JP2934737B2 - 表示装置およびその表示方法 - 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２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２ａ、ｂのプロジェクションテレ
ビは、ブラウン管または液晶表示装置８０，８１、チュ
ーナー８６、光学系８５、反射板８４、画面８３、より
なる。本発明は、図２ａの符号８０、８１で示される部
分の液晶表示装置に関するものである。

【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個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４ａ、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】しかしながら、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区間をとるため、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
（１０３）の幅は、前記ピッチ、ギャップの場合、２５
μｍとなってしまう。液晶表示装置として１０００×１
０００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照
明のための光源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。図１に本発明の例としてテ
レビ受像機の画像作成部分の構成を示す。本発明におい
ては、階調表示を可能とするための手段として、図１に
示すように第一の装置である従来の透過型液晶表示装置
３０４に加えて一組の画素電極を有する液晶装置３０１
とＮＤフィルター３０２よりなる二の装置を設けた。Ｎ
Ｄフィルターとはニュートラル・デンシティーフィルタ
ーの略であり、自由に透過率を設定させることができる
光学フィルターのことである。任意に透過率を設定させ
るとができるフィルターであれば他のフィルターを用い
てもよいことはいうまでもない。

【００１２】また、本発明においては、このＮＤフィル
ターの光の透過率が概略２⁰ 対２¹対２² 対、・・、対
２ⁿ （ｎは任意の自然数）であることを特徴としてい
る。本明細書においては説明を簡易にするため、３ビッ
トからなる光強度を用いて説明を加える。

【００１３】以下本発明の構成を図１に示す３ビットか
らなる光強度を用いて階調表示を行う装置を説明する。
本発明の一つの例である図１のテレビ受像機は、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３０３に
対し、階調表示を行なうために、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複数よりなる第二の装置を３つ設
け、３枚の画面を一組として実際に画面上に表示する一
つ画面を作ろうとするものである。

【００１４】図１において、光源より照射された光はハ
ーフミラーをクロスに構成した光を３方向に分ける光学
系３０６により、３つの第二の装置３０１に等分の強度
で分配される構成になっている。ここにおいて、３０３
はミラーであり３０６によって分配された光源の光を図
１でいえば左右の第二の装置に導く様に設けられる。３
０２はＮＤフィルターであり光の透過率を概略２⁰ 対２
¹ 対２² 対、・・、対２ⁿ （ｎは任意の自然数）として
変化させることができる。図１に示す装置の場合、ＮＤ
フィルターを３つ備えているので３種類の光強度を用い
ることができるので３ビットで階調表示を行うことにな
る。よってこの場合（図１の装置の場合）、第２の装置
３０１のＯＮ，ＯＦＦと３種類の光強度の組合せにによ
り２³＝８段階の階調表示を行うことができることにな
る。すなわち、本発明は第二の装置によって階調表示を
コントロールしようとするところに特徴を有する。

【００１５】もし、第２の装置とＮＤフィルターを５つ
設け、連続した５枚の画面によって一枚の画面すなわち
実際に人間が認識するある瞬間の画像を表示しようとす
る場合、概略２⁰ 対２¹ 対２² 対、・・、対２ⁿ （ｎは
任意の自然数）として任意透過率を変化させることので
きるＮＤフィルターを図１の場合と同じ様に設けること
によって、５ビットの光強度を用いて２⁵ ＝３２段階の
階調表示ができることになる。上記のような透過率の設
定を行うのは、ＯＮ，ＯＦＦ即ち２進数で階調表示を行
うためにバイナリコードを用いるためである。図１に示
される装置において第一の装置（図１の３０４）として
図６に示す様な画素数が２×２のマトリクスを有する液
晶電気光学装置を用いた場合における階調表示の仕方に
ついてその一例を説明する。

【００１６】図５に結果として認識される２×２の画素
を有する画面の表示例を示す。図５においては、８階調
中のレベルを暗から明に向かって、Ｇ０、Ｇ１、Ｇ２・
・・Ｇ７としたとき、Ａ１画素１０６のレベルをＧ０、
Ａ２画素１０７のレベルをＧ３、Ｂ１画素１０８のレベ
ルをＧ５、Ｂ２画素１０９のレベルをＧ７と表示させた
場合を示している。

