタを形成されたシリコンウェーファーであることを特徴とする。
【００１９】
これによれば、Ｓｉの微細加工プロセスを自在に応用して高精細画素を実現できる。
【００２０】
また、画素を構成する前記電極のうち少なくとも１つの電極は、スイッチング素子に接続されていることが好ましい。
【００２１】
これによれば、隣接画素の影響を排除した高精度な振幅や位相に関する光変調を可能とする。
【００２２】
さらに、画素を構成する前記電極のうち少なくとも１つの電極は、スイッチング素子に接続され、他の駆動電極は特定電位をもつ配線に接続されることが好ましい。
【００２３】
これによれば、隣接画素の影響を排除した高精度な振幅や位相に関する光変調を可能とする。
【００２４】
また、電気光学媒体に電位を印加する複数の電極を有する画素領域が複数形成されてなるアクティブマトリクス基板であって、一の画素領域における前記複数の電極のうち一の電極に接続されたスイッチング素子を有し、前記一の画素領域における前記複数の電極のうち他の電極は、前記スイッチング素子が接続されたゲート線に隣接するゲート線に接続されてなることを特徴とする。
【００２５】
これによれば、より少ない配線で同等なデバイス構造を実現できる。
【００２６】
また、前記スイッチング素子は、前記画素分離体と重なるように設置されることを特徴とする。
【００２７】
これによれば、開口率の低下を抑え、さらに開口率が電極の大きさに左右されない高精細画素が実現できる。
【００２８】
また、画素を構成する前記電極は、隣接する画素駆動用のスイッチング素子に各々接続されていることが好ましい。
【００２９】
これによれば、より少ない配線、少ない素子で同等なデバイス構造を実現できる。
【００３０】
さらに、前記第１の電極が接続されたスイッチング素子に表示データを送る信号線には、表示データ列の差電位に対応した信号を与える駆動信号を与えることを特徴とする。
【００３１】
これによれば、横隣接画素間の漏れ電界の少ないデバイス構造を実現できる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００３３】
［液晶パネルの構成］
図１１および図１２はそれぞれ、本形態に係る空間光変調装置に用いた液晶パネルを対向基板の側からみた平面図、および図１のＨ−Ｈ′線で切断したときの液晶パネルの断面図である。
【００３４】
図１１および図１２において、液晶パネル１は、電極がマトリクス状に形成されたアクティブマトリクス基板２００と、対向電極５３２および必要に応じて形成された遮光膜５３１が形成された対向基板４００と、これらの基板間に封入、挟持されている液晶５３９とから概略構成されている。アクティブマトリクス基板２００と対向基板４００とは、対向基板４００の外周縁に沿って形成されたギャップ材含有のシール材５５２によって所定の間隙を介して貼り合わされている。
【００３５】
また、アクティブマトリクス基板２００と対向基板４００との間には、シール材５５２によって液晶封入領域５４０が区画形成され、この液晶封入領域５４０内に液晶５３９が封入されている。この液晶封入領域５４０内において、アクティブマトリクス基板２００と対向基板４００と間にはスペーサ５３７を介在させることもある。シール材５５２としては、エポキシ樹脂や各種の紫外線硬化樹脂などを用いることができる。また、シール材５５２に配合されるギャップ材としては、約２μｍ〜約１０μｍの無機あるいは有機質のファイバ若しくは球などが用いられる。
【００３６】
ここで、シール材５５２は部分的に途切れているので、この途切れ部分によって、液晶注入口５４１が構成されている。このため、対向基板４００とアクティブマトリクス基板２００とを貼り合わせた後、シール材５５２の内側領域を減圧状態にすれば、液晶注入口５４１から液晶５３９を減圧注入でき、液晶５３９を封入した後、液晶注入口５４１を封止剤５４２で塞げばよい。対向基板４００には、シール材５５２の内側において画像表示領域８０を見切りするための遮光膜５５５も形成されている。対向基板４００のコーナー部のいずれにも、アクティブマトリクス基板２００と対向基板４００との間で電気的導通をとるための上下導通材５５６が形成されている。また、対向基板４００およびアクティブマトリクス基板２００の光入射側の面あるいは光出射側には、使用する液晶５３９の種類、動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の向きに配置される。
【００３７】
本形態において、対向基板４００はアクティブマトリクス基板２００よりも小さく、アクティブマトリクス基板２００の周辺部分は、対向基板４００の外周縁よりはみ出た状態に貼り合わされる。従って、アクティブマトリクス基板２００の駆動回路（走査線駆動回路７０やデータ線駆動回路６０）や入出力端子５４５は対向基板４００から露出した状態にある。
【００３８】
次に、図１は本発明の概要を示す断面図である。画素駆動用のスイッチング素子１０１を持つアクティブマトリクス基板１０２と透明基板１０３との間に電気光学媒体１０４である液晶が挟持され、画素１０５に対応した電気光学媒体はアクティブマトリクス基板上の少なくとも２つの電極によって駆動される。さらに画素１０５は画素分離体１０６により隣接画素と区分けされ、隣接画素の液晶配向の影響をうけにくい構造になっている。電気光学媒体はアクティブマトリクス基板に設けられた少なくとも２つの駆動電極１０７により駆動電界が与えられる。一つの画素内には少なくとも２つの駆動電極が配置され、電極間の電位によって横電界、もしくは縦電界が電気光学媒体に加わる。画素は画素分離体によって１画素１画素に各画素間を物理的に分割されている。これにより周囲画素の配向変化の影響が排除される。この効果は画素ピッチが小さくなり隣接画素からの漏れ電界や配向変化の影響が顕在化する高密度デバイスにおいて、より発揮される。図２は本発明の空間光変調装置の一部を正面からみた拡大図である。１画素２０１は画素分離体２０３によって分離され、画素の電気光学媒体は駆動電極２０２によって電界が与えられる。動作が可能な電気光学媒体として、たとえばＬｉＮｂＯ3やポーリングされた有機高分子膜、ＳｍＡ液晶、高分子に分散されたネマチック液晶、ネマチック液晶、などがある。
【００３９】
駆動電極は図１、図２の場合、同じ平面上に形成されているが、電極間に絶縁層を挟んだ準平面的な構造としても良い。
【００４０】
本実施例で採用したより具体的な構成を表１に示す。
【００４１】
【表１】

