JPH04270315A - 非線形素子およびそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents
非線形素子およびそれを用いた液晶表示装置Info
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- JPH04270315A JPH04270315A JP2418663A JP41866390A JPH04270315A JP H04270315 A JPH04270315 A JP H04270315A JP 2418663 A JP2418663 A JP 2418663A JP 41866390 A JP41866390 A JP 41866390A JP H04270315 A JPH04270315 A JP H04270315A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピューター、ワー
ドプロセッサー、テレビ受像機等の表示画面として用い
ることが出来、階調表示を必要とする分野への応用が可
能である。
ドプロセッサー、テレビ受像機等の表示画面として用い
ることが出来、階調表示を必要とする分野への応用が可
能である。
【0002】
【従来の技術】従来コンピューター、ワードプロセッサ
ー等の表示画面にはSTN(スーパーツイストネマチッ
ク)型の液晶表示装置が多く用いられている。STNは
以前のTN(ツイストネマチック)型の液晶表示装置に
比べて、液晶材料の電気光学特性に急峻性があるために
、TNでは難しかった情報量の多い高時分割駆動が可能
となり、現在のノートパソコン、ノートワープロの火付
け役となった。しかしながら時分割駆動を行なうがため
に、操作線の数が増加すると走査線中の選択と非選択部
での印加電圧比がとりにくくなり、表示品質特にコント
ラストの低下が起きてしまった。
ー等の表示画面にはSTN(スーパーツイストネマチッ
ク)型の液晶表示装置が多く用いられている。STNは
以前のTN(ツイストネマチック)型の液晶表示装置に
比べて、液晶材料の電気光学特性に急峻性があるために
、TNでは難しかった情報量の多い高時分割駆動が可能
となり、現在のノートパソコン、ノートワープロの火付
け役となった。しかしながら時分割駆動を行なうがため
に、操作線の数が増加すると走査線中の選択と非選択部
での印加電圧比がとりにくくなり、表示品質特にコント
ラストの低下が起きてしまった。
【0003】これを解消するために、TFT(薄膜トラ
ンジスタ)を用いてTN液晶を駆動させるアクティブマ
トリックスの開発が行なわれて現在に到っている。アク
ティブマトリックス型の液晶表示装置は、書込みを行な
いたい操作線につながるTFTのゲートのみをON状態
にするために、他の操作線への影響を極力押さえる事が
出来、クロストークフリーな表示が可能になった。また
、一度書き込んだ後は、実質的に容量成分である液晶部
分に電荷がチャージされるために、他の操作線を書き込
んでいる間でも、コントラストの低下が発生しないスタ
ティック駆動が可能になり、格段に表示品質が向上した
。また、ソース・ドレイン間電圧を調整することで容易
に階調表示が可能になっている。しかしながら、TFT
の作製工程において、6〜8枚のフォトマスクを使用す
るために歩留りの低下が否めなかった。さらにゲート酸
化膜のピンホール等から正常動作しない素子も多く、や
はり歩留りの点から全体の製造コストを上げる要因の一
つとなっていた。そこで、簡易な構造で表示品質の良い
液晶表示装置が求められていた。
ンジスタ)を用いてTN液晶を駆動させるアクティブマ
トリックスの開発が行なわれて現在に到っている。アク
ティブマトリックス型の液晶表示装置は、書込みを行な
いたい操作線につながるTFTのゲートのみをON状態
にするために、他の操作線への影響を極力押さえる事が
出来、クロストークフリーな表示が可能になった。また
、一度書き込んだ後は、実質的に容量成分である液晶部
分に電荷がチャージされるために、他の操作線を書き込
んでいる間でも、コントラストの低下が発生しないスタ
ティック駆動が可能になり、格段に表示品質が向上した
。また、ソース・ドレイン間電圧を調整することで容易
に階調表示が可能になっている。しかしながら、TFT
の作製工程において、6〜8枚のフォトマスクを使用す
るために歩留りの低下が否めなかった。さらにゲート酸
化膜のピンホール等から正常動作しない素子も多く、や
はり歩留りの点から全体の製造コストを上げる要因の一
つとなっていた。そこで、簡易な構造で表示品質の良い
液晶表示装置が求められていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこでクラーク・ラグ
ァウォールらによって提案されたものが、強誘電性液晶
を用いたディスプレイであった。図1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。
ァウォールらによって提案されたものが、強誘電性液晶
