JPS627022A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPS627022A
JPS627022A JP60146126A JP14612685A JPS627022A JP S627022 A JPS627022 A JP S627022A JP 60146126 A JP60146126 A JP 60146126A JP 14612685 A JP14612685 A JP 14612685A JP S627022 A JPS627022 A JP S627022A
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JP
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liquid crystal
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counter electrode
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Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
犬島 喬
晃 間瀬
利光 小沼
坂間 光範
敏次 浜谷
稔 宮崎
小柳 かおる
山口 利治
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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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】 「発明の利用分野」 この発明は、強誘電性液晶(以下ptcという)を用い
た表示パネルを設けることにより、マイクロコンピュー
タ、ワードプロセッサまたはテレビ等の表示部の薄膜化
を図る液晶表示装置に関するものである。
「従来の技術」 固体表示パネルは各絵素を独立に制御する方式が大面積
用として有効である。このようなパネルとして、従来は
、二周波液晶例えばツウイスティック・ネマチック液晶
(以下TN液晶という)を用い、横方向400素子また
縦方向200素子とするA4判サイズの単純マトリック
ス構成にマルチプレキシング駆動方式を用゛いた表示装
置が知られている。
しかし、これ以上の画素数を有する大面積の表示装置を
作るのに、TN液晶を用いることは周波数特性の限界に
より不可能であることが判明した。
加えて、それぞれの画素を所定の距離離間し、マトリッ
クス状に配設せしめても、隣の画素との間でクロストー
ク(電気的に弱く導通してしまう現象)をしてしまいや
すい。そのため一方がON、他方がOFF機能を作って
も、画素のそれぞれが十分なONまたはOFFをとり得
す、コントラストに不十分さが発生してしまった。
かかる欠点を除去するため、各画素にアクティブ素子を
連結する方式が知られている。その代表的例は素子とし
てTPT (薄膜型絶縁ゲイト電界効果半導体装置)を
用いるものである。
また、非線型素子を用いる方法が知られている。
さらにパッシブ型構成(単純マトリックス方式)におい
て、液晶として従来より公知のTN型液晶を用いるので
はなく、F[、Cを用いることが試みられているが、ク
ロス・トークを有し、最善とはいえない。
このFLCはメモリ機能を有する双安定型の液晶であり
、特に周波数特性に優れている。
以上の如く、これらを組合わせた方式、即ち、パッシブ
方式(以下Pという)またはTPTを用いる方式、さら
に液晶にTNを用いる方式またはFLCを用いる方式を
検討すると、以下の表1の如くになる。
表  1 以上において明らかなごとく、本発明は非線型素子とF
LCとを用いるため、双方が相乗的に動作しあいクロス
・トークがなく、プロセスはそれほど複雑にならず、F
LCを用いるため視野角も向上でき、理想型にきわめて
近い構成であることがわかった。
このため、特に本発明に述べる如く、非線型素子と強誘
電性液晶とを直列に連結して設ける画素によって初めて
大型大面積液晶ディスプレイの製造が可能であることが
判明した。
一方、これらの構成を用いて、工業的に大型・ディスプ
レイを製造する場合、大きな問題点として、FLCを液
晶セルに対して平行に配列させることが非常にむずかし
い技術であった。 特に、大面積となった場合、均一な
配向が得られるように数々の努力がなされている。
「発明の目的」 本発明は大面積の均一な分子配列を有するドメインを簡
単な方法により実現することを目的としている。
「発明の構成」 本発明は、特許請求の範囲に記載のように、「1.基板
上に複数の非線型特性を存するNINまたはPIF構造
を有する複合ダイオード等のアクティブ素子を有する強
誘電性液晶を用いた画素を直列に連結してマトリックス
状に配設した固体表示装置において、前記画素で構成す
る一対の電極の内側に非対称配向処理層膜を有し、前記
アクティブ素子側の電極上はラビング処理がなされない
配向層が設けられかつ対抗電極上にはラビング処理がな
された配向層が設けられたことを特徴とする液晶表示装
置。
2、特許請求の範囲第1項において、非対称配向処理層
すなわちラビング処理がなされない配向層は1.1.1
. トリメチルシラザンよりなりラビング処理がなされ
た配向層は有機材料よりなりかつ、下地と配向層の間に
前記非対称配向処理層に用いた1、1.1. トリメチ
ルシラザンを有することを特徴とする液晶表示装置。」
を特徴とするものであります。 すなわち、FLCに対
し非対称配向処理を基本的に行うものであり、ラビング
処理を行う配向層の下地として、ラビング処理を行わな
い配向層と同一の物質(本発明の場合は1.1.1. 
