JPH0566424A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH0566424A
JPH0566424A JP22684691A JP22684691A JPH0566424A JP H0566424 A JPH0566424 A JP H0566424A JP 22684691 A JP22684691 A JP 22684691A JP 22684691 A JP22684691 A JP 22684691A JP H0566424 A JPH0566424 A JP H0566424A
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JP
Japan
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liquid crystal
electrode
substrate
display device
crystal display
Prior art date
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JP22684691A
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English (en)
Inventor
Shinichi Kamagami
信一 鎌上
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、大容量表示でありながら高コント
ラスト比の液晶表示装置を提供することを目的とする。 【構成】この発明の液晶表示装置は、信号電極を有する
基板10と複数の走査電極を有する基板13の少なくと
も一方の基板上にて、信号電極あるいは走査電極に、非
線形抵抗素子からなるスイッチング素子8を通して画素
電極9を電気的に接続せしめた、2枚の基板間に液晶を
挾持して相対向させることにより複数個の画素が形成さ
れ、画素は1/Nデュ−ティで時分割駆動され、且つ、
m≦N/2なる走査線m本ごとに極性反転駆動されてな
り、更に画素電極およびスイッチング素子8が形成され
た基板が、絶縁基板1と、その上の画素領域の少なくと
も一部に形成され2mn本(nは自然数)の走査線にま
たがる透明導電層2と、それを被覆する透明絶縁層3と
から構成され、上記の目的を達成することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は液晶表示装置に係り、
特に非線形抵抗素子からなるスイッチング素子を各画素
に組み込んだ液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、液晶表示装置は、時計・電卓・計
測機器等の比較的簡単なものから、パ−ソナル・コンピ
ュ−タ,ワ−ド・プロセッサ,更にOA用の端末機器,
TV画像表示等の大容量情報表示用として使用されてき
ている。
【0003】こうした大容量の液晶表示装置には、ST
N(Super Twisted Nematic)型の液晶表示装置が使用さ
れているが、液晶自身の電気光学特性における閾値特性
の急峻性を利用しているため、表示部分(ON画素)と
非表示部分(OFF画素)のコントラスト比の点では、
200本程度の走査電極を有する場合でも不十分であ
り、更に走査電極が500本以上の大規模なマトリクス
表示を行なう場合には、コントラスト比の低下が致命的
であった。又、応答速度の点でも100msec乃至300
msecと遅く、コンピュ−タの端末ディスプレイなどの高
度な利用には無理があった。
【0004】この液晶表示装置の持つ欠点を解決するた
めの開発が、各所で盛んに行なわれている。その1つの
方向が、個々の画素を直接にスイッチ駆動するものであ
る。その場合のスイッチング素子として、薄膜トランジ
スタが採用されている。薄膜トランジスタ素子を構成す
る半導体として、これまで単結晶シリコン,セレン化カ
ドミウムおよびテルル等の種々の材料が提案されてきた
が、現在は非晶質シリコンが最も多く研究されている。
【0005】しかしながら、この種の液晶表示装置の製
造においては、微細加工工程が数回必要となり、工程が
複雑で歩留まりが悪くなることがあった。その結果、製
品コストが高くなり、又、大規模な液晶表示装置の製造
が著しく困難となっていた。スイッチング素子列(アレ
イ)を用いた別の方向として、非線形な電流電圧特性を
有するスイッチング素子(以下、非線形抵抗素子と呼
ぶ)を用いたものがある。この非線形抵抗素子は、薄膜
