JPH0135352B2 - - Google Patents

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JPH0135352B2
JPH0135352B2 JP55062922A JP6292280A JPH0135352B2 JP H0135352 B2 JPH0135352 B2 JP H0135352B2 JP 55062922 A JP55062922 A JP 55062922A JP 6292280 A JP6292280 A JP 6292280A JP H0135352 B2 JPH0135352 B2 JP H0135352B2
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JP
Japan
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mim
liquid crystal
crystal display
display cell
switch device
Prior art date
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Expired
Application number
JP55062922A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS55161273A (en
Inventor
Robin Barafu Debitsudo
Meemetsuto Serinken Nuru
Uiriamu Sutoreetaa Richaado
Jan Mainaa Kaara
Jeimusu Bointon Robaato
Kennesu Makuroorin Bureeru
Deikuson Uesutotsudo Uiriamu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nortel Networks Ltd
Original Assignee
Northern Telecom Ltd
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Publication date
Application filed by Northern Telecom Ltd filed Critical Northern Telecom Ltd
Publication of JPS55161273A publication Critical patent/JPS55161273A/en
Publication of JPH0135352B2 publication Critical patent/JPH0135352B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • 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
    • G02F1/1365Active matrix addressed cells in which the switching element is a two-electrode device

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液晶(LC)表示装置、ことに高い
レベルにマルチプレクス(multiplex)されたこ
のような表示セルのマトリツクスに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to liquid crystal (LC) display devices, particularly matrices of such display cells that are highly multiplexed.

LC表示セルのためのマトリツクス・マルチプ
レクスド・アドレス指定の構成において、一連の
走査電圧Vsは、たとえば、一連の行導体(走査
ライン)のおのおのに順次に加えられ、一方一連
のデータ・パルスVdは一連の列導体(データ・
ライン)の選択されたものに加えられる。LC画
要素(ベル、pel)を選択された行列のインター
セクシヨンにおいてオンにするために、それぞれ
選択された行列に加えられたVsおよびVdの間の
差を十分に大きくして、この分野で知られている
方法において、液晶の分子配向を変え、こうして
セルの光学透過率を変える。
In a matrix multiplexed addressing arrangement for LC display cells, a series of scan voltages V s are applied sequentially to each of a series of row conductors (scan lines), for example, while a series of data pulses is applied to each of a series of row conductors (scan lines). V d is a series of column conductors (data
line) is added to the selected one. In order to turn on the LC picture element (bel, pel) at the intersection of the selected matrices, the difference between V s and V d added to the selected matrices, respectively, is large enough to In methods known in the art, the molecular orientation of the liquid crystal is changed, thus changing the optical transmission of the cell.

いくつかの因子は、LC表示セルにおいてマル
チプレクスできるラインの数を制限する。
Several factors limit the number of lines that can be multiplexed in an LC display cell.

第1に、ペルを選んだとき、選ばれた列中の他
の選択されないペルもパルスVdを経験する。1
つのアドレス期間について、これらのペルが経験
する交流電圧のRMS値はそれらをオンにするの
には不十分であるが、列中のN個のペルが単一の
場の走査においてオンおよびオフにスイツチされ
る場合、オフのペルはN個のアドレス期間につい
てVdを経験するであろう。これはペルをオンに
するのに十分であることがある。オンのペルによ
り見られるRMS電圧対オフのペルに見られる
RMS電圧の比は、 であることを、示すことができる。Nが増加する
につれて、この比は小さくなり、そして液晶はオ
ンとオフを分離する鋭い閾値をもたないので、オ
ンおよびオフのペル間のコントラスト比は小さく
なる。行導体のある数において、コントラスト比
は許容できなくなる。
First, when a pel is selected, other unselected pels in the selected column also experience a pulse V d . 1
For one address period, the RMS value of the alternating voltage these pels experience is insufficient to turn them on, but the N pels in the column turn on and off in a single field scan. If switched, the off pel will experience V d for N address periods. This may be enough to turn on Pell. RMS voltage seen by a pel on vs. seen by a pel off
The ratio of RMS voltage is It can be shown that As N increases, this ratio becomes smaller, and since the liquid crystal does not have a sharp threshold separating on and off, the contrast ratio between on and off pels becomes smaller. At a certain number of row conductors, the contrast ratio becomes unacceptable.