を用いたディスプレイであった。図1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。
【0005】しかしながらこのメモリー性を強調した場
合、現実的には『焼け』と呼ばれる現象が起き、表示不
良をひきおこしている。『焼け』は一度透過なり非透過
なりの状態をメモリーさせて長時間放置した場合、次に
その逆の状態を表示しようとしても完全な非透過または
透過の状態が得られず、コントラストの低下を引き起こ
していた。これを解決する手段として、メモリー性を極
力押さえた液晶材料を用いて、表示を行なうことが有効
であることが判った。強誘電性液晶において、全くメモ
リー性の無いまたは自発分極を持たない組成物は存在し
えないが、『焼け』を解消するためにそれらを極力押さ
えた場合、数画面分のメモリー性はあるものの、時分割
数が増加したりした場合に表示品質を落とすという欠点
がクローズアップしてきた。しかし、強誘電性液晶の持
つ高速応答性については捨てがたく、この特徴を生かし
たまま『焼け』現象が解決されるような方法が求められ
ていた。
合、現実的には『焼け』と呼ばれる現象が起き、表示不
良をひきおこしている。『焼け』は一度透過なり非透過
なりの状態をメモリーさせて長時間放置した場合、次に
その逆の状態を表示しようとしても完全な非透過または
透過の状態が得られず、コントラストの低下を引き起こ
していた。これを解決する手段として、メモリー性を極
力押さえた液晶材料を用いて、表示を行なうことが有効
であることが判った。強誘電性液晶において、全くメモ
リー性の無いまたは自発分極を持たない組成物は存在し
えないが、『焼け』を解消するためにそれらを極力押さ
えた場合、数画面分のメモリー性はあるものの、時分割
数が増加したりした場合に表示品質を落とすという欠点
がクローズアップしてきた。しかし、強誘電性液晶の持
つ高速応答性については捨てがたく、この特徴を生かし
たまま『焼け』現象が解決されるような方法が求められ
ていた。
【0006】また、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。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2a、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。
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。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2a、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。
【0007】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、25μ
mとなってしまう。液晶表示装置として1000×10
00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った。 そこで、アナログ的に階調が制御できる方法が求められ
ていた。
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、25μ
mとなってしまう。液晶表示装置として1000×10
00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った。 そこで、アナログ的に階調が制御できる方法が求められ
ていた。
【0008】
【課題を解決するための手段】『焼け』現象を回避する
ためのメモリー性の低下策は、図3(201)に示す時
分割駆動時における非選択時の透過率の揺らぎを生じ、
コントラストの低下を招いている。図3に駆動波形と液
晶表示装置の光学応答を示す。
ためのメモリー性の低下策は、図3(201)に示す時
分割駆動時における非選択時の透過率の揺らぎを生じ、
コントラストの低下を招いている。図3に駆動波形と液
晶表示装置の光学応答を示す。
【0009】さらに階調表示を行なうため、信号パルス
の波高(電圧)を変化させた場合、任意の画素が非選択
の場合でも通常の2階調表示時に比べて大きな電圧が加
わるために、図4(202)に示す揺らぎをさらに生じ
、コントラストの低下を生じていた。図4に通常の強誘
電液晶に階調表示を行なう場合における駆動波形と液晶
表示装置の光学応答を示す。
の波高(電圧)を変化させた場合、任意の画素が非選択
の場合でも通常の2階調表示時に比べて大きな電圧が加
わるために、図4(202)に示す揺らぎをさらに生じ
、コントラストの低下を生じていた。図4に通常の強誘
電液晶に階調表示を行なう場合における駆動波形と液晶
表示装置の光学応答を示す。
【0010】時分割駆動時の非選択時の透過率の揺らぎ
を解決する方法として、抵抗成分がオームの法則にのら
ない非線型特性を有する素子を、液晶表示素子電極に直
列接合する方法がある。
を解決する方法として、抵抗成分がオームの法則にのら
