JP2809567B2

JP2809567B2 - 強誘電性液晶表示装置

Info

Publication number: JP2809567B2
Application number: JP31055392A
Authority: JP
Inventors: 洋合田; 正幸片上; 直文近藤; 幹雄片山; 晶田川; 均竹田; 充浩向殿
Original assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Current assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Priority date: 1992-11-19
Filing date: 1992-11-19
Publication date: 1998-10-08
Anticipated expiration: 2013-10-08
Also published as: JPH06160807A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は強誘電性液晶表示装置に
関する。さらに詳しくは、階調表示の可能な強誘電性液
晶表示装置および、これを薄膜トランジスタを用いて駆
動する強誘電性液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、液晶表示素子は時計、電卓はもと
より、ワープロ、パソコンなどのＯＡ機器、ポケットテ
レビなど幅広い分野において用いられているが、一般に
広く用いられている液晶表示素子はネマチック相を利用
したものである。ネマティック液晶を用いた液晶表示装
置としては、ツィストネマティック型（Twisted Nemati
c TN型）液晶表示装置、スーパーツイステッド型（Supe
rtwistedBirefringence Effect、SBE 型）液晶表示装置
などがある。

【０００３】しかしながらツイステッドネマティック
（ＴＮ）型液晶表示素子では、走査線数の増加とともに
駆動マージンが狭くなり、十分なコントラストが得られ
なくなるという欠点が存在するため、大容量の表示素子
を作ることは困難である。このＴＮ型液晶表示素子を改
良するためスーパーツイステッドネマチック（ＳＴＮ）
型液晶表示素子、ダブルレイヤースーパーツイステッド
ネマチック（ＤＳＴＮ）型液晶表示素子が開発されてい
るが、ライン数の増加と共にコントラスト、応答速度が
低下するので、現状では800×1024ライン程度の表示容
量が限界である。加えて、ＴＮ型、ＳＴＮ型、ＤＳＴＮ
型などのネマチック相を利用した表示素子は視野角が狭
いという大きな欠点を有している。また、コントラス
ト、応答速度とも十分に良い値は得られない。

【０００４】一方、基板上に薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）を配列したアクティブマトリックス方式の液晶表示
素子も開発され、1000×1000ライン等の大容量表示が可
能となり、高いコントラストが得られるようになった
が、通常はＴＮ液晶を組み合わせるため、視野角、応答
速度の点で問題が残っていた。

【０００５】一方、従来のネマチック液晶に代わり、キ
ラルスメクチックＣ相などの強誘電性液晶を利用する強
誘電性液晶表示素子（N. A. Clark and S. T. Lagerwal
l, Appl. Phys. Lett., 36,899（1980）；特開昭56−10
7216；米国特許第 4367924号）が盛んに開発されてい
る。この液晶表示素子は、液晶分子の誘電異方性を利用
する電界効果型の前記ネマチック液晶表示装置と異な
り、強誘電性液晶の自発分極の極性と電界の極性とが整
合するように分子がスイッチングする液晶表示装置であ
る。

【０００６】これらの強誘電性液晶素子は高速応答、広
視野角といった優れた特徴を有しているが、反面階調表
示が困難であった。強誘電性液晶の階調表示には種々の
方法が提案されているが、有望な方法の一つとして、特
開平3-242624、特開平3-243915（森、他、第16回液晶討
論会，3K111(1990），豊田，他，第16回液晶討論会，3K
112(1990），松居，他，第16回液晶討論会，3F301(199
1），K. Nito et al., Proc. idrc, 179(1991））など
で開示されている手法がある。