この問題はセルを見る角度が最適値からはずれ
るとき複合する。また、LC電子―光応答は温度
に依存するので、LCがVpffで高温においてオフ
となり、そしてVpoで低温においてオンになる場
合、VpffとVpoとの間の差は一定温度における使
用よりも大きくなくてはならない。
This problem is compounded when the angle at which the cell is viewed deviates from the optimal value. Also, since the LC electron-photoresponse is temperature dependent, if the LC is turned off at high temperature with V pff and turned on at low temperature with V po , the difference between V pff and V po is must be larger than

上の理由で、先行技術はマルチプレクシングを
約4ライン(または、温度補正表示セルについて
8ライン)に制限する。
For the above reasons, the prior art limits multiplexing to approximately 4 lines (or 8 lines for temperature compensated display cells).

この問題を解決する1つの提案は、走査ライン
およびデータ・ラインのインターセクシヨンにお
いて各液晶ペルと直列にスイツチを配置し、これ
によつてパルスVdがスイツチまたはそれにより
制御されるペルを作動させず、これに対しLCが
電圧を経験したとき選択パルスVs+Vdがスイツ
チを作動するようにすることである。このような
スイツチはゼロ電圧に関して対称であるべきであ
る。なぜなら、液晶の不可逆的電子―化学的劣化
を防止する目的で、正味のDCバイアスは避ける
べきである。
One proposal to solve this problem is to place a switch in series with each liquid crystal pel at the intersection of the scan and data lines, whereby the pulse V d activates the switch or the pel controlled by it. Instead, the selection pulse V s +V d activates the switch when the LC experiences a voltage. Such a switch should be symmetrical about zero voltage. Because, in order to prevent irreversible electro-chemical degradation of the liquid crystal, net DC bias should be avoided.

その最も広い面において、本発明はスイツチと
して薄い金属―絶縁体―金属(MIM)装置の使
用を提案する。MIM装置はトンネル効果
(tunnelling)またはトラツプ深さの変調により
機能する。前者において、キヤリヤは場の増大し
た量子機械的トンネル効果により薄い絶縁体を通
過する。後者において、金属層間に発生した場が
電位バリヤーを電流に減少するとき、キヤリヤは
絶縁体中のトラツプから解放される。スイツチの
支配において、電圧を倍にするため通つたもとの
電流の500〜10000倍の増加を示す、このような装
置は知られている。このオンの切換えは十分に鋭
くして、スイツチを使用しないとき可能である数
に比べて、少なくとも8倍、マルチプレクスド・
ラインの数を増加する。他方において、マルチプ
レクスド・ラインの数を維持する場合、MIMス
イツチを使用すると、大きく増加した見る角度、
コントラスト比および可能な温度範囲が得られ
る。
In its broadest aspects, the invention proposes the use of thin metal-insulator-metal (MIM) devices as switches. MIM devices work by tunneling or trap depth modulation. In the former, the carrier passes through a thin insulator by field-enhanced quantum mechanical tunneling. In the latter, the carrier is released from its trap in the insulator when the field generated between the metal layers reduces the potential barrier to a current. Such devices are known which, in the control of a switch, exhibit an increase of 500 to 10,000 times the original current passed to double the voltage. This on switch should be sharp enough to allow at least eight times as many multiplexed switches as would be possible without the switch.
Increase the number of lines. On the other hand, if the number of multiplexed lines is maintained, using the MIM switch greatly increases the viewing angle,
Contrast ratio and possible temperature range are obtained.