ない非線型特性を有する素子を、液晶表示素子電極に直
列接合する方法がある。
【0011】本発明は、強誘電性液晶を狭持する2枚の
基板のうち、少なくとも何方か一方の液晶層側の面上に
SiXCYOZ(X+Y+Z=1)で示される組成物質
を含む薄膜を有する液晶表示装置を駆動する際に、走査
側電極に単位時間内に4相よりなる電気信号を加え、情
報側電極に単位時間内に4相よりなる電気信号を加える
駆動方法において、後半2相分または最終相分のパルス
高さを変化させることによって、液晶パネルの透過率を
任意に制御することを特徴としている。
基板のうち、少なくとも何方か一方の液晶層側の面上に
SiXCYOZ(X+Y+Z=1)で示される組成物質
を含む薄膜を有する液晶表示装置を駆動する際に、走査
側電極に単位時間内に4相よりなる電気信号を加え、情
報側電極に単位時間内に4相よりなる電気信号を加える
駆動方法において、後半2相分または最終相分のパルス
高さを変化させることによって、液晶パネルの透過率を
任意に制御することを特徴としている。
【0012】また別の発明として、走査側電極に単位時
間内に3相よりなる電気信号を加え、情報側電極に単位
時間内に3相以上の相数よりなる電気信号を加える駆動
方法において、後部2相分または最終相分のパルス高さ
を変化させることによって、液晶パネルの透過率を任意
に制御することを特徴としている。
間内に3相よりなる電気信号を加え、情報側電極に単位
時間内に3相以上の相数よりなる電気信号を加える駆動
方法において、後部2相分または最終相分のパルス高さ
を変化させることによって、液晶パネルの透過率を任意
に制御することを特徴としている。
【0013】またさらに別の発明として、走査側電極に
単位時間内に2相よりなる電気信号を加え、情報側電極
に単位時間内に2相以上の相数よりなる電気信号を加え
る駆動方法において、最終相分のパルス高さを変化させ
ることによって、液晶パネルの透過率を任意に制御する
ことを特徴としている。またさらに別の発明として、走
査側電極に単位時間内に単相よりなる電気信号を加え、
情報側電極に単位時間内に単相以上の相数よりなる電気
信号を加える駆動方法において、最終相分のパルス高さ
を変化させることによって、液晶パネルの透過率を任意
に制御することを特徴としている。
単位時間内に2相よりなる電気信号を加え、情報側電極
に単位時間内に2相以上の相数よりなる電気信号を加え
る駆動方法において、最終相分のパルス高さを変化させ
ることによって、液晶パネルの透過率を任意に制御する
ことを特徴としている。またさらに別の発明として、走
査側電極に単位時間内に単相よりなる電気信号を加え、
情報側電極に単位時間内に単相以上の相数よりなる電気
信号を加える駆動方法において、最終相分のパルス高さ
を変化させることによって、液晶パネルの透過率を任意
に制御することを特徴としている。
【0014】強誘電性液晶は図5に示す様に、応答速度
と加えるパルスの電圧値との積がほぼ一定の特性を有し
ている。つまり、低い電圧パルスの時の応答速度と電圧
値との積と、高い電圧パルスの時の応答速度と電圧値と
の積とが概略等しくなるのである。これを、メモリー性
が極力少ない強誘電性を示す液晶組成物に適用した場合
、パルス幅を一定にして電圧を変化させると、一定期間
内の透過率を制御できることが判った。図6に駆動パル
ス(波形)と液晶表示装置の光学応答を示す。
と加えるパルスの電圧値との積がほぼ一定の特性を有し
ている。つまり、低い電圧パルスの時の応答速度と電圧
値との積と、高い電圧パルスの時の応答速度と電圧値と
の積とが概略等しくなるのである。これを、メモリー性
が極力少ない強誘電性を示す液晶組成物に適用した場合
、パルス幅を一定にして電圧を変化させると、一定期間
内の透過率を制御できることが判った。図6に駆動パル
ス(波形)と液晶表示装置の光学応答を示す。
【0015】そこで、階調表示を実現させるために、駆
動方法として本効果を利用した。以下に実施例を示し、
さらに詳細な説明を加える。
動方法として本効果を利用した。以下に実施例を示し、
さらに詳細な説明を加える。
【0016】
【実施例1】本実施例は、図7にその構造を示すように
、可視光を透過する絶縁性基板(1)上に、可視光を透
過する第1の電極(2)およびリードを有し、該電極上
をSiXCYOZ(X+Y+Z=1)で示される組成物
を含む薄膜(3)で覆い、該薄膜上に、可視光を透過す
る第2の電極(4)を有する第一の基板(10)と、可
視光を透過する絶縁性基板(9)上に、可視光を透過す
る第3の電極(8)およびリードを有する第2の基板(
11)を使用し、それら、第1の基板(10)と第2の
基板(11)の内側に、強誘電性を示す液晶組成物(7
)と、該液晶組成物を一定方向に配向させる手段(5)
とを有する液晶表示装置に対し走査側電極に単位時間内
に4相よりなる電気信号を加え、情報側電極に単位時間
内に4相よりなる電気信号を加える駆動方法において、
後半2相分または最終相分のパルス高さを変化させるこ
とによって、液晶パネルの透過率を任意に制御すること
