JPS59105615A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPS59105615A
JPS59105615A JP21606282A JP21606282A JPS59105615A JP S59105615 A JPS59105615 A JP S59105615A JP 21606282 A JP21606282 A JP 21606282A JP 21606282 A JP21606282 A JP 21606282A JP S59105615 A JPS59105615 A JP S59105615A
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JP
Japan
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liquid crystal
mim
electrode
crystal display
display device
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Application number
JP21606282A
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English (en)
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Taketomi Kamikawa
武富 上川
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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 
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    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/1365Active matrix addressed cells in which the switching element is a two-electrode device
    • GPHYSICS
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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−金属の三層構造からなる非線
形抵抗素子MIMを利用したM 工M液晶表示装置VC
関するものであり、その目的はMIM液晶表示装置の画
素を高密度化することである。
本発明の他の目的は、M I )Aの設計および製造を
容易にし、M工M液晶表示装fハ゛の製造コストを低下
はせることである。
液晶表示装置は小型低消費電、力の平面表示素子として
電卓、電子腕時計、電子ビームを中心とする広い分野に
応用されている。そして、最近は大容量表示ができる液
晶表示装置の請求が強くなってきており、また液晶表示
装置の研究開発もその方向に4んでいる。そのような研
究開発の動向のひとつの流れとして、非線形素子を用い
る方法があわ、M工M液晶老示装置もそれに属している
MIMが仲の非線形素子と比べてすぐわている点として
は、構造および製造工程が匍jlであること透明ガラス
基板上に形成できること等が挙げられる。はて、MIM
を用いて液晶を駆動する原理について説明すると以下の
ようになる。
第1図は、M T M−液晶系の等価回路を示しており
、1は液晶の等価静電容量、2は液晶の等価抵抗、3は
MIMの等価静雷容1、そして4 ViM工Mの等価抵
抗である。MIMはその構造ゆ先に必然的に等(l′l
h静電容量3を有することに1fる。1.IIM1′を
非線形抵抗素子であって、その両端に印加される電圧か
高いときは低抵抗になり、また電圧が低いときは高抵抗
になる。このことから、第1図の系においては、系の両
端のE11加電圧が高いときにはMIM低抵抗になって
印加電圧の大部分は液晶に印加され、また印加電圧が低
いときにはMIMは高抵抗になって印加電圧の大部分は
MIMに印加でれ液晶にはほとんど電圧が印加されない
ことになる。したがって第1図の系をマトリクス状に配
列して時分割駆動する場合には、1個の系に点灯状態な
らば選択時に高電圧、非選択時および非点灯状態の選択
時には低電圧がそれぞれ印加ζh、ることになるから、
液晶の動作マージンは印加実効電圧のマージンよりも大
きくなって、より多桁の時分割駆動が可能になる。
ここで、時分割駆動において非選択状態から選択状態へ
移る場合について考先ると、そこでは第1図の系の両端
に印加される重圧は瞬間的に変化することになる。この
ように印加電圧が瞬間的に変化する場合、その瞬間では
第1図の系において電圧は液晶の等価静電容量1とMI
Mの等価静電容量2によって分圧きれる。すなわち液晶
およびM I Mの等価静電容量をそれぞれQLO、Q
MIMとして液晶およびMIMに印加される電圧yto
 および■腺の比は ”’ : VMIM、   0IJDJ   。
OLO+ CMIM  (’!LO+ Qunlとなる
