JP2001042331A - 液晶表示装置 - Google Patents
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- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/13—Devices 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
- G02F1/137—Devices 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 characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/139—Devices 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 characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
- G02F1/1391—Bistable or multi-stable liquid crystal cells
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】表示ムラの発生を防ぎ、さらに階調表示に適し
た液晶表示装置を提供する。 【解決手段】液晶表示装置Ａによれば、透明基板１の上
に保護膜２、ドット群３、凹凸制御層４、信号電極５、
絶縁膜６、配向膜７を順次形成して信号電極部材８を構
成し、他方の走査電極部材９において、透明基板１０上
に保護膜１１、ドット群１２、凹凸制御層１３、走査電
極１４、絶縁膜１５、配向膜１６を順次形成し、信号電
極部材８と走査電極部材８をカイラルネマチック液晶１
８を介して対向配設する。
た液晶表示装置を提供する。 【解決手段】液晶表示装置Ａによれば、透明基板１の上
に保護膜２、ドット群３、凹凸制御層４、信号電極５、
絶縁膜６、配向膜７を順次形成して信号電極部材８を構
成し、他方の走査電極部材９において、透明基板１０上
に保護膜１１、ドット群１２、凹凸制御層１３、走査電
極１４、絶縁膜１５、配向膜１６を順次形成し、信号電
極部材８と走査電極部材８をカイラルネマチック液晶１
８を介して対向配設する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はカイラルネマチック
液晶を用いたメモリー性双安定型などの液晶表示装置の
改良に関するものである。
液晶を用いたメモリー性双安定型などの液晶表示装置の
改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】特開平６−２３０７５１号、特開平６−
２３５９２０号および特開平７−２４８４８５号にはカ
イラルネマチック液晶を用いたメモリー性双安定型液晶
表示装置が提案され、初期配向条件、２つの準安定状
態、さらに両者間の切替えにおける実用的な駆動方法な
どの技術が記載されている。
２３５９２０号および特開平７−２４８４８５号にはカ
イラルネマチック液晶を用いたメモリー性双安定型液晶
表示装置が提案され、初期配向条件、２つの準安定状
態、さらに両者間の切替えにおける実用的な駆動方法な
どの技術が記載されている。
【０００３】このメモリー性双安定型液晶表示装置によ
れば、フレデリクス転移後の２つの準安定状態（０°あ
るいは３６０°）を不安定状態（０°状態と３６０°状
態との混在）を挟んでスイッチングすることで表示させ
ている。
れば、フレデリクス転移後の２つの準安定状態（０°あ
るいは３６０°）を不安定状態（０°状態と３６０°状
態との混在）を挟んでスイッチングすることで表示させ
ている。
【０００４】２つの準安定状態の切替えはリセット電圧
後に印加する選択電圧の大きさの違いによっておこな
い、あるしきい値Ｖth1 より小さく選択電圧を設定する
ことでＯＦＦ状態（φ0 ＋π）を、他方、あるしきい値
Ｖth2 より大きく選択電圧を設定すれば、ＯＮ状態（φ
0 −π）を実現できるが、Ｖth1 〜Ｖth2 の間に選択電
圧が設定されると、２つの準安定状態の混在した表示状
態になり、この状態を利用して階調表示をおこなうこと
が考えられる。
後に印加する選択電圧の大きさの違いによっておこな
い、あるしきい値Ｖth1 より小さく選択電圧を設定する
ことでＯＦＦ状態（φ0 ＋π）を、他方、あるしきい値
Ｖth2 より大きく選択電圧を設定すれば、ＯＮ状態（φ
0 −π）を実現できるが、Ｖth1 〜Ｖth2 の間に選択電
圧が設定されると、２つの準安定状態の混在した表示状
態になり、この状態を利用して階調表示をおこなうこと
が考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この両
状態の混在が複数近接したり、あるいはある程度にまで
広くなると、ストライプ状の不安定な状態を発現し、そ
のような不安定性に起因して、所要とおりに制御するこ
とが大変むずかしくなり、鮮明な表示画像が得られない
という課題があった。
状態の混在が複数近接したり、あるいはある程度にまで
広くなると、ストライプ状の不安定な状態を発現し、そ
のような不安定性に起因して、所要とおりに制御するこ
とが大変むずかしくなり、鮮明な表示画像が得られない
という課題があった。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みて完成されたもの
であって、その目的は階調表示に適した液晶表示装置を
