JPS599635A - 電気光学装置 - Google Patents

電気光学装置

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JPS599635A
JPS599635A JP57118256A JP11825682A JPS599635A JP S599635 A JPS599635 A JP S599635A JP 57118256 A JP57118256 A JP 57118256A JP 11825682 A JP11825682 A JP 11825682A JP S599635 A JPS599635 A JP S599635A
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直 太田
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Suwa Seikosha KK
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Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
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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
    • G02F1/136Liquid 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

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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】 本発明は液晶を用いた電気光学装置に関する。
さらに詳しくは液晶表示装置に非線型素子を組合せ表示
特性を改良した′電気光学装置に関する。
近年、液晶表示装置の応用が進み、その消費電力の少な
いことあるいは表示部が薄型化出来るなどの利点を生か
して腕時計、電卓などの他に小型電子機器用の表示装置
として大垣に用いられるようになった。
この液晶表示装置の応用分野をさらに拡げるためには表
示容置の増大が必要であるが従来のTN型液晶表示装置
では電圧−コントラスト特性の立上りがあまり急峻でな
いため、マルチプレックスの桁数を増すと非選択点およ
び牛選択点と選択点とに印加される実効電圧に差が少な
くなってクロストークを生じるため数士桁の多桁駆動が
限界であった。このような欠点を避けるための一方法と
して非線型素子あるいはスイッチング素子を液晶表示装
置に組合せたマ) IJクス型の装置が考えられアモル
ファスシリコンやポリシリコンあるいは化合物牛纒体な
どを用いたTPTやダイオード。
酸化亜鉛などを用いたバリスタを用いるなど種々の検討
がなされてきた。
このような非+1iiJ型素子の中で特開昭52−14
9090&こおいて述べられている金属−絶縁体−金属
(getal −,4nsu、1ator −peta
l略してMIM)構造を有する非線型素子(以下M工M
i子と呼ぶ)は素子構成が簡単であるため、他の非線型
素子にくらべ製造工程が短かく素子設計も容易であると
いった利点を有している。
このM工M素子はトンネル効果、ショットキ効果あるい
はプール・フレンケル効果などによって′電流か流れる
と考えられ第1図に示すように非巌!観な電圧−電流特
性を示す。
絶縁体としてはA l 、 T a 、 N b 、 
T i 、 S i、MO,W、Hf等の酸化物、ある
いは窒素をドープした前記金属の酸化物、カルコゲナイ
ドガラス等の無機材料、さらにはポリイミド樹脂等の有
機材料も使用することができる。
+jfJ m己絶縁膜を金属でサンドインチすればM工
M構造になり、この金属としてはljJ He金属及び
N1、Or、Auあるいはそれらの合金等、あるいは5
n02.■”203 e工To(工n 20 、+Sn
O。
)等もしくは極く薄いOr、Au等の金属による透明導
電性薄膜を用いることができる。
M工IA素子に電圧を印加した場合、絶M膜の厚さGこ
よって伝導機構が異なり50〜10oXではトンネル効
果、ioo〜1oooXではショットキ効果及びプール
・フレンクル効果が優位を占めると吾われでいる。本発
明の目的である液晶表示装置とM工M素子の組合せでは
液晶の駆動方法との兼ね合いから、プール・フレンヶル
効果を示す領域を利用するのが望ましいと思われ、その
領域では電圧−′電流特性はプール・フレンヶル式%式
%)(1) このM工M素子を組込んだ液晶表示装置を、通常のマト
リクス型液晶表示装置の駆動に用いられている電圧平均
化法で駆動すると、M工M素子の非線型性によって実録
に液晶に印加される0N10FF実効値比が、電圧平均
化法自体の0N10FF実効値比よりも大きくなり、よ
り多桁のマトリクス駆動が可能となる。M工M素子を液
晶表示装置と組合せた場合、一画素分の等価回路は第2
図に示すように容量分01JIMと非線型抵抗外RMI
Mとが並列になったM工M素子1と、容it!(:!L
(+  と抵抗外RLOとが並列になった液晶部分2が
直列に接続されていると考えることができる。
そしてこの両端に′1u圧を印加するわけであるが実際
に液晶部分2に印加される実効電圧はM工M素子1の時
定数、液晶部分2の時定数及びMIM素子1の容は分O
MIMと液晶部分2の容量分OLOとの比a x、 o
 / OM I yとの組合せで定まり、液晶部分2の
時短数及びOL O/ OM r Mの値が大きく、M
工M*子1の時定数が適当な値の時実効′也圧は最も大
きくなる。もち論、M工M素子1の非線型性が大きい程
マトリクス駆動の桁数は多くとれるようになる。
ここで従来のM工M素子−のMI Mを説明すると、例
えば第6図及び第4図に示すように、ガラス基板3を酸
化膜4で破着しエッチストップとした俊金属薄族5を形
成、所望の形状に金属薄膜5をパターニングした後表面
に絶縁体薄膜6を形成する。さらに金属薄Mをつけてパ
ターニングしMIM素子の対向電極7とする。この時M
工M素子の面積は金属電極5と対向電極7が互いに重な