薄いフイルムのMIMは酸化アルミニウム、五
酸化タンタル、窒化ケイ素および二酸化ケイ素の
ような絶縁体を有することができる。誘電層の厚
さは導電過程を決定する。50〜100Å以下である
と、トンネル効果は可能であり、100〜1000Åで
あると、トラツプ深さの変調導電過程が優位を占
める。MIMの金属は、オームまたは弱いブロツ
キングのコントラストを形成する任意の材料であ
ることができる。
Thin film MIMs can have insulators such as aluminum oxide, tantalum pentoxide, silicon nitride, and silicon dioxide. The thickness of the dielectric layer determines the conduction process. Below 50-100 Å, tunneling is possible, and below 100-1000 Å, trap depth modulation conduction processes dominate. The MIM metal can be any material that forms an ohmic or weak blocking contrast.

さて、本発明のいくつかの態様を、添付図面を
参照しながら説明する。
Some aspects of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

第1図の左下に示す、LC表示セルのための従
来のマトリツクス・マルチプレクスド・アドレス
指定構成において、一連の走査パルスVsは使用
時に一連の行導体10呼出し走査ラインの各行に
順次に加えられ、一方一連のデータ・パルスVd
は一連の列導体12呼出しデータ・ラインの選ば
れたものに加えられる。“オン”パルスがLCペル
14において選ばれた行および列のインターセク
シヨンにおいて望まれると、それぞれ選ばれた行
および列に加えられたVsおよびVdの間の差はLC
ペルをこの分野で知られた方法でオンにするのに
十分な大きさにされる。
In a conventional matrix multiplexed addressing configuration for an LC display cell , shown at the bottom left of FIG. while a series of data pulses V d
are applied to selected ones of the series of column conductor 12 interrogation data lines. When an "on" pulse is desired at a selected row and column intersection in the LC pel 14, the difference between V s and V d applied to the selected row and column, respectively, is LC
The pel is made large enough to be turned on in a manner known in the art.

前に説明したように、LCはオンおよびオフを
分離する鋭い閾値をもたないので、1つのペルは
同じ列中の他のペルを推進するデータ・パルス
Vdを経験するために、特定的にアドレス指定さ
れないが、オンになることができる。
As explained earlier, LC does not have a sharp threshold separating on and off, so one pel is a data pulse that drives other pels in the same column.
To experience V d , it is not specifically addressed, but can be turned on.

第1図の右上に示すように、本発明は各LCペ
ル14をもつ直列の薄いフイルムMIM装置16
の形成を提案する。
As shown in the upper right corner of FIG.
We propose the formation of

第2図を参照すると、LCセルは1対のガラス
板18,20からなり、それらの間に1層のねじ
れたネマチツク(nematic)LC22が密封され
ている。板18,20の内表面は、この分野で既
知の方法で処理され、LC分子は適切に配向され
ている。よく知られているように、LC層の選ん
だ領域を横切つて電圧を印加することにより、
LCは局部的な分子の再配向を行うことができ、
その結果セルを通過する光学的透過率が変化す
る。
Referring to FIG. 2, the LC cell consists of a pair of glass plates 18, 20 with a layer of twisted nematic LC 22 sealed between them. The inner surfaces of plates 18, 20 are treated in a manner known in the art to properly orient the LC molecules. As is well known, by applying a voltage across selected areas of the LC layer,
LC can perform local molecular reorientation,
As a result, the optical transmission through the cell changes.

スイツチは各ペル14の位置に隣接して設置さ
れており、ペルは板18の内表面上のインジウム
スズ酸化物の透明電極24の行列配列と、板20
の内表面上の透明電極の対応する配列(図示せ
ず)とによつて定められる。図解しないが、スイ
ツチを各ペル電極に直列に接続することができ、
各ペルはこうして各板18および20上に連合す
る薄いフイルムで作つたMIM装置を有する。
The switches are located adjacent to each pel 14 location, and the pels are arranged in rows and columns of indium tin oxide transparent electrodes 24 on the inner surface of plate 18 and on plate 20.
and a corresponding array of transparent electrodes (not shown) on the inner surface of the. Although not illustrated, a switch can be connected in series to each pel electrode,
Each pel thus has an associated thin film MIM device on each plate 18 and 20.

