JPH0627438A - 液晶電気光学装置 - Google Patents
液晶電気光学装置Info
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- JPH0627438A JPH0627438A JP20193192A JP20193192A JPH0627438A JP H0627438 A JPH0627438 A JP H0627438A JP 20193192 A JP20193192 A JP 20193192A JP 20193192 A JP20193192 A JP 20193192A JP H0627438 A JPH0627438 A JP H0627438A
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- axis
- electrode
- electrodes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高速、高コントラスト比の液晶電気光学装置を
提供する。 【構成】本発明は、強誘電性液晶または反強誘電性液晶
を利用し、X軸情報を表示する単純シャッターとY軸情
報を表示する単純シャッターを組み合わせて、2次元の
情報を表示する高速、高コントラスト比の液晶電気光学
装置に関するものである。
提供する。 【構成】本発明は、強誘電性液晶または反強誘電性液晶
を利用し、X軸情報を表示する単純シャッターとY軸情
報を表示する単純シャッターを組み合わせて、2次元の
情報を表示する高速、高コントラスト比の液晶電気光学
装置に関するものである。
Description
【0001】
【発明の利用分野】本発明は、複数の電極を有した単純
シャッターを2枚重ね併せて2次元の情報を表示する液
晶電気光学装置に関するものである。
シャッターを2枚重ね併せて2次元の情報を表示する液
晶電気光学装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶材料を利用した大面積かつ大表示容
量を有した液晶ディスプレイが各種提案されまたは実用
化されている。ガラス基板上に薄膜トランジスタ(TF
T)を形成したTFTディスプレイや金属−絶縁膜−金
属(MIM)の薄膜ダイオードを形成したMIMディス
プレイなどはアクティブマトリクスディスプレイと呼ば
れ、液晶テレビ等の高性能な表示に用いられている。し
かしながら、製造プロセスが複雑であり、製造歩留り向
上が難しいことや、製造装置が高価なことから、将来を
期待されながらもパネル価格が高く、汎用化するのに時
間を要している。一方、ガラス基板表面に上記の様なス
イッチング素子を設けない液晶ディスプレイを単純マト
リクスディスプレイと称する。シャットらがアプライド
フィジクスレター(M. Schadt, et al.; Applied Physi
cs Letter, 18(14), 127(1971).)に発表したツイステ
ッドネマチック液晶やシェーファーらがアプライドフィ
ジクスレター(T.J. Scheffer, et al.; Applied Physi
cs Letter, 45, 1021(1984).)に発表したスーパーツイ
スティッドネマチック(STN)ディスプレイやクラー
クらがアプライドフィジクスレター(Clark, et al.; A
pplied Phisics letter, 36、 899(1980))で発表した
強誘電性液晶ディスプレイやコレスチック・ネマチック
相転移型ディスプレイ等がある。その中でも強誘電性液
晶ディスプレイは、高速スイッチング性やメモリー性や
高視野角等において他の液晶材料に比して非常に優れた
特徴を有している。
量を有した液晶ディスプレイが各種提案されまたは実用
化されている。ガラス基板上に薄膜トランジスタ(TF
T)を形成したTFTディスプレイや金属−絶縁膜−金
属(MIM)の薄膜ダイオードを形成したMIMディス
プレイなどはアクティブマトリクスディスプレイと呼ば
れ、液晶テレビ等の高性能な表示に用いられている。し
かしながら、製造プロセスが複雑であり、製造歩留り向
上が難しいことや、製造装置が高価なことから、将来を
期待されながらもパネル価格が高く、汎用化するのに時
間を要している。一方、ガラス基板表面に上記の様なス
イッチング素子を設けない液晶ディスプレイを単純マト
リクスディスプレイと称する。シャットらがアプライド
フィジクスレター(M. Schadt, et al.; Applied Physi
cs Letter, 18(14), 127(1971).)に発表したツイステ
ッドネマチック液晶やシェーファーらがアプライドフィ
ジクスレター(T.J. Scheffer, et al.; Applied Physi
cs Letter, 45, 1021(1984).)に発表したスーパーツイ
スティッドネマチック(STN)ディスプレイやクラー
クらがアプライドフィジクスレター(Clark, et al.; A
pplied Phisics letter, 36、 899(1980))で発表した
強誘電性液晶ディスプレイやコレスチック・ネマチック
相転移型ディスプレイ等がある。その中でも強誘電性液
