JPH05127182A - 光弁装置 - Google Patents
光弁装置Info
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- JPH05127182A JPH05127182A JP29179191A JP29179191A JPH05127182A JP H05127182 A JPH05127182 A JP H05127182A JP 29179191 A JP29179191 A JP 29179191A JP 29179191 A JP29179191 A JP 29179191A JP H05127182 A JPH05127182 A JP H05127182A
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- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 25
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 14
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 安価に小型高精細な光弁装置を提供する。
【構成】 第１の電極と第２の電極との電極間に絶縁層
を介して挟まれた電気的にフローティング状態の画素電
極を有することを特徴とする光弁装置。駆動回路も同一
チップ内に内蔵し、駆動回路は単結晶シリコンにより形
成される、電気的にフローティング状態の画素電極を有
することを特徴とする光弁装置。
を介して挟まれた電気的にフローティング状態の画素電
極を有することを特徴とする光弁装置。駆動回路も同一
チップ内に内蔵し、駆動回路は単結晶シリコンにより形
成される、電気的にフローティング状態の画素電極を有
することを特徴とする光弁装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光弁装置、特に液晶を利
用した光弁装置に関する。
用した光弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、液晶を利用した光弁装置にはアク
ティブマトリクス方式と単純マトリクス方式のものが知
られていた。
ティブマトリクス方式と単純マトリクス方式のものが知
られていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アクテ
ィブマトリクス方式の光弁装置では、各画素にスイッチ
ング素子を形成しなければならず、工程が複雑であり、
歩留りも低く結果的に高価になるという問題点があっ
た。一方、単純マトリクス方式の光弁装置では、マトリ
クス状に組まれた画素群を時分割により、１列ずつ給電
するが、給電不要の画素にも、ある程度の電圧がかか
り、コントラストの低下をもたらす。結果的に画素数が
制限されるため、高精細な光弁装置が作れないという問
題点があった。
ィブマトリクス方式の光弁装置では、各画素にスイッチ
ング素子を形成しなければならず、工程が複雑であり、
歩留りも低く結果的に高価になるという問題点があっ
た。一方、単純マトリクス方式の光弁装置では、マトリ
クス状に組まれた画素群を時分割により、１列ずつ給電
するが、給電不要の画素にも、ある程度の電圧がかか
り、コントラストの低下をもたらす。結果的に画素数が
制限されるため、高精細な光弁装置が作れないという問
題点があった。
【０００４】さらに、アクティブマトリクス方式、単純
マトリクス方式ともに駆動回路が内蔵されていないので
システムとしては、実装コストが上乗せされ、駆動用Ｉ
Ｃとの接続は１００μｍ以上のピッチでしか接続するこ
とができず、装置の小型化ができないという問題点があ
った。本発明は、上記課題を解消して安価に小型高精細
な光弁装置を提供することを目的とする。
マトリクス方式ともに駆動回路が内蔵されていないので
システムとしては、実装コストが上乗せされ、駆動用Ｉ
Ｃとの接続は１００μｍ以上のピッチでしか接続するこ
とができず、装置の小型化ができないという問題点があ
った。本発明は、上記課題を解消して安価に小型高精細
な光弁装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の光弁装置が上記
目的を達成するために採用した主たる手段は、第１の電
極と第２の電極との電極間に絶縁層を介して挟まれた電
気的にフローティング状態の画素電極を形成した基板
と、該基板と対向基板間に高速応答する液晶層を形成し
た。また、駆動回路は同一チップ内に単結晶シリコンに
より形成してあることを特徴とする。
目的を達成するために採用した主たる手段は、第１の電
極と第２の電極との電極間に絶縁層を介して挟まれた電
気的にフローティング状態の画素電極を形成した基板
と、該基板と対向基板間に高速応答する液晶層を形成し
た。また、駆動回路は同一チップ内に単結晶シリコンに
より形成してあることを特徴とする。
【０００６】