。この式からQMIIJがQljllにくらべて小づい
ほどMIMに印加される電圧は高くなることがわかる。
一方、点灯・非点灯の信号は選択状態において液晶に書
き込まれるから、選択状態に入った瞬間ではMIMの抵
抗が低(jrっているほど、すなjつち11 I Mの
印加電圧7′I+高くかっているほどよいことになZ、
。したがってMIMを用いて液晶を駆動する場合、nu
u l−10LOVC(らべて小づいことが望ましいこ
とになる。第2図は、従来のMIM液晶辰示装置におけ
るMIM基板の平面図であり表面に酸化膜形成された金
属電極5、上金属雷:tfi6、および画素型fi7が
基板上に形成されている。
MIMの機能を有するのは、表面に酸化膜形成はれた金
属電極5と上金属雷、極6の交差部分である。
そして、前記交差部分の面積がそのままMIMの面積と
なる。MIMの等価静電容量C■lは、MIMの面積が
小さいほど、それに比例して小はくなるから、MIMの
面積、すなわち前11交差部分を構成する電極5と6の
電伊巾が小ざい11ど液晶の駆動は容易になる。ところ
で実験によれば、たとえば06朋口の液晶画素を用いて
100桁以上の多桁駆動をするためには、劇工Mの面積
は5μX10μ以下であることが必要である。]7たが
って画素面積fO75朋口より小ζくする場合に1−1
′、MIMの面積f5μ×10μより小言くしなければ
ならないが、この5μ×10μというサイズは現在のフ
ォトエツチング技術のひとつの限界であって、こねより
小はいサイズのM 工Mをつくることは不可能ではない
が大巾なコストアップと歩留りの低下につながることに
なる。一方、MIMのサイズは一定のままでも、液晶の
誘電率を高くすること、あるいは液晶層の厚はを薄くす
ることによって液晶画素の単位面積あたりの等価静電容
量を大きくすレバ、画素面積を小ζくすることができる
が、これらの方法は現・在すでに技術的に限界に近いと
ころにあって、これ以上の進歩は期待できない。以上の
ことから、MIMを用いて液晶fIItK動する場合、
従来ではその画素面積のサイズに限界があり06朋口よ
り小さい画素にすることは事実上不可能であることがわ
かる。現在、液晶表示装置は高密度大容量光示の方向へ
進んでおシ、前述の事実はMIM液晶表示装置をこの方
向へ進めるうえで大きな障害となる。
本発明は、従来のM工M液晶表示装置のかかる欠点を取
り除き、画素面積が小さい場合にも充分な動作マージン
を確保して高密度表示をすることが可能な液晶表示装置
を提仙するものである。
以下、本ざt明を実施例の図面を用いて説明しでいく、 第3図は、本発明の実施例におH2:、M1M基板の平
面図であり、図中の番号5〜7け第2図の番号5〜7と
それぞれ対応し、また8は本発明(でよって導入された
補助電極であって、電gi5〜7と11極8との間には
絶縁膜が挿入ばれている。第4図は、第3図のM I 
M基板を用いて絹入立てた液晶表示装置の第3図のA−
A′軸に沿−って切断した断面図であり、図中の番号5
〜8は第3図の番号5〜8とそれぞれ対応し、士た9は
対向基板側偏光板、10は対向基板、11は対向1!棒
、12け液晶層、13は電接5〜7と?tffi8との
間に挿入された絶縁膜、14は電極5の表面酸化膜部分
、25は雷、極5の金属部分、16はM工M基板、そし
て17けM工M基板測偏光板である。ばて、本実施例に
おけるMIM基板上の電極製造の方法は以下のとおりで
ある。最初に基板16の上に補助電極8を形成・パター
ニングする。本実施例では補助電極8の材料としてSw
OあるいはIn2O,’を用いている。次に絶縁膜13
を形成する。絶縁膜13の材料としては5i02.  
Ta2O,、Tie、などを用イーcいるが、基本的に
は、スパッタ法、蒸着法、c■D法などの方法によって
簡単に形成でき、高誘電率を有する透明絶縁膜なら何で
もよい。つづいて従来と同じ方法で111i5〜7を形
成・パターニングしてMIMおよび画素電極f製造する
ことによってMIM基板のプロセスが完了’する。
第5図は、本発明における液晶表示装置の4個の画素の
等価回路であり、番号1〜4け第1図の同じ番号に対応
しており、また18け補助静電容量、191d信号is
、2oは走査電極、そして21は補助走査電極である。
第5図の等価回路を第4図のM工M液晶表示装置の断面
図と対応きせると補助静電容量18は画素電極7と補助
電極8が絶舛膜13をはζんで対向する部分に形成これ
、また信号冨2極19、走査[$20および補助走査電
極21の轡能は、それぞれ表面に酸化膜形成ばれた金属
型、極5、対向M極11および補助策if 8 )l+
果たす。第5図を用いて、本発明における液晶表示装置
の出動方法を説明すると次のようになる。
信号常接19と走査i棒20にはそれぞね従来と同じデ
ータ信号と走査信号を印加する。そして、補助走査電極
21には走査電極と同じ走査信号を印加する。このとき
、液晶の等価静電容量1と補助静電容量18は並列接続
になるから、電気的には液晶画素の静電容険が大きくな
ったことと同等となる。したがって見かけ上MIMの等
価静電容i1Qimと液晶の等価静電容量QLOO比は
小ζくなるから、既に説明した理由により動作マージン
は犬きくなって駆動が容易になる。以上に述べた駆動力
法では走査電極20と補助走査電極21とには同一の走
