JPS587178A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPS587178A
JPS587178A JP56105183A JP10518381A JPS587178A JP S587178 A JPS587178 A JP S587178A JP 56105183 A JP56105183 A JP 56105183A JP 10518381 A JP10518381 A JP 10518381A JP S587178 A JPS587178 A JP S587178A
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JP
Japan
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liquid crystal
voltage
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crystal display
crystal layer
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JP56105183A
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JPS6217751B2 (ja
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富雄 曽根原
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Suwa Seikosha KK
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Suwa Seikosha KK
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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】 本発明は金属−絶縁体−金属装置(以下、MIM装置)
の非線型特性に基づくマルヂプレクス駆動性能の高い液
晶表示装置に関する。
近年、ドツトマトリクスに代表される、表示情報量の大
きな液晶パネルが要求されている。この要求に答えるへ
く、従来のツィステッドネマチック液晶パネル(以下、
TN液晶パネル)のマルチブレクス駆動性能の改良が鋭
意なされている。
現在のマルチブレクス駆動は、選択されていない画素電
極に印加される電圧の変動を防ぐために電圧平均化法と
いわれる駆動法が主流となっている。第1図は1/3バ
イアス法の波形例である。
第1図(α)は走査線にかかる電圧波形、(b)はマ)
 IJクス中の液晶画素1を選択した時の信号線にかか
る電圧波形である。この時、同一信号線上の他の液晶画
素には、■o/3の実効値を持つ電圧が印加されている
。同様に他の信号線にも選択画素に応じ変化する電圧波
形が加えられ、走査線の選択時2に信号線も選択されて
いれば■。、信号線が選択されていなければ■。/6、
信号線の選択、非選択によらず走査線が選択されていな
ければ■。/3の電圧が各液晶画素に実効的に印加され
ている。
各液晶画素はこれらの4状態を、1回の走査時間にマル
チブレクス駆動の走査線数個選択する。
ただし走査線は走査時間内に1度しか選択されないので
、各液晶画素は点灯時、■。状態を1回、残りの走査時
間は■。/3状態となり、非点灯時は全走査時間■。/
3状態となる。
このようにして非点灯の全ii!j素に印加される実効
電圧は常に一定となる。これを−膜化して、デユーティ
比 1/Iq(Nはマルチブレクス駆動の走査線数)、
V/112バイアス法の場合、点灯画素と非点用画素に
かかる実効電圧は各々(1)式、(2)式となる。
VONとV OFF  の比を最大にするのは0 = 
J N +1の1((rであり、その時のvON / 
VOFFは(3)式で表わされる。
(3)式かられかるように、走査線数Nが増加すると、
V ON / VOFF比は1に近づく。しかし現状の
TN液晶パネルの電圧−透過率特性から表示品質が保て
るNの限界は数十位である。
この限界を取り去る方法として、2周波駆動法、薄膜ト
ランジスタ(TFT)7トリクス、MOSトランジスタ
マトリクス、そしてM IM装置等が考案されている。
この中で、D 、 R、13ara、ffらによるM 
I M装置を用いた液晶表示パネル(Sより工nter
national Symposium Df、ges
t ofTechnical Papers vol、
11.p、 200  、 A、pri11980)は
、製造工程が比較的簡単であり、従来のマルチブレクス
駆動が使用できるといった利点を有している。この場合
のM工M装置の構成は、Ta薄膜−Ta20.陽極酸化
膜−Ni−Or膜からなっている。追試を行なったとこ
ろ、第2図に示すような非線型特性が得られた。このM
工M装置を流れる電流は、(4)式で与えられる。
ニーに■θxp (βv′V)(4) K −−−n l、。 。xp (−工)d     
             にTd、 、 S : +
φ工M装置の絶縁層の厚さ、および面積 n :ギャリア密度 e :電子電荷 φ :l・ラップレベル深さ ε0 :真空誘電率 lt:電子移動jO に :ボルツマン定数 T :絶対温度 ε1 :光学的比誘電率(−月2) 0、R,Baraffらの液晶パネルは、第6図に示す
ように、片側の基板にMIM装置が付設した構成であり
、電気回路−I−は第4図に示すようなMIM装Mと液
晶層が直列接続された等価回路となっている。このM 
I !、If液晶パネルをマルチブレクス駆動すると、
M I M装置の非線型特性により、液晶層にかかる実
効電j[(の比、V ON / V OFFが太きく得
られる。この結果、走査線数Nを200程度にしても液
晶の0N−OFFが可能となっている。
このように情報量の大きな表示が可能となるM工M液晶
パネルではあるが、小さな面積に情@l量を集中させる
ことは極めて難しい。M工M液晶パネルの特徴番」、つ
まるところM工M装置の非線形特性による抵D14のス
イッチングであり、低抵抗を通しての液晶層への充電と
、液晶層のリークによる放電とを巧妙にコントロールし