を特徴とする液晶電気光学装置の駆動方法の実施例であ
る。
、可視光を透過する絶縁性基板(1)上に、可視光を透
過する第1の電極(2)およびリードを有し、該電極上
をSiXCYOZ(X+Y+Z=1)で示される組成物
を含む薄膜(3)で覆い、該薄膜上に、可視光を透過す
る第2の電極(4)を有する第一の基板(10)と、可
視光を透過する絶縁性基板(9)上に、可視光を透過す
る第3の電極(8)およびリードを有する第2の基板(
11)を使用し、それら、第1の基板(10)と第2の
基板(11)の内側に、強誘電性を示す液晶組成物(7
)と、該液晶組成物を一定方向に配向させる手段(5)
とを有する液晶表示装置に対し走査側電極に単位時間内
に4相よりなる電気信号を加え、情報側電極に単位時間
内に4相よりなる電気信号を加える駆動方法において、
後半2相分または最終相分のパルス高さを変化させるこ
とによって、液晶パネルの透過率を任意に制御すること
を特徴とする液晶電気光学装置の駆動方法の実施例であ
る。
【0017】以下、本実施例に用いた液晶表示装置の作
製法を最初に示す。まず1.1mmのソーダライムガラ
ス(1)に、DCスパッタ法によって、ITOを100
0Å成膜し、その後、フォトリソ法を用いて、表示画素
電極の一方の辺と、概略同一寸法とする幅のストライプ
状に、パターニングをして、第一の電極(2)とした。
製法を最初に示す。まず1.1mmのソーダライムガラ
ス(1)に、DCスパッタ法によって、ITOを100
0Å成膜し、その後、フォトリソ法を用いて、表示画素
電極の一方の辺と、概略同一寸法とする幅のストライプ
状に、パターニングをして、第一の電極(2)とした。
【0018】その後、下記条件の下にグロー放電を行い
、SiXCYOZ(X+Y+Z=1)膜(3)を500
Å成膜した。成膜条件は、ガス混合比C2H4が2SC
CM、NF3が1SCCM、H2が10SCCMであり
、反応圧力が50Pa、RFパワーが100Wである。
、SiXCYOZ(X+Y+Z=1)膜(3)を500
Å成膜した。成膜条件は、ガス混合比C2H4が2SC
CM、NF3が1SCCM、H2が10SCCMであり
、反応圧力が50Pa、RFパワーが100Wである。
【0019】本実施例においてNF3を添加するのは、
膜(3)の導電率を変化させ、非線型特性を制御するた
めであり、30体積%以下の割合で添加すると効果があ
る。この非線型性を制御する方法としては、熱アニール
を加える方法がある。これは、MIM型素子のI(in
sulator)部分に相当する薄膜(3)の脱水素化
を計ることによって膜中の水素含有量をコントロールし
、MIM型素子の非線型性を制御するものである。この
熱アニールの処理条件は、温度が380℃、圧力が10
0Pa、処理雰囲気がAr、処理時間が1時間でる。 また、本発明においてはこのSiXCYOZ(X+Y+
Z=1)で示される組成物を含む薄膜(3)の厚さを2
000Å以下、好ましくは500Å以下にすることによ
って、その光透過性を高めることができた。図8にSi
XCYOZ(X+Y+Z=1)で示される組成物を含む
薄膜の500Å時の分光透過率を示す。
膜(3)の導電率を変化させ、非線型特性を制御するた
めであり、30体積%以下の割合で添加すると効果があ
る。この非線型性を制御する方法としては、熱アニール
を加える方法がある。これは、MIM型素子のI(in
sulator)部分に相当する薄膜(3)の脱水素化
を計ることによって膜中の水素含有量をコントロールし
、MIM型素子の非線型性を制御するものである。この
熱アニールの処理条件は、温度が380℃、圧力が10
0Pa、処理雰囲気がAr、処理時間が1時間でる。 また、本発明においてはこのSiXCYOZ(X+Y+
Z=1)で示される組成物を含む薄膜(3)の厚さを2
000Å以下、好ましくは500Å以下にすることによ
って、その光透過性を高めることができた。図8にSi
XCYOZ(X+Y+Z=1)で示される組成物を含む
薄膜の500Å時の分光透過率を示す。
【0020】従来はMIM型素子のinsulator
部分に炭素を組成物として含む炭素膜例えばTaO5(
5酸化タンタル)膜を用いようとする場合、その光透過
性が問題となるので、なるべくその面積を小さくする等
の工程上の制約があった。その後,再びDCスパッタ法
によって、膜(3)上にITOを1000Å成膜し、フ
ォトリソ法を用いて、第2の電極(4)を得た。この場
合、マグネトロン型RFスパッタ法を用いてもよい。
部分に炭素を組成物として含む炭素膜例えばTaO5(
5酸化タンタル)膜を用いようとする場合、その光透過
性が問題となるので、なるべくその面積を小さくする等
の工程上の制約があった。その後,再びDCスパッタ法
によって、膜(3)上にITOを1000Å成膜し、フ
ォトリソ法を用いて、第2の電極(4)を得た。この場
合、マグネトロン型RFスパッタ法を用いてもよい。
【0021】画素電極の一方である第2の電極の寸法は
、一辺が250μmの正方形とし、画素間のギャップは
、25μmとした。この第2の電極(4)は表示の際、
単位画素となる大きさを有するものであり、薄膜(3)
