JP2607436B2 - 電気光学ディスプレイおよび該ディスプレイの製造方法 - Google Patents
電気光学ディスプレイおよび該ディスプレイの製造方法Info
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- JP2607436B2 JP2607436B2 JP62123614A JP12361487A JP2607436B2 JP 2607436 B2 JP2607436 B2 JP 2607436B2 JP 62123614 A JP62123614 A JP 62123614A JP 12361487 A JP12361487 A JP 12361487A JP 2607436 B2 JP2607436 B2 JP 2607436B2
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
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- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/1365—Active matrix addressed cells in which the switching element is a two-electrode device
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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
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- G02F1/1358—Liquid crystal cells structurally associated with a photoconducting or a ferro-electric layer, the properties of which can be optically or electrically varied the supplementary layer being a ferro-electric layer
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電気光学ディスプレイおよび該電気光学ディ
スプレイの製造方法に関するもので、さらに詳細にはマ
トリックス制御式平面パネルディスプレイに関する。本
発明は、制御点を薄膜を積層させて形成する大面積液晶
平面パネルディスプレイに応用可能である。
スプレイの製造方法に関するもので、さらに詳細にはマ
トリックス制御式平面パネルディスプレイに関する。本
発明は、制御点を薄膜を積層させて形成する大面積液晶
平面パネルディスプレイに応用可能である。
従来の技術 公知のように、ディスプレイは、通常、正方形または
長方形の表示点すなわち画素を多数備えている。各画素
には独立にアドレスする必要がある。ディスプレイの精
細度はひとつの情報を受信する画素の数に応じて決ま
る。各画素は液晶を通して電場を印加することにより制
御する。アルファニュメリックデータやグラフィックデ
ータを表示する目的で、マトリックス型のディスプレイ
が以前から提案されている。この場合、各画素は、２本
の互いに直交した制御線の交点として定義される。この
２本の制御線をそれぞれ行制御線、列制御線と呼ぶ。
長方形の表示点すなわち画素を多数備えている。各画素
には独立にアドレスする必要がある。ディスプレイの精
細度はひとつの情報を受信する画素の数に応じて決ま
る。各画素は液晶を通して電場を印加することにより制
御する。アルファニュメリックデータやグラフィックデ
ータを表示する目的で、マトリックス型のディスプレイ
が以前から提案されている。この場合、各画素は、２本
の互いに直交した制御線の交点として定義される。この
２本の制御線をそれぞれ行制御線、列制御線と呼ぶ。
ディスプレイの精細度を向上させる研究が進むにつ
れ、すなわち画素数が増加するにつれ、マトリックス型
ディプレイにアドレスする方法がますます重要になって
きている。
れ、すなわち画素数が増加するにつれ、マトリックス型
ディプレイにアドレスする方法がますます重要になって
きている。
画素は行ごとに順番にアドレスされるので、アドレス
可能な行の数は、一般に、使用する液晶の電気光学効果
の性質により制約を受ける。多数の行（100行よりも多
い行）にアドレスする場合には、スクリーンの他の特性
を犠牲にすることになる（コントラストが悪くなり角度
依存性が大きくなる）。
可能な行の数は、一般に、使用する液晶の電気光学効果
の性質により制約を受ける。多数の行（100行よりも多
い行）にアドレスする場合には、スクリーンの他の特性
を犠牲にすることになる（コントラストが悪くなり角度
依存性が大きくなる）。
このようなディスプレイの性能を向上させるために
は、各画素に直列に、電気的インピーダンスが変化する
ような非線形素子を接続するとよい。
は、各画素に直列に、電気的インピーダンスが変化する
ような非線形素子を接続するとよい。
− 例えば、そのインピーダンスは、非線形素子の両端
子に印加する電圧の関数として変化する。そのために
は、酸化亜鉛バリスタ、MIM素子、またはヘッド−トゥ
ー−テイル（head−to−tail）ダイオードを用いる。酸
化亜鉛バリスタに関しては、エー．シー．キャスルベリ
ー（A.C.Castleberry）他がエスアイディー1980テクニ
カル ダイジェスト（SID 1980 Technical Digest）に
発表した論文に記載されている。また、MIM素子につい
ては、ケイ．ニワ（K.Niwa）他がエスアイディー1984テ
クニカル ダイジェスト（SID 1984 Technical Diges
t）に発表した論文に記載されている。さらに、ヘッド
−トゥー−テイル ダイオードに関しては、エヌ．スジ
ドロ（N.Szydlo）他がジャパン ディスプレイ 83 テ
クニカル ダイジェスト（Japan Display 83 Technical
Digest）に発表した論文に記載がある。