ているところにある。第5図はM工M特性(a)と液晶
層にかかる電圧の波形(b)を示したものである。M工
M液晶パネルに印加する電圧波形は簡単のため(c)の
波形としている。これによると液晶層にかかる電圧は、
まず液晶層の容量CI・CとM工Mによる容量OMIM
の容量分割された電圧5となり、次にM工M装置の抵抗
と液晶層の抵抗RT、Oによる抵抗分割された電IJ:
、6を極限値とした電圧変化を行なう。この時の時定数
τは VMTM I M I M装置にtにかかる電圧で与え
られる。
次にMIM液晶に印加される71を庄が0になると、同
様に容置分割された電IFを初期値とし、電圧0を極限
とした電圧変化が生じる。この時の時定数は同じ<(5
)式で与えられるが、RLa < RMIMとなるので
、近似的には τ= (OT、O+OMTM ) T(r、a   ・
・・・・(6)で表わせる。
第6図はOMIMと01・Cの比が1=1と1=10の
場合の液晶層にかかる電圧波3Vを示した図である。こ
れからもわかるように、容置の比を大きくすることによ
って電I−Eが増加する。液晶は実効値応答をするので
簡単には図の面積を考えるとよい。
このようにOMIM トC1,Oの容1ft比は液晶に
かかる実効値を大きく変動させる。同時に0N−OFF
実効値比も変動し、最適な素子定数のマツチング状態で
は容量比が大きい程実効値比がとれる。
しかしながら、コンパクトな犬情報伍表示を目的とした
画素サイズの小さなMIM液晶パネルの場合、製作上の
制約から(l MIMの小さなM工M装置は実現が困鄭
である。例として、絶縁体にTa2O,を用い、電源室
u:、20 Vで駆動する場合を考える。液晶は比誘電
率が5=30程度変化するがff1f単のため10とし
、画素面積をI X 、10−7?7.2 (約0.3
 nr角)、ギャップを8μmとするとQI・Cは1.
1 p Fである。Q MIMはこれに対し10分の1
とすると、Ta2O,ノ厚さを5ooXとすれば、1φ
IM装置の面積は25 It m2となる。
画素毎の特性を揃えるためには、この5μ角のM工M装
置を精度よく製作しな+iればならず、現在のフォ) 
IJソゲラフイーの技術でも相当に難しいことがわかる
本発明はM I M装置と直列に、かつ液晶層と並列に
接続された補助容M (OS)を設置し、これによりM
工M装置の製作を容易にし、画素の特性が揃った表示品
位の高い液晶表示装置を与えるものである。
次に実施例にもとづき本発明を詳説する。
第7図は補助容1y+としてBaT103層を液晶層内
に設着した1画素の模式図である。2がBaTiO3層
、6が液晶層である。1のMIM装置はTa及び、Ta
(7)陽極酸化膜で製作されている。BaT103層と
液晶層は厚さ10 /l 7nであり、Ba、TiO3
層は13aTiO,の粉体とンリコン樹脂の混合物をl
@ 0.15冠でスクリーン印刷し、形成した。BaT
iO3粉体の粒径を10μ程度に揃えられればギヤノブ
の保持機能も合わせ持たせることができる。これにより
BaTiO3層の容量を含む液晶層の等許容量(j L
Oは、液晶だ(づの場合の5〜10倍に増加した。
第8図は、補助合端として粒径約8μ籾のB a T’
 103粉体をM I M液晶パネルに、ギャップ保持
材を兼ね、散布した例である。この場合、散布偵が多量
であるのと、均πtに散布するのが難点であるが、本実
施例で目均質に散布されている画素の容■と、はとんど
BaTi、O,粉体の見られない画素の容量比は1:3
程度が得られ、散布による容量の増加がみられた。
このようにして製作されたM工IA液晶パネルは、11
5バイアス法、ピーク電圧20V、N=200で十分す
ON −OF Fが可能となった。尚、M工IA装置は
T a−T a20.− T aの構造、10μ、角で
あり、画素面積は[]、 1 wl、ギヤノブは1oμ
mである。
以上説明したように、本発明によれば画素に対応した等
許容[10LOの増加が可能となり、従来のM 工M液
晶パネルのM 丁M装置に比べ装置形状の許容最小値を
大きくできる。このため製作が容易になり、M丁M装置
の特性を均一に揃う。さらに同一形状のM 工M液晶パ
ネルに実施すると、大きな容量比が簡単に実現され、液
晶層とM I M装置の素子定数のマツチングが容易に
なるという利点がある。
以−[二の実施例はB a T 」、 Osの大きな比
誘電率を利用したものであるが、本発明はB a T 
i O3に何ら限定されるものではなく、液晶の比誘電
率より大きな比誘電率を有する物質ならば応用できるこ
とを示唆している。
本発明は表示情報量の大きな液晶パネルの分野に、駆動
特性が優れた表示品位の高いM工M液晶パネルを安価に
提供するものと確信する。
【図面の簡単な説明】
第1図はV/3バイアス、マルチブレクス駆動の波形を
示すものである。(α)は走査線にかかる電工波形、(
b)は信号線にかかる電圧波形、(c)は画素1にかか
る電圧波形である。 1・・・・・画素 2・・・・・・選択時(斜線部) 第2図はM工M装置の特性例を示すものである。 第6図はM工M装置の模式図である。 1・・・・・・上側基板(対向電極側)2・・・・・・
下側基板(MIM装置側)3・・・・・・画素 第4図はM工M液晶パネルの等価回路を示すものである
。 第5図はMIM液晶パネルの動作を表わした図である。 (a)はM工M装置の特性、(b)は液晶層にかかる電
圧波形、(c)はM工M液晶パネルに入力する電圧波形
である。 1・・・・・・(c)の6に示す入力電圧に対応した液
晶層にかかる電圧波形 2・・・・・(1)の4に示す入力電圧に対応した液晶
層にかかる電圧波形 3.4・・・入力電圧波形 5・・・・・・容量分割された電圧値 6・・・・・抵抗分割された電圧値 第6図は容量比を変えた時の液晶層にががる電圧波形を
示したものである。(a)は0110 / CMIMが
1の時、(b)はQ LO/ Q MIMが1oの時で
ある。 第7図は本発明によるMIM液晶パネルの1画素周辺の
模式図である。 1・・・・・・M工M装置部分 2・・・・・・B a T i O,層3・・・・・・
画素電極 第8図は本発明によるM工M液晶パネルの1画素周辺の
模式図である。 1・・・・・・M工M装置部分 2・・・・・・BaTf、O,粒子 3・・・・・・画素電極 以  上 出廓j人  株式会礼諏訪精工舎 代理人  弁理士 最上  務