に加わる電界が各画素において均一になるように作用す
るものである。この様にして、第1の基板(10)を得
た。
、一辺が250μmの正方形とし、画素間のギャップは
、25μmとした。この第2の電極(4)は表示の際、
単位画素となる大きさを有するものであり、薄膜(3)
に加わる電界が各画素において均一になるように作用す
るものである。この様にして、第1の基板(10)を得
た。
【0022】他方の第2の基板(11)も、1.1mm
のソーダライムガラス(9)に、DCスパッタ法によっ
て、ITOを1000Å成膜した。その後、フォトリソ
法を用いて、表示画素電極の一方の辺と、概略同一寸法
とする幅のストライプ状に、パターニングをして、第3
の電極(8)とした構造となっている。
のソーダライムガラス(9)に、DCスパッタ法によっ
て、ITOを1000Å成膜した。その後、フォトリソ
法を用いて、表示画素電極の一方の辺と、概略同一寸法
とする幅のストライプ状に、パターニングをして、第3
の電極(8)とした構造となっている。
【0023】前記第1の基板(10)上に、印刷法によ
りポリイミド薄膜を200Å成膜し、その後,ラビング
法によって、液晶分子をある一定方向に並べる手段とし
て配向膜(5)を設けた。
りポリイミド薄膜を200Å成膜し、その後,ラビング
法によって、液晶分子をある一定方向に並べる手段とし
て配向膜(5)を設けた。
【0024】第1の基板(10)と第2の基板(11)
の間に、強誘電性液晶(7)、および樹脂からなる基板
間の間隔を保持するためのスペーサー(6)を入れ、そ
の周囲をエポキシ系の接着剤で固定した。
の間に、強誘電性液晶(7)、および樹脂からなる基板
間の間隔を保持するためのスペーサー(6)を入れ、そ
の周囲をエポキシ系の接着剤で固定した。
【0025】その後,第1の電極(2)、第3の電極(
4)につながるリードに、COG法を用いて液晶駆動用
LSIを接続し、液晶表示装置を得た。
4)につながるリードに、COG法を用いて液晶駆動用
LSIを接続し、液晶表示装置を得た。
【0026】本実施例において成膜した薄膜(3)は光
透過性を有しており500Åの厚さであれば光学的にな
んら問題はなかった。
透過性を有しており500Åの厚さであれば光学的にな
んら問題はなかった。
【0027】図14a,bに本実施例の非線形素子の電
流電圧特性を示す。
流電圧特性を示す。
【0028】次に図9に本実施例における液晶装置に加
える駆動波形を示す。走査側電極に単位時間内に4相よ
りなる電気信号(301)を加え、情報側電極に単位時
間内に4相よりなる電気信号(302)を加え後半2相
分または最終相分のパルス高さを変化させることによっ
て(303a、303b)、液晶パネルの透過率を任意
に制御している。選択時ONのときの信号(304)は
4相中の最後の相を3Vから4Vの間で変化させること
によって、透過率を制御するものである。
える駆動波形を示す。走査側電極に単位時間内に4相よ
りなる電気信号(301)を加え、情報側電極に単位時
間内に4相よりなる電気信号(302)を加え後半2相
分または最終相分のパルス高さを変化させることによっ
て(303a、303b)、液晶パネルの透過率を任意
に制御している。選択時ONのときの信号(304)は
4相中の最後の相を3Vから4Vの間で変化させること
によって、透過率を制御するものである。
【0029】図10に駆動信号と本実施例による液晶表
示装置の光学応答を示す。これらの図を見ると明らかな
ように、非線形素子の効果によって液晶セルには、ある
一定以上の強さの信号電界が液晶装置に加わった場合に
のみ電界が加わっているために非選択時においても揺ら
ぎが観測されない。また、最終相または最終前の相の電
圧を変化させることで、光学応答が制御できていること
が判る。
示装置の光学応答を示す。これらの図を見ると明らかな
ように、非線形素子の効果によって液晶セルには、ある
一定以上の強さの信号電界が液晶装置に加わった場合に
のみ電界が加わっているために非選択時においても揺ら
ぎが観測されない。また、最終相または最終前の相の電
圧を変化させることで、光学応答が制御できていること
が判る。
【0030】
【実施例2】本実施例に用いた液晶表示装置の構造を図
11に示す。本実施例は、可視光を透過する絶縁性基板
(1)と、該絶縁性基板上に設けられた金属酸化物で可
視光を透過する第1の電極(2)およびリードと、前記
電極およびリード上を覆う少なくともSiXCYOZ(
X+Y+Z=1)で示される組成物を含んだ2層からな
る薄膜(71),(72)と、該薄膜上に設けられた強
誘電性を示す液晶組成物(7)と、該液晶層上に設けら
れた金属酸化物で可視光を透過する第2の電極(8)お
よびリード、そして可視光を透過する第2の絶縁性基板
(9)からなる液晶表示装置において、前記SiXCY
OZ(X+Y+Z=1)とする組成物を含んだ薄膜の液
晶層側の面上にこの薄膜上に設けられる強誘電性を示す
液晶組成物を一定方向に配向させる機能を持たせた液晶
表示装置に対し、走査側電極に単位時間内に3相よりな
