JP2707158B2 - カラーテレビ受像機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地上テレビ局または衛
星テレビ局またはケーブルテレビ局または個別に設けら
れたテレビ映像の録画装置（ビデオデッキ、レーザーデ
ィスク、光磁気ディスク等）より送られる映像信号を具
体的に表示する装置を提案する。

【０００２】

【従来の技術】従来地上テレビ局または衛星テレビ局ま
たはケーブルテレビ局または個別に設けられたテレビ映
像の録画装置（ビデオデッキ、レーザーディスク、光磁
気ディスク等）より送られる映像信号を具体的に表示す
る装置としては、ブラウン管、ＣＲＴと呼ばれる真空管
中で電子線を飛ばして、対象物となる蛍光面を発光させ
る方式が取られていた。

【０００３】当初表示体の対角は１２〜１４インチがよ
く普及していたが、近年世の中の要求によって、２０イ
ンチはおろか３０インチをゆうに超える大きさのものま
で出現するに至っている。

【０００４】対角３０インチの場合、その奥行きもほぼ
３０インチほどあり、またそれを形成するガラスの厚み
も強度を保つために１センチを超えるようになった。ま
た、他の装置として、輝度の高いブラウン管を光学系で
拡大表示してスクリーンに映し出す方式も提案され、表
示面積の大きな物に利用されている。その構成の概略を
図５に示す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ブラウン管を利用した
テレビ受像機の場合、表示面が３０インチを越えると全
体の重量は１００ｋｇを優に越えることになった。一般
の家庭において１００ｋｇを越えた重量物を置くには、
よっぽど場所を限定しなければ難しいものがある。ま
た、その重量はレイアウト変更等が生じた場合に、人力
で移動させることは難しくなり、一般家庭への普及の障
害となっていた。

【０００６】そこで、重量の解決のため、プロジェクシ
ョン型のテレビ受像機が提案されているが、元になる高
輝度ブラウン管の輝度向上にも限界があり、拡大画面に
おける輝度自体は非常に低いものとなっていた。そのた
め、画面が暗いばかりではなく、光学系で拡大している
ために、正面でのコントラスト比は高いものの、斜め方
向からのコントラスト比はブラウン管方式に比べて非常
に劣っていた。しかしながら、本方式は重量の点におい
ては、ブラウン管方式の５０％程度ですむため、問題解
決の一つとなった。図５のプロジェクションテレビ２０
１は、ブラウン管または液晶表示装置２０４、チューナ
ー２０５、光学系２０３、反射板２０２、画面２０６よ
りなる。

【０００７】近年、ブラウン管に代わって、アモルファ
スシリコンを使った薄膜トランジスタ方式の液晶パネル
をその元となる表示体として使用した実施例がよく提案
されている。重量はブラウン管方式に比べて、３０％程
度ですむために一般家庭への普及を助ける要因の一つと
なった。しかし、ブラウン管方式に比べて、表示輝度が
まだまだ低く、光源の強度を上げる方向で検討が進めら
れているが、光源強度をあげた場合、液晶パネルの温度
上昇と光照射に伴う薄膜トランジスタのＯＦＦ時におけ
る抵抗値の低下で、満足する表示ができないのが現実で
ある。

【０００８】またクラーク・ラグァウォールらによって
提案された強誘電性液晶を用いたディスプレイがある。
図３にその概念図を示す。強誘電性液晶は自発分極を有
するために、螺旋がほどけるまで液晶層の厚みを薄くし
た場合、界面安定状態（ＳＳＦＬＣ）が出来、一度電界
を加えたあとは、その電界を取り去っても透過または非
透過の状態が継続するメモリー効果を得ることが出来
た。このメモリー状態を利用することによって、ＴＦＴ
のアクティブマトリックスＬＣＤと同じような、スタテ
ィック的な駆動が可能になっている。

【０００９】しかしながら強誘電性液晶の場合、透過、
非透過の２つの安定状態しかとらないために、情報の多
様化にともなう階調表示を苦手としていた。特にこれら
の液晶電気光学装置を映像目的に使用する場合、階調表
示は不可欠なものであった。これを解決する方法とし
て、単位画素を面積的に多分割して複数のドットで構成
することにより、階調を表示することがなされている。
例えば、単位画素を面積比で１：２：４に分割し、それ
らのＯＮ／ＯＦＦの組み合わせで８階調を得る等が考案
されている。図４（ａ）、（ｂ）に２階調表示の時の電
極構造と、８階調表示の時の電極構造を示す。