晶ディスプレイは、高速スイッチング性やメモリー性や
高視野角等において他の液晶材料に比して非常に優れた
特徴を有している。
【0003】強誘電性液晶はメモリー性を有しているた
めに電界方向により選択されたON状態またはOFF状
態は状態を変えずに保持しているために表示可能な走査
電極数に限度がなく、実質的には無限大の容量の表示が
可能である。強誘電性液晶で大容量のマトリクス表示す
るときには4パルス法や2フィールド法と呼ばれるAC
駆動法で駆動するのが一般的である。図3にその波形に
於ける光学応答を示した。AC駆動法は、画素がメモリ
ー状態のいづれかを選択されるときには所定の電圧V
(41)が印加されるが、非選択の時にも選択されると
きの電圧のV/3またはV/4(42)の波高値の交流
の電圧が印加される。一方、強誘電性液晶は自発分極と
電界が直接働くために液晶の応答にしきい値がなく、わ
ずかな電圧であっても液晶が応答してしまう。従って、
前記のようなAC駆動の利用下においても非選択時の小
さな電圧にも応答し光学的なゆれ(43)が生じ、表示
のコントラストを低下させる原因となっていた。
めに電界方向により選択されたON状態またはOFF状
態は状態を変えずに保持しているために表示可能な走査
電極数に限度がなく、実質的には無限大の容量の表示が
可能である。強誘電性液晶で大容量のマトリクス表示す
るときには4パルス法や2フィールド法と呼ばれるAC
駆動法で駆動するのが一般的である。図3にその波形に
於ける光学応答を示した。AC駆動法は、画素がメモリ
ー状態のいづれかを選択されるときには所定の電圧V
(41)が印加されるが、非選択の時にも選択されると
きの電圧のV/3またはV/4(42)の波高値の交流
の電圧が印加される。一方、強誘電性液晶は自発分極と
電界が直接働くために液晶の応答にしきい値がなく、わ
ずかな電圧であっても液晶が応答してしまう。従って、
前記のようなAC駆動の利用下においても非選択時の小
さな電圧にも応答し光学的なゆれ(43)が生じ、表示
のコントラストを低下させる原因となっていた。
【0004】液晶セルの配向膜が電極面で異なった非対
称配向膜である場合には液晶が応答するところの電界方
向の中心の0Vを決めるのは容易な事ではない。この0
Vは駆動回路のグランドの0Vとは異なる場合も多い。
まして、広い温度範囲に渡って表示しようとする時には
0Vの位置のずれが大きく安定した表示が得られないと
いった問題が生じていた。また、強誘電性液晶セルの場
合には一つの表示を長時間継続して表示させておくと別
の表示に切り替えても前の表示がのこると言った焼き付
き減少が発生しやすく、実用化には様々な問題点があっ
た。
称配向膜である場合には液晶が応答するところの電界方
向の中心の0Vを決めるのは容易な事ではない。この0
Vは駆動回路のグランドの0Vとは異なる場合も多い。
まして、広い温度範囲に渡って表示しようとする時には
0Vの位置のずれが大きく安定した表示が得られないと
いった問題が生じていた。また、強誘電性液晶セルの場
合には一つの表示を長時間継続して表示させておくと別
の表示に切り替えても前の表示がのこると言った焼き付
き減少が発生しやすく、実用化には様々な問題点があっ
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】強誘電性液晶をマトリ
クス表示に使用する場合には以上に述べたような様々な
問題が発生した。強誘電性液晶がメモリー性と言う大き
な特徴を有しながらも電圧に対しての明確なしきい値が
無いことは大きな問題であり、その克服に多くの時間を
要していた。駆動の波形改良のでマトリクス駆動をする
ことは可能であったが解決の難しい問題が山積みされて
いた。強誘電性液晶はメモリー性の他にも高速応答性や
高コントラスト比等の特徴があるがメモリー性を利用し
た単純マトリクス表示が難しいと言うことで実用化を難
しいものにしていた。従って強誘電性液晶ディスプレイ
ではあるがメモリー性を利用したマトリクス駆動を行わ
ず、状態の選択、維持のためには常に直流電界を印加す
る様な単純シャッターで大容量情報の表示を実現したの
が本発明である。
クス表示に使用する場合には以上に述べたような様々な
問題が発生した。強誘電性液晶がメモリー性と言う大き
な特徴を有しながらも電圧に対しての明確なしきい値が
無いことは大きな問題であり、その克服に多くの時間を
要していた。駆動の波形改良のでマトリクス駆動をする
ことは可能であったが解決の難しい問題が山積みされて
いた。強誘電性液晶はメモリー性の他にも高速応答性や
高コントラスト比等の特徴があるがメモリー性を利用し
た単純マトリクス表示が難しいと言うことで実用化を難
しいものにしていた。従って強誘電性液晶ディスプレイ
ではあるがメモリー性を利用したマトリクス駆動を行わ
ず、状態の選択、維持のためには常に直流電界を印加す
る様な単純シャッターで大容量情報の表示を実現したの
が本発明である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は液晶材料を単純
シャッターに利用して大容量の液晶表示装置を作製しよ
うと言うものである。発明の概要を図1に示した。以下
の説明においては空間をX:Y:Zの座標系を使用して
表現する。図面にはパネルを横面つまりXZ平面からみ