【００４２】
Ｓｉウェーハーを用いたアクティブマトリクス基板は、日経エレクトロニクス１９８１年２．１６号ｐ．１６４に記載のものと同様な製造法により作られたが、画素に対応する電極配置が図１、図２のように異なっている。
【００４３】
また、画素分離体はＳＩＤ９６ＤＩＧＥＳＴｐ．６１１に記載された光感光性モノマーを液晶中に溶解し、液晶とポリマーの相分離を利用して形成する方法や、直接モノマーに紫外光をマスク露光し光重合して形成する方法を採用した。
【００４４】
図３は本実施例で採用した空間光変調器の画素回路構成の例である。トランジスタ３０１はソース線３０２、ゲート線３０３そしてドレインがトランジスタ側画素電極３０４と補助容量３０５に接続されている。もう一方の画素電極３０６は共通電位線３０７に接続されている。共通電位線はソース振幅のほぼ中点に電位が固定され、トランジスタ側画素電極の電位変化に応じた電界が電極をまたいで設置されている電気光学媒体に印加される。したがって１画素は３０９で示した領域となる。基本的な駆動は、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）を用いたアクティブマトリクス基板により行う。また、アクティブマトリクス基板を用いたＬＣＤや、ＭＯＳトランジスタを基板上に形成したマトリクス型ＬＣＤと同様に行うことができる。
【００４５】
前述したように電気光学媒体には電極間に平行に生じる横電界、もしくは電極上（紙面に平行）に平行に生じる縦電界が加わる。表１に示したＥＣＢモードやＴＮモード液晶を、典型的な電気光学媒体として採用できる。通常これらの液晶モードは、画素電極に対向して設置された共通電極とのあいだに発生する縦電界を用いるが、本実施例ではアクティブマトリクス基板上の少なくとも２つの画素電極間で発生する電界を利用する。その一方で隣接画素の配向の影響を画素分離体によって遮断している。
【００４６】
図３ではアクティブマトリクス基板上で液晶が３０８となる初期配向処理を行い、横電界により液晶のダイレクターが面内でねじれる動きをするようにした。対向基板側の配向処理は３０８と反平行でも、基板に対し垂直な処理でも作用する。
【００４７】
図４は共通電位線４０７を両側の電極と共有した画素回路構成の例である。簡単のためにトランジスタのドレインにつながる補助容量は描いていない。画素４０９は共通電位側の電極とトランジスタ側の電極をまたいでいる。基本的な動作は図３と同様である。
【００４８】
図５は共通電位線を用いずに前Ｘ画素行のゲート線電位を利用した画素回路の構成例である。簡単のため、トランジスタのドレインにつながる補助容量は描いていない。動作は図３の場合と同様である。
【００４９】
図６は共通電位線を用いずにすべての電極電位をトランジスタで制御する構造の例である。簡単のためにトランジスタのドレインにつながる補助容量は描いていない。図３、図４、図５の構成ではトランジスタ側電極とペアになる電極の電位は基本的に固定した電位となるが、図６ではすべての電極が独立に電位を与えられる。１画素６０９は電極間の差電位で駆動されるので、駆動時のソース信号は、表示したいデータの差を入れることになる。これについては後述する。
【００５０】
図７は同様な差信号で駆動する別の構成である。図６は１画素を２トランジスタ、２電極で構成したが、図７の構成では画素分離体によって隣接画素電極の一部を駆動電極として物理的に分割している。したがって１画素は実効的に１トランジスタ、１電極となり、図６の構成よりもトランジスタ数が半分に削減できるところがメリットである。また、トランジスタ、ソース配線、ゲート配線、補助容量を画素分離体の下、アクティブマトリクス側、つまり平面的に重なる位置に設置できることから、画素領域割合（開口率）の低下を抑えることができる。さらに開口率が電極の大きさに限定されない効果もある。隣接画素と同電位なので漏れ電界の影響が少ないこともメリットである。さらにアクティブマトリクス基板をＴＦＴを形成した透明基板とすると、トランジスタ、ソース配線、ゲート配線、補助容量部分を覆う遮光層を画素分離体形成時のセルフアラインマスクとして用いることができる。
【００５１】
図８は補助容量の接地先として隣接した選択信号線（たとえば前のＸラインである画素行に対応するゲート配線）とした画素回路構成の例である。つまり前ラインが選択された後、前ラインのゲート配線は固定電位に設定されることが多いためである。
【００５２】
次に、図６、図７、図８で用いる差電位を利用した駆動法を説明する。
【００５３】
図９は差電位を与える駆動ソース線信号の一例である。ある画素行の表示データ列９０１が…１１０１００１０…であったとすると、表示データを送る信号線である、駆動ソース線信号９０２は、表示データ列の差電位に対応した…０１００１１１００…となる。簡単のためここでは２値の信号を駆動信号として与えたが、特定の電位から差を計算して与えればよいので多値やアナログ信号も取り扱える。
【００５４】
図１０は横電界を用いた場合、電界の方向を情報として加えることができる例である。電界の方向に応じて０、＋１、−１の３レベルの電界を与えることができる。図中矢印１００１は電界の方向を示している。電界の方向を利用する液晶モードに強誘電性液晶や反強誘電性液晶があり、これの駆動に適している。
【００５５】
このような差電位を与える駆動は、大きな塗りつぶしなどの場合であっても画素にかかる電位を交流化しやすい特徴を持ち、電気光学媒体に与える直流印加による劣化を防止できる。
【００５６】
以上本発明の実施例について述べてきたが、本発明は実施例に述べた単純な電極形状だけでなくから、櫛歯型、直交型などさまざまな形状に応用可能である。本発明は画素の構成を電極だけでなく物理的な分離手段によっても区分けするため、より微細な画素の形成が可能となる。このほかにも、広く光情報処理や表示装置などに応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる空間光変調器の模式的断面図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる空間光変調装置の一部を正面からみた拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる空間光変調器の画素回路の構成図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる縮小投影された表示パターン群である。
【図５】本発明の実施の形態にかかる別の画素回路の構成図である。
【図６】本発明の実施の形態にかかる１画素を２トランジスタ、２電極で構成した画素回路構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態にかかる差信号で駆動する別の画素回路の構成図である。
【図８】本発明の実施の形態にかかる隣接した選択信号線に接地した画素回路の構成図である。
【図９】本発明の実施の形態にかかる差電位を与える駆動法の模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態にかかる電界の方向を情報として与えた駆動法の模式図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る液晶パネルの平面図を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る液晶パネルの断面図を示す図である。
【符号の説明】
１０１スイッチング素子
１０２アクティブマトリクス基板
１０３基板
１０４電気光学媒体
１０５画素
１０６画素分離体
１０７駆動電極
２０１１画素
２０２駆動電極
２０３画素分離体
３０１トランジスタ
３０２ソース線
３０３ゲート線
３０４トランジスタ側画素電極
３０５補助容量
３０６共通電位線側画素電極
３０７、４０７共通電位線
３０８、４０９初期配向方向
３０９、６０９１画素領域
４０１、５０１投影ＬＣＤパターン
９０１ある画素行の表示データ列
９０２駆動ソース線信号
１００１電界の方向[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spatial light modulation device.
[0002]
[Prior art]
A conventional spatial light modulator has a structure for applying an electric field above and below an electro-optic medium.