【作用】本発明は、上述したように従来のアクティブマ
トリクス方式に比べて、製造工程が容易で安価に光弁装
置を得ることができる。又、単純マトリクス方式に比べ
て、高いコントラスト比を得ることができ、高精細な光
弁装置を得ることができる。さらに、駆動回路を同一チ
ップ内に内蔵しているため、装置全体を極めて小型にす
ることができる。
トリクス方式に比べて、製造工程が容易で安価に光弁装
置を得ることができる。又、単純マトリクス方式に比べ
て、高いコントラスト比を得ることができ、高精細な光
弁装置を得ることができる。さらに、駆動回路を同一チ
ップ内に内蔵しているため、装置全体を極めて小型にす
ることができる。
【０００７】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の好適な実施例
を説明する。図１は、本発明による光弁装置の一画素を
示す模式的断面図である。透明絶縁膜１０２上に第１の
電極であるＹ電極１０３が形成され、絶縁膜２０１を介
してＹ電極１０３上に画素電極１０４が形成されてい
る。さらに、その上に再び絶縁膜２０１を介して第２の
電極であるＸ電極１０５が形成されている。
を説明する。図１は、本発明による光弁装置の一画素を
示す模式的断面図である。透明絶縁膜１０２上に第１の
電極であるＹ電極１０３が形成され、絶縁膜２０１を介
してＹ電極１０３上に画素電極１０４が形成されてい
る。さらに、その上に再び絶縁膜２０１を介して第２の
電極であるＸ電極１０５が形成されている。
【０００８】画素電極１０４は透明材料、例えばＩＴＯ
や多結晶シリコンを薄膜化したものより成る。画素電極
１０４上には透明な保護膜１０６が形成され、保護膜１
０６上には、配向膜１０７が形成されている。対向基板
１１０下にはＩＴＯ等よりなる対向電極１０９と配向膜
１０７が形成されており、配向膜１０７間に液晶層１０
８を有する。
や多結晶シリコンを薄膜化したものより成る。画素電極
１０４上には透明な保護膜１０６が形成され、保護膜１
０６上には、配向膜１０７が形成されている。対向基板
１１０下にはＩＴＯ等よりなる対向電極１０９と配向膜
１０７が形成されており、配向膜１０７間に液晶層１０
８を有する。
【０００９】図２は、本発明による光弁装置の一画素を
示す模式的平面図である。簡単のため対向基板側の図示
は省略してある。Ｘ電極１０５とＹ電極１０３とはマト
リクス状に配置されており、その交点付近に画素電極１
０４を間に挟む形で、キャパシタ部２０２を形成してあ
る。図３は、ノーマリー黒モードにおけるＴＮ液晶の対
向電極と画素電極間電位差と光透過率の関係を示すグラ
フである。
示す模式的平面図である。簡単のため対向基板側の図示
は省略してある。Ｘ電極１０５とＹ電極１０３とはマト
リクス状に配置されており、その交点付近に画素電極１
０４を間に挟む形で、キャパシタ部２０２を形成してあ
る。図３は、ノーマリー黒モードにおけるＴＮ液晶の対
向電極と画素電極間電位差と光透過率の関係を示すグラ
フである。
【００１０】図４は、本発明による光弁装置の各画素の
給電状態を説明するための模式的図面である。次に図１
〜図４を参照しながら、本発明による光弁装置の動作を
説明する。図１において、Ｙ電極１０３と画素電極１０
４間の絶縁膜２０１と画素電極１０４とＸ電極１０５間
の絶縁膜２０１の材料、膜厚ともに等しいとすると、Ｘ
電極１０５とＹ電極１０３とに任意の電圧を提供した場
合、画素電極１０４の電位は、Ｘ電極１０５とＹ電極１
０３の丁度中間の電位に保たれる。
給電状態を説明するための模式的図面である。次に図１
〜図４を参照しながら、本発明による光弁装置の動作を
説明する。図１において、Ｙ電極１０３と画素電極１０
４間の絶縁膜２０１と画素電極１０４とＸ電極１０５間
の絶縁膜２０１の材料、膜厚ともに等しいとすると、Ｘ
電極１０５とＹ電極１０３とに任意の電圧を提供した場
合、画素電極１０４の電位は、Ｘ電極１０５とＹ電極１
０３の丁度中間の電位に保たれる。
【００１１】また、対向電極１０９の電位を５．５Ｖに
設定した場合、図３に示す関係から画素電極の電位が
３．５〜７．５Ｖにある時には光の透過率は０％とな
る。本発明による光弁装置の動作は線順次書き込みによ
り行われる。図４において、Ｘ電極４０１〜４０３に任
意の電圧を供給し、Ｙ電極３０１、３０２に印加する電
圧を時分割走査するものである。
設定した場合、図３に示す関係から画素電極の電位が
３．５〜７．５Ｖにある時には光の透過率は０％とな
る。本発明による光弁装置の動作は線順次書き込みによ
り行われる。図４において、Ｘ電極４０１〜４０３に任
意の電圧を供給し、Ｙ電極３０１、３０２に印加する電
圧を時分割走査するものである。
【００１２】例として、図４における画素５０２と５０
６のみを点灯する場合について説明する。まず、第１の
パルスによりＸ電極４０１及び４０３には、３．５Ｖを
供給し、Ｘ電極４０２には１１Ｖを供給する。そして、
Ｙ電極３０１には１１ＶをＹ電極３０２には３．５Ｖを
供給する。このときの画素５０１〜５０６が各々有する
画素電極の電位及び対向電極と画素電極間の電位差を表