提供することにある。
であって、その目的は階調表示に適した液晶表示装置を
提供することにある。
【０００７】本発明の他の目的は表示ムラの発生を防い
で、良好な表示が得られる液晶表示装置を提供すること
にある。
で、良好な表示が得られる液晶表示装置を提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、基板上に多数の走査電極が配列された走査電極パタ
ーンおよび配向膜とを順次形成した走査電極部材と、基
板上に多数の信号電極が配列された信号電極パターンと
配向膜とを順次形成した信号電極部材との間に、ねじれ
構造を有する初期状態にフレデリクス転移を生じさせる
電圧を印加し、さらに異なる電圧を印加することで初期
状態とは異なる２つの準安定状態をもたせた液晶を配
し、走査電極パターンと信号電極パターンとを交差させ
て画素を多数形成せしめた構造に対し、各画素の双方の
各配向膜を表面が凹凸状になるように被着せしめたこと
を特徴とする。
は、基板上に多数の走査電極が配列された走査電極パタ
ーンおよび配向膜とを順次形成した走査電極部材と、基
板上に多数の信号電極が配列された信号電極パターンと
配向膜とを順次形成した信号電極部材との間に、ねじれ
構造を有する初期状態にフレデリクス転移を生じさせる
電圧を印加し、さらに異なる電圧を印加することで初期
状態とは異なる２つの準安定状態をもたせた液晶を配
し、走査電極パターンと信号電極パターンとを交差させ
て画素を多数形成せしめた構造に対し、各画素の双方の
各配向膜を表面が凹凸状になるように被着せしめたこと
を特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の双安定型液晶表示装置を
図により説明する。図１は液晶表示装置Ａの要部拡大断
面図、図２は配向膜を表面が凹凸状になるように被着さ
せるために被成膜用基板上に配設したドット群の分布を
示す平面図であり、また、図３はセルギャップと選択電
圧との関係を、図４〜図６は選択電圧と透過率との関係
を、図７は印加電圧波形を示す。
図により説明する。図１は液晶表示装置Ａの要部拡大断
面図、図２は配向膜を表面が凹凸状になるように被着さ
せるために被成膜用基板上に配設したドット群の分布を
示す平面図であり、また、図３はセルギャップと選択電
圧との関係を、図４〜図６は選択電圧と透過率との関係
を、図７は印加電圧波形を示す。
【００１０】図８〜図１３は他の例であって、図８は液
晶表示装置Ａ１の要部拡大断面図、図９は配向膜を凹凸
状に被着させるための被成膜用基板上のドット分布を示
す平面図である。図１０は液晶表示装置Ａ２の要部拡大
断面図、図１１は配向膜を凹凸状に被着させるために被
成膜用基板上に配設した帯状体の分布を示す平面図であ
る。図１２は液晶表示装置Ａ３の要部拡大断面図、図１
３は配向膜を凹凸状に被着させるために被成膜用基板上
に配設した帯状体の分布を示す平面図である。
晶表示装置Ａ１の要部拡大断面図、図９は配向膜を凹凸
状に被着させるための被成膜用基板上のドット分布を示
す平面図である。図１０は液晶表示装置Ａ２の要部拡大
断面図、図１１は配向膜を凹凸状に被着させるために被
成膜用基板上に配設した帯状体の分布を示す平面図であ
る。図１２は液晶表示装置Ａ３の要部拡大断面図、図１
３は配向膜を凹凸状に被着させるために被成膜用基板上
に配設した帯状体の分布を示す平面図である。
【００１１】同様に図１４と図１５は液晶表示装置Ａ４
の要部拡大断面図とドット分布を示す平面図、図１６と
図１７は液晶表示装置Ａ５の要部拡大断面図とドット分
布を示す平面図、図１８と図１９は液晶表示装置Ａ６の
要部拡大断面図と帯状体の分布を示す平面図、図２０と
図２１は液晶表示装置Ａ７の要部拡大断面図とドット分
布を示す平面図である。
の要部拡大断面図とドット分布を示す平面図、図１６と
図１７は液晶表示装置Ａ５の要部拡大断面図とドット分
布を示す平面図、図１８と図１９は液晶表示装置Ａ６の
要部拡大断面図と帯状体の分布を示す平面図、図２０と
図２１は液晶表示装置Ａ７の要部拡大断面図とドット分
布を示す平面図である。
【００１２】液晶表示装置Ａにおいて、１はガラスなど
からなる透明基板、２はＳｉＯ2 などからなる保護膜、
３は円錐状のドットを多数並べたドット群、４は凹凸制
御層、５はＩＴＯなどからなる信号電極、６はＳｉＯ2
などからなる絶縁膜、７はポリイミドからなる配向膜で
あって、これらによって信号電極部材８を構成し、他方
の走査電極部材９において、１０はガラスなどからなる
透明基板、１１はＳｉＯ2 などからなる保護膜、１２は
円錐状のドットを多数並べたドット群、１３は凹凸制御
層、１４はＩＴＯなどからなる走査電極、１５はＳｉＯ
2 などからなる絶縁膜、１６はラビング処理されたポリ
イミドからなる配向膜である。このように各ドット群
３、１２上に各層を積層することで、各ドット群３、１
２の形状および分布に応じた凹凸状でもって配向膜７、
１６が被着される。
からなる透明基板、２はＳｉＯ2 などからなる保護膜、
３は円錐状のドットを多数並べたドット群、４は凹凸制
御層、５はＩＴＯなどからなる信号電極、６はＳｉＯ2
などからなる絶縁膜、７はポリイミドからなる配向膜で
あって、これらによって信号電極部材８を構成し、他方
の走査電極部材９において、１０はガラスなどからなる
透明基板、１１はＳｉＯ2 などからなる保護膜、１２は
円錐状のドットを多数並べたドット群、１３は凹凸制御
層、１４はＩＴＯなどからなる走査電極、１５はＳｉＯ