【０００７】これらは片安定の強誘電性液晶セルに交流
電圧を印加し、その電圧の大きさに応じて液晶分子の分
子軸方向を一義的に変化させることによって中間調表示
を行う方法である。図４にこのモードの原理を示す。電
圧を印加しないときに分子は１０１の位置に存在し、こ
れに電圧をかけるとその極性に応じて分子は右又は左に
動く。十分に高い電圧を印加すると分子は１０２または
１０３の位置まで動くがそれ以下の電圧の場合には中間
的な位置で分子がとどまる。そこで、例えば、１０１の
位置に片方の偏光板の偏光軸を合わせ、もう一方の偏光
板の偏光軸をこれと直交に合わせれば中間調表示が得ら
れる。なお、ここで断っておかなくてはならないが、図
４はこのモードを理解するために簡略化した図であり、
実際の強誘電性液晶セルにおいては液晶分子の分子軸方
向は基板の上面から下面まで一様ではなく、捩れている
ことを述べておかなくてはならない。図５は電圧とチル
ト角の関係、図６は電圧と透過光量の関係であり、中間
調表示が行えることが分かる。なお、これまで開示され
ている技術によれば、片安定の強誘電性液晶を用いるこ
とが述べられているが、本発明者らの検討によれば、片
安定でも双安定でもいずれの場合も中間調表示が可能で
ある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】さて、この中間調表示
モードの場合、強誘電性液晶のメモリー性は利用しな
い。そのため、このモードを用いてマトリクス型表示を
行うには、ＴＦＴなどのアクティブ素子を用いることが
必要である。アクティブ素子を用いた駆動例としては、
特開平3-242624、特開平3-243915（豊田，他，第16回液
晶討論会，3K112(1990））に技術が開示されている。し
かし、豊田らの報告ではゲートパルス幅は１５０μｓｅ
ｃであり、フリッカーのない表示を得るためには１画面
を１６．７ｍｓｅｃ（６０Ｈｚ）で書き換える必要性が
ある点からいうと、ゲート電極数１１１本（１６．７ｍ
ｓｅｃ÷１５０μｓｅｃ＝１１１）以上の液晶表示装置
を作製することは出来ない。これでは現在及び将来のＯ
Ａ用ディスプレイの仕様としてはあまりにも不十分であ
る。特開平3-242624号公報、特開平3-243915号公報にも
ＴＦＴ駆動の実施例が開示されているが、図３に示すよ
うにゲート電極をオフにした瞬間に液晶にかかる電圧が
低下するという問題が生じている。この低下によって、
画素の液晶に十分な電圧が印加できないことになるし、
さらにこの低下が大きいときには良好な表示そのものが
得られなくなる。

【０００９】本発明はこのような問題点を解決する手段
を提供するものであり、ゲート電極のオン時間が短く、
かつゲート電極をオフにした瞬間の液晶にかかる電極の
低下を小さくするための手段を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、少な
くとも一方が透光性を有する一対の基板のうち片方の基
板上に、複数の走査電極と複数の信号電極がマトリクス
上に形成され、電極の各交点にスイッチング素子が設け
られ、一対の基板の双方に電界印加用の電極膜と配向膜
を有する液晶セルに、印加電圧に応答して光学特性が変
調される強誘電性液晶が充填された液晶セルの前後に、
無印加時における強誘電性液晶の一つの消光位にあわせ
て、一対の偏光板を設置した強誘電性液晶表示装置にお
いて、該装置が、強誘電性液晶の電気容量Ｃ（Ｃ／Ｖ；
クーロン／ボルト）と自発分極Ｐｓ（Ｃ／ｃｍ²）およ
びスイッチング素子の印加最大電圧Ｖｍａｘ（Ｖ；ボル
ト）と印加画素面積Ｓ（ｃｍ²）とで、次式；Ｃ＊Ｖｍａｘ＞３＊Ｐｓ＊Ｓなる関係を満足するよう構成されてなる強誘電性液晶表
示装置を提供する。

【００１１】この発明の基板としては透光性の絶縁性基
板が用いられ、通常ガラス基板が使れる。この絶縁性基
板にはそれぞれＩｎＯ_3,ＳｎＯ_2,ＩＴＯ(Indium Tin Ox
ide)などの導電性薄膜からなる所定のパターンの透明電
極が形成される。この透明電極からなる複数の走査電極
と複数の信号電極が、片方の基板上にマトリクス状に形
成され、電極の各交点にスイッチング素子が設けられ
る。スイッチング素子は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が
好ましく、特にアモルファスシリコンまたはポリシリコ
ンを半導体膜に用いたＴＦＴが好ましい。

