JPH0348819A - 強誘電性液晶ディスプレイ - 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】 産業上の利用分野 本発明１↓　強誘電性液晶ディスプレイに関し特に強誘
電性液晶ディスプレイの階調表示に関すも 従来の技術 強誘電性液晶を用いた双安定型強誘電性液晶（ＳＳＦＬ
Ｃ）セル代　高速応答法　双安定性を特徴としているこ
とか収　大画面ディスプレイとして期待されていも　し
かし双安定性であるため間中間的な状態の制御が難しく
、画像表示などの階調表示の必要なディスプレイには使
用困難であるとされてき島 そこで、多階調を実現するための方法として、駆動波形
による階調表示法　画素分割による階調表示法　段差を
つけるなどして、強誘電性液晶のしきい値を変化させる
方法　及び分極を反転したときに現れるドメインを用い
て階調を得る方法などが提案されていも 発明が解決しようとする課題 以上の従来の提案で（友　次に述べるような課題があっ
た 駆動波形による階調表示ζ友　各フレームを数個のサブ
フレームに分割し　ｌフレーム内で、画素のデユーティ
−比を変化させ駆動するものであ４しかし　高速応答の
液晶材料を必要とするうえ駆動系が複雑なものになると
いう課題があもまた　画素分割による階調表示は　各画
素をさらに細分化し　階調を得るものであム　しかし多
階調を得るために１友　高精細のパターンニング技術が
必要となり、回路的にも複雑なものとなる課題がある。

さらに　段差を設けて強誘電性液晶のしきい値を変化さ
せる方法Ｌ　本久　強誘電性液晶のしきい値が急峻であ
るた八　印加電圧を非常に高い精度で分割する必要があ
も　この急峻なしきい値を、基板あるいはＴＴＯ電極に
段差をつけ、画素内での液晶層の厚みに段差をつけるこ
とにより、液晶層にかかる電界強度をこの段差で変化さ
せ、実効的に異なるしきい値電圧で駆動させるものであ
ムしかし　多階調を得るために（上　かなりの厚さの段
差が必要であるた八　液晶層の厚さｄが段差のある部分
とない部分で大きく異なへ　そのため液晶分子の複屈折
率を△ｎとすると、Δｎ−ｄが大きく変わり、メモリ時
でも段差のある部分とない部分で透過率が異なり、コン
トラストが充分得られないといった課題があつ九 また　分極を反転したときに現れるドメインを用いて階
調を得る方法では　分極反転ドメイン力（強誘電性液晶
の欠陥部分やセルギャップの薄い部分から発生し　ボー
ト状に成長することを利用するものであも　この分極反
転の発生、成長を印加パルスの電圧高さ、幅で制御可能
であれば階調表示が実現できる力（今までは各画素内で
均一に分極反転ドメインを発生させることが困難であっ
ｔう本発明（よ　このような問題点を解決するもので、
その目的（上　しきい特性が急峻な強誘電性液晶を用い
ても容易に階調表示が得られる強誘電性液晶ディスプレ
イを提供することにあへ 課題を解決するための手段 本発明の強誘電性液晶ディスプレイ（友　ディスプレイ
を構成する２つの基板のうち少なくとも一方の基板の液
晶と接する側の表面に　微小領域からなるハム　あるい
は凹部を付設したことを特徴とするものであａ 作用 本発明が従来のものと異なる点は　液晶と接する基板表
面上に微小領域からなる凸部あるいぼ凹部を設けたこと
により、電界強度の差で、分極反転ドメインの発生を制
御でき、容易に階調表示が実現できることであム 第１図に本発明における強誘電性液晶ディスプレイの概
要を示す。ここで、　ｌは凸部あるいは凹部を有する段
差未　２はＩＴＯ電鳳　３は基板を示題　またａ、ｂは
それぞれ段差体の凸部の領域凹部の領域の液晶層厚を示
も 液晶層厚ｉ１　　ａ、　　ｂで厚さが異なり、段差体の
材質（誘電率や抵抗など）の違いや厚みの違いにより、
　ａの領域とｂの領域との実効電圧に差をつけることが
できも　そのたべ　電圧を印加したときには分極反転が
常に実効電圧が大きく印加された方の領域から発生する
ことになム　つまり分極反転ドメインの発生　成長を、
凸部あるいは凹部の画素に占める面積や、高さによって
制御することができるたべ　容易に階調を得ることがで
きもたとえば　段差体ｌの上にさらにＩＴＯ電極を作成
しておけｌ、Ｃａ部にかかる実効電圧は常に６部よりも
大きくなり、段差体の材質などに関係なく、常にａ部よ
り分極反転ドメインが発生することになム この啄　各画素内で均一な階調を得るために（上各画素
内で少な（とも１つ以上の凸部あるいは凹部を有するよ
うにすればよく、実効電圧が画素内で異なるように５服
　凹部を組み合わせればよ（℃またその形状としてζよ
　占有面積　高さの異なる凸部と凹部が数種類混ざった
ものでもよく、さらにこれらを積層してもよし 実施例 本発明において（戴　強誘電性液晶の階調を、凸部ある
いは凹部からの分極反転ドメインの発生を制御すること
によって得るものである力丈　凸眼凹部はどの様な手段
を用いて作成しても構わなｌｉＴ。

