JPH11101971A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JPH11101971A JPH11101971A JP26151397A JP26151397A JPH11101971A JP H11101971 A JPH11101971 A JP H11101971A JP 26151397 A JP26151397 A JP 26151397A JP 26151397 A JP26151397 A JP 26151397A JP H11101971 A JPH11101971 A JP H11101971A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、単純マトリックス駆動方式で、ク
ロストークのない、鮮明で高コントラストの画像表示を
実現可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 ストライプ状の電極１が形成された第１
の基板８と、第１の基板８の電極１に直交するようなス
トライプ状の電極２が形成された第２の基板９と、第１
の基板８と第２の基板９との間に液晶材料が挟持されて
成る液晶層７とから構成される液晶表示装置において、
印加電圧によって蓄積容量が変化する容量可変キャパシ
タ１−４−３を、液晶層７と直列に接続されるように設
けて構成する。
ロストークのない、鮮明で高コントラストの画像表示を
実現可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 ストライプ状の電極１が形成された第１
の基板８と、第１の基板８の電極１に直交するようなス
トライプ状の電極２が形成された第２の基板９と、第１
の基板８と第２の基板９との間に液晶材料が挟持されて
成る液晶層７とから構成される液晶表示装置において、
印加電圧によって蓄積容量が変化する容量可変キャパシ
タ１−４−３を、液晶層７と直列に接続されるように設
けて構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、可変容量キャパシ
タを用いた単純マトリックス駆動方式の液晶表示装置に
関するものである。
タを用いた単純マトリックス駆動方式の液晶表示装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置は、パーソナルコンピュー
タ、ワードプロセッサ等のオフィス用情報機器、電卓、
電子手帳等の携帯用事務機器、あるいは携帯用ＴＶ等
に、低電圧動作、低消費電力、薄型軽量等の利点から、
広く用いられている。
タ、ワードプロセッサ等のオフィス用情報機器、電卓、
電子手帳等の携帯用事務機器、あるいは携帯用ＴＶ等
に、低電圧動作、低消費電力、薄型軽量等の利点から、
広く用いられている。
【０００３】現在、液晶表示装置の主な表示方法の一つ
としては、表示モードとしてＴＮ（Twisted Nematic
（特開昭４７−１１７３７号公報等参照））又はＳＴＮ
（SuperTwisted Nematic（特開昭６０−１０７０２０号
公報等参照））を用いて、単純マトリックス駆動方法に
よる表示するものがある。
としては、表示モードとしてＴＮ（Twisted Nematic
（特開昭４７−１１７３７号公報等参照））又はＳＴＮ
（SuperTwisted Nematic（特開昭６０−１０７０２０号
公報等参照））を用いて、単純マトリックス駆動方法に
よる表示するものがある。
【０００４】もう一つの表示方法として、表示モードに
ＴＮモード、駆動方法として３端子素子のＴＦＴ（Thin
Film Transistor）や２端子素子のＭＩＭ（Metal-Insu
lator-Metal）素子をマトリックス状に形成して液晶を
駆動するアクティブ・マトリックス駆動方法による表示
方法がある。この表示方法は特に高精細表示が可能であ
ることから、ＴＦＴ駆動方法液晶表示装置が現在の主流
となっている。
ＴＮモード、駆動方法として３端子素子のＴＦＴ（Thin
Film Transistor）や２端子素子のＭＩＭ（Metal-Insu
lator-Metal）素子をマトリックス状に形成して液晶を
駆動するアクティブ・マトリックス駆動方法による表示
方法がある。この表示方法は特に高精細表示が可能であ
ることから、ＴＦＴ駆動方法液晶表示装置が現在の主流
となっている。
【０００５】また、新しい駆動方法として、ＴＦＴに代
わって、能動層に強誘電体を用い、それを液晶層と直列
に接続し、強誘電体のもつヒステリシス（又は残留分