トランジスタの3端子に比べて基本的に2端子であるた
めに構造が簡単であり、製造が容易である。このため、
製造歩留まりの向上が期待出来、コスト低下の利点があ
る。
【0006】このような非線形抵抗素子は、薄膜トラン
ジスタと同様の材料を用いて接合形成したダイオ−ドの
型、酸化亜鉛を用いたバリスタの型、電極間に絶縁物を
挾んだ金属層−絶縁体層−金属層(MIM)の型、更に
は金属電極間に半導電性の層(MSI)を用いた型など
が開発されている。このうちMIM型は、構造が最も簡
単なものの1つで、現在、既に実用化されている。
【0007】このMIM型液晶表示装置では、液晶を挾
持する両電極間に駆動電圧が印加されると、小さい時定
数で充電が行なわれ、駆動電圧が印加されなくなると大
きい時定数で充電する。従って、図6に示すように駆動
電圧がONされてから短い選択期間τonで液晶は充電さ
れ、OFFされた後も長い時間τoff だけ充分な電圧を
保持する。この結果、選択期間τonにおける印加電圧が
駆動電圧の実効値を決定し、通常のマトリクス表示の時
分割駆動方式の液晶表示素子よりもONとOFFの実効
値比を大きくすることが出来、コントラスト比の大きい
液晶表示装置が実現される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】さて、このMIM型に
代表される2端子型液晶表示装置の表示性能は、非線形
抵抗素子の電流電圧特性と、非線形抵抗素子と液晶層の
容量比に大きく依存する。非線形抵抗素子の電流電圧特
性は、実用レベルまで高められており、問題ないが、大
容量に伴なう微細化により、非線形抵抗素子と液晶層の
容量比を確保するのが難しいという問題が出てきた。高
コントラスト表示には、非線形抵抗素子の容量CNLと液
晶層の容量CLCの比がCNL/CLC≦1/7であることが
必要であり、これより大きいとクロスト−クが発生して
コントラスト比は低下する(K.Niwaet al.,SID 84 DIGE
ST,p.304,1984) 。
【0009】この問題を解決する試みが、幾つかなされ
ている。例えば、図7(a)に示すように、液晶層に並
列に蓄積コンデンサを設け、液晶層の容量を疑似的に増
やせば容量比CNL/CLCが小さくなり、問題は解決す
る。しかし、MIM型液晶表示装置では、走査電極と信
号電極とが液晶層を介して対向する2枚の基板上に別々
に形成されるため、蓄積コンデンサの対極(画素電極に
接続されていない方の電極)は信号電極とは別に取り出
す必要がある。従って、外部に取り出すストライプ状の
配線の組が、従来の2組から3組となり、製造工程およ
び端子取り出しが複雑になり、実用的でない。そこで、
図7(b)に示すように、蓄積コンデンサを走査電極に
接続し、液晶層の対極に共通電極を配置した構造の液晶
表示装置が提案された。しかし、このものでは、信号電
極と走査電極が同一基板上で交差することになり、薄膜
トランジスタの場合と同様に、信号電極と走査電極間で
のショ−トが発生し、製造するのが難しい構造になって
いる。
【0010】以上説明したように、従来の構造では、大
容量表示化に伴なう微細化により、非線形抵抗素子と液
晶層の容量比CNL/CLCが大きくなる結果、クロスト−
クが発生してコントラスト比が低下するという欠点があ
る。この発明は、上記事情に鑑みなされたもので、大容
量表示且つ高コントラスト表示の液晶表示装置を提供す
ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明は、一方の基板
上に信号電極を具備し、他方の基板上に複数の走査電極
を具備し、且つ、上記基板の少なくとも一方の基板上に
て、上記信号電極あるいは上記走査電極に、非線形抵抗
素子からなるスイッチング素子を通して画素電極を電気
的に接続せしめた、上記2枚の基板間に液晶を挾持して
相対向させることにより複数個の画素が形成され、上記
画素は1/Nデュ−ティで時分割駆動され、且つ、m≦
N/2なる走査線m本ごとに極性反転駆動される液晶表
示装置において、
【0012】上記画素電極およびスイッチング素子が形
成された基板が、絶縁基板と、該絶縁基板上の画素領域
の少なくとも一部に形成された透明導電層と、該透明導
電層を被覆する透明絶縁層とから構成され、且つ、上記
透明導電層が2mn本(nは自然数)の走査線にまたが
っていることを特徴とする液晶表示装置である。
【0013】
【作用】この発明によれば、透明導電層は全体として一
定電位に保たれグラウンドの役目を果たし、透明導電層
は蓄積容量として機能する。従って、蓄積容量は液晶層