l−リメチルシラザン)を用いることにより、非対称性
が助長されるものである。
「実施例1」 第2図は本発明の液晶表示装置を用いた回路図を示す。
図面において、画素は5CLAD (2)の電極(21
) (第1の電極)(図面では数字を矩形で取り囲む記
号で示す)より強誘電性液晶(3)の一方の電極(23
)(第3の電極)に連結している。5CLADはY配線
(4) 、 (5)に第2の電極(22)により連結し
ている。
他方、FLC(3)の第4の電極(24) (対抗電極
)はX配線(6) 、 (7)に連結している。X配線
はFLC(3)の第3の電極(23)に対応して他の透
光性絶縁基板代表的にはガラス基板(第1図(C)にお
ける(20’))側に密接して設けている(第2図、第
1図(C)における(6)または(24))。
かくの如き複合ダイオードを用いた画素の一部である非
線形素子の製造工程およびその特性の例を第3図、第4
図に示す。
この第3図の製造工程は、第1図(^)は第2図破線で
囲んだ領域(1)を示すが、この第1図(A)における
(40)の領域を特に拡大して製造する場合に対応して
いる。
第3図(A) 、 (B) 、 (C) 、 (D)は
第1図(D)に対応している。
第3図(A)において、透光性絶縁基板としてコーニン
グ7059ガラス(20)を用いた。この上面にスバッ
タ法または電子ビーム蒸着法により、導電膜(22)で
あるモリブデンを0.1〜0.5μの厚さに形成した。
この後、これらの全面に光CVD法またはプラズマCV
D法を用いて非単結晶半導体膜を形成した。
その厚さはN型半導体(13) (0,1μ)−1型半
導体(14) (0,3μ>−N型半導体(15) (
500人)のNIN接合を有する5CLADとした。
この後、この上面に、クロム(21)を電子ビーム蒸着
法またはスパッタ法により0.1〜0.2μの厚さに積
層した。
さらに第3図(B)に示す如く、第1のフォトマスク■
により周辺部を垂直になるように異方性プラズマエッチ
を行い、積層体(50)を設けた。
次にこれらの全面に感光性ポリイミド樹脂(27)をコ
ーティング法にて約1μの厚さに形成させた。
かくして、積層体(50)の電極(21)上面とポリイ
ミド樹脂(27)の上面(39)とは積層体の凸部を除
彦キュア後で絶縁物表面と積層体表面とがなめらかに連
続した構造となるようにさせた。即ち、ガラス基板(2
0)側の裏面側より紫外光を公知のマスクアライナによ
りマスクを用いることなくガラス面側から露光させた。
例えばコビルト社のアライナでは約2分間露光した。そ
の強度が300〜400nmの波長の紫外光(10mW
/cmりにおいては15〜30秒で十分である。
すると、側面(26)を有する積層体く厚さ約1μ)(
50)に対し蔭となるその上方の凸領域は感光せず、そ
の側周辺のみが感光する。さらに現像を行った後、リン
ス液により非感光性の凸部を溶去した。
次にこれらすべてを180℃30分+300℃30分+
400℃30分の加熱を窒素中で行いキュアさせた。か
くして積層体の上面である非線型素子の第2の電極をフ
ォトマスクを用いるqとなく露呈せしめるに加えて、こ
の上面と周辺部のポリイミド樹脂の絶縁物の表面とをな
めらかに連続させ、第3図(C)を得ることが可能とな
った。
次にこの第3図(C)の上面全面にFLCの電極(第3
の電極)用にITOを0.1〜0.3μの厚さにスパッ
タ法または電子ビーム蒸着法により形成させた。さらに
この電極を所定の形状、例えば120μ×420μの1
画素の電極に第2のフォトマスク(■)により選択エツ
チングを行った。さらにこの上面に非対称配向層の一方
の非ラビング層(ラビング処理を行わない層) (25
)としてアルミナ、酸化珪素または弗化マグネシューム
等の無機材料を用い、50〜300人の厚さに電子ビー
ム蒸着法にて形成した。
かくしてY方向のリード(6)に連結した第2の電極(
22)とその上の5CLAD (2)さらに上側の第1
の電極(21)の積層体(50)を有し、この第1の電
極に密接してFLCの第3の電極(23)を設は得る。
そしてこのためには2枚のフォトマスク即ち1回のマス
ク合わせにより各画素に対応したアクティブ素子を設け
