JPS63142328A - 液晶表示装置 - Google Patents

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】 この発明は強誘電性液晶を用いた表示装置の構造及び駆
動方法を提案するにある。

「従来の技術」 ＣＲＴに代わる固体表示装置は液晶材料を用いたもの、
エレクトロクロミック現象を利用したもの、ガス放電を
用いたもの等多種多様にわたって開発がなされてきた。

取り分け、液晶表示装置は駆動ミノＪの小さいことと応
答速度が速いことから、実用向きであり、特に開発が盛
んになった。

しかし、最近、情報量の増加に伴い、一画面中の画素数
は増加の一途を辿っている。少量画素の場合にはＴＮ液
晶材料を用いた表示装置でも表示品質は確保できたが、
例えば６４０　ｘ４００画素程度の多量画素を持つマト
リクス液晶表示装置の場合にはクロストーク等による画
質低下を免れず、液晶材料として強誘電性液晶を用いた
り、ＴＮ液晶を用いた場合でもＳＢＥモードを用いたり
、半導体素子を各画素のスイッチとして用いた駆動をす
ることで画質の改善がなされてきた。

「発明が解決しようとする問題点Ｊ 半導体素子を用いたＴＮアクティブ・マトリックス表示
装置では、半導体素子形成のための生産コストが高く、
さらにその素子の製造歩留りが低いため表示装置そのも
のの価格を低減することが困難であった。しかし表示画
質そのものは良好であったが生産価格も多量生産等の努
力で低減可能であったが、液晶材料の応答速度が遅く、
高速性を必要とする表示内容には不向きであった。また
、強誘電性薄膜をその装置内に含まない強誘電性液晶表
示装置では、液晶分子のラセンをほどき、分子長軸を安
定な２状態をとらせるためにセル厚を狭くする必要があ
った。この安定な２状態をとらせるためにセル厚を狭く
することは現状の技術では非常に困難な作業であり、特
に大面積にわたって均一な狭いセル間隔を得ることは非
常にむづかしかった。

ｒ問題を解決するための手段」 本発明では、かかる問題を解決するために下記のような
手段を用いた。

透光性電極およびリードを有する絶縁基板上に強誘電性
を示す有機薄膜ＣＰ　（ＶＤＦ＋ＴｒＦＥ）　；ビニリ
デンフロライドとトリフロロエチレンとの共重合体。

Ｐ　（ＶＤＦ＋ＴｅＦＥ）　；ビニリデンフロライドと
テトラフロロエチレンの共重合体，ＰＶＤＦ．ビニリデ
ンフロライド重合体，Ｐ（νＤＣＮ＋ＶＡｃ）　：　ビ
ニリデンシアナイドとじニリアセテートの共重合体等〕
を形成して第１の基板を形成する。又、透光性または非
透光性電極およびリードを有する絶縁基板上に、強誘電
性を示す有機薄膜を形成して第２の基板を形成する。

この第１、第２の基板を相互平行に位置させるように表
示セルを形成する。この時点では表示セル中の強誘電性
薄膜は一定方向の自発分極を持たず、第１、第２の基板
に設けられた電極より表示セルに第１、第２の基板と垂
直な方向に電界を加えることで、該薄膜の自発分極の方
向を電界の方向に一致させ、外部よりの電界を取り除い
た状態でも該表示セルに固定電荷が生じるようにする。

（以下“セルの電界方向”と称する） 強誘電性液晶分子をこの表示セル中に注入すると、セル
の持つ固定電荷により液晶分子のラセンがほどかれ、液
晶分子の持つ自発分極の方向は表示セルの持つ電界方向
に一致し、液晶分子は唯一の安定位置を持つ。

かかる方法によれば、液晶分子のラセンをほどく手段と
してセル厚を利用しないために、セル厚を液晶分子のピ
ッチ以下にする必要がなく、セル厚が厚くできるため使
用する絶縁基板の平坦精度の緩和ができ、生産原価の低
減ができただけではなく、表示セルを形成する際障害と
なっていた微小塵に対する工程管理のマージンを持つこ
とができ、生産の歩留まり向上になった。

次に表示装置としての駆動方法に関することを示す。

前記構造により液晶表示装置では第１図に示したように
、第１、第２の基板上に設けられた電極に電位がない状
態■，■°では液晶分子の持つ自発分極の方向は、“セ
ルの電界方向”と一敗する（Ｈの位置）。また、一方、
“セルの電界方向”とは逆の電界が生じるような電位を
電極にかけた場合■、■゛では断電界の大きさに従って
液晶分子の持つ自発分極の方向は電極より発生した電界
の向きと一致する（■の位置）。外部からの印加電圧を
加えない場合、“セルの電界方向”によって液晶分子は
唯一の安定位置を持つために（Ｉ［）の位置に戻る。こ
のため駆動のための電圧としては単一方向で良くなるた
め駆動ＩＣを両極性出力タイプにする必要がなくなり、
従来の駆動方法に比べてＩＣの簡略化ができ、生産コス
トの低減ができることが特徴となっている。

また従来の強誘電性液晶を用いた表示装置で不可能とな
っていたコントラストの中間階調表示であるが、この方
法によれば、液晶分子は唯一の安定方向を持つために、
セルの電界方向と逆の電界方向を電極より印加するため
、その印加電界の大きさを調整することにより、中間階
調表示が可能となったことを特徴としている。

