JPH09105955A - 液晶表示装置 - Google Patents
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- JPH09105955A JPH09105955A JP28790695A JP28790695A JPH09105955A JP H09105955 A JPH09105955 A JP H09105955A JP 28790695 A JP28790695 A JP 28790695A JP 28790695 A JP28790695 A JP 28790695A JP H09105955 A JPH09105955 A JP H09105955A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
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- G02F1/1365—Active matrix addressed cells in which the switching element is a two-electrode device
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 絶縁体である硬質炭素膜を導体ではさみこ
み、該導体間に非線形電流電圧特性をもたせたスイッチ
ング素子を各表示電極にそなえたアクティブマトリック
ス型液晶表示素子において、１．信頼性の高いＭＩＭ素
子、２．高時分割駆動が可能なＭＩＭ素子、３．液晶表
示装置のスイッチング素子として使用可能なＭＩＭ素
子、４．２値駆動に最適なＭＩＭ素子、５．低電圧で駆
動できるＭＩＭ素子、６．階調表示に適したＭＩＭ素
子、７．高分子散乱型液晶の駆動に適したＭＩＭ素子、
８．パネルの焼き付き量が小さいＭＩＭ素子の提供。 【解決手段】 絶縁体である硬質炭素膜を導体ではさみ
こみ、該導体間に非線形電流電圧特性をもたせたスイッ
チング素子を各表示電極にそなえたアクティブマトリッ
クス型液晶表示素子において、素子に流れる電流Ｉが印
加した電圧Ｖにより 【数１】Ｉｎ（Ｉ／Ｓ）＝β√Ｖ＋κ によってあらわされるとき、前式βの値が７より小さい
ことを特徴とする液晶表示装置。ただし、Ｓは該スイッ
チング素子の面積を表す。
み、該導体間に非線形電流電圧特性をもたせたスイッチ
ング素子を各表示電極にそなえたアクティブマトリック
ス型液晶表示素子において、１．信頼性の高いＭＩＭ素
子、２．高時分割駆動が可能なＭＩＭ素子、３．液晶表
示装置のスイッチング素子として使用可能なＭＩＭ素
子、４．２値駆動に最適なＭＩＭ素子、５．低電圧で駆
動できるＭＩＭ素子、６．階調表示に適したＭＩＭ素
子、７．高分子散乱型液晶の駆動に適したＭＩＭ素子、
８．パネルの焼き付き量が小さいＭＩＭ素子の提供。 【解決手段】 絶縁体である硬質炭素膜を導体ではさみ
こみ、該導体間に非線形電流電圧特性をもたせたスイッ
チング素子を各表示電極にそなえたアクティブマトリッ
クス型液晶表示素子において、素子に流れる電流Ｉが印
加した電圧Ｖにより 【数１】Ｉｎ（Ｉ／Ｓ）＝β√Ｖ＋κ によってあらわされるとき、前式βの値が７より小さい
ことを特徴とする液晶表示装置。ただし、Ｓは該スイッ
チング素子の面積を表す。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は少なくとも一方が透明である一対
の基板間に液晶層を狭持し、少なくとも一方の基板の各
々の表示画素に少なくとも一つのスイッチング素子を設
けたアクティブマトリックス方式の液晶表示装置におい
て、前記スイッチング素子として上部電極と下部電極と
の間の絶縁層に硬質炭素膜を使用したＭＩＭ素子に関す
る。
の基板間に液晶層を狭持し、少なくとも一方の基板の各
々の表示画素に少なくとも一つのスイッチング素子を設
けたアクティブマトリックス方式の液晶表示装置におい
て、前記スイッチング素子として上部電極と下部電極と
の間の絶縁層に硬質炭素膜を使用したＭＩＭ素子に関す
る。
【０００２】
【従来技術】アクティブマトリックス型液晶表示装置は
ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）
に代表される三端子素子を使用したものと、ＭＩＭ（Ｍ
ｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）に代表さ
れる二端子素子を使用したものに大別される。ＭＩＭ素
子を使用した液晶表示装置は高い表示品質でありながら
構造が簡単で、製造コストを低くできる。また、開口率
を大きくすることができるため、携帯用情報機器用の低
消費電力反射型液晶表示装置として注目されている。し
かしながら、二端子素子では、三端子素子のような完全
なスイッチング動作を行うことはできない。このため、
二端子素子をスイッチング素子として使用した液晶表示
装置においては、二端子素子の電気的非線形性および静
電容量等の電気的物性と液晶層の電気光学特性および電
気的物性の最適化が必要である。従来から、このような
液晶表示装置において高い表示品質を得るには二端子素
子の電気容量を液晶層の電気容量に対して小さくしなく
てはならないとされているが、これまでに具体的な内容
提示はなされておらず、特開平２−２６においては二端
子非線形型スイッチング素子の容量は液晶層の容量に比
し十分小さいこととされているのみである。また、特開
平３−５１８２４では非線形抵抗素子の静電容量に対す
る液晶層の静電容量の比を０．７〜３．５に設定すると
しているが、該発明ではパネル製造工程における素子の
静電気破壊を防止することが目的であり、表示画質につ
いての表記は容量比が０．７未満では液晶表示装置はＯ
Ｎ状態にならないと記載されているだけである。本出願
人は、絶縁層（Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）に硬質炭素膜（Ｄ
ＬＣ：Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）を使
用したＭＩＭ−ＬＣＤを提案している（特開平２−２８
９８２８、特開平４−８６８１０等）。硬質炭素膜はそ
の製膜条件により幅広い特性のＭＩＭ素子を作成するこ
とが可能である。
ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）
に代表される三端子素子を使用したものと、ＭＩＭ（Ｍ
ｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）に代表さ
れる二端子素子を使用したものに大別される。ＭＩＭ素
子を使用した液晶表示装置は高い表示品質でありながら
構造が簡単で、製造コストを低くできる。また、開口率
を大きくすることができるため、携帯用情報機器用の低
消費電力反射型液晶表示装置として注目されている。し
かしながら、二端子素子では、三端子素子のような完全
なスイッチング動作を行うことはできない。このため、
二端子素子をスイッチング素子として使用した液晶表示
装置においては、二端子素子の電気的非線形性および静
電容量等の電気的物性と液晶層の電気光学特性および電
気的物性の最適化が必要である。従来から、このような
液晶表示装置において高い表示品質を得るには二端子素
子の電気容量を液晶層の電気容量に対して小さくしなく