2 などからなる絶縁膜、１６はラビング処理されたポリ
イミドからなる配向膜である。このように各ドット群
３、１２上に各層を積層することで、各ドット群３、１
２の形状および分布に応じた凹凸状でもって配向膜７、
１６が被着される。
【００１３】ドット群３、１２はフォトリソグラフィに
より形成する。すなわち、基板上にレジストを塗布し、
プレベークし、露光後に現像し、必要によりポスト露光
し、さらに２回ポストベークすればよく、このように最
後にポストベークを２回繰り返すことで、円錐状もしく
は半球状となる。かかる２回のポストベークにおいて、
各加熱温度を違える方が、所要とおりの形状が得られる
という点で好適である。
より形成する。すなわち、基板上にレジストを塗布し、
プレベークし、露光後に現像し、必要によりポスト露光
し、さらに２回ポストベークすればよく、このように最
後にポストベークを２回繰り返すことで、円錐状もしく
は半球状となる。かかる２回のポストベークにおいて、
各加熱温度を違える方が、所要とおりの形状が得られる
という点で好適である。
【００１４】その上に被覆する凹凸制御層４、１３は具
体的な材料としてアクリル系、エポキシ系、ポリイミド
系、ポリエステル系、メラニン系、ＰＶＡ、ＰＶＣなど
の樹脂材料や、ＳｉＯ2 等の無機材料からなり、スピン
コート法あるいは印刷法等により形成する。ドット群
３、１２の凹凸高さがたとえば最大高さ（Ｒｍａｘ）約
１μｍ前後である場合、凹凸制御層４、１３を設けるこ
とで、配向膜７、１６の表面での凹凸高さが最大高さ
（Ｒｍａｘ）約０．１μｍ程度にまで高低差が小さくな
る。
体的な材料としてアクリル系、エポキシ系、ポリイミド
系、ポリエステル系、メラニン系、ＰＶＡ、ＰＶＣなど
の樹脂材料や、ＳｉＯ2 等の無機材料からなり、スピン
コート法あるいは印刷法等により形成する。ドット群
３、１２の凹凸高さがたとえば最大高さ（Ｒｍａｘ）約
１μｍ前後である場合、凹凸制御層４、１３を設けるこ
とで、配向膜７、１６の表面での凹凸高さが最大高さ
（Ｒｍａｘ）約０．１μｍ程度にまで高低差が小さくな
る。
【００１５】また、凹凸制御層４、１３の厚みはドット
群３、１２の高さにもよるが、１．０〜３．０μｍ、好
適には１．５〜２．５μｍの範囲内にすると、配向膜
７、１６表面の凹凸高さを所要とおりの、たとえば約
０．１μｍ程度に規定することができる点で望ましい。
群３、１２の高さにもよるが、１．０〜３．０μｍ、好
適には１．５〜２．５μｍの範囲内にすると、配向膜
７、１６表面の凹凸高さを所要とおりの、たとえば約
０．１μｍ程度に規定することができる点で望ましい。
【００１６】上記信号電極５と走査電極１４は交差する
ようにパターニングして、個々の交差部を方形状の画素
領域１７（たとえばサイズ３００μｍ×９６μｍ）とな
し、信号電極部材８と走査電極部材９とはたとえば層厚
１．５５μｍのカイラルネマチック液晶１８（室温でネ
マティツク相を呈する液晶組成物〔Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社
製：ＺＬＩ−２２９３〕に光学活性添加物〔Ｅ．Ｍｅｒ
ｃｋ社製：Ｓ−８１１〕を加えてヘリカルピッチＰを調
整したもの）を介して対向配設する。
ようにパターニングして、個々の交差部を方形状の画素
領域１７（たとえばサイズ３００μｍ×９６μｍ）とな
し、信号電極部材８と走査電極部材９とはたとえば層厚
１．５５μｍのカイラルネマチック液晶１８（室温でネ
マティツク相を呈する液晶組成物〔Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社
製：ＺＬＩ−２２９３〕に光学活性添加物〔Ｅ．Ｍｅｒ
ｃｋ社製：Ｓ−８１１〕を加えてヘリカルピッチＰを調
整したもの）を介して対向配設する。
【００１７】また、信号電極部材８と走査電極部材９の
間にカイラルネマチック液晶１８を封入させるためのシ
ール部材を表示領域の周囲に設ける。さらに双方の透明
基板１、１０の外側に偏光板１９、２０を配設する。
間にカイラルネマチック液晶１８を封入させるためのシ
ール部材を表示領域の周囲に設ける。さらに双方の透明
基板１、１０の外側に偏光板１９、２０を配設する。
【００１８】図２に示すドット群３、１２の分布は、た
とえば一画素領域（３００μｍ×９６μｍ）あたり１５
４個のドットでもって縦２２個×横７個のマトリックス
に配列され、各ドット群３、１２の底面の直径は１０μ
ｍφであり、各ドッドの間隔を３μｍにしている。この
ようなドット群３、１２の上に凹凸制御層４（もしくは
凹凸制御層１３）と信号電極５（もしくは走査電極１
４）と絶縁膜６（もしくは絶縁膜１５）と配向膜７（も
しくは配向膜１６）とを順次積層することで、それぞれ
の配向膜７、１６上に凹凸状２１、２２が形成され、そ
の凹凸差はたとえば最大高さ（Ｒｍａｘ）にて０．１μ
ｍである。
とえば一画素領域（３００μｍ×９６μｍ）あたり１５
４個のドットでもって縦２２個×横７個のマトリックス
に配列され、各ドット群３、１２の底面の直径は１０μ
ｍφであり、各ドッドの間隔を３μｍにしている。この
ようなドット群３、１２の上に凹凸制御層４（もしくは
凹凸制御層１３）と信号電極５（もしくは走査電極１
４）と絶縁膜６（もしくは絶縁膜１５）と配向膜７（も
しくは配向膜１６）とを順次積層することで、それぞれ
の配向膜７、１６上に凹凸状２１、２２が形成され、そ
の凹凸差はたとえば最大高さ（Ｒｍａｘ）にて０．１μ
ｍである。
【００１９】上記構成の液晶表示装置Ａによれば、カイ
