JPH1138427A - 液晶素子および液晶表示装置および電子機器 - Google Patents

液晶素子および液晶表示装置および電子機器

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JPH1138427A
JPH1138427A JP19449697A JP19449697A JPH1138427A JP H1138427 A JPH1138427 A JP H1138427A JP 19449697 A JP19449697 A JP 19449697A JP 19449697 A JP19449697 A JP 19449697A JP H1138427 A JPH1138427 A JP H1138427A
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JP
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liquid crystal
substrate
electrodes
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JP19449697A
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Inventor
Akira Inoue
明 井上
Katsunori Yamazaki
克則 山崎
Yutaka Ozawa
裕 小澤
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】表示特性に優れ、消費電力が少ない2端子型非
線形素子を用いた液晶素子、表示装置、電子機器を提供
すること。 【解決手段】対向基板上の対向電極と素子基板上のリー
ド電極との交差部分において、対向基板上での対向電極
の幅を、素子基板上の画素電極の幅よりも短くした。こ
のため、交差容量成分を低減させることができ、液晶素
子で消費される電力を低減させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、2端子型非線形素
子を備えた液晶素子、及びこれを用いた液晶表示装置、
電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、液晶表示装置は、表示品位が向上
し、薄型、軽量、低消費電力などの特徴を有することか
ら、テレビ、パーソナルコンピューター、携帯電話など
の電子機器に広く利用されている。液晶表示装置のなか
でも、高い表示品位が求められる分野においては、スイ
ッチング素子を用いるアクティブマトリクス駆動方式の
液晶表示装置の需要が大きい。アクティブマトリクス駆
動を用いた液晶素子のスイッチング素子としては、アモ
ルファスや多結晶のシリコンを用いた薄膜トランジスタ
が、最も広く用いられている。一方で、金属−絶縁膜−
金属素子(以下MIMまたはMIM素子と略す)、ダイ
オード、バリスタなどの2端子型非線形素子をスイッチ
ング素子として用いた液晶素子は、構造が比較的簡単で
あるため、コスト面での優位性をもち、中小型の表示装
置に広く応用されている。
【0003】上記2端子型非線形素子を用いた液晶素子
は、特開平5−40280で示されるように、対向配置
された一対の基板により、液晶層を挟んだ構成となる。
以後、2端子型非線形素子を有する基板を素子基板とよ
び、素子基板に対向して配置される基板を対向基板とよ
ぶ。図8は、素子基板の平面図である。素子基板は、リ
ード電極101と画素電極103とを2端子型非線形素
子102によって接続した構成であり、リード電極10
1は、走査信号線またはデータ信号線として用いられ
る。図9は対向基板の平面図であり、対向基板は素子基
板のリード電極101と垂直な方向に、対向電極104
が配置された構成となる。図10は、素子基板と対向基
板を張り合わせ、液晶を封入した液晶素子の上面図を示
す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の液晶表示装置に
おいては、対向電極104はストライプ状に形成される
ため、対向電極幅106は一定であり、組み立ての誤差
範囲内で画素電極の幅107とほぼ同様の長さであっ
た。したがって、リード電極101と対向電極104と
の電極間交差部分108で形成される容量成分が大き