板18の内側にMIMを製作するためには、タ
ンタルの薄いフイルム26をスパツタリングによ
り析出させる。この層を465℃で熱的に酸化して、
ガラスの次のエツチング工程のために保護する。
タンタルの第2層をスパツタリングにより析出さ
せ、幅が2〜25ミルであり、板の幅を走る行導体
10中に光形成(photodefine)する。金属―絶
縁体―金属(MIM)装置の1つの側面として機
能する導体は、MIM活性領域において0.5ミルの
幅に局部的に減少できる。導体10を弱酸性クエ
ン酸浴中で30〜60Vの陽極酸化電圧で陽極酸化し
て、五酸化タンタルの表面層28を生成し、この
層はMIM装置の絶縁体として作用する。次いで
交さ導体を明確な金の棒30において0.5〜5.0ミ
ルの幅で五酸化タンタルの線にわたつて析出さ
せ、各棒はそれぞれの電極24の上に横たわり、
それと電気的に接触する。MIMの典型的には1.0
平方ミルの活性領域は、層28および棒30のイ
ンターセクシヨンの領域において形成する。こう
して各MIMは電極24の1つとタンタル導体1
0との間に直列に接続される。セルはガラス板1
8および20の間にネマチツク液晶の層22を密
封することによつて製作される。ガラス板20上
の特定の列に共通の電極24は、薄いフイルムの
導電性リード32(または別法で連続ストリツプ
として形成されたもの)によつて電気的に接続さ
れ、これによりデータおよび走査のパルスVd
よびVsを板18上の適切な行導体10および板
20上の列導体32に加えることによつて、パル
スをLCペル14へ選択的に加えることができる。
To fabricate the MIM on the inside of the plate 18, a thin film 26 of tantalum is deposited by sputtering. This layer is thermally oxidized at 465℃,
Protect the glass for the next etching step.
A second layer of tantalum is deposited by sputtering and photodefined into row conductors 10 that are 2 to 25 mils wide and run the width of the plate. A conductor serving as one side of a metal-insulator-metal (MIM) device can be locally reduced to a width of 0.5 mil in the MIM active region. The conductor 10 is anodized in a mildly acidic citric acid bath at an anodizing voltage of 30-60 V to produce a surface layer 28 of tantalum pentoxide, which acts as an insulator for the MIM device. The crossed conductors were then deposited across lines of tantalum pentoxide with a width of 0.5 to 5.0 mils in clear gold bars 30, each bar overlying a respective electrode 24;
make electrical contact with it. MIM typically 1.0
A square mill active area is formed in the area of the intersection of layer 28 and bar 30. Thus each MIM has one of the electrodes 24 and one of the tantalum conductors 1
0 and connected in series. Cell is glass plate 1
8 and 20 by sealing a layer 22 of nematic liquid crystal. Electrodes 24 common to a particular column on glass plate 20 are electrically connected by thin film conductive leads 32 (or alternatively formed as a continuous strip) to provide data and scanning data. Pulses can be selectively applied to the LC pels 14 by applying pulses V d and V s to the appropriate row conductors 10 on plate 18 and column conductors 32 on plate 20.

MIM装置の他の例は、オキシ窒化タンタル、
酸化アルミニウム(Al2O3)、窒化ケイ素
(Si3N4)、二酸化ケイ素(SiO2)、オキシ窒化ケ
イ素および一酸化ケイ素(SiO)の絶縁体を有す
る。金属化の他の例はアルミニウムである。
Other examples of MIM devices are tantalum oxynitride,
It has insulators of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon dioxide (SiO 2 ), silicon oxynitride and silicon monoxide (SiO). Another example of metallization is aluminum.

