JPH02184821A - 強誘電性液晶ディスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、強誘電性液晶ディスプレイに関する。

従来の技術 強誘電性液晶は、高速応答性、双安定性を特徴としてい
ることから、大画面ディスプレイとして回持されている
。しかし、双安定性であるために、中間的な状態の制御
が難しく、画像表示などの階調表示の必要なディスプレ
イには使用困難であるとされてきた。しかし、最近階調
を実現するための方法として、マルチドメインによる階
調表示、時間階調、面積階調などが提案されている。

マルチドメインによる階調表示は、各画素内でのドメイ
ン発生を電圧パルス高、電圧パルス巾で制御するもので
ある。しかし、各画素内に均一にドメインを発生させる
ことが困難である。このドメイン発生を、画素内で液晶
層の厚みに段差をつけることにより、液晶層にかかる電
圧をこの段差で変化させ、実効的に異なるしきい値電圧
で駆動させる方法も提案されている。

時間階調は、各フレームを数個のサブフレームに分割し
、ｌフレーム内で、画素のデユーティ−比を変化させ駆
動するものである。このため、高速応答の液晶材料を必
要とするうえ、駆動系が複雑なものになるという欠点を
持つ。

面積階調は、各画素をさらに細分化し、階調を得るもの
である。しかし、多階調を得るためには、高精細のパタ
ーンニング技術が必要となり、回路的にも複雑なものと
なる。

以−ト３つの方法が、階調について現在までに提案され
ている主な方法であるが、それぞれ長所、短所があり、
決定的な方法はまだ見つかっていない。

しかしながら、面積階調による方法が、液晶材料、回路
構成などから考えて、もつとも実現可能性があると考え
られる。

発明が解決しようとする課題 各画素をさらに細分化し、面積階調をおこなう場合、例
えば、縦、横５等分で、２５０ドツトに等分割した場合
を考えてみる。このとき、細分化されたそれぞれのドツ
トを二値表示したとすると、階調は、すべてオン、すべ
てオフのときも含めると２６階調となる。この様に、画
素をｎ＠に等分割した場合には、　（１＋ｎ）ＰＪ調が
得られる。しかし、より多階調を得るためには、ドツト
をより分割する必要があり、非常に高精細のパターンニ
ング技術を要することになる。

さらに、各画素を細分化するために、ドツトの集まりと
して一つの画素を表示するためには、極めて複雑な回路
構成となる。

本発明は、このような従来技術の課題を解決することを
目的とする。

課題を解決するための手段 本発明にかかる強誘電性液晶ディスプレイは、画面を構
成する各画素を、面積比、１：　２：　４：・・・・・
・・・・：２’（ｎは１以上の整数）の（ｎ＋１）ｇの
ドツトから作成し、各ドツトを少なくとも二値表示する
ことで、多階調を得ることを特徴とする。

作用 本発明は、画面を構成する各画素を、異なる面積比に細
分化されたドツトから形成することで、多階調表示を得
た。

実施例 以下に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

先ず、本発明の詳細な説明する。

例えば、各画素を面積比が、１：　２：　４に細分化さ
れたドツトから作成したとする（第３図）。

このとき、それぞれのドツトを二値表示したときの片方
を１、もう片方を０とすると、１．０の組合せは、　（
０，０，０）、　　（１，０，０）、　　（０゜１、　
０）、　　　（１，１，０）、　　　（０，０，１）。

（１，０，１）、　　　（０，１，ＩＬ　　　（１，１
，１）の８種類で、強誘電性液晶を二値表示したときの
一方の透過率を１００％、もう一方の透過率を０％とす
ると、１画素中の透過率の比はそれぞれ、０、　１．　
２．　３．　４．　５．　６．　７となり、８階調表示
が可能となる。

同様に、各画素を１：　２：　４：　８に細分化した場
合には、分割画素の二値表示を組み合わせると、その面
積比は０．　１．　２．　３．　４．　５．　６．　７
゜８、　９．　１０．　１１．　１２．　１３．　１４
．　１５で１６階調表示が得られる。この様に、各画素
をその面積比が、１：　２：　４：・・・・・・・・・
：２’（ｎは１以上の整数）のドツトになるようにさら
に分割し、その細分化されたドツトを二値表示するとす
れば、２い゛目通りの階調表示が可能である。従って、
従来は１６階調を得るためには、１つの画素を１６分割
する必要があったのに対し、本発明では、４分割すれば
１６階調得られることになり、パターンニング、回路構
成は複雑なものにはならない。

ドツトの面積比が１：　２：　４：・・・・・・：２ｎ
（ｎは１以上の整数）となるような画素の分割方法以外
に、他にいろいろな面積比に分割する方法が考えられる
が、本発明以外の分割方法では、２　ｉｎ＋Ｉ１通りの
階調が得られなかったり、また透過率を同じ割合ずつ変
化させろことができないなどの欠点をもち、最適なもの
といえない。

