JPH052210B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH052210B2
JPH052210B2 JP27124985A JP27124985A JPH052210B2 JP H052210 B2 JPH052210 B2 JP H052210B2 JP 27124985 A JP27124985 A JP 27124985A JP 27124985 A JP27124985 A JP 27124985A JP H052210 B2 JPH052210 B2 JP H052210B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
electrodes
electrode
ferroelectric
flc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP27124985A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62131225A (en
Inventor
Shunpei Yamazaki
Takashi Inushima
Toshimitsu Konuma
Toshiji Hamaya
Akira Mase
Mitsunori Sakama
Minoru Myazaki
Toshiji Yamaguchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP27124985A priority Critical patent/JPS62131225A/en
Publication of JPS62131225A publication Critical patent/JPS62131225A/en
Publication of JPH052210B2 publication Critical patent/JPH052210B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133711Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の利用分野」 この発明は、液晶装置に関するものであつて、
液晶材料と強誘電体(以下FEという)を用いた
液晶表示装置を設けることにより、マイクロコン
ピユータ、ワードプロセツサまたはテレビ等の表
示部の薄膜化を図るものである。この発明は、特
に実質的にグレースケール(灰色の明度)を構成
せしめフルカラー表示を行わんとする時の階調表
示の可能な液晶表示装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] "Field of Application of the Invention" This invention relates to a liquid crystal device, and includes:
By providing a liquid crystal display device using a liquid crystal material and a ferroelectric material (hereinafter referred to as FE), it is possible to make the display part of a microcomputer, word processor, television, etc. thinner. The present invention particularly relates to a liquid crystal display device that is capable of displaying gradations in a substantially gray scale (gray lightness) and full color display.

「従来の技術」 固体表示パネルは各絵素を独立に制御する方式
が大面積用として有効である。このようなパネル
として、従来は、二周波液晶例えばツウイステツ
ド・ネマチツク液晶(以下TN液晶という)を用
い、横方向400素子また縦方向200素子とするA4
判サイズの単純マトリツクス構成にマルチプレキ
シング駆動方式を用いた表示装置が知られてい
る。
``Prior Art'' For solid-state display panels, a system in which each picture element is controlled independently is effective for large-area displays. Conventionally, such panels use dual-frequency liquid crystals, such as twisted nematic liquid crystals (hereinafter referred to as TN liquid crystals), and have 400 elements in the horizontal direction and 200 elements in the vertical direction.
A display device using a multiplexing drive method in a simple matrix configuration of format size is known.

しかし、かかるTN液晶を用いた場合、その周
波数応答特性がミリ秒のオーダであり、きわめて
遅い。このため640×400セグメントまたはそれ以
上とすることが実質的に不可能であつた。
However, when such a TN liquid crystal is used, its frequency response characteristic is on the order of milliseconds and is extremely slow. For this reason, it has been virtually impossible to create 640×400 segments or more.

さらにかかるTNを用いた表示装置において、
フルカラー化に必要不可欠なグレースケール(灰
色の明度)を出すことは周辺回路が複雑になり実
質的に不可能であつた。
Furthermore, in a display device using such a TN,
It was virtually impossible to produce the gray scale (lightness of gray) that is essential for full-color printing because the peripheral circuitry was complicated.

「発明が解決しようとする問題点」 かかるTN液を用いると、 (1) 液晶の情報が揮発性であるために、繰り返し
「0」、「1」を保持するのに信号を与えなけれ
ばならない。このためフルカラー化のためにま
ず必要とされるグレースケールを出そうとして
も周辺回路がきわめて複雑になつてしまう。
"Problems to be Solved by the Invention" When using such a TN liquid, (1) Since the information on the liquid crystal is volatile, a signal must be given to repeatedly maintain "0" and "1". . For this reason, even if it were to produce the gray scale required for full color, the peripheral circuitry would become extremely complex.

(2) また他方、強誘電性液晶が知られている。し
かしこれまで知られているFLCを用いた液晶
装置はモノドメン(大面積を1つのドメイン
(同一の特性を有する領域、範囲)とすること
により、「0」、「1」のコントラスト比を向上
させんとするものであつた。
(2) On the other hand, ferroelectric liquid crystals are known. However, conventional liquid crystal devices using FLC improve the contrast ratio of "0" and "1" by making a large area into one domain (region or range with the same characteristics). It was something like that.

このため、このFLCを用いてグレースケール
を出すことは理論的に不可能であるとされてい
た。
For this reason, it was considered theoretically impossible to produce grayscale using this FLC.

しかし本発明はかかるFLCを用いて実質的に
グレースケールを得んとするものである。
However, the present invention aims to obtain a substantially gray scale using such FLC.