極）特性を利用して、アクティブ・マトリックス駆動す
る方式が報告されている（SID'91,DIGEST,pp.18-21）。
わって、能動層に強誘電体を用い、それを液晶層と直列
に接続し、強誘電体のもつヒステリシス（又は残留分
極）特性を利用して、アクティブ・マトリックス駆動す
る方式が報告されている（SID'91,DIGEST,pp.18-21）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のうち、ＴＦＴ駆動方式は、表示画素毎にスイッ
チ素子（ＴＦＴ）を設けるものであり、数多くのパター
ニング工程とエッチング工程を必要とし、製造工程が複
雑化するため、低コスト化が困難であるという問題があ
った。
来技術のうち、ＴＦＴ駆動方式は、表示画素毎にスイッ
チ素子（ＴＦＴ）を設けるものであり、数多くのパター
ニング工程とエッチング工程を必要とし、製造工程が複
雑化するため、低コスト化が困難であるという問題があ
った。
【０００７】これに対し、単純マトリックス駆動方式
は、上下の基板に互いに直交するように設けられたスト
ライプ電極群で液晶を挟み、この電極に駆動回路を接続
して、与えられた電圧に応じて液晶を駆動するものであ
るので、構造／製造プロセスが単純であることから、低
価格化が可能である。
は、上下の基板に互いに直交するように設けられたスト
ライプ電極群で液晶を挟み、この電極に駆動回路を接続
して、与えられた電圧に応じて液晶を駆動するものであ
るので、構造／製造プロセスが単純であることから、低
価格化が可能である。
【０００８】しかしながら、単純マトリックス駆動方式
では、一般に広く採用されているＴＮモードの印加電圧
−透過光量特性（Ｖ−Ｔ特性）があまり急峻でない。こ
のため、走査電極数の増加に伴って、選択時（オン時）
と非選択時（オフ時）との実効電圧差が小さくなり、コ
ントラストの低下、クロストークによる画質低下を招く
という問題があった。さらに、Ｖ−Ｔ特性が急峻なＳＴ
Ｎモードでは、クロストークを抑え、高速動作を行わせ
るため、走査線側の電圧を６０Ｖ程度の高電圧にし、デ
ータ線側を５Ｖ程度に下げ、フレーム周波数を高周波化
する等の試みがなされているが、走査側、データ側の駆
動電圧比が大きく、駆動回路上の特別の工夫が必要とさ
れている。
では、一般に広く採用されているＴＮモードの印加電圧
−透過光量特性（Ｖ−Ｔ特性）があまり急峻でない。こ
のため、走査電極数の増加に伴って、選択時（オン時）
と非選択時（オフ時）との実効電圧差が小さくなり、コ
ントラストの低下、クロストークによる画質低下を招く
という問題があった。さらに、Ｖ−Ｔ特性が急峻なＳＴ
Ｎモードでは、クロストークを抑え、高速動作を行わせ
るため、走査線側の電圧を６０Ｖ程度の高電圧にし、デ
ータ線側を５Ｖ程度に下げ、フレーム周波数を高周波化
する等の試みがなされているが、走査側、データ側の駆
動電圧比が大きく、駆動回路上の特別の工夫が必要とさ
れている。
【０００９】また、強誘電体を能動層に用いるもので
は、強誘電体の残留分極を利用して、液晶層に印加され
る電圧（又は電荷）を保持するものであるが、電圧オフ
後も一方的に電圧が残留するため、液晶材料の劣化を招
くことが考えられる。また、強誘電体のヒステリシスの
ため、一定の電圧に対して２値の取り得る分極状態が存
在し、印加電圧に対して動作が不安定となってしまう。
は、強誘電体の残留分極を利用して、液晶層に印加され
る電圧（又は電荷）を保持するものであるが、電圧オフ
後も一方的に電圧が残留するため、液晶材料の劣化を招
くことが考えられる。また、強誘電体のヒステリシスの
ため、一定の電圧に対して２値の取り得る分極状態が存
在し、印加電圧に対して動作が不安定となってしまう。
【００１０】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたものであって、特に、単純マトリックス駆
動方式で、クロストークのない、鮮明で高コントラスト
の画像表示を実現可能な液晶表示装置を提供することを
目的とする。
めになされたものであって、特に、単純マトリックス駆
動方式で、クロストークのない、鮮明で高コントラスト
の画像表示を実現可能な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】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明では、ストライプ状の電極が
形成された第１の基板と、その第１の基板の電極に直交
するようなストライプ状の電極が形成された第２の基板