の容量を駆動上増やしたことに相当し、それに伴なって
容量比CNL/CLCは実効的に小さくなる。その結果、M
IM型非線形抵抗素子の特性を有効に活かすことが出
来、高コントラスト比が得られる。又、素子サイズが大
きく出来るため、製造が容易になり、歩留まりが向上す
る。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明を5つの実
施例により詳細に説明する。 (実施例1)
【0015】図1はこの発明の液晶表示装置におけるマ
トリクスアレイ基板を示す平面図、図2は図1のA−
A′線に対応する液晶表示装置全体を示す断面図であ
り、製造工程に従って述べることにする。
【0016】先ず、例えばガラスからなる絶縁基板1上
に、例えばITO(Indium Tin Oxide)からなる透明導電
層2とこれを被覆する例えばSiO2 からなる透明絶縁
層3を形成する。この透明絶縁層3の厚さは、蓄積容量
の大きさを決める。この実施例1では、5000オング
ストロ−ムとした。蓄積容量は1.0pF となる。この透明
絶縁層3の上に、例えばTaからなる信号電極4とスイ
ッチング素子(非線形抵抗素子)の下部電極(金属層)
5を形成する。次に、信号電極4と下部電極5の表面に
は、陽極酸化により、スイッチング素子の絶縁体層6を
形成する。更に、例えばCrからなるスイッチング素子
の上部電極(金属層)7を形成することにより、スイッ
チング素子8が完成する。スイッチング素子8は5×5
μmサイズで、素子容量CNLは0.07pFになるように形成
してある。次に、例えばITOからなる画素電極9を上
部電極7と電気的に接続するように形成することにより
マトリクスアレイ基板10が得られる。
【0017】一方、別に例えばガラスからなる絶縁基板
11上に、例えばITOからなる走査電極12を信号電
極4と直交する方向に形成することにより、対向基板
を得る。そして、マトリクスアレイ基板10と対向基
板13を5μmの間隔を保って保持させ、この間隙に液
晶14を注入する。ここで、接続されたスイッチング素
子8と画素電極9,走査電極12および液晶14の組合
わせにより1つの画素が構成されている。
【0018】図1および図2に示した液晶表示装置は9
00×1152ドットの画素を有し、表示画素は120
×120μmの大きさである。各画素は、信号電極4に
印加される表示信号および走査電極12に印加される走
査信号の組合わせにより駆動される。又、この液晶表示
装置は、デュ−ティ比1/450 、バイアス比1/9 で2ライ
ンごとに極性反転される時分割駆動法により駆動され
る。
【0019】以上のようにして作製した液晶表示装置を
駆動し、視感度補正された輝度計にてコントラスト比を
測定したところ、コントラスト比は42と高く、良好な
表示が得られた。又、最適動作電圧は23Vであった。 (実施例2)
【0020】実施例1において、図3に示すように、コ
ンタクトホ−ル18を通して透明導電層2をグラウンド
に接続し、他は全て実施例1と同様構成である。更に、
実施例1と同様にしてコントラスト比を測定したとこ
ろ、コントラスト比は51と極めて高く、良好な表示で
あった。又、最適動作電圧は23Vであった。尚、図3
中の符号19は外部引出し電極である。 (実施例3)
【0021】実施例1において、透明導電層2の形状を
図4の斜線部のように変え、透明絶縁層3の厚さを10
00オングストロ−ムに変えた。蓄積容量は0.25pFとな
る。他は実施例1と同様構成である。更に、実施例1と
同様にしてコントラスト比を測定したところ、コントラ
スト比は35と高く、良好な表示であった。又、最適動
作電圧は25Vであった。 (実施例4)
【0022】実施例1において、透明導電層2の形状を
図5に示すように、表示領域をA,B,Cの3つの部分
に分けた。A,B,C各々は300 ×1152ドットの画素を
有している。他は実施例1と同様構成である。更に、実
施例1と同様にしてコントラスト比を測定したところ、
コントラスト比は40と高く、良好な表示であった。
又、最適動作電圧は23Vであった。 (実施例5)
【0023】実施例1において、透明絶縁層3の厚さを
1000オングストロ−ムに変えた。又、MIM型非線
形抵抗素子のサイズを12×12μmに変えた。このと
きCNLは0.4pF となる。他は実施例1と同様構成であ
る。更に、実施例1と同様にしてコントラスト比を測定
したところ、コントラスト比は43と高く、良好な表示
であった。又、最適動作電圧は23Vであった。 (比較例)