子に印加する電圧の関数として変化する。そのために
は、酸化亜鉛バリスタ、MIM素子、またはヘッド−トゥ
ー−テイル（head−to−tail）ダイオードを用いる。酸
化亜鉛バリスタに関しては、エー．シー．キャスルベリ
ー（A.C.Castleberry）他がエスアイディー1980テクニ
カル ダイジェスト（SID 1980 Technical Digest）に
発表した論文に記載されている。また、MIM素子につい
ては、ケイ．ニワ（K.Niwa）他がエスアイディー1984テ
クニカル ダイジェスト（SID 1984 Technical Diges
t）に発表した論文に記載されている。さらに、ヘッド
−トゥー−テイル ダイオードに関しては、エヌ．スジ
ドロ（N.Szydlo）他がジャパン ディスプレイ 83 テ
クニカル ダイジェスト（Japan Display 83 Technical
Digest）に発表した論文に記載がある。
− 薄膜トラジスタを用いてその制御電圧の関数として
変化する。。薄膜トランジスタに関しては、ティー．ピ
ー．ブロティ（T.P.Brody）他がアイイーイーイー エ
レクトロン デバイスィズ（IEEE Electron Devices）1
973年、第ED20巻、995ページに発表した論文に記載され
ている。
変化する。。薄膜トランジスタに関しては、ティー．ピ
ー．ブロティ（T.P.Brody）他がアイイーイーイー エ
レクトロン デバイスィズ（IEEE Electron Devices）1
973年、第ED20巻、995ページに発表した論文に記載され
ている。
ディスプレイの分野においては、画像の精細度をいか
にして向上させるかというのが技術面での現在の課題で
ある。マトリックス型ディスプレイの場合には従って、
アドレスする行または列の数の多い表示装置を開発する
必要がある。行または列の数は1024あるいはそれ以上に
もなる。この結果、制御する素子の数がそれだけ増える
ことになる。大量生産するためには、各画素について歩
留り率が高く、再現性に優れ、安定性がよいことが特に
必要である。さらに、各素子の電気特性が、接続されて
いるセルの電気特性と整合し、しかもその電気特性の再
現性がよくなくてはならない。
にして向上させるかというのが技術面での現在の課題で
ある。マトリックス型ディスプレイの場合には従って、
アドレスする行または列の数の多い表示装置を開発する
必要がある。行または列の数は1024あるいはそれ以上に
もなる。この結果、制御する素子の数がそれだけ増える
ことになる。大量生産するためには、各画素について歩
留り率が高く、再現性に優れ、安定性がよいことが特に
必要である。さらに、各素子の電気特性が、接続されて
いるセルの電気特性と整合し、しかもその電気特性の再
現性がよくなくてはならない。
本発明は、製造が簡単なディスプレイを提供すること
を目的とする。従って、本発明により大面積のディスプ
レイの生産が可能となる 問題点を解決するための手段 すなわち、本発明によれば、 電気光学材料を間にはさみ込んでいる互いに平行な第
１と第２の電極基板を備え、 上記第１の電極基板は、電気光学材料と接触する面に
複数の行と複数の列とに配列された電極からなる電極マ
トリックスを備えており、上記電極の各々がディスプレ
イの１画素を形成しており、上記第１の電極基板は更
に、電気光学材料と接触する面に、上記電極マトリック
スの上記電極の各１行につき１本の割合で設けられて各
電極行に平行に延在する複数の行制御線とを備え、 上記第２の電極基板は、電気光学材料と接触する面
に、第１の電極基板の面上の電極マトリックスの上記電
極の各１列に１本が対応する複数の列制御線を備えてお
り、 １つの行制御線と１つの列制御線との交点に上記電極
の１つが配置されている電気光学ディスプレイであっ
て、 強誘電性ポリマー材料製の複数の結合素子を更に具備
しており、該複数の結合素子の各々は、上記電極の１つ
とその１つの電極に付属する１つの行制御線との交点に
位置して、その１つの電極とその１つの行制御線との間
に挟まて、その１つの電極とその１つの行制御線とのを
電気的に結合していることを特徴とする電気光学ディス
プレイが提供される。
を目的とする。従って、本発明により大面積のディスプ
レイの生産が可能となる 問題点を解決するための手段 すなわち、本発明によれば、 電気光学材料を間にはさみ込んでいる互いに平行な第
１と第２の電極基板を備え、 上記第１の電極基板は、電気光学材料と接触する面に
複数の行と複数の列とに配列された電極からなる電極マ
トリックスを備えており、上記電極の各々がディスプレ
イの１画素を形成しており、上記第１の電極基板は更
に、電気光学材料と接触する面に、上記電極マトリック
スの上記電極の各１行につき１本の割合で設けられて各
電極行に平行に延在する複数の行制御線とを備え、 上記第２の電極基板は、電気光学材料と接触する面
に、第１の電極基板の面上の電極マトリックスの上記電
極の各１列に１本が対応する複数の列制御線を備えてお
り、 １つの行制御線と１つの列制御線との交点に上記電極
の１つが配置されている電気光学ディスプレイであっ
て、 強誘電性ポリマー材料製の複数の結合素子を更に具備
しており、該複数の結合素子の各々は、上記電極の１つ
とその１つの電極に付属する１つの行制御線との交点に
位置して、その１つの電極とその１つの行制御線との間
に挟まて、その１つの電極とその１つの行制御線とのを
電気的に結合していることを特徴とする電気光学ディス
プレイが提供される。
さらに、本発明によれば、 − 第１段階として、基板上に導電材料からなる複数の
電極を形成し、 − 第２段階として、全電極上に強誘電性材料からなる
層を形成し、 − 第３段階として、該強誘電性材料層をエッチングし
て各電極上に強誘電性材料からなる素子を少なくともひ
とつ形成し、 − 第４段階として、導電材料からなる層を形成し、 − 第５段階として、第４段階で形成された導電層をエ
ッチングして、強誘電性材料層からなる少なくともひと
つの素子と該強誘電性材料製素子の下に位置する電極の
一部とを覆う少なくともひとつの列制御線を形成する ことを特徴とする方法が提供される。
電極を形成し、 − 第２段階として、全電極上に強誘電性材料からなる
