JPS61116329A - 液晶画像表示パネル - Google Patents

液晶画像表示パネル

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JPS61116329A
JPS61116329A JP59237362A JP23736284A JPS61116329A JP S61116329 A JPS61116329 A JP S61116329A JP 59237362 A JP59237362 A JP 59237362A JP 23736284 A JP23736284 A JP 23736284A JP S61116329 A JPS61116329 A JP S61116329A
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JP
Japan
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liquid crystal
cell
panel
display panel
image
Prior art date
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Pending
Application number
JP59237362A
Other languages
English (en)
Inventor
Shuji Ariga
有賀 修二
Tomio Sonehara
富雄 曽根原
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP59237362A priority Critical patent/JPS61116329A/ja
Publication of JPS61116329A publication Critical patent/JPS61116329A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G02F1/137Devices 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 characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/139Devices 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 characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
    • G02F1/1393Devices 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 characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the birefringence of the liquid crystal being electrically controlled, e.g. ECB-, DAP-, HAN-, PI-LC cells
    • G02F1/1395Optically compensated birefringence [OCB]- cells or PI- cells

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

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〕 本発明は液晶画像表示パネルに関する。詳しくは高速応
答性を有しかつ視角範囲の広い液晶画像表示パネルに関
する。
〔従来の技術〕
一対の対向する基板間に、両糸板面上の液晶分子のプレ
ーチルト方向が基板間の中心面に対して面対称になるよ
うに準平行配向した液晶を充填してなる液晶パネル(以
下πセルと略す)は電界制御複屈折効果による電気光学
変換の0N−07?速度が速く、また視角依存性が著し
く小さいという特徴を有している( Ph1lip 、
T 、 Bos et al。
(1985) Japan Display Dige
st ’P 478 )。上記πセルを応用した画像表
示法として画像情報の入力源として静電偏向型CRTを
使いそのCRT上に全面電極付πセルとカラー偏光板を
配置し、πセルの0N−OFFFを入力信号と適当に同
期させてやることにより多色カラー表示を行う方法があ
る( R、+3 、 Vatne at at (19
85)Sより DigestP31)。該画像表示方法
はπセルの高速応答性を生かしたカラーディスプレーで
ある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしなから前述の画像表示方法の構成におけるπセル