ラルネマチック液晶は初期状態でねじれ構造を有し、そ
の初期状態にフレデリクス転移を生じさせる電圧を印加
した後に印加される電圧差によって初期状態とは異なる
２つの準安定状態を有するようになしたメモリー性双安
定型となる。たとえば初期状態でのツイスト角φ0 （＝
１８０°）に対してφ0 ＋π（＝３６０°）のねじれ状
態が暗状態となるような偏光板１９、２０の位置関係
（クロスニコル）にした場合に、明状態ではツイスト角
φ0 −π（＝０°）である。
ラルネマチック液晶は初期状態でねじれ構造を有し、そ
の初期状態にフレデリクス転移を生じさせる電圧を印加
した後に印加される電圧差によって初期状態とは異なる
２つの準安定状態を有するようになしたメモリー性双安
定型となる。たとえば初期状態でのツイスト角φ0 （＝
１８０°）に対してφ0 ＋π（＝３６０°）のねじれ状
態が暗状態となるような偏光板１９、２０の位置関係
（クロスニコル）にした場合に、明状態ではツイスト角
φ0 −π（＝０°）である。
【００２０】そして、不安定状態を挟んで０°と３６０
°をスイッチングしている。すなわち、初期状態にフレ
デリクス転移を生じさせる電圧を印加した後の選択電圧
をＶth1 より低くすると３６０°状態になり、Ｖth2 よ
り高くすると０°状態になり、その場合、Ｖth1 〜Ｖth
2 との間にすると、０°と３６０°が混在した不安定状
態になる。
°をスイッチングしている。すなわち、初期状態にフレ
デリクス転移を生じさせる電圧を印加した後の選択電圧
をＶth1 より低くすると３６０°状態になり、Ｖth2 よ
り高くすると０°状態になり、その場合、Ｖth1 〜Ｖth
2 との間にすると、０°と３６０°が混在した不安定状
態になる。
【００２１】たとえば、各偏光板１９、２０をクロスニ
コルにして、初期状態でのツイスト角φ0 （１８０°）
に対してφ0 ＋π（３６０°）のねじれ状態が暗状態、
φ0一π（０°）の状態が明状態であるとすれば、不安
定状態は２つの状態（明状態と暗状態）が混在してお
り、このような混在状態であれば、白〜黒の間の明暗状
態を示す。
コルにして、初期状態でのツイスト角φ0 （１８０°）
に対してφ0 ＋π（３６０°）のねじれ状態が暗状態、
φ0一π（０°）の状態が明状態であるとすれば、不安
定状態は２つの状態（明状態と暗状態）が混在してお
り、このような混在状態であれば、白〜黒の間の明暗状
態を示す。
【００２２】液晶表示装置Ａによれば、各画素領域１７
において配向膜７、１６上に凹凸状２１、２２が形成さ
れることで、１画素領域中にセルギャップ分布が形成さ
れ、ｄ／ｐ分布が得られる。すなわち、凹凸状２１の凸
部頂点から凹部底面に向かってセルギャップが生じ、同
様に凹凸状２２の凸部頂点から凹部底面に向かってセル
ギャップが生じることで、凹凸状２１の凸部頂点と凹凸
状２２の凸部頂点が最小のセルギャップｄ１となり、凹
凸状２１の凹部底面と凹凸状２２の凹部底面が最大のセ
ルギャップｄＮとなるが、このようなセルギャップをｄ
ｎ個（ｎ＝１、２、．．．Ｎ）に区分し、ｄ１＜ｄ２
＜．．．．＜ｄＮになるように規定した場合には、ｄｎ
／ｐはｄ１／ｐ＜ｄ２／ｐ＜．．．．＜ｄＮ／ｐとな
る。２つの準安定状態を選択する選択電圧は図３に示す
ようにｄ／ｐ依存性があり、このようなｄ／ｐ分布によ
って、Ｖth1 〜Ｖth2 間の２つの準安定状態の混在状態
を選択電圧の設定にしたがって規則性をもたせて制御で
き、その面積比を変えることで、透過率が規定され、階
調表示をおこなうことができる。
において配向膜７、１６上に凹凸状２１、２２が形成さ
れることで、１画素領域中にセルギャップ分布が形成さ
れ、ｄ／ｐ分布が得られる。すなわち、凹凸状２１の凸
部頂点から凹部底面に向かってセルギャップが生じ、同
様に凹凸状２２の凸部頂点から凹部底面に向かってセル
ギャップが生じることで、凹凸状２１の凸部頂点と凹凸
状２２の凸部頂点が最小のセルギャップｄ１となり、凹
凸状２１の凹部底面と凹凸状２２の凹部底面が最大のセ
ルギャップｄＮとなるが、このようなセルギャップをｄ
ｎ個（ｎ＝１、２、．．．Ｎ）に区分し、ｄ１＜ｄ２
＜．．．．＜ｄＮになるように規定した場合には、ｄｎ
／ｐはｄ１／ｐ＜ｄ２／ｐ＜．．．．＜ｄＮ／ｐとな
る。２つの準安定状態を選択する選択電圧は図３に示す
ようにｄ／ｐ依存性があり、このようなｄ／ｐ分布によ
って、Ｖth1 〜Ｖth2 間の２つの準安定状態の混在状態
を選択電圧の設定にしたがって規則性をもたせて制御で
き、その面積比を変えることで、透過率が規定され、階
調表示をおこなうことができる。
【００２３】上記構成の液晶表示装置Ａによれば、ドッ
ト群３、１２の各ドットを円錐状もしくは半球状にて形
成したが、これに代えて図９〜図２１に示すようなさま
ざまな形状にて設けてもよい。
ト群３、１２の各ドットを円錐状もしくは半球状にて形
成したが、これに代えて図９〜図２１に示すようなさま
ざまな形状にて設けてもよい。
【００２４】図８および図９に示す液晶表示装置Ａ１で
は、ドット群３ａ、１２ａの各ドットをピラミッド状の
錐体に、図１０および図１１に示す液晶表示装置Ａ２で
は、ドット群に代えて三角状横断面の帯状体３ｂ、１２
ｂに、図１２および図１３に示す液晶表示装置Ａ３で
は、半円横断面の帯状体（半円柱状）３ｃ、１２ｃにし
ている。
は、ドット群３ａ、１２ａの各ドットをピラミッド状の
錐体に、図１０および図１１に示す液晶表示装置Ａ２で
は、ドット群に代えて三角状横断面の帯状体３ｂ、１２
ｂに、図１２および図１３に示す液晶表示装置Ａ３で
は、半円横断面の帯状体（半円柱状）３ｃ、１２ｃにし