【００１０】だが、１つの単位画素につき３個のデータ
ー信号を加えなければならないため、外部回路が非常に
複雑になってきてしまい、コストの上昇および外部回路
接続時の歩留りの低下が生じてしまった。またさらに、
分割のために電極間の絶縁領域を必要とするため、開口
率の低下が起きてしまっている。例えば、２５０μｍピ
ッチ、２５μｍギャップの単位画素を考えた場合、分割
をしない場合の開口率は８１％であるのに対して、同一
ギャップで分割した場合、６３％まで低下してしまうこ
とが判る。またさらに、分割のために一番細い電極（１
０３）の幅は、前記ピッチ、ギャップの場合、２５μｍ
となってしまう。液晶表示装置として１０００×１００
０画素のものをＩＴＯのシート抵抗が５Ω以下のものを
使い作製した場合でも、データー方向の電極は端から端
まで約５０ｋΩの抵抗を有することになる。これでは、
電極の両端における液晶にかかる電界強度が異なり、均
一な表示が出来なくなってしまうことになり、現実性に
欠けていた。そこで、より現実的に階調が制御できる手
段が求められていた。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、表示のための
マトリックス液晶装置に階調表示をさせるのではなく駆
動パネルに入射する光の色、光の強度を時間的に変化さ
せることで階調表示を可能にしたものである。すなわ
ち、液晶装置を第一と第二の２種類を用意し、表示のた
めのマトリックス液晶装置に階調表示をさせるのではな
く駆動パネルに入射する光の色、光の強度を第二の液晶
装置をシャッターとして、時間的に変化させることで階
調表示を可能にしたものである。さらに、別の方法とし
て、第二の装置は透過率を変化させるものでは無く、反
射率を変化させるものであっても良い。

【００１２】本項では説明を簡易にするため、３ビット
からなる光の強度および３色からなる光を用いて説明を
加える。図２に示す様に、基板上に電極およびリードを
有する第一の基板と、基板上に電極およびリードを有す
る第二の基板とによって、強誘電性を示す液晶組成物と
前記液晶組成物を少なくとも初期において配向する手段
とを挟持する第一の装置８０に対し、基板上に電極およ
びリードを有する第一の基板と、基板上に電極およびリ
ードを有する第二の基板とによって、強誘電性を示す液
晶組成物と前記液晶組成物を少なくとも初期において配
向する手段とを挟持する第二の装置８１によって、カラ
ーでかつ階調表示を行なうために、９枚の画面を一組と
して行なうものとする。

【００１３】９ビットで行なった場合、Ｒ（赤色）Ｇ
（緑色）Ｂ（青色）それぞれ８階調までの表示が可能に
なり、合計５１２色の表示が可能になる。スクリーン上
に構成された画素を図６に示す様に画素数が２×２のマ
トリクスを有するものとする。

【００１４】８階調中のレベルを暗から明に向かってＲ
ＧＢそれぞれ、Ｒ０〜Ｒ７、Ｇ０〜Ｇ７、Ｂ０〜Ｂ７と
したとき、Ａ１画素（１０６）のレベルを（Ｒ２、Ｇ
０、Ｂ５）、Ａ２画素（１０７）のレベルを（Ｒ５、Ｇ
７、Ｂ０）、Ｂ１画素（１０８）のレベルを（Ｒ７、Ｇ
１、Ｂ３）、Ｂ２画素（１０９）のレベルを（Ｒ０、Ｇ
５、Ｂ２）と表示させる場合、図３に示す様なタイミン
グによって、第一の装置の対応画素をＯＮ／ＯＦＦさせ
て、且つ第二の装置の平均的透過率をやはり図７に示す
様に変化させることでカラー階調表示を得ることを特徴
としている。

【００１５】また同時に別の方法として、駆動側のパネ
ル数を３枚に増やすことで、図８、図９に示す様な構成
の装置を組むことができる。いずれにせよ、表示のため
のマトリックス液晶装置に階調表示をさせるのではなく
駆動パネルに入射する光の色、光の強度を時間的に変化
させることで階調表示を可能にしたものである。さら
に、別の方法として、第二の装置は透過率を変化させる
ものでは無く、反射率を変化させるものであっても良
い。

【００１６】

【実施例】『実施例１』

【００１７】本実施例では、第一の装置として、薄膜ト
ランジスタを用いた、アクティブマトリクス液晶装置を
用いた。先ず、その製造手順から説明を加える。本実施
例では図１０に示すような回路構成すなわちインバータ
型の回路構成を用いた液晶表示装置を用いて、強誘電液
晶（ＦＬＣ）を用いた液晶表示装置の説明を行う。この
回路構成に対応する実際の電極等の配置構成を図１１に
示している。これらは説明を簡単にする為２×２に相当
する部分のみ記載されている。また、実際の駆動信号波
形を図１２に示す。これも説明を簡単にする為に４×４
のマトリクス構成とした場合の信号波形で説明を行う。