層を形成し、 − 第３段階として、該強誘電性材料層をエッチングし
て各電極上に強誘電性材料からなる素子を少なくともひ
とつ形成し、 − 第４段階として、導電材料からなる層を形成し、 − 第５段階として、第４段階で形成された導電層をエ
ッチングして、強誘電性材料層からなる少なくともひと
つの素子と該強誘電性材料製素子の下に位置する電極の
一部とを覆う少なくともひとつの列制御線を形成する ことを特徴とする方法が提供される。
実施例 本発明は、各画素に強誘電性材料からなる素子が１つ
直列に接続された構成の電気光学ディスプレイに関する
ものである。
直列に接続された構成の電気光学ディスプレイに関する
ものである。
強誘電性材料は、電場を印加しなくとも所定の温度領
域でゼロでない自発分極Ｐをもつ。この自発分極は、強
誘電性材料内の複数の単位双極子がマクロに配向するこ
とに起因する。このような性質はロシェル塩において最
初に観測されたので、強誘電性のことを表わすのにロシ
ェル電気という表現も広く用いられている。
域でゼロでない自発分極Ｐをもつ。この自発分極は、強
誘電性材料内の複数の単位双極子がマクロに配向するこ
とに起因する。このような性質はロシェル塩において最
初に観測されたので、強誘電性のことを表わすのにロシ
ェル電気という表現も広く用いられている。
強誘電性材料は、印加電場Ｅと分極Ｐとを結びつける
ヒステリシスループで特徴づけられる（第３図を参照の
こと）。このヒステリシスループにおける主要なパラメ
ータは以下の通りである。
ヒステリシスループで特徴づけられる（第３図を参照の
こと）。このヒステリシスループにおける主要なパラメ
ータは以下の通りである。
Prまたは−Pr:印加電場がないときの強誘電性材料内の
残留分極。
残留分極。
Ecまたは−Ec:抗電場、すなわち強誘電性材料内に存在
していた残留分極Prを打消すために印加すべき電場。
していた残留分極Prを打消すために印加すべき電場。
電場が２つの値±Emの間を振動している場合には、強
誘電性材料内の双極子が周期的に反転する。
誘電性材料内の双極子が周期的に反転する。
強誘電性材料としは、ロシェル塩、BaTiO3またはKPO4
H2等の無機結晶や、ポリジフッ化ビニリデン（PVDF）ま
たはポリジフッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンの
コポリマーＰ（VDF.TrＦ）等のポリマーが挙げられる。
H2等の無機結晶や、ポリジフッ化ビニリデン（PVDF）ま
たはポリジフッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンの
コポリマーＰ（VDF.TrＦ）等のポリマーが挙げられる。
本発明の実施例においては液晶を制御するのに強誘電
性ポリマーを用いるが、強誘電性ポリマーは大面積にわ
たって使用できしかも薄くできるので、制御電圧を液晶
に適した低い値にすることが可能である。
性ポリマーを用いるが、強誘電性ポリマーは大面積にわ
たって使用できしかも薄くできるので、制御電圧を液晶
に適した低い値にすることが可能である。
第１図と第２図は本発明の液晶ディスプレイの制御素
子の実施例を示す図である。
子の実施例を示す図である。
第１図には２枚の平行な電極基板１、２と、その間に
はさみ込まれた電気光学材料、例えば液晶３が描かれて
いる。ディスプレイが透過型である場合には、２枚の電
極基板は透明な材料、例えばガラスで構成する。ディス
プレイが反射型である場合には、２枚の電極基板の少な
くとも一方、例えば電極２を透明にする。
はさみ込まれた電気光学材料、例えば液晶３が描かれて
いる。ディスプレイが透過型である場合には、２枚の電
極基板は透明な材料、例えばガラスで構成する。ディス
プレイが反射型である場合には、２枚の電極基板の少な
くとも一方、例えば電極２を透明にする。
電極基板２の液晶３と接する面には列電極、例えば電
極Ｋが配設されている。
極Ｋが配設されている。
電極基板１の液晶３と接する面10には複数の電極Ｅが
配設されている。この電極Ｅおのおのが１つの表示点す
なわち１つの画素に対応する。電極Ｅは、行制御線Ｌと
対応づけられている。
配設されている。この電極Ｅおのおのが１つの表示点す
なわち１つの画素に対応する。電極Ｅは、行制御線Ｌと
対応づけられている。
本発明によれば、電極Ｅと行制御線を結合させるのに
強誘電性材料部分４を用いる。この強誘電性材料部分４
は絶縁層５で覆って、液晶３とは絶縁させておく。しか
し、強誘電性材料部分が液晶により侵されないのであれ
ば絶縁層は必要ない。この場合、第18図と第19図に示し
たような本発明の別の実施例を考えることができる。す
なわち、強誘電性材料部分４により行制御線Ｌと電極Ｅ
が直接接続されている。なお、第18図と第19図において
は、第１図および第２図と同じ要素に対しては同じ参照
番号を与えてある。
強誘電性材料部分４を用いる。この強誘電性材料部分４
は絶縁層５で覆って、液晶３とは絶縁させておく。しか
し、強誘電性材料部分が液晶により侵されないのであれ
ば絶縁層は必要ない。この場合、第18図と第19図に示し
たような本発明の別の実施例を考えることができる。す
なわち、強誘電性材料部分４により行制御線Ｌと電極Ｅ
が直接接続されている。なお、第18図と第19図において
は、第１図および第２図と同じ要素に対しては同じ参照
番号を与えてある。
画素を制御するには列電極Ｋと行制御線Ｌの間に電圧
を印加する。従って、このための電気制御回路内では、
列電極Ｋ、液晶３、電極Ｅ、強誘電性材料部分４、絶縁
層５、行制御線Ｌが直列に接続されている。
を印加する。従って、このための電気制御回路内では、
列電極Ｋ、液晶３、電極Ｅ、強誘電性材料部分４、絶縁
層５、行制御線Ｌが直列に接続されている。
第４図は本発明のディスプレイの画素の概略回路図で
ある。
ある。
行と列の交点には、キャパシタCfとして表わした強誘
電性材料およびキャパシタCXLと抵抗RXLで表わした電気
光学材料（例えば液晶）が直列に接続されている。キャ
パシタCfとして表わした強誘電性材料のヒステリシスル
ープは第５図に示されている。
電性材料およびキャパシタCXLと抵抗RXLで表わした電気
光学材料（例えば液晶）が直列に接続されている。キャ