てはならないとされているが、これまでに具体的な内容
提示はなされておらず、特開平２−２６においては二端
子非線形型スイッチング素子の容量は液晶層の容量に比
し十分小さいこととされているのみである。また、特開
平３−５１８２４では非線形抵抗素子の静電容量に対す
る液晶層の静電容量の比を０．７〜３．５に設定すると
しているが、該発明ではパネル製造工程における素子の
静電気破壊を防止することが目的であり、表示画質につ
いての表記は容量比が０．７未満では液晶表示装置はＯ
Ｎ状態にならないと記載されているだけである。本出願
人は、絶縁層（Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）に硬質炭素膜（Ｄ
ＬＣ：Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）を使
用したＭＩＭ−ＬＣＤを提案している（特開平２−２８
９８２８、特開平４−８６８１０等）。硬質炭素膜はそ
の製膜条件により幅広い特性のＭＩＭ素子を作成するこ
とが可能である。
【０００３】
【発明の目的】前述したように二端子素子をスイッチン
グ素子として使用したアクティブマトリックス型液晶表
示装置では、高品質な表示特性を得るために二端子素子
の電気的非線形性および静電容量等の電気的物性と液晶
層の電気光学特性および電気的物性の最適化が必要であ
る。本発明の目的は絶縁体である硬質炭素膜を導体では
さみこみ、該導体間に非線形電流電圧特性をもたせたス
イッチング素子を各表示電極にそなえたアクティブマト
リックス型液晶表示素子において、１．信頼性の高いＭ
ＩＭ素子を提供する、２．高時分割駆動が可能なＭＩＭ
素子を提供する、３．液晶表示装置のスイッチング素子
として使用可能なＭＩＭ素子を提供する、４．２値駆動
に最適なＭＩＭ素子を提供する、５．低電圧で駆動でき
るＭＩＭ素子を提供する、６．階調表示に適したＭＩＭ
素子を提供する、７．高分子散乱型液晶の駆動に適した
ＭＩＭ素子を提供する、８．パネルの焼き付き量が小さ
いＭＩＭ素子を提供する、９．薄く、軽量かつ、反射型
として使用した場合に優れた表示特性の液晶表示装置を
提供する、１０．装置の使用目的に最適な液晶表示装置
を提供することである。
グ素子として使用したアクティブマトリックス型液晶表
示装置では、高品質な表示特性を得るために二端子素子
の電気的非線形性および静電容量等の電気的物性と液晶
層の電気光学特性および電気的物性の最適化が必要であ
る。本発明の目的は絶縁体である硬質炭素膜を導体では
さみこみ、該導体間に非線形電流電圧特性をもたせたス
イッチング素子を各表示電極にそなえたアクティブマト
リックス型液晶表示素子において、１．信頼性の高いＭ
ＩＭ素子を提供する、２．高時分割駆動が可能なＭＩＭ
素子を提供する、３．液晶表示装置のスイッチング素子
として使用可能なＭＩＭ素子を提供する、４．２値駆動
に最適なＭＩＭ素子を提供する、５．低電圧で駆動でき
るＭＩＭ素子を提供する、６．階調表示に適したＭＩＭ
素子を提供する、７．高分子散乱型液晶の駆動に適した
ＭＩＭ素子を提供する、８．パネルの焼き付き量が小さ
いＭＩＭ素子を提供する、９．薄く、軽量かつ、反射型
として使用した場合に優れた表示特性の液晶表示装置を
提供する、１０．装置の使用目的に最適な液晶表示装置
を提供することである。
【０００４】
【構成】本発明は少なくとも一方が透明である一対の基
板間に液晶層を狭持し、少なくとも一方の基板の各々の
表示画素に少なくとも一つのスイッチング素子を設けた
アクティブマトリックス方式の液晶表示装置において、
前記スイッチング素子として上部電極と下部電極との間
の絶縁層に非晶質及び結晶質の少なくとも一方を含む硬
質炭素膜を使用したＭＩＭ素子に関する。絶縁層に硬質
炭素膜を用いたＭＩＭ素子に流れる電流Ｉはプールフレ
ンケル型の伝導を示し、素子の上下電極間に印加する電
圧Ｖによって
板間に液晶層を狭持し、少なくとも一方の基板の各々の
表示画素に少なくとも一つのスイッチング素子を設けた
アクティブマトリックス方式の液晶表示装置において、
前記スイッチング素子として上部電極と下部電極との間
の絶縁層に非晶質及び結晶質の少なくとも一方を含む硬
質炭素膜を使用したＭＩＭ素子に関する。絶縁層に硬質
炭素膜を用いたＭＩＭ素子に流れる電流Ｉはプールフレ
ンケル型の伝導を示し、素子の上下電極間に印加する電
圧Ｖによって
【数７】Ｉ＝α・ｅｘｐ（β√Ｖ） もしくは
【数８】Ｉ＝α・Ｖ・ｅｘｐ（β√Ｖ） と記述される。ここで、αは比例定数、βは素子の非線
形性を表す係数であり、硬質炭素膜を使用したＭＩＭ素
子に流れる電流も上記のどちらの式でも記述できる。絶
縁層として硬質炭素膜を使用したＭＩＭ素子では硬質炭
素膜の形成条件を制御することにより、上記記述式の
α、βを任意の値に設定することができる。このため、
表示方式、駆動電圧、表示コントラスト、応答性、階調
性、表示密度、表示容量等、目的とする液晶表示装置の
仕様にあわせた素子を作成することが可能であるほか、
硬質炭素膜は室温での製膜も可能であるため、ガラス以
外の基板も使用することができる。本発明の液晶表示装
置に用いる硬質炭素膜は、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌ
ｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）膜、ダイアモンド状炭素膜、ア
モルファスダイアモンド膜、ダイアモンド薄膜とも呼ば
れるものであり、該硬質炭素膜は、例えば有機系ガスを
使用し、気相成長法を用いて製造される。前記硬質炭素
膜の形成において、原料は必ずしも常温で気体である必
要はなく、加熱により気化するものでもよい。原料ガス
としてはメタン、エタン、ブタン等の炭化水素の他アル
コール、エーテル、エステル、ケトン、炭酸等、炭素に
なりえる化合物であればよい。原料から硬質炭素膜へは
直流、低周波、高周波、マイクロ波等によるプラズマ法
により行い基板加熱状態はもちろん、室温でも製膜が可
能である。また、ＭＩＭ素子の上または下電極としては
ニッケル、クロム、モリブデン、チタン、アルミ、タン
タル、金、白金等さまざまな種類の金属を使用すること
ができる。これらの金属膜は真空蒸着やスパッタリング
によって形成する。以下、実施例により本発明の内容を
詳しく説明する。
形性を表す係数であり、硬質炭素膜を使用したＭＩＭ素
子に流れる電流も上記のどちらの式でも記述できる。絶
縁層として硬質炭素膜を使用したＭＩＭ素子では硬質炭
素膜の形成条件を制御することにより、上記記述式の
α、βを任意の値に設定することができる。このため、
表示方式、駆動電圧、表示コントラスト、応答性、階調
性、表示密度、表示容量等、目的とする液晶表示装置の
仕様にあわせた素子を作成することが可能であるほか、
硬質炭素膜は室温での製膜も可能であるため、ガラス以
外の基板も使用することができる。本発明の液晶表示装
置に用いる硬質炭素膜は、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌ
ｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）膜、ダイアモンド状炭素膜、ア
モルファスダイアモンド膜、ダイアモンド薄膜とも呼ば
れるものであり、該硬質炭素膜は、例えば有機系ガスを
使用し、気相成長法を用いて製造される。前記硬質炭素
