JPH047487B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液晶パネル・エレクトロクロミツク
パネル・エレクトロルミネツセンスパネル等の電
気光学装置に関するものである。

近年、情報化社会の急速な発展に伴い、コンピ
ーユーターの大衆化がめざましい速さで浸透しつ
つあり、各種のコンピーユーター周辺機器の市場
も増々大きくなつて来ているのが現状である。こ
のような中で表示体装置は機械と人間とのインタ
ーフエイスとしての重要な位置にあり各種の新し
い表示体装置が開発されて来ている。今後の表示
体装置の方向は低電圧、低電力駆動が可能な目や
すい平面型表示体パネルの実現であろう。現在こ
のよな関点から有望な電気光学装置としては、液
晶、EL（エレクトロルミネツセンス）プラズマ、
蛍光表示管、LED（発光ダイオード）等があり、
それぞれの特徴を生かした形で一部分実用化され
ているのが現状である。このような中で液晶表示
体装置は、低電圧、低電力駆動が可能であり受光
タイプの見やすい平面型パネルであり、さらにパ
ネルを構成する一方の基板にアクテイブマトリク
ツス基板を用いると、画像表示が可能であること
から、携帯可能なポケツトテレビあるいは腕テレ
ビの表示パネルとして最も適したパネルである。
このような液晶パネルを用いたポケツトテレビの
試作品はすでに数社から発表されている。

第１図はパネルを構成する一方の基板にスイツ
チング素子をマトリクツス状に配置したシリコン
基板を用いた液晶パネルの断面構造図であり、第
２図はその回路図である。図から明らかな如く、
スイツチング素子としてはMOS型トランジスタ
を用いており、書き込み電圧保持用のコンデンサ
ーは、MOS型トランジスタのゲート酸化膜と同
一工程にて形成される酸化膜を誘電膜として用い
ている。図中の１はシリコン基板、２はMOSト
ランジスタのソース及びドレイン拡散層である。
３はストツパー拡散層、４は酸化膜、５はゲート
電極、６は層間絶縁膜、７はデータ信号ライン、
８は液晶駆動電極である。一方上側ガラス基板９
の表面には前面に透明誘電膜１０が形成されてお
り上側ガラス板とシリコン基板の間には液晶が入
つている。第２図はシリコン基板上のアクテイブ
マトリクツス回路であり、図中の１点鎖線１１で
囲まれた領域が表示部、１２がゲート信号ライ
ン、１３がデータ信号ラインである。各交点には
画素回路１４が電気的に接続されている。画素回
路１４は第３図に示す如くMOSトランジスタ１
５とコンデンサー１６及び液晶駆動電極１７より
構成されている。このような液晶パネルにおいて
表示を実行する場合には、データ信号ラインから
送られてくるデータ信号を一走査線毎にそれぞれ
のコンデンサーに書き込んで実行される。このよ
うなシリコン基板を用いたアクテイブマトリクツ
スタイプの液晶パネルの各信号線の配線容量は、
データ信号電圧を一時的に保持する容量として非
常に重要である。シリコン基板の場合、ゲート信
号ライン容量は第４図に示す如く各画素のトラン
ジスタのゲート容量CGの総和と対向電極との間
の液晶層の容量CLO及び拡散層の容量CRの総和
となる。図中の２０はゲート酸化膜、２１が拡散
層である。第４図のｂは等価回路図であり、パネ
ル構成によつて異なるが、一例をあげるとゲート
酸化膜の総和容量が約10PF、液晶層の容量が約
10PF、拡散層の容量が約2PFとなる。一方デー
タ信号ラインは第５図にて示す如く、それぞれの
トランジスタのソース拡散層の容量CSの総和と、
対向電極との間の液晶容量CLC及び拡散層の容
量CRの総和となり、やはりこのデータ信号ライ
ンの配線容量も各トランジスタのソース拡散層の
容量CSの総和が10PF、液晶層の容量が10PF、
拡散層の容量が2PF程度となる。第５図中の２２
は画素トランジスタのソース拡散層である。第５
図ｂは第５図ａの等価回路図である。このように
シリコン基板を用いた液晶パネルの配線の容量
は、20〜30PFと大きくかつパターンサイズや酸
化膜厚を変えることによつて比較的容易にコント
ロールすることが可能である。第６図は、この配
線容量の効果を説明する回路図である。図中の１
１は表示領域を説明する一点鎖線、１４は画素回
路である。１２はゲート信号ライン、１３はデー
タ信号ラインでありデータ信号ラインの容量Ｃが
ついている。２３はシフトレジスタ回路、２４は
データ信号、２５はトランスミツシヨンゲートで
ある。データ信号はトランスミツシヨンゲートの
オンにより一時的にデータ信号ラインの配線容量
Ｃに書き込まれ、選択されているゲート信号ライ
ンに接続された画素コンデンサーに徐々に書き込
まれる。このように配線容量Ｃは一時的にデータ
信号を保持するために重要であり、パネルの回路
定数によつて任意にコントロール出来ることが望
ましい。