たものとパネル上面から見たYZ平面の図を記載した。
XY平面に配置させた一対の透光性基板(0)上の一方
にY軸に垂直なY1からYnまでのn本のストライプ状
の透光性電極(1)を形成する。他方基板上に該ストラ
イプ電極に対して共通な1つの電極(2)を形成する。
また駆動周波数の低減のためには必要に応じては1つで
なく複数の共通電極にすることもある。両基板の電極上
の少なくとも一方に液晶配向膜(3)を形成し、電極面
を内側に両基板を対向させ、該基板間に液晶材料(4)
を挟持させたY軸液晶パネル(25)とする。またそれ
と平行に、前記と同様にXY平面に配置させた一対の透
光性基板の一方にX軸に垂直なX1からXmのm本のス
トライプ状の透光性電極を形成する。他方基板上に該ス
トライプ電極(5)に対して共通な1つの電極(6)を
形成し、該基板の電極上の少なくとも一方に液晶配向膜
(7)を形成し、電極面を内部に両基板を対向させ、該
基板間に液晶材料を挟持させたX軸液晶パネル(26)
を配置する。それらのパネルは、多数の平行電極と対向
する共通電極との間に電界を印加させ、Y軸液晶パネル
ならばn本の、X軸液晶パネルならばm本のスタチック
駆動の単純シャッターとなる。液晶材料としては高速、
高コントラスト比が必要とされ、強誘電性液晶または反
強誘電性液晶を用いる。
シャッターに利用して大容量の液晶表示装置を作製しよ
うと言うものである。発明の概要を図1に示した。以下
の説明においては空間をX:Y:Zの座標系を使用して
表現する。図面にはパネルを横面つまりXZ平面からみ
たものとパネル上面から見たYZ平面の図を記載した。
XY平面に配置させた一対の透光性基板(0)上の一方
にY軸に垂直なY1からYnまでのn本のストライプ状
の透光性電極(1)を形成する。他方基板上に該ストラ
イプ電極に対して共通な1つの電極(2)を形成する。
また駆動周波数の低減のためには必要に応じては1つで
なく複数の共通電極にすることもある。両基板の電極上
の少なくとも一方に液晶配向膜(3)を形成し、電極面
を内側に両基板を対向させ、該基板間に液晶材料(4)
を挟持させたY軸液晶パネル(25)とする。またそれ
と平行に、前記と同様にXY平面に配置させた一対の透
光性基板の一方にX軸に垂直なX1からXmのm本のス
トライプ状の透光性電極を形成する。他方基板上に該ス
トライプ電極(5)に対して共通な1つの電極(6)を
形成し、該基板の電極上の少なくとも一方に液晶配向膜
(7)を形成し、電極面を内部に両基板を対向させ、該
基板間に液晶材料を挟持させたX軸液晶パネル(26)
を配置する。それらのパネルは、多数の平行電極と対向
する共通電極との間に電界を印加させ、Y軸液晶パネル
ならばn本の、X軸液晶パネルならばm本のスタチック
駆動の単純シャッターとなる。液晶材料としては高速、
高コントラスト比が必要とされ、強誘電性液晶または反
強誘電性液晶を用いる。
【0007】全体の装置系に於ける説明をする。Z軸上
のマイナス側に配置された光源から発生した光はXY平
面に配置されたパネルのうちまずはY軸液晶パネルに入
射し、次にX軸液晶パネルに入射する。観察者がZ軸の
プラス側から表示を観察した時の表示外観図を図2に示
した。Y軸液晶パネルではまずパネル全電極にマイナス
電界のOFF状態の信号が印加され、全体が非透過状態
にまずなっている。次にY1からYnまでの電極の内の
h番目の電極(31)の1本または数本が一定時間プラ
ス電界が印加され透過状態となる。次にh番目は非透過
状態となると同時にh+1番目の電極がON透過状態な
る。その次の段階では、h+2番目の電極が透過状態と
なって、1番目からm本めに向かって透過状態が順次移
動していく。このようにY軸液晶パネルでは光を走査さ
せる役目を担っている。Y軸パネルに入射した光は、選
択された電極の形状にしたがってスリット状に絞られ
て、次のX軸液晶パネルに達する。
のマイナス側に配置された光源から発生した光はXY平
面に配置されたパネルのうちまずはY軸液晶パネルに入
射し、次にX軸液晶パネルに入射する。観察者がZ軸の
プラス側から表示を観察した時の表示外観図を図2に示
した。Y軸液晶パネルではまずパネル全電極にマイナス
電界のOFF状態の信号が印加され、全体が非透過状態
にまずなっている。次にY1からYnまでの電極の内の
h番目の電極(31)の1本または数本が一定時間プラ
ス電界が印加され透過状態となる。次にh番目は非透過
状態となると同時にh+1番目の電極がON透過状態な
る。その次の段階では、h+2番目の電極が透過状態と
なって、1番目からm本めに向かって透過状態が順次移
動していく。このようにY軸液晶パネルでは光を走査さ
せる役目を担っている。Y軸パネルに入射した光は、選
択された電極の形状にしたがってスリット状に絞られ
て、次のX軸液晶パネルに達する。
【0008】Y軸液晶パネルのY1からYn番目の中の
h番目の電極を通過してきた。X軸液晶パネルではY軸
のh番目に対応するX軸の1番目からm番目の画像のO
N信号、OFF信号がX軸の1番目からm番目のm本の
電極に印加される。信号通りのストライプの明暗が表示
される。実際にはY軸液晶パネルで洗浄に通過してきた
線状の光だから、X軸液晶パネルを通過するのは点状の
表示となる。Y軸液晶パネルの選択がh番目からh+1
