JPH04291241A - 液晶表示装置 - Google Patents

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】

［発明の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はスイッチング素子とし
てＭＩＭ素子を画素ごとに組み込んだ液晶表示装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、時計・電卓・計測機器等の比較的
簡単なものから、パ−ソナル・コンピュ−タ、ワ−ドプ
ロセッサ−、更にはＯＡ用の端末機器、ＴＶ画像表示等
の大容量情報表示の用途に液晶表示装置は使用されてい
る。こうした大容量の液晶表示装置においては、マトリ
クス表示の時分割駆動方式が一般に採用されている。と
ころがこの方式は、液晶自身の本質的な特性によって、
表示部分（ＯＮ画素）と非表示部分（ＯＦＦ画素）のコ
ントラスト比の点では、２００本程度の走査電極を有す
る場合でも不十分であり、更に走査電極が５００本以上
の大規模なマトリクス表示を行なう場合には、コントラ
スト比の劣化が致命的であった。

【０００３】そして、この液晶表示装置のもつ欠点を解
決するための開発が各所で盛んに行われている。その一
つの方向が、個々の画素を直接にスイッチ駆動するもの
である。その場合のスイッチング素子として薄膜トラン
ジスタ（以下、ＴＦＴと称す）が採用されている。ＴＦ
Ｔを構成する半導体として、これまで単結晶シリコン、
セレン化カドミウム及びテルル等の種々の材料が提案さ
れてきたが、現在は非晶質シリコンが最も多く研究され
ている。しかしながら、この種の液晶表示装置の製造に
おいては、微細加工工程が数回必要と成り、工程が複雑
で歩留まりが悪くなることがあった。この結果、製品コ
ストが高くなり、また、大規模な液晶表示装置の製造が
著しく困難となっていた。また、スイッチング素子列（
アレイ）を用いた別の方向として、非線形な電流電圧特
性を有するスイッチング素子（以下、非線形抵抗素子と
称す）を用いたものがある。非線形抵抗素子は、ＴＦＴ
の三端子に比べて、基本的に二端子で構造が簡単であり
、製造が容易である。このため、製品歩留まりの向上が
期待でき、コスト低下の利点がある。

【０００４】非線形抵抗素子は、ＴＦＴと同様の材料を
用いて、接合形成したダイオ−ドの型、酸化亜鉛を用い
たバリスタの型、電極間に絶縁物を挟んだ金属−絶縁物
−金属（ＭＩＭ）型、さらには金属電極間に半導電性の
層（ＭＳＩ）を用いた型等が開発されている。このうち
ＭＩＭ型は、構造が最も簡単なものの一つで現在すでに
実用化されている。

【０００５】このＭＩＭ型液晶表示装置では、液晶を挟
持する両電極間に駆動電圧が印加されると小さい時定数
τｏｎで充電が行なわれ、駆動電圧が印加されなくなる
と大きい時定数τｏｆｆ　で放電する。従って、図４に
示すように駆動電圧がＯＮされてから短い選択期間τｏ
ｎで液晶は充電され、ＯＦＦされた後も長い時間τｏｆ
ｆ　だけ充分な電圧を保持する。この結果、選択期間τ
ｏｎにおける印加電圧が駆動電圧の実効値を決定し、通
常のマトリクス表示の時分割駆動方式の液晶表示素子よ
りもＯＮとＯＦＦの実効値比を大きくすることができ、
コントラスト比を低下させることがない液晶表示装置が
実現される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このようなＭＩＭ型液
晶表示装置では、通常、ＭＩＭ（下部金属−絶縁層−上
部金属）素子の絶縁層の厚さが５００〜７００オングス
トロ―ムと薄いため、工程で発生する静電気によりＭＩ
Ｍ素子が破壊される場合がある。液晶表示装置では、基
板上に配向層を形成した後、布で擦るラビング工程があ
り、このとき、５００Ｖ〜２０ｋＶの静電気が発生する
。そして、この静電気によりＭＩＭ素子が破壊されるが
、特に、表示画面の端部のＭＩＭ素子、或いは画面を複
数のブロックに分割して駆動する液晶表示装置の場合に
はブロック境界のＭＩＭ素子が破壊されることが多い。 一般に電荷は端部に集中するために、上記のごとく画面
を複数のブロックに分割した場合、分割部分に電荷は集
中する。このため分割部を境として電位差ができてしま
い、信号電極端とこれに近接する表示画素電極との間で
放電が発生し、ＭＩＭ素子が絶縁破壊を起こす、その結
果、分割部分に点欠陥が集中する境界欠陥不良が発生す
ると考えられる。そこで、表示画面の端部のＭＩＭ素子
が破壊するという問題を解決するための方法がいくつか
試みられている。例えば、特開昭６２−５８２２６号公
報には、表示画面の外側にも画素（ダミー画素）を設け
、静電気が外側の画素のＭＩＭ素子を通して放電する（
破壊する）ことにより、表示画面内のＭＩＭ素子の破壊
を防ぐ方法が述べられている。しかしながら、この方法
では表示画面内にダミー画素を設けることができないた
め、画面を複数のブロックに分割して駆動する液晶表示
装置の場合には適用できないという問題があり、他の有
効な方法が必要であった。