「問題を解決するための手段」 本発明はかかる問題を解決するため、液晶材料
としてスメクチツクC相(SmC*)を呈する強誘
電性液晶(FLCという)を用いたゲスト・ホス
ト型または複屈折型の構成を有せしめる。さらに
この強誘電性液晶をマルチドメイン(ドメインが
多数同一領域に存在している)好ましくはマイク
ロマルチドメイン化(一領域即ち一対の電極を構
成する領域に少なくとも10個以上の複数のドメイ
ンを存在させる)して構成せしめんとするもので
ある。このため、1つの画素内の電極上に複数の
FEを散在せしめたまたは実質的に散在せしめた
ものである。するとこのFLCに対し十分正また
は負の電圧を印加すれば、それに従つて透過即ち
「1」、または不透過即ち「0」を表示し得る。し
かしもし中間の電圧を印加すると、1つの画素内
においてあるドメインは「0」を他のドメインは
「1」を表示し、その混在状態を得ることができ
る。その結果、実質的に灰色(半透過)状態を得
ることができる。そのため印加電圧に比例して明
度を制御することができ、グレースケール化を可
能とせしめたものである。
"Means for Solving the Problem" In order to solve the problem, the present invention provides a guest-host type or birefringence type liquid crystal using a ferroelectric liquid crystal (referred to as FLC) exhibiting a smectic C phase (SmC * ) as a liquid crystal material. It has the following configuration. Furthermore, this ferroelectric liquid crystal is made into a multi-domain (a large number of domains are present in the same region), preferably a micro-multidomain (a plurality of domains of at least 10 or more are present in one region, that is, a region constituting a pair of electrodes). ). Therefore, multiple electrodes are placed on the electrode within one pixel.
FE is interspersed or substantially interspersed. Then, if a sufficiently positive or negative voltage is applied to this FLC, it can display transmission, that is, "1", or non-transmission, that is, "0". However, if an intermediate voltage is applied, a certain domain will display "0" and another domain will display "1" within one pixel, resulting in a mixed state. As a result, a substantially gray (semi-transparent) state can be obtained. Therefore, the brightness can be controlled in proportion to the applied voltage, making it possible to create a gray scale.

即ち液晶装置の一対の電極間の間隔を4μmまた
はそれ以下とし、かかる薄いセルに等方性の液晶
状態で液晶を混入して、温度降下させ、SmAを
得、さらに双安定なSmC*を得ることができる。
かかるSmC*に正の十分大きな電圧を印加する
と、分子が一方向に並び、そのチルト角度は、一
般に約+22.5度(FLCの種類により異なる)を得
ることができる。また逆の負の十分大きな電圧を
印加すると逆に約−22.5度を得ることができる。
そしてこの2つの状態は電圧を切つてもほとんど
変化しない不揮発性(双安定性)を有し、かつ互
いに約45度の角度(コーンアングル)を有する。
このため偏光板は2枚で光の透過、不透過を成就
し、複屈折型の表示装置を得ることができること
がわかつた。
That is, the distance between a pair of electrodes of a liquid crystal device is set to 4 μm or less, liquid crystal is mixed in an isotropic liquid crystal state into such a thin cell, the temperature is lowered, SmA is obtained, and bistable SmC * is obtained. be able to.
When a sufficiently large positive voltage is applied to such SmC * , the molecules align in one direction, and the tilt angle can generally be approximately +22.5 degrees (varies depending on the type of FLC). Conversely, if a sufficiently large negative voltage is applied, a temperature of approximately -22.5 degrees can be obtained.
These two states have non-volatility (bistability), which hardly changes even when the voltage is turned off, and they form an angle of about 45 degrees (cone angle) to each other.
Therefore, it has been found that two polarizing plates can achieve transmission and non-transmission of light, and a birefringent display device can be obtained.

そしてこの電圧を再び正の中間の電圧とすると
画素の中の複数のドメインの一部の液晶分子の長
軸は+約22.5度となり他の一部はもとの−約22.5
度を保持することになる。
If this voltage is again set to a positive intermediate voltage, the long axes of some of the liquid crystal molecules in the multiple domains in the pixel will be about +22.5 degrees, and the other parts will be about -22.5 degrees.
It will maintain the degree.

この中間の電圧を印加する場合、配向処理層の
一部は強誘電体(FE)を散在して用いている。
又は結晶性を有する強誘電体微粒子とその周辺を
囲む非晶質材(強誘電電性の程度が少ない)との
混合物の有機強誘電体を用いる。かかる有機強誘
電体はその微結晶粒子(100〜1000Åの大きさと
されている)の存在する部分では強誘電体として
のEc(臨界電圧)及び分極をそれぞれ固有に有す
る。しかしその微粒子と微粒子との間の非晶質領
域は必ずしも強いEcを有さない。このため1つ
の画素内の配向処理層として平均した結晶程度の
低い有機強誘電体の薄膜を形成することにより、
実質的に強誘電体を散在(クラスタ状に分散)さ
せ電極上に設けることができる。
When applying this intermediate voltage, ferroelectric material (FE) is used interspersed in a part of the alignment treatment layer.
Alternatively, an organic ferroelectric material is used, which is a mixture of crystalline ferroelectric fine particles and an amorphous material (with a low degree of ferroelectricity) surrounding the ferroelectric particles. Such an organic ferroelectric material has its own Ec (critical voltage) and polarization as a ferroelectric material in areas where microcrystalline particles (approximately 100 to 1000 Å in size) are present. However, the amorphous region between the fine particles does not necessarily have a strong Ec. For this reason, by forming an organic ferroelectric thin film with a low average crystallinity as an alignment layer within one pixel,
The ferroelectric material can be substantially scattered (distributed in clusters) and provided on the electrode.

そしてこの強誘電体の存在する部分のみ電圧印
加に伴いFLCの反転が速やかに起こる。このた
め印加電圧に従つて1つの領域または画素内に複
数のドメインを構成させることができる。
When a voltage is applied only to the portion where this ferroelectric material exists, FLC inversion occurs quickly. Therefore, a plurality of domains can be formed within one region or pixel according to the applied voltage.