[0003]
In addition, ASIA DISPLAY98 p. 371, a vertical electric field type liquid crystal display mode called FFS mode, SID98 DIGEST p. 389, a lateral electric field type liquid crystal display mode called IPS mode has been developed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional spatial light modulator, if a fine pixel is to be realized, it is difficult to obtain a high-definition modulation pixel due to a leakage electric field and orientation interference from adjacent pixels. There was a problem that there was.
[0005]
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object thereof is to provide a spatial light modulation device having high-definition modulation pixels.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, it is preferable that a pixel is formed by a plurality of electrodes, a switching element is formed on each electrode, and the pixels are formed in a matrix. Further, it is preferable that a plurality of wirings are formed connected to the switching element, and a driving circuit is formed connected to each wiring.
[0007]
With such a configuration, the voltage control of the pixel in the minute amount region can be performed by the switching element. More preferable control is possible by connecting switching elements to all the electrodes present in the pixel region.
[0008]
The spatial modulation device according to the present invention is an active matrix substrate in which a plurality of pixel regions having a plurality of electrodes for applying a potential to an electro-optic medium are formed, and the first of the plurality of electrodes in one pixel region. A switching element connected to one electrode and a pixel separator that divides each pixel region, and a second electrode adjacent to the first electrode among the plurality of electrodes is the one pixel region A switching element connected to the first electrode and a switching element connected to the third electrode, each of which includes an extension portion of a third electrode connected to the switching element in another pixel region adjacent to the switching element. Are connected to the same gate line.
[0009]
According to this, even with a spatial light modulator having a higher density pixel structure, it is possible to configure a spatial light modulator related to a highly accurate amplitude and phase that excludes the influence of adjacent pixels.
[0010]
The electrodes may be formed on the same or adjacent planes, that is, on different layers with an insulating layer interposed therebetween.
[0011]
According to this, a high-density pixel can be realized by freely applying a microfabrication process.
[0012]
Further, the first electrode has a reflection characteristic.
[0013]
According to this, the active matrix substrate does not need to be transparent, and a reflective high-density pixel can be realized.
[0014]
The electro-optic medium is a liquid crystal.
[0015]
According to this, it is possible to realize a high-density pixel in which the influence of the orientation of adjacent pixels is blocked by the pixel separator.
[0016]
Furthermore, the spatial light modulator is provided in which the pixel separator is a photopolymerized polymer.
[0017]
According to this, the adjacent pixels can be finely divided, and the influence of the orientation of the adjacent pixels can be eliminated.
[0018]
The active matrix substrate is a silicon wafer on which MOS transistors are formed.
[0019]
According to this, a high-definition pixel can be realized by freely applying a microfabrication process of Si.
[0020]
Moreover, it is preferable that at least one of the electrodes constituting the pixel is connected to a switching element.