またそれらの形汰　高さなど限られたもので実験を行な
った力（それらを限定するものではな１．Ｘ。

実施例１ 本発明の強誘電性液晶ディスプレイにおけるセル構造及
びその製造方法について詳細に説明すも第２図（友　実
施例１における強誘電性液晶ディスプレイの断面図であ
ム ガラス基板４，５上にＩＴＯ電極６，７を作成ずム　こ
のＩＴＯ電極６及び７（友　２枚の基板を組み合わせた
ときに各画素の大きさが５００μｍ×５００μへ　画素
間が１００μｍとなるように作成し池 この１．ＴＯ電極の付いた基板４及び５の一方の表面＆
へ　凸部として突起物を次のような方法で作成した まず、　５ｉ０２を４００℃で、　５ｉＨａと０２／Ｎ
２の混合ガスにより２０００Ａ作成し九充分洗浄、乾燥
を行なった後、ポジタイプのレジスト剤を塗布し　マス
ク露九　現（亀　及びエツチングを行なっｔ、：ｏ　　
このとき得られた５ｉｎ２の突起物８の大きさは１０μ
ｍＸ１０μｍ、　２０μｍＸ２０μｍ、　　３０μｍＸ
３０μｍ、　　４０μｍｘ４０μ毘　５０μｍＸ５０μ
ｍの５種類で、ピッチはすべて１５０μ亀　上下基板を
合わせたときに１画素当り１６個の突起物となも　この
とき、突起物の１画素当りに占める面積比１友　下式の
ように計算され （ｘ　、ｕｍＸ　ｘ　、ｕｍ）Ｘ　１６＋（５００ｕｍ
Ｘ５００μｍ）＝　ｙ％下表のようにな翫 その後この突起物付きの基板に再びＩＴＯ電極９をスパ
ッタにより約３０００Ａ作成し九次に両方の基板上に配
向膜１０．Ｉｔとして、ポリビニルアルコール（ＰＶん
　クラレボバール１１７）を乾燥後の膜厚が５０ＯＡと
なるように製膜し　一方向にラビング処理し九　ＰＶＡ
膜作成後の凸部の高さ１友５種類とも１５００Ａであつ
九 その後、ＰＶＡのラビングした方向が互いに平行になる
よう（、：、粒径２μｍのビーズスペーサ１２を介して
貼合わせ、注入口以外の部分をシール樹脂１３でシール
し九　次に液晶１４として、チッソ石油化学社製の強誘
電性液晶Ｃ５−１０１４を素子内に減圧下、コレステリ
ック相温度領域で注入した後、−０，５℃／分の冷却速
度で室温まで徐冷し　注入口を封止しｔ４ この強誘電性液晶セルを偏光顕微鏡下で、観察したとこ
ろ均一な配向が得られていることが分かつへ　まｔ二５
種類のセルすべて、突起物の占有面積は画素の面積に比
べ小さく、コントラスト低下の原因にはならないことが
わかった このセルにＩＶ、　　０．　５Ｈｚの三角波を印加した
とこへ　分極反転ドメインは常に凸部から発生しており
、各画素内で均一に再現性よく発へ　成長していること
がわかった 次に本実施例で作成したパネルの階調性の評価を行なう
ためにしきい値特性を測定し九しきい値特性に用いた電
圧波形を第４図に示す。

第４図で、一定のリセットパルス１５が印加された後、
しきい値特性を測定するための逆極性の可変の書き込み
パルス１６が印加されａ　この一連のパルスは一定の時
間１７ごとに印加されている。