金属―絶縁体―金属装置と呼ばれているが、こ
の装置の重要な性能の特性は、それが薄いフイル
ムの装置として製造されるべきこと、そしてそれ
が前述の場の増大量子機械的トンネル効果または
トラツプ深さの変調によりスイツチとして機能す
べきことである。こうして本発明の別の態様にお
いて、MIMの1つの面上の「金属」はインジウ
ムスズ酸化物であり、これは本来透明であり、そ
のためそれを透過する光を有意に減衰しないとい
う利点を有する。この性質の利点により、他の態
様(図示せず)は単一の薄いフイルムのインジウ
ムスズ酸化物の領域を用いて、液晶電極および
MIMの1つの「金属」層としての両方の機能を
させる。MIM装置において使用する他の材料は、
たとえば、NiCrであり、これはわずかに数百Å
程度であるということにより効果的に透明であ
り、結合した電極および金属化物として使用する
こともできる。
Although called a metal-insulator-metal device, an important performance characteristic of this device is that it should be fabricated as a thin film device, and that it is capable of using the aforementioned field-enhanced quantum mechanical tunneling effect. Alternatively, it should function as a switch by modulating the trap depth. Thus, in another aspect of the invention, the "metal" on one side of the MIM is indium tin oxide, which has the advantage of being transparent in nature and therefore not significantly attenuating the light transmitted through it. Because of this property advantage, other embodiments (not shown) use a single thin film indium tin oxide region to form liquid crystal electrodes and
It acts both as one "metal" layer of MIM. Other materials used in MIM equipment include:
For example, NiCr, which is only a few hundred Å
It is effectively transparent to a certain degree and can also be used as a bonded electrode and metallization.

MIM層の形成において使用する特定の薄いフ
イルム技術(スパツタリング、真空蒸着、陽極酸
化など)を選んで、形成される材料およびガラス
支持体材料と適合させる。
The particular thin film technique used in forming the MIM layer (sputtering, vacuum evaporation, anodization, etc.) is chosen to be compatible with the material being formed and the glass support material.

別の態様において、製作順序を逆にし、交さ導
体30を析出および陽極酸化し、次いでイオン導
体を引き続いて析出させる。便宜上、絶縁層は陽
極酸化により得るが、それは別の析出工程におい
て形成することもできる。
In another embodiment, the fabrication order is reversed and the crossed conductors 30 are deposited and anodized, and then the ionic conductors are subsequently deposited. Conveniently, the insulating layer is obtained by anodization, but it can also be formed in a separate deposition step.

ほかの態様は第3図に示されている。液晶セル
の1つの側面として機能する1枚の平坦なガラス
18の内側に、エツチング保護剤の薄いフイルム
層26を前述のように形成する。次いでタンタル
の薄いフイルムをエツチング保護剤上に形成し、
次いで光エツチングして別確な領域34を形成す
る。タンタルの領域を陽極酸化して五酸化タンタ
ルの表面層36を形成する。次に金の薄いフイル
ム層を支持体上に形成する。この層から、2つの
金のパツド38aおよび38bを各領域34上に
光形成して、1対の背面対背面のMIMに等しい
構造を生成する。リード40aおよび40bは金
のパツドと一体的に形成する。各リード40aは
領域38aの1つとMIMが制御するペルの電極
24との間を延びる。各リード40bは互いに同
じ列においてMIM上のパツド38bを相互に接
続する。この態様の利点は、装置が対称であるた
めスイツチの特性が電流の極性に依存しないとい
うことである。MIM装置の1つの側に金を使用
するという利点は、それが装置の回路との低い抵
抗の接続を許すということである。
Another embodiment is shown in FIG. A thin film layer 26 of etch protectant is formed as described above on the inside of a piece of flat glass 18 which serves as one side of the liquid crystal cell. A thin film of tantalum is then formed on the etching protectant,
Distinct regions 34 are then photoetched. The tantalum areas are anodized to form a surface layer 36 of tantalum pentoxide. A thin film layer of gold is then formed on the support. From this layer, two gold pads 38a and 38b are photoformed onto each region 34 to produce a structure equivalent to a pair of back-to-back MIMs. Leads 40a and 40b are integrally formed with a gold pad. Each lead 40a extends between one of the regions 38a and the electrode 24 of the MIM controlled pel. Each lead 40b interconnects pads 38b on the MIM in the same row. The advantage of this embodiment is that the characteristics of the switch do not depend on the polarity of the current because the device is symmetrical. The advantage of using gold on one side of a MIM device is that it allows a low resistance connection with the device's circuitry.