【００１８】まず、本実施例で使用する液晶表示装置の
作製方法を図１３および図１４を使用して説明する。図
１３（Ａ）において、石英ガラス等の高価でない７００
℃以下、例えば約６００℃の熱処理に耐え得るガラス５
０上にマグネトロンＲＦ（高周波）スパッタ法を用いて
ブロッキング層５１としての酸化珪素膜を１０００〜３
０００Åの厚さに作製する。プロセス条件は酸素１００
％雰囲気、成膜温度１５℃、出力４００〜８００Ｗ、圧
力０．５Ｐａとした。ターゲットに石英または単結晶シ
リコンを用いた成膜速度は３０〜１００Å／分であっ
た。

【００１９】この上にシリコン膜をＬＰＣＶＤ（減圧気
相）法、スパッタ法またはプラズマＣＶＤ法により形成
した。減圧気相法で形成する場合、結晶化温度よりも１
００〜２００℃低い４５０〜５５０℃、例えば５３０℃
でジシラン（Ｓｉ_２Ｈ_６）またはトリシラン（Ｓｉ_３Ｈ
_８）をＣＶＤ装置に供給して成膜した。反応炉内圧力は
３０〜３００Ｐａとした。成膜速度は５０〜２５０Å／
分であった。ＮＴＦＴとＰＴＦＴとのスレッシュホール
ド電圧（Ｖｔｈ）に概略同一に制御するため、ホウ素を
ジボランを用いて１×１０^１５〜１×１０^１８ｃｍ^−３
の濃度として成膜中に添加してもよい。

【００２０】スパッタ法で行う場合、スパッタ前の背圧
を１×１０^−５Ｐａ以下とし、単結晶シリコンをターゲ
ットとして、アルゴンに水素を２０〜８０％混入した雰
囲気で行った。例えばアルゴン２０％、水素８０％とし
た。成膜温度は１５０℃、周波数は１３．５６ＭＨｚ、
スパッタ出力は４００〜８００Ｗ、圧力は０．５Ｐａで
あった。

【００２１】プラズマＣＶＤ法により珪素膜を作製する
場合、温度は例えば３００℃とし、モノシラン（ＳｉＨ
_４）またはジシラン（Ｓｉ_２Ｈ_６）を用いた。これらを
ＰＣＶＤ装置内に導入し、１３．５６ＭＨｚの高周波電
力を加えて成膜した。

【００２２】これらの方法によって形成された被膜は、
酸素が５×１０^２１ｃｍ^−３以下であることが好まし
い。この酸素濃度が高いと、結晶化させにくく、熱アニ
ール温度を高くまたは熱アニール時間を長くしなければ
ならない。また少なすぎると、バックライトによりオフ
状態のリーク電流が増加してしまう。そのため４×１０
^１９〜４×１０^２１ｃｍ^−３の範囲とした。水素は４×
１０^２０ｃｍ^−３であり、珪素４×１０^２２ｃｍ^−３と
して比較すると１原子％であった。また、ソース、ドレ
インに対してより結晶化を助長させるため、酸素濃度を
７×１０^１９ｃｍ^−３以下、好ましくは１×１０^１９ｃ
ｍ^−３以下とし、ピクセル構成するＴＦＴのチャネル形
成領域のみに酸素をイオン注入法により５×１０^２０〜
５×１０^２１ｃｍ^−３となるように添加してもよい。そ
の時周辺回路を構成するＴＦＴには光照射がなされない
ため、この酸素の混入をより少なくし、より大きいキャ
リア移動度を有せしめることは、高周波動作をさせるた
める有効である。

【００２３】次に、アモルファス状態の珪素膜を５００
〜５０００Å、例えば１５００Åの厚さに作製の後、４
５０〜７００℃の温度にて１２〜７０時間非酸化物雰囲
気にて中温の加熱処理、例えば水素雰囲気下にて６００
℃の温度で保持した。珪素膜の下の基板表面にアモルフ
ァス構造の酸化珪素膜が形成されているため、この熱処
理で特定の核が存在せず、全体が均一に加熱アニールさ
れる。即ち、成膜時はアモルファス構造を有し、また水
素は単に混入しているのみである。

【００２４】アニールにより、珪素膜はアモルファス構
造から秩序性の高い状態に移り、一部は結晶状態を呈す
る。特にシリコンの成膜後の状態で比較的秩序性の高い
領域は特に結晶化をして結晶状態となろうとする。しか
しこれらの領域間に存在する珪素により互いの結合がな
されるため、珪素同志は互いにひっぱりあう。レーザラ
マン分光により測定すると単結晶の珪素のピーク５２２
ｃｍ^−１より低周波側にシフトしたピークが観察され
る。それの見掛け上の粒径は半値巾から計算すると、５
０〜５００Åとマイクロクリスタルのようになっている
が、実際はこの結晶性の高い領域は多数あってクラスタ
構造を有し、各クラスタ間は互いに珪素同志で結合（ア
ンカリング）がされたセミアモルファス構造の被膜を形
成させることができた。