即ち1つの領域または画素内にドメインのそれ
ぞれがS1……Si……Snの面積を有し、それぞれ
が分極PとしてP1……Pi……Pnを有する。さら
に中間の電圧Vmにより1……mまでが反転する
ならば、この領域の分極Pは P=ΣSiPi/ΣSi で与えられる。そしてこの分極PはVmによりす
べてのドメインが反転するよりも小さい値とな
り、実質的に1つの画素が中間の分極、即ち透過
状態即ちグレースケールを得ることができる。こ
れは階調を実質的に行い得るものでフルカラーデ
イスプレイに応用せんとする時、きわめて有効で
ある。
That is, within one region or pixel, each domain has an area of S 1 ...Si ...Sn, and each domain has a polarization P of P 1 ...Pi ...Pn. Furthermore, if up to 1...m is inverted by an intermediate voltage Vm, the polarization P in this region is given by P=ΣSiPi/ΣSi. Then, this polarization P becomes a value smaller than when all domains are inverted by Vm, and one pixel can substantially obtain an intermediate polarization, that is, a transparent state, that is, a gray scale. This allows for substantial gradation and is extremely effective when applied to full-color displays.

かかる目的のため、本発明は一対の基板(光の
入射側を対抗基板、反射側を単に基板という)と
その内側に存在する電極(光の入射側の電極を対
抗電極、内部側を単に電極という)と、さらにそ
の間に封入されたFLCおよび配向処理層として
のFEとを有する。そして偏向板を入射光側に1
枚および基板の反対側に1枚の計2枚配設した。
For this purpose, the present invention consists of a pair of substrates (the light incident side is referred to as a counter substrate, and the reflective side is simply referred to as a substrate) and an electrode existing inside the substrates (the electrode on the light incident side is referred to as a counter electrode, and the inner side is simply referred to as an electrode). ), and further includes FLC and FE as an alignment layer sealed between them. Then, place the polarizing plate 1 on the incident light side.
A total of two sheets were disposed, one on the opposite side of the substrate and one on the opposite side of the substrate.

特に本発明の液晶装置を反射型とするには、こ
の偏光板の外側に反射板を配設した。また透過型
とする場合は裏面側より透過光を照射した。
Particularly, in order to make the liquid crystal device of the present invention a reflective type, a reflective plate is disposed outside the polarizing plate. In the case of a transmission type, transmitted light was irradiated from the back side.

その場合、入射光の経路は第1の偏光板、対抗
基板、対抗電極、配向処理層、、FLC、配向処理
層、電極、基板、第2の偏光板、反射面、さらに
ここで反射され、逆の経路をたどる。さらに本発
明は大面積の素子に対し、電極の下側(基板側)
に直列に連結されたアクテイブ素子を設けクロス
トークを防止することも可能である。即ち本発明
はアクテイブ素子として双方向性の非線型素子
(以下NEという)とFLCとを結合せしめ液晶表
示装置とするように努めた。
In that case, the path of the incident light goes through the first polarizing plate, the opposing substrate, the opposing electrode, the alignment layer, the FLC, the alignment layer, the electrode, the substrate, the second polarizing plate, the reflective surface, and is further reflected here. Take the opposite route. Furthermore, the present invention can be applied to the lower side of the electrode (substrate side) for large-area devices.
It is also possible to provide active elements connected in series to prevent crosstalk. That is, the present invention has attempted to combine a bidirectional nonlinear element (hereinafter referred to as NE) as an active element with an FLC to form a liquid crystal display device.

本発明はさらに一対の電極により構成する領域
をマトリツクス化し、表示装置として用いる液晶
表示装置に応用することができる。この場合、対
抗する電極により構成する領域(以下表示装置に
応用する場合は単に画素と表記する)寸法よりも
液晶が形成するドメインの大きさを小さくし好ま
しくは数十分の1とする。
The present invention can further be applied to a liquid crystal display device in which a region constituted by a pair of electrodes is formed into a matrix and used as a display device. In this case, the size of the domain formed by the liquid crystal is smaller, preferably several tenths, of the area (hereinafter referred to simply as a pixel when applied to a display device) formed by opposing electrodes.

『作用』 かくの如きマルチ・ドメインのFLCを用いる
ことにより、 (1) グレースケールの成就が可能になる。
``Operation'' By using such a multi-domain FLC, (1) it becomes possible to achieve gray scale.

(2) モノドメインをA4版レベルで作ることは技
術的に不可能であるが、逆にマルチドメインを
用い、さらにそのドメインを画素の大きさに比
べて十分小さくすることにより、FLCの均一
な配向が容易になる。
(2) Although it is technically impossible to create a monodomain at the A4 size level, it is possible to create a uniform FLC by using a multidomain and making the domain sufficiently small compared to the pixel size. Orientation becomes easier.

(3) マルチドメインとするため、配向処理層の一
方または双方に対しクラスタ状に結晶性強誘電
体を散在させる。かくすることにより、SS
(Surface Stabilized)FLCの臨界電圧(Ec)
を個々の強誘電体の分極量に従つて、また印加
電圧に従つて設定することができる。このため
グレースケールの程度を配向処理層用のFEク
ラスタの大きさ、量を制御することにより自由
に作ることができる。
(3) To create a multi-domain structure, crystalline ferroelectric material is scattered in clusters on one or both of the alignment layers. By doing so, SS
(Surface Stabilized) Critical voltage of FLC (Ec)
can be set according to the amount of polarization of each ferroelectric material and according to the applied voltage. Therefore, the degree of gray scale can be freely created by controlling the size and amount of FE clusters for the alignment treatment layer.