り合う部分の面積となる。液晶表示装置とするには次に
透明導電性薄膜により画素電極8を形成し、表面に液晶
配向層を形成して一定の間隙を保たせた対向基板でセル
となし、その間隙に液晶を封入し偏光板を貼り付けてT
N液菖表示装置とする。
このような構設のM工M素子を用いてマトリクス型液シ
ム表示装置を作ろうとすると、従来マトリクス型液晶表
示装置では0.3〜0.5 mmピッチの画素寸法が多
く使われており、このような寸法の画素に合せたM工M
素子の寸法は3〜6μm角といった寸法になる。現状の
フォトリングラフ技術ではこの6〜6μγn角という寸
法領域はLSIとVI’3工の境界領域であり、さらに
マトリクス型の表示装置Mということでその表示部寸法
は5〜10cmという大ぎさになりかなりの面積部分に
サブミクロン領域の寸法を持つ素子を形成する必要が生
じかなりの困蝋を伴う。またざらに微小寸法の画素を持
つマトリクス型液晶表示装置を作ろうとする場合には完
全にVLSI用の技術を用いなければならずコスト上望
ましくない。
本発明は新規なM工M素子の製造方法を考案することに
より、最小寸法が故10μm&!wのフォトリングラフ
エ稈で倣小面積のM工M素子を製造uJ能となし、必要
な露光装置の等級を下げることによって製造コストの低
下を図るものである。
以下、実bui例によって本発明を説明する。
実施例1 パイレックス、ガラス基板9上に1000〜5000X
のタンタルfan10fニスバッタリングによって形成
し所定の形状にパターニングする。
次にクエン酸水浴液中で陽極順化を行ないタンタル薄j
換表面に酸化膜11を形成する〔第5図(a)〕。
次(こ、IT O(I it 2Os +S n O2
、)m IN 12を基根全面に形成した仮、ネガ形フ
ォトレジスト16を塗布しブレベークを行なう。そして
パイレックスガラス基板9裏側より露光を行なう〔第5
図(b)〕。現像を行なうと第5図(C)のようになり
、ボストベーク後、工TO#膜12をエツチングし、レ
ジスト13を除去すると第5図(d)のようになる。さ
らに必要な画素14の形状に工TOIJJi膜(12)
をエツチングずれば、タンタル薄)M 10 oタンタ
ル薄膜10表面の酸化膜11及び画素′電極14とでM
工MJr#造が完成し、第6図のようになる。
M工M素子のrnj檀は絶縁膜11のテーパ一部の長さ
と画素′電極14の幅で決定される。
このM工M素子及び画素電極14を形成したパイレック
スガラス基板9表面Gこポリイミド(ηl脂を塗布・焼
成し綿布でラビングすることによって液晶配向処理を施
す。別にストライプ状の透明′電極16を形成し、ポリ
イミド樹脂とラビングによって液晶配向処理を施したパ
イレックスガラス対向基板17を用意し、5〜20μm
の間隙を保って接着し液晶18を封入する。この時、液
晶分子が上下の基&9117間で約90度ねじられる様
ラビングしておく。この液晶セルの外側に偏光ll1l
IIを液晶の配向状態に合わせて偏光板19,20を配
lit、TN型液晶表示装置とする。→第7図以上の様
をこして作った電気光学装置の等価回路は第8図の様に
なる。
実施例2 実施例1とはば同様の製造工程であるが、裏面から露光
する時に第9図(α)に示すように光を斜方から入射さ
せる。するとネガレジスト13が方向性を持って感光し
、現像によって第9図(b)に示すような形状になり、
エツチング及びレジスト除去後の工T O7tilN 
12の形状は第9図(C)の…i +mi形状、第10
図に平向形状を示すようになる。即ち第10図左右方向
の隣り合うタンタルリード部10 、10’及び画素電
極となるITO薄IN 12 、12 ’は電気的に分
離される。そのため、第11図に示ずような画素14,
14’をフォトエツチングで形成する際には工TO薄膜
12.12′を上F方向に分離するだけで良くなり、第
12図に示すように線状(こレジスト21を形成し、工
ToQ膜12をエツチングすればM工M素子及び画素′
電極14が形成される。以後は実施例1と同様にして電
気光学装置とする。
以上説明したように従来のM工M素子の製造工程では数
μm幅の精度でフォトエツチングを行なわなければなら
なかったのに対し、本発明の方法を用いれば数10μm
程度のフォトエツチングが出来れば良く、高精度のマス
クアライナを用いることなしにM工M素子と画素′α極
を形成することが可能で、フォトエツチング工程におけ
るNnnススF低下させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図はM工Mg子の非線型特性を示す。 第2図はMIM素子と液晶を組合セた場合の等価回路を
示す。 第6図は従来のM工M素子の断rmr及び見取図。 第4図は同じ〈従来のM工M素子と一画素の配置を示す
平面図である。 第5図は本兄明におけるM工M素子の製造工程の説明図
である。 第6図は本りdす」実施例1による液晶表示装置画素部
分の図であり第7図はその液晶表示装置の断101図で
ある。 第8図は実施例1のマトリクス型、液晶表示装置の等価
回路である。 第91Δから第12図は実施例2における製造工柘!X
fr:説明する図である。 以  上 用願人 林式会社瞠訪精工告 代理人 弁理士 最上  務 ’rtS1図 第2図 2153図 第4図 (d) 第5図 ill 第6図 第7図 第8図 (ぴ) (0ン ・、′S9図 第11トI

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 複数の表示画素を有し、該表示画素の各々に非線
    形素子を結合した電気光学装置において、該非線形素子
    が金属−絶縁膜−透明導電膜構造を有し、透明基板上へ
    基板裏面からの自己整合工程をきんだ工程で製造される
    ことを特徴とする血気光学装置iM。 2、 基板裏面からの自己整合工程において、基板Gこ
    対し斜方から露出することを特徴とする特許11〜求の
    範囲第1項記載の血気光学装置。
JP57118256A 1982-07-07 1982-07-07 電気光学装置 Granted JPS599635A (ja)

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