一方、アクテイプマトリクツス基板として透明
絶縁基板上に薄膜トランジスタをマトリツクス状
に配置した基板を用い液晶パネルにおいては、
TN（ツイストネマチツク）タイプの液晶が使え
るためにコントラストが高い表示品質の良い像が
得られる。この薄膜トランジスタマトリツクス基
板を用いた液晶パネルの断面構造図を第７図に示
す。第７図中の２６は透明絶縁基板、２７は薄膜
トランジスタのソース、ドレイン領域、２８はゲ
ート電極、２９は絶縁膜、３０は金属配線、３１
は液晶駆動電極であり通常透明導電膜が用いられ
る。このような薄膜トランジスタマトリツクス回
路におけるデータ信号ライン及びゲート信号ライ
ンの配線容量は、基板が絶縁基板であるために基
板との間の容量はつかず、主に対向電極との間の
液晶層の容量となる。すなわちゲート信号ライン
の配線容量は、シリコン基板の場合の第４図にお
けるCGの総和CLOのみとなり、またデータ信号
ラインの配線容量は第５図におけるCLOとCRの
みとなり、したがつてシリコン基板の場合と比べ
て配線容量は少なくなる。この配線容量が少ない
と第６図にて説明した如くデータ信号が不安定に
なるためにパネルに表示される像がライン毎にム
ラになる場合がある。さらにこの配線容量はパネ
ルの回路設計上の最適値に作り込むことが望まし
い。

本発明はかかる従来の表示パネルにおける欠点
を解決するために発明されたものであり、パネル
を構成する２枚の基板の間に誘電率の高い物質を
充填し、配線容量を増やすことを目的としてい
る。第８図は本発明による電気光学装置の具体的
な実施例を示したものでありａがパネルの断面構
造図ｂが等価回路図、ｃが平面図である。図中の
２６及び９が２枚の基板であり、３３は２枚の基
板の間隔を一定に保ちながらシールするシール剤
である。１０は基板９の上に形成された対向電
極、３２は配線である。２枚の基板のうち下側基
板がアクテイプマトリクツス基板においては３２
はゲート信号ラインあるいはデータ信号ラインと
なる。３４は本発明による誘電率の高い物質であ
りシール剤３３の外周部にはさまつている。この
誘電率の高い物質は、粘性のある液体に近いもの
が硬化して成るものがよい。例えば誘電率の高い
有機物質でもよいし、誘電率の高い物質を細かい
粉末にし、有機物質中に分散したものでもよい。
一例をあげると、強誘電材料であるチタン酸バリ
ウムを直径0.01〜1.0μm程度の粉末に破砕後、エ
ポキシ樹脂中に分散させる。チタン酸バリウムは
エポキシ樹脂中に体積比率にして0.01％〜99％程
度混合すると体積比率に応じて任意の誘電率をも
つ有機樹脂が得られる、チタン酸バリウムは固体
状態の誘電率がε＝6000でありしたがつて体積比
率で１％〜10％有機樹脂中に分散させることによ
つて誘電率が60〜600に近い物質が出来る。ただ
し厳密には体積比率に対応した誘電率にはならず
多少低い誘電率となる。チタン酸バリウムはキユ
ーリー点が110℃付近にあるが、チタン酸バリウ
ムにスズ酸バリウムを添加した固溶体は、室温付
近にキユーリー点がありその誘電体率は30000近
くにもなる。このチタン酸バリウムとスズ酸バリ
ウムの固溶体の粉末を有機樹脂に分散したものを
誘電物質として用いると有機樹脂の粘度を上げる
ことなく高い誘電率の物質が得られる。ただし本
発明はこの誘電体材料を規定するものではなく、
チタン酸バリウムあるいはスズ酸バリウム以外の
強誘電物質であつてもよい。第８図は２枚の基板
９及び２６の間に液晶が充填されているパネルで
あり、通常液晶の誘電率は10〜30程度であるた
め、図中の３４で示した誘電率の高い物質の誘電
率は30以上が望ましい。第８図のｂはａの等価回
路であり対向電極１０と配線３２との間には液晶
層の容量CLOと、シール剤の容量COと、本発明
による誘電物質の容量CEがつく。CEは上記した
如く誘電率が任意に選択出来るのでその結果、配
線容量は任意に設計出来ることになる。第８図ｃ
は、本実施例の平面型パネルの平面図であり、シ
ール剤３３の外側に誘電率の高い物質が配置され
ている。これらはシール剤３３と同様にスクリー
ン印刷にて印刷後２枚の基板を貼り合わせてキユ
アさせ硬化させればよい。本実施例では２枚の基
板の間には液晶層１１が入つている液晶パネルで
あるため、誘電率の高い部質３４の誘電率よりも
大きければよい。もし２枚の基板の間に入る物質
が液晶以外のものであれば、その物質の誘電率以
上の誘電率をもつ物質を選択すればよい。