この態様を製作する別の方法において、リード
40aおよび40bはタンタルであり、そして領
域34と同時に形成する。リードは、引き続いて
除去するホトレジストで被覆することにより、陽
極酸化から保護する。
In another method of fabricating this embodiment, leads 40a and 40b are tantalum and are formed at the same time as region 34. The leads are protected from anodization by coating with photoresist, which is subsequently removed.

第1図の態様を参照して前述したように、第3
図のセルの製作の工程数は、パツド38、リード
40および電極24を、インジウムスズ酸化物の
部分的に透明な薄いフイルムとして、同時に形成
する場合、減少する。
As previously described with reference to the embodiment of FIG.
The number of steps in fabricating the illustrated cell is reduced if pad 38, lead 40 and electrode 24 are simultaneously formed as a partially transparent thin film of indium tin oxide.

マトリツクスの交さ点においてMIMスイツチ
を用いると、液晶表示画要素のマトリツクス・ア
ドレス呼出し配列の高いレベルのマルチプレクシ
ング(100〜1000ライン)を、狭い見る角度、オ
ン・オフ要素の間の低いコントラスト比および大
きく制限された使用温度範囲という先行技術の問
題を生じさせないで、得ることができる。MIM
スイツチはセルの透明側に作ることができ、かつ
画要素を妨害するほど大きくないので、透過およ
び反射の表示の両方において使用できる。
Using MIM switches at matrix intersections allows high levels of multiplexing (100 to 1000 lines) of the matrix address calling array of LCD picture elements, narrow viewing angles, and low contrast ratios between on and off elements. and without giving rise to the prior art problems of a highly restricted temperature range of use. MIM
Since the switch can be made on the transparent side of the cell and is not large enough to interfere with the picture elements, it can be used in both transmissive and reflective displays.

薄いフイルムのMIM装置は厚さが10ミクロン
よりも非常に薄い、すなわち、1ミクロン程度で
あるので、LC材料と側面を接する透明な板上に
MIM装置が存在しても、厚いフイルムの装置の
ようにLC材料の対応する薄い層の使用を妨害し
ない。それゆえ、LC材料の抵抗が非常に高く、
1010オーム/cmの程度であると仮定すると、
MIM装置を通る電荷はLC抵抗によつて制限され
る。使用するMIM装置が非常に低い電流、すな
わち、−10μA程度の電流においてスイツチ特性を
示すという事実と結合して、MIM装置は非常に
低い電流のもとに使用でき、これによつて過度の
熱を放散することにより破壊する機会が減少す
る。大きい領域(たとえば、9インチ×9イン
チ)の高いペル密度(たとえば、25ミル平方より
小さいペル領域)への意図する応用において、
MIM装置の製作は、薄いフイルムのトランジス
タ・スイツチの製作が一層複雑でありかつ収率が
低いということにより特徴づけられるので、薄い
フイルムのトランジスタ・スイツチよりも有意の
コストの利益を提供する。その上、提案された製
作技術は、コストのため、さらに既知の技術を用
いることにより精確に平坦なガラス表面を形成で
き、このためLCセルの厚さの変動をほとんどな
くすことができるので、ケイ素のIC技術よりも
非常にすぐれる。
Thin film MIM devices are much thinner than 10 microns, about 1 micron, so they are placed on a transparent plate that is in contact with the LC material on the side.
The presence of MIM devices does not preclude the use of corresponding thin layers of LC material as do thick film devices. Therefore, the resistance of LC material is very high,
10 Assuming it is on the order of 10 ohms/cm,
Charge through the MIM device is limited by the LC resistance. Combined with the fact that the MIM device used exhibits switching characteristics at very low currents, i.e., on the order of −10 μA, the MIM device can be used at very low currents, thereby avoiding excessive heat. The chance of destruction is reduced by dissipating. In intended applications for large areas (e.g., 9 inches by 9 inches) with high pel densities (e.g., pel areas smaller than 25 mils square),
Fabrication of MIM devices offers significant cost benefits over thin film transistor switches because thin film transistor switch fabrication is characterized by greater complexity and lower yield. Moreover, the proposed fabrication technique is suitable for silicon, since it is possible to form a precisely flat glass surface by using known techniques, thus almost eliminating the variations in the thickness of the LC cell, due to the cost. It is much superior to other IC technology.