パシタCfとして表わした強誘電性材料のヒステリシスル
ープは第５図に示されている。
このようなディスプレイの一般的な動作原理の要点
は、強誘電性材料を電気的に制御可能な電荷源として利
用することである。
は、強誘電性材料を電気的に制御可能な電荷源として利
用することである。
つまり、アレイ状に配設された強誘電性材料部分の端
子に電圧Ｖを双極子の最初の配向方向とは逆方向に印加
し、しかもこの電圧Ｖの値がＶ＞Vmとなるようにする
と、双極子は反転して電荷がＱ＝2PrSf（Sfはキャパシ
タCfの電極基板の面積）だけ変化する。すると双極子に
より誘起された電場が打消される。強誘電性材料内で双
極子が最初は第６図に示したように配向している場合に
は、双極子は第７図に示すように反転される。
子に電圧Ｖを双極子の最初の配向方向とは逆方向に印加
し、しかもこの電圧Ｖの値がＶ＞Vmとなるようにする
と、双極子は反転して電荷がＱ＝2PrSf（Sfはキャパシ
タCfの電極基板の面積）だけ変化する。すると双極子に
より誘起された電場が打消される。強誘電性材料内で双
極子が最初は第６図に示したように配向している場合に
は、双極子は第７図に示すように反転される。
この電荷は液晶にも現われて、この液晶に電位差 が誘起される。第３図からわかるように、この値は液晶
のスイッチングには不十分である。
のスイッチングには不十分である。
液晶に蓄えられた電荷は次いで抵抗RXLを介して時定
数ｔ＝RXLCXLで放電される。ただし、このように放電が
行われるためには放電の時定数が１フレームの長さより
も長い（一般にそのようになっている）必要がある。
数ｔ＝RXLCXLで放電される。ただし、このように放電が
行われるためには放電の時定数が１フレームの長さより
も長い（一般にそのようになっている）必要がある。
従って、強誘電性材料は確かに電気的に制御可能な電
流源となりうる。すなわち、強誘電性材料にＶ＜Vmであ
るような電圧Ｖを印加する場合には双極子は反転しない
ので、電荷Qc＝2PrSfは現れず液晶に発生する電位差も
小さい。
流源となりうる。すなわち、強誘電性材料にＶ＜Vmであ
るような電圧Ｖを印加する場合には双極子は反転しない
ので、電荷Qc＝2PrSfは現れず液晶に発生する電位差も
小さい。
第９図は本発明のディスプレイの等価回路図である。
各画像セルはマトリクス状に配置されて、行制御線L1、
L2ならびに列制御線K1、K2により制御される。行制御線
と列制御線の交点にはそれぞれ画像セルが１つずつ配置
されている。
各画像セルはマトリクス状に配置されて、行制御線L1、
L2ならびに列制御線K1、K2により制御される。行制御線
と列制御線の交点にはそれぞれ画像セルが１つずつ配置
されている。
各画像セルは、第１図〜第８図を用いて説明した等価
回路として表現されている。
回路として表現されている。
行制御線は、アドレス回路ADD.Lによりアドレスされ
る。このアドレス回路ADD.Lを用いることにより、電源V
Lと行制御線L1、L2のいずれか一方とを接続することが
できる。
る。このアドレス回路ADD.Lを用いることにより、電源V
Lと行制御線L1、L2のいずれか一方とを接続することが
できる。
列制御線は、アドレス回路ADD.Kによりアドレスされ
る。このアドレス回路ADD.Kを用いることにより、電源V
Kを全列制御線K1、K2に接続することができる。
る。このアドレス回路ADD.Kを用いることにより、電源V
Kを全列制御線K1、K2に接続することができる。
アドレス回路ADD.Lを用いると、所定のフレームの間
を通じて、アドレスする行制御線に走査電圧と呼ばれる
＋VBまたは−VBの電位を印加することができる。他の行
制御線の電位はゼロのままに保たれる。電位＋VBおよび
−VBの値は、第５図中の＋VCおよび−VCとする。
を通じて、アドレスする行制御線に走査電圧と呼ばれる
＋VBまたは−VBの電位を印加することができる。他の行
制御線の電位はゼロのままに保たれる。電位＋VBおよび
−VBの値は、第５図中の＋VCおよび−VCとする。
さらに、この２つのアドレス回路ADD.L、ADD.Kを用い
ると、各列制御線に＋VDと−VDの間の電圧を印加するこ
とができる。アドレスされた行電極と各列電極との交点
がアクティブにされるかされないかで印加電圧を変え
る。電圧VDの絶対値は、第５図に示された値ΔV/2とす
る。
ると、各列制御線に＋VDと−VDの間の電圧を印加するこ
とができる。アドレスされた行電極と各列電極との交点
がアクティブにされるかされないかで印加電圧を変え
る。電圧VDの絶対値は、第５図に示された値ΔV/2とす
る。
第10図に示すように、所定のフレームT1の間を通じて
電圧＋VBがディスプレイの全行電極に対して順番に印加
される。１本の行電極（L1、L2、・・・・）にパルス状
の電圧が印加されている間に、行電極と列電極の交点に
表示する情報の性質に応じて各列電極に対して＋VDと−
VDの間の値の電圧が印加される。
電圧＋VBがディスプレイの全行電極に対して順番に印加
される。１本の行電極（L1、L2、・・・・）にパルス状
の電圧が印加されている間に、行電極と列電極の交点に
表示する情報の性質に応じて各列電極に対して＋VDと−
VDの間の値の電圧が印加される。
Cf、CXL、RXLを適当な値に決める（液晶の表面積に対
して強誘電性材料部分の表面積を小さくすることにより
いつでも可能である）ことにより、電圧VB＋VD、VB−
VD、±VDを完全に強誘電性材料の電圧とみなすことがで
きる。
して強誘電性材料部分の表面積を小さくすることにより
いつでも可能である）ことにより、電圧VB＋VD、VB−
VD、±VDを完全に強誘電性材料の電圧とみなすことがで
きる。
特に、１フレーム中のアドレスを行っている間は電圧 は完全に強誘電性材料の電圧であり、この電圧により強
誘電性材料内の双極子が反転して液晶に電圧 が発生する。
誘電性材料内の双極子が反転して液晶に電圧 が発生する。
は強誘電性材料内の双極子を反転させるのに十分な値で
はないため、液晶には電圧がまったく発生しない。
はないため、液晶には電圧がまったく発生しない。
このフレーム中の残りの期間には、液晶と強誘電性材
料の両方に対して印加されている電圧である電圧±V