る電気信号を加え、情報側電極に単位時間内に3相以上
の相数よりなる電気信号を加える駆動方法において、後
部2相分または最終相分のパルス高さを変化させること
によって、液晶パネルの透過率を任意に制御することを
特徴とする液晶電気光学装置の駆動方法を示すものであ
る。
11に示す。本実施例は、可視光を透過する絶縁性基板
(1)と、該絶縁性基板上に設けられた金属酸化物で可
視光を透過する第1の電極(2)およびリードと、前記
電極およびリード上を覆う少なくともSiXCYOZ(
X+Y+Z=1)で示される組成物を含んだ2層からな
る薄膜(71),(72)と、該薄膜上に設けられた強
誘電性を示す液晶組成物(7)と、該液晶層上に設けら
れた金属酸化物で可視光を透過する第2の電極(8)お
よびリード、そして可視光を透過する第2の絶縁性基板
(9)からなる液晶表示装置において、前記SiXCY
OZ(X+Y+Z=1)とする組成物を含んだ薄膜の液
晶層側の面上にこの薄膜上に設けられる強誘電性を示す
液晶組成物を一定方向に配向させる機能を持たせた液晶
表示装置に対し、走査側電極に単位時間内に3相よりな
る電気信号を加え、情報側電極に単位時間内に3相以上
の相数よりなる電気信号を加える駆動方法において、後
部2相分または最終相分のパルス高さを変化させること
によって、液晶パネルの透過率を任意に制御することを
特徴とする液晶電気光学装置の駆動方法を示すものであ
る。
【0031】すなわち、本実施例は、図11に示すよう
に実施例1においてSiXCYOZ(X+Y+Z=1)
で示される組成物を含んだ薄膜上に設けられた第2の電
極がないものである。
に実施例1においてSiXCYOZ(X+Y+Z=1)
で示される組成物を含んだ薄膜上に設けられた第2の電
極がないものである。
【0032】以下、本実施例の作製法を示す。本実施例
の作製法は、実施例1における各画素に対応する第2の
電極(4)、配向膜(5)がないこと、SiXCYOZ
(X+Y+Z=1)で示される組成物を含んだ薄膜(3
)の成膜法と構成が違うこと、この薄膜(3)の液晶層
に接する面に配向処理がなされること、以外は実施例1
とその作製法は同様である。
の作製法は、実施例1における各画素に対応する第2の
電極(4)、配向膜(5)がないこと、SiXCYOZ
(X+Y+Z=1)で示される組成物を含んだ薄膜(3
)の成膜法と構成が違うこと、この薄膜(3)の液晶層
に接する面に配向処理がなされること、以外は実施例1
とその作製法は同様である。
【0033】本実施例におけるSiXCYOZ(X+Y
+Z=1)で示される組成物を含んだ薄膜、すなわち非
線形素子のinsulatorとして、第1の薄膜とし
てSiXCYOZ(X+Y+Z=1)においてY≪1と
して炭素を含んだSiO2に近い膜(71)を、第2の
薄膜としてX=0,Z=0でDLC膜(72)を設け、
この2層を用いた。なおここでZ=0としてSiC膜を
設けてもよい。
+Z=1)で示される組成物を含んだ薄膜、すなわち非
線形素子のinsulatorとして、第1の薄膜とし
てSiXCYOZ(X+Y+Z=1)においてY≪1と
して炭素を含んだSiO2に近い膜(71)を、第2の
薄膜としてX=0,Z=0でDLC膜(72)を設け、
この2層を用いた。なおここでZ=0としてSiC膜を
設けてもよい。
【0034】マグネトロン型RFスパッタ法によって、
まず第1の薄膜(71)を以下の条件で50〜2000
Åの厚さ、本実施例においては300Åの厚さに形成し
た。成膜条件は、基板温度が150℃、RFパワーは4
00W、成膜圧力は0.5pa、成膜雰囲気はO2体積
95% 、NF3体積5 %であり、ターゲットは
SiにCを微量に添加したのインゴットを用いた。また
、成膜法としては、公知の光CVD法を用いてもよい。 なお、上記スパッタ時の雰囲気中に水素を添加すること
により各画素における非線型特性を制御することができ
る。
まず第1の薄膜(71)を以下の条件で50〜2000
Åの厚さ、本実施例においては300Åの厚さに形成し
た。成膜条件は、基板温度が150℃、RFパワーは4
00W、成膜圧力は0.5pa、成膜雰囲気はO2体積
95% 、NF3体積5 %であり、ターゲットは
SiにCを微量に添加したのインゴットを用いた。また
、成膜法としては、公知の光CVD法を用いてもよい。 なお、上記スパッタ時の雰囲気中に水素を添加すること
により各画素における非線型特性を制御することができ
る。
【0035】つぎに、この薄膜(71)の液晶層に接す
る面上に炭素を主成分とする薄膜(以下DLCと称する
)(72)を以下の条件で20〜2000Å、本実施例
では300Åの厚さに成膜した。成膜条件は、ガス混合
比がC2H6:NF3:H2=2:1:10であり、R
Fパワーが100Wである。このDLC薄膜(72)の
液晶層に接する面上(12)のに配向処理を施し、後は
実施例1と同様にして本実施例を完成させた。
る面上に炭素を主成分とする薄膜(以下DLCと称する
)(72)を以下の条件で20〜2000Å、本実施例
では300Åの厚さに成膜した。成膜条件は、ガス混合