【００１２】本発明の特性を生かした駆動法としては、
アクティブマトリクス駆動が挙げられる。特に、ＴＦＴ
を用いた駆動は好ましい。図７にＴＦＴを用いたアクテ
イブマトリクス型液晶表示素子の等価回路を示す。液晶
を駆動する場合、走査線より信号を送ってゲート電極Ｇ
に電界を印加し、ＴＦＴをオンにする。これに同期させ
て信号線よりソース電極Ｓに信号を送ると、ドレイン電
極Ｄを通して液晶ＬＣに電荷が蓄積され、これによって
生じる電界によって液晶が応答する。

【００１３】本発明の具体例を、ｌ本の走査電極Ｇ1，
Ｇ2，．．．，Ｇn-1，Ｇn，Ｇn+1，Ｇn+2，．．．，Ｇl
-1，Ｇlとｋ本の信号電極Ｓ1，Ｓ2，．．．，Ｓm，Ｓm+
1，．．．，Ｓk-1，Ｓkがマトリクス状に形成され、そ
の各交点にＴＦＴを配列したアクティブマトリクス基板
に強誘電性液晶を組み合わせた図８に示すような液晶表
示素子を用いて説明する。各交点のＴＦＴのゲート電極
は走査電極に接続され、ソース電極は信号電極に接続さ
れる。Ｐ1/1，Ｐ1/2，．．．Ｐ1/m，Ｐ1/m+1，．．．Ｐ
n/1，Ｐn/2，．．．Ｐn/m，Ｐn/m+1，．．．などは各交
点に形成されたＴＦＴのドレイン電極に接続された画素
を示す。この液晶表示素子を駆動するための駆動波形を
図９に示す。

【００１４】まず、ｔ1の時間、走査電極Ｇ1より信号を
送ってＴＦＴをオンにする。これに同期して、Ｇ1に接
続された画素（Ｐ1/1，Ｐ1/2，Ｐ1/m，Ｐ1/m+1，Ｐ1/k-
1，Ｐ1/k、など）に求められる表示に対応するゼロまた
は正の電圧を信号電極から印加する。次のｔ1の時間に
はＧ2より信号を送ってＴＦＴをオンにし、これに同期
させて信号電極から信号を送る。以下同様にして順次各
走査電極に接続したＴＦＴをオンにしてゆく。

【００１５】さて、総ての走査電極より信号を送った
後、再びｔ1の時間走査電極Ｇ1より信号を送ってＴＦＴ
をオンにする。これに同期して、Ｇ1に接続された画素
（Ｐ1/1，Ｐ1/2，Ｐ1/m，Ｐ1/m+1，Ｐ1/k-1，Ｐ1/k、な
ど）に求められる表示に対応するゼロまたは負の電圧を
信号電極からは印加する。次のｔ1の時間にはＧ2より信
号を送ってＴＦＴをオンにし、これに同期させて信号電
極からゼロまたは負の信号を送る。以下同様にして順次
各走査電極に接続したＴＦＴをオンにしてゆく。このと
き画素に印加される電圧波形とそのときの透過光量変化
の一例を図９に示す。画素Ｐ1/1には大きな値の正負の
電界が１フレームごとに交互に印加され、この画素は白
表示となる。画素Ｐ1/2に印加される電圧は最初の４フ
レームでは画素Ｐ1/1に印加される電圧よりも小さく、
このためＰ1/2はＰ1/1よりも暗い表示となり、中間調表
示が得られる。５番目と６番目のフレームでは印加され
る電圧はゼロとなり、この画素は黒表示に変化する。こ
こで、一つ大切なことは、偏光板の合わせ方と、電界印
加の符号の関係である。図９の場合には、負の電界を印
加たときに生じるメモリ状態の消光位に偏光板の偏光方
向を合わせなければならない。別の言い方をすれば、正
の電圧を印加した後に、画素にかかる電圧がゼロとなる
ようにすると、黒表示が欲しいのに白表示となってしま
う。それゆえ、図９では２フレームで１セットとなり、
電圧値を変化させるのは２フレームで形成される１対の
フレームのうち、最初のフレームでのみ行わなければな
らない。なお、カラーフィルタを組み合わせればカラー
表示を得ることができる。