Dは、容量の比Cf/CXLの大きさを考えるとほとんど全部
が強誘電性材料に印加されているとみなすことができ
る。
料の両方に対して印加されている電圧である電圧±V
Dは、容量の比Cf/CXLの大きさを考えるとほとんど全部
が強誘電性材料に印加されているとみなすことができ
る。
従って、１フレームの間アクティブにされない交点の
電圧はほぼゼロであり、アクティブにされる交点の電圧
は である。
電圧はほぼゼロであり、アクティブにされる交点の電圧
は である。
アドレス中には放電が起こってこの電圧が時定数ｔ＝
RXLCXLで減少する。
RXLCXLで減少する。
第10図からわかるように、次のフレームT2においては
アドレス電圧は反転している。従って、フレームT1にお
いて電位＋VBによりアドレスされた行電極L1は、次のフ
レームT2においては電位−VBによりアドレスされる。列
電極に印加される電圧＋VDと−VDは、表示される同じ情
報に対してやはり反転されている。
アドレス電圧は反転している。従って、フレームT1にお
いて電位＋VBによりアドレスされた行電極L1は、次のフ
レームT2においては電位−VBによりアドレスされる。列
電極に印加される電圧＋VDと−VDは、表示される同じ情
報に対してやはり反転されている。
さらに、電圧がこのように反転していることで、液晶
に印加される平均電圧がゼロになる。このため、液晶の
電気化学的な性能低下を防ぐことができる。
に印加される平均電圧がゼロになる。このため、液晶の
電気化学的な性能低下を防ぐことができる。
本発明の実施例の数値の一例を以下に示す。
Sf＝100μm2、ef＝１μｍ SXL＝105μm2、eXL＝10μｍ これは、ディスプレイにおけるピッチが約350μｍで
あることに対応する。この場合、 となる。
あることに対応する。この場合、 となる。
双極子が反転することにより誘起される電圧は従っ
て、 となる。これは、液晶の時定数が10msで１フレームの長
さが20msの場合、液晶に平均約５ボルトの電圧が印加さ
れていることを意味する。
て、 となる。これは、液晶の時定数が10msで１フレームの長
さが20msの場合、液晶に平均約５ボルトの電圧が印加さ
れていることを意味する。
強誘電性材料としてコポリマーＰ（VDF.TrＦ）を使用
する場合の抗電場（50MV/m）を考慮すると、アドレス電
圧VBとVDは、それぞれ VB＝VC＝50ボルト VD＝10ボルト になる。
する場合の抗電場（50MV/m）を考慮すると、アドレス電
圧VBとVDは、それぞれ VB＝VC＝50ボルト VD＝10ボルト になる。
この場合、液晶に印加される電圧は、容量の比を考慮
すると、 となる。すなわち、双極子の反転により誘起される電圧
の約1/50である。
すると、 となる。すなわち、双極子の反転により誘起される電圧
の約1/50である。
もちろん本発明がこの実施例に限定されることはな
い。特に強誘電性材料と液晶の表面積を調整して、液晶
内で利用している電気光学効果に上記パラメータを適合
させることができる。
い。特に強誘電性材料と液晶の表面積を調整して、液晶
内で利用している電気光学効果に上記パラメータを適合
させることができる。
次に第11図〜第17図を参照して、ここに説明した電気
光学ディスプレイを製造するための本発明による方法の
一実施例を記述する。
光学ディスプレイを製造するための本発明による方法の
一実施例を記述する。
第１段階では、基板、例えばガラス板１上に導電材料
からなる薄い膜を堆積させる。この膜は、ディスプレイ
が透過型であるか反射型であるかに応じて透明または反
射性にする。次に、この薄膜を適当な方法でエッチング
して電極Ｅすなわち画素を形成する。エッチング法とし
ては例えばフォトリソグラフィが考えられる。第11図と
第12図に示すように、各電極Ｅは切欠き部e1を備える。
からなる薄い膜を堆積させる。この膜は、ディスプレイ
が透過型であるか反射型であるかに応じて透明または反
射性にする。次に、この薄膜を適当な方法でエッチング
して電極Ｅすなわち画素を形成する。エッチング法とし
ては例えばフォトリソグラフィが考えられる。第11図と
第12図に示すように、各電極Ｅは切欠き部e1を備える。
第２段階では、全部の電極Ｅ上に強誘電性材料層を堆
積させる。この強誘電性材料層を堆積させるにあたって
は、例えば大きな遠心力を利用して一様で薄い層を形成
する。この強誘電性材料層の厚さは例えば１μｍにす
る。強誘電性材料としては、先に例示したように、ポリ
マー（例えばPVDF）やコポリマー、例えばＰ（VDF.Tr
Ｆ）が使用できる。このコポリマー抗電場は約50MV/mで
あり、自発分極Ｐは約0.1mC/m2である。
積させる。この強誘電性材料層を堆積させるにあたって
は、例えば大きな遠心力を利用して一様で薄い層を形成
する。この強誘電性材料層の厚さは例えば１μｍにす
る。強誘電性材料としては、先に例示したように、ポリ
マー（例えばPVDF）やコポリマー、例えばＰ（VDF.Tr
Ｆ）が使用できる。このコポリマー抗電場は約50MV/mで
あり、自発分極Ｐは約0.1mC/m2である。
第３段階では、第２段階で堆積された強誘電性材料層
をエッチングして、電極Ｅの切欠き部e1を覆う強誘電性
材料部分４を形成する。エッチングは、例えばプラズマ
エッチングにより行う。この結果、第13図と第14図に示
された構造が得られる。
をエッチングして、電極Ｅの切欠き部e1を覆う強誘電性
材料部分４を形成する。エッチングは、例えばプラズマ
エッチングにより行う。この結果、第13図と第14図に示
された構造が得られる。
第４段階では、絶縁層を形成して、強誘電性材料と、
電極Ｅにより制御することなる導電材料とを絶縁する。
電極Ｅにより制御することなる導電材料とを絶縁する。
絶縁材料としては例えば窒化ケイ素（Si3N4）を用い
る。絶縁層は、窒素の存在下でシリコンをプラズマCVD
法により堆積させるとよい。
る。絶縁層は、窒素の存在下でシリコンをプラズマCVD
法により堆積させるとよい。
絶縁材料として、ポリマーであるPVA（ポリビニルア
ルコール）を用いることもできる。
ルコール）を用いることもできる。
次に、絶縁層をプラズマエッチングまたは化学エッチ
ングによりエッチングして、各強誘電性材料部分４を覆
