JPH0772485A - Liquid crystal display element - Google Patents

Liquid crystal display element

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JPH0772485A
JPH0772485A JP23721693A JP23721693A JPH0772485A JP H0772485 A JPH0772485 A JP H0772485A JP 23721693 A JP23721693 A JP 23721693A JP 23721693 A JP23721693 A JP 23721693A JP H0772485 A JPH0772485 A JP H0772485A
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JP
Japan
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liquid crystal
stripe
stripe pattern
pixel
pattern
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP23721693A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirokatsu Miyata
浩克 宮田
Yukio Haniyu
由紀夫 羽生
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a liquid crystal display element having a large gradation number by rubbing the element parallel to the longitudinal direction of a stripe pattern formed on the surface of an electrode, and specifying the range of angle made by the longitudinal direction of the stripe pattern and the normal direction of chirale smectic phase of the liquid crystal. CONSTITUTION:A rugged pattern in stripes are formed on the surface of upper and lower electrodes, an oriented film is formed on the electrode. Then the electrode is rubbed in the longitudinal direction of the stripe pattern. By specifying the angle range made by the longitudinal direction of the stripe pattern 12 and the normal direction of layers of chirale smectic phase in the liquid crystal cell to 90 deg.+ or -20 deg., the shape and position of reversed domains can be severely controlled. Thus, stable domains can be obtd. and variation of medium display characteristics among picture elements can be decreased. The orienting material is preferably a polyamide material, pendant polymer or the like.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン等に利用
される液晶表示素子に関し、特に、強誘電性液晶を用
い、階調性を持たせた液晶表示素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device used in televisions and the like, and more particularly to a liquid crystal display device using a ferroelectric liquid crystal and having gradation.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のアクティブマトリクス駆動方式を
用いた液晶テレビジョンパネルでは、薄膜トランジスタ
(以下、「TFT」と記す)を画素毎にマトリクス配置
し、該TFTのゲートにオンパルスを印加してソースと
ドレイン間を導通状態とし、この時画像信号がソースか
ら印加され、キャパシタに蓄積され、この蓄積された画
像信号に対応して液晶(例えばTN液晶)が駆動し、同
時に画像信号の電圧を変調することによって階調表示が
行なわれている。
2. Description of the Related Art In a liquid crystal television panel using a conventional active matrix driving system, thin film transistors (hereinafter referred to as "TFTs") are arranged in a matrix for each pixel, and an ON pulse is applied to the gate of the TFT to form a source. A conductive state is established between the drains, at this time, an image signal is applied from the source and accumulated in a capacitor, and a liquid crystal (for example, TN liquid crystal) is driven corresponding to the accumulated image signal, and at the same time, the voltage of the image signal is modulated As a result, gradation display is performed.

【0003】しかしこのようなTN液晶を用いたアクテ
ィブマトリクス駆動方式のテレビジョンパネルでは、使
用するTFTが複雑な構造を有しているため、作製工程
数が多く、高い製造コストがネックとなっている上に、
TFTを構成している薄膜半導体(例えばポリシリコ
ン、アモルファスシリコン)を広い面積に亘って被膜形
成することが困難である。
However, in such an active matrix drive type television panel using a TN liquid crystal, since the TFT used has a complicated structure, the number of manufacturing steps is large and the high manufacturing cost is a bottleneck. In addition to
It is difficult to form a thin film semiconductor (for example, polysilicon or amorphous silicon) forming a TFT over a wide area.

【0004】一方、低コストで製造できるものとしてT
N液晶を用いたパッシブマトリクス駆動方式の表示パネ
ルが知られているが、この表示パネルでは、走査線数
(N)が増大するに従って、1画素(1フレーム)を走
査する間に一つの選択点に有効な電界が印加されうる時
間(デューティー比)が1/Nの割合で減少し、このた
めにクロストークが発生し、しかも画像のコントラスト
が低いという問題を有している上、デューティー比が小
さくなると各画素の階調を電圧変調により制御すること
が困難となるなど、高密度配線数の表示パネル、特に液
晶テレビジョンパネルには適していない。
On the other hand, T can be manufactured at low cost.
A passive matrix drive type display panel using N liquid crystal is known. In this display panel, one selection point is provided while scanning one pixel (one frame) as the number of scanning lines (N) increases. The time (duty ratio) during which an effective electric field can be applied to is reduced at a rate of 1 / N, which causes crosstalk and has a problem that the contrast of the image is low, and the duty ratio is When it becomes smaller, it becomes difficult to control the gradation of each pixel by voltage modulation. For this reason, it is not suitable for a display panel with a high-density wiring number, particularly for a liquid crystal television panel.