番目になるとX軸表示パネルはつぎのh+1番目の信号
が印加されることになる。このようにY軸液晶パネルで
Y1からYnまでの電極をY軸方向にを通過する光を順
次走査し、X軸表示パネルでY軸に対応するX軸方向の
情報を表示し、それを高速にスキャンすることにより観
察者の目にはXY平面に平行な2次元の情報を表示する
ことが出来る。
h番目の電極を通過してきた。X軸液晶パネルではY軸
のh番目に対応するX軸の1番目からm番目の画像のO
N信号、OFF信号がX軸の1番目からm番目のm本の
電極に印加される。信号通りのストライプの明暗が表示
される。実際にはY軸液晶パネルで洗浄に通過してきた
線状の光だから、X軸液晶パネルを通過するのは点状の
表示となる。Y軸液晶パネルの選択がh番目からh+1
番目になるとX軸表示パネルはつぎのh+1番目の信号
が印加されることになる。このようにY軸液晶パネルで
Y1からYnまでの電極をY軸方向にを通過する光を順
次走査し、X軸表示パネルでY軸に対応するX軸方向の
情報を表示し、それを高速にスキャンすることにより観
察者の目にはXY平面に平行な2次元の情報を表示する
ことが出来る。
【0009】また、階調の性能を向上させたい時にはY
軸液晶パネルの電極を同時に複数本を透過状態にしてや
ると表示部分の透過状態の部分の面積が増加するために
面積階調が可能となる。強誘電性液晶のように中間調を
の表示が困難なデバイスであっても本発明の様な面積階
調を行えばテレビの映像信号であっても自然な色の再現
が可能である。
軸液晶パネルの電極を同時に複数本を透過状態にしてや
ると表示部分の透過状態の部分の面積が増加するために
面積階調が可能となる。強誘電性液晶のように中間調を
の表示が困難なデバイスであっても本発明の様な面積階
調を行えばテレビの映像信号であっても自然な色の再現
が可能である。
【0010】例えばY軸液晶パネルで電極数1000
本、X軸表示パネルで1000本の電極数について考え
てみる。Y軸液晶パネルは2000本の電極を1秒間あ
たり60画面の電極を走査する必要がある。1ライン当
たりの選択時間は15μ秒となる。その間にX軸液晶パ
ネルの1000本の電極が同時にスタチック駆動で表示
される。1000本のデータの転送は16ビットで同時
に行うと4メガHzの周波数で行えば良いことになる。
強誘電性液晶の応答速度が10から20μ秒で行うこと
は容易であることから十分表示スピードには対応するこ
とが出来る。以下実施例にて詳細を説明する。
本、X軸表示パネルで1000本の電極数について考え
てみる。Y軸液晶パネルは2000本の電極を1秒間あ
たり60画面の電極を走査する必要がある。1ライン当
たりの選択時間は15μ秒となる。その間にX軸液晶パ
ネルの1000本の電極が同時にスタチック駆動で表示
される。1000本のデータの転送は16ビットで同時
に行うと4メガHzの周波数で行えば良いことになる。
強誘電性液晶の応答速度が10から20μ秒で行うこと
は容易であることから十分表示スピードには対応するこ
とが出来る。以下実施例にて詳細を説明する。
【0011】
『実施例1』本発明の実施例について説明する。ガラス
等の透過性基板上にスパッタ法や真空蒸着法にてインジ
ウムチンオキサイド(In2 O3 :SnO2 、以下IT
Oという)等の透光性電極を形成した。膜厚としては5
00〜2000Åであり、その時のシート抵抗値は10
〜200Ω/cm2 であった。それを通常のフォトリソ
工程にて図1に示す様な所定のパターンのレジスト樹脂
を形成した後、塩化第2鉄水溶液や塩酸、硝酸水溶液に
てITOの不要部をエッチング除去した。その後剥離液
にて樹脂を溶解除去し、所定のITOパターンを得た。
Y軸液晶パネルの一方の基板はY軸方向に平行に100
0本の電極をパターニングを他方には前記1000本の
電極と全て共通に対向するように一つの電極に加工し
た。X軸液晶パネルについては前記Y軸液晶パネルと方
向を逆で、一方の基板にX軸方向に平行に1000本の
電極を、他方の基板上にはそれと共通となる1つの電極
パターンを形成した。
等の透過性基板上にスパッタ法や真空蒸着法にてインジ
ウムチンオキサイド(In2 O3 :SnO2 、以下IT
Oという)等の透光性電極を形成した。膜厚としては5
00〜2000Åであり、その時のシート抵抗値は10
〜200Ω/cm2 であった。それを通常のフォトリソ
工程にて図1に示す様な所定のパターンのレジスト樹脂
を形成した後、塩化第2鉄水溶液や塩酸、硝酸水溶液に
てITOの不要部をエッチング除去した。その後剥離液
にて樹脂を溶解除去し、所定のITOパターンを得た。
Y軸液晶パネルの一方の基板はY軸方向に平行に100
0本の電極をパターニングを他方には前記1000本の
電極と全て共通に対向するように一つの電極に加工し
た。X軸液晶パネルについては前記Y軸液晶パネルと方
向を逆で、一方の基板にX軸方向に平行に1000本の
電極を、他方の基板上にはそれと共通となる1つの電極
パターンを形成した。
【0012】次に電極上に液晶を一定の方向に配列させ
るための配向膜を形成した。通常液晶の配向膜にはポリ
イミド、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート(PE