【００１７】以下図５ような表示を行う方法について説
明する。この場合、図１に示す３つの第二の装置が設け
られているので、それぞれ光強度の異なる連続した３枚
の画面によって実際に我々に知覚される一枚の画面を合
成することになる。

【００１８】以下の表１に図５に示す表示を行う際に第
一の液晶電気光学装置の各画素のＯＮ，ＯＦＦそして第
二の液晶電気光学装置の透過光強度比すなわち透過率の
比の関係を示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】まず、１枚目の画面では、第二の装置の透
過率変化によって、光強度を１とし、第一の装置上の画
素をそれぞれ、Ａ１画素はＯＦＦ（光の未透過）、Ａ２
画素はＯＮ（光の透過）、Ｂ１画素はＯＮ（光の透
過）、Ｂ２画素もＯＮ（光の透過）の状態とする。

【００２１】２枚目の画面では、第二の装置の透過率の
選択によって、光強度を２とし、第一の装置上の画素を
それぞれ、Ａ１画素はＯＦＦ（光の未透過）、Ａ２画素
はＯＮ（光の透過）、Ｂ１画素はＯＦＦ（光の未透
過）、Ｂ２画素はＯＮ（光の透過）の状態とする。

【００２２】３枚目の画面では、第二の装置の透過率の
選択によって、光強度を４とし、第一の装置上の画素を
それぞれ、Ａ１画素はＯＦＦ（光の未透過）、Ａ２画素
はＯＦＦ（光の未透過）、Ｂ１画素はＯＮ（光の透
過）、Ｂ２画素はＯＮ（光の透過）の状態とする。

【００２３】以上表１に示すような操作を行うことによ
って、２×２のマトリックスにおいて、図５に示すよう
な階調表示を行うことができる。この様に第一の装置と
第二の装置を操作することによって、３画面１組で８階
調の表示まで行うことが出来る。また、本説明では、３
ビット（ｎ＝３）による説明にて代用したが、請求項で
示したｎは任意の自然数であり、他の値でもよいことは
言うまでもない。また、第一の装置３０４として、ＲＧ
Ｂ３色のフィルーを有するカラー表示装置を用いること
によって、階調表示可能なカラー表示装置を得ることが
できる。

【００２４】本発明においては、第二の装置は単一画素
を有する簡単な光透過型の液晶装置でよく、さらにいえ
ば、一種の光シャッターであればよい。また第１の装置
は、光を透過させ、その装置を透過した光を何らかのス
クリーンに投影することによって表示を行うことのでき
る表示装置であれば、液晶電気光学装置以外の表示装置
を用いてもよい。

【００２５】またさらに構成を簡単にするために図１の
反射ミラー３０３の所に液晶電気光学装置３０３を反射
型とした装置をＮＤフィルターとともに設け、異なる反
射率を有する第二の装置の選択で、本発明の構成をとっ
た場合におけるのと同等の効果を得ることができる。以
下、本発明の構成を各種液晶電気光学装置を用いて構成
した実施例を示す。

【実施例】

【００２６】〔実施例１〕 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６
に示すような回路構成すなわちインバータ型の構成を用
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７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８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。

【００２７】まず、本実施例において使用する液晶表示
装置の作製方法を図９を使用して説明する。図９（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５０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１０００〜３０００Å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０．５Ｐ
ａとした。タ−ゲットに石英または単結晶シリコンを用
い、成膜速度は３０〜１００Å／分であった。

【００２８】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(Si₂H₆) またはトリシラン(Si₃H₈) をＣＶＤ
装置に供給して成膜した。反応炉内圧力は３０〜３００
Ｐａ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−ルド電圧（Ｖt
h）に概略同一に制御するため、ホウ素をジボランを用
いて１×10¹⁵〜１×10¹⁸cm^-3の濃度として成膜中に添加
してもよい。