【0005】このような従来のTN液晶が持つ根本的な
問題点を解決するものとして、クラークとラガウォール
らの米国特許第4367924号などで双安定状態を持
つ強誘電性液晶(以下「FLC」と記す)素子が提案さ
れている。このFLC素子は、理想的には2つの双安定
状態のいずれかに安定しようとして、中間的な分子位置
をとらないため、階調表現には不向きであると考えられ
てきた。これに対してデイザ法に代表されるようなデジ
タル的な手法による階調表示が行なわれている。
As a solution to such a fundamental problem of the conventional TN liquid crystal, a ferroelectric liquid crystal having a bistable state (hereinafter referred to as "FLC") is disclosed in US Pat. No. 4,367,924 to Clark and Ragawall et al. Note) devices have been proposed. It has been considered that this FLC element is not suitable for gradation expression because it ideally tries to stabilize in one of two bistable states and does not take an intermediate molecular position. On the other hand, gradation display is performed by a digital method represented by the dither method.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記F
LCを用いた階調表示法では、解像度が低下してしま
い、HDTV対応等の高解像度ディスプレイには向かな
い。さらに、画素分割数を上げずに輝度階調数を大きく
することは困難である。また、1画素階調表示のために
多数の駆動電極を必要とし、複雑な演算処理回路も必要
で、歩留も低下してしまう。
However, the above-mentioned F
The gradation display method using LC is not suitable for high-resolution display such as HDTV compatible because the resolution is lowered. Further, it is difficult to increase the number of luminance gradations without increasing the number of pixel divisions. Further, a large number of drive electrodes are required for one-pixel gradation display, a complicated arithmetic processing circuit is required, and the yield is reduced.

【0007】本発明は上記問題点に鑑み、簡単な構成で
大きな階調数を有するFLC素子を提供することを目的
とするものである。
In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide an FLC element having a simple structure and a large number of gradations.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、一対
の対向電極と、該対向電極間に挟持したFLCとを有す
る液晶表示素子において、少なくとも一方の電極表面に
ストライプ状の凹凸パターンを形成し、上記ストライプ
パターンの長手方向に平行にラビング処理を行ない、且
つ上記液晶のカイラルスメクティック相での層法線方向
と上記ストライプパターンの長手方向とのなす角が90
°±20°の範囲内であることを特徴とする液晶表示素
子である。
According to the present invention, in a liquid crystal display device having a pair of counter electrodes and an FLC sandwiched between the counter electrodes, a stripe-shaped concavo-convex pattern is formed on the surface of at least one of the electrodes. Then, the rubbing treatment is performed in parallel with the longitudinal direction of the stripe pattern, and the angle between the layer normal direction in the chiral smectic phase of the liquid crystal and the longitudinal direction of the stripe pattern is 90.
The liquid crystal display device is characterized in that it is within a range of ± 20 °.

【0009】以下に本発明を詳細に説明する。The present invention will be described in detail below.

【0010】本発明において、FLCとしては、カイラ
ルスメクティックC相(SmC* )、H相(SmH
* )、I相(SmI* )等をとる液晶が用いられる。以
下、カイラルスメクティックC相で説明する。
In the present invention, as FLC, chiral smectic C phase (SmC * ), H phase (SmH)
* ), A liquid crystal having an I phase (SmI * ) or the like is used. Hereinafter, the chiral smectic C phase will be described.

【0011】液晶セル中でのスメクティック相の層法線
方向Lは、例えば振幅20V、周波数10Hzの両極性
矩形パルスを印加しながら偏光板、検光板クロスニコル
観察した時の2つの消光位方向の2等分線の方向であ
る。通常は、液晶分子は配向膜のラビング方向に沿って
配向する傾向にあり、従ってラビング方向とスメクティ
ック相の層法線方向Lはほぼ平行な方向となる。しか
し、配向膜材料とラビング条件の適当な組み合わせによ
っては、ラビング方向に垂直な方向に分子が配向し、そ
の結果スメクティック相の層法線方向Lをラビング方向
にほぼ垂直とすることが可能である。本発明において配
向膜材料としては、ポリアミド系材料、ペンダントポリ
マー等が好ましく用いられるが、これらに限定されるも
のではない。
The layer normal direction L of the smectic phase in the liquid crystal cell is, for example, two extinction direction directions when observing a polarizing plate and an analyzer plate crossed Nicol while applying a bipolar rectangular pulse having an amplitude of 20 V and a frequency of 10 Hz. It is the direction of the bisector. Usually, the liquid crystal molecules tend to be aligned along the rubbing direction of the alignment film, and therefore the rubbing direction and the layer normal direction L of the smectic phase are substantially parallel. However, depending on the proper combination of the alignment film material and the rubbing conditions, the molecules are oriented in a direction perpendicular to the rubbing direction, and as a result, the layer normal direction L of the smectic phase can be made substantially perpendicular to the rubbing direction. . In the present invention, a polyamide material, a pendant polymer and the like are preferably used as the alignment film material, but the alignment film material is not limited thereto.