膜の形成において、原料は必ずしも常温で気体である必
要はなく、加熱により気化するものでもよい。原料ガス
としてはメタン、エタン、ブタン等の炭化水素の他アル
コール、エーテル、エステル、ケトン、炭酸等、炭素に
なりえる化合物であればよい。原料から硬質炭素膜へは
直流、低周波、高周波、マイクロ波等によるプラズマ法
により行い基板加熱状態はもちろん、室温でも製膜が可
能である。また、ＭＩＭ素子の上または下電極としては
ニッケル、クロム、モリブデン、チタン、アルミ、タン
タル、金、白金等さまざまな種類の金属を使用すること
ができる。これらの金属膜は真空蒸着やスパッタリング
によって形成する。以下、実施例により本発明の内容を
詳しく説明する。
【０００５】実施例１ アクティブマトリックス液晶用無アルカリガラス基板に
スパッタリング法でシート抵抗が２００Ω／□のＩＴＯ
透明導電膜を形成、つづいて下電極材料の金属クロム５
０ｎｍを同じくスパッタリング法で形成した。この積層
膜をフォトリソグラフィー技術を用い画素電極パターン
に加工した。フォトレジストを除去したのち硬質炭素膜
をプラズマＣＶＤ法で堆積した。原料ガスはメタン、反
応容器内の圧力は５Ｐａである。プラズマＣＶＤによる
硬質炭素膜は原料ガスの種類は勿論、反応容器内の圧
力、プラズマ状態を誘発するＲＦ等の印加エネルギーに
よって膜質が、反応時間によって膜厚を制御することが
できる。制御範囲としてはＲＦ出力で０．１〜５０Ｗ／
ｃｍ2、圧力で０．１〜１０００Ｐａ程度である。次ぎ
に、上電極材料のニッケルを同じくスパッタリング法で
１００ｎｍ堆積した。上電極材料としてはこの他にも前
述したような材料が使用できる。実際の使用にあたって
は作成するパネルの大きさや表示密度等を考慮して材料
を選択すればよい。硬質炭素膜を使用したＭＩＭ素子に
おいては上電極材料による大きな特性変化はなく、主に
配線抵抗、膜形成後のエッチングプロセスが変化するだ
けである。上電極材料をパターン加工したのち、表示電
極上の硬質炭素膜及び下電極材料を除去してＭＩＭ素子
基板を完成した。本実施例におけるＭＩＭ素子の構成を
図１に示す。図中で１０１、１０２、１０３、１０４は
それぞれ画素電極、下電極、硬質炭素膜、上電極を現し
ている。完成したＭＩＭ素子基板は、上電極と画素電極
間に電圧を印加することによってその電圧−電流特性
（ＩＶ特性）の測定を行う。測定結果の例を図２に示
す。このように硬質炭素膜を使用したＭＩＭ素子は非線
形なＩＶ特性を示す。前述したようにＭＩＭ素子を流れ
る電流はプールフレンケル型の伝導を示すので、電流と
電圧は
スパッタリング法でシート抵抗が２００Ω／□のＩＴＯ
透明導電膜を形成、つづいて下電極材料の金属クロム５
０ｎｍを同じくスパッタリング法で形成した。この積層
膜をフォトリソグラフィー技術を用い画素電極パターン
に加工した。フォトレジストを除去したのち硬質炭素膜
をプラズマＣＶＤ法で堆積した。原料ガスはメタン、反
応容器内の圧力は５Ｐａである。プラズマＣＶＤによる
硬質炭素膜は原料ガスの種類は勿論、反応容器内の圧
力、プラズマ状態を誘発するＲＦ等の印加エネルギーに
よって膜質が、反応時間によって膜厚を制御することが
できる。制御範囲としてはＲＦ出力で０．１〜５０Ｗ／
ｃｍ2、圧力で０．１〜１０００Ｐａ程度である。次ぎ
に、上電極材料のニッケルを同じくスパッタリング法で
１００ｎｍ堆積した。上電極材料としてはこの他にも前
述したような材料が使用できる。実際の使用にあたって
は作成するパネルの大きさや表示密度等を考慮して材料
を選択すればよい。硬質炭素膜を使用したＭＩＭ素子に
おいては上電極材料による大きな特性変化はなく、主に
配線抵抗、膜形成後のエッチングプロセスが変化するだ
けである。上電極材料をパターン加工したのち、表示電
極上の硬質炭素膜及び下電極材料を除去してＭＩＭ素子
基板を完成した。本実施例におけるＭＩＭ素子の構成を
図１に示す。図中で１０１、１０２、１０３、１０４は
それぞれ画素電極、下電極、硬質炭素膜、上電極を現し
ている。完成したＭＩＭ素子基板は、上電極と画素電極
間に電圧を印加することによってその電圧−電流特性
（ＩＶ特性）の測定を行う。測定結果の例を図２に示
す。このように硬質炭素膜を使用したＭＩＭ素子は非線
形なＩＶ特性を示す。前述したようにＭＩＭ素子を流れ
る電流はプールフレンケル型の伝導を示すので、電流と
電圧は
【数９】Ｉｎ（Ｉ／Ｓ）＝β√Ｖ＋κ という式で表現できる。ただし、ＳはＭＩＭ素子の面積
（ｐｍ2）を表している。図２のグラフ軸を前記の式に
あわせて変換したものを図３に示す。直線の傾きがβ、
ｙ切片がκであり、βが大きいほど非線形性が大きく、
κが大きいほど電流が流れやすい。このようにして、さ
まざまなβをもつＭＩＭ素子を作成し、連続駆動試験を
行った。連続駆動試験とは液晶表示装置の駆動を想定し
た印加信号を上下電極間に１０００時間印加し、１００
０時間後のＩＶ特性を測定するものである。試験の結
果、βが７より大きなサンプルにおいて、素子の劣化が
急増した。この結果から、βを７以下にすることによ
り、硬質炭素膜を絶縁層に使用したＭＩＭ液晶表示装置
の信頼性を高めることができる。連続試験後の欠陥発生
率とβとの関係を図４に示す。
（ｐｍ2）を表している。図２のグラフ軸を前記の式に
あわせて変換したものを図３に示す。直線の傾きがβ、
ｙ切片がκであり、βが大きいほど非線形性が大きく、
κが大きいほど電流が流れやすい。このようにして、さ
まざまなβをもつＭＩＭ素子を作成し、連続駆動試験を
行った。連続駆動試験とは液晶表示装置の駆動を想定し
た印加信号を上下電極間に１０００時間印加し、１００
０時間後のＩＶ特性を測定するものである。試験の結
果、βが７より大きなサンプルにおいて、素子の劣化が
急増した。この結果から、βを７以下にすることによ
り、硬質炭素膜を絶縁層に使用したＭＩＭ液晶表示装置
の信頼性を高めることができる。連続試験後の欠陥発生
率とβとの関係を図４に示す。
【０００６】実施例２ ＳｉＯ2層をコートした厚さ１．１ｍｍのソーダライム
ガラス基板にスパッタリング法でシート抵抗が２００Ω
／□のＩＴＯ透明導電膜を形成、つづいて下電極材料の
金属クロム３０ｎｍとアルミニウム３０ｎｍを真空蒸着
法で連続形成した。この積層膜をフォトリソグラフィー
技術を用い画素電極パターンに加工した。フォトレジス
トを除去したのち硬質炭素膜をプラズマＣＶＤ法で堆積
した。原料ガスはメタン、反応容器内の圧力は１０Ｐａ
である。次に、上電極材料として再びクロムとアルミニ
ウムを連続形成した。上電極材料をパターン加工したの
ち、表示電極上の硬質炭素膜及び下電極材料を除去して
ＭＩＭ素子基板を完成した。本実施例におけるＭＩＭ素
子の断面構成を図５に示す。実施例１と同様にして、素
子の電気的特性を測定したのち、基板表面に液晶配向処
理をおこない、同じく配向処理をおこなった対向電極基
板とはりあわせて、ノーマリーホワイトタイプのＴＮ型
液晶表示装置を作成した。ＭＩＭ素子基板とはりあわせ
る対向基板には単純マトリックス型パネル用の基板と同
様な透明なストライプ状電極が形成してあり、このスト
ライプ状電極とＭＩＭ素子基板上の画素電極とを位置合
わせしながらはりあわせを行うものである。このように
して、さまざまなκをもつＭＩＭ素子を作成しパネル化
をおこなったところ、κが−３５より大きなサンプルに
おいて、時分割駆動時の分割数（デューティー数）が急
減した。この結果から、κを−３５より小さくすること