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 液晶表示パネルを構成する一方の基板の内面に、薄膜素
    子として金属−絶縁体−金属装置を形成した液晶表示装
    置において、該金属−絶縁体−金属装置に電気的に接続
    され、液晶層に接する電極と、対向する基板上に設置さ
    れた電極間に補助容量を設置したことを特徴とする液晶
    表示装置。
JP56105183A 1981-07-06 1981-07-06 液晶表示装置 Granted JPS587178A (ja)

Priority Applications (1)

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JP56105183A JPS587178A (ja) 1981-07-06 1981-07-06 液晶表示装置

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JP56105183A JPS587178A (ja) 1981-07-06 1981-07-06 液晶表示装置

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JPS587178A true JPS587178A (ja) 1983-01-14
JPS6217751B2 JPS6217751B2 (ja) 1987-04-20

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ID=14400556

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02173728A (ja) * 1988-12-27 1990-07-05 Seiko Epson Corp アクティブデバイス
JPH02302734A (ja) * 1989-05-18 1990-12-14 Seiko Epson Corp 液晶装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02173728A (ja) * 1988-12-27 1990-07-05 Seiko Epson Corp アクティブデバイス
JPH02302734A (ja) * 1989-05-18 1990-12-14 Seiko Epson Corp 液晶装置

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