[0021]
According to this, it is possible to perform optical modulation related to amplitude and phase with high accuracy that excludes the influence of adjacent pixels.
[0022]
Further, it is preferable that at least one of the electrodes constituting the pixel is connected to a switching element, and the other driving electrode is connected to a wiring having a specific potential.
[0023]
According to this, it is possible to perform optical modulation related to amplitude and phase with high accuracy that excludes the influence of adjacent pixels.
[0024]
An active matrix substrate in which a plurality of pixel regions having a plurality of electrodes for applying an electric potential to an electro-optic medium are formed, and a switching element connected to one of the plurality of electrodes in one pixel region And the other electrode of the plurality of electrodes in the one pixel region is connected to a gate line adjacent to the gate line to which the switching element is connected.
[0025]
According to this, an equivalent device structure can be realized with fewer wires.
[0026]
The switching element may be installed so as to overlap the pixel separator.
[0027]
According to this, it is possible to realize a high-definition pixel in which a decrease in the aperture ratio is suppressed and the aperture ratio is not affected by the electrode size.
[0028]
Moreover, it is preferable that the said electrode which comprises a pixel is connected to the switching element for an adjacent pixel drive, respectively.
[0029]
According to this, an equivalent device structure can be realized with fewer wires and fewer elements.
[0030]
Further, the signal line for sending display data to the switching element connected to the first electrode is provided with a drive signal for giving a signal corresponding to the difference potential of the display data string.
[0031]
According to this, it is possible to realize a device structure with a small leakage electric field between laterally adjacent pixels.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0033]
[Configuration of LCD panel]
11 and 12 are a plan view of the liquid crystal panel used in the spatial light modulation device according to the present embodiment as viewed from the counter substrate side, and a cross-sectional view of the liquid crystal panel when cut along the line H-H 'in FIG. It is.
[0034]
11 and 12, the liquid crystal panel 1 includes an active matrix substrate 200 in which electrodes are formed in a matrix, a counter substrate 400 in which a counter electrode 532 and a light shielding film 531 formed as necessary are formed, and these The liquid crystal 539 is sealed and sandwiched between the substrates. The active matrix substrate 200 and the counter substrate 400 are bonded to each other through a predetermined gap by a gap material-containing sealing material 552 formed along the outer peripheral edge of the counter substrate 400.
[0035]
In addition, a liquid crystal sealing region 540 is defined by a sealing material 552 between the active matrix substrate 200 and the counter substrate 400, and the liquid crystal 539 is sealed in the liquid crystal sealing region 540. In the liquid crystal sealing region 540, a spacer 537 may be interposed between the active matrix substrate 200 and the counter substrate 400. As the sealant 552, an epoxy resin, various ultraviolet curable resins, or the like can be used. In addition, as a gap material to be blended with the sealing material 552, an inorganic or organic fiber or sphere of about 2 μm to about 10 μm is used.
[0036]