第９図は本発明のよる他の実施例を示す。本実
施例においてはシール剤中に強誘電物質の粉末を
分散させて誘電率を高くした例であり、図中の３
５がそのシール剤である。通常シール剤はエポキ
シ系の樹脂等の中にパネルのギヤツプを一定に保
つためにグラスフイバーを分散させているが、本
実施例ではその中にさらに強誘電体粉末を分散さ
せて誘電率を上げている。ちなみにエポキシ樹脂
の誘電率は５程度であるが、チタン酸バリウム等
の強誘電体粉末を分散させることにより誘電率は
20〜1000程度となり配線容量は大きくなる。第９
図ｂはａの平面図である。シール剤が位置する部
分の配線は図中の３６に示す様に配線の巾を大き
くしておくことによつても容量を変えることが出
来る。３７はボンデイングパツドである。

本発明の実施例においては主に２枚の基板間に
液晶材料を充填した液晶パネルについて主に説明
したが本発明はこれに限るものではなく、エレク
トロクロミツクパネルやプラズマパネルあるいは
蛍光表示管、EL（エレクトロルミネツセンス）パ
ネルにも適用出来ることは言うには及ばない。

なお、本発明ではエレクトロクロミツクパネル
に使用されるEC材料や、ELパネルに使用される
EL材料等を電気光学物質と呼ぶこととする。

以上述べたように、本発明によれば、電気光学
物質が挟持された一対の基板間の外周部で且つ電
極上に、前記電気光学物質よりも誘電率が高い誘
電体物質が形成されているので、基板上における
容量、対向電極間の電気光学物質層の容量等の他
に誘電体物質による容量が加わる。従つて、電極
の配線容量が増えたるため、安定したデータ信号
を供給することができる。よつて、全画面にわた
つて均一でムラのない表示等が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はシリコン基板を用いたアクテイブマト
リクツス液晶パネルの断面図、第２図及び第３図
はアクテイブマトリクツス基板上のマトリクツス
回路図、第４図はシリコン基板上のゲート信号ラ
インの配線容量の説明図、第５図はシリコン基板
上のデータ信号ラインの配線容量の説明図。第６
図は配線容量の効果を説明する回路図、第７図は
薄膜トランジスタマトリクツス基板を用いた液晶
パネルの断面図。第８図は本発明による平面パネ
ルの断面図及び等価回路図及び平面図。第９図は
本発明による平面型パネルの断面図及び平面図。 １……シリコン基板、２……拡散層、３……ス
トツパー拡散層、４……絶縁膜、５……ゲート酸
化膜、６……絶縁膜、７……データ信号ライン、
８……液晶駆動電極、９……上側ガラス、１０…
…対向電極、１１……液晶層、１２……ゲート信
号ライン、１３……データ信号ライン、１４……
画素回路、１５……MOSトランジスタ、１６…
…コンデンサー、１７……液晶駆動電極、１８…
…液晶層、１９……対向電極、２０……ゲート酸
化膜、２１……拡散層、２２……ソース拡散層、
２３……シフトレジスタ回路、２４……ビデオ信
号、２５……トランスミツシヨンゲート、２６…
…絶縁基板、２７……拡散領域、２８……ゲート
電極、２９……絶縁膜、３０……金属配線、３１
……液晶駆動電極、３２……配線、３３……シー
ル剤、３４……誘電率の高い物質、３５……誘電
率の高いシール剤、３６……配線の巾の広い部
分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対向する内面に配線電極が形成された一対の
   基板間を一定の間隔を保持してシール剤にて貼り
   合わせ、前記基板間に電気光学物質を挟持してな
   る電気光学装置において、前記基板間の外周部で
   且つ前記配線電極上に、前記電気光学物質よりも
   誘電率が高い誘電体物質が形成されたことを特徴
   とする電気光学装置。 ２ 前記誘電体物質が、有機樹脂中に強誘電体物
   質の粉末が分散されたものであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の電気光学装置。 ３ 前記誘電体物質が、前記シール剤を兼ねてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   電気光学装置。 ４ 一方の基板は、スイツチング素子がマトリツ
   クス状に配置されたアクテイブマトリツクス基板
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の電気光学装置。 ５ 前記スイツチング素子は絶縁基板上に形成さ
   れた薄膜素子であることを特徴とする特許請求の
   範囲第４項記載の電気光学装置。 ６ 前記電気光学物質が液晶材料であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気光学装
   置。