により、硬質炭素膜を絶縁層に使用したＭＩＭ液晶表示
装置での高時分割駆動が可能になる。駆動可能な時分割
数とκとの関係を図６に示す。
ガラス基板にスパッタリング法でシート抵抗が２００Ω
／□のＩＴＯ透明導電膜を形成、つづいて下電極材料の
金属クロム３０ｎｍとアルミニウム３０ｎｍを真空蒸着
法で連続形成した。この積層膜をフォトリソグラフィー
技術を用い画素電極パターンに加工した。フォトレジス
トを除去したのち硬質炭素膜をプラズマＣＶＤ法で堆積
した。原料ガスはメタン、反応容器内の圧力は１０Ｐａ
である。次に、上電極材料として再びクロムとアルミニ
ウムを連続形成した。上電極材料をパターン加工したの
ち、表示電極上の硬質炭素膜及び下電極材料を除去して
ＭＩＭ素子基板を完成した。本実施例におけるＭＩＭ素
子の断面構成を図５に示す。実施例１と同様にして、素
子の電気的特性を測定したのち、基板表面に液晶配向処
理をおこない、同じく配向処理をおこなった対向電極基
板とはりあわせて、ノーマリーホワイトタイプのＴＮ型
液晶表示装置を作成した。ＭＩＭ素子基板とはりあわせ
る対向基板には単純マトリックス型パネル用の基板と同
様な透明なストライプ状電極が形成してあり、このスト
ライプ状電極とＭＩＭ素子基板上の画素電極とを位置合
わせしながらはりあわせを行うものである。このように
して、さまざまなκをもつＭＩＭ素子を作成しパネル化
をおこなったところ、κが−３５より大きなサンプルに
おいて、時分割駆動時の分割数（デューティー数）が急
減した。この結果から、κを−３５より小さくすること
により、硬質炭素膜を絶縁層に使用したＭＩＭ液晶表示
装置での高時分割駆動が可能になる。駆動可能な時分割
数とκとの関係を図６に示す。
【０００７】実施例３ 各表示電極にＭＩＭ素子を備えた液晶表示素子は液晶層
とＭＩＭ素子が直列に接続された形に近似することがで
きる。図７に等価回路を示す。図中で２０１、２０２、
２０３、２０４はそれぞれ液晶層の静電容量、液晶層の
電気抵抗、ＭＩＭ素子の静電容量、ＭＩＭ素子の電気抵
抗を現わしている。ここでＭＩＭ素子の電気抵抗は上下
電極間の電位差によって変化するため、可変抵抗として
記述してある。液晶層の電気抵抗、静電容量は液晶材
料、画素電極面積、液晶層の厚さによって変化する。一
方、ＭＩＭ素子の静電容量も素子面積、硬質炭素膜の膜
厚、膜質によって決定される。ＭＩＭ素子の面積は下電
極と上電極が交差する面積である。よって素子面積は上
下電極の少なくとも一方の電極幅を変化させることで制
御できる。また、硬質炭素膜の膜質、膜厚は製膜条件に
より制御可能である。図７の等価回路において、端子２
０５と端子２０６の間に印加された電圧は液晶層とＭＩ
Ｍ素子に分割される。端子間に選択電位がかかり、ＭＩ
Ｍ素子の抵抗が小さくなった場合、液晶層とＭＩＭ素子
に分割される電圧の割合は、それぞれの静電容量の比に
なる。このため、液晶層に十分な電圧を印加し液晶層の
光学特性を制御するためには、ＭＩＭ素子に対する液晶
層の静電容量を十分大きくしなくしてはならない。しか
しながら、ＭＩＭ素子は非線形な電気特性を示すため、
一概に容量比を規定することができなかった。そこで、
さまざまな容量比をもつ液晶表示装置を作成したとこ
ろ、液晶層の静電容量に対するＭＩＭ素子の静電容量比
が、１／３以下であれば液晶の駆動ができることを確認
した。ただし、液晶層には０〜５Ｖの範囲でその光学特
性を制御できる材料を使用し、静電容量は電圧無印加時
の値で規定している。容量比の変化によるパネルのＴ−
Ｖカーブの変化を図８に示す。容量比が１／３以下の場
合（ａ：１／３）には正常なカーブを描いているが、容
量比がこれより大きくなった場合（ｂ：２／５）、
（ｃ：１／２）ではパネルの透過率が小さくならない。
言い換えれば、液晶層にかかる実効電圧が小さくなって
いる。
とＭＩＭ素子が直列に接続された形に近似することがで
きる。図７に等価回路を示す。図中で２０１、２０２、
２０３、２０４はそれぞれ液晶層の静電容量、液晶層の
電気抵抗、ＭＩＭ素子の静電容量、ＭＩＭ素子の電気抵
抗を現わしている。ここでＭＩＭ素子の電気抵抗は上下
電極間の電位差によって変化するため、可変抵抗として
記述してある。液晶層の電気抵抗、静電容量は液晶材
料、画素電極面積、液晶層の厚さによって変化する。一
方、ＭＩＭ素子の静電容量も素子面積、硬質炭素膜の膜
厚、膜質によって決定される。ＭＩＭ素子の面積は下電
極と上電極が交差する面積である。よって素子面積は上
下電極の少なくとも一方の電極幅を変化させることで制
御できる。また、硬質炭素膜の膜質、膜厚は製膜条件に
より制御可能である。図７の等価回路において、端子２
０５と端子２０６の間に印加された電圧は液晶層とＭＩ
Ｍ素子に分割される。端子間に選択電位がかかり、ＭＩ
Ｍ素子の抵抗が小さくなった場合、液晶層とＭＩＭ素子
に分割される電圧の割合は、それぞれの静電容量の比に
なる。このため、液晶層に十分な電圧を印加し液晶層の
光学特性を制御するためには、ＭＩＭ素子に対する液晶
層の静電容量を十分大きくしなくしてはならない。しか
しながら、ＭＩＭ素子は非線形な電気特性を示すため、
一概に容量比を規定することができなかった。そこで、
さまざまな容量比をもつ液晶表示装置を作成したとこ
ろ、液晶層の静電容量に対するＭＩＭ素子の静電容量比
が、１／３以下であれば液晶の駆動ができることを確認
した。ただし、液晶層には０〜５Ｖの範囲でその光学特
性を制御できる材料を使用し、静電容量は電圧無印加時
の値で規定している。容量比の変化によるパネルのＴ−
Ｖカーブの変化を図８に示す。容量比が１／３以下の場
合（ａ：１／３）には正常なカーブを描いているが、容
量比がこれより大きくなった場合（ｂ：２／５）、
（ｃ：１／２）ではパネルの透過率が小さくならない。
言い換えれば、液晶層にかかる実効電圧が小さくなって
いる。
【０００８】実施例４ ＳｉＯ2層をコートした厚さ１．１ｍｍのソーダライム
ガラス基板にスパッタリング法でシート抵抗が２００Ω
／□のＩＴＯ透明導電膜を形成、つづいて下電極材料の
金属クロム３０ｎｍとアルミニウム３０ｎｍを真空蒸着
法で連続形成した。この積層膜をフォトリソグラフィー
技術を用い画素電極パターンに加工した。フォトレジス
トを除去したのち原料ガスにメタンを使用して硬質炭素
膜をプラズマＣＶＤ法で堆積した。このとき反応容器の
圧力とＲＦ入力の大きさ、製膜時間を制御することによ
ってさまざまな特性をもつ硬質炭素膜を製膜した。次
に、上電極材料として再びクロムとアルミニウムを連続
形成したのち上電極材料のパターン加工を行い、表示電
極上の硬質炭素膜及び下電極材料を除去してＭＩＭ素子
基板を完成した。実施例１と同様にして、素子の電気的
特性を測定したのち、実施例２と同様にして、さまざま
なβとκをもつＭＩＭ素子駆動のＴＮ型液晶表示装置を
作成した。この結果κが−４１〜−４３でかつβが５．
０〜６．０のサンプルにおいて、２値駆動に最適な特性
を得ることができた。２値駆動に最適な特性とはある駆
動電圧において、十分な表示コントラストを有し、オン
波形印加時とオフ波形印加時の電圧−透過率曲線が十分
離れており、クロストークの影響が小さいことである。
試験結果を図９にまとめる。図中の斜線部において、２
値駆動に最適なパネルを得ることができた。
ガラス基板にスパッタリング法でシート抵抗が２００Ω
／□のＩＴＯ透明導電膜を形成、つづいて下電極材料の
金属クロム３０ｎｍとアルミニウム３０ｎｍを真空蒸着