【００２５】結果として、被膜は実質的にグレインバウ
ンダリ（以下ＧＢという）がないといってもよい状態を
呈する。キャリアは各クラスタ間をアンカリングされた
個所を通じ互いに容易に移動し得るため、いわゆるＧＢ
の明確に存在する多結晶珪素よりも高いキャリア移動度
となる。即ちホール移動度（μｈ）＝１０〜２００ｃｍ
^２／ＶＳｅｃ、電子移動度（μｅ）＝１５〜３００ｃｍ
^２／ＶＳｅｃが得られる。

【００２６】他方、上記の如き中温でのアニールではな
く、９００〜１２００℃の高温アニールにより被膜を多
結晶化すると、核からの固相成長により被膜中の不純物
の偏析がおきて、ＧＢには酸素、炭素、窒素等の不純物
が多くなり、結晶中の移動度は大きいが、ＧＢでのバリ
ア（障壁）を作ってそこでのキャリアの移動を阻害して
しまう。結果として１０ｃｍ^２／Ｖｓｅｃ以上の移動度
がなかなか得られないのが実情である。即ち、本実施例
ではかくの如き理由により、セミアモルファスまたはセ
ミクリスタル構造を有するシリコン半導体を用いてい
る。

【００２７】この上に酸化珪素膜をゲイト絶縁膜として
５００〜２０００Å例えば１０００Åの厚さに形成し
た。これはブロッキング層としての酸化珪素膜の作製と
同一条件とした。この成膜中に弗素を少量添加し、ナト
リウムイオンの固定化をさせてもよい。

【００２８】この後、この上側にリンが１〜５×１０
^２１ｃｍ^−３の濃度に入ったシリコン膜またはこのシリ
コン膜とその上にモリブデン（Ｍｏ）、タングステン
（Ｗ），ＭｏＳｉ_２またはＷＳｉ_２との多層膜を形成し
た。これを第２のフォトマスクにてパターニングして
図１３（Ｂ）を得た。ＰＴＦＴ用のゲイト電極９、ＮＴ
ＦＴ用のゲイト電極１９を形成した。例えばチャネル長
１０μｍ、ゲイト電極としてリンドープ珪素を０．２μ
ｍ、その上にモリブデンを０．３μｍの厚さに形成し
た。図１３（Ｃ）において、フォトレジスト５７をフォ
トマスクを用いて形成し、ＰＴＦＴ用のソース１０、
ドレイン１２に対し、ホウ素を１〜５×１０^１５ｃｍ
^−２のドーズ量でイオン注入法により添加した。次に図
１３（Ｄ）の如く、ＮＴＦＴをフォトマスクを用いて
形成した。ＮＴＦＴ用のソース２０、ドレイン１８とし
てリンを１〜５×１０^１５ｃｍ^−２のドーズ量でイオン
注入法により添加した。

【００２９】これらはゲイト絶縁膜５４を通じて行っ
た。しかし図１３（Ｂ）において、ゲイト電極９、１９
をマスクとしてシリコン膜上の酸化珪素を除去し、その
後、ホウ素、リンを直接珪素膜中にイオン注入してもよ
い。

【００３０】次に、６００℃にて１０〜５０時間再び加
熱アニールを行った。ＰＴＦＴのソース１０、ドレイン
１２、ＮＴＦＴのソース２０、ドレイン１８を不純物を
活性化してＰ^＋、Ｎ^＋として作製した。またゲイト電極
９、１９下にはチャネル形成領域２１、１１がセミアモ
ルファス半導体として形成されている。

【００３１】かくすると、セルフアライン方式でありな
がらも、７００℃以上にすべての工程で温度を加えるこ
とがなくＣ／ＴＦＴを作ることができる。そのため、基
板材料として、石英等の高価な基板を用いなくてもよ
く、本発明の大画素の液晶表示装置にきわめて適したプ
ロセスである。

【００３２】本実施例では熱アニールは図１３（Ａ）、
（Ｄ）で２回行った。しかし図１３（Ａ）のアニールは
求める特性により省略し、双方を図１３（Ｄ）のアニー
ルにより兼ね製造時間の短縮を図ってもよい。図１４
（Ａ）において、層間絶縁物６５を前記したスパッタ法
により酸化珪素膜の形成として行った。この酸化珪素膜
の形成はＬＰＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、常圧ＣＶＤ法を用
いてもよい。例えば０．２〜０．６μｍの厚さに形成
し、その後、フォトマスクを用いて電極用の窓６６を
形成した。さらに、これら全体にアルミニウムをスパッ
タ法により形成し、リード７１、７２およびコンタクト
６７、６８をフォトマスクを用いて作製した後、表面
を平坦化用有機樹脂６９例えば透光性ポリイミド樹脂を
塗布形成し、再度の電極穴あけをフォトマスクにて行
った。