ている。
【００２５】さらに図１４と図１５に示す液晶表示装置
Ａ４によれば、ドット群３ｄ、１２ｄの各ドットをピラ
ミッド状の錐体にするが、双方のドッド高さを変えてい
る。また、図１６と図１７に示す液晶表示装置Ａ５にお
いては、ピラミッド状錐体のドット群３ｅ、１２ｅの対
向位置をずらしている。図１８と図１９に示す液晶表示
装置Ａ６においては、三角状横断面の帯状体３ｆ、１２
ｆを交差させている。図２０と図２１に示す液晶表示装
置Ａ７においては、ピラミッド状錐体のドット群３ｇ、
１２ｇの対向位置をさらにずらして、互い違いに配設し
ている。
Ａ４によれば、ドット群３ｄ、１２ｄの各ドットをピラ
ミッド状の錐体にするが、双方のドッド高さを変えてい
る。また、図１６と図１７に示す液晶表示装置Ａ５にお
いては、ピラミッド状錐体のドット群３ｅ、１２ｅの対
向位置をずらしている。図１８と図１９に示す液晶表示
装置Ａ６においては、三角状横断面の帯状体３ｆ、１２
ｆを交差させている。図２０と図２１に示す液晶表示装
置Ａ７においては、ピラミッド状錐体のドット群３ｇ、
１２ｇの対向位置をさらにずらして、互い違いに配設し
ている。
【００２６】また、各画素領域１７における配向膜７の
凹凸状２１の高低差をｈ１とし、配向膜１６の凹凸状２
２の高低差をｈ２とすると、いずれの液晶表示装置Ａ、
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７であって
も、 （２Ｖｄ−ΔＶ）／ｋ≧ｈ１＋ｈ２．．．式（１） を満たすとよい。
凹凸状２１の高低差をｈ１とし、配向膜１６の凹凸状２
２の高低差をｈ２とすると、いずれの液晶表示装置Ａ、
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７であって
も、 （２Ｖｄ−ΔＶ）／ｋ≧ｈ１＋ｈ２．．．式（１） を満たすとよい。
【００２７】Ｖｄは図４に示すようにマルチプレックス
駆動時に信号電極に印加される信号の最大電圧である。
ΔＶは図３に示すように、２つの準安定状態が混在状態
となる選択電圧の電圧幅である。また、ｋは図３に示す
ように単位セルギャップにて変化するしきい値の変化量
である。
駆動時に信号電極に印加される信号の最大電圧である。
ΔＶは図３に示すように、２つの準安定状態が混在状態
となる選択電圧の電圧幅である。また、ｋは図３に示す
ように単位セルギャップにて変化するしきい値の変化量
である。
【００２８】上記式（１）を満足させることで、２Ｖｄ
の範囲内で選択電圧を規定して暗状態／明状態を得るこ
とができる。しかしながら、式（１）を満たさなくなる
と、図５に示すように凹凸状２１、２２の頂点近傍にて
ＯＦＦ状態（１８０°＋π）が発現されない場合があ
り、これによって暗状態が得られないことでコントラス
トが低下し、実用的ではない。
の範囲内で選択電圧を規定して暗状態／明状態を得るこ
とができる。しかしながら、式（１）を満たさなくなる
と、図５に示すように凹凸状２１、２２の頂点近傍にて
ＯＦＦ状態（１８０°＋π）が発現されない場合があ
り、これによって暗状態が得られないことでコントラス
トが低下し、実用的ではない。
【００２９】さらに各画素領域１７において、 Ｂ／Ｓ＜０．６．．．式（２） を満たすとよい（Ｓは１画素領域の面積、Ｂは１画素領
域内における両方の基板ともに突起が存在しない領域の
面積である）。Ｂ／Ｓが大きすぎると、画素領域内の平
坦部が大きくなり、規則的に制御できない２つの状態の
混在状態が現れる部分が大きくなり、これにより、透過
率−電圧特性が劣化する。そこで、Ｂ／Ｓを０．６より
も小さく、好適には０．４以下にするとよい。これによ
って、図３に示すようにｄ／ｐ分布において選択電圧を
定めることで、２つの準安定状態と両状態の混在状態を
１つの画素内に同時に存在させることができ、その面積
比を変えることで、透過率が規定され、階調表示をおこ
なうことができる。ただし、式（２）を満たさなくなる
と、図６に示すように２Ｖｄの範囲内において、電圧可
変範囲内にて電圧に対し連続的に透過率を変化させるこ
とができなくなる場合があり、さらに画素内の平坦部が
大きくなると、ストライプ状の不安定な状態が発現され
る場合もある。
域内における両方の基板ともに突起が存在しない領域の
面積である）。Ｂ／Ｓが大きすぎると、画素領域内の平
坦部が大きくなり、規則的に制御できない２つの状態の
混在状態が現れる部分が大きくなり、これにより、透過
率−電圧特性が劣化する。そこで、Ｂ／Ｓを０．６より
も小さく、好適には０．４以下にするとよい。これによ
って、図３に示すようにｄ／ｐ分布において選択電圧を
定めることで、２つの準安定状態と両状態の混在状態を
１つの画素内に同時に存在させることができ、その面積
比を変えることで、透過率が規定され、階調表示をおこ
なうことができる。ただし、式（２）を満たさなくなる
と、図６に示すように２Ｖｄの範囲内において、電圧可
変範囲内にて電圧に対し連続的に透過率を変化させるこ
とができなくなる場合があり、さらに画素内の平坦部が
大きくなると、ストライプ状の不安定な状態が発現され
る場合もある。
【００３０】以上のとおり、式（１）および式（２）の
双方を満たすことが望ましく、これによって図４に示す
ように選択電圧の可変範囲である２Ｖｄの範囲内で画素
全面において２つの準安定状態を得ることができ、この
電圧可変範囲内で電圧に対し透過率を連続的に変化させ
ることで階調表示ができる。
双方を満たすことが望ましく、これによって図４に示す