法で連続形成した。この積層膜をフォトリソグラフィー
技術を用い画素電極パターンに加工した。フォトレジス
トを除去したのち原料ガスにメタンを使用して硬質炭素
膜をプラズマＣＶＤ法で堆積した。このとき反応容器の
圧力とＲＦ入力の大きさ、製膜時間を制御することによ
ってさまざまな特性をもつ硬質炭素膜を製膜した。次
に、上電極材料として再びクロムとアルミニウムを連続
形成したのち上電極材料のパターン加工を行い、表示電
極上の硬質炭素膜及び下電極材料を除去してＭＩＭ素子
基板を完成した。実施例１と同様にして、素子の電気的
特性を測定したのち、実施例２と同様にして、さまざま
なβとκをもつＭＩＭ素子駆動のＴＮ型液晶表示装置を
作成した。この結果κが−４１〜−４３でかつβが５．
０〜６．０のサンプルにおいて、２値駆動に最適な特性
を得ることができた。２値駆動に最適な特性とはある駆
動電圧において、十分な表示コントラストを有し、オン
波形印加時とオフ波形印加時の電圧−透過率曲線が十分
離れており、クロストークの影響が小さいことである。
試験結果を図９にまとめる。図中の斜線部において、２
値駆動に最適なパネルを得ることができた。
【０００９】実施例５ ＳｉＯ2層をコートした厚さ１．１ｍｍのソーダライム
ガラス基板にスパッタリング法でシート抵抗が２００Ω
／□のＩＴＯ透明導電膜を形成、つづいて下電極材料の
金属クロム３０ｎｍとアルミニウム３０ｎｍを真空蒸着
法で連続形成した。この積層膜をフォトリソグラフィー
技術を用い画素電極パターンに加工した。フォトレジス
トを除去したのち原料ガスにメタンを使用して硬質炭素
膜をプラズマＣＶＤ法で堆積した。このとき反応容器の
圧力とＲＦ入力の大きさ、製膜時間を制御することによ
ってさまざまな特性をもつ硬質炭素膜を製膜した。次
に、上電極材料として再びクロムとアルミニウムを連続
形成したのち上電極材料のパターン加工を行い、表示電
極上の硬質炭素膜及び下電極材料を除去してＭＩＭ素子
基板を完成した。実施例１と同様にして、素子の電気的
特性を測定したのち、実施例２と同様にして、さまざま
なβとκをもつＭＩＭ素子駆動のＴＮ型液晶表示装置を
作成した。この結果κが−３９〜−４１でかつβが５．
０〜６．０のサンプルにおいて、駆動電圧の低いパネル
を得ることができた。試験結果を図１０にまとめる。図
の斜線部において、駆動電圧がひくく比較的表示特性の
良いパネルが得られた。
ガラス基板にスパッタリング法でシート抵抗が２００Ω
／□のＩＴＯ透明導電膜を形成、つづいて下電極材料の
金属クロム３０ｎｍとアルミニウム３０ｎｍを真空蒸着
法で連続形成した。この積層膜をフォトリソグラフィー
技術を用い画素電極パターンに加工した。フォトレジス
トを除去したのち原料ガスにメタンを使用して硬質炭素
膜をプラズマＣＶＤ法で堆積した。このとき反応容器の
圧力とＲＦ入力の大きさ、製膜時間を制御することによ
ってさまざまな特性をもつ硬質炭素膜を製膜した。次
に、上電極材料として再びクロムとアルミニウムを連続
形成したのち上電極材料のパターン加工を行い、表示電
極上の硬質炭素膜及び下電極材料を除去してＭＩＭ素子
基板を完成した。実施例１と同様にして、素子の電気的
特性を測定したのち、実施例２と同様にして、さまざま
なβとκをもつＭＩＭ素子駆動のＴＮ型液晶表示装置を
作成した。この結果κが−３９〜−４１でかつβが５．
０〜６．０のサンプルにおいて、駆動電圧の低いパネル
を得ることができた。試験結果を図１０にまとめる。図
の斜線部において、駆動電圧がひくく比較的表示特性の
良いパネルが得られた。
【００１０】実施例６ ＳｉＯ2層をコートした厚さ１．１ｍｍのソーダライム
ガラス基板にスパッタリング法でシート抵抗が２００Ω
／□のＩＴＯ透明導電膜を形成、つづいて下電極材料の
金属クロム３０ｎｍとアルミニウム３０ｎｍを真空蒸着
法で連続形成した。この積層膜をフォトリソグラフィー
技術を用い画素電極パターンに加工した。フォトレジス
トを除去したのち原料ガスにメタンを使用して硬質炭素
膜をプラズマＣＶＤ法で堆積した。このとき反応容器の
圧力とＲＦ入力の大きさ、製膜時間を制御することによ
ってさまざまな特性をもつ硬質炭素膜を製膜した。次
に、上電極材料として再びクロムとアルミニウムを連続
形成したのち上電極材料のパターン加工を行い、表示電
極上の硬質炭素膜及び下電極材料を除去してＭＩＭ素子
基板を完成した。実施例１と同様にして、素子の電気的
特性を測定したのち、実施例２と同様にして、さまざま
なβとκをもつＭＩＭ素子駆動のＴＮ型液晶表示装置を
作成した。この結果κが−３８〜−４１でかつβが５．
０〜６．０のサンプルにおいて、階調駆動に適した特性
のパネルを得ることができた。階調駆動に適した特性と
は電圧印加時における液晶層の光学特性変化が緩やかで
あり、クロストークの影響を受けにくいことである。試
験結果を図１１にまとめる。図中の斜線部において、階
調駆動に適した特性のパネルを得ることができた。
ガラス基板にスパッタリング法でシート抵抗が２００Ω
／□のＩＴＯ透明導電膜を形成、つづいて下電極材料の
金属クロム３０ｎｍとアルミニウム３０ｎｍを真空蒸着
法で連続形成した。この積層膜をフォトリソグラフィー
技術を用い画素電極パターンに加工した。フォトレジス
トを除去したのち原料ガスにメタンを使用して硬質炭素
膜をプラズマＣＶＤ法で堆積した。このとき反応容器の
圧力とＲＦ入力の大きさ、製膜時間を制御することによ
ってさまざまな特性をもつ硬質炭素膜を製膜した。次
に、上電極材料として再びクロムとアルミニウムを連続
形成したのち上電極材料のパターン加工を行い、表示電
極上の硬質炭素膜及び下電極材料を除去してＭＩＭ素子
基板を完成した。実施例１と同様にして、素子の電気的
特性を測定したのち、実施例２と同様にして、さまざま
なβとκをもつＭＩＭ素子駆動のＴＮ型液晶表示装置を
作成した。この結果κが−３８〜−４１でかつβが５．
０〜６．０のサンプルにおいて、階調駆動に適した特性
のパネルを得ることができた。階調駆動に適した特性と
は電圧印加時における液晶層の光学特性変化が緩やかで
あり、クロストークの影響を受けにくいことである。試
験結果を図１１にまとめる。図中の斜線部において、階
調駆動に適した特性のパネルを得ることができた。
【００１１】実施例７ ＳｉＯ2層をコートした厚さ１．１ｍｍのソーダライム
ガラス基板にスパッタリング法でシート抵抗が２００Ω
／□のＩＴＯ透明導電膜を形成、つづいて下電極材料の
金属クロム３０ｎｍとアルミニウム３０ｎｍを真空蒸着
法で連続形成した。この積層膜をフォトリソグラフィー
技術を用い画素電極パターンに加工した。フォトレジス
トを除去したのち原料ガスにメタンを使用して硬質炭素
膜をプラズマＣＶＤ法で堆積した。このとき反応容器の
圧力とＲＦ入力の大きさ、製膜時間を制御することによ
ってさまざまな特性をもつ硬質炭素膜を製膜した。次
に、上電極材料として再びクロムとアルミニウムを連続
形成したのち上電極材料のパターン加工を行い、表示電
極上の硬質炭素膜及び下電極材料を除去してＭＩＭ素子
基板を完成した。実施例１と同様にして、素子の電気的
特性を測定したのち、さまざまなβとκをもつＭＩＭ素
子駆動の高分子散乱型液晶表示装置を作成した。この結
果κが−３９〜−４１でかつβが３．０〜５．０のサン
プルにおいて、高分子散乱型液晶に適した特性のパネル
を得ることができた。高分子散乱型液晶に適した特性と
は比選択時における素子の抵抗が大きく、高電圧の印加
