JPS58172626A - 電気光学装置 - Google Patents

電気光学装置

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JPS58172626A
JPS58172626A JP57054342A JP5434282A JPS58172626A JP S58172626 A JPS58172626 A JP S58172626A JP 57054342 A JP57054342 A JP 57054342A JP 5434282 A JP5434282 A JP 5434282A JP S58172626 A JPS58172626 A JP S58172626A
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JP
Japan
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dielectric constant
substrates
liquid crystal
wiring
sealant
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JP57054342A
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JPH047487B2 (ja
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Koichi Oguchi
小口 幸一
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Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339Gaskets; Spacers; Sealing of cells

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は平面型パネルに関するものである。さらに本発
明は平面製パネルの構造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、コンビ1−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
ンビ為−ター周辺機器の市場も増々大きくなって来てい
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ズ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見やすい
平面型表示体パネルの実現であろう。現在このような闘
志から有望な平面型表示体装置としては、液atxL(
エレクトロルミネッセンス)プラズマ、螢光表示管、L
ED(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ィブマトリ
ックス基板を用いると、画像表示が可能であることから
、携帯可能なポケッ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
ネルを用いたポケッ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ッチング素
子をマトリック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、スイッチング素子としてはM
O8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、’MO1!l型O1!l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)
ランジスタのソース及びドレイン拡散層である。
3はストッパー拡散層、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。−力士側ガラス基板9の表面には全面に透
明導電膜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っている。第2図はシリコン基板
上のアクティブマトリックス回路であり、図中の1点鎖
#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(MOS)ランジスタ15とコンデンサー1
6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ィブマトリックスタ
イプの株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置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一図に
示す如く各画素のトランジスタのゲート容量OGの総和
と対向電極との間の液晶層の容量OLO及び拡散層の容
量am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Cb)は等価回路図であり、
パネル構成によって異なるが、−例をあげるとゲート酸
化膜の総−和容蓋が約10PF、液晶層の容−が約10
F?、拡散層の容量が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01の総和と、対
向電極との間の液晶層!OLO及び拡散層の容量CIL
の総和となり、やはりこのデータ信号ラインの配線容置
も各トランジスタのソース拡散層の容量01の総和が1
0F?、液晶層の容量がIOF?、拡散層の容量am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Cb)は第5図(1りの
等価回路である。このようにシリコン基板ヲ用いた液晶
パネルの配線の容量は、20〜5opy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って比較的容
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11
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n
4ツシ冒ンゲートである。データ信号はトランn4ツシ
冒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0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O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って任意に
コントロール出来ることが望ましい。
一方、アクティブマトリック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ックス状に配置した基板
を用い液晶パネルにおいては、TN(ツイストネマチッ
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
リッ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
ランジスタマトリッ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Q
Gの総和とOLO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OLOとORのみとなり、し
たがっ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図は本発明による平面
型パネルの具体的な実施例を示したものであり(α)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
ィブマトリックス基板においては62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
まっている。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。−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10
1〜1.0μ講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囁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g=doo。
でありしたがって体積比率で1%〜10%有機樹脂中に
分散させることによって誘電率が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
キューリ一点が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
ューリ一点がありその誘電率は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
を有機樹脂中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ってもよい。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3
4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ch>は(α)の等何回路であり対向電
極10と配線32との間には液晶層の容量OLOと、シ
ール剤の容量aOと、本発明による誘電体物質の容量Q
lがつく。Ql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と同様番こスクリーン印
刷にて印刷後2枚の基板を貼り合わせてキュアさせ硬化
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が入っている液晶パネルであるため、誘電率の高い
物質34の誘電率は液晶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図は本発明に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舊て誘電
率を高くした例であり、図中の35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
ギャップを一定に保つためにグラスファイバーを分散さ
せているが、本実施例ではその中にさらに強誘電体粉末
を分散さト、1 せて誘電率を上げている。ち6みにエポキシ樹脂のめ電
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Cb)は(−)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に示す様各こ配線の巾を大
きくしておくことによりでも容量を変えることが出来る
。37はポンプイングツぐラドである。
本発明は以上多くの実施例をもとに説明した如く、少な
くとも一方が透明な2枚の基板を合わせてなる平面パネ
ルにおいて、2枚の基板にはさまれた一部分に、誘電率
が、該基板間物質よりも高い物質を充填したことを特徴
とする平面型、+ネルに関するものであり、アクティブ
マトリックス液晶パネルにおける配線容量の値を任意に
設定出来るため、設計の自由度が大きくなり、したがっ
て表示品質の高いパネルが実現出来るものである。
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、エレクトロクロミックパネル
やプラズマパネルあるいは螢光表示’lf 、 I L
 (エレクトロルミネッセンス〕パネルにも適用出来る
ことは言うに及ばない。
【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ィブマトリックス
液晶パネルの断面図、第2図及び第5図はアクティブマ
トリックス基板上のマトリックス回路図、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@略図、第
7図は薄膜トランジスタマトリック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/ザネルの
断面図及び等何回略図及び平面図。第9図は本発明によ
る平面製パネルの断面図及び平面図。 1・・・・・・シリコン基板 2・・・・・・拡散層 3・・・・・・ストッパー拡散層 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・・・・・・ゲート信号ライイ 13・・・・・・データ信号ライン 14・・・・・・画素回路 15・・・・・・MOS)ランジスタ 16・・・・・・コンデンサー 17・・・・・・液晶駆動電極 1日・・・・・・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)レジスタINK24・・・・・
・ビデオ信号 25・・・・・・トランスミッションゲート26・・・
・・・絶縁基板 27・・・・・・拡散領域 28・・・・・・ゲート電極 29・・・・・・絶縁膜 60・・・・・・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 65・・・・・・誘電率の高いシール剤36・・・・・
・配線の巾の広い部分 以  上 出願人 株式会社諏訪精工舎 第1vA 第2図 第3図 (し) 第4図 (&) 第5図 イ 第7図 (c) 第8図 ■) 第9図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  少なくとも一方の基板が透明である2枚の基
    板を一定の間隔を保ってシール剤にて貼り合わせ、該基
    板間に物質を充填して成る平面型パネルにおいて、該2
    枚の基板にはさまれた一部分には該基板間に充填された
    物質よりも誘電率が高い物質が充填されていることを特
    徴とする平面型パネル(2)  誘電率が高い物質は、
    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一項記載の平面型
    パネル。 (3)誘電率が高い物質は、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一項記載の平面型パネル
    。 (4) 一方の基板は、スイッチング素子がマトリック
    ス状に配置されたアクティブマトリックス基板であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第−項記載の平面型パネ
    ル。 (6)  スイッ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一項
    記載の平面型パネル。 (6)平面型パネルの基板間に充填されている物質は液
    晶であり、誘電率の高い物質の誘電率は液晶の■電率よ
    りも大きいことを特徴とする特許請求の範囲第一項記載
    の平面型パネル。
JP57054342A 1982-04-01 1982-04-01 電気光学装置 Granted JPS58172626A (ja)

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