【００１６】以上説明したような本発明の強誘電性液晶
素子を用いると、以下の利点がある。まず、黒状態が求
められるときには液晶に電界がかからないため高コント
ラストが得られる。第２に、各画素に印加する電圧を変
えることで透過光量を変えることができ、容易に階調表
示を行うことができる。第３に、１フレーム毎に印加電
圧の極性を切り替えるため電荷の偏りのない信頼性の高
い液晶素子が得られる。また、ネマチック液晶をＴＦＴ
と組み合わせた素子に比べて応答速度が早く、視野角が
広いという長所がある。

【００１７】電極の上に、任意に絶縁性膜が形成され
る。この絶縁性膜は例えば、ＳｉＯ_2,ＳｉＮｘ，Ａｌ₂
Ｏ₃などの無機系薄膜、ポリイミド、フォトレジスト樹
脂、高分子液晶などの有機系薄膜などを用いることがで
きる。絶縁性膜が無機系薄膜の場合には蒸着法、スパッ
タ法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition)法、あるい
は溶液塗布法などによって形成出来る。また、絶縁性膜
が有機系薄膜の場合には有機物質を溶かした溶液または
その前駆体溶液を用いて、スピンナー塗布法、浸せき塗
布法、スクリーン印刷法、ロール塗布法、などで塗布
し、所定の硬化条件（加熱、光照射など）で硬化させ形
成する方法、あるいは蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法な
どで形成したり、ＬＢ（Langumuir-Blodgett）法などで
形成することもできる。

【００１８】任意に形成された絶縁性膜の上には配向膜
が形成される。本発明の配向膜には無機系の層を用いる
場合と有機系の層を用いる場合とがある。無機系の配向
膜を用いる場合、よく用いられる方法としては酸化ケイ
素の斜め蒸着がある。また、回転蒸着などの方法を用い
ることもできる。有機系の配向膜を用いる場合、ナイロ
ン、ポリビニルアルコール、ポリイミド等を用いること
ができ、通常この上をラビングする。また、高分子液
晶、ＬＢ膜を用いて配向させたり、磁場による配向、ス
ペーサエッジ法による配向なども可能である。また、Ｓ
ｉＯ_2,ＳｉＮｘなどを蒸着法、その上をラビングする方
法も可能である。

【００１９】本発明の一軸配向処理法としては、ラビン
グ法、斜方蒸着法などがあるが、大画面の液晶表示装置
の量産化の場合にはラビング法が有利である。ラビング
法の場合、配向膜を形成した後、ラビング処理を施すわ
けであるが、パラレルラビング法（一対の基板の両方に
ラビング処理を施しラビング方向が同一になるように貼
り合わせる方法）、アンチパラレルラビング法（一対の
基板の両方にラビング処理を施しラビング方向が逆にな
るように貼り合わせる方法）、片ラビング法（一対の基
板の片方にのみラビング処理を施す方法）がある。本発
明の強誘電性液晶素子の場合、いずれの配向法も用いる
ことができるが、ＴＦＴを形成しないほうの基板にのみ
ラビング処理を施す片ラビング法が特に好ましい。その
理由としては以下の２つを挙げることができる。まず第
１に、ＴＦＴを形成しない基板の方が平坦であり、均一
なラビング処理が容易にできるからである。第２に、Ｔ
ＦＴを形成した基板にラビング処理を施すと、その処理
によって生じる静電気によって、ＴＦＴの特性が変化し
たり、配線間の絶縁破壊が生じたりし易いためである。

【００２０】本発明の印加電圧に応答して光学特性が変
調される強誘電性液晶としては、例えば市販のZLI-5014
-000（電気容量2.88nF、自発分極-2.8Ｃ／ｃｍ²、メル
ク社製）、ZLI-5014-100（電気容量3.19nF、自発分極-2
0.0Ｃ／ｃｍ²、メルク社製）、FELIX-008（電気容量2.
26nF、自発分極-9.6Ｃ／ｃｍ²、ヘキスト社製）などが
挙げられる。