と、第１の基板と第２の基板との間に液晶材料が挟持さ
れて成る液晶層とから構成される液晶表示装置におい
て、印加電圧によって蓄積容量が変化する容量可変キャ
パシタを、液晶層と直列に接続されるように設けて構成
している。
に、請求項１に記載の発明では、ストライプ状の電極が
形成された第１の基板と、その第１の基板の電極に直交
するようなストライプ状の電極が形成された第２の基板
と、第１の基板と第２の基板との間に液晶材料が挟持さ
れて成る液晶層とから構成される液晶表示装置におい
て、印加電圧によって蓄積容量が変化する容量可変キャ
パシタを、液晶層と直列に接続されるように設けて構成
している。
【００１２】請求項１に記載の発明によれば、上記のよ
うな構成を採用することにより、表示画像の選択時（オ
ン時）／非選択時（オフ時）の液晶層への印加電圧比
を、走査線電圧及び信号線電圧により決まる電圧比より
も大きくとることができる。すなわち、非選択時にはよ
り小さな電圧が印加され、選択時にはより大きな電圧が
印加できるのと同等となるので、選択画素及び非選択画
像に印加される実効電圧の比で定義される駆動マージン
を大きくすることができ、液晶層のＶ−Ｔ特性を急峻化
することができる。したがって、クローストークのな
い、鮮明で高コントラストの画像表示の実現を可能とす
る。
うな構成を採用することにより、表示画像の選択時（オ
ン時）／非選択時（オフ時）の液晶層への印加電圧比
を、走査線電圧及び信号線電圧により決まる電圧比より
も大きくとることができる。すなわち、非選択時にはよ
り小さな電圧が印加され、選択時にはより大きな電圧が
印加できるのと同等となるので、選択画素及び非選択画
像に印加される実効電圧の比で定義される駆動マージン
を大きくすることができ、液晶層のＶ−Ｔ特性を急峻化
することができる。したがって、クローストークのな
い、鮮明で高コントラストの画像表示の実現を可能とす
る。
【００１３】さらに、請求項２に記載の発明では、請求
項１に記載の液晶表示装置において、容量可変キャパシ
タが、印加電圧の増加に伴いその容量が増加し、かつ印
加電圧に対してヒステリシス特性を示さないこととして
いる。
項１に記載の液晶表示装置において、容量可変キャパシ
タが、印加電圧の増加に伴いその容量が増加し、かつ印
加電圧に対してヒステリシス特性を示さないこととして
いる。
【００１４】請求項２に記載の発明によれば、容量可変
キャパシタの容量が印加電圧の増加に伴い増加するの
で、選択時（オン時）／非選択時（オフ時）の液晶層へ
の印加電圧比を走査線電圧及び信号線電圧により決まる
電圧比よりも大きくとることができる。さらに、容量可
変キャパシタが印加電圧に対してヒステリシス特性を示
さないので、一定の電圧に対して２値の取り得る分極状
態が存在することなく、印加電圧に対して動作が不安定
となることはない。
キャパシタの容量が印加電圧の増加に伴い増加するの
で、選択時（オン時）／非選択時（オフ時）の液晶層へ
の印加電圧比を走査線電圧及び信号線電圧により決まる
電圧比よりも大きくとることができる。さらに、容量可
変キャパシタが印加電圧に対してヒステリシス特性を示
さないので、一定の電圧に対して２値の取り得る分極状
態が存在することなく、印加電圧に対して動作が不安定
となることはない。
【００１５】また、請求項３に記載の発明では、請求項
１又は２に記載の液晶表示装置において、容量可変キャ
パシタを構成する絶縁材料が、印加電圧が一定の電圧値
以上で増加するに伴い導電率が増加する第１の誘電体層
と、一定の電圧値よりも大きい電圧が印加されても絶縁
性を示す第２の誘電体層との多層構造から成ることとし
ている。
１又は２に記載の液晶表示装置において、容量可変キャ
パシタを構成する絶縁材料が、印加電圧が一定の電圧値
以上で増加するに伴い導電率が増加する第１の誘電体層
と、一定の電圧値よりも大きい電圧が印加されても絶縁
性を示す第２の誘電体層との多層構造から成ることとし
ている。
【００１６】請求項３に記載の発明によれば、上記のよ
うな多層構造から成る容量可変キャパシタとすることに
より、容量可変キャパシタの容量変化量を大きくするこ
とができる。
うな多層構造から成る容量可変キャパシタとすることに
より、容量可変キャパシタの容量変化量を大きくするこ
とができる。
【００１７】また、請求項４に記載の発明では、請求項
１又は２に記載の液晶表示装置において、容量可変キャ
パシタを構成する絶縁材料が、強誘電体材料又は反強誘
電体材料の常誘電体相組成の材料であり、かつ印加電圧
に対してヒステリシス特性を示さないこととしている。