さらに非線型素子とFLCとを用い、双方を相
乗的に動作せしめ、クロス・トークがなく、プロ
セスがそれほど複雑にならず、またFLCを用い
るため視野角も向上でき、理想型にきわめて近い
構成を実現し得ることがわかつた。
Furthermore, by using non-linear elements and FLC, both of them operate synergistically, there is no crosstalk, the process is not very complicated, and since FLC is used, the viewing angle can be improved, making it possible to achieve a configuration that is very close to the ideal type. I found out that it can be achieved.

このため、本発明によつて初めてグレースケー
ル化を成就し得るため、R(赤)、G(緑)、B(青)
のフイルタを各画素に対応して設け得る。そし
て、このフイルタを光が透過することによりフル
カラー化が可能となり、マイクロコンピユータ等
のデイスプレイとしては十分実用化が可能である
ことが判明した。
Therefore, since gray scale can be achieved for the first time with the present invention, R (red), G (green), B (blue)
A filter can be provided corresponding to each pixel. It was also found that by allowing light to pass through this filter, full-color display becomes possible, and that it can be put to practical use as a display for microcomputers and the like.

以下に実施例に従つて本発明を説明する。 The present invention will be explained below with reference to Examples.

実施例 1 第1図は本発明のFEとFLCとを一体化して用
いた液晶装置の一部を拡大して示したものであ
る。図面において、透光性基板例えばコーニング
7059ガラス基板20を用いた。この基板上に真空
蒸着法により一方の透光性電極23として形成し
た。また他方の対抗電極26として透光性導電膜
をガラス基板(対抗基板)20′上に形成する。
そしてこの一対の電極23、対抗基板26の内側
に配向処理層25′,25を設け、スペーサ(図
示せず)を介在させる。この配向処理層25′,
25は第2図Aにおいてはともに強誘電体とし
た。これらによりFLC(厚さ1.5μm)3を挟んで
いる。
Example 1 FIG. 1 is an enlarged view of a part of a liquid crystal device using an integrated FE and FLC of the present invention. In the drawings, a transparent substrate such as Corning
A 7059 glass substrate 20 was used. One transparent electrode 23 was formed on this substrate by vacuum evaporation. Further, a light-transmitting conductive film is formed as the other counter electrode 26 on the glass substrate (counter substrate) 20'.
Then, alignment treatment layers 25' and 25 are provided inside the pair of electrodes 23 and the opposing substrate 26, with spacers (not shown) interposed therebetween. This alignment treatment layer 25',
25 are both ferroelectric materials in FIG. 2A. These sandwich the FLC (thickness: 1.5 μm) 3.

そしてその一方25′は結晶強誘電体微粒子2
4と非晶質誘電体24′との混合体とし、この配
向処理層の結晶化率は20〜50%とした。するとこ
の強誘電体24が散在し、その周辺を誘電体が囲
む実質的に散在した構成とし得る。他方の配向処
理層25は80%以上が結晶化している強誘電性薄
膜を用いた。
On the other hand, 25' is the crystal ferroelectric fine particle 2.
4 and an amorphous dielectric material 24', and the crystallization rate of this alignment layer was set to 20 to 50%. Then, the ferroelectric material 24 is scattered and the dielectric material surrounds the ferroelectric material 24, resulting in a substantially scattered configuration. For the other orientation treatment layer 25, a ferroelectric thin film of which 80% or more was crystallized was used.

配向処理層として対抗電極26上にはVDF(ビ
ニリデンフロライド)とTrFE(トリフロロエチ
レン)との共重合体(成分比50以下/50以上、例
えば45/55)を用いた。これを10重量%メチル・
エチル・ケトン中にとかし希釈した溶液をスピン
法により塗布し、乾燥させて、最終膜厚として約
200Åの厚さに形成した。さらに他方の配向処理
層25としてVDF/TrFEの共重合体(結晶化率
が70〜100%と実質的にすべてが強誘電体とみら
れるような成分比例えば成分比52/48)を用い、
同様に約200Åの厚さに形成した。そして一方の
電極26上面はラビング処理を行わない配向膜と
し、他方の電極23上の配向処理層には有機化合
物強誘電体薄膜を形成しラビング処理を行つた。
ラビング処理の一例として、ベルベツト布をラビ
ング装置にて900PPMで回転させ、その表面を
2m/分(周辺部)の速度で同一方向に基板を移
動させて形成した。
A copolymer of VDF (vinylidene fluoride) and TrFE (trifluoroethylene) (component ratio of 50 or less/50 or more, for example 45/55) was used as the alignment treatment layer on the counter electrode 26. Add this to 10% by weight methyl
A solution diluted in ethyl ketone is applied by spin method, dried, and the final film thickness is approx.
It was formed to a thickness of 200 Å. Further, as the other alignment treatment layer 25, a VDF/TrFE copolymer (component ratio such that the crystallization rate is 70 to 100% and substantially all of the components are considered to be ferroelectric, for example, component ratio 52/48) is used,
Similarly, it was formed to a thickness of about 200 Å. The upper surface of one electrode 26 was an alignment film that was not subjected to rubbing treatment, and the alignment treatment layer on the other electrode 23 was formed with an organic compound ferroelectric thin film and subjected to rubbing treatment.
As an example of the rubbing process, a velvet cloth is rotated at 900 PPM using a rubbing machine, and its surface is
The substrate was formed by moving in the same direction at a speed of 2 m/min (peripheral area).