【0012】図1は、上下の電極表面上にストライプ状
の凹凸パターンを付与し、前述のような配向膜をその上
に形成した後に、ストライプパターンの長手方向にラビ
ングを施したセルの画素を面に垂直な方向から観察した
結果を模式的に表わした図である。図中11は画素領
域、12はストライプ状凸部、13は反転ドメインであ
る。層法線方向はLで示す方向で、ラビング方向、即ち
ストライプパターンの長手方向に対してほぼ垂直となっ
ている。
FIG. 1 shows a pixel of a cell in which a stripe-shaped concavo-convex pattern is provided on the upper and lower electrode surfaces, an alignment film as described above is formed thereon, and then rubbing is performed in the longitudinal direction of the stripe pattern. It is the figure which represented typically the result observed from the direction perpendicular | vertical to a surface. In the figure, 11 is a pixel region, 12 is a stripe-shaped convex portion, and 13 is an inversion domain. The layer normal direction is the direction indicated by L and is substantially perpendicular to the rubbing direction, that is, the longitudinal direction of the stripe pattern.

【0013】反転ドメイン13は層法線方向Lに垂直に
直線状に伸びており、このことはドメインが層内方向に
成長することを示している。電圧の上昇に伴い、反転ド
メインは先ずストライプ状凸部のエッジ部分及びその延
長上に現れ(V=V1 )、続いてストライプ状凸部及び
その延長部が反転し(V=V2 )、その後凹部が凸部に
近い方から反転する(V=V3 )。この場合、セル厚が
小さくなって実効的に電界が大きくなることで閾値電圧
が小さくなるストライプパターンの方向と、ドメインが
伸び易い層内方向とが一致しているため、ストライプパ
ターンの長手方向に垂直な方向に伸びるドメインはあま
り出現せず、一次元的なドメインが形成されるのだと考
えられる。また、凹部の中では凸部に近い領域ほど層構
造の乱れが大きく閾値が低いために、凸部に近い方から
反転が起こるのだと考えられる。
The inversion domain 13 extends in a straight line perpendicular to the layer normal direction L, which means that the domain grows in the in-layer direction. As the voltage rises, the inversion domain first appears on the edge portion of the stripe-shaped convex portion and its extension (V = V 1 ), and then the stripe-shaped convex portion and its extension portion are inverted (V = V 2 ), After that, the concave portion is inverted from the side closer to the convex portion (V = V 3 ). In this case, since the direction of the stripe pattern in which the threshold voltage decreases due to the decrease in the cell thickness and the effective increase in the electric field coincides with the in-layer direction in which the domain easily extends, the stripe pattern is aligned in the longitudinal direction of the stripe pattern. It is considered that domains that extend in the vertical direction do not appear much and that one-dimensional domains are formed. Further, in the concave portion, the closer to the convex portion, the larger the disorder of the layer structure and the lower the threshold value. Therefore, it is considered that inversion occurs from the portion closer to the convex portion.

【0014】このような形状の制御されたドメインは安
定性に優れており、また、これにより画素間での透過率
のばらつきを非常に小さくすることができる。
The controlled domain having such a shape is excellent in stability, and the dispersion of the transmittance between pixels can be made very small.

【0015】本発明において、層法線方向はストライプ
パターンの長手方向にほぼ垂直になるため、凸部による
層構造の乱れが大きく、これを有効に利用することがで
きる。即ち、凸部のピッチや高さを変化させることによ
って層の乱れの程度を変化させることができるため、1
画素中に凸部ピッチや高さの異なる領域を設けること
で、画素内に反転閾値の異なる部分を作ることができ
る。この時、ラビング条件によっては、凹凸修飾の異な
る領域で層法線方向が変化し、1つの画素内で配向規制
方向と層法線方向のなす角度に分布を持たせることがで
き、これにより反転閾値の差を大きくすることも可能で
ある。
In the present invention, since the layer normal direction is substantially perpendicular to the longitudinal direction of the stripe pattern, the layer structure is largely disturbed by the convex portions, and this can be effectively utilized. That is, by changing the pitch or height of the convex portions, it is possible to change the degree of disorder of the layer.
By providing regions having different pitches or heights in the pixel, it is possible to create regions having different inversion thresholds in the pixel. At this time, depending on the rubbing condition, the layer normal direction changes in the region where the unevenness modification is different, and the angle formed by the alignment control direction and the layer normal direction can be distributed in one pixel, and thus the inversion can be achieved. It is also possible to increase the difference between the thresholds.