【００３３】図１４（Ｂ）に示す如く２つのＴＦＴを相
補型構成とし、かつその出力端を液晶装置の一方の画素
の電極を透明電極としてそれに連結するため、スパッタ
法によりＩＴＯ（インジューム・スズ酸化膜）を形成し
た。それをフォトマスクによりエッチンングし、画素
電極１７を構成させた。このＩＴＯは室温〜１５０℃で
成膜し、２００〜４００℃の酸素または大気中のアニー
ルにより成就した。

【００３４】かくの如くにしてＰＴＦＴ１３とＮＴＦＴ
２２と画素電極である透明導電膜の電極１７とを同一ガ
ラス基板５０上に作製した。得られたＴＦＴの特性はＰ
ＴＦＴで移動度は２０（ｃｍ^２／Ｖｓ）、Ｖｔｈは−
５．９（Ｖ）で、ＮＴＦＴで移動度は４０（ｃｍ^２／Ｖ
ｓ）、Ｖｔｈは５．０（Ｖ）であった。

【００３５】上記の作製法は、バッファ型であってもイ
ンバータ型であっても全く同じであることは、いうまで
もない。上記の様な方法に従って作製し第一の基板を得
た。

【００３６】また基板のほぼ全面に透明電極を設け、該
透明電極上にオフセット方によってＮＭＰ（Ｎメチル２
ピロリドン）で希釈したポリイミド溶液を印刷し、その
後５０℃で仮焼成、２８０℃窒素中で１時間焼成をした
後、ラビングを行い、液晶組成物の初期配向の手段と
し、第二の基板とした。

【００３７】前記第一の基板と第二の基板の間に、強誘
電性を示す液晶組成物と、酸化珪素よりなる２．５μｍ
径を有する粒子を１ｍｍ^２あたり２００個の割合で分散
させて挟持させ、周囲をエポキシ樹脂で固定して第一の
装置を作製した。

【００３８】次に第二の装置に関する説明を加える。そ
の表面にスパッタ法により１０００Åの酸化珪素膜を形
成した１．１ｍｍ厚のソーダライムガラス基板上に、Ｄ
Ｃスパッタ法によって、ＩＴＯ（インジューム酸化錫）
を１１００Å形成した。その後、フォトリソ法を用いて
１００本の並行電極とリードを形成して第一の基板とし
た。さらに、その表面にスパッタ法により１０００Åの
酸化珪素膜を形成した１．１ｍｍ厚のソーダライムガラ
ス基板上に、ＤＣスパッタ法によって、ＩＴＯ（インジ
ューム酸化錫）を１１００Å形成した。その後、フォト
リソ法を用いて１本の並行電極とリードを形成した後、
オフセット方によってＮＭＰ（Ｎメチル２ピロリドン）
で希釈したポリイミド溶液を印刷し、その後５０℃で仮
焼成、２８０℃窒素中で１時間焼成をした後、ラビング
を行い、液晶組成物の初期配向の手段とした第二の基板
とした。

【００３９】該第一の基板と第二の基板によって、強誘
電性を示す液晶組成物と、酸化珪素よりなる２．５μｍ
径を有する粒子を１ｍｍ^２あたり２００個の割合で分散
させて挟持させ、周囲をエポキシ樹脂で固定して第二の
装置を作製した。

【００４０】図１、図２に示す様に、第一の装置（８
０）および第二の装置（８１）、光源（８２）、スクリ
ーン（８３）、ミラー（８４）、光学系（８５）、チュ
ーナー（８６）を設置してテレビ受像機を得た。

【００４１】次に本装置の駆動に関して、説明を加え
る。

【００４２】本実施例で作製した第一の装置の画素構成
は、横６４０×縦４８０個を有しており、走査方向４８
０本のリードには、１１．５８μ秒間書込みのための信
号が加えられる。従って、１画面では５．５６ｍ秒を有
し、９画面１組を１画像として、１画像の表示時間が３
３．３３ｍ秒となっている。

【００４３】第二の装置の一つ目は１００本の電極の
内、第一の期間には全体の１／４である２５本をＯＮに
して、透過光強度を最高時の１／４とした。第二の期間
には全体の２／４をＯＮにして、透過光強度を最高時の
２／４とした。第三の期間には全てをＯＮにして、透過
光強度を最高とした。その後、第四から第九の期間には
全てをＯＦＦし、透過光強度を零とした。