１又は２に記載の液晶表示装置において、容量可変キャ
パシタを構成する絶縁材料が、強誘電体材料又は反強誘
電体材料の常誘電体相組成の材料であり、かつ印加電圧
に対してヒステリシス特性を示さないこととしている。
【００１８】請求項４に記載の発明によれば、容量可変
キャパシタを構成する絶縁材料として、強誘電体材料又
は反強誘電体材料の常誘電体相組成の材料を用いて、容
量可変キャパシタが印加電圧に対してヒステリシス特性
を示さないように構成しているので、一定の電圧に対し
て２値の取り得る分極状態が存在することなく、印加電
圧に対して動作が不安定となることはない。
キャパシタを構成する絶縁材料として、強誘電体材料又
は反強誘電体材料の常誘電体相組成の材料を用いて、容
量可変キャパシタが印加電圧に対してヒステリシス特性
を示さないように構成しているので、一定の電圧に対し
て２値の取り得る分極状態が存在することなく、印加電
圧に対して動作が不安定となることはない。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。まず、本発明の実施形
態の液晶表示装置の基本的構成について、その概略構成
を示す要部断面図である図１、及びその電極構成を示す
概略上面図である図２を用いて説明する。
いて、図面を参照して説明する。まず、本発明の実施形
態の液晶表示装置の基本的構成について、その概略構成
を示す要部断面図である図１、及びその電極構成を示す
概略上面図である図２を用いて説明する。
【００２０】図１に示すように、本実施形態の液晶表示
装置は、ガラス等から成る下部基板８及び上部基板９の
それぞれの上に、パターニングされ相互に直交するスト
ライプ状の透明電極１及び透明電極２が形成され、更に
それらの上に、電圧無印加時の液晶分子の配向方向を規
制する配向膜５及び配向膜６が形成されている。そし
て、これらの間に液晶材料を挟持して液晶層７が形成さ
れている。すなわち、本実施形態の液晶表示装置の電極
構成は、図２に示すように、上下の基板８，９に対向し
て直交するように各々ストライプ状の電極１，２が形成
され、これらの電極１，２の交差部分（画素）の液晶を
駆動する単純マトリックス駆動方式の構成となってい
る。
装置は、ガラス等から成る下部基板８及び上部基板９の
それぞれの上に、パターニングされ相互に直交するスト
ライプ状の透明電極１及び透明電極２が形成され、更に
それらの上に、電圧無印加時の液晶分子の配向方向を規
制する配向膜５及び配向膜６が形成されている。そし
て、これらの間に液晶材料を挟持して液晶層７が形成さ
れている。すなわち、本実施形態の液晶表示装置の電極
構成は、図２に示すように、上下の基板８，９に対向し
て直交するように各々ストライプ状の電極１，２が形成
され、これらの電極１，２の交差部分（画素）の液晶を
駆動する単純マトリックス駆動方式の構成となってい
る。
【００２１】そして、図１に示すように、下部電極８上
には、電極１と基板８との間に、液晶セル駆動用ストラ
イプ電極３と誘電体膜４が形成されており、液晶セル駆
動用ストライプ電極３によって印加電圧の増加に伴い非
線形に容量の増加する容量可変キャパシタが構成され、
この容量可変キャパシタが液晶層７と直接に接続されて
いる。この構成においては、上下の電極１，２に外部か
らの電気信号を印加することによって、液晶層７を駆動
する。
には、電極１と基板８との間に、液晶セル駆動用ストラ
イプ電極３と誘電体膜４が形成されており、液晶セル駆
動用ストライプ電極３によって印加電圧の増加に伴い非
線形に容量の増加する容量可変キャパシタが構成され、
この容量可変キャパシタが液晶層７と直接に接続されて
いる。この構成においては、上下の電極１，２に外部か
らの電気信号を印加することによって、液晶層７を駆動
する。
【００２２】本発明の液晶表示装置を構成する容量可変
キャパシタとしては、例えば本発明者らによる特願平９
−６０２５２号のような容量可変素子を用いることがで
きる。これは、容量可変キャパシタを成す絶縁膜が、チ
タン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）等のペロブスカ
イト型酸化物誘電体から構成され、印加電圧が一定の電
圧値以上に増加するに伴いその導電率が増加する第１の
誘電体層と、前記一定の電圧値よりも大きい電圧が印加
されても絶縁性を示す第２の誘電体層との多層構造から
構成されるものである。
キャパシタとしては、例えば本発明者らによる特願平９
−６０２５２号のような容量可変素子を用いることがで