ように選択電圧の可変範囲である２Ｖｄの範囲内で画素
全面において２つの準安定状態を得ることができ、この
電圧可変範囲内で電圧に対し透過率を連続的に変化させ
ることで階調表示ができる。
【００３１】つぎに上記構成の液晶表示装置Ａ（配向膜
７、１６の凹凸状２１、２２の凹凸差：０．１０μｍ）
の具体例を述べる。
７、１６の凹凸状２１、２２の凹凸差：０．１０μｍ）
の具体例を述べる。
【００３２】ΔＶ＝１．０Ｖ、ｋ＝１．５Ｖ／０．１μ
ｍ、１画素のサイズは９６μｍ×３００μｍ、各ドット
群３、１２はそれぞれ１画素領域当たり１５４個、底辺
の直径は１０μｍφ、ｈ１＋ｈ２≦０．１μｍとなるよ
うに高さを設定した。そして、Ｖｄ＝１．５Ｖに設定し
た場合、式（１）および式（２）を満たし、そして、図
７に示すような走査側波形および信号側波形でもって印
加し、駆動したところ、図４に示すような良好な透過率
曲線が得られた。図７中、（ａ）は走査電極に印加され
る電圧波形、（ｂ）は信号電極に印加される電圧波形、
（ｃ）はこれら２つの波形を合成して得られる液晶セル
に実際に印加される電圧波形である。各画素の表示状態
は（ｃ）に示すＶｗ（±（Ｖｓ±Ｖｄ）の電圧で決定さ
れ、選択する表示状態に対応した電圧の波高値は信号電
圧印加電圧の電圧値によって制御される。
ｍ、１画素のサイズは９６μｍ×３００μｍ、各ドット
群３、１２はそれぞれ１画素領域当たり１５４個、底辺
の直径は１０μｍφ、ｈ１＋ｈ２≦０．１μｍとなるよ
うに高さを設定した。そして、Ｖｄ＝１．５Ｖに設定し
た場合、式（１）および式（２）を満たし、そして、図
７に示すような走査側波形および信号側波形でもって印
加し、駆動したところ、図４に示すような良好な透過率
曲線が得られた。図７中、（ａ）は走査電極に印加され
る電圧波形、（ｂ）は信号電極に印加される電圧波形、
（ｃ）はこれら２つの波形を合成して得られる液晶セル
に実際に印加される電圧波形である。各画素の表示状態
は（ｃ）に示すＶｗ（±（Ｖｓ±Ｖｄ）の電圧で決定さ
れ、選択する表示状態に対応した電圧の波高値は信号電
圧印加電圧の電圧値によって制御される。
【００３３】しかしながら、配向膜７、１６の凹凸状、
２１、２２の凹凸差が０．１５μｍになるように設計
し、その他は同じ構成にしたことで、式（１）が満たさ
れなくなり、図５に示すような凹凸状１９の頂点近傍に
てＯＦＦ状態（１８０°＋π）が発現されなくなり、コ
ントラストが低下し、透過率の制御がむずかしくなっ
た。
２１、２２の凹凸差が０．１５μｍになるように設計
し、その他は同じ構成にしたことで、式（１）が満たさ
れなくなり、図５に示すような凹凸状１９の頂点近傍に
てＯＦＦ状態（１８０°＋π）が発現されなくなり、コ
ントラストが低下し、透過率の制御がむずかしくなっ
た。
【００３４】また、１画素領域中のドットの個数を１０
０個にすると、式（２）が満たされなくなり、図６に示
すように２Ｖｄの範囲内において、電圧可変範囲内にて
電圧に対し連続的に透過率を変化させることができなく
なり、さらにストライプ状の不安定な状態が発現され
た。
０個にすると、式（２）が満たされなくなり、図６に示
すように２Ｖｄの範囲内において、電圧可変範囲内にて
電圧に対し連続的に透過率を変化させることができなく
なり、さらにストライプ状の不安定な状態が発現され
た。
【００３５】さらにまた、ドット群３、１２を設けない
ことで、配向膜７、１６に凹凸状、２１、２２を形成し
ないで、平坦面な配向膜構造にした場合には、選択電圧
の制御による混在状態の制御ができなくなった。
ことで、配向膜７、１６に凹凸状、２１、２２を形成し
ないで、平坦面な配向膜構造にした場合には、選択電圧
の制御による混在状態の制御ができなくなった。
【００３６】なお、本発明は上記の実施形態例に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で
種々の変更や改善等は何ら差し支えない。たとえば上記
実施形態例では、選択電圧の制御を波高値によっておこ
なっているが、これに代えて選択電圧信号の信号幅によ
って制御してもよい。また、凹凸制御層４、１３を設け
ることで、配向膜７、１６の表面での凹凸高さが約０．
１μｍ程度にまで制御したが、これに代えて凹凸制御層
４、１３を設けないで、配向膜７、１６の表面を荒すこ
とで、直に凹凸状２１、２２を形成してもよい。
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で
種々の変更や改善等は何ら差し支えない。たとえば上記
実施形態例では、選択電圧の制御を波高値によっておこ
なっているが、これに代えて選択電圧信号の信号幅によ
って制御してもよい。また、凹凸制御層４、１３を設け
ることで、配向膜７、１６の表面での凹凸高さが約０．
１μｍ程度にまで制御したが、これに代えて凹凸制御層
４、１３を設けないで、配向膜７、１６の表面を荒すこ
とで、直に凹凸状２１、２２を形成してもよい。
【００３７】さらにまた、上記実施形態例では各透明基
板１、１０を使用した液晶表示装置で示しているが、こ
れに代えて透明基板上に金属などの反射層を成膜形成し
た反射型液晶表示装置であっても、カラーフィルターを
設けたカラー表示用の液晶表示装置でも同様な作用効果
が得られる。
板１、１０を使用した液晶表示装置で示しているが、こ
れに代えて透明基板上に金属などの反射層を成膜形成し
た反射型液晶表示装置であっても、カラーフィルターを
設けたカラー表示用の液晶表示装置でも同様な作用効果
が得られる。
【００３８】
【発明の効果】以上のとおり、本発明の液晶表示装置に