【００４４】第二の装置の二つ目は１００本の電極の
内、第一から第三の期間には全てをＯＦＦし、透過光強
度を零とし、第四の期間には全体の１／４である２５本
をＯＮにして、透過光強度を最高時の１／４とした。第
五の期間には全体の２／４をＯＮにして、透過光強度を
最高時の２／４とした。第六の期間には全てをＯＮにし
て、透過光強度を最高とした。その後、第七から第九の
期間には全てをＯＦＦし、透過光強度を零とした。

【００４５】第二の装置の三つ目は１００本の電極の
内、第一から第六の期間には全てをＯＦＦし、透過光強
度を零とし、第七の期間には全体の１／４である２５本
をＯＮにして、透過光強度を最高時の１／４とした。第
八の期間には全体の２／４をＯＮにして、透過光強度を
最高時の２／４とした。第九の期間には全てをＯＮにし
て、透過光強度を最高とした。

【００４６】これによって、３色８段階の階調表示つま
り、５１２色の表示を可能にした。

【００４７】また図１５に示す様に、第二の装置を反射
タイプの液晶装置として、反射系の光学系を組み、同様
の表示を実現している。その際には、前記の装置では第
二の装置の外側両面に透過型の偏光板を貼っていたのに
対して、一方の偏光板のうしろがわに反射板を設けた、
反射タイプとした。

【００４８】『実施例２』

【００４９】本実施例では、図８に示す様に、以下に示
す３枚の第一の装置と、実施例１と同様の第二の装置を
１枚用いた。以下、図１６を用いて本実施例に用いた液
晶表示装置の作製法を最初に示す。まず１．１ｍｍのソ
ーダライムガラス（１）に、ＤＣスパッタ法によって、
ＩＴＯを１０００Å成膜し、その後、フォトリソ法を用
いて、表示画素電極の一方の辺と、概略同一寸法とする
幅のストライプ状に、パターニングをして、第一の電極
（２）とした。

【００５０】その後、下記条件の下にグロー放電を行
い、Ｓｉ_ＸＣ_ＹＯ_Ｚ（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）膜（３０３）を
５００Å成膜した。成膜条件は、ガス混合比Ｃ_２Ｈ_４が
２ＳＣＣＭ、ＮＦ_３が１ＳＣＣＭ、Ｈ_２が１０ＳＣＣＭ
であり、反応圧力が５０Ｐａ、ＲＦパワーが１００Ｗで
ある。

【００５１】本実施例においてＮＦ_３を添加するのは、
膜（３０３）の導電率を変化させ、非線型特性を制御す
るためであり、３０体積％以下の割合で添加すると効果
がある。この非線型性を制御する方法としては、熱アニ
ールを加える方法がある。これは、ＭＩＭ型素子のＩ
（ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）部分に相当する薄膜（３０３）
の脱水素化を計ることによって膜中の水素含有量をコン
トロールし、ＭＩＭ型素子の非線型性を制御するもので
ある。この熱アニールの処理条件は、温度が３８０℃、
圧力が１００Ｐａ、処理雰囲気がＡｒ、処理時間が１時
間でる。また、本発明においてはこのＳｉ_ＸＣ_ＹＯ
_Ｚ（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）で示される組成物を含む薄膜（３
０３）の厚さを２０００Å以下、好ましくは５００Å以
下にすることによって、その光透過性を高めることがで
きた。図１７にＳｉ_ＸＣ_ＹＯ_Ｚ（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）で示
される組成物を含む薄膜の５００Å時の分光透過率を示
す。

【００５２】従来はＭＩＭ型素子のｉｎｓｕｌａｔｏｒ
部分に炭素を組成物として含む炭素膜例えばＴａＯ５
（５酸化タンタル）膜を用いようとする場合、その光透
過性が問題となるので、なるべくその面積を小さくする
等の工程上の制約があった。その後，再びＤＣスパッタ
法によって、膜（３０３）上にＩＴＯを１０００Å成膜
し、フォトリソ法を用いて、第２の電極（４）を得た。
この場合、マグネトロン型ＲＦスパッタ法を用いてもよ
い。

【００５３】画素電極の一方である第２の電極の寸法
は、一辺が２５０μｍの正方形とし、画素間のギャップ
は、２５μｍとした。この第２の電極（３０４）は表示
の際、単位画素となる大きさを有するものであり、薄膜
（３０３）に加わる電界が各画素において均一になるよ
うに作用するものである。この様にして、第１の基板
（３１０）を得た。

【００５４】他方の第２の基板（３１１）も、１．１ｍ
ｍのソーダライムガラス（３０９）に、ＤＣスパッタ法
によって、ＩＴＯを１０００Å成膜した。その後、フォ
トリソ法を用いて、表示画素電極の一方の辺と、概略同
一寸法とする幅のストライプ状に、パターニングをし
て、第３の電極（３０８）とした構造となっている。