きる。これは、容量可変キャパシタを成す絶縁膜が、チ
タン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）等のペロブスカ
イト型酸化物誘電体から構成され、印加電圧が一定の電
圧値以上に増加するに伴いその導電率が増加する第１の
誘電体層と、前記一定の電圧値よりも大きい電圧が印加
されても絶縁性を示す第２の誘電体層との多層構造から
構成されるものである。
【００２３】次いで、本実施形態の液晶表示装置の駆動
の原理について、その等価回路を示す図３を用いて説明
する。本実施形態の液晶表示装置では、図３に示すよう
に、電圧印加により正の容量変化を示す上記容量可変キ
ャパシタが、液晶層と直列に接続されており、液晶層の
容量をＣＬＣ、非線形キャパシタ（容量可変キャパシ
タ）の容量をＣＮＬ、全体に印加される電圧をＶ、液晶
層にかかる電圧をＶＬＣ、非線形キャパシタにかかる電
圧をＶＮＬとすると、ＶＬＣは下式（１）で表現するこ
とができる。
の原理について、その等価回路を示す図３を用いて説明
する。本実施形態の液晶表示装置では、図３に示すよう
に、電圧印加により正の容量変化を示す上記容量可変キ
ャパシタが、液晶層と直列に接続されており、液晶層の
容量をＣＬＣ、非線形キャパシタ（容量可変キャパシ
タ）の容量をＣＮＬ、全体に印加される電圧をＶ、液晶
層にかかる電圧をＶＬＣ、非線形キャパシタにかかる電
圧をＶＮＬとすると、ＶＬＣは下式（１）で表現するこ
とができる。
【００２４】 ＶＬＣ＝（ＣＮＬ／（ＣＬＣ＋ＣＮＬ））×Ｖ・・・（１） ここで、駆動の一例として、１／３Ｖの印加電圧の際の
各層の容量をＣＬＣ＝ＣＮＬとし、電圧Ｖ印加時の容量
可変キャパシタの容量をＣＮＬ＝３ＣＬＣ（ＣＬＣ＝１
／３ＣＮＬ）とすれば、上式（１）から液晶層にかかる
電圧ＶＬＣは、１／６Ｖ（１／３Ｖ印加時）から３／４
Ｖ（Ｖ印加時）に変化する。この際に、液晶に印加され
る電圧比は、（３／４）÷（１／６）＝４．５倍とな
る。したがって、１／３Ｖを画素の非選択時の印加電圧
に、Ｖを画素の選択時の印加電圧に設定すれば、印加電
圧比よりも高い電圧比を液晶層に印加することができ、
これにより、駆動マージンを改善することができる。
各層の容量をＣＬＣ＝ＣＮＬとし、電圧Ｖ印加時の容量
可変キャパシタの容量をＣＮＬ＝３ＣＬＣ（ＣＬＣ＝１
／３ＣＮＬ）とすれば、上式（１）から液晶層にかかる
電圧ＶＬＣは、１／６Ｖ（１／３Ｖ印加時）から３／４
Ｖ（Ｖ印加時）に変化する。この際に、液晶に印加され
る電圧比は、（３／４）÷（１／６）＝４．５倍とな
る。したがって、１／３Ｖを画素の非選択時の印加電圧
に、Ｖを画素の選択時の印加電圧に設定すれば、印加電
圧比よりも高い電圧比を液晶層に印加することができ、
これにより、駆動マージンを改善することができる。
【００２５】また、デューティ数Ｎの電圧平均化マルチ
プレックス駆動法による液晶表示装置においても、これ
と同様の効果を得ることができる。
プレックス駆動法による液晶表示装置においても、これ
と同様の効果を得ることができる。
【００２６】〔実施例〕実施例として、印加電圧が一定
の電圧値以上で増加するに伴い導電率が増加する第１の
誘電体層と、前記一定の電圧値よりも大きい電圧が印加
されても絶縁性を示す第２の誘電体層との多層構造から
成る容量可変キャパシタにより構成される液晶表示装置
の作製と評価について説明する。
の電圧値以上で増加するに伴い導電率が増加する第１の
誘電体層と、前記一定の電圧値よりも大きい電圧が印加
されても絶縁性を示す第２の誘電体層との多層構造から
成る容量可変キャパシタにより構成される液晶表示装置
の作製と評価について説明する。
【００２７】図１における下部基板８としてガラス基板
を用い、その上にＩＴＯから成る駆動用のストライプ電
極３を４μｍ幅で形成し、そしてその上に後述の絶縁層
４を形成し、更にその上にＩＴＯから成るストライプ状
の透明電極１を４μｍ幅で形成して、ストライプ電極３
／絶縁層４／透明電極１の容量可変キャパシタを形成し
た。一方、上部基板９としては同じくガラス基板を用い
て、その上にＩＴＯから成るストライプ状の透明電極２
を４μｍ幅で形成した。
を用い、その上にＩＴＯから成る駆動用のストライプ電
極３を４μｍ幅で形成し、そしてその上に後述の絶縁層
４を形成し、更にその上にＩＴＯから成るストライプ状
の透明電極１を４μｍ幅で形成して、ストライプ電極３
／絶縁層４／透明電極１の容量可変キャパシタを形成し
た。一方、上部基板９としては同じくガラス基板を用い
て、その上にＩＴＯから成るストライプ状の透明電極２