【００２１】さらに、これら液晶を混合してもよく、つ
ぎの化合物を適宜混合して用いてもよい。この化合物は
必ずしも液晶相を示す必要はなく、（ａ）作製する組成
物の液晶相の温度範囲を調整するための化合物、（ｂ）
強誘電性液晶相において大きな自発分極を示すか、また
は誘起する光学活性化合物、（ｃ）作製する組成物の液
晶相のらせんピッチを調整するための光学活性化合物な
どが挙げられる。注入後、アクリル系等のＵＶ硬化型の
樹脂で注入口を封止して液晶セルとする。

【００２２】さらに、この液晶セルの上下に偏光軸をほ
ぼ直交させた偏光板を配置させ、偏光板の一方の偏光軸
を無印加時における強誘電性液晶の一つの消光位にほぼ
一致させて液晶表示装置とした。

【００２３】本発明者らは種々の強誘電性液晶材料を用
いたセルをＴＦＴ回路で駆動した結果、ゲート電極をオ
フにした瞬間の液晶にかかる電圧の低下（△Ｖｏｆｆ）
に関して以下の知見を得た。ゲート電極のパルス幅が長いほど、△Ｖｏｆｆが小さ
い。自発分極が小さく、誘電率の周波数分散の小さな強誘
電性液晶材料を用いた場合、△Ｖｏｆｆが小さい。

【００２４】これは次のようなモデルで説明できる。ゲ
ートパルスが十分に長ければ、液晶分子はゲートがオン
になっている間に安定な位置まで動いており、ゲートを
オフした後それ以上動く必要はない。しかし、ゲートパ
ルスが短いと、ゲートのオン時間内に液晶分子はその安
定位置まで動ききっておらず、そのため、ゲートをオフ
化後も安定な位置まで動こうとする。しかし、強誘電性
液晶分子は自発分極をもっているため、液晶分子が動く
と必然的に電極間に保持されていた電荷が消費され、電
圧低下を招くことになる。このように考えると上の現象
を良く理解できる。すなわち、自発分極が小さければゲ
ートをオフした後に分子が動いても消費される電荷量が
小さいため、△Ｖｏｆｆが小さいと理解出来る。このよ
うに考えると、ゲートパルスが短いときには、△Ｖｏｆ
ｆは画素に保持される電荷量とゲートオフ後の液晶分子
の動きによる電荷消費との差となる。そして、ゲートオ
フ後の液晶分子の動きによる電荷消費は自発分極と画素
の面積と相関することになる。それゆえ、△Ｖｏｆｆを
実質上問題ない範囲まで押えるためには、Ｃ＊Ｖｍａｘ＞３＊Ｐｓ＊Ｓ（ここで、Ｃは各画素における強誘電性液晶の容量、Ｖ
ｍａｘはスイッチング素子より印加される最大電圧、Ｓ
は画素の面積、Ｐｓは強誘電性液晶の自発分極であ
る。）という関係を満たすように素子，材料を設計する
ことが必要である。

【００２５】また、本発明者は種々の強誘電性液晶材料
を用いたセルにつき各周波数の交流電圧印加における誘
電率を測定した結果、自発分極の大きい強誘電性液晶材
料においては、誘電率が周波数に依存して変化し、１０
ｋＨｚ以上の高周波数領域では誘電率が低くなっている
ことを確認した。これは、強誘電性液晶分子はその自発
分極の方向を印加電圧の方向に追従する様に動くことに
より高い誘電率を得ているが、高周波数領域においては
その動きが追従出来なくなり誘電率の低下が生じてお
り、この誘電率の変化は自発分極が大きいほど大きく、
ある程度自発分極が小さくなると目立たなくなると考え
ると理解出来る。ここで、自発分極の大きい強誘電性液
晶材料のように高周波数領域で誘電率が低く、低周波数
領域で誘電率が高い、ＴＦＴ駆動の際にゲートのオンに
よる書き込み時間の周波数が高いため強誘電性液晶材料
の誘電率は低く、ゲートオフ後の電圧保持時間の周波数
が低いため誘電率は高くなる。このため、ゲートオンに
より強誘電性液晶材料に書き込まれた電圧が、ゲートオ
フ後の誘電率の変化により低下する。それゆえ、この現
象に電圧の低下を防ぐため、誘電率の高周波数領域での
低下が影響しなくなる自発分極が５ｎＣ／ｃｍ²以下の
強誘電性液晶材料を用いる必要がある。