【0024】上記実施例1において透明導電層2を形成
せず、他は実施例1と同様にした。そして、実施例1と
同様にしてコントラスト比を測定したところ、コントラ
スト比は16と低く、又、最適動作電圧が31Vと高か
った。尚、各実施例では、上部電極7としてCrを用い
たが、Ti,Ni,Alなどを使用しても勿論構わな
い。
【0025】
【発明の効果】この発明によれば、液晶層の容量に蓄積
容量が並列に接続されるため、容量比CNL/CLCは実効
的に小さくなる。その結果、MIM型非線形抵抗素子の
特性を有効に活かすことが出来、高コントラスト比が得
られる。又、素子サイズを小さくする必要がないため、
製造が容易になり、歩留まりの向上が期待出来る。従っ
て、大容量表示でありながら高コントラスト比の液晶表
示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1に係る液晶表示装置におけ
るマトリクスアレイ基板を示す平面図。
【図2】図1のA−A′線に対応する液晶表示装置全体
を示す断面図。
【図3】この発明の実施例2を示す断面図。
【図4】この発明の実施例3におけるマトリクスアレイ
基板を示す平面図。
【図5】この発明の実施例4におけるマトリクスアレイ
基板上の透明導電層の形状を示す平面図。
【図6】MIM型液晶表示装置の例を示す等価回路図。
【図7】従来のMIM型液晶表示装置における液晶層に
印加される電圧波形を示す信号波形図。
【符号の説明】
1…絶縁基板、2…透明導電層、3…透明絶縁層、4…
信号電極、5…下部電極(金属層)、6…絶縁体層、7
…上部電極(金属層)、8…スイッチング素子、9…画
素電極、10…マトリクスアレイ基板10、12…走査
電極、13…対向基板、14…液晶。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方の基板上に信号電極を具備し、他方
    の基板上に複数の走査電極を具備し、且つ、上記基板の
    少なくとも一方の基板上にて、上記信号電極あるいは上
    記走査電極に、非線形抵抗素子からなるスイッチング素
    子を通して画素電極を電気的に接続せしめた、上記2枚
    の基板間に液晶を挾持して相対向させることにより複数
    個の画素が形成され、上記画素は1/Nデュ−ティで時
    分割駆動され、且つ、m≦N/2なる走査線m本ごとに
    極性反転駆動される液晶表示装置において、 上記画素電極およびスイッチング素子が形成された基板
    が、絶縁基板と、該絶縁基板上の画素領域の少なくとも
    一部に形成された透明導電層と、該透明導電層を被覆す
    る透明絶縁層とから構成され、且つ、上記透明導電層が
    2mn本(nは自然数)の走査線にまたがっていること
    を特徴とする液晶表示装置。
JP22684691A 1991-09-06 1991-09-06 液晶表示装置 Pending JPH0566424A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1197945A2 (en) * 2000-10-17 2002-04-17 Seiko Epson Corporation Electrooptical panel, method for driving the same, and electronic equipment

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1197945A2 (en) * 2000-10-17 2002-04-17 Seiko Epson Corporation Electrooptical panel, method for driving the same, and electronic equipment
EP1197945A3 (en) * 2000-10-17 2003-11-19 Seiko Epson Corporation Electrooptical panel, method for driving the same, and electronic equipment
US6853361B2 (en) 2000-10-17 2005-02-08 Seiko Epson Corporation Electrooptical panel, method for driving the same, and electronic equipment

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