【００５５】前記第１の基板（３１０）上に、印刷法に
よりポリイミド薄膜を２００Å成膜し、その後，ラビン
グ法によって、液晶分子をある一定方向に並べる手段と
して配向膜（３０５）を設けた。

【００５６】第１の基板（３１０）と第２の基板（３１
１）の間に、強誘電性液晶（３０７）、および樹脂から
なる基板間の間隔を保持するためのスペーサー（３０
６）を入れ、その周囲をエポキシ系の接着剤で固定し
た。

【００５７】その後，第１の電極（３０２）、第３の電
極（３０４）につながるリードに、ＣＯＧ法を用いて液
晶駆動用ＬＳＩを接続し、液晶表示装置を得た。

【００５８】本実施例において成膜した薄膜（３０３）
は光透過性を有しており５００Åの厚さであれば光学的
になんら問題はなかった。図１８、図１９に本実施例の
非線形素子の電流電圧特性を示す。

【００５９】次に本装置の駆動に関して、説明を加え
る。

【００６０】本実施例で作製した第一の装置の画素構成
は、３個とも横６４０×縦４８０個を有しており、走査
方向４８０本のリードには、１７．３６μ秒間書込みの
ための信号が加えられる。従って、１画面では８．３３
ｍ秒を有し、４画面１組として３３．３３ｍ秒となって
いる。

【００６１】第二の装置は１００本の電極の内、第一の
期間には全体の１／８である２５本をＯＮにして、透過
光強度を最高時の１／８とした。第二の期間には全体の
２／８をＯＮにして、透過光強度を最高時の１／４とし
た。第三の期間には全体の４／８をＯＮにして、透過光
強度を最高時の１／２とした。第四の期間には全てをＯ
Ｎにして、透過光強度を最高とした。

【００６２】これによって、３色１６段階の階調表示つ
まり、４０９６色の表示を可能にした。

【００６３】また図２０に示す様に、第二の装置を反射
タイプの液晶装置として、反射系の光学系を組み、同様
の表示を実現している。その際には、前記の装置では第
二の装置の外側両面に透過型の偏光板を貼っていたのに
対して、一方の偏光板のうしろがわに反射板を設けた、
反射タイプとした。

【００６４】『実施例３』

【００６５】本実施例では、図９に示す様に、実施例１
と同様の第一の装置を３枚と、第二の装置としてパター
ニングの際、１個の電極およびリードを有する装置とし
た。該装置を３枚用いた。

【００６６】次に本装置の駆動に関して、説明を加え
る。本実施例で作製した第一の装置の画素構成は、３個
とも横６４０×縦４８０個を有しており、走査方向４８
０本のリードには、２３．１５μ秒間書込みのための信
号が加えられる。従って、１画面では１１．１１ｍ秒を
有し、３画面１組として３３．３３ｍ秒となっている。

【００６７】第二の装置は、第一の期間には赤色用をＯ
Ｎにし、第二の期間には緑色用をＯＮにし、第三の期間
には青色用をＯＮにして、光の三原色に従い、時系列的
に第一の装置に供給する色を変化指せた。

【００６８】これによって、３色各８段階の階調表示つ
まり、５１２色の表示を可能にした。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の構成によっ
て、従来ブラウン管を利用したテレビ受像機に比べて、
７０％程度の重量の削減ができた。 本発明を用いるこ
とによって、従来の強誘電性液晶を用いた液晶表示装置
では困難とされていた階調表示が可能となった。これに
よって、情報量の増加が見込まれ、テレビ受像機として
も広範囲での使用が可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるテレビ受像機の構成図。

【図２】 本発明によるテレビ受像機の構成図。

【図３】 強誘電性液晶の基本概念を示す。

【図４】 画素面積による階調表示の様子を示す。

【図５】 ブラウン管型プロジェクションテレビの構造
図をしめす。

【図６】 スクリーン上に構成させた画素。

【図７】 第一、第二の装置の駆動方法。

【図８】 本発明によるテレビ受像機の構成図。

【図９】 本発明によるテレビ受像機の構成図。

【図１０】 本実施例の回路図を示す。

【図１１】 本実施例の基本構造図を示す。

【図１２】 本実施例の駆動信号を示す。

【図１３】 本実施例の工程を示す。

【図１４】 本実施例の工程を示す。

【図１５】 本実施例によるテレビ受像機の構成図。

【図１６】 本実施例の構造図を示す。

【図１７】 本実施例によるＳｉ_X Ｃ_Y Ｏ_Z （Ｘ＋Ｙ＋
Ｚ＝１）で示される組成物を含む薄膜の 500Å時の分光
透過率

【図１８】 本実施例による非線型素子の電流電圧特
性。

【図１９】 本実施例による非線型素子の電流電圧特
性。

【図２０】 本実施例によるテレビ受像機の構成図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０９Ｇ 3/20 4237−5Ｈ Ｇ０９Ｇ 3/20 Ｋ Ｈ０４Ｎ 5/57 Ｈ０４Ｎ 5/57 9/31 9/31 Ｃ