うのに丁度必要なだけ絶縁層５を残す。しかし、このエ
ッチングは行わなくてもよい。この場合、絶縁層は液晶
の固定層としての機能をもつ。
ングによりエッチングして、各強誘電性材料部分４を覆
うのに丁度必要なだけ絶縁層５を残す。しかし、このエ
ッチングは行わなくてもよい。この場合、絶縁層は液晶
の固定層としての機能をもつ。
第５段階では、導電層を形成する。この導電層は、例
えばアルミニウムを真空蒸着することにより形成する。
えばアルミニウムを真空蒸着することにより形成する。
第６段階では、第５段階で堆積された導電層をエッチ
ングして列制御線Ｋを形成する。この列制御線Ｋは、１
つまたは複数の絶縁層５、強誘電性材料部分４、それ
に、絶縁層５の下に位置する電極Ｅの切欠き部e1を覆
う。
ングして列制御線Ｋを形成する。この列制御線Ｋは、１
つまたは複数の絶縁層５、強誘電性材料部分４、それ
に、絶縁層５の下に位置する電極Ｅの切欠き部e1を覆
う。
このようにして、第15図と第16図に示す構造が得られ
る。切断線AA′による断面図である第16図からは、絶縁
層５が強誘電性材料部分４だけでなく基板１の表面の大
部分も覆っていることがわかる。しかし、必ずしもこの
ようになっている必要はない。必要なのは、絶縁層が強
誘電性材料層を完全に覆っていて、強誘電性材料層が後
に電気光学材料と接触しないことである。実際、電気光
学材料が液晶の場合には、強誘電性材料に対して化学作
用を及ぼす可能性がある。例えば液晶が強誘電性材料を
溶解させて、その電気的特性を失わせてしまうことがあ
る。
る。切断線AA′による断面図である第16図からは、絶縁
層５が強誘電性材料部分４だけでなく基板１の表面の大
部分も覆っていることがわかる。しかし、必ずしもこの
ようになっている必要はない。必要なのは、絶縁層が強
誘電性材料層を完全に覆っていて、強誘電性材料層が後
に電気光学材料と接触しないことである。実際、電気光
学材料が液晶の場合には、強誘電性材料に対して化学作
用を及ぼす可能性がある。例えば液晶が強誘電性材料を
溶解させて、その電気的特性を失わせてしまうことがあ
る。
本発明の方法を液晶ディスプレイに応用する場合に
は、第17図に示した構成が考えられる。
は、第17図に示した構成が考えられる。
この段階では、ディスプレイを製作するのに液晶セル
の技術が再び使われる。
の技術が再び使われる。
− 背面基板（第２のガラス板２）上に、電極マトリッ
クスの行を構成するITO（酸化スズ混入酸化インジウ
ム）膜をエッチングにより形成する。
クスの行を構成するITO（酸化スズ混入酸化インジウ
ム）膜をエッチングにより形成する。
− ２枚の基板上に分子配向層（こすったポリマーにSi
Oを蒸着したもの）を堆積させる。
Oを蒸着したもの）を堆積させる。
発明の効果 このように、本発明ではマトリックス形式のディスプ
レイを製造するのに強誘電性ポリマーと液晶を組合せて
使用しているため、液晶に印加される電圧と列電極アド
レス電圧とを互いに独立にすることができる。
レイを製造するのに強誘電性ポリマーと液晶を組合せて
使用しているため、液晶に印加される電圧と列電極アド
レス電圧とを互いに独立にすることができる。
このディスプレイはアレイ配列の複数の薄膜トランジ
スタを用いるディスプレイよりも製造が容易である。さ
らに、このディスプレイにおいては広い面積にわたって
堆積させることのできる制御素子が使用されている。
スタを用いるディスプレイよりも製造が容易である。さ
らに、このディスプレイにおいては広い面積にわたって
堆積させることのできる制御素子が使用されている。
上記の構成例および数値例は単なる説明用の例であ
り、本発明の範囲を逸脱することなく他の構成例で数値
例をいろいろと考えることが可能である。
り、本発明の範囲を逸脱することなく他の構成例で数値
例をいろいろと考えることが可能である。
第１図は、本発明のディスプレイの実施例の一部を示す
図であり、 第２図は、第１図に示した部分を上方から見た図であ
り、 第３図は、強誘電性材料のヒステリシスループのグラフ
であり、 第４図〜第８図は、第１図に示した部分のディスプレイ
の動作を説明するための図であり、 第９図は、本発明のディスプレイの等価回路図であり、 第10図は本発明のディスプレイの動作のタイムチャート
であり、 第11図〜第17図は、本発明の製造方法を段階を追って示
した図であり、 第18図と第19図は、本発明のディスプレイの別の実施例
の一部を示す図である。 （主な参照番号） 1,2……電極基板、３……液晶、 ４……強誘電性材料部分、５……絶縁層、 E,E11,E12,E21,E22……電極、 e1……切欠き部、Ｋ……列制御線、 Ｌ……行制御線
図であり、 第２図は、第１図に示した部分を上方から見た図であ
り、 第３図は、強誘電性材料のヒステリシスループのグラフ
であり、 第４図〜第８図は、第１図に示した部分のディスプレイ
の動作を説明するための図であり、 第９図は、本発明のディスプレイの等価回路図であり、 第10図は本発明のディスプレイの動作のタイムチャート
であり、 第11図〜第17図は、本発明の製造方法を段階を追って示
した図であり、 第18図と第19図は、本発明のディスプレイの別の実施例
の一部を示す図である。 （主な参照番号） 1,2……電極基板、３……液晶、 ４……強誘電性材料部分、５……絶縁層、 E,E11,E12,E21,E22……電極、 e1……切欠き部、Ｋ……列制御線、 Ｌ……行制御線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャン クロード デュブワ フランス国 78470 サン．レミ レ シェヴルーズ アヴニュ シャルル ル ドゥー 65 (72)発明者 ミシェル アラン フランス国 91290 ラ ノルヴィル シュマン ドゥ ラ ガレンヌ 17 (72)発明者 フィリップ ロバン フランス国 92330 ソー リュ ピエ ール キュリー 12 (56)参考文献 特開 昭50−123293（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−128994（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−17867（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−159124（ＪＰ，Ａ)