Here, since the sealing material 552 is partially interrupted, the interrupted portion constitutes the liquid crystal injection port 541. Therefore, after the counter substrate 400 and the active matrix substrate 200 are bonded together, if the inner region of the sealant 552 is in a reduced pressure state, the liquid crystal 539 can be injected under reduced pressure from the liquid crystal injection port 541, and after the liquid crystal 539 is sealed, The liquid crystal injection port 541 may be blocked with a sealant 542. On the counter substrate 400, a light shielding film 555 for cutting off the image display region 80 inside the sealing material 552 is also formed. A vertical conduction member 556 for establishing electrical conduction between the active matrix substrate 200 and the counter substrate 400 is formed at any corner portion of the counter substrate 400. Further, on the light incident side surface or the light emitting side of the counter substrate 400 and the active matrix substrate 200, a polarizing film is used depending on the type of liquid crystal 539 used, the operation mode, and the normally white mode / normally black mode. A retardation film, a polarizing plate, and the like are arranged in a predetermined direction.
[0037]
In this embodiment, the counter substrate 400 is smaller than the active matrix substrate 200, and the peripheral portion of the active matrix substrate 200 is bonded to a state of protruding from the outer peripheral edge of the counter substrate 400. Therefore, the driving circuit (scanning line driving circuit 70 and data line driving circuit 60) and the input / output terminal 545 of the active matrix substrate 200 are exposed from the counter substrate 400.
[0038]
Next, FIG. 1 is a sectional view showing an outline of the present invention. A liquid crystal, which is an electro-optic medium 104, is sandwiched between an active matrix substrate 102 having a pixel driving switching element 101 and a transparent substrate 103, and the electro-optic medium corresponding to the pixel 105 has at least two electrodes on the active matrix substrate. Driven by. Further, the pixel 105 is separated from the adjacent pixels by the pixel separator 106, and has a structure that is not easily affected by the liquid crystal alignment of the adjacent pixels. The electro-optic medium is given a drive electric field by at least two drive electrodes 107 provided on the active matrix substrate. At least two drive electrodes are arranged in one pixel, and a horizontal electric field or a vertical electric field is applied to the electro-optic medium by a potential between the electrodes. Each pixel is physically divided into one pixel and one pixel by a pixel separator. This eliminates the influence of changes in the orientation of surrounding pixels. This effect is more exhibited in a high-density device in which the pixel pitch is reduced and the influence of leakage electric field and orientation change from adjacent pixels becomes obvious. FIG. 2 is an enlarged view of a part of the spatial light modulator of the present invention as seen from the front. One pixel 201 is separated by a pixel separator 203, and an electric field is applied to the electro-optic medium of the pixel by a drive electrode 202. Examples of the electro-optic medium that can be operated include LiNbO3, a polled organic polymer film, an SmA liquid crystal, a nematic liquid crystal dispersed in a polymer, and a nematic liquid crystal.
[0039]
In the case of FIGS. 1 and 2, the drive electrodes are formed on the same plane, but may have a quasi-planar structure in which an insulating layer is sandwiched between the electrodes.
[0040]
Table 1 shows a more specific configuration adopted in this example.
[0041]
[Table 1]