１に示す。
６のみを点灯する場合について説明する。まず、第１の
パルスによりＸ電極４０１及び４０３には、３．５Ｖを
供給し、Ｘ電極４０２には１１Ｖを供給する。そして、
Ｙ電極３０１には１１ＶをＹ電極３０２には３．５Ｖを
供給する。このときの画素５０１〜５０６が各々有する
画素電極の電位及び対向電極と画素電極間の電位差を表
１に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】表１及び図３に示す関係より画素５０２の
みが透過率１００％を与えられ、他の画素は完全にＯＦ
Ｆ（透過率０％）を示すことがわかる。引き続いて第２
のパルスでＸ電極４０１及び４０２に３．５Ｖ、４０３
には１１Ｖ、Ｙ電極３０１に３．５Ｖ、３０２に１１Ｖ
を与えることにより、画素５０６のみが透過率１００％
を与えられ、他の画素は完全にＯＦＦ（透過率０％）を
示す。
みが透過率１００％を与えられ、他の画素は完全にＯＦ
Ｆ（透過率０％）を示すことがわかる。引き続いて第２
のパルスでＸ電極４０１及び４０２に３．５Ｖ、４０３
には１１Ｖ、Ｙ電極３０１に３．５Ｖ、３０２に１１Ｖ
を与えることにより、画素５０６のみが透過率１００％
を与えられ、他の画素は完全にＯＦＦ（透過率０％）を
示す。
【００１５】上述したような走査方法で、Ｘ電極に印加
するパルスに同期させて、Ｙ電極にもパルスを与え、線
順次書き込みを行ってゆく。動作例の説明においては、
画素は完全にＯＮ（透過率１００％）と完全にＯＦＦ
（透過率０％）の場合のみ示したが、Ｘ電極に与えるパ
ルス電圧を変えることにより、中間調の表示も可能であ
り、このとき選択しない画素には何ら悪影響を与えるこ
とはない。
するパルスに同期させて、Ｙ電極にもパルスを与え、線
順次書き込みを行ってゆく。動作例の説明においては、
画素は完全にＯＮ（透過率１００％）と完全にＯＦＦ
（透過率０％）の場合のみ示したが、Ｘ電極に与えるパ
ルス電圧を変えることにより、中間調の表示も可能であ
り、このとき選択しない画素には何ら悪影響を与えるこ
とはない。
【００１６】なお、液晶の信頼性向上のため１周期走査
毎に対向電極と画素電極間の電位の極性が変わるよう
に、電圧を印加するとよい。例えば、図３を参照すれ
ば、対向電極が５．５Ｖに固定してあるときには、画素
電極に０Ｖを与えても１１Ｖを与えても同様に透過率１
００％を与える。次に、図５を参照して本発明によるも
う一つの実施例について説明する。図５において、単結
晶シリコン基板１０１の一部が除去され、透明な画素部
６０２が形成されている。画素部６０２上には、図示し
ないが配向膜が形成され、さらに、液晶層１０８が表面
が配向処理され、対向電極を有する対向基板１１０と挟
まれるように形成されている。画素部６０２の近辺には
駆動回路部６０３が形成されており、図示しないが画素
部とは配線により接続されている。又、透明な画素部６
０２下には、補強のため透明材料６０７が充填されてい
る。
毎に対向電極と画素電極間の電位の極性が変わるよう
に、電圧を印加するとよい。例えば、図３を参照すれ
ば、対向電極が５．５Ｖに固定してあるときには、画素
電極に０Ｖを与えても１１Ｖを与えても同様に透過率１
００％を与える。次に、図５を参照して本発明によるも
う一つの実施例について説明する。図５において、単結
晶シリコン基板１０１の一部が除去され、透明な画素部
６０２が形成されている。画素部６０２上には、図示し
ないが配向膜が形成され、さらに、液晶層１０８が表面
が配向処理され、対向電極を有する対向基板１１０と挟
まれるように形成されている。画素部６０２の近辺には
駆動回路部６０３が形成されており、図示しないが画素
部とは配線により接続されている。又、透明な画素部６
０２下には、補強のため透明材料６０７が充填されてい
る。
【００１７】以上説明したように、本発明によれば、点
灯選択する画素以外の画素は完全に消灯することがで
き、また点灯する画素の液晶には、十分に大きな電圧を
かけることができるため、コントラストが向上する。各
画素毎にスイッチング素子を設ける必要がなく製造が容
易、安価である。さらに、駆動回路を同一チップ内に内
蔵することができるので、極めて小型な光弁装置を得る
ことができる。駆動回路は単結晶シリコン上に形成さ
れ、各画素への給電もスイッチ素子を用いていないこと
から高速駆動及び表示が可能である。
灯選択する画素以外の画素は完全に消灯することがで
き、また点灯する画素の液晶には、十分に大きな電圧を
かけることができるため、コントラストが向上する。各
画素毎にスイッチング素子を設ける必要がなく製造が容
易、安価である。さらに、駆動回路を同一チップ内に内
蔵することができるので、極めて小型な光弁装置を得る
ことができる。駆動回路は単結晶シリコン上に形成さ
れ、各画素への給電もスイッチ素子を用いていないこと
から高速駆動及び表示が可能である。
【００１８】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、Ｘ，