にも素子劣化をおこさないことである。試験結果を図１
２にまとめる。図中の斜線部において、高分子散乱型液
晶に適した特性のパネルを得ることができた。
ガラス基板にスパッタリング法でシート抵抗が２００Ω
／□のＩＴＯ透明導電膜を形成、つづいて下電極材料の
金属クロム３０ｎｍとアルミニウム３０ｎｍを真空蒸着
法で連続形成した。この積層膜をフォトリソグラフィー
技術を用い画素電極パターンに加工した。フォトレジス
トを除去したのち原料ガスにメタンを使用して硬質炭素
膜をプラズマＣＶＤ法で堆積した。このとき反応容器の
圧力とＲＦ入力の大きさ、製膜時間を制御することによ
ってさまざまな特性をもつ硬質炭素膜を製膜した。次
に、上電極材料として再びクロムとアルミニウムを連続
形成したのち上電極材料のパターン加工を行い、表示電
極上の硬質炭素膜及び下電極材料を除去してＭＩＭ素子
基板を完成した。実施例１と同様にして、素子の電気的
特性を測定したのち、さまざまなβとκをもつＭＩＭ素
子駆動の高分子散乱型液晶表示装置を作成した。この結
果κが−３９〜−４１でかつβが３．０〜５．０のサン
プルにおいて、高分子散乱型液晶に適した特性のパネル
を得ることができた。高分子散乱型液晶に適した特性と
は比選択時における素子の抵抗が大きく、高電圧の印加
にも素子劣化をおこさないことである。試験結果を図１
２にまとめる。図中の斜線部において、高分子散乱型液
晶に適した特性のパネルを得ることができた。
【００１２】実施例８ 実施例３と同様にして、液晶層とＭＩＭ素子がさまざま
な容量比をもつ液晶表示装置を作成し、１０００時間の
連続駆動試験を行ったところ液晶層の静電容量に対する
ＭＩＭ素子の静電容量比が、１／３０より大きくなると
液晶層の透過率と駆動電圧の関係がシフトする、いわゆ
る焼きつき現象が顕著になった。このことより、液晶層
の静電容量に対するＭＩＭ素子の静電容量比を１／３０
以上にすることによって連続駆動によるパネル表示特性
の変化を低減することができる。静電容量比と駆動電圧
の変化量を図１３に示す。この図ではＭＩＭ素子の静電
容量に対する液晶層の静電容量をｘ軸としており、駆動
電圧のシフト量が小さいほど焼きつき現象が起こりにく
いことを示している。
な容量比をもつ液晶表示装置を作成し、１０００時間の
連続駆動試験を行ったところ液晶層の静電容量に対する
ＭＩＭ素子の静電容量比が、１／３０より大きくなると
液晶層の透過率と駆動電圧の関係がシフトする、いわゆ
る焼きつき現象が顕著になった。このことより、液晶層
の静電容量に対するＭＩＭ素子の静電容量比を１／３０
以上にすることによって連続駆動によるパネル表示特性
の変化を低減することができる。静電容量比と駆動電圧
の変化量を図１３に示す。この図ではＭＩＭ素子の静電
容量に対する液晶層の静電容量をｘ軸としており、駆動
電圧のシフト量が小さいほど焼きつき現象が起こりにく
いことを示している。
【００１３】実施例９ 硬質炭素膜の製膜は室温でも可能であるため、基板とし
てガラス以外にプラスチックフィルムもしくはプラスチ
ックシートを使用することができる。この場合、基板と
しては各製造プロセスに対する耐性があること、寸法変
化が小さいこと、使用する表示モードに適応した光学的
特性をもつことなどが必要とされ、ポリサルフォン、ポ
リカーボネート、ポリオレフィン、ポリエーテルサルフ
ォン、ポリフェニルサルフォン、アクリレート、ポリエ
チルテレフタレート等が好ましいが、基板の表面に有機
もしくは無機の保護膜を設けることによってこの他多く
の材料を使用することができる。本実施例では厚さ３０
０μｍのポリカーボネートの両面に厚さ１００ｎｍのＳ
ｉＯ2膜をスパッタリングによって製膜した基板を使用
している。ＭＩＭ素子の製造工程はガラス基板を使用す
る場合とほぼ同様であるが、プラスチックフィルムもし
くはプラスチックシートはガラス基板に比べ剛性が小さ
いため、膜応力を制御して基板変形を防止する必要があ
る。また、薬液類に対する耐性にも劣るため使用するエ
ッチャント、レジスト等の選択も必要となる。このよう
にして作成したＭＩＭ素子基板とストライプ状の透明電
極を有するプラスチック基板を貼り合わせて、液晶表示
パネルを作成した。このように作成したパネルは薄い、
軽い、割れにくいことはもちろん、基板の厚みが薄いた
め、反射型の表示装置とした時に非常に鮮明な画像表示
が可能となる。ここでは２枚ともプラスチックの基板を
使用したが、用途によりどちらか一方のみをプラスチッ
ク基板とすることも可能である。
てガラス以外にプラスチックフィルムもしくはプラスチ
ックシートを使用することができる。この場合、基板と
しては各製造プロセスに対する耐性があること、寸法変
化が小さいこと、使用する表示モードに適応した光学的
特性をもつことなどが必要とされ、ポリサルフォン、ポ
リカーボネート、ポリオレフィン、ポリエーテルサルフ
ォン、ポリフェニルサルフォン、アクリレート、ポリエ
チルテレフタレート等が好ましいが、基板の表面に有機
もしくは無機の保護膜を設けることによってこの他多く
の材料を使用することができる。本実施例では厚さ３０
０μｍのポリカーボネートの両面に厚さ１００ｎｍのＳ
ｉＯ2膜をスパッタリングによって製膜した基板を使用
している。ＭＩＭ素子の製造工程はガラス基板を使用す
る場合とほぼ同様であるが、プラスチックフィルムもし
くはプラスチックシートはガラス基板に比べ剛性が小さ
いため、膜応力を制御して基板変形を防止する必要があ
る。また、薬液類に対する耐性にも劣るため使用するエ
ッチャント、レジスト等の選択も必要となる。このよう
にして作成したＭＩＭ素子基板とストライプ状の透明電
極を有するプラスチック基板を貼り合わせて、液晶表示
パネルを作成した。このように作成したパネルは薄い、
軽い、割れにくいことはもちろん、基板の厚みが薄いた
め、反射型の表示装置とした時に非常に鮮明な画像表示
が可能となる。ここでは２枚ともプラスチックの基板を
使用したが、用途によりどちらか一方のみをプラスチッ
ク基板とすることも可能である。
【００１４】実施例１０ これまで述べてきたように絶縁層に硬質炭素膜を使用し
たＭＩＭ素子は素子面積、硬質炭素膜の膜質、膜厚を制
御することにより、さまざまな特性をもつ素子を作成す
ることが可能である。ＭＩＭ素子で液晶層をスイッチン
グする際、液晶層とＭＩＭ素子のマッチングがとれてい
なくてもほとんどの場合液晶層の光学特性を制御するこ
とができる。しかしながら、パネルに求められる表示性
能によって素子を設計することにより、その特徴を最大
限にいかすことができる。携帯用情報端末ではパネルの
消費電力が重要な問題であり、このような用途にはコン
トラストを少し低減させても、駆動電圧が低くなるよう
なＭＩＭ素子とする。一方、ワークステーションのよう
に大きく、高画質が求められるようなパネルではクロス
トークに強く、階調表示に適したＭＩＭ素子を使用す
る。また、表示画面の大きさや階調数により、配線電極
に求められる抵抗も変化する。大画面や高階調のパネル
では配線抵抗による電圧のドロップが問題となるため、
導電率の大きい材料を使用する。一方、小さなパネルや
２値表示のパネルでは安価で、製造上扱いやすい材料を
使用する。このように、絶縁層に硬質炭素膜を使用した
ＭＩＭ素子では硬質炭素膜の膜質、膜厚、上下電極材料
を固定することなく、使用する装置にあわせた素子を提
供することによって優れた液晶表示装置を提供すること
ができる。