比がC2H6:NF3:H2=2:1:10であり、R
Fパワーが100Wである。このDLC薄膜(72)の
液晶層に接する面上(12)のに配向処理を施し、後は
実施例1と同様にして本実施例を完成させた。
【0036】本実施例の特性は実施例1と同様であった
が、その電気的安定性が高く、特性の変化が小さかった
。本実施例においては、薄膜(71)と薄膜(72)で
MIM型素子のinsulatorに相当する部分を形
成しようとするものである。この際、弗素、窒素元素の
混入した酸化珪素膜である薄膜(71)は、水素が含ま
れておらず極めて電気的に安定しているという特徴を有
する。また、DLC膜である薄膜(72)はIV族元素
が主体であるので極性をもたず、しかも水素、窒素、弗
素の作用で低抵抗率を有しているので、液晶層として強
誘電液晶層を用いた場合、強誘電性液晶の自発分極と電
気的相互作用をすることがなく、強誘電性液晶の高速応
答に影響を与えないという特徴を有する。
が、その電気的安定性が高く、特性の変化が小さかった
。本実施例においては、薄膜(71)と薄膜(72)で
MIM型素子のinsulatorに相当する部分を形
成しようとするものである。この際、弗素、窒素元素の
混入した酸化珪素膜である薄膜(71)は、水素が含ま
れておらず極めて電気的に安定しているという特徴を有
する。また、DLC膜である薄膜(72)はIV族元素
が主体であるので極性をもたず、しかも水素、窒素、弗
素の作用で低抵抗率を有しているので、液晶層として強
誘電液晶層を用いた場合、強誘電性液晶の自発分極と電
気的相互作用をすることがなく、強誘電性液晶の高速応
答に影響を与えないという特徴を有する。
【0037】これらの薄膜(71)と薄膜(72)は全
くパターニングする必要がないので、従来の単純マトリ
ックス型式の液晶表示表示装置の作製工程に上記2枚の
薄膜を作製する工程が増えるだけですむという作製工程
上の特徴も有する。もちろん、膜(71)と膜(72)
の何れか一方のみを用いて、この膜上に配向処理を施し
てもよい。さらに、insulator部分となるいず
れかの膜中にハロゲン元素、リンを20原子パーセント
以下混入させることは、ガラス基板から拡散するナトリ
ウムイオンや固定電荷となり電気的不安定性の原因とな
る結合から離れた水素イオン等のゲッタリング(取り込
んでしまう作用)に効果がある。
くパターニングする必要がないので、従来の単純マトリ
ックス型式の液晶表示表示装置の作製工程に上記2枚の
薄膜を作製する工程が増えるだけですむという作製工程
上の特徴も有する。もちろん、膜(71)と膜(72)
の何れか一方のみを用いて、この膜上に配向処理を施し
てもよい。さらに、insulator部分となるいず
れかの膜中にハロゲン元素、リンを20原子パーセント
以下混入させることは、ガラス基板から拡散するナトリ
ウムイオンや固定電荷となり電気的不安定性の原因とな
る結合から離れた水素イオン等のゲッタリング(取り込
んでしまう作用)に効果がある。
【0038】次に図12に本実施例における液晶装置に
加える駆動波形を示す。走査側電極に単位時間内に3相
よりなる電気信号(305)を加え、情報側電極に単位
時間内に3相よりなる電気信号(306)を加え後半2
相分または最終相分のパルス高さを変化させることによ
って(307a、307b)、液晶パネルの透過率を任
意に制御している。選択時ONのときの信号(308)
は3相中の最後の相を3Vから4Vの間で変化させるこ
とによって、透過率を制御するものである。
加える駆動波形を示す。走査側電極に単位時間内に3相
よりなる電気信号(305)を加え、情報側電極に単位
時間内に3相よりなる電気信号(306)を加え後半2
相分または最終相分のパルス高さを変化させることによ
って(307a、307b)、液晶パネルの透過率を任
意に制御している。選択時ONのときの信号(308)
は3相中の最後の相を3Vから4Vの間で変化させるこ
とによって、透過率を制御するものである。
【0039】
【実施例3】本実施例は実施例2と同じ構造の液晶表示
装置を用い、図13に示す駆動波形を加えることによっ
て、階調表示をおこなわせている。走査側電極に単位時
間内に2相よりなる電気信号を加え、情報側電極に単位
時間内に2相以上の相数よりなる電気信号を加える駆動
方法において、後部2相分または最終相分のパルス高さ
を変化させることによって、液晶パネルの透過率を任意
に制御することを特徴とする液晶電気光学装置の駆動方
法を示すものである。
装置を用い、図13に示す駆動波形を加えることによっ
て、階調表示をおこなわせている。走査側電極に単位時
間内に2相よりなる電気信号を加え、情報側電極に単位
時間内に2相以上の相数よりなる電気信号を加える駆動
方法において、後部2相分または最終相分のパルス高さ
を変化させることによって、液晶パネルの透過率を任意
に制御することを特徴とする液晶電気光学装置の駆動方
法を示すものである。
【0040】
【発明の効果】本発明の構成をとることによって、各画
素に非線形性を持たせることができ、簡単な構造であり