【０００７】この発明はこのような問題点を解決するた
めになされたものであり、製造プロセス中に静電気によ
り破壊することのない構造の液晶表示装置を提供するこ
とを目的としている。 ［発明の構成］

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、相対向する
２枚の基板の少なくとも一方の基板に、金属ー絶縁体ー
金属構造のＭＩＭ素子と、透明な画素電極と、この画素
電極にＭＩＭ素子を通して信号電圧を供給するための信
号電極とを有する液晶表示装置についてのものであり、
近接する信号電極間は直列に接続された２個のＭＩＭ素
子を介して電気的に接続されている。

【０００９】

【作用】この発明では、近接する信号電極間が、直列に
接続された２個のＭＩＭ素子により電気的に接続されて
いる。このため静電気電圧は、上記の近接した信号電極
間で直列に接続された２個のＭＩＭ素子に、容量分割に
より半分の電圧で印加されることになる。そして、この
２個のＭＩＭ素子は、導通状態となって静電気を放電す
るため、静電気によるＭＩＭ素子の破壊を防ぐことがで
きる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の詳細を図面を参照して説明
する。

【００１１】図１はこの発明の一実施例を適用する液晶
表示装置を説明するための図であり、図１（ａ）はこの
液晶表示装置におけるマトリクスアレイ基板を示す平面
図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’断面に対応する
液晶表示装置の断面図を表している。

【００１２】図１において製造工程に従って説明すると
、例えばガラスからなる基板１上に、例えばＴａからな
る信号電極２，２´とＭＩＭ素子部の下部電極３を同時
に形成する。次に、信号電極２，２´と下部電極３の表
面には、陽極酸化によりＭＩＭ素子部の絶縁体４を形成
する。更に、例えばＣｒからなるＭＩＭ素子部の上部電
極５，６を形成することにより、ＭＩＭ素子７，８ａ，
８ｂが完成する。次に、例えばＩＴＯからなる画素電極
９を上部電極５と電気的に接続するように形成すること
により、図１（ａ）に示すように、マトリクスアレイ基
板１０を得る。

【００１３】一方別に、図１（ｂ）に示すように、例え
ばガラスからなる基板１１上に、例えばＩＴＯからなる
走査電極１２を信号電極２，２´と直交する方向に形成
することにより、対向基板１３を得る。そして、マトリ
クスアレイ基板１０と対向基板１３を５〜２０μｍの間
隔を保って保持させ、この間隙に液晶１４を注入する。 ここで、接続されたＭＩＭ素子７と画素電極９、走査電
極１２及び液晶１４の組合せにより１つの画素が構成さ
れている。