たＭＩＭ素子は素子面積、硬質炭素膜の膜質、膜厚を制
御することにより、さまざまな特性をもつ素子を作成す
ることが可能である。ＭＩＭ素子で液晶層をスイッチン
グする際、液晶層とＭＩＭ素子のマッチングがとれてい
なくてもほとんどの場合液晶層の光学特性を制御するこ
とができる。しかしながら、パネルに求められる表示性
能によって素子を設計することにより、その特徴を最大
限にいかすことができる。携帯用情報端末ではパネルの
消費電力が重要な問題であり、このような用途にはコン
トラストを少し低減させても、駆動電圧が低くなるよう
なＭＩＭ素子とする。一方、ワークステーションのよう
に大きく、高画質が求められるようなパネルではクロス
トークに強く、階調表示に適したＭＩＭ素子を使用す
る。また、表示画面の大きさや階調数により、配線電極
に求められる抵抗も変化する。大画面や高階調のパネル
では配線抵抗による電圧のドロップが問題となるため、
導電率の大きい材料を使用する。一方、小さなパネルや
２値表示のパネルでは安価で、製造上扱いやすい材料を
使用する。このように、絶縁層に硬質炭素膜を使用した
ＭＩＭ素子では硬質炭素膜の膜質、膜厚、上下電極材料
を固定することなく、使用する装置にあわせた素子を提
供することによって優れた液晶表示装置を提供すること
ができる。
【００１５】
１．素子に流れる電流Ｉが印加した電圧Ｖにより
【数１０】Ｉｎ（Ｉ／Ｓ）＝β√Ｖ＋κ によってあらわされるとき、βの値を７より小さくする
ことによって長時間連続駆動後に発生する表示欠陥の発
生率を低減し、液晶表示装置の信頼性を高めることがで
きる。 ２．素子に流れる電流Ｉが印加した電圧Ｖにより
ことによって長時間連続駆動後に発生する表示欠陥の発
生率を低減し、液晶表示装置の信頼性を高めることがで
きる。 ２．素子に流れる電流Ｉが印加した電圧Ｖにより
【数１１】Ｉｎ（Ｉ／Ｓ）＝β√Ｖ＋κ によってあらわされるとき、κの値を−３５より小さく
することによって高時分割駆動が可能になる。 ３．素子に流れる電流Ｉが印加した電圧Ｖにより
することによって高時分割駆動が可能になる。 ３．素子に流れる電流Ｉが印加した電圧Ｖにより
【数１２】Ｉｎ（Ｉ／Ｓ）＝β√Ｖ＋κ によってあらわされるとき、κの値を−４１〜−４３、
かつβの値を５．０〜６．０にすることによって２値駆
動に最適な特性を得ることができる。 ４．素子に流れる電流Ｉが印加した電圧Ｖにより
かつβの値を５．０〜６．０にすることによって２値駆
動に最適な特性を得ることができる。 ４．素子に流れる電流Ｉが印加した電圧Ｖにより
【数１３】Ｉｎ（Ｉ／Ｓ）＝β√Ｖ＋κ によってあらわされるとき、κの値を−３９〜−４１、
かつβの値を４．５〜５．５にすることによって駆動電
圧を低くすることができる。 ５．素子に流れる電流Ｉが印加した電圧Ｖにより
かつβの値を４．５〜５．５にすることによって駆動電
圧を低くすることができる。 ５．素子に流れる電流Ｉが印加した電圧Ｖにより
【数１４】Ｉｎ（Ｉ／Ｓ）＝β√Ｖ＋κ によってあらわされるとき、κの値を−３８〜−４１、
かつβの値を４．０〜５．０にすることによって階調表
示に適した特性を得ることができる。 ６．素子に流れる電流Ｉが印加した電圧Ｖにより
かつβの値を４．０〜５．０にすることによって階調表
示に適した特性を得ることができる。 ６．素子に流れる電流Ｉが印加した電圧Ｖにより
【数１５】Ｉｎ（Ｉ／Ｓ）＝β√Ｖ＋κ によってあらわされるとき、κの値を−３９〜−４１、
かつβの値を２．０〜５．０とすることによって高分子
散乱型液晶表示装置に適した特性を得ることができる。 ７．液晶層の静電容量に対する該スイッチング素子の静
電容量の比を１／３以下にすることによって液晶層の光
学特性を制御することができる。 ８．液晶層の静電容量に対する該スイッチング素子の静
電容量の比を１／３０以上にすることによって長時間連
続駆動による表示特性の変化を低減することができる。 ９．液晶層を狭持する二枚の基板のうち少なくとも一方
の基板がプラスチックフィルムもしくはプラスチックシ
ートにすることによって薄く、軽く、割れにくく、反射
型の表示装置とした時に非常に鮮明な画像表示が可能と
なる液晶表示装置が得られる。
かつβの値を２．０〜５．０とすることによって高分子
散乱型液晶表示装置に適した特性を得ることができる。 ７．液晶層の静電容量に対する該スイッチング素子の静
電容量の比を１／３以下にすることによって液晶層の光
学特性を制御することができる。 ８．液晶層の静電容量に対する該スイッチング素子の静
電容量の比を１／３０以上にすることによって長時間連
続駆動による表示特性の変化を低減することができる。 ９．液晶層を狭持する二枚の基板のうち少なくとも一方
の基板がプラスチックフィルムもしくはプラスチックシ
ートにすることによって薄く、軽く、割れにくく、反射
型の表示装置とした時に非常に鮮明な画像表示が可能と
なる液晶表示装置が得られる。
【図１】実施例１のＭＩＭ素子の断面構成を示す図であ
る。
る。
【図２】実施例１のＭＩＭ素子の電圧−電流特性（ＩＶ
特性）を示す図である。
特性）を示す図である。
【図３】図２のグラフ軸を
【数１６】Ｉｎ（Ｉ／Ｓ）＝β√Ｖ＋κ にあわせて変換したものである。
【図４】実施例１のＭＩＭ素子を１０００時間駆動後の
硬質炭素膜の欠陥発生率とβとの関係を示す図である。
硬質炭素膜の欠陥発生率とβとの関係を示す図である。
【図５】実施例２のＭＩＭ素子の断面構成を示す図であ
る。
る。
【図６】実施例２のＭＩＭ素子の駆動可能な時分割数と
κとの関係を示す図である。
κとの関係を示す図である。
【図７】実施例３のＭＩＭ−ＬＣＤの等価回路を示す図
である。
である。
【図８】実施例３の液晶表示装置の液晶層の静電容量に
対するＭＩＭ素子の容量比の変化によるパネルのＴ−Ｖ
カーブの変化を示す図である。
対するＭＩＭ素子の容量比の変化によるパネルのＴ−Ｖ
カーブの変化を示す図である。
【図９】実施例４のＴＮ型液晶表示装置の２値駆動に最
適なβとκの組み合わせ範囲を示す図である。
適なβとκの組み合わせ範囲を示す図である。
【図１０】実施例５のＴＮ型液晶表示装置の低電圧駆動
に最適なβとκの組み合わせ範囲を示す図である。
に最適なβとκの組み合わせ範囲を示す図である。
【図１１】実施例６のＴＮ型液晶表示装置の階調表示駆
動に最適なβとκの組み合わせ範囲を示す図である。
動に最適なβとκの組み合わせ範囲を示す図である。
【図１２】実施例７の高分子散乱型液晶の駆動に最適な
βとκの組み合わせ範囲を示す図である。
βとκの組み合わせ範囲を示す図である。
【図１３】実施例８の液晶表示装置の液晶層の静電容量
に対するＭＩＭ素子の静電容量比と駆動電圧との変化量
の関係を示す図である。
に対するＭＩＭ素子の静電容量比と駆動電圧との変化量
の関係を示す図である。
【符号の説明】 １０１ 画素電極 １０２ 下電極 １０３ 硬質炭素膜 １０４ 上電極 ２０１ 液晶層の静電容量 ２０２ 液晶層の電気抵抗 ２０３ ＭＩＭ素子の静電容量 ２０４ ＭＩＭ素子の電気抵抗 ２０５ 端子 ２０６ 端子
Claims (9)
- 【請求項１】 絶縁体である硬質炭素膜を導体ではさみ
こみ、該導体間に非線形電流電圧特性をもたせたスイッ
チング素子を各表示電極にそなえたアクティブマトリッ
クス型液晶表示素子において、素子に流れる電流Ｉが印
加した電圧Ｖにより 【数１】Ｉｎ（Ｉ／Ｓ）＝β√Ｖ＋κ によってあらわされるとき、βの値が７より小さいこと