【００２６】

【実施例】

実施例１パターニングしたＩＴＯ膜を形成した一対のガラス基板
上にそれぞれ絶縁膜を形成し、ポリイミドＰＳＩ−Ａ−
２００１（チッソ社製）をスピンコートし、ラビングし
た。この一対のガラス基板をラビング方向が平行となる
ように、セル厚２μｍで貼り合わせ、表１に示す各強誘
電性液晶材料を真空注入し、それぞれの強誘電性液晶セ
ルを作製した。

【００２７】作製した強誘電性液晶セルの前後に消光位
の一つに偏光方向を合わせた一対の偏光板を設け、各強
誘電性液晶セルをＭＯＳトランジスタに接続し、図３に
示すゲート信号とソース信号を与えることにより、駆動
特性を評価した。ここで、ゲートパルス幅は４０μｓ、
ソース信号の周期を３０Ｈｚである。結果を表１に示し
た。

【００２８】

【表１】

【００２９】ソースドライバーにより印加出来る最大電
圧Ｖｍａｘを１０Ｖとし、強誘電性液晶セルの画素面積
Ｓが１ｃｍ²、各強誘電性液晶セルの誘電率Ｃと各強誘
電性液晶材料の自発分極Ｐｓを表１に示したとおりとす
ると、各セルのＣ＊Ｖｍａｘと３＊Ｐｓ＊Ｓは表２のよ
うになる。セル２，３はＣ＊Ｖｍａｘが３＊Ｐｓ＊Ｓよ
り小さく、また自発分極の絶対値が５ｎＣ／ｃｍ²以上
で誘電率が周波数により変化するので、これが△Ｖｏｆ
ｆが大きい原因となっている。一方、セル１はＣ＊Ｖｍ
ａｘが３＊Ｐｓ＊Ｓより大きく、また自発分極が５ｎＣ
／ｃｍ²以下で誘電率が周波数により変化しないので、
△Ｖｏｆｆが小さいことが分かる。

【００３０】

【表２】

【００３１】実施例２図１は、本発明の実施例のひとつであるアクティブマト
リクス型強誘電性液晶表示装置に用いられている液晶セ
ルの断面図である。本実施例の液晶セルは、一対の絶縁
性基板１及び２から構成されており、一方の絶縁性基板
１上には、ゲート電極２５、ゲート絶縁膜１１、チャネ
ル層１２、エッチングストッパ層１３、コンタクト層１
４、ソース電極３２、ドレイン電極３３から成り、スイ
ッチング素子として機能するＴＦＴ（薄膜トランジス
タ）３１と、ドレイン電極３３に電気的に接続された絵
素電極４１が形成されている。さらに、絵素電極４１を
形成した基板上の全面に保護膜１７を形成し、保護膜１
７上には配向膜１９が形成されている。他方の絶縁性基
板２上には透明性導電膜３、及び配向膜９が形成されて
いる。配向膜９，１９には、焼成後、常法にてラビング
処理を施してある。該一対の基板１及び２の間には、自
発分極の小さい強誘電性液晶（例えば、メルク社製ＺＬ
Ｉ−５０１４−０００等）を真空注入した液晶層１８が
封止されている。

【００３２】図２は、本実施例の液晶表示装置の平面図
である。走査線として機能する多数の平行するゲートバ
ス配線２１と、該配線２１に直交し信号線として機能す
るソースバス配線２３との交差位置近傍に、該ＴＦＴ３
１が配置されている。各ＴＦＴ３１には該絵素電極４１
が接続されており、各ゲートバス配線２１は走査線駆動
回路５０に接続され、各ソースバス配線２３は信号線駆
動回路５１に接続されている。