ながら時分割駆動時の非選択時の透過率の揺らぎが生ぜ
ず、しかも表示コントラストの高い液晶ディスプレイ、
特に強誘電性液晶ディスプレイを得ることができた。
素に非線形性を持たせることができ、簡単な構造であり
ながら時分割駆動時の非選択時の透過率の揺らぎが生ぜ
ず、しかも表示コントラストの高い液晶ディスプレイ、
特に強誘電性液晶ディスプレイを得ることができた。
【第1図】強誘電性液晶の概念図を示す
【第2図】画素
電極面積の変化による階調表示方式を示す。
電極面積の変化による階調表示方式を示す。
【第3図】通常の強誘電性液晶に時分割駆動させた時の
駆動波形と光学応答を示す。
駆動波形と光学応答を示す。
【第4図】通常の強誘電性液晶に本発明の駆動方法で動
作させた時の駆動波形と光学応答を示す。
作させた時の駆動波形と光学応答を示す。
【第5図】強誘電性液晶の電圧と応答速度の関係を示す
。
。
【第6図】メモリー性が極力少ない強誘電性液晶に、電
圧を変化させて動作させた時の光学応答を示す。
圧を変化させて動作させた時の光学応答を示す。
【第7図】本実施例に用いた液晶表示装置の構造図を示
す。
す。
【第8図】本実施例に用いた非線形素子用の絶縁膜の透
過率を示す。
過率を示す。
【第9図】本発明による駆動波形を示す。
【第10図】本発明による駆動波形と光学応答を示す。
【第11図】本実施例に用いた液晶表示装置の構造図を
示す。
示す。
【第12図】本発明による駆動波形を示す。
【第13図】本発明による駆動波形を示す。
【第14図】本実施例に用いた非線形素子の電気光学特
性を示す。
性を示す。
Claims (6)
- 【請求項1】基板上に設けた透過性画素電極とリードに
対し、直列接合した電気的非線形素子を有する第一の基
板と透過性画素電極とリードを有する第二の基板によっ
て強誘電性を示す液晶組成物と該液晶組成物の少なくと
も初期における配向を行なう手段とを少なくとも挟持し
た液晶電気光学装置に対し、走査側電極に単位時間内に
4相よりなる電気信号を加え、情報側電極に単位時間内
に4相よりなる電気信号を加える駆動方法でって、後半
2相分または最終相分のパルスの高さを変化させること
によって、液晶パネルの透過率を任意に制御することを
特徴とする液晶電気光学装置の駆動方法。 - 【請求項2】請求項1に於いて、電気的非線形素子はそ
の両側を導電体に接続したSiXCYOZ(X+Y+Z
=1)が主体構成物質であることを特徴とする液晶電気
光学装置の駆動方法。 - 【請求項3】基板上に設けた透過性画素電極とリードに
対し、直列接合した電気的非線形素子を有する第一の基
板と透過性画素電極とリードを有する第二の基板によっ
て強誘電性を示す液晶組成物と該液晶組成物の少なくと
も初期における配向を行なう手段とを少なくとも挟持し
た液晶電気光学装置に対し、走査側電極に単位時間内に
3相よりなる電気信号を加え、情報側電極に単位時間内
に3相以上の相数よりなる電気信号を加える駆動方法で
って、後部2相分または最終相分のパルスの高さを変化
させることによって、液晶パネルの透過率を任意に制御
することを特徴とする液晶電気光学装置の駆動方法。 - 【請求項4】請求項3に於いて、電気的非線形素子はそ
の両側を導電体に接続したSiXCYOZ(X+Y+Z
=1)が主体構成物質であることを特徴とする液晶電気
光学装置の駆動方法。 - 【請求項5】基板上に設けた透過性画素電極とリードに
対し、直列接合した電気的非線形素子を有する第一の基
板と透過性画素電極とリードを有する第二の基板によっ
て強誘電性を示す液晶組成物と該液晶組成物の少なくと
も初期における配向を行なう手段とを少なくとも挟持し
た液晶電気光学装置に対し、走査側電極に単位時間内に
2相よりなる電気信号を加え、情報側電極に単位時間内
に2相以上の相数よりなる電気信号を加える駆動方法で
あって、最終相分のパルスの高さを変化させることによ
って、液晶パネルの透過率を任意に制御することを特徴
とする液晶電気光学装置の駆動方法。 - 【請求項6】請求項5に於いて、電気的非線形素子はそ
の両側を導電体に接続したSiXCYOZ(X+Y+Z
=1)が主体構成物質であることを特徴とする液晶電気
光学装置の駆動方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP41866390A JP3059491B2 (ja) | 1990-12-29 | 1990-12-29 | 非線形素子およびそれを用いた液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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JP2006301653A (ja) * | 2006-04-27 | 2006-11-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 表示装置およびその作製方法 |
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