【００２９】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−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。

【００３０】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(SiH₄)ま
たはジシラン(Si₂H₆) 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。

【００３１】これらの方法によって形成された被膜は、
酸素が５×10²¹cm^-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−ル温度を
高くまたは熱アニ−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−
ク電流が増加してしまう。そのため４×10¹⁹〜４×10²¹
cm^-3の範囲とした。水素は４×10²⁰cm^-3であり、珪素４
×10²²cm^-3として比較すると１原子％であった。また、
ソ−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７×10¹⁹cm^-3以下、好ましくは１×10¹⁹
cm^-3以下とし、ピクセル（図７の破線２３で囲まれる領
域）を構成する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５×10²⁰〜５×10²¹cm^-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。

【００３２】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−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。

【００３３】アニ−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−ザラ
マン分光により測定すると単結晶の珪素のピ−ク５２２
cm^-1より低周波側にシフトしたピ−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、５０〜５
００Å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。

【００３４】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−ル移動度（μｈ）＝１０〜２００cm²／
ＶＳｅｃ、電子移動度（μe ）＝１５〜３００cm² ／Ｖ
Ｓｅｃが得られる。

【００３５】他方、上記の如き中温でのアニ−ルではな
く、９００〜１２００℃の高温アニ−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１０cm²/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。

【００３６】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。

【００３７】この後、この上側にリンが１〜５×10²¹cm
^-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),MoSi₂ または
WSi₂との多層膜を形成した。またこの多層膜はアルミを
含む合金でもよい。

【００３８】これを第２のフォトマスクにてパタ−ニ
ングして図９(B) を得た。ＰＴＦＴ用のゲイト電極９、
ＮＴＦＴ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−プ珪素を０．
２μｍ、その上にモリブデンを０．３μｍの厚さに形成
した。 図９（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−ス１
０、ドレイン１２に対し、ホウ素を１〜５×１０¹⁵cm^-2
のド−ズ量でイオン注入法によりゲイト電極をマスクと
する形で添加した。次に図９（Ｄ）の如く、ＮＴＦＴを
フォトマスクを用いて形成した。ＮＴＦＴ用のソ−ス
２０、ドレイン１８としてリンを１〜５×１０¹⁵cm^-2の
ドーズ量でイオン注入法により添加した。

【００３９】これらはゲイト絶縁膜５４を通じて行っ
た。しかし図９（Ｂ）において、ゲイト電極５５、５６
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。

【００４０】次に、６００℃にて１０〜５０時間再び加
熱アニ−ルを行った。ＰＴＦＴのソ−ス１０、ドレイン
１２、ＮＴＦＴのソ−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。

【００４１】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。

【００４２】本実施例では熱アニ−ルは図９（Ａ）、
（Ｄ）で２回行った。しかし図９（Ａ）のアニ−ルは求
める特性により省略し、双方を図９（Ｄ）のアニ−ルに
より兼ね製造時間の短縮を図ってもよい。図９（Ｅ）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−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。

【００４３】図９（Ｆ）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−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−ル
により成就した。

【００４４】かくの如くにしてＰＴＦＴ２２とＮＴＦＴ
１３と画素電極である透明導電膜の電極７０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（cm²/Vs）、Ｖthは−５．９
（Ｖ）で、ＮＴＦＴで移動度は４０（cm²/Vs）、Ｖthは
５．０（Ｖ）であった。

【００４５】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。なお、本実施例はインバータ型であるが、バッファ
型とインバータ型の違いは構成上、ＮＴＦＴとＰＴＦＴ
の位置が互いに逆になっているだけである。

【００４６】本実施例の回路構成である図６に示すイン
バータ回路について説明する。この回路は、液晶１４に
電界を加えるための画素１７を駆動するためのもので、
ＰＴＦＴ１３とＮＴＦＴ２２からなる。この２×２のマ
トリックス回路の実際上のパターン図が図７である。図
の６の３，４は図７のＹ₁ Ｙ₂ に相当し、５，８は
Ｘ_1a，Ｘ_1bに相当する。またこの回路を駆動するために
各信号線に加える信号の例を図８に示す。図８における
各画素ＡＡ，ＡＢ，ＢＡ，ＢＢは図７にその符号を記載
してある画素に対応する。