を４μｍ幅で形成した。
【００２８】そして、これら下部基板８及び上部基板９
の電極側に、それぞれ配向膜６及び配向膜５を形成し
て、ストライプ状の透明電極１，２が互いに直交するよ
うに配置して、下部基板８−上部基板９の間隔を５μｍ
に保持して、これらの基板間に液晶材料を注入して液晶
層７を形成して、液晶表示装置を作製した。なお、本実
施例では、液晶材料としてＴＮ液晶を用いた。
の電極側に、それぞれ配向膜６及び配向膜５を形成し
て、ストライプ状の透明電極１，２が互いに直交するよ
うに配置して、下部基板８−上部基板９の間隔を５μｍ
に保持して、これらの基板間に液晶材料を注入して液晶
層７を形成して、液晶表示装置を作製した。なお、本実
施例では、液晶材料としてＴＮ液晶を用いた。
【００２９】ここで、上記絶縁層４は、２層の誘電体積
層構造であり、いずれの誘電体層も、チタン酸ストロン
チウム（ＳｒＴｉＯ3）の粉末を焼結した後に真空中で
加熱して酸素欠損させたターゲットを用いて、スパッタ
法により形成した。下部の第１の誘電体層は、スパッタ
ガスにＡｒとＯ2の混合ガス（Ａｒ：Ｏ2＝９：１）を用
い、基板温度３５０℃で、膜厚２００ｎｍの酸素の欠損
したチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3-X）薄膜を
形成したものである。更に、この下部のチタン酸ストロ
ンチウム薄膜上に、第２の誘電体層として、スパッタガ
スにＯ2のみを用い、基板温度３５０℃で、膜厚１００
ｎｍのチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）薄膜を
形成した。
層構造であり、いずれの誘電体層も、チタン酸ストロン
チウム（ＳｒＴｉＯ3）の粉末を焼結した後に真空中で
加熱して酸素欠損させたターゲットを用いて、スパッタ
法により形成した。下部の第１の誘電体層は、スパッタ
ガスにＡｒとＯ2の混合ガス（Ａｒ：Ｏ2＝９：１）を用
い、基板温度３５０℃で、膜厚２００ｎｍの酸素の欠損
したチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3-X）薄膜を
形成したものである。更に、この下部のチタン酸ストロ
ンチウム薄膜上に、第２の誘電体層として、スパッタガ
スにＯ2のみを用い、基板温度３５０℃で、膜厚１００
ｎｍのチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）薄膜を
形成した。
【００３０】このようにして作製した本実施例の容量可
変キャパシタ部の容量変化−電圧特性を図４に示す。図
４から、この容量可変キャパシタでは、電圧が３Ｖ以上
印加されると、その容量は非線形的に増加し、５Ｖ以上
の電圧で無印加時に比べて約３倍の容量が得られた。な
お、この容量可変キャパシタの容量及びしきい値電圧
は、キャパシタ面積や積層膜厚比により、液晶表示装置
の動作仕様に適合させて、適宜設定できるものである。
変キャパシタ部の容量変化−電圧特性を図４に示す。図
４から、この容量可変キャパシタでは、電圧が３Ｖ以上
印加されると、その容量は非線形的に増加し、５Ｖ以上
の電圧で無印加時に比べて約３倍の容量が得られた。な
お、この容量可変キャパシタの容量及びしきい値電圧
は、キャパシタ面積や積層膜厚比により、液晶表示装置
の動作仕様に適合させて、適宜設定できるものである。
【００３１】本実施例の液晶表示装置を、偏光子を同じ
向きに設定した偏光顕微鏡のステージ上に配置し、その
電極にマトリックス駆動用液晶ドライバを接続し、任意
波形発生装置で疑似的な駆動電圧波形を印加して透過特
性を評価した。その結果、デューティ数２００に相当す
る駆動波形においても、クロストークのない、良好な透
過率変化特性が得られた。
向きに設定した偏光顕微鏡のステージ上に配置し、その
電極にマトリックス駆動用液晶ドライバを接続し、任意
波形発生装置で疑似的な駆動電圧波形を印加して透過特
性を評価した。その結果、デューティ数２００に相当す
る駆動波形においても、クロストークのない、良好な透
過率変化特性が得られた。
【００３２】以上のように、本実施例の液晶表示装置に
よれば、急峻な液晶透過率変化を得ることが可能となる
と共に、クロストークのない鮮明で高コントラストの画
像表示が可能となった。
よれば、急峻な液晶透過率変化を得ることが可能となる
と共に、クロストークのない鮮明で高コントラストの画
像表示が可能となった。
【００３３】なお、上記実施例では、液晶材料としてＴ
Ｎ液晶を用いたが、これに限定されるものではなく、Ｓ