この有機強誘電体としては、ボリ弗化ビニリデ
ン(PVDF)、または塩化ビニリデン(CH2Cl2
または弗化ビニリデン(VDF:CH2CF2)とトリ
フロロエチレン(TrFE:CHF・CF2)、テト
ラ・フロロ・エチレン(CF2CF2)との重合体よ
り選択的に組合わせて用いてもよい。ビニリデ
ン・フロライド(CH2CF2)の代わりにCH2C
(CN2)を用いてもよい。
This organic ferroelectric material is polyvinylidene fluoride (PVDF) or vinylidene chloride (CH 2 Cl 2 ).
Alternatively, it may be used in combination selectively from polymers of vinylidene fluoride (VDF: CH 2 CF 2 ), trifluoroethylene (TrFE: CHF・CF 2 ), and tetrafluoroethylene (CF 2 CF 2 ). good. CH2C instead of vinylidene fluoride ( CH2CF2 )
(CN 2 ) may also be used.

さらにこの間には液晶性物質例えばS8(オクチ
ル・オキシ・ベンジリデン・アミノ・メチル・ブ
チル・ベンゾエイト)とB7またはB8とのブレン
ド液晶を充填した。これ以外でもDOBAMBC等
の液晶性物質または複数のブレンドを施した液晶
性物質を充填し得る。その一例として、
Ferroelectrics1984 Vol.59 pp126〜136J.W.
Goodbyらにより示された“Ferroelectrics
Switching in the Titled Smectic Phase of R
−C−3−4−n−Hexyloxydenzylidene4′−
Am′no−(2−Chloropropyl)(innamate
(HOBA CPC)″,特開昭59−98051又は特開昭
59−118744に記載された液晶材料を用いてもよ
い。
Furthermore, a liquid crystal blend of S8 (octyl oxy benzylidene amino methyl butyl benzoate) and B7 or B8 was filled in this space. In addition to this, a liquid crystal material such as DOBAMBC or a blend of a plurality of liquid crystal materials may be filled. As an example,
Ferroelectrics1984 Vol.59 pp126-136J.W.
“Ferroelectrics” shown by Goodby et al.
Switching in the Titled Smectic Phase of R
-C-3-4-n-Hexyloxydenzylidene4'-
Am′no−(2−Chloropropyl)(innamate
(HOBA CPC)'', JP-A-59-98051 or JP-A-Sho
59-118744 may be used.

第1図B〜Dは第1図Aを変形した実施例であ
る。第1図Bは第1の配向処理層は強誘電体薄膜
25′−1とその上にコートして設けられたポリ
イミド樹脂薄膜25′−2とよりなる。そして
FLC3とFE25′−1とは実質的に接する構成を
有する。このポリイミド樹脂薄膜25′−2上に
所定のラビング処理を行つた。他方の配向処理層
25は強誘電体薄膜とした。第1図Cは配向処理
層の一方のみ25′がFEである。他方25はポリ
イミド樹脂薄膜とし、その上面を所定のラビング
処理を行つた。第1図DはFE25′−1上に非強
誘電体薄膜25−2′を設けたものである。これ
ら4種類以外にも多くの実施例を考え得る。
FIGS. 1B to 1D are examples of modified versions of FIG. 1A. In FIG. 1B, the first alignment layer consists of a ferroelectric thin film 25'-1 and a polyimide resin thin film 25'-2 coated thereon. and
FLC3 and FE25'-1 have a configuration in which they are substantially in contact with each other. A predetermined rubbing treatment was performed on this polyimide resin thin film 25'-2. The other alignment layer 25 was a ferroelectric thin film. In FIG. 1C, only one of the alignment layers 25' is FE. The other layer 25 was a polyimide resin thin film, and its upper surface was subjected to a prescribed rubbing treatment. FIG. 1D shows a non-ferroelectric thin film 25-2' provided on the FE 25'-1. Many embodiments other than these four types can be considered.

本発明のマルチドメイン方式の液晶画素の第1
図Aで得られた特性を第2図に示す。図面に示す
ように電極に対して0Vより+15Vを加えると、
点31より出発し、曲線29を得、点32に至
る。さらに、再び0Vとしても曲線30をへて点
31へ至り「1」即ち透過が得られる。またこの
状態により−15Vを加えると、曲線29′を経て
点32′の状態が得られ、再び0Vとすると点31
の「0」即ち非透過の状態が得られる。さらに
本発明のマルチドメイン配向においては、例えば
+6Vを加えて再び0Vとすると、点32′より曲
線30′を経て点31′が得られ、半透明となる。
またこれを31の点より+4Vを加えると点3
2″より曲線30″をへて点31″の半不透明とな
る。即ち、十分負の電圧を加えた後、中途の正の
電圧を加えると半透明、半不透明のグレースケー
ルを作ることができる。これは逆に十分正の電圧
を加えた画素に対し逆に中間の負の電圧を加えて
も同様の傾向が得られる。そしてこのグレースケ
ールの程度は使用するFLCの種類、特性に依存
し、また1つのドメインの大きさにも依存する。
そして1つの画素より各ドメインが十分小さいよ
うに実質的にグレースケールを作ることができ
る。
First multi-domain type liquid crystal pixel of the present invention
The characteristics obtained in Figure A are shown in Figure 2. As shown in the drawing, when +15V is applied to the electrode from 0V,
Starting from point 31, a curve 29 is obtained, leading to point 32. Furthermore, even if the voltage is set to 0V again, it passes through the curve 30 and reaches the point 31, where "1", that is, transmission is obtained. Also, if -15V is applied in this state, the state at point 32' is obtained via curve 29', and when 0V is applied again, point 31 is obtained.
"0", that is, a non-transparent state is obtained. Further, in the multi-domain orientation of the present invention, if, for example, +6V is applied and the voltage is set to 0V again, a point 31' is obtained from a point 32' via a curve 30', and becomes translucent.
Also, if you add +4V from point 31, point 3
It becomes semi-opaque at point 31" after passing through curve 30" from 2". In other words, by applying a sufficiently negative voltage and then applying a mid-way positive voltage, a semi-transparent and semi-opaque gray scale can be created. .Conversely, a similar tendency can be obtained even if an intermediate negative voltage is applied to a pixel to which a sufficiently positive voltage is applied.The extent of this gray scale depends on the type and characteristics of the FLC used. , also depends on the size of one domain.
In effect, a gray scale can be created such that each domain is much smaller than one pixel.