本実施例においては、回路構成を簡潔にするため、強誘
電性液晶の２つのメモリ状態間の二値表示を用いたが、
本発明の階調方法と、マルチドメインによる階調表示、
あるいは時間階調など他の階調表示方法と組み合わせて
用いてもさらに良いことはいうまでもない。

また、各画素の分割方法に関しては、本実施例に限定す
るものでもない。

実施例１ 本発明における強誘電性液晶ディスプレイのセル構造及
びその製造方法について詳細に説明する。

第１図は、実施例１における強誘電性液晶ディスプレイ
の断面図である。

上下２枚のガラス基板を張り合わせたときに、各画素の
電極形状が第３図のように、ドツトの面積比が１：　２
：　４となるように、ガラス基板１上にＩＴＯ電極２と
して、短冊形状の電極の幅が１：２：４の比になるよう
に、またガラス基板９上にＩＴＯ電極８として短冊形状
の電極の幅が一定の間隔になるように、真空蒸着法、あ
るいはスパッタ法により作成する。各画素の大きさは、
１８５８ｍＸ１８５μｍで、電極部、電極間のピッチは
、２５μｍ−５μｍ−５０μｍ−５）ｔｍ−５）０μｍ
、各画素同士は１０μｍの電極間ピッチで作成した。

このＩＴＯ電極の付いた基板上に、配向膜３゜４として
、ポリイミドを乾燥後の膜厚カ月０００Ａとなるように
成膜した。

次に、この基板上の配向膜をラビングし、その後、この
ラビングした方向が互いに逆平行になるように、ビーズ
スペーサ６（２７１ｍ）を介して貼合わせ、注入口以外
の部分をシール樹脂５でシールした。次に液晶７として
、チッソ石油化学社製の強誘電性液晶Ｃ５−１０１４を
素子内に減圧下、ネマチック相温度領域で注入した後、
室温まで徐冷し、注入口を封止した。

この強誘電性液晶セルを偏光顕微鏡下で、観察したとこ
ろ均一な配向が得られていることが分かった。また、メ
モリ性を第５図のようなパルス電圧を印加し、その時の
透過率の変化を測定したところ、充分な双安定が得られ
ていることを確認した。

次に階調表示について、次のように測定を行った。第５
図と同様のパルス電圧を、１：　２：　４に分割した各
ドツトに１回ずつ印加する。このとき、強誘電性液晶セ
ルの２つのメモリ状態のうち、透過率の大きい方を１、
小さい方をＯとすると、その組合せは、　（０，Ｏ，Ｏ
）、　　（Ｌ　　Ｏ，Ｏ）。

（０，１，Ｏ）、　　（１，１，ＯＬ　　（０，０，１
）（１，ｏ、　　１）、　　（ｏ、　　１．　１）、　
　（１，１゜ｌ）の８通りが可能である。このように駆
動させたときの、偏光顕微鏡下での面積２ｍｍ２におけ
る透過率を、それぞれのドツトにパルスが印加されてか
ら、１００ｍ５ｅｃ後に測定した。

分割したドツトを８通りの方法で駆動したところ、８階
調が得られることがわかった。

実施例２ 第２図は、実施例２における強誘電性液晶ディスプレイ
の断面図である。

上下２枚のガラス基板を張り合わせたときに、各画素の
電極形状が第４図のように、ドツトの面積比が１：　２
：　４：　８になるように、ガラス基板１、−１ｍ、に
ＴＴＯ電極２として、短冊形状の電極の幅が１＝２の比
になるように、またガラス基板９１にＩＴＯ電極８とし
て、短冊形状の電極の幅が１：４の比になるように、真
空蒸着法、あるいはスパッタ法により作成する。各画素
の大きさは、１５５μｍＸ　１５５　）、ｔｍで、電極
部、電極間のピッチは、横が５０μｍ−５μｍ−１００
１１ｍ、縦が３０ＩＬｍ　−５７ｚｍ　−１２０）ｔｍ
で、各画素同士は１１０７ｚの電極間ピッチで作成した
。

このＩＴＯ電極の付いた基板上に、配向膜３゜４として
、ポリイミドを乾燥後の膜厚め月００ＯＡとなるように
成膜した。

次に、この基板上の配向膜をラビングし、その後、この
ラビングした方向が互いに逆平行になるように、ビーズ
スペーサ６（２μｍ）を介して貼合わせ、注入口以外の
部分をシール樹脂５でシールした。次に液晶７として、
チッソ石油化学社製の強誘電性液晶ＣＳ−１０ｉ　４を
素子内に減圧下、ネマチック相温度領域で注入した後、
室温まで徐冷し、注入口を封止した。