T)、ポリビニルアルコール等をラビング処理したもの
やシリコンモノオキサイド(SiO)を斜方蒸着したも
のなどが使われる。本発明ではポリイミド前駆体のポリ
アミック酸をオフセット法で成膜後250〜300℃に
焼成しポリイミド膜とした。膜厚は100〜800Åで
あった。本発明於ける強誘電性液晶の駆動にはメモリー
性は使用していないために、配向膜の厚さを薄くするこ
とに関してはそれほど厳密になる必要はない。500Å
以上でも十分に使用できる。この基板を50mm径のロ
ールシリンダー上に木綿製ベルベットを巻き付けたもの
を800〜1500rpmに回転させた下に1〜5cm
/秒の速度で通過させて、ポリイミドに一定方向の傷を
つけて一軸配向膜とした。ラビング方向はY軸方向の視
野角が増大するように決めた。Y軸とラビング方向のな
す角度をθとした。透過率を最大にするためにはθは2
2.5゜とした。ラビングした基板に対して一方の基板
に基板間隔が一定に保たれるようにSiO2 や樹脂から
成る球状またはファイバー状のスペーサーを溶媒に分散
した後、スプレー法やスピンナー法によって散布した。
他方の基板上には周辺部にシール材を印刷し、前記対向
する基板とアライメントした後、固定した。シール材と
してはエポキシ樹脂を用いて加熱硬化する場合と変成ア
クリルした紫外線硬化樹脂に紫外線照射した後熱硬化し
てする場合がある。本発明では紫外線硬化樹脂を用い
た。セル厚としては1.4〜1.6μmとし、Δndの
値を0.19〜0.25としパネルの白化を計った。液
晶材料としたはフェニルピリミジン系の強誘電性液晶を
用いた。相系列としては等方相−スメクチックA相−ス
メクチックC*相であった。液晶を等方相スメクチック
A相転移点から10〜30℃上の温度にセルを加熱し、
真空注入法により強誘電性液晶を注入した。注入後パネ
ルを一旦等方相まで加熱し1〜5℃/時間で降温し、配
向の安定化をさせた。偏光板に関しては、使用時の液晶
分子の方向と一致するように光源側と観察体側の偏光板
(20、22)の偏光軸をX軸と一致するように、セル
間偏光板(21)の偏光軸についてはY軸と平行となる
ように配置した。次に各画素電極に駆動ICを登載した
TAB(tape automated bondin
g)を熱圧着で装着し各電極に電圧信号を印加できるよ
うにした。その結果、Y軸液晶パネル及びX軸液晶パネ
ルはそれぞれ電界の印加有無により独立に明状態と暗状
態を独立に制御できる。
るための配向膜を形成した。通常液晶の配向膜にはポリ
イミド、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート(PE
T)、ポリビニルアルコール等をラビング処理したもの
やシリコンモノオキサイド(SiO)を斜方蒸着したも
のなどが使われる。本発明ではポリイミド前駆体のポリ
アミック酸をオフセット法で成膜後250〜300℃に
焼成しポリイミド膜とした。膜厚は100〜800Åで
あった。本発明於ける強誘電性液晶の駆動にはメモリー
性は使用していないために、配向膜の厚さを薄くするこ
とに関してはそれほど厳密になる必要はない。500Å
以上でも十分に使用できる。この基板を50mm径のロ
ールシリンダー上に木綿製ベルベットを巻き付けたもの
を800〜1500rpmに回転させた下に1〜5cm
/秒の速度で通過させて、ポリイミドに一定方向の傷を
つけて一軸配向膜とした。ラビング方向はY軸方向の視
野角が増大するように決めた。Y軸とラビング方向のな
す角度をθとした。透過率を最大にするためにはθは2
2.5゜とした。ラビングした基板に対して一方の基板
に基板間隔が一定に保たれるようにSiO2 や樹脂から
成る球状またはファイバー状のスペーサーを溶媒に分散
した後、スプレー法やスピンナー法によって散布した。
他方の基板上には周辺部にシール材を印刷し、前記対向
する基板とアライメントした後、固定した。シール材と
してはエポキシ樹脂を用いて加熱硬化する場合と変成ア
クリルした紫外線硬化樹脂に紫外線照射した後熱硬化し
てする場合がある。本発明では紫外線硬化樹脂を用い
た。セル厚としては1.4〜1.6μmとし、Δndの
値を0.19〜0.25としパネルの白化を計った。液
晶材料としたはフェニルピリミジン系の強誘電性液晶を
用いた。相系列としては等方相−スメクチックA相−ス
メクチックC*相であった。液晶を等方相スメクチック
A相転移点から10〜30℃上の温度にセルを加熱し、
真空注入法により強誘電性液晶を注入した。注入後パネ
ルを一旦等方相まで加熱し1〜5℃/時間で降温し、配
向の安定化をさせた。偏光板に関しては、使用時の液晶
分子の方向と一致するように光源側と観察体側の偏光板
(20、22)の偏光軸をX軸と一致するように、セル
間偏光板(21)の偏光軸についてはY軸と平行となる
ように配置した。次に各画素電極に駆動ICを登載した
TAB(tape automated bondin
g)を熱圧着で装着し各電極に電圧信号を印加できるよ
うにした。その結果、Y軸液晶パネル及びX軸液晶パネ
ルはそれぞれ電界の印加有無により独立に明状態と暗状
態を独立に制御できる。
【0013】Y軸液晶パネルで電極数1000本、X軸
表示パネルで1000本の電極数の2つパネルで以下の
ような駆動を行った。画像信号をコンピューターから画