査信号が印加されるから、駆j11回路でつくり出す信
号は従来の場合とまったく同じでよい。走査電9i20
と補助走査電極21け構造的にはそれぞれ対向基板側と
M工M基板側に配置されているが、上下基板の型棒間の
導通をとるために従来の液晶表示装置において一般に用
いられている上下導通法を用いれば、走査電極20と補
助走査[Wi21け電、気的にひとつKまとめることも
できる。
以上に述べてきたように、本発明によればMIMの面積
を従来より小づくすることか〈従来では、駆動不可能で
あるような小ざいサイズの液晶画素を有する液晶表示装
置を駆動することが可能になる。また液晶画素のサイズ
が従来の犬き享である場合に本発明を用いれば、MIM
の面積を従来よりも犬きくすることが可能になるから、
M I Mの設計−i造が容易となり歩留りの向上とコ
ンスダシンが可能となる。したがって、高密度画素を必
少とするM工M液晶表示装置や低価格MUM液晶表示装
置に本発明を用いれば、その効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、M工M液晶系の等価回路を示す図。 第2図は、 従来のMIM液晶表示装置におはるMIM
基板の平面図。 第6図は、本発明の実施例におけるM I M基板の平
面図。 第4図は、本発明の実施例におけるV I )A液晶表
示装置の断面図。 第5図は、本発明における液晶表示装置の4個の画素の
等価回路を示す図。 1・・・・・・液晶の等価静電容量 2・・・・・・液晶の等価抵抗 6・・・・・・MIMの等価静電容量 4・・・・・・MIMの等価抵抗 5・・・・・・表面に酸化膜形成された金属電極6・・
・・・・土金属電極 7・・・・・・画素電極 8・・・・・・補助型棒 9・・・・・・対向基板側偏光板 10・・・・・・対向基板 11・・・・・・対向電極 12・・・・・・液晶層 13・・・・・・絶縁膜 14・・・・・・電極5の表面酸化膜部分15・・・・
・・電極5の金属部分 16・・・・・・MIM基板 17・・・・・・M I 1.11基板側偏光板18・
・・・・・補助静電容量 19・・・・・・信号電極 20・・・・・・走査電接 21・・・・・・補助走査電接 以  上 出願人 株式会社 諏訪精工舎 代理人 弁理士 最上 務 第1図 第2図 第4図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  液晶層を支持する二枚の基板の一方に金属−
    絶縁体−金属の三層構造からなる非線型抵抗素子MIM
    および該MUMと電気的に結合した画素電極を有し、前
    記の二枚の基板の他の一方である対向基板には複数個に
    分割された対向電極全治する液晶表示装置において、M
    IMを有する側の基板であるM I M基板が、該基板
    上に対向MPの数と同数個に分割烙れた補助箱、極、絶
    縁膜、MIMおよび該MIMと電気的に結合した画素電
    極の各層がこの順番に形成された構造を有し、でらに補
    助電極のそれぞれが対向基板上の複数個の対向電極のそ
    れぞれと表示画面内においては互いに型抜することなく
    一対一に対向していることを特徴とする液晶表示装置。
  2. (2)MIM基板上の複数個の補助覆枠の十ハぞれに、
    該補助電極と対向する対向基板上の対向電極に印加され
    る駆動波形と同一の駆動波形を印加して駆動すみことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の液晶表示装置。
JP21606282A 1982-12-09 1982-12-09 液晶表示装置 Pending JPS59105615A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3436527A1 (de) * 1984-10-05 1986-04-10 Vdo Adolf Schindling Ag, 6000 Frankfurt Multiplexbare fluessigkristallzelle
EP0255850A2 (de) * 1986-08-07 1988-02-17 VDO Adolf Schindling AG Flüssigkristallzelle

Cited By (3)

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DE3436527A1 (de) * 1984-10-05 1986-04-10 Vdo Adolf Schindling Ag, 6000 Frankfurt Multiplexbare fluessigkristallzelle
EP0255850A2 (de) * 1986-08-07 1988-02-17 VDO Adolf Schindling AG Flüssigkristallzelle
EP0255850A3 (de) * 1986-08-07 1989-07-19 VDO Adolf Schindling AG Flüssigkristallzelle

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