本発明に従うと、第2図及び第3図に明示され
ている如く、スイツチ要素であるMIM装置16
の面積が画要素14の面積よりも実質的に小さ
く、これによつて、スイツチ要素の電気容量が画
要素の電気容量よりも実質的に小さくなつてい
る。
According to the invention, the MIM device 16, which is a switch element, as clearly shown in FIGS.
is substantially smaller than the area of picture element 14, thereby causing the capacitance of the switch element to be substantially smaller than the capacitance of the picture element.

MIM装置16と画要素14とは直列に接続さ
れているので、上記の通りに構成することによつ
て、MIM装置16に加わる電圧を大きくするこ
とができ、MIM装置を適切に作動せしめること
ができる。
Since the MIM device 16 and the picture element 14 are connected in series, by configuring as described above, the voltage applied to the MIM device 16 can be increased, and the MIM device can be operated appropriately. can.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、LC表示のマトリツクス・マルチプ
レクスド・アドレス指定構成を示す略図である。
第2図は、MIMの1つの形態を用いる液晶表示
セルの一部分の、縮尺ではない、部分断面、部分
斜視図である。第3図は、第2図と類似するが、
MIMの別の形態を用いる表示セルの1枚の板を
示す。 10…一連の行導体、12…一連の列導体、1
4…LC画要素(ペル)、16…薄いフイルムの
MIM装置、28…表面層、30…金の棒、32
…薄いフイルムの導電性リード、34…明確な領
域、36…表面層。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a matrix multiplexed addressing arrangement for an LC display.
FIG. 2 is a partial cross-sectional, partial perspective view, not to scale, of a portion of a liquid crystal display cell employing one form of MIM. Figure 3 is similar to Figure 2, but
Figure 2 shows one plate of display cells using another form of MIM. 10...Series of row conductors, 12...Series of column conductors, 1
4...LC image element (pel), 16...thin film
MIM device, 28... surface layer, 30... gold bar, 32
...thin film conductive lead, 34...defined area, 36...surface layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 液晶材料と側面を接する1対の板を備えた液
晶表示セルであつて、複数個の画要素を有し、該
画要素の各々は、それぞれの板の内側表面上の1
対の対抗した電極によつて規定されており且つ該
板の1つの内側表面上に形成された、それぞれ直
列に接続された薄いフイルム金属一絶縁体一金属
(MIM)スイツチ装置を持つており、該スイツチ
装置の面積が、該画要素の面積より実質的に小さ
く、該画要素及び該スイツチ装置が相互に横方向
にずれており、行と列とを形成するように配置さ
れており、そして更に、各MIMスイツチ装置を
その直列に接続された画要素に電気的に接続する
第1のリード手段と、行のMIMスイツチ装置を
電気的に接続する第2のリード手段と、列の画要
素を電気的に接続する第3のリード手段とを具備
することを特徴とする液晶表示セル。 2 該第1のリード手段が、各MIMスイツチ装
置の一方の側の金属をその直列に接続された画要
素の1つの電極に電気的に接続しており、該第2
のリード手段が、行のMIMスイツチ装置の他の
側の金属を電気的に接続しており、該第3のリー
ド手段が列の画要素の他方の電極を電気的に接続
している特許請求の範囲第1項記載の液晶表示セ
ル。 3 各MIM装置の一方の側の金属が第1及び第
2の別個の領域の形状に形成されており、該第1
のリード手段が該第1の領域の各々を直列に接続
された画要素に電気的に接続しており、該第2の
リード手段が行の該第2の領域を共に電気的に接
続している特許請求の範囲第1項記載の液晶表示
セル。 4 該MIMスイツチ装置の絶縁体が五酸化タン
タル、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、二酸化ケ
イ素、オキシ窒化ケイ素及び一酸化ケイ素からな
る群から選ばれた1つである特許請求の範囲第1
項、第2項又は第3項記載の液晶表示セル。 5 該MIMスイツチ装置の少なくとも一方の側
の金属が、タンタル、アルミニウム、金、インジ
ウムスズ酸化物及びNiCrからなる群から選ばれ
た1つである特許請求の範囲第1項、第2項、又
は第3項記載の液晶表示セル。 6 該MIMスイツチ装置が、タンタル―五酸化
タンタル―金装置である特許請求の範囲第1項、