【００４７】また、もう一方に基板は、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法によっ
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。

【００４８】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１ｍｍ² 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。

【００４９】次に第二の装置に関する説明を加える。

【００５０】基板上に一つの電極およびリードを有する
第一の基板と、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
た第二の基板とによって、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１ｍ
ｍ² 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た。さらにこの外側に光の透過
率の比が１のもの、０．５のもの、０．２５のもののＮ
Ｄフィルターをそれぞれ密接または光路上に設置して、
第二の装置を作製した。

【００５１】なお、ここにおいて、必要に応じてＮＤフ
ィルターの透過率を設定した。以上のごとくして、図１
に示す様に、第一の装置（８０）および第二の装置（８
１）、光源（８２）、スクリーン（８３）、ミラー（８
４）、光学系（８５）、チューナー（８６）を設置して
テレビ受像機を得た。

【００５２】次に本装置の駆動に関して、説明を加え
る。

【００５３】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、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。

【００５４】３枚の第二の装置のうち、第一の期間には
光の透過率の比が０．２５のＮＤフィルターが設置され
たものをＯＮにして、透過光強度を最高時の１／４とし
た。第二の期間には光の透過率の比が０．５０のＮＤフ
ィルターが設置されたものをＯＮにして、透過光強度を
最高時の２／４とした。第三の期間には光の透過率の比
が１．００のＮＤフィルターが設置されたものをＯＮに
して、透過光強度を最高とした。

【００５５】これによって、三種類の強度の光をそれぞ
れＯＮまたはＯＦＦすることによって、第一の装置にお
いて、２³ ＝８段階の階調表示を可能にした。また、同
様に４枚の第二の装置を１組として、１６段階の階調表
示も確認している。

【００５６】〔実施例２〕 本実施例では、単純マトリックスによる表示装置を第一
の装置としている。

【００５７】まず、その表面にスパッタ法により１００
０Å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６４０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１．１
ｍｍ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。その工程の後、フォトリソ法を用いて４８０
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。

【００５８】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１ｍｍ² 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。

【００５９】第二の装置については、実施例１と同一の
ものを用いた。

【００６０】次に本装置の駆動に関して、説明を加え
る。

【００６１】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、３４．７２μ秒間書込みのための信
号が加えられる。図１１にその駆動波形を示す。また、
１画面では１６．６７ｍ秒を有し、２画面１組として３
３．３３ｍ秒となっている。

【００６２】従って、本実施例においては第二の装置は
２枚一組の液晶光学装置となる。２枚の第二の装置のう
ち、第一の期間には光の透過率の比が０．５０のＮＤフ
ィルターが設置されたものをＯＮにして、透過光強度を
最高時の１／２とした。第二の期間には光の透過率の比
が１．００のＮＤフィルターが設置されたものをＯＮに
して、透過光強度を最高とした。

【００６３】これによって、２² ＝４段階の階調表示を
可能にした。

【００６４】また、実施例１、実施例２においても、第
二の装置に、光硬化型変成アクリル樹脂のネットワーク
中にネマチック液晶を分散させた液晶装置を用いて液晶
表示装置を作製したところ良好な階調表示をえることが
出来た。

【００６５】

【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
も広範囲での仕様が可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるテレビ受像機の画像作製部分の構
造図をしめす。