Claims (14)
- 【請求項１】電気光学材料を間にはさみ込んでいる互い
に平行な第１と第２の電極基板を備え、 上記第１の電極基板は、電気光学材料と接触する面に複
数の行と複数の列とに配列された電極からなる電極マト
リックスを備えており、上記電極の各々がディスプレイ
の１画素を形成しており、上記第１の電極基板は更に、
電気光学材料と接触する面に、上記電極マトリックスの
上記電極の各１行につき１本の割合で設けられて各電極
行に平行に延在する複数の行制御線をとを備え、 上記第２の電極基板は、電気光学材料と接触する面に、
第１の電極基板の面上の電極マトリックスの上記電極の
各１列に１本が対応する複数の列制御線を備えており、 １つの行制御線と１つの列制御線との交点に上記電極の
１つが配置されている電気光学ディスプレイであって、 強誘電性ポリマー材料製の複数の結合素子を更に具備し
ており、該複数の結合素子の各々は、上記電極の１つと
その１つの電極に付属する１つの行制御線との交点に位
置して、その１つの電極とその１つの行制御線との間に
挟まて、その１つの電極とその１つの行制御線とのを電
気的に結合している ことを特徴とする電気光学ディスプレイ。 - 【請求項２】上記強誘電性ポリマー材料はビニリデンポ
リマーであることを特徴とする特極請求の範囲第１項に
記載の電気光学ディスプレイ。 - 【請求項３】上記強誘電性ポリマー材料はコポリマーＰ
（VDF.TrＦ）であることを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の電気光学ディスプレイ。 - 【請求項４】上記電気光学材料は液晶であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の電気光学ディスプ
レイ。 - 【請求項５】所定の行制御線と所定の列制御線の間に、
該列制御線と上記電極との間に位置する液晶と強誘電性
ポリマー材料とからなる部分の抗電圧よりも大きな電位
差を選択的に印加することのできる電気手段を備え、該
電位差は、上記強誘電性ポリマー材料からなる上記結合
素子内の残留分極を打ち消す電圧値よりも大きくなるよ
う、上記抗電圧よりも所定の電圧値だけ大きいことを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電気光学ディス
プレイ。 - 【請求項６】上記電気手段は、行制御線に、上記抗電圧
と等しい電圧を選択的に印加し、列制御線に、上記所定
の電圧値を選択的に印加することを特徴とする特許請求
の範囲第５項に記載の電気光学ディスプレイ。 - 【請求項７】上記電気手段は、列制御線に、上記抗電圧
と等しい電圧を選択的に印加し、行制御線に、上記所定
の電圧値を選択的に印加することを特徴とする特許請求
の範囲第５項に記載の電気光学ディスプレイ。 - 【請求項８】単位表示期間を連続して備え、上記電気手
段は、上記電位差を各単位表示期間ごとに反転させるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の電気光学
ディスプレイ。 - 【請求項９】上記電気手段は、隣接する行間で印加電圧
を互いに反転させることを特徴とする特許請求の範囲第
８項に記載の電気光学ディスプレイ。 - 【請求項１０】上記複数の結合素子の各々は、絶縁材料
からなる薄膜で覆われていることを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載の電気光学ディスプレイ。 - 【請求項１１】絶縁材料からなる上記薄膜はさらに、電
極マトリックスと行制御線とを備える第１の電極基板全
体を被覆していることを特徴とする特許請求の範囲第10
項に記載の電気光学ディスプレイ。 - 【請求項１２】電気光学材料を間にはさみ込んでいる互
いに平行な第１と第２の電極基板を備え、 上記第１の電極基板は、電気光学材料と接触する面に複
数の行と複数の列とに配列された電極からなる電極マト
リックスを備えており、上記電極の各々がディスプレイ
の１画素を形成しており、上記第１の電極基板は更に、
電気光学材料と接触する面に、上記電極マトリックスの
上記電極の各１行につき１本の割合で設けられて各電極
行に平行に延在する複数の行制御線とを備え、 上記第２の電極基板は、電気光学材料と接触する面に、
第１の電極基板の面上の電極マトリックスの上記電極の
各１列に１本が対応する複数の列制御線を備えており、 １つの行制御線と１つの列制御線との交点に上記電極の
１つが配置されており、 強誘電性ポリマー材料製の複数の結合素子を更に具備し
ており、該複数の結合素子の各々は、上記電極の１つと
その１つの電極に付属する１つの行制御線との交点に位
置して、その１つの電極とその１つの行制御線との間に
挟まて、その１つの電極とその１つの行制御線とのを電
気的に結合している電気光学ディスプレイの製造方法で
あって、 第１段階として、基板上に導電材料からなる複数の電極
を形成し、 第２段階として、全電極上に強誘電性ポリマー材料から
なる層を形成し、 第３段階として、該強誘電性ポリマー材料層をエッチン
グして各電極上に強誘電性材料からなる素子を少なくと
もひとつ形成し、 第４段階として、導電材料からなる層を形成し、 第５段階として、第４段階で形成された導電層をエッチ
ングして、強誘電性ポリマー材料層からなる少なくとも
ひとつの結合素子と該強誘電性材料製結合素子の下に位
置する電極の一部とを覆う少なくともひとつの列制御線
を形成する ことを特徴とする方法。 - 【請求項１３】第３段階と第４段階の間に絶縁材料から
なる層を堆積させる追加段階をさらに含むことを特徴と
する特許請求の範囲第12項に記載の方法。 - 【請求項１４】上記追加段階には、絶縁材料層をエッチ
ングして、強誘電性材料からなる結合素子を覆う絶縁材
料部を形成する操作を含むことを特徴とする特許請求の
範囲第13項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8607144 | 1986-05-20 | ||