く、消費電力が大きくなるという課題を有していた。ま
た、対向電極104の抵抗値による表示ムラ等の発生を
有していた。
【0005】そこで、本発明は、低消費電力、及び表示
ムラ等を有効に防止することができ、表示特性の向上が
図られた液晶素子及び液晶表示装置を提供することを目
的とする。
【0006】また、本発明は、消費電力低減、高品位化
を可能とする電子機器を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、2端子型非線形素子を介してリード電極と
画素電極とが接続されてなる第1の基板と、前記画素電
極と対応して対向電極が設けられた第2の基板と、前記
第1の基板と前記第2の基板との間に封入された液晶層
とからなり、前記非線形抵抗素子を介して、前記液晶層
に電圧を印加する構成の液晶素子であって、第1の基板
上のリード電極と第2の基板上の対向電極との交差部分
での対向電極の幅が、画素電極の幅よりも短いことを特
徴とする。
【0008】本発明によれば、リード電極と対向電極と
の交差部分での静電容量が減少するため、液晶素子を駆
動する際の、消費電力を減少できる。
【0009】また本発明は、2端子型非線形素子を介し
てリード電極と画素電極とが接続されてなる第1の基板
と、前記画素電極と対応して対向電極が設けられた第2
の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に封
入された液晶層とからなり、前記非線形抵抗素子を介し
て、前記液晶層に電圧を印加する構成の液晶素子であっ
て、第2の基板上の対向電極と第1の基板上のリード電
極との交差部分での対向電極の幅が、画素電極の幅より
も短く、該交差部分に対応する対向電極部分に低抵抗配
線材料を用いたことを特徴とする。
【0010】本発明によれば、交差部分での対向電極部
分に低抵抗配線材料を用いるために、対向電極の抵抗値
を低減させ、表示ムラ等を有効に防止することができ
る。
【0011】また、本発明に係る液晶表示装置は、前記
のいずれかの液晶素子を含むことを特徴とする。これら
の液晶素子を使用する表示装置は、低消費電力、表示特
性の向上が図ることができる。
【0012】さらに、本発明に係る電子機器は、前記液
晶表示装置を含むことを特徴とする。これらの液晶表示
装置を使用する電子機器は、消費電力低減、高品位化が
可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。
【0014】(実施例1)まず、図10に示した従来の
液晶素子において、これまで用いられてきた一画素の等
価回路を図11に示す。2端子型非線形素子および液晶
素子は、各々抵抗RM及び容量CMの並列回路、抵抗R
L及び容量CLの並列回路により表され、これらが画素
数分だけ配列されたモデルで取り扱われていた。これら
従来の構成による2端子型非線形素子を用いた液晶素子
の走査電極、信号電極に、図12に示す4レベルからな
る走査駆動波形110と、V5とV6の間でデータ信号
に応じて変化するデータ駆動波形111を与え、画像表
示を行った際の表示装置の消費電力を実測すると、計算
から求められる値以上の電力が消費されていた。したが
って図11に示すモデルでは、説明がつかず、さらに別
の容量成分が存在するであろうことがわかった。さら
に、高精細化した表示装置ほど、計算から求めた消費電
力と実測値の差が大きくなることもわかった。そこで、
図10に示す液晶素子を詳細に観察した結果、リード電
極と対向電極の交差部分(以後、電極間交差部分とよ
ぶ)で容量成分(以後、交差部容量成分とよぶ)が存在
し、液晶素子が高精細化するほど、画素容量に比較して
大きくなることが確認された。したがって、液晶素子が
高精細化すると、図7に示すように交差部容量成分CS
を含むモデルで、等価回路として1画素が表される。対
角5インチのVGAパネルでは、交差部容量成分CSの
値は、全体の容量成分の約30%程度となり、液晶素子
の消費電力を増加させている。
【0015】図1は、請求項1記載の発明により得られ
る2端子型非線形素子を用いた液晶素子の上面図であ
る。リード電極101と対向電極104が交差する部分
を減少させるため、電極間交差部分において対向電極の
幅を短くしており、結果として交差容量成分を低減され
ている。図2は、図1における対向電極部分のみを示し
ている。本実施例において、対向基板は、酸化インジウ