の役割はカラースイッチングのための単純な光スィッチ
である。すなわちπセルを画素分割化し、高速応答性を
有し、かつ視角範囲の広い画像表示を実現したいという
ところまでは到達していない。また前述の画像表示方法
では画像情報を入力するCRTが必要であり必然的に画
像装置全体が大型化してしまうという問題点を含んでい
る。すなわち液晶ディスプレーが本来もつ軽くかつ薄型
であるという特徴が生かし切れていない。
一方、πセルは印加電圧に対する光学的応答変化が急峻
でないという欠点を有している。従って時分割駆動が困
難であり単純マ) IJソックスネルとして使用するこ
とはできない。上記のように従来技術においてはπセル
の電気光学効果を直接応用して画像表示を行うことは非
常に困難でありた。本発明は上記の問題点を解決するも
ので目的とするところはπセルの電気光学効果によって
直接画像を形成し高速応答性かつ視野依存性の小さなフ
ラット液晶画像表示パネルを提供するところにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の液晶画像表示パネルは一対の透明基板間に、一
方の基板界面上と、それに対向する基板界面上の液晶分
子のプレチルト方向が上記基板面の間の中心面に対して
互いに面対称な関係になるように準平行配向した液晶を
充填してなる液晶ノくネル(πセル)の電界制御複屈折
効果を上記どちらか一方の基板上にマ) IJラックス
状形成した能動スイッチング素子によってON−〇IF
?することを特徴とする。
〔作用〕
本発明の上記の構成によればπセルの電気光学効果を能
動スイッチング素子により選択的にスイッチングするこ
とによりフラット液晶画像表示ノくネルを得ることがで
きる。透明基板上に能動スイッチング素子をマトリック
ス状に配置し液晶の電気光学効果をスイッチングする方
式は選択点での液晶層に印加される実効的な電圧の0N
−01F1F比を高く取れるため高コントラストが実現
でき、また大容量化も比較的容易である。−万πセルの
電界制御複屈折効果による電気光学変換モードの応答速
度はツイストネマチックモードに比較して一ケタから二
ケタ程度速く、視角依存性も非常に小さい。従ってπセ
ルの透明上下基板のどちらか一方の基板上に能動スイッ
チング素子を配列し、該スイッチング素子によってπセ
ルの電気光学効果を0N−07?することにより、高速
応答性を有し、視角依存性の小さいというπセルの特徴
を最大限生かした高専蓋、高;ントラストなフラット液
晶画像表示パネルを得ることができる。
〔実施例〕
実施例1 第1図は本発明の実施例1における液晶画像表示パネル
の構造とその0N−0’l!F状態を示したものである
透明な石英ガラス7上にスイッチング素子の代表的な例
としてポリシリコン薄膜トランジスター(TNT)6を
マトリックス状に形成した。該基板と透明ガラス基板2
とによりπセル液晶パネルを図7のように作成した。上
下両基板とも配向膜にポリイミド膜を使用し、綿布によ
りラビング処理し、上下基板での液晶の配向を図1の矢
印9に示されるようにしたシール剤としてエポキシ系の
接着剤を用い真空封入により液晶を充填した。該セルに
偏光板1.8をその吸収軸10が配向方向9に45°を
なすように上下にはり合せ、πセルを得た。πセルのセ
ル厚は使用する液晶の複屈折率Δnによって一義的に決
まる。ここで封入した液晶はZL工2448(メルク社
)でセル厚は約5μmであった。使用する液晶はこの液
晶に限定されるものではない。但し、各々の液晶の複屈
折率にあわせてセル厚を変える必要がある。
次に該ポリシリコンTUFTによるπセルの光学応答特
性を調べた。ポリシリコンTl!’Tによって電界を印
加された液晶分子は図1のようにその電界方向に立ち上
る(ON状態(b))。その立ち上り時間は0.5gg
であった。このようなON状態<b)では入射してきた
偏光11は液晶層を通過してもその偏光軸を変えない。
従って第1図の構造においてはON状態(b)で入射し
た偏光は全て、偏光板8を通過する。一方無電界時には
第1図に示されるようなOFF状態(α)となる。
このOFF状態(α)は過渡的な状態であるが比較的安
定である。0?7状態(α)では入射した偏光は液晶層
の実効的な複屈折効果により偏光軸が回転する。一本実
施例では偏光軸が90°回るようにセル厚をコントロー
ルしである。従って011状態(α)では入射した漏光
は偏光板8を通過できない。電界を切ってからこのO?
F状態への液晶分子の立ち下り時間は2.4Bsであっ
た。この二値は同じ液晶を使ってシスストネマティック
モードで元スイッチングした速度より非常に速いことを
示している。またコントラスト比は10であり、実用上
全く問題のない水準である。また視角依存性も大巾に改
善されていることが確認され、液晶画像としては従来の
ツイストネマティックモード表示に比較して画質は著し