を特徴とする液晶表示装置。ただし、Ｓは該スイッチン
グ素子の面積を表す（以下、同じ）。 - 【請求項２】 絶縁体である硬質炭素膜を導体ではさみ
こみ、該導体間に非線形電流電圧特性をもたせたスイッ
チング素子を各表示電極にそなえたアクティブマトリッ
クス型液晶表示素子において、素子に流れる電流Ｉが印
加した電圧Ｖにより 【数２】Ｉｎ（Ｉ／Ｓ）＝β√Ｖ＋κ によってあらわされるとき、κの値が−３５より小さい
ことを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項３】 素子に流れる電流Ｉが印加した電圧Ｖに
より 【数３】Ｉｎ（Ｉ／Ｓ）＝β√Ｖ＋κ によってあらわされるとき、κの値が−４１〜−４３、
かつβの値が５．０〜６．０であることを特徴とする請
求項１または２記載の液晶表示装置。 - 【請求項４】 素子に流れる電流Ｉが印加した電圧Ｖに
より 【数４】Ｉｎ（Ｉ／Ｓ）＝β√Ｖ＋κ によってあらわされるとき、κの値が−３９〜−４１、
かつβの値が４．５〜５．５であることを特徴とする請
求項１または２記載の液晶表示装置。 - 【請求項５】 素子に流れる電流Ｉが印加した電圧Ｖに
より 【数５】Ｉｎ（Ｉ／Ｓ）＝β√Ｖ＋κ によってあらわされるとき、κの値が−３８〜−４１、
かつβの値が４．０〜５．０であることを特徴とする請
求項１または２記載の液晶表示装置。 - 【請求項６】 素子に流れる電流Ｉが印加した電圧Ｖに
より 【数６】Ｉｎ（Ｉ／Ｓ）＝β√Ｖ＋κ によってあらわされるとき、κの値が−３９〜−４１、
かつβの値が３．０〜５．０であることを特徴とする請
求項１または２記載の液晶表示装置。 - 【請求項７】 液晶層の静電容量に対する該スイッチン
グ素子の静電容量の比が１／３以下であることを特徴と
する請求項１、２、３、４、５または６記載の液晶表示
装置。 - 【請求項８】 液晶層の静電容量に対する該スイッチン
グ素子の静電容量の比が１／３０以上であることを特徴
とする請求項１、２、３、４、５または６記載の液晶表
示装置。 - 【請求項９】 液晶層を狭持する二枚の基板のうち少な
くとも一方の基板がプラスチックフィルムもしくはプラ
スチックシートであることを特徴とする請求項１、２、
３、４、５、６、７または８記載の液晶表示装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28790695A JPH09105955A (ja) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | 液晶表示装置 |
| US08/727,781 US5831695A (en) | 1995-10-09 | 1996-10-08 | Active matrix liquid crystal display |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28790695A JPH09105955A (ja) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09105955A true JPH09105955A (ja) | 1997-04-22 |
Family
ID=17723261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28790695A Pending JPH09105955A (ja) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | 液晶表示装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5831695A (ja) |
| JP (1) | JPH09105955A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100405200C (zh) * | 2003-10-29 | 2008-07-23 | 三星电子株式会社 | 使用双选择二极管的液晶显示器 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7160745B2 (en) * | 2004-10-28 | 2007-01-09 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Metal-insulator-metal device |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3034155B2 (ja) * | 1993-02-03 | 2000-04-17 | シャープ株式会社 | ２端子非線形素子 |
| JP2605382B2 (ja) * | 1987-12-18 | 1997-04-30 | セイコーエプソン株式会社 | アクティブマトリクス基板の製造方法 |
| JPH0226A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-01-05 | Seiko Epson Corp | 液晶表示装置 |
| US5142390A (en) * | 1989-02-23 | 1992-08-25 | Ricoh Company, Ltd. | MIM element with a doped hard carbon film |
| JP2879747B2 (ja) * | 1989-02-23 | 1999-04-05 | 株式会社リコー | Ｍｉｍ素子 |
| US5101288A (en) * | 1989-04-06 | 1992-03-31 | Ricoh Company, Ltd. | LCD having obliquely split or interdigitated pixels connected to MIM elements having a diamond-like insulator |
| JPH0486810A (ja) * | 1990-07-31 | 1992-03-19 | Ricoh Co Ltd | 液晶表示装置 |
| JPH04356013A (ja) * | 1991-02-14 | 1992-12-09 | Ricoh Co Ltd | アクティブマトリックス液晶表示装置の作動方法 |
| JPH05150272A (ja) * | 1991-11-29 | 1993-06-18 | Ricoh Co Ltd | 液晶表示装置 |
-
1995
- 1995-10-09 JP JP28790695A patent/JPH09105955A/ja active Pending
-
1996
- 1996-10-08 US US08/727,781 patent/US5831695A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100405200C (zh) * | 2003-10-29 | 2008-07-23 | 三星电子株式会社 | 使用双选择二极管的液晶显示器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5831695A (en) | 1998-11-03 |
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