ＴＮ液晶等も用いることができる。
Ｎ液晶を用いたが、これに限定されるものではなく、Ｓ
ＴＮ液晶等も用いることができる。
【００３４】また、容量可変キャパシタも、上記実施例
の多層構造絶縁膜に限定されものではなく、電圧の印加
と共に世量が増加する特性を有する絶縁膜であれば良
く、好適には、ヒステリシス特性を示さない強誘電体常
誘電体相又は反強誘電体常誘電体相の材料を用いても、
同様の効果を得られることが確認されている。
の多層構造絶縁膜に限定されものではなく、電圧の印加
と共に世量が増加する特性を有する絶縁膜であれば良
く、好適には、ヒステリシス特性を示さない強誘電体常
誘電体相又は反強誘電体常誘電体相の材料を用いても、
同様の効果を得られることが確認されている。
【００３５】この強誘電体常誘電体相材料としては、例
えば、（Ｓｒ,Ｐｂ,Ｃａ）ＴｉＯ3−Ｂｉ2Ｏ3・ＴｉＯ2
系の材料の常誘電体相組成の領域のなかから正の容量変
化を示す組成を使用することができる。また、反強誘電
体材料としては、ＰｂＺｒＯ3，（Ｐｂ,Ｌａ）（Ｚｒ,
Ｔｉ）Ｏ3，（Ｐｂ,Ｌａ）（Ｚｒ,Ｚｎ，Ｔｉ）Ｏ3等の
ヒステリシス特性を示さない組成領域（常誘電体相領
域）から選択されるものを使用することができる。な
お、容量可変キャパシタの絶縁材料は、これらの材料に
限定されるものではなく、上記容量可変キャパシタの要
求する特性を満足する材料であれば適用できるものであ
る。
えば、（Ｓｒ,Ｐｂ,Ｃａ）ＴｉＯ3−Ｂｉ2Ｏ3・ＴｉＯ2
系の材料の常誘電体相組成の領域のなかから正の容量変
化を示す組成を使用することができる。また、反強誘電
体材料としては、ＰｂＺｒＯ3，（Ｐｂ,Ｌａ）（Ｚｒ,
Ｔｉ）Ｏ3，（Ｐｂ,Ｌａ）（Ｚｒ,Ｚｎ，Ｔｉ）Ｏ3等の
ヒステリシス特性を示さない組成領域（常誘電体相領
域）から選択されるものを使用することができる。な
お、容量可変キャパシタの絶縁材料は、これらの材料に
限定されるものではなく、上記容量可変キャパシタの要
求する特性を満足する材料であれば適用できるものであ
る。
【００３６】さらに、本発明の液晶表示装置に使用する
容量可変キャパシタは、上記多層構造膜や強誘電体又は
反強誘電体の常誘電体相に限定されるものではなく、原
理的に、電圧の印加と共に容量が増加する特性を有する
キャパシタであり、液晶層と直列に接続して構成できる
素子であれば良いものである。
容量可変キャパシタは、上記多層構造膜や強誘電体又は
反強誘電体の常誘電体相に限定されるものではなく、原
理的に、電圧の印加と共に容量が増加する特性を有する
キャパシタであり、液晶層と直列に接続して構成できる
素子であれば良いものである。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、正の非線形容量変化を示す容量可変キャ
パシタが液晶層と直列に接続されるようにして液晶表示
装置を構成しているので、選択画素／非選択画素に印加
電圧比よりも高い電圧比を印加することができる。した
がって、同じ駆動電圧比で直接液晶層を駆動する場合に
比べ、急峻な透過率変化を得ることができるとともに、
クロストークのない鮮明で高コントラストの画像表示が
可能な液晶表示装置を実現することができる。さらに、
請求項１に記載の発明の液晶表示装置は、ＴＦＴ駆動液
晶表示方式のものに比べ構造が単純であるので、低価格
で高画質の液晶表示装置を実現することができる。
発明によれば、正の非線形容量変化を示す容量可変キャ
パシタが液晶層と直列に接続されるようにして液晶表示
装置を構成しているので、選択画素／非選択画素に印加
電圧比よりも高い電圧比を印加することができる。した
がって、同じ駆動電圧比で直接液晶層を駆動する場合に
比べ、急峻な透過率変化を得ることができるとともに、
クロストークのない鮮明で高コントラストの画像表示が
可能な液晶表示装置を実現することができる。さらに、
請求項１に記載の発明の液晶表示装置は、ＴＦＴ駆動液
晶表示方式のものに比べ構造が単純であるので、低価格
で高画質の液晶表示装置を実現することができる。
【００３８】また、請求項２に記載の発明によれば、選
択時（オン時）／非選択時（オフ時）の液晶層への印加
電圧比を走査線電圧及び信号線電圧により決まる電圧比
よりも大きくとることができる。さらに、容量可変キャ
パシタが印加電圧に対してヒステリシス特性を示さない
ので、一定の電圧に対して２値の取り得る分極状態が存
在することなく、印加電圧に対して動作が不安定となる
ことはない。
択時（オン時）／非選択時（オフ時）の液晶層への印加
電圧比を走査線電圧及び信号線電圧により決まる電圧比