ム−錫(通常ITOとよばれる)や金属薄膜を形成し、
フォトリソグラフィ法により、対向電極としてパターン
化する。この際、フォトマスクの形状により、電極間交
差部分での対向電極幅を短くする。電極間交差部分での
対向電極幅を短くする際、対向電極のパターンとして図
2に示すように片側を削除した形状や、図3に示すよう
に両側を削除した形状、また図4に示すような数箇所を
ブロック状に削除した形状を用いることができる。
【0016】2端子型非線形素子をMIMとした場合の
素子基板は、まず、ガラス基板を酸化タンタルなどの保
護層でコーティングする。 次に膜厚0.2μm程度の
Ta膜を形成し、リード電極パターンをもった所定のマ
スクを用いて、フォトリソグラフィ法により、リード電
極101を形成する。次にTaからなるリード電極の表
面を陽極酸化し、0.05μm程度の絶縁膜とする。続
いて、スパッタリング法により、基板全面にCr膜を
0.1μm低度の厚みで堆積し、レジストを用いたパタ
ーンニングをおこない、MIM素子を製作する。そし
て、レジストを剥離した後、画素電極となるITOまた
は、金属膜を全面に堆積し、フォトリソグラフィ法によ
り、画素電極103を得る。
【0017】製作した素子基板、対向基板は、それぞれ
素子側、対向電極側に配向処理をおこない、配向処理を
施した面を向きあわせ、ガラスファイバー等のスぺーサ
ーを介して貼りあわせ、エポキシ系接着剤を用いてシー
ル処理を施す。この際のセルの厚さは、通常5μm程度
が用いられる。
【0018】この貼りあわせが終了した基板対に液晶材
料を注入し、液晶層とし、注入部分を封止して、本実施
例における2端子型非線形素子を用いた液晶素子が完成
する。
【0019】(実施例2)図5は、請求項2記載の発明
に係る2端子型非線形素子を用いた液晶素子の対向基板
の一部分を示す平面図である。電極間交差部分で、対向
電極の幅を短くすることによって、交差容量成分を低減
させている。対向基板は、ITOや金属薄膜を形成し、
フォトリソグラフィ法により、対向電極としてパターン
化する。この際、フォトマスクの形状により、電極間交
差部分での対向電極幅を短くする。ここで、本実施例に
おいては、さらに電極間交差部分108での抵抗値増加
を抑制し、さらに対向電極全体の抵抗値を下げるため
に、低抵抗配線材料を電極間交差部分108に積層して
いる。
【0020】2端子型非線形素子をMIMとした場合の
素子基板は、まず、ガラス基板を酸化タンタルなどの保
護層でコーティングする。次に膜厚0.2μm程度のT
a膜を形成し、リード電極パターンをもった所定のマス
クを用いて、フォトリソグラフィ法により、リード電極
を形成する。次にTaからなるリード電極の表面を陽極
酸化し、0.05μm程度の絶縁膜とする。続いて、ス
パッタリング法により、基板全面にCr膜を0.1μm
低度の厚みで堆積し、レジストを用いたパターンニング
をおこない、MIM素子を製作する。そして、レジスト
を剥離した後、画素電極となるITOまたは、金属膜を
全面に堆積し、フォトリソグラフィ法により、画素電極
を得る。
【0021】製作した素子基板、対向基板は、それぞれ
素子側、対向電極側に配向処理をおこない、配向処理を
施した面を向きあわせ、ガラスファイバー等のスぺーサ
ーを介して貼りあわせ、エポキシ系接着剤を用いてシー
ル処理を施す。この際のセルの厚さは、通常5μm程度
が用いられる。
【0022】この貼りあわせが終了した基板対に液晶材
料を注入し、液晶層とし、注入部分を封止して、本実施
例における2端子型非線形素子を用いた液晶素子が完成
する。
【0023】(実施例3)図6は、請求項3記載の発明
に係る液晶表示装置の実施例であり、その構成例を示す
図である。図6の液晶表示装置は、表示情報出力源20
1、表示情報処理回路202、駆動回路203、液晶パ
ネル204、クロック発生回路205及び電源回路20
6を含む。表示情報出力源201は、メモリー回路や同
調回路を含み、クロック発生回路205からのクロック
信号に基づき、表示情報を出力する。表示情報処理回路
202は、例えば増幅回路、ガンマ補正回路、階調発生
回路、クランプ回路等をふくむことができる。駆動回路
203は、走査信号駆動回路及びデータ信号駆動回路を
含み、液晶パネル204の駆動を行う。各回路に供給さ
れる電源は、電源回路206により与えられる。
【0024】このような構成を含む請求項4記載の電子
機器として、携帯型端末、パーソナルコンピュータ、テ