【0016】図2は、透明薄膜電極の片側に一定高さの
ストライプ状凸部を異なるピッチで付与したセルを同じ
電圧で駆動させた場合の反転ドメイン領域の比較を模式
的に表した図である。ピッチの大きさは(a)<(b)
<(c)の順で大きくなっている。図中21が凸部で初
期状態ではセルは全黒22である。。(a)〜(c)の
セルに対して等しい電圧を印加した後の反転ドメイン2
3の面積は(a)>(b)>(c)となっていた。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a comparison of inversion domain regions when cells in which stripe-shaped convex portions having a constant height are provided on one side of a transparent thin film electrode at different pitches are driven at the same voltage. is there. The pitch size is (a) <(b)
It becomes larger in the order of <(c). In the figure, 21 is a convex portion, and the cell is all black 22 in the initial state. . Inversion domain 2 after applying an equal voltage to the cells of (a) to (c)
The area of 3 was (a)>(b)> (c).

【0017】図3に印加電圧−透過率特性を示す。点線
A〜Cは図2のセル(a)〜(c)の特性を示してい
る。ここで図4のように1画素内でストライプパターン
の配置密度に分布を持たせれば、画素内で反転閾値の異
なる部分を作り込み、ドメイン位置を制御することがで
きる。また、これによって階調表示特性を示す値γ=飽
和電圧/閾値電圧の値を図3中の実線のように所望の値
とすることができる。
FIG. 3 shows applied voltage-transmittance characteristics. Dotted lines A to C show the characteristics of the cells (a) to (c) in FIG. Here, if the arrangement density of the stripe pattern is distributed within one pixel as shown in FIG. 4, it is possible to control the domain position by creating a portion having a different inversion threshold within the pixel. Further, as a result, the value γ = saturation voltage / threshold voltage value indicating the gradation display characteristic can be set to a desired value as shown by the solid line in FIG.

【0018】ポリイミドやPVA等の配向膜を用いて、
ストライプパターンの長手方向に対して垂直にラビング
を施した場合にも、層法線方向はストライプパターンの
長手方向に垂直となるが、この場合ストライプ状凹凸の
近傍でのラビングの不均一性が大きく、これによる閾値
のずれ等が問題となってしまう。
By using an alignment film such as polyimide or PVA,
Even when rubbing is performed perpendicularly to the longitudinal direction of the stripe pattern, the layer normal direction is perpendicular to the longitudinal direction of the stripe pattern, but in this case, the unevenness of rubbing in the vicinity of the stripe-shaped unevenness is large. However, this causes a problem such as a shift in the threshold value.

【0019】また、カイラルスメクティック相での層法
線方向とストライプパターンの長手方向とのなす角が9
0°±20°の範囲外の場合には、ストライプパターン
の長手方向以外の方向にもドメインが成長し、前述のよ
うな一次元的なドメインを得ることができない。
Further, the angle formed by the layer normal direction in the chiral smectic phase and the longitudinal direction of the stripe pattern is 9
If it is outside the range of 0 ° ± 20 °, the domains grow in directions other than the longitudinal direction of the stripe pattern, and the one-dimensional domain as described above cannot be obtained.

【0020】[0020]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples.

【0021】(実施例1)図5に本実施例の画素パター
ンを示す。図中51の正方形が一つの画素を示す。52
は透明薄膜電極上に設けられた修飾部(ストライプ状凸
部)である。画素サイズは200μm角で、ストライプ
状凸部の幅は5μm、ストライプパターンの間隔は15
μmで上下両方の基板にパターンを形成してある。
(Embodiment 1) FIG. 5 shows a pixel pattern of this embodiment. A square 51 in the figure indicates one pixel. 52
Is a modified portion (stripe-shaped convex portion) provided on the transparent thin film electrode. The pixel size is 200 μm square, the width of the stripe-shaped convex portion is 5 μm, and the interval of the stripe pattern is 15.
A pattern is formed on both the upper and lower substrates in μm.