実施例 2 第3図はアクテイブ素子型の液晶表示装置に本
発明を用いた回路図を示す。
Embodiment 2 FIG. 3 shows a circuit diagram in which the present invention is applied to an active element type liquid crystal display device.

図面において、画素はSCLAD(NIN構成を有
する空間電荷制御電流型アモルフアスシリコンダ
イトードのアクテイブ素子)2の電極21(第1
の電極)(図面では数字を矩形で取り囲む記号で
示す)より強誘電性液晶3の一方の電極23(第
3の電極)に連結している。SCLADはY配線
4,5に第2の電極22により連結している。他
方、FLC3の第4の電極34(対抗電極)はX
配線6,7に連結している。X配線は他の透光性
絶縁基板代表的にはガラス基板(第4図Cにおけ
る20′)側に密接して設けている(第4図Cに
おける6または34)。
In the drawing, the pixel is an electrode 21 (the first
(in the figure, a symbol surrounding a number with a rectangle) connects to one electrode 23 (third electrode) of the ferroelectric liquid crystal 3. SCLAD is connected to the Y wirings 4 and 5 by a second electrode 22. On the other hand, the fourth electrode 34 (counter electrode) of FLC3 is
It is connected to wirings 6 and 7. The X wiring is provided in close proximity to another light-transmitting insulating substrate, typically a glass substrate (20' in FIG. 4C) (6 or 34 in FIG. 4C).

第4図に本発明を積極的に応用したマトリツク
ス構成の液晶表示装置の実施例を示すが、第3図
における破線で囲んだ領域1での平面図A及び縦
断面図B,C,Dが示されている。
FIG. 4 shows an embodiment of a liquid crystal display device with a matrix structure to which the present invention is actively applied. It is shown.

さらに、第4図B,C,DはAにおけるそれぞ
れA.A′,B−B′,C−C′での縦断面図を記す。
加えて第5図C,Dは偏向板30,30′、液晶
3、配向処理層25,′25、カラーフイルタ2
6,26′、対抗電極34および対抗基板20′を
も示している。他のA,Bは非線型素子2を有す
る側のみを簡単のため示した。
Furthermore, FIGS. 4B, C, and D show longitudinal cross-sectional views taken along lines AA', BB', and CC' in A, respectively.
In addition, FIGS. 5C and 5D show polarizing plates 30, 30', liquid crystal 3, alignment treatment layers 25,'25, and color filter 2.
6, 26', counter electrode 34 and counter substrate 20' are also shown. The other A and B show only the side having the nonlinear element 2 for simplicity.

本発明は第4図Aに示す1つの画素23の内部
に複数のFLCのドメインを有せしめ、中間の電
圧の印加の際、その一部が「1」、他方が「0」
を構成せしめてグレースケールを表示させるもの
である。
The present invention has a plurality of FLC domains inside one pixel 23 shown in FIG. 4A, and when an intermediate voltage is applied, some of them are "1" and the other are "0".
This is to display grayscale by configuring the .

この画素に連結する素子の製造方法を略記す
る。
A method of manufacturing an element connected to this pixel will be briefly described.

即ち、2つのマスク,により矩形の第1の
電極21、第3の電極23およびその間に第1の
電極と同一形状の半導体2、第2の電極22、リ
ード4を構成する。また第3の電極を構成する透
光性導電膜の形状は420μm×420μmとした。
That is, by using two masks, a rectangular first electrode 21, a rectangular third electrode 23, and a semiconductor 2 having the same shape as the first electrode, a second electrode 22, and a lead 4 are formed between them. Further, the shape of the transparent conductive film constituting the third electrode was 420 μm×420 μm.

図面においてFLC3は一対の基板20および
対抗基板20′、一対の電極23及び対抗電極3
4、配向処理層25及び25′の間に充填されて
いる。
In the drawing, the FLC 3 includes a pair of substrates 20 and a counter substrate 20', a pair of electrodes 23 and a counter electrode 3.
4. It is filled between the alignment treatment layers 25 and 25'.