レビ、液晶プロジェクター、タッチパネルを備えた装置
などを挙げることができる。
【0025】以上、本発明をいくつかの実施例に基づ
き、図面を用いて説明したが、本発明はこれらの実施例
に限定されるものでなく、この他にも種々の形態での実
施が可能である。特に電極間交差部分での対向電極の形
状は、設計上適宜変更しうるものである。また本発明
は、特に液晶素子に適用することが望ましいが、それ以
外の表示パネル、例えばエレクトロ・ルミネッセンス、
プラズマディスプレイ等に適用することも可能である。
【0026】また本発明に係る液晶表示装置および電子
機器は、上記実施例3で説明したものに限らず、少なく
とも本発明に係る液晶素子を含む種々の電子機器を含
む。
【0027】
【発明の効果】本発明を適応した液晶素子によれば、リ
ード電極と対向電極との交差部分での静電容量を低減さ
せ、液晶素子を駆動する際の、消費電力を減少できる。
【0028】本発明によれば、交差部分での対向電極部
分に低抵抗配線材料を用いるために、対向電極の抵抗値
を低減させ、表示ムラ等を有効に防止することができ
る。
【0029】本発明に係る液晶素子を用いた液晶表示装
置は、低消費電力、表示特性の向上が図ることが可能で
あり、さらに本発明に係る液晶表示装置を用いた電子機
器は、消費電力低減、高品位化ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1に係る液晶素子の一部分を
示す上面図である。
【図2】 本発明の実施例1に係る液晶素子の対向基板
の一部分を示す平面図である。
【図3】 本発明の実施例1に係る別の液晶素子の対向
基板の一部分を示す平面図である。
【図4】 本発明の実施例1に係る更に別の液晶素子の
対向基板の一部分を示す平面図である。
【図5】 本発明の実施例2に係る液晶素子の対向基板
の一部分を示す平面図である。
【図6】 本発明の実施例3における液晶表示装置の構
成例を示す図である。
【図7】 本発明における2端子型非線形素子を用いた
液晶素子の1画素の等価回路を示した図である。
【図8】 従来の液晶素子の素子基板の一部分を示す平
面図である。
【図9】 従来の液晶素子の対向基板の一部分を示す平
面図である。
【図10】 従来の液晶素子の一部分を示す上面図であ
る。
【図11】 従来の2端子型非線形素子を用いた液晶素
子の1画素の等価回路を示した図である。
【図12】 液晶素子の駆動波形の一例を示す図であ
る。
【符号の説明】
101・・・リード電極 102・・・2端子型非線形素子 103・・・画素電極 104・・・対向電極 106・・・対向電極幅 107・・・画素電極幅 108・・・電極間交差部 110・・・走査駆動波形 111・・・データ駆動波形 201・・・表示情報出力源 202・・・表示情報処理回路 203・・・駆動回路 204・・・液晶パネル 205・・・クロック発生回路 206・・・電源回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2端子型非線形素子を介してリード電極
    と画素電極とが接続されてなる第1の基板と、前記画素
    電極と対応して対向電極が設けられた第2の基板と、前
    記第1の基板と前記第2の基板との間に封入された液晶
    層とからなり、前記非線形抵抗素子を介して、前記液晶
    層に電圧を印加する液晶素子において、 前記第1の基板上の前記リード電極と前記第2の基板上
    の前記対向電極との交差部分において前記対向電極の幅
    が、前記画素電極の幅よりも短いことを特徴とする液晶
    素子。
  2. 【請求項2】 前記交差部分での対向電極部分に低抵抗
    配線材料を用いたことを特徴とする請求項1に記載の液
    晶素子。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の液晶素子を含む
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の液晶表示装置を含むこと
    を特徴とする電子機器。
JP19449697A 1997-07-18 1997-07-18 液晶素子および液晶表示装置および電子機器 Withdrawn JPH1138427A (ja)

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