以下実施例により本発明を説明する。

「実施例」 第２図は本発明において用いる基板の製造工程を示す。

図面（Ａ）においてバターニングされた透明導電膜によ
る配線およびリード（２）を有する硝子基板（１）を洗
浄乾燥した後、有機配向膜材料（３）例えばポリイミド
溶液、Ｎｙ溶液中に強誘電性有機樹脂Ｐ　（ＶＤＦ＋Ｔ
ｒＦＥ）を有機配向膜用樹脂量に対して１：１に添加し
た溶液をスピン法によりコートした。別の実施例におい
てはＰ　（ＶＤＦ＋ＴｅＦＥ）　、　ＰＶＤＦ　、　Ｐ
　（ＶＤＣＮ＋ＶＡＣ）単体による実験を行ったが、自
発分極の大きさの差こそあれ、使用できることがわかっ
た。その後溶媒を蒸発させるためにクリーンオーブン中
Ｎ！雰囲気、１１０℃で２０分間のベータを行った。か
の方法により第１の基板を作製した。又、同様の方法に
より、第１の基板とは直交する電極及びリードを有する
第２の基板を作製した。

次にこれら第１と第２の基板を（Ｂ）に示すように硝子
基板の配線及びリードを有する面同士を相向かいあわせ
るように配置する。その後（Ｃ）に示すような回路を該
側基板上の電極およびリードに外部より直流電圧（４）
を印加することにより形成する。本実施では空気コンデ
ンサ厚みを３μｍとし、外部印加電圧を８０Ｖとした。

印加電圧は使用する強誘電性有機樹脂の持つ自発分極の
大きさにより決定される値である。ここの外部電圧印加
の後に膜の形成を行うために、不活性ガス雰囲気中３５
０℃で一時間のキュアを行った。

この外部電界印加によって、膜に含まれる強誘電性樹脂
の持つ自発分極は一定方向に整えられ、“セルの電界方
向”を持つことになる。その後に第１、第２の基板表面
に液晶分子長軸方向を揃えるための処理を行った後、第
１、第２の基板の周囲を接着剤により封止し、以降は公
知となっている液晶表示装置方法によりセル作製を行っ
た。

次にこのセルを用いた駆動例を第３図に示す。

ＯＮ部分では８３μｓｅｃ、巾のパルスを１７ｎｅｓｅ
ｃ、毎に“セルの電界方向”とは逆の電界が発生する方
向に電圧を印加した例であり、画素は明となる。ＯＦＦ
部では信号を外部より加えず、セルの持つ唯一安定な方
向性（単安定性）のために画素は暗な状態を示す。この
際、別の実施例では“セルの電界方向”と同一方向の電
界を発生すべく、ＯＮ信号に対して１７５〜１７４程度
の電圧を印加したところ、暗へ変化する速度を高めるこ
とができた。

「効果」 一定方向に固定された自発分極を有する膜を設けたこと
により、“セルの電界方向”を作ることができ、液晶分
子のヘリカルピッチの長さよりもセル間隔の厚いセルで
も液晶分子の持つラセンをほどくことができ、基板の平
坦度等材料コストの低減につながるマージンを持てるよ
うになった。

又、“セルの電界方向”を作ることで、液晶分子は唯一
安定な状態（単安定）を持つことができ駆動信号は単一
方向のみの電圧を加えるだけでよく、その結果、駆動Ｉ
Ｃの簡略化を図ることができた。

また、このセルは単安定であるため、外部よりの印加電
圧の大きさにより中間階調を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶表示装置の概略と内部の液晶分子
の状態を示す。 第２図は本発明の液晶表示装置の基板の作製方法を示す
。 第３図は本発明の液晶表示装置の駆動時の電気光学効果
の様子を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透光性電極及びリードを設けた絶縁基板上に強誘電
   性を示す薄膜を有する第１の基板と、透光性又は非透光
   性電極及びリードを設けた絶縁基板上に、強誘電性を示
   す薄膜を有する第２の基板によって強誘電性液晶分子を
   挟み込み、第１、第２の基板上の強誘電性を示す薄膜は
   共に第１、第２の基板に対して垂直であり、かつ同一方
   向の自発分極を持つことを特徴とする液晶表示装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、第１、第２の基板
   の間に存在する強誘電性液晶分子は第１、第２の基板上
   の強誘電性を示す薄膜の自発分極から発生した第１、第
   ２の基板に垂直な電界により液晶分子の持つ自発分極の
   向きを一定方向にそろえることを特徴とする液晶表示装
   置。 ３、特許請求の範囲第１項において、第１、第２の基板
   上の強誘電性を示す薄膜上に、又は該薄膜上に新たに設
   けた薄膜上に、液晶分子の長軸を一定方向に揃えるため
   の配向処理を施したことを特徴とする液晶表示装置。 ４、特許請求の範囲第１項において、第１、第２の基板
   上に設けた電極及びリードより発生する電界を加えない
   時には液晶分子の持つ自発分極の方向は第１、第２の基
   板上の強誘電性薄膜の持つ自発分極の方向と一致し、唯
   一安定な状態（単安定）を持つ該電極及びリードより発
   生する電界を該強誘電性薄膜より生じる自発分極電界と
   は逆の方向に加えた時には液晶分子の持つ自発分極の方
   向は該強誘電性薄膜より生じる自発分極電界方向とは異
   なることを特徴とする液晶表示装置。 ５、特許請求の範囲第１項において、第１、第２の基板
   の少なくとも一方に強誘電性を示す薄膜を有することを
   特徴とする液晶表示装置。