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源と、映像を出力するスクリーンとを有
   し、 前記光源と前記スクリーン間の光路上に、１個以上の第
   一の装置を有し、且つ、前記第一の装置と前記スクリー
   ン間の光路上に、３個の第二の装置を有するテレビ受像
   機において、 前記第一の装置は、画素 電極およびリードを有する第一
   の装置の第一の基板と、電極およびリードを有する第一
   の装置の第二の基板とによって、強誘電性を示す液晶組
   成物を挟持する装置であり、 前記第二の装置は、並行 電極およびリードを有する第二
   の装置の第一の基板と、並行電極およびリードを有する
   第二の装置の第二の基板とによって、強誘電性を示す液
   晶組成物を挟持する装置とで構成している事を特徴とす
   るテレビ受像機。
2. 【請求項２】光源と、映像を出力するスクリーンとを有
   し、 前記光源と前記スクリーン間の光路上に、１個以上の第
   一の装置を有し、且つ、前記第一の装置と前記スクリー
   ン間の光路上に、３個の第二の装置を有するテレビ受像
   機において、 前記第一の装置は、電気的非線型素子、画素電極及びリ
   ードを有する第一の装置の第一の基板と、電極およびリ
   ードを有する第一の装置の第二の基板とによって、強誘
   電性を示す液晶組成物を挟持するマトリックス構成を有
   する液晶装置であり、 前記第二の装置は、並行電極およびリードを有する第二
   の装置の第一の基板と、並行電極およびリードを有する
   第二の装置の第二の基板とによって、強誘電性を示す液
   晶組成物を挟持する装置とで構成している事を特徴とす
   るテレビ受像機。
3. 【請求項３】光源と、映像を出力するスクリーンとを有
   し、 前記光源と前記スクリーン間の光路上に、１個以上の第
   一の装置を有し、且つ、前記第一の装置と前記スクリー
   ン間の光路上に、３個の第二の装置を有するテレビ受像
   機において、 前記第一の装置は、Ｐチャネル型薄膜トランジスタとＮ
   チャネル型薄膜トラン ジスタとを相補型の構成をせしめ
   て設けた画素及びリードを有する第一の装置の第一の基
   板と、電極およびリードを有する第一の装置の第二の基
   板とによって、強誘電性を示す液晶組成物を挟持するマ
   トリックス構成を有する液晶装置であり、 前記第二の装置は、並行電極およびリードを有する第二
   の装置の第一の基板と、並行電極およびリードを有する
   第二の装置の第二の基板とによって、強誘電性を示す液
   晶組成物を挟持する装置とで構成している事を特徴とす
   るテレビ受像機。
4. 【請求項４】請求項１乃至３に於て、前記光源からの光
   が、前記第一の装置を透過し、さらに、前記第二の装置
   を透過し、前記第二の装置を透過した光を前記スクリー
   ンに照射して、階調表示した画像を得るテレビ受像機で
   あり、 前記第一の装置は、対応画素をＯＮ／ＯＦＦさせる装置
   であり、 前記第二の装置は、前記第一の装置の対応画素を透過し
   た光の強度を時間を追って変化させる装置であり、 前記第二の装置を透過した光の強度は、時間を追ってそ
   れぞれ 概略０対２^０対２^１対２^２対、・・、対２^ｎ（ｎ
   は任意の数）と変化し、 第二の装置を透過したそれぞれの強度を有する光は、前
   記スクリーンに照射され、それぞれの画面を表示し、 前記それぞれの画面を１組とすることでスクリーンに階
   調表示した画像を得る事を特徴とするテレビ受像機。
5. 【請求項５】請求項１乃至３に於て、前記光源からの光
   が、前記第一の装置を透過し、さらに、前記第二の装置
   を反射し、前記第二の装置を反射した光を前記スクリー
   ンに照射して、階調表示した画像を得るテレビ受像機で
   あり、 前記第一の装置は、対応画素をＯＮ／ＯＦＦさせる装置
   であり、 前記第二の装置は、前記第一の装置の対応画素を透過し
   た光の強度を時間を追って変化させる装置であり、 前記第二の装置を反射した光の強度は、時間を追ってそ
   れぞれ 概略０対２^０対２^１対２^２対、・・、対２^ｎ（ｎ
   は任意の数）と変化し、 第二の装置を反射したそれぞれの強度を有する光は、前
   記スクリーンに照射さ れ、それぞれの画面を表示し、 前記それぞれの画面を１組とすることでスクリーンに階
   調表示した画像を得る事を特徴とするテレビ受像機。