【0022】図6に図5中のA−A’のセル断面図を示
す。ガラス基板61、62上にITO63、64(15
00Å)が成膜されており、2度のフォトリソグラフィ
ーの工程により画素パターン、及びストライプパターン
が形成されている。ストライプパターンの段差は約10
00Åである。さらにこの上にアルブミン約200Åを
成膜し、押し込み0.35mm、ローラー回転数100
0回転、ステージ速度40mm/sの条件でストライプ
パターンの長手方向に平行にラビングを施した後にセル
ギャップ1.2μmで貼り合わせられている。その中に
FLC(商品名:CS1014をベースにブレンドした
もの)を注入してある。セルの貼り合わせ方は図9に示
す平行セルである。
FIG. 6 shows a cell sectional view taken along the line AA 'in FIG. ITO 63, 64 (15
00Å) is formed, and a pixel pattern and a stripe pattern are formed by two photolithography steps. About 10 steps in stripe pattern
It is 00Å. About 200 Å of albumin is further formed on this film, and the indentation is 0.35 mm and the roller rotation speed is 100.
The stripe pattern is rubbed parallel to the longitudinal direction under the conditions of 0 rotation and a stage speed of 40 mm / s, and then bonded with a cell gap of 1.2 μm. FLC (product name: blended with CS1014 as a base) is injected therein. The cell bonding method is a parallel cell shown in FIG.

【0023】本実施例のセルは良好な配向を示し、振幅
20V、周波数10Hzの両極性矩形パルスを印加して
測定したスメクティック相の層法線方向Lとストライプ
パターンの長手方向とのなす角は約88°であった。こ
のようにして作製したセルの上下電極間に図10に示す
ようなパルス電圧を印加し、光学応答を測定した。本実
施例ではΔt=50μsであった。この場合の反転ドメ
イン形状を観察した結果、図1に模式的に示したよう
に、ストライプパターンの長手方向に延びる一次元的な
ドメインが形成された。このドメインは形状が均一で安
定性に優れていた。
The cell of this example shows a good orientation, and the angle formed by the layer normal direction L of the smectic phase and the longitudinal direction of the stripe pattern measured by applying a bipolar rectangular pulse having an amplitude of 20 V and a frequency of 10 Hz. It was about 88 °. A pulse voltage as shown in FIG. 10 was applied between the upper and lower electrodes of the cell thus manufactured, and the optical response was measured. In this example, Δt = 50 μs. As a result of observing the inverted domain shape in this case, a one-dimensional domain extending in the longitudinal direction of the stripe pattern was formed, as schematically shown in FIG. This domain had a uniform shape and excellent stability.

【0024】(実施例2)図7に本実施例の画素パター
ンを示す。71の正方形が一つの画素を示す。72は透
明薄膜電極上に設けられた修飾部(ストライプ状凸部)
である。画素サイズは200μm角で、画素内でストラ
イプのピッチに変化をつけてある。ストライプ状凸部の
幅は2μm、ストライプ状パターンの最も密な部分の間
隔は2μm、最も疎な部分の間隔は16μmで、上下両
方の基板にパターンを形成してある。
(Embodiment 2) FIG. 7 shows a pixel pattern of this embodiment. The square 71 indicates one pixel. 72 is a modified portion (stripe-shaped convex portion) provided on the transparent thin film electrode
Is. The pixel size is 200 μm square, and the pitch of the stripes is changed within the pixel. The stripe-shaped convex portions have a width of 2 μm, the densest portion of the stripe-shaped pattern has an interval of 2 μm, and the sparsest portion has an interval of 16 μm, and patterns are formed on both upper and lower substrates.

【0025】図8に図7中B−B’のセル断面図を示
す。ガラス基板81、82上にITO83、84(15
00Å)が成膜されており、2度のフォトリソグラフィ
ーの工程により画素パターン、及びストライプパターン
が形成されている。ストライプパターンの段差は約10
00Åである。さらにこの上にアルブミン約200Åを
成膜し、実施例1と同じ条件でラビング処理を施した後
に、セルギャップ1.2μmで貼り合わせられている。
用いたFLCも実施例1と同じである。セルの貼り合わ
せ方は図9に示す平行セルである。
FIG. 8 is a sectional view of the cell taken along the line BB 'in FIG. ITO 83, 84 (15
00Å) is formed, and a pixel pattern and a stripe pattern are formed by two photolithography steps. About 10 steps in stripe pattern
It is 00Å. Further, about 200 Å of albumin was formed on this, and after rubbing treatment under the same conditions as in Example 1, they were bonded together with a cell gap of 1.2 μm.
The FLC used is the same as in Example 1. The cell bonding method is a parallel cell shown in FIG.