ることができた。この5CLAD構造の記号、が第2図
において(2)として記されている。
結果として、第4図(A)に示す如き非線型特性(電極
面積120μ×420μ)を第3図(縦軸は絶対値をロ
グスケールにて示している)に対応してをせしめること
ができた。
液晶表示素子としての画素を構成するため、第1図(C
) 、 (D)に示す如く、互いに対抗した基板の内側
にラビング配向処理を行っであるX方向のリードおよび
対抗電極(24)を設けである。そしてこの一対の電極
(23) 、対抗電極(24)の内側に、非対称配向膜
(25) 、 (25’ )を設け、これによりFLC
(厚さ2μ)を挟んである。対抗電極(24)には希釈
された1、1.1. トリメチルシラザンを塗布後、ナ
イロンを0.1 μの厚さにスピン法により設け、公知
のラビング処理をした。ラビング処理の一例としてナイ
ロンをラビング装置に900 PPMで回転させ、その
表面を2m/分の速度で基板を数回たとえば5回移動さ
せて形成した。また一方の電極(23)上には1.1.
1. トリメチルシラザンを塗布後、溶媒を除去し、ラ
ビング処理を行わない配向膜とし、対抗電極(24)上
に1.1.1. トリメチルシラザンを塗布後、にはを
機化合物の膜を形成しラビング処理を行い配向膜として
さらにこの間にはPLC例えばDOBAMBCとMBR
Aのブレンドを行ったものを注入したセルサイズは10
0 mx300 mであったが、このサイズ全体に均一
な良好な配向が得られた。
この画素のしきい値特性例を第4図(B)に示す、 図
面でも±5v加えることにより曲線(29) 。
(29)を得、透過、非透過をさせ得、十分反転させる
とともにメモリ効果を示すヒステリシスを得ることが判
明判明した。第3図(4)において縦軸は透過率である
「効果」 本発明は以上に示す如く、ラビング処理を行った配向膜
の下地を非処理側と同一の物質を用いることにより、よ
り一層非対称性が助長され大面積においても良好な均一
配向が簡単に得られた。
また図示した如き2×2のマトリックス構成においても
、非線型素子と第1図に示す如き(1,1)をONとし
た時、(1,2)、(2,2)、(2,1)を経て同時
に加えられる電圧に対し非線型素子のOvの電流値が十
分像いため、流れ出ない、 その結果、(1,1)をO
Nとした時、同時に他の番地をOFFとしておくことが
非線型素子により初めて可能となり、クロストークを完
全に防ぐことができた。また製造プロセスも実施例に示
した構造においてはきわめてNjaであった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の表示パネルの平面図および縦断面図を
示す。 第2図は本発明の液晶表示パネルの回路図を示す。 第3図は本発明の空間電荷制限電流型複合ダイオードの
製造工程を示す一方の縦断面図である。 第4図は本発明の空間電荷制限電流型複合ダイオードの
非線形素子および強誘電性液晶の動作特性を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、基板上に複数の非線型特性を有するNINまたはP
    IP構造を有する複合ダイオード等のアクティブ素子を
    有する強誘電性液晶を用いた画素を直列に連結してマト
    リックス状に配設した固体表示装置において、前記画素
    で構成する一対の電極の内側に非対称配向処理層膜を有
    し、前記アクティブ素子側の電極上はラビング処理がな
    されない配向層が設けられ、かつ対抗電極上にはラビン
    グ処理がなされた配向層が設けられたことを特徴とする
    液晶表示装置。 2、特許請求の範囲第1項において、非対称配向処理層
    すなわちラビング処理がなされない配向層は1.1.1
    .トリメチルシラザンよりなり、ラビング処理がなされ
    た配向層は有機材料よりなりかつ、下地と配向層の間に
    前記非対称配向処理層に用いた1.1.1.トリメチル
    シラザンを有することを特徴とする液晶表示装置。
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