この強誘電性液晶セルを偏光顕微鏡下で、観察したとこ
ろ均一な配向が得られていることが分かった。充分なメ
モリ性が得られていることを確認した後、階調表示につ
いて、次のように測定を行った。第５図と同様のパルス
電圧を、１：　２：　／Ｌ：８に分割した各ドツトに１
回ずつ印加する。このとき、強誘電性液晶セルの２つの
メモリ状態のうち、透過率の大きい方を１、小さい方を
０とすると、その■合せは、　（０，０，Ｏ，Ｏ）、　
　（１，。

０、　０．　　Ｏ）、　　（０，１，Ｏ，ＯＬ　　（Ｌ
　　１゜０、　　Ｏ）、　　（０，０，１，Ｏ）、　　
（Ｌ　　Ｏ，１゜０）　＋　　（ＯＴ　　１１　１　Ｔ
　　Ｏ）　＋　　（ｉ　ｓ　　１１　　ｔ　＋　　ｏ　
）　＋（０，０，０，１）、　　（１，０，０，１）、
　　（０゜１．　０．　１）、　　（１，１，０，ｌ）
、　　（０，０゜１、　１）、　　（１，０，］、　　
１）、　　（０，ｌ、　　１゜１）、　　（Ｌ　　Ｌ　
　１．１）の１６通りが可能である。このように駆動さ
せたときの、偏光顕微鏡下での面積２ｍｍ２における透
過率を、それぞれのドツトζこパルスが印加されてから
、１００ｍ５ｅｃ後に測定した。

分割したドツトを１６通りの方法で駆動したところ、１
６階調が得られることがわかった。

比較例１ 実施例１と同様に液晶セルを作成した。このとき用いた
ＩＴＯ電極は、電極部、電極間部のピッチは上下ともに
同じになるように作成した。最小画素の面積は、２００
μｍ　Ｘ　２００μｍで、電極間は２０μｍ０ この強誘電性液晶セルでは階調表示することはできなか
った。

比較例２ 実施例１と同様に液晶セルを作成した。このとき、上下
２枚のガラス基板を張り合わせたときに、各画素のドツ
トの面積比が１：　２：　３となるように、一方のガラ
ス基板上にＩＴＯ電極として、短冊形状の電極の幅が１
：　２：　３の比になるように、またもう一方のガラス
基板上にＩＴＯ電極として短冊形状の電極の幅が一定の
間隔になるように、真空蒸着法、あるいはスパッタ法に
より作成する。

各画素の大きさは、１９０μｍＸ１９０μｍで、電極部
、電極間のピッチは、３０μｍ５μｍ−６０Ｉ１ｍ−ｍ
−６０Ｉ１μｍ、各画素同士は１０μｍの電極間ピッチ
で作成した。

この強誘電性液晶セルを偏光顕微鏡下で、観察したとこ
ろ均一な配向が得られていることが分かった。しかし、
階調表示に関しては、０、ｌ、２．３．４．５．６の７
通りの表示しかできなかフた。

比較例３ 実施例１と同様に液晶セルを作成した。このとき、上下
２枚のガラス基板を張り合わせたときに、各画素のドツ
トの面積比が１：　２：　５になるように、一方のガラ
ス基板上にＩＴＯ電極として、短冊形状の電極の幅が１
：　２：　５の比になるように、もう一方のガラス基板
上にＩＴＯ電極として短冊形状の電極の幅が一定の間隔
になるように、真空蒸着法、あるいはスパッタ法により
作成する。各画素の大きさは、２１０μｍＸ２１０μｍ
で、電極部、電極間のピッチは、２５７ｚｍ−５μｍ−
５０μｍ−５μｍ−１２５μｍで、各画素同士は１０　
μｍの電極間ピッチで作成した。

この強誘電性液晶セルを偏光顕微鏡下で、観察したとこ
ろ均一な配向が得られていることが分かった。階調表示
に関して、０、ｌ、２．３．５．６．７．８の８通りの
表示が可能であったが、透過率の変化が一定でなく、充
分な階調表示はできなかった。

発明の効果 本発明の強誘電性液晶ディスプレイは、各画素を異なる
面積比からなるドツトより形成することで、容易にしか
も安価に多階調性が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例１における強誘電性液晶ディ
スプレイの断面図、第２図は、本発明の実施例２におけ
る強誘電性液晶ディスプレイの断面図、第３図は、同実
施例１における異なる面積比からなる画素を示す図、第
４図は、同実施例２における異なる面積比からなる画素
を示す図、第５図は、同実施例１．２で用いたメモリ性
、階調性測定のパルス電圧を示すグラフである。 ｌ、９・・・ガラス基板、２．８・・・ＩＴＯ電極、３
．４・・・配向膜、６・・・スペーサ、７・・・液晶。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝はか１名第 ］ 図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 強誘電性液晶ディスプレイにおいて、画面を構成する各
   画素が、面積比、１：２：４：・・・・・・・・・：２
   ＾ｎ（ｎは１以上の整数）の（ｎ＋１）個のドットから
   なることを特徴とする強誘電性液晶ディスプレイ。