[0042]
An active matrix substrate using a Si wafer is Nikkei Electronics, 1981, 2.16 p. The manufacturing method is the same as that described in 164, but the electrode arrangement corresponding to the pixel is different as shown in FIGS.
[0043]
The pixel separator is SID96 DIGEST p. The method of dissolving the photosensitive monomer described in No. 611 in the liquid crystal and using phase separation between the liquid crystal and the polymer, or the method of directly forming the monomer by mask exposure to ultraviolet light and photopolymerization was adopted. .
[0044]
FIG. 3 shows an example of the pixel circuit configuration of the spatial light modulator employed in this embodiment. The transistor 301 has a source line 302, a gate line 303, and a drain connected to the transistor side pixel electrode 304 and the auxiliary capacitor 305. The other pixel electrode 306 is connected to the common potential line 307. The potential of the common potential line is fixed at substantially the middle point of the source amplitude, and an electric field corresponding to the potential change of the transistor side pixel electrode is applied to the electro-optic medium installed across the electrodes. Therefore, one pixel is an area indicated by 309. Basic driving is performed by an active matrix substrate using a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT). Further, it can be performed in the same manner as an LCD using an active matrix substrate or a matrix LCD in which MOS transistors are formed on a substrate.
[0045]
As described above, a lateral electric field generated in parallel between the electrodes or a vertical electric field generated in parallel on the electrodes (parallel to the paper surface) is applied to the electro-optic medium. The ECB mode or TN mode liquid crystal shown in Table 1 can be employed as a typical electro-optic medium. Usually, these liquid crystal modes use a vertical electric field generated between a common electrode disposed opposite to the pixel electrode. In this embodiment, an electric field generated between at least two pixel electrodes on the active matrix substrate is used. Use. On the other hand, the influence of the orientation of adjacent pixels is blocked by the pixel separator.
[0046]
In FIG. 3, an initial alignment process is performed on the active matrix substrate so that the liquid crystal becomes 308, and the liquid crystal director is twisted in the plane by a horizontal electric field. The alignment process on the counter substrate side is either anti-parallel to 308 or a process perpendicular to the substrate.
[0047]
FIG. 4 shows an example of a pixel circuit configuration in which the common potential line 407 is shared with the electrodes on both sides. For the sake of simplicity, the auxiliary capacitor connected to the drain of the transistor is not drawn. The pixel 409 straddles the common potential side electrode and the transistor side electrode. The basic operation is the same as in FIG.
[0048]
FIG. 5 is a configuration example of a pixel circuit using the gate line potential of the previous X pixel row without using the common potential line. For simplicity, the auxiliary capacitance connected to the drain of the transistor is not drawn. The operation is the same as in FIG.
[0049]
FIG. 6 shows an example of a structure in which all electrode potentials are controlled by transistors without using a common potential line. For the sake of simplicity, the auxiliary capacitor connected to the drain of the transistor is not drawn. 3, 4, and 5, the potential of the electrode paired with the transistor side electrode is basically a fixed potential, but in FIG. 6, all the electrodes are independently given potential. Since one pixel 609 is driven with a potential difference between electrodes, a source signal at the time of driving includes a difference in data to be displayed. This will be described later.
[0050]
FIG. 7 shows another configuration driven by the same difference signal. In FIG. 6, one pixel is composed of two transistors and two electrodes, but in the structure of FIG. 7, a part of adjacent pixel electrodes is physically divided as drive electrodes by a pixel separator. Therefore, one pixel is effectively one transistor and one electrode, which is advantageous in that the number of transistors can be reduced by half compared to the configuration of FIG. In addition, since the transistor, the source wiring, the gate wiring, and the auxiliary capacitor can be installed under the pixel separator and on the active matrix side, that is, in a planarly overlapping position, a reduction in the pixel area ratio (aperture ratio) can be suppressed. Further, there is an effect that the aperture ratio is not limited to the size of the electrode. Since the potential is the same as that of adjacent pixels, there is also a merit that the influence of the leakage electric field is small. Further, when the active matrix substrate is a transparent substrate on which TFTs are formed, a light shielding layer covering transistors, source wirings, gate wirings, and auxiliary capacitance portions can be used as a self-alignment mask when forming a pixel separator.