【0026】このセルは良好な配向を示し、振幅20
V、周波数10Hzの両極性矩形パルスを印加して測定
したスメクティック相の層法線方向Lとストライプパタ
ーンの長手方向とのなす角は約88°であった。このよ
うにして作製したセルの上下電極間に図10に示すよう
なパルス電圧を印加し、光学応答を測定した。本実施例
ではΔt=50μs、Vap=12〜30Vであった。こ
の場合の反転ドメイン形状を観察した結果、図2に模式
的に示したように、ピッチの小さい領域では反転閾値電
圧が低く、ピッチの大きい領域では反転閾値電圧が大き
くなっていた。つまり画素内で、異なる修飾ピッチの領
域間でドメイン反転率に差が生じ、画素内に閾値分布を
作り込みことができた。また、各電圧値毎の画素間の透
過率のばらつきは非常に小さかった。このセルにおいて
測定された印加電圧−透過率特性を図11に示す。この
ように、ストライプ状凹凸パターンを形成することによ
ってγ値は大きくなり、階調表示の制御性が向上した。
This cell exhibits a good orientation and an amplitude of 20.
The angle between the layer normal direction L of the smectic phase and the longitudinal direction of the stripe pattern measured by applying a bipolar rectangular pulse of V and a frequency of 10 Hz was about 88 °. A pulse voltage as shown in FIG. 10 was applied between the upper and lower electrodes of the cell thus manufactured, and the optical response was measured. In this example, Δt = 50 μs and V ap = 12 to 30 V. As a result of observing the inversion domain shape in this case, as schematically shown in FIG. 2, the inversion threshold voltage was low in the region with a small pitch, and the inversion threshold voltage was high in the region with a large pitch. That is, in the pixel, a domain inversion rate differs between regions having different modification pitches, and a threshold distribution can be created in the pixel. In addition, the variation in transmittance between pixels for each voltage value was very small. The applied voltage-transmittance characteristic measured in this cell is shown in FIG. As described above, the γ value was increased by forming the stripe-shaped concavo-convex pattern, and the controllability of gradation display was improved.

【0027】(実施例3)実施例2と同様のストライプ
パターンを施した基板とアルブミン配向膜を用いて、セ
ルの貼り合わせ方向を図9に示す反平行セルとした液晶
セルを作製した。ラビング条件、FLC、セルギャップ
も実施例1、2と同じである。このセルは、良好な配向
を示し、カイラルスメクティック相での層法線方向とス
トライプパターンの長手方向とのなす角は約88°であ
った。このセルに対して実施例1、2と同様の光学応答
特性を測定した結果、実施例2と同様の、画素間での透
過率のばらつきが小さく、階調表示の制御性の高い表示
装置が得られた。尚、平行セルよりも反平行セルの方が
大きなγ値を得ることができた。
(Example 3) A liquid crystal cell in which the cell bonding direction was an antiparallel cell shown in FIG. 9 was prepared by using the same stripe-patterned substrate and albumin alignment film as in Example 2. The rubbing conditions, FLC, and cell gap are the same as in Examples 1 and 2. This cell exhibited a good orientation, and the angle formed by the layer normal direction in the chiral smectic phase and the longitudinal direction of the stripe pattern was about 88 °. As a result of measuring the same optical response characteristics as in Examples 1 and 2 with respect to this cell, it is possible to obtain a display device similar to that in Example 2 in which the variation in transmittance between pixels is small and the controllability of gradation display is high. Was obtained. A larger γ value could be obtained in the antiparallel cell than in the parallel cell.

【0028】(実施例4)図12に本実施例の画素パタ
ーンを示す。1201の正方形が一つの画素を示す。1
202は透明薄膜電極上に設けられた修飾部(ここでは
ストライプ状凸部)である。画素内に凸部の高さの異な
る4つの領域が設けられている。1201のサイズは2
00μm角、ストライプ状凸部の幅は2μm、凸部と凸
部の間隔は10μm、凸部の高さは2000Å、150
0Å、1000Å、500Åである。
(Embodiment 4) FIG. 12 shows a pixel pattern of this embodiment. A square 1201 indicates one pixel. 1
Reference numeral 202 denotes a modified portion (here, a stripe-shaped convex portion) provided on the transparent thin film electrode. Four regions having different heights of convex portions are provided in the pixel. The size of 1201 is 2
00 μm square, the width of the stripe-shaped convex portion is 2 μm, the interval between the convex portions is 10 μm, and the height of the convex portion is 2000 Å, 150
0Å, 1000Å, 500Å.