よれば、各画素領域の双方の配向膜を表面が凹凸状にな
るように被着させたことで、１画素中にセルギャップ分
布が形成され、ｄ／ｐ分布が得られ、これにより、階調
表示をおこなうことができ、さらに表示ムラの発生を防
いだ良好な表示が得られる高性能な液晶表示装置が提供
できた。
よれば、各画素領域の双方の配向膜を表面が凹凸状にな
るように被着させたことで、１画素中にセルギャップ分
布が形成され、ｄ／ｐ分布が得られ、これにより、階調
表示をおこなうことができ、さらに表示ムラの発生を防
いだ良好な表示が得られる高性能な液晶表示装置が提供
できた。
【００３９】また、一方の配向膜だけを凹凸状にして、
高密度にしようとすると、フォトリソの技術上困難の度
合いが高まり、製造歩留りが低下するが、本発明によれ
ば、画素の双方の各配向膜を表面が凹凸状になるように
被着したことで、一方に配向膜だけを表面凹凸状にした
場合に比べて、凹凸状がより高密度に形成しやすいとい
う利点がある。
高密度にしようとすると、フォトリソの技術上困難の度
合いが高まり、製造歩留りが低下するが、本発明によれ
ば、画素の双方の各配向膜を表面が凹凸状になるように
被着したことで、一方に配向膜だけを表面凹凸状にした
場合に比べて、凹凸状がより高密度に形成しやすいとい
う利点がある。
【図１】本発明の液晶表示装置の要部拡大断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の液晶表示装置における被成膜用基板上
に配設したドット群の分布を示す平面図である。
に配設したドット群の分布を示す平面図である。
【図３】セルギャップと選択電圧との関係を示す線図で
ある。
ある。
【図４】選択電圧と透過率との関係を示す線図である。
【図５】選択電圧と透過率との関係を示す線図である。
【図６】選択電圧と透過率との関係を示す線図である。
【図７】液晶表示装置に対する印加電圧波形を示す波形
図である。
図である。
【図８】本発明の他の液晶表示装置の要部拡大断面図で
ある。
ある。
【図９】本発明の他の液晶表示装置における被成膜用基
板上に配設したドット群の分布を示す平面図である。
板上に配設したドット群の分布を示す平面図である。
【図１０】本発明のさらに他の液晶表示装置の要部拡大
断面図である。
断面図である。
【図１１】本発明のさらに他の液晶表示装置における被
成膜用基板上に配設したドット群の分布を示す平面図で
ある。
成膜用基板上に配設したドット群の分布を示す平面図で
ある。
【図１２】本発明のさらに他の液晶表示装置の要部拡大
断面図である。
断面図である。
【図１３】本発明のさらに他の液晶表示装置における被
成膜用基板上に配設したドット群の分布を示す平面図で
ある。
成膜用基板上に配設したドット群の分布を示す平面図で
ある。
【図１４】本発明の他の液晶表示装置の要部拡大断面図
である。
である。
【図１５】本発明の他の液晶表示装置における被成膜用
基板上に配設したドット群の分布を示す平面図である。
基板上に配設したドット群の分布を示す平面図である。
【図１６】本発明のさらに他の液晶表示装置の要部拡大
断面図である。
断面図である。
【図１７】本発明のさらに他の液晶表示装置における被
成膜用基板上に配設したドット群の分布を示す平面図で
ある。
成膜用基板上に配設したドット群の分布を示す平面図で
ある。
【図１８】本発明の他の液晶表示装置の要部拡大断面図
である。
である。
【図１９】本発明の他の液晶表示装置における被成膜用
基板上に配設したドット群の分布を示す平面図である。
基板上に配設したドット群の分布を示す平面図である。
【図２０】本発明のさらに他の液晶表示装置の要部拡大
断面図である。
断面図である。
【図２１】本発明のさらに他の液晶表示装置における被
成膜用基板上に配設したドット群の分布を示す平面図で
ある。
成膜用基板上に配設したドット群の分布を示す平面図で
ある。
Ａ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７液晶表
示装置 １、１０ 透明基板 ２、１１ 保護膜 ３、１２ ドット群 ４、１３ 凹凸制御層 ５ 信号電極 ６、１５ 絶縁膜 ７、１６ 配向膜 ８ 信号電極部材 ９ 走査電極部材 １４ 走査電極 １７ 画素領域 １８ カイラルネマチック液晶 １９、２０ 偏光板 ２１、２２ 凹凸状
示装置 １、１０ 透明基板 ２、１１ 保護膜 ３、１２ ドット群 ４、１３ 凹凸制御層 ５ 信号電極 ６、１５ 絶縁膜 ７、１６ 配向膜 ８ 信号電極部材 ９ 走査電極部材 １４ 走査電極 １７ 画素領域 １８ カイラルネマチック液晶 １９、２０ 偏光板 ２１、２２ 凹凸状
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H088 HA01 HA02 HA03 HA06 HA12 JA17 KA02 MA20 2H090 HA02 HB08Y JA02 JB02 JC03 JD13 KA14 LA01 LA09 MB01 2H092 GA13 JB22 MA13 MA29 NA01 NA25 PA01 PA02 PA08 PA11 QA13 5C094 AA03 AA07 AA42 BA49 CA19 DA13 EA04 EB02 ED14 ED20 FB15
Claims (1)
- 【請求項１】基板上に多数の走査電極が配列された走査
電極パターンおよび配向膜とを順次形成した走査電極部
材と、基板上に多数の信号電極が配列された信号電極パ
ターンと配向膜とを順次形成した信号電極部材との間