[0051]
FIG. 8 shows an example of a pixel circuit configuration in which an adjacent selection signal line (for example, a gate wiring corresponding to a pixel row that is the previous X line) is used as a grounding destination of the auxiliary capacitor. That is, after the previous line is selected, the gate wiring of the previous line is often set to a fixed potential.
[0052]
Next, a driving method using the differential potential used in FIGS. 6, 7, and 8 will be described.
[0053]
FIG. 9 shows an example of a drive source line signal that gives a difference potential. If the display data column 901 of a certain pixel row is... 11010010..., The drive source line signal 902, which is a signal line for sending display data, becomes. For the sake of simplicity, a binary signal is given here as a drive signal. However, a multi-value signal or an analog signal can be handled because it is only necessary to calculate a difference from a specific potential.
[0054]
FIG. 10 shows an example in which the direction of the electric field can be added as information when a horizontal electric field is used. Depending on the direction of the electric field, a three-level electric field of 0, +1, −1 can be applied. In the figure, an arrow 1001 indicates the direction of the electric field. Ferroelectric liquid crystals and antiferroelectric liquid crystals are available as liquid crystal modes that use the direction of the electric field, and are suitable for driving them.
[0055]
Such a drive for applying a difference potential has a feature that the potential applied to the pixel is easily converted to an alternating current even in the case of a large painting, and can prevent deterioration due to the direct current applied to the electro-optic medium.
[0056]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be applied not only to the simple electrode shapes described in the embodiments but also to various shapes such as a comb-tooth shape and an orthogonal shape. In the present invention, the pixel configuration is divided not only by the electrodes but also by a physical separation means, so that a finer pixel can be formed. In addition, it can be widely applied to optical information processing and display devices.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a spatial light modulator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a part of the spatial light modulation device according to the embodiment of the present invention as seen from the front.
FIG. 3 is a configuration diagram of a pixel circuit of the spatial light modulator according to the embodiment of the invention.
FIG. 4 shows a reduced projected display pattern group according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram of another pixel circuit according to the embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a diagram illustrating a pixel circuit configuration in which one pixel according to an embodiment of the present invention includes two transistors and two electrodes.
FIG. 7 is a configuration diagram of another pixel circuit driven by the difference signal according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram of a pixel circuit grounded to an adjacent selection signal line according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic diagram of a driving method for applying a difference potential according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic diagram of a driving method in which the direction of the electric field according to the embodiment of the present invention is given as information.
FIG. 11 is a plan view of a liquid crystal panel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
101 switching element 102 active matrix substrate 103 substrate 104 electro-optic medium 105 pixel 106 pixel separator 107 drive electrode 201 1 pixel 202 drive electrode 203 pixel separator 301 transistor 302 source line 303 gate line 304 transistor side pixel electrode 305 auxiliary capacitor 306 common Potential line side pixel electrodes 307 and 407 Common