【0029】図13に図12中のC−C’のセル断面図
を示す。ガラス基板1301、1302上にITO13
03、1304(1500Å)が成膜されており、フォ
トリソグラフィーの工程により画素パターン、及びスト
ライプパターンが形成されている。ストライプパターン
は上下の電極表面に形成されている。この上にポリスチ
レン200Åを成膜し、ラビング処理(押し込み0.4
0mm、ローラー回転数1000回転、ステージ速度5
0mm/s)を施した後、セルギャップ1.2μmで貼
り合わせられている。ラビング方向はストライプパター
ンの長手方向に平行で、セルの貼り合わせ方向は図9に
示す平行方向である。用いたFLCは実施例1で用いた
ものと同一である。
FIG. 13 is a sectional view of a cell taken along the line CC 'in FIG. ITO13 on the glass substrates 1301 and 1302
03, 1304 (1500Å) are formed, and a pixel pattern and a stripe pattern are formed by a photolithography process. The stripe pattern is formed on the upper and lower electrode surfaces. A film of polystyrene 200Å is formed on this, and rubbing treatment (pushing 0.4
0 mm, roller rotation speed 1000 rotations, stage speed 5
0 mm / s) and then bonded with a cell gap of 1.2 μm. The rubbing direction is parallel to the longitudinal direction of the stripe pattern, and the cell bonding direction is the parallel direction shown in FIG. The FLC used is the same as that used in Example 1.

【0030】本実施例のセルは、良好な配向を示し、カ
イラルスメクティック相での層法線方向とストライプパ
ターンの長手方向とのなす角は約85°であった。
The cell of this example showed good orientation, and the angle formed by the layer normal direction in the chiral smectic phase and the longitudinal direction of the stripe pattern was about 85 °.

【0031】このようにして作製したセルの上下電極間
に図10に示すようなパルス電圧を印加し、光学応答を
測定した。本実施例ではΔt=50μs、Vap=10〜
30Vであった。この場合の反転ドメイン形状を観察し
た結果、凸部の高さの高い修飾を施した領域では全体的
に反転閾値電圧が低く、凸部の高さの低い領域では全体
的に反転閾値電圧が大きくなっていた。つまり、画素内
で、凸部高さの異なる領域間でドメイン反転率に差が生
じ、画素内に閾値分布を作り込むことができた。また、
この場合も各電圧値毎の画素間の透過率のばらつきは非
常に小さく、さらにγ値は大きくなり、階調表示の制御
性が向上した。
A pulse voltage as shown in FIG. 10 was applied between the upper and lower electrodes of the cell thus manufactured, and the optical response was measured. In this embodiment, Δt = 50 μs and V ap = 10.
It was 30V. As a result of observing the shape of the inversion domain in this case, the inversion threshold voltage is generally low in the region where the height of the protrusion is modified, and the inversion threshold voltage is generally high in the region where the height of the protrusion is low. Was becoming. That is, in the pixel, the domain inversion rate differs between the regions having different heights of the convex portions, and the threshold distribution can be created in the pixel. Also,
Also in this case, the variation in the transmittance between pixels for each voltage value is very small, and the γ value is large, so that the controllability of gradation display is improved.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
素子では反転ドメインの形状と位置とを高度に制御する
ことができるため安定なドメインが得られ、画素間での
中間表示特性のばらつきを非常に小さく抑えることがで
きる。また、γの値を大きくすることができるため中間
調表示特性が良い。しかも高速駆動が可能で1画素の大
きさも大きくする必要がないため、高階調度、高精細デ
ィスプレイを作製することができる。
As described above, in the liquid crystal display device of the present invention, since the shape and position of the inversion domain can be highly controlled, a stable domain can be obtained, and the dispersion of the intermediate display characteristics between pixels. Can be kept very small. Further, since the value of γ can be increased, the halftone display characteristic is good. Moreover, since high-speed driving is possible and it is not necessary to increase the size of one pixel, a display with high gradation and high definition can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】ストライプ状凹凸パターンを形成した液晶セル
における反転ドメインを模式的に表わした図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an inversion domain in a liquid crystal cell in which a stripe-shaped concavo-convex pattern is formed.

【図2】ストライプ状凹凸パターンのピッチを変えた場
合の反転ドメインの比較を表わす図である。
FIG. 2 is a diagram showing comparison of inversion domains when the pitch of the stripe-shaped concavo-convex pattern is changed.

【図3】本発明の液晶表示素子における印加電圧−透過
率特性を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an applied voltage-transmittance characteristic in the liquid crystal display element of the present invention.