第2項又は第3項記載の液晶表示セル。 7 該MIMスイツチ装置が、アルミニウム―酸
化アルミニウム―金装置である特許請求の範囲第
1項、第2項又は第3項記載の液晶表示セル。
[Scope of Claims] 1. A liquid crystal display cell comprising a pair of plates in side contact with a liquid crystal material, the cell having a plurality of picture elements, each of the picture elements having a surface on the inner surface of the respective plate. 1
each having a series connected thin film metal-insulator-metal (MIM) switch device defined by a pair of opposed electrodes and formed on an inner surface of one of the plates; the area of the switching device is substantially smaller than the area of the picture element, the picture element and the switching device are laterally offset from each other and arranged to form rows and columns; and Further, first lead means electrically connects each MIM switch device to its serially connected picture elements, second lead means electrically connects a row of MIM switch devices, and a column picture element. and third lead means for electrically connecting the liquid crystal display cell. 2 the first lead means electrically connects the metal on one side of each MIM switch device to one electrode of its series connected picture elements;
The third lead means electrically connects the metal on the other side of the MIM switch device in the row, and the third lead means electrically connects the other electrode of the picture element in the column. The liquid crystal display cell according to the range 1 above. 3. The metal on one side of each MIM device is formed in the shape of first and second distinct regions;
lead means electrically connect each of the first regions to the series connected picture elements; and the second lead means electrically connect the second regions of the row together. A liquid crystal display cell according to claim 1. 4. Claim 1, wherein the insulator of the MIM switch device is one selected from the group consisting of tantalum pentoxide, aluminum oxide, silicon nitride, silicon dioxide, silicon oxynitride, and silicon monoxide.
The liquid crystal display cell according to item 1, 2 or 3. 5. The metal on at least one side of the MIM switch device is one selected from the group consisting of tantalum, aluminum, gold, indium tin oxide, and NiCr, or The liquid crystal display cell according to item 3. 6 Claim 1, wherein the MIM switch device is a tantalum-tantalum pentoxide-gold device;
The liquid crystal display cell according to item 2 or 3. 7. The liquid crystal display cell according to claim 1, 2 or 3, wherein the MIM switch device is an aluminum-aluminum oxide-gold device.
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