像信号を液晶パネルを駆動するための信号に変換するコ
ントローラーに入る。そこでX軸液晶パネルへ行く信号
とY軸液晶パネルに行く信号に分けて、前記パネルに駆
動電圧を提供する駆動ICへ信号を送った。駆動波形
は、共通電極を接地レベルとし、各電極にはプラス電圧
かマイナス電圧を印加できる様になっている。プラス電
圧が印加された時にON状態、マイナス電圧が印加され
た時にはOFF状態になっている。Y軸液晶パネルは1
000本の電極を1秒間あたり60画面の電極を走査す
る必要がある。1000本のデータの転送は16ビット
で同時に行うと4MHzの周波数で行った。1000本
の電極にマイナス電圧を印加しをOFFで暗状態にした
後ON状態に選択された電極をを 順次移行いていく。
1ライン当たりの選択時間は15μ秒となる。その間に
X軸液晶パネルの1000本の電極が同時にスタチック
駆動で表示される。強誘電性液晶の応答速度が10から
20μ秒で行うことは容易であることから十分表示スピ
ードには対応することが出来る。本発明は強誘電性液晶
のスタチック表示となるためになるために各画素のコン
トラスト比は非常に高く、コントラスト比は500:1
に達した。
表示パネルで1000本の電極数の2つパネルで以下の
ような駆動を行った。画像信号をコンピューターから画
像信号を液晶パネルを駆動するための信号に変換するコ
ントローラーに入る。そこでX軸液晶パネルへ行く信号
とY軸液晶パネルに行く信号に分けて、前記パネルに駆
動電圧を提供する駆動ICへ信号を送った。駆動波形
は、共通電極を接地レベルとし、各電極にはプラス電圧
かマイナス電圧を印加できる様になっている。プラス電
圧が印加された時にON状態、マイナス電圧が印加され
た時にはOFF状態になっている。Y軸液晶パネルは1
000本の電極を1秒間あたり60画面の電極を走査す
る必要がある。1000本のデータの転送は16ビット
で同時に行うと4MHzの周波数で行った。1000本
の電極にマイナス電圧を印加しをOFFで暗状態にした
後ON状態に選択された電極をを 順次移行いていく。
1ライン当たりの選択時間は15μ秒となる。その間に
X軸液晶パネルの1000本の電極が同時にスタチック
駆動で表示される。強誘電性液晶の応答速度が10から
20μ秒で行うことは容易であることから十分表示スピ
ードには対応することが出来る。本発明は強誘電性液晶
のスタチック表示となるためになるために各画素のコン
トラスト比は非常に高く、コントラスト比は500:1
に達した。
【0014】『実施例2』本発明をカラー液晶表示体に
応用した実施例について説明する。本発明においてはX
軸液晶パネルの共通電極側基板にあたるほうにカラーフ
ィルターを形成した。カラーフィルター上の透明導電膜
をフォトリソ工程でパターニングを行うのは歩留りの低
い工程であるために、それを避けるために共通電極側に
フィルターを形成した。カラーフィルターは、部分的に
紫外線照射すると特定の部分にだけパターニング出来る
ポリイミドの中に青、赤、緑のいずれかの顔料を分散し
ているものを用いた。まず赤顔料を含んだポリイミド前
駆体をスピンナーを用いて塗布し、80〜120℃で仮
焼成した。次にフォトマスクを介して紫外線を照射し、
リンス後180〜250℃の焼成し所定のパターンを得
た。次に青、緑のパターンを同一基板上に形成し、該フ
ィルター上に平坦化のためのオーバーコーティングを施
した。このようにして完成させたカラーフィルター層上
にスパッタ法や真空蒸着法にてITO等の透光性電極を
形成した。この時に基板上にメタルマスクを配置し所定
の位置にのみに形成した。膜厚としては500〜200
0Å であり、その時のシート抵抗値は10〜200Ω
/cm2 であった。対向基板のX軸電極のパターニング
は実施例1と同様にフォトリソ工程からそれを通常のフ
ォトリソ工程にて得た。Y軸液晶パネルの一方の基板は
Y軸方向に平行に1000本の電極をパターニングを他
方には前記1000本の電極と全て共通に対向するよう
に一つの電極に加工した。X軸液晶パネルについては前
記Y軸液晶パネルと方向を逆で、一方の基板にX軸方向
に平行に1000本の電極を、他方の基板上にはそれと
共通となる1つの電極パターンを形成した。
応用した実施例について説明する。本発明においてはX
軸液晶パネルの共通電極側基板にあたるほうにカラーフ
ィルターを形成した。カラーフィルター上の透明導電膜
をフォトリソ工程でパターニングを行うのは歩留りの低
い工程であるために、それを避けるために共通電極側に
フィルターを形成した。カラーフィルターは、部分的に
紫外線照射すると特定の部分にだけパターニング出来る
ポリイミドの中に青、赤、緑のいずれかの顔料を分散し
ているものを用いた。まず赤顔料を含んだポリイミド前
駆体をスピンナーを用いて塗布し、80〜120℃で仮
焼成した。次にフォトマスクを介して紫外線を照射し、
リンス後180〜250℃の焼成し所定のパターンを得
た。次に青、緑のパターンを同一基板上に形成し、該フ
ィルター上に平坦化のためのオーバーコーティングを施
した。このようにして完成させたカラーフィルター層上
にスパッタ法や真空蒸着法にてITO等の透光性電極を
形成した。この時に基板上にメタルマスクを配置し所定