よりも大きくとることができる。さらに、容量可変キャ
パシタが印加電圧に対してヒステリシス特性を示さない
ので、一定の電圧に対して２値の取り得る分極状態が存
在することなく、印加電圧に対して動作が不安定となる
ことはない。
【００３９】また、請求項３に記載の発明によれば、上
記のような多層構造から成る容量可変キャパシタとする
ことにより、容量可変キャパシタの容量変化量を大きく
することができる。
記のような多層構造から成る容量可変キャパシタとする
ことにより、容量可変キャパシタの容量変化量を大きく
することができる。
【００４０】また、請求項４に記載の発明によれば、容
量可変キャパシタを構成する絶縁材料として、強誘電体
材料又は反強誘電体材料の常誘電体相組成の材料を用い
て、容量可変キャパシタが印加電圧に対してヒステリシ
ス特性を示さないように構成しているので、一定の電圧
に対して２値の取り得る分極状態が存在することなく、
印加電圧に対して動作が不安定となることはない。
量可変キャパシタを構成する絶縁材料として、強誘電体
材料又は反強誘電体材料の常誘電体相組成の材料を用い
て、容量可変キャパシタが印加電圧に対してヒステリシ
ス特性を示さないように構成しているので、一定の電圧
に対して２値の取り得る分極状態が存在することなく、
印加電圧に対して動作が不安定となることはない。
【図１】本発明の実施形態の液晶表示装置の基本構成を
示す要部側断面図である。
示す要部側断面図である。
【図２】図１の液晶表示装置の電極構成を示す要部上面
図である。
図である。
【図３】図１の液晶表示装置の等価回路を示す図であ
る。
る。
【図４】図１の液晶表示装置を構成する容量可変キャパ
シタの容量変化率−電圧特性を示す図である。
シタの容量変化率−電圧特性を示す図である。
１，２ ストライプ状電極 ３ 駆動用ストライプ状電極 ４ 誘電体絶縁膜 ５，６ 配向膜 ７ 液晶層 ８，９ 基板
Claims (4)
- 【請求項１】 ストライプ状の電極が形成された第１の
基板と、該第１の基板の電極に直交するようなストライ
プ状の電極が形成された第２の基板と、前記第１の基板
と前記第２の基板との間に液晶材料が挟持されて成る液
晶層とから構成される液晶表示装置において、 印加電圧によって蓄積容量が変化する容量可変キャパシ
タが、前記液晶層と直列に接続されるように設けられた
ことを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】 前記容量可変キャパシタが、印加電圧の
増加に伴いその容量が増加し、かつ印加電圧に対してヒ
ステリシス特性を示さないことを特徴とする請求項１に
記載の液晶表示装置。 - 【請求項３】 前記容量可変キャパシタを構成する絶縁
材料が、印加電圧が一定の電圧値以上で増加するに伴い
導電率が増加する第１の誘電体層と、前記一定の電圧値
よりも大きい電圧が印加されても絶縁性を示す第２の誘
電体層との多層構造から成ることを特徴とする請求項１
又は請求項２に記載の液晶表示装置。 - 【請求項４】 前記容量可変キャパシタを構成する絶縁
材料が、強誘電体材料又は反強誘電体材料の常誘電体相
組成の材料であり、かつ印加電圧に対してヒステリシス
特性を示さないことを特徴とする請求項１又は２に記載
の液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26151397A JPH11101971A (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26151397A JPH11101971A (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11101971A true JPH11101971A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=17362957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26151397A Pending JPH11101971A (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11101971A (ja) |
-
1997
- 1997-09-26 JP JP26151397A patent/JPH11101971A/ja active Pending
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