この電圧波形を用いて測定したときの電圧（Ｖ）透過率
（Ｔ）曲線を第５図に示す。また透過率（友　次のリセ
ットパルスが印加される直前の値を測定し九　図５にお
いて、横軸は電圧　縦軸は透過率を表わしていも　ただ
し第５図での測定（上突起物が１０μｍＸ１０μｍのセ
ルを用（入　リセットパルスを２０Ｖ、　　１ｍ５ｅｃ
１　可変の書き込みパルスを０〜２０　Ｖ、　　０．　
５　ｍ　ｓ　ｅ　ｃとり、ｌ５ｅＣごとに一連のパルス
を印加した どのような書き込みパルスを印加してＬ　分極反転は常
に凸部の部分から発生し　特に５ｖ〜７Ｖの電圧印加後
の分極反転はその成長が途中で止まり、　１０階調が得
られ九 実施例２ 第３図（友　実施例２における強誘電性液晶ディスプレ
ィの断面図であ翫 ガラス基板４，５上にＩＴＯ電極２，９を作成すも　こ
のＩＴＯ電極ζ、ｔ、２枚の基板を組み合わせたときに
各画素の大きさが５００μｍＸ　５００μへ　画素間が
１００μｍとなるように作成し九このＩＴＯ電極の付い
た基板の一方の表面く凹部２０を次のような方法で作成
し九 ネガタイプのレジスト剤を塗布し　マスク露光現像　及
びエツチングを行なつ１．、　　このとき得られた凹部
３′のくぼみは２０μｍ×２０μｍで、ピッチは１５０
μｍであａ 次に両方の基板上に配向膜ｌＯ１１１として、ポリビニ
ルアルコール（ＰＶＡ、　　タラレボバール１１７）を
乾燥後の膜厚が５０ＯＡとなるように製膜し　一方向に
ラビング処理した　ＰＶＡ膜作成後の凹部のくぼみｌ友
　１５０ＯＡであつ九その後、ＰＶＡのラビングした方
向が互いに平行になるようく　粒径２μｍのビーズスペ
ーサ１２を介して貼合わせ、注入口以外の部分をシール
樹脂１３でシールし九　次に液晶１４として、チッソ石
油化学社製の強誘電性液晶Ｃ５−１０１４を素子内に減
圧下、コレステリック相温度領域で注入したｉ−０，５
℃／分の冷却速度で室温まで徐冷し　注入口を封止し九 この強誘電性液晶セルを偏光顕微鏡下で、観察したとこ
ろ均一な配向が得られていることが分かつ九　このセル
にＩＶ、　　０．　５Ｈｚの三角波を印加したところ分
極反転ドメインは常に凹部のくぼみの部分から発生して
おり、各画素内で均一にドメインが発毛　成長している
ことがわかつ九また実施例１と同様に階調性の評価を行
なったとこへ　同様に分極反転の発生　成長を制御する
ことができ、８階調が得られ九 発明の効果 本発明の強誘電性液晶ディスプレイで（戴　液晶と接す
る基板表面へ　微小領域からなる凸部あるいは凹部を付
設しているたべ　それらの段差により液晶層にかかる実
効電圧に違いが生じも　従って、分極反転ドメインの発
生　成長を制御することができ、しきい値が急峻な強誘
電性液晶でも容品に階調表示が実現できる。

即ち従来はしきい値をかえる目的で、基板、■Ｔｏなど
に段差をつけていたため、Δｎｏｄが大きく変わり、コ
ントラストが低下したが、本発明によれば段差はあるが
、それらの占める領域は画素の一部分であり、またその
領域からの分極反転ドメインの発生を制御するものであ
るため、コントラストが小さくなることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における強誘電性液晶ディスプレイの概
略断面図、第２図は本実施例１における強誘電性液晶デ
ィスプレイの断面図、第３図は本実施例２における強誘
電性液晶ディスプレイの断面図、第４図は実施例１．２
で行なった階調性測定用の印加パルス波形図、第５図は
実施例１で測定した電圧（Ｖ）−透過率（Ｔ）の図。 １・・・凸部あるいは、凹部を有する段差体、２−−−
ＩＴＯ電極、　３争拳・基板、　ａｓｂ”・凸部、凹部
の領域の液晶層厚、４，５・・・ガラス基板、（３，７
＊拳曇電極、８・φ・突起物、９・・・ＩＴＯ電楓　１
０．ＩＩ・・・配向Ａ１２・・・ビーズスペーサ、　１
３・・・シール樹脂　１４・・・液＆　　１５・　・リ
セットパル入１６・・・可変の書き込みパル入　１７・
・・パルス開成　１８．１９・・　ＩＴＯ電楓　２０・
・・凹部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）強誘電性液晶を用いたディスプレイにおいて、前
   記ディスプレイを構成する２つの基板のうち少なくとも
   一方の基板の液晶と接する側の表面に、微小領域からな
   る凸部、あるいは凹部を付設したことを特徴とする強誘
   電性液晶ディスプレイ。
2. （２）凸部あるいは、凹部が各画素内に少なくとも一つ
   以上含まれることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の強誘電性液晶ディスプレイ。