【図4】1画素内で配置密度に分布を持たストライプ状
凹凸パターンを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a stripe-shaped concavo-convex pattern having a distribution of arrangement density within one pixel.

【図5】本発明の実施例1のストライプパターンを示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing a stripe pattern according to the first embodiment of the present invention.

【図6】図5のA−A’断面図である。6 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG.

【図7】本発明第2の実施例のストライプパターンを示
す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a stripe pattern according to a second embodiment of the present invention.

【図8】図7のB−B’断面図である。8 is a cross-sectional view taken along the line B-B ′ of FIG. 7.

【図9】液晶セルの貼り合わせ方向の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a bonding direction of liquid crystal cells.

【図10】液晶セルの駆動印加電圧を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing drive applied voltage of a liquid crystal cell.

【図11】本発明第2の実施例の印加電圧−透過率特性
を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing an applied voltage-transmittance characteristic of the second embodiment of the present invention.

【図12】本発明第4の実施例のストライプパターンを
示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a stripe pattern according to a fourth embodiment of the present invention.

【図13】図12のC−C’断面図である。13 is a cross-sectional view taken along the line C-C ′ of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 画素領域 12 ストライプ状凸部 13 反転ドメイン(白) 14 初期ドメイン(黒) 21 凸部 22 初期ドメイン(黒) 23 反転ドメイン(白) 41 画素領域 42 ストライプ状凸部 51 画素領域 52 ストライプパターン 61、62 ガラス基板 63、64 ITO 65、66 アルブミン 71 画素領域 72 ストライプパターン 81、82 ガラス基板 83、84 ITO 85、86 アルブミン 1201 画素領域 1202 ストライプパターン 1301、1302 ガラス基板 1303、1304 ITO 1305 1306 ポリスチレン 11 Pixel Region 12 Striped Convex 13 Inversion Domain (White) 14 Initial Domain (Black) 21 Convex 22 Initial Domain (Black) 23 Inversion Domain (White) 41 Pixel Region 42 Striped Convex 51 Pixel Region 52 Stripe Pattern 61 , 62 glass substrate 63, 64 ITO 65, 66 albumin 71 pixel region 72 stripe pattern 81, 82 glass substrate 83, 84 ITO 85, 86 albumin 1201 pixel region 1202 stripe pattern 1301, 1302 glass substrate 1303, 1304 ITO 1305 1306 polystyrene

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対の対向電極と、該対向電極間に挟持
した強誘電性液晶とを有する液晶表示素子において、少
なくとも一方の電極表面にストライプ状の凹凸パターン
を形成し、上記ストライプパターンの長手方向に平行に
ラビング処理を行ない、且つ上記液晶のカイラルスメク
ティック相での層法線方向と上記ストライプパターンの
長手方向とのなす角が90°±20°の範囲内であるこ
とを特徴とする液晶表示素子。
1. A liquid crystal display device having a pair of counter electrodes and a ferroelectric liquid crystal sandwiched between the counter electrodes, wherein a stripe-shaped concavo-convex pattern is formed on the surface of at least one of the electrodes, and the length of the stripe pattern is long. Liquid crystal which is rubbed parallel to the direction, and the angle between the layer normal direction in the chiral smectic phase of the liquid crystal and the longitudinal direction of the stripe pattern is within the range of 90 ° ± 20 °. Display element.
【請求項2】 ラビング方向が上下基板でほぼ平行であ
ることを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子。
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the rubbing directions are substantially parallel to each other on the upper and lower substrates.
【請求項3】 ラビング方向が上下基板でほぼ反平行で
あることを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子。
3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the rubbing directions are substantially antiparallel to each other on the upper and lower substrates.
【請求項4】 ストライプ状凹凸パターンのピッチが異
なる複数の領域を1画素内に有することを特徴とする請
求項1〜3のいずれかに記載の液晶表示素子。
4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein one pixel has a plurality of regions having different pitches of the stripe-shaped concave-convex pattern.
【請求項5】 ストライプ状凹凸パターンの高さが異な
る複数の領域を1画素内に有することを特徴とする請求
項1〜3のいずれかに記載の液晶表示素子。
5. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a plurality of regions having different stripe-shaped concavo-convex patterns having different heights are provided in one pixel.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000081625A (en) * 1998-07-01 2000-03-21 Toppan Printing Co Ltd Substrate for liquid crystal panel body and liquid crystal panel body using the substrate
US7499138B2 (en) 2002-08-08 2009-03-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Panel and a liquid crystal display including the panel
US7841833B2 (en) 2006-04-06 2010-11-30 Hitachi, Ltd. Turbine rotor and turbine blade

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