に、ねじれ構造を有する初期状態にフレデリクス転移を
生じさせる電圧を印加し、さらに異なる電圧を印加する
ことで初期状態とは異なる２つの準安定状態をもたせた
液晶を配し、上記走査電極パターンと信号電極パターン
とを交差させて形成した画素の双方の各配向膜を表面が
凹凸状になるように被着せしめたことを特徴とする液晶
表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21484299A JP2001042331A (ja) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21484299A JP2001042331A (ja) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001042331A true JP2001042331A (ja) | 2001-02-16 |
Family
ID=16662456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21484299A Pending JP2001042331A (ja) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001042331A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100453937B1 (ko) * | 2001-08-20 | 2004-10-20 | 삼성전자주식회사 | 표면 기하학 격자를 이용한 액정 디스플레이 장치의 계조 표시 불안정 해소 방법 및 이를 적용한 액정 디스플레이 장치 |
| JP2009014885A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Sony Corp | 液晶表示装置及びその製造方法 |
| JP2009031410A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Sony Corp | 液晶表示装置及びその製造方法 |
| US20090244452A1 (en) * | 2006-12-20 | 2009-10-01 | Fujitsu Limited | Liquid crystal display element and electronic paper utilizing the same |
| US8031310B2 (en) * | 2007-07-03 | 2011-10-04 | Sony Corporation | Liquid crystal display with orthogonal orientation and method of manufacturing the same |
| JP2018049266A (ja) * | 2016-09-16 | 2018-03-29 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 表示装置、表示モジュール、及び電子機器 |
-
1999
- 1999-07-29 JP JP21484299A patent/JP2001042331A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100453937B1 (ko) * | 2001-08-20 | 2004-10-20 | 삼성전자주식회사 | 표면 기하학 격자를 이용한 액정 디스플레이 장치의 계조 표시 불안정 해소 방법 및 이를 적용한 액정 디스플레이 장치 |
| US20090244452A1 (en) * | 2006-12-20 | 2009-10-01 | Fujitsu Limited | Liquid crystal display element and electronic paper utilizing the same |
| JP2009014885A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Sony Corp | 液晶表示装置及びその製造方法 |
| US8031310B2 (en) * | 2007-07-03 | 2011-10-04 | Sony Corporation | Liquid crystal display with orthogonal orientation and method of manufacturing the same |
| KR101429290B1 (ko) | 2007-07-03 | 2014-08-11 | 재팬 디스프레이 웨스트 인코포레이트 | 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 |
| JP2009031410A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Sony Corp | 液晶表示装置及びその製造方法 |
| JP2018049266A (ja) * | 2016-09-16 | 2018-03-29 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 表示装置、表示モジュール、及び電子機器 |
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