く向−止した。次に画像入力信号としてビデオ信号を入
力し画質を調べたところ、ちらつきのほとんどない高視
野角な鮮明な画像を得ることができた。ビデオ信号の1
フィールド当りの走査時間給16m8に対して液晶分子
の応答時間が著しく短いために画像中にほとんどちらつ
きが現れないと考えられる。“このようにπセルのスイ
ッチングをff1FTで行うことによりπセルの高速応
答性、高視野角性を生かした高画質な液晶画像表示パネ
ルを得ることができた。
実施例2 透明な石英ガラス上にスイッチング素子の代表的な例と
してポリシリコンTIFTをマトリックス状に形成した
。該基板と透明ガラス基板とによりπセル液晶パネルを
下記のように作成した。透明酸化膜電極を透明ガラス基
板上にスパッタ法により形成した。該基板と上記ポリシ
リコンT?T基板にSi、O膜を斜め蒸着法にて形成し
両糸板上での液晶分子のプレチルト方向が基板間の中心
角に対して面対称関係になるようにセルを組み立てた。
シール剤にエポキシ系の接着剤を用い真空封入によりポ
リシリコンT?’l’πセルを得た。用いた液晶はZL
工2245(メルク社)でありセル厚は6μ扉であった
。該液晶パネルの光学応答特性を調べたところ、立ち上
り時間CL 5 m B +立ち下り時間4.0 m 
8 、コントラスト比10であった。
これらの特性値は従来のツイストネマティッもクモード
のアクティブマトリックス液晶パネルの光学応答特性に
比べ非常に向上した値である。該パネルに画像情報とし
てビデオ信号を入力したところ、ちらつきの少ない、高
視野角な鮮明画像を得ることができた。ちらつきの低減
は光学応答速度が速いことに帰因していると考えられる
実施例& 実施例1と同様の方法によりポリシリコンT7Tπセル
を得た。該パネルの液晶分子の配向軸と偏光軸が45°
をなすように偏光板を該パネルの片面(入射光側)にの
み貼りつけた。該偏光板付パネルを画像入力源として、
前記文献(R,S。
Vatne et &t(1985)Sより Dige
st P 31 )と同様な構成によりフィールシーケ
ンシャルカラーディスプレーを試作した。上記文献内で
は画像情報入力源としてCRTを使用しているが、これ
に比較して本構成のディスプレーはかなりフラットなも
のとなった。
従来のアクティブマトリックスカラー液晶ディスプレー
はカラーフィルターとツイストネマティック液晶の電気
光学効果との組み合せによる並置加法混色を用いたカラ
ー表示でありた。その場合RGB各々の表示は全画素の
115に限られるものであった。本構成のフルカラー液
晶ディスプレーはRGB各々の表示を全画素を使って継
時加法混色によりカラー表示できるため従来の並置加法
混色に比較して大巾に解像度が上昇した。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によればπセルの電気光学効果
を能動スイッチング素子により0N−OFFすることに
より高速応答かつ高視野角な画像を容易に得ることがで
きるという効果を有する。
特に画像入力源としてビデオ信号を入力した場合、光応
答速度が速いためちらつきの無い鮮明な画像が得られる
という効果を有する。またTUFTπセルの高速応答性
を生かして継時加法混色による薄型液晶カラーディスプ
レーが実現できた。この場合のカラー画像は解像度が著
しく高いという効果を有することがわかった。
【図面の簡単な説明】
第1図・・・・・・ポリシリコンTIFTπセルの構造
ヲ示す図で、(α)は無電解時(OIPII’状態ン、
(b)は電解印加時(ON状態) 1・・・・・・・・・偏光板 2・・・・・・・・・透明ガラス 3・・・・・・・・・共通電極 4・・・・・・・・・ソース線 4′・・・・・・ゲート線 5・・・・・・・・・画素電極 6・・・・・・・・・ドレイン部 7・・・・・・・・・石英ガラス 8・・・・・・・・・偏光板 9・・・・・・・・・液晶の配向方向 10・・・・・・偏光吸収軸 11・・・・・・入射光 α)           (b) 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一対の透明基板間に、一方の基板界面上の液晶分子のプ
    レチルト方向と対向する基板界面上の液晶分子のプレチ
    ルト方向が上記両基板面間の中心面に対して面対称の位
    置関係にある準平行配向した液晶を充填してなる液晶パ
    ネルにおいて、上記どちらか一方の透明基板上にマトリ
    ックス状に能動スイッチング素子を形成し、上記液晶パ
    ネルの電界制御複屈折効果を制御する手段を設けたこと
    を特徴とする液晶画像表示パネル。
JP59237362A 1984-11-09 1984-11-09 液晶画像表示パネル Pending JPS61116329A (ja)

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