【図２】従来例のプロジェクションテレビの構造図をし
めす。

【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】本発明の階調表示説明の図

【図６】本実施例の回路図を示す。

【図７】本実施例の基本構造図を示す。

【図８】本実施例の駆動信号を示す。

【図９】本実施例の作製工程を示す。

【符号の説明】

３０６・・・光学系 ３０３・・・ミラー ３０１・・・第二の装置 ３０２・・・ＮＤフィルター ３０５・・・光学系 ３０４・・・第一の装置

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を表示する第一の装置と、 フィルタを有し、入射する光のＯＮ（透過）またはＯＦ
   Ｆ（未透過）を選択できるｎ個の第二の装置と（ｎは任
   意の自然数）、 光源と、 光源から照射された光を前記ｎ個の第二の装置に均等に
   照射する光学系と、 前記ｎ個の第二の装置からの光を前記第一の装置に照射
   する光学系と、 前記第一の装置からの画像をスクリーンに照射する光学
   系と、 を有する表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記第一の装置は、
   複数の平行電極およびリードを有する第一の基板および
   第二の基板と、前記第一の基板と前記第二の基板とによ
   って挟まれた強誘電性液晶と、を有することを特徴とす
   る表示装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記第一の装置は、
   マトリクス状に配置された複数の薄膜トランジスタと前
   記複数の薄膜トランジスタのそれぞれのソース領域また
   はドレイン領域に接続された透明画素電極とを有する第
   一の基板と、透明電極を有する第二の基板と、前記第一
   の基板と前記第二の基板とによって挟まれた強誘電性液
   晶と、を有することを特徴とする表示装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、前記第一の装置は、
   マトリクス状に配置された複数の相補型薄膜トランジス
   タと前記複数の相補型薄膜トランジスタのそれぞれのソ
   ース領域またはドレイン領域に接続された透明画素電極
   とを有する第一の基板と、透明電極を有する第二の基板
   と、前記第一の基板と前記第二の基板とによって挟まれ
   た強誘電性液晶と、を有することを特徴とする表示装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか一において、
   前記ｎ個の第二の装置のそれぞれは、電極およびリード
   を有する第１の基板と、電極およびリードを有する第２
   の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板とによって
   挟まれた強誘電性液晶と、フィルタと、を有することを
   特徴とする表示装置。
6. 【請求項６】 前記ｎ個の第二の装置のフィルタの透過
   率は、それぞれ２ ⁰ ／２ ^n-1 、２ ¹ ／２ ^n-1 、・・・、
   ２ ^n-1 ／２ ^n-1 であることを特徴とする請求項１乃至５
   のいずれか一に記載の表示装置。
7. 【請求項７】 前記フィルタは、ＮＤフィルタである請
   求項１乃至６のいずれか一に記載の表示装置。
8. 【請求項８】 前記第一の装置は、カラーフィルタを有
   する請求項１乃至７のいずれか一に記載の表示装置。
9. 【請求項９】 光源からの光をｎ個（ｎは任意の自然
   数）の光に均等に分け、 前記ｎ個の光のそれぞれを、ｎ個の第二の装置に入射
   し、前記ｎ個の第二の装置は、それぞれ光のＯＮ（透
   過）またはＯＦＦ（未透過）を選択でき且つそれぞれ異
   なる透過率のフィルタによって前記光の強度を変化させ
   ることによって、前記ｎ個の第二の装置全体で２ ⁿ 通り
   の強度の光をつくることができ、 前記ｎ個の第二の装置からの光を、画像を表示する第一
   の装置に入射し、 前記第一の装置の画像をスクリーン上に表示する表示方
   法であって、 前記第二の装置は、それぞれ光のＯＮまたはＯＦＦをｎ
   回繰り返すことにより、前記２ ⁿ 通りの強度の光から選
   択されたｎ通りの強度の光を順につくりだし、 前記第一の装置は、前記ｎ通りの強度の光に対応した画
   像を順に表示することによって１画面を表示することを
   特徴とする表示方法。
10. 【請求項１０】 前記ｎ個の第二の装置のフィルタの透
    過率は、それぞれ２ ⁰ ／２ ^n-1 、２ ¹ ／２ ^n-1 、・・
    ・、２ ^n-1 ／２ ^n-1 であることを特徴とする請求項９に
    記載の表示方法。
11. 【請求項１１】 前記フィルタは、ＮＤフィルタである
    請求項９または１０に記載の表示方法。
12. 【請求項１２】 前記第一の装置は、カラーフィルタを
    有する請求項９乃至１１のいずれか一に記載の表示方
    法。