さらに第3図に示す周辺回路8,9をプリント
基板に配設し、このプリント基板のリードと表示
素子の各リードとを対応させて連結した。また第
5図は第3図で用いたNIN構造のSCLADのV−
I特性の一例を示す。これよりFLCとFEとが一
体化した液晶にこのSCLADを直列に連結するこ
とによりON/OFF比を6桁もとることができ、
クロストークを十分減少させ得ることがわかる。
Furthermore, the peripheral circuits 8 and 9 shown in FIG. 3 were arranged on a printed circuit board, and the leads of this printed circuit board and the leads of the display element were connected in correspondence with each other. In addition, Figure 5 shows the V− of the NIN structure SCLAD used in Figure 3.
An example of I characteristics is shown. By connecting this SCLAD in series to a liquid crystal that integrates FLC and FE, it is possible to achieve an ON/OFF ratio of 6 digits.
It can be seen that crosstalk can be sufficiently reduced.

第4図においてFEは薄膜上に25′として設け
た。しかし他方の電極23上にはFEを散在させ
それぞれのFEがクラスタを構成するようにした。
これは第1図Aにおいて非晶質部を除去すること
により得ることができる。かくしてそれぞれの画
素を良好なグレースケール表示させることができ
る。
In FIG. 4, FE was provided as 25' on the thin film. However, FEs were scattered on the other electrode 23 so that each FE constituted a cluster.
This can be obtained by removing the amorphous portion in FIG. 1A. In this way, each pixel can be displayed in good gray scale.

「効果」 本発明は以上に示す如く、透過型液晶表示装置
において、液晶としてFLCを用いたものである。
そして一方の電極にFEを散在または実質的に散
在させることによりマルチドメインをより細か
く、例えば好ましくは平均300〜2500μm2(形状
は一般に顕微鏡で観察して定型を有さないため、
面積は概略を示す)の1つの画素が420μm×
420μmの1/600〜1/10と1つのドメインを小さく
することにより得ることができる。
"Effects" As described above, the present invention uses FLC as a liquid crystal in a transmission type liquid crystal display device.
By interspersing or substantially interspersing FE in one electrode, the multidomains can be made finer, for example, preferably on average 300 to 2500 μm 2 (because the shape generally does not have a fixed shape when observed with a microscope,
Area is approximate) One pixel is 420μm×
It can be obtained by reducing one domain to 1/600 to 1/10 of 420 μm.

さらに本発明は実施例1〜2に示した如く、フ
ルカラー化方式であり、グレースケールの表示を
させた際、隣の画素でのクロストークを防ぐため
アクテイブ素子方式であることが有効である。
Furthermore, as shown in Examples 1 and 2, the present invention is a full-color system, and when displaying grayscale, it is effective to use an active element system to prevent crosstalk between adjacent pixels.

本発明の実施例は2×2のマトリツクスを示し
た。しかし実験は100×100のマトリツクスを作成
して試みたものである。そして文字等の表示を十
分に行うことが確認できた。周波数特性を考慮す
るならば、8ビツトパラレル処理を施し、1920
(640×3)×400のフルカラーの表示装置を作成す
ることも可能であると推定される。
The embodiment of the present invention shows a 2x2 matrix. However, the experiment was conducted by creating a 100 x 100 matrix. It was also confirmed that characters, etc. could be displayed sufficiently. Considering the frequency characteristics, 8-bit parallel processing is applied and 1920
It is estimated that it is also possible to create a full color display of (640 x 3) x 400 pixels.