の位置にのみに形成した。膜厚としては500〜200
0Å であり、その時のシート抵抗値は10〜200Ω
/cm2 であった。対向基板のX軸電極のパターニング
は実施例1と同様にフォトリソ工程からそれを通常のフ
ォトリソ工程にて得た。Y軸液晶パネルの一方の基板は
Y軸方向に平行に1000本の電極をパターニングを他
方には前記1000本の電極と全て共通に対向するよう
に一つの電極に加工した。X軸液晶パネルについては前
記Y軸液晶パネルと方向を逆で、一方の基板にX軸方向
に平行に1000本の電極を、他方の基板上にはそれと
共通となる1つの電極パターンを形成した。
【0015】次に電極上に液晶を一定の方向に配列させ
るための配向膜を形成した。通常液晶の配向膜にはポリ
イミド、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート(PE
T)、ポリビニルアルコール等をラビング処理したもの
やシリコンモノオキサイド(SiO)を斜方蒸着したも
のなどが使われる。本発明ではポリイミド前駆体のポリ
アミック酸をオフセット法でカラーフィルターのないX
軸電極側基板上のみに形成した。成膜後250〜300
℃に焼成しポリイミド膜とした。膜厚は100〜800
Åであった。後は実施例1と同様の工程でパネル化し
た。本発明於ける強誘電性液晶の駆動にはメモリー性は
使用していないために、配向膜の厚さを薄くすることに
関してはそれほど厳密になる必要はない。500Å以上
でも十分に使用できる。この基板を50mm径のロール
シリンダー上に木綿製ベルベットを巻き付けたものを8
00〜1500rpmに回転させた下に1〜5cm/秒
の速度で通過させて、ポリイミドに一定方向の傷をつけ
て一軸配向膜とした。ラビング方向はX軸回りの視野角
が増大するように決めた。強誘電性液晶の使用時のチル
ト角をθとするとX軸方向からθの位置とした。透過率
を最大にするためにはθは22.5゜が望ましい。ラビ
ングした基板に対して一方の基板に基板間隔が一定に保
たれるようにSiO2 や樹脂から成る球状またはファイ
バー状のスペーサーを溶媒に分散した後、スプレー法や
スピンナー法によって散布した。他方の基板上には周辺
部にシール材を印刷し、前記対向する基板とアライメン
トした後、固定した。シール材としてはエポキシ樹脂を
用いて加熱硬化する場合と変成アクリルした紫外線硬化
樹脂に紫外線照射した後熱硬化してする場合がある。本
発明では紫外線硬化樹脂を用いた。セル厚としては1.
4〜1.6μmとし、Δndの値を0.19〜0.25
としパネルの白色化を計った。液晶材料としたはフェニ
ルピリミジン系の強誘電性液晶を用いた。相系列として
は等方相−スメクチックA相−スメクチックC*相であ
った。液晶を等方相スメクチックA相転移点から10〜
30℃上の温度にセルを加熱し、真空注入法により強誘
電性液晶を注入した。注入後パネルを一旦等方相まで加
熱し1〜5℃/時間で降温し、配向の安定化をさせた。
偏光板に関しては、使用時の液晶分子の方向と一致する
ように光源側と観察体側の偏光板の偏光軸をX軸と一致
するように、セル間偏光板の偏光軸についてはY軸と平
行となるように配置した。次に各画素電極に駆動ICを
登載したTAB(tape automated bo
nding)を熱圧着で装着し各電極に電圧信号を印加
できるようにした。その結果、Y軸液晶パネル及びX軸
液晶パネルはそれぞれ電界の印加有無により独立に明状
態と暗状態を独立に制御できる。
るための配向膜を形成した。通常液晶の配向膜にはポリ
イミド、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート(PE
T)、ポリビニルアルコール等をラビング処理したもの
やシリコンモノオキサイド(SiO)を斜方蒸着したも
のなどが使われる。本発明ではポリイミド前駆体のポリ
アミック酸をオフセット法でカラーフィルターのないX
軸電極側基板上のみに形成した。成膜後250〜300
℃に焼成しポリイミド膜とした。膜厚は100〜800
Åであった。後は実施例1と同様の工程でパネル化し
た。本発明於ける強誘電性液晶の駆動にはメモリー性は
使用していないために、配向膜の厚さを薄くすることに
関してはそれほど厳密になる必要はない。500Å以上
でも十分に使用できる。この基板を50mm径のロール
シリンダー上に木綿製ベルベットを巻き付けたものを8
00〜1500rpmに回転させた下に1〜5cm/秒
の速度で通過させて、ポリイミドに一定方向の傷をつけ
て一軸配向膜とした。ラビング方向はX軸回りの視野角
が増大するように決めた。強誘電性液晶の使用時のチル
ト角をθとするとX軸方向からθの位置とした。透過率
を最大にするためにはθは22.5゜が望ましい。ラビ
ングした基板に対して一方の基板に基板間隔が一定に保
たれるようにSiO2 や樹脂から成る球状またはファイ
バー状のスペーサーを溶媒に分散した後、スプレー法や
スピンナー法によって散布した。他方の基板上には周辺
部にシール材を印刷し、前記対向する基板とアライメン
トした後、固定した。シール材としてはエポキシ樹脂を
用いて加熱硬化する場合と変成アクリルした紫外線硬化
樹脂に紫外線照射した後熱硬化してする場合がある。本
発明では紫外線硬化樹脂を用いた。セル厚としては1.