【００３３】図３は、この装置における駆動波形の一例
である。この例ではゲートパルスＶ _Gがオンしている間
に、情報信号Ｖ_OPがＴＦＴ３１を通して絵素電極４１に
印加され液晶層１８に電化が蓄積される。これによって
生じる電界Ｖ_LCに応じて液晶分子軸が動いて光を透過
し、与えられた情報信号に対応する中間調表示が得られ
る。

【００３４】このとき、自発分極の小さい強誘電性液晶
を用いているので、液晶層１８に生じる電界Ｖ_LCの低下
△Ｖｏｆｆが小さい。よって、与えられた情報信号に見
合った表示が得られ、良好なＴＦＴ駆動が行える。

【００３５】

【発明の効果】本発明の強誘電性液晶とＴＦＴなどのス
イッチング素子を用いることにより、連続階調の液晶表
示装置が実現できた。この表示装置をアクティブマトリ
クス駆動することにより、大容量、広視野角、高コント
ラスト、無限階調表示（フルカラー表示）の可能な液晶
表示装置を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のひとつであるアクティブマト
リクス型強誘電性液晶表示装置に用いられている液晶セ
ルの断面図である。

【図２】本実施例の液晶表示装置の摸式平面図である。

【図３】図２の装置における駆動波形の一例を示した図
である。

【図４】強誘電性液晶により中間調表示が得られるモー
ドを示した原理図である。

【図５】強誘電性液晶の電圧とチルト角の関係を示した
図である。

【図６】強誘電性液晶素子の電圧と透過光量（透過率）
の関係を示した図である。

【図７】アクティブマトリックス型液晶表示の説明の等
価回路図である。

【図８】本発明の強誘電性液晶とアクティブマトリック
スを組合せた図である。

【図９】本発明の駆動方についての説明の図である。

【符号の説明】

１，２ガラス基板３対向電極９，１９配向膜１１ゲート絶縁膜１２チャネル層１３エッチングストッパ層１４コンタクト層１７保護膜１８液晶層２１ゲートバス配線２３ソースバス配線２５ゲート電極３１ＴＦＴ３２ソース電極３３ドレイン電極４１絵素電極５０走査線駆動回路５１信号線駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者片山幹雄大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者田川晶大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者竹田均大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者向殿充浩大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (56)参考文献特開平３−243915（ＪＰ，Ａ) 特開平４−212126（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02F 1/133 G02F 1/1343 G09G 3/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方が透光性を有する一対の
基板のうち片方の基板上に、複数の走査電極と複数の信
号電極がマトリクス上に形成され、電極の各交点にスイ
ッチング素子が設けられ、一対の基板の双方に電界印加
用の電極膜と配向膜を有する液晶セルに、印加電圧に応
答して光学特性が変調される強誘電性液晶が充填された
液晶セルの前後に、無印加時における強誘電性液晶の一
つの消光位にあわせて、一対の偏光板を設置した強誘電
性液晶表示装置において、該装置が、強誘電性液晶の電気容量Ｃ（Ｃ／Ｖ；クーロ
ン／ボルト）と自発分極Ｐｓ（Ｃ／ｃｍ²）およびスイ
ッチング素子の印加最大電圧Ｖｍａｘ（Ｖ；ボルト）と
印加画素面積Ｓ（ｃｍ²）とで、次式；Ｃ＊Ｖｍａｘ＞３＊Ｐｓ＊Ｓなる関係を満足するよう構成されてなる強誘電性液晶表
示装置。
【請求項２】強誘電性液晶が５ｎＣ／ｃｍ²以下の自
発分極Ｐｓを有するものである請求項１に記載の強誘電
性液晶表示装置。
【請求項３】スイッチング素子が、アモルファスシリ
コンまたはポリシリコンを半導体膜に用いた薄膜トラン
ジスタである請求項１に記載の強誘電性液晶表示装置。