potential lines

308 and 409

Initial alignment directions

309 and 609 One pixel area 401 and 501 Projected LCD pattern 901 Display data column 902 in a certain pixel row Drive source line signal 1001 Electric field direction

Claims

An active matrix substrate in which a plurality of pixel regions having a plurality of electrodes for applying a potential to an electro-optic medium are formed,
A switching element connected to a first electrode among the plurality of electrodes in one pixel region;
A pixel separator that divides each pixel region,
Of the plurality of electrodes, the second electrode adjacent to the first electrode comprises an extended portion of a third electrode connected to a switching element in another pixel region adjacent to the one pixel region,
The active matrix substrate, wherein the switching element connected to the first electrode and the switching element connected to the third electrode are connected to the same gate line.

2. The active matrix substrate according to claim 1, wherein the plurality of electrodes are formed on the same plane.

2. The active matrix substrate according to claim 1, wherein the plurality of electrodes are formed in different layers with an insulating layer interposed therebetween.

4. The active matrix substrate according to claim 1, wherein the first electrode has reflection characteristics.

5. The active matrix substrate according to claim 1, wherein the electro-optic medium is a liquid crystal.

6. The active matrix substrate according to claim 1, wherein the pixel separator is a photopolymerized polymer.

7. The active matrix substrate according to claim 1, wherein the active matrix substrate is a silicon wafer on which MOS transistors are formed.

2. The active matrix substrate according to claim 1, wherein the switching element is provided so as to overlap the pixel separator.

2. The active matrix substrate according to claim 1, wherein the storage capacitor connected to the drain of the switching element formed on the first electrode is connected to the gate line of the previous line.

2. The active matrix substrate according to claim 1, wherein the electro-optic medium is driven with a difference potential between the first electrode and the second electrode in the one pixel region.

2. The active matrix substrate according to claim 1, wherein a drive signal for supplying a signal corresponding to a difference potential of the display data string is applied to a signal line for transmitting display data to the switching element connected to the first electrode. .

An active matrix substrate in which a plurality of pixel regions having a plurality of electrodes for applying a potential to an electro-optic medium are formed,
A switching element connected to one of the plurality of electrodes in one pixel region;
An active matrix substrate, wherein the other electrode of the plurality of electrodes in the one pixel region is connected to a gate line adjacent to a gate line to which the switching element is connected.