4〜1.6μmとし、Δndの値を0.19〜0.25
としパネルの白色化を計った。液晶材料としたはフェニ
ルピリミジン系の強誘電性液晶を用いた。相系列として
は等方相−スメクチックA相−スメクチックC*相であ
った。液晶を等方相スメクチックA相転移点から10〜
30℃上の温度にセルを加熱し、真空注入法により強誘
電性液晶を注入した。注入後パネルを一旦等方相まで加
熱し1〜5℃/時間で降温し、配向の安定化をさせた。
偏光板に関しては、使用時の液晶分子の方向と一致する
ように光源側と観察体側の偏光板の偏光軸をX軸と一致
するように、セル間偏光板の偏光軸についてはY軸と平
行となるように配置した。次に各画素電極に駆動ICを
登載したTAB(tape automated bo
nding)を熱圧着で装着し各電極に電圧信号を印加
できるようにした。その結果、Y軸液晶パネル及びX軸
液晶パネルはそれぞれ電界の印加有無により独立に明状
態と暗状態を独立に制御できる。
【0016】Y軸液晶パネルで電極数640本、X軸表
示パネルで400本の電極数の2つパネルで以下のよう
な駆動を行った。画像信号をコンピューターから画像信
号を液晶パネルを駆動するための信号に変換するコント
ローラーに入る。そこでX軸液晶パネルへ行く信号とY
軸液晶パネルに行く信号に分けて、前記パネルに駆動電
圧を提供する駆動ICへ信号を送った。本発明は強誘電
性液晶のスタチック表示となるためになるために各画素
のコントラスト比は非常に高く、コントラスト比は50
0:1のカラー表示を得た。
示パネルで400本の電極数の2つパネルで以下のよう
な駆動を行った。画像信号をコンピューターから画像信
号を液晶パネルを駆動するための信号に変換するコント
ローラーに入る。そこでX軸液晶パネルへ行く信号とY
軸液晶パネルに行く信号に分けて、前記パネルに駆動電
圧を提供する駆動ICへ信号を送った。本発明は強誘電
性液晶のスタチック表示となるためになるために各画素
のコントラスト比は非常に高く、コントラスト比は50
0:1のカラー表示を得た。
【0017】
【発明の効果】本発明は、複数の電極を有した単純シャ
ッターで2次元の情報を表示する液晶電気光学装置に関
するものであり、強誘電性液晶を利用した高速で高コン
トラスト比の安定した高性能なモノクロまたはカラーの
表示を実現することが出来た。
ッターで2次元の情報を表示する液晶電気光学装置に関
するものであり、強誘電性液晶を利用した高速で高コン
トラスト比の安定した高性能なモノクロまたはカラーの
表示を実現することが出来た。
【図1】本発明の外観図
【図2】Z軸のプラス側から表示を観察した時の表示外
観図
観図
【図3】強誘電性液晶の従来の電気光学応答
(0) 基板 (1)、(2)、(5)、(6) 透過性電極 (3)、(7) 液晶配向膜 (4)強誘電性液晶、または反強誘電性液晶 (25)Y軸液晶パネル (26)X軸液晶パネル
Claims (4)
- 【請求項1】空間を3次元のX、Y,Zの座標系として
表現した際に、XY平面に配置させた一対の透光性基板
上の一方にY軸に垂直なY1からYnまでのn本のスト
ライプ状の透光性電極を形成し、他方基板上に該ストラ
イプ電極に対して共通な1つの電極を形成し、該基板の
電極上の少なくとも一方に液晶配向膜を形成し、電極面
を内側に両基板を対向させ、該基板間に液晶材料を挟持
させたY軸液晶パネルと、 前記同様にXY平面に配置させた一対の透光性基板の一
方にX軸に垂直なX1からXmのm本のストライプ状の
透光性電極を形成し、他方基板上に該ストライプ電極に
対して共通な1つの電極を形成し、該基板の電極上の少
なくとも一方に液晶配向膜を形成し、電極面を内部に両
基板を対向させ、該基板間に液晶材料を挟持させたX軸
液晶パネルを配置し、 Z軸上を通過してきた光をY軸パネルでY1からYnま
でのY座標のラインを印加する電界直接応答させて順次
選択し、その特定領域を透過してきた光に対してX軸液
晶パネルで前記特定X座標ラインに係わるところのX軸
データを同時に選択してX軸の特定部のみを選択して、
XY平面の2次元の映像情報を表示する液晶電気光学装
置。 - 【請求項2】請求項1に於けるY軸液晶パネルとX軸液
晶パネルを駆動する時に各パネルの電極を同時に複数を
選択し、階調表示すること可能にした液晶電気光学装
置。 - 【請求項3】複数の電極を有する単純マトリクス駆動の
X軸液晶パネルとY軸液晶パネルを組み合わせた系から
なり、カラーフィルターを共通電極側基板上に配置させ
たことを特徴とする液晶電気光学装置。 - 【請求項4】請求項1、3に於ける液晶材料として強誘
電性液晶または反強誘電性液晶を用いることを特徴とす
る液晶電気光学装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20193192A JPH0627438A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | 液晶電気光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20193192A JPH0627438A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | 液晶電気光学装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0627438A true JPH0627438A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16449166
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20193192A Pending JPH0627438A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | 液晶電気光学装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0627438A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07130860A (ja) * | 1994-01-31 | 1995-05-19 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置の製造方法 |
CN102193764A (zh) * | 2010-03-11 | 2011-09-21 | 英华达(上海)电子有限公司 | 显示和处理多个文档的电子***及方法 |
-
1992
- 1992-07-06 JP JP20193192A patent/JPH0627438A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07130860A (ja) * | 1994-01-31 | 1995-05-19 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置の製造方法 |
CN102193764A (zh) * | 2010-03-11 | 2011-09-21 | 英华达(上海)电子有限公司 | 显示和处理多个文档的电子***及方法 |
CN102193764B (zh) * | 2010-03-11 | 2016-04-20 | 英华达(上海)电子有限公司 | 显示和处理多个文档的电子***及方法 |
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