Ｙマトリクス状電極の交点に、絶縁膜を介してフローテ
ィング状態の画素電極を形成した一方の基板と、対向電
極を有する他方の基板との間に、高速度で応答する液晶
を配置したことにより、従来のアクティブマトリクス方
式に比べて安価に、そして単純マトリクス方式に比べて
より高いコントラストを有し、また対向電極のパターニ
ングも不要であるので、上下基板の合わせ精度もいらず
に、極めて小型高精細な光弁装置を得ることができる。
Ｙマトリクス状電極の交点に、絶縁膜を介してフローテ
ィング状態の画素電極を形成した一方の基板と、対向電
極を有する他方の基板との間に、高速度で応答する液晶
を配置したことにより、従来のアクティブマトリクス方
式に比べて安価に、そして単純マトリクス方式に比べて
より高いコントラストを有し、また対向電極のパターニ
ングも不要であるので、上下基板の合わせ精度もいらず
に、極めて小型高精細な光弁装置を得ることができる。
【図１】本発明の光弁装置の一実施例における一画素を
示す模式的断面図である。
示す模式的断面図である。
【図２】本発明の光弁装置の一実施例における一画素を
示す模式的平面図である。
示す模式的平面図である。
【図３】ノーマリー黒モードにおけるＴＮ液晶の対向電
極と画素電極間電位差と光透過率の関係を示すグラフで
ある。
極と画素電極間電位差と光透過率の関係を示すグラフで
ある。
【図４】本発明による光弁装置の各画素の給電状態を説
明するための模式的図面である。
明するための模式的図面である。
【図５】本発明の光弁装置の他の実施例を示す模式的断
面図である。
面図である。
１０１ 単結晶シリコン基板 １０２ 透明絶縁膜 １０３ Ｙ電極 １０４ 画素電極 １０５ Ｘ電極 １０６ 保護膜 １０７ 配向膜 １０８ 液晶層 １０９ 対向電極 １１０ 対向基板 ２０２ キャパシタ部 ３０１、３０２ Ｙ電極 ４０１、４０２、４０３ Ｘ電極 ５０１〜５０６ 画素 ６０２ 画素部 ６０３ 駆動回路部 ６０６ シール部 ６０７ 透明充填剤
Claims (2)
- 【請求項１】 第１の電極と第２の電極との電極間に絶
縁層を介して挟まれた電気的にフローティング状態の画
素電極を有する基板と、対向電極を形成した対向基板と
の間に液晶層を形成したことを特徴とする光弁装置。 - 【請求項２】 該画素電極が形成された基板は、駆動回
路が形成された単結晶シリコンからなる基板であること
を特徴とする請求項１記載の光弁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29179191A JPH05127182A (ja) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | 光弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29179191A JPH05127182A (ja) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | 光弁装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05127182A true JPH05127182A (ja) | 1993-05-25 |
Family
ID=17773479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29179191A Pending JPH05127182A (ja) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | 光弁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05127182A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61269121A (ja) * | 1985-05-24 | 1986-11-28 | Sony Corp | 液晶デイスプレイ装置 |
| JPS63101829A (ja) * | 1986-10-17 | 1988-05-06 | Nec Corp | アクテイブ・マトリツクス液晶表示装置およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-11-07 JP JP29179191A patent/JPH05127182A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61269121A (ja) * | 1985-05-24 | 1986-11-28 | Sony Corp | 液晶デイスプレイ装置 |
| JPS63101829A (ja) * | 1986-10-17 | 1988-05-06 | Nec Corp | アクテイブ・マトリツクス液晶表示装置およびその製造方法 |
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