【００１４】図１に示した液晶表示装置は９００×１１
５２ドットの画素を有し、表示画面は、上下に分割され
、それぞれ４５０×１１５２ドットの表示画素からなり
表示信号は上下から別々に供給されている。さらに、近
接した信号電極２，２´間は、上／下画面の境界で、直
列に接続されたＭＩＭ素子８ａ，８ｂを介して、信号電
極２，２´の長手方向に電気的に接続されている。各画
素は信号電極２，２´に印加される表示信号、及び走査
電極１２に印加される走査信号の組合せにより駆動され
る。また、この液晶表示装置は、デューティー比１／４
５０、バイアス比１／９で時分割駆動される。

【００１５】以上のようにして作製した液晶表示装置を
駆動し、点欠陥の様子を観察したところ、製造工程中に
発生する静電気はＭＩＭ素子８ａ，８ｂを通して放電す
るため、点欠陥発生数は３個と少なく、極めて良好な表
示が得られた。

【００１６】図２は従来の液晶表示装置におけるマトリ
クスアレイ基板を示す平面図であり、図１と対応する部
分には同一の符号を付してある。この従来例は上述した
実施例と比べ、図１におけるＭＩＭ素子８ａ，８ｂの上
部電極６に相当する部分が存在しない点が異なっている
。この従来例を図１に示した実施例と同様に駆動し、画
面を観察したところ、上／下表示画面の境界部分に沿っ
て約９００個の点欠陥の発生が見られた。

【００１７】図３はこの発明の他の実施例におけるマト
リクスアレイ基板を示す平面図であり、図１と対応する
部分には同一の符号を付してある。この実施例は図１に
示した実施例に比べ、次の点が異なっている。即ち、こ
の実施例では、信号電極端で近接する信号電極２間を、
上部電極２０により直列に接続された２個のＭＩＭ素子
２１ａ，２１ｂを介して、信号電極２の長手方向と直交
する方向に電気的に接続し、表示信号を片側から供給し
て１／９００デューティーで駆動できるようにした。

【００１８】この実施例を図１に示した実施例の場合と
同様に駆動して観察したところ、製造工程中に発生する
静電気はＭＩＭ素子２１ａ，２１ｂを通して放電するた
め、点欠陥発生は見られず、極めて良好な表示であった
。

【００１９】なお、今までの実施例では、上部電極５，
６の材料としてＣｒを用いていたが、他にＴｉ，Ｎｉ及
びＡｌ等であってもよい。また、直列に接続されたＭＩ
Ｍ素子８ａ，８ｂ及びＭＩＭ素子２１ａ，２１ｂの駆動
時の抵抗は、表示に影響が及ばないように、信号電極２
，２´及び走査電極１２に接続された駆動用集積回路（
図示せず）の出力抵抗の２０倍以上に設定してある。

【００２０】

【発明の効果】この発明では、近接する信号電極間が直
列に接続された２個のＭＩＭ素子により電気的に接続さ
れており、製造工程中に発生した静電気はこれらのＭＩ
Ｍ素子を通して放電するため、スイッチング素子である
ＭＩＭ素子の静電気による破壊を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を適用する液晶表示装置を
説明するための平面図及び断面図である。

【図２】従来の液晶表示装置におけるマトリクスアレイ
基板を示す平面図である。

【図３】この発明の他の実施例におけるマトリクスアレ
イ基板を示す平面図である。

【図４】従来のＭＩＭ型液晶表示装置における液晶層に
印加される電圧波形を示す図である。

【符号の説明】

１，１１……基板 ２，２´……信号電極 ３……下部電極 ４……絶縁体 ５……上部電極 ７，８ａ，８ｂ，２１ａ，２１ｂ……ＭＩＭ素子９……
画素電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　相対向する２枚の基板のうち少なくと
   も一方の基板に、金属ー絶縁体ー金属構造のＭＩＭ（Ｍ
   ｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ　）素子と
   、透明な画素電極と、この画素電極に前記ＭＩＭ素子を
   通して信号電圧を供給するための信号電極とを有する液
   晶表示装置において、近接する前記信号電極間は直列に
   接続された２個のＭＩＭ素子を介して電気的に接続され
   ていることを特徴とする液晶表示装置。