| XX8607144 | 1986-05-20 | ||
| FR8607144A FR2599171B1 (fr) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | Ecran de visualisation electrooptique et procede de realisation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62279392A JPS62279392A (ja) | 1987-12-04 |
| JP2607436B2 true JP2607436B2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=9335373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62123614A Expired - Lifetime JP2607436B2 (ja) | 1986-05-20 | 1987-05-20 | 電気光学ディスプレイおよび該ディスプレイの製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4944575A (ja) |
| EP (1) | EP0246945B1 (ja) |
| JP (1) | JP2607436B2 (ja) |
| DE (1) | DE3782852T2 (ja) |
| FR (1) | FR2599171B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5268777A (en) * | 1987-12-23 | 1993-12-07 | Seiko Epson Corporation | Driving method of active matrix display having ferroelectric layer as active layer |
| US5282069A (en) * | 1987-12-23 | 1994-01-25 | Seiko Epson Corporation | Active device and active matrix display having ferroelectric layer as active layer |
| EP0556934B1 (en) * | 1988-03-24 | 1999-07-14 | Denso Corporation | Ferroelectric liquid crystal electro-optic apparatus and manufacturing method thereof |
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| JPH0643497A (ja) * | 1992-07-24 | 1994-02-18 | Sharp Corp | 液晶表示装置 |
| JP2954429B2 (ja) * | 1992-08-25 | 1999-09-27 | シャープ株式会社 | アクティブマトリクス方式駆動装置 |
| US5986724A (en) * | 1996-03-01 | 1999-11-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Liquid crystal display with liquid crystal layer and ferroelectric layer connected to drain of TFT |
| US5943111A (en) * | 1998-06-09 | 1999-08-24 | Symetrix Corporation | Layered superlattice ferroelectric liquid crystal display |
| US6198225B1 (en) | 1999-06-07 | 2001-03-06 | Symetrix Corporation | Ferroelectric flat panel displays |
| WO2003088198A2 (en) * | 2002-04-17 | 2003-10-23 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Active matrix display |
| CN113763830B (zh) * | 2021-08-20 | 2023-12-19 | 深圳市艾比森光电股份有限公司 | 显示模组和led显示屏 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2037676B2 (de) * | 1970-07-29 | 1973-04-12 | Siemens AG, 1000 Berlin u. 8000 München | Anzeigeschirm mit einer fluessigkeristallschicht sowie verfahren zu dessen herstellung |
| JPS5343058B2 (ja) * | 1972-03-08 | 1978-11-16 | ||
| JPS50123293A (ja) * | 1974-03-18 | 1975-09-27 | ||
| JPS50128994A (ja) * | 1974-03-29 | 1975-10-11 | ||
| GB1525405A (en) * | 1974-10-14 | 1978-09-20 | Hitachi Ltd | Liquid crystal display panels |
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| JPS59131974A (ja) * | 1983-01-18 | 1984-07-28 | セイコーエプソン株式会社 | 液晶表示装置 |
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