本発明のFLCを用いた液晶装置において、マ
ルチドメイン特に所定の大きさの領域、例えば画
素に比べて十分小さい(少なくとも数個以上好ま
しくは数十個またはそれ以上のドメインを含む)
構成とすることにより、初めて得るものである。
そしてその大きな応用の1つとしてフルカラーデ
イスプレイが示される。しかし表示装置ではな
く、光デイスクメモリ装置、スピーカー等の音響
機器、プリンタさらに光センサ等との複合化を試
みてもよい。
In the liquid crystal device using the FLC of the present invention, a multi-domain area, particularly a region of a predetermined size, for example, sufficiently small compared to a pixel (including at least several domains, preferably several tens or more domains)
This can only be achieved by configuring the structure.
One of its major applications is full-color displays. However, instead of a display device, it is also possible to try combining it with an optical disk memory device, an audio device such as a speaker, a printer, an optical sensor, and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の液晶装置の一部縦断面図を示
す。第2図は本発明の強誘電性液晶および強誘電
体を一体化した表示装置の動作特性を示す。第3
図は本発明の液晶表示パネルの回路図を示す。第
4図は本発明の表示パネルの平面図および縦断面
図を示す。第5図は空間電荷制限電流複合ダイオ
ードの非線型素子の特性例を示す。
FIG. 1 shows a partial longitudinal sectional view of a liquid crystal device of the present invention. FIG. 2 shows the operating characteristics of a display device that integrates a ferroelectric liquid crystal and a ferroelectric material according to the present invention. Third
The figure shows a circuit diagram of a liquid crystal display panel of the present invention. FIG. 4 shows a plan view and a longitudinal sectional view of the display panel of the present invention. FIG. 5 shows an example of the characteristics of a nonlinear element of a space charge limited current composite diode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 電極を互いに有する一対の基板を前記電極を
有する面を内側にして対向させて設け、前記電極
上に散在してまたは実質的に散在して強誘電体を
有せしめるとともに、前記基板間に液晶材料を有
せしめたことを特徴とする液晶装置。 2 電極を互いに有する一対の基板を前記電極を
有する面を内側にして対向させて設け、前記電極
上に散在してまたは実質的に散在して強誘電体を
有せしめるとともに、前記基板間に液晶材料を有
せしめ、中間電圧の印加により一対の対抗する電
極の構成する領域内で前記強誘電体に近接した前
記液晶を選択的に透過の領域または非透過の領域
とせしめることにより実質的にグレースケールを
有せしめることを特徴とする液晶装置。 3 特許請求の範囲第1項又は第2項において、
一対の対抗する電極を構成する領域はマトリツク
ス配列された画素を構成し、該画素に実質的に階
調操作を行わしめることを特徴とする液晶装置。 4 特許請求の範囲第1項又は第2項において、
前記液晶材料としては、スメクチツクC相を呈す
る液晶または該液晶に染料等の添加物を添加した
液晶を用いることを特徴とする液晶装置。 5 特許請求の範囲第1項及び第2項において、
前記強誘電体はポリビニリデンフロライド、また
はビニリデンフロライドまたはビニリデンクロラ
イドとトリフロロエチレンまたはテトラフロロエ
チレンとの共重合体よりなることを特徴とする液
晶装置。
[Claims] 1. A pair of substrates each having electrodes are provided facing each other with the surfaces having the electrodes facing each other, and a ferroelectric material is provided scattered or substantially scattered on the electrodes. . A liquid crystal device, characterized in that a liquid crystal material is provided between the substrates. 2 A pair of substrates each having electrodes are provided facing each other with the surfaces having the electrodes inside, and a ferroelectric material is provided scattered or substantially scattered on the electrodes, and a liquid crystal is provided between the substrates. material, and by applying an intermediate voltage, the liquid crystal close to the ferroelectric material is made to selectively become a transmissive region or a non-transmissive region within a region constituted by a pair of opposing electrodes, thereby substantially graying the liquid crystal. A liquid crystal device characterized by having a scale. 3 In claim 1 or 2,
A liquid crystal device characterized in that regions forming a pair of opposing electrodes form pixels arranged in a matrix, and the pixels are substantially subjected to gradation operation. 4 In claim 1 or 2,
A liquid crystal device characterized in that the liquid crystal material is a liquid crystal exhibiting a smectic C phase or a liquid crystal obtained by adding an additive such as a dye to the liquid crystal. 5 In claims 1 and 2,
A liquid crystal device characterized in that the ferroelectric material is made of polyvinylidene fluoride or a copolymer of vinylidene fluoride or vinylidene chloride and trifluoroethylene or tetrafluoroethylene.
JP27124985A 1985-12-02 1985-12-02 Liquid crystal device Granted JPS62131225A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27124985A JPS62131225A (en) 1985-12-02 1985-12-02 Liquid crystal device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27124985A JPS62131225A (en) 1985-12-02 1985-12-02 Liquid crystal device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62131225A JPS62131225A (en) 1987-06-13
JPH052210B2 true JPH052210B2 (en) 1993-01-12

Family

ID=17497438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27124985A Granted JPS62131225A (en) 1985-12-02 1985-12-02 Liquid crystal device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62131225A (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2517549B2 (en) * 1986-04-02 1996-07-24 キヤノン株式会社 Optical modulator
ATE206532T1 (en) * 1992-07-30 2001-10-15 Canon Kk LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE
JP2510823B2 (en) * 1993-04-02 1996-06-26 キヤノン株式会社 Method of manufacturing optical modulator
WO2004008423A1 (en) * 2002-07-12 2004-01-22 Sharp Kabushiki Kaisha Wiring structure, display apparatus, and active device substrate
JP2011154269A (en) 2010-01-28 2011-08-11 Lg Display Co Ltd Liquid crystal display element and method for manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62131225A (en) 1987-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3634249B2 (en) Liquid crystal display device and display method thereof
JPS6254232A (en) Liquid crystal device
JP3466986B2 (en) Chiral smectic liquid crystal element and liquid crystal device
US5844652A (en) Liquid crystal display using a liquid crystal showing a ferroelectric property or an anti-ferroelectric property
JPH052210B2 (en)
JP3259633B2 (en) Antiferroelectric liquid crystal display
KR100958254B1 (en) Liquid crystal display of in-plane-switching mode and method of fabricating the same
JP3039170B2 (en) Driving method of ferroelectric liquid crystal display device
JPS63311235A (en) Manufacture of liquid crystal electrooptical device
JP3097498B2 (en) Liquid crystal display device using liquid crystal having ferroelectric phase
JPS6270815A (en) Liquid crystal device
US5258865A (en) Ferroelectric liquid crystal device
JP3259632B2 (en) Antiferroelectric liquid crystal display
JPS63198024A (en) Liquid crystal electrooptic device
KR100477132B1 (en) Method for manufacturing liquid crystal display of using feroelectric liquid crystal material
JP3005936B2 (en) Liquid crystal display device
JP2003344857A (en) Liquid crystal element and driving method of the same
KR100796789B1 (en) Ferroelectric liquid crystal display and manufacturing method thereof
JPH08328016A (en) Liquid crystal display element using liquid crystal having ferroelectric phase
JPH06281953A (en) Liquid crystal display device
JP2977430B2 (en) Antiferroelectric liquid crystal display device and method of manufacturing the same
JP3259601B2 (en) Antiferroelectric liquid crystal display
JP2739147B2 (en) Liquid crystal electro-optical device
JP3378038B2 (en) Driving method of electro-optical device
JP2505751B2 (en) Optical modulator